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案例教学在我国高中地理新课程案例教学中的历史由来已久,面对新课程改革为高中地理新课程教学提出的诸多要求,当前在高中地理教学开展的过程中,进行卓有成效的案例教学已经成为当前的大趋势了。实践中,高中地理新课程案例教学模式的应用应该着眼于以下几个方面。
一、树立案例教学的理念
纵观我国当前的高中地理教学事业,相当一部学校和地区的软硬件设施和配套设施还没有被建立健全,尽管以远程教学和高中地理新课程案例教学为先导的现代化教育教学革命已然到来,学校似乎在教学理念层面还没有做好相关的准备。针对这样现实情况,在践行案例教学模式下高中地理新课程案例教学改革的过程中,学校和教师都应该摒弃以往应试教育中培养的僵化的、唯分数论的传统理念,依托案例教学的相关手段,更加强调素质教育、能力教育和通识教育,为学生的成长进步提供空间和机会,让学生在教学实践中得到应有的锻炼和成长,助力学生今后的个人发展。
二、着眼案例,进行教学体系的改革
有效的教学模式的建立,是一个新技术应用推广的基础和前提,互联网教学模式下高中地理新课程案例教学教育改革创新的相关工作也不例外。在面对高中地理新课程案例教学相关改革创新的过程中出现的相关问题的时候,应该以问题为导向,制定并寻找当前解决问题的一系列办法。在这个过程中,学校应当给一线教师和学生一些自,除了规定一个固定教学内容和教学目标之外,不再为学生和老师的实际教学情况予以规定,在这样的前提下,教师才能够让学生在案例教学的课堂上,自主选择所学内容,这种方法,一方面能够帮助学生最大限度的在互联网学习中获得快乐和兴趣,另一方面,也能最大限度地给学生的学习带来的便利性,发挥网络在促进学生学习方面的重要作用。
三、着眼于案例教学,善用互联网
网络的深入发展,让远程教学成为了可能,当前,随着学校里高中地理新课程案例教学网络教育教学机制的深度创新,学生通过网络进行远程学习也逐渐成为了可能。在这个过程中,为了促进高中地理新课程案例教学的发展,最大限度地发挥互联网在教育教学中的重要作用,应该加大远程教育方面的投入,力求用专业化的知识、技术和设备,推进案例教学环境的不断丰富和发展。在课程设置和人员配备上,应当绝对杜绝“外行领导内行”情况的发生。只有这样,高中地理新课程案例教学才有可能可持续的发展,新技术才有能不断地被应用于实践。
四、依托案例,重视因材施教
因材施教是在高中地理新课程案例教学中开展教学改革的初衷,随着当前高等高中地理新课程案例教学的不断进步,很多采取的教学改革的模式,很大程度上是对于因材施教理念的践行。但是应该注意到的是,学校毕竟是集体学习的地方,所谓的教学改革也不过是在集体学习的前提下进行的分层次教学。我们在进行因材施教的过程当中,一定要注意强调集体学习的重要性。在进行相关的教学实践的时候,还要强调大课、中课和小课的互补学习,其中集体课是教授学生的必须掌握的理论知识和实践经验,旨在提高学生的整体音乐素养,中课是针对主体学生的开展的一般难度的地理新课程案例教学,而小课的开设则是走向了两个极端――针对学习程度最好和最差的两组学员进行的单独教学。
五、改革考试制度
考为了推动高中地理新课程案例教学的长远发展,对于学生考察中,应该将考试和考察的方式多样化,将更加丰富的考察形式带入到高中院校地理新课程案例教学教育教学的考察模式中。学校应该考虑改革现有的考察模式,以配合当前高中地理新课程案例教学的改革和相关活动。在这个过程中,弹性学分制是可以参考的一种改革方向。就是说,把以往用于考察学生学习程度的固定的学分标尺,改变成根据学生学习情况的不同来定义的相对概念。这样做,一方面让学生有机会从繁重的课业和练习中解脱出来,能够更好地实现学生的全面发展,更重要的是,这种方法还能够帮助学生尽早找到人生前进的方向,帮助学生在今后的学习和生活中拥有主见,建立自信。
六、结语
随着时代的高速发展,时代对于高中教育提出了新的要求,高中地理新课程案例教学改革势在必行。为了推动我国高中地理新课程案例教学教育事业的整体发展和进步,相关教育主管部门、学校和教师都应该在已有的软硬件设施的基础上,进行更深层次的教育教学改革,创新教学方法,助力学生的长远发展。
参考文献:
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[2]刘剑英,宋鹏.高中地理新课程案例教学改革探讨.[J].辽宁高中学报,2012(3):12-13.
