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1995年9月,我们在湖南三师附小新招一年级一个班中,开始进行培养学生阅读思维能力的实验。学生未经挑选,老师也是刚从中师毕业的新手。从一年级末的分题检测统计结果来看,对语文教学大纲中规定的一般要求,实验班与普通班的成绩无差异,而从思维能力来看就不同了。把“话”变成“画”一题的成绩,差异就非常显著,可以说实验班学生的思维能力强,理解能力也强。尤为有趣的是,看图写话呈现出一定的层次性,第一问是要求用一句话写出水果的样子、颜色。味道,两个班差不多;第二问是要求把一幅图的内容用两句话写出来,这是较高层次的写话,差异显著,说明实验班的语言发展要好;第三问是要求看图写二句以上的话,要求更高,而差异也非常显著。可见,实验班的观察、思维、表达能力要比普通班强得多。那么,一年来我们是怎样对学生进行阅读思维能力培养的呢?
一、结合插图,训练说话
小学低年级课本中有大量的插图,在教学中,我们充分发挥插图的作用,培养学生阅读形象思维能力。在看图中,先教给学生观察的方法,让学生逐步学会运用各种观察方法,并培养学生认真、仔细看图的习惯,看过图以后要求学生了解并记住图画的内容,留下深刻的印象。在看图中还引导学生逐步抓住事物的特点,并展开想象和联想,丰富图画的内容。通过这些训练,学生的形象思维能力明显地得到提高。如第一册课本看图学文《秋天到了》,先指导学生观察图画,然后回答“图上画的哪些地方说明秋天到了”,最后让学生用“因为秋天到了,所以……”的句式练习说话。又如第二册《小八路》一课,我们充分利用插图,培养学生的想象能力。让学生说说:小八路坐在哪里学习,为什么坐在石头上学习,他看书时会听到什么声音,等等。教师每次指导学生观察说话时,都让学生各抒己见,而且要求尽量做到说出的话不跟别人相同。这样不仅发展了孩子的语言,还培养了他们的求异思维。
二、依话作“画”,以“画”示文
这是本项实验的一个重要训练内容。在学生读文时,要求边读边想象,尽量想象出课文中描述的画面(场景)来。有的课文要求学生在阅读、理解内容之后,按照课文的描述画出图画(简笔画),画完后再与课文对照。这一步骤对于训练学生的形象思维与抽象思维都有好处,也能检验学生对于课文内容是否真正理解。如教第一册《小小的船》一课,在学生读文时,让学生依据想象作画。通过作画,学生的形象思维得到很好的发展,并且依据作画理解了“弯弯的”“小小的”“两头尖”等词语。然后借助能抽动的幻灯片帮助学生理解叠词“闪闪的”“蓝蓝的”。这样通过直观的画面,学生初步感知了蓝天星空的美景,既激发了探求新知的欲望和兴趣,又为学习诗句打下了基矗当然,在检查学生头脑里形成的画面时,教师要善于察言观色,不要因为学生没有画清楚而挫伤学生想象的积极性,也不要以为画得越多越好,如果已脱离了课文的内容,就千万不要表扬这个学生“想象力丰富”。因为我们的训练目标是依“话”作“画”,把“话”变成“画”。
三,比较分析,体会形象
对有些课文,教师则可指导学生观察、比较、分析,从而加深对内容的理解。比较分析,可用填表法上k较观察法等。如教第一册《比尾巴》一课,可先把猴子、兔子、松鼠三种动物的身子遮盖起来,让学生对比观察三种动物的尾巴及各自的特点,然后让学生说出它们分别是哪种动物的尾巴。教第三、四节时,先提问:谁的尾巴弯,谁的尾巴扁,谁的尾巴最好看。然后再让学生对比观察三幅图,看后回答问题。教学第二册《小壁虎借尾巴》,可设计下面的表格,让学生进行比较分析,理解课文内容。
四、设计补充练习题
设计原则:
一、营造具有充分英语文化环境的空间
学习一种语言一定要有语言环境才能学得好。语言只有在一定的情景中才有意义,才会生动,也才有利于理解和掌握。语言以情景为依托,通过视觉、听觉的协调作用能力加速理解和表达思想的过程。
比如,我们南方人学普通话,若到北方去生活一段时间,受到地道的普通话的熏陶,胜过读书、学习几年。我们的母语不是英语,学习英语是在汉语的氛围下进行的,没有英语环境,这就需要教师创造一个特定的能使学生产生共鸣的学习环境,让学生在特定情境下学习特定的语言。如我对刚开始学习英语的新生,一开始上课,就用英语向他们问好,作自我介绍:Hello,boysandgirls.I’myourEnglishteacher.MynameisZhouLiqin.YoumaycallmeMissZhou.WelcometostudyEnglish.Agoodbeginningishalfthebattle.IwishyouworkhardatEnglishandgoodluck.课堂英语也用英语说的。如:It’stimetostartnow.Openyourbooksatpages.Let’slistentothetapenow.Pleasereadaftermeonebyone.Wouldyouplease?当有些学生在窃窃私语时,我就说:Bequite.根据学生读书、回答的完善程度,我会分别说:Good/Wonderful/Excellent等来激励他们的学习动机,提高学习兴趣。教师说这些话时,不必担心学生听不懂,可用明显的体态语言,必要时用中文翻译,使学习明白。
在教室的布置上,突出英语的地位作用。比如,教室后面的墙报和评比栏的标题都用大号的英文书写,教室内的物品都贴上英文标签等等。在师生的交往中,强调交际要符合英语国家的文化规范。让每个学生都有自己的英文名字,平时以英文名字相称呼;老师也有英文名字,师生交往时,互叫英文名或叫Miss\Mr等。总之,尽力营造一个相对真实的环境,使学生眼之所见、耳之所闻都是英语,在不自觉中学习英语。
