第一篇:主導--主體相結合-------現代遠程教育教學模式的理論與實踐
主導--主體相結合-------現代遠程教育教學模式的理論與實踐
四川廣播電視大學副校長
刁純志 教授
一,中國現代遠程教育教學模式(結構)的理論與實踐發端
1,教學模式概說
“教學模式”的概念,是在20世紀70年代初才顯現,代表作是美國學者B.喬伊斯和M.韋爾合著的《教學模式》一書。
對教學模式的定義,即對其本質和內涵的界定眾說紛紜。國際:B.喬伊斯和M.韋爾:“計劃說”(1972);美國學者D.埃金:“策略說”(1979); 國內:“綜合說”(楊小薇,1987);“體系說”(柳海民,1988);“構成說”(李秉德,1991);“樣式說”(葉瀾,1993);“實質說”(熊川武,1993);“模型說”(李曉文,2000);“中介說”(徐皓,2004)等等。
定義:教學模式,是指在一定的教育思想、教育觀念、學習理論的指導下,運用一定的教學策略和方法所形成的教學進程的穩定結構形式,是教學系統四要素(教師、學生、教材、媒體)相互聯系、相互作用的具體體現。(“結構說”)
在教學模式(結構)中,最關鍵的是教師和學生在教學過程中的相互關系。在現代遠程教育教學中,正確認識媒體的地位,科學的發揮媒體的作用,也是一個十分重要的問題。
2,“建構主義”教育理論的引入
從上個世紀初中期開始,我國的教育界,特別是遠程教育領域,開始逐步從對傳統教育結構的弊端批判中,引入“建構主義”教育理論。
傳統教學模式,教師處于主宰地位,具有無上的權威。學生只是被動地接受教師所灌輸的系統知識和理論,而媒體則主要是作為教師演示某個教學內容的工具或直觀教學的教具,而教材則是學生學習理論和知識的惟一來源。這是一種典型的以教師為中心的教學模式(結構)。不利于學生主動性、積極性、創造性的發揮,更不利于創新人才的培養。
“建構主義”學習理論認為,知識不是通過教師直接傳授得到,而是學習者在一定的情境即社會文化背景下,借助其他人(包括教師和學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構的方式而獲得。
建構主義學習理論認為“情境”、“協作”、“交互”和“意義建構”是學習環境中的四大要素或四大屬性。
“情境”:學習環境中的情境必須有利于學生對所學內容的意義建構。在建構主義學習環境下,教學設計不僅要考慮教學目標分析,還要考慮有利于學生建構意義的情境的創設問題,并把情境創設看作是教學設計的最重要內容之一;
“協作”:協作發生在學習過程的始終。協作對學習資料的搜集與分析、假設的提出與驗證、學習成果的評價直至意義的最終建構均有重要作用;
“交互”:交互是協作過程中的不可缺少環節。學習小組成員之間必須通過交互、商討如何完成規定的學習任務的計劃;協作學習過程也是交互過程,在此過程中,每個學習者的思維成果(智慧)為整個學習群體所共享,因此交互是達到意義建構的重要手段之一;
“意義建構”:這是整個學習過程的最終目標。所要建構的意義是指事物的性質、規律以及事物之間的內在聯系。幫助學生建構意義就是要幫助學生對當前學習內容所反映的事物的性質、規律以及該事物與其它事物之間的內在聯系達到較深刻的理解。這種理解在大腦中的長期存儲形式就是關于當前所學內容的認知結構。
結論:學習的質量是學習者建構意義的能力,而不是學習者重現教師思維過程的能力。換言之,獲得知識的多少取決于學習者根據自身經驗去建構有關知識的意義的能力,而不取決于學習者記憶和背誦教師講授內容的能力。
上個世紀90年代,西方教育界對建構主義教育理論一片贊揚之聲,突出地強調了以學生為中心,這和他們的傳統思想一脈相承。比如說,美國的實用主義教育家杜威很早就提出了“兒童中心”理論,強調以學為主(中國是以教為主)。
這種理論有助于調動學生的主觀能動性,提高學生學習積極性,培養學生的創造性,但過分強調學生中心論,而忽視教師的主導作用,將會削弱對基礎性、系統性理論和知識的傳授,從而削弱學生的學習基礎。
現在在西方教育界,通過多年的實踐,已經意識到片面強調建構主義是有問題的,所以出現了對建構主義的批評之聲,提出了混合學習的理論。
中國有自己的國情和文化背景,我們過去傳統的教育,是忽視學生的主動積極創造性的發揮,因此,建構主義所主張的在中國現階段仍然還有存在的充分合理性,只是我們不要又犯西方教育界前些年犯過的片面性的錯誤。
3,新模式的初步建立
在“建構主義”教育、教學思想的指導下,通過實踐的努力,我國的遠程教育教學模式逐步實現了:
從“教師為中心”,發展到“學生為中心”; 從組班教學,發展到學生個性化自主學習;
從面授輔導、利用傳統媒體學習,發展到追求基于互聯網的學習方式;
等等一系列發展和變化,并初步建立起了一個與之相適應的新的教學模式(結構)。應當說這種轉變有其必然性和客觀性,也收到了較好的效果。
但在對相關理論的理解和具體實踐中也出現了一些偏差。過分強調了新的教學模式的優勢和傳統學習方式的不適應性,而忽視了兩者之間的互補性和辨證統一性。
二,從“以學生為中心”到“主導—主體相結合”
1,十年的探索和反思
從世界范圍看,現代教育技術和現代教育理論近十年的發展呈現出一種螺旋上升(回歸)的趨勢:從“教師為中心”的傳統教育理論和實踐,發展到“建構主義”學習理論所主張的“以學生為中心”的理論和實踐,現在又螺旋上升(回歸)到以“主導---主體相結合”的教學模式(結構)。