地理高效课堂之所以高效在于它塑造了热爱学习知识的人,如何塑造热爱学习知识的人,也就是如何充分调动学生的积极性,使其自主、合作、探究,是我们每位教师应该认真思考的问题。高效课堂尽量给学生更多时间,要少讲精讲,真正体现学生的主体地位,让学生掌握更多的知识,发展各种能力。如何让学生在有限的时间里愉快地完成我们的目标,这应该是我们高效课堂的最终目的。学案可以作为学生的学和教师的教之间的中介,借助学案改进教学方式,可以有效地改进教学中师生互动模式,引导学生正确地确立学习目标和适合自己的学习策略。
二、地理案例的选择与编写
随着信息交流的不断发展,教师比较容易获得大量的事实材料或现成的案例。但由于教学目标、教学对象等的差异,在案例教学中,教师一般都需要对案例进行挑选和修改,甚至撰写案例。教师在案例选编的过程中,应注意以下几个方面:
1.教师要创设好一个情境
一个好的情境能把学生从兴奋的课间带到课堂上来,且根据这个情境能激发学生的好奇,使学生更加迫切地想知道由情境引发的一系列问题。譬如在上《南亚》这一节时,首先我根据学生已有知识问学生:“西游记中唐僧是到哪一国取经呢?”“印度属于亚洲的哪个区域呢?”“泰姬陵是哪一国的?”又问:“同学们想了解南亚的哪些知识?”这时教室里开始沸腾了,同学们齐刷刷地举手问:“南亚有多少个国家?”有的说:“我想知道南亚的气候,南亚有哪些景点?以后我到南亚去旅游,什么时候最好?”“南亚有哪些著名的城市?”学生的兴趣一下子就激发起来了。
2.学案设计中要有教学目标,教学重点和难点
在学案设计中要有教学目标,教学重点和难点,让学生明白这节课要获得哪些知识、技能,让学生带着任务去学习,同时它也可用于课后学生检测自己是否达到了预设的目标。教学目标的制定不能太笼统,要明确,要具有检测性。比如说,《中国的地形》这堂课同学们要记住地形特点,要在图中找到重要的地形区,通过地形特点,理解中国的降水、河运、水能,要能解释水能价值等。
3.根据学生的情况,合理安排小组任务和展示内容
一节课的内容往往很多,如果教师采用传统的教学手段教学,完成任务是没有问题的。但采用学案教学法,因为多了许多学生讨论、解决问题的环节,往往难以完成全部任务,因此需要教师合理规划、统筹安排,使学生既能掌握每一节课要掌握的知识,又有机会得到很多方面的能力的培养和发展。譬如在设计《中国的地形》的学案时,教师可以把《中国的地形》的基础知识分成四个任务:
任务一:我国地势特征我国地势高低,大致呈级阶梯分布。
任务二:我国地势西高东低的分布状况对气候、河流和经济的发展有什么影响?
任务三:中国主要山脉分布,写出山脉名称。
A.东西走向: 、 、 、 、 。
B.东北―西南走向: 、 、 、 、 、
、 。
C.弧形走向: 。
D.西北―东南: 、 。
E.南北走向: 、 、 。
任务四:主要地形区,写出地形区名称。
四大高原: 、 、 、 ;四大盆地: 、
、 、 ;三大平原: 、 、 ;三大丘陵: 、 、 。
三、地理案例的实施
初中地理案例教学的实施一般分为三个步骤。
1.提出地理案例
地理案例的提出方式多种多样,有现场参观考察、地理文案材料、多媒体展现、教师学生描述、模拟实际情景等。案例提出的动机有,创设问题情境,引导学生研究,加深理解,或引发学生拓展,培养地理创新能力。
2.分析讨论地理案例
分析案例的关键是将案例的内容与相关地理知识、地理原理联系起来,研究讨论其发展变化规律。教师的职责是启发引导、组织调控、创造一个“整体参与、充分民主、鼓励竞争”的开放式课堂,使学生在课堂上能彻底获得“自由”,充分发挥主体作用,以致各种能力得到充分发展。
3.评价地理案例
案例教学最常用的是讨论法,可分五步进行操作。
一、展示案例,创设学习情境
展示案例可以在课前或课中,一般是在教师导入了“主题”之后进行。地理案例可以是文字的、图像的、图形(地图)的、数据的、景观的等形式,可采用印刷、网络、音像等多种媒体展现。声像一体化的案例教学为学生创设一个生动形象的教学情境,以吸引学生的注意力,使其产生强烈的求知欲,为后面的“分析”与“探究”做好准备。
以上述案例为例,教师先展示“珠海蚝屋”景观图和下列文字材料:千百年来,村民从海岸沙堤中掘出大量蚝壳垒墙作房。这样的房子冬暖夏凉、不积雨水、不怕虫蛀,很适合岭南的气候。明清时期,蚝壳墙多半出现在众人景仰的祠堂里,或是有钱人家的宅院里。蚝墙之所以被大户人家格外青睐,是因为它的防盗功能――若有贼黑夜之中贸然翻墙入院,非割得他“损手烂脚”不可。现在留存的蚝壳建筑物屈指可数,以唐家镇的宗亲祠堂和斗门南门村的赵氏祠堂最出名。教师图文并茂地展示案例材料,学生似乎来到了“现场”,很快就进入了情境,充分感知了案例。
二、提出问题,引导学生分析
当学生“进入”案例情境之后,教师应立即设疑问难,要求学生剖析解惑。教师的设疑,应由表及里、由浅入深、环环相扣,达到“诱敌深入”的目的,否则学生会产生厌烦情绪,失去探究的信心。根据上面的案例,笔者设计了三个层次的问题:
①蚝屋有什么特殊功能?(这是浅层次的提问,目的在于引导学生探究案例,从材料中提取相关信息)。
②从自然环境和人文环境两个方面解释当地为何建筑蚝屋?(这是针对前一层次的提升,要求学生由对前一层次问题的认识上升到对原因的分析上)
③蚝屋在当代有何价值?你认为政府有必要出资修建蚝屋吗?(这是较高层次的提问,给学生提供了创新的机会,是对学生创新能力的培养)
通过教师由浅入深、循序渐进的提问,不仅极大地激发了学生思维的积极性,还扩展了学生的思维空间。
三、集体归纳,回归教学内容
这是案例教学的关键和核心环节。分析案例的关键是师生互动,将地理案例的内容与相应的地理知识联系起来,揭示地理案例与地理原理之间的联系。在这个阶段,教师首先要根据实际情况引导学生多角度进行思考或小组讨论。在此过程中,教师要在各小组巡回指导,倾听他们的激烈讨论,或回答学生的提问,或指点一些关键问题。经过上一步的“思维过程”,学生的学习情绪达到了亢奋状态,急需进行交流。在学生汇报分析结果时,教师不能在案例讨论中插入“专家式”的建议或事实,要让学生在民主和谐的教学氛围中,运用相关的地理知识,积极参与交流和研讨,富有创造性地进行探索实践。
