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【关键词】认知结构;概念流程图
学生的认知结构历来是教育研究者关注的焦点,Piaget认为认知结构是包括动作结构和运算结构在内的从经验到概念的中介,是主体内部的一种动态的、可变的图式,认知结构的评量也被视为是学习者科学学习成果的重要的指标之一。根据安德森的认知神经理论认为,图式中节点越多,连接越强,图式内信息的稳定性和可获得性就越强。而且安德森提出,可以利用概念流程图来外显学生的认知结构。这个方法可以在访谈者最少的干预下,提供受访者认知结构的相关信息,台湾的Tsai和Huang认为“概念流程图分析法”能有效表征学习者的认知结构,能够帮助研究者得到最多认知结构的相关信息。而台湾的吴颖p也利用该方法,发现了在建构主义理论指导的教学下学生认知结构的优势。
虽然国内外均有不少研究者在探讨和研究科学学习活动对学生科学学习成果的影响,然而,通过分析学习者的认知结构以发现教学行为对学生的科学学习成果的影响,这种方法却鲜有发现。因此,本研究旨在尝试利用“概念流程图分析法”了解学习者在学习后的认知结构,对学生的认知结构进行表征展现,以发现在学习的过程中,认知结构的变化情况。
1.对象与方法
1.1对象
选取六年级三位各科学业成绩较好的学生。
1.2方法
课程内容采用教科版科学六年级上册内容,按照正常进度教学,在完成《电能从哪里来》一课的两小时内,对3名学生进行测试。
本测试采用访谈记录法进行。测试中首先向学生提出以下几个问题:
(1)关于《电能从哪里来》这课你能想到哪些方面的知识或内容?
(2)你还能补充的更加详细些吗?
(3)你所提到的那些概念之间有什么关系?你可以用线将相应的概念之间进行连线。
根据学生的笔记进行整理、绘制流程图,并按照课程内容,解析前概念和课程概念,通过分析以了解通过正常的科学教学后,单元概念在学生大脑中的呈现情况,学生的认知结构的变化及知识的建构过程,为教学提供参考。
2.结果与分析
2.1概念流程图的绘制
通过访谈记录绘制概念流程图,概念流程图严格按照学生陈述和记录概念的先后顺序进行绘制,每一条陈述内容前的数字代表该条内容的陈述顺序。在概念流程图中的“直线连接线”代表受访者的陈述内容的先后,也代表该条陈述在大脑中出现的先后;而“回归连接线”,代表概念流程图中相关陈述的连接。据此对这些学生的概念流程图进行数据分析。
2.2概念流程图的数据分析
概念流程图中的“直线连接线”代表认知结构中的“概念数量”,而“回归连接线”的数量代表“概念与概念之间的连接情况”,而通过计算“直线概念复杂程度”,来表征学生大脑中的认知结构的复杂程度,其中直线概念复杂程度=回归连接线/(回归连接线+直线连接线)。此外,对概念流程图所提及的不同概念进行统计分析,整理出概念编码表,进行分析。
3.讨论
3.1概念流程图的应用
概念流程图可以较为清晰的显示知识是如何在学生大脑中建构的过程,利用概念流程图分析法可以第一时间将学生在课堂上建构的知识和认知结构的变化情况详细的表征出来,同时表征这些概念之间的关系,其优点在于能够发现较短的一个教学区间内,学生认知结构的变化情况,从而避免了某一教学策略,在长时间应用后再行评价,对学生和教学带来的不利影响。
3.2概念流程图应用于学生的评价
研究发现,基于Anderson和Demetrius的研究而进行的概念流程图分析或许会更加准确的定位学生的学业水平,也更有利于教师的因材施教。
3.3概念流程图对学生知识掌握的分析
基于研究我们发现学生的前概念和课程概念的复述情况,也就是学生对知识的掌握情况。同时也发现,在更多的拓展课程宽度的前概念和课程概念的掌握情况上却具有较大差异。从而我们可以精准的知晓,学生对知识掌握的差异情况,换而言之,经过一堂课的过程,学生的认知结构发生了什么样的改变,知识的建构是否发生以及发生的状态都能清晰的看见。
综上所述,我们发现,利用概念流程图分析法可以更加有效的将学生的认知结构外显,有利于清晰的洞察学生的认知结构变化,从而指导课堂教学,而且也更加精准的定位学生的学业水平,有利于教师的因材施教。
【参考文献】
[1]Anderson, O. R.& Demetrius,O.J.A flow-map method of representing cognitive structure based on respondents’ narrative using science content. Journal of Research in Science Teaching,1993.30.953-969
为了缩短篇幅,方便行文,下面介绍的教学流程提供的是4位选手相似的教学内容,
1 概括材料应具有代表性
教学流程――创造问题情景
参赛选手参考教材,结合本地实际给出了如下一些问题:
问题1 汽车以每小时60千米的速度匀速行驶,行驶里程S千米,行驶时间t小时,试用含t的关系式表示s,
问题2 在“双迎”活动中,小明的爷爷从小商品市场购进p个“美羊羊与灰太狼”系列的氢气球,拿到活动场地去卖,以5元/个的价格卖出,假如他一天卖出x个,试用含x的式子表示销售收入y,
问题3
要画一个面积为100平方厘米的圆,圆的半径应取多少?圆的面积为25平方厘米呢?若用s表示圆的面积,r表示圆的半径,试用含r的式子表示S,
只有一位老师给出了下面两种形式的例子:
问题4 小明同学上学期5次考试的数学成绩如下表
对于每次考试,小明的数学成绩能确定吗?
问题5 今年9月10日我市气温的折线图如下
据此,这天的每一时刻都有唯一的温度值与之对应吗?
(在帮助学生形成函数概念时,他也只是用了前3个问题,后两个问题只是等到巩固函数概念时才使用,)
评价
从教学过程来看,以有解析式的函数实例去引导学生形成函数概念不是个别现象,教材中,有解析式的函数模型是通过例题的形式呈现的,用表格或图象呈现的函数模型则是以练习的形式出现,老师们选用有解析式的实例去帮助学生形成函数概念的做法,一是没深刻理解教材编者的意图,二是对函数概念的形成过程缺乏了解,我们常说数学从实践中来又服务于社会实践,现实生活中就没有无解析式的函数实例?就没有“一对多”的例子?数学概念的形成一是靠归纳概括,二是靠演绎推理,函数概念形成与发展的历史说明了归纳法在形成函数概念的重要性,18世纪数学家们注意到了一个变量可以由一个变量和常数以适当形式所呈现,将早期几何观念下的函数概念推广到了代数观念下的函数概念,到了19世纪由于傅里叶发现了某些函数可以用曲线表示,也可以用一个式子或多个式子表示,又把对函数的认识推进到一个新的层次,等到康托尔创立了集合论终于可以用“集合”和“对应”的观点去给函数下定义,到了20世纪40年代,由于物理学研究的需要发现了一种叫Dirac-δ函数,又有了广义函数的概念,因此,我们有理由相信,随着生产实践和科学自身的发展,新的概括材料的出现,函数的概念还会向前发展,虽然,现在我们的数学教学浓缩了数学艰辛的探索历程,但要使学生感受到概念的形成过程,应在学生认知能力水平能达到的前提下尽可能地提供各种有代表性的例子:既要举有解析式的例子,也要举无解析式的例子,既要举连续函数的例子,也要举间断函数的例子,既要举“一对一”“多对一”的例子,也要举“一对多”的例子,这是必须的,因为它使学生在理解函数概念时,形成一个情景(解析式的、表格的、图形的),使函数的对应法则得到一个形象的、动态的反映,没有问题四,问题五的支撑,对函数的理解是残缺的,不利于学生形成正确的数学观,会让学生养成“以偏概全”的毛病,让学生误把变量之间有解析式这一特征抽象概括成函数的本质属性之一,
因此在问题情景中应增加一个一对多的例子,如
问题6八(3)班52名同学,每人都有一个市编学号,一次视力检查数据如下表:
每一种视力值是否对应着一个确定的市编学号?
