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在地理課程改革逐步強化發展的背景下,地理教學范式展現出了差異化和時代化的特點。我國地理教學改革深受時代教育觀念和學科科學發展的影響,不停地在發生著改變。教學范式雖然種類多樣,但都存在著本身的優點以及或多或少的缺陷。這對地理教師在教學實踐的過程中提出了更高的要求,一線教師必須選擇適合某種教學情境的教學模式,改變單一的教學模式,實現教學方式的多樣化,進而達到吸引學生、充實教學過程的最終目標。
2.地理信息技術運用于地理教學改革的理論依據
(1)教育信息化理論。教育信息化的過程應髙度重視對教育系統以信息的觀點進行信息分析,并在此前提下進行信息技術在教育領域的充分運用,設備上,加強計算機及其輔助工具、網絡基礎設施等信息處理設備的運用;技術上,依賴遠程通信技術和計算機技術為主的信息技術;資源上,主要指建設數字圖書館和制作教育網站的信息資源。
(2)教學范式創新理論。高中地理新課標在“課程的基本理念”中指出:“強調注重信息技術在地理學習中的應用。充分考慮信息技術對地理教學的影響,營造有利于學生形成地理信息意識和能力的教學環境。”這為地理教學范式的創新點明了道路——地理信息技術與地理教學相結合。教育技術專家南國農教授認為:“信息技術與課程整合是把信息技術以工具的形式與學生的課程融為一體,使之成為輔助教師教學的工具、幫助學生認知的工具,是重要的教材形態和教學媒體;或者把信息技術融入課程教學的各個學習領域,既是學習的對象,又是學習的手段。”
二、地理信息系統支持下的地理教學模式設計
地理教學模式設計重點在于圍繞地理信息技術教學環境進行設計,在此基礎上結合不同的學習內容,選擇不同的地理信息技術應用形式進行信息化教學設計,“以學定教”,科學地安排教師的教和學生的學,使教學過程最優化。第一,要考慮哪些地理信息技術可以應用在地理學習中。根據目前學者們的研究,地理信息技術在教學中的利用形式主要包括:基于地理信息技術軟件平臺的運用、GIS地理空間分析教學、地理數據存儲與可視化、數字地圖操作等。另外,還包括基于GIS數據輸出的應用,如利用GIS軟件輸出地圖數據、專題地圖等。第二,要考慮如何結合信息化教學模式的特點,有效整合地理信息資源和工具。第三,要考慮在地理信息技術的支持下,如何在地理教學中具體應用新的教學模式。
1、學生學習不是從零開始的,而是基于原有知識經驗背景的建構。即學生在學習統計課程之前,頭腦里并非一片空白。學生通過日常生活的各種渠道和自身的實踐,對客觀世界中各種自然現象已經形成了自己的看法,建構了大量的樸素概念或前學科概念。這些前概念形形,共同構成了影響學生學習統計學概念的系統。學生的前概念是極為重要的,它是影響統計學學習的一個決定性的因素。前概念指導或決定著學生的感知過程,還會對學生解決問題的行為和學習過程產生影響。
2、學生學習知識是一個主體建構的過程,要突出學習者的主體作用。學習不僅僅是知識由外到內的轉移和傳遞,而是學習者主動地建構自己的知識經驗的過程,即通過新經驗與原有知識經驗的反復的、雙向的相互作用,充實、豐富和改造學習者原有的知識經驗。在這種建構過程中,學生一方面對當前信息的理解要以原有的知識經驗為基礎,超越外部信息本身;另一方面,對原有知識經驗的運用又不只是簡單地提取和套用,個體同時需要依據新經驗對原有經驗本身也做出某種調整和改造,即同化和順應兩方面的統一。學生不是被動信息的吸收者,而是主動地建構信息,這種建構不可能由其他人代替。因此,教師不能直接將知識傳遞給學生,而是要組織、引導,使學生參與到整個學習過程中去。
3、學生學習既是個體建構過程,也是社會建構過程。雖然知識是在個體與環境的相互作用中建構起來的,但社會性的相互作用也很重要,甚至更重要。因為人的高級心理機能的發展是社會性相互作用內化的結果(正如統計的特點具有社會性)。此外,每個學習者都有自己的經驗世界,不同的學習者對某種問題可以有不同的假設和推論,學習者可以通過相互溝通和交流,相互爭辯和討論,合作完成一定的任務,共同解決問題,從而形成更豐富、更靈活的理解。同時,學生可以與教師、統計專家等展開充分溝通。這種社會性相互作用可以為知識建構創設一個廣泛的學習共同體,從而為知識建構提供豐富的資源和積極的支持。因此,課堂上師生交互和生生交互活動起到了很重要的作用,“學習共同體”的形成以及對課堂社會環境和情境的營建是學生獲得學習成效的重要途徑。
二、建構主義理論教師“教”的特點
建構主義理論認為教師在課堂中的作用,可以概括為教師是課堂教學的組織者、發現者和中介者。
1、教師是課堂教學的組織者,起主導作用和導向作用。教師應當發揮“導向”的作用和教學組織者的作用,努力調動學生的積極性,幫助他們發現問題,進而去“解決問題”。
2、教師是課堂教學的發現者。教師要高度重視對學生錯誤的診斷與糾正,并用科學的原理和原則,給予正確的引導與指引。
3、教師是課堂教學的中介者。教師是學生與教育方針及知識的橋梁。教師既要把最新的知識和分析方法提供給學生,也要注意提高學生的綜合素質。
從辯證法的角度看,教學是一個不斷發展的動態過程,教與學是對立統一的矛盾運動,隨著教學活動的變化,矛盾的主要方面,或在教師,或在學生。分開來看,“教”的主體是教師,客體是學生,教師發揮主導作用,學生發揮能動作用;“學”的主體是學生,客體是教師,學生進行認識活動和實踐活動,教師則對這些活動施加影響。合起來看,在教學活動這一不斷發展、循環往復的全過程中,教師與學生的主體客體地位是相互依存、相互規定,又在一定條件下相互轉化的。因此,“基于教師在課堂中組織者、發現者和中介者”的角色作用,教師可以實行“提出問題──探索問題──解決問題”的模式組織課堂教學。
“基于學生為主體,教師為主導”的教學思想,在教學過程中,“學”與“導”的活動、學生與教師之間的關系應該是互動的、融合的,在和諧中不斷向前發展。因此,按照“學與導和諧發展”的教學要求,教師在課堂教學中按照“提出問題──探索問題──解決問題”的模式組織課堂教學時,可以采取“誘導試學——引導探學——開導活學”方法組織課堂教學。
(1)設置情境,提出問題,激發學生學習的興趣和熱情
