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关键字:直觉,创新
Discussion on the intuition thinking and innovation ability in teaching of physics
Bazhou JuMo county middle school in XinjiangManglaishenhan.Kuerban
Abstract: this paper mainly analysis on the teaching of physics intuition thinking and innovation ability analysis for reference.
Key word: intuition, innovation
一、学生学习物理过程中的直觉思维:
1.直觉思维在学习物理过程中的重要性:
学生学习物理过程中解决探索性的物理问题,与科学家发现科学规律,从认识过程上看是颇为相似的。他们要认识的知识对他们各自来说都是未知的,都必须运用他们已有的知识去探索未知的领域,在探索中都会碰到种种困难,因此也都需要有探索精神,都需要有创造性思维。
在学生学习物理的过程中,某一物理概念的建立,某一物理规律的得出,某一物理问 题的解决,对以前从未涉足过这一领域的学生而言,都是了不起的创新过程。在这些过程中,当学生积累了一定量的感性认识,经过了一定时间的逻辑推理和分析后,某一时刻的直觉和顿悟成了建立物理概念,解决物理问题的关键。在教学过程中,有时我们教师对某一概念、规律和事实还没有解释完毕,或某一题目刚呈现出来,学生就说会了、懂了,因为结论、结果或答案已经过学生的直觉思维过程而判别出来了。所以,和科学发现,科学创新的过程一样,直觉思维在学生学习物理的过程中同样起着非常重要的作用。
2.直觉思维在学习物理过程中还没有引起足够的重视;
现代脑科学的研究表明,大脑分为左、右两个半球,通过脑桥的大量神经纤维连接起来。人脑的左半球主要是抽象思维、象征性关系和对象细节的逻辑分析,它的功能是以分析为主的逻辑思维,具有理性认识的功能。人脑的右半球与知觉和空间有关,具有形象、直观、整体思维的作用。回顾我们传统的物理教学,开始只是重视知识的传授,重视课本上的理论知识;后来,我国的物理教育开始重视能力的培养,但主要是逻辑思维能力的培养。直至今日在物理教学中的智力开发,还是着重于大脑左半球,即以逻辑思维、聚合思维的智力开发为重点,而对发展创新思维至关重要的右半球的机能开发还远远不够。
例如在学习物理过程中,常有一些思维活跃而跳跃的学生喜欢应用直觉思维进行猜测,有时喜欢“跟着感觉走”。其实,直觉猜测是直觉思维的一种重要形式,牛顿曾经这样说过:“没有大胆的猜想,就作不出伟大的发现。”但是,这样的学生往往得不到物理教师的认同;甚至有些时候还会把这些学生和“偷懒”联系起来。我们物理教师在更多的时候注重的是知识的系统性和逻辑推理的严密性,所以往往不喜欢这种思维跳跃的学生,而偏爱循规蹈矩一步一步向前的学生。
可见,直觉思维在学习物理过程中还远远没有得到师生双方的重视。要在物理教学中培养与训练学生的物理创造思维,就绝不能忽视开发右半球的直观思维、直觉整体思维。应该把两个脑半球的作用统一起来,在传统的重视物理逻辑思维培养的同时,也着意发展学生的直觉思维能力。
二、对学生学习物理过程中创新思维的理解:
1.学习物理过程中的创新思维:
尽管学生学习物理知识的过程和物理学家研究物理问题的过程是相似的,但我们不可能也没有必要要求每一位学生在学习的阶段就作出类似狭义相对论和量子力学这样的伟大创造和发现。著名教育家刘佛年先生曾提出:“学生只要在学习过程中,有点新思想、新意思、新观念、新设计、新意图、新做法、新方法等,都可称得上创造。”
确实,对学生而言,在学习物理过程中的创新思维也只能是“初级阶段”的,是一种“虚拟创新”,即对学生本人来说是前所未有的,是创新的过程,但不一定涉及社会和科学价值的创造思维。如学生通过学习形成某一概念,建立某一物理规律,或在解决实际物理问题中,运用了某种新的方法等都可以称为创新。如果我们能够这样去理解,那么,培养与训练学生的创新思维能力就再也不是一句口号,也不是一个高不可攀的凭空设想,而是完全能够在物理教学中扎扎实实、认认真真做好的。
2.学习过程中创新思维的基本过程和直觉思维的关系:
沃拉斯提出的关于创新思维基本过程的四阶段理论,并参考其他科学家和创造学家对创新思维过程的分析,结合笔者的教学实践,对学生学习物理过程中创新思维基本过程的分析作了以下的尝试:
(1)预备过程:指学生学习物理过程中的预习、复习、听课或练习的过程,在这一过程中,学生有意识地收集信息,挑选资料,积累有关物理概念或规律的感性材料;经过探索发现问题或确立目标,也经过了一定逻辑思维过程,但不一定能得出结果;
(2)酝酿过程:这一过程主要以无意识或潜意识的方式对收集到的资料进行加工和组织;
(3)直觉过程:经过直觉判断、直觉想象和直觉启发得出结论、构思或假说;
关键词:创新思维;创新能力;批判性思维;逆向思维中图分类号:G633.6文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)08-0193-011.数学创新思维的概念及特征
1.1数学创新性思维的概念。所谓创新思维是指有创见性的思维,人们通过这种思维不仅可以揭示出事物的本质及其内在联系,而且还能在此基础上产生新颖的、独创的、有实际社会意义的思维。数学创新性思维是指能主动的、独创地提出新的观点与方法,解决新问题的一种思维品质,它具有独创性和新颖性。而学生数学创新性思维是个体在强烈的创新意识指导下,把头脑中已有的知识信息重新组合,产生具有一定意义的新发现、新设想及与众不同的方法。学生的创造性思维不一定具有社会价值,但对学生个人创造性思维的培养具有非常重要的意义,因此,在教学过程中,必须有意识地培养学生的创造性思维,使学生形成良好的思维品质。
1.2数学创新思维的特征。数学创新思维发挥着大脑的整体工作特点及下意识活动能力,完整地把握真数与形的关联,不仅具有创新的特点而且具有数学思维的特点,是两者的有机结合。创建性、新颖性是其重要标志,积极地创造性想象与现实统一是其重要环节,发散思维与逻辑思维相结合是其基本模式,专注与灵感是其重要特点。
2.培养学生创新能力的首要条件
(1)改变以知识传授为中心的教学方法,使学生具有创新意识,大胆突破、确立创新原则。(2)建立新型的师生关系,尊重学生的爱好,个性和人格,以平等、宽容、友善的态度对待学生,形成一种宽松和谐的教育环境。(3)关注学生在学习活动中所表现出的科学性和创造性,对学生所表现出来的好的、新颖的想法,都要及时肯定和表扬,鼓励学生发现问题、提出问题、讨论问题、解决问题,通过质疑、解疑,让学生具备创新思维和创新能力。
