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案例教学着眼点是在活动中获取知识,得到原理、规则,注重“做”中“学”,提高学生能力。第一,案例教学缩短了纯数学情境与现实情境以及专业情境的差距,让学生体会到数学是有用的,数学来自于生活,经济的发展需要数学。第二,案例可以把原本抽象的概念、原理置于一定的实际情境中,让学生感到数学概念不是那么陌生、枯燥,理论不再是“空中楼阁”,从而促进学生学习欲望的提升,主动吸收、消化数学。第三,案例教学不仅仅是为了传授知识,重要的是为了“用数学”。按照“必需、够用”的原则选择特定的案例进行教学,改变传统的“满堂灌”模式,有利于改进教学方法。第四,案例教学通过浅显的、具体的、实用的案例研讨,使学生得到深刻的、隐性的、灵活的知识,贴近专业和实际生活情境的案例,在潜移默化中让学生认为数学是解决专业问题和实际问题的重要工具,数学是有用的。
二、实施案例教学的原则
经济管理类专业高等数学课程通常是大学低年级基础课程,学生的知识、专业基础和认识能力有限。考虑到专业特点和学生具体的情况,在案例教学中必须遵循适量性、适应性和适用性的原则,以保证达到理想的教学效果。适量性是指运用案例教学的时数要合适。按照高等数学课程教学目标和内容,教学应以讲授基本概念和训练基本方法为主,按照需要进行案例选择与设计,案例的课堂讨论占用课时数应该控制在总课时的20%以内。适应性是指运用案例教学的过程中要渐进。要对涉及到的专业概念的学习进行总体设计,布置学生查阅资料。在布置案例问题时,有计划、有目的地引导学生运用先前查阅学习过的专业概念,让学生适应案例教学,从而提高积极性、主动性和创造性,保证案例教学的教学效果。适用性是指案例教学的案例要浅显。案例教学的目的是通过案例帮助学生有效地消化、吸收和运用数学知识,达到培养专业兴趣和激发创新欲望的目的。因此,案例的选择和设计不宜过深过难,要浅显易懂,要启发思维,注重运用。
三、实施案例教学的方法
教师和学生是案例教学活动的两个主体,两者的有效互动是案例教学效果的重要条件。案例教学不同于常规教学,是通过案例设计和组织学生研究讨论、撰写案例研究报告,实现学生自主学习、构建知识、合力协作、提高能力的一个教学过程。实施案例教学的方法既包括教师的教法,又包括学生的学法。
1.实施案例教学的教法
实施案例教学主要是教学设计和教学组织。教学设计包括确定教学目标、选择设计案例、制订课堂计划。教学组织包括布置案例问题、组织课堂讨论、指导案例报告。教学目标是教学活动的预期结果,通常描述学生学习后能做什么以及情感态度的变化。例如,在“常微分方程”的案例教学设计中,我们拟定的教学目标是:能通过查阅资料获得案例中相关的经济数学概念的定义;能将案例问题用“常微分方程”的数学语言描述出来;能提出运用“常微分方程”的数学知识和求解方法解决案例问题的方案和建议;能归纳总结案例讨论的各种意见,写出具有一定水平的案例报告;了解“常微分方程”的专业运用。选择设计案例要遵循适用性原则,促进教学目标的实现。
案例涉及的专业知识应是浅显的、基本的和普遍的。案例表达要体现教学目标,如具体列出要求学生做什么、如何做。还要注意使案例具有真实性、趣味性和生动性,以使学生获得处于案例情境的真实感,增强案例研习的体验效果。制订课堂计划应做到对案例有全面的把握,了解学生小组讨论的情况,计划好学生发言次序,预测可能出现的问题,设计好解决方案,准备好课堂讨论的总结提纲。课堂计划应包括讨论主题、时间分配、发言学生人选、预测问题解决方案和总结提纲。讨论主题既可以根据案例设定,也可以根据案例分析的步骤设定。布置案例问题要把握好适当的时机,提出课前分组讨论的明确要求,让学生了解课堂讨论的方式并推选好小组发言代表人选。教师宜尽早布置教学案例,以使学生有充足的时间查阅相关资料,理解案例问题,做好案例讨论的准备。组织课堂讨论是案例教学的中心环节。
教师要做好案例讨论的组织者和引导者,让学生真正成为积极的参与者与分享者。教师要把握好课堂讨论的节奏和方向,通过即时的评论使课堂教学讨论紧紧围绕主题,避免偏离“航道”。教师的评论要以鼓励、表扬为主,激发学生的参与热情,让学生体验成功的快乐。课堂讨论的总结要做到系统化、有条理和具有启发性。指导学生撰写案例报告形成案例教学的成果是案例教学的关键,也是案例教学的难点。教师要向学生提供案例报告的写作提纲和案例报告的范文,让学生在模仿中逐步学会创造。教师要和学生交流案例报告的写作情况,不断地提出修改建议,让学生在不断完善的案例报告中体验取得进步的成就感。
2.实施案例教学的学法
实施案例教学的学法主要包括案例理解和案例研究。案例理解包括明确学习目的、查阅相关资料、做好讨论准备。案例研究包括参与案例讨论、课后总结反思、撰写案例报告。教师指导学生做好讨论准备是做好案例教学的重要保证。教师要引导学生在讨论前思考这样一些问题:案例涉及的数学概念有哪些?这些概念的定义是什么?在案例问题解决中如何运用这些概念?从案例解决中认识到需要什么新的数学概念和方法?学习新的数学概念和方法的意义是什么?如何求解案例问题?案例的分析求解结果合理吗?如何改进案例模型?等等。学生参与案例讨论要积极主动发言。为鼓励学生积极参与案例讨论,有效制止学生消极旁观,教师应采取有效的奖惩措施。如小组讨论以贡献度大小上报排名,作为平时成绩的重要依据;课堂讨论的发言人平时成绩给予加分奖励等。课后总结反思是学生对案例理解和讨论结果的提升过程。教师要引导学生总结自己在案例理解和研讨过程中的表现和收获,反思各种意见的优点和缺陷,取长补短,提高认识水平。案例报告是学生参与案例研讨的重要成果。教师应要求学生严格按照规范的格式书写,指导学生参考范文进行写作,及时解决学生写作中出现的问题。
四、“常微分方程”教学案例的解析
“常微分方程”是经济管理类专业高等数学教学中的难点。传统的教学中,通常会介绍各种类型一阶、二阶常系数线性微分方程的求解,学生由于不明来由,会产生一种错觉,认为这部分内容就是一些计算,无实际用处。其实不然,经济学中有许多运用微分方程分析问题的案例,通过“常微分方程”教学案例的解析有助于我们准确把握教学案例的原则与方法。我们在一个学生人数为70人的教学班级的常微分方程的案例教学中选择和设计了如下5个案例。案例一:某商品的需求量x对价格p的弹性为-pln3,若该商品的最大需求量为1200(即p=0时,x=1200)(p的单位为元,x的单位为公斤),试求需求量x与价格p的函数关系,并求当价格为1元时市场上对该商品的需求量。案例二:若国民经济总值N(单位:元)随时间t(单位:年)的变化率为7%,问多少年后可以使国民经济总值翻两番?案例三:假设某产品生产的边际成本函数MC(单位:元)等于总成本函数TC(单位:元)的倒数与产品数量Q(单位:件)的平方的乘积,若生产3件产品时总成本是273元,求总成本函数TC关于产品数量Q的关系式。案例四:在一个池塘内养鱼,因为条件限制最多只能养1000条鱼,已知鱼的数量y(条)随时间t(月)的变化率与鱼数y和1000-y的乘积成正比。现池塘内放养100条鱼,3个月后池塘内有250条鱼,求:(1)数量y(条)随时间t(月)变化的表达式y=y(t);(2)6个月后池塘中鱼的数量。案例五:设某种商品在某地区进行推销,最初厂家策划宣传活动以打开销路。若商品确实受欢迎,则购买人数逐渐增加,销售速率逐渐增大。已知该地区潜在消费总量有限,当购买人数接近潜在消费总量时,销售速率逐渐下降,此时厂家就应该更新商品了。假设消费者总量为N,任一时刻t已出售的商品总量为x(t),试建立x(t)所应满足的微分方程;并分析x(t)的性态,给出商品的宣传和生产策略。