教師引導學生學習首先要從現實的、有興趣的、富有挑戰性的真實問題情境開始。讓學生一開始進入學習探索就真切地感受到統計就在自己身邊,體驗到學習統計的價值,從而激發起學習統計的興趣,萌發積極主動探索統計理論和方法的求知欲望。教師要通過對課堂的組織,讓學生對學習統計產生學習興趣,“熱愛是最好的老師”,興趣盎然地進入了對統計學知識的探索,學生才能學有所長。(2)探索問題,增強學生主角意識,激勵學生積極參與
“基于教師在課堂中組織者、發現者和中介者”的角色作用,課堂教學方式應從根本上改變原有的教師講、學生聽,教師指揮、學生操作的教學現象。學生要在自己生活經驗的基礎上不斷地提出問題,分析問題,對各種信息進行加工轉換,對新經驗和舊經驗進行綜合概括,解釋有關現象。在教學過程中,教師可以提供一定的支持和引導,設計有思考價值、有意義的問題。學生可以進行小組合作研究探索,教師允許學生從不同的角度去觀察分析,允許學生用自己喜歡的方法學習,通過各自想法的交流、碰撞,發現學生有價值的建設性建議及方法措施,及時制止學生運用統計方法計算分析問題時可能出現的偏差,使問題得到正確的解決。
(3)解決問題,培養學生創新能力,提高學生綜合素質
在以往統計學教學中,我們關注比較多的是學生能否記住計算公式、方法、意義、應用條件,能否利用這些知識完成所設問題的正確計算。而“基于教師在課堂中組織者、發現者和中介者”的角色作用,教師在課堂中,就應該更加關注學生能否將科學知識與自己的生活經驗緊密聯系起來,關注學生在靈活應用統計學知識、創造性地解決實際問題時所表現出來的情感、態度和價值觀。并通過實踐活動,使學生對學習統計產生興趣,變抽象的科學法則、科學方法為得心應手的工具,從而使學生在解決問題過程中,體驗參與學習統計的快樂,享受成功解決實際問題的愉悅。
三、以建構主義理論為指導統計學教法探討
1、設計課堂教學新模式
統計學課程旨在培養學生能夠運用統計學基本理論和定量分析方法,對經濟現象進行定性和定量的分析和評價。統計學課程內容基本分為三個模塊兩個層次。第一模塊:研究統計學的一般問題,屬于基礎理論。第二模塊:推斷統計的理論與方法,相關與回歸分析,屬于一般的統計方法及其在社會經濟領域的運用。第三模塊:時間序列分析與預測,統計指數與因素分析,統計綜合評價,屬于社會經濟統計方法的特有問題,側重于各種統計分析方法運用。兩個層
反映了知識、能力、素質培養的要求。在建構主義學習環境下,教師和學生的地位、作用和傳統教學相比已發生很大變化。因而首先教師必須改變傳統的教育思想與教育觀念,以現代教育思想和學習理論為指導,利用多媒體等現代化技術優勢,探索最優的課堂教學模式。課堂教學中應進一步發揮好學生的主體作用,讓學生主動地參與到獲取知識的過程中去,做到:(1)合理處理好教材,創造性地使用教材,充分展示學習內容的實用意義。(2)教學思路清晰,過程流暢、自然。(3)采用啟發式、精講多練式、答疑式、案例式等教學方法,構建情景逼近式的教學模式,努力提高課堂教學效果。
2、設計課內課外相融共生的大課堂
課堂教學不僅要教會想要傳授給學生的知識,還要教會學生在書本之外查閱圖書、報刊、雜志、網絡等資料,以開闊視野,擴大知識面,吸取精華,為我所用,要教給學生發現問題、分析問題、解決問題的方法。此外,還要通過課內設計的實訓教學內容激發學生主動參與的熱情,實訓教學內容主要包括統計調查方案的編制、調查問卷的設計、統計表統計圖的制作、綜合指標分析、統計案例分析等內容。統計實訓的課內教學采用精講、示范、多練、答疑的方式;課外教學采用學生自行分散復習和有組織分組制表、制圖、社會調查、整理計算分析等方式。
3、實行點、線、面、體相結合的大統計
“點”是指讓學生根據某一知識點完成作業、實習?!熬€”是指讓學生針對某一問題進行深入分析?!懊妗笔侵缸寣W生把若干知識點聯系起來進行綜合的分析和實訓?!绑w”是指讓學生能就學科體系及相關學科的內容進行深入、全面、綜合的分析與應用。在講授基本理論和基本知識的同時,注重學生基本技能培養、綜合能力培養、設計能力的培養。使學生能從高度整體把握統計的思路和統計分析、評價思想。
4、充分發揮學生的主體作用
建構主義理論強調學習者在建構性學習中的積極作用,是要求教師在課堂教學中善于激發學生的好奇心和求知欲,使學生主動積極的學習。教學中應根據統計教學內容和學生特點,選擇適當的教學方法,靈活運用適當的教學手段,設置懸念,使學生產生好奇心和強烈的求知欲。統計學教學過程中涉及到特有的概念及科學家,教學中可以適當拓展,開闊學生的視野,影響學生的心智,塑造學生的靈魂,在潛移默化中激發學生學習統計的興趣;教師的教學語言要準確生動形象,善于設疑,啟發學生思維,活躍課堂氣氛,使學生充滿求知思索的激情;做到理論聯系實際,強化學習的動機,激發學生學習統計持久的濃厚的興趣,激勵學生不斷提高對自己能力的欲求,不斷增強自己的學習信心,不斷地在自我實現中超越自我。
5、設置情境,在交互中實現教學目標
學校是社會的一個細胞,是社會的一個重要組成部分。課堂也不單純是“老師教、學生學”的木訥課堂。課堂中的社會性環境主要包括兩方面,一是師生之間的交互,二是學生之間的交互。建構主義認為,每個學習者都有自己的經驗世界,不同的學習者可以對某種問題形成不同的假設和推論。師生在課堂上可以通過合作解決問題、小組討論、意見交流、辯論等形式,促進學習者之間的溝通和互動。統計教學要從過去主要關注“人機交互”到關注“人際交互”;從只關注學生與教師、教學信息的交互到關注學生之間的交互以及學生與校外專家、實踐工作者的交互;從關注個別化學習到同時關注學習共同體的建立。教學中要充分利用社會性資源,調動學生的學習情趣,拓展學生的知識面,在交互中實現最佳的教學效果。
6、構建科學的考核評價體系
自國家三部委聯合頒布了《關于開展普通話水平測試工作的決定》、《普通話水平測試實施辦法(試行)》及《普通話水平測試等級標準(試行)》等文件后,全國各省市加大推普力度,加快推普進度,舉辦推普培訓班,進行普通話水平測試,尤其是對在職教師,由此而掀起了學習普通話的熱潮。通過測試我們發現有一些地方出現了學歷與水平倒掛的現象:本科生不如??粕瑢?粕蝗缰袔熒淮髮W教師不如中學教師,中學教師不如小學教師,小學教師不如幼兒教師。為什么學歷高的不如學歷低的,學得多的不如學得少的,難道是他們的學習條件差,語音天賦低嗎?調查發現,這與各地各級學校重視的程度和個人的心理狀態有直接關系。