2 概念的形成要具备程序性
四名参赛的老师,都相似地执行了如下教学流程:
教学流程――概念的抽象过程,
①师生互动解决问题1~3中的解析式求解问题;
②每个问题中老师强调只涉及二个变量,变量之间是单值对应;
③小组协作,归纳函数概念;
④师生协作,完善函数概念,
评价
这个阶段,老师们运用小组协作,师生交流等手段,充分调动学生的积极性,让学生主动参加到新知识的建构过程中,应该是不错的设计,但从课堂实际效果看,学生从具体事例到形成函数概念表现得很困难,尽管老师反复强调每个问题情境中只涉及两个变量,且是单值对应,但学生抽象不出定义来,最后老师只好舍去“麻烦”自导自演,自问自答了事,为什么会出现这种“窘境”,我觉得还是老师导得不到位,
有了上述的概括性材料后,老师们不应该把精力放在问题1―3的对应关系的观察及解析式的求解上,这是对学情把握不好所致,学生们经过小学及七年级列方程解应用题的训练,及七年级根据条件求代数式的训练后,求解问题l~3的解析式并不困难,其二,学生们因为学习了数轴,平面直角坐标系等知识,已经建立了对应的观点,理解问题3~6的对应关系也不困难,、(课堂的实际情况也说明了这一点),学生感到困难的是老师列举问题l~6题想向学生传递什么信息?怎么观察材料的异同点?怎样表达所需概括的概念的内容。
数学抽象性的特点,决定了数学思维的核心形式是抽象思维,数学教学的根本问题是抽象思维能力的培养问题,数学思维通常被划分为感知动作思维、具体形象思维、抽象思维、辩证思维和创造性思维,数学的抽象思维的培养犹如登山,一步高于一步,在七年级的初中数学课本中,对正负数的概念,字母表示数,整式的四则运算,直到分式的基本性质都是通过实例验证的方法,这种通过归纳导出结论的思路都只是说明知识的存在和怎样操作运用,并未给出理论上的证明,这样做是完全正确的,它培养了学生具体的形象思维;引入同底数幂乘法与乘方法则时,运用了经验型抽象思维,这表明教材的编写人员注意到了学生的年龄特征,注意到了七年级是处于由具体形象型思维向经验型抽象思维过渡的阶段,从八年级到高一年级是经验型抽象思维向理论型抽象思维过渡的重要阶段,函数的学习恰逢其时,任何舍弃或没认真地利用函数概念去培养学生经验型抽象思维能力的做法是一种缺失,无异于人室山而空返,
概念的抽象过程是一个舍弃现实对象的所有非本质属性而只保留量及空间形式的关系的过程,通过对学生对数学材料感知障碍的研究发现,感知功能的障碍主要是内化的障碍,即主体没有把数学物
象的本质内化为内部语言或将数学表象的非本质属性内化,所以帮助学生解决抽象思维困难的关键就是要促进学生对数学材料的内化,斯托内亚尔在《数学教育学》专著中,提出了数学思维水平的学说,他指出,数学就是数学活动的教学,数学活动是具有一定结构的思维活动,因此促进学生内化的关键是依据学情帮助学生塔建解决问题的“脚手架”,如:
①问题1~6研究的是几个变量之间的关系?
②从对应的方式看问题6与问题1~5有何不同?
③根据问题1~5填写如下表格,
④根据抽象内容,说说你给出的函数定义;
⑤师生协作,完善函数的定义,指出自变量,函数值的概念,
3 概念的深化应注意知识的发展性
在这个过程中几个老师的做法较相似
教学流程――函数概念的巩固与深化
①让学生联系实际列举现实生活中符合函数定义的例子;
②通过问题4~5,让学生练习巩固自变量、函数值的概念;
③交换问题1―5中两个变量的地位,变量之间的对应关系还满足函数定义吗?
④y=υ・ν是函数吗?60t呢?
[教学流程评价]
概念的理解是一个不断细化的过程,抽象的概念必须经过具体的应用才能得到深刻的理解(如本环节流程),生活中的许多问题都是通过建立函数模型得到解决的,通过本环节流程①,让学生列举具体的生活实例既使学生受到思想方法的训练,又使学生对函数概念有了正确的认识,使学生的数学应用能力得到培养和发展,变式教学的应用,使巩固双基的做法扎实有效,绝大部分老师能娴熟地应用,本流程中流程③的运用提高了问题1~5的利用价值,促进了学生对概念的深化(自变量的认定不是一成不变的),流程④的运用引发了学生对代数式是否为函数,三元变量之间的对应关系还能不能算是函数的思考,课堂上有2位老师扣住函数的概念认为y=υ・ν不是函数,
我们常说要给学生一碗水,自己要有一桶水,那么讲函数概念时,老师的这桶水应装些什么?在初中阶段我们所讲的函数是两个变量之间的单值对应型函数,这一点要给学生讲清楚,这个函数概念的本质有两个,一是在某一范围内自变量随处定义,二是单值对应,数学知识的学习是一个由浅到深,由简单到复杂的不断深化的过程,中学阶段我们所讲的函数都是单值函数,大学《复变函数》里就有多值函数的概念,随着了解的深入,我们还可以知道,在近代函数定义中,把函数的对应关系,定义域及值域进一步具体化了,且打破了变量是数的极限,变量可以是数,也可以是其它对象如点、线、面、体、向量、矩阵等,这些知识老师要心中有数,认为“y=υ・ν”不是函数,说对也可以,说不对也行,说对,它确实不满足初中函数的概念,说他不对,它的确是一个二元函数,因此讲函数的概念要指出概念适用的范围,至于判断“y=υ・ν”是否为函数的时机是否恰当,值得考虑,
4 注意对数学方法的提炼和数学史及美育的渗透
几乎所有的参赛教师都选用了用课堂小结,布置作业来结束本节课,
教学流程展示――小结与作业
①畅谈本节课的收获
②作业:必做题(略),选做题(略)
让学生畅谈本节课的收获,是老师进行教学效果反馈的体现,说明老师能用控制论的原理来监控教学流程,布置作业设计了必做题、选做题,说明教师能运用分层教学贯彻因材施教的教学原则,让不同层次的学生得到不同程度的提升,这些都是不错的设计,
关键词:绘图;生物课堂教学;有效性
中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)04-054-1
绘图可以能够给学生以具体的形象信息,引发学生对相关知识进行积极思考,帮助学生掌握相关结构和生理过程的特点,逐步提高学生识别和分析图的能力。绘图的方法有多种,在生物学教学中具有广泛的应用。国内对于绘图在生物课堂教学研究中的应用的研究较多,针对具体的教学内容,绘图方法较多,因此,对于绘图方法的取舍就显得尤为重要。笔者在教学中,根据我校学生的实际情况,针对不同教学内容,采取适宜的绘图方法,让学生掌握主体知识,突破学习重难点,在有限的时间内较好地完成课程目标。
一、利用结构模式图,让复杂的结构简单化
结构和功能相适应,生物体结构的多样性决定了各种各样的生命活动,掌握生物体内的各种结构是学好生物的必要条件。复杂的形态结构给学生的学习带来了一定困难,生物结构模式图不仅是反映生物体的形态结构的简要图示,而且还描述出生物体的众多生命活动。在教学过程中,通过结构模式图绘制,不仅让复杂的生物体结构简单化,还有助于提高学生获取信息和分析解决问题的能力。
例如,在学习细胞的亚显微结构时,笔者让学生先画出各种细胞器的亚显微结构模式图,再画出细胞的亚显微结构模式图。比如在画出线粒体前提出问题:线粒体有几层膜,膜的结构特点?(两层膜,内膜向内折叠)。接着笔者在黑板上示范,带领学生逐步绘出线粒体的模式图,同时PPT展示线粒体结构图。同样通过一系列问题,引导学生逐步绘出高尔基体、叶绿体和内质网等细胞器的亚显微结构模式图。
二、利用生理过程示意图,让枯燥的生理过程生动化
生命活动是动态的连续性的过程,如光合作用过程、有丝分裂过程和兴奋在神经元间的传递等。生物教材上对这些生理过程往往配有示意图,给学生以直观的形象信息。但是部分学生对于这些生理过程的学习感到十分茫然,思维混乱,理不清思路。笔者在教学时,通过引导学生逐步绘出生理过程示意图,学生去观察、分析、归纳,从而理解这些生理活动过程的规律,提高学生的思维能力。
在有丝分裂过程教学过程中,笔者提出一系列问题:前期和间期的画面对比,细胞核的染色质长丝发生了什么样的变化?核膜、核仁又有什么变化?前期出现的纺锤体又有什么用呢?中期染色体是如何分布的?后期染色体是怎么样进行分配?一个细胞如何形成两个子代细胞呢?细胞分裂的末期,细胞内有哪些主要变化?这些问题让学生对有丝分裂各个时期进行观察、比较、讨论,引导学生积极思考。通过学生的思维过程,使这些静态的示意图变成动态的过程。接着笔者示范绘制有丝分裂中期的示意图,讲解注意事项,最后学生自主绘制有丝分裂各时期的过程图,笔者对学生的绘图进行点评,学生完善和修订。
三、利用生物流程图,让繁杂的生命活动线性化
