第一篇:主导--主体相结合-------现代远程教育教学模式的理论与实践
主导--主体相结合-------现代远程教育教学模式的理论与实践
四川广播电视大学副校长
刁纯志 教授
一,中国现代远程教育教学模式(结构)的理论与实践发端
1,教学模式概说
“教学模式”的概念,是在20世纪70年代初才显现,代表作是美国学者B.乔伊斯和M.韦尔合著的《教学模式》一书。
对教学模式的定义,即对其本质和内涵的界定众说纷纭。国际:B.乔伊斯和M.韦尔:“计划说”(1972);美国学者D.埃金:“策略说”(1979); 国内:“综合说”(杨小薇,1987);“体系说”(柳海民,1988);“构成说”(李秉德,1991);“样式说”(叶澜,1993);“实质说”(熊川武,1993);“模型说”(李晓文,2000);“中介说”(徐皓,2004)等等。
定义:教学模式,是指在一定的教育思想、教育观念、学习理论的指导下,运用一定的教学策略和方法所形成的教学进程的稳定结构形式,是教学系统四要素(教师、学生、教材、媒体)相互联系、相互作用的具体体现。(“结构说”)
在教学模式(结构)中,最关键的是教师和学生在教学过程中的相互关系。在现代远程教育教学中,正确认识媒体的地位,科学的发挥媒体的作用,也是一个十分重要的问题。
2,“建构主义”教育理论的引入
从上个世纪初中期开始,我国的教育界,特别是远程教育领域,开始逐步从对传统教育结构的弊端批判中,引入“建构主义”教育理论。
传统教学模式,教师处于主宰地位,具有无上的权威。学生只是被动地接受教师所灌输的系统知识和理论,而媒体则主要是作为教师演示某个教学内容的工具或直观教学的教具,而教材则是学生学习理论和知识的惟一来源。这是一种典型的以教师为中心的教学模式(结构)。不利于学生主动性、积极性、创造性的发挥,更不利于创新人才的培养。
“建构主义”学习理论认为,知识不是通过教师直接传授得到,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。
建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“交互”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。
“情境”:学习环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构。在建构主义学习环境下,教学设计不仅要考虑教学目标分析,还要考虑有利于学生建构意义的情境的创设问题,并把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一;
“协作”:协作发生在学习过程的始终。协作对学习资料的搜集与分析、假设的提出与验证、学习成果的评价直至意义的最终建构均有重要作用;
“交互”:交互是协作过程中的不可缺少环节。学习小组成员之间必须通过交互、商讨如何完成规定的学习任务的计划;协作学习过程也是交互过程,在此过程中,每个学习者的思维成果(智慧)为整个学习群体所共享,因此交互是达到意义建构的重要手段之一;
“意义建构”:这是整个学习过程的最终目标。所要建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解。这种理解在大脑中的长期存储形式就是关于当前所学内容的认知结构。
结论:学习的质量是学习者建构意义的能力,而不是学习者重现教师思维过程的能力。换言之,获得知识的多少取决于学习者根据自身经验去建构有关知识的意义的能力,而不取决于学习者记忆和背诵教师讲授内容的能力。
上个世纪90年代,西方教育界对建构主义教育理论一片赞扬之声,突出地强调了以学生为中心,这和他们的传统思想一脉相承。比如说,美国的实用主义教育家杜威很早就提出了“儿童中心”理论,强调以学为主(中国是以教为主)。
这种理论有助于调动学生的主观能动性,提高学生学习积极性,培养学生的创造性,但过分强调学生中心论,而忽视教师的主导作用,将会削弱对基础性、系统性理论和知识的传授,从而削弱学生的学习基础。
现在在西方教育界,通过多年的实践,已经意识到片面强调建构主义是有问题的,所以出现了对建构主义的批评之声,提出了混合学习的理论。
中国有自己的国情和文化背景,我们过去传统的教育,是忽视学生的主动积极创造性的发挥,因此,建构主义所主张的在中国现阶段仍然还有存在的充分合理性,只是我们不要又犯西方教育界前些年犯过的片面性的错误。
3,新模式的初步建立
在“建构主义”教育、教学思想的指导下,通过实践的努力,我国的远程教育教学模式逐步实现了:
从“教师为中心”,发展到“学生为中心”; 从组班教学,发展到学生个性化自主学习;
从面授辅导、利用传统媒体学习,发展到追求基于互联网的学习方式;
等等一系列发展和变化,并初步建立起了一个与之相适应的新的教学模式(结构)。应当说这种转变有其必然性和客观性,也收到了较好的效果。
但在对相关理论的理解和具体实践中也出现了一些偏差。过分强调了新的教学模式的优势和传统学习方式的不适应性,而忽视了两者之间的互补性和辨证统一性。
二,从“以学生为中心”到“主导—主体相结合”
1,十年的探索和反思
从世界范围看,现代教育技术和现代教育理论近十年的发展呈现出一种螺旋上升(回归)的趋势:从“教师为中心”的传统教育理论和实践,发展到“建构主义”学习理论所主张的“以学生为中心”的理论和实践,现在又螺旋上升(回归)到以“主导---主体相结合”的教学模式(结构)。