語言學習是一個復雜的過程,它受到的影響是多方面的,主要包括:語言環境、社會背景、學習者的性格特征、認知方式、語言學習能力、學習態度與動機、學習策略等個人差異;教學大綱、教學條件、測試機制以及教師的語言水平與認知能力、教學態度與方法等客觀因素。但近年來人們對非智力因素——情感因素在學習過程中的作用的研究表明:學習者缺乏學習動機、自信心或過于焦慮會阻礙語言輸入到達學習者的內部學習機制,從而影響語言的習得。
就普通話學習而言,影響教師學習的情感主要是對普通話學習所持態度的主觀體驗,主要表現為學習動機和學習興趣。動機是影響學習的直接動因,它從整體上決定著學習的“意義”;興趣是學習者學習過程中的精神體驗,從微觀上決定著學習的“意義構建”。筆者從事普通話教學近10年,對學習者的學習動機有較深入的了解。就教師來說,學習普通話的動機分為三類:一是生存需要:國家語委有關文件規定,學校及其他教育機構的教師的普通話應當達到二級以上水平,其中語文教師和對外漢教學教師的普通話應當達到二級甲等以上水平,普通話教師和語音教師的普通話應當達到一級乙等水平。普通話等級證直接關系著教師的上崗、教師資格證的辦理、職稱評定等等。為了過級而學習,是教師中的多數。他們把普通話學習當作一種負擔,一部分人(尤其是農村年紀大的教師)甚至感到是一種痛苦。但為了“生存”,負擔也得承擔,痛苦也得忍受。雖然在普通話的學習中也有樂趣,但面對濃重的方音、別扭的發音方法,樂趣總是斷斷續續,稍縱即逝。為了“生存”沖力十足,“生存”問題一旦得以解決,學習普通話的動力就較快衰退。二是發展需要:這類教師以普通話基礎較好的教師為多,他們學習普通話的目的是為了獲得更好的、更多的發展機會。負擔感、痛苦感減輕。學習中的樂趣增多,學習動力比較持久。三是成就需要:這類教師把普通話作為增進人際交流和提高自身素養的工具。他們對普通話學習沒有了負擔感,更多的是一種樂趣。他們積極利用一切機會來主動學習普通話,主動與他人交流,自覺地擔負起普通話宣傳推廣的責任。
不同的動機,不同的學習普通話的目的,可采用不同的學習方法,這樣有的放矢,才能事半功倍。
二、普通話教學的策略
1.教學應遵循的原則
(1)立足于教師的發展。普通話教學是綜合運用語言學等方面的知識解決學習者在個人生活和社會生活中口語使用問題的一門應用語言學科。這門學科看似只是解決學習者的語言使用問題,實質上卻是學識與修養的綜合培養。根據教師的特點,我們可以將普通話訓練的目標定位在——立足于教師的發展,提高教師的綜合素養。具體包括:學習如何做人,如何處理好自身的理性、情感、意志等方面的問題。培養用普通話交際的能力,培養愛國主義情感、社會主義道德品質,樹立積極的人生態度和正確的價值觀,提高文化品位和審美情趣。注重培養學習者的思想素質、知識素質、心理素質、語言素質等綜合素質。
(2)理論、實踐、方法三者結合。教師在學習普通話的過程中要不斷探究訓練方法,將理論、實踐、方法結合起來。普通話理論知識系統是通過傳授自學獲得的,要求掌握普通話語音、詞匯、語法系統的規范。普通話技能是指應用操作的一種能力,需要通過大量語料的實踐才可能得到鞏固。鞏固技能需要有切實能指導實踐的理論,有了理論指導,還需要總結一套理論和實踐能緊密聯系的方法,有了有效的方法才能避免盲目隨意、低效無序的實踐。
(3)語音、詞匯、語法三位一體。長期以來,很多教師對普通話的認識似乎存在著某種誤區:認為語音標準了,就等于學好了普通話。其實不然,因為普通話系統包括語音、詞匯、語法三個方面。只有這三方面都合乎規范,才是純正、標準的普通話。誠然,把方言和普通話作一下比較,不難發現分歧最大的是語音。所以學習普通話,語音是重點。但是糾正方音不應成為學習普通話的全部內容,因為我們把夾雜方言詞匯、方言句式的語句用標準音發出來,仍然不是純正的普通話。只關注語音,忽視詞匯、語法訓練會嚴重影響學習者的普通話口語表達能力。作為教師,普通話口語表達能力的好壞直接影響到教學質量的優劣。
語言進入交際包括五個環節:首先說者根據要表達的思想內容選擇適當的詞語組成話,用信息論的說法即“編碼”。話語組織好后用發音器官說出,是“發碼”。發音器官把話說出后,通過聲波向聽話人輸送,是“傳碼”。聽者用聽覺器官接收對方發出的言語聲波,是“收碼”。聽者根據特定的語境把接收到的信號經大腦思考辨識還原為思想內容,是“解碼”。因為口語表達具有即時性和多變性的特點,即要現想現說,來不及仔細思考,要隨時根據聽者的反應,調節自己的表達方式和內容。這就要求說話者詞匯量豐富,用詞準確,句子合乎語法規范,而缺乏語匯、語法的訓練,會直接影響口語交際。因此,學習普通話不僅要抓語音,而且還要抓詞匯、語法的訓練,要做到語音、詞匯、語法三位一體。
(4)聽、說、讀三項并舉。教師在普通話的學習過程中過分依賴于書面語,依賴于朗讀。注重對普通話書面語的攝入與輸出,忽視聽說能力的訓練,這是不符合語言學習的心理規律的。語言學家認為:語言起源于發音,而后才有文字。從人們習得母語的過程看,也是先聽說后讀寫的。當然,普通話教學不一定照搬習得母語的模式,但必須意識到聽說訓練在教學中的重要作用。普通話的教學就是通過具體的音形的刺激,在學習者的大腦皮層形成興奮中心與興奮中心的相互聯結,構成一個普通話知識的體系。語言的內化需要有一個過程,感知不等于已充分理解,更不等于完全掌握。沒有內化為思維工具的語言不屬于個體自己的第二號系統,因此,也不可具有交際工具的全部職能。所以,語言的輸出遠遠滯后于并小于攝入是不可避免的。這就意味著攝入在時間上要先于輸出,在數量上要大于輸出。具體地說,就是堅持聽說領先,讀寫隨后的原則。心理語言學也證明這點,而我們的教法卻本末倒置。因此要真正提高教師的普通話表達水平要做到聽說領先,聽說讀三項并舉。
2.教學方法的選擇