二、营造氛围,激发创新思维
学生是有感情的,学生的情感直接影响到他们的学习兴趣及学习效果。只有积极、肯定的情感才能使学生的主体性、创造性得到发展,学生的思维才能更活跃。对于语言学习,更需要教师创造一个特定的能使学生产生共鸣的学习环境,让学生在特定的情境下学习特定的语言。在教学中,我注意用实物演示情境,用图画再现情境,用音乐渲染情境,以生活展现情境,用语言描绘情境,把学生带入所学情境之中,从而使学生更好地理解、掌握所学语言内容。
我经常利用图片、实物、收录机、幻灯机、录像机、计算机等多种媒体进行教学,创造良好的氛围,激发学生的求知欲和浓厚的兴趣,有利于他们创新思维的开发。如在教学用品时,我拿着一支钢笔说:Thisisapen.又指着旁边的一支铅笔说:Thatisapencil.然后让学生听录音机里单词pen和pencil的读音,学生耳朵听着单词的读音,眼里看着实物,很快掌握这两个单词。
如在教小学英语第一册第22课时,首先我用大屏幕投影给学生放一段有趣的课文配套的动画片,在动物园里有许许多多的动物,有老虎、有熊猫、有小鸟``````他们还不时地发出相应的叫声,还自己介绍说:I’matiger.(panda,bird)动物园里老虎、熊猫、小鸟滑稽有趣的动作,幽默的语言,丰富的语调和鲜艳的颜色一下子吸引了学生注意,并使学生对教学内容初步了解。随后,我又出示幻灯片,用简单的语言向学生描绘情境。逼真的画面,优美的乐曲,加上老师贴切的解释,学生一下子便对所学课文熟悉了。接着,我放课文的录音磁带,让学生模仿说,学生产生了强烈的求知欲和兴趣,很快便掌握了对话内容。在此基础上,我又让学生利用表演体会情景,整节课学生兴趣怏然,注意力高度集中,良好的教学氛围促进了学生的积极性。
三、合作互动,发展创新思维
发展是教学的出发点,也是教学的归宿。它要求每个学生在原有的
基础上都有进步,都有愉快的实践和成功的喜悦。这发展,不仅是知识的积累,更重要的是智慧潜能的发展,思维的发展。每节英语课上都有一段时间让学生进行自由会话,我给这段时间取名叫“Freetalk”。这个小栏目一改过去的师问生答,采用人人会话的形式,要求学生运用所学过的日常用语进行会话。刚开始时,教师先进行师范,提供一些简单的问句。如:What’syourname?Howareyou?Howoldyou?等等,而且只要一问一答,然后用“滚雪球”的方法,每节课加一点内容,并渐渐提高要求,要求双方能连续问答,而且要加上礼貌用语。如用“Hello,***”招呼对方同你说话,会话结束时说声“Thankyou.”通过练习,现在学生能用运用书本上学到的内容互相会话。如:
A:Excuseme,what’sthisinEnglish?
B:It’sabook.
A:Canyouspellit?
B:Yes.Ican.B-O-O-K,book.
A:Isthisyourbook?
B:No,Itisn’t.
A:Whatcolourisyourbook?
B:Mybookisblue.
A;Thankyou.Goodbye.
B:Goodbye.
这样的会话练习,使学生真正将书本上的内容化为己用,并能灵活的进行组合。在这段时间内,每个学生都有自主发言的意识,他们是课堂的主人,是开拓自己创新思维能力的主要途径。
四、积极评价,鼓励创新思维
教学中,学生往往会产生一些稀奇古怪,非常离奇的想法,这时候,教师假如给以严厉的批评、指责,那么将会压抑学生那些朦胧的思想,从而会阻碍学生创造思维的发展。课堂上,学生只有处于一种和谐宽松的关系、环境之中,才能激起主动的内部活动。这要求教师对学生的学习行为及学习结果、反应等作出积极性的评价,鼓励学生的创新思维。
一、紧扣“三点”“织网”,培养学生统摄化学知识的能力
国家考试中心化学科命题委员会对考生的思维能力提出多方面的要求,摆在首位的是要求他们“对中学化学应掌握的内容能融汇贯通,把知识横向和纵向整理,使之网络化,有序的贮存……正确复述、再现和辨认。”为什么学生必须具备对化学知识融汇贯通、横纵整理、有序贮存的能力呢?从现代教学论的观点分析,原因有三:
第一,只有将化学知识横纵整理,舍弃杂多的枝蔓,留下知识的主干,学生才会获得更深刻、更具实质性的理解;第二,只有将化学知识横纵整理,尽量“简约化”、“单纯化”,纳入知识系统的整体中去,学生才容易作抽象的“逻辑记忆”,使其保持长久;第三,只有将化学知识横纵整理,有序存放,构成了具有“生长力”的知识体系,学生用时才能取之快捷,易于迁移和再创造。
那么,在化学高考复习教学中,怎样才能更有效地培养学生横纵整理化学知识的能力呢?我们的体会是:师生共同运作,紧扣“三点”织网;即:抓“考点”,搭框架;抓“热点”,为骨干;抓“难点”,作重心,使知识结构化、程序化,形成化学体系的网络。
二、设计思考阶梯,强化学生突破化学难点的能力
综上所述,从一定意义上讲,化学复习教学是学生在教师指导下,围绕“考点—热点—难点”这根轴心构建知识体系,并运用它来解决化学问题的过程。在这个过程中,突破难点无疑是课堂教学的关键。
化学难点具有“深”、“杂”、“混”的特征。所谓“深”,是指理论知识比较抽象、深奥,因而学生不易把握它的内涵、实质;所谓“杂”,是指化学问题头绪繁杂、难懂,因而学生理不清线索,找不到解题的突破口;所谓“混”,是指对若干化学问题的区分点把握不准,分辨不清,因而学生往往将似是而非的问题搞混淆。
如何在化学复习课堂教学中提高学生突破知识难点的能力呢?我们的做法是:围绕难点设计环环紧扣、层层深化的“思考阶梯”激发学生探究,通过“阶梯式”思考题把难点知识的难度降下来,以求化深为“浅”,化杂为“单”,化混为“清”。
