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时代在招唤,师范学校如何顺应时代的需要,培养出能够胜任小学教育教学工作的合格毕业生,是我们义不容辞的责任和历史使命。学校通过分析研究,制定了一系列改革方案和实施措施,加大加强对在校生的教育培训的力度。促进师范生快速成才。具体做法如下:
一、小学教材过关考核
教材是教学的工具。毕业生工作后需要教学就必须全面接触教材。与其毕业后才研究教材未免已晚,不如毕业前就充分接触教材,做好工作前的知识储备。学校决定在校学生入学后马上就接触小学教材,让他们系统得了解小学教材的内容、编排体系和要求,并对其中一些重要部分进行学习、掌握和考核。考核之前制定可行的“小学教材过关活动实施方案”,然后根据方案制定小学教材过关措施。布置学生人手一套小学教材,集体开动员大会。布置好阶段学习任务和考核要求,要求学生认真学习。考核方法是口试和笔试结合进行,成绩计入毕业生档案。这样以来,学生非常重视,能够按照学校的要求循序渐进地完成任务,效果很好。
二、学习和掌握《课程标准》
国家课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据,是国家管理和评价课程的基础。《课程标准》是教育法规性文件,作为合格的小学教师必须对课程标准全面理解。理解小学阶段的学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的基本要求。因此我们把学生学习课程标准纳入课堂教学之中,作为必修课进行严格要求。
《课程标准》的学习和掌握对学生来说比较困难。为了解决这个问题,提高学生学习课程标准的理论水平,学校每年还协调当地教育研究部门调派教研员对学生进行课程标准解读,上示范课让学生加深理解。教研员以示范课为例,有针对性地给学生剖析课程标准在示范课上的具体体现,使学生对课程标准的精神既看得到又听得见记得牢。
三、培养学生的命题能力
命题能力是合格的小学教师应该具备的能力,所以我们把培养学生的命题能力作为师范教育的一项基本功来抓,对学生提出要求。我们有针对地培训学生,让学生学会能够针对所教学生的特点出题,试题知识含量、能力测评、难易程度适合自己所教学生的要求。
经过几年的训练培养,学生能够按照出题的基本要求、基本原则、试题编制、试卷结构出题。
四、了解班主任工作
班主任工作是学校中一项最重要的工作。班主任全面负责一个班学生的思想、学习、健康和生活等。是一个班的组织者、领导者和教育者,也是一个班中全体任课教师教学、教育工作的协调者,更是沟通学校与家长的桥梁。让学生了解班主任工作,有助于学生毕业后迅速适应小学班主任工作。方法是请学校里优秀的班主任对学生进行班主任工作意义,性质,内容和常规的讲座。布置学生结合自己班班主任的实际工作,每学期写一份学习体会,作为期末考察内容。
五、毕业前的求职应聘培训
1.写简历和自荐信指导。学生顶岗实习前要投递简历和自荐信。学生生活经验少,社会阅历浅,社会活动能力差,顶岗实习第一步要把自己介绍给小学领导,让小学领导接收自己。因此如何写好自荐信就是重要的一步。学校安排专职教师指导学生如何写自荐信和写简历,然后让学生练习,并把自己写的自荐信在班级交流,要求人人必须发言,最后每人把自己的自荐信写在稿纸上,在学校教学楼大厅展出,全校师生观看,进一步交流。
2.说课专门训练和考核验收。安排专职老师进行说课的基本要求、结构、特点的培训,利用一个月左右的时间加大强度训练,以竞赛的方式促进学生掌握说课技能。在学生顶岗实习前进行验收:每人以抽签方式抽取说课的题目,给半小时准备,由三名专职教师把关验收。不过关者在学校继续培训练习,达标后方可实习。
3.加强粉笔字的培训和验收。粉笔字是小学教师的一项重要基本功。学生应聘时需要说课和教学片段讲解。需要写粉笔字,应聘单位的领导老师会看学生的粉笔字是否合格。因此学校把粉笔字列为学生掌握教学的主要环节来抓,有专门的书法老师,从新生入学开始每周上书法课。每周交一次小黑板作业,两周进行一次粉笔字展评,一个月进行一次抽测。经过反复持久严格得训练,学生粉笔字到毕业时人人过关。
4.进行听课、评课训练。听课评课是合格教师必备的能力。从新生入学就对学生进行听课评课教育。安排专职教师对学生听课评课基础知识进行专题讲座,让同学了解听评课的方法和程序。请当地名师给学生上示范课;同时请进修学校教研员对示范课进行评教,让学生学习如何评价一堂课。另外通过播放全国知名教师的录像课和点评课,让学生了解更高层次的上课评课,开阔视野。