四、总结评价,提升学习水平
案例讨论后,在各种见解跃然出现时,教师要把好讲评关。一个案例可以允许存在多种正确的解决办法,教师对案例讨论的结果不应“一刀切”。保证教学质量的关键是教师要把讲评重点放在学生讨论的质量上、思路上,指出案例涉及的理论问题及讨论的优点和不足,并进一步引导学生深入思考。在这个过程中,教师要尊重和肯定每个学生及每个小组探究的成果,让学生从中获取成功的体验,激发和保持学生的进取心和创新精神。
五、拓展延伸,深化知识领悟
关键词: 高中地理 新课程教学 案例探究
【分类号】G633.55
随着社会经济的不断发展,社会对于知识分子的要求越来越高,面对这种情况,国家提出了科教兴国战略。同时,为了满足社会文化与科技的发展,在全国相继进行了新课程改革。地理是高中文科课程中重要的一个环节,也是文科主要的学习课程之一。对于高中地理新课程案例教学探究是我们深化学习和执行新课程改革核心思想的一个重要的手段和方式。为了更好地适应新课程改革中对于地理教学的方式和理念的改变,地理案例教学越来越受到广大师生的重视。但是我们的不得不承认,在我们的教学中存在着这样那样的问题,需要我们解决。基于此,本文对于高中新课改地理课程中案例教学进行了较为深入的研究,在这个基础上,对高中地理新课改课程案例教学提出了一些方案。
一、关于案例教学的定义与界定
1、关于案例教学的定义
案例教学是最近才兴起的一种全新的教学方式和教学方法,在我们的教学中得到了广泛的应用。案例教学主要是通过一种对于一个具体问题和具体教育场景的描写和描述,通过这些方法,让学生思考在这个问题和场景中出现的小问题,并且对学生的思考加以引导,让学生自行进行解决问题的方法和方式的分析和讨论以及解决。换言之,案例教学就是教师通过将在以往教学或者其他教学中的真实案例、典型的案例等等作为我们一个教学章节的引导情境,并且通过这些案例和情境引发学生对于案例或者情境中出现的问题和事物的一个思考,M而引起学生之间对于问题或者事物的讨论的一个过程。在这个讨论的过程中,老师对于学生讨论的方式和讨论的范畴加以引导,通过在学生的讨论过程中,培养和激发学生的学习兴趣,帮助学生解决在学习中的困难和问题。这样一种方法就是我们所说的案例教学方式,这种方式能够有效地激发学生自主的学习兴趣,培养学生创新思维的能力,同时也能培养学生团队协作能力。
二、新课改地理案例教学的特点
地理案例教学主要是通过教师讲一个地理教学案例提出来,然后学生通过教师对于这个场景或者案例问题的描述,然后对于场景中出现的问题进行一个思考和讨论,这样一种地理教学方式。一般来说,地理案例教学方案和我们一般的案例教学没有什么本质的区别。但是不同的仅仅是加入了地理这个学科具体的学习场景和学习问题。但是由于地理本身与其他学科教学有着自身特有的教学方式和教学特点,所以,我们地理案例教学也有自己应有的特征:
1、地理案例教学的实践性很强
在我们的地理案例教学中,通常需要我们的学生进行一个实践性质的思考和观察。新课改之后,对于地理的教学要求更加的广泛和多样化,需要我们地理讲一个抽象的知识概念转化为一个学生能够快速读懂,能够快速学习的具象化教学。所以这就要求我们的教师能够有一个方式,讲一个抽象化的地理问题,具象的表述给学生,让学生能够更加快速的吸收新的知识,解决新的问题。例如,在我们教学地球自转的那一章节内容的时候,传统的教学方式是非常枯燥的一种教学方式,但是,通过案例教学,将之前的教学案例拿出来,学生就会很轻易的弄懂,也可以很轻易的接受关于地球自转的理论知识。
2、地理案例教学互动性强
地理学习本身实际上是一个非常有趣的互动过程,在我们的地理教学中使用案例教学的方式方法,就更加增加了我们教学中的互动性。在地理案例教学中,往往我们需要通过对于以学生为主体,但是教师在其中的主导地位不能动摇,通过教师的引导,学生与教师的讨论中解决地理问题,学习地理新知识。在讲述区域地理关于美国地理知识的那一章节的时候,老师就可以先放一段关于美国地理位置等等知识介绍的视频,然后,我们就可以通过视频与学生活动,相互提问,关于美国地理知识的问题,然后一起讨论。
三、地理案例教学在高中地理课程教学的具体应用
1、案例教学在高中地理教学中的实施步骤
在新课程教学中,高中地理案例教学要遵守一定的步骤才能得到我们想要的效果和结果,对于案例教学节奏把握能够更好的将案例教学应用到高中地理教学中。第一、对于地理案例和地理情境的展示和展现我们应该发放资料、进行PPT展示、视频资料播放、或则老师的口头描述以及学生或者学生与老师之间的演绎展示;第二、通过对于地理案例的展示,引出课堂的问题思考,并且最终引导出案例所要向学生们提出的核心问题。在这个过程中教师应该特别注意学生对于问题的思考,尤其要引导学生对于问题思考向着一个案例核心问题方向展开,不能让学生的思考太过于发散,否则不能达到案例展示的目的和意义。第三、将几个主要的问题交给学生,然后对学生进行分组进行讨论和学习,引出问题之后,老师与学生一起积极参与对于问题的讨论和研究,这样可以促进学生的团队合作精神,这样也能够保证所有的学生都参与到了问题的讨论中来。第四,总结问题与讨论结果,以及对结果进行评价分析。通过这样一个步骤,让学生明白自身知识掌握的不足与问题的研究的不透彻点。
2、高中地理案例教学的实施策略
对于高中地理案例教学中,不仅要按照一定步骤进行一个教学,同时,在具体的教学中应该注意对于教学策略的应用。首先,老师要学会倾听学生的每一个观点,即使观点有问题。尊重每一个学生的观点和问题,这样才能保证整个案例讨论顺利进行下去。同时,也要注意关注每个学生参与讨论的积极性,注意那些讨论不积极的同学,对他们进行一个特别的关注。最后,我们在选择案例的时候要注意案例讨论的可行性以及与课本问题的联系性。
结束语
在我们高中地理的教学中,地理案例教学作为一种新型的教学方式和教学方法,已经得到了很多师生的关注和好评,对于这种教学方法是一种比较科学和前卫的教学方式,具有很大的开发潜力。在我们的实际教学中,也要主要对于案例教学使用时的方法的把握,让案例教学的有点得到最大的发挥。
参考文献
[1]王佳佳. 高中地理新教材案例教学方法探究[D].华中师范大学,2012.