3.在数学教学中强化创新思维训练,培养学生创新思维能力
3.1通过创设情景来培养学生的创新思维能力。学生们无论是对生活经验还是数学中的基础知识都有一些认识,教师应学会用数学的眼光来看待生活,善于发现生活中的数学问题,从学生的心理特点出发,提取他们感兴趣的生活素材,以丰富多彩的形式展现给学生,比如,晚上在家吃饭时,桌子正上方的电灯把圆桌投了个影子,通过求这个影子的面积等问题培养学生的观察能力,让学生感受到身边的一切都和数学密切相关。
3.2恰当地进行批判性思维以培养学生的创新思维能力。批判性思维是学生对自我解题思路的冷静分析,对解题结果的重新审核。在数学解题中采用批判性思维就能够不断对解题的思路及结果进行完善,不断找到新方法、新思路。批判性思维不仅仅是对学生自己解题思路的审核,而且能够科学的分析教师教学的一切,打破唯书唯师论,学生经过自己对问题或者解题思路进行系统的考量,更能够进一步的接受所学知识。为了能够让学生有不少机会进行批判性思维锻炼,在数学教学过程中,教师可以有意识地适当出一些改错题或判断题等题型来发展学生思维的批判性,加强创新意识的培养。
3.3有针对性地进行逆向思维训练以培养学生的创新思维能力。在兵法上强调迂回,其实生活中很多事情亦如此。当一个问题在正面难以找到突破口时,就应该从其他的角度下手,冲破思维定视,间接求解,利用正难则反的思维。数学中存在着不少的证明题,就可以利用这一思维,在数学教学中教师就应该有针对性的设置逆向思维的题目,引导学生灵活地转换观察和分析数学问题的角度,让学生充分看到逆向思维的功能。
3.4有机地进行集中思维与发散思维训练以提高学生的创新思维能力。创新性思维基本成分包括集中性与发散性思维,所谓集中性思维就是利用已有的信息按照一般的单一模式,得出一个正确的答案。发散性思维是根据某个知识点沿着不同的方向去思考、探索,联想到更多的解决问题方案,这些方案不一定都具有价值,需要评判、筛选、提炼、升华。集中性思维是发散思维的起点和归宿,两者相辅相成。在数学教学中,要培养学生的创新意识就不能够单单从集中性思维或者发散性思维进行培养,而应针对某个知识点或者是某个问题进行发散,对于散乱的知识点进行集中,总结,才能发挥效用。
总之,教师作为人类灵魂的工程师,在培养创新人才的伟大事业中肩负着重要的使命。教师要培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。要用深度的语言,激励学生打破思维定势,从独特的角度提出问题,使学生的思维更具有流畅性和敏捷性,发表出具有个性的见解。为国家培养创造性人才,以适应知识经济的挑战。参考文献
关键词:中学化学 教学 创新 思维
我国著名数学家华罗庚说:“人之可贵,在于能创造性地思维。”我国经济的飞速发展,科技的日新月异,对高素质创新型人才的需要越来越迫切。社会的发展需要创新,教育改革更加需要创新,如何在中学化学教学中培养学生的创新思维,是我们教育工作者必须认真思考的问题。
1. 掌握扎实的基础知识,优化知识结构
知识是思维的基础,扎实的基础知识是发展思维的前提。知识结构的系统性对思维的发展具有很大影响[1]。理论和实践都证明:杂乱琐碎的、缺乏联系的知识,不易被认识主体所接受和储存。因此,中学化学教学中必须注意知识的系统性,优化知识结构,即构建由基本概念、基本规律和基本方法所组成的化学知识结构,为培养和发展学生的创新思维奠定坚实的基础。教师可以引导学生系统地总结知识点,以便于学生的掌握记忆。例如,下面是我总结的碱金属结构方框图(图1)。
2. 重视化学史教育,渗透化学方法
化学史教育的功能是多方面的,在中学化学教学中适当进行化学史教育,已被广大化学教师所接受和重视。其中,通过化学史教育,渗透化学方法,对培养和发展学生的创新思维也有独特的功效。化学学科中一些重要元素、化合物、规律的发现,无不闪耀着科学家们非凡巧妙的创造思维的光芒。利用科学家们这些发现成果,可引导学生回顾化学大师们的光辉思想历程,领略他们不断探索创新的科学精神。
例如,在讲授元素周期表时,就可以引入化学家门捷列夫对元素周期律创新发现的伟大事迹。1865年,彼得堡大学教授门捷列夫创造性地用硬纸制成了许多卡片,每一张卡片写上一种元素的名称、相对原子质量、化合物的化学式和主要性质,他将这些卡片按照相对原子质量大小的顺序排列,他紧紧抓住元素的原子量与性质之间的相互关系,不停地研究着,终于在1869年2月19日,他发现了元素周期律。
3. 启发观察联想能力,强化创新意识
化学是一门以实验为基础的自然科学。学生对化学的学习思维基于实验,始于问题,故敏锐的观察能力和丰富的联想能力对学生创新思维的培养起着至关重要的作用,而通过化学实验来启发学生的观察联想能力,强化学生的创新意识是化学实验的主要功能之一。新课程标准的一个新的理念就是课程由原来的封闭性向开放性转变。因此教师成为课程的主体,由原来的复制者变为课程的创造者。在这种理论下,教师要根据学生和教学的实际情况,有针对性地对实验内容进行改进和创新。
例如,在金属Cu与浓HNO3实验中[2],我们的设计如下,(1)实验仪器:注射器,输液管,输液管夹,烧杯,铁架台;(2)试验试剂:浓HNO3,NaOH溶液;(3)实验具体操作:将Cu片放到注射器底部,将活塞推到底部;吸入浓硝酸后,关闭输液管夹;待反应停止后打开输液夹,将注射器中的溶液排入盛有NaOH溶液的烧杯中(气体不要排出),关闭输液管夹;(4)观察实验现象:Cu和浓HNO3反应剧烈,产生红棕色的气体,铜片迅速溶解,溶液变为深绿色;注射器中的溶液排入烧杯中时,有蓝色沉淀生成;当注射器吸入NaOH溶液后,红棕色气体体积减少,片刻被NaOH溶液完全吸收。实验装置如图2。
4. 培养分析解决问题的能力,进行思维训练
人们进行思维活动时,总存在着预先准备的心理状态,用原来的经验、习惯和固定化的模式去分析、解决问题,具有一定的倾向性,而这种趋势有时是不利于发散式创新思维的发展。习题教学是中学化学教学的另一重要环节,是巩固知识、培养能力、发展思维的主要途径之一。因此,我们在教学中可以通过培养学生对化学问题分析、解决的能力,来克服这种趋势。在习题教学中,教师要注意减少解题数量,提高解题质量,可采用一题多解、多题归一、一题多变和变式题组等形式[3],来对学生进行思维训练。
例:某有机化合物中含C:60%,H:13.4%,O:26.6%,其蒸汽相对密度是同状况下H2密度的30倍,现取该有机化合物2克在O2中充分燃烧,生成2.24升(标准状况)CO2和2.4克水,试求该有机化合物的分子式?