中国,从上个世纪末开始,以广播电视大学系统的“人才培养模式改革和开放教育试点”项目和76所普通高校举办的“网络学院”为代表,我国的现代远程高等教育,也正在走着类似的“螺旋”之路。
“建构主义”和“混合学习”是支撑“主导---主体相结合”这一现代远程教育教学模式的两个主要理论基础。
2,“混合学习”(Blending Learning)
关于“混合学习”的理解和定义也是众说纷纭的。
所谓“混合学习”是指各种学习方式的结合。即运用视听媒体(幻灯投影、录音录像)的教学方式与传统的课堂教学方式相结合;计算机辅助教学(CAI、IP、网络课程等)方式与传统的教师单一讲授方式相结合;学生的自主学习方式与学生之间的合作学习方式相结合等等。
“混合学习”(Blending Learning)就是把传统学习方式的优势和数字化或网络化学习(e-learning)的优势结合起来。也就是说,既要发挥教师的引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分发挥体现学生作为学习主体的主动性、积极性和创造性。只有把这两者结合起来,使两者的优势互补,才能获得最佳的学习效果。
这一结论,是世界远程教育界,经过十年探索、研究、讨论得出的新的认识,是国际远程教育界关于教育思想和教育观念的大提高与大转变。而教育思想和教育观念则是教学设计、教学方法、教学实践赖以形成与发展的基础,所以新的上述环节都打上了“混合学习”的烙印。
“混合学习”的本质,是强调教师的主导作用和学生主体地位的有机统一。提出“混合学习”这一理论的依据:
----学习者原有的认知基础和学习目的、要求的差异,导致了学习方式的不同;----学习者对各种媒体的适应度是不同的;
----不同的学习内容和问题,要求用不同的解决方式(不同的媒体与传递方式),关键在要针对特定的问题,提供恰当的混合方式;
----“混合学习” 是对纯粹 e-learning化在经过诸多教训后的“回归”。但不是“技术失效”,而是一次进步。关键是不能胡乱混合,或者强拉硬配。而是应当把各种优化的学习资源进行有机的组合,达到1+1>2。
----“混合学习”强调构建以最低的投入获得效率最高的学习方式。
----任何一个成功的网络学习项目,都应当是或者将会是一个混合学习项目。
3,必须充分发挥教师的主导作用,才能保证学生的主体地位
现代远程教育的理想模式:将信息技术有效地融合于各学科的教学过程,来建构一种理想的教学环境,这种环境可以支持真实的情境创设,不受时空限制的资源共享。快速灵活地信息获取,丰富多样的交互方式,打破地区界限的协作交流,以及有利于培养学习者创造性的自主发现和自主探索。在此基础上,实现一种能充分体现学生主体地位的新型学习方式(如研究性学习与合作性学习)。
要实现上述理想模式,必须充分发挥教师的主导作用。其实,“建构主义”所提倡的学生自主建构的过程,也离不开教师的主导作用。
在自主学习环境的设计中,教师应该为学生创设一种有利于学生自主建构知识的良好环境,营造一种自主学习的意境、氛围和条件,让其身临其境,这是从外因来看。
在自主学习策略的设计中,教师应当调动学生学习的主动性与积极性,以达到自主建构的目标,自主学习的策略是教师要诱导学生自主学习、自主建构,这是从内因来看。
以上两者,都离不开教师的主导作用。在情境的创设、信息资源的提供、合作学习的组织和研究性学习的指导等方面,教师的主导作用发挥得越充分,学生的主体地位也就必然会体现得越充分。因此,主导--主体相结合的这种结构,是一种比较理想的教育教学模式。
4,在教学模式(结构)中媒体的地位和作用
上世纪90年代初,“有围墙的大学,是否将被没有围墙的大学(远程网络学院)所取代”,成了国际教育界讨论的一个重大课题。经过了十年的争论,这个问题有了比较明确的结论。
2000年美国教育部向美国国会提交的《教育技术白皮书》(8万多字),对这一问题作了比较明确的阐述。指出数字化学习能够很好地实现某些教育目标,但不能代替传统的课堂教学,数字化学习不会取代学校教育,但会极大地改变课堂教学的目的和功能。
上世纪90年代中期以前,国际教育界对信息技术(IT)在教育中的运用主要强调辅助教或辅助学,以后逐步转向关注如何运用信息技术来深化教育、教学改革,提升教学质量,但把重心放在培养学生的创新能力,发挥学生探究性学习的能力。主要通过鼓励学生围绕社会生活的实践问题,进行自主探究。更多的是课堂外的,跨学科的学习,这种择重的确有助于创新思维和能力的培养,但对系统科学知识和理论的学习不一定优于课堂教学。
美国教育技术CEO论坛,2000年的报告指出,数字化学习的关键是将数字化内容整合的范围日益增加,直到整合于全课程。当具有明确教育目标,且训练有素的教师把具有动态性质的数字内容,运用于教学的时候,它将提高学生探索与研究的水平,从而达到数字化学习的目标。
所以,2003年,ICCE国际学术会议的主题:“信息技术教育应用的第二浪潮,从辅助教与学到促进教育改革。”
过去且不用说,就是现在,不少教师仍然只是把媒体当作演示某个教学内容的工具或直观教学的教具,而不是引导和教会学生把媒体作为自主探究、建构认知、情感激励的工具。
因此,我们对现代远程教育教学模式的构建和改革,特别是课程改革,还需要做很多工作。