生物体内的生命活动的进行,往往牵涉到多个结构的协同作用,如:分泌蛋白的合成分泌过程、体液免疫和细胞免疫过程、人体激素调节过程等,这些过程使多个结构在结构和功能上形成紧密的联系。生物流程图能够将这些生理过程的关键环节,通过一定的逻辑关系连贯在一起,形成一条主线,一个整体。流程图的绘制可以将抽象的知识具体化,线性化,把相关的知识点直观地展现给学生,使教学过程得到优化。
例如,免疫学习过程中,围绕着B淋巴细胞和T淋巴细胞受到抗原刺激后的增殖分化情况,构建出体液免疫和细胞免疫过程的流程图,将相关细胞和分子按照一定的顺序,形成一条知识结构主线。
高中生物还涉及植物组织培养、基因工程和叶绿素的提取等生物技术和实验,这些技术和实验操作包括多个步骤,可以通过流程图的形式直观地展现给学生,在学生的脑海中形成一条清晰的实验思路。
四、利用概念图,让杂乱的知识结构清晰化
高中生物中具有较多的概念,彼此之间关系比较复杂,显得知识较为零乱。如果学生不能正确理解相关概念及其内在联系,则会将相似或相近的概念混为一谈。概念图能够将某一主题的不同级别概念或命题紧紧地联系在一起,用线条和文字连接成图形,构造出清晰的知识网络,很好地呈现课堂教学的整体知识。此外,概念图能提高学生学习的积极主动性,对培养学生的逻辑思维能力和创新精神也具有较大的帮助。
一、借助流程图,使抽象的知识具体化
流程图常用来描述事物的起始、发展、终结等过程。由于它推理过程清晰、直观且逻辑性强,能够比较清晰地表达复杂系统其各部分之间的关系,有利于提高教学效率。
教师可以创设不同形式的流程图,为学生构建一个可视化的思维支架和清晰脉络。例如,“利用细胞图像鉴别有丝分裂和减数分裂”既是重点又是难点,学生在辨别图像时,根据前期染色体散乱排列,中期染色体排列在赤道板上,后期染色体移向细胞两极,末期细胞分裂,可以判断出细胞各个时期,但是具体是哪种分裂方式,学生总是记不住,易混淆,尤其是减数第一次分裂和有丝分裂。设计如图1所示的流程图,将抽象的知识具体化,可帮助学生记忆。当然,此图的使用前提是学生应认识染色体、同源染色体、联会、四分体,会计数染色体数目,识别同源染色体行为。
二、借助概念图,使复杂的知识简单化
概念图在表达逻辑关系和推理方面发挥着很好的作用。它也是一种多线程的流程图,表达由起点到终点的事务发展过程和推理过程,结果可能是一种或多种。概念图作为一种教学的工具,它能够构造一个清晰的知识网络,为教师的教学和学生的学习提供便利。
对有些比较抽象的知识,学生学习不容易抓住重点,理解也较困难时,教师可以引导学生抓住关键词,并通过概念图的方式把关键词联系起来,把一连串的枯燥的文字编写成有逻辑性的、高度组织的、容易记忆的图,这样有利于使复杂的知识简单化,也有利于学生对知识的建构。例如,学生在刚开始学习“蛋白质”时,由于知识点多,理不清氨基酸、多肽、蛋白质的关系,也不清楚蛋白质结构和功能的关系,为此可引导学生绘制蛋白质概念图(下页图2),把元素组成、基本单位、蛋白质结构和蛋白质功能联系起来,较清晰地显示蛋白质结构多样性与其功能多样性的关系。学生通过概念图可较轻松地掌握相关的内容。
三、借助概念图,使模糊的知识清晰化
高三生物学复习中,经常发现有些学生对一些相近的概念混为一谈,如对原生质体和原生质层,细胞液和细胞外液、细胞内液,ATP、DNA、RNA和核苷酸中A的含义,磷脂双分子层数、磷脂分子层数、生物膜层数,扩散作用和渗透作用的概念,脱氧核苷酸、脱氧核糖核酸、基因、染色体等的概念就较易混淆,教师一定要重新设计教学思路,引领学生在新情境中,利用已有知识通过新的思维角度进行分析、推理,形成正确的判断。此时也可借助概念图,引导学生对以往的知识进行重新的组合与加工,对相关概念进行对比、归类,找出知识点之间的内在联系,使模糊的知识清晰化。例如,通过概念图(图3)把脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体等相关概念联系起来,易于学生区分理解。
四、借助思维导图,使孤立的知识系统化
基于思维导图的学习过程很好地体现了建构主义学习理论的理念,对教育教学具有积极影响。在复习课上,经常发现有些学生掌握的知识很琐碎,头脑中不能形成完整的知识体系,这也就导致了他们在解题应用时总是顾此失彼不能回答完整。思维导图作为一种有效的图式工具,能够促进灵感的产生和发散思维的形成,有助于学生将新旧知识联系起来,将所学的知识系统化,提高学习和记忆的效果,并促进思维的发展。例如,复习“细胞膜”时,教师可与学生共同绘制思维导图(图4)。主题中心是细胞膜,主干分支是结构、功能、物质跨膜运输方式和跨膜运输实例,将细胞膜这一内容整合成完整的知识体系。在高三二轮复习时,还可进一步与细胞工程联系起来,丰满该图。
五、借助图表,使内在的知识外显化
关键词:探究式教学模式;数据库设计;反馈检查;探究创新
0 引言
数据库系统是计算机系统的重要组成部分,是企业、机构、互联网乃至整个信息社会赖以运转的基础。数据库理论与技术教育已成为现代计算机科学和相关学科教育的核心部分。因此,数据库系统原理课程是高校计算机及相关专业的必修课程。该课程要求培养学生具有较强的数据抽象和数据建模能力,即具有较强的数据库设计和应用开发能力。
数据库设计的核心是在不同的抽象级别上通过不同的数据模型对现实世界中应用功能的数据需求进行建模,分析应用功能的数据需求,表达数据及数据之间联系语义、数据操作和数据完整性约束,实现从现实世界到信息世界、信息世界到逻辑机器世界、逻辑机器世界到物理机器世界的逐步转换。这就要求在教学过程中师生积极交流互动,共同探索、共同发展,使学生能够通过自己的知识储备,结合教师的引导,探究和解决学习过程中产生的一系列问题,从而充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。
1 探究式教学模式
靳玉乐在《探究教学的学习与辅导》一书中将探究式教学模式定义为:在探究教学理论的指导下,在探究教学实验经验的基础上,为发展学生的探究能力,培养其科学态度及精神,按卡模式分析等方法建构起来的一种教学活动结构和策略体系。因此,我们可以认为探究式教学在实质上是一种科学模拟性的研究活动。它主要包含两个方面:一是教师作为探究式教学的主导,要为学生设置探究学习的情境,营造探究的氛围,给学生提供必要的帮助和指导,使学生在探究中明确方向;二是学生作为探究式教学的主体,要有真正独立探究的机会和愿望,能明确教师提出的探究目标,掌握探究的正确方法,开拓探究的思路,进而培养学生的创造性思维和创新能力,学会科学学习,为终身学习奠定基础。
为此,教师可以有意识、有步骤、有指导地促进学生独立自主地发现问题、分析问题与解决问题,进而促进学生知识的掌握、能力的发挥、探索与创新能力的培养。探究式学习过程前需要进行有理论指导的假设,在学习实践过程中要进行有逻辑和批判性的思考,促进多元化教育教学目标的最终实现。
2 探究式教学在数据库设计中的实施方案
数据库设计是根据各种应用处理的要求、硬件环境及操作系统的特性等,将现实世界中的数据进行合理组织,并利用已有的数据库管理系统来建立数据库系统的过程。具体地说,是对于一个给定的应用环境,构造出最优的数据库逻辑模式和物理模式,并以此来建立数据库及其应用系统,使之能够有效地存储和管理数据,满足用户的信息要求和处理要求。
在数据库设计教学过程中,我们主要通过“创设情境、设疑激趣,提出问题、分析需求,设计模型、分析论证,反思评价、表达交流”4个环节进行探究式教学方法的探索与实践,并以网上书店系统的数据库设计为例,探讨探究式的教学手段和教学方法。
2.1 创设情境、设疑激趣
数据库设计的第1个阶段是需求分析,教师应创设与数据库设计选题相关的业务情境、问题情境等,把要探究的问题蕴含在各种情境之中。因此,这一阶段采用创设情境、设疑激趣的探究方法,其教学目的是:结合实际业务背景,了解并分析系统功能和业务流程。
这个阶段的教学手段和教学方法具体如下:
(1)利用现实的网络资源导入案例,创设相近的业务情境。将学生分为若干小组,利用课前空余时间分别登录卓越亚马逊网、当当图书、京东商城图书、99网上书城、中国图书网等网站,每个小组实际完成一个网上购书的业务流程。
(2)在实际网上购书的业务情境中,启发各组学生在执行购物的过程中认真分析该系统的主要功能及业务流程。
(3)各小组学生对购书平台的功能进行信息收集、整理和分析,并讨论不同购书平台在系统功能、业务流程等方面的差异。
(4)分析并总结一个网上购书系统的主要业务流程和功能需求。
为了进一步激发学生对数据库设计的兴趣,教师应当结合系统功能启发学生学会巧思设疑。例如,网上购书系统中的书(商品)从哪里来的?如何存放?客户下单后如何完成配送工作?如何跟踪订单状态?订单状态如何变化?
