前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的高阶思维能力培养的教学主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
一、 高阶思维能力及数学高阶思维能力
1.关于高阶思维能力
知识时代的发展对人才素质的要求偏重于以下九大能力:创新、决策、批判性思维、信息素养、团队协作、兼容、获取隐性知识、自我管理和可持续发展能力。这九大能力我们称之为高阶能力。所谓高阶能力,是以高阶思维为核心。所谓高阶思维,是发生在较高认知水平层次上的心智活动或较高层次的认知能力。比如它在教学目标分类中表现为较高认知水平层次的能力,如分析、综合、评价。这些能力在处理未来信息社会中的各类需求是十分必要的。拥有这些技能的人们将会成为信息时代的首领。因此,现代教育的一个持久的、长期的目标就是帮助学生超越目前较低的思维能力,获得较高水平的思维能力。
哈佛大学心理学教授D.Perkins(1992)认为,日常思维就像我们普通的行走能力一样是每个人与生俱来的。但是良好的思维能力就像百米赛跑一样,是一种技术与技巧上的训练结果。赛跑选手需要训练才能掌握百米冲刺技巧。同样,良好的思维能力需要相应的教学支持,包括一系列有针对性的练习。所以,只要方法得当,学生的高阶思维能力是可以培养和训练的。问题的关键就是,如何培养和训练学生的高阶思维,运用什么工具来培养。因此,探讨促进学习者高阶思维发展的教学设计假设,是当代教学设计研究最为重要的课题之一。
2.关于数学高阶思维能力
结合数学学科自身的特点来看,所谓数学高阶思维即是指发生在数学思维活动中的较高认知水平层次上的心智活动或认知能力,在教学目标分类中表现为分析、综合、评价和创造,它具有严谨性、深刻性、定量性、批判性、独创性、灵活性等特点:
(1)深刻性。对数学概念理解透彻,对数学定理有较好的掌握;可以自如地将其他语言等价地翻译为数学语言;能运用分析、比较、概括等思维操作,发现形式不同而本质相同的数学对象之间的内在联系;即使解决问题的条件不是明确给定的,也能不受表面现象的困扰,从表象中挖掘出隐含条件为解决题目寻找适当的条件;
(2)灵活性。思维的起点灵活,能从与题目相关的各种角度和方向去考虑问题;心理转向比较容易,从正向思维转为反向思维,解题时分析法与综合法的交替使用表现自如;思维转换较为迅速,可以不受先前解题方法的影响克服思维定势的消极作用及自我心理限制,从而可以有的放矢地解决问题;思维的过程中善于转化,可以很容易地化生为熟、化零为整、化整为零。
(3)独创性。能对数学对象进行自己独立的思考、分析;能从与众不同的“新”角度观察问题,能在貌似平常的信息中发现不寻常之所在,从而发现隐含的特殊联系,产生与他人不同的解题方法和结果;不受常规的限制与束缚,富于联想,在解题时主动联系数学的不同分支、其他学科以及生活实际以至思维跳跃,经常产生创造性的想法。
(4)批判性。平时带着怀疑的态度去学习,不会不经思考地附和他人的意见,能坚持自己的合理看法但也愿意纠正并接受其中的教训;能够比较不同对象之间的差异和相似性,辨析一些容易混淆的概念、形式;能评估信息资源的可靠性,判断从一个结论导出另一个结论的充分性,因而可以发现其他人的解题过程或结论中的错误;
(5)敏捷性。能够较快而且正确地完成对题目的文字理解;能够自觉地运用简便运算方法对数字进行较快的运算;能够迅速地判别出题目的模式;能对最近做过的题目有清晰的记忆;能够迅速判断,在时间紧迫的情况下做出是否放弃解决此题的决策。
数学高层次思维的这五个方面不是完全分离、互相独立的,它们是相互联系、相互渗透的统一体。其中深刻性是数学高层次思维的基础;灵活性和独创性在深刻性的基础上发展;批判性也以深刻性为基础;批判性又直接制约着独创性;敏捷性则以其他四个因素为前提。
二、 大学数学的教学特点与高阶思维能力的发展
罗姆伯格(Romberg,1990)认为数学教学的目的并不是数学知识的掌握,而是培养学生透过学习数学知识来发展高层次的思维能力。发展学习者高阶思维能力的最有效方式,是与课程内容和教学方式整合,让学习者投入到需要运用高阶思维能力的学习活动之中,这种学习活动一般称之为高阶学习。在大学数学课教学过程中,如何从教和学的两方面很好的进行教学设计,充分运用好现代的信息化教育手段,开发一系列适合课程特点的思维教学活动,是培养学生高阶思维能力的有效途径。结合数学高阶思维的特点以及大学数学教学,可以从以下几个方面培养学生的高阶思维能力:
1.创新教学内容为培养高阶思维提供平台
首先,内容上实施现代化。改变过去重经典、 轻现代的倾向,引入必要的现代数学知识。一是内容上相互渗透和有机结合。代数与几何结合, 将原高等数学中的空间解析几何插入线性代数中,形成一个整体;线性代数安排在一元函数微积分与多元函数微积分之间讲,便于使用线性代数知识;数值计算与数学建模安排在最后,体现数学的应用,培养学生的建模意识和建模能力; 二是注重渗透现代数学观点。在内容的阐述上尽量用现代数学语言与观点来阐释经典的数学内容并介绍部分现代数学重大成果,使学生具有一定的现代数学基础。如渗透、逼近、迭近、线性化、离散化及最优化等现代数学观点,加强应用性。
其次,应用上实施强化。改变过去重理论、轻应用的作法。开设数学实验课,以实验课为基础、以问题为主线、以学生为中心,培养学生的创新精神和实践能力。这门课程的目的是把数学与计算机结合起来,经过教师指点,由学生自己动手,应用所学的数学知识和合适的软件平台, 主动进行数学建模、仿真、 设计算法以及结果分析,然后写出报告。通过开设数学实验课,学生运用学过的数学知识 分析和解决实际问题的能力及利用计算机求解数学模型的能力大大提高。
2.通过创新教学方法培养高阶思维能力
要真正实现教学方法的创新就必须完成三个转变:一是从讲堂到学堂的空间转变;二是从先教到先学的时间转变;三是从“教授” 到“教练” 的角色转换。关键是老师不能把课堂变成“一言堂”,应充分把握讲的量和度。教师善于充分揭示知识的发生过程,不仅是学生数学知识形成的必要前提和准备,更有利于提高学生发现数学问题和解决实际问题的能力,有利于培养创新性思维的能力正如布鲁纳所说:学生不是被动消极的知识接受者,而是积极的主动的知识的探究者,教师的主导作用是要形成一种使学生能够独立探索的情境,而不是提供现成的知识。
注重问题意识,使学生逐步形成善于发现问题并提出问题的创新思维能力。纵观数学发展历史可知,新的数学知识的产生总是要经过一定的时期或者漫长的求索过程。一个人的创造性思维也不是一朝一夕就可以形成的,而是要经过长期的磨炼。数学课程中要培养学生的数学创新能力,首先要在教学过程中慢慢培养学生发现问题和提出问题的能力,只有引导学生主动地去观察,去思考,去发问,才能不断地积累问题、提出问题,才会有动力有目的并坚持不懈地去用心探究,这样才会不断有新的发现。数学教师的课堂提问是一种教学手段,又是一门教学艺术,精心设计的问题不仅能提高学生的学习兴趣,激发其求知欲望,而且能启迪学生思维,发展学生的智力,培养学生的能力,从而提高教学效率。
3.融入数学建模思想培养高阶思维能力
数学建模有助于激发学生学习数学的兴趣。大学数学教学普遍存在内容多学 时少的情况,教师在内容处理上偏重理论与习题的讲解而忽略应用问题的处理 与展开,从而使学生对数学的重要性及其应用认识不够,影响了学生学习数学的兴趣。数学建模教学强调如何把实际问题转化为数学问题,是提高学生数学知识及其应用能力的最佳结合方式。
数学建模有助于培养学生多方面的能力。一是综合应用数学知识及方法进行分析推理计算的能力;二是相互交流和文字语言数学语言的表达能力;三是创造 力、联想力与洞察力;四是对已有科技理论及成果的应用能力;五是团结协作的能力;
4.合理使用互联网可以促进高阶思维能力的发展
互联网具有促进高阶思维发展的如下特性:(1)资源的丰富性。学生接触的互联网上的信息是每分钟都在变化的。也正是因为如此,使用者的分析信息的能力、评估信息的能力以及批判性思维显得极为重要,而互联网就为发展这些能力提供了一个优良的环境。(2)全球范围的交流。需要分析并综合使用自己掌握的知识来思考和辨别人的共同点和不同点,从而理解和尊重这些不同点,这就给使用高阶思维提供了机会。(3)相互合作。无论大家相隔多远,是否认识,是否能够见面等等,都不会太大地影响到大家的合作。互联网能促进学生相互协作能力的发展。(4)超文本环境。学生通过超链接获得信息后,需要使用高阶思维(分析、综合、评价信息)来进行选择,否则,面对互联网浩瀚的信息,将不知所措,甚至迷失方向。
总之,在大学数学教学中培养学生的数学高阶思维能力是一个复杂的系统工程。在知识快速膨胀的今天,教师要教给学生的不仅是知识,更重要的是要让学生学会思考,让他们学会如何公正、客观、理性地学习、鉴别和反思知识。做为一名大学数学教师要尽可能地利用现有条件为学生创设一个广阔的、无限的思维空间使学生的高阶思维能力得到快速发展。
[参考文献]
[1]布卢姆,等.教育目标分类学[M].上海:华东师范大学出版社,1986.