解:法一,求解法,分子量M=30×2=60。
C∶H∶O=(60×60%÷12)∶(60×13.4%÷1)∶(60×26.6%÷16)=3∶8∶1 分子式为C3H8O
法二,通式求解法,烃的衍生物的通式有:醇和醚 CnH2nO 分子量是14n+8,
醛和酮 CnH2nO 分子量是14n+16,羧酸和酯CnH2nO2分子量是14n+32。
n=3 分子式为C3H8O
法三,最简式法,C∶H∶O=(60÷12)∶(13.4÷1)∶(26.6÷16)=5∶13.4∶1.66≈3∶8∶1
分子式为C3H8O
法四,根据产物求解法,2克该有机物中C元素的质量 2.24÷22.4×12=1.2g,
H元素的质量 2.4÷18×2×1=0.27g,
O元素的质量 2-1.2-0.27=0.53g。
C∶H∶O=(1.2÷12)∶(0.27÷1)∶(0.53÷16)=3∶8∶1
分子式为C3H8O
创造思维的培养,创造能力的开发,是现代素质教育的主要目标,也是教育实践和教育科学研究的方向。它有待于广大教师和教育科研工作者的共同努力、共同探索、共同研究、共同总结,只有这样,我国的教育改革才能夺取新的成果,迈向更新的阶段。
参考文献:
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[3]文庆成.化学实验教学研究[M].北京:科学出版社,2003,P85-90.
人类文明的进步与发展。足一部不断创新不断发展的历史。人在认识利用改造自然,认识改造社会完善自身的过程中为推进物质文明和精神文明的发展都进行了一系列创新的思维行为和活动。
对企业而言:创新就是①产品创新②工艺创新③市场创新④资源供给创新⑤组织管理创新。十六大报告高度评价:“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”对企业而言,创新同样是“灵魂”是企业兴旺发达的不竭动力!现代企业要生存立足于科技日新月异、竞争残酷激烈的市场。必须在上述五个领域进行不断的创新。质量是企业的生命,创新是企业的灵魂已是越来越多成功企业的经典理念。
二、机械行业创新的各项保障
1、创新的制度性保障
我国国家创新系统大致经历了三个阶段①改革开放以前是改府主导模式:创新动机源于政府认为经济发展或国家安全需要,创新决策由政府制定,资源由政府为主体投入②改革开放的初级阶段:由政府主导向政府导引模式转化③自1992年起以市场经济体制为基本制度,强化企业的创新功能,实施科教兴国战略和可持续发展战略,深化科技和教育体制改革,促进科技教育与经济的结合,充分发挥市场和社会需求对科技进步的影响和推动作用,实施了面向21世纪我国国家创新体系的“三大工程”即知识创新工程技术创新工程和211工程。三大工程和国家其他重点科技计划结合,形成建设国家创新体系完整的总体战略布局,通过实施,力争到2010年前后,基本形成适应社会主、义市场经济体制和符合科学技术发展规律的国家创新体系及运行机制,基本具备能够支撑我国科技与经济持续发展的国家创新能力。国家创新系统的建立极大地激发广大专业技术人员和国家公务员的创新欲望,树立创新意识,肩负时代赋予的历史使命,为实现我国科学技术的发展、实现中华民族的伟大复兴而努力奋斗。
2、创新的人员素质保障
要取得创新成果必须具有各种基本的创新素质,创新素质是指支持人创新活动的各种生理与心理的,智力与非智力的内在要素的总和。其中最重要的是强烈的事业感和责任感,由此而产生的无私无畏的奉献精神、严格严密的科学态度、百折不挠的探索拼搏力量,是技术创新的力量和源泉。我们生产的机械在工厂服役期达数十年甚至半个世纪以上。作为机械设计和制造工作者必须深切地了解这点。机械设计和制造工作者有了这个观念,就能在机械技术创新道路上不断的取得动力、取得进步和成功。
3、创新的知识技能保障
我们常说:学历不等于能力,文凭不等于水平,但知识、经验和技能仍然是创新成功的基础。哲学家培根提出:“知识就是力量”,牛顿说他的成功是站在前人肩膀上的结果。一个十分重要的规律是所有创新都是孜孜不倦的学习和百折不挠实践的结果。要创新,必须学习知识和技能。进入信息时代以后,知识日新月异,信息空前膨胀。一个人的知识通过大学学习只能满足其需要知识的10~20%。其余的必须通过不断地继续学习才能满足社会发展的需求。如果没有一定的数学,力学基础知识,我们就无法确定机械运动的空间轨迹,无法进行动平衡设计,如果没有必要的动手能力,新产品设计就只能束之高阁。因此年轻的机械设计和生产工作者,应不断地刻苦学习,锲而不舍地提高自己创新的知识,经验和技能,否则“创新”喊得再响也不过是一句“口号”。
4、创新的精神动力保障
既然是创新,必然是比照前人的扬弃。因此“闭门造车”和“唯书唯上”是创新的大敌。创新必须坚持从实际出发,从生产需要出发,否则创新将成为无源之水,无本之术。书本是前人知识和经验的积累,是前人留下的宝贵财富,但是对知识的学习有输入转化和输出(即知识的应用)三个阶段。如果只有输入没有输出,知识不会形成力量:若知识的输入和输出只是复印则知识并无增值。我们尊重前人的知识和经验,但要创造性地学、创造性地用,尊重书本又不迷信书本,那么我就能通过自己的劳动,大大增加知识的附加值,创新的意义正在于此。
5、创新的思维保障
思维是人脑对于客观事物间接的、概括的反映,创新思维则是产生新颖性思维结果的思维。它是人在头脑中发现事物之间的新关系新联系或新答案,用以组织某种话动或解决某种问题的思维过程,人类就凭借创新思维不断地认识和改造世界。可以说人类所创造的一切成果都是创新思维的外观或物化。创新思维与人在认识过程中借助概念、判断、推理、反映现实的逻辑思维,既有共性又有区别。转其共性是二者都属于思维的范畴,是按不同标准对思维进行分类的产物,二者有并不互相排斥的交叉关系。其区别则在于思维形式、方法、方向和思维基础方面不同,创新思维是从猜测、想象出发。没有固定的思维方式,创新思维虽然需要一定的知识为基础,但并不完全依赖于知识。创新思维的基本要素是:敏锐的观察力,丰富的想象力,广博的知识结构以及锲而不舍的追求达到目标的注意力。观察是认识活动的起点,是思维材料的来源,因此观察是创新思维的前提。丰富的想象力是创新思维的源泉,可以说:没有想象就没有创新。知识则是创新思维的基础,一个人知识的深广就反映其创新能力的大小,并能直接决定创新成果的质量和价值。
三、机械行业创新的方法探讨
1、研究市场开拓创新
在计划经济年代,企业只是单纯的生产部门。所生产的产品由国家包销,企业没有或很少有市场意识,创新动力不足,造成产品几十年不变。在市场经济下,竞争日趋激烈,企业只有推出被市场接受的产品,才能生存下去。因此,企业必须下大力气研究分析市场、开拓市场,从市场和客户处取得新产品开发和老产品改造的需求信息,通过技术创新不适应市场竞争和客户需求的产品。要求做好产品规划,开展产品创新开发和技术创新研究,以增加企业的实力、发展后劲和竞争能力。
