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1建设优秀教材的基本要求
1.1树立精品教材意识
近几年来,随着高等教育规模的迅速扩大,教材出版之势头异常迅猛,各种各样的教材大批涌现,让人目不暇接,为我国高等教育的发展做出了巨大贡献。尤其是计算机科学与技术专业教育规模的超高速发展,使得计算机类的教材,无论从品种还是从数量上来说,都非常大。
近几年来在国家推行的高等教育质量工程中,把优秀教材的建设放到了一个非常重要的地位。例如,教育部既组织了国家级的规划教材(如国家“十一五规划教材”),还从每年出版的规划教材中评选“普通高等教育精品教材”。北京市也在高等教育优秀教材的建设上作了很大的投入,既有一年一度的“北京市精品教材立项”,还有一年一度的“北京市精品教材”评审。这些都在大规模教材建设的基础上有力地促进了优秀教材的建设。使得高等教育的教材,特别是一些重要基础课程和专业基础课程的教材的质量大幅度提高。这种优秀教材的建设战略,大大提高了作者、读者、出版社等各个方面的优秀教材建设意识,也为保证更多的优秀教材的不断涌现打下了坚实的基础。
1.2作者要有深厚的积累
优秀作者是优秀教材的基础,要建设优秀的教材,必须从优秀作者的培育抓起,要以对教育负责的精神去鼓励、发现、动员、选拔优秀作者,并且有意识地培育优秀作者。
首先,作为一本(套)教材的作者,起码要有严肃认真的态度,要知道自己肩上承担的责任,而不是简单的“成果”。一般来讲,教材和一般的“书”不一样,其目的首先是为某门课程的教学服务,而教学有着自身的规律,它与科学研究、工程开发、企业生产与管理等存在很大的不同,这就是现代的(高等)教育,如果一样了,就不用开办大学了,更不要区分教授、研究员、工程师了。所以,教材作者除了要有实际的经验外,还必须具有丰富的教学经验。作为以表现新技术、新系统的选修课程的教材,由于发展较快,作者中至少应该有相应课程两轮的教学经验,同时有多年的高校教学经验积累,而且在教学过程中能够对教学、课程和相关领域有深入的研究,并有独特的见解,至少能够用自己的语言按照教学的要求组织和叙述相关内容,基本上能够做到恰当的例题、习题随手拈来。当然,对一般的作者来说,要想出一本真正的精品,恐怕需要在相应课程的教学与研究上有10年甚至更长的“修炼”。我们也许可以将教学分为以下4个层次,处于不同层次的作者,大体上会创造出不同水平的教材。
(1) 掌握课程内容,能够脱稿讲授;问题、习题难以随手拈来;
(2) 开展启发式教学:熟练掌握课程内容体系,研究学生,较自由地安排讲授;可以较自由地提出问题,自由地修改习题;
(3) 开展研究型教学:掌握课程体系、学科方法论、培养目标及相关课程内容,能讲出问题来龙去脉,将课堂变成师生共同研究场所;问题自然淌出,自由编写习题,能编著特色教材;
(4) 融教育于教学,寓教于乐;了解哲学、教育学,掌握学科及其教育的特点、精髓;问题、经典随手拈来,编著经典教材。
1.3心目中想着读者
学生是教材最重要的读者。对这类读者,要注意到:第一,作为初学者,他们需要叙述清晰易懂,语言流畅,深入浅出,有吸引力而不是晦涩的。杜绝自身习惯的说法和陌生名词的突然出现和使用,专用名词在第一次出现时必须给予解释,至少应给出它的大体含义,以免成为读者往下看的障碍。第二要追求描述的准确性,初学者一旦建立了错误的概念,可能将是贻害无穷的。有些说法在课堂上因为有“上下文”和及时的解释可能不会引起误解,但写在教材中可能是难以理解的,甚至是错的。要强调用词和描述的准确性、一致性、语言表达的清晰性和叙述的完整性。第三,不同类型的学生有不同的关注点。
除此之外,再考虑适合其他读者的阅读需要。例如,各种序言、适当的小结、索引、参考文献应该尽可能齐全。
1.4想着为教学服务
首先,每门课程都需要为整个专业培养目标的实现服务,教材作为课程教学最重要的支撑材料,必须有所体现。在大众化教育下,更强调准确的培养目标定位。不同类型的人才的培养,由不同的要求和需要。如果我们将其分为科学、工程、应用三大类,那么,对应这三类不同人才培养,同一门课程的教材应该是不一样的。他们需要关注、强调不同的内容。这种不同不仅仅限于理解力,更是考虑擅长和需要。
其次,要符合认知规律,引导“思考”,富有启发性,便于学习,有利于激发学习兴趣及创新能力培养,而不是知识的简单罗列;要考虑课堂的容量,符合人才培养目标及本课程教学内容的要求,取材合适、深度适宜、份量适中、举例应用恰当丰富;课堂讲授的组织,层次分明、条理清楚,教材体系能反映内容的内在联系及本专业特有的思维方式;要有丰富的习题,适当的思考题;一些必要的配套实验设计;要对重点、难点的解决提供支撑。另外,还可以适当地考虑作为资料使用者的其它需求。
2《形式语言与自动机理论》的建设
《形式语言与自动机理论》是作者编著的第3套教材,于2003年由清华大学出版社出版,有配套的《形式语言与自动机理论教学参考书》和相应的电子讲稿。先后印刷了5次,成为该课程覆盖率极高的教材。曾获北京市精品教材称号和北京市(高等教育)教学成果一等奖。该书的新版式《形式语言与自动机理论(第2版)》2007年继续由清华大学出版社出版,含配套的《形式语言与自动机理论教学参考书(第2版)》,是国家“十一五”规划教材,并被评为国家级的精品教材。
这套教材的第1版是以作者16年教学形成的教案为基础,辅以深受学生欢迎的形式语言与自动机理论和编译原理课的教学经验,以及10余年对教育教学的研究撰写而成,强调易懂性和能力培养。2003年一出版就被多所院校选为教材,是国内该课程教材发行量最大的,缓解了长期存在的困难,并提高了课堂效果,强化了理论教学及能力培养。第2版在第1版的基础上,进一步融进作者面向工程应用型学生培养的经验、近些年来对计算机科学与技术专业教育研究的新成果,以及作者在教材建设中获得的新经验和新想法等,使教材的水平进一步提高。主要特色如下。
(1) 满足国内外对课程的最新要求
满足CC2005(ACM,IEEE/CS)和《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告及专业规范(试行)》(教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会)等规定的知识体系和课程大纲的要求,并且结合国内学校本科生和研究生教学的基本状况组织内容,既能作为本科生的教材,又能满足今后若干年内研究生教学的要求。
(2) 适合国情,强化能力培养
与国外教材相比,首先根据计算机科学与技术学科人才能力培养的需要,按照作者提出并引起共鸣的研究型教学的要求,以知识为载体,除了传授知识,还通过对模型建立、构造、等价变换、证明的方法与思路的探讨,引导读者挖掘知识背后的内容,富有启发性,强化了计算思维等学科基本能力和创新能力的培养,而这种能力是最重要、最难培养的。将枯燥、抽象的内容变得更有“意思”、更吸引人。其次,考虑了本专业理工兼有的特征,既有构造,又有严格证明,适应理、工科学校的需要。另外,本教材先讲文法,更符合人们的思维习惯。
(3) 体现学科基本教育原理
通过多个模型的建立、等价变换、性质分析,使读者逐渐熟悉模型计算。层次分明、条理清楚,顺序渐进,符合认知规律,很好地体现该学科“抽象第一”的基本教育原理和培养学生系统能力的要求。
(4) 配套建设
编写积20余年教学经验和第1版教材的编写经验,配套出版了主教材和教学参考书,通过教学参考书进一步归纳内容、阐述思路;独特的教学设计曾在哈工大计算机学院当作范例,后获该校一等奖,丰富后纳入教材,在参考书中又被充实。电子教案便于教师备课。构成国内本课程唯一的配套教材。
(5) 化解深奥
化抽象深奥为通俗易懂。保持基本内容抽象和形式化特征,设计引导思路的图,通过直观可视化,更清晰地表达思路,并使得内容更易理解。例如,教材中的图1-5、图1-6、图1-7关于语言和“计算思维”的理解,TM(图灵机)的构造思路图等。语言流畅,叙述深入浅出,把握内容体系及知识点的联系,安排铺垫,分散难点,突出重点,便于学生自学。
(6) 内容组织合理
取材合适,叙述强调反映本学科特有思想方法,满足进行计算思维能力培养的需求。不简单追求内容的全面,按照教学的需要,删除了生僻内容,深度适宜。
结构严谨。先简要介绍基础知识,然后用文法给出语言描述与分类。再从易到难,逐一研究3型语言、2型语言的等价描述模型和性质,有基础后,给出一般的计算模型――0型语言的识别器TM。最后给出1型语言的识别器――LBA。
(7) 习题丰富恰当
每章都附有大量习题。由于国内外的教材比较少,而且内容难度很大,要求习题既不能伤害读者的信心,又能促进读者对课程知识和课程深层内容的理解,并锻炼相关的能力。编写了难度适当、前后呼应、富有启发性的习题,既有宏观的,也有微观的,而且尽量结合专业课中的问题。
(8) 其它