[2]许杰胶. 新课程高中地理选修课程教学案例开发与实践[D].华中师范大学,2007.
关键词:经济数学;数学实验;CDIO;案例;教学改革
作者简介:任秋萍(1981-),女,黑龙江哈尔滨人,黑龙江科技大学理学院,讲师;朱捷(1964-),女,黑龙江哈尔滨人,黑龙江科技大学理学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150022)
基金项目:本文系黑龙江省教育厅科学技术研究项目(项目编号:12513081)、黑龙江科技大学教学研究重点项目(项目编号:13-96)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)19-0101-02
2010年,黑龙江科技大学被黑龙江省教育厅确定为首批特色应用型本科院校建设单位,同时黑龙江科技大学要求培养人才的关键在于应用型,学生在课堂上学到的理论知识如何有效转化为学生实际应用的理论基础尤为重要。我国当前高校经济数学教学多以演绎推理论证为主,这样会导致过于强调数学理论的严谨性、抽象化。随着对大学数学的改革和发展的探索,从20世纪90年代起数学实验应运而生,并迅速普及到全国大部分高等院校。[1-2]数学实验是指为解决某些实际问题,利用现代工具(如计算机)等作为实验工具,并且以一定的数学思想方法作为实验原理的一种实验教学形式。[3]数学实验就是把理论知识、算法和计算机应用三者有机结合在一起,重点培养学生对数学知识应用的能力。但是常规的数学实验教学形式和方法比较单一,教育教学效果不够明显。基于此,2010年以来,黑龙江科技大学理学院在经济数学实验中积极推进 CDIO 教育教学改革,借助CDIO 教育理念将“案例式教学”这一教学方法融入到经济数学实验课程教学中。
一、CDIO工程教育理念与案例式教学模式
CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),是一种新型工程教育模式。它是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学在全球经济一体化的背景下经过四年的研究而得出的成果。[4-5]CDIO 强调在加强基础教育的同时,加强实践锻炼环节,强调综合创新能力与社会大环境协调发展,鼓励学生自主学习。CDIO模式在欧美已经发展了20年,相对来说比较成熟,所以把CDIO工程教育改革的理念引入到实验课的教学中,具有很强的操作性和实践性。
案例教学法是通过对一个经济数学知识具体情境的引入,把抽象的经济数学定义、定理等具体化,通过实际案例把数学知识置于实际应用的情景之中,引导学生对这些具体情境进行讨论与研究的一种教学方法。这种教学方法可以让学生认识到抽象的数学知识在实际生活中的用处,对数学知识有更高的认同感和亲近感,可以增进学生的学习兴趣和动力,对于培养学生对数学知识的理解与应用至为重要。[6-7]案例教学法十分注重学生的能动性、主动性、自主性的发挥,注重培养学生通过案例的分析、推导与运用概念较好地解决实际问题的能力。
二、教学现状与存在的主要问题
传统的“经济数学”教学方式是沿着首先定义然后定理再证明、理论计算这条演绎的道路进行的,传统的教学模式相对来说重结果、轻过程和重题型训练、轻思想方法。过去的“经济数学”教学由于缺少有效实践环节,学生往往对所学的知识不会应用。[8]这种方式能比较完整地让学生掌握数学的理论体系,但它不能很好地使学生领会数学的灵魂。
一般本科院校经管类学生主要是由文科生组成,对数学的兴趣不高,思维太零散、缺乏抽象性思维,计算能力差,计算机基础差,动手能力欠缺,应用所学知识的能力不强。
过去的教学体系中,教师在其中占主导地位,以理论体系教学“填鸭式”教学为主,教师的动手能力不强,理论联系实际教学有限。[9]
三、基于CDIO和案例式教学的“经济数学”实验课程教学改革
根据黑龙江科技大学培养特色应用型人才的目标,“经济数学”实验的教学应结合理论的理解来开展,以数学软件(MATLAB)和计算机操作为平台,教会学生如何利用计算机处理实际数学问题。选择一些典型的、贴近实际生活的经济类数学应用案例,引导学生讨论、研究,建立相应数学模型,通过计算机模拟结合实际状况,寻求最佳解决方案。
1.基础验证性实验
通过基础验证性实验可以让学生熟悉数学软件的使用,加深对所学基础理论知识的理解,巩固所学的基本计算和分析方法,培养学生基础编程能力。[10-11]
引入案例不仅可以激起学生的兴趣,还能让学生感受到经济数学和我们生活息息相关,并不是抽象无用的,让学生不是“被”学习,而是“要”学习,达到CDIO“做中学”的理念。
例如学生理财的问题:一个学生买彩票中了10万元,假设年利率为5%,在不计利息税的情况下,若学生等间隔地结算n次,每次结算后将本息全部存入银行,学生们猜一猜:随着结算次数的无限增加,一年后该学生是否会成为百万富翁?
