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关键词: 数学能力 以直代曲 近似代替精确
数学能力是一种特殊的能力,它包括运算能力、逻辑思维能力、空间想象能力和分析、解决实际问题的能力,分析和解决问题的能力是指运用数学知识分析和解决实际问题的能力,它是以前三者为其结构成分的综合能力。
下面结合笔者在高职院校中《高等数学》课程的教学实践谈谈如何通过微积分三大概念――极限、导数、积分的引进和建立过程揭示以直代曲、由常量到变量、有限到无限、具体到抽象、局部到整体的辩证的思维过程与思想方法,进而培养学生分析问题和解决问题的能力。
1.极限思想
极限概念是微积分中最基本的概念,微积分中几乎所有的概念,如导数、积分都是用极限概念表达的,是特定过程、特定形式的极限,极限方法贯穿于微积分的始终。
我国魏晋时杰出数学家刘徽的“割圆术”就含有朴素的极限思想,是极限思想的具体体现,所以在极限概念教学时,我引导学生采用“割圆术”求圆面积渗透极限思想,具体做法如下。
(1)解释刘徽的“割圆术”。
(2)作圆内接正多边形,教师指出由直线围成的正多边形面积,它不能代替曲线(圆)围成的面积,怎样解决这一问题呢?
(3)学生经过思考会总结出:如果正多边形边数n无限增大就会发生质的飞跃,正多边形变成圆,正多边形面积变成了圆面积。
采取以上讲解过程,会很好地帮助学生理解数列极限定义,体会到极限定义中蕴含着的量变向质变转化的辩证思想,初步认识“以直代曲”,“从有限到无限”,“由近似求精确”这种有别于初等数学的全新的数学方法和思想。而这种极限的思想对今后微积分其他概念的建立,对提高学生逻辑思维能力,进而提高分析和解决问题的能力有非常大的帮助。
2.微分思想
微分学是从数量关系上描述物质运动的数学工具,基本概念是导数与微分。
在导数概念教学中,我设计了几个问题引导学生运用极限概念中体现的辩证思维形式研究讨论,解决引出导数概念的例题:求变速直线运动的瞬时速度。
(1)怎样把非匀速直线运动转化为匀速直线运动研究?即“以匀代不匀”,“以常量代变量”。
学生通过探索,发现直接“以匀代不匀”,用平均速度代瞬时速度,误差会很大,联想到求圆面积的思想方法和研究极限概念的思路,考虑到若把时间段分割成若干个小区间,在每个小区间上“以匀代不匀”,用平均速度代瞬时速度误差较小。
(2)怎样把小区间内的平均速度转化为某一时刻的瞬时速度呢?
学生探索的结果是缩小区间,但每一次缩小后仍然是平均速度,要把平均速度转化为某一时刻的瞬时速度,必须令t0,即必须使用极限的手段才能有质的飞跃。当t0时,定值,从而得到非匀速直线运动某一时刻的瞬时速度。
(3)师生共同讨论小结,得出解决这类问题的思路:研究变量在某一点的变化率问题要使用分割的方法,在小区间内用常量代替变量;再施以极限的手段,使小区间无限变小得到新的常量,最后得到变量在某一点的定量描述。在几何意义上,这个过程是直与曲的转化,在数量关系上,就是近似与精确的转化。
3.积分思想
用与微分同样的思路建立定积分概念时,学生已能够熟练地把曲边梯形“化整为零”,然后再“积零为整”。通过求一个新型的极限,即求和式当n∞时的极限来定义定积分了。主要引导学生按以下步骤求由闭区间[a,b]上的连续曲线y=f(x)≥0,直线x=a,x=b与x轴能围成的曲边梯形面积。
关键词:数学实验;高中数学;概念教学
《普通高中数学课程标准》指出:数学教学中应加强对基本概念和基本思想的理解和掌握,对一些核心概念和基本思想要贯穿高中数学教学的始终,帮助学生逐步加深理解。长期以来,概念教学存在的主要问题是不注重概念的形成过程,只重视概念的应用,以解题教学代替概念教学。概念教学应当注重体现基本概念的来龙去脉,数学概念的教学要经历概念的形成、概念的表述、概念的辨析、概念的应用等阶段。
学生学习数学常常是通过发现问题,动手实践,提出猜想和验证结论来进行的。数学实验可使学生逐步学会数学思维的实践方法,掌握数学研究的方法规律,理性地思考数学问题,甚至促使学生独立设计数学实验解决学科问题,并检验和论证问题的结果。
现在,本文通过几个案例阐述数学实验在高中数学概念教学的一些应用。
案例一、方程的根与函数的零点
本实验材料源自2011年重庆市主城区青年教师优质课大赛。实验内容大概如下:用纸板与细绳制作实验道具,如上图,学生把绳子的一端固定在P点,另一端在直线上Q点或M点,学生可以随意摆放绳子并探究以下问题:
(1)另一端在Q点时,绳子在[a,b]上是否与x轴一定有交点?
(2)另一端在M点时,绳子在[a,b]上是否与x轴一定有交点?
(3)把绳子看做是函数在[a,b]上的图象,在什么情况下,函数必存在零点?
(4)如何用f(a),f(b)的值刻画(3)中的情况?
(5)剪断绳子,(3)中的结论是否还成立?
在此实验过程中,学生积极动手、热烈讨论,很快就可以找到函数零点存在的条件,紧接着,教师引导学生用数学语言归纳并得到函数零点存在性定理即可。
实验点评:此实验用细绳代替函数图象,学生通过对细绳的摆放实现图象的变化,这些都体现了抽象向具体的转化,通过实验调动了学生数学课的积极性,并使得全体学生能活动起来,并在实验中体验数学理论的形成。数学实验拉近了教师与学生的距离,也拉近了数学与学生的距离,数学实验使数学课更有魅力,更吸引学生。
案例二、指数函数的概念
实验点评:此实验操作容易,学生兴趣较大,虽然实验简单,但是,实验过程中,学生体验到指数爆炸的特点,并对指数函数中的底数的不同导致结果不同的产生深刻的印象,这对学习指数函数的单调性有辅助的作用。
案例三、椭圆的概念
实验目的:通过学生动手实践体会椭圆形成的过程,感悟椭圆的定义,理解椭圆的定义。
实验材料:厚硬纸板、大头针、彩笔、橡皮筋一条、不带弹性的细绳一条(15厘米),两根大头针固定,两个大头针之间距离为10厘米。实验探究以下问题:
(1)将橡皮筋的两端固定在大头针上,用笔尖将橡皮筋拉紧(不松松垮垮的即可),画图形,可以得到椭圆吗?