上述案例涉及到的经济学概念有需求价格弹性、国民经济增长率、边际成本等,这些概念都可以用高等数学中学过的导数来描述。在讲完导数的定义后,教师可布置学生查阅这些概念的定义,只有理解上述概念,才能建立案例的数学模型。案例涉及到的数学概念有:微分方程、微分方程的阶数、微分方程的解、通解和特解。学生通过课前预习,结合案例的数学模型,初步了解了上述概念。由于学生已经有了一元函数微积分的基础,请学生课前思考是用微分的方法还是积分的方法来求解案例的数学模型。课前将学生分成5个小组,每个小组在课前完成1个指定案例的分析和求解。课上派代表交流发言,回答其他小组学生提出的问题。教师在适当的时候给予引导,最后总结。课后以各小组交换案例的方式布置学生写案例分析报告,以检测学生参与案例讨论的效果。
五、总结
关键词:数学物理方法;教学改革;创新能力;应用能力
1现有教学方法分析
数学物理方法是高等院校物理专业的传统必修课,同时也是很多工科专业的必修基础课程。作为很多专业的基础课,数学物理方法课程为它们提供必要的数学基础和工具,并培养学生的物理思维能力和锻炼学生运用数学工具解决实际问题的能力。数学物理方法这门课程从内容上讲,主要包括两部分:一部分是复变函数,主要讲授复数、复变函数的微积分及积分变换;另一部分是数学物理方程及特殊函数,指的是从物理学以及其它自然科学、技术科学中产生的偏微分方程。主要讲如何从实际问题中运用物理定律进行数学建模从而形成定解问题并介绍求解定解问题的各种方法。这门课是公认比较难学的课程,这是由于此门课程内容多、涉及面广,知识繁杂,学生反映不好学,听不懂,课后习题不会做等等。许多学生对这门课有畏难情绪,上课时不积极,这就往往导致课堂气氛沉闷,学习效果不佳。以往教学比较沉闷,注重解题过程和公式推导,这样的教学方法存在的主要缺陷有:(1)上课枯燥,不能提高学生的学习兴趣,造成了大部分学生平时上课缺乏积极性、主动性,学习学的刻板;(2)缺乏对学生的创新思维的培养和创新能力地培养,很多学生学完此门课程之后,只会机械的解题,而缺乏创新应用能力;(3)有一部分学生由于基础知识掌握的不好,学习此门课程比较困难,不能有效地参与到课程学习中。因此,如何对教学方法进行有效的改进,以提高学生的学习积极性、主动性、培养学生的创新能力和应用能力是非常重要的。
2教学改革探索与初步实践
基于多年的教学探索,我们对教学内容和教学方法进行了改进,提出了能够调动学生积极性并让学生充分参与到课程中的教学方法。通过初步的实施,发现改进后的教学方法大大提高学生的学习积极性,能够培养学生的创新能力和应用能力。
2.1关于教学内容的改进
在教学内容上,我们针对不同专业的学生准备了不同的教学案例。比如,在讲授平面向量场这一节,对于力学、能动专业的学生,我们准备了平面流速场的例题,这与他们的流体力学专业密切相关;而对于物理、广电专业的学生我们准备了平面静电场的例题,这与他们的静电学专业密切相关。再如,在建立波动方程时,对于力学、能动专业的学生我们以弦振动为例进行建模探讨,而物理专业的学生则以高频传输线作为教学实例。通过确立与学生专业相关的教学内容和教学案例,提高了学生的兴趣,也明确了此门课程对学生的重要性。
2.2关于教学方法的探讨
(1)对于教学方法改革,我们首先注意此课程强大的应用性,且具有实践背景和深刻的物理意义。因此,在讲授课程时,我们提出对于每一个例题,一定要数学建模、解题方法、编程可视化、分析物理意义一体化。在以往的教学中,过多地重视了解题方法的讲授,而忽视了可视化和分析物理意义这两个极为重要的环节。例如,对于讨论有限长弦的强迫振动。求解方法有:齐次化原理和按特征函数展开法。通过MATLAB或者MATHEMATICA编程,进行可视化,可以将弦的振动过程进行动画演示,可以通过调节施加的外力,观察对弦的振动的影响,并且注意到当时间的外力频率与弦的固有频率充分接近的时候,会引起共振,产生大的振荡。因此,在启发我们意识和理解到建设桥梁时为何要避免共振,而在无线电中为何有时又要共振。在要求学生课后作业时,也要做到数学建模、解题方法、编程可视化、分析物理意义这四个过程缺一不可,并且是组织安排学生进行报告。这样可以培养学生的创新能力和实践应用能力。(2)学生的分组共同作业。前面提到解决一个问题,需要数学建模、解题方法、编程可视化、分析物理意义四个关键步骤。但是有一部分同学的基础不好,独立完成这一切是很困难的,为此,我们提出了分组作业。两三个同学一组,共同作业,可以相互帮助、相互学习、相互研究、相互提高,培养学生的协作能力,促进学生的全面总体成长。(3)让学生参与到课程教学中。在一学期安排5~6次的学生课堂。给每组学生一周左右的时间准备,上前讲授某种方法或者某个内容。让学生充分的参与到课堂教学中,充分调动了学生的学习积极性,发挥了他们极大的潜能。
2.3初步实施效果
上述的教学内容和教学方法改革,我们已经逐步进行了实施,效果是让我们惊喜的。(1)提高了学生的学习积极性和对此门课程的学习兴趣。上课学生热情饱满,能够很好地跟教师互动,积极思考、回答老师提出的问题。(2)充分激发了学生的求知欲和潜能。当让学生上前讲授内容或者做报告时,往往能够得到很多惊喜,学生能够查阅很多相关的资料,并能深入思考问题,呈现出很好的课堂教学。(3)培养了学生的创新思维和应用能力。每次学生报告时,都能通过小组合作,提出解决方案,利用软件进行编程,实现可视化,极大地锻炼了学生的创新应用能力。在全国大学生数学建模竞赛和美国大学生数学建模竞赛中均取得了优异成绩。
3结语
经过实验,将教学改革方案应用指导数学物理方法课程的授课中,确实调动起了学生学习此门课程的兴趣,学生通过软件编程进行可视化,不仅极大地调动了他们的学习积极性,而且通过对物理现象的演示,很好地加深了对问题的理解。通过学生课堂和平时的小组协作作业培养了学生利用数学知识进行建模、解决实际问题的能力,全面提高了学生对数学物理方法课程的知识掌握,培养了学生的创新能力。
作者:牟海宁 单位:中国石油大学(华东)理学院计算数学系
参考文献:
[1]梁昆淼.数学物理方法[M].4版.北京:高等教育出版社,2010.
[2]王元明.数学物理方程与特殊函数[M].4版.北京:科学出版社,2012.