我们就是这样通过系列“阶梯式”思考题,创造出让学生讨论、探索的情景,激发他们运用比较、判断、推理、归纳、概括等思维方法,沿着一个个的“思考阶梯”攀登,达到突破难点,掌握知识,提高思维能力的目的。
三、编织关系表解,提高学生凝练化学规律的能力
通过什么途径来培养和提高学生凝炼化学规律的能力呢?我们认为较成功的一种作法是指导学生学习编织关系表解:教师设计系列探究问题,启发学生对繁杂的化学知识进行分析、整理、类比、筛选、归纳和抽象等思维加工,学会用精炼的字、词、句,编织成揭示化学规律内涵的简明图解或归类表格,使具体问题抽象化;进而指导学生迁移、运用,使抽象问题具体化,在解决具体问题的过程中,加深对规律的理解,提高创造能力。
四、变换训练层次,发展学生解决化学问题的能力
应试能力如何提高?不少学校的许多老师,热衷于在复习教学中搞“大运动量”,带领学生在茫茫“题海”里拼命做题,以为“熟能生巧”。不可否认,学生做题多了,能一定程度上提高“双基”水准,然而却事倍功半。笔者十分赞同高考命题委员会成员段康宁教授的主张:能力的培养提高是寓于平时正常的教学(当然也包括复习教学)全过程中,不是靠题海可一蹴而就的。
师生和谐相处不是对学生一味地纵容,而是宽容、包容。“大道之行也,天下为公,选贤与能,讲信修睦。故人不独亲其亲,不独子其子。”就是宽容的体现。那么在教学中,宽容则意味着:不歧视学生;不隐瞒学生;不压制学生。每个学生在课堂中可以自由地表达。意见有分歧可以通过沟通解决。让学生学会理性地思考,辩证地看待问题。形成和谐的师生关系。师生和谐相处也需要教师更多的教育技巧和个人魅力。教师在整个课堂的控制上要做到举重若轻,把关注的重点放到学生学习态度上。教师要重视情感态度价值观在教学过程中的培养。鼓励学生积极参与到课堂中来,让学生成为课堂的主人,鼓励学生思考,甚至质疑。教师要培养学生的学习兴趣和学习习惯。让学生从被要求学习转化为主动学习、热爱学习。再者教师在课堂教学中也要适当地放。把教材交给学生,让学生自主地去寻找问题,解决问题。“教师以文化主体身份入场,专业学习信息、创设文化情境,引发教学事件。”“为充分表达、倾听对话、自由讨论、自主判断提供开放空间”。例如在讲授“众多的人口产生的影响”这个知识点时,教师可以把课堂还给学生。让学生自己体会,学生自己讲。在组织学习过程中,教师可以让学生单独讲,也可以让学生组队思考,更可以让学生做小老师。充分发挥学生的学习能动性。学生自己有生活体会。关于人口多带来的影响,大多数的学生都能提到“交通拥挤”、“住房紧张”、“看病挤”、“环境污染”、“就业困难”、“资源消耗大”等。基于学生有些生活体会不够,或是思考不全面的特点,教师还可以补充资料,让学生不仅看到众多人口带来的负面影响,也看到众多人口带来的有利的作用。学生通过自己的思考和教师的点拨,笔者相信辩证思维能力可以得到有效地锻炼。
2坚持公平有效的教学评价
公平合理的课堂教学评价是在课堂教学中培养辩证思维能力的保障。教学评价也是课堂教学中的一部分。合理有效的评价能促进学生的学习。在初中地理课堂中培养辩证思维能力尤其需要教师考虑教学评价的作用。新课标对地理教学评价要求“注重多途径收集信息,准确反映学生地理学习的结果及过程”尤为注重以“激励”为主。强调评价的诊断和发展功能。这在传统教学评价上是一个突破。随着教育理论的不断更新和我国教育目标的变化,传统知识评价已经越来越多表现出了不足和弊端。现代教育理念,强调学生的主体性,尊重学生的主体性。教育观念的转变,对教育评价也提出了新的要求。评价内容需要更充实,对学生进行全面综合的评价。不仅仅是对学生进行知识评价,更加入了对学生能力的评价,“授之以鱼不如授之以渔”。在评价方法上注意知识评价和能力评价的有机结合,做到综合考察。同时在评价形式上也可以把学生自评,小组他评和老师评价有机结合。力求给学生一个相对客观、公平的评价。能力是一种心理活动的形式,它所含的内容比较多,因此对能力评价的形式也是多样的。对学生能力的要求主要体现在学生是否能掌握地理思维。地理思维能力是要学生对组成地理环境的各要素有整体的把握,会综合分析各要素之间的关系。这其实就是考察学生的辩证思维能力。人与地之间的关系,也只能用辩证思维方法来解释。地理思维能力考察也应包括学生的图像思维和空间思维能力的考察。因此从地理学科本身特点上看,教学评价也需要辩证地进行,把学生的能力综合地考察。评价归根结底还是为教学服务的。地理教学评价的意义就是要让学生理解地理,喜欢地理。从而进一步有学习地理的兴趣。因此在做出教学评价时也应多方考虑评价的激励作用。可以重视学生在情感,态度和价值观上的评价和过程性评价。这两种评价对学生的激励作用是比较明显的。更为重要的是,在评价中一定要重视让学生能得到成功的体验。同时也要指出学生今后努力的方向。体现教学评价的发展性。
3设置有效的提问
提问是课堂活动的重要组成部分。恰当地利用提问并同时注意提问时机,能有效提高教学效果,以培养学生的辩证思维能力。培养学生的思维能力是一个将学生的思维矛盾内化的过程。在这个过程中,提问起到了媒介的作用。培养学生的辩证思维能力的提问可以尝试以下两种提问形式。
3.1入性提问
“亚里士多德说,思维的开始由疑问和惊奇开始。”锻炼思维,兴趣是重要的。提出鲜明的问题有利于思维的开始。教师通过联系生活、生产中的实例,设置情境提出问题,激发学生的求知欲。这种引入提问起到的就是抛砖引玉的作用,让学生一开始就有兴趣去思考。因此这种问题的设计就要贴合学生的兴趣和生活。例如我们可以问“天气预报可以取消么?”引发学生思考天气预报的作用。这样的提问直接而有效。让学生内化知识的同时也跟实际生活联系再一起。让思维变的更有培养的价值。