2、资源创新
资金、信息及高水平人才是产品创新开发的基本保证。必要的资金是开展科研开发及其成果产业化的保障。必须采取多种方法和措施,不断增加科技投入,集中用于企业技术开发及其成果产业化等的资金需求。
市场、技术、经济及法规等信息是产品创新设计的来源和基础,在科学技术日新月异,新技术、新工艺、新产品层出不穷的今天,现代信息技术成为加速产品创新开发的助推器。
人力资源(人及其组织)是影响产品创新设计的关键。必须采取有效措施发挥技术人员的创造能力,建立吸引高层技求人才并让其在技术研究及产品开发中发挥核心作用的用人机制,站在企业长远发展的战略高度合理使用和培养高层次技术人才。为实现企业的近、远期目标,建立相应的技术开发体系(组织),实施多层次的技术开发,并有相应机构对技术开发经费的使用及项目进行管理和评估。
3、开发手段创新
传统的产品设计方法大多是模仿或经验设计,设计手段落后。初级CAD的应用主要在计算机绘图、改图、编制明细表等方面,而三维CAD设计、有限元分析、优化设计、可靠性设计、信息与电子技术等现代设计理论方法在工程机械产品设计开发中的应用仍然很少。造成品种单一、结构陈旧,由此带来产品市场竞争力不强,企业经济效益低下。
提高和增强企业的产品开发手段,是增强技术创新能力的有效方法。信息及其它高新技术的成熟应用,为企业产品开发手段创新开辟了有效的途径。随时着以CAD技术为代表的信息技术在产品开发中的深入应用,将开创崭新的产品开发模式-数字化产品设计,由此带来设计观念、设计方法、组织形式的全面创新,将迎来工程机械产品设计的现代化。
[关键词] 高中 物理实验 发展 创新思维
在物理实验中对学生进行思维创新能力的发展有独到的优势。学生能通过自己动手做实验,能加深对知识的理解与运用,有利于提高学习成绩,提高学生的解题能力,发展学生的思维。
一、在求异中培养创新思维
在物理实验教学中存在着“重讲解、轻实验” ,“重结论、轻过程”,“重知识、轻方法”的错误倾向。教师在教学中应提出多种设想和解决问题的方案,再引导学生进行集中思维,确定解决问题的最佳方案。这不仅能培养学生的基本操作能力,而且能训练学生思维的流畅性、变通性和独创性,从而激发创造思维。例如演示玻璃之类的坚硬材料的形变是不容易的,但在一个装满红色水的玻璃瓶(截面为圆形)上的橡皮塞中插入一根内径很小的玻璃管,挤压玻璃瓶,即可看到细玻璃管中红水的上升,从而说明玻璃瓶发生了形变,从而消除了学生的怀疑,这种方法很巧妙,器材简单,而效果很好。通过这种探究性学习,培养了学生积极探索的精神,也增加了学生动手的机会,达到对物理知识的加深理解。
二、学会观察才会思考
观察是有目的、有计划的一种思维知觉,实验是培养学生观察能力的最重要途径。教师在实验教学中,除了交代实验器材、目的、方法等外,更重要的是明确学生需观察的重点,要引导学生注意观察整个现象发生的过程、产生条件和规律等。教师要变好奇心为观察兴趣进而转化为求知欲望;变学生“观看”的过程为实验的“观察”过程,从而为学生创新打好思维基础。
三、思维体验是创新动力
传统的演示实验教学是老师做,学生看,但有不少的演示实验,由于条件的限制,学生是很难看清楚现象。同时由于学生没有参与感,往往调动不了积极性,发挥不了自身的主体作用,学生的独立操作能力以及观察能力难以得到充分培养,这不利于学生思维的培养。教师要本着以学生为主体、教师为主导的原则,力求最大限度地增强学生的参与意识、合作意识和动手能力。
(1)强化演示实验,增强实验的实效性。
在教学中,怎样更好地利用演示实验并保证演示实验的质量和效果,充分发挥演示实验的教育教学功能,增强实验教学的实效性,这是每位物理老师值得思考的问题。因此,为了提高物理教学的整体水平,我们必须充分利用演示实验的特点,充分发挥演示实验在创设问题情景、引入新课、理解巩固和深化知识、激发求知欲、提高兴趣、启迪思路上的事半功倍之作用。另外,教师在做演示实验所表现出的良好实验素养也会对学生有潜移默化的作用。
(2)变演示实验为分组实验,重视思维体验。
变演示实验为分组实验,就是在教师的启发指导下将演示的过程转化为学生自己独立地运用实验去探讨问题获取必要的感性知识,进而自己总结得出结论的过程。变演示实验为分组探究实验,增加的就是学生的创造体验。有利于学生知道重要定律的由来和培养控制实验条件及设计实验的能力。且由于学生直接参与了创造体验,印象要比单纯由教师演示深刻得多。
(3)发挥“小实验”的作用,提高思维效率。
学生在学习过程中常会遇到一些疑难问题,对某些新的物理概念似懂非懂,对某些物理规律将信将疑,再加上由于受到来自生活习惯的“前概念”的干扰,受到前面所学知识中的“负积累”及知识综合难度和抽象思维能力不足等多种因素的影响,产生学习障碍,从而会产生畏难情绪,影响学习效果。教师在教学中,若充分发挥小实验的功能作用,可大大提高教学效率。例利用注射器,可做哪些实验?若开动脑筋,利用它“活塞能拉动”、“封闭一部分气体”等特点能做不少实验。又例如给出烧杯、水、硬纸片、鸡蛋、小橡胶锤几个物品,很容易想起研究惯性的小实验。
四、让学生自己设计实验培养思维能力
设计性实验,在培养学生的思维能力方面起着关键性的作用。要求对实验的全过程必须进行全方位的想象,对多种因素进行取舍,对所得信息进行筛选;必须在追求既定目标的过程中,有全局观点并善于应变。通过实验设计,估计在实验过程中会出现什么样的现象?哪些是正常的?哪些是不正常的?不正常的该如何来解决等等,根据出现的问题对实验的原理、方法、器材、步骤等进行调节和修正,使所设计的实验更趋完善。提高了学生的实验操作能力以及分析和解决问题的能力,进而培养了学生的思维能力。
五、走进实验室,给学生提供平台
除课堂教学外,开放实验室,让学生到实验室去通过"动手"自主实验,可有效拓展学生的创造空间。培养他们的动手能力和思维能力以及做实验的好习惯。开放实验室不仅是时间空间上的开放,更重要的是学习内容,学习方法,学习理念的开放,是思维空间上的开放,是“教”向“学”的全面开放,从而将学习的主动权交给学生,激发学生思维的主动性和积极性。
总之通过实验教学可以激发学生学习的兴趣,更注重学生能力的培养,发扬勇于创新,敢于创新的精神,全力培养学生的思维意识和实践能力,收集信息和处理信息的能力,分析问题和解决问题的能力,教会学生主动获取知识的方法。而物理教学中的实验教学,恰恰为学生提高以上诸方面能力提供了广阔的空间。
[参考文献]