三,构建中国特色的现代远程教育教学模式
1,国情
在进入21世纪,数字化教育对发展中国家的教育既有难得的机遇,更有严峻的挑战。发达国家与发展中国家之间、中国东部与西部之间、城市与农村之间的差距,并不会因为信息时代到来而缩小,相反它们之间存在的数码带沟会越来越大,人们受教育的机遇有可能进一步处于不公平的地位。
早在上个世纪末,财政教育经费在国民生产总值中的比重,世界平均水平为4.9%,发达国家已经达到5.1%,欠发达国家也有4.1%。而中国的这项指标,据统计2002年财政性教育经费占国内生产总值的比例仅为3.41%,但已经是1998年以来的最高水平了。这和发达国家有极大的差距。生均经费的差距更是巨大。美国不含捐资、校办产业、学费等收入的公共教育经费为3762.17亿美元,中国2002年财政性教育经费为3491.40亿元人民币。如按1600万在校大学生的生均计算,则差距更是巨大。
美国公共教育经费占国民生产总值的比重为5.3%,中国为3.41%;美国大学毛入学率为81.1%,中国为17%。美国教育的主要经济指标都大大高于中国。
这种差距不仅体现在发达国家与发展中国家之间,也体现在中国的内部。
中国是一个幅圆辽阔、人口众多,东部和西部、农村和城市的经济发展极不平衡的国家,教育不平等的现象严重存在。
中国东部(京、沪、苏、浙、粤)人均GDP为17414.35元,10万人中接受过大学教育人数为5250人,10万人中互联网用户数为7806.32户;中国西部(渝、川、贵、云)人均GDP为5141.72元,10万人中接受过大学教育人数为2229人,10万人中互联网用户数为1696.68户。东部人均GDP为西部的3.39倍,10万人中接受过大学教育人数为西部的2.36倍,10万人中互联网用户数为西部的4.6倍。
2002年东部五省区的普通高校生均预算内教育事业费平均为9999.268元;而西部四省区平均仅为3265.35元,东部为西部的3.06倍。东部五省区普通高校生均预算内公用经费平均为4795.35元;而西部四省区平均仅为888.62元,东部为西部的5.4倍。
面对中国国情,特别是西部的区情,要加快中国特别是西部教育的发展,实现高等教育大众化,仅仅依靠需要大量资金的全日制普通高等学校,既不现实,也不可能。因此,必须寻求一条适合在经济文化欠发达的地区,多渠道发展高等教育的有效路子。
这就是我们必须大力发展现代远程教育的客观现实。
2,原则:
现代远程教育应该具备以下基本规律、原则和要求:
------应当按照21世纪社会发展对人才素质和能力的要求,来制定远程开放教育教学计划和设计应有的培养规格,其中信息素质和能力是一个重要的成分;
------应当从主讲教师与学生时空分离的特定条件出发,来建立与之相适应的教学模式;
------应当从传统的以教师为中心的教育观念,转到以学生为中心的新的教育理念上来,构建全方位的,更好地服务于学生自主学习的教学支持服务体系;
------应当充分考虑到每个学生的个体差异,因材施教,实现学生的个性化自主学习,同时也十分注意发挥教师的主导作用,把学生的数字化学习和教师的以导学方式的面授辅导有机的结合起来,加强学生的协作学习,从而实现每一个人的全面发展;
------应当建立基于互联网的教学运行平台,充分利用新的信息技术和多媒体手段,同时也注意发挥原有媒体的功能,将经过系统整合的最优秀的教学资源,以远程、开放、多样的方式传导给各地特别是处在边缘地区的求学者,以解决当地合格教师不足的矛盾;
------应当建立起有效的远程质量监控体系,以保证远程开放教育的教学效果和质量。等等。
以上是我们对现代远程教育基本理念和原则的认识与概括,在我们实施现代远程教育的实践中,我们应当努力按照这些原则和要求去构建我们的教育教学模式,而不是违背上述理念和原则另搞一套。
但我们也应当从中国经济、文化、基础设施的具体情况出发,构建既符合上述原则、要求,又体现中国特色的现代远程教育教学模式。而不是脱离实际,或是超前发展,从而导致失误。
3,模式
我们要建立的主导——主体相结合的教学模式,就要注意体现学和教并重的教学设计,体现有利于学生自主学习的教学资源建设,构建结合各门学科的特点,易于实现课程整合的新型教学模式。为此,特别要注重克服忽视教学目标、学生的基础特征、教师主导作用的发挥等问题。从新的理论架构上,来创设更科学的教学模式。
四川广播电视大学在实施“人才培养模式改革和开放教育试点”的工作中,通过系统的理论学习和实践探索,总结出了“三个1/3+1”的教学模式(结构)。
学生充分利用现代教育技术手段,坚持收听收看中央电大主讲教师的授课;进行必要的当地教师的面授辅导答疑;利用学校提供的教学服务系统,在教师的指导下运用数字化手段自主学习。
教学过程主要由以上三个基本方面构成,三个方面各自的权重,则视具体的专业、课程和教学条件的差异而进行合理分配。同时,更要按照现代远程教育教学的理论和要求,进行总体的教学设计和科学的具体实施。此外,学生还应利用相当于计划学时数的时间进行学习小组的活动、实践性环节、预习复习、完成形成性考核的内容等等,这就是“+1”。
“三个1/3+1”教学模式主要的优势在于,既调动了学生数字化自主学习的主体性,又发挥了教师引导、启发、释疑、解惑和监控教学过程的主导性,从而达到更好的学习效果。
经过五年的实践,证明这是一个既遵循了现代远程教育规律,又符合中国特别是地处西部的四川实际情况的现代远程教育教学模式。
