發(fā)布時間:2022-04-24 02:39:08
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇課程論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【論文關(guān)鍵詞】大學(xué)物理;選修課;素質(zhì)教育
【論文摘要】大學(xué)物理課是高校實(shí)施素質(zhì)教育的一門重要課程。傳統(tǒng)的理工科物理必修課過于強(qiáng)調(diào)“理論性”、“系統(tǒng)性”、“邏輯性”、“應(yīng)用性”,使物理學(xué)教育的育人功能不能充分發(fā)揮。因此有必要針對非理工科學(xué)生開設(shè)大學(xué)物理選修課來彌補(bǔ)普通物理教育的不足。本文對開設(shè)大學(xué)物理選修課的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方式和考核方式進(jìn)行了分析和探索,有利于高等院校非理工科專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)的實(shí)施。
在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),人類已步入知識爆炸、高科技和信息時代的今天,隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、市場的繁榮,高等教育面臨著如何適應(yīng)社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的人才需求這一問題,首先是一個轉(zhuǎn)變觀念的問題。過去在教育教學(xué)過程中長期形成的一種潛意識的觀念,現(xiàn)在已經(jīng)基本得到澄清,越來越多的人們認(rèn)識到:大學(xué)本科要立足于培養(yǎng)復(fù)合型人才,而不是培養(yǎng)專家,本科教育主要是打好科學(xué)文化素質(zhì)基礎(chǔ),尤其是培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識和自我發(fā)展的能力。[1]
物理學(xué)是各門自然科學(xué)的基礎(chǔ),其研究問題、解決問題的思想方法適用于一切科學(xué)研究。正如偉大的物理學(xué)家費(fèi)曼所言:學(xué)習(xí)物理學(xué),就是要學(xué)習(xí)怎樣由未知進(jìn)到已知的科學(xué)求知方法,就是要學(xué)習(xí)如何嘗試和糾錯,就是要學(xué)習(xí)一種普遍的自由探索的創(chuàng)造精神。大學(xué)物理課是高校實(shí)施素質(zhì)教育的一門重要課程。傳統(tǒng)的理工科物理必修課為了培養(yǎng)研究和應(yīng)用型人才,是為理工科學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)打基礎(chǔ),所以很強(qiáng)調(diào)“理論性”、“系統(tǒng)性”、“邏輯性”、“應(yīng)用性”,并且有統(tǒng)一的教學(xué)大綱和采用統(tǒng)一閉卷考試。受此制約,物理學(xué)教育的育人功能不能充分發(fā)揮。因此有必要針對非理工科學(xué)生開設(shè)大學(xué)物理選修課來彌補(bǔ)普通物理教育的不足。大學(xué)物理選修課對體現(xiàn)科學(xué)教育與人文教育的融合,特別對提高非理工學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)起著重要作用。
一、大學(xué)物理選修課教學(xué)目標(biāo)
大學(xué)物理選修課程教學(xué)內(nèi)容并不是理工科物理教學(xué)內(nèi)容的縮減,不能把大學(xué)物理選修課程體系當(dāng)作理工科物理體系的縮影。大學(xué)物理選修課的教學(xué)目標(biāo)主要是力圖使學(xué)生在有限的時間內(nèi)了解物理學(xué)的基本內(nèi)容,即物理學(xué)研究的是什么;培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探求知識的探索精神;提供當(dāng)代大學(xué)生必不可少的現(xiàn)代觀念和思維方式;開拓視野,讓學(xué)生了解物理學(xué)前沿;了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的物理基礎(chǔ);了解物理學(xué)與社會、環(huán)境、能源等方面的關(guān)系,物理對人類社會文明的進(jìn)步有什么貢獻(xiàn)與影響;了解科學(xué)家創(chuàng)造性的工作特點(diǎn)和研究方法,獲得科學(xué)方法論的教益與啟迪。
二、教學(xué)內(nèi)容和課程體系
針對這一目標(biāo),大學(xué)物理選修課的教學(xué)內(nèi)容和課程體系應(yīng)通過身邊的物理、生活中的物理以及工程技術(shù)中的物理直到最新科學(xué)動向(如高溫超導(dǎo)、納米材料、反物質(zhì)世界等)導(dǎo)入物理基礎(chǔ)知識,應(yīng)強(qiáng)調(diào):
1、定性與半定量,對計算能力要求不高[2]
由于非理工科學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)普遍不高,因此為了讓此類學(xué)生對表現(xiàn)物質(zhì)世界的運(yùn)動規(guī)律有明確直認(rèn)識,應(yīng)采取定性、半定量及適度的定量方法來闡述物理學(xué)的概念、理論和規(guī)律。注重教學(xué)內(nèi)容中的語言描述,降低物理學(xué)科中的定量要求,給出清晰的和較寬闊的物理圖像、科學(xué)觀點(diǎn)和思維方法,并注意將研究方法、思維方法滲透其中,以使學(xué)生既學(xué)到知識又領(lǐng)會了方法。[1]
2、增加物理學(xué)史的講授,幫助學(xué)生正確理解物理原理和物理概念
每一個物理概念、每一條物理定律的形成都離不開當(dāng)時的歷史條件,都少不了物理學(xué)家的科學(xué)思想的邏輯發(fā)展和歷史行程?;仡欉@些物理概念、物理定律的逐漸建立的歷史過程,可幫助學(xué)生正確理解概念的內(nèi)涵,正確運(yùn)用物理定律來解決實(shí)際問題。
3、從哲學(xué)角度考察物理學(xué)的思想根基
古代物理學(xué)的理論形態(tài)實(shí)質(zhì)上是自然哲學(xué),它是未分化的包羅萬象的知識體系,把自然界當(dāng)做一個整體而從總的方面來認(rèn)識它。從16世紀(jì)起,自然科學(xué)開始從哲學(xué)中分化出來,物理學(xué)開始了它的近展時期。作為科學(xué)的世界觀和方法論,辯證唯物主義哲學(xué)在物理學(xué)研究過程中發(fā)揮著重要的作用。辨證唯物論認(rèn)為,世界上一切客觀的東西都是永恒的運(yùn)動和變化的,它從不把自身的理論當(dāng)做一部不變結(jié)論的匯集,而看做是同樣必然地要不斷發(fā)展變化的斗爭。這樣的思想貫穿在物理學(xué)里,如:物理規(guī)律是普適的、場是運(yùn)動變化著的、物質(zhì)具有波粒二象性、能流是有方向的等等。
4、物理學(xué)方法論
在物理學(xué)的發(fā)展過程中,無數(shù)物理學(xué)家對物質(zhì)世界的物理現(xiàn)象和事實(shí)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)思維,在建立物理概念、揭示物理規(guī)律的同時,逐漸形成了一整套研究物理學(xué)的科學(xué)思想和科學(xué)方法,從而產(chǎn)生了物理學(xué)方法論的科學(xué)。物理學(xué)的方法論是介于哲學(xué)原理和物理學(xué)理論之間,對物理學(xué)探索和物理學(xué)理論的建立和發(fā)展起指導(dǎo)作用的普適原理。課程中應(yīng)向?qū)W生介紹研究物理學(xué)的行之有效的科學(xué)方法,如觀察和實(shí)驗(yàn)、科學(xué)的抽象、理想實(shí)驗(yàn)的方法、類比的方法、假說和模型的方法、歸納和演繹相結(jié)合的方法、數(shù)學(xué)公理化的方法等等,培養(yǎng)學(xué)生多維化、系統(tǒng)化和信息化的科學(xué)思維方式。
5、內(nèi)容廣而新
覆蓋面要廣,除了介紹物理現(xiàn)象、物理規(guī)律的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用,更要闡明物理規(guī)律之間的相互聯(lián)系、物理學(xué)與其它學(xué)科的交叉發(fā)展和物理規(guī)律在生產(chǎn)實(shí)踐、生活實(shí)際和科技革命中所起的重要作用。當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,信息量擴(kuò)大,知識更新速度快。物理學(xué)在近生了重大革命,出現(xiàn)了許多新的技術(shù)科學(xué),并在實(shí)踐中獲得了重要應(yīng)用。因此課程要充分體現(xiàn)近代物理學(xué)的內(nèi)容以及當(dāng)今某些物理前沿內(nèi)容及其重大應(yīng)用,以便學(xué)生對最新的物理學(xué)理論、應(yīng)用及科技發(fā)展動態(tài)有一個全面的了解,這對學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)來說,是十分必要的。三、教學(xué)方式與考核方式
1、教學(xué)方式
大學(xué)物理選修課不是進(jìn)行系統(tǒng)的物理學(xué)理論知識學(xué)習(xí)與研究,而是從欣賞的角度,以科普的形式,力求輕松、有趣,側(cè)重身邊物理、生活中的物理及趣味物理,以消除學(xué)生的恐懼心理,這樣學(xué)生漸入狀態(tài),學(xué)習(xí)的興趣和主動性會被激發(fā)和調(diào)動起來。在教學(xué)安排上,可以不強(qiáng)求系統(tǒng)性,不嚴(yán)格遵循物理學(xué)發(fā)展的順序,而是根據(jù)一些起源于物理學(xué)、現(xiàn)在已滲透到各學(xué)科甚至人文學(xué)科的概念、方法和技術(shù)開設(shè)若干專題講座,如航天技術(shù)、能源技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)、物理學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用、地球系統(tǒng)、環(huán)境科學(xué)等。[3]
大學(xué)物理選修課的主要對象是非理工科學(xué)生,不需要講授繁瑣的理論推導(dǎo)過程,故傳統(tǒng)的“邊板書、邊講授”的方法不適用,而應(yīng)盡量多地采用多媒體教學(xué)手段[4]。教師要花費(fèi)大量時間學(xué)習(xí)和閱讀文獻(xiàn),收集和制作課件、圖片、flash動畫、音像影視資料,做到音像圖文并茂、生動直觀、引人入勝地傳遞教學(xué)信息,以便取得較好的教學(xué)效果。
2、考核方式
與強(qiáng)調(diào)“理論性”、“系統(tǒng)性”、“邏輯性”的理工科物理不同,大學(xué)物理選修課可以不采用解題、統(tǒng)一閉卷考試的方式來考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,而可以采取多元化的考核方式:讓學(xué)生查找文獻(xiàn)撰寫專題論文;撰寫讀書報告、課程心得體會;由學(xué)生獨(dú)立完成演示實(shí)驗(yàn)或自我設(shè)計探索性實(shí)驗(yàn);甚至分組研討某些物理問題或口試答辯等等[5]。
物理學(xué)是研究自然界最普遍規(guī)律的科學(xué)和最成熟的自然科學(xué)。當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)以前所未有的速度發(fā)展,不同學(xué)科、不同專業(yè)領(lǐng)域相互交叉、相互滲透和相互融合的趨勢更加明顯。這要求課程結(jié)構(gòu)要趨向綜合化,文理要相互滲透。開設(shè)大學(xué)物理選修課可以彌補(bǔ)普通理工科物理教育的不足,對非理工科學(xué)生融合自然科學(xué)與人文科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)具有啟迪思維、萌生感悟、提供思想方法、樹立創(chuàng)新精神和提高科學(xué)文化素質(zhì)的促進(jìn)作用。
內(nèi)容摘要:隨著新課程改革的深入實(shí)施,人們的教育觀念也逐步發(fā)生著轉(zhuǎn)變。但在課堂教學(xué)中還存在著許多與新課改不協(xié)調(diào)的行為,諸如重知識傳授,輕視能力培養(yǎng);重課堂灌輸,力求把知識講細(xì)、講深、講透,忽視思維的啟發(fā)和過程方法的學(xué)習(xí);注重自身表演,忽略學(xué)生反映的現(xiàn)象。這些行為說明我們還沒有完全理解新課程改革的教學(xué)要求,還沒有完全進(jìn)入實(shí)施新課改的角色,還需要我們廣大教師有目的、有意識的積極轉(zhuǎn)變。下面就本人在物理教學(xué)中的幾點(diǎn)認(rèn)識和做法提出來與同行共研。
關(guān)鍵詞:物理;新課程;改革;成長
一、變講為悟,讓學(xué)生自己在對知識的思索中體驗(yàn)、感悟
一位老教師聽過我的課后,曾經(jīng)這樣問我:“你講得挺明白,也挺好;可是你是否想過,你講得再好,學(xué)生一定會明白嗎?學(xué)生是否對所學(xué)的知識有所體驗(yàn)和感悟?”經(jīng)老教師的這一問,我開始思索這個問題。以往教學(xué)時,一上課就聲嘶力竭,嗓子常常講啞了,將知識重復(fù)來重復(fù)去,學(xué)生到底學(xué)會了多少?記得一次期末考試,一看到試卷,我就高興得不得了,試卷上幾乎所有的題目類型我在平時上課過程中都講到過,我心想:這一次我所任教的班級考得一定很好。與我搭檔的老師還擔(dān)心得不得了。可是,結(jié)果出來后,卻令我吃驚而難過,講過去的題目還不如別的班級沒有講過的效果好。贊可夫認(rèn)為:“扎實(shí)地掌握知識,與其說是靠多次重復(fù),不如說是靠理解,靠內(nèi)部的誘因,靠學(xué)生的情緒狀態(tài)而達(dá)到的。”作為一名教師,要想使學(xué)生掌握到真正的知識,就必須改變“一言堂”、“滿堂灌”的教學(xué)方式;自此以后,我在課堂教學(xué)中,盡量用簡練的語言去概括,其余的時間則留給學(xué)生自己去體驗(yàn)、感悟。這樣做,既為喉嚨找到了“良藥”,又使學(xué)生找到了學(xué)習(xí)的方法。
二、師生互問,讓學(xué)生在質(zhì)疑中進(jìn)步
傳統(tǒng)教學(xué)中,一般是教師提出問題,要求學(xué)生來回答。再看我們的學(xué)生,一個個皺著眉,低著頭,極不情愿地起來回答老師的問題。如果引導(dǎo)學(xué)生自己提出問題,設(shè)法解決問題,這將會極大激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極性。在授課過程中,我鼓勵學(xué)生大膽地嘗試提出自己的問題。為了讓他們明白“提出一個問題比解決一個問題更重要”,我對他們說:“綜觀科學(xué)史,大凡有建樹的人,都具有‘健全的懷疑精神’或者‘刨根究底的好奇心’,敢于并善于對傳統(tǒng)的知識、流行的觀念質(zhì)疑,這往往是他們走向科學(xué)殿堂的第一步。明代陳獻(xiàn)章說得好:‘小疑則小進(jìn),大疑則大進(jìn),疑者覺悟之機(jī)也,一番覺悟一番長進(jìn)?!睂W(xué)生時常受到鼓舞,經(jīng)常提出一些有趣且令人回味的小問題。例如,在剛剛學(xué)完《聲現(xiàn)象》后,有的同學(xué)就提了這樣一些有趣的小問題:
1.聲音是由物體的振動引起的,為什么我們的手腳在振動時卻聽不到聲音?
2.月球上沒有空氣,交談時必須用無線電話,我們知道:固體可以傳聲,且傳播速度比氣體快得多,那么我們在地球上隨便拿一塊小石頭放在嘴邊不就可以解決問題了嗎?
3.超聲波雖然頻率很高,不在人耳的聽覺范圍之內(nèi),但并不代表不存在,為什么沒把我們的鼓膜震破?
盡管同學(xué)們提出的問題非常簡單,有的甚至“多此一問”,但是同學(xué)們在提出并嘗試解決這些問題的過程中,既進(jìn)一步理解了所學(xué)的知識,又提高了學(xué)習(xí)物理的興趣。
科學(xué)的發(fā)展在于創(chuàng)造,而創(chuàng)造的起點(diǎn)在于疑問,如果沒有疑問,就不會有新的見解。如果一切都以書本為經(jīng)典,以教師的講解為規(guī)范,就不可能有創(chuàng)造,科學(xué)也就得不到發(fā)展。物理課堂教學(xué)就是要學(xué)生像“科學(xué)家”那樣搞科學(xué),努力培養(yǎng)學(xué)生提問題的意識,使學(xué)生善于質(zhì)疑,在質(zhì)疑中不斷進(jìn)步。
三、復(fù)習(xí)課讓學(xué)生走出“題?!保箤W(xué)生在“自編—自練—自命—自考—自評”中進(jìn)步
以往的課堂教學(xué)中,尤其是復(fù)習(xí)課,一般都是教師課前準(zhǔn)備大量的練習(xí)題讓學(xué)生去做,以求考試中能考到同類型的題目,導(dǎo)致學(xué)生成了“知識容器”。一到考試,學(xué)生就趕緊巡視一下題目是否做過,如果稍微發(fā)生變化就會無所適從。這樣的復(fù)習(xí)課為復(fù)習(xí)而復(fù)習(xí),為訓(xùn)練而訓(xùn)練,學(xué)生越來越感到枯燥無味,對學(xué)習(xí)失去興趣,更談不上感受學(xué)習(xí)的快樂了,學(xué)習(xí)效果自然可想而知。
新課程理念不僅要求學(xué)生學(xué)會知識,更突出要求培養(yǎng)學(xué)生會學(xué)的能力。為了避免復(fù)習(xí)課為復(fù)習(xí)而復(fù)習(xí),我提倡學(xué)生自己梳理知識結(jié)構(gòu),將章節(jié)或單元的知識通過自己的整理使之條理化、系統(tǒng)化。必要時教師出示自己設(shè)計的知識結(jié)構(gòu);對于學(xué)過的物理公式要求學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)去編練習(xí)題。這樣既鞏固了所學(xué)知識,又鍛煉了語言表達(dá)能力。對于平時小測驗(yàn),改變以往“一卷”制,每一位同學(xué)出一份題目并附有參考答案,經(jīng)老師檢查后,根據(jù)試題的難易情況,分發(fā)給不同的同學(xué)進(jìn)行測驗(yàn),再由學(xué)生當(dāng)“老師”相互講評,使學(xué)生在“自編—自練—自命—自考—自評”中進(jìn)步。
四、發(fā)揮學(xué)科特點(diǎn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中拓開思維的空間
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為主的自然科學(xué),那種“關(guān)上門,期望自己在缺乏實(shí)踐的寒冬里春暖花開”的事實(shí)是不可能存在的。要想使學(xué)生掌握一門技能,就必須放手給他們,為他們創(chuàng)設(shè)一定的環(huán)境,鍛煉他們的動手能力,開拓他們的思維。例如:在授完托盤天平的使用時,我為他們準(zhǔn)備了一大包漆包線,讓他們設(shè)計出很快知道漆包線長度的方法(沒限制器材)。學(xué)生設(shè)計出了如下方法:
1.用刻度尺直接量出來。
2.用天平稱出總質(zhì)量m,然后用刻度尺量出1米的長度用剪刀剪下來,再用天平稱出1米長漆包線的質(zhì)量m1,用總質(zhì)量除以1米長漆包線的質(zhì)量,就是總長度,即L=m/m1。
3.先用天平稱出總質(zhì)量m,再用天平稱出50g漆包線,用刻度尺量出50g漆包線的長度L1,則總長度L=mL1/50。
學(xué)生通過親自操作,既鍛煉了動手能力,又在動手中認(rèn)識到哪種方法最簡便實(shí)用,開拓了思維。
五、走進(jìn)生活,讓學(xué)生體驗(yàn)到物理服務(wù)于生活
物理來源于生產(chǎn)、生活,并為我們的生產(chǎn)、生活服務(wù)。如果能創(chuàng)設(shè)好情景使學(xué)生體會到這點(diǎn),將會極大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。
在學(xué)習(xí)《大氣壓強(qiáng)》時,我模仿“氣功”大師,通過憋氣、運(yùn)氣、跺腳、伸腰等一連串優(yōu)美而夸張的動作,將一只手插入半盆水中,然后大喊一聲,將臉盆用一只手吸了起來。
同學(xué)們看得目瞪口呆,不知老師用什么辦法能把半臉盆水提起來。等老師把手伸出,原來手中有一塑料吸盤,這種吸盤可以貼在鏡子或墻壁上,可用來掛衣物等,用手將吸盤內(nèi)空氣擠出后,利用大氣壓,便可把臉盆吸了上來。從而順利引出了《大氣壓強(qiáng)》,并揭穿了生活中的“空手取物”偽科學(xué)表演。
在學(xué)習(xí)《物態(tài)變化》時,讓學(xué)生應(yīng)用學(xué)過的知識去分析冬天冰花為什么會出現(xiàn)在窗玻璃的內(nèi)表面,而在炎熱的夏天自來水管會“出汗”,使學(xué)生真正體會到物理來源于生活,它會幫我們揭開好多生產(chǎn)、生活的疑惑。
新課程讓教師原有的角色發(fā)生變化,新課程改革也為教師發(fā)展創(chuàng)造了一個新的機(jī)遇。相信我們在新課程理念的指導(dǎo)下,激發(fā)自身的活力,在教學(xué)中不斷反思、不斷創(chuàng)新,一定會使學(xué)生向“學(xué)會學(xué)習(xí)”這一最高目標(biāo)邁進(jìn)。相信自己也會在新課改理念的指導(dǎo)下不斷成長。
信息化是二十一世紀(jì)的標(biāo)志,是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的大趨勢,以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)為優(yōu)秀的信息技術(shù)已成為拓展人類思維的創(chuàng)造性工具。近年來,計算機(jī)輔助教學(xué)工作在全國教育戰(zhàn)線上逐漸深入,但大多以“觀摩課”的形式開展,只是教育教學(xué)中的一個點(diǎn)綴而已,信息技術(shù)并沒有真正與學(xué)科教學(xué)“融合”在一起。究其主要原因是在進(jìn)行計算機(jī)輔助教學(xué)的過程中,沒有合適的應(yīng)用軟件和操作平臺,需要教師自己研制開發(fā)課件,而開發(fā)課件需要花費(fèi)大量的時間和精力,有時候?yàn)榱松虾靡还?jié)公開課,甚至要做數(shù)十小時的準(zhǔn)備。鑒于此很多教師都反映計算機(jī)輔助教學(xué)是一項(xiàng)投入多(時間,人力,經(jīng)費(fèi))、產(chǎn)出少的工作,基本上適應(yīng)不了日常教學(xué)。在這種情況下,信息技術(shù)與學(xué)科課程整合在計算機(jī)輔助教學(xué)(簡稱CAI)的條件上日趨成熟發(fā)展起來。信息技術(shù)作為一項(xiàng)教學(xué)工具(LearnfromIT),能夠把各種技術(shù)手段完美地融合到課程之中??就像教師在上課時使用黑板和粉筆一樣,屆時計算機(jī)演變成為真正的教學(xué)工具,教師最主要的任務(wù)不再是開發(fā)軟件,而是如何應(yīng)用現(xiàn)有的軟件把計算機(jī)的優(yōu)勢發(fā)揮出來,進(jìn)行學(xué)科教學(xué)。
本文就信息技術(shù)與物理課程教學(xué)的整合,結(jié)合自己物理教學(xué)的實(shí)踐談?wù)勔韵聨c(diǎn)看法。
一、“課件”向“積件”思路發(fā)展,探討物理學(xué)科整合新方法
在計算機(jī)輔助物理教學(xué)這個領(lǐng)域里面,市場上已有相當(dāng)數(shù)量的物理教學(xué)軟件可供購買,但能夠真正適用于教學(xué)的軟件卻不多,教師自制課件的水平又不高,容易造成“低水平重復(fù)”的現(xiàn)象。在此階段上,尋求計算機(jī)輔助教學(xué)軟件開發(fā)和應(yīng)用的新路子──積件思路應(yīng)運(yùn)而生。其指導(dǎo)思想是:“課件”向“積件”發(fā)展,工具型、資料型、開放型的教學(xué)平臺已成為計算機(jī)輔助教學(xué)軟件的發(fā)展方向,它包括帶有學(xué)科特色的平臺和多媒體資料庫。教師稍加培訓(xùn)就能夠自如的運(yùn)用它們來按自己的意愿制作課件,緊密配合自己的教學(xué)過程、為課堂教學(xué)所用,在真正意義上,實(shí)現(xiàn)計算機(jī)輔助教學(xué)。。
例如在物理學(xué)科平臺方面:《CSC電子備課系統(tǒng)》初中物理版、天翼全景多媒體教學(xué)軟件高中物理版都是面向教師設(shè)計的新一代大型集成化多媒體輔助教學(xué)軟件,集眾多教育專家和優(yōu)秀教師的科研成果及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)于一體,為教師提高教學(xué)質(zhì)量、探索新的教學(xué)模式和方法提供了豐富的資料和必要的教學(xué)手段;又如《青鳥師友多媒體課件開發(fā)平臺》,是一個基于Windows操作系統(tǒng),集聲音、圖形、圖像、文字于一體的多媒體課件開發(fā)工具;再如幾何教學(xué)平臺的“幾何畫板”不僅適用于幾何教學(xué),而且也適用于物理教學(xué)中的力學(xué)課程,它界面簡單、容易學(xué)習(xí)、直觀好用,因此這樣的軟件很受老師的歡迎。以上四個多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)軟件開發(fā)平臺,就很好的體現(xiàn)了“積件”思想。
在多媒體資源處理方面,物理作為一門信息技術(shù)鄰近學(xué)科,物理教師應(yīng)該成為信息技術(shù)與學(xué)科整合的先行者。如今許多物理教師都在Internet上建立了自己專門的網(wǎng)站,并把以網(wǎng)頁瀏覽的形式制作的CAI課件、教案、論文等放在該網(wǎng)站中,同時還可以把其它網(wǎng)站已有的課件通過Internet的超級鏈接功能揉合到自己的CAI課件里,以“搭積木”的形式,把在教學(xué)實(shí)踐過程中制作的每一個課件鏈接起來,通過長時間教學(xué)的積累,逐步建立一個完整的教學(xué)課件體系。反之,其它教師也可通過網(wǎng)絡(luò)共享自己的CAI課件,克服了傳統(tǒng)的“軟件包”形式的課件不能共享的缺點(diǎn),提高了課件資源的利用率,充實(shí)了網(wǎng)上物理學(xué)科資料庫,形成網(wǎng)上物理學(xué)科聯(lián)盟,實(shí)行資源共享。此外,教師和學(xué)生可以在任何時間、任何有網(wǎng)絡(luò)終端的地點(diǎn),通過Internet網(wǎng)絡(luò)來訪問這些網(wǎng)站,進(jìn)行物理教學(xué)的探討和鞏固性學(xué)習(xí)。
因此,運(yùn)用“積件”思想,走素材資源庫和制作平臺相結(jié)合的新思路,是軟件開發(fā)和應(yīng)用走出目前困境的有效途徑。學(xué)科教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實(shí)際,運(yùn)用“積件”思想,充分利用現(xiàn)有條件下的網(wǎng)絡(luò)信息資源素材庫和教學(xué)軟件,以及相關(guān)的CD、VCD資源,從中選取適合教學(xué)需要的內(nèi)容來制作自己的課件,從而適應(yīng)不同教學(xué)情境的需要,徹底改變教學(xué)軟件在設(shè)計、開發(fā)和使用上的相互割裂的局面,使CAI在課堂上的運(yùn)用走出低谷,朝著信息技術(shù)與物理學(xué)科整合這一更為廣闊的方向發(fā)展。
二、電腦模擬,發(fā)揮物理演示實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)室的功能
1、信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合,發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)作用
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)教學(xué)和演示實(shí)驗(yàn)是中學(xué)物理教學(xué)的重要一環(huán)。豐富多彩、生動有趣的實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn),利用實(shí)驗(yàn)課不僅可以讓學(xué)生記住某些相關(guān)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)步驟,而更為重要的是能夠使學(xué)生透徹理解并且完全掌握產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程。在普通物理課堂的演示實(shí)驗(yàn)中,由于受到常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器本身的限制,實(shí)驗(yàn)效果常不如人意。而通過多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)的輔助,模擬一些重要的,但在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下難以完成的一些物理實(shí)驗(yàn),則可彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的不足,提高物理實(shí)驗(yàn)的演示效果。
如本人在做凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)時,先用常規(guī)儀器按傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行演示,由于常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的限制蠟燭在光屏上所形成的像隨著物距的變化而變化的這一現(xiàn)象不是很明顯,致使學(xué)生對凸透鏡成像的特點(diǎn)不甚理解,并產(chǎn)生迷惑。此時我改為采用多媒體技術(shù)進(jìn)行凸透鏡成像規(guī)律模擬實(shí)驗(yàn),演示物距從無窮遠(yuǎn)至小于焦距的整個實(shí)驗(yàn)過程中物距、像距和像的變化的情況,整個模擬實(shí)驗(yàn)過程流暢、直觀、明了,從而使學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)有了一個清晰完整的認(rèn)識。由此可知通過信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)整合,可以突破常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的局限性,所以我們應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮信息技術(shù)的特長,對那些難以觀察到的、復(fù)雜、困難的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬和提供幫助,成為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充,并把兩者結(jié)合起來,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)上升到一個新的層次,從而有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、獲得知識,提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)技能水平。
2、在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境支持下,發(fā)揮學(xué)生自主探討性實(shí)驗(yàn)作用
在傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)室,一方面由于怕發(fā)生意外和造成實(shí)驗(yàn)儀器的損失,有許多實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度,對學(xué)生諸多限制;另一方面由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件的限制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往和物理理論不一致,甚至出現(xiàn)相反的數(shù)據(jù),這一切無不暴露出了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的弊端。
讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)室操作,以自主模擬實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行多媒體教學(xué),則可以解決這一難題。如筆者在上傳統(tǒng)電學(xué)實(shí)驗(yàn)課時,通常會告訴學(xué)生,電流表的接線柱不能接錯、電壓表不能超過量程,電池組不能短路。很多實(shí)驗(yàn)不允許學(xué)生自己操作,這些規(guī)定無形中扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造性思維,而有些學(xué)生自主意識很強(qiáng),常常會進(jìn)行一些“地下操作”,最終損壞了儀器。然而,須知這些“破壞性”強(qiáng)的學(xué)生實(shí)際上也是動手能力、創(chuàng)造能力強(qiáng)的學(xué)生。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,倡導(dǎo)學(xué)生自主探討性實(shí)驗(yàn),既可保護(hù)儀器又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,并能把很多傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)做不到的效果一一再現(xiàn)。如本人曾在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下采用“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”虛擬電學(xué)實(shí)驗(yàn)室軟件(在線版網(wǎng)絡(luò)軟件),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與物理學(xué)科教學(xué)的整合。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境進(jìn)行多媒體實(shí)驗(yàn)操作,通過網(wǎng)上人機(jī)對話,學(xué)生可以一邊操作一邊在網(wǎng)上暢游,獲取新知識,或與其他同學(xué)交流。如果學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室遇到問題,就可以通過網(wǎng)絡(luò)從其他同學(xué)那里獲取相關(guān)信息,進(jìn)行討論,讓學(xué)生自主學(xué)習(xí),并自主觀察模擬實(shí)驗(yàn),從而掌握學(xué)習(xí)成果和學(xué)習(xí)方法。
這種虛擬實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供了全方位的開放性的操作環(huán)境,使學(xué)生在課堂上實(shí)現(xiàn)了在虛擬世界的真實(shí)體驗(yàn)。信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合,能夠培養(yǎng)學(xué)生自主模擬實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn),并歸納、總結(jié),抽象成所需知識的能力,從而學(xué)會學(xué)習(xí),使學(xué)生主動地獲取物理知識,發(fā)展能力,并促使他們建立科學(xué)的世界觀。
三、充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,增進(jìn)教學(xué)效果
進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時代后,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為學(xué)生提供了豐富的知識庫、資源庫,網(wǎng)上的資源開發(fā)和利用已成為一個現(xiàn)代教育工作者必備的信息素質(zhì)。網(wǎng)上資源具有信息量大、更新快等特點(diǎn),例如:中國中小學(xué)教育教學(xué)網(wǎng)()教育資源庫物理學(xué)科、廣東教育資源網(wǎng)()資源中心物理學(xué)科、中國物理教育網(wǎng)()等可謂是一間完整的中小學(xué)數(shù)字資源庫,它為我們提供了同步教學(xué)、優(yōu)秀課件等多種資源,且處于動態(tài)的更新之中。通過下載這些優(yōu)秀課件、優(yōu)秀習(xí)題再作進(jìn)一步的組織、加工就能設(shè)計出適合自己風(fēng)格的課件來。
本人在進(jìn)行初二第十二章第一節(jié)浮力教學(xué)時,須向?qū)W生解釋浮力產(chǎn)生的原因。我先設(shè)想一個立方體浸沒在水中,它的6個表面都受到水的壓力,它的左右兩側(cè)面、前后兩側(cè)面,受到的壓力都是大小相等、方向相反,互相平衡,只有上下兩面由于深度不同,受到的壓強(qiáng)大小不同,壓力也因而不相等。浮力的產(chǎn)生是由下表面受到水的向上的壓力和上表面受到水的向下的壓力差,但如果使用語言和文字向?qū)W生講授向上和向下壓力差時,學(xué)生理解起來比較抽象,難懂,對整個過程反映比較茫然。所以我通過在中國中小學(xué)教育教學(xué)網(wǎng)()物理學(xué)科課件庫網(wǎng)站下載相關(guān)課件解決這一難題。該課件以動畫的形式慢鏡頭表示前、后、左、右的壓強(qiáng)、壓力相等,小木塊保持不動,但加載上、下表面壓強(qiáng)、壓力時,小木塊慢慢向上移動,同時超級鏈接浮力大小的推導(dǎo)公式錄相?;顫姷膭赢嬓Ч?、直觀的圖形,快速有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,收到了良好的教學(xué)效果,學(xué)生很輕易就攻破這一難點(diǎn),同時為講授下一節(jié)阿基米德原理做好理論基礎(chǔ),而這一切都是傳統(tǒng)教學(xué)很難做得到的。總之,讓學(xué)生在生動、形象的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí),由此達(dá)到事半功倍的作用,也就能很好地提高課堂教學(xué)效果。
信息技術(shù)作為最先進(jìn)的教學(xué)媒體與物理學(xué)科整合,不但深化了物理學(xué)科教學(xué)、加大了學(xué)科信息容量,而且提高了課堂四十五分鐘的教學(xué)效率。
四、擴(kuò)大信息來源,提高教學(xué)水平
1、了解物理學(xué)科發(fā)展時事形勢、把握教學(xué)動態(tài):
我們通過Internet在官方權(quán)威網(wǎng)站上查看有關(guān)物理發(fā)展動態(tài),可以做到在時事政策上緊跟形勢,在物理學(xué)科教學(xué)時作出及時調(diào)整。物理作為一門理科學(xué)科,大量的習(xí)題是必要的,但訂購的習(xí)題集往往又存在著題型偏舊、信息過時的缺點(diǎn),這對于學(xué)生習(xí)題更新、掌握中考的習(xí)題形勢是不利的。為了克服這一缺點(diǎn),我們可以充分利用Internet這一信息資源,從網(wǎng)絡(luò)如中國中小學(xué)教育教學(xué)網(wǎng)()上的物理試題中心、中國園丁網(wǎng)()試題集錦欄目和其他一些重點(diǎn)中學(xué)網(wǎng)站試題庫上下載最新的試卷、搜集物理相關(guān)試題,用來給學(xué)生作為測試題和平時練習(xí)。實(shí)際情況證明:這些題目題型新穎、信息準(zhǔn)確,對于啟發(fā)學(xué)生的思維,開闊學(xué)生的視野有著很大的幫助。
2、增進(jìn)學(xué)習(xí)交流、提高教學(xué)水平
網(wǎng)絡(luò)的交互性給物理教師互相學(xué)習(xí)交流提供了機(jī)會。教師可以一方面利用電子郵件與有關(guān)專家進(jìn)行交流,學(xué)習(xí)前沿的理論知識,獲取名教師的經(jīng)典教案;另一方面還可以參與網(wǎng)上的教師繼續(xù)教育和參與一系列教育門戶網(wǎng)站的教育論壇,如在中國名師教育網(wǎng)()我們可以與重點(diǎn)學(xué)校的名師專家探討物理教育應(yīng)培養(yǎng)怎樣的人才,在中國園丁網(wǎng)()、中國物理教育網(wǎng)()的教育論壇我們可以與各地的同行探討物理教學(xué)中遇到的問題以及對物理教學(xué)改革的看法,通過網(wǎng)上學(xué)習(xí)交流,實(shí)現(xiàn)資源共享,達(dá)到提高教學(xué)水平的目的。
我們通過信息技術(shù)與物理課程教學(xué)的整合,激發(fā)了學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣,課堂上參與意識很強(qiáng),對知識的理解掌握程度較理想,尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生的實(shí)驗(yàn)理解能力、動手能力均取得了長足的進(jìn)步。實(shí)踐證明,信息技術(shù)與物理課程教學(xué)的整合能鞭策我們教師去進(jìn)一步完善課堂教學(xué),使教學(xué)過程更具有科學(xué)性,幫助教師在課堂上更合理地掌握和利用時間,吸引學(xué)生的注意力,使學(xué)生在課堂上接受和掌握更多的知識,提高物理課堂教學(xué)的效率。
隨著信息技術(shù)和物理學(xué)科教學(xué)整合的發(fā)展,將信息技術(shù)引進(jìn)教育領(lǐng)域?qū)⒔o學(xué)生、教師、學(xué)校帶來一個新的教學(xué)模式和新的契機(jī),但同時也應(yīng)看到,信息技術(shù)和物理教學(xué)整合是一個新興事物,還有許多問題需要我們?nèi)パ芯俊⑻剿?。但我們確信信息技術(shù)在和學(xué)科教學(xué)中整合中將大有作為。
【摘要】在當(dāng)前的教學(xué)改革中,信息技術(shù)與中學(xué)課程教學(xué)的整合值得關(guān)注和研究。文章提出了運(yùn)用積件思想,尋求高層次整合的方法:構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)室功能、構(gòu)建研究性理論教學(xué)模式、培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力等。
【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);理科課程;整合
一、運(yùn)用積件思想,尋求高層次整合方法
目前,在計算機(jī)輔助課堂教學(xué)這個領(lǐng)域中,市場上已有一定數(shù)量的理科教學(xué)軟件,但能夠真正適合教學(xué)的卻不多,加上教師自制課件的水平又不是很高,很容易造成“低水平重復(fù)”的現(xiàn)象。因而尋求計算機(jī)輔助教學(xué)軟件開發(fā)和應(yīng)用的新路子——積件思想應(yīng)運(yùn)而生。積件“是由教師和學(xué)生根據(jù)教學(xué)需要自己組合運(yùn)用多媒體信息資源的教學(xué)軟件系統(tǒng)”,是一個完全開放的軟件系統(tǒng),它包括帶有學(xué)科特色的教學(xué)平臺和多媒體資料庫,師生可以根據(jù)教與學(xué)的情境和教學(xué)平臺,選用、增刪、修改已有的軟件,或方便地制作新軟件,為教與學(xué)服務(wù)。例如由人民教育出版社和全國中小學(xué)計算機(jī)研究中心聯(lián)合從國外引進(jìn)的數(shù)學(xué)幾何教學(xué)平臺《幾何畫板》,它不僅為教學(xué)幾何教學(xué)提供了方便,而且也非常適用于物理中的力學(xué)、光學(xué)課程教學(xué)。又如《CSC電子備課系統(tǒng)》、《天翼全景多媒體輔助教學(xué)軟件》等中學(xué)物理、化學(xué)、生物版都是面向師生設(shè)計的新一代大型集成化多媒體輔助教學(xué)的理科教學(xué)平臺,它們集眾多教命令家和優(yōu)秀教師的科研成果及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)于一體,為提高教學(xué)質(zhì)量、探索新的教學(xué)模式和辦法提供了豐富的資料和必要的手段,它們界面簡單,容易學(xué)習(xí),直觀好用,充分體現(xiàn)積件思想,很受師生的歡迎。
在素材資料庫的建設(shè)方面,中學(xué)理科教師應(yīng)該成為信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的先行者。目前許多教師在Internet網(wǎng)絡(luò)上已建立了自己的網(wǎng)站,并把自己制作的課件、教案、論文等放在該網(wǎng)站中,同時還把其它網(wǎng)站已有的課件通過鏈接功能融合到自己的課件里,以“搭積木”的形式,把教學(xué)實(shí)踐過程中制作的每一個課件鏈接起來,通過長時間教學(xué)的積累,逐步建立一個完整的教學(xué)課件體系。這樣其它教師和學(xué)生也可通過網(wǎng)絡(luò)共享自己的課件,克服了傳統(tǒng)的“軟件包”形式的課件不能共享的缺點(diǎn),提高了課件資源的利用率,充實(shí)了網(wǎng)上學(xué)科資料庫。教師和學(xué)生可以在任何時候、任何網(wǎng)絡(luò)終端通過Internet網(wǎng)絡(luò)來訪問這些網(wǎng)站,進(jìn)行教學(xué)的探討和鞏固性學(xué)習(xí)。
運(yùn)用積件思想,走素材資源庫和教學(xué)平臺相結(jié)合的新思路,是軟件開發(fā)和應(yīng)用走出目前困境的有效方法,也是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程高層次整合的有效手段。因此學(xué)科教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實(shí)際,運(yùn)用積件思想,充分利用現(xiàn)有條件下的網(wǎng)絡(luò)、多媒體信息資源庫和教學(xué)軟件,從中選取適合自己教學(xué)需要的內(nèi)容來制作課件,從而適應(yīng)不同教與學(xué)情境的需要,徹底改變教學(xué)
軟件在設(shè)計、開發(fā)和使用上的相互分離的局面,使計算機(jī)輔助教學(xué)在課內(nèi)或課外的運(yùn)用朝著信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合這一更廣闊、更深層的方向發(fā)展。
二、構(gòu)建模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)室功能
1.信息技術(shù)與中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合,發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)作用
中學(xué)物理、化學(xué)、生物三門學(xué)科均是實(shí)驗(yàn)科學(xué),具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,實(shí)驗(yàn)教學(xué)和演示實(shí)驗(yàn)是中學(xué)理科教學(xué)的重要組成部分。但在理、化、生課堂的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)中,由于受到常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)材料、危害程度等條件的限制,實(shí)驗(yàn)效果不如人意。而采用模擬型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,通過多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)的輔助,模擬一些重要的在目前條件下難以完成的實(shí)驗(yàn),彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的不足,提高實(shí)驗(yàn)的演示效果。
例如,做物理《凸透鏡成像規(guī)律》實(shí)驗(yàn)時,若用常規(guī)儀器按傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行演示,由于?,F(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器和環(huán)境的限制,蠟燭在光屏上所形成的影像隨著物距的變化而變化的這一現(xiàn)象不是很明顯,誤差較大,致使學(xué)生對凸透鏡成像的特點(diǎn)不甚理解,并產(chǎn)生迷惑。此時如改用多媒體技術(shù)進(jìn)行凸透鏡成像規(guī)律模擬實(shí)驗(yàn),演示物距從無窮遠(yuǎn)至小于焦距的整個實(shí)驗(yàn)過程中物距、像距和像的變化情況,整個模擬實(shí)驗(yàn)過程流暢、直觀、明了,從而使學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)有了一個清晰完整的認(rèn)識,利于學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律概念的形成。
由此可見,通過信息技術(shù)與中學(xué)理利實(shí)驗(yàn)的整合,可以突破常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件的局限,所以我們應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮信息技術(shù)的特長,對那些難以觀察到的、復(fù)雜的、困難的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬,使之成為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充,并與?,F(xiàn)實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)上升到一個更高的層次,從而有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、形成概念、獲得新知,提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)技能。
2.運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下的虛擬實(shí)驗(yàn)室,發(fā)揮學(xué)生自主探索性實(shí)驗(yàn)作用
在傳統(tǒng)的理科實(shí)驗(yàn)室,由于怕發(fā)生意外和造成實(shí)驗(yàn)儀器的損失,許多實(shí)驗(yàn)中的規(guī)章制度對學(xué)生進(jìn)行了諸多限制;由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往和理論不一致,甚至出現(xiàn)相反的數(shù)據(jù);有些實(shí)驗(yàn)材料的選用和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的排出,有?,F(xiàn)代環(huán)保意識。這一切無不暴露出傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的弊端。
網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)是在web中創(chuàng)建出一個可視化的三維物件環(huán)境,其中每一個可視化的三維物體代表一種實(shí)驗(yàn)對象,學(xué)生可通過鼠標(biāo)的點(diǎn)擊及拖動操作,進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。這種虛擬實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供了全方位的開放性操作環(huán)境,使學(xué)生在課堂上實(shí)現(xiàn)了虛擬世界的真實(shí)體驗(yàn)。信息技術(shù)與理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合能夠培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、自主模擬實(shí)驗(yàn),歸納、總結(jié)、抽象成所需知識和技能的能力,并促使學(xué)生建立科學(xué)的世界觀。
學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境下進(jìn)行多媒體虛擬實(shí)驗(yàn)操作的同時,還可以通過網(wǎng)上人機(jī)對話,一邊操作,一邊網(wǎng)上暢游,或與其它同學(xué)交流、討論、獲取新知。讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主觀察。進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn),從而掌握學(xué)習(xí)方法。
三、構(gòu)建探索研究性理論教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力
探索研究性理論教學(xué)模式依托由信息技術(shù)支持的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源。在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組,在學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動下小組成員相互協(xié)作地收集信息、交流討論、總結(jié)歸納、完成學(xué)習(xí)任務(wù),培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
例如,生物教學(xué)中的《克隆技術(shù)對人類的影響》課題,克隆技術(shù)是生命科學(xué)研究的重大突破,是與高中生物密切相關(guān)的科學(xué)問題??寺〖夹g(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和社會生活各方向都有著廣闊的應(yīng)用前景,但問時也存在著過度和濫用的問題,以及由此所引發(fā)的一些負(fù)而的社會影響。這一研究性課題旨在提高學(xué)生關(guān)心社會、關(guān)心人類、關(guān)心未來的思想意識,并在學(xué)中利用網(wǎng)絡(luò)資源收集和處理生物科學(xué)信息的過程中,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維與創(chuàng)造能力。
四、利用網(wǎng)絡(luò)資源,增進(jìn)課堂教學(xué)效果
進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時代后,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為師生提供了豐富的資源庫,網(wǎng)絡(luò)資源的開發(fā)和利用已成為一個現(xiàn)代教育工作者必備的信息素養(yǎng)。網(wǎng)上資源具有信息量大、更新速度快的特點(diǎn),例如中國中小學(xué)教育教學(xué)網(wǎng)()可謂是一間完整的中小學(xué)教學(xué)資源庫,它為我們提供了同步教學(xué)、優(yōu)秀課件等多種資源,且處于動態(tài)的更新之中,通過了我這些優(yōu)秀課件、優(yōu)秀習(xí)題,再作進(jìn)一步的組織加工就能設(shè)計出適合自己風(fēng)格的課件,為提高課堂教學(xué)正效果服務(wù)。
例如,在物理中《浮力》的教學(xué)時,須向?qū)W生解釋浮力產(chǎn)生的原因。先設(shè)想一個立方體浸沒在水中,它的六個表面都受到水的壓力,它的左右兩側(cè)面、前后兩側(cè)面,受到的壓力都是大小相等、方向相反,互相平衡,只有上下兩面由于深度不同,受到的壓強(qiáng)大小不同,壓力也因而不相等。浮力的產(chǎn)生是由下表面受到水的向上的壓力和上表面受到水的向下的壓力差。但如果使用語言和文字向?qū)W生講授向上向下壓力差時,學(xué)生理解起來比較抽象,對整個過程反映比較茫然??赏ㄟ^中國中小學(xué)教育教學(xué)網(wǎng)物理課件庫下載相關(guān)課件解決這一難題。該課件以動畫的形式慢鏡頭表示前、后、左、右的壓強(qiáng)、壓力相等,小木塊保持不動,但加載上、下表面壓強(qiáng)、壓力時,小木塊慢慢向上移動?;顫姷膭赢嬓Ч?、直觀的圖形,快速有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,收到很好的教學(xué)效果,同時為講授下一節(jié)阿基米德原理打好理論基礎(chǔ),而這一切是傳統(tǒng)教學(xué)難以做到的??傊寣W(xué)生在生動、形象的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí),由此起到事半功倍的作用,達(dá)到提高課堂教學(xué)正效果的目的。
五、擴(kuò)大信息來源,提高教師教學(xué)水平
1.了解學(xué)科發(fā)展形勢,及時把握教學(xué)動態(tài)。理科學(xué)科發(fā)展較快,通過Internet網(wǎng)絡(luò)小的權(quán)威網(wǎng)站查看有關(guān)學(xué)科發(fā)展動態(tài),可以做到緊跟形勢,在學(xué)科教學(xué)時作出及時的調(diào)整。對于理科學(xué)科,必要的習(xí)題也是必要的,但訂購的習(xí)題集往往又存在著題型偏舊、信息過時的缺點(diǎn);為了克服這一缺點(diǎn),可以充分利用Internet網(wǎng)絡(luò)這一信息資源,從權(quán)威網(wǎng)站或重點(diǎn)中學(xué)網(wǎng)站上的試題庫中下載最新試卷,用來給學(xué)生作測試題和平時練習(xí)。這些題目往往題型新穎、信息準(zhǔn)確,對于啟發(fā)學(xué)生的思維,開闊學(xué)生的視野有著很大的幫助。
2.增進(jìn)學(xué)習(xí)交流,提高教學(xué)水平。網(wǎng)絡(luò)的交互性給教師互相學(xué)習(xí)交流提供了機(jī)會。教師可以一方面利用E-mail。與有關(guān)專家進(jìn)行交流,學(xué)習(xí)前沿的理論知識;另一方面還可以參與網(wǎng)上的教師繼續(xù)教育和一系列教育網(wǎng)站的教育論壇。如在中國名師教育網(wǎng)上可以與重點(diǎn)學(xué)校的名師專家探討學(xué)科教育應(yīng)培養(yǎng)怎樣的人才,在中國園丁網(wǎng)的教育論壇可以與各地的同行探討教學(xué)中遇到的問題以及對學(xué)科教學(xué)改革的看法,通過網(wǎng)上學(xué)習(xí)交流,達(dá)到提高自己教學(xué)水平的目的。
總之,信息技術(shù)應(yīng)用于理科教學(xué),對傳統(tǒng)教育理念和課堂教學(xué)模式的沖擊是非常之大的,但它并不排斥傳統(tǒng)的理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)把它們兩者辯證統(tǒng)一起來,最終實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與理科課程教學(xué)的科學(xué)整合。通過整合激發(fā)學(xué)生對理科學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣,課堂內(nèi)外參與意識會增強(qiáng),對知識的理解掌握程度會加深,尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生的實(shí)驗(yàn)理解能力、動手能力。創(chuàng)新能力均會取得長足的進(jìn)步。同時,信息技術(shù)與理科課堂教學(xué)的整合也能鞭策教師進(jìn)一步構(gòu)建新的教學(xué)模式,完善課堂教學(xué),使教學(xué)過程更具有科學(xué)性,幫助教師在課堂上更合理地掌握和利用時間,吸引學(xué)生的注意力,使學(xué)生在課堂上接受和掌握更多的知識,發(fā)展更多的能力。
新課程改革下的物理教學(xué)
一、新課程改革挑戰(zhàn)教師素質(zhì)
第一,新課程改革挑戰(zhàn)教師教學(xué)觀念。新課程改革著眼學(xué)生終身學(xué)習(xí)理念和能力,以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn),倡導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式、師生互動方式等在信息網(wǎng)絡(luò)條件下的更大改革,把社會實(shí)踐活動、研究性學(xué)習(xí)、選擇性課程等多種新的嘗試納入發(fā)展目標(biāo)。其功能不僅傳授知識技能,而且要使學(xué)生形成積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度,學(xué)會學(xué)習(xí),形成正確的價值觀。教師在整個教育過程中的地位、作用、角色等都發(fā)生了很本性的變化。傳統(tǒng)的教育觀念、人才培養(yǎng)模式已不能適應(yīng)新課程改革的需要,教師必須接受新的課程觀、知識觀、學(xué)生觀、人才觀和教師觀,用新的教育觀念指導(dǎo)自己的教育工作。
第二,新課程改革挑戰(zhàn)教師能力結(jié)構(gòu)。新課程的實(shí)施要求改變過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀、倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手,強(qiáng)調(diào)民主教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)。這對傳統(tǒng)的以“講授一接受”式教學(xué)模式主導(dǎo)下的教學(xué)方法以及在這種教學(xué)模式和方法下構(gòu)建的教師能力結(jié)構(gòu)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),要求教師必須轉(zhuǎn)換教師角色,調(diào)整教學(xué)策略,改變教學(xué)行為,并具備多種教學(xué)方法的整合能力。同時,教師教學(xué)的陣地從教室、學(xué)校向廣闊的社會延伸,形成大教育的格局。這就要求教師必須具備活動組織能力、信息處理能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力以及社會活動能力。對于習(xí)慣了講臺和照本宣科的教師來說,無疑必須構(gòu)建全新的能力結(jié)構(gòu)。
既然新課改對教師有了這樣的挑戰(zhàn),那么物理老師應(yīng)如何應(yīng)對呢?