附有缩写符号、词汇索引、参考文献,给出了关键词的英文。
3注意创新
教材通常都是叙述一些成熟的知识、方法和技术,如何创新是一个不大不小的问题。作者认为,教材的创新主要应该瞄准对教学需要的满足,对读者需要的满足上。包括内容选择、内容组织、叙述方法、表达形式等多个方面。《形式语言与自动机理论》和《形式语言与自动机理论(第2版)》两套教材的创新性表现在以下几个方面。
3.1独特的教学设计
教学设计是教师在把握课程内容、课程在人才培养中的地位和作用的基础上,根据课堂容量、学生情况等,对教学进行安排。针对此课程形成时间短、师资欠缺问题,作者根据自己的研究和教学经验,通过教学设计,使读者对性质、特点、教学目的、如何教、如何学等更清楚,从而更有意识地学习深层内容。据了解,在工科教材中还没见到过,且很有特色、很有用。主要内容有,课程内容体系(基本描述,教学定位,各章的知识点与学时分配);课程讲授(各章的重点、难点、讲授提示,讲授中应该注意的方法问题);作业安排(指导思想,关于大作业和实验);考试与成绩评定(成绩评定,考题设计)。
这个教学设计被用于教育部高等理工教育教学改革与实践项目“高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案”的研究,针对计算机科学与技术专业科学型、工程型、应用型人才培养的需求,给出离散数学、程序设计、算法与数据结构、操作系统、数据库系统、计算机组成、软件工程、计算机网络共8门课程的教学实施方案。研究成果将以《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》出版,目前已经进入编辑加工阶段。
3.2突出能力培养
知识、能力、素质是高等教育的三个方面。对学生,不仅要打下坚实的知识基础(坚实、宽广的理论知识和系统、深入的专门知识),还要着力培养学生的专业能力,提高学生的基本素质。教材在这个方面也需要做出努力。
教材为解决抽象、形式化所带来的枯燥和难理解问题,并能保证不失抽象和形式化特征,达到培养学生计算思维能力之目的,首先是用准确、流畅、易懂的语言描述知识,其次是力求讲解问题的求解思路和方法,尽可能让读者感受大师的思维,支持研究型教学,既免去了抽象内容的枯燥和深奥,使其通俗易懂,又培养了学生形式化描述、抽象思维、逻辑思维能力和创新能力。通过在适当的地方插入课程深层意义,鼓励读者学好此课程。例如,NFA到DFA的转化过程中状态的设置与状态转换的模拟,RG和FA等价变换的基本思路,PDA与CFG等价变换中语法变量的设置。
这种重视能力培养的思想,也得到了扩展。目前作者正开展计算机科学与技术专业能力培养的研究,该研究以作者提出的该专业4大基本能力为基础,细化出83种能力点,探讨他们的内涵以及与核心课程教学的关系。
3.3化解难点强调重点
安排铺垫,突出重点,将一些难点问题分开,提醒容易出错之处。例如在第一章特意安排递归定义,为突破第2章的文法构造做准备;安排归纳证明的概要介绍和适当习题,为本书后面用得较多的模型之间的等价变换及其等价性证明、语言有关性质的证明做准备。再如,第4章的Myhill定理是最难理解的,作者将其拆分成4个定义、两个命题和一个定理讲述,将难点分开,使得更容易理解。而且还在第2章中对语法变量A定义set(A),在第3章中对FA的状态q定义set(q)。
3.4内容更完整更易理解
(1) 构建配套的ID描述
一般只定义PDA和TM的ID,作为一个系列的描述模型,本书补充FA的ID,使得0、1、2、3型语言的识别模型都有ID外,更重要的是使学生能够顺序渐进地掌握用ID来描述这些识别器的行为。讲清├、├n、├*、├+等的实际意义后,将它们定义为ID上的二元关系,使得知识更加系统,促进了读者对内容的理解。
(2) 构建TM构造思路图
设计出如图2所示的TM构造思路图,通过对抽象的东西直观可视处理,更加便于读者梳理、表达设计思路,从而更好地进行TM的设计。这种表示明显比用形如δ(qi, a)=(qj, X, R)的一系列式子表达更具总体性,更易表达思路。
(3)DG和SDG
为了更好地表达CFL的文法特征,并且考虑读者的易理解性,先定义可派生性图表示(DG),通过此图来判定CFG定义的语言是否有穷。然后进一步将其简化为“简化的可派生性图表示”(SDG),并给出了相应的判定算法。该处理方式包括两个定义、两个定理、一个算法。
(4) 用适当的符号表达思路
例如,为了进一步表达出FA状态的有穷存储功能,除了使用习惯的qk类符号表示状态外,明确提出使用文法变量A类符号来表示状态,以与相应的语法范畴相对应,用q[a1,a2,…,an]类符号表示记忆了a1,a2,…,an等。
(5) 用等价转换思路图总结RL描述模型
除了每章的小结外,以图4-23和参考书中的图4-23(a)总结RL的5个描述模型之间的等价变换基本思想,使之更系统。
(6) 与《离散数学》紧密联系
有意识地深化学生对《离散数学》有关内容的理解,从而可以更好地激发学生学好离散数学,协助解决学生初期难以认识到离散数学的重要性问题。例如,集合的可数无穷、二元关系、等价关系和等价类、树等相关问题。这样也有利于将学生的思维带到“计算模型”的层面上来,实现学生模型计算能力的培养。
4追求广泛应用
教材的建设目标不仅在于采用,而且在于发挥更广泛的作用。
据出版社2006年统计,我国开设“形式语言与自动机理论”相关课程的学校大多数采用本书的第一版做教材,其他学校基本上都将其作为主要参考书,所以该书的发行量是同类书中最大的。而且还有不少学校还将此书作为研究生、博士生的考试参考书,有的还作为“编译原理”课程的参考书。还有一些读者曾经在网上说:“书很好,作为计算理论的基础课本不错,比我原来看的几本书好”,“朋友介绍才知道这本书,果然很好。值得推荐”,“SO GOOD!赶快充货吧”。
第2版进一步受到好评,即使与国外出的教材比,也被网友认为是要好一些。如xiaodaoren发表的评论说, Peter Linz(美)的形式语言与自动机导论(原书第3版)“内容很浅,入门书,不如看蒋宗礼的那本!”网友雷厉风在其“2007计算机教材之美”中作为推荐的本课程唯一的本土教材,称“这是比较优秀的本土原创教材,而且还有配套辅导书和教学指导书。”
作者用此教材为研究生和本科生开设出效果很好的课程。
学生认为用此教材学习“收获颇丰”,认为“重点突出,化难为易,将深奥的知识讲解的普通化”,“很具启发性”,“感到了思考的快乐”,“有层次,有深度,非常棒”,授课富有激情。有人反映,已将有关知识直接用于研究,也有博士生和教师参加学习。课程被评为最好的课程之一。
【关键词】师范生;课堂教学设计;能力培养
根据我国教师培养的发展趋势和基础教育对高素质教师的要求,师范生要具备娴熟的教学设计能力、教学管理能力、教学组织能力、教学研究能力和教育技术使用能力等。其中,教学设计能力是师范生必须具备的一种能力。教学实践中课前教学准备即课堂教学设计直接决定课堂教学效果。如何培养学生的数学课堂教学设计能力是高校担负的重要使命之一,基于此,笔者选取研究标本,对师范生数学课堂教学设计能力的状况进行了调查,分析师范生数学课堂教学设计能力存在的问题、影响因素,提出了提高师范生数学课堂教学设计能力的实施路径与措施。
1研究方法与结果
1.1调查对象
选取标本是山东临沂大学数学与统计学院数学与应用数学师范专业2013级的80名学生,此时,他们基本完成了大学四年的所有学习,对教育教学相关理论、数学教学技能、教学实践等进行了严格考核与训练,其课堂教学设计能力水平应具一定代表性,基本上反映职前数学教师的课堂教学设计能力现状。
1.2研究方式
1.2.1课堂教学
(1)录像,在2016-2017学年的第二学期,我们组织上述学生进行了为期6周的教育实习。期间,部分学生给初中学生讲授“余弦定理”(1课时),对其中12名同学的课堂教学进行录像,并对教学录像进行分析研究,包括如何设计教学目标、如何设计教学过程、采用何种教学方法及教学策略、如何运用教学媒体、如何进行合作交流和师生互动、如何设计例题和学生作业等。
(2)说课,实习结束后,抽取其中10名学生就课堂教学设计问题进行说课,说明对“余弦定理”(1课时)这节课的教学设计以及为何如此设计,之后,将说课得出的结论与录像一起比较分析,归纳师范生在数学课堂教学设计方面的问题或不足。
1.2.2问卷调查设计
“数学课堂教学设计能力现状研究”的调查问卷,发放80份,回收80份,有效问卷80份。该问卷包括32个选择题,每题有3个选项,分别为“符合”、“不符合”、“不确定”。1-3题考查师范生对数学教学设计的认识与理解情况;4-6题考查对课标的把握能力;7-9题考查学情分析能力;10-16题考查确定教学目标能力;17-23题考查教学内容分析、把握重点难点的能力;24-26题考查选择教学方法与教学策略的能力;27-29题考查教学过程设计能力,包括新课导入、例题习题作业题的确定、板书设计和教学反思等;30-32题考查选择教学媒体的能力。
