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在“二期课改”中的一项改革是在学校开设研究性学习课程,意在让学生进行主动性学习,从而掌握获取知识的方法和途径,并体验成功的喜悦。随着研究性课程的开展,我们师生都积累了一定的经验,从而逐渐地把研究性学习引入我们的学科教学之中。随着英特未来教育培训在中国迅速展开,英特未来教育的教育理念普遍地被广大教师所接受,而这种理念又恰恰符合研究性学习的思路,在此我便运用了这种教育模式来组织学生学习高二地理下册的自然灾害及防治这节内容。
【教材情况】:
高二地理下册的第六章第二节“自然灾害及防治”这节内容,首先介绍自然灾害的含义和分类、自然灾害的特征、世界自然灾害的分布,然后介绍我国主要的自然灾害及其防治以及我国自然灾害区划。根据教材的特点,其中我国有多种主要灾害,而课本上的介绍比较条理化,而且在课本中灾害的直观性不强,不能满足学生求知的欲望,但在网上有关自然灾害的信息资源比较多,所以“我国的自然灾害及其防治”这部分知识非常适合学生在网上进行查寻学习,而且对不同的自然灾害类型可以分组进行学习,然后进行交流。
【学生情况】:
由于英特未来教育模式要求教师先设计有关学习计划,完成一个学习计划包,然后学生根据学习计划的要求,以小组的形式进行自选内容的研究性学习,在网上查找资料,制作相关的网页或幻灯片并进行交流和评价。在整个学习过程中离不开计算机这一辅助工具,因此我选择了我校的电脑教学实验班——高二(9)班的学生实施教学。该班学生属于我校扩招生,学习基础较薄弱,与其他平行班在各门学科上都存在较大的差距。但学校为该班配备了人手一台笔记本电脑,并加强电脑教学,意在配合在其他学科中大胆地进行计算机辅助教学实验。全班30位学生,计算机操作运用能力较强,其中几位学生还在区级以上的电脑作品设计与制作中获奖,他们在高一年级时也开过类似的研究性学习汇报课,在课件制作方面我对他们充满信心,但在内容的选择和组合以及汇报时的表达方面我比较担心。
【教学设计】:
〖教学目的〗:
1、在知识方面,让学生了解我国主要自然灾害的类型、分布、危害、形成原因,并找出相应的防治措施。
2、在情感方面,通过对自然灾害的危害的了解,激发学生防治自然灾害的思想,并对人类的一些不合理的行为进行反思;同时在小组研究时发扬团队精神,分工合作完成专题学习,体验成功。
3、在技术方面,要求学生熟练地运用计算机进行网上信息的查寻,并把研究的成果制作成幻灯片或网页的形式进行交流、评价。
〖教学过程〗:
准备阶段 研究性学习阶段 交流评价阶段
[准备阶段]:
教师准备阶段:教师设计教学方案,“你对我国自然灾害知多少?”学习计划的设计,以及制定多媒体演示评价量规,并发放任务表。
学生准备阶段:组成学习小组,确定小组研究学习的内容,制定小组学习计划及任务分工。
[研究性学习阶段]:
1、教师安排一节课让学生集体上网搜索自己小组所需要的网上资源,并在教师机上“你对我国自然灾害知多少?”的文件夹中建立相应的小组文件夹,把所需的资源下载保存在里面。
2、小组成员根据分工,或继续查寻资料,或对已有的资料进行整理、筛选,讨论交流的形式以及内容的编排,完成交流所用的幻灯片或网页的制作和美化工作。
[交流评价阶段]:
1、教师简单地介绍本次学习的设计思路和目的,回顾师生共同已经完成的学习过程,强调我们所进行的研究性学习最重要的目的在于研究的过程,而非知识的本身,这一点我们已经完成了,而现在的交流评价只是学习成果的展示,但可以反映出我们研究性学习时的态度、我们学习的技能和计算机的应用水平,以及团队精神的发扬,对于这些我们进行评价并予以表扬。
2、学生分小组用幻灯片或网页的形式向其他小组展示自己的学习成果。
3、其他小组的同学可以就研究的知识、计算机应用等方面向展示的小组进行提问、质疑,而展示的小组进行答辩、释疑。
4、其他小组对展示组按评价量规进行评价。
5、教师对本次研究性学习进行总结,进行总体评价,并公布小组评价的结果,对优秀的小组进行表扬。
附『学生研究性学习的课题:
“我国的水旱灾害”
“我国的沙尘暴”
“我国的水土流失”
“我国的荒漠化”
“我国的地质地貌灾害”
【教后反思】:
〖存在的问题〗:
1、分组没有打破原来的小组形式,选题仍局限于课本上的标题,有些学生没有进入自己真正感兴趣的研究小组中去。
2、有的小组任务表留于形式,大部分工作基本由组内2~3人完成,没有充分发挥团队精神。
3、本次交流为了体现小组的氛围选在多媒体教室进行,没有利用网络教室的交互性。
4、学生制作的幻灯片和网页中,有些在内容的编排上不够合理。
5、交流时学生由于基础的问题,对研究内容外的知识缺乏自信,所以相互间很少提问,回答有时也不尽如人意。
〖今后的计划〗:
在下一届班级中,选择一个各方面基础条件较好的班级再次实施该学习计划,避免本次实验中存在的弊端,与这次的实验进行比较,不断地改进,让学生在地理课堂中真正地参与和体会研究性学习,掌握主动学习的方法和途径,自由地翱翔在知识的殿堂上空。
关键词:特殊教育学校;信息化建设;案例研究
作者简介:洪如霞(1967-),女,浙江义乌人,南昌师范高等专科学校副教授,硕士,研究方向为信息技术;刘明清(1984-),男,江西泰和人,南昌师范高等专科学校教师,硕士,研究方向为特殊教育;王小辉(1985-),男,江西新建县人,南昌市启音学校教师,研究方向为信息技术。
基金项目:本论文系2011年江西省软科学研究计划项目“江西省特殊教育学校教育信息化建设的现状及对策研究”(编号:20112BAA10039;主持人:洪如霞)的研究成果之一。
中图分类号:G710 文献标识码:B 文章编号:1001-7518(2013)02-0087-03
教育部在2005年颁布的《中小学教师教育技术能力标准》(试行)中指出,信息技术是指能够支持信息的获取、传递、加工、存储和呈现的一类技术。其中,应用在教育领域中的信息技术主要包括电子音像技术、卫星电视广播技术、多媒体计算机技术、人工智能技术、网络通信技术、仿真技术和虚拟现实技术等[1]。教育信息化的基本特征是开放、共享、交互、协作,它彻底地改变了传统的教育形式和学习特征,是教育现代化的重要特征。国内对教育信息化的研究由来已久,其中普通教育信息化建设是研究的主要领域,相对来讲,特殊教育学校的信息化建设研究较少。在中国知网(cnki)输入“教育信息化”可以找到近万条研究信息,而输入“特殊教育学校信息化建设”则只有不到一百条信息。由此可见,特殊教育学校的信息化建设是一个急需关注的领域。由于教育对象的差异,普通学校和特殊教育学校的信息化建设在理念和内容上都有区别。如何针对残疾孩子的身心特征和教育需求进行学校的信息化建设是特殊教育学校必须面对的一个问题。本研究通过对南昌市启音学校信息化建设状况的深入分析与思考,为特殊教育学校信息化建设的途径提供了一个可供参考的案例。
一、案例学校信息化建设的现状
南昌市启音学校位于江西省南昌市高新区,是江西省最早,规模最大的单一聋校,学校从事小学到高中阶段教育。学校占地25亩、学生268人、教师54人。教师当中有研究生1人,本科学历30人,大专学历17人。教师中高级教师14人,中学一级教师19人,初级21人。教师中50岁以上10人,40-50岁15人,30—40岁10人,30岁以下9人。
学校拥有普通教室26间,其中多媒体教室16间,占总数的62%,此外还有学生机房3间,共学生机60台、其中两个机房设备是全新的;机房内部有局域网、可直接连上因特网。学校所有教师均有自己的专用电脑,能自己制作教学课件并使用多媒体进行教学的教师占教师总数的90%。
南昌市启音学校是国家特殊教育医教结合试点校,拥有基于计算机操作平台的各种言语和语言类康复器材,比如语音评估与训练仪、构音测量与训练仪、启音博士—听觉康复训练仪、实时言语测量仪、听力计、测听仪等。学校信息化教学和实验设备总价值约500多万元。经过多年的努力,如今南昌市启音学校已经走在江西省特殊教育学校教育信息化建设的最前列。