5.写教案训练。写教案是教师最基本而又最重要的日常工作。我们把写教案列入师范学生应掌握的重要教学基本功之一,列入教育与训练的重要内容。我们对写教案的培训采取如下的做法:专题讲座如何备课、如何写教案;教法课上介绍写教案的要求;师范教师每年教案展出让学生参观;每名学生每次听完讲座后写一份教案并打印出来在大厅展出。
6.教学片段讲解训练。教学工作是学校的核心工作。能上课是学生的最终目标体现。利用毕业实习前的2个月时间,强化训练。方法是教法老师课堂示范,学生先模仿,然后教法老师命题给学生,学生练习写教案,备课,上课。毕业前一周,教法老师牵头组织各科老师检查验收打分。不合格者不允许实习,在校继续训练,直到合格方可实习。
7.教学方法的研究。指导学生上网查阅,了解教学方法与教学手段。探讨适应小学教学的常用方法有哪些,书写成材料,加深理解。
小学信息技术课程是以培养小学生信息技术素养,提高对计算机的学习兴趣,并初步掌握计算机的基础理论知识和基本操作为目标的课程。随着近年来素质教育的提倡和教育均衡化的深入,越来越多的小学学校,特别是广大乡镇小学,配备了专门的计算机室以及信息技术师资,使得该课程得到了相应的普及和重视。由于信息技术课程趣味性和灵活性较高,非常强调学生观察、模仿、创新的教学。但是,小学生的注意力不稳定,持久时间短,活泼好动,自制力不强,意志力差等特点,传统的“教师讲授?D?D学生练习”教学模式常难以收到较为理想的教学效果。微课教学是以短时长的视频为主要载体而进行的一种教学方式,它主题鲜明、内容精炼、针对性强,且微课视频时长较短(一般在5-8分钟之内,最长不超过10分钟)[1][2],契合了当今学习片段化、教育信息化与网络化的发展趋势,使得学生可以在多媒体信息化设备的辅助下,自主、高效率地利用课堂上下的时间展开学习[3]。因此,本研究拟将微课的教学方式应用于小学信息技术课程的教学当中,较为具体阐述课程设计的原则与方法,给出设计实例,并开展教学实践。
二、小学信息技术微课的设计原则
(1)时间要短
根据小学生的认知特点和学习规律,通常低年级的小学生注意力集中的有效时间大约为5分钟,中高年级的时间稍长,但也一般不超过10分钟。因此,在设计小学信息技术微课时需要选定适宜的时长。对于小学低年级的信息技术基础知识,如:认识计算机设备、键盘鼠标的操作等内容宜安排在5分钟之内,中高年级的教学内容,如:简单的文字处理、表格数据处理等内容,可根据教学内容的复杂程度,安排在5-8分钟之内[4]。
(2)切入要迅速
小学信息技术微课时长较短,通常只有传统教师授课时间的三分之一,甚至更少。因此,微课切入知识点必须迅速,直入主题,开门见山,不可拖沓,要尽最大努力在第一时间吸引学生的注意力。常可通过设问、疑问、悬念,或者直接给出操作结果、展示教学内容中最具吸引力的动态效果等方式来切入主题,力求在紧密结合教学内容的前提下,别出心裁。
(3)内容需短小精悍
由于时间短,小学信息技术微课的内容一定要避免过于冗繁。需要精心设计,坚持做到主题鲜明、突出,一次只需要讲透一个知识内容即可,若5-8分钟之内不能讲透,则必须进行剪裁或者再细分为若干小知识点进行组织。如:小学高年级的“Word文档的格式设置”一节,分为“字体设置”、“段落设置”、“篇章设置”等多个内容,在微课教学方式下,必须将知识点逐个细分,分别制作微课视频。当然,微课教学也可以安排综合性的内容,例如:可设计一个学生在5分钟之内即可掌握的小型综合性例子。此外,微课教学内容短小的另一种优势是微课视频所需的辅助与配套资源总容量不大、要求不那么高。如:一个微课视频只有几十兆的容量,可在多媒体计算机室内利用局域网较为迅速地传输,也方便有条件的学生携带回家,在家中继续学习。
三、小学信息技术课程微课教学课程
(1)展开游戏,激发兴趣
在教学开始时,首先组织学生开展有趣的“小金鱼游泳”游戏,让学生了解游戏的基本规则,以游戏的形式吸引学生的注意力,激发他们的兴趣与好奇心,并为学生编程提供条件。在好奇心的驱使下,学生在本阶段结束后对接下来的编程讲授非常期待。
(2)学生模仿编程
这一阶段,教师可放开学生对计算机的操作权限,让学生根据上一阶段微课视频的观察,自主地进行编程实践。教师此时的主要作用有两方面,一方面是引导并督促学生展开编程学习,另一方面对部分学生在编程过程中出现的问题进行答疑解惑。整个过程中,由于小学生的识记能力有限,可将微课视频进行下发,学生在遇到编程问题的时候可先反复观察微课视频中的操作,并仿照视频内容进行编程。
(3)自主创作提升问题解决能力