1.2.3个别访谈
为进一步了解师范生数学课堂教学设计能力存在的问题和影响因素,探究提高课堂教学设计能力的对策,我们专门设计了一套访谈提纲,对相关问题作进一步研究。访谈包括教学设计课程开设、教学设计训练、教学设计比赛、课堂教学实践活动等,选取12名学生逐一访谈,进一步印证课堂教学和问卷调查的结果。
1.3研究结果
通过使用SPSS11.5软件对以上结果进行了处理。调查结果证明,总体上看,绝大部分师范生在数学教学设计相关理论、教学目标设计、教学重点难点设计、教学方法设计等方面的得分相对较高,而在教学过程设计、教学反思设计方面的得分则相对较低,从被试师范生的说课、访谈中也印证了这一点。统计结果还表明,62%的师范生的教学目标设计合理,表述准确,能从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度来设计,符合新课改要求。但从课堂教学情况看,70%左右师范生的教学过程设计未完成预定目标;67%的师范生教学重点难点的设计合理,也有33%的师范生没有抓住重点难点;61%的师范生教学方法的设计较为合理,但听课学生的课堂参与度不高,吸引力不够;75%的师范生教学过程的设计合理,但课堂教学中师生互动少,掌控课堂能力不强。另外,72%的师范生在教学设计时,对指导学习活动的设计,如指导阅读材料、练习活动的设计,激发质疑发问的设计等,未进行深入思考,说明此方面能力欠缺。
2课堂教学设计能力影响因素
课堂教学设计是为达到教学目标,对教什么、怎样教以及达到何种效果所进行的一种策划,包括教学目标设计、重点难点设计、教学方法设计、学生学习活动设计和教学过程设计等,主要有以下几点:一是数学教学内容呈现过程的设计,包括教学目标设计、新课导入设计、重点难点讲解设计、实验演示及现代教学媒体辅助配合设计、板书设计等。二是指导学习活动的设计,包括指导阅读材料设计、激发质疑发问设计、组织练习活动设计、指导概括归纳设计、指导迁移运用设计。三是反馈学习信息及应对设计。实际上,具体教学活动中的各种设计是融为一体的,其整体优化也体现在教师、学生、教材、媒体等诸要素中,这是课堂教学设计的难点。因此,教学设计能力培养需要日积月累、长期训练才能完成。从调查结果看,数学课堂教学设计能力不足表现在各个方面,主要影响因素有两点:
2.1学校因素
对于师范生来说,教师技能是从业的一项最重要能力,而教学设计能力是其中重要的一项,因此高校应该加强这方面能力培养。调研结果表明,大多数院校并没有开设教学设计的专门课程,教学设计内容基本融于教学论课程,且开课时间晚,受办学条件等因素限制,教师也很少对学生进行教学设计专项训练,学生也只在微格教学、参加教学设计比赛时才作此项练习,专项练习的机会少;加上师范生很少有机会与教育专家、一线教师、教研人员接触,对中小学的教育教学情况缺乏了解,教学设计能力培养的途径比较单一。[1]可以看出,此方面的课程欠缺、训练机会少,是导致师范生教学设计能力差的重要因素。
2.2自身因素
一是对《数学课程标准》的学习不重视。《数学课程标准》是全面理解数学教学要求,明确数学教学目标的重要依据。调查结果显示,只有16.9%的学生认真研读过。二是数学教学设计知识匾乏,问卷调查显示,只有18%的学生知道数学教学设计的内涵及其要求。三是课堂教学实践经验少,只在大三下学期到中学实习,时间仅两个月,登讲台讲课机会少,限制了课堂教学设计能力培养。
3提高师范生课堂设计能力的策略
3.1明确设计原则。一是全面发展原则课堂教学设计要体现学生的主体作用,激发其强烈的学习需要与兴趣,即问题情境设计、教学过程探索、讨论活动等要面向每一个学生“个体”,关注每一位学生,使其在自主活动中理解、掌握和运用所学知识,促进其积极的情感、态度以及正确的价值观的形成,促进学生全面发展。二是整体优化原则。要系统设计课堂整体安排,兼顾知识本身的逻辑顺序,合理选择教学方法、教学策略,遵循认知规律,包括引起注意、激发动机和兴趣、告知目标、回忆旧知识、呈现新任务、提供练习和体验结果的机会、精心安排课后作业等,[2]合理把握课堂结构,以系统眼光看待数学活动。三是培养能力原则。课堂教学应对培养目标进行“长线”设计,如“问题情境”的设置应有益于激发学生主动思考、大胆猜想、积极探索、发掘新问题,促进更深层次的思考,挖掘学生的内在潜力,发展学生的思维创造性。在问题探索过程中,留给学生自主思考的空间、足够活动的机会,自主地分析研究并解决问题,培养学生的创新精神和实践能力。
3.2加强数学教学论学习教育教学理论对数学教学设计有重要指导作用。高校应该在大学一年级相应的学段设置数学教学论课程,加强对新课标、教育教学理论、教学设计理论的系统学习,便于及早掌握系统的教学理论知识。一是深入地研读、理解《普通高中数学课程标准(实验)》和《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》,以使师范生在进行数学教学设计时能有所遵循。二是学习教育教学理论,教育教学理论来源于教育教学实践,同时,是为教育教学实践服务的。因此,师范生要成为一名合格的教师,包括具备数学教学设计能力,就必须认真学习教育教学理论。要引导师范生对中学数学教学方法、教学手段和教学策略等作比较深入的了解,分析各种教学方法优点与不足,研究中学数学思想、数学方法,领会其思想精髓,在掌握理论基础上,提高在教学实践中的应用能力。三是学习课堂教学设计理论,要广泛探讨中学生数学认知结构的形成、发展、完善的过程和一般规律以及数学课的结构特征,掌握数学教学的基本方法和策略。在此基础上,对各个教学环节如何设计的基本理论进行细致研究,特别对教学目标设计、重点难点设计、教学方法设计、学生学习活动设计和教学过程设计等环节,有更多的了解,对教师如何教、学生如何学的有效行为有充分的认识,为提高课堂教学设计的实践能力奠定理论基础。
3.3多种形式感知教学设计数学教学经历与教学设计能力之间是呈正相关关系的。针对实践训练少的实际,高校应为学生创造更多的教学实践机会,通过多种形式的课堂教学设计的感知训练,积累教学经验。如组织中学课堂教学见习、邀请中学教师上示范课、阅读教学设计案例、组织教学设计比赛等,让学生感受不同方式的课堂教学。在此基础上,组织他们对所观摩的课堂教学的各个环节进行讨论评议,体现感悟,接受启发,共同提高。如模仿优秀数学教师的教学设计是师范生提高自己数学教学设计能力的重要途径,为此,可以为师范生提供多种数学课堂教学设计的优秀案例,特别是中学教学中常会遇到的一些典型案例,借助这些案例,引导师范生从中学习,让师范生将其中的一些优秀的数学教学设计作为自己进行设计的参考,从而设计出自己的教学案例,逐渐提高自己的数学教学设计能力。也可以围绕相关问题进行讨论,如问题情境的设置是否能启发学生提出问题,给学生创设一个观察、联想、抽象、概括的数学化过程;学生讨论、交流的方式设计是否得当,教师指导是否有利于学生思考;教师的评价是否公正,是否能发挥诊断、导向、调整与激励的功能;板书是否条理清楚、层次分明等。让师范生对课堂教学设计的各个环节要求及目标发表见解,共同启发,达到对课堂教学设计的真正认识。
3.4分环节进行教学设计训练可尝试进行教学目标、重点难点、教学方法和教学过程等分环节的设计训练,如对数学教学内容呈现过程设计,需要教师从更宽的视野,引导学生从分析教材入手,设计呈现的教学内容。站在编者角度分析教材,了解编排体系和编写意图,更能准确把握教材;站在学生角度分析教材,哪些知识点容易激发学习兴趣,哪些难于理解掌握,这样分析将更能把握学生的兴趣点、疑难点和教材关键点,才能提高课堂教学设计的针对性;站在教师角度分析教材,协调编者、学生、教师三者之间的关系,通过教师的课堂教学组织与课堂讲解,梳理教材的知识结构和知识体系,以及重点难点和关键点,从而选择恰当的教学方法,设计并组织教学,这是教学呈现过程设计的重点。在分析教材基础上,再组织尝试不同环节的设计,如“等腰三角形的性质”一节,对导入新课这一环节可以设计出多种不同的导入方式。(1)直入式,开门见山地指出学习内容和重点,强化学习的意向性,提高学习的注意力。(2)复习导入式,用回忆旧知识来自然地导入新课,有利于新旧知识的联系,促进对新知识的理解。(3)问题导入式,首先给出问题,让学生讨论,抓住问题的不定性引导学生,引起知识冲突,成功创设问题情境等。不同的引入方式,可设计不同形式的训练方式,并根据实际情况加以灵活运用。对不同环节的设计完成以后,整堂课的课堂教学设计也就完成。在此基础上,需要反复的组织讲练,交流探讨,不断完善提高,从而真正提高课堂教学设计的整体能力。
参考文献:
[1]于江波.数学专业师范生教学设计能力培养中存在的问题及对策[J].鞍山师范学院学报,2013(2):9.