(2)把橡皮筋换成细绳,再按上述步骤做一遍,可以得到椭圆吗?
(3)把大头针的距离变为15厘米,重复步骤(1)做一遍,能画出椭圆吗?
(4)把大头针的距离变为16厘米,重复步骤(1)做一遍,能画出椭圆吗?
实验点评:通过实验操作,学生体验椭圆的形成,理解椭圆定义中的“到定点的距离”与“定长”的关系决定椭圆的形成。在实验操作过程中,学生手动、眼看、心想、口说多方面学习数学,快乐学习数学,这比教师用幻灯片演示的效果要好,实验过程中,学生还可以体会到椭圆定义外的性质,如对称性等。
数学实验可以帮助学生理解数学概念的来龙去脉,它的发现及完善过程,从感觉到理解,从理会到表述,从具体到抽象,严谨得合情合理。当数学实验走进数学概念教学,数学概念便不再抽象,不再难懂,数学概念因实验而简单,学生因实验而快乐。
参考文献:
[1]常丽艳.中学数学实验教学设计与应用[D].首都师范大学硕士生论文集,2004.
[关键词] 概率教学 随机思想 概率原理
一、概率统计的背景与教学
概率统计是研究大量随机现象以揭示其统计规律性的一门科学,它体现了确定性数学到随机性数学的转变。由于概率统计的知识内容和研究对象本身有着丰富的实际背景,来源于人们所熟悉的现实社会和自然现象,这为学生认识和了解数学的来源与背景、感受数学的价值和作用、形成与提高解决实际问题的能力提供了一条有效的途径。因此,在教学中,教师可选择一些现实情景中有代表性的事例,通过相应的数据分析,解释相关概念、原理的实际意义,运用相应的概率方法以解决相应的实际问题,使学生认识到概率统计思想方法在社会生活及各学科领域中有着广泛的应用,从而提高其学习兴趣。
二、概率统计教学思考
1.关于教材中的概率概念
概率统计是研究随机现象统计规律的学科,因为中学生理解概率的定义还比较困难,所以应从学生熟悉的生活经验引入概率定义,以描述为主,“对有关术语不要求进行严格表述”,通过实例丰富学生对概率统计的认识,领会其思想方法。
中学教材概率的定义大致有以下两种:
第一个定义:在大量重复进行同一试验时,事件A发生的频率mn总是接近于某个常数,在它附近摆动,这时就把这个常数叫做事件A的概率,记作p(A)。
第二个定义:一次试验连同可能出现的每一个结果称为一个基本事件,如果一次试验由n个基本事件组成,并且所有结果出现的可能性都相等,那么每一个基本事件的概率都是1n。如果某个事件A包含的结果有m个,那么事件A的概率p(A)=mn。
2.对概率概念教学的想法
在历史上,概率概念的形成有一个漫长的过程,针对高中学生的思维特点,鉴于学生在此之前没有系统学过这方面的知识,结合学生在现实生活中对可能性大小描述的体会,建议在教学中补充第三种说法:即主观式定义。
概率概念的教学,可从以下三个方面加以定义说明,即概率的古典式定义、频率式定义和主观式定义。古典定义也称理论定义,是一种构造性的定义方式,它将一个事件的概率定义为利于该事件发生的所有结果的数目与所有等可能发生的结果的总数的比值,无需试验就可以从理论上计算出的概率。频率定义也称经验定义,它将概率定义为某一事件在无限次或接近无限次的重复试验中发生的频率所接近的常数,这是一种建立在实际试验结果基础之上的定义。主观定义也称直觉定义,它是对随机现象可能性大小的一种个人的估计,是对客观事物的一种主观描述,随着新信息的出现(如实际试验后的结果),将调整最初基于经验或直觉之上的估计。上述三种定义都各有长处,古典定义简单明了,在样本空间每一结果都是等可能发生的条件下,可以预测概率;频率定义不受每一结果都是等可能发生这一条件的限制,可用于那些不能从理论上解决的问题;主观直觉是教学的一个很好的出发点,通过教学能够将学生的自我经验与概率理论联系起来,培养学生良好的直觉。这三种方式既符合高中学生的认知特点,学生易于接受,又具有内在的统一性,即可以用大量的重复试验加以验证,并为以后的公理化定义的学习奠定良好的基础。
下面从这三种定义的角度分析学生理解概率产生的错误观念的原因及教学中应采取的措施。
(1)理论定义――产生等可能性偏见
认为任何随机事件是等可能发生的,同时抛掷两骰子,比较抛出一个5一个6和抛出两个6的可能性的大小,在调查中,学生普遍认为它们可能性一样大,而且后来这种错误在用古典概型公式计算概率时会经常出现,在教学中要特别注意强调要求学生真正找出等可能的基本事件。
(2)经验的定义――产生预言结果的错误
有学生在使用“机会”、“可能性大小”、“概率”这些概念时,并不把它们与重复试验联系起来,而是将概率很大等同于一定会发生,概率很小等同于一定不会发生,50%概率等同于“不知道”或“不能决定”,认为概率是用来决定一个随机事件是否发生,而不是用来度量此事发生的频繁程度。这就要求老师在进入概率的计算之前要注意让学生建立随机思想。随机性是概率中的一个基本观念,它包括两个方面:单一事件的不确定性和不可预见性,事件在经历大数次重复试验中表现出规律性。学生在现实生活经验的基础上,比较容易接受事件发生具有不确定性和不可预见性,但仅靠平时一些零散的生活经验,学生往往难以理解不确定性背后会有规律可循,难以想象为何重复试验有利于发现规律,且重复大数次比重复小数次获得规律更可靠。在教学中老师要尽量阐明“必然寓于偶然之中”的道理,即频率的稳定性,频率趋于概率。而不能仅凭一次事件的结果判断准确与否。