大部分学生在通过观察微课视频编制好游戏程序后,教师应进一步鼓励学生发挥其想象力,在现有的基础上展开创新,让学生自由地提出修改意见。例如:有的学生认为游戏的难度太低;有的认为游戏里应该设置暗门,让操作者可以通过手动设置参数改变小金鱼的泳姿;有的则要求加入“突然冰冻”的必杀技让小金鱼动作暂停。学生的想象力完全跳出了教师固有的思维框架,教师应该鼓励学生录制自己的微课视频,全面提升他们的课堂积极性。
谈游戏色变的时期已经过去,现在与其让学生玩游戏,不如带着学生一起编游戏。编写程序也是学生表达自己思想的一种方式,就像使用文字、图画、语言表达一样,也带有学生的个人DNA在里面。
Kodu游戏实验室的独特之处
1. 专门用来创作游戏的编程工具
以往我们一说编程教学,那一定要按部就班地进行语句(模块)、算法、程序结构等等的教学,讲清格式、功能、注意事项、使用范围、经典应用等。但是在酷豆教学中,这些都不是必须的,或者说不是显性的。在酷豆中,我们看到的所有内容,都是为能创作有趣的游戏服务的,从提供的编程模块中也可以看出来,如吃模块、发射星光弹模块等。对于其他编程工具中重要的变量,在酷豆中只是以计分器、计时器的形式出现,经常运用的是并行计算、事件触发等模式,与我们以往所学的编程工具给出的效果也截然不同。
同时我们也可以看出,像跳、吃、碰撞等动作,都是已经固化好的,只要满足条件,就会自动产生动作,不需要我们再进行额外的设计。所提供的动作种类非常丰富,完全能满足一般游戏的设计需要。
这种编程方式带来的好处就是:即使是一个一年级的小学生,他也可以在最短的时间内完成自己的设想,创造出他的世界,表达出他所要表达的思想。工具越简单,越便于掌握,在小学阶段,就越便于学生用程序设计的方式表达自己的个人理念。
当然,这款看上去极简单的编程工具,也可以开发出超级复杂的游戏,感兴趣的朋友可以进入它的官网论坛,看看世界各国的高手是如何做的,这款软件的所有程序都是开源免费的。
2. 3D游戏环境开发
酷豆这款编程工具,可以带给学生全新的3D环境设计的体验,360度环绕视角,所有内容都是立体的(也许不久之后,还能升级到结合VR、AR效果的虚拟现实编程工具)。以编写走迷宫程序为例,以往程序设计中,迷宫是以一种平面图形的方式呈现的,而在酷豆中,完全可以通过设置第一视角的方法,模拟出走迷宫的效果,即通过上帝视角看到迷宫的全貌,增加了游戏可玩性,同时也便于学生理解走迷宫的左手定律,为后续的走迷宫机器人编程教学奠定了体验基础(如图2)。
在3D环境设计中,另一个吸引人的地方,就是可以开创属于自己的立体世界,有山、有海、有峡谷、有城堡等,可以设置天气情况、光影效果,只要你能想得到,就能通过工具创建出来,带给学生的成就感是无与伦比的(如图3)。
3. 只有WHEN……DO……一种语句
相对于其他编程工具中的语句、模块,即便是Scratch,也包含很多种类,但是在酷豆中,不管多么复杂的游戏,只有一种语句,就是WHEN……DO……,简单说就是在什么时间内(情况下)……去做什么,其他所有模块都可以在里面进行添加,而能添加的项目,都会出现在环形菜单中(如图4)。
简单的工具,不简单的效果
下面我们来具体看看,酷豆中的工具都有哪些,是如何实现程序编写的。
1. 5种创建3D游戏环境的工具
这5种工具的操作非常简单(如图5),通过不断地操作观察,很容易就能总结出它们的具体功能,同时在屏幕的左上角,还有详细的提示和说明,特别方便学生自学以及讨论工具使用方面的经验。
2. 很萌、很酷的角色(物件)
对于美术能力不是很突出的学生来说,酷豆绝对是个“大救星”,因为所有的角色(物件)都已经创建好了(数量不少),并且可以根据自己的实际需求进行一些颜色、大小、位置、角度等方面的调整。有些角色看上去萌萌哒,有些则很符合男生的感觉非常酷(如图6),唯一略有遗憾的就是不能自己添加新角色(也许以后会有一个角色编辑器)。
可以针对这些角色编写程序,并且角色所能使用的模块,都会出现在环形菜单中,每个角色都有自己的一套模块系列,并不是完全一样的(如图7)。
3. 一看就的编程方式
酷豆的编程方式用一句话来说就是:点加号选模块,一层一层向下选。相关的选项模块会自动出现在环形菜单中,在教学中,学生完全可以通过不断地选择不同模块,运行后观察比较效果,从而找出模块的使用方法(如图8)。
4. 独一无二的世界设定
由于是可视化3D编程工具,所以其中的很多设置都是针对编程环境的,比如可以设置3种摄影机角度,可以设置角色的运动速度、高度以及天空、光影效果等,针对游戏编写的需要,可以设置角色是否处于无敌状态、炮弹的威力等,这是以往编程工具没有出现过的,对于学生编写游戏非常的方便(如图9)。
酷豆除了制作游戏以外,还有什么?