关键词: 中职数学教学 建模学习 实施构想 具体实践 应用能力
一、问题的提出
对于中职学生而言,学习数学的主要目的是利用所学的数学知识去解决生产和生活中所遇到的问题,而应用的关键是数学应用能力的培养。现行的中职数学课程多是“掐头去尾烧中段”,也就是说数学主要着眼于内部的理论结构和它们之间的逻辑关系,着重训练学生的逻辑思维能力,而没有着重讨论和训练如何从实际问题中提炼出数学问题,到头来还是不会解决实际问题。没有充分的有意识的训练,学生的应用意识是不会形成和提高的。数学建模是运用数学思想、方法和知识解决实际问题的过程,也是连接应用问题与发展学生数学应用意识的纽带。如果学生能将与所学数学知识相关的实际问题自觉模型化,就说明学生的数学应用意识和应用能力很强了。根据长期的教学实践,我认为开展数学建模学习能够有效培养中职学生的数学应用能力。
二、中职数学教学开展建模活动的实施构想
第一阶段(一年级实施):结合教材,以应用题为突破口,培养学生运用数学建模方法的意识,以简单建模为主要目标。例如:暑假考虑全家外出旅游,找两家旅行社联系,甲社的收费标准为:家长一人购全票,其余成员全部可购半票;乙社的收费标准为:家庭旅行按团体票优惠,照标价的三分之二计算。已知旅行社的原价是一样的,试就家庭成员的多少分析哪家旅行社更实惠。本题解法其实很简单,只不过要将现实世界的问题经简化转换成现实模型,然后翻译成数学模型,再采用数学方法和计算工具求解模型,接着将此解翻译成实际问题的解,最后分析此解是否符合实际,是否需要修改、深化、拓展等。经过这样一段时间训练之后,学生的建模能力将逐渐提高,同时运用数学知识解决实际问题的兴趣也会逐渐提高,享受到数学学习的乐趣,增强学好数学建模的信心。但要注意的是由于刚开始接触这一新的思想方法,因此选取的例子要贴近教材内容,要考虑到中职生的数学基础,贴近学生的认知水平,贴近学生的生活实际,涉及的专业知识不能太多,且要易于理解。此阶段的重点是站在提高学生素质的高度,把渗透数学建模的意识作为首要任务,并注重培养学生的阅读理解能力和数学语言的转换能力。同时,此阶段师生共同讨论,分析寻找等量关系或函数关系,将实际问题数学化,本阶段主要是落实简单建模的教学目标。
第二阶段(二年级实施):安排与教材内容有关的典型案例,落实典型案例教学目标,让学生初步掌握建模的常用方法。到了中职二年级阶段,学生所学知识逐渐增多,教师应结合教材内容精心挑选典型案例,有计划地让学生参与建模过程。例如:某零售商店对甲商品的需求量为每天一个单位,而前置时间(订货至到货的时间)是两天。如果甲商品成本为每单位500元,存货1单位每年的存贮费为成本的20%,每次订货所付订货费为20元。(1)决策S:每2天订货一次,每次订货2个单位;决策:S每20天订货一次,每次订货20个单位。试比较哪种决策为优?(2)能否找出更好的订货决策?在解决这类决策问题时可适宜介绍数学建模方法,以激发学生进一步学好数学的热情,拓宽学生视野,接触更多的社会知识和科学知识。此阶段主要落实典型案例教学目标。为此,教师应该改变传统教学方式,精心指导学生自己独立完成,然后由学生汇报并写报告,使他们能对经过提炼加工、忽略了次要因素保留下来的诸因素之间的数量关系比较清楚的实际问题,构建其数学模型。
第三阶段(三年级实施):由于中职三年级不再开设数学课,在此阶段数学建模的学习主要以讲座和专题活动的形式开展。此阶段重点培养学生的对各种能力的综合应用,它涉及文字理解能力,对实际的熟悉程度,对相关知识的掌握程度,良好的心理素质,创新精神和创造能力,以及观察、分析、综合、比较、概括等各种科学思维方法的综合应用。为此,师生应组成“共同体”,在活动时结合中职生的实际情况,以建模为核心,在老师的点拨指导下,以小组为单位开展建模活动,同时为提高学生独立工作和相互合作的能力,小组成员最好是优、良、中、差均衡搭配,并轮流担任组长负责召集、记录和写报告,然后师生共同讨论评定并总结,教师重点在科学的思维方法上给予点拨和总结。此时,有关课题可由教师提供,亦可由学生提供,并可让学生去实践,增强应用意识和经济观念,增长生活、生产知识,提高学生的应用能力和创新能力,为今后的工作和就业做好准备。比如下文具体举例阐述的投资方案选择研究课题。
三、开展建模学习的具体实践
数学应用和建模应与平时的数学教学有机结合,把应用和数学课内知识的学习更好地结合起来。这样的结合可以向两个方向发展,一是向“源”的方向展开,即教师应特别注意向学生介绍知识产生、发展的背景;二是向“流”的方向深入,即教师要引导学生了解知识的功能,以及在实际生活中的应用,了解数学应用、数学建模与学生现实所学知识的切入点,引导学生在学中用,在用中学。在每学完一单元有关数学知识后,应安排该单元知识的应用专题,重点是渗透数学建模思想,提高学生的创新意识和化归等能力。根据大纲要求和现行教材内容,主要有:函数的应用,等差数列和等比数列的应用,不等式的应用,线性规划的应用,排列与组合和概率统计应用,导数的应用,等等。此外,结合时展的特点,涉及现代生活的经济统计图表(识别、分析、绘制),矩阵对策,股票、彩票发行模型,风险决策,市场预测,存贮原理,供求模型,就业与失业,广告与税款,等等,亦可以专题讲座等形式向学生作介绍,以适应时展的要求。在此基础上,应对上述内容结合专业需要,对其建模的主要类型进行化归,以适应教学的需要,减轻学生负担。
比如建立或化归为函数模型,可以选择现实生活中普遍存在着最优化问题――最佳投资、最小成本等,归结为函数的最值问题,通过建立相应的目标函数,确定变量的限制条件,运用函数知识和方法解决。
例如,我对财会专业三年级学生提出投资方案选择研究课题:假设你有一笔资金用于投资,现有三种投资方案供你选择,这三种方案的回报如下:方案一:每天回报40元;方案二:第一天回报10元,以后每天比前一天多回报10元;方案三:第一天回报0.4元,以后每天的回报比前一天翻一番。请问:你会选择哪种投资方案?
1.分析问题,激发思考。
学生已经在初中学过一次函数、二次函数,在前面两年又学习了指数函数、对数函数及幂函数,对函数的知识已有一定的认识。虽然在前面已初步了解了指数函数、对数函数及幂函数的概念及其基本性质,本课题的内容只是对这些知识进行实际应用。但是在解决实际问题时,学生经常会面临着如何选择恰当的函数模型来刻画一个实际问题,这对学生来说不是轻易能做到的。多数学生选择方案三,我反问:“一定是这样吗?”学生陷入沉思,引起不同的思考。我引导学生分析本例中的数量关系,并思考应当选择怎样的函数模型来描述,鼓励学生猜想,更引导学生确认,进而提出用数学方法解决该问题――建立相应的函数模型。
2.建立模型,求解作答。
解:设第x天所得回报为y元,则
方案一:每天回报40元;y=40(x∈N)
方案二:第一天回报10元,以后每天比前一天多回报10元;y=10x(x∈N)
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方案三:第一天回报0.4元,以后每天的回报比前一天翻一番;y=0.4×2(x∈N)
提供备选方案:
(1)投资方案选择原则:投入资金相同,回报量多者为优,比较三种方案每天回报量。
(2)比较三种方案一段时间内的总回报量,哪个方案在某段时间内的总回报量最多,我们就在那段时间选择该方案。
师生合作:利用计算工具列出三种投资方案对应的表格。
引导学生观察表格,获取信息,体会三种函数的增长差异,特别是指数爆炸,说出自己的发现,并进行交流。
引导学生观察表格中三种方案的数量变化情况,对于“增加量”进行比较,体会“直线上升”、“指数爆炸”等。
根据上表我们可以先建立三种投资方案所对应的函数模型,再通过比较它们的增长情况,为选择投资方案提供依据。
利用几何画板画出上述三种函数的图像。
引导学生利用函数图像分析三种方案的不同变化趋势。学生对三种方案的不同变化趋势作出描述,并为方案选择提供依据。
累积回报表
学生往往是将每天的回报量当作选择的依据,因此会得出错误的结论,需要修正。我引导学生分析影响方案选择的因素,使学生认识到要作出正确选择,除了要考虑每天的收益,还要考虑一段时间内的总收益。学生通过自主活动,分析整理数据,并根据其中的信息作出推理判断,获得累计收益并给出本题的完整解答,然后全班进行交流。
3.修正错误,完善结论。
从每天的回报量来看:第1―4天,方案一最多;第5―8天,方案二最多;第9天以后,方案三最多。有人认为投资:1―4天选择方案一;5―8天选择方案二;9天以后选择方案三。其实不然。
结论:投资8天以下(不含8天),应选择第一种投资方案;投资8―10天,应选择第二种投资方案;投资11天(含11天)以上,应选择第三种投资方案.当然投资时间越长,我们越会选择第三种投资方案――指数爆炸型。
由问题1的解决,我们可以得到解决实际问题的一般步骤:(1)实际问题;(2)读懂问题抽象概括;(3)数学模型;(4)演算推理;(5)数学问题的解;(6)还原说明;(7)实际问题的解。
从投资方来说,总希望利润越高越好,但实际上是不可能的,还需要受很多因素的制约,利润不可能无限制增长,说明了理论与实际的距离。问题的分析与解决都遵循求解函数问题的一般方法,通过师生合作、生生合作的互动方式,提取各种信息,综合运用所得的信息,转化问题、体会过程,从而获得结论。
我有效指导学生把实际问题转化为函数模型,选择合适的数学模型分析解决实际问题,进而在探究中比较常数函数、一次函数、指数函数、对数函数模型的增长差异,结合实例使学生体会到直线上升、指数爆炸、对数增长等不同函数类型增长的含义,使学生体验到数学源于生活,又应用于生活,学好数学、用好数学可以提升我们自身的品位。
当然,现实世界中广泛存在着数量之间的相等或不等关系,如投资决策、生产规划、交通运输等问题中涉及的有关数量问题,常归结为方程或不等式求解,因此我们可以指导学生建立或化归为方程或不等式模型。许多经济问题,如增长率、利息(单利、复利)、分期付款等与时间相关的实际问题,常通过建立相应的数列模型求解,我们可以指导学生建立或化归为数列模型。其他如建立或化归为几何模型,建立或化归为概率模型等都可以结合学生所学专业开展建模学习,既培养了学生的数学应用能力,又为专业课教学作好了铺垫。
总之,实际问题数学化是过程,数学问题生活化是目的。数学建模就是应用数学的语言和方法对一个实际问题所作的设计。中职数学建模教学的主要目标是培养学生运用数学的意识、切实提高学生运用数学知识解决解决实际问题的应用能力,让数学服务于学生的发展。
参考文献:
[1]涂荣豹.新编数学教学论[M].华东师范大学出版社,2006.