[2]钟志贤.促进学习者高阶思维发展的教学设计假想[D]. 南昌:江西师范大学,2004.
[3]李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J].中国大学教学.2006(1)
关键字:高阶思维高中英语教学应用
当今社会的发展对于人们英语水平的要求不断提高。对于将英语知识深入而全面讲解的高中英语教学而言,仅仅满足高考的要求对于学生将来的英语水平发展是远远不够的:从大学英语教师和大学生的反馈来看,现今的高中英语教学存在着"重理论,轻创造";"重死记硬背,轻融会贯通"的现象。而这种现象展现出高中英语教学停留在重视"运用"、"理解"与"记忆"的"低级思维"中。因此,在高中英语教学中运用高阶思维方法,使学生对英语有更深一步的认识,并逐渐培养学生的高阶思维能力,让学生在今后的学习中自主运用所学到的高阶思维方法,从而使学生的学习能力得到提高具有十分重要的现实意义。
一、高阶思维释义
所谓高阶思维,是指发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力。它在教学目标分类中表现为分析、综合、评价和创造。高阶思维是高阶能力的核心,主要指创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力。高阶思维能力集中体现了知识时代对人才素质提出的新要求,是适应知识时展的关键能力。发展学习者高阶思维能力蕴涵系列新型的教学设计假设。高阶思维还具备多种能力综合的、任务真实的、复杂的、需要付出心智努力的、自我反思和调控的、阐释和建构的、多元标准的和需要判断的特点。
二、高阶思维在高中英语教学中的应用及对学生高阶思维能力的培养
高阶思维在高中英语教学中的应用与对学生高阶思维能力的培养是密不可分的,它们在同一个过程中完成。前者以后者为目的,后者一前者为基础。而高阶思维又以低级思维为基础,要想培养高阶思维,必须先有低级思维的过程。对学生高阶思维能力的培养主要包含以下几个方面:
1.创造性思维的培养
对于创造性思维的培养,主要体现在对于单词的记忆的理解。高中繁多的单词让同学们在记忆的过程中苦不堪言。而掌握其中的规律,便能事半功倍。举一个例子:在讲授act这个单词时,把它派生出来的一系列词汇,如active,action,activity,actor,actress等全部讲授给同学们,并一一指明它们的词性与含义。在今后的学习中如果遇到与act同样变化的词汇(譬如attract,distribute等),便提问、鼓励同学们自己推导出这个词的派生词。如果遇到特殊的词汇便指出、提醒同学们特殊记忆。这样不仅让同学们在背单词上节省了精力,也让同学们对"派生"有了更为深刻的理解,从而对英语单词变化的来龙去脉有明确的体会。
这里侧重"创造"二字,不是一味地记忆"是什么";而是蕴含着从"是什么"到"为什么"再到"是什么"的螺旋式进步过程。
2.批判性思维的培养
对于批判性思维能力的培养,主要体现在写作这一方面。许多同学反应英语作文无论怎么练习都没有明显的提高。原因在于这些同学仅仅停留在"写出来"这一层面,而没能上升到"如何写好"这一层面。想要"写好"英语作文,一味地写而不思考无疑是在原地打转。在给同学们的作文进行批改后,将范文也发放给同学们,在讲评的过程中让同学们思考:范文好在哪里?你的作文有哪些优点和缺点?请一一指出。并对同学们进行提问,让同学们回答上述问题。之后对自己的作文进行修改,然后与其他同学交换,互相评价并思考:你认为对方的作文有哪些优点与缺点?之前的缺点改正了没有?你有没有更好的修改方案?在对方的作文中你学到呢那些写作技巧?并进行新一轮提问与交流。
这里侧重的是"批判"二字,即发现自身优缺点,并不断改进;同学之间互相评价,不失客观性。
3.问题求解能力的培养
对于问题求解能力的培养,主要体现在听力这一方面。许多同学反映英语听力"听不懂","捕捉不到考点",遇到陌生的表达方法就犯糊涂的现象。近年来,英语听力试题为了增加难度,对话往往不直接给出答案,而是换一种说法。譬如twoweeks就经常被fortnight代替。对于这类问题的应对方法而言,积累仅仅是一方面,更重要的是同学们要结合语境来推断没有给出的信息。如今许多教师从不讲授听力的技巧与方法,而简单地把听力原文发放给学生呢,这样做不会让学生有显著的提高。因为学生"参照"听力原文是"读"的过程,而听力训练应该是"听"的过程。所以教师应根据学生们的反映来对听力原文中的考点进行点拨,并进行重复放音来加深印象。听力训练不在于数量,而在于有质量有目的地积累更多考点与表达方法。为了让学生的英语水平更上一个台阶,课堂上教师常常进行"无题目听力训练",让同学们听一段材料,然后教师口头提出问题,让同学门内结合语境来"推断"一些未直接给出的信息。
这里侧重培养的是让学生利用已知来推断未知从而解决未曾遇到的问题的能力。
4.决策能力的培养
对于决策能力的培养,主要体现在选择题与完形填空这一方面。许多同学都有这样的困惑:明明是意思相同或相近的单词或短语,在某个选择题中为什么选这个而不选那个?其实在许多英语选择题中,某些选项选入后并没有语法或意思上的错误,但它们不是"最佳选项"。作为"最佳选项"不仅要保证没有语法或意思上的错误,还要使表达符合语境,符合"表达习惯"。这就要培养学生的决策能力。许多教师在讲解选择题时仅仅讲解某个选项为何正确,而不理会其余的选项为什么不选。其实,教师应每个选项都耐心讲解,并将意思相同或相近的选项进行整理,进而给学生们一一讲解它们都应该应用在哪些场合。在今后的练习中,如果又遇到练习过的类似题目,教师就提问学生,让学生来讲解,这样即加深了学生对知识的深刻理解。
这里侧重"决策"二字,要想让学生正确地做出决策,必须要对所有的选项一清二楚,这样才能做出正确的选择。这种决策能力的培养不仅在英语学科,在其他学科,甚至在学生今后人生道路的决策中都具有重要意义。
三、教师运用高阶思维及对学生高阶思维能力的培养的意义
如今,高阶思维能力的培养应成为学习活动的核心。高阶思维能力的激发和培养离不开教学交互,但并非所有的教学交互都能激发和培养学生的高阶思维能力,只有那些能够引起学生深入思考的交互过程才有可能激发学生的高阶思维能力。这就需要教师运用自己掌握的高阶思维能力用具体可感的手段来引导学生。高阶思维能力包含的几个方面不是单独存在的。在应用和培养某个方面时也不可避免地关联到其他方面。所以教师在应用的过程中要关注不同方面之间的联系,在培养学生高阶思维能力时也应注意提醒学生不要将每个方面孤立起来,而是作为一个整体传授给学生。
当今世界对人才的要求越来越高,如果学生不能在校园里得到高阶思维的启发与引导,那么学生们就总是停留在死记硬背,毫无灵活性,毫无能动性可言的低级思维中。对学生高阶思维的培养不仅停留在英语这一个学科,还应推广到所有学科甚至应推广到学生生活中的方方面面。这样学生的思维才有了巨大进步,对学生将来的发展大有裨益。
在教学中培养学生高阶思维能力是一个复杂的系统工程,是教师教学艺术的体现。在知识快速膨胀的今天,教师要教给学生的不仅是知识,更重要的是让学生灵活地思考,理智地学习。作为一名教师要为学生创造一个广阔的思维空间,为培养学生的高阶思维能力做出不懈努力。
参考文献
[1]钟志贤.促进学习者高阶思维发展的教学设计假设[D].江西:江西师范大学,2004
1、大学高等数学的入门教育