中國,從上個世紀末開始,以廣播電視大學系統的“人才培養模式改革和開放教育試點”項目和76所普通高校舉辦的“網絡學院”為代表,我國的現代遠程高等教育,也正在走著類似的“螺旋”之路。
“建構主義”和“混合學習”是支撐“主導---主體相結合”這一現代遠程教育教學模式的兩個主要理論基礎。
2,“混合學習”(Blending Learning)
關于“混合學習”的理解和定義也是眾說紛紜的。
所謂“混合學習”是指各種學習方式的結合。即運用視聽媒體(幻燈投影、錄音錄像)的教學方式與傳統的課堂教學方式相結合;計算機輔助教學(CAI、IP、網絡課程等)方式與傳統的教師單一講授方式相結合;學生的自主學習方式與學生之間的合作學習方式相結合等等。
“混合學習”(Blending Learning)就是把傳統學習方式的優勢和數字化或網絡化學習(e-learning)的優勢結合起來。也就是說,既要發揮教師的引導、啟發、監控教學過程的主導作用,又要充分發揮體現學生作為學習主體的主動性、積極性和創造性。只有把這兩者結合起來,使兩者的優勢互補,才能獲得最佳的學習效果。
這一結論,是世界遠程教育界,經過十年探索、研究、討論得出的新的認識,是國際遠程教育界關于教育思想和教育觀念的大提高與大轉變。而教育思想和教育觀念則是教學設計、教學方法、教學實踐賴以形成與發展的基礎,所以新的上述環節都打上了“混合學習”的烙印。
“混合學習”的本質,是強調教師的主導作用和學生主體地位的有機統一。提出“混合學習”這一理論的依據:
----學習者原有的認知基礎和學習目的、要求的差異,導致了學習方式的不同;----學習者對各種媒體的適應度是不同的;
----不同的學習內容和問題,要求用不同的解決方式(不同的媒體與傳遞方式),關鍵在要針對特定的問題,提供恰當的混合方式;
----“混合學習” 是對純粹 e-learning化在經過諸多教訓后的“回歸”。但不是“技術失效”,而是一次進步。關鍵是不能胡亂混合,或者強拉硬配。而是應當把各種優化的學習資源進行有機的組合,達到1+1>2。
----“混合學習”強調構建以最低的投入獲得效率最高的學習方式。
----任何一個成功的網絡學習項目,都應當是或者將會是一個混合學習項目。
3,必須充分發揮教師的主導作用,才能保證學生的主體地位
現代遠程教育的理想模式:將信息技術有效地融合于各學科的教學過程,來建構一種理想的教學環境,這種環境可以支持真實的情境創設,不受時空限制的資源共享。快速靈活地信息獲取,豐富多樣的交互方式,打破地區界限的協作交流,以及有利于培養學習者創造性的自主發現和自主探索。在此基礎上,實現一種能充分體現學生主體地位的新型學習方式(如研究性學習與合作性學習)。
要實現上述理想模式,必須充分發揮教師的主導作用。其實,“建構主義”所提倡的學生自主建構的過程,也離不開教師的主導作用。
在自主學習環境的設計中,教師應該為學生創設一種有利于學生自主建構知識的良好環境,營造一種自主學習的意境、氛圍和條件,讓其身臨其境,這是從外因來看。
在自主學習策略的設計中,教師應當調動學生學習的主動性與積極性,以達到自主建構的目標,自主學習的策略是教師要誘導學生自主學習、自主建構,這是從內因來看。
以上兩者,都離不開教師的主導作用。在情境的創設、信息資源的提供、合作學習的組織和研究性學習的指導等方面,教師的主導作用發揮得越充分,學生的主體地位也就必然會體現得越充分。因此,主導--主體相結合的這種結構,是一種比較理想的教育教學模式。
4,在教學模式(結構)中媒體的地位和作用
上世紀90年代初,“有圍墻的大學,是否將被沒有圍墻的大學(遠程網絡學院)所取代”,成了國際教育界討論的一個重大課題。經過了十年的爭論,這個問題有了比較明確的結論。
2000年美國教育部向美國國會提交的《教育技術白皮書》(8萬多字),對這一問題作了比較明確的闡述。指出數字化學習能夠很好地實現某些教育目標,但不能代替傳統的課堂教學,數字化學習不會取代學校教育,但會極大地改變課堂教學的目的和功能。
上世紀90年代中期以前,國際教育界對信息技術(IT)在教育中的運用主要強調輔助教或輔助學,以后逐步轉向關注如何運用信息技術來深化教育、教學改革,提升教學質量,但把重心放在培養學生的創新能力,發揮學生探究性學習的能力。主要通過鼓勵學生圍繞社會生活的實踐問題,進行自主探究。更多的是課堂外的,跨學科的學習,這種擇重的確有助于創新思維和能力的培養,但對系統科學知識和理論的學習不一定優于課堂教學。
美國教育技術CEO論壇,2000年的報告指出,數字化學習的關鍵是將數字化內容整合的范圍日益增加,直到整合于全課程。當具有明確教育目標,且訓練有素的教師把具有動態性質的數字內容,運用于教學的時候,它將提高學生探索與研究的水平,從而達到數字化學習的目標。
所以,2003年,ICCE國際學術會議的主題:“信息技術教育應用的第二浪潮,從輔助教與學到促進教育改革。”
過去且不用說,就是現在,不少教師仍然只是把媒體當作演示某個教學內容的工具或直觀教學的教具,而不是引導和教會學生把媒體作為自主探究、建構認知、情感激勵的工具。
因此,我們對現代遠程教育教學模式的構建和改革,特別是課程改革,還需要做很多工作。
三,構建中國特色的現代遠程教育教學模式
1,國情