[2]徐稼红.中学数学应用与建模[M].苏州大学出版社,2007.
[3]王尚志.数学教学研究与案例[M].高等教育出版社,2006.
[4]李延林.数学建模引导高中学生进入用数学的新阶段[J].数学通报,2005,(10).
关键词: 准备性评价 过程性评价 总结性评价
教学评价是依据课程标准,根据教学目标,通过多种方式系统地收集各种信息,对某一课程的教学效果作出评价判断,以利于对课程实施进行必要、及时的调整。从评价的主体上来看,教学评价可以是授课教师为了了解学生的心智特点而做出适当的教学设计,是收集、整理、反馈课堂信息的过程。从评价的客体上看,教学评价可以是学生在教学活动中的各种积极或消极的表现,如师生、生生之间的交流与对话,课堂练习、家庭作业等情况,通过可观察的学生学习行为分析学生的学习情况。教学评价对教学活动具有强大的导向和激励作用,是对教学情况的检测、监督与反馈。教师可以通过教学评价的及时反馈调整自己的教学行为,有利于教学活动顺利、有效地实施。
中等职业学校的学生大多都表现为文化课特别是数学学科的基础薄弱,在传统评价体系中被认定为学习的“失败者”。而当前,中职学校对学生数学水平的评价大多使用限时笔试的评价形式。期中、期末考试卷面成绩的高低是判断某学生数学情况好坏的标准。考试形式都是闭卷,或他人命题或会考形式。往往一张数学试卷的难度系数P值是选择题高于填空题,最低的是解答题。这就直观反映出学生对知识的掌握还是不够的,多停留在了解层面,能从四个答案中选出正确的选项,但是自己分析求解却很难,而完整地写出解答过程更是困难。
因为大部分中职学生在毕业以后都选择就业,很少有学生有机会直接用到在课堂中学习的数学知识,数学无用的想法一直存在于他们的潜意识中,加上自身数学基础不好,从小数学考试就没有及格,学习根本提不起兴趣。因此学习态度不端正,对学习成绩无所谓成为中职生普遍的特点。中职学校的教学活动是以就业为导向,以培养高素质的劳动者和技能型人才为目标,所以应注重培养和提高学生的动手能力。对以往考试数据的分析情况和现状来看,中职数学必须唤醒学生自主学习的意识,激发学生数学学习的兴趣。而在教学评价这个环节,不能仅从考试成绩判断学生的数学素养,应当遵循人文性的原则,采用多样化的评价手段和多元化的评价形式。
基于以上教学评价的概念及中职学校数学教学现状的分析,本文根据实施教学评价的时机,将其分为准备性评价、过程性评价和总结性评价。现就以中职数学《拓展模块》三角函数一章的教学为例,对这三个评价进行具体的探索。
一、准备性评价要具体详尽
准备性评价,又可称作诊断性评价,是指在一门课程或是某个教学内容开始之前对教学背景及学生已有的认知、情感和技能等方面进行的评估。准备性评价通常采用“摸底测验”的方式进行。教师进行准备性评价是为了了解学生的情况,促进学生学习而不是给学生贴标签。通过准备性评价,教师可以发现学生新旧知识的最佳契合点。一方面,教师可以了解学生已有的知识储备,是否具备学习某种新知识所需的基础知识与基本技能。另一方面,教师可以了解在新的教学目标中,有哪些知识与技能是学生已经掌握的,这样在新授课过程中可以更好地突出重点,突破难点。准备性评价可以检查教学目标的制定与教学内容的选择是否合理、恰当,是否适合学生原有的认知水平。
如中职数学《拓展模块》的第一章是三角公式及应用,主要教学内容为两角和差、二倍角、正弦型函数图像及性质、解三角形等,安排在高二下学期学习。而《基础模块》的三角一章是在高一下学期教学的,这两章的教学内容一脉相承却相隔近一年的时间,学生对角的概念推广、弧度制等知识已经差不多忘了。所以唤起学生对已学知识的记忆显得尤为重要。教师应当在授课《拓展模块》三角公式变换之前设计一份“摸底测试”卷,把《基础模块》三角章所有的知识点总结归纳为角的概念、弧度制、三角函数的定义、特殊角的三角函数值等,将它们设计成填空题,以开卷的形式让学生自行复习、寻找答案、回忆旧知,为学习两角和差、二倍角公式等新知做好准备。特别是在新课学习过程中将多次用到特殊角的三角函数值进行计算,可以在这份摸底测试卷中以列表填空的题型呈现0°~360°中所有特殊角的三角函数值,帮助学生尽快回忆、掌握这些特殊角。
这份测试卷不仅能了解学生对于三角基础知识的掌握情况,帮助学生尽快复习旧知,而且能作为学生学习三角计算的公式集,对后续学习有着极大的帮助。在学生新知识的学习后还应当鼓励他们对这些公式进行补充和完善。
二、过程性评价要及时跟进
过程性评价又被称为形成性评价,是指在某项教学活动过程中,为了能更好地达到教学目标,取得更佳的教学效果而对学生知识的掌握和能力的发展进行的及时评价。它能及时了解阶段教学的结果和学生学习的进展情况、存在的问题,可据此及时调整和改进教学工作。过程性评价关注学生的学习过程,关注课堂中的师生的交流与互动,在课后还可以采用非正式考试或阶段性单元小测验进行。通过过程性评价,教师可以随时了解学生在学习上的点滴进步,获得教学工作的及时反馈,这样教师就可以随时调整教学计划、改进教学方案。
如在学习了两角和差公式以后,可以针对这些公式给学生设计一份学案,内容由易到难,题量不多,让学生当堂完成。这份学案可以很好地帮助授课教师了解学生对新知识的掌握情况。而三角这部分的公式繁多,变换多样,在日常教学中如能抽出五分钟至十分钟的时间默写公式,强化公式的记忆,教学效果能很快显现。又如,在学习正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图像与性质时,教师可利用几何画板软件教学,设计一份由学生在课堂中当场完成的数学实验报告,报告分三部分:
第一部分:关于φ的图像变换:要求学生在同一平面直角坐标系中利用五点作图法分别画出y=sinx,y=sin(x+■),y=sin(x-■)的图像,让学生自己总结得出结论:y=sinx的图像经过怎样的变换可以分别得到y=sin(x+■),y=sin(x-■)的图像?
第二部分:关于ω的图像变换:画出y=sinx,y=sin2x,y=sin■x的图像后总结出结论:y=sinx的图像经过怎样的变换可以分别得到y=sin2x,y=sin■x的图像?
第三部分:关于A的图像变换:五点作图画出y=sinx,y=2sinx,y=■sinx的图像,引导学生得出结论:y=sinx的图像经过怎样的变换可以分别得到y=2sinx和y=■sinx的图像?