二、案例学校信息化建设的经验
经过对南昌市启音学校相关领导和老师的访谈,并对其信息化建设现状进行深入分析,研究者总结出该校信息化建设的相关经验如下:
(一)信息化建设的教师因素
教育信息化建设有两个核心要素,一个是信息化设备,即硬件因素,另一个是对设备的使用,及软件因素。随着中国经济社会的发展,国家对教育的投入大大增加,中国特殊特殊教育学校的教学条件极大改善。大多数的学校都购有计算机、投影等多媒体教学设备,但是,如何最大程度地发挥信息化设备的教学和科研功能是许多学校需要解决的问题。有些学校设备虽先进,但是用的少,许多教师甚至连课件都不会制作,电脑只是用来偶尔打打字,上上网,设备的使用始终处于初级阶段,学校信息化建设的水平始终无法提升。因此,如何提高教师对信息化设备的使用能力是关键。
南昌市启音学校聘请了一位专门的信息技术教育教师,学校每年都会组织两次全校教师的信息化教学培训,培训人员为计算机专业教师,培训内容包括计算机的基本使用、课件制作、信息资源的搜索以及远程教育资源的获取等,提高教师的计算机使用水平以及通过网络进行自我学习的能力。同时不定期的开展多媒体教学竞赛和课件评比等活动,提高教师参与教育信息化建设的热情。鼓励教师使用多媒体教学,将对信息化设备的使用能力作为考核教师基本功的重要内容,并通过各种教学研讨等活动挖掘信息化设备的功能,这些措施确保了学校信息化建设的速度与质量。
(二)信息化建设的硬件保障
硬件在教育信息化建设的过程中是最基础的支持。教育信息由输入转换为相应的输出,远程教育的实施以及教育信息的存储和共享等等都需要硬件设施的支持。教师在教育信息化建设过程中的作用需要以计算机、因特网、投影仪等硬件因素为前提。教育的信息化建设需要确保资金的投入。许多学校对信息化建设不够重视,导致学校信息化设备缺乏或老化,有的学校甚至全校只有两三台电脑,教室没有一间配备了多媒体。
南昌市启音学校2009年投入80余万元建设新校区的局域网、电视、电话、监控等设施;实现了每个教室和每个办公室都通因特网。近几年投入近300万更新和添置了现代化的语训设备,使听障学生的语言训练改变了传统的训练方式,学生的语言训练冲诊断到训练再到效果的评估都用上了信息化电子设备,评估和训练更加科学严谨。现在学校办公基本实现信息化管理。学校先后添置了人事管理软件、财务管理管理软件、资产管理软件、搭建了局域网管理平台。为了使学校能在课堂上实现现代化教学、学校在2011年先后在各个教室添置了多媒体教学仪器。学校对硬件设备的投入,使学校得信息化建设的有了物质保障。
(三)学校管理的信息化
2002年9月教育部正式颁布了《教育管理信息化标准》中的第一个部分“学校管理信息标准”。标准的颁布极大地促进了全国各级学校教育管理的信息化建设。国家《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》中明确提出要加快学校管理信息化进程。建立电子校务平台,加强教学质量监控,推动学校管理规范化与校务公开,支持学校服务与管理流程优化与再造,提升管理效率与决策水平,提高办学效益,支撑现代学校制度建设。利用信息化手段提升学校服务师生的能力和水平[2]。
南昌市启音学校先后添置了人事管理软件、财务管理管理软件、资产管理软件、并搭建了局域网管理平台,基本实现了学校管理的信息化、现代化。信息化的管理手段使得信息的保存,提取和共享变得方便快捷,极大地提高了学校的管理效率。此外,学校正在筹划建立每个学生的电子档案,将学生的基本信息、教育目标、学习成绩、学校表现等信息纳入电子档案,教师可以根据电子档案迅速地了解学生的情况。
(四)信息技术与课程的整合
信息技术与课程整合是否有效,并不在于运用了多么先进的技术,或者一节课中使用了多长时间的技术,而在于是否在恰当的教学环节使用,使学生完成某些用其他方法难以做到的事,在高水平完成既定课程教学目标的同时,获取信息技术技能以及解决实际问题的技能[3]。信息技术与课程的有机整合模式的多样性若能恰当地应用多媒体辅助教学就能够加大课堂信息量, 可化抽象思维为形象思维, 化复杂思维为简单的思维, 化立体思维为平面思维。并且能充分调动学生学习的积极性和主动性, 使学生乐于参与整个教学过程, 提高课堂学习效率听障儿童由于听力的损失,学习以视觉为主[4]。在语文课中,教师在使用手语教学时很难表达清楚相关概念,比如“伟大”“巍峨”“宇宙”等等。听障学生在学习类似抽象概念的时候往往难以理解。此时,通过多媒体播放一个情景或者一个小故事将有效地帮助他们理解这些词语。
南昌市启音学校非常注重教师如何将信息技术运用到课堂教学当中。教师的公开课大多数要求必须使用多媒体教学,在教学过程中要根据教学的环节灵活使用静态图片或者动态影音来帮助学生理解。通过经常举办教研活动来提高教师将信息技术与课程整合的能力。引导教师在教学中通过信息技术的使用来创设情景、启发思考、获取信息,同时引导学生在学习过程中能够借助信息化设备自主探究、合作学习等,从而实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的新型教与学方式。通过这种方式调动学生学习的积极性、主动性、创造性,从而改变教师为中心的传统课堂教学模式。
(五)信息技术与教育对象的匹配
普通学校的信息化建设大致都可以统一模式,因为教育对象基本一致,但是特殊教育学校不行。目前国内特校主要分四种类型,单一聋校、单一盲校、单一培智学校,以及综合类特校。三类学校教育对象都存在显著差别。其中综合类特校同时招收有听障学生、视力障碍学生、智障类学生、甚至还有自闭症和脑瘫等类型。学校信息化建设的内容和教育对象密切相关。对于单一聋校而言,听障学生接收信息主要靠视觉,所以聋校需要在教室、宿舍、操场等场所建有电子显示屏,实时传递上课、下课、教学通知等信息。对于单一盲校而言,视障学生需要依靠听觉和触觉来获取信息,所以学生用计算机在键盘选择和读屏软件等方面就要特别注意。对于培智学校而言,受智力的限制,学生无法使用较复杂的软件,计算机的使用更多是为了吸引学生的注意力,提供生动活泼的图像信息或影视画面,提供学生学习的兴趣。因此,教育信息技术与教育对象的匹配至关重要。
南昌市启音学校是一所单一聋校,学校根据听障学生的身心特点,在每个班级的教室、走廊、大型公共场所都设立了LED显示屏,用于及时告知学生上下课情况和日常管理情况。除此以外,针对高中部学生职业训练的需要,学校在学生用电脑上安装了许多与职业教育相关的模拟训练软件。此外,更重要的是,学校的所有LED显示屏以及相应的教学软件使用频率非常高,而不是在应对检查或者参观时才偶尔打开。
三、结论
南昌市启音学校在教育信息化建设上走在了江西省的前列,学校在信息化设备的经费投入、设备的使用、师资的培训、特别是设备与教育对象和教育课程的匹配上做了大量的工作,取得了很好的成效,可以成为其他特殊教育学校学习的范例。需要说明的是,学习南昌市启音学校信息化建设的经验,不仅仅是学习其设备的配制方式,或者羡慕其良好的办学条件,更重要的是学习其信息化教育的办学理念,以及其对信息化资源的利用方式。正如华东师范大学教育信息技术系张际平教授所说:“信息技术教育应用,要从关注信息化的基础设施建设转向关注实际应用的效益和效能;从关注教育技术应用的表面转向各学科教学质量和促进学生学习的实际效果;从关注个别学校的实验转向关注成片的规模质量效益;从关注短期行为转向关注可持续发展”[5]。
参考文献:
[1]中小学教师教育技术能力标准(试行)[J].中小学信技术教育,2005(2):20.
[2]教育部关于印发《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》的通知[ED/OL].,2012-3-13.
[3]信息技术与课程有效整合的基本特征[EB/OL].http:///content/461853.2010-05-14.