3.2辨析性提问
通过引导,激发思维。
培养学生乐于开动脑筋、积极思考问题的兴趣,开拓他们的思路,这是教学成功的重要一环。为此,我在教学中巧设问题,培养学生的兴趣,唤起他们思考问题寻找答案的欲望。如教《我的战友》一课,在分析烈火烧身一段时,我首先启发学生想想平时自己被火烫了是什么滋味,从而体会在烈火烧身达半个多钟头的情况下所表现的巨大忍耐力,转而问学生:“为什么能这样做呢?”“你们知道当时心里是怎样想的吗?”这时学生思维活跃,争着举手回答问题。有的说:“为了战斗的胜利,一定要坚持到底,决不能因为自己而暴露目标。”有的说:“当烈火在他身上燃烧时,他完全可以从火堆里跳出来就地打几个滚,扑灭身上的火焰。但他想到这样做会使整个作战计划和潜伏部队遭到破坏,所以宁可牺牲自己,也不肯动。”学生的回答,一个比一个完整深入。这时我就追问:“你们怎样知道当时是这样想的呢?”有的学生答出:“思想支配行动。所以能在烈火烧身的情况下像个巨石一样一动不动,正说明他心中是这样想的。”在不断的启发下,学生的思维达到了。他们被的高尚品质所感动。
通过比较,激发思维。
我引导学生比较课文中的“烈火在他身上烧了半个多钟头才渐渐地熄灭”、“从出发起冲锋到战斗结束才二十分钟”这两句话,都有一个“才”字,都用来表示时间,但有什么不同呢?前句中的“才”是指烈火在身上烧的时间太长了;第二句中的“才”是指战斗的时间很短,才二十分钟就取得了胜利。说明战友们为了给报仇,怀着无比愤怒的心情,用最快的速度消灭敌人,体现战友们英勇战斗的精神。通过比较,学生知道同一个“才”字同样表示时间,但在不同的语言环境中有迥然不同的含义。
通过综合,激发思维。
观察是信息输入的通道,是思维探索的大门。敏锐的观察力是创造思维的起步器。可以说,没有观察就没有发现,更不能有创造。儿童的观察能力是在学习过程中实现的,在课堂中,怎样培养学生的观察力呢?
首先,在观察之前,要给学生提出明确而又具体的目的、任务和要求。其次,要在观察中及时指导。比如要指导学生根据观察的对象有顺序地进行观察,要指导学生选择适当的观察方法,要指导学生及时地对观察的结果进行分析总结等。第三,要科学地运用直观教具及现代教学技术,以支持学生对研究的问题做仔细、深入的观察。第四,要努力培养学生浓厚的观察兴趣。例如教学圆的认识时,我把一根细线的两端各系一个小球,然后甩动其中一个小球,使它旋转成一个圆。引导学生观察小球被甩动时,一端固定不动,另一端旋转一周形成圆的过程。提问:"你发现了什么?"学生们纷纷发言:"小球旋转形成了一个圆"小球始终绕着中心旋转而不跑到别的地方去。"我还看见好像有无数条线"……¨从这些学生朴素的语言中,其实蕴含着丰富的内涵,渗透了圆的定义:到定点的距离相等的点的轨迹。看到"无数条线"则为理解圆的半径有无数条提供了感性材料。
二、引导想象
想象是思维探索的翅膀。爱因斯坦说:"想象比知识更重要,因为知识是有限的,而想象可以包罗整个宇宙。"在教学中,引导学生进行数学想象,往往能缩短解决问题的时间,获得数学发现的机会,锻炼数学思维。
想象不同于胡思乱想。数学想象一般有以下几个基本要素。第一,因为想象往往是一种知识飞跃性的联结,因此要有扎实的基础知识和丰富的经验的支持。第二,是要有能迅速摆脱表象干扰的敏锐的洞察力和丰富的想象力。第三,要有执着追求的情感。因此,培养学生的想象力,首先要使学生学好有关的基础知识。其次,新知识的产生除去推理外,常常包含前人的想象因素,因此在教学中应根据教材潜在的因素,创设想象情境,提供想象材料,诱发学生的创造性想象。例如,在复习三角形、平行四边形、梯形面积时,要求学生想象如何把梯形的上底变得与下底同样长,这时变成什么图形?与梯形面积有什么关系?如果把梯形上底缩短为0,这时又变成了什么图形?与梯形面积有什么关系?问题一提出学生想象的闸门打开了:三角形可以看作上底为0的梯形,平行四边形可以看作是上底和下底相等的梯形。这样拓宽了学生思维的空间,培养了学生想象思维的能力。
三、鼓励求异
求异思维是创造思维发展的基础。它具有流畅性、变通性和创造性的特征。求异思维是指从不同角度,不同方向,去想别人没想不到,去找别人没有找到的方法和窍门。要求异必须富有联想,好于假设、怀疑、幻想,追求尽可能新,尽可能独特,即与众不同的思路。课堂教学要鼓励学生去大胆尝试,勇于求异,激发学生创新欲望。例如:教学"分数应用题"时,有这么一道习题:"修路队修一条3600米的公路,前4天修了全长的1/6,照这样的速度,修完余下的工转
程还要多少天?"就要引导学生从不同角度去思考,用不同方法去解答。用上具体量,解1;3600÷(3600×1/6÷4)-4;解2:(3600-3600×1/6)÷(3600×1/6÷4);解3:4×[(3600-3600×1/6)]÷(3600×1/6÷4)。思维较好的同学将本题与工程问题联系起来,抛开3600米这个具体量,将全程看作单位“1”,解4:1÷(1/6÷4)-4;解5:(1-1/6)÷(1/6÷4);解6:4×(1÷1/6-1);此时学生思维处于高度活跃状态,又有同学想出解7:4÷1/6-4;解8:4×(1÷1/6)-4;解9:4×(6-1)。学生在求异思维中不断获得解决问题的简捷方法,有利于各层次的同学参与,有利于创造思维能力的发展。
四、诱发灵感
灵感是一种直觉思维。它大体是指由于长期实践,不断积累经验和知识而突然产生的富有创造性的思路。它是认识上质的飞跃。灵感的发生往往伴随着突破和创新。