通过这一实验报告,学生对正弦型函数图像变换有了更深刻、直观的理解,不仅培养了学生动手动脑的能力,而且活跃了课堂气氛,让学生在快乐的实践过程中掌握知识。
当然,在课堂教学过程中对学生的积极表现及时予以肯定和表扬也认为是过程性评价的一种形式。中职数学课堂教学应当由单纯地关注学生的数学认知转向关注学生数学认知方式与情感体验并重。情感教育被认为是学习的“催化剂”。教师在课堂教学中的及时评价,可以增进学生学习数学的自信心,有利于课堂上师生间的积极交流与互动。教师的教学工作不仅要使学生获得数学知识和发展数学能力,而且要关注学生的数学学习过程,特别是应该充分重视学生在数学学习中的情感投入。如学生在学习中遇到困难的时候教师可以拍拍学生的肩膀,给予鼓励性引导:“怎么啦,这一步你被卡了?能否另辟蹊径?”“嗯,你的证明太Beautiful了!”等,亲切的微笑、关心的话语能让学生感觉到教师是在真正与他交心、互动,是对学生最好的肯定和鼓励。教师还可以对学生平时的课堂表现如出勤、作业完成、课堂互动环节等情况予以量化关注,折算成分数记入该学生的期末总评考核。在正常限度内对数学课堂教学进行评价可收到事半功倍的效果,激起师生奋进的情绪,调动他们向更高目标努力的积极性。这样既能激发教师的教学热情,又能激发学生对数学学习的热情。
三、总结性评价应注重应用
总结性评价又可被称为事后评价或终结性评价。它是指在一个单元、一个模块或是一个学期的教学活动结束以后为了解教学活动的最终效果而进行的评价,是对学生某个阶段学习的质量或效果做出结论性的总结、评价。期中、期末考试都属于这种评价,其目的是检验学生的学业是否最终达到了教学目标。通过总结性评价,教师可以检验某个阶段教学目标的实现程度,从而判断教学效果的好与坏,是否需要对下阶段的教学做进一步调整或改进,为制定下一阶段新的教学目标提供必要的参考。总结性评价除使用卷面考查这种最常见的形式以外,还可采用其他的评价形式,如开卷笔试、上交调查报告、作业等。
总结性评价的试题除了考查基本的知识以外还应当注重实际应用,结合学生的专业知识,考查学生的基本技能。试卷中可以设计一些与专业、生活紧密联系的数学题。也可适当选用一些PISA试题,评价学生现实生活和终身学习所必需的知识和技能,测试学生应用知识和技能面对实际生活挑战的能力,评价学生在数学方面的素养,杜绝为了考试背诵和记忆试题答案。
如汽车专业的学生动手能力比较强,但数据分析能力比较薄弱。结合汽车专业特点,提炼出汽车碰撞事故的数学模型,设计问题让学生分组讨论求解。这对学生阅读概括能力、计算能力、分析与解决问题能力等有比较明显的提高作用。学生通过阅读、分析求解,能够对现实交通事故发生的瞬间进行理性分析,能激发学生的求知欲望和探索精神,将理论研究与实际联系起来,更是极好的安全教育题材。教师在此过程中观察学生的言行,评定学生与他人的合作交流及创新的能力。又如对电子电工专业的学生,可以将总结性评价的试题与专业联系。在学习完正弦型函数的图像与性质以后可联系专业老师,让学生分小组完成日光灯的安装与测试。学生在动手动脑的教学活动环节中学以致用,运用正弦型函数的图像与性质解决实际问题,相信能获得积极的情感体验。
学生是教学活动的主体,因此教学评价应唤起学生的积极参与,改变评价以教师为主的做法,让学生的自评、互评和教师的评价相结合。在实施中职数学评价体系的过程中,教师除了要关注学生知识与技能的理解和掌握外,还要关注他们情感与态度的形成和发展,关注学生的个性差异,充分发挥教学评价的激励作用,培养学生良好的学习习惯,培养学生乐于合作、敢于创新的精神,从而达到提高数学教学质量的目的。
参考文献:
[1]顾泠沅,黄金荣,李业平.数学课堂教学研究[M].上海教育出版社.
[2]张奠宙,宋乃庆.数学教育概论[M].高等教育出版社.
[3]付克娜.高中数学课堂教学评价体系优化研究[J].科技创业月刊,2012(8).
演示与验证性实验设计统计规律的本质是大量随机事件中所体现出的规律性,因此随机试验是研究统计规律的基本方法。为此设计了直方图实验、模拟抛硬币实验、高尔顿针板重现正态分布中心化过程等实践方案。其次,配合课堂教学开发了基于Matlab的可视化概率统计演示系统[8]。直觉思维是人脑对于对象及其结构规律的敏锐想象和迅速判断,如果运用恰当,可以培养与提高创造性思维能力。演示实验通过利用计算机实现一些可视化的概率分布或密度函数的图像,不仅使学生对这些概率分布有更深刻的直观认识,完善对概率统计的直觉,而且使学生对生活实践中的随机性产生敏感,激发其浓厚的学习兴趣。
综合设计分析实验设计概率统计研究的问题源于生活和生产实践,修完该课程后,要将学到的理论知识应用到更多的生活实践和专业学习中去。概率统计实践课题要求学生从相关理论知识出发,去发现问题获得相关数据,利用概率统计知识进行分析并做出结论。为此,综合设计分析课题设计了蒙特卡罗法求实验,网店客服时间安排分析,高斯分布的随机数产生,物理量测量实验数据分析,电子噪声实验数据分析,婚姻稳定和收入水平的相关性检验,班级成绩差异是否显著的方差分析等实践方案。下面以蒙特卡罗法逼近求π实验为例来说明综合设计分析实验的具体实施步骤:实验简介:蒙特卡罗方法(MonteCarloMethod)也称随机抽样技术或统计实验方法,是一种应用“随机数”进行试验的方法。如图1所示,在单位正方形中,1/4圆的面积与单位正方形的面积比值为π/4。π的值可以用蒙特卡罗方法逼近:①在地面上画一个正方形,然后在正方形内画一个内切圆。②将一些颗粒大小均匀的物体如米粒或沙子,均匀平坦地分散在该正方形区域内。③分别计算圆圈内物体的个数与正方形内总共的物体数目。④上述两个数目的比值是对应两个区域面积比值的一个近似估计值,而两个区域的面积比值是π/4。从而可以将步骤三中的两个数目的比值结果乘以4来估计π的值。实验要求:用C或C++语言,编程实现蒙特卡罗法逼近求π的近似值,要求在两周之内独立完成。提示:首先,在C库cstdlib(stdlib.h)中包含两个随机数的函数,函数原型分别为intrand(void)和voidsrand(unsignedintseed);其次,注意逼近求π得到的近似值与产生的随机数总数之间的关系;第三,将设计的原程序代码直接复制粘贴到实验报告中,并将实验运行的结果以截图的形式粘贴在实验报告上;第四,在程序设计调试的过程中,遇到问题可以利用理论教学课间休息时直接面对面与老师交流或通过电子邮件及微博的形式和主讲教师进行交流。
实践教学过程设计
实践教学对象概率统计实践教学对象为电子信息类专业大学本科二年级的学生,他们已修完高等数学、线性代数课程,并具备了Excel、VistalC++、Matlab等软件的基本知识,具有计算机程序设计调试的基本技能,并已经具备概率统计实践教学的基础。在实施实践教学中除了蒙特卡罗法求综合设计实验要求独立完成以外,其他实践课题要求学生自愿组成3人的兴趣小组。由于公共类概率统计课程没有单独安排实践教学环节,在实施这些实践课题时就只能利用课余时间展开了。在实践中要求兴趣小组就研讨的问题协作收集整理相关资料文献,协作完成程序的设计与调试并一同撰写实验报告,要求在规定时间内以小组为单位提交实验报告。这使学生在实验课题实践的过程中培养了团队合作意识与协作能力。
教学活动的开展形式为了强调统计思想的重要性,在第一节绪论课堂教学中通过“FromChaostoOrderontheGaltonMachine”视频[9]演示使学生对随机现象中隐含的统计规律性有一个直观认识,并引入需要每个学生独立完成且必做的蒙特卡罗法求综合设计实验[10]。在讲解必要实验背景的情况下,给出实验中用到的两个随机数函数原型:intrand(void)和voidsrand(unsignedintseed),要求每个学生在两周内独立完成,并引导学生思考用何种方法去统计随机数的规律,从而为直方图实验埋下伏笔。在这个实验的教学实践过程中,原先主要是通过课堂辅导答疑和电子邮件的方式与学生进行联系和单线交流,为了克服不能组织多个同学一起研讨的缺陷,积极拓展新的教学互动平台,教学组准备在今后的教学过程中尝试引入微博互动的形式进行交流研讨。为了充分利用实践教学的机会培养学生分析问题、解决问题的能力,我们将综合设计分析实践课题设计成开放式问题。在讲解必要实验背景知识后,进一步指出需要明确哪些事实、解释何种现象或者解决什么问题,引导学生思考如何构造实验方案。实践教学实验不规定标准答案,只要能够达到实验目的和成功解释或者解决核心问题便是好的答案,也不明确规定实验实践的方式方法,具体方案由兴趣小组讨论后提出,只要能够达到最终目的便是好的实验实践方案。在进行实践教学活动中,学生可能会面临不清楚计算机程序部分函数的使用,或发现对具体生活和生产中遇到的实验数据背景不熟悉等问题,应鼓励学生利用互联网现学现用,促进其自主学习能力的培养。这正好体现了让学生在实践中学习、成长的实践教学理念。
实践教学评价由于公共类概率统计课程没有单独的设置实践教学环节,在具体实施实践教学过程中,可将学生的概率统计实践教学成绩纳入平时成绩。实践教学成绩的评定主要依据实践课题完成情况。由于实践课题的开放性,很难定量地评价学生成绩。在成绩的评定过程中,我们可按照以下指标及比例进行评定:实践课题的理解与描述(10%);合理地运用概率统计等数学知识解决具体问题的能力(40%);数据处理和利用计算机辅助计算的能力(30%);实践课题综述总结与结论(15%);实验报告中文字表达能力(5%)。
总结和讨论
【关键词】高中数学;高效课堂;有效方法
高效课堂其实就是指学生在教师的指导下积极、主动地参与到课堂学习之中,并且获得高效益的教学效果.下面笔者就结合自身教学实际来简要论述一下该如何在高中数学教学中构建高效课堂.