(3)主观的定义――产生代表性的错误
一个人在两个月内找到新工作的机会是多大?一家公司在项目投标时中标的可能性是多少?现实生活中有很多类似的机会问题是既不能用理论概率又不能用经验概率来回答的。在这种情形下,人们往往根据己有的一些信息先给出一个主观的或直觉的估计,然后再根据获得的新信息进行调整。但是如果受到代表性一类错误概念的指引,那么主观估计出的机会可能与实际差得很远,如在一个有六个孩子的家庭中,学生绝大多数认为BGGBGB (B代表男孩,G代表女孩)这一出生顺序发生的可能性比BBBBGB和BBBGGG要大,GGGGGG最小,在教学中要求学生对问题作理智分析,但只对学生进行概率概念的讲解不足以让他们克服代表性方法的强大影响,实验的以活动为主的课堂环境对克服学生对代表性方法的依赖性更为有效。鼓励学生在自己理解的基础上,大胆想象、提出数学问题,让其置身于现实问题情境之中,充分体验数学就在我们身边。
3.关于概率教学的重点
教学重点是展现概率统计的思想方法。
有的数学教育家指出,大部分数学书本知识学生在今后一生中都不会直接用到,要用的是合理的基本数学思想方法和分析解决问题的能力(这大概就是数学素质)。因此,我们应充分展现概率统计的思想及过程,“中学的概率统计应使学生真正感受到确定性和随机性数学思维方法的本质区别。”
教材中概率内容放在排列、组合、二项式定理这一章的最后,似乎概率内容是排列组合内容的一个应用。概率的古典定义,提供了利用排列组合方法求概率的方法。但是,从思维方式上说,它与排列组合是有很大区别的。利用等可能情况的定义,利用排列组合求出的有限元素的有关问题的概率,可以探索一般概率问题的互斥、对立、独立等公式,但不是概率问题的本质。概率内容的重点应该在三个方面:
1.建立随机思想及概率的概念
2.建立互斥、对立、独立、独立重复试验的概念
3.建立概率的加、乘原理
实际上,数学上的讨论,排列组合内容前的加法原理、乘法原理,应用十分广泛。比如:己知某地“今天下雨明天也下雨”的概率是p,“今天不下雨明天也不下雨”的概率是q,问“今天下雨,后天也下雨”的概率是多少?
这一问题不好用排列组合的方法去做,但可以讨论如下:
“今天下雨明天也下雨”与“今天下雨明天不下雨”是两个对立事件。“明天下雨后天继续下雨”与“今天下雨明天也下雨”又是独立事件,因此,所求概率应该是P=p•p+(1一p)(1一q)
这中间用到了对立事件的概率。
又如,课本中用排列、组合的方法说明抽签先后的概率相同问题,也可以另辟蹊径。
又比如,5个人抽5张票中的一张奖券,怎样说明第二个人与第一个人抽到奖券的概率相同?
甲抽的概率当然是15
甲抽的结果有两种。一种是抽到奖券,概率是15;一种是抽不到奖券,概率是45。
乙抽的时候,有两种互斥的情况:甲抽到奖券,乙抽不到;甲抽不到,乙抽到或抽不到。
因此,乙抽到奖券的概率P=15×0+45×14=15;
还可以研究丙,他抽到奖券的概率是P=15×0×0+45×14×0+45×34×13=15。
当然,也有不少问题用到了排列组合方法。但总的来说,概率问题的研究中常用到排列组合方法,但远远不是全部,重要的是随机思想的建立。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育数学课程标准(实验稿)[M].北京:北京师范大学出版社,2001.
关键词:数学统一性;概率论;教学
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)24-0075-02
数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门科学。据统计,至今为止数学已经有将近100多个高深广博的分支。其中,概率论是研究随机性或不确定性等现象的一个数学分支。《概率论》或《概率论与数理统计》是大学课堂教学中必修的一门课程。对于大部分已习惯于学习确定性数学内容的学生来说,概率论中相关概念或定义等内容感到难以理解。尤其是随着高等教育的普及或因为部分学校功利主义倾向影响,一些院系在课时安排上尽可能压缩《高等数学》等数学基础理论课程,忽视其在学生思维能力训练方面的重要作用,进一步造成了学生理解与分析能力的欠缺。本文利用数学的统一性的原理,对概率论中的某些概念、定理的理解作一些粗浅的探讨,以利于学生更好地掌握并应用概率思想。辩证唯物主义认为物质和意识是对立的统一,它们统一于物质之中;物质和意识的对立产生于实践,它们的统一又在实践中实现。数学的统一性是指部分与部分、部分与整体间的互相贯通、相互转化与和谐一致性。数学的发展过程以及内容都贯穿着辩证法,因此,数学的统一性不仅仅表现在统一的数学符号和共同的数学语言,更表现在其中各个分支固有的内在的联系以及各个分支相互渗透和相互结合的趋势。本文以概率论中的概率空间、随机变量、数学期望、概率密度函数以及分布函数中所蕴含的数学统一性进行阐述,揭示数学的统一性思想对概率论的理解所产生的作用。