在教学中,教师应及时捕捉和诱发学生学习中出现的灵感,对于学生别出心裁的想法,违反常规的解答,标新立异的构思,哪怕只有一点点的新意,都应及时给予肯定。同时,还应当运用数形结合、变换角度、类比形式等方法去诱导学生的数学直觉和灵感,促使学生能直接越过逻辑推理而寻找到解决问题的突破口。
按照心理学的观点。“能力是顺利地完成某种活动的个性心理特征。”而智力是“在各个人身上经常地、稳定地表现出来的认知特点,就是认识能力或认知能力。”智力的核心是思维能力,而思维的核心形态是抽象逻辑思维(包括形式逻辑思维和辩证逻辑思维)。按照思维结构的发展阶段来看,抽象逻辑思维是发展的最后阶段,这个阶段又可分为初步逻辑思维,经验型逻辑思维和理论型逻辑思维(包括辩证思维)。显然,培养思维能力,特别是抽象逻辑思维能力是开发智力的关键。
在高中物理教学中以提高学生抽象逻辑思维能力,特别是理论型逻辑思维能力,是需要也是可能的。
首先,高中生无论是升学还是就业,随着现代化建设的深入开展,再学习乃至终身学习,更需要的是抽象逻辑思维。同时,高中物理是一门严密的、有着公理化逻辑体系的科学理论,对于高中学生抽象逻辑思维能力的要求,较初中物理有了一个很大的飞跃,这就是当前所谓初、高中物理“台阶问题”的实质。另外,从高中学生心理的年龄特征来看,从初二年级开始的抽象逻辑思维由经验型向理论型水平的转化,在高二年级将初步完成,这意味着他们思维趋向成熟,可塑性将变小。因此,在高中一、二年级不失时机地提高学生抽象逻辑思维能力,以顺利地完成从经验型向理论型水平的转化是必需的。
其次,从生理上看学生在16岁时已能完成人脑总重量的96%的发育过程,有了必要的物质基础。在心理上,从初二开始了向理论型抽象逻辑思维水平的转化,也有了一定的思维能力的基础。同时,经过初中阶段的学习,他们在语言、文字、数学物理等各方面都有了必要的知识基础,为在高中着重提高抽象逻辑思维能力提供了可能。
广大教师的实践也证明:凡是抽象逻辑思维能力较强的学生,其他方面的能力都比较强。
因此,高中物理教改也应把提高学生担负逻辑思维能力放在首位。
高中物理教学如何提高学生的抽象逻辑思维能力呢?
就思维发展来说,学生“在活动中产生的新需要和原有思维结构之间的矛盾,这是思维活动的内因或内部矛盾,也就是思维发展的动力。”环境和教育只是学生思维发展的外因。作为中学生,其主导活动是学习。而学习是在教师指导下有目的、有计划、有系统的掌握知识技能和行为规范的活动,是一种社会义务,从某种意义来说,还带有一定的强制性。它对学生思维发展起着主导作用。主要表现在学习内容、学习动机和学习兴趣对思维发展的影响上,即学习内容的变化,学习动机的发展和学习兴趣的增进,直接推动着学生思维的发展。学生思维发展的过程包含着“量变”和“质变”两个方面。学生知识的领会和积累,技能的掌握是思维发展的“量变”过程;而在此基础上实现的智力或思维的比较明显的、稳定的发展,则是心理发展的“质变”。
教师的责任就是要以学习的难度为依据,安排适当教材,选好教法,以适合他们原有的心理水平并能引起他们的学习需要,成为积极思考和促使思维发展的内部矛盾。创造条件促进思维发展中的“量变”和“质变”过程。应该看到,这两个过程是紧密联系的,缺一不可的。教育并不能立刻直接地引起学生思维的发展,它必须以学生对知识的领会和掌握技能为中间环节。而智力、思维的发展又是在掌握和运用知识、技能的过程中才能完成的。没有这个“中介”,智力、思维是无法得到发展的。但是教师教学的着重点应是通过运用知识武装学生的头脑,同时给予他们方法,引导他们有的放矢地进行适当的练习,促进他们的思维或智力尽快地提高和发展,不断地发生“质”的变化。这也就是学生思维结构的“质变”过程或称“内化”过程。
具体到教学中如何培养学生的智力,特别是思维能力这个问题上,我国一些心理学家经过研究与实践,提出了“培养思维品质是发展思维能力的突破点,是提高教育质量的好途径”的观点,并在小学数学教学中取得了良好的效果。这是因为智力是存在层次的,它是由人的思维的个性差异确定的,这种差异体现为个体思维品质,包括敏捷性、灵活性、深刻性、独创性、批判性五方面。它也是思维能力的表现形式。因而由此可确定思维能力的差异;思维品质的客观指标是容易确定的,使定量研究成为可能;研究思维品质的发展与培养,有利于克服传统教学的一些弊病,并对之实施改革;思维品质的发展水平是智力正常、超常或低常的标志。其中思维的深刻性,思维活动的抽象程度和逻辑水平,以及思维活动的广度、深度和难度——是一切思维品质的基础。
就思维结构来说,皮亚杰提出了“发生认识论”,强调“图式”概念。他的心理学思想中有着丰富的辩证法思想。他认为“图式”即心理或思维结构,“图式”经过“同化”、“顺应”和“平衡”,构成新的“图式”,不断发展变化,不仅有量变,也有质变的思想是可取的。其中“同化”是图式的量的变化,“顺应”是图式的质的变化。
任何一间科学都是由基本概念、基本规律、基本方法等组成的。概念、规律、方法等是相互联系的;不同的概念、规律、方法之间也是相互联系的,从而形成了该门科学的知识和逻辑结构。当然这种结构也在变化和发展着。应该说,人的思维结构和各门科学的知识、逻辑结构都是人们对客观现实世界的反映,是紧密联系的。因此,从教学必须发展学生思维能力上来说,正如杰罗姆·s.布鲁纳所说:“不论我们选教什么学科,务必使学生理解该学科的基本结构。”这也符合现代系统科学(控制论、信息论、系统论)的观点,系统科学认为结构与功能是对立的统一。不掌握学科结构,就难以发挥该学科的功能。不仅如此,还认为任何系统都是有结构的,系统整体的功能不等于各孤立部分功能之和。而是等于各孤立部分功能的总和加上各部分相互联系形成结构产生的功能。数理学科更是如此。布鲁纳写道:“制订物理学和数学课程的科学家们已经非常留意教授这些学科的结构问题,他们早期的成功,可能就由于对结构的强调。他们强调结构,刺激了研究学习过程的人。”