“三个1/3+1”的教学模式,既包孕了“建构主义”的要素,又体现了“混合学习”的理念,注意发挥了几种学习方式的特色和优势,展现了数字化学习和传统教学方式之间的互补性和融通性,展现了两者相结合所产生的最优化的总体教学效果。
“三个1/3+1”的教学模式,比较适合现阶段经济文化和基础设施相对滞后的地区举办现代远程教育。通过这种教学模式的实践,可以更好的逐步实现更高水平的现代远程教育教学模式。
当然,这只是四川电大的探索。各地各校从现代远程教育的基本原理和要求出发,结合各自的实际,所建构的教学模式,都有自己的意义和价值。让我们共同为构建具有中国特色的现代远程教育教学模式而努力。
谢谢大家
第二篇:理论与实践相结合
理论与实践相结合摘要:作为化学系的大学生,2012的暑假,为了联系实际,将所学理论与实践相结合,把所学的化学知识应用于实际生产,我走进企业,在浙江富得利木业有限公司进行为期两周的暑期社会实践。
关键词:富得利;地板;研发中心;涂料
引言
大学生要在社会实践中培养独立思考、独立工作和独立解决问题能力。通过参加一些实践性活动巩固所学的理论,增长一些书本上学不到的知识和技能。因为知识要转化成真正的能力要依靠实践的经验和锻炼。面对日益严峻的就业形势和日新月异的社会,大学生应该转变观念,不要简单地把暑期打工作为挣钱或者是积累社会经验的手段,更重要的是借机培养自己的创业和社会实践能力。现在的招聘单位越来越看重大学生的实践和动手能力以及与他人的交际能力。作为一名大学生,就应该把握所有的机会,正确衡量自己,充分发挥所长,以便进入社会后可以尽快走上轨道。实践内容
本着这样的实践目的,2012年7月我来到了浙江富得利木业有限公司进行了为期两周的暑期社会实践。我实践的地方是该公司的研发中心。在这里,我了解我们化学在实际生产中的应用。
浙江富得利木业有限公司是中国起步最早、国际化经营最为成熟的地板企业之一,创始于1994年,总部位于浙江绍兴。企业专注于实木地板、三层实木地板、多层实木地板、强化地板、艺术拼花地板、实木楼梯等产品的生产、研发与销售,产品行销全球。迄今为止,富得利已经形成了集“采购、研发、生产、销售、服务”五位一体的庞大产业链。在与中国地板行业一起发展壮大的历程中,富得利积极助推中国地板行业发展,为振兴民族工业品牌贡献自己的力量。
刚到富得利公司,我跟着研发中心的一个学姐,参观了整个厂区,对工厂的生产流程大概有了一个了解。我们先来到了摆放材料的仓库,在这里我们看到了很多还没有加工的木板,这些就是他们的原材料,是优质的木板。接着又看了成品仓库,里面的成品给我们的感觉也是很不错的,主要是那些成品都带着淡淡的一种令人舒适的味道。在这些成品里有实木地板、实木复合地板、强化地板。其中实木复合地板跟我们化学有很多相关之处。之后,我们又来到了干燥房,在干燥房里我们看到了太克干燥仪器,这就让我想到了我们化学中的烘干,他们的木板也需要干燥,为了品质的提高,还有他们对于含水量的要求指标,所以就有了干燥这一个环节。我们又去了加工车间,复合车间,虽然这些车间里的东西对我们都来说不熟悉,但是让我们学习了一些有关地板加工流程的知识,也体会到了其中与化学的关系。
在之后的一个多星期里,我就在研发中心跟着学姐做合成乳液的改性。在一次又一次的实验,我慢慢明白了在实验室与在企业、工厂做实验的区别。由学校的实验室转移到工厂研发中心的实验室,真是感觉截然不同。在实验室里进行合成反应,有些化学反应由实验室仪器进行反应是可行的,但是把它放大几十倍、甚至几百倍的时候就要考虑别的因素了,例如吸热与散热。由于实验室仪器很小,反应的量也不是很多,反应产生的热量可以忽略不计,但是实际生产中反应的量很大,所以反应过程的热量就成了一个重要的因素。而在研发中心进行的乳液合成就是大剂量的。要找出与实验室小剂量做出来的产品具有相同的理化性质,用研发中心中试装置进行反应的工艺还在不断摸索,不断改进。
除了在研发中心帮着学姐进行乳液合成,我还跟着几个学长下到车间,看看真正用于生产的大型机器。通过两周的社会实践,我帮着学姐在乳液合成上作出了一点成绩,还对地板加工的流程也有了一些了解。对于地板的加工有很多个工艺,具体是:第一步:原木选材分割;第二步:原木旋切干燥;第三步:实木芯板分选;第四步:芯板涂胶排板;第五步:芯板热压胶合;第六步:基材定厚砂光;第七步:基材分选养生;第八步:实木面皮挑选;第九步:地板板坯成型;第十步:地板板坯养生;第十一步:地板切割开槽。看似简单的地板,制造过程中却包含了那么多的工序。
在了解地板加工工艺的同时,我发现在这些工艺中看似跟化学没什么多大的联系,仔细想想,其中有很多地方还是用到化学知识的。在干燥中需要干燥到什么程度,需要化学的知识,如果水分多或少都会影响成品的质量,所以这个一定要控制好干燥程度。在涂胶排板上,要用什么的涂料才能使复合板的效果最好,这也是需要我们化学知识的。对于复合板使用什么样的涂胶将严重影响到其成品的性能以及品质。最好是配制一种属于自己的涂胶,这就能使自身与别的企业存在一定的竞争性,有自己特色的就是最好的。而且是在材料上就优于别人,这样就不至于被别人赶超。
在暑期实践的尾声阶段,我还去参观了展览厅,对富得利公司的产品有初步印象。在展览厅里陈列的都是用富得利公司制造地板。各式各样的实木、橡木、复合地板,不管是纹理、色泽还是光滑程度都是上品。而有些拼花的图案更是令人眼花缭乱。用手触摸在这些成品上,感觉很好。而我最感兴趣的是,涂在这些木地板上的涂料就是我们化学研究的成果。没有表面涂层的保护,再好的木材也经不起时间的侵蚀,这也算是我们化学的伟大功劳。