关键词:研究性学习;程序设计学习团队;科学素养
面向对象程序设计课程是计算机学院各专业学生在大学二年级上学期必修的一门学科基础课,是程序设计基础课程的后续课程。然而,经过一个学期程序设计基础课程的学习后,绝大部分学生的编程基础仍然较弱。显然,这种现象的存在不利于培养计算机应用型人才。如何通过该课程的学习来提高学生的编程技能并为后续专业课的学习打下坚实的基础是教学过程中许多教师一直研究的问题。本文以校级与国家级研究课题为背景,在面向对象程序设计课程的教学过程中进行了研究性学习的尝试和实践。
研究性学习是以问题为载体的一种全新的学习方式。它着力于学生的学,鼓励学生以类似科学研究的方式,进行主动探索[1]。研究性学习虽然着眼点在于转变学生学的方式,但着手点却是转变教师教学的观念和行为方式。在本课程中进行的研究性学习,教师仅仅是组织者、参与者和指导者。在学习过程中,每一位学生都是通过亲身实践来运用书本上的理论知识并获取直接经验。经过近5个月的训练,参加研究性学习的学生,其编程技能明显得到提高。
1组织形式
组织研究性学习必须由教师全面负责。教师要能把自己的科研方向融入到教学中来,以某一研究主题作为切入点,通过给学生提出问题、让学生分析问题和要求学生利用课堂上的理论知识解决问题这三个阶段来培养学生良好的科学素养[2]。
针对计算机科学与工程学院2008级网络工程1、2班共51人,在该课程的第一节课,启动通过面向对象程序设计课程开展研究性学习的动员会,要求学生以自愿参加的方式组成一个研究性学习团队。一个星期报名后,形成了一个4人的程序设计学习团队。
2实施方式
在面向对象程序设计课程中实施研究性学习的方式主要利用课外时间来完成。但要求程序设计学习团队每周要进行一次集中交流、讨论和程序展示[3]。针对这个程序设计学习团队,就面向对象程序设计课程的某一知识点,实施研究性学习的案例。
2.1案例1Vector容器的使用与文本文件的读操作
一般来说,对于Vector容器,教材中仅仅只介绍了它的功能和一些简单的使用方法。那么如何在解决较为复杂的实际问题时灵活使用它呢?
在提出问题阶段,给出了如何利用程序实现朴素贝叶斯分类器进行预测的问题。教师首先组织团队成员利用课余时间学习朴素贝叶斯分类器进行预测的基本原理。在提出问题阶段,教师一定要把问题的正规化,正规化的意思就是要求教师把提出的问题做成幻灯片,在讲解的时候,学生便于清晰阅读,更重要的是它可以作为学生课后查阅资料的依据。最后,要求团队每一个成员利用一周的课余时间,通过阅读相
关资料,认真理解这个原理并记录有疑惑的问题。
具体问题的描述为:给定训练样本数据集如表1所示,使用朴素贝叶斯分类器来预测目标新实例:(Outlook = sunny, Temprature = cool, Humidity = high, Wind = strong)的PlayTennis的目标值(yes或no)。在分析问题阶段,要求团队每位成员在每周固定的集中讨论时间内汇报自己的对问题的理解,如何从文本文件中读数据,如何用Vector容器存放数据解决问题以及对问题存在的疑惑。
表1训练样本数据集
Day Outlook Temperature Humidity Wind PlayTennis
D1 Sunny Hot High Weak No
D2 Sunny Hot High Strong No
D3 Overcast Hot High Weak Yes
D4 Rain Mild High Weak Yes
D5 Rain Cool Normal Weak Yes
D6 Rain Cool Normal Strong No
D7 Overcast Cool Normal Strong Yes
D8 Sunny Mild High Weak No
D9 Sunny Cool Normal Weak Yes
D10 Rain Mild Normal Weak Yes
D11 Sunny Mild Normal Strong Yes
D12 Overcast Mild High Strong Yes
D13 Overcast Hot Normal Weak Yes
D14 Rain Mild High Strong No
在解决问题阶段,教师要求团队每位成员要展示自己的程序,在展示的过程中要讲解如何进行理论与实际相结合。从这个实例可以看出,经过这样的实践训练学生能将文本文件的读操作与Vector容器灵活地结合在一起使用。某团队成员在解决案例一过程中的部分代码如下:
int fileToVector (string fileName, vector & svec)
{ /*从文本文件读取样本数据赋值给string对象*/
ifstream inFile (fileName.c_str());
if (!inFile)
return 1;
string s;
while (inFile >> s)
svec.push_back(s); /*将 string对象存储在容器svec中*/
inFile.close();
if (inFile.eof())
return 4;
if (inFile.bad())
return 2;
if (inFile.fail())
return 3;
}
2.2案例2运算符重载的应用
对于运算符重载的使用,绝大多数的教材中一般针对的是较为简单的类,例如,用复数类来列举一些较为常用的运算符重载的应用。那么,如何在解决实际问题的过程中灵活运用运算符重载的知识呢?
针对这个知识点,提出了如何利用程序实现数据隐私中的k-匿名模型。在利用案例一中的方法将实现k-匿名模型的Datafly算法介绍给学生,要求学生在解决这个问题的过程中能灵活运用运算符重载的知识。
具体的问题描述为:已知给定k=2,利用k-匿名思想将表2所示的记录分组,得到的匿名表中,每个分组里至少有2条记录是相同的。
表2原始数据表
Race Birthdate Sex Zipcode Disease
black 1965-9-20 male 02141 short of breath
black 1965-2-14 male 02141 chest pain
black 1965-10-23 female 02138 painful eye
black 1965-8-24 female 02138 wheezing
black 1964-11-7 female 02138 obesity
black 1964-12-1 female 02138 chest pain
white 1964-10-23 male 02138 short of breath
white 1965-3-15 female 02139 hypertension
white 1964-8-13 male 02139 obesity
white 1964-5-5 male 02139 fever
white 1967-2-13 male 02138 vomiting
white 1967-3-21 male 02138 back-pain
某团队成员在运用运算符重载知识实现k-匿名的部分程序代码如下。
class Date /*定义日期类用来表示生日*/
{
private:
string year,month,day;
public:
bool operator ==(const Date &rhs); /*重载逻辑运算符==*/
bool operator !=(const Date &rhs);/*重载逻辑运算符!=*/
void set(string s); /*定义set成员函数用来设置日期,定义省略*/
void generalize(int k); /*归纳函数,定义省略*/
friend ostream &operator
};
bool Date::operator ==(const Date &rhs)
{
if(this->year==rhs.year&&this->month==rhs.month&&this->day==rhs.day)
return 1;
else
return 0;
}
bool Date::operator !=(const Date &rhs)
{
if(this->year==rhs.year&&this->month==rhs.month&&this->day==rhs.day)
return 0;
else
return 1;
}
ostream &operator
{
if(rhs.day!="*"&&rhs.month!="*")
os
else if(rhs.day=="*"&&rhs.month!="*")
os
else if(rhs.day=="*"&&rhs.month=="*")
os
return os;
}
程序运行后得到的k值为2的匿名表如表3所示。
表3k=2的匿名表
Race Birthdate Sex Zipcode Disease
black 1965 male 02141 short of breath
black 1965 male 02141 chest pain
black 1965 female 02138 painful eye
black 1965 female 02138 wheezing
black 1964 female 02138 obesity
black 1964 female 02138 chest pain
white 1964 male 02139 obesity
white 1964 male 02139 fever
white 1967 male 02138 vomiting
white 1967 male 02138 back pain
3学习效果
程序设计学习团队经过近5个月的训练,同学们不仅编程能力逐步得到了提高,而且表达能力,团队成员之间如何有效合作与交流也得到了很大的锻炼。例如,某同学经过训练,现在不仅能编写出结构清晰、可读性好的代码,还能站在讲台上自然大方地进述自己实践能力提高的经验与心得。
此外,通过课程期末考试中30分的程序设计题的卷面得分(如图1所示)可知,没有参加团队学习的同学的程序设计题得分大部分处在10分以下,而参加训练的同学得分最低为15分。从图2可知参加训练的同学程序设计题的平均得分为22.75分,远远超过了那些未参加训练的同学平均得分7.11分。
4结语
面向对象程序设计作为计算机学院各专业第3学期的学科基础课,对各专业学生后续专业课程的学习乃至培养应用型人才的目标都起着至关重要的作用。因而,教师要借助程序设计课程这个平台,加大力度宣传研究性学习的良好效果,鼓励更多的学生采
用这种学习方法,这样不仅可以为计算机学院培养应用型人才打下坚实的基础,还可以带动学院学风建设。
图1程序设计题得分趋势图
图2程序设计题平均得分情况比较
参考文献:
[1] 范惠林,赵思宏. 研究性教学模式在专业课程中的应用[J]. 现代教育科学,2002(11):44-46.