1. 计算思维
Kodu Game Lab(酷豆)可以帮助青少年把各种创意进行模拟和实现,通过分解复杂任务、反复迭代试错的过程,结合计算思维的方法,达成完成自己作品的最终目标(如图10)。
简单来说,Kodu Game Lab(酷豆)就是在计算思维的提出者周以真教授加入微软公司之后,为了能够让学生学习计算思维的概念,如建模、算法、迭代、分支结构、事件触发、并行计算等及其开展应用而开发出来的。
在教学编写程序的过程中,教师可以深入浅出地渗透这些概念,引导学生有意识地在日常学习和生活中加以运用。
2. 游戏背景设定中的多领域知识
(1)英雄联盟、魔兽世界、纪念碑谷等优秀的游戏,都有其独特、庞大、丰富的世界设定,如种族、体系等。学生要想开发出有意思、能体现自我风格的游戏,就要包含一些对于游戏背景的设计,要讲故事,要有人文情怀,所以学生就要具备这方面的知识,同时也要能够通过程序设计、3D环境设计、角色设计等把自己的思想体现出来。
(2)基于STEAM教育理念,可以与多个学科进行关联,比如在教学路径工具时,可以与数学中的一笔画等相关知识相联系。
(3)学生要编写游戏说明书,开展投标、推广游戏等活动,需要提高语文的应用能力、与人沟通的能力等。
(4)鼓励学生以小组为单位开发游戏,在学习的过程中培养领导力、合作力等。
关于酷豆游戏实验室的下载和安装
下载网址:https:///en-us/download/details.aspx?id=10056。需要在64位的Windows操作系统下运行,由于是可视化3D编程环境,所以对硬件的要求相对比较高,需要有4G以上的内存,最好有独立显存。有关酷豆的教材即将由微软公司出版,如果您有兴趣,可以继续关注。
关键词:计算机信息;编程;高中生;促进
一、诠释编程内涵以及其特点
1.编程内涵
在计算机信息学科领域内,编程就如语言学的写作文一样,运用计算机语言例如C+++,PASCAL,FORTRAN等语言把计算机某一领域某一板块所要运行的程序编写出来以求达到一种结果。
从计算机信息视域来说,编程过程的是一个人能力的体现。①可以表现为一种解决问题的能力,即人可以根据现有的实际情况,利用计算机语言把这种情况描述出来,假定许多种条件成立的情况下,结果如何,又对多种结果进行比较,以判断那种编程运作的结果最能够达到结果,最终解决现实问题;②可以表现为是一种抽象问题的能力,借用物理链条是很好的办法,省力省时间。编程者都会有意无意地使用很多物理链条,想要更好地解决问题,就需要将问题分解再分解,抽象再抽象,形成一系列严密有序整体强的运作过程理论;③可以表现为一种扩展性的能力,计算模型运作比较高度抽象,在实践中机器的模型运行更为复杂。例如单机的多级结构带来的各种时间空间复杂度的取舍平衡,多机网络中如何能在提高单机性能外进一步优化整体性能,除了在实际机器端的扩展,在程序员一端的扩展也很重要,以便于为进一步的运行打下基础;④可以表现为一种取舍的能力,局部的最优解未必是全局的最优解,有时候局部程序综合性比较强,有多种途径可以达到既定的目标,但是需要考虑是否先使用平凡方案解决问题,之后再进行优化,同时对于一个绝妙的优化方案时先想想这个优化是否真的有价值是否对实际情况具有成效,在编程过程中要学会取舍;⑤可以表现为一种预见未来的能力,由于实际情况复杂多变,这就要求编程者要以动态的思想对事态的发展有一个未来的规划和设想,从而使自己的编程不至于浪费精力和时间更有发展成效性。
2.编程特点
纵观编程的基本内涵来看,编程主要有以下的特点:
首先,专业性。编程是用计算机专业语言来进行对现实情况和条件进行的表述,这就决定了它必须用计算机信息的语言和知识来进行整合运作,与其他知识关联性不大;其次,系统性。编程其实就是一种按照一定的顺序,对各种条件以及各个部分进行优化组合,最终使整个运作过程能够有效地得出理想的结果;再次,多样性。基于计算机信息技术应用于社会生活的各个方面,那么具体的情况和条件就要求它的编译程序运行也是不一样的,毋庸置疑,这就要求编程根据具体的问题进行具体分析以适应不同条件的要求。
二、剖析学编程对高中生学习的促进作用
信息化时代要求我们具备信息化技术以服务于社会服务于他人,从而实现自己的人生。同时,高中生在这个年龄阶段对新生事物充满了好奇心,敢于拼搏和挑战,接受能力也很强,更勇于表现自我突破自我。高中生如果学编程不但对其当前学业而且对其整个综合能力都有很大提升,可以从以下方面进行剖析:
1.促进高中生语文学习能力的提升
编程就像写作文一样,认真审好题目,分析和综合问题,并解决问题,并运用计算机语言把问题和解决问题的运作过程进行描述、分析出来即可达到一定的效果。例如进行一个概率编程题目:概算1 至N 之间苹果的个数。其实这道题目并不难,关键要读懂题目、理解题目的意思:①要求的是个数,不要显示具体的苹果个数。② 1 至N 之间应包括1 和N,也就是要判断1 和N 是不是苹果个数,像这样的信息编程例题很多,经过多次地训练有利地提升了高中生语文阅读理解能力。
2.有助于夯实高中生的数学知识
促进学生数学学习能力的提升。信息学编程有助于提高学生的数学逻辑思维能力。信息学编程过程中需要大量的数学公式和数据来作为支撑,程序与程序之间还有很强的逻辑连贯性,通过学编程有助于加深高中生的数学基础知识并提高其数学逻辑思维能力。信息学编程主要以下过程:阅读题目、分析问题、构建数学模型、写出算法、编出程序、调试程序结果。其中最关键的环节是构建数学模型和写出算法。而这就需要学生具有非常强数学知识和逻辑思维能力。在编程中大量的简单IF 语句需要计算机的逻辑判断和选择运用数学知识,而信息学编程对于学生数学逻辑思维能力的要求甚至要高于计算机学。