一、小学数学教学设计中存在的问题
1.教师思维固化。
大多数经验丰富的小学数学教师总是将教学设计与备课混为一谈。由于他们教学经验十分丰富,所以小学数学的知识他们已经熟记于心,而这也就使得他们已经形成了固定的教学方式和思维模式,但是随着教育体制改革的不断深入,这样的教学方式和思维模式已经无法满足现代社会发展的需要。另外还有一部分教师认为教学设计主要是针对新教师而言的,而他们已经将教材熟记于心了,所以即便是不备课也可以完成教学任务和目标。
2.缺乏教学设计理论和方法。
经过深入的调查研究后发现,目前只有大约26%的教师进行过教学设计的系统化学习。也就是说现在的小学数学教师在教学设计的理论与方法方面的知识是欠缺的,大多数数学教师都认为教学设计和以往的备课没什么区别,只是换了一种叫法而已,只要按照以往的备课方式准备教学设计就可以了。
3.教学模式较为单一。
内容丰富价值高的知识信息是优秀教学设计的基础,而这也是衡量教师教学设计最关键的因素。但是经过实际的调查发现,小学数学教学的知R信息几乎全部来自于数学课本。总结和规划数学课本中的知识是小学数学教师最常用的方法,在课堂教学过程中采取灌输式的教学方式将书本上的知识传授给学生,而很少将书本以外的知识及时引入到课堂教学中。这种教学方式从表面上看教师已经完成了相应的教学任务,但对学生的长远发展早已产生了不利的影响。
二、小学数学教学设计的对策
1.客观分析教材,优化教学内容。
教师在进行教学设计时,其设计内容必须以现有的教材作为基础,随着现代数学教材科学性的不断增强,其与小学生的数学思维特点结合的也越来越紧密。因此教师在教学内容设计的过程中,必须做好以下几方面的工作:首先,教学设计开始之前,必须详细了解和掌握教材所涉及的知识内容,深入分析教材特点以及存在的不足,在确定教学重点的同时,将其与学生的学习现状、特点以及学习能力紧密结合,才能促进小学数学教学设计内容的进一步优化;其次,必须深入分析教材中各个相关知识点之间的关系,才能做好各个知识点的重新设计与组合,使知识点之间形成新的关系和联系,才能促进小学数学教学质量和效率的稳步提高;最后,明确每一节课的教学重难点,以及如何在教学过程中解决这些重难点。另外,教师在教学的过程中必须根据学生学习层次的不同设定不同的教学内容,才能从根本上提高数学教学的针对性。
2.制订明确目标,贯穿各个层次。
小学数学教师在设计和制订教学目标的过程中,必须根据学生的学习实际情况制订层次化的学习目标,才能有效提高学习效率。以学生的学习层次为基础制订学习目标,一般可以按照以下三个层次:第一层次,基本层次,这一层针对的是学习能力相对较差的学生,其学习目标主要是以教材为基础;第二层次,学习层次,这一层次主要针对的是学习成绩一般的学生,其主要是在学习教材内容的基础上,提出一些相对较高的学习目标;第三层次,高水平层次,这一层次学生学习目标的设置要远远超出教材内容所涉及的范围。
3.把数学知识和生活联系起来。
数学知识大多来源于现实生活而最终又服务于生活,这一点在小学数学知识学习的过程中尤为突出。教师在数学教学的过程中必须采取积极有效的措施引导和鼓励学生,将数学知识与现实生活紧密结合在一起,用自己的眼睛去观察和解决生活中出现的数学问题。比如,在学习了长方体和正方体体积的知识后,可以要求学生计算一下教室空间的大小、学校喷水池的容积等。
关键词高中数学新课程教学设计模式
一、引言
教学设计的过程模式可以很好地表现出教学的整个过程,是教学设计的主要内容。在日常的教学中存在不少类型的教学设计模式,大多教学设计模式是基于系统方法进行相关理论及实践开发的,但不同的教学设计模式适用的范围并不一样。本文针对新课改背景下的高中数学课程,分析与探讨其具体的教学设计模式,以期不断提高教学质量。
二、主要教学设计模式的剖析
(一)基于行为主义的教学设计模式。
基于行为主义的教学设计模式的特点是教师能够按照学生的需要,合理选择某一个元素作为教学起点,并将其他元素按一定的顺序进行排列,其中涉及到的要素有:学生、方法、目标以及评价。该教学设计模式的具体步骤如下描述:
首先,教师根据教学内容明确教学目标,并根据学生的实际情况,归纳出学生的能力以及需求;其次,根据教学目标提炼出学生将要学习的概念以及原理知识点,并组织设计出合理的教学活动,在此活动中应充分利用现有的一些教学资源;接着,教师应该对学生的学习结果进行合理化评定,并对教学设计模式进行适度调整以及修改。
(二)基于建构主义的教学设计模式。
基于建构主义的教学设计模式的主要特点是以学生为中心,而教师在整个教学过程中只起到了组织以及指导的作用。其中以“情景教学法”使用最为普遍,该教学法就是指教师根据教学内容进行情景的充分创设,引导学生主动积极地投入到事件探索以及解决的良好氛围中,从而培养自主理解以及构建知识的能力。
“情景教学法”设计模式具体的组成环节有:情景的创设;问题的引出;学生自主学习与协作学习的结合;教学效果的评价。其中,学生在教师的指导帮助下一一解决问题的过程就是培养意义建构的过程。
(三)新课改下高中数学的教学设计模式。
新课改注重的是教与学的有机结合,一个优秀的教学设计模式应该充分利用系统方法进行教学问题的分析、解决、检验以及评价。本文提出的高中数学教学设计模式主要由五大阶段所组成,分别是:前期分析、教学目标的确定、教学内容的设计、教学策略的设计与选择、教学结果的评价。
1.前期分析。
前期阶段主要是对教学活动要素进行分析,认识到教学存在的问题以及需求,从而明确教学问题的性质,保证教学设计更能具备针对性。其中,学生学习需求的分析主要有五大步骤:明确并分析现状,掌握高中生的能力素质以及数学水平;预测学生通过教学可能达到的能力水平,并根据教学内容收集整理相关数据;根据数据,获取目标与期望之间的差距,并提供相关的分析结果描述文档。
2.教学目标的编制。
新课程标准强调教学要体现在知识与能力、过程与方法、情感与价值观的有机结合。教学目标的设计是教学设计模式的重要环节之一,是确保教学质量的前提。教学目标的编制步骤涉及到:高中数学课程标准的分析,教学知识点的明确;学生现有能力及知识水平的了解;具体教学单元目标的分解;根据内容及水平形成教学目标并加以调整。
3.教学内容的设计。
教学内容的设计是教师通过对教材以及学生状况进行详细分析后,对知识点的选择以及组织过程,是教学设计的主体环节,直接影响到教学活动的成败。其中,高中数学教学的难重点是许多老师需特别关注的问题,在教学内容中占有核心地位。通常情况下,数学的重点在于一些基本概念及理论的剖析讲解方面,而数学的难点在于如何应用理论及概念解决一些有难度及综合性的题目。
4.教学结果的评价。