在進入21世紀,數字化教育對發展中國家的教育既有難得的機遇,更有嚴峻的挑戰。發達國家與發展中國家之間、中國東部與西部之間、城市與農村之間的差距,并不會因為信息時代到來而縮小,相反它們之間存在的數碼帶溝會越來越大,人們受教育的機遇有可能進一步處于不公平的地位。
早在上個世紀末,財政教育經費在國民生產總值中的比重,世界平均水平為4.9%,發達國家已經達到5.1%,欠發達國家也有4.1%。而中國的這項指標,據統計2002年財政性教育經費占國內生產總值的比例僅為3.41%,但已經是1998年以來的最高水平了。這和發達國家有極大的差距。生均經費的差距更是巨大。美國不含捐資、校辦產業、學費等收入的公共教育經費為3762.17億美元,中國2002年財政性教育經費為3491.40億元人民幣。如按1600萬在校大學生的生均計算,則差距更是巨大。
美國公共教育經費占國民生產總值的比重為5.3%,中國為3.41%;美國大學毛入學率為81.1%,中國為17%。美國教育的主要經濟指標都大大高于中國。
這種差距不僅體現在發達國家與發展中國家之間,也體現在中國的內部。
中國是一個幅圓遼闊、人口眾多,東部和西部、農村和城市的經濟發展極不平衡的國家,教育不平等的現象嚴重存在。
中國東部(京、滬、蘇、浙、粵)人均GDP為17414.35元,10萬人中接受過大學教育人數為5250人,10萬人中互聯網用戶數為7806.32戶;中國西部(渝、川、貴、云)人均GDP為5141.72元,10萬人中接受過大學教育人數為2229人,10萬人中互聯網用戶數為1696.68戶。東部人均GDP為西部的3.39倍,10萬人中接受過大學教育人數為西部的2.36倍,10萬人中互聯網用戶數為西部的4.6倍。
2002年東部五省區的普通高校生均預算內教育事業費平均為9999.268元;而西部四省區平均僅為3265.35元,東部為西部的3.06倍。東部五省區普通高校生均預算內公用經費平均為4795.35元;而西部四省區平均僅為888.62元,東部為西部的5.4倍。
面對中國國情,特別是西部的區情,要加快中國特別是西部教育的發展,實現高等教育大眾化,僅僅依靠需要大量資金的全日制普通高等學校,既不現實,也不可能。因此,必須尋求一條適合在經濟文化欠發達的地區,多渠道發展高等教育的有效路子。
這就是我們必須大力發展現代遠程教育的客觀現實。
2,原則:
現代遠程教育應該具備以下基本規律、原則和要求:
------應當按照21世紀社會發展對人才素質和能力的要求,來制定遠程開放教育教學計劃和設計應有的培養規格,其中信息素質和能力是一個重要的成分;
------應當從主講教師與學生時空分離的特定條件出發,來建立與之相適應的教學模式;
------應當從傳統的以教師為中心的教育觀念,轉到以學生為中心的新的教育理念上來,構建全方位的,更好地服務于學生自主學習的教學支持服務體系;
------應當充分考慮到每個學生的個體差異,因材施教,實現學生的個性化自主學習,同時也十分注意發揮教師的主導作用,把學生的數字化學習和教師的以導學方式的面授輔導有機的結合起來,加強學生的協作學習,從而實現每一個人的全面發展;
------應當建立基于互聯網的教學運行平臺,充分利用新的信息技術和多媒體手段,同時也注意發揮原有媒體的功能,將經過系統整合的最優秀的教學資源,以遠程、開放、多樣的方式傳導給各地特別是處在邊緣地區的求學者,以解決當地合格教師不足的矛盾;
------應當建立起有效的遠程質量監控體系,以保證遠程開放教育的教學效果和質量。等等。
以上是我們對現代遠程教育基本理念和原則的認識與概括,在我們實施現代遠程教育的實踐中,我們應當努力按照這些原則和要求去構建我們的教育教學模式,而不是違背上述理念和原則另搞一套。
但我們也應當從中國經濟、文化、基礎設施的具體情況出發,構建既符合上述原則、要求,又體現中國特色的現代遠程教育教學模式。而不是脫離實際,或是超前發展,從而導致失誤。
3,模式
我們要建立的主導——主體相結合的教學模式,就要注意體現學和教并重的教學設計,體現有利于學生自主學習的教學資源建設,構建結合各門學科的特點,易于實現課程整合的新型教學模式。為此,特別要注重克服忽視教學目標、學生的基礎特征、教師主導作用的發揮等問題。從新的理論架構上,來創設更科學的教學模式。
四川廣播電視大學在實施“人才培養模式改革和開放教育試點”的工作中,通過系統的理論學習和實踐探索,總結出了“三個1/3+1”的教學模式(結構)。
學生充分利用現代教育技術手段,堅持收聽收看中央電大主講教師的授課;進行必要的當地教師的面授輔導答疑;利用學校提供的教學服務系統,在教師的指導下運用數字化手段自主學習。
教學過程主要由以上三個基本方面構成,三個方面各自的權重,則視具體的專業、課程和教學條件的差異而進行合理分配。同時,更要按照現代遠程教育教學的理論和要求,進行總體的教學設計和科學的具體實施。此外,學生還應利用相當于計劃學時數的時間進行學習小組的活動、實踐性環節、預習復習、完成形成性考核的內容等等,這就是“+1”。
“三個1/3+1”教學模式主要的優勢在于,既調動了學生數字化自主學習的主體性,又發揮了教師引導、啟發、釋疑、解惑和監控教學過程的主導性,從而達到更好的學習效果。
經過五年的實踐,證明這是一個既遵循了現代遠程教育規律,又符合中國特別是地處西部的四川實際情況的現代遠程教育教學模式。