3.促进高中生英语学习能力的提升
编程学本身就是源于美国的一种学科,而信息计算机编程学在中国起步和发展都比较晚,为了能够专业地学习编程学体现专业性就需要阅读原著编程学科,例如LET、IF、FOR――NEXT、PRINT 、WHILE这些语句等都是英语编写而成。如果学生想要编写程序,就需要对这些语句进行解读,并能够熟悉读写出来,在一定程度就能够逐渐提高高中生的英语水平。
4.促进高中生信息素养学习能力的提升
信息编程并不是项简单的过程,它是一个循序渐进的过程,同时内容涉及各个行业和知识方面。在编程过程中,高中生可以学习到网页、搜索引擎、动画设计、文本制作等编程,随着学习的深入,高中生编程向纵深发展不断完善自己的信息素养。
5.促进高中生意志品质和创新精神学习能力的发展
信息编程不是一蹴而就就可以能够掌握的技术知识,同时编程知识又具有复杂性和综合性特点,在学习编程的过程中高中生还要运用数学、英语、逻辑学等知识进行解读分析解决问题,这就无形地加大了高中生学习的难度,如果高中生面对这一过程不能够有坚强的意志和持之以恒的决心就会在学编程过程中轻易地选择放弃。再者,随着信息科技的发展,在未知的领域内还有很多难题和现实困境存在,这就需要高中生树立探索的精神和创新意识,对未来状况有所预测和计划性,利用已有的专业知识对新的知识领域进行研究分析并发现新的问题解决新问题,最终为人类社会的发展做出自己的贡献。
总之,编程是高中生顺应时展需求完善自我和拓展其信息技术实践活动的一个环节,高中生学编程可以提升与发展其语文、数学、英语、信息素养及创新精神,从而促进高中生综合能力的提高,为高中生进一步深造学习寻求一个突破口。
关键词:Excel;四则运算;小学数学;出题工具
中图分类号:TP319文献标识码:A文章编号:1672-7800(2012)012-0090-03
1出题工具系统功能
通过实际的调查,以需求分析为导向设计一个基于Excel的四则运算出题、阅卷及测评工具,用于四则运算中,方便老师出题、成绩分析、学生自测和及时反馈,因此该工具分为教师端和学生端,分别具有以下功能。
1.1教师端
(1)制定题目:教师能简单地对每道题目进行制定,输入出题者姓名、题目数量、答题时间,系统就可以根据题目数量自动生成所需的题目。
(2)查看成绩:当学生提交试卷后,系统会自动判断该学生的答题情况,并可以分析出某次测试中学生的排名,方便老师更好地了解全班整体的学习情况。
(3)分析成绩:如果老师对学生做多次测试,系统可以对每个学生和全班学生的成绩做纵向分析,也可以对每道题的难易程度做合理的分析,总结出学生学习的难点、易错点。
1.2学生端
学生端分为测试模式和练习模式,这两种模式需要教师在教师端为学生指定,在练习模式下,学生选择练习题的数量、难易程度,系统会会根据学生的选择自动生成相应数量和难易程序的练习题目,当学生练习完成后,系统会根据学生题目的对错程度自动生成正确率与错误率饼状图,学生可以多次练习,以提高自己的四则运算能力,使整个学习活动充满趣味性。在测试模式下,在学生端,四则运算测试工具会显示教师端设定的测试题目,学生在规定的时间内完成答题,在试卷的右上角,有答题倒计时的提示。答题完成后,系统能及时地告诉学生正确率与错误率,并将学生答错的题目标为红色。教师可以选择在学生答题完成后是否将答案发送给学生端,如果把答案发送至学生端,则会在学生端增加一列用于显示测试题的答案。
基于上述对功能模块的总体设计,设计与研究出一款基于Excel的应用工具,方便教师和学生在实际教学中的使用。
2出题工具系统特点
信息化学习环境的建立,离不开信息技术工具的支持。使用信息技术工具可以扩大教学活动的时间和空间,而不限制于固定的时间和地点。四则运算出题工具学生端是一个独立的程序,他将老师出的所有的题目装载到自身的数据库中,系统在运行时会连接到教师机自动检测更新题库。把学生端拷回家里,可以作为测试题库自己练习,创建学生独立学习和思考的环境。老师通过设定题库中的考试时间安排,控制学生端处于考试阶段还是练习阶段。
在传统考试中,学生往往无法及时知道自己的考试结果,而且老师在阅小学四则运算题目时,任务重、工作量大、工作过程重复。学生使用本系统,当做完题后,点击提交按钮,系统会自动判断学生的答题情况,生成学生答题情况饼状图,给学生以及时准确的反馈,激发学生的学习兴趣,提高教学效率。
教育教学本身是一个比较复杂的过程,存在着许多不可控因素,为了能更好地分析教育教学及学生的学习水平,单从成绩入手是不全面的,本系统提供为学生答题设定时间功能,让学生在固定的时间内完成测验,对于提前交卷的同学,系统可以记录该学生答题用时。系统还会针对每道题的全班整体的答题情况,生成题目难易程序分析表,使老师能更好地分析试卷。综合收集成绩、答题时间、每道题的难易比等多种数据,多维的数据分析,从而更有效地分析学生的学习状况、学生对知识的掌握情况及全班学生的整体水平。了解学生的详细情况,使老师更加有针对性地指导学生。
3小学四则口算出题工具界面设计