(1)比較法。比較法學習普通話,就是運用漢語演變規律,方言與普通話的對應規律,從實際出發,因地制宜地學習普通話的一種好方法,也是一門將語言學概論,普通語音學、漢語音韻學、比較語言學、方言學和教學法等有關理論聯系起來的一門邊緣學科。用比較法學習普通話,對于教師,尤其是了解語言學、語音學、音韻學等有關理論的語文教師來說,不失為一種值得推廣的好方法。對于教師來說,加強方言與普通話的比較研究,有利于加強學習的針對性,節約學時,提高實效。教師要先了解普通話的結構系統,然后通過方言與普通話的比較了解自己所說的方言的語音、詞匯、語法系統。能夠舉一反三,取得事半功倍的效果。
(2)互動法。互動,是指在口語交際中交際雙方的積極參與和相互作用。聽說的互動形式是構成口語交際活動的必要條件,也就是說口語交際必須具備至少一個說話人和一個聽話人,即當一個人說出一段話的同時存在另一個人在聽。聽說的互動存在于口語交際的各個環節和話語理解的各個層面。教師普通話學習方法的選擇和運用應使教與學之間、學與學之間保持有效的互動。根據建構主義的觀點,學習中通過意義的共享和協調,才能理解得更加準確、豐富和全面。語言學習本身偏于理性思維,容易令人枯燥,如果在教學中以生活、職場中的口語話題為主線多采用聽說互動的訓練方式,將會激發學習者學習興趣。
(3)情感法。教學過程是認知過程和情感過程的有機統一。教育者在教學過程中,要在充分考慮認知因素的同時,充分發揮情感因素的積極作用,以完善教學目標,增強教學效果。這是作為教育者的人對受教育的人進行教育所應實施的完整的教學。普通話教學的特殊之處在于它是一個復雜的、受諸多因素影響的過程。就普通話本身來說,作為一種語言,它的使命就在于交流,而在交流過程中,情感因素就顯得極為重要。充分發揮情感因素在教與學過程中的積極作用,不僅對學習者行為及個性方面產生深遠的積極的影響而且能促進教學關系的協調發展,為教學營造一個愉快的環境從而推動教學效果。教學中應注重教學內容的選擇,應選擇那些貼近現實生活,并對目標文化肯定態度的教學內容。教學內容的意義性、趣味性會使學習者產生強大的學習動力;在授課中應多使用現代化的媒體教學手段,增加課堂的影響力和吸引力,喚起學習者的求知欲和參與欲,融普通話教學于情景之中,刺激學習者的情感體驗,增強普通話教學的藝術性和感染力。
參考文獻:
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二、教學案例的應用
在物流系統仿真課程的傳送帶分揀系統實踐教學中,可以從簡單到復雜設計下面的案例,引導學生逐步掌握傳送帶分揀系統仿真,完成實驗大作業。案例1:有一種物品L_a,從傳送帶sta_in點,按照到達頻率服從指數分布函數normal100,20秒進入系統,通過傳送帶,從傳送帶sta_out點移出系統。案例2:有一種物品L_a,從傳送帶的3個入口站點,即sta_in1、sta_in2、sta_in3,按照到達頻率服從指數分布函數normal100,20秒進入系統。然后通過傳送帶,在傳送帶的3個出口站點,即sta_out1、sta_out2、sta_out3移出系統。案例3:有三種物品L_a、L_b、L_c,分別從傳送帶的3個入口站點,即sta_in1、sta_in2、sta_in3,按照L_a的到達頻率服從正態分布函數normal150,30秒進入系統;按照L_b的到達頻率服從正態分布函數normal100,25秒進入系統;按照L_c的到達頻率服從均勻分布函數uniform300,60秒進入系統。然后通過傳送帶,再從另外分別對應的3個站點,即sta_out1、sta_out2、sta_out3移出,移入到相應的Q_out隊列中去。案例4:有三種物品L_a,L_b,L_c,按照案例2進入系統。在進入時進行檢驗,檢驗時間符合e3min(大約3分鐘)的指數分布,L_a的合格率為95%,L_b的合格率為96%,L_c的合格率為99%。通過傳送帶,將三種物品的合格產品從另外對應的三個點移出,移入相應的Q_out隊列中去,將不合格產品移動到cv.sta7的Q_check隊列中等待檢修。案例5:按照案例2的流程,分別對合格的貨物進行打包,每10件打包后離開系統。以上設計的5個案例是相關的,并且從案例1到案例5是按照從易到難,逐步加深來實現的。在實踐過程中,通過基礎知識的講解,可以按序提出上面各案例,讓學生分別實現。案例1是最簡單的一個例子,學生能夠很容易地根據所學的基本語句實現程序。然后再提出案例2,從案例1的一個入口和出口,變成案例2的3個入口和出口,讓學生了解傳送帶的設計方法,通過編程實現多入口和出口問題。當學生通過AutoMod軟件運行時,發現系統中的流動物品的傳輸效果,還是非常感興趣的。然后在案例2的基礎上,提出案例3。案例3將一種物品變為了三種物品,分別從相應的入口進入系統和出口離開系統,其設計邏輯發生了變化,比案例2更難一些。案例3的實現效果,是系統中的三種不同顏色的物品在流動,其實現效果比案例2的更加豐富和絢麗,使學生的學習興趣又增強了很多。在完成案例3后,可以提出案例4。案例4在案例3的基礎上增加了各物品合格率的條件,對合格物品和不合格物品的流向進行處理。隨著條件的增多,系統也變得更加復雜。這時可以讓學生進行討論,根據以前所學的知識來綜合實現這個案例。由于在前面的模塊,學生已經學習過合格率問題的處理邏輯,所以這時他們可以根據所掌握的內容來解決這個問題,學會舉一反三,融會貫通。案例5實際上是在案例4的基礎上增加了一個條件,讓學生在之前基礎知識的學習前提下來實現。這一部分的教學過程為兩課時,通過5個案例的提出和實踐,讓學生較快地掌握物流系統中傳送帶分揀系統的設計和實現,為獨立完成這一部分的大作業奠定基礎。
(1)系統發展歷史的回顧與當前技術發展潮流追蹤許多學校的計算機專業在講解操作系統課程時,往往局限于介紹具體方法和技術細節,忽略對技術發展歷史和當前技術潮流的詮釋。既不能開拓學生專業視野,又無法對專業歷史有深入的了解。本門課程爭取使用3-4學時的時間詳細講解操作系統的發展歷史、著名人物、分類體系和技術發展趨勢。這樣的內容極大的激發了學生的學習興趣和專業使命感,具有很好的教學效果。
(2)作系統基本設計原理與核心技術方法的分析講解本門課程注重對基礎專業理論的講解,從五個方面詳細剖析操作系統的核心原理。對進程管理、存儲管理、文件系統、設備管理、系統接口等基本的設計原理均進行了詳細的介紹和分析。操作系統的各種基本設計原理中包含了大量的算法設計與技術實現優化考慮,在教學過程中,要特別注重剖析算法設計思想和優化教學法的差別,強調激發學生的主動思考能力,而不是僵化的向學生灌輸思想。