“三個1/3+1”的教學模式,既包孕了“建構主義”的要素,又體現了“混合學習”的理念,注意發揮了幾種學習方式的特色和優勢,展現了數字化學習和傳統教學方式之間的互補性和融通性,展現了兩者相結合所產生的最優化的總體教學效果。
“三個1/3+1”的教學模式,比較適合現階段經濟文化和基礎設施相對滯后的地區舉辦現代遠程教育。通過這種教學模式的實踐,可以更好的逐步實現更高水平的現代遠程教育教學模式。
當然,這只是四川電大的探索。各地各校從現代遠程教育的基本原理和要求出發,結合各自的實際,所建構的教學模式,都有自己的意義和價值。讓我們共同為構建具有中國特色的現代遠程教育教學模式而努力。
謝謝大家
第二篇:理論與實踐相結合
理論與實踐相結合摘要:作為化學系的大學生,2012的暑假,為了聯系實際,將所學理論與實踐相結合,把所學的化學知識應用于實際生產,我走進企業,在浙江富得利木業有限公司進行為期兩周的暑期社會實踐。
關鍵詞:富得利;地板;研發中心;涂料
引言
大學生要在社會實踐中培養獨立思考、獨立工作和獨立解決問題能力。通過參加一些實踐性活動鞏固所學的理論,增長一些書本上學不到的知識和技能。因為知識要轉化成真正的能力要依靠實踐的經驗和鍛煉。面對日益嚴峻的就業形勢和日新月異的社會,大學生應該轉變觀念,不要簡單地把暑期打工作為掙錢或者是積累社會經驗的手段,更重要的是借機培養自己的創業和社會實踐能力。現在的招聘單位越來越看重大學生的實踐和動手能力以及與他人的交際能力。作為一名大學生,就應該把握所有的機會,正確衡量自己,充分發揮所長,以便進入社會后可以盡快走上軌道。實踐內容
本著這樣的實踐目的,2012年7月我來到了浙江富得利木業有限公司進行了為期兩周的暑期社會實踐。我實踐的地方是該公司的研發中心。在這里,我了解我們化學在實際生產中的應用。
浙江富得利木業有限公司是中國起步最早、國際化經營最為成熟的地板企業之一,創始于1994年,總部位于浙江紹興。企業專注于實木地板、三層實木地板、多層實木地板、強化地板、藝術拼花地板、實木樓梯等產品的生產、研發與銷售,產品行銷全球。迄今為止,富得利已經形成了集“采購、研發、生產、銷售、服務”五位一體的龐大產業鏈。在與中國地板行業一起發展壯大的歷程中,富得利積極助推中國地板行業發展,為振興民族工業品牌貢獻自己的力量。
剛到富得利公司,我跟著研發中心的一個學姐,參觀了整個廠區,對工廠的生產流程大概有了一個了解。我們先來到了擺放材料的倉庫,在這里我們看到了很多還沒有加工的木板,這些就是他們的原材料,是優質的木板。接著又看了成品倉庫,里面的成品給我們的感覺也是很不錯的,主要是那些成品都帶著淡淡的一種令人舒適的味道。在這些成品里有實木地板、實木復合地板、強化地板。其中實木復合地板跟我們化學有很多相關之處。之后,我們又來到了干燥房,在干燥房里我們看到了太克干燥儀器,這就讓我想到了我們化學中的烘干,他們的木板也需要干燥,為了品質的提高,還有他們對于含水量的要求指標,所以就有了干燥這一個環節。我們又去了加工車間,復合車間,雖然這些車間里的東西對我們都來說不熟悉,但是讓我們學習了一些有關地板加工流程的知識,也體會到了其中與化學的關系。
在之后的一個多星期里,我就在研發中心跟著學姐做合成乳液的改性。在一次又一次的實驗,我慢慢明白了在實驗室與在企業、工廠做實驗的區別。由學校的實驗室轉移到工廠研發中心的實驗室,真是感覺截然不同。在實驗室里進行合成反應,有些化學反應由實驗室儀器進行反應是可行的,但是把它放大幾十倍、甚至幾百倍的時候就要考慮別的因素了,例如吸熱與散熱。由于實驗室儀器很小,反應的量也不是很多,反應產生的熱量可以忽略不計,但是實際生產中反應的量很大,所以反應過程的熱量就成了一個重要的因素。而在研發中心進行的乳液合成就是大劑量的。要找出與實驗室小劑量做出來的產品具有相同的理化性質,用研發中心中試裝置進行反應的工藝還在不斷摸索,不斷改進。
除了在研發中心幫著學姐進行乳液合成,我還跟著幾個學長下到車間,看看真正用于生產的大型機器。通過兩周的社會實踐,我幫著學姐在乳液合成上作出了一點成績,還對地板加工的流程也有了一些了解。對于地板的加工有很多個工藝,具體是:第一步:原木選材分割;第二步:原木旋切干燥;第三步:實木芯板分選;第四步:芯板涂膠排板;第五步:芯板熱壓膠合;第六步:基材定厚砂光;第七步:基材分選養生;第八步:實木面皮挑選;第九步:地板板坯成型;第十步:地板板坯養生;第十一步:地板切割開槽。看似簡單的地板,制造過程中卻包含了那么多的工序。
在了解地板加工工藝的同時,我發現在這些工藝中看似跟化學沒什么多大的聯系,仔細想想,其中有很多地方還是用到化學知識的。在干燥中需要干燥到什么程度,需要化學的知識,如果水分多或少都會影響成品的質量,所以這個一定要控制好干燥程度。在涂膠排板上,要用什么的涂料才能使復合板的效果最好,這也是需要我們化學知識的。對于復合板使用什么樣的涂膠將嚴重影響到其成品的性能以及品質。最好是配制一種屬于自己的涂膠,這就能使自身與別的企業存在一定的競爭性,有自己特色的就是最好的。而且是在材料上就優于別人,這樣就不至于被別人趕超。
在暑期實踐的尾聲階段,我還去參觀了展覽廳,對富得利公司的產品有初步印象。在展覽廳里陳列的都是用富得利公司制造地板。各式各樣的實木、橡木、復合地板,不管是紋理、色澤還是光滑程度都是上品。而有些拼花的圖案更是令人眼花繚亂。用手觸摸在這些成品上,感覺很好。而我最感興趣的是,涂在這些木地板上的涂料就是我們化學研究的成果。沒有表面涂層的保護,再好的木材也經不起時間的侵蝕,這也算是我們化學的偉大功勞。