大学的高等数学教学一般是开设在大一期间。但它相比较其它的学科来说具有较强的抽象性和严密的逻辑性,从而也加大了学习的难度,很多学生都对高数产生了一种“恐惧”心理。所以在大学刚开始期间就开设最难的学科,摆出一副高深莫测的面孔,这实际上是不利于学生更好的培养数学素质的。大学的高等数学的最初是函数理论,是从函数的基本概念到基本初等函数,再到初等函数。这些其实在学生读高中期间就有所接触了,但如果因为这样就在讲授知识时一笔带过不进行详细讲解的话,将会导致高等数学与之前所学的初等函数脱节,因而学生的知识也会出现一段空白,不利于提升大学生的综合素质。如果要提升教学效率,起点的重要性是不容小视的,而大学开设的高等数学应该要具体根据每个学生的具体情况来因材施教,在教学过程中着重重点、难点的讲解。使得学生们能够通过步步攀登而最终到达学习的顶峰状态。
2、大学高等数学的教学模式
大学生大多数都是成年人,有着自己的判断力与以及各自固定了的学习能力,针对这些特点,大学的高等数学则应该要采取一种以提出、讨论、解决问题的教学模式。在中国,较为传统的一种数学教学模式往往是教师通过书本上所给出的内容按定义、性质、相关理论、具体运算等步骤来的。学生通过多年的学习经历往往也较为适应了这种教学模式。但这样的教学模式虽然有着独特的优势,能够提高学生的逻辑思维能力,但是所掌握的知识都太过于书面化而缺乏与实践结合,同时容易使学生与教师都颠倒教学发现过程,抹掉知识本来所具有的前因后果关系,逻辑推理严格,传授知识是高效率的,可使学生少走弯路,打下扎实的理论基础;但这种思维模式,往往忽略甚至颠倒了数学发现过程,抹掉了知识本来的前因后果关系,掩盖了数学思维的本质特征。而在教学过程中采用提出问题、讨论问题、解决问题的方案进行教学能够更好的提升学生的学习兴趣,师生共同去发现、探索知识。让学生在学习过程中不仅仅是作为一个接受者,同时还能够开发自己的思维,更加系统的掌握数学知识。
二、高阶思维能力及数学高阶思维能力
1、高阶思维能力
知识时代下,社会对人才素质的要求逐渐偏向于高阶能力的培养。高阶能力主要包括:创新、决策、批判性思维、信息素养、团队协作、兼容、获取隐性知识、自我管理和可持续发展能力九个方面。这九个方面主要以高阶思维为核心,主要指发生在较高认知水平层次上的心智活动或较高层次的认知能力。这些能力在处理未来信息社会中的各类需求是十分必要的。拥有这些技能的人们将会成为信息时代的首领。因此,现代教育的一个持久的、长期的目标就是帮助学生超越目前较低的思维能力,获得较高水平的思维能力。学生的高阶思维能力是可以培养和训练的。问题的关键就是,如何培养和训练学生的高阶思维,运用什么工具来培养。因此,探讨促进学习者高阶思维发展的教学设计假设,是当代教学设计研究最为重要的课题之一。
2.数学高阶思维能力
我们结合数学学科自身的特点来看,则可以理解数学高阶思维即是指发生在数学思维活动中的较高认知水平层次上的心智活动或认知能力,并且它还具有严谨性、深刻性、定量性、批判性、独创性、灵活性等特点:数学高层次思维的这五个方面不是完全分离、互相独立的,它们是相互联系、相互渗透的统一体。其中深刻性是数学高层次思维的基础;灵活性和独创性在深刻性的基础上发展;批判性也以深刻性为基础;批判性又直接制约着独创性;敏捷性则以其他四个因素为前提。
三、大学数学教育提升大学生综合素质的举措
1、教学内容要更为强调数学知识的应用
在教学过程中,要适当的引入一些重要的概念和方法,将数学的相关理论引用到实践中,在教学内容中则可以选择一些实践性较强的问题作为例证,相对集中的选用一些章节的末尾中附有的实例进行讲解,因此而提高学生的学习兴趣,引导学生参与从实际问题抽象出数学问题,将生活与学习联系在一起,再提取数学结构的过程。
2、加强大学数学教学中的实践教学环节
教学模式有很多种,中国自古以看来所遵循的教学原则往往会忽视了与实践的结合。要解决这一问题就要求在大学开设的高等数学课程在教学过程中更倾向于从实际问题出发,把数学知识、数学建模思想和方法及数学软件的应用等多方面有机的结合起来,在学生在学习过程中能够自觉地将所学到的理论知识与实际生活结合起来。这可以通过组织学生参加课外科技活动而得到缓解。近三十年来,中国的许多高等院校纷纷组织了学生去参加全国大学生数学建模竞赛等形式多样的校内外科技活动,这些活动的设立不仅提高了学生学习数学的兴趣,还可以在多方面培养学生的能力,比如:综合分析与处理原始资料和数据的能力;使用技术手段求解数学模式的能力等等。总而言之,通过这些课内外的活动可以培养大学生应用数学知识来解决实际生活中的问题,启迪学生的创新性思维,培养学生的实践能力和创新能力。
四、结语
随着社会信息化的发展,信息素养已日益成为信息社会公民素养不可或缺的组成部分。高中信息技术课程标准中指出了五点关于高中信息技术课程的理念:即提升信息素养;打造终身学习的平台;建设有特色的信息技术课程;倡导运用信息技术进行创新实践;注重交流与合作,共同建构健康的信息文化等。目前的课程学习,更关注学生能力的培养,特别是高阶思维能力培养。作为信息技术课程,本文认为,基于有意义的研究性学习上进行信息技术的作品创作,有利于促进学生积极应用和生成各种课程资源,培养学生的高阶思维能力。
一、普通高中信息技术课程的高阶思维能力培养分析
高中信息技术课程必修部分只有“信息技术基础”一个模块。它与九年义务教育阶段相衔接。选修部分有五个模块,强调在必修模块的基础上关注技术能力与人文素养的双重建构,是信息素养培养的继续,是支持个性发展的平台。模块内容设计既注重技术深度和广度的把握,适度反映前沿进展,又关注技术文化与信息文化理念的表达。高中信息技术课程的设计体现了如下三个特点:信息技术应用能力与人文素养培养相融合的课程目标;符合学生身心发展需求的课程内容;有利于所有学生全面发展与个性发展的课程结构形式。因此,信息技术的教育已经超越了单纯的以计算机技术训练为目的的初级阶段,发展成为与信息社会人才需求相适应的信息素养教育和学生的高阶思维能力培养阶段。关于高阶思维能力的研究目前主要集中在国外,我国对于高阶思维能力的研究还处于起步阶段。国内对于高阶思维能力的研究比较权威的主要是钟志贤教授的研究。钟志贤教授对于高阶思维能力及其培养做了系统、完整的论述[1]。他认为,高阶思维是高阶能力的核心,它主要是指发生在高层次认知水平上的心智活动。它在教学目标分类中指的是诸如分析、综合、评价等高层次认知水平的能力。高阶能力则是完成复杂任务、解决劣构问题的重要能力。它主要指“适应信息知识时代和个人发展需求所偏重的能力,主要包括创新、问题求解、决策、批判性思维、信息素养、团队协作、兼容、获取隐性知识、自我管理和可持续发展等十大能力。”他认为高阶思维能力主要由“问题求解、决策、批判性思维、创造性思维”这些能力构成。因此,培养学生的高阶思维能力,需要引导学生结合有意义的研究性学习,通过鼓励学生结合学习生活、实践活动及生活实际,积极探索、勇于创新,运用信息技术手段设计、创作作品,生成一系列学习资源,通过学生对资源的整理加工的过程中,培养“发现问题、分析问题和解决问题”的能力,从而发展学生的高阶思维。
二、基于高阶思维能力培养的高中信息技术数字资源应用探索
1.将生成性学习资源支撑合作、探究。