这个案例为经济数学中一元函数的极限和利率知识提供了实际的情境。步骤是先引导学生运用经济数学中的极限知识把一年后该学生账户的本息和用极限表示出来,再利用数学软件MATLAB来对结果进行验证。具体步骤如下:
(1)一年后的本息和表示为
(2)利用MATLAB软件来解这一极限问题:
输入: syms n y;y=limit(10*(1+0.05/n)^n,n,inf);format long y
输出:10.51271096376024万,故一年后该储户不会成为百万富翁。
2.综合设计型实验
为了提高学生综合运用所学专业知识分析解决实际问题的能力,借助 CDIO 教育理念,教学过程中采用项目驱动的方法,将学生融入项目完成的过程中,有目的地自主学习,同时培养团队合作、人际沟通能力和创新能力。[12-13]在基础验证性实验之后,结合学校特色设置了天气预报、工厂经费预算、产品利润、公交车调度、自来水涨价等问题构成的多个项目,要求学生3 人组建为团队完成一个项目。按照 CDIO模式,首先团队构思确定项目任务;其次项目团队全体成员确定设计方案,制订实施计划;最后项目组成员具体分工,制订各自的工作计划,实现和运作具体工作,按计划完成后项目小组提交项目总结报告。例如哈尔滨市出租车燃油附加费涨价问题,学生实地调查出租车公司的收支情况、出租车司机的经营收入、国内成品油价格调整、市民的打车费用承受能力等,对收集到的数据加以整理,进行分析处理,在此基础上建立数学模型,利用软件通过计算机求解得出结论,提交项目报告书。由于学生的能力问题、数据采集的不确定性,导致学生设计的方案可能与现实有些差距。但通过综合设计型实验的锻炼,使学生从实验项目选题、收集数据到分析问题、解决问题、计算机模拟、动手能力等各个方面得到一次较为全面的综合性训练,增强学生团队合作的能力,为培养学生的实际应用能力奠定一定基础。
3.加强“数学实验”的师资队伍建设
要注重培养一批责任心强、理论基础扎实、计算机应用能力也较强的中青年教师担任经济数学实验老师以及实验室维护工作,使他们在教学的同时,自身的业务能力也能得到质的提升。数学实验中要求教师自觉性要高,进入角色要快,应变能力要强。近年来,学校不断派遣骨干教师分批到省内外顶级高校、公司进修、挂职实践锻炼,培养CDIO工程教育模式能力。
4.以往成效分析
2010年黑龙江科技大学经济数学实验采取基于CDIO工程教育理念和案例式教学方法的改革取得了很好的教学效果,目前学生多次在全国、全省数学建模竞赛中取得优异成绩,处于省内的领先水平,形成了哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、黑龙江科技大学三足鼎立的态势。
数学实验是培养学生解决实际问题和创新能力一个非常重要的途径,在数学实验课程教学中融入 CDIO 教育理念和案例式教学方法能够激发学生的学习热情,进一步加深学生对理论知识的理解。数学实验源于实际,又指导实际,学生通过参与数学实验活动能自觉地应用数学知识和方法去观察、分析、解决生活和专业学习中的问题,使学生由知识型向能力型转化。
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关键词:CDIO;工程教育;信息安全;分梯度
作者简介:康晓凤(1978-),女,江苏徐州人,徐州工程学院信电工程学院,讲师;鲍蓉(1968-),女,上海人,徐州工程学院信电工程学院教学院长,教授。(江苏 徐州 221000)
基金项目:本文系江苏省高等教育教改立项研究课题(项目编号:2011JSJG253)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)32-0107-01
计算机科学与技术专业是技术发展更新最快的专业之一,而信息与网络安全技术又是本专业技术更新最快的课程之一。为使本课程的教学内容能跟上社会对人才的知识和技能要求,在给学生奠定扎实的基础理论的同时,还要强化动手能力,把学到的理论知识应用到实际项目中,同时在实践应用中主动学习新知识去解决各种问题。
CDIO是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。其核心思想是强调“做中学”和“基于项目的学习”,这个思想和所倡导的学以致用和应用指导学是一致的。
信息与网络安全技术是一门理论与实践高度结合的课程,学生最初学习的积极性会比较高,但是如果没有合理的实践教学环节,学生学习的积极性会受到影响。只有在CDIO 理念的指导下,以学生为中心,合理安排教学内容和过程,提高理论联系实际的能力,才能达到较好的教学效果。
一、基于CDIO理念的教学大纲设计
根据CDIO工程教育理念,在构思信息与网络安全课程的教学大纲时,着重在教学目的、课程内容、教学方法、考核方式和课程设计等几个方面对教学提出了更高的要求。课程内容方面要求与当今的技术发展同步,将热点问题融入到实际教学中去。例如,2013年“3.15晚会”曝光的和网络安全相关的问题,可以融入到相关章节的教学内容,分析其成因、原理和解决方法。课程设计要能与全国大学生信息安全竞赛和全国大学生软件设计大赛等各级各类相关学科竞赛的水平同步,同时定期与相关的企业和院校交流,保证能够以社会需求为导向提高学生的技术能力。在考核方式上进行了大胆的改革,省级以上大学生实践创新和创业项目的主要参与者和省级以上信息安全竞赛的主要获奖者,本课程就可以免修。
在上述思想的指导下,经过课程组的讨论,本课程的教学内容主要包括信息安全发展现状和前沿技术、网络操作系统安全、网络实体安全、网络数据库与数据安全、数据加密和鉴别、防火墙、网络攻防技术与应用、Internet安全和VPN技术等,实验项目包括密码学(置换、替代、DES和RSA)、PKI、多级安全访问控制、防火墙、入侵检测、病毒、VPN和安全审计等内容。课程设计遵循以赛带练的指导思想进行开展,主要分为两大方向:安全作品和模拟攻防。安全作品由教师指定参考题目或学生自拟题目来实施,这些题目主要参考各级信息安全竞赛而不断更新,如文件透明加解密、基于Android平台的安全通信录、基于Android平台的绿色浏览器、基于Android平台的手机防护系统等。模拟攻防由教师提前创建一个模拟环境,在此环境中预留一些漏洞和层层关卡,学生在规定的时间内通过的关卡越多,则完成质量越高,环境和关卡的设置参考各级攻防赛的相关设置。