實踐體會
“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”。通過這次暑期實踐,我發現了在學校所學的知識,即理論知識,與社會所需要的實踐知識技能相差甚遠。這次暑期實踐大大的擴展了我的知識面,也讓我認識到我需要學習的東西還有很多,不僅僅是書本上的知識,在實踐中我所看到的,想到的,認識到的,只要是學習價值的,都要去認真去學習并掌握。而此次暑期實踐最大的收獲莫過于真正腳踏實地進入到工廠生產中了解生
產過程,認識工廠,了解設備;對生產設備有了由感性到理性的認知,有種實實在在的深刻印象;對工廠或企業的各個車間之間的聯系,資源配置,生產流水線,以及企業文化在企業發展中的作用有更為全面的理解。一年之后,我就要進入工作崗位,這就更需要我認真去對待這次暑期實踐中學到的東西。
第三篇:主導主體教學設計模式實例
“主導-主體”教學設計模式應用實例
“主導—主體”教學設計模式分為接受式、探索式、協作式等方式,我采用探索式教學設計模式。探索式學習是指在教師指導下,師生共同參與,學生從自我的學習興趣出發,在解決問題的過程中進行知識的自我構建。探索學習的重點在于培養學生的思維技巧,而不僅僅是得出教師所期望的正確答案,面對實際問題時,學生可以獨立確立問題的范圍并能得出自己的解決辦法,形成自己解決問題的策略。教師的作用就是一個協助者,幫助者,主要職責是引發學生思考,調動他們的思維,為學生的發現活動創造條件、提供支持,保證問題解決過程的順利進行。其基本過程是讓學生通過對具體事例的探究來獲得一般規律、法則,并用它來學習新的知識、解決新的問題,通常包括以下步驟: 1.設置問題情境
教師設置問題情境,提供有助于形成概括結論的實例,讓學生對現象進觀察分析,逐漸縮小觀察范圍,將注意力集中在某些要點上。2.提出假設
學生根據自己原有的知識基礎,通過分析、比較,對各種信息進行轉換和組合,以形成假說。3.實踐探索
學生對自己提出的假設進行實驗或操練,以期通過實驗或操練對假設進行檢驗或獲得某種基本規律或法則。若又提出新的假設,可以多次重復上面兩個步驟。4.總結、歸納
學生通過思考討論,對實驗或操練形成的直接經驗進行歸納、總結,獲得規律或法則的認識。5.意義建構
學生將新發現的知識和規律與原有知識聯系起來,整合到認知結構的適當位置,獲得新知識意義的建構。運用新知識來解決有關問題,促進知識的鞏固和靈活遷移。
6.反思、評價
學生對自己的發現過程進行自我評價,獲得元認知的發展。為了提高學生發現的效率和效果,教師應適當把握發現的難度,對發現的復雜性和過程作一定的精簡,根據學習內容不同,可以采不同的發現方式,或讓學生進行獨立性發現,或給他們提供資料和工具,讓他們自己提出假設、驗證假設,或直接為學生提出假設,給他們提供資源和工具,讓他們對假設進行討論、選擇和驗證。在數學教學中,這種模式的目標是使學生通過應用概念和規律加深對概念和規則的理解,培養學生數學方法的應用能力和實際問題的解決能力。
現就小學數學第九冊《三角形面積的計算》一課為例,談談探索式的教學設計:
1.設置問題情境 師:(出示平行四邊形卡片)這是什么圖形?面積怎么計算? 生:平行四邊形,面積等于底乘以高
師:如果沿著這個平行四邊形的一條對角線剪開,會得到兩個什么圖形? 生:三角形
教師沿其中一條對角線將平行四邊形剪開,問:這兩個三角形有什么關系? 生:完全一樣,能重合 教師將兩個三角形疊放在一起,加以印證。接著教師拿出其中一個三角形(已用虛線作出了高)問:這條虛線叫什么? 生:三角形的高 師:什么叫做三角形的高?三角形的高與它的底有什么關系?如果問這個三角形有多大,就是要知道這個三角形的什么? 學生回答,引出課題
師:你能用數方格的方法數出書上方格矩形圖中三角形的面積嗎? 學生數方格。
媒體出示方格矩形圖,其中有一個銳角三角形、一個直角三角形和一個鈍角三角形。
師:它的面積是多少?你是怎么數的?(每種三角形都問一遍)針對同一三角形的面積多少,學生出現的不同回答,說明用數方格的方法來求三角形的面積不準確。如果遇到很大的三角形,就不能用數方格的方法來計算三角形的面積。如:很大的三角形花壇,金字塔的一個面,??,這時該怎么辦呢? 生:用公式
師:那這個公式是怎樣的呢?怎樣來算呢? 2.提出假設 師:剛才我們用一個平行四邊形沿它的一條對角線剪開,得到了兩個完全一樣的三角形。那兩個完全一樣的三角形一定能拼成一個平行四邊形嗎?如果可以的話,三角形的面積是否能由平行四邊形的面積得到呢? 媒體出示思考題:
1.兩個完全一樣的三角形能拼成一個平行四邊形嗎?拼拼看。2.每個三角形與它們拼成的平行四邊形有什么關系? 3.你能說出三角形面積的計算公式嗎? 4.實踐探索
學生用課前準備好的三角形(兩個完全一樣的銳角三角形、兩個完全一樣的直角三角形、兩個完全一樣的鈍角三角形)進行試拼。讓學生通過實物投影展示拼成的平行四邊形,并演示拼法。
媒體演示拼的過程,展示三種拼法。
師:每個三角形與它們拼成的平行四邊形有什么關系? 生:每個三角形的底就是它們拼成的平行四邊形的底,每個三角形的高底就是它們拼成的平行四邊形的高。
生:每個三角形的面積等于拼成的平行四邊形面積的一半。師:你能說出三角形面積的計算公式嗎?