在经历了教学设计的分析以及策略选择等主要步骤之后,就是最终教学结果的评价阶段。教学结果的评价是以教学目标为基础的,是指教师通过技术手段对教学结果进行测定以及价值判断。
(四)高中数学教学设计模式的案例。
本小节针对高中数学知识点“函数的概念”进行教学设计模式的分析。
1.教学内容及地位。
函数的本质是现实对关系的抽象表示,是高中数学中的重要知识点。其中,函数的定义域是理解函数以及应用函数的前提,教师必须让学生认识到“定义域优先”的必要性。而函数法则是核心,用以描述实现方法以及途径。根据定义域以及法则得出值域就是函数应用的过程。
2.教学重点及难点。
函数知识点的重点是概念形成过程以及函数本质的掌握;而难点就是y=f(x)的意义理解,以及借助于函数描述克服对抽象符号理解的困难。
3.教学目标的明确。
教学目标涉及到认知目标、能力目标以及情感目标。其中,认知目标主要体现在对函数概念的理解;能力目标体现在应用函数解决相关问题,并会灵活使用符号;情感目标是能让学生领会运动变化与普遍联系之间可以通过函数加以表示的思想。
4.教学课程的设计。
教师可以创设具体的情境,让学生发现函数对应的一些例子,这样可以培养学生的抽象思维,从而引入“函数”知识点。在此过程中,教师可以通过提问的形式加以引导。
关键词:小学数学;课堂教学设计;问题
中图分类号:G622 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2011)01-0114-01
教学设计对于所有科目的教学都是很有帮助的,其设计方案能够引导教师规划好课堂教学的内容、方法、手段、活动等内容,从而创建出更多的学习模式,让学生体会到数学知识带来的乐趣。一个优秀的小学数学教师必须要具备良好的课程设计能力,只有这样才能为学生营造良好的学习环境,促进学生成绩的提高。研究小学数学课堂教学设计方案意义重大。
一、数学课堂教学设计出现的不足
小学数学课堂设计是整个教学过程的总指导,其能够帮助教师更好的开展教学计划。但从实际情况看,很多教师的课堂教学设计还存在诸多问题,影响了教学工作的顺利开展。
(一)信息收集。课堂开始之前,教师没有做好信息收集工作导致备课效率低下。由于小学数学题材内容简单,但教师往往忽略课前准备工作,这使得课堂教学没有了“引导”,课堂上只是想到哪里就讲哪里,课堂缺乏连贯性,学生们听课的积极性难以被带动,这对于儿童数学学习的过程和结果都会产生负面影响。
(二)知识连接。教师课堂缺少连贯性,多数内容都局限于教材的信息上。大部分教师在教育学生时,没有对学生掌握数学的能力给予重视,使得教学过程中出现了不同的阻碍。教师在课堂上断断续续地讲课过程,使得学生们的学习兴致被减弱。尤其特别是数学思维的养成方面.这必然是不利于学生的全面发展的。
(三)学生主体。课程设计必须要以学生为中心开展,小学生本应是活泼好动的,它们在学习过程中应该显现出活跃的一面。而现实课堂情况确实,课堂气氛十分沉闷,学生与教师之间缺少互动,整个课堂都是教师在“主导”,这与新课标教学内容明显不符。
二、提高课堂设计效率的策略
小学数学教育是一个教、学双方面协调的工作,教师不得仅仅重视于“教”或者“学”,而是要争取控制好两个过程。这些都是课堂设计中需要注意的问题,也是保证小学数学教育效率改善的基础。结合当前小学数学教育存在的问题,教师需从以下几点对课堂设计进行优化改进。
(一)重视教材的创造性。教材是小学数学教育的参考资料,教材选择的好坏直接影响了学生的学习兴趣。而教师对教材的创造性则是教学设计的重中之重,创造性的教材能够保证课堂教学气氛的活跃性。这就需要教师们根据原有的书本教材进行创新调整,对数学教学内容含义深入分析,把握好重点后进行教材创新。设计课堂教学方案时必须压结合学生对知识的理解,做好教学秩序的安排,引导学生逐渐理解知识内涵。课堂教学设计还要处理好教材中的重点、难点等问题,不断增强练习题的针对性、层次性。对于一些旧的教材,教师要敢于弃用,选择更加适合学生发展的教学资源。如:上到“圆的认识”这一章节,当学生掌握“同一圆中所有的半径都相等”这一规律后,其能够知道相同平面图形里存在等长线段的还有正三角形、正方形、正五边形……而且等长的线段分别有3条、4条、5条……接着指引学生将不同的正多边形排成一排,正三角形站第1个,正方形站第2个,正五边形站第3个,最终则会出现“圆”。利用这样的操作环节可以让学生的知识理解能力得到提高,改善学生们的数学能力。
(二)重视学生的主体性。学生永远都是课堂教学的主体,小学数学教育必须要重视学生在课堂上的作用。没有学生参与的数学教育是失败的,教师进行课堂教学设计安排时必须要围绕着学生开展活动,这样才能发挥出理想的教学效果。而学生在教师的引导下则能够正确看待数学知识,从而不断审视到自身的自主性、能动性、创造性。这些对于教师的工作则提出了更严格的要求,在教学时我们必须要注重各项实践活动安排,适当的数学实践是学生知识表达能力提高的条件。教学设计中对“体验式”课程安排也要适当增加,在体体验中充分调动学生学习的能动性。学生在感触到数学知识之后,其能够产生大部分的认识效应,对于知识产生主观能动性,从而让教学过程顺利开展实施。
(三)重视思维的发展性。活跃的思维能让学生快速理解知识内涵,尽快投入到数学知识的学习中,这样可在大脑思维里形成良好的意识,促进学生矛盾的缓解。这提醒小学数学教师在开展教学设计中,不仅要对知识实施静态梳理外,还需要对学生的思维意识进行科学引导,让学生的思维全面活跃发展。在数学知识的教学中需要设置悬念,引导学生对知识有深刻的理解,如:“底面积乘高是否等于长方体体积”、“底面积是否等于长乘宽”等,让学生思考后得出“长方体体积=长×宽×高”这一理论定理。在这种环境下形成的教学流程,其学习活动过程本质上属于一个思维聚合和发散交错的环节。发散思维作为创造性思维的重要条件,其能够保证小学数学教师原设计的学习活动过程给学生思维发展创造条件,让学生在相对安定的条件下学习探索。
三、结语
综上所言,小学数学课堂教学设计中,教师需从当前存在的不足之处进行反思,从而制定科学的教学方案,让学生理解知识的重要性,保证教学工作顺利开展。
参考文献
[1]课程教材研究所,小学数学课程教材研究开发中心.课堂教学设计与案例[M].人民教育出版社,第三版,2007,11.
关键词:高中数学 教学设计
数学教学设计是在新课程标准的指导下,以现代教育理论和教师的经验为依据,基于对学生需求的理解、对课程性质的分析,对教学手段、教学方法、教学活动等进行规划和安排的一种可操作的过程。可以说科学的教学设计是有效教学活动的前提,是提高教学质量的保证。教学设计的优劣对于提高教学质量,培养学生思维,调动学生的积极性有着十分重要的意义。因而,数学教学设计在课程实施过程中具有重要的地位。怎样进行高中数学的教学设计呢?