一、加强学生的自信心
学生是教学活动实施的主要对象,也是教学活动的主体参与者,因此学生的表现其实直接影响着教学效果的好坏和高效课堂的成功创建与否.而数学这门学科是一门讲究逻辑思维的学科,在数学的学习之中,笔者发现很多的学生都对数学的学习并没有很强的自信心,在面对数学内容的时候常常给人一种中气不足的感觉.
我们都知道一个人对待一个事物一旦具有了自信心就能够很好地面对一个事物,更能够将某一门学科的知识掌握好.在数学的学习之中就更是如此.一名学生如果对数学这门学科的学习没有自信心,那么就会导致学生在往后的学习中产生一种畏惧的心理和遇难则退的条件反射表现.久而久之,学生在数学学习之中的兴趣就会不断降低,学生的学习成效也将降低,随之教学的效率也将降低,高效课堂的创建也会遥不可及.相反,如果学生具有了自信心在面对数学这门学科的时候就会积极地在课堂上表现自己,在教学中不断积极、主动地探求新的知识点.这样学生学习数学的热情不断高涨,课堂气氛得以活跃,也为高效课堂的创设奠定了坚实的基础.
在高中数学教学中加强学生的自信心,一方面要通过言语来鼓励学生,让学生对自己充满信心,让学生肯定自己的价值和存在.另一方面则是要在教学实施中多找一些容易让学生接受的切入点,在很多知识内容,如“三角函数的应用”、“椭圆的实际应用”等内容的教学时就可以结合相关的生活知识加以教学.从而让学生感受到数学知识与我们的生活如此贴近,从而减轻学生的心理负担,最终增强学生的自信心.
二、了解学生的学习情况
课堂教学具有很强的联系性和连贯性,因此,如何让每一堂课都自然地联系起来也是创建高效课堂的重要一环.而学生作为课堂教学的重要参与者,就意味着学生的课堂表现直接影响着高效课堂的创建.
因此,笔者认为教师在创设高中数学的高效课堂时应该注意的一点就是要清楚地掌握学生的学习情况从而更好地依据学生的学习情况施以教学从而实现“教学相长”.
了解学生的学习情况,不仅可以让教师掌握学生的学习进度,还可以使得教师可以更好地及时地调整教学的计划和调整课堂教学的方式,这就为高效课堂的创建和灵活变更提供了可能.此外,教师掌握了解学生的学习情况这一过程也将拉近教师和学生之间的距离,密切师生之间的联系和关系,使得学生对教师产生一种亲近感.这样就会在另一个层面上密切师生之间的联系,加强师生之间的交流和发展的可能性.
例如:在完成了“二次函数的图像与性质”这个部分的第一课时教学任务后,教师就会出题给学生让学生巩固好第一课时所学习的有关二次函数的标准式的基本知识点和性质内容.而要开展有关二次函数的图像和性质的第二课时的教学内容——二次函数的图像与性质的应用,教师就一定要清楚学生对二次函数的基本性质是否掌握了才能更好地开展教学.一般教师可以通过学生的作业来透视学生的学习情况,还可以通过和学生课下的交流来掌握学生的学习动态.而这些了解学生学习情况的方式都将有效地密切师生之间的关系,创设出高效的数学课堂.
三、重视对学生的能力培养
在上文我们也提到课堂是学生获得知识和发展能力技能的重要场所,而高效课堂的创设成功与否的另一个重要标志就是学生的能力发展和建设是否得以实现.
因此,针对这一点,笔者认为在高中数学的课堂教学中,教师还应该积极地加强对学生的能力的培养从而来帮助学生的全面发展和提升.在课堂教学中培养学生的能力,主要是要在例题的讲解过程中注意引导学生和挖掘学生的潜力,进而加以相关的配套练习来实现学生的能力发展和提升.
四、小结
高中数学的高效课堂就是一个教学效率高,学生能力获得发展的一个课堂.在这个课堂的建设过程中必然会遇到很多的难题,也会遇到很多的阻力.但是创设这一高效课堂的关键还是要以学生为本,遵循为学生服务,发展学生能力为主旨的思想,那么这一高效课堂的创建也将得以实现.
【参考文献】
[1]商静.浅析如何构建高中数学教学的高效课堂[J].新疆教育,2010(9).
关键词:Authorware;实践教学;网络教学;任务驱动;多媒体
中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)23-5639-02
随着信息技术的发展和多媒体技术的普及,《计算机文化基础》课程中PowerPoint内容不能满足人们互动功能的需要,转而加开《多媒体应用技术》,该课程主要以Authorware 7.0这种多媒体开发软件为例来讲解多媒体开发设计的基本方法。
1课程内容
1.1课程体系
《多媒体应用技术》课程总学时64学时,其中理论教学20学时,实践44学时。该课程主要包括6大部分:基本图标认识,变量与函数、交互的应用、导航与框架,打包与,Authorware 7.0高级应用,其变量与函数、交互的应用、导航与框架为核心。每个模块包含对应层次的多个知识点,各层次知识点可以相互交叉、延伸构成《多媒体应用技术》课程的理论知识结构。
1.2主要内容
1)基本图标的认识(显示图标,移动图标,擦除图标,声音图标,判断图标);
2)变量与函数的使用(计算图标);
3)交互的使用(交互图标);
4)导航与框架(导航图标,框架图标);5)打包与。
1.3重点
1)基本图标的认识(显示,移动,擦除,声音,电影,判断);
2)变量与函数的使用(计算图标);
3)交互的使用(交互图标);
4)导航与框架(导航图标,框架图标)。
1.4难点
1)变量与函数的使用(计算图标);2)交互的使用(交互图标);
3)导航与框架(导航图标,框架图标)。
2课程实施
教学实施过程中,结合学生的认知规律,运用案例教学、任务驱动、项目导向等灵活多样教学方法,采用教、学、练、做一体的组织形式,以应用为主线,减少抽象理论的描述的教学思想,吧精讲多练,一学生为主体的教学方法贯穿在整个教学过程中,教师启发学生勤思考、多动手,并将考核贯穿整个教学活动中。
1)任务驱动:
每次课都提出一个明确的任务,通过一个任务掌握某个章节的知识点,突出重点,分解难点,教学目的明确。如讲授判断图标时以制作无纸化考试中的“随机出题“;讲授交互结构中目标区域响应时模拟制作一个简单的拼图游戏;讲授导航和框架结构时模拟制作一个简单的电子书。学生学习积极性大为提高。
2)教、学、练、做一体:
高职生的学习主动性不高,因此在课程设计中,教师在“教”的活动中应调动学生的学习积极性,让学生在学、练、做的各个阶段得到充分的锻炼,举一反三,同时,结合灵活多样的考核形式以督促各个阶段的学习。
3)运用现代教育技术:
《多媒体应用技术》课程教学中,教师积极采用现代化的教学手段,充分利用设在教室和实训室中的多媒体设备,根据教学内容需要和学生情况采取问答、演示课件配合板书、模拟动画、分组讨论和总结等多种手段进行教学,收到良好效果。
4)利用“实验机房电子教室”,边讲边练:
充分利用学做合一教室,进行现场教学,边学边做,使同学们全程参与程序的设计、调试过程,学生能及时理解和消化教师所讲的知识
5)加大辅导力度:
利用业余时间(晚自习)对个别较差的学生进行单独辅导。这样可以作为课堂教学的补充,也保证了教学的进度要求。
6)理论深度要适当:
针对高职学生特点,对课内的理论点进行适当的调整,有些较难懂的知识尽量分解开,对于先修的知识要交代清楚,采取知识点强化的教学方法,避免学生因听不懂而产生厌学情绪。
7)教学效果的反馈:
课堂练习、作业和实验报告的批改是获得教学效果反馈的基本途径,老师要针对重点、难点和错误共性,有针对地、系统地在课堂上给予解答。
3课程评价
本课程采用“学习过程考核”+“卷面考核”的形式,分别占50%和50%的权重,期末成绩由这两部分构成。
3.1“学习过程”考核
主要在实验教学环节中进行,即实践学习考核,教师按教学常规中的项目如考勤、课堂表现、作业、实验报告等按照权重进行综合考核,其中单元技能要点具体考核内容,是各单元模块与教学大纲要求学生掌握的知识点和技能点。
考核的目的不是为了给学生评一个分数、等级或排一下名次,而是为了发现问题并得出解决问题的方法。所以,考核的方式方法可以灵活运用,但无论哪种方式都要发挥学生参与评价的积极性、主动性,最终达到“以评促学”、“以评促教”的目的。
4结束语
《多媒体应用技术》课程是依照我系计算机应用专业的办学定位和专业人才培养目标而开设的一门服务于《企业文员》模块的一门专业基础课程。这门课主要是以Authorware 7.0这个多媒体开发软件为例讲解多媒体开发设计的基本方法,取得了不错的效果,不过由于这门课操作性比较强,而课时又比较紧,所以在今后的教学中可以将理论课减少一部分,多出一些上机操作效果会更好。
参考文献:
[关键词]《c语言程序设计》;项目;改革实践