生:三角形面積=平行四邊形面積÷2=底×高÷2 師:剛才大家是用兩個一樣的三角形通過旋轉平移拼成一個平行四邊形的方法推出了三角形的面積公式。如果用一個三角形也能拼成一個平行四邊形嗎?動手試一試。
學生通過實物投影演示一個三角形拼成一個平行四邊形的過程 師:(媒體演示一個三角形拼成一個平行四邊形的過程)三角形先沿對邊中點剪開,然后向右旋轉。再看平行四邊形的高和三角形的高,你能告訴我它們的關系嗎?
學生討論后得出:平行四邊形的高是原來三角形高的一半。師:面積變了嗎?你能有它們的關系得到什么? 生:三角形面積=平行四邊形面積=底×(高÷2)4.總結、歸納
師:你是怎么得到三角形的面積公式的?
學生歸納總結推導三角形面積公式的方法(將三角形轉化為平行四邊形,再根據平行四邊形的面積來推導出三角形的面積)。
此階段是在學生推導出面積計算公式后,教師有意為學生創設的一個歸納知識,總結學法,發現問題的內省學習機會。5.意義建構
利用三角形面積公式重新計算課題開始時展示的三個三角形的面積。做練習,使知識得到鞏固和靈活遷移。6.反思、評價
師:通過練習你學到了什么?你還有什么疑問嗎? 學生自我評價,質疑問難 【評析】本課在教學設計上與傳統教學的不同之處在于,改變了以往學生跟隨教師一同操作,枯燥、呆板的被動仿效的教學模式,從學生原有的知識和技能基礎出發,引導學生積極參與教學過程,學生獨立思考、親自實踐,始終處于動態的活動之中,形成了以學習者為中心的探索性的學習活動。使學生經歷了操作、觀察到猜想,由具體到抽象、由個別到一般,由直觀到邏輯,由猜想到論證的發生、發展和應用的完整思維過程。突出了以學生為主體,教師為主導的教學指導思想。學生既學習數學,又發現數學。利用信息技術演示三角形與平行四邊形的轉化過程,滲透轉化平移的思想,幫助學生形成良好的認知結構。
此模式可適用于抽象的幾何概念、幾何公式、復雜概念的研究和利用幾何知識解決問題的教學,如軸對稱概念、三角形的內角和、圓柱體的表面積、圓柱體的體積、比的意義等;以及與生活有關的計算公式、稍復雜應用的教學,如相遇問題、工程問題、解方程問題等。這種模式對信息技術的理想要求是具有多媒體投影設備、網絡環境、計算器等數學探索工具,如果不具備網絡教學環境,則學生的交流討論可以口頭進行。教學效果可以用解決類似問題來進行評價。
第四篇:《量子力學》理論教學與科研實踐相結合的教學模式的思考
《量子力學》理論教學與科研實踐相結合的教學模式的思考
摘要:電子科學與技術是光電信息產業的支柱和基礎,量子力學作為電子科學與技術專業最重要的必修課,其體現出的研究和對待新事物的思想和方法,對培養學生的探索精神和創新意識具有十分重要的啟迪作用。論文圍繞“科研融入教學、教學提升科研”的理念,提出拓展和更新量子力學理論課的教學內容,科研是充實教學內容、提高教學質量的源泉。同時,教師在提升教學效果的同時需要不斷充實提升自己的科研水平,形成科研教學雙促進,從而推動人才的培養和教學水平的提高。
關鍵詞:電子科學與技術;量子力學;理論教學;科研實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)24-0229-02
現代信息技術即將步入光子學新階段,光子作為信息和能量的載體,迅速推動建立了一個前所未有的現代光電子交叉學科和信息產業。電子科學與技術是光電信息產業的支柱和基礎,是多學科相互滲透而形成的交叉學科。量子力學在近代物理中的地位如此之重,但在實際教學中學生普遍感到量子力學理論性太強,公式眾多,邏輯推理嚴密,太過抽象,難以理解,特別是跟實際生活聯系不緊密,從而導致缺乏學習興趣。作者在多年量子力學專業課程教學過程中,總結教學心得,提出了“科研與教學互進互促”的教學理念,建立了教學內容與科研課題相結合的量子力學專業課程教學模式。
一、介紹量子力學理論在現代科學技術中的實際應用,調動學生學習量子力學的熱情
興趣是學習一切知識的源動力,在緒論講述中通過大量多媒體資源向學生們展示現代科技革命與量子力學息息相關,量子力學滲透到現代科技的方方面面,從電腦、手機到航天、核能,從科幻電影到工業4.0,幾乎沒有哪個領域不依賴于量子論。同時針對學生們的喜好,科普《星際穿越》、《生活大爆炸》、《源代碼》等熱門影視中黑洞、蟲洞、平行宇宙等量子物理的基本思想,以激發學生對量子論的求知欲,并向他們介紹一些關于量子力學的科普書籍,如曹天元的《上帝執骰子嗎――量子力學史話》、霍金的《大設計》以及羅杰的《神奇的粒子世界》,并引用《上帝執骰子嗎》中優美的開場向學生引出量子力學這一神秘和優美的故事,用生動有趣的方式講述量子力學的發展史話,穿插每一個具有革命性大事記形成和建立的歷史背景,相關科學家的簡史和名人逸事,如德布羅意如何從一個紈绔子弟成長為諾貝爾獎獲得者;牛頓和胡克還有其他科學家之間關于理論歸屬問題的爭執;一個早期不受大家認可的愛因斯坦;二戰期間參與研制原子彈,二戰結束后大力促進核能和平利用的“哥本哈根學派”代表人物玻爾;以嚴謹、博學而著稱,同時又以尖刻和愛挑刺而聞名的天才少年泡利;在建筑領域同樣杰出的胡爾;愛打賭的霍金;等等。這些偶像級的人物在物理發展中就像一個個明星,你方唱罷我登場,一起連接起物理發展的恢弘歷史,循序漸進地消除學生對量子力學的恐懼感,并且對于培養他們的科研品質有很大啟迪。