二、一个核心、一个导向、三个层次的教学模式改革
为了最大限度提高学生的学习积极性和学习效果,提出了一个核心、一个导向、三个层次的教学模式改革方案。一个核心是指以从业职位为核心,以信息安全人才未来可能从事职业的基本需求为基础设定了三大类职位:安全软件开发、安全顾问和红客。引导学生在学习期间拟定职业方向,进而有针对性地提高某个方面的能力。一个导向是指以项目经理训练为导向,即与网络安全充分结合的综合性的团队式项目训练,从团队人员的确定、项目计划、项目实施和项目的推广整个过程都有项目经理来执行,培养了学生的工程基础知识、个人能力、团队合作能力和工程系统能力。三个层次是指本课程的教学结构和内容上分为基础模块、项目模块、企业模块三个层次。基础模块是本课程的理论知识学习,项目模块是项目经理训练,企业模块是实训基地的企业项目实训。
三、分梯度的学生培养机制
徐州工程学院(以下简称“我校”)没有设置信息安全专业,信息与网络安全技术课程只是在计算机科学与技术专业的网络工程方向开设,而信息安全人才是复合型的人才,仅仅在网络工程方向的学生中去培养优秀的信息安全人才是困难的。学生仅仅学习这一门课程远远达不到社会对信息安全人才的技能要求,所以我校一般从大一开始进行选拔和培养。首先从计算机科学与技术专业中选拔一些有兴趣的同学,进入学院设立的学生网络技术学会,然后再从中选拔比较优秀的学生进入学院与企业共同设立的信息安全小组。进入信息安全小组的同学采取导师制的方式进行培养,指导老师对信息安全小组的每个同学制订一份个性化的培养方案,指导这些学生去参加各级各类学科竞赛,申请各级大学生实践创新和创业项目,在本科学习的第四年再把这些学生送到相关的实训基地参加实训项目,形成了四年分梯度的信息安全人才培养机制,如图1所示。
四、基于情景模拟的实践、实训教学体系
在CDIO的12条标准中,标准5和标准6对目前实践教学中存在问题的解决有很好的指导作用。依据CDIO的指导思想和企业项目需求,课程组老师进行多方考察和筛选后,与企业合作建立了信息安全实验室。本实验室不仅可以进行常规的课程实验,同时也能模拟各种信息安全应用案例,实现各类安全项目的实施。信息与网络安全技术的实践教学体系将课堂教学、实验项目、课程设计、学科竞赛、教师科研、实训基地、服务社会等环节有效地融入一体。
在实践教学中采取情景模拟教学方法。每一个实验都进行应用情景设计,按照“设定情景—提出问题—分析问题—解决问题—总结经验—经验推广”的模式进行实验教学,使学生对每一个实验项目都有一个全面的认识,提高其解决问题的能力。
学生在本科学习的第四年进入实训基地学习,和校外工程导师一起参与实际项目的开发,这样学生掌握的技能就能和企业需求实现“零距离”对接。实施以来取得了丰硕的成果并受到学生的普遍欢迎,学生在校外实训期间参与企业各类工程集成项目多项,深受用人单位好评。
五、提高教师自身的CDIO理论和实践能力
为了加深对CDIO的认识,并把这个理念带到教师实际的教学和科研工作中去,要求课程组的教师认真学习CDIO的理念,同时积极参加国内组织的CDIO教学研讨活动。现在很多大学教师在自己专业知识和科研方面都是专家,但在实际工程和产业中的经验非常有限,CDIO理念要求教师不仅要具备深厚的理论功底而且还要具备熟练的实战动手能力。在这种思想的指导下,课程组教师积极争取学院委派到企业进行锻炼的机会,增强自己的实际工程和产业经验。现在本课程组教师都具有工程项目经历。
六、结语
在充分研究与吸收CDIO工程教育理念的基础上,结合我校的人才培养目标和教学理念,对信息与网络安全技术课程从教学大纲的编制、教学模式的改革、实验和实训体系的设计,以及学生培养机制等方面进行实践,取得了丰硕的成果。自2010年起,学生申请软件著作权4项,在国内的各类期刊9篇,在省级以上信息安全技术相关的学科竞赛中获奖11余人次、申请省级以上大学生实践创新和创新创业项目10项。在此基础上,将继续运用CDIO工程教育理念,深化课程的教学改革。
参考文献:
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[2]林英,李彤.信息安全专业“应用安全方向”CDIO实践探索[J].计算机教育,2010,(6):94-97.
[3]徐剑,王学毅,谭振华,等.基于CDIO的网络安全类课程教学模式[J].计算机教育,2012,(8):61-68.
关键词:项目案例教学;递进优化式;
中图法分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)16-4004-02
A Building Strategy of Teaching Content Based on Project-Case Teaching Method of Progressive Optimization
ZHANG Xiao-yan, HU Jing-peng
(Huizhou Economics and Polytechnic College, Huizhou 516057, China)
Abstract: Traditional teaching content is structured with introduction, c #, controller and SQL CServer etc. However, this "series" teaching method maybe makes students do not understand one of the knowledge of , which can cause to students to lose interest at the whole course . Aiming at these problems, this paper presents a building strategy of teaching content based on Project-Case teaching method of progressive optimization, the practice has proved this strategy can effectively enhance teaching effect of course and progressively optimize the construction of this course.