上述探究方法能够为学生设置探究学习的情境,营造探究氛围,充分激发学生学习的兴趣,引导学生带着疑问去分析网上书店的主要业务流程并归纳出所开发系统的具体功能需求。
2.2 提出问题、分析需求
数据库设计第2个阶段的探究方法是通过提出问题,进而分析系统需求。因此,该阶段的教学目的是提出问题并引导学生思考:①业务流程和系统功能的实现要依靠数据需求和业务规则来支持;②不同的业务流程和系统功能,它们的数据需求、业务规则和性能需求也是不一样的。
这个阶段的教学手段和教学方法具体如下:
(1)依托江西财经大学毕博网络教学平台(http:∥/webapps/login/),在数据库系统原理课程的教学网站中开设讨论版,教师或学生均可以自由地提出问题或就某个问题进行探讨。
(2)教师可以抛砖引玉,提出学生没有关注或不能发现的问题,以此激发学生发现问题、提出问题的探究意识,如配送单的图书从何而来,配送后如何跟踪订单状态。
(3)引导学生结合业务情境并联系实际需求,探讨更为科学合理的数据需求、业务规则和性能需求。
(4)以订单生成与订单受理业务为例,分析其主要数据需求和业务规则。
(5)当系统功能或业务流程发生变化时,数据需求、业务规则或性能需求等如何修改才能满足这些变化的要求。
上述方法可以引导学生根据系统功能需求和业务流程,分析数据管理的业务规则和约束条件,提升学生独立思考、互相研究的能力,帮助学生在认知、讨论、理解问题的过程中学习并形成自己的知识。
2.3 设计模型、分析论证
数据库设计第3个阶段的探究方法是设计模型、分析论证,教学目的是在分析系统的数据需求、业务规则和约束条件的基础上,学生根据自己对问题的理解和已掌握的知识,提出解决问题的方案,设计概念模型、逻辑模型和物理模型,并通过团队讨论、理论分析、实验验证等方法进行分析论证,提高学生的分析探究能力和模型设计能力。
这个阶段的教学手段和教学方法具体如下:
(1)根据需求分析设计合理的概念模型,主要完成如下任务:
①定义实体集及属性、实体集的主码,用E-R图及数据字典描述被建模的实体集。
②定义联系集及属性、联系集的主码、联系的映射基数及参与约束、实体的角色,用E-R图描述被建模的联系集。
③分析初步E-R图中是否存在依赖约束、多值联系。
④利用扩展E-R特征对对象进行分类及聚合。
(2)设计订单生成业务的概念模型,如图l所示。
该E-R模型存在如下问题:
①当一个会员订购同一图书多次时,会员与图书之间是多值联系,导致主码值不能唯一,这违背了E-R模型关于联系集主码的确定原则。
②可能导致大量数据冗余,如订购业务中由于一次可以购买多种商品,导致订购日期、订单总金额等数据出现冗余。
为了解决这些问题,可以将上述多对多的多值依赖联系抽象为派生实体订单,并建立订单与图书之间、订单与会员之间的联系。为此,我们重新分析概念模型的设计方案,如图2所示。
(3)通过团队讨论、理论分析等不同方法,对概念模型进行进一步的分析论证。
①对照需求分析规格说明书,检查E-R模型,看其是否包含了所有数据、能否满足所有功能需求等。
②分析所建概念模型是否合理?如是否表达了正确的业务处理信息,是否需要一单多送,是否需要图书出库管理。
(4)逻辑模型设计。E-R模型是对现实世界的抽象,若要被关系数据库所接受,必须将E-R模型转化为关系数据库所支持的逻辑模式。
(5)物理模型设计。考虑数据库要支持的负载和应用需求,为逻辑数据库选取一个最适合现实应用的物理结构,主要包括数据存储结构和数据存取路径等。
上述探究方法可以帮助学生重点掌握数据库各种模型设计的一般方法,指出数据库模型设计的优点和不足,并给出改进的方法和措施,从正反两方面帮助学生加深对数据库设计理论的理解和认识,提高数据库分析和设计的能力。
2.4 反思评价、表达交流
数据库设计探究式教学的第4个阶段是反思评价、表达交流,其教学目的是教师安排每个小组对已经设计好的概念模型、逻辑模型、物理模型等进行反思评价。
这个阶段的教学手段和教学方法具体如下:
(1)每一个阶段结束后,组织学生对设计的模型进行自评和互评。即使各阶段设计的模型能够基本包含网上购书系统的功能需求及数据需求、业务规则、数据约束等要求,但经过小组自评和互评,仍然可以进一步发现考虑不够深入、脱离现实需求等问题。这就需要将相关功能进行扩充或修改,以满足现实业务要求。
(2)在自评和互评过程中,教师或学生对设计的模型质疑,设计人员解答,然后进一步探讨。如当数据约束条件不能在E-R模型中完整地表达时,可以考虑用触发器来帮助实现关系的完整性定义。
(3)教师需要对每个小组的设计过程、设计结果、答辩等各个教学环节进行客观公正的评价,及时指出学生在数据库设计过程中出现的问题,并对学生的学习情况作出一个概括性的评价。
上述探究式教学方法可以引导学生对自己的模型设计、理解程度、思维过程等方面自我认识、自我评价以及对自己学习进度自我监控,达到提高学生的表达交流能力,促使学生养成批判性思维的教学效果。
3 数据库设计的反馈检查
由于数据库设计不是一蹴而就的,还需要对数据库设计的各个环节进行反馈检查:一方面,对照前一阶段的要求检查在后一阶段的设计中是否全部实现了;另一方面,通过后一阶段的设计也能发现前一阶段设计工作的不足。因此,数据库设计是一个反复的过程,结合探究式教学实施的4个阶段和数据库设计的反馈检查工作,构造基于探究式教学模式的整个数据库设计教学实施流程,如图3所示。
图3中,实线部分表示探究式教学实施的各个阶段及每个阶段数据库设计的主要任务;虚线部分表示各个阶段可能出现的反馈检查任务。主要反馈检查任务包括:当系统功能或业务流程发生变化时,数据需求、业务需求和性能需求都可能发生变化;若数据需求和业务规则发生变化,则概念模型、逻辑模型、物理模型也应作相应修改;当然,概念设计的不同也同样会导致逻辑设计和物理设计的变化。总之,在数据库设计的各个阶段及其各项设计步骤中都可能根据实际应用功能和需求的变化经过不断的反思评价和反馈检查得到进一步的改进和完善。
3.1 系统功能、业务流程的改变
网上书店系统的系统功能因实际应用需求的变化,可能导致业务流程也必须相应改变,从而使数据需求、业务规则和性能需求也要相应改变。
例如,业务处理中关于订单配送的流程变为:会员可以根据需要将一个订单进行拆分配送,或根据所订购图书的库存情况而选择自动拆分配送,即一个订单可以有多个配送单来完成图书配送业务。那么,主要业务流程应增加配送设置与图书配送业务,系统功能部分可以增加配送管理功能和配送公司管理功能。因此,数据需求和业务规则也应相应改变为:
①会员在生成订单后需要进一步进行配送设置,包括填写配送信息,定义配送明细,同时还需要选择如果一个配送单中的所有图书不是同时有货,是否需要自动拆送。
②每张配送单要求记录下列信息:配送单号、配送日期、是否拆送、发票编号、配送状态、配送信息(收货人、送货地址、邮政编码、联系电话等)和配送明细(ISBN、书名、配送数量等)。
③配送状态用于记录该配送单的当前配送状态:未发货、已发货、已送到等。订单中的订单状态记录了该订单的当前处理情况:未审核、退回、已审核、已部分配送、已全部配送、已处理结束等。
④订单明细的配送状态记录了该图书的当前配送情况:未配送、已部分配送、已全部配送等。
⑤当订单中的某种图书全部送到后,要更新该图书的配送状态为“已全部送到”。当订单内全部图书的配送状态为“已全部送到”时,则更新该订单的订单状态为“已处理结束”。