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应用型人才是把所学的专业理论和技术熟练的应用到生产实践中的技能型人才,其知识结构需要围绕生产实际进行设计,能力素质突出对专业技能的熟练掌握和运用,具有较强的职业精神,培养过程更强调实践教学环节。[1]高校应用型人才的知识结构主要分为三个部分。第一,基础知识。基础知识是指公共课程基础知识和基本的专业原理知识。通过开设大学英语、计算机、高等数学等公共基础课程,以及开设专业外语、专业基本原理课程、专业发展史、专业研究和方法论等专业基础理论课程,来构建学生的基础知识。第二,应用知识。应用知识彰显专业特色,具有明显的专业倾向性,通过开设专业课程来实现,着重培养学生专业知识的应用转化能力和“二次创新”能力。第三,技术操作知识。技术知识是指学生在实践课程体系中获得的实际操作能力,主要体现在学生的实习、实践、调研以及校企合作、产教融合等的实践育人环节。
二、高校应用型人才培养过程的课程设置缺陷
目前,高校应用型人才的创新能力训练不足,主要表现为:第一,基础课程设置的重复率较多,很多专业的基础课程设置差异化并不明显,不能根据专业的不同性质以及对应用型人才培养的不同目标和规格,来设置相应的课程体系。第二,教学内容更新速度较慢,行业特色课程及专业新开课程比重较小,无法满足学生对先进专业知识的及时需求,弱化了专业创新能力的培养。第三,实践课占总课时量的比重较小,很多高校教师缺乏实践能力和实践经验,致使实践教学效果严重缩水。第四,专业课的设置与市场需求脱节,主要表现为专业课程的结构性失衡与大学生就业矛盾。
三、高校应用型人才创新能力训练课程体系的建设思路
高校应用型人才的创新能力主要体现在对于产品的不断更新能力和将科学技术转化为生产力的“二次研发”能力。高校应用型人才创新能力训练的课程体系建构,应以就业为导向,注重培养应用型人才知识转化能力。高校根据应用型人才创新思维与技能提高的需求,开设一系列的创新能力训练课程。这类课程具体包括:思维训练课程、能力训练课程、原典课程、项目牵引课程、“第二课堂”课程和多元智能课程。
(一)思维训练课程
这类课程重点教给学生基本的逻辑思维方法和解决问题的方式。联合国科教文组织外联助理总干事德?纳伊曼认为“今天所教的8%~9%应该放在科学方法论、教育方法、推理方法、搜集资料的方法、从事实中作结论的方法以及分析综合事实能力上面。”[2]因此,高校必须重视开发学生的思维训练课程,教会学生如何运用逆向思维和发散思维;如何发现问题、分析问题、解决问题;如何搜集、分析、整理资料;如何辩证思维,提炼论点;如何谋篇布局、安排论文和调查报告结构;如何现状把握、设定目标、要因解析、研讨对策、效果确认和效果巩固;如何修改文稿,了解论文的书写格式和规范等。同时,小规模地布置一些综合性的团队合作任务或模拟场景训练,对学生进行初步的科研创新思维基本训练,教师再加以必要的指导和及时反馈,逐步训练学生的创新思维。
(二)能力锻炼课程
这类课程主要有交往与合作能力、塑造自我形象的能力、自我控制能力、反省能力、语言组织与表达能力、组织和执行任务的能力、推销自我的能力、谈判能力和竞争能力等。能力只能在实践中形成,也要在实践中进行训练。社会实践、社会调查、社会服务、参观访问、模拟训练、案例教学、小组讨论、撰写调查报告或项目论文等活动,以及项目工作法(通过一个具体任务或活动进行训练)均是高校应用型人才创新能力训练的重要形式。
(三)原典选读课程
原典课程即专业的经典著作选读。高校应以选修课的形式开设这类课程,一是为了开阔学生的视野,丰富学生的知识,了解专业发展历史,弄清知识的来源;二是为了有效地提高学生的自学能力,以使学生走向社会以后能够不断地进行自我教育,不断充实、调整和建构自己的知识结构,以适应不断发展的职业需要。
(四)项目牵引课程
高校在教育教学方面具有生产性、职业性和实践性等特点,这决定了以教师科研项目或承担企业项目为教学内容的课程产生。在教学过程中将知识、理论、技能应用三者捆在一起进行培养,以实际的科研项目和实践任务带动教学,让学生在真实的情景下进行动手创造和应用实践,不断激发灵感、产生好奇心和求知欲,进而透彻的理解和消化这些来自科研项目的教学内容,以此取得工作经验,真是让学生“在做中学理论,在做中促发展,在做中长知识”,从而激发学生学习兴趣,调动学生积极性,使学生“学得实用,学以致用”。
(五)“第二课堂”课程
“第二课堂”课程以学生社团或者个人自主实践为基础,主要包括:电子设计大赛、创业设计大赛、科技制作大赛、专业技术应用大赛等学生课外科技创新和各类竞赛活动形式。高校对于“第二课堂”系列课程的开设,一方面应给予一定的人力、物力、财力、政策的支持。另一方面应加强创业教育课程体系的改革与实践,进行“主体参与式”创业课程体系的探索。[3]鼓励学生自主进行课题研究和探索,鼓励学生针对感兴趣的问题进行社会调查和实证研究,支持跨院校、跨院系、跨专业组建创新团队,并不断拓展形式多样、内容丰富的创业竞赛、竞技、投资项目。
关键词:图景;互动;思维生成;流程
中图分类号:G471
1 研究现状
国内外学术界对人类思维基本形式划分主要以形象思维与逻辑思维为主,不同处在于不同研究者在基于上述两种划分中又提出了第三种思维,或是补充了两种思维中的其中一种。北京师范大学何克抗教授提出了“空间结构思维”与“时间逻辑思维”两种思维[1]。但是在图景交互,思维生成这一方面具体领域,他们没有具体的论述。鲁道夫・阿恩海姆最早提出了“视觉思维”的概念[2]。美国动物科学家、著名自闭症患者天宝・葛兰汀(Temple Grandin)在其著作、自传电影自闭历程(在图像中思考) 以及她在TED演讲中讲道:“我用图像进行思考”[3]。
2 研究的必要性
思维生成的研究涉及到信息生成、技术进步,文化发展,哲学引导相关领域。属于上层建设的研究,它的研究成果与方向直接与我们的文化发展,哲学成果紧密相关。我国高校文科统编教材的《思维心理学》中重点讨论的是逻辑思维。图景思维论述较少。钱学森将思维划分为形象(直感)思维、抽象(逻辑)思维和灵感(顿悟)思维三种,其后又说:我从前提出的形象(直感)思维和灵感(顿悟)思维是一个,即形象思维,灵感、顿悟都是不同大脑状态中的形象思维[4]。钱氏最为引人注目的是“钱学森之问”,回答这个问题,我们必须做大量的研究。
3 研究的方向
3.1 基于信息论的思维认知研究方向
信息的产生,就是思维的产生。思维的生成,必然需要信息元素的构建。人们获取外界信息的六大途径有:视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉,情觉。美国实验心理学家赤瑞特拉所作的实验表明:人类大脑从外界获取的信息有83%来自视觉,11%来自听觉,来自所有其它感觉通道(包括触觉、动觉、嗅觉、味觉等通道)的信息不超过6%。通过上面的数据比较分析,得出如下结论:基于图像的思维认知则是当前人群思维研究的主要方向。