一、相关概念数学统一性分析
1.概率空间中的数学统一性。数学概念的发展是遵循认识规律的,是由简单至复杂、由特殊到一般,有序地达到较高的抽象水平。简而言之,概念统一性是通过逻辑推演扩大概念的性质结构后与原来概念之间的一致性。概率论教学过程中,充分利用数学概念的统一性以及数学分析中实数域上映射概念,便于学生对于初次接触的概率空间的理解。实际上,我们先复习一下实数域上的映射概念以及容易理解的古典概率模型后,指出在古典概率模型中,所有可能的结果看成一个集合?赘,此集合上定义的概率是?赘[0,1]的一个映射。根据认识规律,自然地,可将古典概率中的?赘可以是任一个非空集合,即为我们所说的样本空间;而σ-域F是这个集合的一些子集的集合(满足一定条件);概率P实际上是?赘[0,1]的一个映射,即将σ-域F的某个子集A(称之为事件)对应于一个[0,1]上的数,记这个数为P(A)。由此可看出,概率空间本质上就是数学分析所学习的某一集合与其上所定义的一种映射所构成的有序对。
2.随机变量中的数学统一性。随机变量的定义以及如何从离散型随机变量过度到连续型随机变量是学习概率论过程中难以理解的一个知识点。在讲解随机变量的定义时,注意其和普通变量、普通函数之间的联系,注意它们之间的统一性与差异性有助于学生对其理解。此外,指出离散随机变量定义在具有有限或可列个元素的某一集合上;连续型随机变量是定义在不可数的样本空间上。通过对比离散函数与连续函数的统一性与差异性以及离散函数如何过度到连续函数(特别是连续函数作图),让学生对其有初步理解,然后结合定积分的定义(求和取极限)给出连续函数初步定义,最后导出其严格定义。事实上,离散与连续是矛盾的两个方面,也是相对和绝对的统一,它们也具有统一性的一面。在现实中,我们有时将连续问题离散化处理,有时又将离散问题连续化分析。充分利用离散与连续这对矛盾是现代数学的主要矛盾之一,具体地深入地研究这对矛盾在概率论教学中的表现,将有助于学生对相关概念的理解。正如著名数学家Lovasz所说,离散数学与连续数学的结构和方法确实差别很大,但是从更深层次来说,离散与连续是一个事物的两面。
3.数学期望中的数学统一性。在讲解数学期望的时候,将数学分析中的数列求和以及定积分与之联系起来,有助于理解为何在定义离散随机变量的数学期望要求绝对收敛以及连续随机变量要绝对可积。此外,特别向学生阐明连续随机变量的数学期望中所蕴含的数学思想与定积分则有着惊人的统一:“以直代曲”。从方法论角度来看,它们之间在方法上更是惊人的一致:分割、求和、取极限。由此让学生明白,以后的很多概率论问题均可利用定积分中的分部积分、换元积分、变上限的积分等内容来解决。这体现了数学分析与概率论这两个不同领域在某种方面的相互转化以及和谐一致性,它们之间具有统一性。
4.概率密度函数与分布函数的数学统一性。连续性随机变量分布函数与概率密度函数是学生经常容易混淆的一个知识点。特别是概率密度函数这个概念,学生一般不好理解。此时,利用物理中体积、密度与质量之间的关系启发学生思考概率与概率密度之间的关系。事实上,如果将某一区间上的概率看成“物体的质量”,其长度看作“物体的体积”,两者之比值正好是“物体的密度”。因此概率密度函数在某点值的大小反映了随机变量落在该点附近概率的大小,而连续型随机变量落在某区间上的概率可转化为其密度函数在该区间上的积分,完全转化为已学过的数学分析中的定积分问题。此时,学生会恍然大悟,数学来源于物理,一些物理背景知识常常有助于理解数学概念,它们之间是和谐统一的。
二、启示
20世纪最伟大的数学家戴维・希尔伯特曾说:数学科学是一个不可分割的有机整体,它的生命力正是各个部分之间的联系。数学的发展必然是逐步统一的过程。因此,作为数学教师,如果没有站在数学统一性高度去教授数学,呈现的必然只是一堆枯燥无味的数字、字母以及呆板的“定理―引理―证明”之步骤。因此,在概率论教学乃至其他数学教学中,教师应该正确处理好教学内容与其他知识点的统一性,阐明其中蕴含的辩证关系和相互转化,注重其中对立统一性的讨论与分析。将统一性思想具体融入到数学课堂教学中,这不仅能提高学习能力,促进学生对概率论以及数学知识的理解,提高学生知识点的融会贯通能力,而且在传授知识的同时,对学生进行哲学思想的教育,使教书与育人结合起来,对培养辩证思维能力有着重要的作用。
参考文献:
[1]罗建华.透过一道习题看概率论教学[J].大学数学,2008,24(3):152-154.
[2]M.阿蒂亚.数学的统一性[M].袁向东,编译.大连理工大学出版社,2009.
[3]王知微.概念发展的统一性与数学方法的划归原则[J].中学教研,1993,(6):29-31.
[4]L.Lovasz,Discrete and Continuous:Two sides of the same?Modern Birkhauser Classics,359-382,2010.
[5]胡爱平,伍度志,叶志勇,苏理云.浅谈《概率论》教学中的一些问题[J].中国校外教育,2011,(6):94.