⑥一个配送单只能由一个配送公司进行配送(不同配送单可以由不同配送公司配送);一个配送公司可以承接多次配送业务。
3.2 数据需求、业务规则的改变
南于支持系统功能和业务流程的数据需求、业务规则发生变化,其对应的概念模型也可能改变,从而逻辑模型、物理模型会相应变化:
①伴随着配送设置会生成配送单和配送明细。
②配送单是依附于订单的,可将配送单建模为订单的弱实体集,属性有配送单号、收货人、送货地址、邮政编码、联系电话、发票编号、是否拆送等,配送单号为部分码,是否拆送为新增属性。
③订单实体集与配送单弱实体集之间存在一对多的包含标识联系集。
④配送单弱实体集与图书实体集之间存在多对多的图书配送(即配送明细)联系集,联系属性有配送数量。
⑤在配送单弱实体集与职员实体集之间存在多对一的分派联系集;在配送单弱实体集与配送公司实体集之间存在多对一的配送联系集,联系属性有配送日期、配送状态。
实践表明,采用探究式教学模式的教学效果较以前有很大的改进。学生通过基于探究式教学的数据库设计学习,获得了极大的成就感和数据库应用系统设计与开发的信心。在反思评价及反馈检查过程中,很多学生感觉学习印象深刻、收获很大,尤其是教师对不同概念模型的设计与分析论证方法,让学生从不同角度深刻理解了数据库设计的基本原则和方法,从而加深了学生对抽象理论的理解和认识,提高了数据库分析和设计的能力。
4 结语
在实际教学过程中,教师应利用现代信息技术设置各种情景,精心设计有助于学生开拓思维能力的导学问题,采用启发式、讨论式、参与式等多种教学方法引导学生的学习和探究,在设疑、启发、讨论和反思过程中逐步培养学生探究创新的意识和能力。
参考文献:
[1]靳玉乐探究教学的学习与辅导[M].北京:中国人事出版社,2002:24-25.
[2]贾娟.浅析探究式学习对于提升高校美术教学效果的重要意义[J].教学研究,2011(8):60.
[3]万常选,廖国琼,吴京慧,等.数据库系统原理与设计[M].2版.北京:清华大学出版社,2012:182-185.
[关键词]学习方法能力 高职学生 范畴教学法 范畴内涵 范畴术语
[作者简介]周长春(1964- ),男,重庆人,重庆三峡职业学院经济贸易系,教授,研究方向为农业经济与职业教育。(重庆 404155)童洪志(1978- ),男,江西九江人,重庆大学经济与工商行政管理学院在读博士,讲师,研究方向为教育经济与学校教育管理。(重庆 400044)
[基金项目]本文系重庆市2009年人文社会科学基金项目“基于高职学生方法能力的范畴教学法机制与模式研究”的研究成果之一。(项目编号:09SKS18,项目负责人:周长春)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)03-0145-03
一、范畴教学法相关研究回顾
学习方法能力是高职毕业生适应风云变幻的经济社会和求得自身全面发展的客观需要。《国家中长期教育改革发展规划纲要》明确指出:坚持以人为本、全面实施素质教育是教育改革发展的战略主题。高职教育培养高端技能人才,迫切需要教学法改革。劳耐尔的职业能力理论认为综合职业能力包括三要素,其中的方法能力特别是学习方法能力是其他两种能力的基础和要素,是一种根本能力。目前高职学生能力培养实践的核心在于专业能力,对高职学生根本性方法能力的培养忽略、定位不准、理论研究与改革实践等方面的问题是其突出表现,现有高职课程体系中也少有专门的方法类课程和相应教学内容,这是导致高职学生丧失抽象思维基础、方法能力和迁移能力低下的重要原因。徐维凡认为教学方法创新是提高教学质量的突破口。研究高职范畴教学法能有效强化师生方法能力意识,对推进课程体系、教学内容、教学方法改革,提高思维素质,为其他素质教育奠定基础,形成知识的迁移能力,培养学生的创造态度和创造能力,提高高职师生教学能力和效果等都有着积极意义。克拉夫基的范畴教育理论分析了范畴教育的原则、实现途径、教师备课五要素等,张智、周长春等就范畴教学法作了些初步思考,汤红明等分析了概念的教学方法,彭德林认为概念教学法是现在我国高校哲学原理教学采用的基本教学方法,这些相关或类似研究为范畴教学法的后续探讨提供了有益的借鉴,同时,从中也可发现范畴教育理论也未就范畴教学法的具体操作作较为细致的论述,概念获得模式尚未涉及范畴及其在教学活动中的运用,从而为方法能力导向的高职范畴教学法操作流程的思考提供了一定空间。通过该研究,试图构建旨在大幅提高高职学生思维能力和学习方法能力的高职范畴教学法操作流程。
二、高职范畴教学法操作流程的理论借鉴
在该探讨中,范畴是指高职教育的课程范畴。该探讨的直接理论基础是德国教育家沃尔夫冈・克拉夫基的范畴教育理论,主要包括教学内容的基本性原则、基础性原则和范例性原则,促进学生主动性原则,范例教学的实现途径,教师备课五要素等。另一理论基础是布鲁纳、古德诺、奥斯汀在思维研究基础上的概念获得模式理论,概念获得模式的主要流程包括呈现材料、提出假设、验证假设、定义命名、总结思维策略等。
三、高职范畴教学法操作流程
(一)高职范畴教学法概念
高职范畴教学法是指基于人本主义教育思想和个性发展为主要教育目标,在高职教学过程中,通过科学掌握课程范畴,以高效习得命题、原理、规律、技能和提高高职教师施教能力及高职学生科学思维、独立学习能力、有效运用其他教学方法的教学方法。高职范畴教学法的主要特征是从高职课程的根基上进行教学切入,高职范畴教学法是其他高职教学法的基础。据其运用主体,高职范畴教学法分为两种,即高职教师角度上的高职范畴施教法和高职学生角度上的高职范畴学习法;据其在高职教学中的作用,高职范畴教学法也可分为两种,即高职师生习得课程范畴的高职范畴教学法――范畴习得高职范畴教学法和高职师生运用已掌握的课程范畴进行后续关联内容教学的高职范畴教学法――范畴运用高职范畴教学法。
(二)高职范畴教学法的操作程序
范畴教学法的操作程序包括学习掌握课程范畴的程序和运用已掌握范畴发展认知结构的程序,其中,前者是本研究的主体部分。
1.引入先行组织者,获得新知生长点。先行组织者是现有认知结构中的既有材料。引入先行组织者,就能为将学习的新知识准确地找到生长点。奥苏贝尔在其代表性论著《教育心理学――认知观点》扉页中用特大号字表述:“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话,那么,我将一言以蔽之曰:影响学习的唯一最重要因素就是学习者已经知道了什么。要探明这一点,并应据此进行教学。”如“农业”和“结构”两个先行组织者,两者的内涵就是新知“农业结构”内涵的生长点。
2.创设教学情境,导出范畴问题。根据课程特点、教学目标、教学内容、高职学生既有图式等,创设生动、形象、感性,利于激发高职学生学习动机的教学情境。创设教学情境的目的主要为了激发高职学生的学习动机,为同化和顺应新知识提供生长点,促进意义建构。教学情境要以有感染力的真实事件或真实问题为基础,同高职学生经验契合。一切教学问题都根源于课程结构的基础即各种课程范畴,因此,应在激起高职学生学习动机的基础上,实时引出教学中应解决的范畴性问题。同时,要明示学生通过这些问题的分析解决,必须达到的直接学习目标和多元价值,从而反过来进一步强化学生学习动机。教学问题的设置应处于高职学生最近发展区。