(3)真實操作系統案例的組成結構與實現特色剖析對比。操作系統的設計原理體系嚴密,各種技術方法錯綜復雜。要注重選用真實操作系統作為學習的案例。通過對真實案例的剖析以提高學生的感性認識。例如在講解“進程管理”時,將Linux系統與WindowsXP系統進行對比;講解“文件系統”時,對Linux、FAT32、NTFS等各類不同的文件系統進行對比;講解內存管理時,對Minix、Linux、Win-dowsXP系統進行對比。這樣的教學內容雖然備課難度大,但是教學效果卻非常好。
(4)操作系統原理與計算機原理、編譯原理、數據庫、計算機網絡等課程的關聯?!恫僮飨到y原理》課程是計算機及相關專業的學生在本科階段“承上啟下”的重要課程,講授過程中必須注重與其他專業基礎課內容和知識的結合。在教學過程中,專門講解“操作系統硬件基礎知識”以融合《計算機原理》課程知識;重點分析“應用程序編譯鏈接過程”以融合《編譯原理》課程知識;在“進程同步互斥、I/O設備同步阻塞-異步傳輸”的內容中有機融合《數據庫原理》、《計算機網絡》的基本概念。這樣的關聯式教學方式使得學生能夠將多門專業基礎課程進行有機的融合貫通,有效的促進了專業理論體系的完善。
基于以上對教學內容的有機的系列化分類,在選用優秀計算機經典教材的基礎上,必須強調教學方式的科學與合理,主要采用以下教學方式:
(1)定位于專業基礎必修課,幫助學生建立扎實的專業理論基礎。計算機領域各相關專業的學生都需要建立扎實完整的軟件基礎理論體系。《操作系統原理》是講述計算機硬件資源管理、應用程序運行控制、人機交互接口實現等內容的基礎性課程,在專業人才培養方面具有極為重要的作用。應該不斷加強對《操作系統原理》課程的教學投入,積極完善師資隊伍、改進教學計劃、建立完整實踐環境、主動追蹤技術發展潮流,使得本門課程的教學質量不斷提升。
(2)面向應用、軟件等各專業學生授課,實現“承上啟下”的總體教學目標?!恫僮飨到y原理》是計算機科學與技術專業必修基礎課,是自動化專業的專業選修課,也是非計算機專業的軟件方向主干課。在教學計劃中,本門課程最主要的作用就是實現對低年級專業基礎知識的綜合與提升,幫助學生建立系統、完整的專業基礎理論體系,培養學生的研究型思維和動手實踐能力,開拓學生的專業學術視野,為后續課程的學習和專業發展奠定重要的基礎。
(3)原理、實踐、現實應用相結合,為培養高水平專業人才服務?!恫僮飨到y原理》是綜合了基礎理論講授、動手實踐、觀察體驗、最新技術發展潮流追蹤等多項內容的專業基礎課程。課程建設存在教學工作量大、上機實踐環節重要、學生學習任務重等特點,課程教學過程中,常常存在原理講授與上機實踐脫節、課堂學習與現實應用剝離的情況,導致老師在教學過程中常采用“灌輸式”教學法、學生在學習過程中常采用“機械記憶”的學習習慣,教學質量難以提升。為此,在《操作系統原理》課程建設中應該積極進行教學改革和創新,近年來不斷引進國內外經典操作系統教材,努力搭建多種操作系統平臺的上機實踐環境,加強師資隊伍建設和教學督導力度,加強對技術發展潮流的追蹤。
2系統化技能實踐教學模式的形成
本校經過多年的教學實踐,逐漸探索、總結出新興的、系統化的臨床技能實踐教學模式,該教學模式把多媒體電子標準化患者與臨床體格檢查視頻相結合,采用多環節、多角度教學手段,具體步驟如下。(1)購進多媒體電子標準化患者為模型,通過參數調控模擬臨床所有疾病體征,可以為學生營造一個真實的場景,讓學生通過對疾病的特定體征進行感性認識和實踐,采用問、視、觸、叩、聽基本手法對臨床需要掌握的體格檢查基本知識進行實踐和操作。讓學生處于類似真實的病歷之中,使臨床教學的真實性和趣味性增加,調動了廣大學生學習的積極性和主動性,激發了學生們的學習熱情,使其思維和創造力得以提高,增加了師生交流互動的機會。(2)讓有臨床經驗及教學經驗的教師親自進行臨床技能操作,并錄制課件,為臨床實踐教學提供系統化、規范化、標準化及合理化的體格檢查視頻課件,以彌補臨床實踐教學不足。(3)將多媒體示范教學與視頻課件有機結合,使得學生有更多的機會能在多媒體電子標準化患者上進行反復練習,使其在進入臨床之時已經具備規范的技能操作手法,使學生有更高的熱情進入臨床見習。(4)根據教學目的及要求,對學生進行標準的臨床技能實踐考核,不合格者需要補考。
3實驗分組及統計學方法
3.1實驗分組
實驗分組的目的是檢驗系統化技能實踐教學模式的效果,該實驗有兩個部分組成,第一組:采集64名未培訓前學生的臨床技能考核成績,然后根據析因設計原則將其分為甲、乙兩組,其中,甲組學生進行系統化教學模式授課,乙組學生進行傳統帶教模式進行授課,半年后,比較分析甲乙兩組學生的臨床技能考核成績。第二組:選取我校見習生112人,采用隨機數字法將其分為A組(采用系統化教學模式授課)和B組(采用傳統帶教模式授課),半年后,對甲乙兩組學生的臨床技能考核成績進行對比分析。
3.2統計學方法
采用SPSS19.0軟件進行統計學處理,對第一組實驗采用析因設計的方差分析進行統計學處理,對第二組實驗采用成組設計兩樣本秩和檢驗進行統計學處理,P<0.05為差異有統計學意義。
3.3結果
3.3.1第一組實驗甲乙兩組教學模式教學結果對比
采用析因設計結果顯示,兩種教學模式對學生的臨床技能成績的影響不同,其中,采用系統化教學模式的甲組(教學前成績:2921.9分、教學后成績:3745分)優于采用傳統帶教模式的乙組(教學前成績:2999.3分、教學后成績:3412.8分)差異顯著(P<0.05),具有統計學意義。
3.3.2第二組實驗甲乙兩組教學模式教學結果對比
本次實驗規定,學生考核成績如下,優秀:90~100分;良好:80~90分;及格:60~70分;不及格:60分以下。通過對甲乙兩種教學模式的教學效果采用秩和檢驗可知,采用系統教學的A組的平均秩次為47.68(其中優秀14例、良好29例、及格11例)小于采用傳統帶教模式的B組的平均秩次64.88(其中優秀8例、良好17例、及格27例)差異顯著(P<0.01),因此,可以說明,系統化教學組的效果優于傳統帶教組。
1、系統的設計思路