教学模式主要有四种:
蒙特梭利教学法,
瑞吉欧式,
成长入门(bank street),
高瞻(high-scope)。
蒙氏教学法,是从六个方面来培养儿童:日常生活,感官,数学,语言,艺术,科学文化。
瑞吉欧式教育被新闻周刊评为最好的教育学校。其理念是:走进儿童心灵的儿童观。
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我所知道的方案教学
李骆逊主讲 蔡佩璇整理
我今天跟大家分享的主要有四个方向,这四个方向是我看了Project approach 和Reggio-Emilia这两方面的文章把它结合起来,或许你会觉得没有新意,不过这些都是目前做Project approach和Reggio-Emilia时的精神所在,第一个是有关对于儿童的定义,第二个是有关老师的部份,第三个有关课程部份,第四个因为很难归类所以把它称为其他部份。
“过去的五年是服务学建设的初期。” 曾经担任过美国北威中文学校校长、IBM中国研究院院长、IBM大中华区首席技术官,现在还在哈尔滨理工大学、浙江大学和西安交通大学担任客座教授或终身荣誉教授的叶天正是服务学概念的奠基人之一。他向记者表示,过去的几年中,几百所院校开设了服务学专业,同时随着一批教科书和教学大纲的出台,服务学的知识体系已经开始建立起来。而未来,在以服务为主的经济体系下,这门学科将起到越来越重要的作用。
中国抢占服务学高地
服务是一个很宽泛的概念。“直到今天,全球对这个概念还有很多不同的说法。”叶天正如是说。
谈到服务的边界,叶天正举了几个例子:“手机生产行业无疑属于传统制造业,但如果没有通信服务,手机还有什么价值?这种情况下,产品是服务提交过程中的重要一环,而不是最终的目标。LV的手提包价格很高,但容量和舒适程度可能还不如双肩包。实际上,购买LV手提包的用户是为了满足自己的心理需求。而LV就要让自己从设计到品牌定位都能满足用户的需求,这实际也是服务的一种。”这样宽泛的服务概念和经济概念类似,可以说无处不在。
实际上,对服务的定义,世界各国的学者们还莫衷一是。在当天的大会,与会的国内外专家学者也就此进行了激烈的争论。一些教授向记者表示,目前对服务学的定义,各国之间的理念差异很大,这和各个国家服务发展的水平不同有关。但是,目前学界对这一学科的共识是,先归纳与服务相关的知识体系,再进一步明确其定义,从而早一步将服务学教育开展起来。
“与2005年相比,现在大家已经大概掌握了服务学的方向,并进行了服务学体系的整合。现在是服务学学科建立的初始阶段,再经过十年二十年之后,这个知识体系会进一步完善,但在开始的五年,这个知识体系就已经建立起来了。”叶天正说。
在服务学的知识体系中,信息化技术是很重要的一方面。浙江大学电子服务研究中心主任陈德人表示,互联网、云计算都在改变着服务的模式,例如,如何利用虚拟社区这种新生事物向用户提供服务就是一门新的学问。另外,如何用信息化手段改善管理流程,从而将服务做得更好也是服务学需要研究的。
值得欣慰的是,在服务学学科建立的过程中,中国保持了与世界的同步甚至领先于一些国家。这对中国服务业的发展也有重要意义。IBM中国研究院副院长黄莹介绍,发达国家服务业在国民生产总值中的比例均在70%以上,而中国只有40.7%,在未来会保持高速发展,因此,相关知识体系和人才培养机制的建立具有重要意义。
早在2005年,在时任IBM中国研究院院长的叶天正的推动下,教育部就将服务学学科建设提上日程。清华大学、北京大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等高校已经陆续开办了服务学相关专业,近期,中国的《服务学学科体系》一书的编写及相关工作也在积极进行。清华大学、北京大学等21所重点高校已经建立了服务学相关研究中心,其中有10所高校有服务学专业的人才毕业;而开设“服务学”相关课程的高校有近40所,学生一万多人次参与了服务学相关课程学习。
从计算机到服务学的转身
记者从陈德人处得知,追根溯源,服务学的概念是IBM率先提出的。服务与IT,是看似风马牛不相及的两个领域,是什么触动叶天正和IBM将目光放在这一领域,并积极地投入在这看似与自己关系不大的工作中?
“IBM经过了20年,将自己从一个产品型的公司转型到以服务为主的公司。同时,我们在多年的发展中也发现,单纯的产品不能充分满足用户的需求。在这一过程中,我们发现服务本身也有其规律性,值得将其作为一门科学去研究。”叶天正话里透露出他对服务学重要意义的认可。“对IBM来说,一方面,服务要做得的更好,需要用一个系统的方法,让整个服务提交的流程取得更好的效果,这和IBM的‘智慧的地球’理念结合得非常紧密;更重要的是,IBM在向服务转型,并希望开创新的服务模式的过程中,需要对服务熟悉的人才,也需要服务的概念被普遍认同,因此建设服务学学科、将服务业做大,从长远的角度看对IBM自身的发展也有积极的意义。”
为了将服务学落地,IBM将服务学的主要目标确定在三个方面:促使传统制造业转型;促使传统的服务行业向现代服务业转型;创造新的服务模式并开拓新的服务市场。IBM还希望,通过服务学的发展,让人们能够建立更完善的服务系统。为此,IBM积极同高校合作,推动服务学的发展。目前,IBM已经与三十多所高校在“服务学”课程实践、人才培养、联合科研、教材编写出版、师资培训和学术交流等方面开展了全面合作。
服务学人才培养不简单
“服务学培养的应当是一种通才,他们能够用服务学的理念来规划下一步工作方向,并能够用高科技手段来实现服务质量的提升。例如,教育本身提供的也是一种服务。过去,老师需要在黑板上板书让学生们记录,今天则是通过PPT演示、网上交流来进行教学。如何把教育的结果做得更好?就需要考虑管理方法、知识提交的体系,这里面很多内容与IT相关。”叶天正表示,服务学的人才培养这一话题“三天都说不完”,但最核心的一点是要建立围绕服务的思维方式。
2007年,浙江大学已经正式设立了服务学电子服务专业的博士点。“服务学是一门跨学科的学问。”陈德人介绍,现在的浙江大学电子服务研究中心就是将计算机学科、管理学科、经济学科联合在一起成立的。