高阶学习具有五方面的特性,分别为主动的(积极/自觉)、建构的(阐释/反思)、有意图的(反思/调节)、真实的(复杂/情境化)、合作的(协作/交流)。这五个特性并不是割裂的,而是彼此依存,相互影响的,如图 1所示[2]。要想有效支撑学生的高阶学习,就应该借助数字化手段,为学生创设复杂情境,给学生创造主动学习的机会。在学生学习过程中会自然生成许多资源,这就需要教师关注其资源的生成,促使学生通过数字化学习资源来表述思想,进行反思,将生成性问题有效地处理和解决,从而进行意义的建构,达到有效的学习。例如,学生利用结合研究性学习主题活动制作《我们一起低碳》的主题网页。在网页制作过程中,教师要让学生更好地在富有开放性的问题情境中进行探究式学习。首先,教师要帮助学生拟定合理的研究计划,选择恰当的方法,记录一系列生成性资源,包括:(1)对低碳的认知过程。通过学生对生活中的低碳现象进行记录,帮助学生树立科学发展观,形成运用信息技术关注社会和自然、过程和成果的意识。教师再引导学生对低碳的要求分析,引导学生通过积极、健康、鲜明的主题,帮助学生树立正确的人生观、科学观,促进其良好思想品德和科学精神、态度与方法的形成。(2)要求学生对生活耗能作比较,突出说明低碳生活方式可大大降低二氧化碳的排放量。整个过程,学生以小组合作的形成开展,该部分重点体现学生开展合作研究学习的过程与成果。(3)减少温室气体排放。让学生记录一系列低碳生活的金点子,培养学生脚踏实地从小事、实事做起的思想和作风。(4)用视频短片、照片、音频和文字记录身边人或社区群从实行低碳的点点滴滴,生成一系列素材资源。该部分重点培养学生善于从身边的凡人琐事中发现闪光点的思维方式和观察方法。(5)我们与社区居委一起行动。以多种媒体结合的形式,记录我们与社区居委一起的行动,发出我们的倡议,形成我们的认识与结论。该部分重点培养学生与世界和谐、友好共处和关爱他人的道德修养。整个研究学习活动过程,学生们生成的系列数字化学习资源是支撑合作、探究的,便于学生们利用数字化学习资源来进行高阶学习,培养其高阶思维能力。
2.将探索资源转化为创作作品,促进高阶思维能力培养。
学生们基于研究性学习,所生成的资源,经过数字化处理后,需要利用所习得的技术工具来进行作品的创作,从而表达自己的思想。这与高中信息技术课程标准中的高阶水平要求是一致的,如表1所示。
表1:课程标准中使用的行为动词及对应的学习目标和掌握的高阶水平要求[3]
在整个过程中,学生们要经历信息处理的全过程,包括工具的选择,信息的采集、加工、整理,作品的等等。由于研究性学习内容是以探索活动的形式展开,体现学生的亲身参与和与他人的协作交流,可以有效促进学生的知识目标、技能目标和情感目标向高位发展,达成学生的高阶思维能力培养。例如,基于研究性学习资源的网页创作。网页是由信息节点、信息链和信息网构成的非线性超文本数字化信息载体。在开放的探究式学习课堂中,不再是简单的教师讲授,学生听。而是在教师的引导下,学生通过自己的探索,掌握有关网页制作等信息技术的操作技巧,并分别运用有关多媒体技术手段和艺术手段将生成的学习资源,围绕各自的主题构想进行设计创作。这时,教师起到一个组织者的角色,指导、规范学生的制作过程,如首页的新颖性,构图的合理性、结构的清晰性、界面的友好性、资源的共享性、音乐的感染性……。又如,基于蒙太奇的电脑多媒体动画创作。基于蒙太奇的电脑多媒体动画创作,是利用计算机创作的集文学创作、绘画艺术及视听觉艺术为一体的独特的艺术表现形式。蒙太奇(法语:Montage)是音译的外来语,原为建筑学术语,意为构成、装配。经常用于三种艺术领域,可解释为有意涵的时空人地拼贴剪辑手法。最早被延伸到电影艺术中,后来逐渐在视觉艺术等衍生领域被广为运用[4]。教师引导学生运用习得的技术,构思生活中的完整故事情节,结合计算机绘制出来的人物、场景等生成性资源,使用电影语言的蒙太奇技术进行故事的叙述、动感镜头的连接和多媒体的效果渲染,表达一个完整意义的作品。
3.共享作品成果资源,在交流中发展学生能力。
每个作品完成阶段,教师要为学生的合作与竞争搭建平台,及时组织学生进行成果共享交流。首先依托专题网站,将全班同学的成果资源进行开放共享。其次让学生以小组为单位,每小组推荐一个作品向全班展示介绍,促进学生思维的相互碰撞。展示介绍的过程中,同学通过自我分析,找出各自的差距,并捕捉创意等。同时教师要及时发现学生的优点,充分调动学生的积极性,特别是后进生的“闪光点”捕捉,促进其创造思维的发展。
培养学习者的高阶思维能力,需要学习者运用高阶思维来进行有意义的学习。通过学生利用所习得的技术工具来进行作品创作, 是促使学生将探索资源转化为创作作品成果,并作为主体来进行自主学习的过程。这是学生结合一系列的研究性学习活动进行展开的,一方面改变了以往的学生仅仅是为了学习技术而进行了照葫芦画瓢的局限性,促进了学生利用资源学习发展形成自己的观点。另一方面,促进学生形成了系列原创的或经过学生改造的学习资源,包括:从学习实践中反映的研究性学习成果资源;从生活实践中关心身边人与事的资源;从社会实践中关心社会与科技发展的资源等等,突出了学生的实践创意。通过引导学生主动运用高阶思维,从而培养起他们的高阶思维能力。
正是因为《手册(第四版)》第39章的作者只聚焦于如何通过支架来促进高阶思维能力的提升与发展,所以关于教学支架的理论基础,该章明确地把它定位为前苏联著名学者维果茨基的“最邻近发展区理论”。所谓“最邻近发展区”是指这样的一组学习任务—目前学生还不能独立完成这样的学习任务,但在获得某种支持和帮助的情况下就可以完成。应当注意的是,并非学生无法独立完成的所有学习任务都在最邻近发展区内。例如,用简单的代数方程解决问题属于大多数美国小学高年级学生的最邻近发展区一一这些小学生知道怎样列出操作步骤来解决像“3X+6=10”这样的方程式。通过适当帮助,这些学生可以参与到简单代数问题的解决过程中(实现对简单代数知识的有意义建构);而建造核电站这样的问题,则不在小学生的最邻近发展区内(因为他们不可能实现对建造核电站知识的有意义建构)。当学习者能够独立完成曾经出现在最邻近发展区内的任务时,他的最邻近发展区将会自动涵盖下一个更高水平的要求。
学术界除了公认“最邻近发展区理论,’是教学支架的主要理论基础以外,有一些学者认为,还应把维果茨基的“社会建构理论”也纳人进去。因为通过社会交往与互动往往能引发高阶思维,并形成多种不同的、乃至创新的观点;事实上,人们的任何行为活动,都不可能与其所处的文化历史背景割裂开来。
搭建相关的教学支架,可以帮助学生获得内嵌于支架中的文化知识(例如,和论证相关的“社会规范”都会事先存放在“论证支架”中)。这表明,知识最初是出现在人际间的心智交往过程(即与支架交互过程)中,然后再出现在个体的内化过程中(成为个体的“自我认知”)。
教育游戏 问题设计 高阶思维
所谓高阶思维,是指发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力[1]。它在教学目标分类中表现为分析、综合、评价和创造。高阶思维是高阶能力的核心,主要指创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力。学习过程和高阶思维是紧密联系在一起的。学生通过思维活动学习,并反向学习高阶思维,利用同一过程的双向性,将高阶思维活动应用到学习中,分析问题、解决问题,对课堂内外的知识更有效地进行掌握。具有良好的高阶思维是学生处理综合事件成功的关键。
一、高阶思维与问题设计的融合
高阶思维具体展开为敏觉力、流畅力、变通力、独创力、精进力、领导力、交换力等。从斯腾伯格分析性思维、创造性思维和实用性思维的思维三元理论考虑,高阶思维可归结为分析性思维、创造性思维和实用性思维的融合。分析性思维涉及分析、判断、评价、比较、对比和检验等能力,创造性思维包含创造、发现、生成、想象和假设等能力,实用性思维涵盖实践、使用、运用和实现等能力[2]。分析性思维是传统教学中运用较多的思维方式,其过于强调分数的教学评价,在这种模式教学下,学生左脑活动高于右脑,过分依赖分析性的思维,致使教师、学生的创造性思维和实用性思维被忽视,甚至阻碍学生创新意识的发展。