網絡化是指用Internet(包含了數字化、多媒體)聯成統一的信息空間?!癐nter”的含義是“交互的”,“net”是指“網絡”,Internet是一個計算機交互網絡,又稱網間網。它是一個全球性的巨大的計算機網絡體系,它把全球數萬個計算機網絡,數千萬臺主機連接起來,包含了難以計數的信息資源,向全世界提供信息服務。大學教學管理網絡化資源的開發必須符合國家《遠程教育資源建設標準》,教學管理網絡化資源的屬性標注必須清晰合理;同時,為了減少資源的重復開發,必須盡量做到資源的最大限度的共享;為了系統易于普及,在成本上必須講究經濟實用,減少不必要的浪費。因此,大學教學管理網絡化系統定位在基于軟件實現的“應用層”上,在大學現有教學網絡化資源和教學管理網絡化平臺上作二次開發。
2、系統開發的步驟
教學管理網絡化系統的開發是一項復雜的工作,必須用系統工程的方法來進行。首先是系統分析。要明確系統的功能與任務﹑擬建設系統的基礎與條件。在深入調查的基礎上,對該項目的可行性進行科學分析(主要指技術可行性和經濟可行性),并嚴格按評審程序進行評審。
第二是系統設計。根據系統的總體功能,設計系統的總體結構(包括系統布局結構﹑系統硬件結構﹑系統軟件結構等),按照自上而下的方法,設計各相關子功能與實現途徑。因為教學管理網絡化系統是采用計算機作為主控設備來構建的,所以,在系統設計過程中,要充分考慮以下主要指標:系統的可靠性,數據信息的完整性和安全性,﹑系統的響應和處理速度,系統的可擴展性等。
第三是系統實施。將第二階段所形成的系統物理模型轉換為實際系統的過程即系統實施。主要工作有:硬件的安裝,軟件開發,系統的局部調試與整體調試(聯調),系統的試運行與運行。在系統實施階段,會碰到各種各樣的問題,有可能是分析階段未考慮的問題,也有可能是設計階段考慮不周的問題,都需要及時修正。
系統正式投入使用以后,應對項目進行驗收,對系統進行評價。采取有效措施,對系統進行維護,確保系統正常運行。
教學管理網絡化系統的工作流程
教學管理網絡化系統由制作端、管理端、客戶端三部分組成,其中制作端用于將實況或存儲的音頻和視頻編碼為流、流文件或兩者兼有,為系統用戶提供點播或廣播的流,其輸入可以是攝像機,攝像頭等采集設備或衛星電視,也可以是存儲的可轉化的網絡化文件;采編工作站為加工單元,用于網絡化數據的編碼,形成特定的實況流廣播流點播流或智能流。制作端生成的流格式文件存儲于流文件倉庫中,供用戶點播或作為廣播源進行廣播。
管理端由視頻管理器和中心管理器兩大部分組成。視頻管理器既要存儲網絡化節目(課件)也要完成網絡化節目(課件)的發送;每一個視頻管理器端上都運行有由一系列的組件管理組成的視頻管理平臺,這組管理用來將音頻和視頻內容通過單播和多播等形式發送到客戶端和其他管理端。
中心Web管理器也屬于管理端,其主要作用是對用戶的請求進行分發并提供WWW管理,對網絡化節目(課件)的組織邏輯和大學教學管理的業務邏輯進行控制和管理,使之適合大學教學管理的特點。客戶端是系統的用戶界面,包括Web管理和管理頁面,播放器可以使用獨立的播放器,也可以嵌入到瀏覽器或其他應用程序中。客戶端為用戶訪問和管理系統的網絡化節目(課件)提供了便捷的接口。
教學管理網絡化系統的體系結構與功能
1、系統的組織結構
根據管理內容和管理對象的不同,教學管理網絡化系統的體系結構按照影視廳、音樂廳、語音室、教學管理廳、校園電視臺、校園廣播臺、監控中心、管理中心、社區等部分進行組織。
2、系統的功能模塊
教學管理系統在具體實現上,需要開發一系列的功能模塊,獨立或協同地為上述組織模塊提供支持和管理。系統通用模塊有節目(課件)錄制﹑節目(課件)入庫﹑節目(課件)搜索﹑節目(課件)評價﹑收視率分析﹑網絡化點播﹑負載均衡調度﹑數字權限管理等,它們為影視廳、音樂廳﹑語音室,教學管理廳,電視臺,廣播臺等部分提供支持。一些主要的功能模塊簡要介紹如下:
(1)負載均衡調度模塊。該模塊用于動態調整各視頻管理器的負載量,和系統狀態監測模塊相互配合,使用戶的請求總是在負載量最輕的視頻管理器上得到最快的響應,從而使整個集群的管理效率和用戶的響應速度始終處于最佳狀態。通過負載均衡調度模塊能夠實時獲取各視頻管理器的負載參數,包括總連接數,可用內存,可用CPU,網絡連接狀況等信息,同時根據一定的負載均衡算法,進行實時的負載統計和排名,根據各視頻管理器的負載總量,實現視頻流的動態重新定向。
(2)數字權限管理(DRM)模塊。教學管理網絡化資源只有經過允許的用戶才能夠使用,因此必須對網絡化資源進行權限管理,該模塊采用的是一種以安全方式進行媒體內容加密的端到端的解決方案,它允許內容提供商在其的媒體或節目(課件)中指定的時間段、觀看次數及其內容進行加密和保護。通過該模塊,管理器鑒別和保護需要保護的內容,支持媒體靈活的訪問權限控制,同時支持對這些權限的動態修改。
(3)網絡化點播模塊。網絡化點播是最目前最常見的交互式多媒體應用。該模塊主要為系統提供媒體網絡化的點播功能。除提供一般的點播功能外,系統最大的一個特點就是提供智能流視頻管理,﹑動態節目(課件)列表,﹑故障自動轉換等功能。視頻源采用多速率智能流節目(課件)源,能根據網絡情況,實現自適應速率傳輸;能夠采用多種協議提供視頻管理,并能實現協議間的自動翻轉,保證視頻流順利到達客戶端;對節目(課件)由多集或多部分組成的情況,動態生成整個節目(課件)的播放列表。用戶可點播整個節目(課件)列表中的所有或部分段落,點播次序無限定。當視頻管理器集群中的某一系統或應用程序發生故障時,系統能夠自動將工作從故障節點分散到其余節點上,實現故障的自動轉移和恢復。
(4)作業模塊和測試模塊。是語音室和教學管理廳特有的功能模塊,用于對學習者進行訓練和測試;教師可以根據某一個或一組視聽材料的內容布置作業,或組卷進行測試,并對測試結果進行評分,給出反饋;允許對題量和分值進行自定義,同時支持對試題的再編輯。
(5)媒體課件制作和媒體課件編輯模塊是教學管理廳的核心功能模塊,媒體課件制作模塊用于為教師制作媒體課件提供便捷的向導和工具。支持用戶對媒體課件進行在線編輯,通過插入視頻時間線的方式,可以進行標記(Marker)和腳本的插入,﹑移動,﹑刪除等功能,教師可以在標記處進行插入教鞭﹑播放動畫﹑切換頁面等操作;支持教鞭的插入和編輯,系統提供四種教鞭工具支持,移動教鞭、下劃線、方框、閃爍字體,教師可選任意一種進行標記,系統能自動錄制標記代碼,并與錄制的視頻同步,播放時能放出同樣的標記效果。