另外,浙江大学的教学项目有很多都是和企业合作进行的。例如,浙江大学电子商务系就是与阿里巴巴合作建立的,其教学更加注重理论和实践的结合。“服务学是从实践中总结出思路,然后再建立起来的,而不是先研究出一套理论再去应用。服务学的大量研究都是在产学研结合的过程中慢慢形成的。”陈德人如是说。
IBM总部策略规划部主任叶天正:
服务的提升体现在两方面:一方面,接受服务的人,希望其成本更低、质量更高、效果更好;另一方面,提供服务的人希望获得更大的收益。这两方面是相辅相成的。一定要有一个系统的方法来了解和处理相关的问题。因此,服务学就成为提升人们生活品质、打造智慧的地球的一项非常基本的学问。
关键词: 物理学科 概念教学 学习兴趣
物理概念是物理科学的大门,要进入物理科学的神奇世界,首先就要敲开这扇大门,而掌握概念学习的技巧就是打开这扇大门的金钥匙。然而受传统学习观念的影响,很多学生乃至部分教师都没能重视概念学习的技巧,仅仅倾心于以死记硬背的方式学习物理概念。这样的学习方式不但无法让学生真正地领会概念的内涵和灵魂,反而由于枯燥的学习方式和低效率的学习效果,导致学生的学习负担大大加大,容易滋生厌学情绪。由此可见,我们要对概念学习树立全新的认识,努力探索概念教学技巧和方法,提高概念教学的科学性和高效性。
一、注意从实践中引入概念
物理概念都是经过高度抽象概括得出的结论,因此,物理概念最大的特点是抽象性和概括性很强,而我们要理解概念的本质和内涵,首先要做的就是对概念进行具体化处理,使得概念描述方式更符合学生的认知喜好和认知水平。那么如何具体化处理概念呢?物理学科作为一门实践类学科,各种概念都是从实践中总结归纳得出的,我们在学习物理概念的时候可以重新回到实践中,从实践中引入物理概念,让学生借助生活实践留在头脑中的印象或经验初步认识概念,这样会大大降低概念的学习难度。例如,在学习“简单机械”的概念时,让学生寻找一些生活中比较熟悉的杠杆、滑轮,在学习“压强”的概念时,拿出铅笔,用手指压住铅笔的两端,感受来自两端的不同的触感等,这种随时随地能够列举的实践问题可以将抽象的物理概念还原成具体的物理表象及学生的直观感受,便于学生初步形成概念,这样不仅理解的难度降低,而且拉近学生与物理概念之间的距离,有利于形成良好的学习心态。
二、充分利用课堂演示实验的优势
实验是物理学习中不可缺少的手段,在学习物理概念的时候,适当的实验演示可以将概念清楚明了地展现在学生眼前,这对学生掌握概念的内涵具有非常积极的作用。因此,在进行概念教学时,教师一定要懂得充分利用课堂演示实验的优势,通过实验现象的展示和分析,帮助学生一步步地从表象到本质,逐渐深入概念的内涵,抓住概念的特征与核心,从而更好地运用概念。例如在讲到“摩擦起电”这个概念时,笔者就请来一位长头发的女学生来到讲台上协助教师演示实验:首先笔者准备一块已经使它带电的泡沫块,然后将它放在女同学的头发上轻轻摩擦,很快头发就如同被粘住一样吸附在泡沫块上。这个现象很容易将学生的注意力给吸引住,接下来带着学生进行现象的解密活动,即概念学习活动,这样学生的学习热情会明显高涨,学习效果很理想。在做课堂演示实验的时候,有一个问题要注意,那就是保证实验现象的鲜明,这样才能保证概念的形象生动直观,让学生通过有效的现象观察激活思维,从而为进一步理解认识概念打好基础。
三、积极分析概念间的相互联系
物理概念学习的一个最大难点是概念数量庞大,内容纷繁复杂,一不小心学生就会在概念学习中晕头转向。怎样解决这个概念学习的大难题呢?事实上,物理概念看似各不相干,但其实很多概念稍加分析,就会发现不同的概念之间存在很多内在的联系。有些概念在定义上的思路存在相似性,如速度、密度、功率等,这些概念都是通过两个物理量之间的比重定义物体的某些属性,这些类似的概念,可以通过类比的方式让学生牢记这些概念,同时这种类比方式可以有效避免学生出现概念上的混淆。还有一些概念本身比较抽象,在讲解这些概念的时候,教师可以通过与之相似的比较具体的概念形象帮助学生理解。例如,电流做功的概念可以用水流做功进行类比分析,电压概念可以用具体形象的水压进行对比等,比起看不见摸不着的抽象概念,这些看得见摸得着的概念学生更容易理解接受,借助于相对比较形象的概念建立起来的认知可以引导学生理解与之相近的抽象概念。通过寻找概念间的相互联系,教师在进行概念教学的时候,可以使得各概念之间形成一个系统,各个概念之间做到相互启发,深化认知。例如在复习“电工电功率”时,在讲到电功和电热的计算公式的时候,学生会发现它们的公式形式竟然是一样的,这时学生就能大概猜到两者之间可能存在一定的联系,教师只要稍加引导,让学生分析电流做功的实质、两个物理量之间隐藏一条共同的规律等问题,很快学生就能联想到能量转化与守恒定律,从而把这两个概念纳入同一系统中,更好地理解应用这两个概念。
四、积极利用概念理解中的错误经验
在概念理解中,学生经常会受到很多因素的影响而出现概念理解错误,然而这些错误不见得都会成为概念学习道路中的“绊脚石”,相反,如果运用恰当,这些错误经验反而会变成学生进一步理解概念的“助推器”。以学习力学时的一个典型案例来说,通常教师向学生提问“一块木块在斜坡中下滑时受到哪些力的作用”时,大多数学生的答案都会包含重力、摩擦力、支持力、下滑力这样几个力,很显然,下滑力是错误的答案,而这个错误出现的原因就是学生不能真正理解力的产生的条件。因此,这个错误的发生就给学生进一步理解巩固力的产生条件提供有利的机会,教师可以借助这个典型的错误进行分析,通过犯错加深学生的印象,从而达到进一步巩固概念的目的。
总之,概念的学习并非我们想象得那么简单,仅仅依靠死记硬背就能实现目标,同时,概念学习也没有我们想象得那么困难,只要教师教法得当,概念学习不但不会给学生造成太大的负担,反而会变成一个体验物理学习乐趣的过程。因此,物理教师一定要牢记物理概念教学技巧,努力增强概念教学的趣味性和有效性,争取用科学的概念教学技巧上好概念课,为进一步的物理学习打下坚定的基石。
参考文献:
[1]钱成新.浅谈初中物理概念教学的点滴体会[J].中学物理,2010(14).