实践体会
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。通过这次暑期实践,我发现了在学校所学的知识,即理论知识,与社会所需要的实践知识技能相差甚远。这次暑期实践大大的扩展了我的知识面,也让我认识到我需要学习的东西还有很多,不仅仅是书本上的知识,在实践中我所看到的,想到的,认识到的,只要是学习价值的,都要去认真去学习并掌握。而此次暑期实践最大的收获莫过于真正脚踏实地进入到工厂生产中了解生
产过程,认识工厂,了解设备;对生产设备有了由感性到理性的认知,有种实实在在的深刻印象;对工厂或企业的各个车间之间的联系,资源配置,生产流水线,以及企业文化在企业发展中的作用有更为全面的理解。一年之后,我就要进入工作岗位,这就更需要我认真去对待这次暑期实践中学到的东西。
第三篇:主导主体教学设计模式实例
“主导-主体”教学设计模式应用实例
“主导—主体”教学设计模式分为接受式、探索式、协作式等方式,我采用探索式教学设计模式。探索式学习是指在教师指导下,师生共同参与,学生从自我的学习兴趣出发,在解决问题的过程中进行知识的自我构建。探索学习的重点在于培养学生的思维技巧,而不仅仅是得出教师所期望的正确答案,面对实际问题时,学生可以独立确立问题的范围并能得出自己的解决办法,形成自己解决问题的策略。教师的作用就是一个协助者,帮助者,主要职责是引发学生思考,调动他们的思维,为学生的发现活动创造条件、提供支持,保证问题解决过程的顺利进行。其基本过程是让学生通过对具体事例的探究来获得一般规律、法则,并用它来学习新的知识、解决新的问题,通常包括以下步骤: 1.设置问题情境
教师设置问题情境,提供有助于形成概括结论的实例,让学生对现象进观察分析,逐渐缩小观察范围,将注意力集中在某些要点上。2.提出假设
学生根据自己原有的知识基础,通过分析、比较,对各种信息进行转换和组合,以形成假说。3.实践探索
学生对自己提出的假设进行实验或操练,以期通过实验或操练对假设进行检验或获得某种基本规律或法则。若又提出新的假设,可以多次重复上面两个步骤。4.总结、归纳
学生通过思考讨论,对实验或操练形成的直接经验进行归纳、总结,获得规律或法则的认识。5.意义建构
学生将新发现的知识和规律与原有知识联系起来,整合到认知结构的适当位置,获得新知识意义的建构。运用新知识来解决有关问题,促进知识的巩固和灵活迁移。
6.反思、评价
学生对自己的发现过程进行自我评价,获得元认知的发展。为了提高学生发现的效率和效果,教师应适当把握发现的难度,对发现的复杂性和过程作一定的精简,根据学习内容不同,可以采不同的发现方式,或让学生进行独立性发现,或给他们提供资料和工具,让他们自己提出假设、验证假设,或直接为学生提出假设,给他们提供资源和工具,让他们对假设进行讨论、选择和验证。在数学教学中,这种模式的目标是使学生通过应用概念和规律加深对概念和规则的理解,培养学生数学方法的应用能力和实际问题的解决能力。
现就小学数学第九册《三角形面积的计算》一课为例,谈谈探索式的教学设计:
1.设置问题情境 师:(出示平行四边形卡片)这是什么图形?面积怎么计算? 生:平行四边形,面积等于底乘以高
师:如果沿着这个平行四边形的一条对角线剪开,会得到两个什么图形? 生:三角形
教师沿其中一条对角线将平行四边形剪开,问:这两个三角形有什么关系? 生:完全一样,能重合 教师将两个三角形叠放在一起,加以印证。接着教师拿出其中一个三角形(已用虚线作出了高)问:这条虚线叫什么? 生:三角形的高 师:什么叫做三角形的高?三角形的高与它的底有什么关系?如果问这个三角形有多大,就是要知道这个三角形的什么? 学生回答,引出课题
师:你能用数方格的方法数出书上方格矩形图中三角形的面积吗? 学生数方格。
媒体出示方格矩形图,其中有一个锐角三角形、一个直角三角形和一个钝角三角形。
师:它的面积是多少?你是怎么数的?(每种三角形都问一遍)针对同一三角形的面积多少,学生出现的不同回答,说明用数方格的方法来求三角形的面积不准确。如果遇到很大的三角形,就不能用数方格的方法来计算三角形的面积。如:很大的三角形花坛,金字塔的一个面,„„,这时该怎么办呢? 生:用公式
师:那这个公式是怎样的呢?怎样来算呢? 2.提出假设 师:刚才我们用一个平行四边形沿它的一条对角线剪开,得到了两个完全一样的三角形。那两个完全一样的三角形一定能拼成一个平行四边形吗?如果可以的话,三角形的面积是否能由平行四边形的面积得到呢? 媒体出示思考题:
1.两个完全一样的三角形能拼成一个平行四边形吗?拼拼看。2.每个三角形与它们拼成的平行四边形有什么关系? 3.你能说出三角形面积的计算公式吗? 4.实践探索
学生用课前准备好的三角形(两个完全一样的锐角三角形、两个完全一样的直角三角形、两个完全一样的钝角三角形)进行试拼。让学生通过实物投影展示拼成的平行四边形,并演示拼法。
媒体演示拼的过程,展示三种拼法。
师:每个三角形与它们拼成的平行四边形有什么关系? 生:每个三角形的底就是它们拼成的平行四边形的底,每个三角形的高底就是它们拼成的平行四边形的高。
生:每个三角形的面积等于拼成的平行四边形面积的一半。师:你能说出三角形面积的计算公式吗?