二.、新課改下的物理教學(xué)方法
1..教師首先要轉(zhuǎn)變教育理念和教學(xué)理念。
傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式過分強(qiáng)調(diào)了知識的重要性、理論性,忽視學(xué)生的實(shí)際興趣,淡化了學(xué)生的學(xué)習(xí)思維、創(chuàng)造性和終身學(xué)習(xí)的一貫性。我們在教學(xué)過程中,根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,在課堂教學(xué)中超越了學(xué)科本位的理念而以提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為教育目標(biāo),著眼于學(xué)生的發(fā)展,注重培養(yǎng)學(xué)生的良好的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)習(xí)慣。在教學(xué)中,通過讓學(xué)生觀察身邊熟悉的現(xiàn)象,探究其內(nèi)在的本質(zhì)的物理規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和實(shí)踐能力。在教學(xué)中鼓勵學(xué)生大膽對常見現(xiàn)象及熟知事物提出相反意見,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的批判精神。
2.營造物理課堂情境,活躍課堂氣氛,創(chuàng)造一個良好的學(xué)習(xí)、探究的場所。
(1)強(qiáng)化主體性參與策略。教學(xué)是一種特定情境中的人際交往,通過創(chuàng)設(shè)探究問題的情境,激發(fā)學(xué)生探究的需要和興趣,以此推動學(xué)生認(rèn)知活動的進(jìn)行是探究--發(fā)展模式教學(xué)中,啟動學(xué)生主體性參與的動力。例如初中物理“浮沉條件”一課的引入,用演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境,在盛有一定密度的鹽水的燒杯中,放進(jìn)一個木塊,木塊浮于液面;放進(jìn)一塊石子,石子沉入杯底;放進(jìn)一個雞蛋,雞蛋懸浮于鹽水中,再將此蛋放迸清水里,則見蛋下沉,放進(jìn)濃度更大的鹽水里,則見蛋浮于液面。
以上情境使我們看到,同一種液體里放進(jìn)不同的物體,浮沉情況不一樣,而同一個物體放進(jìn)不同的液體里,浮沉情況又不相同,物體的浮沉到底與哪些因素有關(guān)呢?從情境中引出問題有利于學(xué)生主體參與的動力性、感染性、強(qiáng)化性、定向性、信號性增強(qiáng);能更有效地調(diào)節(jié)、幫助學(xué)生認(rèn)知;還可為學(xué)生提供良好的暗示或啟迪;調(diào)動學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的某些線索,促進(jìn)思維的內(nèi)部整合作用,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
(2)方法教育顯性處理策略。科學(xué)重在探究未知,科學(xué)也正是在探究過程中不斷發(fā)展的。物理學(xué)就是一部記錄科學(xué)探究成果的歷史,也是總結(jié)物理思想、觀念和研究方法的歷史。目前的物理教材,科學(xué)方法教育因素等以分散的形式隱蔽在知識的表述之中,學(xué)生往往由于未能注意方法的學(xué)習(xí)而影響了知識的獲取及應(yīng)用。倘若教師未注意到方法的指導(dǎo),就會使教師只重視知識內(nèi)容的教學(xué),忽視科學(xué)思想、方法的教學(xué),再加上科學(xué)思想、方法本身的抽象性、概括性,課本中零星運(yùn)用不連貫,就使學(xué)生難于掌握,收效甚微,物理學(xué)中教育功能未能充分體現(xiàn)。針對如此現(xiàn)狀,借助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)特的思維方式和學(xué)習(xí)模式,如探究--發(fā)展教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題一提出假設(shè)--科學(xué)探究--歸納推理,把科學(xué)思想和科學(xué)方法教育寓于知識獲得過程中,并視為比知識更重要的內(nèi)容--內(nèi)核與脈絡(luò),以知識形成過程中所包含的科學(xué)方法去組織內(nèi)容設(shè)計教學(xué)過程,旨在把學(xué)生的學(xué)習(xí)過程物化為學(xué)生潛能的開發(fā)過程。
例如在學(xué)習(xí)“密度”概念時,可先通過實(shí)驗(yàn)測出不同體積的鐵塊和鋁塊的質(zhì)量,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制成表格。接著設(shè)問:“體積不同的鐵塊(或鋁塊),它們的質(zhì)量是否相同?體積相同的鐵塊和鋁塊,它們的質(zhì)量是否相同?”在教師的設(shè)問引導(dǎo)下,學(xué)生感知到物體的質(zhì)量不僅跟體積有關(guān),而且還跟物質(zhì)種類有關(guān)。這時教師要依據(jù)物理研究方法和思維方法,通過精心設(shè)計的問題或問題組(包括精心講解)“對鐵塊(或鋁塊)而言,它的質(zhì)量跟體積有什么關(guān)系,它的質(zhì)量跟體積之比(m/V)有什么特點(diǎn)?鐵和鋁的m/V值是否相同,它表明了什么?”引導(dǎo)學(xué)生由淺人深地分析物理現(xiàn)象,逐步認(rèn)識物理現(xiàn)象的共同屬性和本質(zhì)特征及其相互聯(lián)系,進(jìn)而形成物理概念,建立物理規(guī)律,使學(xué)生體會和認(rèn)識科學(xué)方法對形成物理概念和規(guī)律的作用。教育論文在線
(3)綜合能力演練策略。概念、規(guī)律的建立不是物理課堂教學(xué)的結(jié)束,更關(guān)鍵的在于針對物理概念和規(guī)律的特點(diǎn)、精心選擇、設(shè)計物理問題(包括例題、習(xí)題)和實(shí)驗(yàn)課題或其他研究課題(包括調(diào)查報告等)。通過示范、討論、作業(yè)、報告等形式,解決物理問題,完成課題研究,進(jìn)而鞏固所學(xué)知識,提高觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑺季S能力,分析與解決問題能力,體會科學(xué)方法的作用,認(rèn)識科學(xué)的價值。在這一過程中,教師應(yīng)根據(jù)需要和可能,盡力開拓作業(yè)的形式,要對作業(yè)的“示范性、啟發(fā)性、開放性、創(chuàng)造性”作統(tǒng)籌安排。正如密度問題設(shè)計除了密度公式、密度的物理意義、密度是物質(zhì)的一種屬性等例(習(xí))題的示范及討論外,還可設(shè)計測定金屬塊、木塊、砂石等密度的實(shí)驗(yàn)(后兩個實(shí)驗(yàn)有一定的啟發(fā)性和創(chuàng)造性要求)等。本策略能促進(jìn)學(xué)生努力運(yùn)用物理概念和規(guī)律,解決實(shí)際問題,并不斷總結(jié)解決物理問題的基本方法和手段;同時對發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象進(jìn)行研究,作出解釋,提高能力。
3.重視學(xué)生間的交流合作。
在探究過程中,個體學(xué)生得到的數(shù)據(jù)或結(jié)論往往是片面的,而讓學(xué)生通過交流或分工協(xié)作,加強(qiáng)了學(xué)生間的向心力和友好相處的心態(tài),對形成完整的知識結(jié)構(gòu)和日后的發(fā)展奠定下良好的基礎(chǔ)。引導(dǎo)學(xué)生對問題的學(xué)習(xí)、探究,養(yǎng)成良好的評價習(xí)慣,在取得成功喜悅的同時,培養(yǎng)學(xué)生分析問題,發(fā)現(xiàn)不足,糾正錯誤的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)的態(tài)度。
4.在課堂教學(xué)中體現(xiàn)了因人而異的思路,保護(hù)了學(xué)生的自尊心和學(xué)習(xí)興趣。
由于學(xué)生的先天條件和后天的興趣、愛好的差異,課堂教學(xué)中我們盡量避免統(tǒng)一的要求,采取分層次、多方位的教育理念。如有些學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作感興趣,而有些對基本知識和規(guī)律感悟好,對他們不采取取長補(bǔ)短,而是揚(yáng)長避短,讓他們在不同層面上有所發(fā)展,體會到成功喜悅。
5.充分體現(xiàn)從生活走進(jìn)物理,從物理走向社會的理念。
教學(xué)過程中我們圍繞著基礎(chǔ)知識和基本規(guī)律,引用學(xué)生熟知的事物現(xiàn)象去分析、實(shí)驗(yàn)、探究、使用學(xué)生身邊的物品去演示、實(shí)驗(yàn),學(xué)生接受起來也較容易。教學(xué)過程中了引進(jìn)了時代新科技等。如:“B超”“Y刀”“紅外線”“雙聲道立體聲”等,體現(xiàn)出物理的特點(diǎn)。
隨著教育改革的深入發(fā)展,人們逐步認(rèn)識到物理實(shí)驗(yàn)不僅是物理學(xué)研究的基礎(chǔ),也是物理教學(xué)的基?,F(xiàn)行師范專科學(xué)校物理專業(yè)教學(xué)大綱中,把“中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)法”作為“中學(xué)物理教學(xué)法”課程一個組成部分,約占總課時的1/3,但是,從一般學(xué)???,為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),都將其作為一門課程獨(dú)立開設(shè)。本文就目前該課程教學(xué)中存在的問題和本課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分析,并提出了一種五階段教學(xué)模式。
1改革現(xiàn)行教學(xué)模式的必要性
(1)現(xiàn)行教學(xué)模式中存在的問題。目前,“中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)法”課,都習(xí)慣于循環(huán)式分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大部分為中學(xué)物理課堂教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)組合。這樣的教學(xué)方式存在下列一些問題:首先,學(xué)生實(shí)驗(yàn)時主觀能動性發(fā)揮不夠,主要原因在于兩方面,一是實(shí)驗(yàn)的研究性較弱,僅停留在能做好實(shí)驗(yàn)的層次上,二是實(shí)驗(yàn)量小,難度不大;其次,與中學(xué)物理教材的結(jié)合不夠,許多學(xué)生實(shí)驗(yàn)前不知道該實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教材中的位置和實(shí)驗(yàn)安排的意圖;第三,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的范圍較窄,僅以物理實(shí)驗(yàn)為主,第二課堂、實(shí)驗(yàn)室管理等內(nèi)容很少。
(2)師專學(xué)生的特點(diǎn)。師專的生源絕大部分來自農(nóng)村中學(xué),由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件較差,因此來到師專的學(xué)生不可能深刻認(rèn)識到物理教學(xué)必須以實(shí)驗(yàn)為基矗而且從師范專科學(xué)校的學(xué)制看,一般僅二至三年,能用于本課程的教學(xué)時間有限,要使師專學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力顯著提高,無疑具有一定的難度。為此,改變高師學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)認(rèn)識是完全必要的。
(3)重新認(rèn)識課程的教學(xué)目標(biāo)。長期以來,本課程的教學(xué)目標(biāo)不夠明確:五十年代的大綱中稱為“中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”,主要任務(wù)似乎是練技術(shù),與中學(xué)物理課堂教學(xué)聯(lián)系不密切;八十年代改為“中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)研究”,突出了“研究”,但是研究什么?研究方法如何?大綱中一直不夠明確;八十年代末,又改為“中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)研究及實(shí)驗(yàn)技術(shù)”,要求兩者協(xié)調(diào)發(fā)展,但有效指導(dǎo)仍顯得不足。
我們認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)研究有兩個方面,一方面是研究實(shí)驗(yàn)操作問題,另一方面是研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題。進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練包括:實(shí)驗(yàn)操作技能、數(shù)據(jù)處理和完成實(shí)驗(yàn)報告的技能、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和自制教具與學(xué)具的技能。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的素質(zhì)包括:能根據(jù)教學(xué)要求,確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,選擇合適的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式;在演示實(shí)驗(yàn)中能配合課堂講授,引導(dǎo)學(xué)生觀察思考;能在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)報告三個環(huán)節(jié)上,進(jìn)行恰當(dāng)?shù)慕M織引導(dǎo)工作,善于對學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練;能組織好邊教邊實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動;能組織引導(dǎo)學(xué)生開展生動多樣的課外實(shí)驗(yàn)活動;為提高教學(xué)質(zhì)量,能設(shè)計、改進(jìn)某些演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)。顯然,要全面實(shí)現(xiàn)本課程的教學(xué)目標(biāo),必須打破從普通物理實(shí)驗(yàn)沿襲過來的實(shí)驗(yàn)?zāi)J健?
2新型教學(xué)模式的構(gòu)建
鑒于以上分析,我們將本課程的教學(xué)分成五個階段:物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論、基本儀器的使用、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的講解與操作、難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)與研究、教學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與自制教具。
(1)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論。可采用講授與演示相結(jié)合的教學(xué)方法,教學(xué)內(nèi)容為:物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想、中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ某醪揭?guī)范、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要方法、誤差理論在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究。通過演示和講授,轉(zhuǎn)變學(xué)生輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思想,初步理解中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究方法,同時通過“多看一點(diǎn)”、“多聽一點(diǎn)”,激發(fā)學(xué)生對本學(xué)科的興趣。
(2)基本儀器的使用。實(shí)驗(yàn)室可展出三種類型的儀器:一是中學(xué)物理課堂演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)中的通用儀器,如各種電源、變阻器、電表和基本物理量的測量儀器等;二是物理實(shí)驗(yàn)室常用的儀器,如萬用表、測電筆、氣壓計、濕度計等;三是常用的檢修儀器,如示波器、信號發(fā)生器等。可采用開放實(shí)驗(yàn)室的方法,讓學(xué)生在一周內(nèi)通過觀察、操作、簡單使用實(shí)驗(yàn)儀器完成表格式實(shí)驗(yàn)報告,掌握各種儀器的使用、調(diào)節(jié)要領(lǐng),使之在后續(xù)實(shí)驗(yàn)和今后教學(xué)崗位上能拿來就用。
(3)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的講解與操作。實(shí)驗(yàn)室展出初中物理中的基本實(shí)驗(yàn),如氣、液、固體慣性的演示,滾動與滑動摩擦的比較等,要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成全部展出實(shí)驗(yàn)的操作,對實(shí)驗(yàn)報告的要求可依據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而確定重點(diǎn),如有的實(shí)驗(yàn)要求認(rèn)清教學(xué)內(nèi)容的作用,有的實(shí)驗(yàn)要求回答實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的作用,有的實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計演示與講解相結(jié)合的教學(xué)程序;并用抽簽的方式,抽取一部分實(shí)驗(yàn),進(jìn)行教案的編寫講練。學(xué)生通過這一輪實(shí)驗(yàn),基本上已把初中物理教材瀏覽一遍,并對部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計,這對提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力很有幫助。
(4)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)與研究。這部分教學(xué)內(nèi)容可采用分組教學(xué)方式,精選初中物理中的幾個難點(diǎn)實(shí)驗(yàn),如靜電系列實(shí)驗(yàn)、萘的熔解實(shí)驗(yàn)、光學(xué)組合實(shí)驗(yàn)等,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和研究,寫成小論文式的實(shí)驗(yàn)報告。對實(shí)驗(yàn)報告的要求是:著重研究實(shí)驗(yàn)操作中的難點(diǎn)和關(guān)鍵,保證課堂演示的成功;探討實(shí)驗(yàn)過程中成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn);提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的建議及減小誤差的方法,上述要求可根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容側(cè)重研討一兩個方面。
(5)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)及自制教具。要求學(xué)生預(yù)先提出初步方案,經(jīng)教師認(rèn)可后,在規(guī)定的時間內(nèi)完成。教學(xué)過程中,首先要求熟悉幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù),如典型材料的加工技術(shù)、基本物理量的傳感技術(shù)和放大技術(shù)、部分材料的膠接技術(shù)等;其次要學(xué)會搜集資料,制定實(shí)驗(yàn)方案;第三,要求掌握改進(jìn)實(shí)驗(yàn)和制作教具的技術(shù),最后在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行交流。
3新型教學(xué)模式的特點(diǎn)
(1)學(xué)生的思想觀點(diǎn)得到了轉(zhuǎn)變。通過課堂講解和演示,使學(xué)生充分認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性;使用了開放實(shí)驗(yàn)室的方法,實(shí)驗(yàn)報告的要求又密切聯(lián)系了中學(xué)物理教材,因而吸引了學(xué)生的課后投入;通過實(shí)驗(yàn)研究、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)以及教具制作,激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的興趣。
(2)形成了能力培養(yǎng)體系。新教學(xué)模式中的幾個階段對學(xué)生進(jìn)行了能力培養(yǎng),如第二階段側(cè)重于觀察能力的培養(yǎng),第三階段側(cè)重于實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng),第四階段側(cè)重于實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力的培養(yǎng),第五階段則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究能力的培養(yǎng)。可以看出,新教學(xué)模式對學(xué)生的能力培養(yǎng)形成了梯級,隨著教學(xué)過程的深入,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力由低起點(diǎn)到高要求,層層深化,學(xué)生通過“多聽一點(diǎn)、多看一點(diǎn)、多練一點(diǎn)、多創(chuàng)造一點(diǎn)”的活動,實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力得到了不斷提高。當(dāng)然,能力的形成和發(fā)展應(yīng)具有連續(xù)性,各教學(xué)階段間也就必然有相互包容,如第二階段對儀器的調(diào)整與使用也就是操作能力訓(xùn)練的一部分。
(3)擴(kuò)展了教學(xué)內(nèi)容。首先,增加了實(shí)驗(yàn)總量,所有的初中物理實(shí)驗(yàn),學(xué)生都可能接觸到一次,這對師專學(xué)生來說是非常重要的;第二,擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)范圍,包含了演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和課外小實(shí)驗(yàn),基本儀器的使用中,包含了教學(xué)儀器、實(shí)驗(yàn)室管理中用到的測試儀器、設(shè)備檢修儀器;第三,增加了技能訓(xùn)練機(jī)會,開放實(shí)驗(yàn)室后,充分利用學(xué)生的業(yè)余時間,使學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會大大增加,另一方面在課程開設(shè)過程中,每位學(xué)生至少有兩次講練機(jī)會。
(4)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練促進(jìn)了教學(xué)技能的訓(xùn)練。我們認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)操作技能僅僅是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ),要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用,必須能在實(shí)驗(yàn)過程中啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生思維和設(shè)計實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。我們在教學(xué)過程中采取的措施是:首先在操作技能的訓(xùn)練過程中強(qiáng)化課堂情境,解決部分實(shí)驗(yàn)因環(huán)境變化而導(dǎo)致操作失敗的問題,如靜電實(shí)驗(yàn)時故意加大環(huán)境濕度,養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)前先干燥器具、檢查絕緣情況的習(xí)慣;用托盤天平稱量物體的質(zhì)量,因?yàn)檎n堂教學(xué)中天平正面對著學(xué)生,必須學(xué)會背面調(diào)節(jié)的技能等。其次,為培養(yǎng)演示實(shí)驗(yàn)操作與課堂講解密切結(jié)合,可在操作訓(xùn)練時增加講解程序設(shè)計和在操作表演時與講解相結(jié)合等方式進(jìn)行,這樣不僅有助于實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能的訓(xùn)練,而且還可提高表達(dá)能力和教材處理等教學(xué)能力。
【摘要】在當(dāng)前的教學(xué)改革中,信息技術(shù)與中學(xué)課程教學(xué)的整合值得關(guān)注和研究。文章提出了運(yùn)用積件思想,尋求高層次整合的方法:構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)室功能、構(gòu)建研究性理論教學(xué)模式、培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力等。
【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);理科課程;整合
一、運(yùn)用積件思想,尋求高層次整合方法
目前,在計算機(jī)輔助課堂教學(xué)這個領(lǐng)域中,市場上已有一定數(shù)量的理科教學(xué)軟件,但能夠真正適合教學(xué)的卻不多,加上教師自制課件的水平又不是很高,很容易造成“低水平重復(fù)”的現(xiàn)象。因而尋求計算機(jī)輔助教學(xué)軟件開發(fā)和應(yīng)用的新路子——積件思想應(yīng)運(yùn)而生。積件“是由教師和學(xué)生根據(jù)教學(xué)需要自己組合運(yùn)用多媒體信息資源的教學(xué)軟件系統(tǒng)”,是一個完全開放的軟件系統(tǒng),它包括帶有學(xué)科特色的教學(xué)平臺和多媒體資料庫,師生可以根據(jù)教與學(xué)的情境和教學(xué)平臺,選用、增刪、修改已有的軟件,或方便地制作新軟件,為教與學(xué)服務(wù)。例如由人民教育出版社和全國中小學(xué)計算機(jī)研究中心聯(lián)合從國外引進(jìn)的數(shù)學(xué)幾何教學(xué)平臺《幾何畫板》,它不僅為教學(xué)幾何教學(xué)提供了方便,而且也非常適用于物理中的力學(xué)、光學(xué)課程教學(xué)。又如《CSC電子備課系統(tǒng)》、《天翼全景多媒體輔助教學(xué)軟件》等中學(xué)物理、化學(xué)、生物版都是面向師生設(shè)計的新一代大型集成化多媒體輔助教學(xué)的理科教學(xué)平臺,它們集眾多教命令家和優(yōu)秀教師的科研成果及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)于一體,為提高教學(xué)質(zhì)量、探索新的教學(xué)模式和辦法提供了豐富的資料和必要的手段,它們界面簡單,容易學(xué)習(xí),直觀好用,充分體現(xiàn)積件思想,很受師生的歡迎。
在素材資料庫的建設(shè)方面,中學(xué)理科教師應(yīng)該成為信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的先行者。目前許多教師在Internet網(wǎng)絡(luò)上已建立了自己的網(wǎng)站,并把自己制作的課件、教案、論文等放在該網(wǎng)站中,同時還把其它網(wǎng)站已有的課件通過鏈接功能融合到自己的課件里,以“搭積木”的形式,把教學(xué)實(shí)踐過程中制作的每一個課件鏈接起來,通過長時間教學(xué)的積累,逐步建立一個完整的教學(xué)課件體系。這樣其它教師和學(xué)生也可通過網(wǎng)絡(luò)共享自己的課件,克服了傳統(tǒng)的“軟件包”形式的課件不能共享的缺點(diǎn),提高了課件資源的利用率,充實(shí)了網(wǎng)上學(xué)科資料庫。教師和學(xué)生可以在任何時候、任何網(wǎng)絡(luò)終端通過Internet網(wǎng)絡(luò)來訪問這些網(wǎng)站,進(jìn)行教學(xué)的探討和鞏固性學(xué)習(xí)。
運(yùn)用積件思想,走素材資源庫和教學(xué)平臺相結(jié)合的新思路,是軟件開發(fā)和應(yīng)用走出目前困境的有效方法,也是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程高層次整合的有效手段。因此學(xué)科教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實(shí)際,運(yùn)用積件思想,充分利用現(xiàn)有條件下的網(wǎng)絡(luò)、多媒體信息資源庫和教學(xué)軟件,從中選取適合自己教學(xué)需要的內(nèi)容來制作課件,從而適應(yīng)不同教與學(xué)情境的需要,徹底改變教學(xué)
軟件在設(shè)計、開發(fā)和使用上的相互分離的局面,使計算機(jī)輔助教學(xué)在課內(nèi)或課外的運(yùn)用朝著信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合這一更廣闊、更深層的方向發(fā)展。
二、構(gòu)建模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)室功能
1.信息技術(shù)與中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合,發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)作用
中學(xué)物理、化學(xué)、生物三門學(xué)科均是實(shí)驗(yàn)科學(xué),具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,實(shí)驗(yàn)教學(xué)和演示實(shí)驗(yàn)是中學(xué)理科教學(xué)的重要組成部分。但在理、化、生課堂的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)中,由于受到常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)材料、危害程度等條件的限制,實(shí)驗(yàn)效果不如人意。而采用模擬型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,通過多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)的輔助,模擬一些重要的在目前條件下難以完成的實(shí)驗(yàn),彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的不足,提高實(shí)驗(yàn)的演示效果。