[2] 周兴龙. 人才的素质与培养[M]. 南京:南京大学出版社,2004:2-3.
[3] 吕品,张俊.“软件工程”课堂教学内容与形式的改革与探索[J]. 计算机教育,2008(14):25-26.
Instantiation of Research Study Based on Object-oriented Programming
LÜ Pin, ZHANG Jun, WANG Hai-hui, ZHANG Yan-duo
(School of Computer Science and Engineering, Wuhan Insititute of Technology, Wuhan 430073, China)
关键词:中学数学教育;教学案例;有益探索
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)15-125-02
一、教育案例概说
1、教育案例研究法概念
具体地说,教育案例研究法,一般选定典型的个人、教育事件、教育机构或团体为研究对象,以其变化、发展过程为研究内容,搜集大量与研究对象有关的资料,进行全面、深入、细致的分析研究,探索造成某种特殊状况的原因,从中揭示发展变化的基本规律。并依次提出有价值的教育、教学改进措施,完善研究对象发展的方法。
2、教育案例的价值
(1)教育案例是沟通教育理论与实践的桥梁:案例为我们提供了对不可预期的教育事件的一种把握方式,对特定的、典型的教育问题提供了一种解决方式。
(2)教育案例知识是教育知识结构系统不可缺少的重要组成部分:近年来有学者(Shulman,1990)提出,教师专业知识结构应由三类知识构成:①原理规则知识;②专业的案例知识;③运用原理规则于特殊案例的策略知识。教师的知识分类将教育教学案例纳入了教师的知识系统。
(3)教育案例是教育教学问题解决的源泉,也是教育理论的“故乡”。
3、案例研究的一般程序案例有大有小
有的以一个人、一件事、一堂课,甚至一道题为对象,有的以一个国家、地区为研究范围,但都是围绕一个具体的对象展开。案例研究的方法丰富多样,如观察、访谈、测量、调查、统计等,要有利于收集和分析个案资料。
案例研究成果的表现形式具有很大程度的灵活性,并不存在标准的统一的报告格式,哪怕只是一孔之见,或仅是特殊问题或现象的研究,它依然可以唤起读者的思考,让读者品味。
二、中学数学教育教学案例开发研究
1、学数学素质教育的目标
教学大纲规定的数学教学目的是使学生掌握数学基础知识与基本技能,形成数学能力,发展个性品质和形成科学的世界观。数学素质教育在发展学生的智能、审美及个性品质方面都发挥着无可替代的重要作用,但学生通过对数学的产生和发展、个性与共性、理论与应用的认识,形成正确的数学的历史观、辩证观和价值观。
2、例研究对数学素质教育案例开发的启示
(1)数学案例研究是案例法实施和成功的最佳切入点:在我国,案例教学在教师教育中还只是刚刚开始受到注意。教学三境界:传授知识一培养能力一优化素质,数学教学都是齐备的。数学是思维科学,也是应用科学,存在广泛的实践,然而现在都没有产生大量能为教师教学所用的教学案例,数学学科为教学案例研究提供了广阔的空间和材料,一线教学有着丰富的素材和内容,亟待数学教师去开发。
(2)数学教育情境是案例开发的保障:教育案例是对数学实践中的问题的描述,与实践的联系是案例之所以对教育起作用的核心所在,也是案例的价值所在。广大一线数学教师是案例开发的重要主体。研究表明,由从事实践工作的教师所写的案例比起由研究者开发的案例,更加能引起读者的认同感。教师对自身实践活动的反恩,对自身实践活动不同角度的审视和反思自己的经历,会产生良好的教学案例。数学广泛的应用性和实践性为教师创设了良好的情境。
(3)案例开发应当与教育目的匹配:数学教育的目标是培养学生的数学思维能力和思维品质,促进问题解决和能力的发展。数学教学内容分立体几何、解析几何、代数三大部分,涉及领域广阔,开发出的案例应与特定的教师教育目的相匹配。从而改进教学观念、方法、手段,更有效地完成教育目标,并可作为范例,至少在教师教育实践中有借鉴意义。数学教育教学案例开发,不可好高骛远,只要是有益的反思、总结、描述,只要是实践中的真实问题和现象都将是一笔财富。
3、数学教育教学案例开发研究是提升教师自己的最佳、最捷途径
21世纪教师面临着严峻的挑战,教师的素质是制约基础教育改革与发展的关键,是发展综合国力的关键。除了搞好教育教学之外,教育科研能力已被提上议事日程,教师要在教育科研中把自己锻炼成为一名科研意识强的学者型现代化教师。作为教育一线实践者――教师,尤其是数学教师,要搞学科改革研究、理论研究等多是盲目摘抄或感到力不从心,很多教师对撰写论文、搞学科教学研究感到难以下手。数学教育案例研究提供了现实的捷径。起点低,人人都能参与;范围广,处处留心皆学问;小中见大,深刻反思有创新。数学教育教学案例研究会很快提升科研能力,它务实求新,可操作性强,更是科研入门的最佳选择。
4、数学教育教学案例开发的方向
(1)数学教学的“建构学说”:1996年在西班牙举行的第8届国际数学教育大会(ICME -8)把“建构学说”列为专题讨论题目之一,其基本精神是:数学学习并非是一个被动的接受过程,而是一个主动的建构过程。
(2)数学教学中创设“最近发展区”:心理学家维果茨基认为,教学始终应当走在发展前面,指出:“一个人的心理发展是人对客观现实反映活动的扩大、改善和提高”,“教学为发展开路。”为此,提出了最近发展区概念。他把心理机能的现有发展水平称作第一发展水平;在有指导的情况下,借助他人的帮助能达到解决问题的水平称作第二发展水平;两种水平的差异称“最近发展区”。根据这一理论,从学生的心理特点出发,为学生创设知识和能力的最近发展区,并使之转化为现有水平是促进教学过程最优化的重要环节。用此理论指导数学教学,就是要根据学生的知识、能力及迁移发展的原有水平,把数学教材能动地进行深入分析和教法加工,创设切合学生心理水平的最近发展区,诱发学生探索知识的积极性和主动性,使学生的知识、能力逐步达到第二发展水平。
(3)数学教育教学创新行为:“创新教育”是当前中国教育全面变革的主旋律。教育的目的最终在于培养学生的创新精神和创新能力。教师应积极探索中学数学教学中教育观、学生观、人才观的创新,教学方法,课堂教学模式,现代信息技术应用等创新教育行为。
(4)研究性学习:国家教育部最近制定了《全日制普通高级中学课程计划(试验修订稿)》,其中在课程设置中对研究性学习安排了288个课时,这是培养学生创新精神和实践能力、终身学习能力和适应社会能力的一个十分重要的举措。数学新大纲专门制定了研究性学习选修内容,教师应积极投入主动进行研究性学习教学,探索研究性学习教学模式。
(5)在课外活动中张扬学生个性:①培养竞赛尖子,探索个人个案;②开设“趣味数学”,探索数学文化与中学数学教学的连接;③开设“数学史话”,探索德育渗透到中学数学教学的途径;④开设“数学与美”,探索美育渗透到中学数学教育的途径;⑤开设“数学与棋艺”,探索思维训练的共性。甚至群体参与,探索课本课程改革创新案例。
三、数学教育案例研究应注意几个问题
1、案例报告应区别于一般的工作总结、实验研究报告、故事或实录。除了以上归纳的价值和程序外,也融合了科学性、文学艺术性和可读性。
关键词:过程生成;矩阵对角化;研究性教学;教学设计
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0191-03
研究性学习不愧为创新教育的有效方法,然而由于种种原因却很难广泛实施。因此退一步思考:参照研究性学习方法设计研究性教学模式,即可能克服研究性学习实施中的实际困难。所以本文基于“过程生成”教学理念,以高等数学为例,探讨研究性教学模式及其教学设计。
一、“过程生成”理念
基于过程哲学思想,参照基础教育新课改的三维目标,笔者提出“过程生成”教学理念。