3.2 基于信息发展的线性顺序来研究思维的线性特点
从人类先人的肢体动作,工具的创造,壁刻的创造,甲骨刻痕,文字的发展,印刷术、造纸术的发明,到电报、电话、电视、计算机的发明,这些所有的过程中,视觉信息始终占据主导地位,简述视觉信息的本质,应该是图像信息。人类思维历经了五次信息技术革命,信息产生的流程变成了时间浓缩状态下的信息排列,思维生成的过程成为图像信息的线性排列。
3.3 个体聚集致使语言必然产生
图像信息思维发展的同时,声音信息思维也快速成长。大量个体的聚集,大量图像的线性排列,已形成大量信息,形成大量线性思维模式。为了取舍、利益,个体聚集时交流是必然发生的。图像交流的高成本迫使肢体动作与声音有了普遍意义。这种普遍的动作与声音具有了特定的意义,语言雏形便产生了。此时,语言与当时大量图像思维的结合,形成了一个体系,诞生了基于一定语音与动作数量的语言。大量的图像思维与语言如同染色体,螺旋缠绕,互相发展。
3.4 语言的交互作用促进了空间动态思维的发展
基于“图像就是语言,语言就是简化的图像”这一命题,本文提出了“语言交互促进空间动态思维生成”即“图景交互,思维生成”理念。
4 研究方法
4.1 分解图像思维,生成线性思维流程
(1)原始世界中的图像元素。建立人类个体对物体的初步视觉影像。
(2)图像元素的概念。跨越时空,实现个体汇集,交流需要统一的标准,必须形成统一认识,最终成果是语言。
(3)独立图像的区分。在众多图像中能准确区分出一种一个图像,或者一个物体。这是个体对物体属性有相当数量掌握时才能做出的行为。对于物体的多个属性的掌握其实就是以物体多个图像的相互联系,即有多个图像时,把其中的多个有关联的图像放在一起,简单来说就是归类,归类就是把有联系的多个图像放在一起。最终是在大脑中把这些图像线性排列在一起。
4.2 静止图像空间思维基础上生成动态图像空间思维
(1)图像自身状态与属性的变化引发的空间思维[5]。
(2)多个图像之间的交互动态关系引发的空间思维。
动态图像空间思维的成果应该是推论、结论。即得出结果的思维必须有多个图像或图像序列作为参数,才能形成空间思维的解答。
4.3 线性空间思维与动态空间思维交互
幼苗与阳光、水分,土壤,温度的结合,目的是促进幼苗的茁壮成长。幼苗的成长图像序列是一种线性思维,结合了四季的水分,土壤,温度则结合了动态空间思维的图像序列。这种研究目的是控制思维与结果的有轨迹发展。
4.4 动态空间思维与动态空间思维的交互
线性空间思维与动态空间思维交互阐述中已经描述了结果的控制,而在其更高层次之上的动态空间思维交互。则要求了空间图像数量的极限,以及空间图像属性极限的完全掌握。例如我知道了小麦了所有基因属性,知道了苹果的所有基因属性,那么我们就会让苹果自己长在小麦的包裹口袋里,需要时取出来即可食用。如工厂化无土栽培蔬菜,7天就能上市,这已经是对这种思维的完美实践。
5 研究实践
本文最终要将倡导的理念以实用的方式展示出来。针对的人群是所有人群,设计的产品是思维导引课程。下面思维生成课程的设计思维做了如下规划。
5.1 课程基本要求
为了做好教材的编写,开发者必须思考的问题:编辑课程的目标是什么;怎样证明达到了培训目标;为了达到目标要做什么学习活动;还要知道什么。
(1)内容要采用生活中大量实用的案例,生动而贴近生活,体现趣味性,知识性,经典性。即设计成“水果布丁”[6]。
(2)导言,目标,目标分解,目标扩展,学习内容,学习活动,进程控制,评价,支撑材料,反馈等形式框架要健全。
(3)核心环节的载体是任务式驱动式活动,让参与者在任务活动中感受真实的情感体验,以加深印象。
(4)思维生成的核心技术是 “图景交互,构建新思维”。
(5)以特色鲜明,生动准确的评价奖励活动参与者,便于学习兴趣的持续。
(6)教程设计要求风格统一,界面美观,语言友好。
(7)课程以网络教材形式,按照单元编写顺序。
5.2 活动的设计原则
(1)课节中,以4到8个交互画面为宜,每个画面的交互时间以2-5分钟为宜。
(2)遵循“针对个体”原则,甄选学习内容。
(3)通过个体日常生活经验,进行学习气质鉴定,指导个体的学习方式。
(4)在问题分解后,再次针对个体进行分层设计问题。
(5)问题的设计要简单、明确。
(6)让参与者的思维反馈存留下来。
(7)给出足够的思考时间。
(8)对于系统自身或者学习者都要及时反馈结果。
(9)培训流程及结果的神秘性,好奇是学习探索的动力。
(10)问题的数量与学习模式不必刻意追求完美
(11)实现信息共享与交流。
5.3 思维训练的基本流程
在本教材设计中,思维训练的基本流程为:图像构图―基本形状―文字构建―形成语音―语音引导的新思维生成。
(1)先把图景元素任意排放,让他们把内心美好的图景构画出来。构画的画面符合已设定的多种逻辑图景之一时,就播放准确的朗读,让他们感受成功。
(2)展示出图,展示文字。让学习者把字放到对应的图上去,让他们的思维逐渐按照人类思维的发展历程来发展,让他们把图像与文字联系在一起。读万卷书,行万里路。文字与图景结合,概念与现实要融合。
(3)图形、文字与语音的关联。展示出图像,然后在互动中通过语音来认识图,建立学习者与自然界现实情景的联系,辅以语音来巩固原始的交流技能。
(4)播放语音,让学习者把理解的语音用文字序列排列起来。建立学习者符号思维的习惯。
(5)文字序列的排列是一种高级的思维训练,使用语句排列的不同方案就是对不同图像的排列。不同图像的排列在现实生活中就是一种生活场景,这种生活场景是主动构建的,渗透了我们的意志在里面。所以,语言的文字游戏不仅仅是对空间的重新设计,也是对自己思维的全面解放。
6 创造性思维的诞生
创造历来就有,但系统,专业研究“创造”的人及其著作并未出现。 “钱学森之问”,是深刻的教育反思,是一个标志性的问题。这一标志性问题的浅层表象答案是指“创新思维”,深层问题是“创新思维”的生成过程即环境缺乏。所以,奠定“创造”理论,促生“创造”学科,发行标志性的著作,创造学才可以说诞生了。本文以信息论基础,分解思维,返回原点,重新构建图景印象,图景序列,模拟思维语言生成流程,再度以原有思维生成模式,通过加入新图景要素,实现交互,再次构建了更高层次的思维,促进了思维创新。并以此理论设计了网络图景交互思维生成课程,对创新思维生成做了一定的研究尝试。纰漏诸多,唯求一得。
参考文献:
[1]何克抗.创造性思维理论:DC模型的建构与论证[M].北京师范大学出版社,2000.