关键词: 高中数学课堂教学 高效课堂 优化策略
课堂教学是学生获取知识的主要方式,优质的课堂教学可让学习达到事半功倍的效果。但在高中数学教学过程中,虽然在新课程改革后,改变了以往填鸭式、照本宣科式的课堂教学,但由于高中数学科目相对较难,并且相较于文科性质的科目较枯燥乏味,导致部分学生存在厌学情绪。因此,教师在教学过程中,应注重高效课堂的构建,优化教学方法,激发学生的学习兴趣,实现高中数学的有效教学。
1.教师应充分做好高中数学的备课工作
教师在教学过程中,需要进行必要的课前准备,备课是必需的教学环节,为确保能够在有限的课堂时间内,对学生进行有效教学,这要求教师充分做好备课工作。梳理好已学知识,以及准备好新知识的讲解,保证课堂的衔接性和完整性。教师在备课过程中,首先应注意将教学过程程序化,保证教学内容的有序性和连续性,并在有限的课堂教学时间内,高效地完成教学内容。其次应注意恰当地应用教材,将教材作为主要的教学依据,并结合其他相关资料,增添新的教学内容,丰富教学活动。
例如,在学习“集合的定义及表达”时,教材通过“不等式2x-1>3”和“圆是到定点的距离等于定长的点的集合”这样两个例子引出集合的定义[1]。教师在进行该内容的备课时,可采用教材中的例子,并结合教材以外的到同步资料实施教学设计,可设置这样的例子:军人常应用“集合”口令让士兵集结,其中的“集合”具体包含哪些内容,是全体官兵还是个别官兵?班内的全体同学和某班的全体同学,2—10内的所有自然数;方程(x-2)2=0的所有根等例子,使学生形成对集合概念的初步认识。经过教师的精心讲解,进一步促进学生对集合概念的理解,并结合生活实例有效激发学生的学习兴趣。
2.教师在高中数学授课时应注意快慢结合
教师授课的主要目的在于让学生掌握知识,所以教师在授课过程中应结合学情和教学重点进行授课,课堂中快慢相济,注意将学生作为教学的主体,根据学生的具体情况,适时地调整课堂教学计划。同时注意活跃课堂气氛,在遇到较难理解的问题时,留出足够时间让学生慢慢领悟,突出学生的主体地位,最大限度地促进学生对知识的理解和掌握。
例如教师在开始上课时,可给出这样一个几何图形,如图1所示。可设置这样的问题:当CD=CE,AC=BC时,AF和BF是否相等?留出时间让学生思考,待教师提问时,由于学生没有思考好,教师不满意答案,经教师提示后再提问学生,但学生的回答仍不能让教师满意,经过教师的多次提问才将问题回答完整。这样会使课堂气氛沉闷,主动回答问题的学生变得越来越少[2]。所以,教师在教学中,应给学生充分的准备时间,像这样的问题,需经过足够时间的准备,这样的问题学生经过充分思考,能够给出完整答案,这不仅能够增强学生学习的信心,而且能够活跃课堂气氛,促进有效课堂教学。同时,对于简单的或是超纲的内容,教师可以带过或是不用讲解,避免让学生觉得乏味无趣,或是打击学生的学习积极性,影响课堂教学效率。
3.教师应突出高中数学教学的重点
教师在教学中应突出教学重点,不可采用流水账式的讲解,避免让学生的学习变得模糊,没有重点。教师在授课时,需综合学情和具体的教学大纲要求,引导学生结合教师的讲解进行自主探索,教师进行必要的指导。对于较为复杂的内容,应详细讲解,结合适当的练习加深学生理解,通过重点和难点激发学生的发散性思维,达到举一反三、触类旁通的教学目的。
例如,在讲解“同角三角函数关系”时,可让学生讨论探索求解cosθ和tanθ后,让学生初步了解和认识锐角三角函数,此时,教师可进一步设置特殊例子,增进新知识的学习,假设θ处于第二象限,当sinθ=4/5,求cosθ和tanθ的值分别是多少[3]?学生经过求解,便会发现其结果和前面的值相矛盾,学生在求解的过程中会认识到三角函数的值的符号是由角的象限决定的,找出矛盾所在,并轻松掌握新知识。所以,教师设置例题时,需结合学生的思维能力,对学生的模糊概念进行实践,在矛盾中求解。
4.教师应反思高中数学课堂教学过程
在教学过程中难免会存在误区。所以,应进行必要的反思,利用恰当有效的教学方式方法,同时及早发现教学中存在的不足,并制定相应的弥补措施。经过师生间对教学和学习过程进行有意识的创新和反思,促进教学活动的进一步发展,使其更加理性,并增强教学的目的性。同时,课后反思还有助于教师教学风格的培养和形成,能够更好地和学生相配合,促使学生根据自身的探究方法和学习方法进行灵活调整,推陈出新,找出更合适的学习方式。
例如,在学习集合的相关内容时,许多教师通常开门见山地直奔主题,按部就班地进行定义的讲解,但往往会使学生手足无措,经过教师的多次讲解还是不能较好地掌握。此时,教师应该反思所有教学环节,找出问题所在。虽然教师已应用大量的例子和问题引入,但仍收效甚微。此时,教师可从学生的学情入手,分析问题产生的原因。会发现学生之所以对集合陌生,是因为在教师讲解前没有大概的观念,不能较好地结合所掌握的知识进行理解。因此教师需要让学生提前进行预习,并将有疑惑的地方标注,有计划地预习,在教师讲解时,便能够有选择地接受教师的讲解,对已有知识进行归纳、类比、总结,能够有效地提高课堂教学效率[4]。
综上所述,优化高中数学课堂教学,应将学生作为教学的主体,并结合现代教学理念,应用情境教学法,设置教学情境,调动学生学习的主动性和积极性。同时,教师还需根据学情和教学内容,做好课前准备,完善整个教学计划,反思教学过程,科学合理地进行教学方法和策略的调整,优化课堂教学,让学生在有限的课堂学习中获取更多的知识,从而达到教学目的,实现教学目标。
参考文献:
[1]甘英.优化高中数学概念教学三法[J].广西教育B(中教版),2013,4(7):146-147.