可见,教育学家、心理学家们强调“结构的重要性”是受到物理学家、数学家的影响,特别应提到的是爱因斯坦的重大影响。爱因斯坦强调指出:“科学力求理解感性知觉材料之间的关系,也就是用概念来建立一种逻辑结构,使这些关系作为逻辑结果而纳入这样的逻辑结构。”还指出:“科学是这样一种企图,它要把我们杂乱无章的感觉经验同一种逻辑上贯彻一致的思想体系对应起来。在这种体系中,单个经验同理论结构的相互关系,必须便所得到的对应是唯一的,并且是令人信服的。”由此可见,无论是物理学的学科特点,还是现代认知心理学和现代系统科学的研究成果都强调了“结构的重要性”。高中物理教改,必须从本学科的特点出发,以辩证唯物主义观点和历史唯物主义观点为指导,以心理学特别是现代认知心理学的科学成果为理论依据,以现代系统科学为方法论的依据来进行。由此必须对物理的教材、教法进行新的处理,必须建立起一套有效的检测、评价系统,对教学过程进行有效的控制。就此想谈几点粗浅的看法。
一、关于教材前述。由于“结构的重要性”,必须要求有一套与之相适应的教材。目前,在物理教学大纲规定的范围内,可以对现行物理教材进行一番加工改造,突出结构,强调对抽象思维能力的培养。为此:
1.建立高中物理的整体的知识和逻辑的结构和系统;同时建立各部分(力学、热学和分子物理学、电磁学、光学、原子物理等)的子结构和子系统;以及各章、节的结构。并与学生的认知过程相适应。
2.实验应包含在上述系统中,构成不可少的组成部分。同时应强调通过实验培养学生抽象逻辑思维的能力。改变传统的认为观察和实验是不依赖于理论的观点,改变那种认为实验方法的本质是完全离开理性的体系,单纯起着事实的裁判作用的观点。大家都知道,随着实验研究对象远离人们直观经验的领域,特别是现代物理学实验的发展,使人们愈来愈认识到实验与观察依赖于理论,实验所获得的认识实际上受制于仪器和实验设计中所包含的假设,是不可能摆脱理性思维的指导的。
尤其是高中物理。由于实验设备的限制,学生又没有误差理论的系统知识,往往对于实验原理、实验得到的数值(哪怕是不准的)都抱着轻视的态度,而集注意力于操作上,这对于培养和提高学生抽象思维能力是不利的。为此,高中物理实验的重点,应放在实验的设计思想,仪器的原理以及在中学仪器条件下对实验数据的认识和处理上,而不应仅仅停留在操作和观察上。
3.例题和习题的配制应包含在上述系统中,构成不可少的组成部分。教学中最重要的任务是概念的形成和问题的解决。概念不仅是学科结构的最基本的要素,是“框架”的“交结点”,而且是思维的“细胞”。而问题的解决,即应用,正是结构中各部分之间联系的建立以及结构的发展所必需经过的阶段。这也就是思维的过程。统计表明,仅就中学生而言,掌握归纳推理的水平略优于掌握演绎推理的水平。实践中,我们也常常发现就多数学生而言,从自然现象和实验归纳出概念和规律,学生掌握较好,而运用概念和规律去解决问题则困难较大。这是由于演绎推理较之归纳推理可以通过更多种形式来表现,掌握起来也复杂些,因此,就需要有意识的多加指导和训练。按照提高抽象逻辑思维能力的要求编写例题和习题,并加以适合的配量。这与“题海战术”是有本质区别的。当前,好的例题和习题(指符合我们这种要求的)不是太多而是太少了。人工智能的主要奠基人之一,H.A.西蒙说得好:“如果我们观察一些好学生的学习过程,特别是在数理课程中,或者其他一些需要发展解题技巧的课程中,我们看到学习所得大多来自解答每章后面的习题的活动或者学习课本中已经解出的例题的活动。有一种编制人工智能学习程序的方法就是试图模拟这样一类过程。”这对我们不无启发。
4.关于物理学史的教育,也应从有利于培养学生抽象思维能力加以组织。大家知道,从物理学发展史来看,“结构”是随着物理思想和对物理概念的理解更加深化而发展的,不是一成不变的。适当地、完整地围绕某一部分物理知识(如力学)介绍这种发展,较之分散地介绍某一部分历史事实,更有利于学生思维的发展。
二、关于教法
1.从有利于提高学生抽象逻辑思维能力出发,增强学习的目的性、方向性,应该让学生知道学习过程、思维过程、思维的形式和方法,以调动其自觉、主动性。只有自觉地遵循思维规律来进行思维,才能使概念明确、判断恰当、推理合理、论证得法,具有抽象逻辑性,培养出深刻性的思维品质。这是一切思维品质的基础。
2.按现代认知心理学的观点,学生在学校的学习的实质就是前述认知结构的“同化”和“顺应”的过程。学习的类型主要是“意义学习”,即在良好的教学条件下,学生理解符号所代表的知识,并能融会贯通,发展了智力,提高了能力。其实质是符号所代表的新知识与学生的认知结构建立了非人为的实质性联系。这是最有价值的学习。学习进行的方式主要是“接受学习”,即要学习的全部内容都是以定论的形式呈献给学生,然后让学生加以“内化”(即与原有知识有机结合),大量的知识和材料都要靠此获得。
从这一点来看,班级授课,以课堂教学为主的教学形式没有改变。具体的课堂组织形式可以各人不同。但从着重思维能力的培养上看,似应更重视每学期一部分“结构”建立开始的绪言课,结束时的复习课。以及对实验课和习题课有关思维方法和物理方法的指导。以与教材处理的原则一致。
3.因材施教,开展课外活动,培养一些优秀学生。便他们不受思维定式的约束。大力培养他们的直觉思维和创造性思维。直觉思维是创造性思维的基础。强调直觉思维是爱因斯坦科学观的一个重要特征。他说:“物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要得到这些定律,并没有逻辑的道路:只有通过那以对经验共鸣的理解为依据的直觉,才能得到这些定律。”探索就得用直觉思维:整体的、跳跃的、猜测的,以知识结构为根据的直接而迅速的认识。