思维的层次决定其运用问题的方向。高阶思维与问题设计的融合不外乎面临各种问题时的反应。理论学术的问题通常采用分析性的思考进行解决,但逻辑性不强的推理有时会将问题推向反面。具有创造性思维的人长于在普通问题中发现新意。而实用性为主导思维的人则在操作问题中发挥作用。思维技巧和学习技巧的共同体现是良好的思维方式的表征,其既可解决理论问题又可解决普通问题。斯腾伯格给出了七种技能,来应对各种环境下的教育游戏中的内容如何问题化,问题化过程应用何种策略和思维模式,这些是每个教师在创设情境、引导学生思维时必须考虑的问题[3]。
二、教学目标三元高阶思维的问题设计
我们都知道因材施教,但还是有很多教师在面临实际教学时没有提出适合所有学生的教学法和评价法。如果教师对于教学法希望采用通吃的做法,那就大错特错了,学生在学习过程中表现出各种不同的能力,任何单进单出的教学法和评价法都不利于整体教学,必须因人而异。应该说,斯腾伯格的三元理论都是教学中需要锻炼、运用、提高的能力,可以应用于教育游戏的课堂,在设计的游戏活动中,包括一个分析的、一个创造的和一个实用的问题,这也正是三元高阶思维问题的设计。
游戏教学的目标着重分析性能力时,引导学生从比较、对比开始,通过问题最终深入到综述、评价。如图1所示。
图1
游戏教学的目标强调创造性能力时,引导学生不断进行创造、发明、想象。如图2。
图2
游戏教学的目标强调实用性能力时,引导学生在应用的基础上深入实践、使用工具、运用自如。如图3。
图3
通常情况下,教师强调学生已有知识的巩固,会安排一系列的提问,诸如说话的是谁、做了什么事、这事发生于何时何地等问题,很少看到他为什么要做、这是有什么其他的结果、你对这事的其它想法等如何运用所学知识进行解决问题的深层次分析的提问。但是如果教师要发展学生的思维技巧,关键不在于学生知道什么,更重要的是学生运用分析性、创造性、实用性的高阶思维方式对这些知识的应用。
根据罗伯特・F・马格设计的情境、表现和评价标准的三个目标形式,教学中进行的教学目标设计可以通过陈述的方式把教学内容和标准作为学生的表现性目标。主要是指学生在什么样的情境下表现什么,能够达到怎样的程度。学生的行为目标可以通过设定以下问题来实现:比较或对比……(分析性思维);你的选择是……(创造性思维);如果……你的选择是……(实用性思维)。这样的安排刚好与游戏多分支的设计相统一,给学生尽量多的机会,同时可以用于任何内容的教学。
三、教学过程的三元高阶思维问题设计
问题的提问是教学进行的关键。其要求教师在掌握问题构架的基础上才能设计三元高阶思维的问题。教师引导学生的思考过程应该是有意义和有技术的方式,这意味着教师设计的优秀问题可以直接引导学生达到既定的课程目标。
教学过程中良好问题的提出有利于学生学习的深入,“三位一体”的问题观即“以学科问题为基础、以学生问题为起点、教师问题为引导”的问题设计模式适合高阶思维的提升[2]。问题的设计以学科问题为基础,将掌握基础知识的学科目标作为主要问题提出,设计分析性思维的问题。以学生问题为起点,教学过程围绕强调学生“学”的中心,创造性思维及实用性思维的问题可以贯穿整个过程。教师问题为引导的过程,决定了教师的教学地位,教师是教学的协作者、引导者。学生的“学习问题”是教学过程的起点,这时考虑三元高阶思维的分析性思维,用分析性的问题作为引导,以“学科问题”为基础,充分预估学生,从起点问题到生成问题,逐步过渡到创新性问题及实用性问题。
四、基于问题的高阶思维教学评价设计
教师的评价是建立在教师教授哪些内容和学生学习哪些内容的基础上的。评价的依据来源于教师的教学目标。前期目标表述得清晰,后期评价就容易得多。在前面我们已提到学生的表现目标是用陈述的方式来说明的教学目标,根据陈述的推理,可以明确学习者在接受教学之后发生的行为变化。当然,陈述的课程目标需要层次化,这样才能帮助教师很好地从众多的课程目标中找准方向。教育游戏的教学目标是与课程目标相统一的,这样便于教师设计问题,完成评价。游戏的奖励机制是三元高阶思维导向的具体表现,教师“如何评价”学生的学习,可以从学生从教师提供的答案中选择正确的答案领取任务或完成任务来体现;另一种是从学生独立应用选择性反应和建构性反应来综合多个任务在游戏中获得相应等级来体现。
五、基于问题的教育游戏思维教学实例
高阶思维方式和技巧在教学中如何运用、问题化设计策略如何把握、游戏教学思维方式中问题化如何融入其中、如何聚焦于教学目标、怎样来设计和有效评价……这些是我们面对的问题,以小学教育游戏教学设计来简述其过程。
1.问题化教学目标
与斯腾伯格三元方式相结合,将高阶思维融合其中,来看以下表1。根据闽教版六年级下册信息技术课程第9~11课内容书写的教育游戏教学设计案例的教学目标。
分析性思维、创造性思维和实用性思维三种思维方式在表1列出的六个教学目标中都有体现,可以加以整合,学生进入教育游戏教学之后,让学生扮演其中一个角色,角色要在游戏中完成组装一个机器人的主任务,及其他分支任务。角色通过与智慧博士接触,分阶段领取任务,到城外打怪物获得怪物身上掉落的配件(卡片),收集完成三大部分的配件(分析性思维),然后到机械师那里去完成组装机器人(实用性思维、创造性思维)。角色在领取任务前要回答智慧博士的问题,回答正确才可以领取到任务,否则只能重新对话(分析性思维、实用性思维、创造性思维)。
2.问题化教学过程
“三位一体”的问题如何切近上述的教学目标?来看学科问题是“认识机器人、了解机器人发展过程、认识传感器”;学生的问题则是对新技术、图片信息和机器人文化有不同程度的探究和好奇心,教师如果擅于利用,就能让学生更好地贴近教学主题;教师的问题应该关注的是有效地选取游戏中的信息资料、有效地抓住学生的好奇心、将游戏与教学内容相关、如何设计游戏评价机制,让学生的学习过程留有定性定量的数据足迹……同时,在教学中运用行为目标设计的方式,设计有利于学生高阶思维发展的教学活动,可以将教师问题转换为学科问题。
3.问题化思维模式
如前所示的教学目标和教学活动,是普通的设计手段,如果应用于教学,只是简单机械地完成,效果不会如意,这时教师借助提问的策略,与教学主题或学科基础知识结合起来,适当地引导学生思维,可以达到优良的效果。具体来说,教育游戏教学案例可以借助高阶思维的模式,教师从多维度、多视角抛出多个问题,如表2所示。
表2分析具体的教学实例,有效地联结思维方式和提问策略。
4.多元化教学评价建构
在表1的教学目标和表2的教师活动设计下,教育游戏教学案例的主要目标是知识与技能目标,即传感器功能的理解和作用的理解,同时,在游戏中设计评价活动,游戏结束统计结果评价学生。运用“内容标准”量规来评价知识目标、情感目标,则应该设计“综合性标准”,包括课堂表现情况及围绕教学目标问题化中提出的游戏任务完成情况来设计量规。内容性标准和综合性标准均衡分配,同时做到自评、互评、师评相结合,让评价更加多元化。
――――――――
参考文献
[1] 乜勇,王兰兰.认知学徒制在高阶思维能力培养中的应用研究――以信息技术课程教学为例.现代教育技术,2010(4).
[2] Robert J.Sternberg,Louise Spear-Swerling .思维教学――培养聪明的学习者.赵海燕,译.北京:中国轻工业出版社,2001.