量子理論的出現徹底地改變了世界的科技面貌,引發了許多的技術革命。用多媒體將最新的科技知識和高新技術全面融入到教學課程中,可以形象直觀地表述量子力學與科學前沿的緊密聯系,擴充學生們的知識和視野。如講述電子自旋有兩個取向這部分內容時,正好與計算機存儲中二進制0和1相對應,這也正是量子計算機的基本原理,并展開介紹量子信息、量子通訊、量子計算機的基礎理論均是遵從量子力學變量的分立特性疊加原理和量子相干原理。機械硬盤的原理是巨磁電阻效應,其本質是電子自旋相交的量子現象,醫院里最先進的診斷技術――核磁共振,就是核自旋效應的典型應用。CPU邏輯單元CMOS中的核心部件――場效應晶體管,是量子力學在固體中的應用;集成電路生產用到的光刻機――其光源激光,航天領域對于GPS的系統誤差校準以及尤其重要的衛星鐘,也是量子力學的應用。沒有量子力學,就沒有以半導體占主導地位的現代化工業。讓學生們切身感受到量子力學已經滲透到我們生活的方方面面,其影響巨大是以往所不能想象的。
二、根據電子科學與技術專業,優化教學內容和方法
教師在教學過程中,一方面給學生講授了教材上的基本內容,另一方面通過PPT和視頻的方式將國內外研究動態和研究成果固化到教學中來,以保證教學內容總是站在專業學科前沿。通過這種融入方式,形成理論水平高、實用性強、特色鮮明的課堂教學,理論聯系實際,擴大學生的知識面,從而提高學生的學習興趣和主動性。例如講述微觀粒子波動性中波長公式λ=h/時,通過比較電子和經典粒子的波長,說明為什么在日常生活中難以觀測到粒子的波動性,并拓展引入透射電子顯微鏡的工作原理,當加速電壓達到200kV時,電子的波長達到在0.1納米量級,和原子的大小相比,由于透過樣品后的電子束攜帶有樣品內部的結構信息,通過分析電子束的成像可以得到顆粒形貌、大小、位錯、缺陷、成分和相組成等微觀特性,進而介紹電子顯微鏡的結構、成像原理及電子衍射原理,加深學生對微觀粒子波粒二象性的理解和掌握。同時,還鼓勵學生自己動手制作相關動畫,提升他們的動手能力和參與性,并通過保齡球視頻類比描述雙縫衍射實驗,形象直觀。
講述一維薛定諤方程求解例題――一維勢壘貫穿時,引入隧穿效應概念,并且引用一張經典的獅子“穿墻”追到墻對面高枕無憂人的配圖,這在經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應,并且強調了量子論與經典物理的不同之處,進而向學生介紹隧穿效應在現代科學技術中的實際應用――掃描隧道顯微鏡,用視頻和多媒體向學生們展示掃描隧道顯微鏡的工作原理及分辨率的影響因素,并與課本上遂穿透射系數公式相互驗證,并給大家介紹用掃描隧道顯微鏡的最新研究進展以及自己科研工作中的相關實驗結果。
通過讓學生們接觸這些儀器的工作原理,等同于提前接觸了科研工作,對研究工作有了切身體會和形象了解,同時對課程的理論知識有了現實認識。教學中不斷滲透專業前沿科學知識,不僅可以使量子力學富有生命力和時代感,而且培養了學生的科學素質,讓學習目標更明確,這些都對學生今后的工作和考研打下了一定的實踐基礎。另一方面,活躍課堂教學氣氛和建立討論環節在教學中是十分必要的。課堂教學一定不能讓教師唱獨角戲,要充分引導和鼓勵學生提出問題、分析問題和解決問題,這樣有助于激發學生的思維能力,形成新的思維方式。同時要讓學生占主導地位,將學習的決定權從教師轉移給學生,可以鼓勵學生分享量子力學理論在現代技術中的應用實例,通過查閱資料,動手制作多媒體的過程,充分發揮學生的學習自主能動性,以及增強學生探索性學習的能力和搜集信息的能力。
三、科研融入教學,教學提升科研
在課堂上,要想真正提高學生的學習積極性,加深對量子力學理論的認識,教師只講授課本上的知識體系是遠遠不夠的,特別是新知識日新月異,這些均需要授課教師不斷吸取養分和了解本專業的前沿科學動態和研究進展,不斷加強自身的科研水平,讓教學和科研相輔相成,相互促進。
圍繞“科研融入教學、教學提升科研”的理念,拓展和更新量子力學理論課的教學內容,在實施過程中,緊跟學科前沿發展,將自身的科研經歷和成果,以及量子力學理論相關的學科前沿實例靈活融入教學內容的各個環節,形成水平高、前沿性強、內容豐富的課堂教學內容,這將會大大提高學生的學習興趣。比如講述海森伯測不準關系Δx?Δp≥?捩/2時,引入衍射極限這一物理問題,衍射極限本質上來源于量子力學中的測不準關系限制,是量子特性的一種宏觀體現。