(6)網絡化廣播模塊。為校園電視臺和校園廣播臺提供節目(課件)源;配合視頻捕捉卡,實時廣播的視頻源可以來自任何影音設備的信號,如攝錄放影機、影碟機、有線電視、衛星電視等;也可以是存檔的任何流式文件;在同一個頻道中可以有多個節目(課件)源,循環播放;采用多線程機制,在廣播多路節目(課件)時能實時存取視頻數據;基于流式(Stream)的廣播技術;采用UDP及網絡無沖突技術,保證數據通暢無阻地在網上傳輸;采用多址廣播技術,大大減輕網絡負載,消除“廣播風暴”;每路節目(課件)允許“無限多”使用者(網上所有用戶)欣賞。
(7)實時監控模塊。主要是為系統授權用戶(如校長、實驗室管理員、圖書館管理員等)提供遠程監控相關公共場所的功能;系統管理員可設置密碼,確定使用監控模塊的許可、優先級和使用權限;通過對攝像頭的底座進行編程,可以遠程控制攝像頭的焦距,攝像角度等參數;攝像頭傳遞的圖像送到采集/轉換設備,或者是采用專業的直播機,供用戶遠程訪問;也可以實時存儲備份,將監控畫面錄制到硬盤或其他存儲設備上,供日后查看,存儲的文件也可以通過網絡調用。
(8)系統狀態監測模塊。是管理器狀態監測器的核心功能模塊,用于收集各視頻管理器的狀態信息,如可用CPU,可用內存,﹑可用硬盤,﹑當前網絡狀況等,并根據負載均衡算法,計算出當前的負載總量,發送到中心管理器上,這些數據作為負載均衡模塊進行負載均衡調度的依據。同時,通過該模塊可以動態添加視頻管理器,保證系統的可擴展性,并記錄該視頻管理器的系統運行日志。
教學管理網絡化系統的可拓展性
以上構建的教學管理網絡化系統在只有一個視頻管理器集群的局域網應用上有著很好的適應性,能夠提高整個系統的響應速度,但對于跨校區,甚至跨地區辦學的大規模應用,由于用戶規模比較大,覆蓋范圍比較廣,單管理器集群已經不能夠滿足要求,系統必須考慮向廣域網過渡,對原有方案進行擴展。一個可行的方案如圖3所示。
整個管理系統由中心管理器集群﹑各區域管理器集群組成;在各區域管理器集群又包含至少一臺Web管理器,一臺視頻管理器。中心管理器集群作為用戶訪問整個視頻管理器系統的門戶,維護Web頁面內容和系統的中心數據庫,在此數據庫中,記錄各區域管理器集群的總負載量(負載總量,可繼續提供視頻管理的視頻管理器數量等)。區域管理器集群為本區域提供視頻管理,維護本區域數據庫(包括本地視頻管理器數量,各管理器的負載量,是否處于活躍狀態等)。各管理器集群是一組通過網絡連接起來的管理器,每一臺管理器都存儲相同的信息用于客戶訪問,所有的管理器都有單獨的IP地址,都可以單獨對外提供視頻管理;但管理內容需要通過中心Web管理器的解析和指向。
二、地理信息系統在中學地理教學中的具體應用
(1)代替傳統教學用圖。對于中學地理教學來說,地圖的作用是至關重要的,它是最為經常用到的教學工具,信息量比較大,且形象直觀。為了培養學生的地理能力,首要的就是要培養其學習地圖的能力,也就是說,要學會對地圖進行閱讀以及填繪和分析。傳統教學中,一般都是利用教學掛圖以及課本附圖還有復合投影片等形式對地理分布知識進行講授,雖然利用教學掛圖和投影儀能夠深化教學,可是在使用過程中會占用空間,容易損壞,而利用GIS技術自主制圖,能夠將教師的問題清晰反應出來,也不容易損壞。這樣制作出來的地圖,信息容量比較大,且精度比較高,表現形式具有豐富性,能夠進行動態顯示,容易對內容進行修改以及擴充,也能夠結合具體需求提供信息,另外,它還可以將分布圖以及信息數字進行結合,使學生具有量的概念。(2)可以進行空間查詢。利用這一技術能夠達到雙向查詢的效果。比如,在對我國省級行政區進行教學的過程中,教師可以利用動態閃爍的形式顯示行政區名稱以及簡稱還有位置和輪廓等,同時還要賦予其屬性,能夠隨時對其面積以及人口還有社會情況和經濟狀況等進行查詢。另外,這種可視化能夠提升學生自身的感性認識,將其學習興趣充分調動起來。(3)使知識教學更加豐富。GIS能夠對傳統觀念和認識加以改變,使教學與學生都能夠有全新心態對地理知識加以探索與學習,對學生思維理念加以培養,增加其個性化學生。教師在對研究課題進行確定以后,學生能夠利用GIS數據庫開展研究性學習,從多個方面對研究內容加以了解,對知識教學加以豐富,使學生學習能力和教師的教學水平得到提升。
三、在中學地理教學中對GIS使用的幾點建議
(1)對相關教育資源進行建設。從當前情況看,GIS技術成果一般都被用在商業中,在教學中的應用比較少,因此,要對中學地理教學過程中GIS技術的應用加以重視。對中學地理教育的相關軟件以及地理數據資料進行開發,對教師進行GIS知識培訓,是中學教師地理專業水平以及計算機操作水平得以提升。在對人才進行培養與培訓的時候,一定要和中學教學進行銜接,多開設GIS課程,對相關教材以及案例數據進行編寫與制作,使教師對學生的學習進行指導,教師要改變傳統單純教授知識的模式,而是要將教學過程變為提供以及加工地理信息并解決地理問題的一個過程。當前,由于計算機技術不斷發展,教師要對免費資源進行科學利用,利用自身知識進行修改并利用。各級中學也可以和相關院校進行交流,使GIS技術和資源實現共享。(2)對GIS教育加以普及。在中學地理教學過程中,應用GIS技術,就是要求學生在對計算機相關知識進行掌握之后,可以利用GIS技術針對相關數據加以操作和處理,之后能夠對實際問題進行解決。在當前社會中,GIS技術的作用越來越重要,因此,要確保這一技術在中學地理教學過程中得以普及。從當前情況看,我國很多地區的中學都設置了微機室,雖然在數量以及質量方面無法滿足學生的需求,可是學校只要進行認真規劃,合理進行利用,就能確保學生上機機會,使學生對GIS的基礎知識進行操作應用,保證GIS技術的普及。(3)對相關教育體系進行構建。不能在大學才開始進行GIS教育,要融入在中小學教育過程中。結合教學環境要分地區以及分層次和分級別對GIS教育在中學階段進行設置并逐步做好落實工作。要在教學過程中分成基本要求教學以及拓展教學和研究性教學,也可以根據課程設置的相關結構,將其分成必修課程和選修課程,構建一套完整的GIS系統。在中學地理教學過程中利用GIS技術,能夠使學生對地理學科有一種正確的學習態度,和地理的前沿科技動態進行接觸,堅持與時俱進的原則,為GIS人才以及地理學科人才和復合型人才的培養打下良好基礎。