3.范畴的形式识别。范畴是人类思维的最基本形式,是同一概念体系中的本源,是理论体系的基础。若课程中某一概念没有相应的上位概念,则该概念就是课程范畴。范畴的内涵形式,一般采用“术语+是……”“术语+是指……”“……称为+术语”“……谓之+术语”的常用句式,其中的术语是从形式上明确的范畴。范畴内涵的本质即上述省略号所代表的内容对事物的“性质、发生、关系或功能”的描述。范畴的内涵、特征和外延,三位一体,统一于范畴,构成范畴这一本源概念的逻辑要素。在学科体系课程中,范畴的文本位置一般存在于章节标题中,范畴的内涵描述一般位于标题下的首段首句,少有置于首段中间或首段末尾,更少置于后续段落中。
4.范畴术语的结构分解。首先,分解范畴术语,得到术语成分。范畴术语大多是复合词,对其进行分解是可能的,也是有效学习范畴的重要方法。如农业经济学课程中“农业结构”就是本课程的一个重要范畴术语,对其可分解为“农业”与“结构”两个部分。在不同的学习背景中,重点分析的术语成分也不同。若高职学生原有认知结构中,既无“农业”也无“结构”等认知因素,则重点分析成分包括“农业”和“结构”;若已有“农业”而无“结构”认知因素,则重点分析“结构”;其余类推。其次,分解范畴内涵,得到内涵因素。将范畴内涵分解为若干因素,顺次、对应、相对独立地分别剖析范畴的内涵因素。
5.确立范畴内涵要素。首先,明确范畴内涵中的全部构成因素。其次,明确有些因素是内涵中的核心或关键因素,它们对范畴的内涵和范畴内涵所指称事物的本质属性起着决定性的作用,而其他因素则不然。确立范畴要素就是要在范畴内涵的各个因素中找出决定范畴内涵的主要因素,对范畴内涵的构成要素给予高度的针对性注意或选择性知觉。确立范畴内涵要素的方法是将范畴内涵各因素的意义与范畴术语各成分的意义进行匹配,其意义和范畴术语成分的意义对应相同的范畴内涵因素一定是范畴内涵的要素。如“事物内部各组成部分之间的内在联系和比例关系”中的“组分”“联系”“比例”三个内涵因素是“结构”这一范畴内涵表述中的三个要素。
6.整合范畴内涵要素。范畴内涵是其要素的综合体,其要素在被分析时是相对孤立的,得出的结果不可能是范畴所欲表达的意义和所欲指称的事物。只有对分解、确立的范畴内涵要素进行整合才能形成范畴内涵,才能反映一个其各要素之间有机联系的范畴内涵所指称的事物。正如将高职学生已有“农业”与“结构”两个先行组织者的内涵进行综合就可轻易发现、建构、生成新知识“农业结构”的内涵;如果高职学生只有农业内涵图式,则着重加工新知识农业结构中的结构;余可类推。这就是迁移,就是创新,尽管这种创新是一种类创新,这种能力的培养就是创新能力的培养。在这一整合过程中,所用到的主要而具体的方法是奥苏贝尔先行组织者加工法、逻辑方法和综合方法。
7.兼顾内涵前提条件。由于所有范畴类似于所有规律,它所反映的是有限事物之间的联系,而这些互相联系的事物同其他事物也是互相联系的,其他事物是“这些互相联系的事物”所构成的范畴赖以存在的前提条件,所以,在研究某一范畴即其所涉事物的联系时,就无法同时考虑该范畴所涉事物同其他事物之间的联系。在此情况下,就只得设定范畴研究的一定前提条件,否则,范畴的科学性、普适性就会难以保证。如“生产可能性曲线”范畴的内涵成立至少就有四个前提条件,否则生产可能性曲线就不能成立。
8.匹配范畴术语成分与范畴内涵要素。抽取组合范畴内涵中的关键字、词,并将它们同范畴术语中的同义成分匹配,发现它们之间意义上的同一关系。如将范畴“农业结构”内涵中的“自然力、生理机制、劳动调节、生命过程、生产产品、事业”与“农业结构”术语中的“农业”匹配,将其中的“组分、联系与比例”与“农业结构”术语中的“结构”匹配。农业是结构化的农业,结构是基于农业的结构。这种匹配整合紧密联结了范畴内涵与范畴语词,使词义一体;紧密联系了范畴内涵同范畴术语各成分,当知觉到某一范畴术语时,就能自然引起对范畴内涵要素的联想,而不必机械记忆;整合了范畴内部各个因素;促使高职学生思考对内涵的概括命名为什么用此术语而不用彼术语,真正明白内涵释义与范畴术语意义之间的本质联系。
9.范例助学范畴。范例是在运用范畴教学法过程中,引入的辅助高职学生同化或顺应范畴可以仿效并符合高职学生经验,适合学生现有能力并能使新知识即范畴纳入其既有认知结构的典范性事例或模板。范例引入的理论依据是陶行知的生活即教育,该操作是为了使高职学生在其现有认知结构中找到新知识的固着点,使新知识与既有认知结构能够有意义地联系起来。引入的教学范例应结构要素完整,能全面例解课程范畴。异于教学情境,范例的作用在于帮助高职学生解决范畴问题,掌握教学内容,达成教学目标。为此,其内容和结构需要同范畴问题的内容和结构保持高度的一致性。引入范例助学范畴等这个环节也可紧置于引入先行者之后。
10.明确范畴的特征和外延。范畴特征是指范畴所反映事物特有属性所表露出来的心理迹象,它是界定事物的内涵中的事物之本质或特有属性。事物特征包括本质特征和区别特征。事物特征存在于界定事物的内涵之中,一般可借助对比的方法从反映事物的范畴内涵中获得。掌握范畴所指称事物的特征,有利于高职学生准确确认事物,有效避免事物之间的混淆,在学习和工作中准确地把握目标、交流沟通和有效操作。明确范畴的外延就是要明确范畴所适用的范围,范畴外延的常见表达式为“范畴包括……”或“根据……不同,可将范畴划分为……”,明确范畴的外延对于后续学习中分析、综合等方法的有效运用和创造性学习具有不可替代的作用。
11.总结范畴教学法思维策略。在获得了正确范畴以后,教师引导学生对范畴习得的过程进行总结,总结他们是如何发现范畴的特征的,如何对范畴进行假设的,又是如何证实假设的,然后得出习得范畴的有效思维策略。
四、结语与展望
概念是思维的起点和结果。人类思维的运作过程就是不断地运用概念作出判断,进行推理,从而取得新的认识的过程。目前,高职教育供给同高职教育需求存在较为严重的矛盾,表现之一是高职毕业生要适应瞬息万变的经济社会、求得自身全面发展的需要,就必须具备较高的素质和能力,特别是思维素质、学习方法能力。不证自明,在高职学校现有主流教育思想、教学方法和教学内容下所提供的高职教育是无法真正有效培养高职学生的思维素质、独立且有效的学习方法能力的。高职范畴教学法可在一定区域内,对现有高职教育教学法等所引致的高职教育供求矛盾起到一定的缓和作用。另外,学习方法能力导向的高职范畴教学法操作流程中的一个重要环节――高职范畴教学法效果评价、高职范畴教学法实施的资源条件等,都有必要进行后续专题研究。
[参考文献]
[1]车文博.当代西方心理学新词典[M].长春:吉林人民出版社,2001.
[2]郭彩琴.逻辑学教程[M].北京:北京大学出版社,2007.
[3]姜大源,吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2007.
[4]林自强.高校思想政治理论课教学方法创新研讨会暨上海大学首届“思政论坛”综述[J].思想理论教育导刊,2011(5).
[5]彭德林.在概念教学法的背后[J].理论界,2008(12).
[6]孙鼎国,王杰.西方思想3000年[M].北京:九州图书出版社,1998.
[7]汤红明,邓维秀,赵杰,等.医学免疫学基本概念教学法初探[J].山西医科大学学报:基础医学教育,2005(3).
[8]吴锵.思维素质与概念教学法[J].安徽工业大学学报,2001(3).
[9]杨永萍.概念获得模式在《现代汉语》教学中的运用[J].语文教研,2008(22).
[10]周长春,钟洪燕.基于高职学生方法能力的范畴教学法实践探索[J].湖北函授大学学报,2012(3).