由于衍射極限限制了器件最小特征尺寸和加工分辨率,必須突破光學衍射極限才能進一步發展納米光學和光子學,表面等離子體激元是目前解決這一瓶頸的唯一方案。進而系統地介紹表面等離子激元的基本原理,及其在光探測器、傳感器、發光二極管及太陽能電池方面的應用。講述電子自旋這一章節時,向同學們介紹材料界的新寵――電阻率超低、電子遷移速度極快,可以有效傳導電子自旋的石墨烯,該材料卓越的性能令科學界普遍期待它能引領新一輪的電子元器件革命。引入科技巨頭IBM公司制作的《一個男孩和他的原子》的微電影視頻形象講述自旋電子施法大數據存儲,電子自旋的自由度得以被操控。當自旋電子學施展“魔法”,存儲介質的體積將變得越來越小,而存儲的容量卻越來越大,甚至無限延展,真正一粒沙中存儲一個世界。這種通過實實在在的研究案例讓學生們清楚研究方法,加深對新知識點的理解,讓枯燥的公式轉換成形象的材料和器件,教學效果生動而富有啟發性。
科研是充實教學內容、提高教學質量的源泉,同時也是培養創新性人才的必然需求。同時,教師在提升教學效果的同時,需要不斷充實提升自己的科研水平,形成科研教學雙促進,從而推動創新人才的培養和教學水平的提高。
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第五篇:教學反思,理論與實踐的相結合
教學反思,理論與實踐的相結合一、提高意識,更新教學觀念,強化落實物理新課程的三維目標新課程要求教師不再單純是知識的傳授者,更應該是學生學習的組織者、反思性實踐者以及課程與教學的研究者。改變學生的學習方式是這次教改的一大任務。“改變學習方式”的核心是讓學生不做被動的“受教育者”而是做一個主動的“探索者”。這里說的探索當然包括常說的科學探究,但不限于此,學生的活動也不限于實驗活動。學生在學習活動中應該主動地動腦、動手,發生疑問、進行思考、動手操作,相互討論,等等。因此,物理教學中,我們不僅要讓學生了解物理概念和規律本身,還應讓學生體會探索這些概念和規律的物理思想和方法,這就要求我們教師要改變教學觀念,注重學生對學習過程的體驗。教師只有理解我國高中物理新課程標準的總目標確立的三維目標(知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀)是相互平等、相互諧調的關系,才能適應新課程之下的物理教育,他的物理課堂效率才有現實意義。
二、更新教學方式,建構以探究教學為主的教學理念
物理是一門基礎的實驗科學,物理學的許多思想、方法都是科學式的。高中物理新課程之所以提倡探究教學,是因為探究教學滿足學生的學習發展的需要,滿足時代所需素質人才的需要。經過課堂探究模式,讓學生的無知意識得到喚醒、學生的思維得到成長發展、學生的素質、能力得到提升。德國教育家第斯多惠說過,教學的藝術不在于傳授的本領,而在于激烈、喚醒、鼓舞。在教學過程中,學生是主
體,老師是主導。學生是活生生的人,他們有思想,有活動,在課堂上只有把他們的主體作用發揮出來,讓他們積極地參與到教學過程中,才能起到事半功倍的效果。教師在教學中,根據學情的需要,不斷地創設物理情境,不僅能激發學生的學習興趣,而且能使學生的興趣由弱到強的發展,貫穿于教學的始終,學生有了興趣就有了學習的積極性和主動性,在調動學生的積極性和主動性這個環節上,合理運用多種教學方式可收到顯著效果。
三、做好師生互動,完善情感交流,強化信息反饋
任何學科的教學,要想創造最佳的教學效果,都離不開好的課堂環境,對于內容比較抽象、枯燥的物理課來說,創設一個生動形象的教學情境尤顯重要。課堂情境的創設者是教師,一堂課上得好與壞,這跟教師所采取的教學步驟、方法以及創設的課堂情境有很大的聯系。我們的課堂要讓學生的心情激蕩,使他們感到物理學知識神圣,有魅力和詩意,才能在愉快的氛圍和環境中,迸發激情,形成積極向上的學習意愿。創設教學情境的手段和方法多種多樣,往往要因人而異,因課而異。要使一堂課上得有效率,教師的態度、情感至關重要。我國古代教育家孔子說過:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”。如果教師在教學中能夠培養學生熱愛物理的情感,那么就可以激發學生強烈的求知欲和學習的熱情。首先,教師必須有一個良好的情緒狀態。課堂教學中教師的主導情緒應該是快樂的。教師的情緒是極易感染學生的。而當教師面帶微笑,懷著喜悅的心情進入課堂教學時,學生會倍感親切,快樂之情油然而生。以教師自己快樂情緒來影響和引
發學生的快樂情緒,會使學生思維活躍,更有效地接受信息的輸入。