例如,做物理《凸透鏡成像規(guī)律》實(shí)驗(yàn)時,若用常規(guī)儀器按傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行演示,由于常現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器和環(huán)境的限制,蠟燭在光屏上所形成的影像隨著物距的變化而變化的這一現(xiàn)象不是很明顯,誤差較大,致使學(xué)生對凸透鏡成像的特點(diǎn)不甚理解,并產(chǎn)生迷惑。此時如改用多媒體技術(shù)進(jìn)行凸透鏡成像規(guī)律模擬實(shí)驗(yàn),演示物距從無窮遠(yuǎn)至小于焦距的整個實(shí)驗(yàn)過程中物距、像距和像的變化情況,整個模擬實(shí)驗(yàn)過程流暢、直觀、明了,從而使學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)有了一個清晰完整的認(rèn)識,利于學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律概念的形成。
由此可見,通過信息技術(shù)與中學(xué)理利實(shí)驗(yàn)的整合,可以突破常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件的局限,所以我們應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮信息技術(shù)的特長,對那些難以觀察到的、復(fù)雜的、困難的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬,使之成為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充,并與?,F(xiàn)實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)上升到一個更高的層次,從而有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、形成概念、獲得新知,提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)技能。
2.運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下的虛擬實(shí)驗(yàn)室,發(fā)揮學(xué)生自主探索性實(shí)驗(yàn)作用
在傳統(tǒng)的理科實(shí)驗(yàn)室,由于怕發(fā)生意外和造成實(shí)驗(yàn)儀器的損失,許多實(shí)驗(yàn)中的規(guī)章制度對學(xué)生進(jìn)行了諸多限制;由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往和理論不一致,甚至出現(xiàn)相反的數(shù)據(jù);有些實(shí)驗(yàn)材料的選用和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的排出,有?,F(xiàn)代環(huán)保意識。這一切無不暴露出傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的弊端。
網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)是在web中創(chuàng)建出一個可視化的三維物件環(huán)境,其中每一個可視化的三維物體代表一種實(shí)驗(yàn)對象,學(xué)生可通過鼠標(biāo)的點(diǎn)擊及拖動操作,進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。這種虛擬實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供了全方位的開放性操作環(huán)境,使學(xué)生在課堂上實(shí)現(xiàn)了虛擬世界的真實(shí)體驗(yàn)。信息技術(shù)與理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合能夠培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、自主模擬實(shí)驗(yàn),歸納、總結(jié)、抽象成所需知識和技能的能力,并促使學(xué)生建立科學(xué)的世界觀。
學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境下進(jìn)行多媒體虛擬實(shí)驗(yàn)操作的同時,還可以通過網(wǎng)上人機(jī)對話,一邊操作,一邊網(wǎng)上暢游,或與其它同學(xué)交流、討論、獲取新知。讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主觀察。進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn),從而掌握學(xué)習(xí)方法。
三、構(gòu)建探索研究性理論教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力
探索研究性理論教學(xué)模式依托由信息技術(shù)支持的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源。在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組,在學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動下小組成員相互協(xié)作地收集信息、交流討論、總結(jié)歸納、完成學(xué)習(xí)任務(wù),培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
例如,生物教學(xué)中的《克隆技術(shù)對人類的影響》課題,克隆技術(shù)是生命科學(xué)研究的重大突破,是與高中生物密切相關(guān)的科學(xué)問題??寺〖夹g(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和社會生活各方向都有著廣闊的應(yīng)用前景,但問時也存在著過度和濫用的問題,以及由此所引發(fā)的一些負(fù)而的社會影響。這一研究性課題旨在提高學(xué)生關(guān)心社會、關(guān)心人類、關(guān)心未來的思想意識,并在學(xué)中利用網(wǎng)絡(luò)資源收集和處理生物科學(xué)信息的過程中,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維與創(chuàng)造能力。
四、利用網(wǎng)絡(luò)資源,增進(jìn)課堂教學(xué)效果
進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時代后,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為師生提供了豐富的資源庫,網(wǎng)絡(luò)資源的開發(fā)和利用已成為一個現(xiàn)代教育工作者必備的信息素養(yǎng)。網(wǎng)上資源具有信息量大、更新速度快的特點(diǎn),例如中國中小學(xué)教育教學(xué)網(wǎng)()可謂是一間完整的中小學(xué)教學(xué)資源庫,它為我們提供了同步教學(xué)、優(yōu)秀課件等多種資源,且處于動態(tài)的更新之中,通過了我這些優(yōu)秀課件、優(yōu)秀習(xí)題,再作進(jìn)一步的組織加工就能設(shè)計出適合自己風(fēng)格的課件,為提高課堂教學(xué)正效果服務(wù)。
例如,在物理中《浮力》的教學(xué)時,須向?qū)W生解釋浮力產(chǎn)生的原因。先設(shè)想一個立方體浸沒在水中,它的六個表面都受到水的壓力,它的左右兩側(cè)面、前后兩側(cè)面,受到的壓力都是大小相等、方向相反,互相平衡,只有上下兩面由于深度不同,受到的壓強(qiáng)大小不同,壓力也因而不相等。浮力的產(chǎn)生是由下表面受到水的向上的壓力和上表面受到水的向下的壓力差。但如果使用語言和文字向?qū)W生講授向上向下壓力差時,學(xué)生理解起來比較抽象,對整個過程反映比較茫然??赏ㄟ^中國中小學(xué)教育教學(xué)網(wǎng)物理課件庫下載相關(guān)課件解決這一難題。該課件以動畫的形式慢鏡頭表示前、后、左、右的壓強(qiáng)、壓力相等,小木塊保持不動,但加載上、下表面壓強(qiáng)、壓力時,小木塊慢慢向上移動?;顫姷膭赢嬓Ч?、直觀的圖形,快速有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,收到很好的教學(xué)效果,同時為講授下一節(jié)阿基米德原理打好理論基礎(chǔ),而這一切是傳統(tǒng)教學(xué)難以做到的。總之,讓學(xué)生在生動、形象的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí),由此起到事半功倍的作用,達(dá)到提高課堂教學(xué)正效果的目的。
五、擴(kuò)大信息來源,提高教師教學(xué)水平
1.了解學(xué)科發(fā)展形勢,及時把握教學(xué)動態(tài)。理科學(xué)科發(fā)展較快,通過Internet網(wǎng)絡(luò)小的權(quán)威網(wǎng)站查看有關(guān)學(xué)科發(fā)展動態(tài),可以做到緊跟形勢,在學(xué)科教學(xué)時作出及時的調(diào)整。對于理科學(xué)科,必要的習(xí)題也是必要的,但訂購的習(xí)題集往往又存在著題型偏舊、信息過時的缺點(diǎn);為了克服這一缺點(diǎn),可以充分利用Internet網(wǎng)絡(luò)這一信息資源,從權(quán)威網(wǎng)站或重點(diǎn)中學(xué)網(wǎng)站上的試題庫中下載最新試卷,用來給學(xué)生作測試題和平時練習(xí)。這些題目往往題型新穎、信息準(zhǔn)確,對于啟發(fā)學(xué)生的思維,開闊學(xué)生的視野有著很大的幫助。
2.增進(jìn)學(xué)習(xí)交流,提高教學(xué)水平。網(wǎng)絡(luò)的交互性給教師互相學(xué)習(xí)交流提供了機(jī)會。教師可以一方面利用E-mail。與有關(guān)專家進(jìn)行交流,學(xué)習(xí)前沿的理論知識;另一方面還可以參與網(wǎng)上的教師繼續(xù)教育和一系列教育網(wǎng)站的教育論壇。如在中國名師教育網(wǎng)上可以與重點(diǎn)學(xué)校的名師專家探討學(xué)科教育應(yīng)培養(yǎng)怎樣的人才,在中國園丁網(wǎng)的教育論壇可以與各地的同行探討教學(xué)中遇到的問題以及對學(xué)科教學(xué)改革的看法,通過網(wǎng)上學(xué)習(xí)交流,達(dá)到提高自己教學(xué)水平的目的。
總之,信息技術(shù)應(yīng)用于理科教學(xué),對傳統(tǒng)教育理念和課堂教學(xué)模式的沖擊是非常之大的,但它并不排斥傳統(tǒng)的理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)把它們兩者辯證統(tǒng)一起來,最終實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與理科課程教學(xué)的科學(xué)整合。通過整合激發(fā)學(xué)生對理科學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣,課堂內(nèi)外參與意識會增強(qiáng),對知識的理解掌握程度會加深,尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生的實(shí)驗(yàn)理解能力、動手能力。創(chuàng)新能力均會取得長足的進(jìn)步。同時,信息技術(shù)與理科課堂教學(xué)的整合也能鞭策教師進(jìn)一步構(gòu)建新的教學(xué)模式,完善課堂教學(xué),使教學(xué)過程更具有科學(xué)性,幫助教師在課堂上更合理地掌握和利用時間,吸引學(xué)生的注意力,使學(xué)生在課堂上接受和掌握更多的知識,發(fā)展更多的能力。
問題解決(problem-solving)在國際數(shù)學(xué)教育界受到普遍的重視,并被引入一些國家的數(shù)學(xué)課程中。全美數(shù)學(xué)教師理事會在《行動的議程》中明確提出應(yīng)以“問題解決作為學(xué)校數(shù)學(xué)教育的中心”;在《美國學(xué)校數(shù)學(xué)課程與評價標(biāo)準(zhǔn)》中,“作為問題解決的數(shù)學(xué)”是各個年段數(shù)學(xué)課程的首要標(biāo)準(zhǔn);全美數(shù)學(xué)督導(dǎo)委員會從職業(yè)教育和繼續(xù)教育的要求出發(fā),提出21世紀(jì)學(xué)生應(yīng)具備的12種“基幢的數(shù)學(xué)能力,問題解決是其中的首要能力。英國SMP高中數(shù)學(xué)教科書中,有一冊就是《問題解決》。在近幾屆國際數(shù)學(xué)教育會議上,問題解決始終是重要的議題。今年7月在西班牙舉行的第八屆國際數(shù)學(xué)教育會議上,第10個專題小組就是“貫穿于課程中的問題解決”。我國許多學(xué)者認(rèn)為,問題解決將對數(shù)學(xué)教育的各個方面產(chǎn)生影響。
問題解決產(chǎn)生的背景是什么?它的意義是什么?它對我國中學(xué)數(shù)學(xué)課程建設(shè)有何重要性?怎樣在中學(xué)數(shù)學(xué)課程中體現(xiàn)問題解決的思想?本文擬對此作初步探討。
一、背景和意義
19世紀(jì)末,20世紀(jì)初,一些心理學(xué)家首先對問題解決進(jìn)行了研究,并對“問題解決”作了諸多的闡釋。在國際數(shù)學(xué)教育界,從美國的波利亞首先對怎樣解題作了詳盡的探討開始,逐漸對這個問題展開了研究。尤其是在美國,從60年代“新數(shù)運(yùn)動”過分強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的抽象結(jié)構(gòu),忽視數(shù)學(xué)與實(shí)際的聯(lián)系,脫離教學(xué)實(shí)際,到70年代“回到基幢走向另一個極端,片面強(qiáng)調(diào)掌握低標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)知識,數(shù)學(xué)教學(xué)水平普遍下降。在對于數(shù)學(xué)教育發(fā)展方向作了長期探索以后,“問題解決”和“大眾數(shù)學(xué)(mathematicsforal)”已經(jīng)成為美國數(shù)學(xué)教育的響亮口號,并產(chǎn)生國際影響。
什么是問題解決,由于觀察的角度不同,至今仍然沒有完全統(tǒng)一的認(rèn)識。
有的認(rèn)為,問題解決指的是人們在日常生活和社會實(shí)踐中,面臨新情景、新課題,發(fā)現(xiàn)它與主客觀需要的矛盾而自己卻沒有現(xiàn)成對策時,所引起的尋求處理問題辦法的一種心理活動。有的把學(xué)習(xí)分成八種類型:信號學(xué)習(xí)、……概念學(xué)習(xí)、法則學(xué)習(xí)和問題解決。問題解決是其中最高級和復(fù)雜的一種類型,意味著以獨(dú)特的方式選擇多組法則,并且把它們綜合起來運(yùn)用,它將導(dǎo)致建立起學(xué)習(xí)者先前不知道的更高級的一組法則。英國學(xué)校數(shù)學(xué)教育調(diào)查委員會報告《數(shù)學(xué)算數(shù)》則認(rèn)為:把數(shù)學(xué)應(yīng)用于各種情形的能力就是“問題解決”。全美數(shù)學(xué)教師理事會《行動的議程》對問題解決的意義作了如下說明:第一,問題解決包括將數(shù)學(xué)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界,包括為現(xiàn)時和將來出現(xiàn)的科學(xué)理論與實(shí)際服務(wù),也包括解決拓廣數(shù)學(xué)科學(xué)本身前沿的問題;第二,問題解決從本質(zhì)上說是一種創(chuàng)造性的活動;第三,問題解決能力的發(fā)展,其基礎(chǔ)是虛心、好奇和探索的態(tài)度,是進(jìn)行試驗(yàn)和猜測的意向;等等。
從上述對問題解決意義的闡述中,我們可以看到一些共性和相通之處。從數(shù)學(xué)教育的角度來看,問題解決中所指的問題來自兩個方面:現(xiàn)實(shí)社會生活和生產(chǎn)實(shí)際,數(shù)學(xué)學(xué)科本身。問題的一個重要特征是其對于解決問題者的新穎性,使得問題解決者沒有現(xiàn)成的對策,因而需要進(jìn)行創(chuàng)造性的工作。要順利地進(jìn)行問題解決,其前提是已經(jīng)了解、掌握所需要的基礎(chǔ)知識、基本技能和能力,在問題解決中要綜合地運(yùn)用這些基礎(chǔ)知識、基本技能和能力。在問題解決中,問題解決者的態(tài)度是積極的。此外,在學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)中,所謂創(chuàng)造性地解決問題,有別于數(shù)學(xué)家的創(chuàng)造性工作,主要指學(xué)習(xí)中的再創(chuàng)造。因而,筆者認(rèn)為,從數(shù)學(xué)教育的角度看,問題解決的意義是:以積極探索的態(tài)度,綜合運(yùn)用已具有的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、基本技能和能力,創(chuàng)造性地解決來自數(shù)學(xué)課或?qū)嶋H生活和生產(chǎn)實(shí)際中的新問題的學(xué)習(xí)活動。
簡言之,就數(shù)學(xué)教育而言,問題解決就是創(chuàng)造性地應(yīng)用數(shù)學(xué)以解決問題的學(xué)習(xí)活動。
問題解決中,問題本身常具有非常規(guī)性、開放性和應(yīng)用性,問題解決過程具有探索性和創(chuàng)造性,有時需要合作完成。
二、“問題解決”的重要性
問題解決已引起國內(nèi)外數(shù)學(xué)教育界的廣泛重視,把它和數(shù)學(xué)課程緊密聯(lián)系起來,已是國際數(shù)學(xué)教育的一個趨勢。究其原因,筆者認(rèn)為主要有以下幾方面:
(一)時代呼喚創(chuàng)新
在國際競爭日益激烈的當(dāng)今世界,各國政府乃至普通老百姓都越來越清楚認(rèn)識到,國家的富強(qiáng),乃至企業(yè)的興衰,無不取決于對科學(xué)技術(shù)知識的學(xué)習(xí)、掌握及其創(chuàng)造性的開拓和應(yīng)用。但創(chuàng)造能力并非與生俱有,必須通過有意識的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練才能形成。學(xué)校教育必須重視培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行創(chuàng)造性工作的能力。問題解決正反映了這種社會需要。
(二)我國數(shù)學(xué)教育的成功和不足
我國的中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與國際上其它一些國家的中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)比較,具有重視基礎(chǔ)知識教學(xué),基本技能訓(xùn)練,數(shù)學(xué)計算、推理和空間想象能力的培養(yǎng)等顯著特點(diǎn),因而我國中學(xué)生的數(shù)學(xué)基本功比較扎實(shí),學(xué)生的整體數(shù)學(xué)水平較高。然而,改革開放也使我國數(shù)學(xué)教育界看到了我國中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的一些不足。其中比較突出的兩個問題是,學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識不強(qiáng),創(chuàng)造能力較弱。學(xué)生往往不能把實(shí)際問題抽象成數(shù)學(xué)問題,不能把所學(xué)的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際問題中去,對所學(xué)數(shù)學(xué)知識的實(shí)際背景了解不多;學(xué)生機(jī)械地模仿一些常見數(shù)學(xué)問題解法的能力較強(qiáng),而當(dāng)面臨一種新的問題時卻辦法不多,對于諸如觀察、分析、歸納、類比、抽象、概括、猜想等發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科學(xué)思維方法了解不夠。面對這種情況,我國數(shù)學(xué)教育界采取了一些相應(yīng)措施。例如,北京、上海等地分別開展了中學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用競賽,在近年高校招生數(shù)學(xué)考試中,也加強(qiáng)了對學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)意識和創(chuàng)造性思維方法與能力的考查等。雖然這些措施收到了一定的成效,然而要從根本上改變現(xiàn)狀,還應(yīng)在中學(xué)數(shù)學(xué)課程設(shè)計上有所突破。一些學(xué)者認(rèn)為,在中學(xué)數(shù)學(xué)課程中體現(xiàn)問題解決的思想,是解決上述問題的有效途徑。
(三)數(shù)學(xué)觀的發(fā)展
數(shù)學(xué)發(fā)展至今,人們對數(shù)學(xué)的總的看法由相對靜態(tài)的觀點(diǎn)轉(zhuǎn)向靜態(tài)和動態(tài)相結(jié)合的觀點(diǎn)。對于數(shù)學(xué)是什么,經(jīng)典的是恩格斯的定義:數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界空間形式和數(shù)量關(guān)系的科學(xué)。恩格斯對數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)是相對靜止的,它主要指出了數(shù)學(xué)的客觀真理性,然而,當(dāng)今的社會實(shí)踐告訴人們還應(yīng)該用動態(tài)的觀點(diǎn)去認(rèn)識數(shù)學(xué),即從數(shù)學(xué)與人類實(shí)踐的關(guān)系去認(rèn)識數(shù)學(xué)。就數(shù)學(xué)教育而言,學(xué)生之所以要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),除了數(shù)學(xué)的客觀真理性,更在于數(shù)學(xué)是改造客觀世界的重要工具。學(xué)數(shù)學(xué),首先是為了應(yīng)用。應(yīng)用數(shù)學(xué)是學(xué)數(shù)學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。所以,數(shù)學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)是教給學(xué)生在實(shí)際生活和生產(chǎn)實(shí)踐中最有用的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,并在教學(xué)過程中有意識地培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用這些知識分析和解決實(shí)際問題的能力。
(四)問題解決過程和方法的一般性
在解決來自實(shí)際和數(shù)學(xué)內(nèi)部的數(shù)學(xué)問題中,問題解決的過程和方法是基本相同的。不僅如此,這種過程和方法與解決一般的、其它學(xué)科中問題的過程和方法有很多共同之處。在數(shù)學(xué)問題解決中學(xué)習(xí)的過程和方法可以遷移到其它學(xué)科的問題解決過程中。此外,相對于其它學(xué)科的問題來學(xué),解決數(shù)學(xué)問題所需要的工具和材料要少得多,有時只需要一支筆,一張紙。因而通過數(shù)學(xué)問題解決,可以較快地教給學(xué)生一般的問題解決的過程和思想方法,具有較高的效率。
三、“問題解決”和中學(xué)數(shù)學(xué)課程
問題解決在各國的中學(xué)數(shù)學(xué)課程中的引入方式各不相同,英國SMP數(shù)學(xué)課程專門設(shè)置了一種問題解決課,我國人民教育出版社出版的義務(wù)教育初中數(shù)學(xué)課程中設(shè)立了實(shí)習(xí)作業(yè)、應(yīng)用題、想一想、做一做等,在高中數(shù)學(xué)試驗(yàn)課本中也增加了研究題等,這些和問題解決思想是一致的。筆者認(rèn)為,從目前中國的實(shí)際情況出發(fā),重要的是在中學(xué)數(shù)學(xué)課程中去體現(xiàn)問題解決的思想精髓,這就是它所強(qiáng)調(diào)的創(chuàng)造能力和應(yīng)用意識。就是說,在中學(xué)數(shù)學(xué)課程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn):
(一)鼓勵學(xué)生去探索、猜想、發(fā)現(xiàn)
要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,首先是要讓學(xué)生具有積極探索的態(tài)度,猜想、發(fā)現(xiàn)的欲望。教材要設(shè)法鼓勵學(xué)生去探索、猜想和發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,經(jīng)常地啟發(fā)學(xué)生去思考,提出問題。
學(xué)生學(xué)習(xí)的過程本身就是一個問題解決的過程。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)一門嶄新的課程、一章新的知識、乃至一個新的定理和公式時,對學(xué)生來說,就是面臨一個新問題。例如,高中數(shù)學(xué)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了初中代數(shù)、幾何課以后開設(shè)的,學(xué)生對數(shù)學(xué)已經(jīng)有比較豐富的感性認(rèn)識,教科書中是否可以提出,或者說應(yīng)該教學(xué)生提出以下的一些問題:高中數(shù)學(xué)課是怎樣的一門課?高中數(shù)學(xué)課和小學(xué)數(shù)學(xué)、初中代數(shù)、初中幾何課有什么關(guān)系?數(shù)學(xué)是怎樣的一門科學(xué)?這門科學(xué)是怎樣產(chǎn)生和發(fā)展起來的?高中數(shù)學(xué)將要學(xué)習(xí)哪些知識?這些知識在實(shí)際中有什么用?這些知識和以后將要學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識、高中其它學(xué)科知識有些什么關(guān)系,有怎樣的地位作用?要學(xué)好高中數(shù)學(xué)應(yīng)注意些什么問題?當(dāng)然,對這些問題,即使是學(xué)完整個高中數(shù)學(xué)課程以后,也不一定能完全回答好,但在學(xué)這門課之前還是要引導(dǎo)學(xué)生去思考這些問題,這也正是教科書編者所要考慮并應(yīng)該盡可能在教科書中回答的。筆者認(rèn)為,在高中數(shù)學(xué)課中可以安排一個引言課。同樣,在每一章,乃至每一單元都應(yīng)該考慮類似的問題。在這一點(diǎn),初中《幾何》的引言值得參考。在教科書中經(jīng)常提一些啟發(fā)性的問題,就會讓學(xué)生逐步養(yǎng)成求知、好問的習(xí)慣和獨(dú)立思考、勇于探索的精神。
無論是教科書的編寫還是實(shí)際教學(xué),在講到探索、猜想、發(fā)現(xiàn)方面的問題時要側(cè)重于“教”:有時候可以直接教給學(xué)生完整的猜想過程,有時候則要較多地啟發(fā)、誘導(dǎo)、點(diǎn)撥學(xué)生。不要在任何時候都讓學(xué)生親自去猜想、發(fā)現(xiàn),那樣要花費(fèi)太多的教學(xué)時間,降低教學(xué)效率。此外,在探索、猜想、發(fā)現(xiàn)的方向上,要把好舵,不要讓學(xué)生在任意方向上去費(fèi)勁。
(二)打好基礎(chǔ)
這里的基礎(chǔ)有兩重含義:首先,中學(xué)教育是基礎(chǔ)教育,許多知識將在學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)中得到應(yīng)用,有為學(xué)生進(jìn)一步深造打基礎(chǔ)的任務(wù),因而不能要求所學(xué)的知識立即在實(shí)際中都能得到應(yīng)用。其次,要解決任何一個問題,必須有相關(guān)的知識和基本的技能。當(dāng)人們面臨新情景、新問題,試圖去解決它時,必須把它與自己已有知識聯(lián)系起來,當(dāng)發(fā)現(xiàn)已有知識不足以解決面臨的新問題時,就必須進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)的知識,訓(xùn)練相關(guān)的技能。應(yīng)看到,知識和技能是培養(yǎng)問題解決能力的必要條件。在提倡問題解決的時候,不能削弱而要更加重視數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的教學(xué)和基本技能的訓(xùn)練。
教給學(xué)生哪些最重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能,是問題的關(guān)系。目前,《全日制普通高級中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱(供試驗(yàn)用)》中關(guān)于課程內(nèi)容的確定,已為更好地培養(yǎng)我國高中學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)分析和解決實(shí)際問題的能力提供了良好的條件。我們要繼承高中數(shù)學(xué)教材編寫中重視數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能的優(yōu)良傳統(tǒng)和豐富經(jīng)驗(yàn),編出一套高質(zhì)量的高中數(shù)學(xué)教材,以下僅對數(shù)學(xué)概念的處理談點(diǎn)看法。
數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)研究對象的高度抽象和概括,它反映了數(shù)學(xué)對象的本質(zhì)屬性,是最重要的數(shù)學(xué)知識之一。概念教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,正確理解概念是學(xué)好數(shù)學(xué)的基矗概念教學(xué)的基本要求是對概念闡述的科學(xué)性和學(xué)生對概念的可接受性。目前,對中學(xué)數(shù)學(xué)概念教學(xué),有兩種不同的觀點(diǎn):一種觀點(diǎn)是要“淡化概念,注重實(shí)質(zhì)”,另一種觀點(diǎn)是要保持概念闡述的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。高中數(shù)學(xué)課程的建設(shè)也面臨著同樣的問題。筆者認(rèn)為,對這一問題的處理應(yīng)該“輕其所輕,重其所重”,不能一概而論。提出“淡化概念,注重實(shí)質(zhì)”是有針對性的,它指出了教材和教學(xué)中的一些弊端。一些次要和學(xué)生一時難以深刻理解但又必須引入的概念,在教學(xué)中必須對其定義作淡化(或者說淺化)的處理,有的可以用白體字印刷,來表明概念被淡化。但一些重要概念的定義還是應(yīng)以比較嚴(yán)格的形式給出為妥,否則,雖然老師容易判定這些概念的定義是被淡化的,但是學(xué)生容易對概念產(chǎn)生誤解和歧義,關(guān)鍵在于教師在教學(xué)中把握好度,突出教學(xué)的重點(diǎn)。還有一些概念,在數(shù)學(xué)學(xué)科體系中有重要的地位和作用,對這類概念,不但不能作淡化處理,反之,還要花大力處理好,讓學(xué)生對概念能較好地理解和掌握。例如,初中幾何的點(diǎn)概念、高中數(shù)學(xué)的集合等概念,是人們從現(xiàn)實(shí)世界廣泛對象中抽象而得,在教材處理中要讓學(xué)生認(rèn)識到概念所涉及的對象的廣泛性,從而認(rèn)識到概念應(yīng)用的廣泛性,另外學(xué)生也在這里學(xué)到了數(shù)學(xué)的抽象方法。對于數(shù)學(xué)概念,應(yīng)該注意到不同數(shù)學(xué)概念的重要性具有層次性。總之,對于數(shù)學(xué)概念的處理,要取慎重的態(tài)度,繼承和改革都不能偏廢。