生:三角形面积=平行四边形面积÷2=底×高÷2 师:刚才大家是用两个一样的三角形通过旋转平移拼成一个平行四边形的方法推出了三角形的面积公式。如果用一个三角形也能拼成一个平行四边形吗?动手试一试。
学生通过实物投影演示一个三角形拼成一个平行四边形的过程 师:(媒体演示一个三角形拼成一个平行四边形的过程)三角形先沿对边中点剪开,然后向右旋转。再看平行四边形的高和三角形的高,你能告诉我它们的关系吗?
学生讨论后得出:平行四边形的高是原来三角形高的一半。师:面积变了吗?你能有它们的关系得到什么? 生:三角形面积=平行四边形面积=底×(高÷2)4.总结、归纳
师:你是怎么得到三角形的面积公式的?
学生归纳总结推导三角形面积公式的方法(将三角形转化为平行四边形,再根据平行四边形的面积来推导出三角形的面积)。
此阶段是在学生推导出面积计算公式后,教师有意为学生创设的一个归纳知识,总结学法,发现问题的内省学习机会。5.意义建构
利用三角形面积公式重新计算课题开始时展示的三个三角形的面积。做练习,使知识得到巩固和灵活迁移。6.反思、评价
师:通过练习你学到了什么?你还有什么疑问吗? 学生自我评价,质疑问难 【评析】本课在教学设计上与传统教学的不同之处在于,改变了以往学生跟随教师一同操作,枯燥、呆板的被动仿效的教学模式,从学生原有的知识和技能基础出发,引导学生积极参与教学过程,学生独立思考、亲自实践,始终处于动态的活动之中,形成了以学习者为中心的探索性的学习活动。使学生经历了操作、观察到猜想,由具体到抽象、由个别到一般,由直观到逻辑,由猜想到论证的发生、发展和应用的完整思维过程。突出了以学生为主体,教师为主导的教学指导思想。学生既学习数学,又发现数学。利用信息技术演示三角形与平行四边形的转化过程,渗透转化平移的思想,帮助学生形成良好的认知结构。
此模式可适用于抽象的几何概念、几何公式、复杂概念的研究和利用几何知识解决问题的教学,如轴对称概念、三角形的内角和、圆柱体的表面积、圆柱体的体积、比的意义等;以及与生活有关的计算公式、稍复杂应用的教学,如相遇问题、工程问题、解方程问题等。这种模式对信息技术的理想要求是具有多媒体投影设备、网络环境、计算器等数学探索工具,如果不具备网络教学环境,则学生的交流讨论可以口头进行。教学效果可以用解决类似问题来进行评价。
第四篇:《量子力学》理论教学与科研实践相结合的教学模式的思考
《量子力学》理论教学与科研实践相结合的教学模式的思考
摘要:电子科学与技术是光电信息产业的支柱和基础,量子力学作为电子科学与技术专业最重要的必修课,其体现出的研究和对待新事物的思想和方法,对培养学生的探索精神和创新意识具有十分重要的启迪作用。论文围绕“科研融入教学、教学提升科研”的理念,提出拓展和更新量子力学理论课的教学内容,科研是充实教学内容、提高教学质量的源泉。同时,教师在提升教学效果的同时需要不断充实提升自己的科研水平,形成科研教学双促进,从而推动人才的培养和教学水平的提高。
关键词:电子科学与技术;量子力学;理论教学;科研实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)24-0229-02
现代信息技术即将步入光子学新阶段,光子作为信息和能量的载体,迅速推动建立了一个前所未有的现代光电子交叉学科和信息产业。电子科学与技术是光电信息产业的支柱和基础,是多学科相互渗透而形成的交叉学科。量子力学在近代物理中的地位如此之重,但在实际教学中学生普遍感到量子力学理论性太强,公式众多,逻辑推理严密,太过抽象,难以理解,特别是跟实际生活联系不紧密,从而导致缺乏学习兴趣。作者在多年量子力学专业课程教学过程中,总结教学心得,提出了“科研与教学互进互促”的教学理念,建立了教学内容与科研课题相结合的量子力学专业课程教学模式。
一、介绍量子力学理论在现代科学技术中的实际应用,调动学生学习量子力学的热情
兴趣是学习一切知识的源动力,在绪论讲述中通过大量多媒体资源向学生们展示现代科技革命与量子力学息息相关,量子力学渗透到现代科技的方方面面,从电脑、手机到航天、核能,从科幻电影到工业4.0,几乎没有哪个领域不依赖于量子论。同时针对学生们的喜好,科普《星际穿越》、《生活大爆炸》、《源代码》等热门影视中黑洞、虫洞、平行宇宙等量子物理的基本思想,以激发学生对量子论的求知欲,并向他们介绍一些关于量子力学的科普书籍,如曹天元的《上帝执骰子吗――量子力学史话》、霍金的《大设计》以及罗杰的《神奇的粒子世界》,并引用《上帝执骰子吗》中优美的开场向学生引出量子力学这一神秘和优美的故事,用生动有趣的方式讲述量子力学的发展史话,穿插每一个具有革命性大事记形成和建立的历史背景,相关科学家的简史和名人逸事,如德布罗意如何从一个纨绔子弟成长为诺贝尔奖获得者;牛顿和胡克还有其他科学家之间关于理论归属问题的争执;一个早期不受大家认可的爱因斯坦;二战期间参与研制原子弹,二战结束后大力促进核能和平利用的“哥本哈根学派”代表人物玻尔;以严谨、博学而著称,同时又以尖刻和爱挑刺而闻名的天才少年泡利;在建筑领域同样杰出的胡尔;爱打赌的霍金;等等。这些偶像级的人物在物理发展中就像一个个明星,你方唱罢我登场,一起连接起物理发展的恢弘历史,循序渐进地消除学生对量子力学的恐惧感,并且对于培养他们的科研品质有很大启迪。