Key words: project-case teaching method; progressive optimization type;
采用编译型程序语言,摒弃了解释型的脚本语言,建立在.NET框架平台上的完全面向对象系统,其网页内容和程序代码分开,即“Code-Behind(代码隐藏)”技术较JSP、PHP等技术使网站开发更有效率。
1 知识体系
图1是的知识体系,其主要的知识点有:面向对象C# 语言、基础控件、高级控件、数据库与、操作数据库、访问其他数据源、 MVC、LINQ及Lambda表达式、WCF应用开发、WPF应用开发以及图形图像编程等知识。
2 传统教学及其问题的分析
传统教学表现有两种特征:第一种是按照整本教材以其章节为序,用“串联”的方式教授每一个知识节点。这种“串联”教学策略经常因某一个知识点综合较多的知识内容而使学生感到困惑,继而导致对整个课程产生“犯难”的情绪。因为,采用编译型程序语言,对学生的逻辑思维和多种控件和代码的记忆力能要求很高,很容易让学生感到难以理解。第二种是弱化难点,如弱化C#语言的继承性、多态性等知识而只强调其数据类型和控制语句等相对容易理解和掌握的内容。这种教学策略,往往造成学生缺乏得心应手的设计网页前台和后台的能力。如教学过程中,弱化后台C#中类库的分析,只教授的标准控件,一旦出现网站生成错误,学生就很难做到前台和后台协调调试。
3 项目案例递进优化式教学理念
根据对传统教学问题的分析可知,采用什么样的教学方式构建教学内容十分重要。在实际的教学过程中,教学的最终目标是学生具备做实际项目的能力,但由于课时和教学环境的限制,通常无法实现将大型的实际项目做为教学内容(如开发一个大型公司的ERP管理系统)。因此,只能把这个实际项目分解成很多的教学案例,也就是对实际项目的分模块进行抽象化处理。在实际教学过程中,基础内容如界面的介绍以及基本语法的解释占用了很大一部分教学时间,如何让学生在课堂外就已掌握这些基础知识。另外,如何让课程的教学内容和效果,随着每一年级学生的教授而做到递进优化,从而优化建设该课程。
针对对上问题,本论文提出了项目案例递进优化式教学,即把实际项目分成若干个模块,对每一个小的模块抽象成具有耦合性的教学案例。对每一堂课,教师可以把教学的内容和操作的过程用录屏软件(HyperCam、录屏大师和WebEx Recorder等)录制出来与学生共享。不仅方便学生课后复习,同时可以将视频发到教学网站,为下一级学生学习该课程时提供丰富的教学资源。教师只要检查学生学习上一级同学网上教学视频的效果即可,没有必要在课程基础知识的讲解上花费太多的时间。在学生自行掌握相关知识后教师就可以对其进行整合,在原来的教学案例的基础上,进而抽象出可以包含原来教学案例模块更加耦合性的教学案例,学生就可以站在前一级学生的教学内容的“肩”上学习,经过三、四届学生的教授,该课程就会递进优化教学内容,逐步趋进实际项目的教学,从而实现该课程递进优化建设。
4 递进优化式项目案例教学实施过程
递进优化式项目案例教学实施过程可以为三步。
第一、对实际项目的选取。如本学期本课程的最终目标是学生通过本课程的学习能够开发与设计基于技术的学生管理系统,这个大的系统包括学生基本信息登记模块、学生学费网站交付模块、学生选课模块、学生成绩管理和分析模块等,下面以学生基本信息登记模块为例,谈谈教学内容对实际项目的抽象。
第二、对实际项目模块的抽象,构建出很多具有耦合性的教学案例,如上面的学生基本信息登记模块就可以抽象为TextBox控件的用户登陆案例、RadioButtonList和ListBox控制的单选与多选案例和FileUpLoad文件上传控件的文件上传提交案例等。
第三、用案例耦合的知识点。例如FileUpLoad文件上传控件的文件上传提交案例,其后台核心代码为:
public partial class fileupload : System.Web.UI.Page
{protected void btnSubmit_click(object sender, EventArgs e)
{if (FileUpload1.HasFile == true)
{string strErr = "";
int filesize =FileUpload1.PostedFile.ContentLength;
//获得上传文件的大小
if (filesize > 1024 * 1024)
{ strErr += "文件大小不能大于1M\n"; }
if (strErr == "")
{string path = Server.MapPath("~");
//获得服务器文件当前路径
FileUpload1.PostedFile.SaveAs(path + "\\upload\\" +FileUpload1.FileName);
//把上传文件保存在当前路径的upload文件夹中
lblInfo.Text = "文件保存成功";} }
else{ lblInfo.Text = "请指定上传的文件"; }}}
初次看这个代码可能没有头绪,如果把这一段代码分解为:int、string数据类型及其转换,FileUpload控件属性和C#语言控制语句等就很好理解了。
对于以上三步在教学过程,通过录屏软件和网络教学等教学手段,进行每一届学习教授递进优化其内容,如下一次第一步就可以做学生管理系统做为一个独立的模块了,第二步就可以把中的控制就为了独立的模块,第三步就可以把控件和C#控制语句进行融合,从而实现为教学内容的递进优化。
5 总结
递进优化式项目案例教学经过笔者八年来的教学实践是一个行之有效的教学方法,可以有效的加快学生领会开发实际项目所需知识的速度,可以不断优化教学内容的改革创新,可以递进优化课程建设。
参考文献:
[1] 彭帅.高校课堂教学质量学生评价机制的思考[J].廊坊师范学院学报:社会科版,2010(2):110-112.
[2] 孙刚,徐兵.基于技术的Web应用系统的开发[J].长春工业大学学报:自然科学版,2004(3):80-83.
[3] 刘烨,吴中元.C#编程及应用程序开发教程[M].北京:清华大学出版社,2003:2-498.