/
关键字:思维工具;可视化排序工具;因果图工具;论证工具
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2014)2(S)-0070-3
创新思维技能课程是英特尔未来教育的重要内容之一,它是以创新思维工具为手段,采用项目学习方式重点培养教师有效应用思维工具,从而培养学生高层次认知思维能力和问题解决能力的教师培训课程。
1 Intel创新思维课程的创新与优势
课堂教学是教师的教与学生的学构成的一个有机整体,是教师有计划,有目的创设教学情境,促进学生发展的过程。教师和学生的核心活动是思维。由于思维的隐性特征以及对教学活动的重要影响,将不可见的思维显化对于促进知识传授,提升能力培养具有重要意义。
Intel创新思维工具的最大特点是将思维通过信息技术工具实现了其可视化的效果。思维可视化是基于思维的可视化技术应用,旨在把学习过程中不可见的思考方法,思维路径和思维状态通过视觉方式进行外化呈现,形成直接作用于人的感官的排序清单或者推理图等外在表现方式,促进学习者对知识的理解与掌握。从实验效果和研究结果看。Intel创新思维工具可给教育带来诸多益处:
1.1 Intel创新思维工具能运用过程可视化的表征方式,提高学习效率,增进教学技巧
人们获得的各类信息有85%来自视觉感官,10%来自听觉感官,其他则来自于嗅觉和触觉感官等。采用不同的教学媒体学习,记忆效率是不同的。一般来说,多感官的记忆比单一感官的记忆要强得多。学生将创新思维工具运用到学习当中,以视觉化的方式将其思维外显性化,多种感官的刺激可以加深学生对知识的理解,提高学习效率。
教师有效运用信息技术于学科教学是其必须具备的基本技能之一,在将创新思维工具融入到课堂教学的过程中,教师需利用数字化工具寻找、分析、评价和使用信息资源以支持其学习研究、反思研究和专业实践、迁移知识等。这些过程对于增进教师教学技巧。提升教学水平有很大帮助。
1.2 Intel创新思维工具能协助学生发展批判性思维.提升学生高阶思维能力
高阶思维,一般是指发生在较高认知水平上的认知能力,主要由问题求解、决策、批判性思维、创造性思维这些能力构成,是在教学目标分类中表现为较高认知水平层次的能力,如:分析、综合、决策、批判等。批判性思维不仅是信息时代个性生存的需要,也是培养创新人才的需要。
Intel创新思维工具的使用不是脱离生活和社会的,在使用过程中,学生在信息科技的支持下,需要建立排序清单,绘制因果图,论证自己的论点,这些活动与传统的教学方式和教学内容区别较大,每项活动的参与需要学生对问题进行更深层次的思考以及与他人结果进行比较与交流,这对发展其批判性思维大有益处。同时,将思维技能的教学与课程内容融合在一起的融合模式也有助于培养学生的高阶思维。
2 Intel创新思维课程的实施工具
英特尔创新思维工具包括可视化排序工具(Visual Ranking)、因果图工具(Seeing Reason)和论证工具(Showing Evidence)。
2.1 可视化排序工具
(1)Visual Ranking工具简介
可视化排序工具(Visual Ranking)是一个供师生区分列表优先次序并进行比较的在线互动工作区。当在课堂上需要对一些项目的相关问题做出比较时,学生则可以使用此工具依一定的标准去为这些项目的优先顺序排序,辩论项目的差异性,比如:提问学生“为什么要上网?网络能给我们带来什么?”,学生将自己的选项按照优先顺序进行排序。
在可视化排序中,排序的评估标准可以是客观的。也可以是主观的,教师要更多的让学生参与主观的排序,从而激发学生的深层次思考,获得不同的答案,进而在线交流讨论时,便会有思想的火花产生。可视化排序工具(Visual Rank-ing)设计的目的就是为了在专题中激发讨论。
(2)Visual Ranking支持培养学生的多阶思维
根据美国教育学家布鲁姆对思维过程的划分,由低到高可分别划分为记忆、理解、应用、分析、评价、创造。其中记忆、理解和应用通常被称为低阶思维;分析、评价和创造通常被称为高阶思维,并且高阶思维是建立在低阶思维上的。
Visual Ranking工具有助于培养学生的多阶思维技能:
①知识,理解和应用:学生可以用此工具在自己以前的认知基础上建立一系列项目的排序,而每个项目的意见说明框则是列出学生理解的内容。
②分析:此层次的技能――组织、辨别差异、比较和对照,正是此工具的重点。分析工作可能包括对学生课业成绩的影响、比较多种测电阻方法的异同等。
③评价:排序项目时,学生必须建立和应用评估标准,依标准对项目评价以及排位。
④创造:学生在使用比较的功能的同时,也是建构新知识的开始。学生可依照其自我认知的评估标准,使用此工具来排序项目,而与其他学生的作业比较则可获得新的信息和灵感。
2.2 因果图工具
关键词:深度学习;深度学习路线(DELC);计算思维;深度加工
文章编号:1672-5913(2017)05-0108-04
中图分类号:G642
1 深度学习的内涵及相关研究
互联网及信息技术的发展改变着人类学习方式,然而现阶段人们的学习特征呈现出碎片化、微型化和浅层读图的趋势。这种浅层的学习方式不仅制约思维发展,而且弱化思考能力,因此以发展高阶思维能力为目标,倡导整合信息以建构知识体系,灵活运用并解决实际问题的深度学习逐渐成为教育研究热点。
深度学习(deep learning),其研究最早起源于国外,1976年美国学者Ference Marton和Roger Saljo联名发表的《学习的本质区别:结果和过程》一文中首次提出并阐述了深层学习与浅层学习两个概念,之后Ramsden(1988)、Entwistle(1997)、Biggs(1999)等人发展了相关理论。与孤立记忆和非批判性接受知识的浅层学习(surface learning)相比,深层学习强调学习者积极主动地、批判地学习新知识和思想,通过深度加工,主动构建知识体系并将已有的知识迁移应用到要解决的当前问题上。对学习者来说,深度学习是一种促进思维发展、真正意义上的学习。
国内对深度学习研究主要集中在理论认识、影响因素、教学方法以及利用信息技术促进深度学习几个方面。理论认识方面,文献[1]对深度学习的概念及特征作出具体阐释;文献[2]深入剖析深度学习的认知理论基础并阐释建构主义理论、情境认知理论、分布式认知理论以及元认知理论对深度学习的引导与调节。虽然研究方向相似,但是国外对深度学习的研究更注重调查、实验等实证探究,如文献[3]通过问卷调查分析,着重探讨人口因素与学习者深度学习水平之间的关系;文献[4]通过具体实验探讨形成性评估对深度学习的影响;文献[5]通过行为研究验证课程设计对深度学习的促进作用。此外,将信息技术如虚拟学习环境、虚拟导师以及互联网支持下的MOOCs、翻转课堂等模式融入教学,可以极大地丰富学习体验,激发探究新知的潜能,对深度学习起到一定的推动促进作用。
西方课堂中呈现的深度学习以“预测评估”为前提、 “具体体验”为组成、 “深度加工”为标志,引导学生能够主动、理解性地学习并对所学内容进行精细而有效的加工,使学习成果能够迁移至新情境中解决问题,为当下我国深化课堂学习改革提供范例[6],其中比较典型的就是深度学习路线(DELC)。
2 基于深度学习路线(DELC)的教学理论框架
深度学习路线(deeper learning cycle,DELC),也称深度学习环路,出自美国学者Eric Jensen和LeAnn Nickelse 《深度学习的7种有力策略》一书。Eric Jensen认为深度学习是以必须不止一步的学习和多水平分析或加工的运用来获取新的内容或技能,从而学生可以以改变思维、影响感情或改变行为的方式来应用信息[7]。深度学习路线是一种包含脑研究、标准和个体学习差异在内的教学模式,帮助学习者深度理解知识并培养批判性思维,而作为教学实施指导,可帮助教师更好地引导学生发现问题、分析问题和解决问题,采用学生自主、合作、探究的学习方式,促进学生创新思维的形成。深度学习环路如图1所示。
在环路中,标准与目标的设计是达到教学目的的重要依据。教师在对学生学习风格预测评估的基础上,为其营造适当的环境,激活先期知识联系新知,探索新知完成深加工并对学习过程进行评价,从而指导标准的调整与优化,使DELC上各部分环环相扣,相互依赖,构成完整和有效的深度学习过程。
3 DELC视域下大学计算机基础课程深度学习模式研究
大学计算机基础课程是大学本科教育第一门计算机公共基础课程,面向非计算机专业,具有基础性、应用性和创新性特点,旨在提高学生的计算机应用能力,培养计算思维。根据课程及授课对象特点,运用DELC框架对教学内容及教学环节进行重构和优化。
3.1 “设计标准与目标”作指引,诱发深度学习