教学是动态的知识生成过程。该过程始于某种背景,在思想、情操的层层支配下,激发对学习目标的步步追求,从而诱导已有知识、技能、方法的循循摄入,形成流变与合生:创造新知识、练就新技能、获得新方法、增长新智慧、形成价值观、积聚创造能量。过程生成并非是过程与生成的简单叠加,而是强调在过程中生成。因为对教学而言,有过程未必有生成,有生成未必有良好的过程。同时过程是基础,生成是创造,二者缺一不可,相辅相成。过程生成教学以怀特海的过程哲学为思想观念,以波兰尼的意会哲学为认知方法,以基础教育新课改的三维目标为基本要求,以知识在过程中生成为基本策略,以整体性(反对片面认知)、连续性(反对支离破碎)、摄入性(反对强加于人)、生成性(反对简单注入)为基本原则。
二、研究性教学述说
关于研究性教学的研究为数不少,但有的等同于研究性学习,有的则是探究式教学,等等,尚无定论。笔者的观点是移植研究性学习到研究性教学。因为研究性学习,是学生在教师指导下,从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究,并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。而实施的一般步骤是:确定课题制订计划搜集资料总结整理交流评价。所以研究性教学是教师向学生展示针对学习内容而提出课题、研究课题、获取知识、应用知识、解决问题的过程。其实施的一般步骤是:提出课题拟定方案搜集资料探究论证总结应用。基于“过程生成”理念的研究性教学,亦即是在“过程生成”理念指导下实施研究性教学。
三、案例设计
基于张禾瑞、郝鈵新的《高等代数》教材,设计线性变换对角化问题的研究性教学案例如下:
1.提出课题。我们已知:若V是数域F上的n维向量空间,σ∈L(V),{α1,L,αn}是V的一个基,σ关于此基的矩阵为A,则?坌ξ=(α1,L,αn)x∈V((X=x1,L,xn)T)σ(ξ)关于{α1,L,αn}的坐标是AX,可见σ(ξ)坐标计算的复杂度完全取决于A,于是就希望:找到v的一个基,使得σ关于此基的矩阵最为简单。
2.拟定方案。首先确定具体目标:因为对角形矩阵最简单,所以希望σ关于某基的矩阵为对角形,不过遗憾的是这是不可能的(分析略)。于是有两种选择:一是寻求能是对角形的条件,二是因为对角形矩阵是准对角形矩阵的特例,所以先以准对角形为目标,得到结论后再研究特殊情况,当然选择后者!其次确定研究路线:因为n维空间有无穷多个基,所以不能一一试探,于是一种可能的做法是:任取基{α1,L,αn}及相应的矩阵A,设法由{α1,L,αn}变得{β1,L,βn},使σ关于{β1,L,βn}的矩阵为准对角形。为了表述方便,对于σ∈L(V),若存在V的基使σ关于此基的矩阵是对角形(准对角形),则称σ可对角化(或可准对角形化)。这样即确定研究方案如下:对于σ∈L(V),(1)研究σ可准对角形化的条件;(2)在准对角形化的基础上研究σ可对角化的条件及方法;(3)对于不能对角化的σ,研究特殊的准对角形矩阵问题(亦即是有理标准形、若而当标准形问题,如教学计划没有要求,可请同学们自行研究)。
3.搜集资料。综括已经学过的相关的概念、结果及相互关系(略)。
4.探究论证。Ⅰ、探究σ可准对角形化的条件。欲求之,先设之,寻觅方法:设σ关于基{β1,L,βn}的矩阵为B=diag(Br,Bn-r)(其中下标表示方阵的阶数),那么由σ(β1,L,βr,βr+1,L,βn)=(β1,L,βr,βr+1,L,βn)B可得:(σ(β1),L,σ(βr))=(β1,L,βr)Br,(σ(βr+1),L,σ(βn))=(βr+1,L,βn)Bn-r由此发现,若W1=L(β1,L,βr),W2=L(βr+1,L,βn),则:(a)、σ(W1)?哿W1,σ(W2)?哿W2,具有如此性质的W1、W2保证了B是准对角形。所以应关注这样的子空间,为说话方便称具有如此性质的子空间σ为的不变子空间(或σ-子空间)。显然,如果只考虑σ在Wi上的作用(为方便,称之为σ在Wi上的限制,记为σ|Wi),那么σ|在Wi即是Wi上的线性变换,且σ|在W1关于{β1,L,βr}的矩阵是Br,σ|W2关于{βr+1,L,βn}的矩阵是Bn-r。(b)、V=W1?堠W2,此条件保证W1与W2的基构成了V的基,并且σ关于此基的矩阵就是B。因此得到猜想:“若向量空间能分解为不变子空间与的直和,那么就存在的基,使得关于此基的矩阵就是”。于是深入认识不变子空间,证明猜想并予推广等,参见教材275~278进行设计处理。Ⅱ、寻求σ可对角化的条件及方法。①基本分析。据Ⅰ结论可知:σ可对角化?圳V能分解为一维σ-子空间的直和。并当V是一维σ-子空间W1、…、Wn的直和时,任取Wk的基{βk},则σ(βk)=λkβk且{β1,L,βn}构成V的基,于是σ关于{β1,L,βn}的矩阵是diag(λ1,L,λn)。可见具有性质σ(βk)=λkβk的基是可对角化的关键,为了方便称满足σ(ξ)=λξ的λ为σ的特征值、ξ为σ属于λ的特征向量(其中,λ∈C,ξ≠0,因为基向量不能为0)。这样又可说:σ可对角化?圳σ存在n个线性无关的特征向量。所以研究应从特征根与特征向量开始。②特征根与特征根向量的研究。首先应考虑是否任一线性变换存在特征根与特征向量,为此可考查已知道的线性变换(如教材255~257页之例1例8、及265页之第2题等),结果是不一定。于是即需寻求特征根与特征向量的存在条件及求法,为此任取V中向量考查,因为V是n维空间,所以V中向量都可用其基表示,任取V的基{α1,L,αn}及相应的σ的矩阵A,那么,?坌ξ∈V都存在X∈Fn,使得ξ=(α1,L,αn)X,所以,σ(ξ)=(α1,L,αn)AX,于是有:σ(ξ)=λ(ξ)?圳AX=λX?圳(λI-A)X=0,进而得:ξ是σ属于特征根λ的特征向量?圳(λI-A)X=0有非零解ξ?圳|λI-A|=0。所以:λ是σ的特征根?圳λ是|λI-A|的根;|λI-A|=0?圯σ有属于λ的特征向量,并且(λI-A)X=0的任一非零解都是σ属于λ的特征向量。也就是说可从A来求得σ的特征根与特征向量,但随之而来的问题是:如另取基{β1,L,βn}及相应的矩阵是B,是否会得到不同的特征根与特征向量?分析:其一,由B:A可得fB(λ)=fA(λ),说明特征根与基的选择无关,因此即可称fA(λ)为σ的特征多项式,记fσ(λ)=fA(λ);其二,因为B:A?圳B=T-1AT,于是(λI-B)X=0?圳T-1(λI-A)TX=0?圳T-1(λI-A)Y=0,说明特征向量也与基的选择无关,于是可称(λI-A)X=0的解空间为σ属于特征值λ的特征子空间,记为Vλ。为了后续研究需要深入了解特征多项式、特征根、特征向量、特征子空间(参见教材相关内容278~285)。③对角化的条件及方法研究。能求得特征根与特征向量,也就有了对角化的基础。为了寻求可对角化的具体条件和方法,假定{β1,L,βn}是σ的基,且σ(βk)=λkβk,其中λ1,L,λn中可能相同。为了寻找规律,将其进行规整:不妨设其中λ1,L,λt互不相同,且有s1个λ1,…,st个λt,s1+L+st=n,β1,L,βn那么也可相应地重新编号为β11,L,β1s■,L,βt1,L,βtst,满足σ(βkj)=λkβkj(j=1,L,sk),这样即可写出关系式:
σ(β11,L,β1s■,L,βt1,L,βtst)=(β11,L,β1s1,L,β1s■,L,βtst)
,记 (*)
由(*)可见:(1)若B是σ的矩阵,则问题已经清楚,然而注意到λk是fσ(λ)的根,但fσ(λ)的根不一定在F中,所以未必有B∈Mn(F),于是σ能否对角化的关键之一是σ的特征根是否都在F中(为区别称σ在F中的特征根为本征值,相应的特征向量为本征向量);(2)由σ(βkj)=λkβkj知βk1,L,βkSk∈λk但如果dimλk<sk,那么βk1,L,βkSk就不存在;(3)β11,L,βkSk,L,βt1,βkSk能否是V的基,取决于σ属于不同特征根的特征向量是否线性无关。于是应该研究以下问题:(a)属于不同特征根的特征向量是否与线性无关;(b)是否dimVλ■≤Sk(为方便称dimVλ■为λK的几何重数,而Sk为λK的代数重数);(c)猜想:σ可对角化?圳σ的特征根都在F中,且每个特征根的几何重数=代数重数。
关于(a),参照教材的定理7.6.1及推论7.6.1的证明设计研究过程288~289。
关于(b),分析dimλk:因为?坌ξ∈Vλ■?圯σ(ξ)=λKξ,所以感觉且易证Vλ■是不变子空间。鉴于不变子空间的研究经验,将Vλk的基α1,L,αS扩充为V的基,则σ关于此基的矩阵是AλKIs* *,所以fA(λ)=(λ-λK)sg(λ),可见λK的重数不小于s,即dimVλ■=s≤sk,即得:λK的几何重数≤λK的代数重数。