[2]Grandin,Temple.Thinking in pictures:and Other Reports from My Life with Autism.Vintage.1996.ISBN 0-679-77289-8.
[3]鲁道夫・阿恩海姆著,滕守尧译.视觉思维[M].四川人民出版社,1987,7.
[4]钱学森.开展思维科学的研究,全国首届思维科学讨论会上的发言.1984,8.
[5]吴吉祥.生成作文原理[M].北京大学出版社,2013,1.
[6]侯金强.信息技术环境下主动学习的新探索[J].科技资讯,2009(05).
【关键词】 认知;深层;表层;语言符号系统
The linguistic universalism and individualitybetween languages depend on the linguistic sign system itself
【Abstract】 The cognition is the deep element of language which is the deep reason of the linguistic universalism.In the cognition, the reason which causes the linguistic individuality hasn’t been found.In the surface language, the linguistic sign system itself is the condition and foundation of linguistic universalism and individuality.
【Key words】 cognition ; deep; surface;linguistic sign system
有专家提出语言研究“创新思维的基点”是“语言共性与个性的关系”,⑴可见探索不同语言之间的异同在当前语言研究中有着何等重要的地位。目前,语言界对共性和个性的研究主要从思维和文化的角度入手。笔者在学习的过程中,亦有点滴心得体会,望求专家学者指教。
一
语言是人类特有的一种符号系统,是人类最重要的交际工具。既然语言只是一种工具,一种符号系统,那么,相对于人的思想、感情,它只能是外在的手段,决不是内在的东西,因此,要探索语言共性和差异的原因就更要看致使语言符号系统产生的深层的东西。这深层的东西追溯到那一层呢?思维和语言的关系一直是语言学界、心理学界关心的话题之一。苏联心理学家维果茨基提出存在着原始思维及言语发展的前智慧时期,思维早于语言,但语言产生后,语言与思维曲线并行发展。日内瓦学派代表皮亚杰主张思维决定语言,。到五、六十年代,布鲁纳(1966)提出语言是思维的工具的理论。乔姆斯基提出心灵主义,认为人的大脑有一种天生的语言习得机制。这一切理论表明思维早于语言。
二
我们设想的是语言符号系统自身会不会对共性和差异有一定的管辖、决定作用。普通语言学对语言共性的研究不仅探索了诸语言的共性,还给我们一个启示:语言表达认知、思维的方式、方法是一致的。这恰恰应是语言出现许多共性的前提和条件。
语言在语法、语义、语音各层面都存在许多共性,而语义方面的共性更为语言学家以外的普通人所注意。语义方面主要体现在词的引申义和成语、谚语意义的重叠上。词义引申义的重叠多是由隐喻引申途径引申而来的。认知语言学认为隐喻是人类认识和表达世界经验的一种普遍模式,隐喻也是正常语言的一部分。这恐怕是词义引申义重叠的基础吧。汉语“甜”,基本义指味道甘甜,隐喻“好听”、“令人愉快”,如“声音甜”、“甜甜的笑脸”。英语“sweet”基本义亦指味道甘甜,引申为“好听的”、“令人愉快的”,如“sweet voice”“sweet smile”。“心”本指心脏,引申为思想、品质方面的意义,如“好心人,”“heart”亦引申为思想、品质方面的意义,如“a kind heart”。有的时候汉英两个多义词会有好几个引申义重合。如”高“和”high”均有“地位高”、“高级”、“兴盛时”几个引申义。
成语往往有特殊含义,是语言中最不易互译的部分,然而不同语言的成语义亦有重合的现象。如英语的成语“Tall trees catch much wind”恰与汉语“树大招风”相对应。英语的成语“Walls have ears”则与汉语“隔墙有耳”对应。
隐喻往往用具体、形象的事物表达抽象的事物,因此,隐喻是丰富语言、解决语言表达空白的一个绝妙手段。然而在这个过程中,到底用哪种具体、形象的事物来表达呢?不同的语言是难以取得一致的结果的。任何一种隐喻表达都为其他语言提供了语言表达空缺,这恰是语言差异的关键。即使外部因素多么相同,这也绝对是在所难免的。
词义差别在语义差别中占有重要地位。词义引申义的不同一部分是在上述提到的隐喻引申中出现的,其实更多的是在转喻过程中出现的。转喻是利用事物之间的关联关系进行的。世间万物均有联系,那么选择哪种联系呢,取决于各语言自身和创造、使用各语言的人。英语“age”,引申出“时代、年代”的意义。汉语“年龄”则没有,或许汉语并没有想到它与“年代、时代”有关系,或并不想用它表示“年代、时代”。
只要是借助于工具,就会有所不同。年龄大小在心理认知上是什么呢?英语认为是“old”和“young”,汉语“年轻”和“老”虽也是描述年龄的词,却不能概括整个年龄段,“大”、“小”才能概括整个年龄段。于是出现了“How old are you”和“你多大了”的差异。如果用心灵交流或许就不会出现这种差异了。
结论
探索语言共性和差异的原因更应从内因入手,文化诸方面属外部因素。认知是语言深层的东西,它是决定语言异同的最底层因素,但至今尚未发现语言个性在这个层面的原因,语言符号系统本身是决定语言异同的表层原因,亦属内因。推论发现它是语言异同的前提和基础。
参考文献
1 隋然,创新思维基点:语言个性与共性及其关系,外语与外语教学2001(10),19-21
2 赵艳芳,认知语言学概论,,上海外语教育出版社2001,1-2
3 同⑵
4 陈穗湘,浅析不同语言之间的语义差异,现代外语1988(2),23-26
5 申小龙,文化语言学,江西教育出版社1993
关键词: 高等数学 教学方法 创新能力