发展高阶思维能力是深度学习的核心目标。布鲁姆将认知领域分为6种学习类型:知道、领会、应用、分析、综合及评价,其中“知道、领会”这两个层次主要是事实的描述、记忆和初步理解,属于浅层学习,而深度学习则主要对应“应用、分析、综合及评价”这4个层次,学习者对学习目标不仅仅停留在浅层的认知,而是对学习的内容加以运用,进行判断与发现,最终具有创造的能力,是一种高阶思维能力的体现,可以说高阶思维能力是深度学习的核心特征。发展高阶思维能力有助于实现和促进深度学习,同时深度学习又有助于提高学习者的思维品质和学习效能,从目标的设定上需要深刻领会课程标准,深挖教材,从发展学习者高阶思维能力角度确定教学目标[8]。
首先明确本门课程的培养目标:从使用计算机、理解计算机系统和计算思维3方面培养学生的计算机应用能力,建立计算机整体结构框架,了解计算机基本原理及相关概念,提高学生计算思维能力并能够利用计算机解决一般的计算问题。
在大学计算机基础课程教学内容大纲下,根据培养目标灵活设计标准可以最大程度体现因材施教和能力培养,如对计算机应用内容采用差异化目标。由于授课学生的计算机操作水平良莠不齐,有些很少接触计算机,而有的能熟练操作,因此可以对不同的学生制订不同的目标,让学生根据自己能力自行选择要完成的任务,如在Powerpoint大作业中制订差异化标准,按要求完成功能1、2、3达到及格,同时完成功能4、5达到良好,完成功能6满分,如果在以上都完成的基础上有新创意可奖励额外加分。制订层层递阶式的标准使得学有余力的学生更有动力向上攀登,基础稍差些的学生也不会有太大压力担心完成不了。从实践效果来看,貌似简单的Powerpoint作业变成了一件件完美的作品,有些学生不断挖掘Powerpoint功能,不仅展示了美的艺术效果,而且还做出像“密室逃脱”这样的交互式小游戏。差异化标准设置不仅使得学生提高了对计算机的应用能力,而且激发了学生兴趣,诱发学生深度学习,强化了学生的自我探索意识,从而促进从浅层学习到高阶思维的发展。
3.2 “预测评估”作前提,把脉深度学习
为了创造一个有意义、合乎发展规律的教学单元以满足学生的需要,预测评估是必要的前提[7]。与我们通常意义上的教师课前学情调查不同的是,预测评估是基于科学、系统的预测平台和技术,或者说是结合一定经验并通过科学实证后提炼而成的一套系统策略;实施过程并不仅仅依赖教师工作经验和态度,还依赖深度学习的后续环节。
在大学计算机基础课程中建立全面、完善的预测,便于教师调整教学手段和教学内容,以满足不同学生的需求并使其得到相应帮助。与个人经验式预测相比,这种预测评估有着数据分析作为教学设计的依据,消除了主观评估误差,具有较高信度。具体预测评估包括:①完成对学习者学习风格的预测。利用学院自行开发的“学生成长管理系统”中“学习风格”模块,以在线调查问卷方式统计学生5个方面20个要素的学习偏好及特点,这些数据帮助教师区分和识别不同学生的学习风格,是视觉学习者、听觉学习者还是动觉学习者。②完成对学习者先验知识结构的评测。学生需要参加课前摸底测试,便于教师了解其知识基础结构。
3.3 “营造环境”为条件,体验深度学习
匈牙利数学家伯利说:“学习任何知识的最佳途径是由自己去发现,因为这种发现理解最深,也最容易掌握其中的规律、性质和联系。”因此,要达到深度学习必须使学习者置身于主动参与的“学境”中,这里的“学境”指能够激发认知冲突的教材资源、学习组织中的人际关系和文化背景、各种形式的学习活动等。任何学习都是人和环境的互动,因此营造良好的学境,让学生个体的“人”与所处“学境”互动起来是促进学生深度学习的必要条件。
教师可以“虚实结合、人文互动”为原则营造大学计算机基础课程的学境。虚实结合就是利用多媒体资源、硬件资源以及新技术作为实验场景,使学生融入其中、实时参与,如介绍硬件组成时,让学生亲手组装一台电脑,切实体验计算机硬件结构;在网络应用中,让学生利用自己的终端建立一个局域网等,这类实验体现“所见即所得”也就是“实”。另一方面利用虚拟技术实验平台体验交互式学习,如图灵机模型,学生通过在交互平台上计算“X+1”的过程了解图灵机蕴含的计算思想,另一个虚拟实验的例子是指令的执行,通过输入指令展示其在CPU内的执行过程,让学生对指令的执行有深刻认识,这类交互式虚拟仿真环境即是“虚”。虚实结合的实验环境带给学生新鲜的学习体验,也增加了深度学习的可能性,但仅仅有实验环境还不够,引发好奇和兴趣的同时还需要提供探索新知的途径和方法,因此以MOOC为辅助的教学平台和以微信群为交流方式的人文互动应运而生。MOOC是一本活教材,也是学生通过实践探求真理和寻找答案的一条途径;学生在学习中有困惑趋向于先寻找同伴讨论,MOOC论坛以及微信交流群则提供很好的环境,令学生在不断的思想碰撞中提升认同感与自我效能,为促进深度学习提供必要条件。
3.4 “预备并激活先期知识与获取新知识”起联系,构建深度学习
奥苏贝尔的“有意义接受学习理论”认为学习是学习者在原有知识的基础上同化新知识并在头脑中产生心理意义的过程。知识是相互联系的一个整体,当教师将整节课精力花费在新知识传授时往往效果不尽如人意,这是因为教师将知识划分为独立的片段,局限和狭隘了学生的思维。预备工作并激活先期知识的目的是要激活大脑中现有的神经网络结构以用于更强的联结,因此获取新知识之前帮助学生用10%的时间搜集背景知识并激活先期知识,用80%的时间教授新知识,最后用10%的时间联系新旧知识点以起到更好的效果。
大学计算机基础课程通过知识的连贯性纵向激发深度学习。例如,学生通过组装电脑了解了计算机硬件组成,那么如何让这些硬件在软件的“指挥”下工作呢?从而进一步探究指令的执行,思考能使计算机“按部就班”工作的指令和我们玩的游戏、用的聊天APP有什么关系;然后进一步探究硬件底层到应用层的大管家――操作系统。诸如此类的实例采用设问递阶式问题串联,回顾知识点的同时导入新知识。
3.5 “深度加工”是重点,促进深度学习
建构新知识及其意义的过程不是仅仅记住一些概念和原理,而是充分发挥学生的主体性,对知识进行精细而有效的加工过程,如分析、综合、应用等,并且对自己的学习进行评价,通过及时而准确的学习反馈修正和调整以提高元认知水平。深度学习中的“深度加工”是实现这一系列过程的核心环节。
深度加工目标是多维知识整合,而以问题为线索的知识建构能有效地加深对问题的理解,通常问题来自于所学内容中的难点、重点,即把学习设置到真实复杂的问题情境中。学生能否进行“深度加工”,教师的引导至关重要。笔者在大学计算机基础课程中的具体做法包括以下两方面。
(1)问题探究式――问题的分析。教师全面分析和深度挖掘教学内容,提取典型探究性问题,建构框架式知识体系,引导学生发现联系,分析原因。例如,学生掌握数字、字符在计算机中的表示后,自然会想到汉字在计算机中如何表示,由此启发他们自己探讨可行的方法。
(2)任务驱动式――问题的综合与应用。以完成任务为目标,实践的过程就是思考和完成深度学习的过程。课内实验大作业就是这种模式。以数据库部分为例,这部分内容理论枯燥,但以大作业形式让学生实践完成一个数据库系统则效果大不同,可以使学生完成对知识从输入到输出的综合和内化,这是对知识的深加工。
3.6 “学习评价”是保证,完善深度学习
深度学习评价是以设计的标准和目标为依据,运用调查、测验、统计分析等方法,对深度学习过程及结果作价值判断并对深度学习目标进行反思和修订的活动。除了从认知、动作技能和情感这3方面评估学习目标和调控学习过程外,深度学习评价更强调评价的自主性、真实性、过程性和反馈性,让学习者通过对真实任务的主动探究和不断反思提升高阶思维能力及问题解决能力[9]。学习目标是学习评价的出发点和依据,因此构建深度学习评价体系要以教育目标分类为依据,以高阶思维为核心,将Biggers的SOLO分类法纳入评价体系,形成认知、思维结构、动作技能和情感上四维度的评价理论依据。
学生通过大学计算机基础课程由浅层到深度学习的过程,经历了逻辑的解释、慎重的讨论、批判的思考和体验式的实践,基本能够利用计算机解决一些实际问题如设计一个简易的数据库、设计一个网页、利用多媒体软件完成名片或者演示文稿的设计。这些应用基础而实用,可以对学生后续学科的学习起到一定的辅助作用。对深度学习的评价不应停留在获知的浅层,而应体现在运用、解决实际问题以及自我建构、反思上,通过实验效果和自我评价体现学习过程中的思考能力、表达能力、沟通能力等,以上构成的平时成绩占总成绩的50%,理论知识考评占30%,MOOC学习测试情况占20%。综合性的评价体系更好地体现了过程评价的思想,真实反映出学生深度学习的效果。
4 结 语
大学计算机基础作为通识教育的重点,应该引发的是计算思维的培养和探究精神的塑造。作为一门抛砖引玉的课程,激发兴趣是核心,树立计算机系统思维是关键,而实践应用是根本。DELC为实施有效教学提供了科学依据,是教学设计的基点、观察课堂行为的标准、评价教学效果的依据。在该深度学习路线指导下,教师能够有效促进学生深度学习,提高学生的自主探究、批判思维、创新精神等高阶思维能力。结合具体的学科课程设计深度学习活动及相应的评价标准,在教学实践中检验深度学习评价理论的应用价值并探索出深度学习评价理论的实践模式,将是下一步研究的重点。
参考文献:
[1] 何玲, 黎加厚. 促进学生深度学习[J]. 计算机教与学, 2005(5): 29-30.