关于(c),在以上讨论的基础上,参见教材的相关证明291~292设计研究过程。
完善σ可对角化的理论,如教材的推论7.6.2等289。
④矩阵对角化问题。从上述讨论可见,σ对角化实质上是σ的关于某个基的矩阵的“对角化”,所以可相应地给出矩阵对角化的概念及结论(略)。
⑤结论。系统总结,给出所得知识结构图,且做综合应用练习(参见教材294~295,并补充应用例子)。
探究:限于篇幅,本文从略,参见文献。
四、结语
本文提出了研究性教学及基于“过程生成”理念的研究性教学模式,并以对角化问题为例给出了教学案例。该案例设计体现了整体性:以准对角化向下拓开而得到对角化、有理标准形、若当标准形,使学生很清楚地认识到相关知识的整体脉路;体现了连续性:整个思维过程都是连续的,没有产生断层;体现了生成性:所有概念都是在研究过程中根据需要而命名的,所有结论都是在研究过程中获得的,没有丝毫的注入行为;体现了摄入性:研究进程的每个环节都是思想、情感、思维、相关知识的综合演变体,其中通过相互摄入作用而形成阶段性共生,且推动研究进入下一个环节(限于篇幅不便具体分析)。总之该案例符合“过程生成”教学思想。
研究性教学的目的是将教师指导学生研究性学习的过程转变为教师向学生展示一种研究过程,以解决因班容量大、课时紧张等客观原因而不能实施研究性学习的矛盾。这样做尽管不是学生亲历,但只要教师处理得当,使学生与教师思维共鸣,也能使学生得到研究过程的历练,受到创造性思维的熏陶。笔者的教学实践证明,如此教学很受学生欢迎,有益于提高学生的基本素质及创新能力,效果良好。当然如果条件允许,完全可以此为基础变形为其它教法,效果会更好。
因篇幅所限,本文只做了简要的介绍,希能抛砖引玉,不妥之处,敬请斧正。
参考文献:
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[4]王积社,杨晓鹏.高等代数典型问题精讲[M].北京:科学出版社,2010.
[5]王积社.《系统科学视阈下:对三维目标的过程化解读[J].《大家》杂志(待发表).
关键词: 高职大专 英语语法教学 教学案例
一、高职大专英语语法教学的现状分析
我国高职大专学院英语语法教学的效果差,主要原因是缺乏对语法教学的正确理解,因此英语语法教学的效率很低。这种状况直接导致学生学习英语很多年却仍旧不能流利地用英语进行交流,尤其是不能正确地使用语法来理解英文资料,为学习和工作带来很多不便。
传统的英语语法课依靠老师的讲授来完成,主要由教师在课堂上讲授课文中的重要语法和句型。这种授课方式片面地注重基本语法知识的传授,使语法课沦为变相的词汇和句型课。学生在课堂上只是被动地接受、只满足于做笔记,很少有机会进行真正的语法实践。长此以往,学生对语法课逐渐丧失兴趣,不但没有收获语法课应有的效果,而且使学生成为知识的容器。如今针对语法教学和语法策略方面的研究比较多,专门面向高职大专英语语法教学的研究却比较少,因此研究出一套既能提高职业大专学生语法掌握能力、又能激发学生学习语法兴趣的教学方法,具有重要的理论与实际意义。
二、重点语法分析及教学案例
通过长期的职业大专英语教学,笔者在众多语法知识点中找到学生共同感觉难以理解的倒装句作为本文的教学案例作为讲解。
(一)教学目标
知识目标:理解运用倒装句,完成教科书中规定的任务。
能力目标:通过对语法的讲解和归纳使学生学会运用倒装句。
德育目标:使学生通过与教师一同归纳倒装句这一知识,培养他们独立分析问题、解决问题的能力。树立学生的信心,相信自己能行。
情感目标:通过学习调动他们的学习积极性,使学生体会到英语的趣味性。
(二)教学方法
以学生为主体,用多媒体辅助教学,通过帮助学生理解、归纳、总结、讨论等方式学习倒装句。设计依据:依据职业大专学生的特点,旨在达到在较短的时间内使学生全面复习倒装句这一目的。
(三)学法指导
自主学习,合作学习。
(四)教学过程
1.复习:倒装句的使用种类。
2.导入:讲解具体内容。
3.分析总结。
4.给出练习题,使学生在练习中巩固所学知识。
倒装是一种语法手段,用于表示一定的句子结构或强调某一句子成分。倒装句有两种:完全倒装和部分倒装。
1.完全倒装
1)完全倒装即把整个谓语放到主语之前(是整个谓语动词,而非助动词)。
例如:In came the teacher and the class began.(老师走了进来,然后开始上课。)
2)there引出的完全倒装句:除了最常见的there be句型以外,there还可以接appear,exist,lie,remain,seem to be,stand等,一般都译成“有”的含义,构成完全倒装句。例如:There appeared to be a man in black in the distance.(远处有个穿黑色衣服的人。)
3)由地点和时间副词引出的完全倒装句:以地点副词here,there和时间副词now,then开头,后面的动词是be,come,exist,fall,follow,go,lie,remain,seem,stand等,而主语又是名词时,构成完全倒装句。
例:_______from the tenth floor when the policeman pointed his pistol at him.
A)Jumped down the burglar B)Down the burglar jumped
C)The burglar jumps down D)Down jumped the burglar
答案是D)Down jumped the burglar。因为地点状语down位于句首应该用完全倒装,整个谓语动词应位于主语之前。C)The burglar jumps,应该用和时间状语从句一致的过去时,而不是现在时。
2.部分倒装
1)部分倒装即只把谓语的一部分(如助动词、情态动词等)放到主语前,或把句子的强调成分提前。
例:_______right now,she would get there on Sunday.
A)Would she leave B)If she leave
C)Were she to leave D)If she had left
结合选项,全句的意思是:“如果她立刻就走,她就能在星期天到达那里”。答案是C。
2)以否定词开头的句子要求部分倒装。注意下列句子中助动词或情态动词提前、甚至补充助动词的用法:
例:Not until yesterday did little John change his mind.(小约翰直到昨天才改变了主意。)
例:In no country_____Britain,it had been said,can one experience four seasons in the course of a single day.
A)better than B)more thanC)other than D)rather than
答案是C)other than。no other than意思是“正是、就是”;而rather than的意思是“宁愿……而不……;而不是”。
3)以否定副词开头并加状语的句子要求部分倒装。这些否定副词有barely,hardly,little,seldom,scarcely...when,never,no sooner...than,rarely,no more,nor nearly,not only等,以及only。
例:Only under special circumstances______to take make-up tests.
A)are freshmen permitted C)permitted are freshmen
B)freshmen are permitted D)are permitted freshmen
全句的意思是:“一年级学生只有在特殊的情况下才可以允许补考。”本陈述句以only开始,后面接状语,应当用部分倒装句。
参考文献:
[1]钱宏达.研究性学习教学模式的构建[J].教育发展研究,2001,(11):33.