(三)重視應(yīng)用意識的培養(yǎng)
用數(shù)學(xué)是學(xué)數(shù)學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。教科書必須重視從實(shí)際問題出發(fā),引入數(shù)學(xué)課題,最后把數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際問題??梢钥紤]把與現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)的銀行事務(wù)、利率、投資、稅務(wù)中的常識寫進(jìn)課本。
當(dāng)然,并不是所有的數(shù)學(xué)課題都要從實(shí)際引入,數(shù)學(xué)體系有其內(nèi)在的邏輯結(jié)構(gòu)和規(guī)律,許多數(shù)學(xué)概念是從前面的概念中通過演繹而得,又返回到數(shù)學(xué)的邏輯結(jié)構(gòu)。
此外,理論聯(lián)系實(shí)際的目的是為了使學(xué)生更好地掌握基礎(chǔ)知識,能初步運(yùn)用數(shù)學(xué)解決一些簡單的實(shí)際問題,不宜于把實(shí)際問題搞得過于繁復(fù)費(fèi)解,以致于耗費(fèi)學(xué)生寶貴的學(xué)習(xí)時間。
(四)教一般過程和方法
在一些典型的數(shù)學(xué)問題教學(xué)中,教給學(xué)生比較完整的解決實(shí)際問題的過程和常用方法,以提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
由于實(shí)際問題常常是錯綜復(fù)雜的,解決問題的手段和方法也多種多樣,不可能也不必要尋找一種固定不變的,非常精細(xì)的模式。筆者認(rèn)為,問題解決的基本過程是:1.首先對與問題有關(guān)的實(shí)際情況作盡可能全面深入的調(diào)查,從中去粗取精,去偽存真,對問題有一個比較準(zhǔn)確、清楚的認(rèn)識;2.?dāng)M定解決問題的計劃,計劃往往是粗線條的;3.實(shí)施計劃,在實(shí)施計劃的過程中要對計劃作適時的調(diào)整和補(bǔ)充;4.回顧和總結(jié),對自己的工作進(jìn)行及時的評價。
問題解決的常用方法有:1.畫圖,引入符號,列表分析數(shù)據(jù);2.分類,分析特殊情況,一般化;3.轉(zhuǎn)化;4.類比,聯(lián)想;5.建模;6.討論,分頭工作;7.證明,舉反例;8.簡化以尋找規(guī)律(結(jié)論和方法);9.估計和猜測;10.尋找不同的解法;11.檢驗(yàn);12.推廣。
(五)創(chuàng)設(shè)問題情景
1.一個好問題或者說一個精彩的問題應(yīng)該有如下的某些特征:(1)有意義,或有實(shí)際意義,或?qū)W(xué)習(xí)、理解、掌握、應(yīng)用前后數(shù)學(xué)知識有很好的作用;(2)有趣味,有挑戰(zhàn)性,能夠激發(fā)學(xué)生的興趣,吸引學(xué)生投入進(jìn)來;(3)易理解,問題是簡明的,問題情景是學(xué)生熟悉的;(4)時機(jī)上的適當(dāng);(5)難度的適中。
2.應(yīng)該對現(xiàn)有習(xí)題形式作些改革,適當(dāng)充實(shí)一些應(yīng)用題,配備一些非常規(guī)題、開放性題和合作討論題。
(1)應(yīng)用題的編制要真正反映實(shí)際情景,具有時代氣息,同時考慮教學(xué)實(shí)際可能。
(2)非常規(guī)題是相對于學(xué)生的已學(xué)知識和解題方法而言的。它與常見的練習(xí)題不同,非常規(guī)題不能通過簡單模仿加以解決,需要獨(dú)特的思維方法,解非常規(guī)題能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
(3)開放性問題是相對于“條件完備、結(jié)論確定”的封閉性練習(xí)題而言的。開放性問題中提供的條件可能不完備,從而結(jié)論常常是豐富多彩的,在思維深度和廣度上因人而異具有較大的彈性。
對于這類問題,要注意開放空間的廣度,有時可以是整個三維空間、二維空間、扇形區(qū)域中,有時也可以限于一維空間甚至若干個點(diǎn)上,把問題的討論限制在一定的范圍內(nèi)。
(4)合作討論題是相對于常見的獨(dú)立解決題而言的。有些題所涉及的情況較多,需要分類討論,解答有較多的層次性,需要小組甚至全班同學(xué)共同合作完成,以便更好地利用時間和空間。這種題可以編入課堂練習(xí)題中。實(shí)際教學(xué)中可以把學(xué)生分成若干小組,通過分類討論得到解決。合作討論題能使學(xué)生互相啟發(fā)、互相學(xué)習(xí),激發(fā)靈感。英國的SMP高中數(shù)學(xué)教科書中的一些問題可供參考。
論文關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)課程;數(shù)學(xué)建模;課程設(shè)置;課程改革
論文摘要:數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競賽的開展,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。對數(shù)學(xué)建模競賽中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析,找出問題產(chǎn)生的根源與必修課和專業(yè)課設(shè)置不合理有關(guān),應(yīng)對高校數(shù)學(xué)課程的設(shè)置、教學(xué)方式等進(jìn)行改革,并提出具體改革建議。
1.前言
數(shù)學(xué)建模,從宏觀上講是人們借助數(shù)學(xué)改造自然、征服自然的過程,從微觀上講是把數(shù)學(xué)作為一種工具并應(yīng)用它解決實(shí)際問題的教學(xué)活動方式。數(shù)學(xué)建模教育本身是一種素質(zhì)教育,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)與競賽是實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑,它既增強(qiáng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,又提高了學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和計算機(jī)技術(shù)分析和解決問題的能力。因而加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教育,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識與能力已成為我國高校數(shù)學(xué)建模課程改革的重要目標(biāo)之一。雖然目前我國許多高校在數(shù)學(xué)建模方面取得了一些成績,但大學(xué)生們在競賽中也暴露出了許多問題,引發(fā)出對傳統(tǒng)的課程設(shè)置和教學(xué)方法的思考。
2.數(shù)學(xué)建模的現(xiàn)狀和所存在問題與原因分析
2.1建模競賽的現(xiàn)狀
根據(jù)競賽時間(九月中下旬),我國大部分高校每年一般在七月中旬便開始組織學(xué)生的報名培訓(xùn)工作。培訓(xùn)內(nèi)容分為兩個部分:首先集中講解一些基礎(chǔ)知識,主要包括常微分方程、概率與數(shù)理統(tǒng)計、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、建模基礎(chǔ)等課程;然后進(jìn)行建模的模擬訓(xùn)練,以往屆國內(nèi)外普通組和大專組的部分競賽題為選題,讓學(xué)生自愿結(jié)組,在規(guī)定時間內(nèi)完成,并自愿為同學(xué)講解各自的解題思路和方法。
參賽學(xué)生首先要參加培訓(xùn),他們一般是先關(guān)注校園網(wǎng)上的通知,再到各院系自愿報名而組成,經(jīng)培訓(xùn)后選拔出參賽隊(duì)員。事實(shí)上,一般參賽的學(xué)生并沒有選拔的過程,基本上是學(xué)生在培訓(xùn)階段就自動減員,所剩人數(shù)就是參賽人數(shù)。幾年來,參加培訓(xùn)、競賽的學(xué)生構(gòu)成基本類似。報名學(xué)生數(shù)量不多,而且他們大多是來看看是怎么回事,聽了一、兩次課就不見蹤影或自動退出。
數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)內(nèi)容是以問題為中心,塊狀編排;開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程的時間較短,缺乏應(yīng)有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來借鑒,大多數(shù)教師都是采用模型的機(jī)械講解。至于問題的形成背景,建模過程中可能用到的多種數(shù)學(xué)思想和方法很少顧及,更談不上讓學(xué)生在課堂進(jìn)行討論、交流與合作,使得學(xué)生難以掌握數(shù)學(xué)建模的思想和方法。
2.2所存在的問題及原因分析
由以上可以看出,我國大部分高校在建模的工作中存在著一定的問題。第一,沒有把數(shù)學(xué)建模工作納入日常的教學(xué)工作中,臨時抱佛腳,突擊應(yīng)對,學(xué)生對數(shù)學(xué)建模興趣不濃,積極性不高。第二,參加培訓(xùn)競賽的學(xué)生專業(yè)比較單一,數(shù)學(xué)建?;顒記]有全面展開,這雖然與宣傳的力度有關(guān),更主要是缺少必要的教學(xué)環(huán)節(jié)。第三,高年級學(xué)生參賽的較少,獲獎的比例卻較大。特別是大四年級的學(xué)生,由于他們面臨畢業(yè),就業(yè)壓力、考研壓力很大,盡管他們有較深厚的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),卻無心顧及競賽;低年級學(xué)生參加培訓(xùn)競賽的人數(shù)較多,積極性很高,但卻不出成績。這表明數(shù)學(xué)建模與知識的掌握、積累密切相關(guān),是理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合、知識整合與釋放相結(jié)合的過程,低年級課程設(shè)置不合理,一些相關(guān)課程開設(shè)太晚。第四,不少人認(rèn)為應(yīng)該把課程的重點(diǎn)放在具有復(fù)雜背景的實(shí)際問題的解決上,持這種觀點(diǎn)的人主要是忽視了數(shù)學(xué)教育專業(yè)的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)。我們認(rèn)為,數(shù)學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)建模課程重點(diǎn)應(yīng)放在樹立信念、培養(yǎng)意識和能力上。
另外,數(shù)學(xué)建模課程開設(shè)及教材使用也存在諸多不足之處。據(jù)了解,絕大部分高校數(shù)學(xué)教育專業(yè)教學(xué)建模課程照搬理工類專業(yè)數(shù)學(xué)建模教材,這些教材主要存在以下問題:第一,教材主要涵蓋大量難度較大的現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型,而這些模型應(yīng)用了大量的非數(shù)學(xué)領(lǐng)域的知識和方法,要理解這些問題,對于數(shù)學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生來說缺乏應(yīng)有的基礎(chǔ),學(xué)習(xí)起來只能依靠模仿和機(jī)械記憶;第二,教材主要是采用以問題為主線的塊狀編排體系,重點(diǎn)是問題的羅列,過分突出問題解決。照搬這類教材給數(shù)學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)建模教學(xué)帶來了較大的負(fù)面影響,學(xué)生接受難,教師駕馭難。更重要的是難以落實(shí)數(shù)學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)建模課程應(yīng)使學(xué)生樹立“數(shù)學(xué)具有廣泛應(yīng)用性”的信念,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用的意識和能力,使學(xué)生掌握一套數(shù)學(xué)建模方法等目標(biāo),難以適應(yīng)高等學(xué)校數(shù)學(xué)教育改革的需要。
綜上所述,我們認(rèn)為,解決數(shù)學(xué)教育專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程工作中所出現(xiàn)的問題是課程建設(shè)與改革的重中之重,建構(gòu)符合數(shù)學(xué)教育專業(yè)實(shí)際和特色的教材以及形成一套與數(shù)學(xué)教育專業(yè)特點(diǎn)相適應(yīng)的、科學(xué)的教學(xué)方法是當(dāng)務(wù)之急。
3.以數(shù)學(xué)建模活動為載體開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的途徑與方法
目前,開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的途徑與方法很多,其中比較常用且很奏效的途徑和方法就是以數(shù)學(xué)建模活動為載體開展數(shù)學(xué)建模教學(xué),其途徑和方法可以描述如下:
3.1精心設(shè)計教學(xué)案例,開展案例教學(xué)法
所謂案例教學(xué)法就是在課堂教學(xué)中,教師以具體的案例作為主要的教學(xué)內(nèi)容,通過具體問題的建模示例,介紹建模的思想方法。課堂上的活動一部分是老師講授,另一部分是讓學(xué)生進(jìn)行課堂討論,即由學(xué)生發(fā)言,提出對問題的理解和所建立的數(shù)學(xué)模型的認(rèn)識,并提出新的數(shù)學(xué)模型,對其求解、分析、討論,進(jìn)行比較檢驗(yàn)。實(shí)施案例教學(xué)要把握好以下環(huán)節(jié):
(1)教學(xué)案例的選取。要使案例教學(xué)達(dá)到最佳效果,最重要的就是選好教學(xué)案例。選取案例時應(yīng)該遵循以下的原則:①代表性。案例避免涉及過多的專業(yè)知識,又要考慮到科學(xué)的發(fā)展,學(xué)科之間的聯(lián)系,同時可以拓寬學(xué)生的知識面。②原始性。來自廣播電視、報刊的信息,政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位的報告、計劃、統(tǒng)計資料等等,都是數(shù)學(xué)建模問題原始資料的重要來源;也可以引導(dǎo)學(xué)生親自到一線調(diào)查研究,注意積累課題資料。③趣味性。在具體選取案例時,應(yīng)該選擇既有趣味性又能充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想的案例,如人口問題、七橋問題、人狼羊過河問題、三級火箭發(fā)射衛(wèi)星問題、森林滅火問題等等。從培養(yǎng)興趣入手,讓學(xué)生逐步體會到建模的思想方法和建模的重要性。④創(chuàng)新性。編制建模例題時,必須考慮培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。為此,應(yīng)注重一題多模或多題一模、統(tǒng)計圖表等例題的編擬,密切關(guān)注現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使學(xué)生創(chuàng)新和高新技術(shù)密切結(jié)合,融入當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的主流。
(2)案例的課堂教學(xué)。教師在講授具體的建模案例時,應(yīng)注重兩個方面。第一個方面要從實(shí)際問題出發(fā),講清問題的背景、建模的要求和已掌握的信息,如何通過合理的假設(shè)和簡化分析建立優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。還要強(qiáng)調(diào)如何用求解結(jié)果去解釋實(shí)際現(xiàn)象,檢驗(yàn)?zāi)P汀_@種方法既突出了教學(xué)的重點(diǎn),又給學(xué)生留下了進(jìn)一步思考的空間。例如講授傳染病模型時,不同的假設(shè)會導(dǎo)致建立不同的模型,只有從實(shí)際出發(fā),不斷地修正才能使之成為一個成功的模型。除此,還可以給學(xué)生提供一些改進(jìn)的方向,讓學(xué)生自己課外獨(dú)立探索和鉆研。另外一個方面是教師的講授必須和學(xué)生的討論相結(jié)合。在教師先講清楚案例的背景、關(guān)鍵的因素、所運(yùn)用的數(shù)學(xué)工具等情況下,運(yùn)用怎樣的數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思想、建立怎樣的數(shù)學(xué)模型可以讓學(xué)生各抒己見,進(jìn)行討論式教學(xué)。這樣一方面可以避免教師的“滿堂灌”,另一方面可以活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣和積極性,使傳授知識變?yōu)閷W(xué)習(xí)知識、應(yīng)用知識,真正地達(dá)到提高素質(zhì)和培養(yǎng)能力的教學(xué)目的。
3.2把好課后建模實(shí)踐訓(xùn)練關(guān),鞏固和深化課堂教學(xué)
為了鞏固和深化課堂教學(xué)的內(nèi)容,使學(xué)生進(jìn)一步地提高建模能力,建模實(shí)踐訓(xùn)練也是數(shù)學(xué)建模教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。主要有以下的形式:一是布置課后訓(xùn)練題。第一種類型的訓(xùn)練題可以是用課堂上講過的數(shù)學(xué)建模方法建?;蛘呤菍φn上某個問題做進(jìn)一步的討論,這是為了達(dá)到鞏固課堂教學(xué)的目的。
另一種類型是為了達(dá)到深化課堂教學(xué)的目的,在學(xué)完有關(guān)數(shù)學(xué)知識單元后,布置該單元知識的訓(xùn)練題,在特定的時間內(nèi),讓學(xué)生在數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行建模強(qiáng)化訓(xùn)練。對每次的訓(xùn)練題要完整地完成,從提出問題、分析問題、建立模型、求解模型到模型的分析、檢驗(yàn)、推廣的全過程,并在規(guī)定時間內(nèi)完成一篇思路清晰、條理有序的數(shù)學(xué)論文。通過此過程的強(qiáng)化訓(xùn)練,使學(xué)生的認(rèn)模、建模、用模的能力得到充分地鍛煉和提高。每次訓(xùn)練題做完后第一個環(huán)節(jié)就是教師對訓(xùn)練論文認(rèn)真批閱審定,對論文中出現(xiàn)的問題及時提出指正意見;第二個環(huán)節(jié)是組織全班成員對訓(xùn)練論文進(jìn)行專題討論,讓同學(xué)們講述論文構(gòu)思、建模思想與方法。通過整體交流,讓大家互相學(xué)習(xí)、取長補(bǔ)短,達(dá)到共同提高的目的。二是系統(tǒng)講授數(shù)學(xué)軟件,并讓學(xué)生上機(jī)實(shí)習(xí)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,一些高性能的、應(yīng)用性強(qiáng)的數(shù)學(xué)軟件應(yīng)運(yùn)而生,如Matlab、Mathematica、Mapple、SAS、Lindo、Lingo等。有了這些數(shù)學(xué)軟件的出現(xiàn),教材中復(fù)雜的數(shù)據(jù)計算和處理不再是難題。教師在系統(tǒng)講授這些數(shù)學(xué)軟件的具體使用技能后,讓學(xué)生親自上機(jī)操作,掌握這些軟件在實(shí)際數(shù)學(xué)運(yùn)算的應(yīng)用。例如,如何利用軟件進(jìn)行求導(dǎo)、求積分、求極限等運(yùn)算;如何利用軟件解方程、方程組,解線性規(guī)劃;如何利用數(shù)學(xué)軟件研究函數(shù)變化規(guī)律,畫出曲線、曲面的圖形等等。
3.3不斷提高數(shù)學(xué)教師自身的水平來促進(jìn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)
在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,教師是關(guān)鍵。教師水平的高低直接決定著數(shù)學(xué)建模教學(xué)能否達(dá)到預(yù)期的培養(yǎng)學(xué)生能力的目的。講授數(shù)學(xué)建模教學(xué)的教師不僅要求具備較高的專業(yè)水平,還必須具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和很強(qiáng)的解決實(shí)際問題的能力。因此,為了提高教師的水平,一方面可以多派教師走出去進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)交流,比如多參加各種學(xué)術(shù)會議、到名校去做訪問學(xué)者等等。另一方面可以多請著名的專家教授走進(jìn)來做建模學(xué)術(shù)報告,使師生增長知識,拓寬視野,了解科學(xué)發(fā)展前沿的新趨勢、新動態(tài)。另外,數(shù)學(xué)教師還必須更新教育理念,不斷積累和更新專業(yè)知識,其中包括較寬廣的人文和科學(xué)素養(yǎng)。數(shù)學(xué)教師只有不斷創(chuàng)新,努力提高自身素質(zhì),才能適應(yīng)新的形勢,符合時展的要求。
總之,數(shù)學(xué)建模內(nèi)容具有實(shí)用價值,數(shù)學(xué)建模課程授課可以生動有趣,數(shù)學(xué)建??赡苡兄R創(chuàng)新的產(chǎn)品和成果。特別是促進(jìn)相關(guān)數(shù)學(xué)課程的教學(xué),應(yīng)該在學(xué)生學(xué)習(xí)了相關(guān)課程后或者學(xué)習(xí)相關(guān)課程中開設(shè)數(shù)學(xué)建模,至少應(yīng)該在現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容中安排一定的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。
數(shù)學(xué)本身具有的應(yīng)用價值、文化價值和智力價值,確立了它在學(xué)校課程中總是占據(jù)重要地位。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)已成為中小學(xué)學(xué)生人人面對的一項(xiàng)重要活動。因此,認(rèn)識數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)課程的內(nèi)涵及彼此的關(guān)系,顯得極為重要。
一、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)
人類的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動,從最初的結(jié)繩記數(shù)等自然經(jīng)驗(yàn)的積累,演變成以班級授課形式為主的學(xué)校數(shù)學(xué)教育,已有數(shù)千年歷史。然而,關(guān)于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基本理論的研究,諸如數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是什么?數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有何特點(diǎn)?學(xué)生在其學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出哪些心理規(guī)律?影響學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的因素分析等等,并沒有形成一種共識,亟待更深入地研究和探索。
(一)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì),牽涉到兩個更為重要的問題:一是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的對象——數(shù)學(xué)的本質(zhì)是什么?二是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)作為一類學(xué)習(xí)活動——學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是什么?前一個問題,是數(shù)學(xué)哲學(xué)的元問題,有著許多不同觀點(diǎn)。如“純數(shù)學(xué)的對象是現(xiàn)實(shí)世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系”①,“數(shù)學(xué)研究現(xiàn)實(shí)世界和人類經(jīng)驗(yàn)各方面的各種形式模型的構(gòu)造”②,“數(shù)學(xué)是研究廣義的量(即模式結(jié)構(gòu)形式)的學(xué)科”③等等。對數(shù)學(xué)本質(zhì)的不同認(rèn)識,形成了各種數(shù)學(xué)哲學(xué)流派,由于所持哲學(xué)立場各異,各派沒有形成共識的跡象。隨著認(rèn)識的不斷深化,人們看到盡管數(shù)學(xué)強(qiáng)調(diào)嚴(yán)密,但只是一種相對真理,大部分內(nèi)容僅僅滿足了邏輯合理性,與現(xiàn)實(shí)真理性有很大距離。
學(xué)習(xí)的本質(zhì)問題,則是各種學(xué)習(xí)理論分野的焦點(diǎn),這方面,具有代表性的是以桑代克、華生、斯金納等為代表的行為主義(或聯(lián)想主義)學(xué)習(xí)理論和以格式塔、托爾曼、布魯納等為代表的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論。在行為派看來,學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)就是學(xué)習(xí)者通過經(jīng)典性條件反射或者操作性條件反射的形成而獲得經(jīng)驗(yàn)的過程,即刺激與反應(yīng)之間的聯(lián)結(jié)。在認(rèn)知派看來,學(xué)習(xí)過程不是簡單地在強(qiáng)化條件下形成刺激與反應(yīng)的聯(lián)結(jié),而是學(xué)習(xí)者積極主動地形成新的完形或認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程,即學(xué)習(xí)是一種積極主動的內(nèi)部加工過程。隨著兩大學(xué)派的爭論和研究的深入,任何一派都無法涵蓋對方,都無法解釋一切學(xué)習(xí)。因此,西方心理學(xué)界又出現(xiàn)了折中主義的學(xué)習(xí)理論,將學(xué)習(xí)分為包括簡單的聯(lián)結(jié)學(xué)習(xí)與復(fù)雜的認(rèn)知學(xué)習(xí)的若干層級,調(diào)和兩大學(xué)派,試圖說明學(xué)習(xí)的全部涵義。如加涅最初將學(xué)習(xí)分為三類聯(lián)結(jié)學(xué)習(xí)(信號學(xué)習(xí)、刺激——反應(yīng)學(xué)習(xí)、連鎖學(xué)習(xí))和五類認(rèn)知學(xué)習(xí)(言語聯(lián)想、辨別學(xué)習(xí)、概念學(xué)習(xí)、規(guī)則學(xué)習(xí)、問題解決)。后來他又修改為一類聯(lián)結(jié)學(xué)習(xí)(連鎖學(xué)習(xí))和五類認(rèn)知學(xué)習(xí)(辨別學(xué)習(xí)、具體概念學(xué)習(xí)、抽象概念學(xué)習(xí)、規(guī)則學(xué)習(xí)、高級規(guī)則學(xué)習(xí))。折中主義學(xué)習(xí)理論吸收了兩大學(xué)派的合理成分,但在學(xué)習(xí)本質(zhì)的研究上,并沒有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
對數(shù)學(xué)本質(zhì)的不同理解和學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)的不同看法,給我們認(rèn)識數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)增加了難度就中小學(xué)學(xué)生而言,他(她)們所面對的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容,主要是反映現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)量關(guān)系和空間形式,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動是受數(shù)學(xué)課程規(guī)范的、在學(xué)校情境中進(jìn)行的,它不同于人類一般的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。因此,從心理學(xué)的角度,中小學(xué)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),是按教育目標(biāo)在數(shù)學(xué)課程規(guī)定的范圍內(nèi),由獲得數(shù)學(xué)知識經(jīng)驗(yàn)而引起的比較持久的行為或傾向的變化過程。這里的行為或傾向,包括學(xué)生外在的行為以及內(nèi)在的數(shù)學(xué)認(rèn)知、情感、興趣、態(tài)度、動機(jī)等等。
(二)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)
數(shù)學(xué)自身的特點(diǎn),決定了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是人類學(xué)習(xí)活動中的一種特殊活動。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)需要學(xué)生有較強(qiáng)的邏輯思維能力、形象思維能力和直覺思維能力,用來處理多級抽象概括的數(shù)學(xué)知識經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行形式符號語言的運(yùn)算推理。學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的思維方式,往往是“理論—實(shí)踐—理論”④的模式,與數(shù)學(xué)家的思維模式相比,必須經(jīng)歷逆轉(zhuǎn)的心理過程。中小學(xué)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),是按課程方案在教師指導(dǎo)下進(jìn)行的數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí),數(shù)學(xué)課程的特點(diǎn)使學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)更具有自己的風(fēng)格和特色。