关键词:数学方法 教学难点 基本结构
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1674-2117(2014)16-0-01
1 学情分析
高一年级学生经过9年的数学课程学习,具备了一定的基于数学方法的解题能力,有了一定的算法基础,但缺乏对算法的较系统的概念认知,对算法没有较深入的理解。针对教材提出的教学目标,本模块教学的难点在于:①如何使学生对有一定了解的算法学习产生兴趣,为后续学习做好铺垫;②如何让学生进一步了解算法的多样性,培养其思考问题的习惯,并能对算法做出简单的评价;③如何使学生知晓本学科的基本结构及各子模块之间的相互关系。
2 教材分析
(1)教材通过“实践”活动,请学生回忆数学课中学过的算法,并谈谈自己对算法的理解。在对普通高中阶段的课程进行整体规划时,《数学3(必修)》为《算法与程序设计(选修)》模块的先行课,但实际的教学实施过程是《算法与程序设计(选修)》在先,《数学3(必修)》在后。基于教学实际,不能从“实践”活动引入课题,且“实践”活动的内容也不能抓住学生的思维,引起学生进行深入思考。
(2)教材通过“算法是程序设计的灵魂”、“算法+数据结构=程序”来说明算法在计算机程序设计中的重要作用,但是对于刚刚知晓了“算法是解决问题的方法和步骤”的学生来讲,并不能单单只从这些文字性的说明就能理解个中缘由。
(3)巩固练习中所给出的“实践”活动有:求解水仙花数、凯撒密文的加密原理、桌面小时钟问题。水仙花数问题在程序结构上属于循环结构,且基于学生现有的算法水平不能进行多样化的设计,只能在算法描述方法上起到一定的巩固作用。凯撒加密原理需要给学生补充ASCII码的知识内容,且学生不了解“字符”数据类型的相关知识,用自然语言对“PROGRAM”字符串进行密文转换难度太大,实践活动的目标很难达成。桌面小时钟程序给出的是分支结构的流程图,程序实现时仅用了一条简单的时钟状态转换语句,且程序代码由多个子过程组成,对于教学难点的突破没有帮助,且易使学生在学习伊始就感受到阻力。
3 教学设计
3.1 教学目标
3.1.1 知识与技能目标:(1)理解什么是算法,体会算法的多样性;(2)能够对设计的算法做出简单的评价。
3.1.2 方法与过程目标:通过了解常用的算法描述方法,让学生学会用自然语言、流程图来描述算法,帮助学生建立算法思维模式。
3.1.3 情感态度与价值观目标:(1)提高学生学习兴趣,提高求知欲;(2)培养学生乐于发现、积极思考的学习态度;(3)培养学生独立思考的习惯,养成严谨的的思维习惯。
3.2 教学过程
3.2.1 实践活动――为培养算法思维创设环境
活动内容:求1+2+3+……+99+100的和活动1:请尝试用多种方法求解活动结果:高斯法、公式法、累加法、奇偶相加等活动目标:点题、引出概念――让学生明确学习任务学习内容:算法是解决问题的方法和步骤活动2:用文字形式表述解题步骤(分组活动)活动结果:
学习内容:
(1)自然语言描述方法;(2)对自然语言描述方法的优缺点形成清晰的认知。
活动结果:流程图描述方法直观清晰、通俗易懂。
活动目标:
(1)熟悉流程图的图例符号;(2)在熟悉问题算法的情形下学习流程图描述,用心体会流程图描述方法的优缺点;(3)掌握用流程图描述算法的方法。
3.2.2 小结――算法描述方法
(1)简介“伪代码描述方法”,引出计算机程序设计语言;(2)介绍课程体系结构,提升学生算法学习的认知水平,为学习兴趣的保持提供支撑;(3)对三种常用的算法描述方法进行小结,帮助学生梳理学习内容。
3.2.3 练习――强化知识点,提升教学目标达成效果
活动内容:求解100以内的完美数,要求设计算法并绘制流程图
活动结果:如何高效地解决问题是算法设计的核心。
活动目标:
(1)将学生的注意力由“描述方法”带回“算法思维”,将算法思维的学习引向深入。(2)强化对流程图图例符号的记忆,熟练掌握用流程图描述算法。
4 教学设计评析
4.1 小问题可以做大文章
(1)“求1+2+3+……+99+100的和”这个问题,对高一年级的学生来说再熟悉不过。刚看到题目时,很多学生就脱口说出答案“5050”,这使教学很自然地过渡到问题的求解方法,为后面引出课题做好伏笔。
(2)“用文字表述解题步骤”的活动,让学生在学习自然语言描述方法的同时,发现这一描述方法的不足,为后续学习流程图描述方法做好铺垫。使用自然语言描述算法时,不能只留停在方法上,需要进一步理清解题步骤,学生被引入算法学习的第二个环节。这一环节,让学生在了解算法多样性的基础上,将认知水平发展到“算法思想是否可以改进”。
(3)“发现”一个小问题可以使用多种求解方法,进而“接受”算法的概念。“发现”自然语言描述方法存在不足,进而“接受”流程图描述方法。(4) 选取学生熟悉的小问题进行实践活动,更利于凸显学习内容――算法的描述与设计。以一个简单易行的小问题为主线,使各个概念及知识点有序展开。与此同时,小问题的多种解决方案突出了算法设计的重要性,将学生的学习从了解提高到理解的层次。
4.2 强化环节有针对性,巩固的同时做提升
学生通过实践活动完成了算法学习的第一环节――熟悉概念,且通过算法描述方法的学习对算法思想有了一定的认识,具备了进入第二环节的学习条件。算法学习的第二环节,要使学生在巩固之前学习的同时有所深入,将学生对算法的认识从“具有多样性”的初级水平提升到“完美”级别,让学生认识到“如何高效的解决问题是算法研究的核心”。
【关键词】初中科学;教学模式;教学设计
从目前的情况看,初中科学教学理论已经较为完善,关于各个教学理论的运用,也有了较为广泛的研究。事实上,无论采取何种教学理念,采取何种教学方式,最终的目标都是一致的。即将素质教育贯穿与整个教学的本身,让学生在各种教学方式之下,获得知识,更实现自身学习能力的提升。因此,笔者将在下文结合不同的教学内容,对几种常用的教学模式进行相应的论述。
一、以体现认识过程为主的教学模式
对初中学生而言,在学习科学这门学科的过程中,首先要解决的就是对科学的认知问题。因此,在初中科学的教学过程中,如何让学生从不同的观点和角度,认识科学,掌握科学的基本概念,就显得至关重要了。
因此,在以“概念”认识为主的教学中,教学的具体工作就可以分为两个方面:首先是实现知识的结构化;其次是让学生在原有的知识结构上,建构新的知识网络,实现认知的系统化和具象化。
其实,所谓的知识结构化,反应在具体的教学中,又可以分为多个方面。比如说,在科学概念的教学中,如果能够应用直观的观察,让学生直接获得具体概念,那么,初中科学教师就需要尽可能的利用现有条件,让学生从具体事例中完成整个概念的建构,即通过对各种事物和现象的比较、归纳,最终找到同类事物共同特征,最终完成“概念形成”的目标。例如,对“升华”的概念,可通过樟脑丸消失和碘受热等实验进行教学,让学生在具体事物和现象的比较中,准确的把握概念的本质。
但是,如果碰到只能通过定义才能获得的概念,那么教师就不能一成不变,按照原来的教学模式组织教学,而是需要通过学生原有的认知结构,来理解新概念,最终通过相应的知识架构,顺利完成“概念同化”的目标。
例如,完成光合作用和蒸腾作用的教学后,教师可以通过更系统的知识架构,让学生直观、清晰的认识到植物对环境的影响。具体而言,可以形成以下概念图。
光合作用与植物对环境的影响概念图
(必要时可在连接线上注明关系,如“需要”、“利用”等)
二、以动作技能教学为主的模式
在素质教育理念下,提升学生的动手能力是教师教学的重点。而作为科学入门课程,初中科学课程具有培养学生动手能力,增加学生动作技能的特点。事实上,技能是知识学习的基础,也是能力发展的基础,学生自身的学习能力和综合素养,都是在动手操作能力之上实现提升的。
因此,初中科学教师,在教学中就必须要注重对学生动手能力,动作技能的指导。而要做到这一点,需要在教学中通过系统的教学步骤来实现。正如加涅在《学习的条件与教学论》中所言,动作技能的获得需要言语的指导、图片展示、动作演示、练习、反馈等五个外部条件。