界面是人与机器之间传递和交换信息的媒介,本系统在界面设计的时候特别注重界面的简易性,让使用该系统的用户便于使用、便于了解,并能减少用户发生错误选择的可能性,在视觉效果上便于理解和使用;人性化、高效率和用户满意度是人性化的体现,在界面设计上使用户能够对系统比较满意。
3.1教师端界面设计
教师端的主要功能是教师出题、选某一套题让学生答题、查看学生答题的正确与错误率,所以在教师端设计的时候包括“出题”、“所有题目”、“查看成绩”、“详细成绩”4个工作表。
(1)出题工作表老师用于完成题目的制定,界面上有3个操作按钮,老师操作相关按钮,就可以完成题的制定,系统允许老师自己在单元格中修改题目,点击保存按钮,将老师确认好的题目保存至数据库。
(2)所有题目工作表用于显示老师使用该系统出过的所有题目,当老师在该表中选择相应的考试题目后,在学生答题界面会显示出老师选择的题目。
(3)查看成绩工作表显示所有已经考过的考试,当老师点击某一次考试,会在“详细成绩”工作表中显示该次考试中每个学生答题的详细情况。
(4)详细成绩工作表显示学生答题的详细情况,方便老师统计每个学生的考试成绩并能客观地分析每道题的难易程度。
3.2学生端界面设计
(1)操作设计:该系统在操作页面的设计时考虑到操作对象是小学生,对于计算机的操作能力有限,学生只要打开Excel(Ecxel 2003 和Excel 2007约兼容),输入自己的考生编号,系统会自动检测能否连到教师机,如果连接成功,系统判断此时处于考试时间还是练习时间。学生只要点“开始答题”系统自动倒计时,提示学生答题。如果提前答题完毕,点击“交卷”按钮。如果时间到了,系统会提示学生交卷,此时学生再不能答卷。
(2)色彩设计:学生端界面色彩以简洁、大方为主,以减少对学生注意力的转移。
4小学四则口算出题工具技术实现
4.1开发语言和环境
该系统是在Excel的编程环境中,使用VBA程序语言,与数据库相结合,设计与实现系统的功能。 Excel是Microsoft Office下的一款优秀的应用软件,它可以进行各种数据的处理、统计分析和辅助决策操作,广泛地应用于管理、统计财经、金融等众多领域。Excel软件的应用也是中小学教师专业能力发展培训的主要内容之一,它简单、实用、易学,因此得到了中小学教师的亲睐,在实际的调研中,发现教师可以熟练地应用Excel。
VBA是Visual Basic的一种宏语言,主要能用来扩展Windows的应用程式功能,特别是Microsoft Office软件,在Excel中嵌入VBA,可以使EXCEL自动化处理,VBA可以使用Windows 应用程序接口(API)函数,采用动态链接库(DLL)、动态数据交换(DDE)、对象的链接与嵌入(OLE)以及开放式数据库访问(ODBC)等技术,可以高效、快速地编制出 Windows 环境下功能强大、图形界面丰富的应用程序,而且使用方便,制作简单,用户兼容性较高。
Access是由微软的关联式数据库管理系统。它结合了 Microsoft Jet Database Engine 和 图形用户界面两项特点,是 Microsoft Office的成员之一。它是一个面向对象的开发工具,利用面向对象的方式将数据库系统中的各种功能对象化,将数据库管理的各种功能封装在各类对象中。它集成了各种向导和生成器工具,极大地提高了开发人员的工作效率,使得建立数据库、创建表、设计用户界面、设计数据查询、报表打印等可以方便有序地进行。存储方式简单,易于维护管理并与Excel、VBA有较高的兼容性。
4.2关键技术
4.2.1系统架构
为了方便日后对系统升级和二次开发,在系统架构上采用主程序调用多个类的方法,在类模块中把一些公用的方法和属性定义成函数和类,实现一次定义,多次使用,使系统结构清晰,便于维护和重用,使软件开发过程系统化、高效率。
4.2.2数据库设计
为了能满足系统功能的要求,在数据库设计时先设计了表结构,再根据表结构创建数据库。由(Teacher_TiMu)表存储老师出题的相关信息,包括老师姓名、题目数量、答题时间等;由(TiMu)表存储所有出过的题目,该表中的TeacherTiMuID字段与Teacher_TiMu表中的ID字段关联;由(Exam)表存储所有已经完成的考试,包括:考试时间、考试编号等,该表中的TeacherTiMuID字段与Teacher_TiMu表中的ID字段关联,TiMuID字段与TiMu表中的ID字段关联;由(Cur_ExamTask)表存储当前正在进行的考试,该表关系到当前正在考试是哪套题,所以该表中的TeacherTiMuID字段中存储着Teacher_TiMu表中的ID字段值;由(Student)表存储考生编号与姓名;由(Score)表存储学生的考试成绩,该表中的StudentID字段存储Student表中的ID字段值,ExamID字段存储Exam表中的ID字段值。各表中的字段相互关联,可以有效地减少数据库的大小,增加数据库的使用效率。
4.2.3系统难点功能实现
由于每次老师出题数量可能不相同,为了使系统自动生成题目后能自动在Excel中加上表格,在生成题目的时候会执行“加边框”和“取边框”两个函数。
'取边框的函数:
Function QuBianKuang(Star_S As Integer, Last_S As Integer)
Range("A" & Star_S & ":K" & Last_S & "").Select