一、树立正确的数学知识观
高中数学传统教学反映出的数学知识观严重滞后,认为数学是由专家发明的一系列规律和公式而其他人只是应用以得出固定答案,数学知识是一种可以由教师传递给学生的绝对的、静态的、无可怀疑的真理的集合,数学家的工作是数学教育的出发点,数学是一种已经形成的系统。
正确的数学知识观是什么呢?纵观当代教育心理学理论,根据加涅的知识观,即数学知识是客观存在于学习者之外的,是可以通过教学激发和支持学习者的内部加工过程,从而使学习者更容易获得知识、累积智慧。建构主义的知识观则强调数学知识是发展变化的,是学习者与环境双向构建的结果,反对知识客观存在的观念和外部事件作为促进学习发生的方法,而是强调学习者主动建构的过程,是“个人建构自己关于客观世界和社会世界的主观知识和概念,使得他们与社会所接受的知识和概念相适合。”
究竟哪个正确或更好?实质上两种知识观是由哲学层次认识论的不同所造成的,前者倾向于客观主义,后者倾向于相对主义,它们都是认识世界,改造世界的理念,只是视角不同而已,我们认为应当将两种观念互补,在消化和吸收的基础上经历教学觉醒树立这样一种理解,即数学知识是客观知识与个人建构、社会建构并存的状态,并在个体建构与社会建构上趋于融合,并深切体会荷兰数学家、教育家弗赖登塔尔的有关数学知识主张,即“数学是一种人类活动,这种活动始终是建构性的。把数学看成是一种活动,而不是一种已经形成的系统。”
树立正确的数学知识观意味着数学教育主体的回归,意味着对数学教育真正的理解和诠释。
二、高中数学教学设计的策略
1、诊断学生,做到知彼。
俗话说:“知己知彼,百战百胜。”教学过程是师生互动的双边活动,教师要使课堂教学达到预期的目的,在进行教学设计时先要诊断学习的真正主人——学生。在教学过程中学生原有的知识、经验、能力水平、个性、爱好、兴趣必然影响着教学活动的展开和推进。因此,教师要尽可能多地了解学生,关注学生的年龄特征、心理特征和差异,预测学生学习时可能遇到的思维障碍,才能时机适宜地切入新知识,使新旧知识合理地衔接起来。
2、合理制定三维目标,明确重点与难点。
《普通高中数学课程标准》提出的三维教学目标是:知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观。知识与技能目标包括学生要知道、了解、理解的基础知识、基本原理目标和学生必须达到的基本技能目标;过程与方法目标包括实现数学科学中的探究过程和探究方法、优化学生的学习过程,强调学生探索新知识的经历和获得新知识的体验;情感态度与价值观目标中包括学生的学习兴趣与热情、战胜困难的精神、认识数学之美感和塑造学生的人格。三维目标之间的关系是“在实现知识与技能的过程中有机地融合、渗透过程与方法目标、情感态度与价值观目标的达成。”三维目标是课堂教学活动的出发点与归宿。
教学设计时教师要依据教材的具体内容,结合学生的学习实际,以促进每一个学生的发展为本,合理地制订三维目标,注意体现三维目标的整体性,相辅相成。
所谓重点,指一节课中最重要的新知识,即联动全局,带动全面的重要之点,是学生认知发生转折与质变的地方,是教学的重心所在,是课堂教学中需要解决的主要矛盾。所谓难点是一节课中学习起来最困难的地方,是学生的认知能力与知识要求之间存在较大矛盾、知识跨越最大的地方,是学生难于理解和掌握的内容。例如“等差数列前n项和”这节课中的重点是“等差数列前n项和公式”,难点是“等差数列前n项和公式的推导——倒序相加法”。只有合理制订三维目标和确定好重点与难点,才能围绕三维目标和重点与难点的突破,制定出优秀的教学设计。
3、课堂小结要与三维目标相呼应
三维目标是课堂教学的出发点与归宿,课堂小结时要回应三维目标,要在教师引领下由学生合作完成小结。包括①在知识与技能方面的收获,②教学中是怎样研究学习新知识的,融合重点与难点的突破于其中,③提炼价值,升华感情。最后教师最好用知识网络的形式给以最后的总结。
初中数学学科涵盖的知识内容十分广阔,包括了数的运算、几何图形、文字应用题以及各类函数问题等内容,但从每一范畴的知识内容来看,它都有自己独特的重难点,所以,老师在设计每一部分教学方案时都应该凸显出知识的重难点,一定要避免过于笼统的知识框构,善于从多个角度、多种层面去探究重难点,确保学生在课堂教学设计方案的引导下能够有所侧重地学习。
二、初中数学教学设计方案的具体流程
在分析了学生的学习情况和数学教学内容的前提之下,老师在设计教学方案时也应该考虑课堂教学流程这一大问题,事先确定好整个教学流程,使得老师在实际教学中能够有的放矢、收放自如。本文以苏教版数学七年级上册第五章“走进图形世界”内容为实践案例,老师通过以下具体流程做好课堂教学方案的设计:
1.课前导入
在教授这一章节内容时,老师应该做好课前导入,毕竟图形在生活中十分常见,任何一个物体都具有一定的形状。比如,老师可以在课前提问,“同学们,在日常生活中,大家都见到过什么样的图形?”学生通过短暂思考后,回答出的答案绝对五花八门,诸如类似教室的黑板的长方形,类似水管的圆柱形,类似保险箱的长方体等等,从而顺利导入知识学习。
2.开始学习
此环节的教学内容是教导学生学习新知识、接受新概念的环节,也是学生学习数学新思想的时候,此时老师需要结合具体的教材内容,为学生介绍各种图形,以及各类图形的特点,从而为学生打好基础知识,为后期的学习做好铺垫。
3.基本练习
在学生领悟新知识之后,老师可以利用一些简单、贴合知识内容的题目运用知识内容,让学生将课本内容初步运用到实际问题中,旨在培养学生初步学习知识的技能。这时老师可以举出一些实际的图形实例,鼓励学生来判断,做好基本的练习。
4.提升练习
提升练习是在基本练习的基础上将练习题目难度提高了一个层次,其主要目的是为了巩固学生已学习的基础知识,将零散的知识系统化、理论化,从而提高知识的运用能力。此时,老师就可以在练习题目中逐渐渗透图形的变换、展开和折叠、三视图等内容,锻炼学生的知识迁移能力。
5.课堂讲评
课堂讲评对于初中数学课堂教学来说,是一项不可或缺的环节,它是老师整合、总结教学内容的阵地,也是学生查漏补缺的关键性环节,此环节主要由老师个人的讲评为主,重在总结章节知识重难点,指点学生学习的漏洞和不足,鼓励学生在学习过程中的优秀之处,从而推进课堂教学设计方案的改进。
6.必要测验
一、问题提出
(一)课程改革的客观诉求
课堂教学改革是课程改革发展纵向深入的应然需求,数学课堂教学也不例外。近年来,随着课程改革进一步深化,数学课堂教学出现价值虚化、目标弱化、内容窄化、实施僵化等问题,这些问题不仅有悖于以学生为核心课程理念的践行,而且桎梏数学本质凸显,严重弱化了数学的育人功能,影响了生师学科素养和教学质量提升。基于问题解决,不少人士都积极投身于基于本土化的课堂教学有效策略探究。江苏省洋思、东庐中学和山东省杜郎口中学探索的自主教学模式,既能稳步提高教学质量,又能提高学生自我学习能力和综合素质,有力推动了课堂教学改革。就初中数学课堂教学而言,尽管探索提高课堂教学有效策略的研究论文、案例数以万计,但因山区教育资源相对匮乏,师资水平相对薄弱,课堂教学低效、甚至无效现象依然普遍存在。如何引导县域初中教师理性移植并有效嫁接先进教改、学改经验,由此催生具有本土特色、能直接作用于课堂教学质量提升和教师专业化发展的课堂教学有效策略,尚需进一步探索和研究。
(二)县域初中数学校本研修进一步深化的客观诉求
旬阳县地处陕南山区,辖22镇,现有初中、九年制学校29所,初中数学教师200余名。一直以来,我们以校本研修为抓手,立足县情,大胆实践,开拓创新,总结出行政推进、统筹资源、校际合作、活动引领的校本研修经验和三模四载研修方式。十一五期间,在充分调研分析新课程实施中存在问题的基础上,申报立项安康市十一五规划课题《新课程实施中初中数学教学问题及对策研究》,探寻出创新课标教材学习方式、启动现代信息技术与初中数学教学资源整合工程和探索建构初中数学课堂教学模式等三项策略,引领全县数学教师积极建构人文化生态课堂,推动初中数学课堂教学由讲堂向学堂转变,努力探寻课堂教学与远程教育资源的最佳切合点,充分运用现代教育技术手段激发学生学习兴趣,努力尝试将学科的学术形态转化为学生易于接受的教育形态。经过反复探索求证、筛选提炼,构建了具有开放探究特点、能充分体现生本理念和人文和谐的三部五环教学模式,从根本上消除了数学课堂教(学)设计的盲区和死角,极大地增强教(学)设计的有效性和可操作性,建构了覆盖初中数学课堂教学资源库。然而,由于参研教师教育理念、施教水平、教学环境等良莠不齐,致使成果生成参差不齐、普适性受限、新型教学模式运用效度受阻,难以适应课标教材变化和县域教育信息化发展的新要求,如何进一步优化课堂教学模式,进一步创新学科研修方式、提升研修品位、实化研修价值、强化研修目标、深化研修内容、活化研修策略,解决课堂上过于追求热闹,忽视教学绩效,过于倚重现成资源,忽视个性化创新,导致学生课业负担加重,数学素养有所降低等问题,已成为数学学科校本研修进一步深化的客观诉求。