同时,我们对于学习物理有困难的学生,则应加强课外辅导,消除他们心理上,思维上的障碍,以适应面对大多数学生进行的课堂教学。
三、关于教学过程的控制和评价是仍需研究的,在此只提出一点线索
1.思维的智力品质研究是有客观指标的。我国一些心理学家,所进行的小学数学教改试验,即运用这一套指标。详情请见《思维发展心理学》朱智贤、林崇德著。
2.教学过程离不开信息的传递,因此也是可以量化的。现代系统科学据现代认知心理学的“产生式”理论,从信息加工的角度,把人的短时记忆的最小单位定为“组块”,多大是一个组块,不是固定不变的。一个数字、字、词、符号、成语、短语等都可以是一个组块。它的存贮时间需要0.5秒,而转化为长时记忆至少需8秒。掌握物理学科,首先要懂得物理语言,大脑中要有一套物理符号系统。即在长时记忆中要存贮一定数量的组块(信息)。仅有组块还不够,还必须把组块组成若干程序,形成产生式系统。一个产生式包括两部分:条件和动作。一定条件做出一定动作就是一个产生式。如:一个公式,一个定理就是一个产生式。组块必须按产生式组合才有意义,二者不可截然分开。普通教科书一章所传授的知识约有十几个产生式。掌握一间课程等于掌握几百个产生式。而获得物理学科那样的专业能力,就得掌握几千或几万个产生式。从时间上讲,一天学习5小时,1小时可以学习4—20组块,1个产生式。这就是相当于一课时的信息量。依此类推。
如果能仔细地将高中物理教材中必须掌握的组块和产生式统计出来,实行控制是有可能的。
3.教学方法:教学程序能否事先进行最优化选择,现在也有人用模糊数学的方法,加诸因素进行综合评价,运用计算机进行事先的最优选择。
有关计算思维的认识和理解对广大的计算机基础课教师是一个循序渐近的过程。有关计算思维的一些例子都是一些和计算机处理问题相关的思维方法。新的计算机基础教育侧重点应当是对这些方法的介绍,并能够让学生深入的理解这些思维的方法,从而培养学生能灵活应用这种思维方法去创造性的解决一些实际的问题。这样的培养目标,和教育理念,更多注重的是思维技能的训练,学生通过计算机基础课程,接触计算机,并利用计算机完成一些任务,这些都只是让学生进行计算思维训练的一种手段,我们的目标是让大学生形成良好的计算思维方面的能力。当然这并不是说现有的计算机基础教育的框架,现有的计算机基础教育框架仍然很重要,比如,学生仍需要掌握一些计算机软件的使用方法,仍然需要去了解什么是计算机程序设计语言,以及能够去设计一些简单的计算机程序。但这些是培养学生计算思维能力的手段,不应当再是目标了。具体的计算思维能力包括如下例子:
(1)通过约简、嵌入、转化和仿真等方法,把一个困难的问题阐释成如何求解它的思维方法
(2)采用抽象和分解的方法来控制庞杂的任务或进行巨型复杂系统的设计
(3)利用启发式推理寻求解答,即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法。等等,这些都属于计算思维能力的范畴。由上面的例子可以看出,计算思维能力的培养是一个巨大的,艰难的任务。许多的思维能力的培养和训练已深入到了计算机科学的前沿。但是,通过计算机基础教育的学习,应当让学生能够了解、并理解计算思维的思考方法,计算思维能力的养成不是一朝一夕能够实现的,需要伴随着人们的不断学习才能养成的技能。
2.计算机基础教育中计算思维能力培养途径探讨
之前已提到,计算思维能力的培养并不是完全打破现有的计算机基础教育的课程体系,而是通过现有的课程体系,引导学生思考计算的本质,了解计算机在解决一些实际问题的时候所采用的思想和方法等。所以,在计算机的基础教学中,融入计算思维,主要是教学方法、教学理念的改革,和教学的内容变更关系并不是非常大。当然,也可能需要在教学内容中适当变更,比如增加计算的本质,可计算性理论等内容。但这些内容的引入,在计算机基础教育中不应当是重点。在教学过程中,从解决问题的角度出发,强调解决问题的方法、思路,而不是仅仅教会学生如何解决问题,引发学生的深入思考,使学生从计算的角度理解问题,从而培养学生的计算思维能力。深入到具体的教学过程中,计算思维不是内容和工具的改变,而是教学方式、理念的改变。这首先需要教师从更高的层次看待问题,引导学生深入的思考。计算思维能力的培养,是让学生学会如何运用计算机科学的基础概念进行问题求解与分析。这要求学生对一些原理性的概念有深入的理解,所以可能需要适当的增加一些教学内容,在原有课程体系的基础之上,扩展一些教学内容。扩展的这些内容主要是帮助学生更深入的思考下去。可以在计算机基础教学中适当增加计算机语言教学,在程序设计课程中强调与计算思维能力有关的数据结构和算法实现。但应当注意,计算思维能力的培养,绝不仅仅是培养学生的程序设计能力,计算思维是概念化,而不是程序化,要像计算机科学家那样去思维,意味着远远不止能为计算机编程,还要求能够在抽象的多个层次上思维。在现代的计算机基础教学中,需要教师做恰当的引导,让学生自觉地去学习、思考。例如,在所有的计算机基础教学中,都会介绍到计算机使用二进制来表示信息,如数、字符等等,一般而言,如果教师只是单纯的讲解这些内容,学生们对此有个大概的认识,但不太可能引起普通学生对这些信息如何使用二进制表示的兴趣。如果引入相应的例子,就可能会引导起学生的兴趣和思考。比如,在1991年的海湾战争中,有一枚爱国者导弹并未能成功拦截飞毛腿导弹,造成美军的伤亡。如果提示学生,之所以出现这样的问题,原因就在于爱国者导弹系统的内置时钟出现了问题,和计算机用二进制数来表示浮点数产生的误差有关,这肯定会引起学生的兴趣,学生们就会对计算机如何表示浮点数产生兴趣,引导学生去阅读相关的表示标准,如此一来,学生独立思考、学习的兴趣会大大的增加。在这一过程中,教学的内容并没有实质上的大变化,但对于教师的要求显然是提高了很多。教师能不能以高的角度去引导学生是非常重要的。