随着时代的发展,科技不断更新和改革,计算机行业逐渐占据各大商业市场,成为社会中必不可少的行业领域,计算机专业逐渐受到社会的关注和重视,成为许多当代大学生的向往专业。而《c语言程序设计》作为计算机专业的基础教学科目,对计算机专业知识有着不可或缺的重要意义。教师应当明确课程项目的改革目标,完善驱动化教学下的课堂实施策略,丰富教学内容,落实好c语言教学课堂。
一、了解《c语言程序设计》内涵――制定驱动化课程教学的方案计划
c语言程序设计,全称是“Computer语言程序设计”,“computer”是计算机的英文形式,由此,c语言实质就是在计算机上操作的语言,教师要把这个重要的概念给学生讲解,让学生明白《c语言程序设计》的实质性内涵,帮助学生理解和掌握c语言的理论知识和课堂实际操作内容,锻炼学生的动手操作能力。c语言的教学课堂离不开语法知识,根据c语言的教学内容,其知识框架包括数据类型、数组、函数、结构体、运算符、变量等,教师要经常在课堂上给学生介绍c语言课程的结构框架,让学生了解课程的内涵,明确学习的方向,合理地规划学习步骤。在教学的过程中,教师要制定驱动化的课程方案,合理地运用“任务驱动”教学法,把实验课堂分为“提出任务”、“知识分析”、“评价提升”等多个教学阶段,让学生有规律、有效率地学习编程技术,完善c语言核心内容的学习方法。在实验课上编程时,教师可以和学生一起讨论任务的解决方法和实现策略,对完成的目标进行总结和分析。在利用“Microsoft Visual c++”软件进行编程序时,在软件页面的下方会出现“error”的标识,即错误分析,教师要让学生对错误的编码自行修改和重新编写,锻炼实际动手操作的能力,掌握实质性的编码技巧和解决问题的方法策略,加深对《c语言程序设计》知识的理解和对编码程序的运用能力。
二、注重《c语言程序设计》项目――明确驱动化课程教学的改革目标
(一)找到教学的关键,从应用入手
《c语言程序设计》的基础内容是架构化的程序设计思路和基本c语言的语句使用,其主要内容涵盖了数据的处理与分析、运算符重载、顺序结构与循环结构的应用、变量与数据类型的使用等多种教学元素,教师要把各种知识和操作的技能作为c语言课堂上的教学目标,找到教学的关键,从应用入手,把各种语句的结合和理解给学生作详细的介绍,并以训练作为课堂的基本教学内容,充分地锻炼学生的思维能力和对计算机语言的构造能力,把计算机专业知识运用到c语言程序的编程过程中,真正落实“专业化”、“实际化”、“自由化”的《c语言程序设计》教学课堂。此外,教师要合理规划课程的评分制度,比如把学生的课堂出勤率作为“平时分”的评判依据,期中考试和期末考试都要占有不同的比例,而n后的实验报告和实验编程作业也要加入总体考核的内容,让学生端正学习态度,以严谨的态度对待c语言课程的学习,注重每一节课的讲解和教学,认真完成每一道编程题目,强化每一个c语言知识重点,最终达到整体教学的特点。
(二)选择教学的内容,从技能扩展
要想让学生牢靠地掌握c语言的编码技能,教师必须从教学内容人手,选择有价值和实际性的项目教学内容,在项目教学中体现驱动化的教学模式,避免出现知识点过多,学生跟不上教学进度等教学缺陷,给学生提供一个轻松、自由的c语言学习环境。由于《c语言程序设计》存在技术性的复杂理论,如果教师忽略学生的心灵感受,不断地施加压力,就会给学生造成学习困扰,甚至让学生形成畏惧的心理,不愿听讲,不愿动手操作,在课堂上不能集中思想,导致学习效率大大下降。因此,教师一定要选择合理的教学内容,适当调慢c语言教育的教学进度,做到整体教学,不放弃培养每一个学生的能力,循序渐进地将c语言知识完整地“植入”学生的思维中,让学生在编写程序的过程中,能感受到轻松和愉快的学习氛围,从而提高了编码速度和构造c语言函数程序结构的能力和水平。
三、加强《c语言程序设计》实践――完善驱动化课程教学的实施策略
(一)引导教学的过程,打好学生的语言基础
教师作为引导学生学习的“指路明灯”,应当找到适合学生学习的方法,有效地引导学生编码过程,让写生打好基础,为今后学习更复杂的《高级程序设计语言》即“c++”做准备。加强c语言编写技能,即让学生重视每一个编码的环节,不遗漏任何一个编码重点,在加入数据类型、运算符、顺序结构、循环语句等元素时做到不冲突。此外,教师应当让学生牢靠掌握编码的整体过程和程序框架,比如每个函数的开始都要用“intmain()”作为标志,即主函数的运行标识,而“void”则表示函数结束时不返回任何值。《c语言程序设计》是一门对严谨性要求特别高的学科,所以教师一定要严格要求学生熟练地编写c程序语言,做到严谨地编程,有效率地编程,提高实验代码的质量。
(二)加强教学的内容,提高学生的编程技能
为了提高学生的编码能力,教师应当加强教学的内容,提高学生的编码技能。在实验的教学过程中,教师应当让学生牢靠地掌握一些编程用的实验二进制码和专用ASCLL码,以及英文类型。比如“char”表示字符,“intmain()”用于主函数的开头部分,“return 0”用于函数结束时的收尾,在适当时候,教师可以扩展教育,即让学生了解更多的c语言编码用语,加强学生的编码能力,扩展学生的思维能力,比如“cout”在高级程序语言中表示输出,即“input”,采用“cout”的方法能提高编码效率,美观程序设计,在构造函数时,为了方便学生的编写操作,教师可以引入“函数指针”的概念,即用形象的函数名代表复杂而经常出现的固有函数名,方便程序的设计,使c程序语言更“形象化”、“实际化”和“快捷化”。
四、优化《c语言程序设计》教学――组织驱动化课程教学的教学活动
c语言编程对学生的动手实践能力的要求非常强,学生要具备高耐心和灵活的动手技巧,才能编写出优秀的c语言程序代码,因此,教师一定要注重c语言教学的“实验课”和“活动课”,通过让学生动手操作c语言编码的过程,教师可以了解学生的学习进度,掌握学生的学习方向,从而制定更严密的课堂计划和教学模式,完善课堂步骤和教学方法,《c语言程序设计》是一门颇具理论性的学科,其编码过程和设计程序过程是非常复杂和繁琐的,教师一定要经常和学生进行心灵上的沟通和交流,了解学生的身心健康发展特点,给学生提供有效和实际学习方法和编码技巧,帮助学生理解和运用c语言知识,锻炼学生的各方面综合能力,从而不断提高编码水平和程序设计意识,提高《c语言程序设计》的素质能力,学好c程序语言。在实验课堂的教学时,教师可以将教学模块分为4个部分,即“基础理论操作模块”、“程序语言设计模块”、“编程数据处理模块”和“c语言应用程序开发模块”。对每个模块展开细节性的教育,能帮助c语言课堂实现“多元化”和“高效化”,加深学生对知识的理解,提高学生的编程能力。
另一方面,项目驱动教学法是以构建理论为核心教学理念展开的,旨在让学生通过实践的过程明确学习的目标,在学习活动中思考和创新,在实践活动中合理地运用知识技能。c语言编程是一个复杂而颇具理论性的教学科目,不能让学生形成“死记硬背”的思想,教师要避免教学误区,让学生在实验活动的过程中思考解决方案和编码技巧,明白c语言结构体知识,提高综合的编程能力。因此,教师要注重学生创新意识的培养和动手能力的锻炼,加强《c语言程序设计》实验课活动就是训练学生的编码能力,让学生自行找到多种编码方法,构建出多元化的c语言程序设计结构,巩固课堂知识。教师在布置编程题目时,可以选择以实际生活中的元素作为教学依据,比如按班级、年龄、性别进行划分,构造出不同的程序类别,让学生在主函数中加入不同的“Class”,即类别名,再化分出不同的函数体,结合赋值语句“x=y”等结构体,构造出完整的程序。
关键词:C语言;编程能力;编程思维;实践教学;TED模型
中图分类号:TP312.1-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2011) 18-0000-02
The Research of Practical Teaching System about C Language Programming
Ma Hongmei,Wang Junying,He Jinhui
(China Agriculture University,Yantai 264002,China)
Abstract:To improve students’programming capability of C programming language,a model named TED is introduced,which is a practical teaching system integered with teaching and examination and developping.