(三)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的類型
中小學(xué)學(xué)生究竟進(jìn)行什么樣式的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)?回答這一問題,對揭示學(xué)生學(xué)習(xí)的心理規(guī)律、教師組織教學(xué)、數(shù)學(xué)課程建設(shè)等等都很有意義。分類標(biāo)準(zhǔn)不同,看法各異。如按數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容,將其分為:1.?dāng)?shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí);2.?dāng)?shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí);3.創(chuàng)造性數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。⑤按學(xué)生認(rèn)知活動水平的層次,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)包括:1.?dāng)?shù)學(xué)符號學(xué)習(xí);2.?dāng)?shù)學(xué)概念學(xué)習(xí);3.?dāng)?shù)學(xué)原理學(xué)習(xí);4.?dāng)?shù)學(xué)運(yùn)用學(xué)習(xí);5.?dāng)?shù)學(xué)問題解決學(xué)習(xí)。⑥如果從學(xué)習(xí)的性質(zhì)來看,中小學(xué)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)包括:1.獲得數(shù)學(xué)知識經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí);2.獲得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)機(jī)制的學(xué)習(xí),即元學(xué)習(xí)。前者為一般的學(xué)習(xí),后者則是有關(guān)數(shù)學(xué)的外部活動不斷內(nèi)化的過程,是學(xué)生個體心理機(jī)能的獲得過程。
上述認(rèn)識表明,中小學(xué)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是一項(xiàng)復(fù)雜的心理活動,它受學(xué)生個體發(fā)展水平、學(xué)校教育、數(shù)學(xué)課程等多種因素的制約。其中,數(shù)學(xué)課程不但影響著人們對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)的理解,而且直接影響學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容、方法以及學(xué)習(xí)的成果。
二、數(shù)學(xué)課程
我認(rèn)為,數(shù)學(xué)課程是對學(xué)校數(shù)學(xué)教育內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)度的總體安排和設(shè)計。它是聯(lián)結(jié)教師、學(xué)生的橋梁。教師按課程的規(guī)定,為學(xué)生獲得數(shù)學(xué)知識經(jīng)驗(yàn)、個性發(fā)展提供最有效的途徑與方法,學(xué)生則根據(jù)課程規(guī)定的數(shù)學(xué)內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)。因此,數(shù)學(xué)課程反映著學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行的一切數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動。
美國課程論專家泰勒認(rèn)為,教育的本來課題,不是教授者完成某種活動,而是要在學(xué)生的行為中引起某種重要的變化。⑦數(shù)學(xué)課程建設(shè)為教師達(dá)到這一目標(biāo)提供基本方案和依據(jù),因而它對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的質(zhì)量、水平有著決定性意義。
制約數(shù)學(xué)課程建設(shè)的因素是多方面的,大致有社會因素、數(shù)學(xué)因素、學(xué)生因素、教師因素、教育理論因素、課程的發(fā)展史因素。⑧如果從中小學(xué)數(shù)學(xué)教育的出發(fā)點(diǎn)與歸宿來看,數(shù)學(xué)課程建設(shè)是為了學(xué)生的個性發(fā)展,這種發(fā)展不是絕對自由的,而是在滿足社會需要前提下實(shí)現(xiàn)的。學(xué)生的個性發(fā)展源于成熟與學(xué)習(xí)。成熟多受遺傳的稟賦和潛能所支配,學(xué)習(xí)則是個體從環(huán)境中所獲得的變化,主要受個人的教養(yǎng)和境遇所影響。學(xué)校數(shù)學(xué)教育給學(xué)生提供了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的環(huán)境,數(shù)學(xué)課程在這種環(huán)境中起著“中介”和“方案”作用。因此,在滿足社會需要的前提下,學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)及所經(jīng)歷的心理規(guī)律等等,成為影響數(shù)學(xué)課程建設(shè)因素中的最根本因素。數(shù)學(xué)課程改革,必須認(rèn)真對待學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)問題。
三、從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)看數(shù)學(xué)課程改革
(一)數(shù)學(xué)課程改革的歷史教訓(xùn)
20世紀(jì)的數(shù)學(xué)課程改革已接近尾聲,各國都在總結(jié)歷史,展望未來。本世紀(jì)的數(shù)學(xué)課程改革歷史表明,不管社會存在什么樣的需要,只有設(shè)計符合學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)、規(guī)律的課程體系,才能取得預(yù)期效果。學(xué)問中心數(shù)學(xué)課程和人本主義數(shù)學(xué)課程的失敗就是佐證。
本世紀(jì)60年代世界范圍內(nèi)流行的學(xué)問中心數(shù)學(xué)課程,是基于對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)這樣的認(rèn)識建立的,即數(shù)學(xué)家的認(rèn)識過程與學(xué)生的學(xué)習(xí)過程的邏輯是同質(zhì)的,其間的差異只是程度的問題。數(shù)學(xué)家的研究邏輯與學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)邏輯被認(rèn)為是:第一,數(shù)學(xué)家的認(rèn)知方式與未成熟學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知方式所顯示的不同,不是種類上而僅僅是程度上的差異,兩者都經(jīng)歷著探究——發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的過程;第二,智力活動在一切方面都是
同一的。數(shù)學(xué)家的智力、興趣與追求,對于任何年齡階段的學(xué)生來說,都可以認(rèn)為是適當(dāng)?shù)?。于是,學(xué)問中心數(shù)學(xué)課程編制的基本準(zhǔn)則是:依據(jù)數(shù)學(xué)科學(xué)的基本結(jié)構(gòu)編制內(nèi)容,體現(xiàn)數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu)化、形成化、統(tǒng)一性和現(xiàn)代化。上述思想忽視了兒童思維方式的質(zhì)與成人有差異。皮亞杰等人的研究成果表明,青少年心智成長是階段性發(fā)展的,在其成熟過程中,經(jīng)驗(yàn)起著質(zhì)的變化。因此,學(xué)問中心數(shù)學(xué)課程注定是要失敗的。70年代,它受到抨擊,被認(rèn)為使學(xué)生“非人性化”,妨礙了“完整人格”的實(shí)現(xiàn)。數(shù)學(xué)課程也隨大流,走向人本主義化,以學(xué)生能力的全域發(fā)展為目的。
人本主義數(shù)學(xué)課程的目標(biāo)是將學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知發(fā)展和情意發(fā)展(情緒、感情、態(tài)度、價值等)統(tǒng)一起來,數(shù)學(xué)課程采用知識課程與體驗(yàn)課程或情意課程與體驗(yàn)課程的多層結(jié)構(gòu)。它以馬斯洛的理論為其心理學(xué)基礎(chǔ),企圖將抽象的數(shù)學(xué)演繹過程轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)驗(yàn)的歸納的學(xué)習(xí)過程。然而,這種理想化課程并沒有提高學(xué)校數(shù)學(xué)教育質(zhì)量,過分強(qiáng)調(diào)尊重人的價值、忽視學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的規(guī)律,造成了學(xué)生學(xué)習(xí)能力低下。70年代中期,一些國家(如美國)又強(qiáng)調(diào)“回到基幢去。
數(shù)學(xué)課程必須符合學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)、心理規(guī)律,實(shí)際上是數(shù)學(xué)課程的學(xué)生適切性問題,它與數(shù)學(xué)課程的社會適切性共同決定著數(shù)學(xué)課程改革的成敗。如何使學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中人格得以完善,又能兼顧社會的需要,看來“大眾數(shù)學(xué)”強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育的思想是比較合理的。在這一思想指導(dǎo)下,90年代西方發(fā)達(dá)國家都建立了各自的數(shù)學(xué)課程體系,將數(shù)學(xué)課程的社會適切性與學(xué)生適切性置于優(yōu)秀地位,尤其是后者,可以說達(dá)到空前的地步。
(二)從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)看數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)
數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)是對各個特定階段(如初中、高中)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)的規(guī)定,它體現(xiàn)著數(shù)學(xué)教育的目標(biāo)。這些規(guī)定,必須考慮學(xué)生達(dá)到該學(xué)段時已有的數(shù)學(xué)知識經(jīng)驗(yàn)、數(shù)學(xué)認(rèn)知發(fā)展水平、數(shù)學(xué)思維的發(fā)展水平與特點(diǎn),以及學(xué)生在教師的指導(dǎo)下以上方面可達(dá)到的水平。不同民族、不同環(huán)境下成長的學(xué)生,在思維發(fā)展順序上同一,但達(dá)到各階段的時間有差異。從數(shù)學(xué)概括能力、空間想象能力、數(shù)學(xué)命題能力和邏輯推理能力幾方面發(fā)展的研究表明,⑨我國中學(xué)生在初中二年級是中學(xué)階段思維發(fā)展的關(guān)鍵期,從初中二年級開始,他們的抽象邏輯思維開始由經(jīng)驗(yàn)型水平向理論型水平轉(zhuǎn)化,到高中二年級,這種轉(zhuǎn)化初步完成,已“初步定型”或成熟。數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的確定,必須考慮這些特點(diǎn)。
(三)從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)看數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的選擇
數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的確定,是歷次數(shù)學(xué)課程改革的優(yōu)秀。從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的角度看,數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容必須對大多數(shù)學(xué)校的大多數(shù)學(xué)生是難易適中,應(yīng)與學(xué)生的認(rèn)知水平相匹配,與學(xué)生的可接受能力相適應(yīng)。這些內(nèi)容應(yīng)該是以前數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的發(fā)展,是今后數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)或就業(yè)的準(zhǔn)備。學(xué)習(xí)這些內(nèi)容,不僅使學(xué)生獲得數(shù)學(xué)知識經(jīng)驗(yàn),而且使學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)機(jī)制(元學(xué)習(xí))得到發(fā)展。數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容過于直觀、易懂,有益于學(xué)生較快獲得數(shù)學(xué)知識,但對數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累較少,至于更有意義的學(xué)習(xí)機(jī)制的發(fā)展就微乎其微。中小學(xué)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容,應(yīng)盡可能地讓學(xué)生感知數(shù)學(xué)的發(fā)展和全貌,增加廣泛的背景知識,體現(xiàn)不同的數(shù)學(xué)思維方式和數(shù)學(xué)思想方法。這些內(nèi)容是極有價值的,學(xué)生可能會受益終身。
(四)從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)看數(shù)學(xué)課程的體系編排
數(shù)學(xué)課程的體系編排,應(yīng)以學(xué)生不同階段的數(shù)學(xué)認(rèn)知方式、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)過程的心理特征為前提,在此基礎(chǔ)上,盡可能保持?jǐn)?shù)學(xué)科學(xué)所具有的嚴(yán)密和統(tǒng)一性,處理好“數(shù)學(xué)學(xué)問邏輯”向“學(xué)科數(shù)學(xué)邏輯”的轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、心理結(jié)構(gòu)的和諧統(tǒng)一。學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的類型是多樣的,課程體系的編排,某一區(qū)段的組織不妨按認(rèn)知水平,從低向高,依次以概念、原理、運(yùn)用、問題解決學(xué)習(xí)為序列。學(xué)生的認(rèn)識不是一次完成的,應(yīng)注意課程的螺旋式發(fā)展。同時,數(shù)學(xué)課程編排中應(yīng)注意學(xué)生自學(xué)能力、數(shù)學(xué)意識的培養(yǎng),必須充分考慮學(xué)生非智力因素的發(fā)展,為其數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)提供動力。
摘要:探討了國家數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研制的指導(dǎo)思想及策略,并對課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容及設(shè)計中的幾個具體問題提出了建議。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn);研制
文[l]提出了"關(guān)于我國數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研制的初步設(shè)想"(以下簡稱《設(shè)想》)之后,引起數(shù)學(xué)教育界各方人士的關(guān)注,對此問題的研究也日漸成為熱點(diǎn)。經(jīng)各方努力,《義務(wù)教育階段國家數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)·征求意見稿》已于2000年3月份問世,高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的研制工作也已啟動。從l999年7月開始的這段時間,筆者曾多次參加過關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)研制的有關(guān)會議,接觸到從數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)教育家到一線中小學(xué)數(shù)學(xué)教師對此工作的種種觀點(diǎn),深感研制的過程確如文[1]所希望的"應(yīng)成為數(shù)學(xué)教育思想大討論的過程",這樣一個過程為世紀(jì)之交的中國數(shù)學(xué)教育改革灌注了活力,經(jīng)歷其中,深受啟發(fā),以下就幾個方面問題作一探討。
1關(guān)于課程標(biāo)準(zhǔn)研制的基本理念和指導(dǎo)思想
在討論中,不少觀點(diǎn)的爭論實(shí)際上都可上溯到這個層面上來,它涉及到為什么要制定標(biāo)準(zhǔn)?以什么制定標(biāo)準(zhǔn)?所制定標(biāo)準(zhǔn)需要體現(xiàn)的優(yōu)秀思想或觀念是什么?這些問題實(shí)際上關(guān)系到標(biāo)準(zhǔn)研制的基礎(chǔ),也是需要在研制過程中不斷深入研討以形成共識的。
1.1應(yīng)首先以時代性要求作為標(biāo)準(zhǔn)研制的依據(jù)
作為實(shí)施《面向21世紀(jì)教育振興行動計劃》的一項(xiàng)重要工作,當(dāng)然應(yīng)該從更廣闊的時代背景出發(fā),反映出數(shù)學(xué)課程在新的歷史條件下的發(fā)展變化和應(yīng)達(dá)到的目標(biāo),誠為G.豪森在《數(shù)學(xué)課程發(fā)展》一書中所指出的:應(yīng)該將數(shù)學(xué)課程發(fā)展放在歷史的,以及更普遍的社今的、教育的背景中去加以考察。"從這一角度出發(fā),至少如以下幾個方面是應(yīng)該考慮的:
(1)未來社會發(fā)展的新特征(如社會的信息化、數(shù)字化、學(xué)習(xí)化)對教育及數(shù)學(xué)教育提出的新要求;
(2)數(shù)學(xué)學(xué)科本身的發(fā)展變化(如技術(shù)性特征的凸現(xiàn)、應(yīng)用環(huán)境的拓展、以數(shù)學(xué)理性精神及數(shù)學(xué)語言、思想、方法為優(yōu)秀的數(shù)學(xué)文化與人的生存更緊密的聯(lián)系等);
(3)數(shù)學(xué)教育觀的新發(fā)展(如數(shù)學(xué)教育功能、價值的變化;對數(shù)學(xué)教育過程、本質(zhì)的新認(rèn)識等);
(4)數(shù)學(xué)教育改革的國際、國內(nèi)時代背景(如怎樣適應(yīng)以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為中心的素質(zhì)教育總要求以及國際數(shù)學(xué)教育改革的新趨勢等)。
應(yīng)該說,我國數(shù)學(xué)教育工作者在近幾年的研究中已敏銳地關(guān)注著上述時展要求所賦予的數(shù)學(xué)教育新的時代特征。如在ICME-8上,我國學(xué)者提出了"中國數(shù)學(xué)教育的范式革命",引起國際數(shù)學(xué)教育界的關(guān)注。之后,文[2]進(jìn)一步從數(shù)學(xué)教育價值觀、認(rèn)識論觀、數(shù)學(xué)觀3個維度組成的框架來描述這種觀念的變革。文[3]從"數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的建設(shè)是一項(xiàng)深刻的教育思想改革"的角度對上述觀點(diǎn)予以支持。20世紀(jì)末連續(xù)兩年·。在上海舉行的"數(shù)學(xué)教育高級研討班",不僅對20年來我國數(shù)學(xué)教育的成就和特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和國際比較,還對改革的目標(biāo)和未來10年中國數(shù)學(xué)教育的發(fā)展作了展望,作為參與者,深感數(shù)學(xué)教育的新觀念、新思維已成為問題研討的基礎(chǔ);而在北京舉行的全國高師數(shù)學(xué)教育年會上,主題報告《數(shù)學(xué)教育如何迎接知識經(jīng)濟(jì)時代的挑戰(zhàn)》鮮明反映出在知識經(jīng)濟(jì)理念之下對數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)教育的新認(rèn)識。這里還要提及的是以青年學(xué)者為主體的"21世紀(jì)中國數(shù)學(xué)教育展望課題組"圍繞"大眾數(shù)學(xué)的理論與實(shí)踐"進(jìn)行了長達(dá)6年的實(shí)驗(yàn)研究,專家鑒定意見指出:該課題"在數(shù)學(xué)教育觀和數(shù)學(xué)教育改革的指導(dǎo)思想、基本思路和原則、理論依據(jù)方面提出了一套較為系統(tǒng)的新思路"。其主旨報告從重新認(rèn)識數(shù)學(xué)、重新認(rèn)識學(xué)生、重新估價我國數(shù)學(xué)教育現(xiàn)狀、把握國際數(shù)學(xué)教育新方向等方面論述了其研究在未來義務(wù)教育中"代表著一種新的數(shù)學(xué)思想和實(shí)踐體系"。
上述具有一定代表性的研究活動集中地反映出這樣一種共識,即:應(yīng)該以一種基于時展要求之下的全新的理念來推進(jìn)數(shù)學(xué)教育改革,而這也就成了標(biāo)準(zhǔn)研制的一個重要的思想基礎(chǔ)。
1.2關(guān)于《設(shè)想》所提出的改革的基本理念
它主要涉及到如下層面:(l)數(shù)學(xué)觀,從數(shù)學(xué)是模式與秩序的科學(xué),是普遍適用的。技術(shù),是一種充滿探索與創(chuàng)造的過程等方面去反映對數(shù)學(xué)發(fā)展的新認(rèn)識。(2)突出"以人的發(fā)展為本"的數(shù)學(xué)教育觀,從中體現(xiàn)出數(shù)學(xué)教育與國民素質(zhì)、人的理性思維、自我情感發(fā)展、解決問題能力的新關(guān)系,體現(xiàn)出平等教育、終身教育與可持續(xù)發(fā)展的新觀點(diǎn)。(3)圍繞"學(xué)習(xí)的建構(gòu)",從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì)、方式、教師作用等方面形成一種新的學(xué)習(xí)認(rèn)識論觀念。(4)基于以上觀念變化,提出新的教育評價觀,即建立一種注重過程的、動態(tài)的、多樣化的數(shù)學(xué)教學(xué)評價機(jī)制。
應(yīng)該說,上述理念基本反映了目前的研究成果和共識,反映了未來發(fā)展的時代要求,為前期研制奠定了必要的思想認(rèn)識基礎(chǔ)。隨著研制進(jìn)程的推進(jìn)和討論的深入,研制者對上述理念也作了一些調(diào)整和補(bǔ)充,我們不難從文[5]及《義務(wù)教育階段數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿》中發(fā)現(xiàn)一些變化。
1.3關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)研制的優(yōu)秀思想
文[6]認(rèn)為"一個好的數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)其有明確的指導(dǎo)思擔(dān)",它應(yīng)該有一個優(yōu)秀的思想予以表述,它"事實(shí)上構(gòu)成了新的改革運(yùn)動的主要特征,或者說,是次之改革運(yùn)動成敗的關(guān)鍵因素"。筆者贊同這樣的成點(diǎn),只是認(rèn)為這種優(yōu)秀理念的形成需要經(jīng)歷一個過程(從某種意義上講,它本身也是研制的一個成果),它需要對諸多層面的理念予以梳理、貫通、整合及提煉,需要以深入的理論與實(shí)踐研究為基礎(chǔ),它也不僅僅是一種理性思考的產(chǎn)物,更應(yīng)該能通過課程載體落在實(shí)處。
綜合研制過程中所接觸到的種種觀點(diǎn),比較趨于共識的是:新課程標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)注重在素質(zhì)教育的目標(biāo)下實(shí)現(xiàn)"人的發(fā)展",有鑒于此,就必須實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)變,即:從面向少數(shù)學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛉w學(xué)生;從強(qiáng)調(diào)以獲取知識為首要目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)槭紫汝P(guān)注人的情感、態(tài)度、價值觀和一般能力的培養(yǎng);從數(shù)學(xué)接受性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)活動中的建構(gòu)性學(xué)習(xí);從僅于數(shù)學(xué)內(nèi)部學(xué)數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)變到更多地聯(lián)系數(shù)學(xué)外部(社會、生活、其它學(xué)科等)學(xué)數(shù)學(xué);從追求特定時限學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變到著眼于學(xué)生終身學(xué)習(xí)及可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)的養(yǎng)成。
2課程標(biāo)準(zhǔn)研制需要注意的幾個策略
由于"標(biāo)準(zhǔn)"的研制在我國尚屬首次,加之涉及面廣,需解決的問題多,且要經(jīng)歷一個較長的研制實(shí)驗(yàn)過程,可以說是一項(xiàng)數(shù)學(xué)教育改革的系統(tǒng)工程,為有效地實(shí)施這項(xiàng)工程,應(yīng)該注意方法、策略問題。筆者曾在1999年10月份召開的北京會議上就此問題發(fā)表過意見,現(xiàn)在本文著重就幾個問題再談點(diǎn)個人意見。
2.1需處理好幾個關(guān)系
首先要處理好繼承與發(fā)展的關(guān)系。建國以來,我國數(shù)學(xué)教育經(jīng)過若干歷史發(fā)展階段,積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),形成了具有自我特色的厚重的歷史底蘊(yùn)。特別是改革開放以來,數(shù)學(xué)教育改革理論和實(shí)踐上都取得了巨大的成績,這是應(yīng)該充分肯定的。但也應(yīng)該看到,基于應(yīng)試教育的大背景,數(shù)學(xué)教育也出現(xiàn)了許多值得認(rèn)真研究、加以解決的問題。而如果從前述時展的要求看,數(shù)學(xué)教育在某些方面還有相當(dāng)大的差距,更應(yīng)該加快改革進(jìn)程。正是基于這樣一種分析,決定了"標(biāo)準(zhǔn)"研制的基本態(tài)度應(yīng)是揚(yáng)棄加變革,即采取歷史唯物主義和辯證唯物主義態(tài)度對數(shù)學(xué)教育的過去和現(xiàn)狀作實(shí)事求是的分析,既要肯定成績,也要正視問題,更要以改革的姿態(tài),適應(yīng)未來發(fā)展的需要。應(yīng)該說,研制者所采取的態(tài)度是嚴(yán)肅而科學(xué)的,除了注意歷史總結(jié),現(xiàn)狀剖析和未來需求設(shè)計這三者的貫通外,其著力點(diǎn)放在了適應(yīng)未來發(fā)展需要上,這也表現(xiàn)了"標(biāo)準(zhǔn)"是一個適應(yīng)未來的向前看的標(biāo)準(zhǔn)目前有人對標(biāo)準(zhǔn)研制是否充分肯定了我國數(shù)學(xué)教育的成績以及目前改革步伐是否邁得過大所表現(xiàn)的憂慮是沒有必要的。
另一個需要處理好的是堅持自我特色與借鑒國際經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系。數(shù)學(xué)教育研究歷來具有國際協(xié)作的傳統(tǒng),而數(shù)字化社會的到來,使"地球村"更加成為現(xiàn)實(shí),全球一體化的大趨勢使得各國的數(shù)學(xué)教育更加走向開放和交流。值此世紀(jì)之交,各國數(shù)學(xué)教育研究異?;钴S,反思過去、調(diào)整現(xiàn)在、思考未來已成為共同的主題。數(shù)學(xué)教育在這特定的時代背景下也呈現(xiàn)出更多帶普遍規(guī)律性的特征,這無疑為我們提供了進(jìn)行國際研究的大好時機(jī)。中國作為世界上學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)人口最多的國家,其研究應(yīng)該更多地融入國際數(shù)學(xué)教育改革的主潮流,一方面吸取別國之長;另一方面也為國際教育界提供自己的經(jīng)驗(yàn)。正是從局這雙向目的出發(fā),在標(biāo)準(zhǔn)研制中,加強(qiáng)國際比較研究就顯得極其重要。研制組除了進(jìn)行"國際數(shù)學(xué)課程改革的最新進(jìn)展"的專題研究外,還廣泛收集了各國第一手資料,有針對性地進(jìn)行了國別研究和其它方面的專題研究。事實(shí)證明,這種比較研究對于認(rèn)清自己國的長處和不足,把握數(shù)學(xué)教育改革的趨勢是有效的,值得進(jìn)一步深入下去。
在研討中,還涉及到正確處理好需要與可能的關(guān)系問題。比如,關(guān)于計算機(jī)(器)的普遍使用能否實(shí)現(xiàn),某些現(xiàn)代內(nèi)容(如概率統(tǒng)計)的增加是否會造成地區(qū)間新的水平差異,在義務(wù)教育階段,創(chuàng)新精神的培養(yǎng)是否能落到實(shí)處,師資水平能否保證標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn),等等。筆者認(rèn)為,在標(biāo)準(zhǔn)研制中,注意我國國情和現(xiàn)實(shí)可能性固然重要,但這種現(xiàn)實(shí)可能性一定是放在21世紀(jì)發(fā)展的背景下加以考慮的,一定是以時代需要為前提的。所謂目標(biāo)既定,行動使然,課程標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該在這個意義上體現(xiàn)它的先導(dǎo)性。