[2] 张浩, 吴秀娟. 深度学习的内涵及认知理论基础探析[J]. 中国电化教育, 2012(10): 7-11.
[3] Shaari R, Mahmud N, Shah Rollah A W, et al. Deep as a learning approach in inspiring creative and insinuative minds among postgraduate students[J]. Social and Behavioral Sciences, 2012(40): 152-156.
[4] Rushton A. Formative assessment: A key to deep learning[J]. Medical Teacher, 2005(6): 509-513.
[5] Hornby G, Jennings G R, Nulty D D. Facilitating deep learning in an information systems course through application of curriculum design principles[J]. Journal of Teaching in Travel&Tourism, 2009(9): 124.
[6] 严文蕃, 李娜. 互联网时代的教学创新与深度学习――美国的经验与启示[J]. 远程教育杂志, 2016(2): 26-31.
[7] Jensen E, Nickelse L. 深度W习的7种有力策略[M]. 温暖, 译. 上海: 华东师范大学出版社, 2010: 110-117.
11..区域地理的重要性
区域地理是高中阶段学生学习地理原理、地理过程、地理规律等的重要载体,是人文地理和自然地理的“出发点和归宿”。从近年来的高考题看,区域地理是高考命题的重要依托。高考命题通过呈现世界地理或中国地理的图文等材料,考查学生运用地理知识和技能,分析、解决问题的能力。从教材整合角度看,区域地理是初高中地理教学衔接的重要内容,将自然地理和人文地理的知识有机结合起来。同时区域认知也是地理核心素养的重要组成部分。综上可见区域地理在高中地理学习中的重要性。
22..学生学习情况
区域地理知识庞杂,学生要想学好需要有较强的地理思维能力。很多学生在初中的区域地理学习中仅停留在感性认识层面,没有形成较完整的知识体系及综合分析问题的能力,在解答较综合的试题时举步维艰,这是学生学习地理的“软肋”。笔者在教学实践中,依据考纲和学生的实际情况,尝试采用“进阶课堂”教学模式进行区域地理教学。
二、进阶课堂教学模式概述
“进阶课堂”采用“先学后教”的模式,分为基阶课堂和高阶课堂两部分。基阶课堂主要是学生自主学习,高阶课堂主要环节为答疑解惑。基本流程为:基阶课堂(学生根据导学案完成学习任务—基础知识检测—小组成员针对教师列出的问题合作探究)、进阶检测、高阶课堂(师生针对后期生成的问题进行答疑解惑)、直击高考。每一环节主要由小组合作完成,并对其进行量化考核。
三、进阶课堂模式应用于区域地理教学的策略
下面以“中国的气候”第一课时“中国的气温和降水”为例,展示该模式在区域地理教学中的应用。
11..基阶课堂
(1)课前预习。由于本校学生地理基础较差,所以教师在设计导学案时更侧重于学生对基础知识的掌握,让学生夯实基础,做到有的放矢,同时注重初高中知识的衔接,做到既夯实基础又巩固知识。(2)课上研讨。课上研讨主要分为两个模块。模块一:自主识气候,模块二:合作析原因。模块一是以小组抢答的形式进行基础知识检测,主要以识图检测和无图考图的模式考查学生对导学案的学习情况。模块二主要是通过读图分析得出我国气温和降水的规律及成因。学生主要采取合作探究模式进行学习。第一部分:中国的气温。[教师活动]展示中国一月平均气温分布图,让学生从图中读取信息。[学生回答]一月份等温线数值总体上自南向北递减;一月份最低温在漠河,最高温在海南;等温线的弯曲方向各异;四川盆地比同纬度气温高。[教师活动]展示中国七月平均气温分布图,让学生从图中读取信息。[学生回答]七月份等温线数值总体上自北向南递增;七月份最低温在五道梁,最高温在吐鲁番;[教师提问]对比两张不同月份的中国气温分布图,有何不同?[学生回答]冬季气温低,夏季气温高;一月份南北温差大,等温线较密集,七月份温差小,等温线较稀疏。高考侧重考查学生获取信息解决问题的能力,让学生读出中国平均气温分布图中的内容,意图就是培养学生获取信息的能力。根据学生获取的信息进一步追问形成原因,从而生成课堂研讨问题。课堂生成的问题主要有:①分析冬夏季气温等温线数值总体上由南向北减小的原因;②分别概括我国冬夏季气温分布特点;③分析一月份南北温差大及七月份南北温差小的原因;④分析冬季四川盆地比同纬度地区气温高的原因;⑤分析吐鲁番盆地和青藏高原分别成为我国夏季气温最高和最低地区的原因;⑥每组找出一处等温线弯曲的地方,分析其弯曲原因;⑦总结归纳影响气温的因素。小组成员针对以上问题进行讨论,整理答案,展示研讨成果。在区域地理教学中运用对比分析可引导学生深层次的认知参与,降低教师教与学生学的难度。根据学生自己获取的信息设置问题进行分析,有利于激发学生的探究兴趣,较好地体现了以学生为主体的理念。问题的设置有利于培养学生归纳、演绎的能力。高中地理学习与初中相比出现了两个飞跃,即从具体到抽象,从特殊到一般,在知识的广度和深度上都有很大提升。学生不仅要知道“是什么”,还要分析“为什么”,教师在教学中要培养学生生疑、质疑的意识,促进学生地理思维能力的提升。第二部分:中国的降水。[教师活动]展示我国年降水量分布图,让学生读取信息。[学生回答]我国降水空间分布不均,总体上由东南向西北递减。学生生成的问题:我国降水量为何会呈现如此规律?天山北侧和青藏高原东南侧降水多的原因是什么?小组讨论学生生成的问题。[教师引导]通过对以上问题的分析,总结影响降水的主要因素。[学生回答]影响降水的主要因素有:地形、海陆位置、大气环流等。[教师活动]①通过展示锋面雨带推移图和我国不同地区降水量变化图分析我国降水量季节分配特点。②出示我国不同年份降水量折线图,让学生寻找规律。学生讨论回答。[教师提问]请总结我国降水量的时空分布特点。[学生回答]我国降水量时空分布不均,由东南向西北降水量逐渐减少;夏秋多,冬春少,降水的季节变化和年际变化大。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,逐步学会运用基本的地理原理探究地理成因以及地理规律。第三部分:分析气候与建筑、饮食、民俗的关系,并举例说明。地理与生活息息相关,这一问题设置的意图在于让学生将所学地理知识用于分析生活实际问题,且地理环境本身具有整体性,这一问题可以培养学生的综合思维,让学生全面地分析问题。
22..进阶检测
进阶检测主要检查学生对本节课内容的掌握情况,是判断学生能否进入高阶课堂学习的关键。习题主要选取:①常考点,夯实学生基础;②易混点,培养学生分析辨别能力;③变形变式题,培养学生灵活运用知识的能力。采取的形式是:小组成员共同完成进阶检测习题,针对存在争议的问题进行研讨;教师公布答案;小组间交换评判习题;公布各小组习题成绩;解答错误率较高的习题。
33..高阶课堂
高阶课堂中的主要环节是“答疑解惑”。这一环节主要基于问题教学理论,学生不仅要掌握科学结论,还要掌握这些结论获得的途径和过程,其目的在于提高学生思维的独立性,发展学生的创造能力。“答疑解惑”的“疑”来源于学生讨论过程中的生成性问题。本节课学生提出的问题之一是:中国的气候不仅与建筑、饮食、民俗关系密切,还与哪些地理知识相关?针对这一问题,教师让各小组用一定的时间合作讨论解答。“答疑解惑”环节还可以选取相关的材料,设计环环相扣的问题,引导学生运用已学知识解决问题。这一环节主要是培养学生在思考问题的过程中生疑、析疑的意识,促进学生求异思维能力的发展。
44..直击高考
选取近五年与“中国的气候”相关的高考真题。学生在解答时既要说出答案,也要说出思考过程或试题考查方向,不仅锻炼学生的语言表达能力,也有助于提高学生的逻辑思维能力和解题能力。