首先,通过研读标准和实际教学,我们较好解决以下矛盾:
(1)用两周时间对地球地图初步进行弥补
初中阶段和高中阶段的地理课程是一个整体,两者之间既有分工又密切联系。初中阶段地理课程的设计思路是以区域地理学习为主,原则上不涉及较深层次的成因问题。高中地理课程注重与实际相结合,要求学生在梳理、分析地理事实的基础上,逐步学会运用地理的基本原理,探究地理过程、地理成因和地理规律。在教学必修1时,我们明显感受到知识缺,失对教学的冲击和对学生学习地理的信心的打击。为此,我们根据学生的实际情况,在教学中适当加入初中部分知识。
(2)把握主干和与生产生活紧密相关内容,对教材进行取舍和重新组合
课程标准与教学大纲相比,一个显著的区别是:课程标准主要是对某一学段的学生学习结果的行为描述,而不是对教学内容的具体规定。过去,教学大纲对教学的内容、教学目标有明确的规定,因而教师对内容的把握可“依纲靠本”。而新课程标准以及课程标准解读只是对学生能力达标的一个表述,而为达此能力标准所需要的知识内容的广度和深度,并没有明确阐述。因而在课程教学中,如何把握教材内容的广度和深度成为了当前的热点问题。在地理教学中,我们对有知识前后联系的重点内容适当拓宽,在能力培养上下功夫,让学生读课本插图,分析提取信息,画图等。
第二,对课程实施中困惑大胆探索、实验。
①教学观念与方式的更新。新教材要求教师利用新课程的理念,改变过去过于强调的接受式学习,突出对问题的探究,倡导自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学等学习方式;而旧的教学模式使用传统的讲授法,注入式等.备课组开学初就开始学课标,看课件,研读教材,让年轻教师磨课。
②学生学习习惯、心理、学法与学习要求的差距。一方面对高一新生来讲,环境可以说是全新的,新教材、新同学、新教师、新集体,学生有一个适应过程。其次,经过紧张的中考复习,有些学生产生“松口气”的想法,入学后无紧迫感。另一方面学法上的差异,在初中,好多学校根本无法开设地理课,加之中考不考,学生根本不重视。到高中,由于内容多时间少,教师尽可能的讲授、引导,以落实“三基”能力,同时要求注重学法指导。
③正确处理自主学习与接受式学习的关系,新教材中教材内容和教材的呈现方式变了,新课程标准中要求教师利用新课程的理念,改变过去过于强调的接受式学习,突出对问题的探究,倡导自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学等学习方式。但同时并不排除接受式学习的必要性和重要性。在教学中要继承和发扬传统的教学方法,因材施教、分层落实是关键。
第三,对教学达成共识,允许分歧和争执。
在每周例会前要求教师依据课标写出下周教学内容说课稿提纲,再在组会上交流,重点关注自己的“教”如何向学生的“学”转变,是不是开展有效教学,追求教学的“效率”“效力”与“效果”。看这些环节:
(1)强化“问题”意识是否恰当到位,有无思考价值和探究意义的问题。
(2)创设问题情境能否激发学生学习动力和兴趣,是否合理。
(3)如何抓时机,进行有效点拨:能否引导学生抓主线,抓关键;
(4)设计的练习有无梯度,是否切合课时内容,是否结合学生实际。
(5)课堂小结是否语言干脆,学科术语、学科思想是否得以体现。
组内畅所欲言,指出可供组内成员借鉴和共享的优点,那些地方还有待提高,如何改进。反馈练习如何设计 ,各节教学目标、重难点,包括过程设计,都要在组会上探讨。然后,根据集体讨论的思路,统一要求(讲那些,讲多深,怎样讲)对教材内容进行深入细致的分析,根据学生特点和教材特点设计出有针对性和有实效性的教案。老教师带新教师,相互听课,认真反思,指出得失,对教案进行改进,最终形成科学,完整的教案。
在教学实施过程中,注意收集学生表现出来的问题,成为今后教学改进的一手资料。进而优化教学设计,提高课堂教学效率。
我们在教学设计时遵循:①紧抓“双基”教学不动摇;②注意对学生学习过程与方法的指导,因材施教;③联系学生生活实际,研究生活中的地理知识,提供地理素材;④注意课堂小结及帮助学生形成知识的系统性。
1、学生从自学教材开始,通过阅读教材提出问题,教师点拨,学生进行分析讨论,学生探究,并与所学的知识相结合进行加工小结出知识点、网,最终达到提高学生综合素质的目的。
2、培养高素质的教师队伍,完成教师的角色转换。
3、设计出更加完善的教案学案,并逐步形成“高中地理教案学案一体化模式”的应用网络,开发出一套符合吴忠高级中学现状的高中地理校本课程。
4、优化教与学的策略,和谐教与学的关系,大幅度提高地理课堂教学的效率和学生地理学习的成绩,最终全面提高教学质量。
在确定了指导思想后,我们又结合我们组有经验的教师在以前的教学过程中进行的一些教学改革尝试,确定我们编写教案学案的程序为:
学习理论和课标——研究教材——调查访问学生——分析学情和资源——集体备课——教师说课——评课——试讲——会诊式研讨——得出教案学案初稿——实施——信息反馈——修改教案——定稿。
在此基础上,我们分高一、高二、高三备课组各自完成了一本以教材为主线,按课时分节的教案学案集。
然后我们再集中全组教师的力量,又完成了一本高三第一轮复习时所用的教案学案集。
在设计教案学案的过程中,我们每个备课组尤其注重了对青年教师的培养。对近两年进入我校工作的年轻的地理教师都在组选了一名有丰富教学经验的教师做“师父”。青年教师所设计的教案学案在严格按照上述程序完成以后,还要经过“师父”的检查、肯定后才能正式定稿。
此外,在用自编的教案学案进行教学的过程中,我们大力提倡全组教师尤其是青年教师在教学中合理地使用多媒体进行教学,并注意收集了青年教师在教学中制作使用的一些多媒体课件。
二、所取得的主要成绩
1、教案学案一体化模式的构建,激发了学生学习地理的兴趣,拓展了学生科学探究的空间,提高了学生地理学科的素养;能引导学生自主学习、探究学习和合作学习,形成科学的学习方法和终身学习的能力。
2、优化了教与学的策略,和谐了教与学的关系,大幅度提高地理课堂教学的效率和学生地理学习的成绩,全面提高了教学质量。
在我们进行的用“教案学案一体化模式”教学与普通教学的效果对比中,我们发现,使用“教案学案一体化模式”教学的班人平分要高出近四分,及格率要高出10个百分点,会考成绩明显有所提高。这充分说明使用“教案学案一体化模式”教学更能够调动学生的学习积极性,更好地培养其动手动脑能力,从而能够显著地提高学生的理解能力及综合应用能力,提高课堂教学效率,更符合本校学生的实际情况。
3、更可喜的是青年教师的教学能力,在逐步完善“一体化教学模式”中得到了长足的进步。
4、以高中教案学案一体化模式的构建为中心,制作了能更好地服务于课堂教学的多媒体课件。
三、存在的不足和努力的方向
1、高中教案学案一体化模式的构建,在增加学生动手动脑的机会、增大课堂容量的同时,也增加了一些基础不太好的学生尤其是一些后进生的学习负担。如何在完善“教案学案一体化模式”的过程中加强对后进生的培养,成了急需解决的问题。
2、软件制作水平跟不上,需要购买新的教学电脑软件。
3、课题研究的理论把握还需要我们进一步地加深。