2.2吸納各方力量參與,增強(qiáng)研制工作的開放性
應(yīng)該說研制工作一開始就注意到了這一點(diǎn)。除就《設(shè)想》在全國普遍征求意見外,還先后召開了華東、華南、西南、西北、華北地區(qū)的座談會,并通過多種形式,分別聽取了數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)教育家、高師研究者、教研員、一線中小學(xué)教師及其他各方人士的意見,并調(diào)動國內(nèi)、境外有關(guān)學(xué)者的力量,進(jìn)行了5個方面專題的調(diào)研,研制工作及有關(guān)會議也考慮到了地區(qū)性和各個層面的代表性。考慮到標(biāo)準(zhǔn)研制及具體實(shí)施、實(shí)驗(yàn)還將持續(xù)一個相當(dāng)長的過程,更需要各方參與、通力合作才能收到實(shí)效,因此在研制的開放性上還需加強(qiáng)。應(yīng)鼓勵針對研制及實(shí)驗(yàn)有關(guān)各層面課題的立項(xiàng)研究,更提倡多方聯(lián)合對重點(diǎn)問題進(jìn)行攻關(guān)研究。
2.3提倡學(xué)術(shù)論爭,增強(qiáng)研制過程的活力
圍繞著標(biāo)準(zhǔn)研制,一段時間以來,在各種期刊上出現(xiàn)了不少文章,仁者見仁,智者見智,其中多有觀點(diǎn)碰撞。事實(shí)上,數(shù)學(xué)教育研究的多元化格局已是當(dāng)前發(fā)展的趨勢,更何況我們是在做過去從未做過的事,如果眾口一詞,循之一徑那才是不正常的事。學(xué)術(shù)論爭必然帶來學(xué)術(shù)繁榮。筆者參加的幾次會議,盡管時時感到"火藥味",但同時更感到言者的坦誠和成就這一事業(yè)的高度責(zé)任感。因標(biāo)準(zhǔn)研制所引發(fā)的學(xué)術(shù)論爭是一件大好事,它必然為這一工作灌注強(qiáng)勁的動力。
3關(guān)于課程標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計
3.l標(biāo)準(zhǔn)水平的定位
此問題曾引起人們的關(guān)注(并引發(fā)出應(yīng)是高水平還是低水平的爭論),這里要解決好4個方面的問題:(1)要以反映基礎(chǔ)教育階段數(shù)學(xué)課程的基本要求(即普及性、基礎(chǔ)性、發(fā)展性)為定位的依據(jù);(2)從上述依據(jù)出發(fā),標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)首先是對全體學(xué)生的基本標(biāo)準(zhǔn),但正如它是致力于"人的發(fā)展"的標(biāo)準(zhǔn),所以這一標(biāo)準(zhǔn)又不應(yīng)理解為基于當(dāng)前現(xiàn)狀的低標(biāo)準(zhǔn),而是著眼于21世紀(jì)發(fā)展要求的高標(biāo)準(zhǔn);(3)標(biāo)準(zhǔn)在確立規(guī)范性要求的同時,應(yīng)體現(xiàn)一定的彈性,這種彈性能為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施(教材編制、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評價手段及地區(qū)實(shí)際情況差異)提供必要的發(fā)展空間;(4)3學(xué)段(9年級)之間的水平劃分也應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)性和學(xué)段水平之間的遞進(jìn)發(fā)展關(guān)系,即通過階段性與發(fā)展性的有機(jī)結(jié)合,來刻畫標(biāo)準(zhǔn)的完整水平定位,而這些又是需要一定的研究來予以確定的。
3.2標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
《設(shè)想》對九年義務(wù)教育階段的標(biāo)準(zhǔn)提供了一個基本框架,反映出如下特點(diǎn):(1)以基本理念闡釋標(biāo)準(zhǔn)制定的時代背景與指導(dǎo)思想;(2)將目標(biāo)體系分為發(fā)展性領(lǐng)域與知識性領(lǐng)域,"虛"實(shí)結(jié)合、內(nèi)容與活動結(jié)合、知識與素養(yǎng)(能力、態(tài)度等)結(jié)合、認(rèn)知與情感結(jié)合,通過兩個領(lǐng)域的交融、互動,來實(shí)現(xiàn)課程的總目標(biāo);(3)進(jìn)一步對實(shí)施課程目標(biāo)從課程設(shè)計和教學(xué)過程兩個方面提出了思路,按此思路可對教材編寫、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評價等方面形成指導(dǎo)性意見。這樣。目標(biāo)體系、教材編寫、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評價就形成了一個相互貫通,有機(jī)結(jié)合的體系,應(yīng)該說這是值得肯定的有一定特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。
這之中,目標(biāo)體系的設(shè)計特別是知識領(lǐng)域內(nèi)容的設(shè)計是重點(diǎn),也曾引發(fā)出一些有爭議的問題。如關(guān)于平面幾何的改革,關(guān)于小學(xué)是否引入方程,關(guān)于計算機(jī)(器)的進(jìn)入?關(guān)于四則運(yùn)算的要求以及一些具體內(nèi)容的增、舍等等。此外,關(guān)于如何看待數(shù)學(xué)能力;如何貫穿數(shù)學(xué)思想方法;如何體現(xiàn)數(shù)學(xué)的文化價值;關(guān)于"證明"限制的程度怎樣才合適;在3部分內(nèi)容(數(shù)與式、空間與圖形、概率統(tǒng)計)之外如何反映數(shù)學(xué)的聯(lián)系(內(nèi)部及外部聯(lián)系);發(fā)展性目標(biāo)對知識性目標(biāo)的導(dǎo)向如何落在實(shí)處;如何處理好課程標(biāo)準(zhǔn)與教材編寫與呈現(xiàn)之間的關(guān)系等也是引起關(guān)注的問題。
3.3對案例的重視
課程標(biāo)準(zhǔn)研制應(yīng)該把典型案例的設(shè)計放在一個重要的位置。一個好的案例應(yīng)該體現(xiàn)如下功能:(1)示范性,即提供一個實(shí)實(shí)在在的示例。(2)過程性,通過案例反映出動態(tài)活動特征。比如,通過"問題情境一一模型一一解決與拓展"的過程展示、呈現(xiàn)一種基本模式。(3)綜合性,通過案例,濃縮與融合課程要求的諸要素,以期對課程達(dá)到的目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)的途徑作整體反映。(4)可實(shí)現(xiàn)性,即能行性,以案例為載體,解決理論聯(lián)系實(shí)際的問題,把課程標(biāo)準(zhǔn)落在實(shí)處。無獨(dú)有偶,在1999年底上海舉行的"數(shù)學(xué)教育高級研討班"討論"數(shù)學(xué)教師培訓(xùn)課程計劃"時,大家極力主張"案例+反思"應(yīng)作為教師培訓(xùn)的基本方式。而王長沛先生所提供的幾個案例錄相曾在多個場合引起大家的興趣和好評。我們應(yīng)該將這一工作視為一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作,圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)的研制,廣泛收集、整理、設(shè)計各種層次的豐富多彩的案例就顯得很有必要。
義務(wù)教育改革的優(yōu)秀問題是實(shí)施素質(zhì)教育,落實(shí)和貫徹《中國教育改革和發(fā)展綱要》精神。義務(wù)教育全日制初中《數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》也明確指出:“使學(xué)生受到必要的數(shù)學(xué)教育,具有一定的數(shù)學(xué)素養(yǎng),對于提高全民族素質(zhì)、為培養(yǎng)社會主義建設(shè)人才奠定基礎(chǔ)是十分必要的。”素質(zhì)教育的實(shí)踐證明:實(shí)施素質(zhì)教育的根本途徑在于課堂教學(xué),在于學(xué)科教育。而其前提是廣大教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育教學(xué)觀念,樹立全新的教育教學(xué)理念,在數(shù)學(xué)教育中就要求教師們在課堂教學(xué)中要充分把握新數(shù)學(xué)課程的課程特點(diǎn),全面貫徹現(xiàn)代教育理念。
一、新數(shù)學(xué)課程課堂教學(xué)的特點(diǎn)
1.基礎(chǔ)性。在人的發(fā)展過程中,包含著一系列生理的、心理的和社會的較為穩(wěn)定的發(fā)展,新數(shù)學(xué)課程課堂教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)習(xí)主體的自然素質(zhì),調(diào)動其積極參與,促使其生動活潑的發(fā)展。初中數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)自然學(xué)科,教學(xué)的根本目的就是要培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的最基本的素質(zhì)。
2.有序性。數(shù)學(xué)課堂實(shí)施素質(zhì)教育在具體方法上是一個有節(jié)奏的,有重點(diǎn)的推進(jìn)的一個過程,而不是胡子眉毛一把抓,數(shù)學(xué)教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實(shí)踐,在每一個階段(學(xué)年、學(xué)期、學(xué)月或每一周)確定一個問題,重點(diǎn)突破。素質(zhì)教育的目標(biāo)實(shí)現(xiàn),不是一蹴而就,必然是一個長期培養(yǎng)的有序的過程。
3.全面性。不體現(xiàn)全面性,就不是真正意義上的素質(zhì)教育?!皟扇暴ぉと尕瀼攸h的教育方針,全面提高教育質(zhì)量足素質(zhì)教育的基本內(nèi)涵。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,要做到面向全員促使全體學(xué)生都能得到發(fā)展,而不是“優(yōu)生教育”、“競賽教育”。
4.延續(xù)性。新數(shù)學(xué)課程的實(shí)施不能割斷歷史,不能認(rèn)為過去的一切做法都是“應(yīng)試教育”,全盤否定過去的教育教學(xué)活動,不能把過去已采用過的符合教育規(guī)律和學(xué)生認(rèn)識規(guī)律的行之有效的方法和已取得的經(jīng)驗(yàn)。同心課程教育對立起來。在“應(yīng)試教育”的課堂中,也能進(jìn)行素質(zhì)教育;在新數(shù)學(xué)課程的課堂中。也要使用應(yīng)試手段。
5.開放性。抽象性與嚴(yán)密性是數(shù)學(xué)學(xué)科的重要特點(diǎn)。在課堂教學(xué)中,不但要重視系統(tǒng)的學(xué)科學(xué)習(xí),而且要重視生活的教育和社會的服務(wù),使學(xué)生具有初步用數(shù)學(xué)的意識。
二、新數(shù)學(xué)課程課堂教學(xué)的內(nèi)容
1.思想品德教育。思想品德包括政治、思想、道德、意識、觀念等方面。初中數(shù)學(xué)教材中滲透了大量的德育教材,只要我們善于挖掘并充分利用,那么對培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,勇于鉆研的科學(xué)精神,樹立辯證唯物觀,以及遇到困難、挫折百折不撓的精神,都有著十分重要的作用。如我國方算書《周髀算經(jīng)》記載的商高和周公的問答,競有“勾廣三,股修四,弦隅五”的論述。它比畢達(dá)哥拉斯的發(fā)現(xiàn)早600多年。又如圓周率,它是我國幾何學(xué)舉世公認(rèn)的成就。這些成就,是我國古代勞動人民智慧的結(jié)晶,讓學(xué)生了解這些事實(shí),可以激發(fā)學(xué)生的民族自信心和民族自豪感,形成學(xué)生的愛國品質(zhì)。
2.科學(xué)文化教育。作為教學(xué)科目的中學(xué)數(shù)學(xué)與作為科學(xué)的抽象數(shù)學(xué),就其性質(zhì)和內(nèi)容來說,有著顯著的差別,這是因?yàn)?,作為教學(xué)科目的數(shù)學(xué)著眼點(diǎn)在于完成中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)目的所規(guī)定的任務(wù),具體他說,在于通過數(shù)學(xué)課堂教學(xué),使學(xué)生掌握概念,并培養(yǎng)技能,發(fā)展能力?!稊?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》上所規(guī)定學(xué)生要了解、理解、掌握、應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識,就是我們數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的任務(wù)所在,這也是構(gòu)成學(xué)生數(shù)學(xué)智育素質(zhì)的最基本的部分。另一方面,在使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識的同時掌握數(shù)學(xué)思想(字母代數(shù)思想,方程思想,數(shù)形結(jié)合、式形結(jié)合的思想,轉(zhuǎn)化的思想,統(tǒng)計的思想等)和數(shù)學(xué)方法。同時培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力(記憶、遷移、發(fā)散、分析、綜合、抽象、概括的能力),使學(xué)生具有正確、迅速的運(yùn)算能力,并逐漸形成技能和技巧??茖W(xué)文化素質(zhì)是學(xué)生一切素質(zhì)中最重要、最優(yōu)秀的素質(zhì),而這種素質(zhì)培養(yǎng)的重要途徑就在于課堂教學(xué),所以就要求我們數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中必須把精力放在課堂內(nèi),精心設(shè)計,精心施教。把“教學(xué)最優(yōu)化”作為教學(xué)的最高境界。應(yīng)該是我們廣大數(shù)學(xué)教師追求的目標(biāo),在課堂教學(xué)中做到“精講精練精評”,盡量讓每位學(xué)生都學(xué)到知識,切實(shí)提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)。
3.技能操作素教育。眾所周知,九年義務(wù)初中數(shù)學(xué)教材較之于過去的統(tǒng)編教材,明顯的一個差別就在于:初中數(shù)學(xué)教材增加了“實(shí)習(xí)作業(yè)”,這類教材目的在于要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識去實(shí)踐、去運(yùn)用?!督庵苯侨切巍芬徽聦W(xué)完后的實(shí)習(xí)作業(yè),就是要求學(xué)生制作測傾器,測量物體的仰角(俯角),從而計算物體的高度。而這類作業(yè)卻受到了很多教師的冷落,殊不知,它對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和學(xué)以致用的能力有著十分重要作用,可以幫助學(xué)生解決日常生活、生產(chǎn)中的許多問題,更重要的是提高了學(xué)生的技能操作素質(zhì),發(fā)展了能力。
4.美育教育。初中數(shù)學(xué)教材中的美育因素也隨處可見,一類是數(shù)學(xué)圖形的美,如圓,正多邊形等。另一是數(shù)學(xué)式子的美,如楊輝三角等,再者就是數(shù)學(xué)問題的美。這些數(shù)學(xué)圖形,數(shù)學(xué)式子,數(shù)學(xué)問題作為美的載體,對培養(yǎng)學(xué)生的審美能力,創(chuàng)造美的能力也有著重要的作用。另一方面,數(shù)學(xué)教師本身要成為美的示范,教師走進(jìn)課堂那笑容可掬的面孔,瀟灑大方的舉止,口齒靈利的言語,清秀的一手好字。美觀整齊的板書,抑揚(yáng)頓挫的語調(diào),加之妙用的電教輔助,無不構(gòu)成一種課堂教學(xué)的和諧美。
5.心理素質(zhì)教育。在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生良好的心理素質(zhì)作為一項(xiàng)重要的內(nèi)容抓好。成功者不驕傲,失敗者不氣餒,上課答問題不緊張.考試不怯場,遇到較難問題不灰心喪氣等良好的心理素質(zhì)的形成,也應(yīng)是我們數(shù)學(xué)教師教學(xué)的重要內(nèi)容。
三、新數(shù)學(xué)課程課堂教學(xué)的原則
1、真正擺正學(xué)生的主體地位,創(chuàng)設(shè)良好和諧的學(xué)習(xí)氛圍。傳統(tǒng)教學(xué)的弊端在于極大地限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,扼殺了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。其實(shí),教學(xué)活動是教師與學(xué)生的雙邊活動,數(shù)學(xué)教學(xué)過程不僅是一個認(rèn)知過程,而且也是一個情感的交流過程.在教學(xué)活動中要注意符合初中學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知規(guī)律,善于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的情感。由于初中學(xué)生年齡特點(diǎn),既有小學(xué)生活潑好動、充滿好奇的特點(diǎn),也有渴望走向成熟的特征,因此要善于抓住積極因素,鼓勵中國學(xué)習(xí)聯(lián)盟膽設(shè)疑、探索,使學(xué)生的整個學(xué)習(xí)活動充滿喜悅,學(xué)習(xí)的需要得以實(shí)現(xiàn)。在整個教學(xué)過程中,應(yīng)始終體現(xiàn)”學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)原則,給學(xué)生以充分自主的權(quán)力,創(chuàng)設(shè)一個良好和諧的學(xué)習(xí)氛圍。
2、合理布局課堂結(jié)構(gòu),優(yōu)化數(shù)學(xué)教學(xué)方式。課堂教學(xué)活動中,教師應(yīng)對教學(xué)目的、目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)等教學(xué)內(nèi)容把握得十分準(zhǔn)確,同時對時間的把握也應(yīng)十分嚴(yán)格,切忌教學(xué)的盲目性、隨意性.在教學(xué)過程中,從數(shù)量上說,教師要少講;從質(zhì)量上說,教師要精講;從內(nèi)容上說,學(xué)生易懂的堅決不講。整個教學(xué)活動,教師既要注重知識的系統(tǒng)傳授,也要注意給學(xué)生以想、說、練的機(jī)會。
3、加強(qiáng)非智力因素(動機(jī)、興趣、情感、意志、性格等)的挖掘,培養(yǎng)學(xué)生良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。實(shí)踐證明導(dǎo)致學(xué)生兩極分化的重要原因就是非智力因素的發(fā)展存在差異,在學(xué)習(xí)上,不少學(xué)生除了本身的智力因素以外,另一個主要障礙就是非智力因素上的,諸如學(xué)得不好、不感興趣,遇到難題,不能迎難而上,缺乏克服困難的勇氣等等,因而在數(shù)學(xué)教學(xué)中要從培養(yǎng)興趣、激發(fā)動機(jī)、建立情感、增強(qiáng)意志等四個方面進(jìn)行非智力素質(zhì)培養(yǎng)。
總之,創(chuàng)造性地教育教學(xué)既是新數(shù)學(xué)課程對教師的要求,也是新數(shù)學(xué)課程本身的要求,只要廣大教師深刻領(lǐng)會理解現(xiàn)代教育理念,在教學(xué)實(shí)踐中勇于探索、勇于創(chuàng)新,把握素質(zhì)教育的精髓,就一定能夠取得成功。
摘要:初中新課程注重的是學(xué)生的發(fā)展,提倡的是提高學(xué)生的自主探索和動手實(shí)踐能力,與生活聯(lián)系密切,將所學(xué)的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于生活中,提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,加深對數(shù)學(xué)的認(rèn)識。但在農(nóng)村初中數(shù)學(xué)課堂上,存在較多的還是老師講學(xué)生聽,課程氣氛不活躍;學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差,動手反應(yīng)能力差,對數(shù)學(xué)不感興趣。因此,教師應(yīng)活用好新課程,提高學(xué)生的自主探索、動手實(shí)踐能力。
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);新課程;農(nóng)村;學(xué)生
前言
初中數(shù)學(xué)新課程是以學(xué)生發(fā)展為基本理念,提出改變過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí),死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀,倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、自主探索、勤于動手,逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式以及師生互動方式的變革,反映了新時代對數(shù)學(xué)教育的要求,明確了數(shù)學(xué)課程的價值取向,蘊(yùn)含著豐富的素質(zhì)教育理念。然而,在推進(jìn)素質(zhì)教育的今天,農(nóng)村的中學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差,厭煩數(shù)學(xué),缺乏動手實(shí)踐能力,這是許多從事農(nóng)村中學(xué)數(shù)學(xué)教育工作的教師普遍感受到的難題。因此,活用好新課程,使農(nóng)村學(xué)生感受到生活處處有數(shù)學(xué),喜歡上數(shù)學(xué),加強(qiáng)動手實(shí)踐能力是我們廣大從事農(nóng)村教育事業(yè)的教師的重任。
一、參透初中數(shù)學(xué)新課程的特點(diǎn)
(一)體現(xiàn)普及性、基礎(chǔ)性和發(fā)展性
數(shù)學(xué)新課程主要突出體現(xiàn)了義務(wù)教育的普及性、基礎(chǔ)性和發(fā)展性,使數(shù)學(xué)教育面向全體學(xué)生,使每個接受教育的學(xué)生平等接受教育的權(quán)利。真正讓每個學(xué)生打好基礎(chǔ),促進(jìn)每個學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,從而實(shí)現(xiàn)人人學(xué)有價值的數(shù)學(xué),人人都能獲得必需的數(shù)學(xué)。對于農(nóng)村大部分的初中生來說,新課程的使用給他們提供了一個平等接受教育的機(jī)會。
(二)注重聯(lián)系生活,關(guān)注學(xué)生發(fā)展
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實(shí)的,與生活有很大聯(lián)系的,能學(xué)以致用的,主動讓學(xué)生對數(shù)學(xué)產(chǎn)生喜愛,自覺地去學(xué)習(xí)。新課程不僅考慮到了數(shù)學(xué)自身的特點(diǎn),更是遵循了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的心理規(guī)律,強(qiáng)調(diào)從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)。農(nóng)村學(xué)生為什么數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差,不喜歡數(shù)學(xué),覺得難沒有興趣,這正是因?yàn)槲覀儾荒茏龅綄W(xué)以致用。許多農(nóng)村中學(xué)學(xué)生,從小生活在農(nóng)村,見識少,所學(xué)知識均為書本知識,對于生活中常見的現(xiàn)象等一無所知,因此,他們認(rèn)為所學(xué)的知識對以后都沒什么用,還不如不學(xué)。
(三)倡導(dǎo)自主探索,動手實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式
新課程主要是注培養(yǎng)模式的變化和調(diào)整,強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的根本變化和持續(xù)發(fā)展。有效地數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動不能是單純的記憶和模仿,動手實(shí)踐、自主探索是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式。新課程具有現(xiàn)實(shí)性、探究性、趣味性和綜合性等特征,為廣大學(xué)生提供了自主探索的平臺。同時,新課程廣泛地使用集合語言、邏輯關(guān)聯(lián)詞及向量、微積分知識處理傳統(tǒng)內(nèi)容,豐富了解決數(shù)學(xué)問題的工具,增設(shè)了"數(shù)學(xué)建模、研究性課題、數(shù)學(xué)文化"三個板塊內(nèi)容,可以使教師極大的豐富自己的教學(xué)方法,自由地展現(xiàn)自己的教學(xué)藝術(shù),同時也為學(xué)生提供了多角度、全方位參與數(shù)學(xué)教學(xué)過程施展自己才華的機(jī)會。
二、初中數(shù)學(xué)新課程在農(nóng)村教學(xué)中的活用
(一)教師在教學(xué)中角色的轉(zhuǎn)變
我們教師應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)了解新課程的改革目的,以學(xué)生發(fā)展為本的基本理念作為出發(fā)點(diǎn),教師充當(dāng)?shù)慕巧墙M織者、引導(dǎo)者與合作者,而不是作為一個居高臨下的管理者。課堂上,教師應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性,使學(xué)生都活躍起來,這一點(diǎn)也是農(nóng)村教育工作中的難點(diǎn)。農(nóng)村學(xué)生相對城市學(xué)生較為沉默一些,要提高他們的積極性,需從他們感興趣的一面入手,組織他們呢參加各種數(shù)學(xué)活動,將數(shù)學(xué)與實(shí)踐結(jié)合起來,使他們初步學(xué)會了從數(shù)學(xué)角度觀察事物和思考問題,從而喜歡上數(shù)學(xué)。
(二)重數(shù)學(xué)應(yīng)用,讓學(xué)生實(shí)踐數(shù)學(xué)
數(shù)學(xué)源于生活又服務(wù)于生活,生活中處處有數(shù)學(xué),真正讓自己所學(xué)的知識在生活中得以應(yīng)用,學(xué)生才會有興趣去學(xué)。在教學(xué)中,我們教師應(yīng)經(jīng)常讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識去解決生活中的實(shí)際問題,使學(xué)生在實(shí)踐數(shù)學(xué)的過程中及時掌握所學(xué)的知識,感悟到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的價值所在,從而增強(qiáng)學(xué)好數(shù)學(xué)的信心,學(xué)會用數(shù)學(xué)知識去解釋身邊的現(xiàn)象,拓展數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的領(lǐng)域。
在教學(xué)過程中,我們可以結(jié)合農(nóng)村生活環(huán)境中應(yīng)用到數(shù)學(xué)的例子,用數(shù)學(xué)知識去說明解釋原因。如在學(xué)到三角形的穩(wěn)定性時,可以以舊式的泥磚屋屋頂作成人字架為例,為什么不是作成平行四邊形啊?通過這個簡單的例子,比較后知道三角形具有穩(wěn)定性,而平行四邊形不穩(wěn)定。如在教學(xué)完“統(tǒng)計學(xué)”之后,可引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活開展一次實(shí)踐數(shù)學(xué)活動,布置一個課題給學(xué)生完成,如:讓學(xué)生負(fù)責(zé)收集自家附近20戶人家(年齡段在15-30歲之間),統(tǒng)計大學(xué)學(xué)歷以上畢業(yè)、大專畢業(yè)、中專畢業(yè)、高中畢業(yè)和中畢業(yè)的人數(shù),并對此進(jìn)行分析,通過這樣的收集資料,分析情況,可以讓他們了解到目前農(nóng)村的高等教育還處在哪個發(fā)展階段。學(xué)生通過經(jīng)歷了“收集資料—整理資料—制表分析,這一簡單的統(tǒng)計過程,讓他們感受到了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的用處和樂趣,深刻體會到了數(shù)學(xué)的巨大應(yīng)用價值和無窮力量,從而更喜歡數(shù)學(xué)。
(三)營造學(xué)生主動學(xué)習(xí)、自主探索的氛圍
農(nóng)村學(xué)生在是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中缺乏主動性、探究性,也沒有預(yù)習(xí)的習(xí)慣。我們教師則不能單單地授完課,布置作業(yè)就行了,在當(dāng)今的知識經(jīng)濟(jì)社會,學(xué)會主動學(xué)習(xí),自主探索才能更好地適應(yīng)這個社會。
注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,主動去學(xué)習(xí),而不是當(dāng)學(xué)生對某種感興趣的話題產(chǎn)生疑問并急于了解其中的奧秘時,我們教師不能簡單地把自己所知道的知識直接傳授給學(xué)生,而應(yīng)該充分相信學(xué)生的認(rèn)知潛能,給他們一點(diǎn)提示,鼓勵他們自主探索,通過觀察、推理、查資料、交流等方式解答。
(四)讓學(xué)生勤動手,真正體驗(yàn)數(shù)學(xué)
要讓學(xué)生動手做科學(xué),而不是用耳朵聽科學(xué),學(xué)數(shù)學(xué)也一樣,不能一直光用耳朵聽,要通過動手實(shí)踐后才能激發(fā)學(xué)生的思維和想象。在數(shù)學(xué)過程中,教師要十分關(guān)注學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生在一系列的親身體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新知識,理解新知識和掌握新知識,通過在做數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),發(fā)展思維能力。