Keywords:C Language;Programming capability;Program thinking;Practical teaching;TED model
一、引言
为了适应目前社会发展的需要,当今各个大学对学生的培养目标都转向了能力培养,而能力的培养离不开实践教学的实施。因此,对实践教学的重视也与日俱增。很多教育工作者在这方面提出了自己的见解和想法[1-3],并在实践教学中不断进行改革尝试和理论研究,提出了许多值得借鉴的宝贵经验[4-6]。笔者作为一名计算机教师,更是非常重视计算机的实践教学,尤其是针对计算机语言的教学,光是理论讲解远远不够,重要的是让学生自己上机动手编程,从简单到复杂,不断编写和调试程序,才能在这个过程中逐渐养成良好的编程习惯,锻炼编程和调试程序的能力,在潜移默化中培养编程思维。编程能力和编程思维的培养,对于本科学生来说,这一点尤为重要。对于计算机的各种语言,如VB、C、JAVA、C++、C#,不同的是语法规则,而原理是相通的,学习的时候要重点归纳和把握原理,才能在学习其他语言的过程中以不变应万变,举一反三,融会贯通,也才能更快的上手其他新的计算机语言。这也是培养编程思维的过程,而编程能力的培养则还需要大量的编程训练和强化。从教学的角度考虑,要想让学生获得编程思维和编程能力的同时培养,不但要在教学方法上进行改革尝试,还要在考试方式上进行多元改革,同时注入技术含量较高的证书和竞赛的国际国内视野拓展,让学生向更高的编程境界挑战,从而激发学生的编程潜力,才能达到实践教学的理想目标和终极效果,培养更多优秀的软件开发人才。
二、TED实践教学体系模型
TED实践教学体系模型主要分教学、考试和拓展三个方面,如图1。三个方面缺一不可,实施步骤循序渐进,其中教学是基础,考试是手段,拓展是拔高。
(一)教学
这里的教学主要指实践环节,不涉及理论教学的讨论。从实践教学体系出发,教学首先是基础,也是最重要的一个过程。每一种计算机语言的教学都离不开上机实验部分。
按照教学的循序渐进过程的展开,首先是各章实验课的安排,每一章的实验都是为了巩固和应用该章涉及的重点内容或知识点。为了兼顾各个层次的学生都能掌握相关内容,在实验题目的选取上遵循五个原则:趣味性、实用性、针对性、层次性和连贯性。其中层次性是为了达到巩固相同知识点的目的,可以分easy、normal及hard三个层次的应用难度,分别设计若干题目,让学生自由选择其中的若干道题目实现编程;而连贯性是为案例教学考虑的。事先将一个完整的比较大的题目按照各章节涉及的知识点分解成若干小题目并根据难易程度放入各章实验内容中,当学生做完所有章节的相关实验时,再做个简单集成,就完成了一个大的实验题目,从而最后以整体的方式展示出来。
案例教学贯穿在整个实验教学中。相关的实验题目难度在normal级别上,让所有学生在自选题目的时候该题目必选。思路采用模块式编程方法,各章实验均以C语言中函数的方式编程实现,调试时编写一个main函数调用之,这样每个函数实现一个独立的功能。在学期末将之前所编写的所有函数模块集成在一个.c文件中,用一个新的main函数直接调用或间接调用即可。需要注意的是每个函数在编写的时候尽可能的将必要的注释加上,如函数的功能、形参的意义及关键语句的思路等,以便最后集成时容易编写main函数。
大作业即综合实训。需要在教学计划中单独安排实训时间,比如1周。大作业的题目规模和案例教学中的题目相似,当然也可以分不同的难度设计若干题目,让学生分组实现。这样既节省了时间,又锻炼了学生自己分解子模块的能力,并在共同编程的过程中培养了协作、沟通和相互学习的能力,是一个不可或缺的提升学生编程思维和编程能力的环节。完成题目后,还有一个展示过程,就是各小组选出代表将编程结果以多媒体方式演示给老师和同学,并对关键技术、算法思路、编程体会或存在问题等做一阐述。这个环节可以让学生对自己的作品做最后的梳理,达到“不但会做还会说”的锻炼目的;同时学生之间也可以从算法思路、编程技巧等方面进行相互切磋、交换思想,达到相互学习的目的。
(二)考试
考试不是目的,是一种检验学习效果的手段。对于实践性很强的计算机语言课程来说,实验环节的考试必不可少,而且在总成绩中占有30%-50%甚至更多的比重。考试方式也可灵活多样,这里提出三种方法:一是试题库建设。按照教学大纲给出各章节重要的知识点,分识别、掌握、理解、应用四个层次设计或收集题目,根据题型分门别类放入试题库,利用自动组卷和手动组卷的方式实现上机考试。这种方法也适用于理论考核,但是需要开发专门的软件辅助实现;二是将前面的各章实验结果提交的实验报告和大作业纳入实验考核部分;三是限时编程,即限定某一时间段内完成某个题目的编程任务并能运行出正确结果。这种方式对于学生来说难度较大,富有挑战性,实施的时候要看学生的整体水平,最终成绩可作为附加分或参考分即可。但是这种方式有助于选拔优秀的编程高手,发现编程人才以便于特别培养。可能更适用于竞赛。
以上三种方法可以分别使用,也可综合利用。根据具体情况而定。
(三)拓展
拓展是对学生的编程水平和编程视野的拔高。学习不只是为了通过考试拿学分,更重要的是学以致用。学会不难,难的是应用。站的高度不同,学习的效果也完全不同。假设给定两种目标来学C语言:一种是通过期末考试并通过全国计算机等级考试二级或三级;另一种是通过全国计算机软件与资格考试的软件工程师级别并争取参加国际大学生程序设计竞赛(ACM竞赛)取得名次。可想而知,以这两种技术含量差别很大的目标为学习目标,则对C语言的掌握程度必定差别也大。因此,非常有必要给学生进行视野和高度的拓展。
三、结束语
实践教学最重要的是过程的实施,不论哪种教学方法,只要认认真真、脚踏实地去做,无论怎样的考试都能取得预期成绩。而且在实施教学的过程中注意培养和发现人才,不断挖掘学生潜力,以各种拓展方式引导学生拔高。本文给出的三种教学手段如实验内容难度分层、案例教学及大作业,是经过了几届学生的实战,因效果甚好而极力推荐的,还有一些方法实施效果也不错,比如让学生相互阅读对方的源代码,提出疑问,加以修改。当然,很多教师都有自己的方法,只要教学效果好,就值得一试。TED模型就是集教学、考试、拓展于一体,以创新教学为手段、能力培养为核心,编程兴趣为导向,让学生在浓厚的编程氛围中感受计算机语言的魅力,极大地调动学生的编程积极性,从而达到预期的实践教学效果。
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