Selection.Borders(xlDiagonalDown).LineStyle = xlNone
Selection.Borders(xlDiagonalUp).LineStyle = xlNone
Selection.Borders(xlEdgeLeft).LineStyle = xlNone
Selection.Borders(xlEdgeTop).LineStyle = xlNone
Selection.Borders(xlEdgeBottom).LineStyle = xlNone
Selection.Borders(xlEdgeRight).LineStyle = xlNone
Selection.Borders(xlInsideVertical).LineStyle = xlNone
Selection.Borders(xlInsideHorizontal).LineStyle = xlNone
Selection.ClearContents
End Function
'加边框的函数:
Function AddBianKuang(Star_S As Integer, Last_S As Integer)
Range("A" & Star_S & ":K" & Last_S & "").Select
Selection.Borders(xlDiagonalDown).LineStyle = xlNone
Selection.Borders(xlDiagonalUp).LineStyle = xlNone
With Selection.Borders(xlEdgeLeft)
.LineStyle = xlContinuous
.Weight = xlThin
.ColorIndex = xlAutomatic
End With
此处包含4个边框,每个边框的函数和上面的函数相同,为了节省页面,不再列出。
End Function
4.2.4自动出题
系统在出题的时候需要注意,在减法运算中,被减数要比减数大;在加法运算中,两数之和不能超过100,在乘法运算中,乘数不能太大,限制在10以内;在除法运算中,被除数必须是除数的10以内的倍数,除数不能为0。系统在生成题目的时候都加了严格的限制(由于函数太长,不再此处列出)。
5结语
小学数据四则运算出题工具可以在装有Excel 2003或更高版本的系统下运行,使用该系统可以有效地减少教师在考试中的工作量,并能多种因素综合分析学生的学习状况。
参考文献:
[1]王鸿儒.Excel VBA序设计[M].北京:铁道出版社,2004.
[2]王海峰,裴纯礼.Excel在小学数学四则运算练习中的应用[J].技术学苑,2009(7).
Design and Implementation of the Tools of Four Oral
Arithmetic in Primary School
关键词:《天体力学》;课程建设;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)05-0058-02
一、引言
天体力学是应用力学规律研究天体的运动和形状的一门学科,是天文学的一个分支,同时又与数学和物理学的关系密切。天体力学诞生于1687年,但作为学科名称是拉普拉斯于1798年首次提出的[1]。天体力学的基本理论虽然源于对自然天体的研究,但同样适用于人造天体。随着卫星技术的广泛应用,现代天体力学与航天科学、大地测量学和地球物理学等学科相互交叉,形成了一些共同的研究领域。因此,天体力学不仅是天文学专业必修的专业基础课,也是其他相关专业的重要选修课。天体力学涉及的内容广泛,理论性强,公式复杂,对于非天文专业的学生而言,天体力学是一门难度较大的课程。由于教学对象和教学目标不同,非天文专业开设的《天体力学》课程不可能照搬天文学专业的课程体系,而必须结合自身专业特点和需求进行课程体系建设。本文以武汉大学测绘学院天体力学课程为例,从教学目标、教学内容与教材、教学方法和考核等方面对非天文专业天体力学课程建设进行探讨,以供同行参考。
二、教学目标
武汉大学测绘学院开设天体力学课程主要针对测绘工程和地球物理两个本科专业。目前,全球卫星导航技术、遥感技术和卫星重力等现代卫星技术广泛用于测绘、地球物理领域的生产实践和科学研究,掌握基本的天体力学理论对于理解和掌握后续的专业课程具有重要作用。因此,天体力学是一门重要的专业基础课,一般在二年级下学期开设。通过本课程的教学,应达到以下目标:(1)使学生了解天体运动的基本规律,掌握天体运动的基本理论,为GPS原理及应用、卫星大地测量学、卫星重力学等后续专业课的学习奠定基础;(2)使学生了解天体力学的研究方法,通过一些理论公式的推导和天体运动规律的分析,增强学生科学理性的逻辑思维能力;(3)指导学生将天体力学基本理论应用于实际天体,利用案例介绍天体力学在本专业中的应用,培养学生独立分析与解决问题的能力。
三、教学内容与教材