《高等数学》是理工科各专业必修的一门重要的基础课程,它为各专业学生的后继课程奠定坚实的理论和思维基础,现已日益成为各学科和工程实践中解决实际问题的有力工具[1]。同时它也是大学生在校期间课时较多,接触时间较早,内容比较经典、丰富的重要基础课。长期以来,由于教学思想、教学观念的落后,人们通常仅局限于把它看成是学习其他课程的工具,而往往忽略它在培养学生创新能力方面所具有的重要作用。致使许多在教学方法上不注意挖掘创新能力培养的素材,课堂讲授方法呆板,甚至满堂灌、填鸭式,调动不了学生的学习积极性,抑制了创造性思维能力的培养。又由于《高等数学》课程的基础性及对教师学术水平评价标准等方面的原因,教师在结合高等数学教学内容从教学方法上深入研究如何充分发挥这门基础课对学生创新能力培养的功能方面意识普遍不强,甚至不愿在这方面花时间、下工夫,这在相当程度上制约了学生创新能力的培养。因此,为促进学生全面和谐发展,我们认同数学教育的宏观目标是“把握生活实践,认识数学文化,加强全球化视野,增进日常思维能力,培养社会责任心”。[2]适应创新型人才培养的需要,改革《高等教学》课程的教学方法势在必行,以促进学生全面和谐发展。
下面我结合自己多年的高等数学教学实践,谈谈认识和体会。
一、加强基本概念的理解与掌握
高等数学的概念较多,也比较抽象,必须准确地理解内涵,掌握概念的本质属性,才有可能正确地展开数学的一整套理论。如极限、导数、微分、定积分等,它们都是前人开创性工作的结晶。如果教师能够合理运用这些教学内容,不是按部就班地讲授,而是采用发现式教学法有意识地引导学生积极思考,从实际问题中透过现象看本质,从知识发生过程中适时渗透和揭示数学思想方法[3],使他们的思维真正融合于这些重要概念所蕴涵的数学思想,从而亲自体验概念产生的创新思维的全过程,就能顺理成章地重新“发现”这些重要概念。如在定积分概念的教学中,教师应把重点放在如何引导学生深入分析曲边梯形的面积和变速直线运动的路程这两个问题上,从处理曲与直、变速与匀速之间的相互转换过程中感悟定积分的内在思想方法,再通过他们自己的抽象、归纳,自然而然地“创造”出定积分的定义。这将为学生在后面学习曲顶柱体的体积,对弧长的曲线积分都将打下良好的学习基础。同时在教学中可结合教学内容,适当穿插高等数学发展的史料,介绍国外数学家的生平和成就,让学生了解高等数学的发展、演变过程。这样讲解可让学生透彻理解积分的概念与形成过程,在教学中增添了情趣,也活跃了课堂气氛。
二、体现教学的现代性
高等数学的教学改革要着眼于现在,面向未来。在教学中要充分运用现代教育思想,现代教育理论和现代教育技术。加强电化教学,如研究空间曲面,截痕法等内容时,教师在黑板上无法直观形象地显示出来。只是一支粉笔一本书,老师满堂灌,学生听来无趣,老师讲来无味。教学前可事先做成课件再来讲解,习题课时可运用数学软件Maple或Matlab,Powerpoint等向学生展示图形,用动态图形向学生展示泰勒多项式逼近函数(局部逼近)和傅立叶级数部分和逼近函数(整体逼近)的直观效果等。利用几何图形理解抽象概念;利用几何图形理解记忆数学定理;利用几何图形建立空间思维形象[4]。这样一方面可获得更好的教学效果,另一方面也能充分调动学生学习高等数学的积极性,既省时又省力,还可带动学生加快思维,尽快消化所学知识,使其对新知识印象更深,掌握得更牢。这里必须指出一个对多媒体教学的认识的一个误区[5]:认为使用了先进的多媒体设备,就告别了黑板粉笔,其实不然。在教学过程中,适当地辅以黑板粉笔,会达到良好的效果。
三、注重教学的应用性
高等数学作为一门理工科的基础课,它不仅是研究数学其他分支和自然科学的基本工具,而且在经济学、工程、管理学科等领域中有着广泛应用。为充分深刻理解它的的价值,须通过教学改革注重理论与实际的联系,课程内容要充实应用实例,尤其是高等数学其他分支及其他学科相互渗透的例子,与社会密切联系的例子,与中学数学密切联系的例子。讲课中可将高等数学的知识与数学实验、数学建模思想进行融合。通过向学生介绍在生活中密切相关的例子,如积分在几何上求平面的面积,体积,引力,转动惯量,变力所做的功等,以激发学生的学习兴趣,加深对基本理论和方法的理解,开阔视野,培养实践能力和应用能力。
四、引导学生的创造性思维
“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,一个没有创新能力的民族难以屹立于世界先进民族之林”。高校数学教师应充分认识创新型人才培养的重要性,以此来更新我们的教学观念。因此,高等数学的教学中应注重培养学生的创造性思维能力。创造性思维不是数学思维基本形式中一种单一性的思维形式,而是由逻辑思维、抽象思维、发散思维、直觉思维,以及猜想思维等各种思维方式辨证运用而最终形成的。创造性思维能力是日积月累、循序渐进逐渐形成的,是多种因素综合发生作用的结果[6]。例如,在微分中值定理的教学中,首先设置函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)上可导,并且f(a)=f(b)的几何直观背景[7],要求学生观察曲线y=f(x)上水平切线的存在性,然后改变上述条件中的任一个,再观察曲线y=f(x)上水平切线的存在性,分析种种可能出现的情况,由此推测归纳出Rolle定理。在引进Lagrange定理时,去掉Rolle定理中的条件f(a)=f(b),要求学生观察曲线y=f(x)上切线与连接两点(a,f(a))、(b,f(b))的弦的位置关系,通过比较、类比,学生就可以猜测到Lagrange定理的结论。如果在教学中经常进行这样的训练,慢慢地,学生就会自己提问题,并逐步养成探索创新的习惯。
总之,我们要高度重视高等数学这门基础课的教学,与实际应用相联系,结合现代教学方法,充分挖掘学生潜能,培养学生的创造性思维能力。这本身也是一项艰难而又十分有意义的创造性工作,没有现成的答案,需要我们不断探索、不断创新,以适应二十一世纪创新型人才培养的需要,为进行数学素质教育与创新人才的培养作出应有的贡献,这无论是对教师的教还是对学生的学都大有好处。
参考文献:
[1]张孝理.论高等数学课程教学内容与课程体系的改革[J].湖南师范大学教育科学学报,2007,1,VOL6(1).
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[3]冉苒.重视数学思想方法教学提高数学课程教学质量[J].高等数学研究,2008.01.
[4]周甄川,吕同斌.Maple的图形绘制功能在高等数学教学中的应用[J].黄山学院学报,2010,6,VOL12(3).
[5]黄松奇,黄守佳,卞莉山.高等数学多媒体教学的实践和认识[J].数学的实践与认识,2002,9,VOL32(5).