3.大学计算机基础教育的方案
在教学实践中,计算机基础教育,首先训练的还是学生应用计算机的基本技能,在学生掌握了基本技能之上,培养学生在遇到问题以后,熟练运用基本技能解决问题的应用能力,在这些基础之上,逐步使得学生深入思考,提高学生的信息素养,从而引起学生在计算思维能力方面的逐步形成。教学内容仍然分为基础理论教学与实践教学两个部分。其中,基础理论教学部分可以根据学生所学专业的不同分为不同的部分。具体的一些教学安排和现有的计算机基础教学安排差别并不大,因为笔者认为,计算思维的培养着重在于教师如何引导,教学的内容并不是能力培养的主导因素。具体的课程安排以及课时设置,可以根据不同高校的实际情况进行。其中实践教学部分当中的扩展实验的设计,需要教师能较好的把握:既不能设计的太简单,太简单不能促进学生思考、动手,也不能设计的太难,太难,学生往往有挫败感,失去学习思考的兴趣。
4.问题
在计算机专业数据库应用技术课程的授课过程中,为了培养学生的计算思维能力,以及将计算思维能力很好地应用在课程学习的每一个环节,在极大程度上都取决于授课教师的职业素养。为了搞好数据库应用技术课程的建设,就要合理优化教师团队,加强学习。以计算思维能力培养为核心的教师队伍建设可以从以下几个方面进行:第一,参加计算思维能力相关师资培训,通过专业的培训,教师能够开拓眼界,顺利地完成教学观念的转变,并能深刻理解计算思维的定义,只有教师先对其充分理解,才会知道如何将计算思维合理应用到对学生的教学当中。第二,系部或教学团队可以定期举办专题研讨或定期交流,以此来提高教师对计算思维的理解和认识,并促进教师对计算思维能力培养的方法进行积极地探索,拓宽教学思路。
2教学内容的改革
数据库应用技术是一门理论与实践结合紧密的课程,其中的很多数据库理论知识比较抽象,只有充分理解之后才能很好地指导实践,所以一定要围绕计算思维能力的培养对本门课程的教学内容进行改革,对知识点进行重新梳理,以“计算思维”为核心合理优化教学内容,制定适宜的教学计划,分配好理论课与实践课的比例,打破传统的“课堂填鸭式教学”,将计算思维融入到以“数据库设计数据库应用数据库管理维护”为主线的教学流程当中,详细地规划出每一个项目的具体教学内容、课时量以及授课的方式。
3教学方法的改革
在数据库应用技术课程的教学过程中,教师在讲授每一个知识点的时候都要从培养计算思维能力的角度来出发,将课程内容源源不断地传授给学生,在授课过程中首先引出思考点,从而自然进入计算思维模式,将知识点的传授转变为思维传授,最终将会培养出具有计算思维能力的优秀学生。以下是将计算思维融入到启发式案例教学法、任务驱动教学法和以工作过程为导向的项目式教学法中的具体体现:
3.1启发式案例教学法
根据课程的教学目的和培养目标要求,在整个教学过程中,应以案例作为基本素材贯穿始终,应用计算思维启发引导学生,并把学生顺势带入特定的教学情景中对问题进行分析和解决,从而培养了学生的计算思维能力。例如,数据模型的内容是课程中最基本的概念之一,也是一个很抽象的知识点,那么在这个问题的讲授过程中,就应从现实生活中学生们比较熟悉的学生信息为出发点来进行分析,先抽象出信息世界,之后建立起概念模型,再由概念模型转换为逻辑模型,最后抽象出可以在计算机物理介质上存储的物理模型,这样数据库的整体结构就分析出来了。启发式案例教学法使学生更快地了解了所学内容的全貌,有效地提高了学生的学习兴趣,并启发了学生的思考,使学生综合运用知识和方法的能力会有很大提高。
3.2任务驱动教学法
任务驱动教学法特别适合数据库应用技术课程的教学,这种教学方法本质上是通过明确而适度的“任务”来诱发、加强和维持学生学习的成就动机,其中的“任务”是学习的桥梁,在向学生布置任务的同时要合理融入计算思维且合理分解任务,以此来“驱动”学生完成任务。任务驱动教学法的基本步骤为:提出任务(附带相关思考问题)分析任务(融入计算思维)完成任务(应用分析结果)总结任务(思考整个过程提升计算思维能力)。
3.3以工作过程为导向的项目式教学法
高等职业教育是一种以就业为导向的教育,其目标是为培养高质量的蓝领技术人才,注重“教、学、做一体化”的校企合作培养模式,所以在理论教学过程、实践教学过程和课程设计阶段,都应以工作过程为导向来构建每个学习情境,把教学内容、实践内容、课程设计内容和教学目标巧妙地隐含于具体工作任务之中,而且在所有工作任务的每一个环节中都要运用多种计算思维方法分析问题和解决问题,做到融会贯通。以工作过程为导向的项目式教学过程:首先,由教师提出工作示范项目相关问题,让学生思考问题,带着问题通过各种途径查找资料;之后,教师带领学生对数据库进行开发,完成需求分析、设计、建设、运行和维护数据库的所有任务,其中的全部过程也是由教师边提出问题边讲解,很多问题都需要学生进行资料查找和研究讨论;最后,在学期末的课程设计中,教师下达实训项目的工作任务,由学生以分组研讨合作的形式完成整个项目,交给教师进行项目验收和评价。在以工作过程为导向的项目式教学中应用计算思维可以为学生留出创新思维的空间,引导学生主动思考问题以寻求多种解决问题的思路,潜移默化地培养了学生的计算思维应用能力。
4结语