二、课题研究的意义及价值
本课题研究是对《新课程实施中初中数学教学存在问题及对策研究》的自然延伸,重点围绕前期研究所探索建构的初中数学课堂教学和课例研究模式的进一步优化,引导县域初中数学教师理性移植并有效嫁接先进教改、学改经验,由此催生具有本土特色、能直接作用于课堂教学质量提升和教师专业化发展的课堂教学有效策略,探索具有县域特色的轻负高效的初中数学课堂教学有效策略,助推县域初中数学课堂教学整体优化,促进师生数学素养质性提升。
三、课题名称界定及解读
本课题主要研究义务教育第三学段(初中)数学课堂教学的整体优化。课堂教学就是把学生按照年龄和程度编成有一定人数的班级,教师根据国家规定的教学内容和教学时数,按照学校制定的课程表进行分科教学的一种教学组织形式。有效策略,即:有效果的计策、谋略。在此特指有效教学策略,即:为了实现教学目的、完成教学任务、达到最佳教学效果,在对教学活动清晰认识的基础上所进行调节和控制的一系列执行过程。 有效课堂教学(effective teaching in class)最初起源于20世纪的教学科学化运动,并在杜威实用主义教学影响下逐渐形成和发展起来,核心指向为有效,即指在课堂教学环境下运用一定教学策略通过一系列的教学活动完成预定的教学目标,获得预期效益的最优化,使师生双方都能获得最大进步与发展。
四、课题研究的目标、内容、假设与创新之处
(一)研究的目标
1. 合理移植嫁接洋思、杜郎口经验,建构优化初中数学课堂教学设计模式框架和各类课型课堂教学模式,引领学科教师突破初中数学课堂教学预设与实施低效化瓶颈,促使县域初中数学课堂教学步入规范、高效的快车道。
2.探索符合课改理念要求,能强力推动学科校本研修深化的课例研究基本模式,引领学科教师围绕课堂教学有理、有效助推自身的专业发展。
3.探索建构符合学生认知特点,有利于初中学生健康和谐发展的数学学习方式,助推学生在善学乐学的轨道上良性运行,使人人都要受到良好的数学教育的课程理念得以优效落实,最大限度地调动学生的学习主动性、培养自主探究能力和创新意识。
4.不断完善初中数学课堂教学评价与管理机制,推动高效课堂建设持续发展。
(二)研究内容
1.研究优化初中数学课堂结构、提高课堂教学有效性的六课型课堂教学设计有效性模式。建立覆盖县域初中数学课堂教学优质资源库。
2.研究提高初中数学课堂有效性学习策略,探索优化初中数学课堂学习方案设计与实施策略。
3.研究初中数学课例研究基本模式,探索提高课例研修质量有效策略。
4.研究构建初中数学课堂教学评价体系,建立优化初中数学课堂教学资源运用与管理长效机制。
(三)研究假设和创新之处
1.研究假设:针对传统初中数学课堂教学教学设计中存在问题,建立科学、系统的优化课堂教学设计操作体系,加强教师现代教育理论与技术培训,改革课堂教与学行为,建构基于信息技术环境下初中数学课堂教学有效模式,促进师生数学素养的全面提高。
2.创新之处
(1)构建三部五环课堂教学模式,对初中数学教学所涉及的六类课型教学设计进行统摄性研究,从而规范教学设计,提高教学设计针对性、有效性。
所谓三部五环教学模式,即按照教学设计问题化,教学过程活动化要求,以问题为载体,活动为依托,以整体优化课堂结构、提高课堂教学效益为目的,实现学、思、习、行等智力条件和情、意等非智力条件达到高度统一。终极指向为培养学生自主探究和创新能力,整个课堂教学过程按照问题诱导、自主探究、交互评价三个部分横向展开,具体实施则按照导、探、变、结、展五个环节纵向延伸,从而架起教学内容、教师、学生之间的交互桥梁,扬 生命灵动之帆、行知识探秘 之船,体现在文本上,则按 问题情境、师生互动、设计意图及媒体运用三栏并行、横向贯通,且以创设情境,导入新课(导)问题诱导,探究新知(探)变式训练,巩固新知(变)全课小结,细化新知(结)推荐作业,延展新知(展)活动序列展开。从而支撑起课堂教学的基本架构,是实现课堂教学效益最优化的部件和要素。
(2)作为有效课堂学习引擎式 学习指南,既规避了因预习加重学生学习负担,又符合以学定教理念,层递性问题序列利于引导学生经历数学知识形成与应用过程,在发展学生问题意识的同时与教学设计有效对接,不仅有利于减负增效,而且有利于学科素质教育的进一步深化。
(3)案(课)例研究模式为学科教师深度关注课堂教学细节优化提供了操作要领和技术支撑。
五、本课题的研究思路、研究方法、技术路线
(一)研究思路
本课题研究以学生自主发展为目标,以人教版教材为载体,以课堂教学为主渠道,以提高初中数学课堂教学质量为核心,以助推初中数学教师施教水平提升和专业化发展为重点,探索适合初中生自主发展的课堂教和学的模式。
(二)研究方法
1、调查法。采用问卷、访谈等形式,诊断课堂教学中存在问题。
2、行动研究法。以实践研究为主,动态研究优化课堂教学有效策略。
3、综合运用文献法、观察法、经验总结法、比较研究法等方法进行研究。
(三)技术路线
采用 统一要求,严格标准;分校承担,责任到人;加强引领,通力协作;分步实施,循环递进的研究策略。
1.形成上下沟通的研修共同体。本课题以县师训教研中心组织由片校学科教研(联)组长、学科骨干教师和有代表性初中学科教师全员参与的研修共同体,共同研究课堂教学有效策略设计、跟进实践、优化提升。
2.聘请上级业务主管部门学科专家,成立由县域初中数学教学骨干教师参与的指导小组,负责课题研究策划指导、流程监控。
3.在课题组指导下,县、片、校数学教研组围绕总课题,开展子课题研究。
4.边研究边改进,因需开展课例研究、课堂观察、难题会诊等系列活动,推进课题深入研究。
六、研究过程及操作策略
(一)课题研究时限及阶段划分
本课题研究计划用三年时间(2012.9---2015.9)分四个阶段:
1.准备阶段(2012.92013.7):本阶段主要采用调查法和文献法。重点工作如下:
(1)拟定调查问卷,对全县初中数学教师和有代表性的学校学生进行调研,撰写调研报告。
(2)制定研究方案,初步确定研究框架,完成课题申报立项。
(3)召开课题开题会,进行子课题研究任务分解,完成实验校的布点。
2.实施研究阶段(2013.92014.6):本阶段主要采用文献法、行动研究法、观察法、经验总结法和比较研究法,重点工作如下:
(1)课题负责人编写教学设计和学习指南设计基本框架要求,主要参研人员按照统一要求分课型编写相应的课堂教学设计和导学案样例。
(2)各子课题负责人在总课题的引领下,根据各自的子课题研究方案,分年级、按章节开展优化教学设计和学习指南编写实践研究,聚焦课堂,开展学案导学实验探索,并在比较实践中修改完善。
(3)修订《旬阳县初中数学优化课堂教学设计暨学科资源整合管理办法》,制定《旬阳县初中数学课堂教学有效性评价指标体系》。
(4)完成中期研究报告。
3.总结完善阶段(2014.72015.7):本阶段主要采用调查法、文献法和行动研究法,重点工作如下:
(1)收集整理课题研究资料,分册形成课堂教学设计和学习指南汇编,撰写结题报告,申请结题。
(2)整理校本教学设计案例、制作课堂教学实录光盘、总结实验经验、撰写实验报告等,按照分工安排完成相应任务。
4.应用推广阶段(2015.9):本阶段以行动研究为主,辅之于文献法、调查法。主要工作如下:
(1)按照《旬阳县优化课堂教学设计暨学科资源整合管理办法》和《旬阳县初中数学课堂教学有效性评价指标体系》,开展实践探索、修改完善、优化提升,充分发挥骨干教师的引领和带动作用,实现优质教学资源普及共享。
(2)按照个人申报,片校筛选,县级展评的程式,组织优秀成果评推,特优成果推介参加上级成果评选。
(二)具体分工序号研究
七、成果预期及呈现方式
1. 成果预期
(1)建立完善整体优化县域初中数学课题教学有效性策略,主要包括:有效设计策略,有效实施策略,有效管理与评价策略。
(2)建构描述性概念课、推导型概念课、习题课、复习课、试卷讲评课、活动课等六种课型课堂教学模式。
(3)建构导学案设计基本框架和学案导学实施策略。
(4)修订完善初中数学课例研修基本模式,引导教师围绕课堂教学效益提升,有效开展课例研修。
(5)形成覆盖初中数学学段的课堂教学资源库(包括:章节教学设计、课件、导学案)。
2.成果呈现方式
(1)阶段性成果
①初中数学课堂教学基本现状调查报告
②《整体优化县域初中数学课堂教学有效策略的探索研究》实施方案
③《整体优化县域初中数学课堂教学有效策略的探索研究》中期研究报告
④整体优化县域初中数学课堂教学有效策略的探窥(论文)