[2]赵虎.优化复习策略,提升教学效益[J].数学大世界:教师适用,2012,5(3):402-403.
改进数学方法、探讨体现新课标要求的教育教学方式已成为每一个高中数学教师关注的重要问题,但是
,由于种种原因使得在数学教学方法的改革中出现了一些形式化的倾向,"无效教学"的行为在数学课堂
教学中仍普遍存在,改变无效数学教学及提升数学课堂教学的有效性是当前深化课程改革的关键和根本
要求。在新形势下,应如何打造一个高效的数学课堂已成为数学老师们迫切需要思考和解决的问题。
所谓"高效"是指在常态的课堂教学中,通过教师的引领和学生积极主动的学习思维过程,在单位时间内
(一般是一节课)高效率、高质量地完成教学任务、促进学生获得高效发展。课堂教学的高效性就是通
过课堂教学活动,让学生在认知上,从不懂到懂,从不知到知,从不会到会;在情感上,从不喜欢到喜
欢,从不热爱到热爱,从不感兴趣到感兴趣。那么,如何尽可能地提高学生在课堂45分钟的学习效率,
实现数学课堂高效教学呢?本文结合高中数学课堂教学过程中的几个关键来探讨"高效教学"的若
干策略。
一、高效课堂教学要创设促进自主学习的问题情境
把数学学习设置到复杂的、有意义的问题情境中,通过让学生合作解决真正的问题,掌握解决问题
的技能,并形成自主学习的能力。创设促进自主学习的问题情境,首先教师要精心设计问题,鼓励学生
质疑,培养学生善于观察,认真分析、发现问题的能力。其次,积极开展合作探讨、交流得出很多结论
。当学生所得的结论不够全面时,可以给学生留下课后再思考、讨论的余地,这样就有利于激发学生探
索的动机,培养他们自主动脑、力求创新的能力。如在讲解等比数列的通项公式时,采取实例设疑导入
法。先提出一个通俗而有趣的问题:用一张报纸(厚0.1毫米)对折30次,想一想,这叠纸大概有多厚?如
果对折100次呢?在学生做出了种种估计后,教师提出其厚度远远超过珠穆朗玛峰的高度,学生感到惊诧
,产生强烈的求知欲,于是教师引出课题,师生共同分析,推导出通项公式,并计算出h=a30=(2×0.1)
×229=O.1×230(毫米)=105(米),远远大于8848米。通过这样创设一个问题情境,就把复杂、抽象而又
枯燥的问题简单化、具体化、通俗化了,同时也趣味化了,提高了学生学习数学的兴趣。
二、高效课堂教学要根据具体内容,选择恰当的教学方法、手段
所谓"教学有法,但无定法",教师要能随着教学内容的变化,教学对象的变化,教学设备的变化,灵活
应用教学方法。数学教学的方法很多,对于新授课,我们往往采用讲授法来向学生传授新知识。而在立
体几何中,我们还时常穿插演示法,来向学生展示几何模型,或者验证几何结论。如在教授立体几何之
前,要求学生每人用铅丝做一个立方体的几何模型,观察其各条棱之间的相对位置关系,各条棱与正方
体对角线之间、各个侧面的对角线之间所形成的角度。这样在讲授空间两条直线之间的位置关系时,就
可以通过这些几何模型,直观地加以说明。此外,现代化的多媒体教学手段可以提供声音动画等多种信
息,能使抽象的概念、复杂的公式形象化,学生可以通过各种感官同时接受信息,大大增加了课时的信
息量,提高了教学效率;同时学生在这样轻松、偷快的教学环境中学习,不再感到单调枯燥,从而产生
强烈的求知欲望。高中数学中的概念、定理很多,而这些内容往往很抽象,学生学起来很枯燥,难以接
受;运用现代化的教学手段,就能把这些抽象的概念形象化,便于学生理解这些概念、定理。如通过投
影,可以将物体点、线、面之间的关系表现得生动形象,从而有助于学生空间想象能力的发展。例如,
在进行点、线、面投影规律的教学中,首先引导学生认真仔细地观察分析形体上的几何元素在三面投影
中的位置和三维几何元素与二维投影图之间的对应关系,然后再观察当几何元素的空间位置改变时,投
影图上的对应投影又是如何变化的,从而可以更好地帮助其掌握点、线、面的投影规律。记忆相关知识
,提高学习效率,增强学习效果。再如,在讲到三垂线定理时,教师可以制作一组幻灯片,以立方体为
模型,使之从不同方位转动,得到不同位置的垂线,学生可以从中获得感性认识,加深对定理中各种情
况的理解,增强对该定理的运用能力,从而提高学习效率。有时,在一堂课上,要同时使用多种教学方
法手段。"教无定法,贵要得法",只要能激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性,有助于学生思
维能力的培养,有利于所学知识的掌握和运用,都是好的方法。
三、高效课堂教学要创建有效的课堂提问
课堂教学中,问题是核心,只有有效的问题及有效的提问方式,才有利于引发学生的探究动机,有利于
激发学生的学习热情。课堂上的提问应该是开放的。这里的"开放"并不是指随意提一些问题,而是要求
问题本身和问题的措辞在保证教学目标的前提下,尽可能地鼓励学生做更多的脑力活动。教师的注意力
应多集中在学生回答问题时所反映的思维过程,而非问题的答案。如果提问的答案仅仅用"是"或"否"就
可以表达,那学生的思维过程就大打折扣,甚至还可能完全不动脑筋。在这一点意义上,我们的提问问
题要注意两点:①范围问题的范围有关问题的可能答案的宽阔度,刚一起步的问题给予宽广的范围。如