量子理论的出现彻底地改变了世界的科技面貌,引发了许多的技术革命。用多媒体将最新的科技知识和高新技术全面融入到教学课程中,可以形象直观地表述量子力学与科学前沿的紧密联系,扩充学生们的知识和视野。如讲述电子自旋有两个取向这部分内容时,正好与计算机存储中二进制0和1相对应,这也正是量子计算机的基本原理,并展开介绍量子信息、量子通讯、量子计算机的基础理论均是遵从量子力学变量的分立特性叠加原理和量子相干原理。机械硬盘的原理是巨磁电阻效应,其本质是电子自旋相交的量子现象,医院里最先进的诊断技术――核磁共振,就是核自旋效应的典型应用。CPU逻辑单元CMOS中的核心部件――场效应晶体管,是量子力学在固体中的应用;集成电路生产用到的光刻机――其光源激光,航天领域对于GPS的系统误差校准以及尤其重要的卫星钟,也是量子力学的应用。没有量子力学,就没有以半导体占主导地位的现代化工业。让学生们切身感受到量子力学已经渗透到我们生活的方方面面,其影响巨大是以往所不能想象的。
二、根据电子科学与技术专业,优化教学内容和方法
教师在教学过程中,一方面给学生讲授了教材上的基本内容,另一方面通过PPT和视频的方式将国内外研究动态和研究成果固化到教学中来,以保证教学内容总是站在专业学科前沿。通过这种融入方式,形成理论水平高、实用性强、特色鲜明的课堂教学,理论联系实际,扩大学生的知识面,从而提高学生的学习兴趣和主动性。例如讲述微观粒子波动性中波长公式λ=h/时,通过比较电子和经典粒子的波长,说明为什么在日常生活中难以观测到粒子的波动性,并拓展引入透射电子显微镜的工作原理,当加速电压达到200kV时,电子的波长达到在0.1纳米量级,和原子的大小相比,由于透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息,通过分析电子束的成像可以得到颗粒形貌、大小、位错、缺陷、成分和相组成等微观特性,进而介绍电子显微镜的结构、成像原理及电子衍射原理,加深学生对微观粒子波粒二象性的理解和掌握。同时,还鼓励学生自己动手制作相关动画,提升他们的动手能力和参与性,并通过保龄球视频类比描述双缝衍射实验,形象直观。
讲述一维薛定谔方程求解例题――一维势垒贯穿时,引入隧穿效应概念,并且引用一张经典的狮子“穿墙”追到墙对面高枕无忧人的配图,这在经典物理中完全不可能想象,形象的例子可以更好地理解量子遂穿效应,并且强调了量子论与经典物理的不同之处,进而向学生介绍隧穿效应在现代科学技术中的实际应用――扫描隧道显微镜,用视频和多媒体向学生们展示扫描隧道显微镜的工作原理及分辨率的影响因素,并与课本上遂穿透射系数公式相互验证,并给大家介绍用扫描隧道显微镜的最新研究进展以及自己科研工作中的相关实验结果。
通过让学生们接触这些仪器的工作原理,等同于提前接触了科研工作,对研究工作有了切身体会和形象了解,同时对课程的理论知识有了现实认识。教学中不断渗透专业前沿科学知识,不仅可以使量子力学富有生命力和时代感,而且培养了学生的科学素质,让学习目标更明确,这些都对学生今后的工作和考研打下了一定的实践基础。另一方面,活跃课堂教学气氛和建立讨论环节在教学中是十分必要的。课堂教学一定不能让教师唱独角戏,要充分引导和鼓励学生提出问题、分析问题和解决问题,这样有助于激发学生的思维能力,形成新的思维方式。同时要让学生占主导地位,将学习的决定权从教师转移给学生,可以鼓励学生分享量子力学理论在现代技术中的应用实例,通过查阅资料,动手制作多媒体的过程,充分发挥学生的学习自主能动性,以及增强学生探索性学习的能力和搜集信息的能力。
三、科研融入教学,教学提升科研
在课堂上,要想真正提高学生的学习积极性,加深对量子力学理论的认识,教师只讲授课本上的知识体系是远远不够的,特别是新知识日新月异,这些均需要授课教师不断吸取养分和了解本专业的前沿科学动态和研究进展,不断加强自身的科研水平,让教学和科研相辅相成,相互促进。
围绕“科研融入教学、教学提升科研”的理念,拓展和更新量子力学理论课的教学内容,在实施过程中,紧跟学科前沿发展,将自身的科研经历和成果,以及量子力学理论相关的学科前沿实例灵活融入教学内容的各个环节,形成水平高、前沿性强、内容丰富的课堂教学内容,这将会大大提高学生的学习兴趣。比如讲述海森伯测不准关系Δx・Δp≥?捩/2时,引入衍射极限这一物理问题,衍射极限本质上来源于量子力学中的测不准关系限制,是量子特性的一种宏观体现。