【关键词】 研究性学习 课堂教学 研究性学习的途径 研究性学习的意义
【中图分类号】 G420 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)03(b)-0118-01
1 什么是研究性学习
研究性学习是指学生在教师指导下,从学生生活和社会生活中选择和确定研究专题,主动获得知识,应用知识,解决问题的学习活动。研究性学习可以包括三个阶段:第一,进入问题情境阶段;第二,实践体验阶段;第三,表达和交流阶段。研究性学习的基本特点是:开放性、问题性和社会性与实践性。
2 化学教学中实施研究性学习的途径
2.1 用新授课内容开展研究性学习
在新授课的过程中教师适当指导学生进行一些研究性学习,对化学的课堂教学会有明显的促进作用。
如在进行第二单元课题3制取氧气的课堂教学时,因为向过氧化氢溶液中加入了二氧化锰这种物质,使得反应的速率明显加快,学生这时的兴趣很高,也很好奇。为了验证二氧化锰的化学性质在反应前后不变这一特点时,学生进行了如下探究:
(1)将氯酸钾固体装入试管,用酒精灯的火焰加热,刚开始伸入带火星的木条,木条不复燃。加热约5分钟后,试管中的氯酸钾开始熔化,并能看到有气泡生成,把带火星的木条伸到试管中,木条复燃。说明氯酸钾在没有二氧化锰的情况下也能分解产生氧气,只是速度比较慢。
(2)将反应后蒸发得到的二氧化锰固体和氯酸钾按1:2的比例充分混合,装入试管中,用酒精灯的火焰加热1~2分钟后,将带火星的木条伸入试管中,木条复燃。说明催化过过氧化氢溶液的二氧化锰仍然对氯酸钾有催化作用,它可以加快氯酸钾分解的速率。即:做为催化剂的二氧化锰在反应前后它的化学性质没有发生变化。
实验结论:二氧化锰的化学性质在反应前后不变。
可见,在新授课时适当引导学生进行一些研究性学习,学生的思维能力得到培养和锻炼,思考问题时能关注问题的细节,学习效果显著提高,使课堂真正成为学生“学会学习”的主阵地。
2.2 在实验内容开展研究性学习
“以实验为基础”是化学学科的基本特征,如果我们能相信学生,大胆的在安全的前提下让学生自己去研究,对提高课堂教学效果会有较大促进作用。
例如在进行第二单元 课题3 制取氧气的活动与探究的实验教学时,我没有按照惯例先课堂讲解该实验的操作步骤和注意事项等,而是先给学生创设问题情境:下星期我们就要亲自制取氧气了,同学们在课后要准备一下,然后设计出相关的实验方案,然后在下周的实验时间就是去实验室验证你们方案的时候了,同学们要好好准备,努力做好。
学生们设计的方案主要集中在下面几种:
①氯酸钾制氧气;②氯酸钾和二氧化锰混合制氧气;③高锰酸钾制氧气;④过氧化氢溶液制氧气;⑤过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气;⑥过氧化氢溶液和硫酸铜溶液混合制氧气。
根据学生以小组自己设计出来的方案,准备好所需的药品和仪器,让学生自主去研究自己方案的可行性,然后小组间交流和评价,再提出对方案的修改意见。
2.3 用习题内容开展研究性学习
研究性学习的基本特点是:开放性、问题性和社会性与实践性。在近几年的化学中考中,开放题每年都有,并且所占的比例也有增加的趋势,所以我们在平时的习题课中有目的的引导学生进行一些研究性学习,对于学生的解题能力会有很大的帮助。
如下册P75的第5题:如果让你来鉴别亚硝酸钠和食盐,你选用什么试剂,如何操作?
根据大家的讨论与实验得到了许多实验方案。下面展示的是方案之一:
开放性题目答案不是唯一的,所以在习题课中利用这类题目进行研究性学习,可以培养学生的发散思维、创新能力。并对学生的解题能力也起到了锻炼,还可以帮助树立自信心。
3 化学教学中实施研究性学习的意义
在研究过程中,学生主动参与,这个活动过程本身就能引起学生极大的兴趣和强烈的求知欲望。在研究性学习过程中化学科本身的魅力完全展现在学生面前,实验中的各种现象:产生气体、生成沉淀、颜色改变、产生热量等能引发学生的学习兴趣,并让兴趣在研究学习过程中得以保持。
在数据的分析和处理、结论的获得等过程中,体现对化学的学科思想和科学研究方法的理解和使用。因此,活动的成果不仅仅是获得结论,更重要的是学生在整个活动过程中创新能力和创造能力得到了培养和提高。
在初中化学课堂教学中,研究性学习是一种重要的学习方式,是一种符合时代要求的学习方式。作为一种学习方式,研究性学习走进初中化学课堂,在教师潜移默化、润物无声的指导下,使学生掌握这种学习方式,具备自主学习、探究性的学习能力,是初中化学课堂教学进行研究性学习的最终落脚点。
参考文献
[1] 钟启泉,崔允漷,张华主编:为了中华民族的复兴,为了每位学生的发展——〈基础教育课程改革纲要(试行).华东师范大学出版社,2001(8).
[2] 应俊峰著:研究型课程.天津教育出版社,2001(2).
[3] 霍益萍主编:研究性学习教师导读.广西教育出版社,2001(1).
[4] 胡永生主编:中学生研究性学习的方法与范例.上海交通大学出版社,2001.
Teaching Design of Assembly Language and Microcomputer Principle course Based on Research-oriented Curriculum
CHENG Hong-bin, SUN Xia, LIANG Wei
(School of Computer Science and Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China)
Abstract: Aiming at the problem that the inefficiency in the curriculum teaching of the assembly language and microcomputer principle, by building research-oriented curriculum, we select teaching content , improving teaching methods based on the knowledge system and students interested,, pay attention to the theory with practice, build simulation platform and design the simulation case.Through by strengthening the cultivation of practice ability, stimulate students' interest in learning, in order to improve teaching effect and student's innovation ability, then provide strong practice ability and innovation spirit of computer applied talents for the social culture.
Key words: research-oriented curriculum;Teaching design; case; simulation
《汇编语言与微机原理》课程是计算机专业的专业课程之一,目前普通高校的《汇编语言与微机原理》课程教学现状不容乐观,表现在理论与实际脱节、教学实验效果欠佳等方面。当前的教学现状不利于应用型人才的培养。为了提升课程的教学效果,我们从微机技术的特点和知识建构的基本规律出发,以培养学生的应用开发能力和创新素质为目标,引入研究性课程,精心设计汇编语言与微机原理课程的教学内容、教学方法和实验。
1 课程设计思路
研究性课程是一种校本课程,它是学生研究性学习的基本内容。在汇编语言与微机原理课程教学中,通过在常规课程内容教学过程中渗透研究性学习的内容即研究性课程,并在教学实践中使用Proteus和Keil工具实现微机系统的软、硬件设计,在此基础上,开展课外专题研究性教学。从而实现在培养学生的一般性能力的基础上,加强学生的研究性素质、创新精神、意志品质和性格的培养,提高学生探索问题、解决问题能力[1-2]。
2 教学设计的关键点
构建研究性课程的关键点是:
1)基于物联网工程专业的课程目标和培养研究性素质目标,合理选择规划课程的知识点,构建研究性学习的内容( 即研究性课程) 与非研究性学习的内容( 即常规的课程知识),制定适应普通本科应用型人才培养要求的知识模块。采用互相包容和渗透的教学方法[3] 。
2)构建研究性学习的内容( 即研究性课程) 与非研究性学习的内容( 即常规的课程知识)相结合的教学模式。另外,教学中综合运用类比法、动画演示方法、比喻教学法、讨论教学法,对课程知识点内容进行整理,依据不同知识点的特点设计相应的教学设计。并将课堂教学、自主学习有机地结合起来,设计丰富的教学手段。
3)基于虚拟仿真实验系统Emu8086的汇编语言教学设计、基于proteus的微机原理教学设计。制定合适的基础实验和应用开发实验项目,设计探索性的课外拓展实践项目。
3 教学内容与教学方法