⑤《初中数学学案导学课堂教学实录》(光盘)
⑥《太极探航初中数学课堂教学有效策略指南》(教与学系列成册)
⑦《整体优化县域初中数学课堂教学有效策略的探索研究》研究报告
⑧《初中数学课堂教学有效策略探索论文、叙事、反思集》(装订成册)
(2)最终成果
①整体优化县域初中数学课堂教学有效策略探窥(论文)
②《整体优化县域初中数学课堂教学有效策略的探索研究》结题报告(报告)
③《太极探航初中数学课堂教学有效策略指南》(见阶段成果)
八、保障措施
(一)加强领导,夯实责任
本课题研究是在县师训教研中心的统一领导下进行的,本中心及时成立由中心主任担任组长,课题负责人及各初中教研联片组长校校长为成员的课题研究工作领导小组,负责对课题研究组织领导和经费保障,协助课题负责人做好参研教师的选定和研究进程的督察。成立由课题负责人担任组长,主要参研教师为成员的课题研究实施组。课题负责人具体负责课题选题、申报立项,负责课题研究方案的制定和参研人员的选定,负责子课题选定及任务分解,承担对片校参研教师的业务指导,负责对课题研究技术路线的跟进调控。各片区数学教研联组协助实施组负责辖区所承担研究任务完成情况的过程督查、成果收缴、展评遴选、汇总上报等。各中学、九年制学校的学科教研组长或带头人除完成各自研究任务外,负责组内任务分解、收缴、审核、修改与上报,所有初中数学教师(年龄在45岁以上的可通过青蓝共进方式结对协作)参与既定成果的优化完善。各中学、九年制学校不仅要进一步确立校长第一责任人地位,充分认识课题研究在优化数学教学过程、提高课堂教学有效性、促进教师专业成长、强化教学管理、深化校本研修、推动学校内涵发展中的地位及作用,弱化管理的行政色彩,增强管理的观念点拨、心灵震撼、情感慰藉等心理效能,想方设法为参研教师提供必需的研究保障,促进学科教师真心实意地、积极主动地投身其中。高度重视、认真对待,积极担当参研教师的支持者、服务者,体会教师的甘苦,用自己的研究情感、专业造诣、人格魅力感召教师、吸引教师、带动教师积极前行。
附:课题研究组织机构
(1)课题研究工作领导小组
(2)课题研究工作实施组
(二)加强宣传,提高认识
充分利用联片研修工作机制和网络平台,进行广泛宣传,促使数学教研组长明确职责、认识到位,充分发挥其引领拉动作用,确保此项工作扎实有效运行。通过专题培训、提供资讯、难题会诊等引导学科教师认识到生源日渐锐减、人们享受优质教育资源的现实需求日渐强烈、教师准入政策日渐拓宽等现状,迫使教师不得不发展,不能不发展,形势逼人、时不我待,教师应充分感受优化课堂教学设计与实施在促进自身发展中的地位和作用;通过典型引路、示范带动等引领教师认识到本课题研究是实现课堂教学整体优化的有效载体,是促进教师提升专业素养、积累专业知识、磨练专业能力、明确研修方向、丰富专业智慧、塑造专业人格的有效方式,其出发点和落脚点将聚焦于数学课堂教学质量的提高和促进学生全面、和谐、可持续发展上,从而增强参研的积极性、主动性,提高研修时效性。
(三)加强引领,确保实效
课题负责人定期通过网络平台和实践跟进等为教师提供资讯服务,做到六个及时:及时通过网络平台提供咨询或资讯服务;及时发现、遴选推介优秀研究成果,总结推广典型经验;及时征集、汇总、求证、解决问题;及时组织过程性监控和展评引领;及时向上级专业网站、新闻媒体、报刊杂志推介优秀作品;及时引导学科教师在规范中优化,在优化中实践,在实践中反思,在反思中提升,在提升中升华,在升华中发展。带领学科教师在辛勤中收获智慧,在矫正中收获成长,在成长中收获成功。
(四)筹措经费,确保运行
采取三个一点的方式保障经费投入。一是县上投一点,即争取协调加大县级经费投入,确保课题负责人深入学校的各种开销、网络耗材供给、资讯购买和县级层面活动开展;二是片校筹一点,一方面,想方设法争取学校的支持认同,确保参研教师岗位研究和学习培训的经费投入,另一方面,充分利用联片研修工作机制,协同联片包校人员统筹规划、整体推进,确保片区层面展评引领活动常态运行;三是教师挤一点,在引导教师充分认识课题研究的意义、作用的基础上,动员教师不仅要舍得挤出时间和精力投入研修,而且要舍得挤出经费用于岗位研修参考资料订购和网络购买服务的购置,从时空和资讯供给上确保课题研究工作持续运行。
关键词:教学设计 复数 问题
中图分类号:G633.6 文献标识码:C 文章编号:1672-1578(2016)12-0066-01
1 设计问题活动的意义
《数学课程标准》明确指出学生的数学学习活动不应只限于接受、记忆、模仿、和练习,还应该倡导自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学等数学学习方式。因此数学课堂的教学设计中很有必要设置一定数量和不同形式的数学问题活动,以调动学生的学习积极性,进而提升学生的学习能力。通过对多个数学教师的课堂调查发现数学活动的实施情况不容乐观,主要表现以下几点:第一,学生想参与问题活动但是机会很少。第二,学生主体地位的丧失。学生的主体地位在课堂上不能得到体现主要是由于教师的教学观念造成的,很多教师认为自己讲效率更高。第三,学生不知道如何在课堂上参与数学活动。设置切合学生实际的问题能促进学生主动学习。
2 教学设计案例分析
内容:数系的扩充(苏教版选修1-2第三章第一节)
环节一:问题情境。
问题与活动一:请同学们单独完成以下几个解方程题,学习小组讨论交流答案。
(1) x+3=0,x∈N
(2) 2x+3=0,x∈Z
(3) 2x2+2=6,x∈Q
问题解决:问题一在自然数集中方程一无自然数解,为了解决此问题引入了负数的概念;问题二在整数集中方程无整数解,为此课本中引入了有理数的概念;问题三在有理数集中方程无有理数解,为此课本中引入了无理数的概念。
设计意图:通过以上三道解方程问题的设置让学生感受到问题的矛盾之所在以及问题的化解过程,正是这种数集的不断扩充过程和问题的解决过程学生的知识面才得到不断的延伸。
问题与活动二:请同学们在学习小组内讨论自然数集到整数集、整数集到有理数集、有理数集到实数集的每一次的扩展内在因素和动力,他们在扩展的过程中是否遵循某种共同的规则。
设计意图:通过对以上问题的分析和解决,为新内容的引入作了很好的铺垫,同时也调动了学生的求知欲望,接下来过度到负数的内容就很自然了。
环节二:数学建构。
问题与活动三:请同学们讨论方程x2=-1在R上是否有解?如果没有解能否参考活动二中的问题解决方案引入新数来扩大我们的数集?
问题解决:和活动一中的问题一样,次方程在实数集中是无解的,因此师生达成共识:引入新数i使得i2=-1,但是此数还要满足活动二中的相关规则:引入的新数与实数之间满足以上的三种运算律。
设计意图:通过对此方程的求解让学生感受到现有的数集已经不够用了,引入新数来扩充数集非常必要,更进一步调动学生的求知欲和探索欲。
问题与活动四:在循序以上三种运算法则的前提下新数与实数之间可以产生哪些新的数和代数式,并把它们写出来,请同学们自己独立探索,同桌之间进行比较,并把结果展示出来。
成果分析:通过学生的展示可能产生如下一些结果3i,-7i,3+2i,23-i……
设计意图:数学活动四是产生新知识的重要一环,在活动中学生可能会遇到一定的困难,因此在本环节以师生互动为主,教师及时的点拨能很好的解决学生由于知识的生疏所产生的障碍。在新数与实数的乘法满换律,与实数的加法也满换律,因此同学们很自然地会写出a+bi(a∈R,b∈R)的形式。
问题与活动五:请同学们独立完成复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系,并用符号和图形表示出来。
问题与活动六:请同学们思考任意的两个复数之间能否比较大小?
通过以上六个环节的学生活动之后本节课的新内容基本上已经呈现出来了,在知识的建构过程中学生作为活动的主体,在教师的引导下解决了一个又一个有层次的问题,不仅收获了知识同时也提升了能力。
3 设计问题活动应注意的方面
3.1 明确数学问题与活动的内涵
本文所介绍的学生活动是指学生在数学课堂上根据教师的安排去发现问题探索问题尽而解决问题的过程或者是学生在自主学习过程中所经历的独立思考、同学之间的互助探索等过程,因而这里所提到的活动主要是学生的思维活动,与一般的肢体活动有本质上的区别。数学课的学生活动(简称数学活动)与问题是密不可分的,因此具有很强的目的性,但是数学活动与解决一般的数学题目也有很大的区别,数学活动强调的是一种探究性的过程,没有固定的套路可以模仿。因此,数学活动不仅需要学生的逻辑思维,还需要发散思维、聚集思维等多种思维品质,对学生的长久发展立体发展有很大的帮助。
3.2 精心设计案例,合理安排问题活动