由于衍射极限限制了器件最小特征尺寸和加工分辨率,必须突破光学衍射极限才能进一步发展纳米光学和光子学,表面等离子体激元是目前解决这一瓶颈的唯一方案。进而系统地介绍表面等离子激元的基本原理,及其在光探测器、传感器、发光二极管及太阳能电池方面的应用。讲述电子自旋这一章节时,向同学们介绍材料界的新宠――电阻率超低、电子迁移速度极快,可以有效传导电子自旋的石墨烯,该材料卓越的性能令科学界普遍期待它能引领新一轮的电子元器件革命。引入科技巨头IBM公司制作的《一个男孩和他的原子》的微电影视频形象讲述自旋电子施法大数据存储,电子自旋的自由度得以被操控。当自旋电子学施展“魔法”,存储介质的体积将变得越来越小,而存储的容量却越来越大,甚至无限延展,真正一粒沙中存储一个世界。这种通过实实在在的研究案例让学生们清楚研究方法,加深对新知识点的理解,让枯燥的公式转换成形象的材料和器件,教学效果生动而富有启发性。
科研是充实教学内容、提高教学质量的源泉,同时也是培养创新性人才的必然需求。同时,教师在提升教学效果的同时,需要不断充实提升自己的科研水平,形成科研教学双促进,从而推动创新人才的培养和教学水平的提高。
参考文献:
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第五篇:教学反思,理论与实践的相结合
教学反思,理论与实践的相结合一、提高意识,更新教学观念,强化落实物理新课程的三维目标新课程要求教师不再单纯是知识的传授者,更应该是学生学习的组织者、反思性实践者以及课程与教学的研究者。改变学生的学习方式是这次教改的一大任务。“改变学习方式”的核心是让学生不做被动的“受教育者”而是做一个主动的“探索者”。这里说的探索当然包括常说的科学探究,但不限于此,学生的活动也不限于实验活动。学生在学习活动中应该主动地动脑、动手,发生疑问、进行思考、动手操作,相互讨论,等等。因此,物理教学中,我们不仅要让学生了解物理概念和规律本身,还应让学生体会探索这些概念和规律的物理思想和方法,这就要求我们教师要改变教学观念,注重学生对学习过程的体验。教师只有理解我国高中物理新课程标准的总目标确立的三维目标(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)是相互平等、相互谐调的关系,才能适应新课程之下的物理教育,他的物理课堂效率才有现实意义。
二、更新教学方式,建构以探究教学为主的教学理念
物理是一门基础的实验科学,物理学的许多思想、方法都是科学式的。高中物理新课程之所以提倡探究教学,是因为探究教学满足学生的学习发展的需要,满足时代所需素质人才的需要。经过课堂探究模式,让学生的无知意识得到唤醒、学生的思维得到成长发展、学生的素质、能力得到提升。德国教育家第斯多惠说过,教学的艺术不在于传授的本领,而在于激烈、唤醒、鼓舞。在教学过程中,学生是主
体,老师是主导。学生是活生生的人,他们有思想,有活动,在课堂上只有把他们的主体作用发挥出来,让他们积极地参与到教学过程中,才能起到事半功倍的效果。教师在教学中,根据学情的需要,不断地创设物理情境,不仅能激发学生的学习兴趣,而且能使学生的兴趣由弱到强的发展,贯穿于教学的始终,学生有了兴趣就有了学习的积极性和主动性,在调动学生的积极性和主动性这个环节上,合理运用多种教学方式可收到显著效果。
三、做好师生互动,完善情感交流,强化信息反馈
任何学科的教学,要想创造最佳的教学效果,都离不开好的课堂环境,对于内容比较抽象、枯燥的物理课来说,创设一个生动形象的教学情境尤显重要。课堂情境的创设者是教师,一堂课上得好与坏,这跟教师所采取的教学步骤、方法以及创设的课堂情境有很大的联系。我们的课堂要让学生的心情激荡,使他们感到物理学知识神圣,有魅力和诗意,才能在愉快的氛围和环境中,迸发激情,形成积极向上的学习意愿。创设教学情境的手段和方法多种多样,往往要因人而异,因课而异。要使一堂课上得有效率,教师的态度、情感至关重要。我国古代教育家孔子说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”。如果教师在教学中能够培养学生热爱物理的情感,那么就可以激发学生强烈的求知欲和学习的热情。首先,教师必须有一个良好的情绪状态。课堂教学中教师的主导情绪应该是快乐的。教师的情绪是极易感染学生的。而当教师面带微笑,怀着喜悦的心情进入课堂教学时,学生会倍感亲切,快乐之情油然而生。以教师自己快乐情绪来影响和引
发学生的快乐情绪,会使学生思维活跃,更有效地接受信息的输入。