農(nóng)村學(xué)生的動手反應(yīng)能力還是存在一定的弱勢,缺乏這方面的鍛煉。所以,我們教師應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生這方面的訓(xùn)練。如在學(xué)習(xí)立體圖形一章中,為了加深學(xué)生對棱、頂點(diǎn)、面數(shù)的關(guān)系,立體圖的點(diǎn)面關(guān)系。我們可以舉行一次關(guān)于正方體的動手實(shí)踐探究活動,讓學(xué)生自己準(zhǔn)備好材料,自己制作一個正方體,同時要可以切開的。在農(nóng)村什么材料是最多的,由他們學(xué)生自己想辦法解決。身處農(nóng)村的學(xué)生,大部分都可以想到充分利用土資源,將泥巴捏成正方體,再一一地進(jìn)行實(shí)物指導(dǎo),這樣通過觀察、交流后,從感觀認(rèn)識上升到感性認(rèn)識,加深了理解。
“教師教,學(xué)生學(xué)”傳統(tǒng)的教學(xué)模式,已不再適應(yīng)新的教學(xué)觀,教師的角色已從傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者、組織者。新課程的推行,適應(yīng)了時代的潮流,我們從事農(nóng)村教育的工作者也要跟上時代的步伐,引導(dǎo)農(nóng)村學(xué)生走出原有的傳統(tǒng)模式,充分地使學(xué)生展示自己的聰明才智,學(xué)好數(shù)學(xué),用好數(shù)學(xué),真正轉(zhuǎn)變農(nóng)村學(xué)生的思想,變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”,變“學(xué)數(shù)學(xué)”為“用數(shù)學(xué)”,加強(qiáng)農(nóng)村學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),增強(qiáng)動手實(shí)踐能力。特別是在社會主義新農(nóng)村建設(shè)過程中,農(nóng)村教育工作也是建設(shè)中的重點(diǎn),新課程的改革適應(yīng)了新農(nóng)村建設(shè)的進(jìn)程,結(jié)合新農(nóng)村建設(shè),教好數(shù)學(xué)課程是我們的光榮使命。
當(dāng)前的教育是以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為優(yōu)秀的素質(zhì)教育,推行新課程的主要場所還是課堂教學(xué),而數(shù)學(xué)課堂教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力上,有它不可替代的重要作用。作為一名初中數(shù)學(xué)老師,目前面對這樣兩個現(xiàn)象:一是學(xué)生的學(xué)習(xí)成績兩級分化比小學(xué)階段更為嚴(yán)重,后進(jìn)生比例越來越大,學(xué)生學(xué)習(xí)成績越來越差,學(xué)習(xí)效果亟待提高;二是課堂教學(xué)變成了活動宣傳片,尤其是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中常出現(xiàn)的“調(diào)子很高,也很熱鬧,但和者甚少”的現(xiàn)象,常讓老師有一種“知音難覓”的遺憾味道。
因此,為解決上述難題,教師首先需要做的就是要學(xué)會教學(xué)反思,逐步完善自己的教學(xué)藝術(shù),才能找到培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑,才能找到提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有效辦法。
通過數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的經(jīng)驗(yàn),我認(rèn)為數(shù)學(xué)教學(xué)反思,主要包括以下兩大方面:
一、加強(qiáng)教師對“教”的反思。
教師要加強(qiáng)反思自己的教學(xué)行為,總結(jié)教學(xué)的得失與成敗,養(yǎng)成對教學(xué)過程進(jìn)行回顧、分析和審視的習(xí)慣,才能形成自我反思的意識和自我監(jiān)控的能力,才能不斷豐富自我素養(yǎng),提升自我發(fā)展能力,進(jìn)而完善教師教學(xué)藝術(shù)。教師對“教”的反思具體如下:
(一)教學(xué)活動前的反思即備課階段的反思。
從目前教師備課的現(xiàn)狀看,主要有兩種不良傾向:一是照搬現(xiàn)成的教案,以他人的思想代替自己的思想,不考慮學(xué)生實(shí)際;二是有些老教師備課時過分依賴多年積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),不注重反思自己的經(jīng)驗(yàn),憑原有的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計教學(xué)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要在于老師的“懶”。要克服這些問題,教師備課時先要對過去的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反思,對新的教育理念進(jìn)行反思,對學(xué)生現(xiàn)在的實(shí)際情況進(jìn)行反思,對現(xiàn)在的教學(xué)條件進(jìn)行反思,對現(xiàn)在的教學(xué)手段、教具、學(xué)具進(jìn)行反思,從而使新的教學(xué)設(shè)計建立在對過去經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)和現(xiàn)在教育理念、教學(xué)條件反思的基礎(chǔ)上。設(shè)計教學(xué)方案時,可自我提問:“學(xué)生已有哪些生活經(jīng)驗(yàn)和知識儲備”,“怎樣依據(jù)有關(guān)理論和學(xué)生實(shí)際設(shè)計易于為學(xué)生理解的教學(xué)方案”,“學(xué)生在接受新知識時會出現(xiàn)哪些情況”,“出現(xiàn)這些情況后如何處理”等,為自己的課堂教學(xué)做好準(zhǔn)備。
教學(xué)過程是師生交往、積極互動、共同發(fā)展的過程。教學(xué)中的師生關(guān)系不再是“人、物”關(guān)系,而是“我、你”關(guān)系;教師不再是特權(quán)式人物,而是與學(xué)生平起平坐的一員;教學(xué)是師與生彼此敞開心扉、相互理解、相互接納的對話過程。在成功的教學(xué)過程中,師生應(yīng)形成一個“學(xué)習(xí)共同體”,他們都作為平等的一員在參與學(xué)習(xí)過程,進(jìn)行心靈的溝通與精神的交融。
沒有交往,沒有互動,就不存在或未發(fā)生教學(xué)。教學(xué)中進(jìn)行反思,即及時、自動地在行動過程中反思。備課時,盡管教師會預(yù)備好各種不同的教學(xué)方案,但在實(shí)際教學(xué)中,還是會遇到一些意想不到的問題,如學(xué)生不能按計劃時間回答問題,師生之間、同學(xué)之間出現(xiàn)爭議等,這時,教師要根據(jù)學(xué)生反饋的信息,反思“為什么會出現(xiàn)這樣的問題,我如何調(diào)整教學(xué)計劃,采取怎樣有效的策略與措施”,從而順著學(xué)生的思路組織教學(xué),確保教學(xué)過程沿著最佳的軌道運(yùn)行,這種反思能使教學(xué)高質(zhì)高效地進(jìn)行。
(二)在教學(xué)過程中反思。
一是反思學(xué)習(xí)內(nèi)容是否得到充分的展示,還需要在哪方面進(jìn)行補(bǔ)充,師生在課堂上的交流對話和合作是否充分。課堂活躍不等于教學(xué)設(shè)計合理。有的教師設(shè)計活動一個接一個,學(xué)生積極踴躍地參加,課堂上熱鬧非凡,一派繁榮景象,但要問每個活動景象的用意,每個活動要達(dá)到的教學(xué)目的時,有的教師竟說不出個所以然,存在為活動而活動的傾向,因此,教師必須圍繞教學(xué)目的進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。
二是反思教學(xué)過程是否適用所有學(xué)生,是否還有學(xué)生不適應(yīng),怎么引起學(xué)生參與教學(xué)。課堂回答問題活躍不等于思維活躍,教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生已有的知識水平精心設(shè)計,啟發(fā)學(xué)生積極有效的思維,從而保持課堂張力。
三是反思自己對知識的準(zhǔn)備和課前的教學(xué)設(shè)計方案是否合理。特別在導(dǎo)入新課時,要設(shè)法由學(xué)生自己提出問題,然后再將學(xué)生的思考引向深入。學(xué)生只有經(jīng)過思考,教學(xué)內(nèi)容才能真正進(jìn)入他們的頭腦。
同時,教師也應(yīng)清楚地認(rèn)識到提倡教學(xué)民主不等于不要教學(xué)秩序。有時,在課堂上學(xué)生的熱情被激發(fā)出來,個個爭先恐后發(fā)言,課堂秩序較為混亂,教師怕挫傷學(xué)生的積極性,不敢進(jìn)行有效管理,課堂的有效時間被白白地浪費(fèi)掉了。因此,教師在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情時,也應(yīng)妥善地加以管理,使課堂教學(xué)秩序有利于教師“教”和學(xué)生的“學(xué)”,要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會傾聽,并加強(qiáng)學(xué)生合理表達(dá)自己觀點(diǎn)的訓(xùn)練。
(三)教學(xué)實(shí)踐活動后的反思。
教師課后對整個課堂教學(xué)過程進(jìn)行思考性的概括,對教師的教學(xué)觀念、教學(xué)行為和學(xué)生的表現(xiàn)及教學(xué)的成敗進(jìn)行梳理,教學(xué)的結(jié)果如何?學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的同時,是否學(xué)會了學(xué)習(xí)?因?yàn)椤敖虝辈恢皇翘峁┙o學(xué)生某種學(xué)習(xí)方法,讓學(xué)生按照一定的步驟、程序去學(xué)習(xí),而且應(yīng)設(shè)法讓學(xué)生多體會和感悟,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)對他們自己適宜的學(xué)習(xí)方法,經(jīng)過自己感悟出來的方法對學(xué)習(xí)者來說才是管用、最好用的。
二、培養(yǎng)學(xué)生對“學(xué)”的反思。
會解決問題是學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的必由之路,培養(yǎng)學(xué)生把解決問題后的反思應(yīng)用到整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,形成解決題后進(jìn)行反思的習(xí)慣,養(yǎng)成良好的思維品質(zhì),對提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果有作積極的作用。培養(yǎng)學(xué)生對解決問題后的反思具體有以下幾個方面:
(一)培養(yǎng)學(xué)生反思所解問題的結(jié)構(gòu)特征和解決過程。
有研究發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)思維品質(zhì)以深刻性為基礎(chǔ),而思維的深刻性是在數(shù)學(xué)思維活動的不斷反思中實(shí)現(xiàn)的,通過學(xué)生反思所解問題的結(jié)構(gòu)特征和解決過程,可以培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性和創(chuàng)造性,進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果,既有深度,又有廣度。
比如在完成解直角三角形“應(yīng)用舉例”的5個例題后,啟發(fā)學(xué)生對5個題目的解題過程進(jìn)行類比性反思,出示反思題目:請同學(xué)們再看看例題的解題過程,特別要注意在這些過程中相同方法的歸納概括,通過類比反思你能發(fā)現(xiàn)什么?在教師的引導(dǎo)下,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)這幾個題目表面雖有許多不同之處,但卻有如下幾點(diǎn)相同:⑴它們都有一個實(shí)際問題作背景;⑵都用到了方程的知識;⑶都用到了銳角三角函數(shù)的定義;⑷都用到了幾何知識。在此基礎(chǔ)上老師說:老師通過解這幾個題的過程獲得的反思與同學(xué)們相似,我的反思結(jié)論是它們都運(yùn)用了同一個解題思維策略或同一個解題模式,就是實(shí)際問題幾何化,幾何問題方程化,而列方程的根據(jù)正好是剛學(xué)過的銳角三角函數(shù)的定義,這樣就把幾個例題的思考過程和解題過程統(tǒng)一成了下列模式(板書,并解釋每個箭頭的意義)通過對5個例題解題后的反思,學(xué)生對解決這類問題的思路更加清晰了,并對反思的對象和方法有了一些體會。
鼓勵學(xué)生結(jié)合所解問題,提出問題,并將其指定為反思內(nèi)容之一,既能充分發(fā)揮學(xué)生的主體性,又能形成師生互動、生生互動的教學(xué)情境,還能培養(yǎng)學(xué)生的不斷探索的精神,從而使學(xué)生的創(chuàng)新意識得到保護(hù)和培養(yǎng)。
(二)培養(yǎng)學(xué)生反思所解問題的結(jié)論,并在反思過程中形成新的知識組塊。
通過解題后對習(xí)題特征進(jìn)行反思,用自己的語言或數(shù)學(xué)語言對習(xí)題進(jìn)行重新概述,可以培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性,促進(jìn)知識的正向遷移,提高解題能力。
思維的深刻性表現(xiàn)在通過表面現(xiàn)象和外部聯(lián)系提示事物的本質(zhì)特征,進(jìn)而深入地思考問題,解完題后經(jīng)常通過反思題目的特征,加深對題目本質(zhì)的領(lǐng)悟,從而獲得一系列的思維成果,積累屬于個人的知識組塊,有助于培養(yǎng)思維的深刻性,從而促進(jìn)知識的正遷移。
(三)培養(yǎng)學(xué)生反思作業(yè)的解題過程,并作為作業(yè)之后的一個反思欄。
實(shí)踐表明,培養(yǎng)學(xué)生把解題后的反思應(yīng)用到整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,養(yǎng)成檢驗(yàn)、反思的習(xí)慣,是提高學(xué)習(xí)效果、培養(yǎng)能力的行之有效的方法。鼓勵學(xué)生結(jié)合解題后的反思,提出問題,并將其指定為反思內(nèi)容之一,既能充分發(fā)揮學(xué)生的主體性,還能培養(yǎng)學(xué)生不斷探索的精神,從而使學(xué)生的創(chuàng)新意識得到保護(hù)和培養(yǎng),這對學(xué)生“心態(tài)的開放,主體的凸現(xiàn),個性的張顯”是十分有益的。
不同的解題指導(dǎo)思想就會有不同的解題效果,養(yǎng)成對解題后進(jìn)行反思的習(xí)慣,可以作為學(xué)生解題的一種指導(dǎo)思想。反思題目結(jié)構(gòu)特征可培養(yǎng)思維的深刻性;反思解題思路可培養(yǎng)思維的廣闊性;反思解題途徑,可培養(yǎng)思維的批判性;反思題結(jié)論,可培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性;運(yùn)用反思過程中形成的知識組塊,可提高學(xué)思思維的敏捷性;反思還可提高學(xué)生思維的自我評價水平,從而可以說反思是培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的有效途徑。
總之,科學(xué)有效的反思為教師和學(xué)生提供了再創(chuàng)造的沃土和新型的學(xué)習(xí)方式,為學(xué)生和教師的學(xué)習(xí)注入了活力,適應(yīng)了新課程改革的要求。師生將自己的反思互相交流,進(jìn)一步和諧、融洽了師生關(guān)系,激發(fā)了教師與學(xué)生合作探求知識的愿望,構(gòu)建師生互動機(jī)制,進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和完善教師教學(xué)藝術(shù),為師生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。
我國數(shù)學(xué)教育長期受應(yīng)試教育的影響,課堂上教師“重灌輸式講授,輕探究式教學(xué)”;重有限知識的“學(xué)會”,輕無限知識的“會學(xué)”,教師習(xí)慣通過大量練習(xí)來讓學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),這是我國數(shù)學(xué)教學(xué)的基本特征。這顯然是一個被動的接受知識、強(qiáng)化儲存的過程,忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體性,也就缺乏師生之間、生生之間的互動。隨著新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的不斷深人,學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變成為一個很重要的課題。國家教育部2003年4月頒布的普通高中《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出,“豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,是高中數(shù)學(xué)課程追求的基本理念”,“學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動,不應(yīng)只限于對概念、結(jié)論和技能的記憶、模仿和接受,獨(dú)立思考、自主探索、動手實(shí)踐、合作交流、閱讀自學(xué)等都應(yīng)是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式”。因此,學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,不僅涉及具體的學(xué)習(xí)方法、策略等,還應(yīng)包括其學(xué)習(xí)是否具有自主性、探究性、合作性等基本特征。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,應(yīng)是新課程改革的關(guān)鍵,顯得尤為重要。筆者認(rèn)為,要轉(zhuǎn)變學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式,可以從培養(yǎng)學(xué)生“閱讀”、“質(zhì)疑”、“探究”、“實(shí)踐”和“反思”五方面人手。
一、閱讀
蘇霍姆林斯基說過:“學(xué)會學(xué)習(xí)首先要學(xué)會閱讀”一提到閱讀,很容易讓人聯(lián)想到讀文學(xué)著作,其實(shí)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)同樣需要閱讀,但對于很多學(xué)生而言,“上學(xué)讀書”已被“上學(xué)聽講”所取代。在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師往往是將教材中的內(nèi)容“掰開了,揉碎了”講給學(xué)生聽,對學(xué)生的“讀書”卻有所忽視。從長遠(yuǎn)看,一個人不可能終身依靠教師,教師“教”的目的是為了“不教”,終身學(xué)習(xí)是時代的發(fā)展對我們每一個人提出的要求。因此,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)的基本前提是要學(xué)會閱讀自學(xué)。
首先是學(xué)會閱讀教材。數(shù)學(xué)教科書的每一章節(jié),就是一篇邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f明文。教師可先提出問題,讓學(xué)生帶著問題去閱讀并回答問題。隨著學(xué)生閱讀能力的提高,可以嘗試讓學(xué)生對課本進(jìn)行獨(dú)立閱讀、思考、完成作業(yè),進(jìn)而對課本進(jìn)行質(zhì)疑、重組、超越,教師只充當(dāng)點(diǎn)撥、修正的角色。
比如,在學(xué)習(xí)“邏輯聯(lián)結(jié)詞”這節(jié)內(nèi)容時,我要求學(xué)生先讀書。這一節(jié)分四部分內(nèi)容:命題、邏輯聯(lián)結(jié)詞、復(fù)合命題和復(fù)合命題的判斷。我分別請同學(xué)來講解、討論和總結(jié)。學(xué)生通過認(rèn)真讀書,認(rèn)識了教材中有關(guān)的數(shù)學(xué)術(shù)語,理解領(lǐng)會了數(shù)學(xué)語言(文字語言、符號語言、圖表語言),促進(jìn)了數(shù)學(xué)語言的內(nèi)化。在此基礎(chǔ)上,我還進(jìn)一步鼓勵學(xué)生歸納總結(jié)數(shù)學(xué)思想方法、前后內(nèi)容的邏輯關(guān)系,并大膽地提出自己的看法,充分挖掘內(nèi)涵。教科書中提到自動控制中有“與門電路”和“或門電路”,有學(xué)生提出應(yīng)該存在“非門電路”。我鼓勵學(xué)生大膽設(shè)計這三個電路,這不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,而且在設(shè)計的過程中,學(xué)生對“或”、“且”、“非”的理解更深了一層。
除了教材之外,可供學(xué)生閱讀的數(shù)學(xué)書籍其實(shí)很多。在平時的數(shù)學(xué)教學(xué)中,我結(jié)合新教材的特點(diǎn),有針對性地向?qū)W生推薦了大量數(shù)學(xué)史料書籍、數(shù)學(xué)名人傳、數(shù)學(xué)期刊雜志、世界名題與趣題的簡易讀本等,供學(xué)生課外閱讀。這些書籍凝聚了眾多數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)教育家及數(shù)學(xué)教育工作者多年的心血,是值得每一個人用心去閱讀的。對于學(xué)生而言,要完全理解這些內(nèi)容是不現(xiàn)實(shí)的,但讀書的樂趣、良好數(shù)學(xué)修養(yǎng)的形成、正確的數(shù)學(xué)思想方法和治學(xué)方法、尊重客觀事實(shí)的態(tài)度及獨(dú)立思考的習(xí)慣等,往往都蘊(yùn)涵其中。隨著時間的推移,隨著知識的增加,隨著閱歷的豐富,學(xué)生會逐漸體會到其中的豐富內(nèi)涵,這將讓學(xué)生感到數(shù)學(xué)不再“面目可憎”,從而愿學(xué)、樂學(xué),會學(xué),并受益終生。
二、質(zhì)疑
孔子日:“疑是思之始,學(xué)之端,”美國教育家布魯巴克也指出:“最精湛的教學(xué)藝術(shù),遵循的最高準(zhǔn)則是讓學(xué)生自己提出問題?!币虼斯膭顚W(xué)生質(zhì)疑、培養(yǎng)學(xué)生提問,是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)的重要途徑。
“學(xué)貴有疑”,培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑提問的意識,首先應(yīng)給學(xué)生營造一個寬松、民主、和諧的學(xué)習(xí)氣氛;其次根據(jù)具體的內(nèi)容,誘導(dǎo)學(xué)生通過觀察、類比、猜想,提出概括性、置疑性、探究性或猜想性的問題,并鼓勵學(xué)生去大膽地解決。另一方面,教師要善待學(xué)生提出的每個問題,能提出問題說明學(xué)生認(rèn)真思考了問題。
比如在“集合”的教學(xué)中,學(xué)生對“空集”的有關(guān)問題提出質(zhì)疑,為什么要“把不含任何元素的集合叫做空集”?這是我始料未及的。此時若簡單地用“這是規(guī)定”來解釋,實(shí)際上就是一種搪塞,學(xué)生是決不會滿意的,也失去了一次發(fā)展學(xué)生思維的良機(jī)。因此我放手讓學(xué)生去爭論,并在爭論中給予啟發(fā)、提示。結(jié)果,學(xué)生聯(lián)想到許多有關(guān)問題。本來用冪的定義看“a0”,它們簡直“不是個東西”,但規(guī)定了它們的含義后,指數(shù)運(yùn)算法則就適用于更大的范圍,數(shù)學(xué)理論變得更加順暢、和諧和系統(tǒng)?;诖耍占挠嘘P(guān)規(guī)定才能被學(xué)生所接受和理解。同樣的情況也出現(xiàn)于“平面向量”的教學(xué)中,“為什么要規(guī)定零向量?為什么要規(guī)定零向量與任一向量平行?”在后繼的學(xué)習(xí)中,對于“直線的傾斜角”和“直線與平面所成的角”等也有類似的討論。
三、探究
學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是一個永無止境的探究過程。《新課標(biāo)》指出:“教學(xué)中,既要有教師的講授和指導(dǎo),也要有學(xué)生的自主探究與合作交流。教師要創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膯栴}情境,鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的規(guī)律和問題解決的途徑,使他們經(jīng)歷知識形成的過程,”因此,根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容,結(jié)合學(xué)生的知識水平,創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生進(jìn)行探究研討的問題情境,把教材中闡述的內(nèi)容創(chuàng)造性地,組織成生動有趣的、有利于學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)的研究材料,讓學(xué)生從中自主掌握有關(guān)知識與技能,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣,學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神,對于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的。
比如,對數(shù)函數(shù)是運(yùn)用所學(xué)函數(shù)知識去加以研究的一個重要初等函數(shù),而對數(shù)的運(yùn)算法則是學(xué)習(xí)對數(shù)函數(shù)、研究對數(shù)函數(shù)性質(zhì)的基礎(chǔ)和工具,因而是教學(xué)中的重點(diǎn),同時也是一個難點(diǎn)。在實(shí)踐過程中,我有意識地把“對數(shù)的運(yùn)算法則”設(shè)計為探究性課題,搞了一次“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”,讓學(xué)生4人一組,利用計算器,自定M,N的值,自主探究lgM、lgN、lgM+lgN、lgM-lgN、lgMlgN、lgM/lgN、lg(MN)、lg(M/N)、lg(M+N)、NlgM等之間的關(guān)系,并要求每一個小組選出一名組長,請他在探究結(jié)束后代表小組做匯報發(fā)言,向大家介紹小組的探究歷程、交流實(shí)驗(yàn)心得、證明數(shù)學(xué)猜想。實(shí)踐結(jié)果表明,學(xué)生們在“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”中不僅興趣高漲,而且通過計算、觀察、歸納,發(fā)現(xiàn)了對數(shù)的運(yùn)算性質(zhì),體驗(yàn)了數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造的歷程,發(fā)展了創(chuàng)新意識,不僅認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展,而且身心和品質(zhì)也得到發(fā)展。正如他們自己所說:要“細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)、耐心求真,勇于猜想,敢于實(shí)驗(yàn)?!薄ⅰ巴ㄟ^自己的思考與實(shí)踐所獲得的知識更有趣,也更牢固。凡事都應(yīng)認(rèn)真對待,不能人云亦云,要自己探究個明白才能下結(jié)論。”
四、實(shí)踐
《新課標(biāo)》“倡導(dǎo)積極主動、勇于探索的學(xué)習(xí)方式”,要求“教學(xué)應(yīng)力求使學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的作用、數(shù)學(xué)與日常生活及其他學(xué)科的聯(lián)系,促進(jìn)學(xué)生逐步形成和發(fā)展數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,提高實(shí)踐能力。”因此,教學(xué)中注意挖掘數(shù)學(xué)知識的現(xiàn)實(shí)背景,再現(xiàn)數(shù)學(xué)的抽象過程,引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度思考、提出、構(gòu)造問題,鼓勵學(xué)生去猜想、實(shí)踐,學(xué)會主動尋求解決問題的方法,將探究性學(xué)習(xí)向課外延伸,這樣做對激發(fā)學(xué)生的潛能、發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力、培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變是非常重要的。
五、反思
所謂反思,就是從一個新的角度,多層次、多角度地對問題及解決問題的思維過程進(jìn)行全面的考察、分析和思考?!缎抡n標(biāo)》指出:“人們在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和運(yùn)用數(shù)學(xué)解決問題時,不斷地經(jīng)歷直觀感知,……反思與建構(gòu)等思維過程,這些過程是數(shù)學(xué)思維能力的具體體現(xiàn),有助于學(xué)生對客觀事物中蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)模式進(jìn)行思考和做出判斷?!蓖瑫r提出,評價應(yīng)關(guān)注學(xué)生“能否不斷反思自己的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程,并改進(jìn)學(xué)習(xí)方法?!焙商m著名數(shù)學(xué)家弗賴登塔爾曾指出,“反思是數(shù)學(xué)思維活動的優(yōu)秀和動力”,“通過反思才能使現(xiàn)實(shí)世界數(shù)學(xué)化?!敝麛?shù)學(xué)教育家波利亞也說,“如果沒有了反思,他們就錯過了解題的一次重要而有效益的方面?!蓖ㄟ^反思,可以深化對問題的理解,優(yōu)化思維過程,揭示問題本質(zhì),探索一般規(guī)律;通過反思,可以溝通知識間的相互聯(lián)系,從而促進(jìn)知識的同化和遷移,產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)。因此,反思是一種積極的思維活動,在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會積極的反思,對于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)是非常重要的。
按照新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,轉(zhuǎn)變學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式,是一項(xiàng)長期且艱巨的工作,所以我們要從小處人手,從一點(diǎn)一滴抓起,必將有利于學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的不斷提高,有利于確保新課程改革的順利進(jìn)行。