《汇编语言与微机原理》课程是物联网工程专业的专业课程之一,课程内容比较繁杂、抽象,是一门基础性、理论性非常强的课程,也是一门实践性很强的综合性课程。
课程从微机技术的特点和知识建构的基本规律出发,以培养学生的应用开发能力和创新素质为目标,以“学生为主体,教师为主导”为指导思想,通过构建研究性课程,基于课程知识体系和学生兴趣合理选择研究性教学内容,不断改进教学方法、注重理论联系实际,改善实践教学条件和丰富实践教学内容,加强实践能力的培养,激发学生的学习兴趣等改革措施,以期提高课程教学质量和学生的学习效果[4]。
3.1常规教学内容和研究性知识内容
《汇编语言与微机原理》课程原有课程体系下的基本内容主要分为:汇编语言和微机原理两部分:
1)汇编语言部分包括:微机的基本软硬件组成、8086微处理器、8086操作数的寻址方式、汇编语言及程序设计基础、8086指令系统、汇编语言程序结构及设计。
2)微机原理部分包括:存储系统、输入输系统、中断系统、微机总线和接口技术。
通过构建研究性课程,我们将课程知识内容划分为两部分:研究性学习的内容与非研究性学习的内容( 即常规的课程知识)。其中:
1)研究性学习的内容包括:8086指令系统、汇编语言程序结构及设计、输入输系统、中断系统和接口技术。
2)常规的课程知识包括:微机的基本软硬件组成、8086微处理器、8086操作数的寻址方式、8086操作数的寻址方式、汇编语言及程序设计基础、存储系统、微机总线。
另外,基于物联网工程专业应用型人才培养目标,对课程理论性较强的内容适当缩减。基于课程知识内容的选择和划分,为实现实践能力的培养目标,针对研究性学习内容,在教学中以应用实践案例、实践任务开发为任务驱动,结合课程实验和课外实践环节,强化学生的实际软硬件应用编程能力。
在各个研究性学习内容的实施过程中,尽可能的丰富基于知识点的实际案例的仿真演示,让学生通过直观的感性认识学习理解知识点。
3.2 教学方法
首先,教学中将研究性学习的内容( 即研究性课程) 与非研究性学习的内容( 即常规的课程知识)相结合。在课堂教学中引入研究性问题,使得学生在学习基本的常规课程知识基础上,积极主动的深入课程内容,促进学生自主研究问题、探索知识的方法和能力的提高。
其次,针对本课程知识的抽象性和繁杂性,为了降低学生理解知识的难度,需要对课程的难点重点知识模块进行不同的教学方法,比如采用比拟法讲解、讨论法和实例演示等进行深入讲解,从而化解课程内容的枯燥性、复杂性和抽象性。
第三,在课堂教学过程中引入了仿真软件进行教学。比如采用debug、emu8086、Proteus和Keil等软件和仿真工具对课程的原理知识点讲解、演示,对系统软硬件设计进行辅助教学,在教学中坚持理论联系实际,实现“教”、“学”、“做”的有机结合。
第四,引入专题研究性教学,积极开展课外自主学习,设置具有创新性的实践项目,充分发挥学生的主观能动性,学生独立查阅资料、制订方案、分组实施,最后总结整理、交流评价。
3.3 教学案例设计
采用Proteus和Keil软件结合的硬件仿真平台进行微机原理的教学,设计相关知识模块的案例。对于教学知识点,通过案例教学法,引入知识点相关的项目案例、借助仿真实验软件演示微机硬件设计和汇编语言程序的运行结果,调动学生的学习兴趣,提高微机原理的软硬件知识的理解和掌握[5] [6]。在研究性教学中引入的仿真案例如下:
1)微机原理案例项目:开关控制led流水灯、NMI中断实验、数码管实验、点阵屏实验、8255A并行接口实验。
2)汇编语言案例项目:选择分支、字符匹配、统计负数个数、查找A 的地址、密码明文密文转换实验。
3.4 专题研究性案例设计
针对应用性人才培养目标和教学改革的设计情况,在理论课时压缩的情况下,通过虚拟仿真实验开发平台开展课外专题案例实验提高学生微机应用实践能力。为学生设计合适的、具有挑战性的创新实验项目,充分调动学生的课外学习积极性,并培养学生的自主学习能力和团队协作开发能力。实验项目如:8255A交通灯实验、行列式键盘实验、8254A定时器实验、8259A中断实验、图形字符块输出实验、小车移动实验。
关键词 建构主义理论 高职化学教学 教学模式 基本理念
中图分类号:G712 文献标识码:A
1建构主义理论的基本内容
建构主义教学理论最早是由瑞士著名的心理学家皮亚杰提出的“认识发展论”;上个世纪六十年代,美国著名心理学家布鲁那提出了“以学生为中心”,“发现学习”的教学理论;心理学家奥斯尔提出“有意义学习”的理论。三个理论构成了建构主义教学理论的基本框架。
建构主义理论(它既是一种学习理论,又包含新的教学理论)特别强调学习者的自主建构、自主探究、自主发现,并要求将这种自主学习与基于情境的合作式学习、与基于问题解决的研究性学习结合起来,因此特别有利于学习者创新意识、创新思维与创新能力的培养。随着情境认知、真实生活中非正式学习研究的深入,以及多媒体计算机和网络通讯技术的飞速发展,建构主义观点对教学设计产生的影响越来越引起人们的重视。
建构主义理论认为,个体的认知发展是与学习过程密切相关的,认知的发展是通过同化和顺应两种途径进行的。可以很好地解释人类学习过程的认知规律
2关于学习环境的创设
建构主义学习理论是学习环境创设的理论基础,其基本观点是:知识不是通过教师传授获得的,而是学习者在一定的情景即社会文化背景下,借助于其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资源,通过意义建构的方式获得的。
建构主义学习理论包含四个要素,即“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”。其中“情境”即有利于学生对所学内容意义建构的学习环境;“协作”与“会话”即学习过程中人际和人机的交流、讨论和合作;“协作”发生在学习过程的始终;“会话”是协作过程中不可缺少的环节。学习者与周围环境的交互作用,对学习内容的理解起关键性的作用。“意义建构”即对学习内容所反映的事物性质、规律以及该事物与它事物之间内在联系的理解与掌握,并形成自己的认知结构。
在这四大要素中,“情境”(即学习环境)的创设是教学设计最重要的内容之一。“学习环境”是学习者进行一系列学习活动的背景,“协作”、“会话”和“意义建构”都必须以之为依托;它是学习活动得以顺利进行的前提保证,也是学习过程充满活力和生机的前提条件。教师应该致力于学习环境的创设,并通过学习环境的创设和调控,发挥帮助学生探索发现的作用,促进学习者对其所学内容进行意义建构。这四大要素构成的环境我们姑且称之为“研究性学习环境”。
3教学模式的确立
学生在研究性学习环境中的学习我们可称为“研究性学习”,教师在此创设的研究性学习环境中形成的教学方式可称为“研究性教学模式”。教师教学初期需埋下伏笔,精心设计问题。问题本身对学生要有足够的吸引力,并呈现出研究性学习情境,同时还需注意设置一些必要的悬念与障碍,使研究的内容有一定的思维容量和难度,促使学生在“研究性学习”过程中形成一种渴望排疑解难、寻根究底的强烈愿望,而且逐渐地由“有疑必问”过渡到“自疑自解”。上述过程就是一种“研究性教学模式”。这一过程可概括为:设置教学情境――引出思考问题――确定探究方向――主动探索、排疑解难――研讨启发――点评升华。由此可以看出“研究性教学模式”是在建构主义学习理论指导下和“研究性学习”环境创设下自然形成的,它是符合建构主义学习理论要求和教学规律的,同时也包含建构主义学习理论的四大要素的。
4 建构主义学习理论在化学教学中的运用
在讲碘知识时,教师可以故意提问学生碘的用途。有的学生可能马上想起“食盐加碘”来。教师可接着再问:“食盐中加入的是碘单质吗?”学生可能一时回答不出,但又对这个问题很感兴趣。教师可以接着追问:“如何用实验验证呢”?于是他们开始设计思路,自行分组进行讨论与实验。向食盐溶液中滴加淀粉溶液,无蓝色出现。结论:食盐中不存在碘单质。学生头脑中马上会闪现出这样一个问题:食盐中加入的到底是什么形式的碘呢?这时教师应给学生提供两个参考方案。方案一:碘离子;方案二:碘酸根离子。为了寻求科学的答案,学生们再次思考、设计、实验、判断、推导,不断地批判、假设、验证。
通过这一案例的学习后,学生既掌握了碘酸盐的物理性质和化学性质,又了解到碘盐中碘的存在形式、食用和保存方法、碘盐的化验步骤及人体对碘的需求量。
在该化学教学中采取了以“问题”为核心形成情境要素;以“思考”、“讨论”为手段构成协作和会话两要素;以“实验、判断、推理”为途径和以“发现”为目的形成意义建构要素。从上述教学案例可看出这一教学过程充分包含了建构主义学习理论四大要素,同时也形成相应的教学模式。
5 应用建构主义理论时应注意的问题
应用建构主义理论进行教学设计,虽然有很多优点,但并不是适合所有的教学内容,它适合于开放的、具有较大空间的、易于引起学生兴趣的教学内容,因此,在应用建构主义理论时,最好选择那些与之相适应的教学内容、教材知识,只有这样才能达到预期的效果。
总之,化学是一门实验性很强的基础学科,知识的获得、技能的掌握完全依赖于学生个体的实践。教学效果的好坏在很大程度上取决于学生的主观能动性和参与意识;建构主义学习理论对化学教学具有很大的指导作用。强调学生是主体,是意义构建者;强调教师在教学过程中应以学生为中心,创设情景,鼓励学生协作学习与课后交流。
参考文献