人造天体的出现与电子计算机的广泛应用,极大扩展了天体力学的内容和应用范围,但是非天文专业天体力学课程不可能也没必要涉及天体力学的所有内容。结合专业特点和需求,选择的教学内容以经典天体力学的核心内容为主,即二体问题和摄动理论。考虑到非天文专业大学生的实际,教学内容侧重于基本概念和基础理论,并辅以所需的数学和物理学基础知识。表1列出了具体教学内容和课时安排。第1章绪论对课程进行概述,简要介绍天体力学的研究内容和发展历史。第2~3章是针对非天文专业学生缺乏相应基础而安排的数学、物理和天文学方面的基础知识。第4~6章是经典天体力学的主要内容,也是课程学习的重点。第7章是多体问题,重点介绍三体问题。第8章主要以地球为例介绍天体的形状与自转理论。教学内容由浅到深、由易到难逐渐递进,便于学生理解吸收。
国内天体力学的教材较少,而且由于出版时间较早现已经没有再版,如《天体力学引论》[2]、《天体力学基础》[3]。近年来,也鲜有天体力学方面的书籍出版。时间最近的天体力学书籍是2008年出版的《现代天体力学导论》[4],但是该书专业性较强,主要介绍现代天体力学的内容和代表性研究成果,不适合作为非天文学专业本科生的教材。为了满足课程教学的需要,课程组在2006年就结合国内外资料编写了《天体力学》讲义,内容覆盖了所需的基础知识和天体力学基本理论,并添加在本专业的一些实际应用案例。经过多年的不断更新和完善,讲义基本具备了出版教材的条件。
四、教学方法与手段
1.合理利用计算机技术辅助教学。信息技术的发展及在教育教学领域的应用,导致了教学方法和手段的深刻变革,目前多媒体教学已成为课堂教学的主流方式。天体力学涉及不少抽象的天文学概念和复杂的空间关系,同时也有较多的公式,因此采用板书和多媒体相结合的方式更利于学生对课程内容的理解。对于一些重要公式的推导采用板书形式,这样容易引导学生的思路,增加与学生的互动。对于抽象的概念和理论,采用图片、动画和视频等多媒体资料进行讲解,不仅可以激发学生的学习兴趣,也有利于他们更好地理解和掌握。例如,第二章中的天球坐标系就涉及到天球上的许多点、线、面的概念,以及地平坐标系、赤道坐标系和黄道坐标系等多种天球坐标系的定义,采用传统方法讲授这些知识需要较多课时。而使用多媒体教学方式,只需几幅图片和一个动画就可以将这些坐标系的定义及相互关系形象直观地展现出来,极大提高了教学效率。另外,还可以编写一些程序或运用专业仿真软件(如STK卫星工具箱[5])对某些教学内容进行演示,增进学生的感性认识,如天体的运行轨道模拟、摄动力对轨道的影响等内容。
2.理论联系实际,注重培养知识运用能力。天体力学课程是一门公式多、理论性强、逻辑严密的理论课。但是如果过多地讲授理论和公式推导,学生听课会觉得枯燥无味,学习兴趣下降,导致教学效果不佳。授课过程中应注重理论知识与实际应用的联系,特别是增加与本专业相关的一些应用或者是当前的热点问题。例如,讲授卫星轨道的相关知识时可以介绍嫦娥探月卫星轨道设计等实际问题,讲授轨道摄动问题时可以介绍卫星轨道摄动在确定地球重力场方面的应用。还可以采用案例教学法对一些公式较多的知识点进行教学,例如天体星历的计算,给定某实际天体运行轨道的轨道根数,让学生编程计算该天体在任意时刻的位置。通过介绍应用案例或者让学生自己动手解决实际问题,能激发学生的学习兴趣,增强对知识的理解。
3.利用灵活多样的考核方式保障课程教学质量和学生的学习效果。课程考核是实现教学目标和检验学生学习效果的一种手段,是课程教学的一个重要环节。为了避免传统期末考试“一考定成绩”的诸多弊端,本课程采用多元的考核方式,课程成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,分别占总成绩的45%和55%。平时考核可采取考勤、作业、课堂演讲与讨论、编程实验等多种形式,对于全面了解学生的学习状况和教师的授课效果非常有效,同时也可减小学生对考试的畏惧心理,避免考前突击行为。期末考试可采用开卷、半开卷和闭卷三种形式。开卷考试以应用题为主,题目覆盖课程的主要知识点,但又不能在学生携带的参考资料中找到完整的考题答案,以考察学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。半开卷形式则允许学生考试时将自己觉得重要的公式和理论抄写在一张纸上带进考场,这种方式有利于使学生理解知识点之间的联系,全面系统地复习、归纳和总结知识体系。闭卷形式虽然要求学生不准携带任何资料进入考场,但是为了避免学生对理论和公式死记硬背,试卷中会给出可能用到的重要公式,从而引导学生在学习过程中着重对知识点的理解、分析和运用。
五、结语
《天体力学》课程专业性较强,开设该课程的多为天文学专业。非天文专业开设《天体力学》,无论是教学内容还是教学方法,都没有经验可以借鉴。我院开设该课程已近十年,在课程建设方面进行了一系列教改实践,并取得了良好效果。学生学习该课程后掌握了本专业所需的基本知识,有的学生因此喜欢上天文专业并考取了该专业的研究生。本文在多年的教学实践基础上,在教学内容、教学方法和教学手段、考核方式等方面总结了教学经验,为非天文类的其他相关专业开设《天体力学》课程提供了参考。
参考文献:
[1]易照华.天文动力学和天体力学[J].云南天文台台刊,2002,(3):1-8.
[2]易照华.天体力学引论[M].北京:科学出版社,1978.
[3]易照华.天体力学基础[M].南京:南京大学出版社,1993.
[4]孙义燧,周济林.现代天体力学导论[M].北京:高等教育出版社,2008.
[5]张文昭,高健.STK卫星仿真软件在天体力学教学中的应用[J].实验技术与管理,2013,30(2):118-121.