落实到具体的教学环节中,就需要把教学的过程分为三个阶段。
(1)认知阶段,即教师根据相关流程,对学生进行操作知识和注意事项的培训;
(2)分解阶段,即教师需要根据教学的内容和学生的学习能力,将整个流程划分为多个动作,让学生在分解流程中分步骤学习;
(3)定位阶段,即在学生掌握分阶段技能的基础上,让学生将所有的步骤连接起来,最终在教师的示范和指导下,完成整个学生的过程。
比如说,在“过滤”操作技能的教学中,教学的基本步骤应该为:讲解将器具安装、滤纸折叠将安放、液体倾倒等动作按顺序演示,同时要求学生模仿练习让学生在练习中将自己的操作与老师的演示,或者是其他小组及同学的操作进行比较,形成一定的结论教师针对学生练习中出现的问题,进行集中处理,并有针对性的进行矫正学生最终能够自己全程操作。
三、以体现探究过程为主的模式
其实,探究教学在现代教育中已经广泛运用,而事实也证明,这种教学方式是适用于素质教育的,也取得了相对较好的成果。但是,关于何种探究教学,更能够体现学生的学习能力和探究能力,我们还需要进行更多的思考。
例如,在“平面镜成像”的实验教学中,我们可以设置2中探究模式:
1.推理性探究的设计思路。(1)演示平面镜成像的实验,接着让学生就平面镜成像的规律进行总结讨论。(2)按照光的反射定律,让学生作出物体经平面镜反射的光路图。(3)按照画出的光路图,对像的位置和大小进行全面的解释。(4)最后得出结论。
2.实验式探究的设计思路。(1)提出问题:平面镜成像时,像的位置、大小与物体的位置、大小有的关系?(2)在确定变量的基础上,做出假设,即当物体移面镜时,像也随之向镜面移动,因此,像与物体距离镜面距离可能成正比;物体距镜面越远、像就越小,所以像的大小可能与距离成反比。(3)制订实验计划。(4)实施实验方案,即根据相应的试验计划,取点燃的蜡烛距玻璃板的不同距离,进行有针对性的反复实验。好记录,尤其是像的大小与蜡烛大小的关系。(5)分析论证,即根据试验结果,对假设进行论证。
事实证明,后一种探索模式,更符合素质教育的要求,所取得的教学效果更明显,学生的学习热情也更高。
四、结语
总而言之,在初中科学教学中,教学模式的运用至关重要,但是不是所有教学模式都适用所有的教学内容,教师需要根据教学内容,制定相应的教学目标,采取相应的教学模式,这样才能取得最佳的效果。
【参考文献】
[1]刘宝剑.初中教学“轻负担高质量”的典型调查《教研员的视角与思考》[M].浙江:浙江大学出版社,2007:9.
每每到学业水平考试复习,我们常常能看到这样的现象:或教师发教材重要语句的挖空练习让学生书上找答案,还美其名曰“引导学生回归教材”;或干脆教师坐讲台让学生自己背书;或简要地回顾和梳理原本的一些知识内容;或逐章逐节地发练习、讲练习;或采用深挖洞广积粮的策略;等等。对这样的复习,还有教师认为因为生物内容知识点多、记忆性强,复习的关键之一就是要让学生把已学的东西捡回来,回到课本、熟记教材。而学生普遍认为,上述的一些复习方式收效甚微,没有在复习中改进知识结构、纠正一些错误的认识,也没有获得解题技巧和复习方法的指导,越复习对生物的学习兴趣反倒越低。因此,探索复习方法,努力从低效的学习状态中走出来,提高复习教学成效,已经刻不容缓。解决问题的对策之一就是在复习过程中渗透学法指导。
二、强调学法指导的依据和意义
学法指导是学习方法指导的简称,它是指教育者在一定的条件下,通过一定的途径,采取一定的方式对学习者进行学习方法的传授、渗透、指导、训练,使学习者掌握科学的学习方法并能动地运用于自己的学习实践,进而形成自主学习能力的教育行为。它包含两个方面的含义:一是在具体的学习情境中引导学生掌握不同的学习方法;二是引导学生认识具体学习方法的适用范围,使学生能够针对具体的学习内容选择并运用恰当的学习方法。
新课程将“过程与方法”作为教学目标之一,新课程改革的显著特征是转变学习方式和方法。实施过程中强调教师要善于引导学生转变学习方式、改进学习方法,要改变接受学习、死记硬背、机械训练的现状。
教育心理学告诉我们,成功是诱发内部动机最强烈的因素。在教学中,教师要引导学生通过自身实践活动去感受知识,理解过程,掌握方法,把知识烙印在学生心中,让学生在教师的指导下,获得成功的体验。这样不但能增强学生的自信心,而且还能够激发学习的动机,培养学习兴趣,从而不断提高学习成效。
建构主义强调学习是一种历程,通过学生的参与和投入,使他们确确实实体验到知识的建构过程,体验到经验的完善,体验到自己认识的变化,因此在复习课堂中应注重过程与方法。
三、学考复习中进行学法指导的策略和实践
(一)建构概念图,梳理知识结构
案例1:学考《细胞的分子组成》复习
1.复习目标
根据高中生物学科学业水平考试的内容和要求。(详见《2014年浙江省普通高中学业水平考试标准》)
2.复习方法――建构概念图
概念图通常是将某一主题不同级别的有关概念置于圆圈或方框之中,然后用连线将相关概念和命题连接,连线上标明两个概念之间的意义关系,形成关于该主题的网络结构图。如细胞结构的概念图(图1)。
生物学科概念多,作概念图是一种有效的学习方法。在《细胞的分子组成》的复习课中的具体做法是:依次呈现图2、图3、图4、图5、图6,逐一展开相关内容。
(二)围绕一个主题,绘制思维导图
案例2:学考《光合色素》的复习
1.复习目标
根据高中生物学科学业水平考试的内容和要求。(详见《2014年浙江普通高中学业水平考试标准》)
2.复习方法――找出支点,绘制思维导图
在光合色素复习中笔者的具体做法是:先出示已经提取好的一管叶绿体色素提取液,然后围绕这管光合色素进行问题串教学:这是我昨天做的菠菜叶片叶绿体色素的提取液,提取的原理是什么?试管底部有什么现象?(有白色沉淀物)它们是什么物质?在提取过程中起什么作用?为什么提取液是绿色的?这里还有哪些种类的光合色素?分离的原理?在听课纸上画出分离后的示意图,标注色素带的位置和名称。如果在提供充足CO2的基础上,用白光照射色素提取液,能否进行光合作用?为什么?逐渐完善如图7所示的思维导图。
随后紧跟过程性评价练习:下列关于叶绿体色素提取与分离的描述中正确的是( )
A.提取叶绿体色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同
B.在滤纸条最上端的色素带是黄色的叶黄素
C.提取叶绿体色素过程中加入少量的CaCO3粉末的作用是保护叶绿素分子
D.在滤纸条上最宽的色素带是黄绿色的叶绿素
参考答案:C
上面的操作,我把它称之为“给我一个支点,我可以撬开一片生物天地”。
(三)应用科学思维方法,理顺内容的逻辑
案例3:学考《孟德尔定律》的复习
1.复习目标
根据高中生物学科学业水平考试的内容和要求。
2.复习方法
在《孟德尔定律》第一课时的总体复习中,围绕分离定律和自由组合定律的提出,以“假说―演绎法”这一科学思维方法的一般过程为线索,将相关内容按逻辑关系逐一呈现。如下表:
(四)围绕核心概念,绘制流程图
案例4:学考《细胞免疫》的复习
1.复习目标
根据高中生物学科学业水平考试的内容和要求。
2.复习方法
围绕细胞免疫这一核心概念,强调细胞免疫过程的流程图建构。教学中首先需要为学生建构细胞免疫流程图(图8)搭建脚手架,然后引导学生通过阅读教材中的文字和图解建构细胞免疫的过程,图9是建构完成后的细胞免疫的流程。
四、学生对以学法指导为主导的复习实践的评价
学生甲:我是一个不会复习也懒得复习的人,一直觉得上课时好好听就能记住。然而在学习生物时发现光听一遍并不能全部记住,在学考复习时要将章节单元梳理成框架,从一个聚焦点发散到多个知识点的复习方式虽然对于课本内容的熟悉程度要求很高,但的确经过一个月方法指导式的复习,坚持下来之后我对生物的学习有了新的认识,对课本内容开始有了系统性的了解,对于之后的复习也事半功倍了。这种引导和自主相结合的学习方式,值得尝试。