2.教學手段和方法仍存在不足。雖然CAI等教學課件的引入提高了課堂容量和課堂效率,但從培養學生能力尤其是創新能力上看,效果不顯著。
3.重視理論,重視知識的培養,重視教師的主導作用,因而對綜合分析能力、實際應用能力、創新能力的培養不足,學生主動學習精神較差。
二、機械設計系統教學法研究
系統教學法是以具體機械設備(項目)為背景;以學生、項目和實際經驗為中心,而不是傳統的教師、教材和課程。把整個課程內容在一臺具體機械設備上得到有機的整合,使機械設計各章節內容與課程體系銜接地更加緊湊、順暢。學生開始接觸課程就了解了科 學、嚴謹的設計思想。教師在授課過程中根據相關章節的零部件在機械設備中的作用,通過結合具體實物講述,使學生對相關內容零部件的作用產生較高認識,對每一個零部件的理解與選擇,必然會達到“學有所用”的要求。系統教學法課堂理論教學以改變過去傳統單獨各章節的分散學習,知識體系雜亂無章,使學生出現“知其然不知其所以然”的現象。通過對這些基本內容的學習去掌握有關的設計規律和技術措施,從而使學生具有設計其他通用零部件和某些專有零部件的能力。系統教學法特點:①系統性。整個課程內容作為一個系統,每個章節內容作為要素。②典型性。具體機械設備包含大多數機械設計課程的知識。③目的性。學習通用機械零件的設計與選型。④科學性。根據學生理解具體情況,靈活掌握、實施教學。⑤直觀性。設備結構和各個零部件的作用一目了然。⑥應用性。應用書本理論直接解決設備失效的問題。⑦關聯性。充分體現各個零部件相互關聯關系。
三、機械設計系統教學法實踐
“系統教學法”的核心是一臺具體機械設備,具體如何實施教學,可以根據具體情況靈活掌握。設備應具有形象化、具體化的特點,與傳統教學中的舉例有本質的區別,是把整個課程知識作為一個系統,而系統又是以一臺具體設備而體現的,各章節的知識通過設備零部件的設計和選型來學習。設備零部件具有形象化、具體化的特點,以提升絞車作為一臺具體設備實例教學。課程教學前,學生首先通過視頻了解這臺設備的用途,然后到實驗室參觀,讓學生確實感受到設備的外形。教師上課根據視頻首先介紹其工作原理以及各個部件的功能和作用,讓學生清楚認識到學習這門課程的目的就是要學會這臺機器的設計。在教學中要始終貫穿“使用場合—失效形式—受力分析—強度計算—結構設計”這一主線,本課程的學習分成三個單元進行,機械零件的疲勞強度設計和主要零部件,諸如齒輪傳動的強度計算、軸的設計、滾動軸承的選擇及組合設計、螺紋連接的強度計算及螺栓組連接的受力分析等內容列為重點內容作為減速器的重要組成部分,作為第一單元知識,在課堂上重點講授;而把比較易于理解的某些章節,如機械零件常用材料和選擇原則、過盈連接、摩擦輪傳動等列為一般性內容,安排學生自學。第一單元———減速器。①減速器原理。強調是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置,是一種相對精密的機械,用來降低轉速和增大轉矩,以滿足工作需要。設計減速器時,應根據工作機的選用條件、技術參數、動力機的性能、經濟性等因素。②齒輪。通過視頻和圖片,讓學生理解齒輪的失效形式,然后講解制造齒輪需要材料和熱處理、齒輪的受力和強度計算、齒輪的加工精度和效率、齒輪的和齒輪的設計、材料、加工熱處理。③軸。根據減速器中軸具體結構進行教學,還要結合齒輪的結構和受力分析講授軸的結構,對軸的設計、材料、加工工藝、熱處理和精度公差要結合實際詳細講解,并對軸的失效形式和國內外最新維修方法進行介紹。④鍵連接。結合減速器的齒輪和軸進行教學,解釋鍵的作用,重點學習平鍵和花鍵的選型計算和實效形式,其他類型的鍵作為擴展知識進行介紹。⑤軸承。結合減速器的軸系,解釋軸承的作用,介紹軸承的種類,重點學習軸承的選型計算;結合減速器的工作特點學習軸承的和實效失效形式。⑥螺栓連接。以減速器箱體的各種螺栓為例,學習螺栓連接的種類、應用特點和使用場合、預緊力的作用、防松的措施、引伸學習螺栓的強度計算和提高強度的措施。第二單元———提升絞車其他部件。①聯軸器。首先根據提升絞車介紹各個聯軸器的作用,重點學習聯軸器的選型設計,聯軸器的種類以自學和課堂討論為主。②剎車器。教師簡單介紹提升絞車中剎車器的作用和類型。第三單元———機械其他知識。①帶、鏈和蝸輪蝸桿傳動。學習這部分知識時,要把這三章內容進行整合,改變過去按章節分別教學的方式。首先采用對比法進行教學,就是以齒輪傳動為參照物,重點介紹三種傳動的特點、應用場合,然后再分開單獨學習。②摩擦、磨損及。學習時以減速器為例,講解摩擦和磨損的危害以及的作用。重點學習劑的選用和方式。③機械零件強度。結合齒輪、軸和軸承的失效形式,學習材料的疲勞特性;結合齒輪、軸和軸承的工作中的受力形式,學習交變應力特性。要通過具體減速器齒輪、軸和軸承的失效案例,使學生掌握零件疲勞破壞的危害。
進入21世紀,隨著我國市場化步伐的加快,社會對新知識的需求日益增加,無論是國民經濟管理,還是公司企業乃至個人的經營、投資決策,都越來越依賴于數量分析,依賴于統計方法,統計方法已成為管理、經貿、金融等許多學科領域科學研究的重要方法。教育部也將《統計學》課程列為財經類專業本、專科專業的核心必修課程之一。力圖通過《統計學》的學習,使學生掌握探索各學科內在的數量規律性,并用這種規律性的解釋來研究各學科內在的規律。同時,由于統計學所倡導的尊重客觀實事,通過調查研究用實事說話,這也有利于培養學生的實事求是的學習、工作和科學研究精神。
一、《統計學》課程教學面臨的挑戰
1、內容日益豐富。長期以來,在我國存在兩門相互獨立的統計學——數理統計學和社會經濟統計學,分別隸屬于數學學科和經濟學學科。20世紀80年代以來,建立包括數理統計學和社會經濟統計學在內的大統計學,逐步成為我國統計學界的共識。1992年11月,國家技術監督局正式批準統計學上升為一級學科。國家頒布的學科分類標準已將統計學單列為一級學科。隨著大統計學思想的建立和統計學在實質學科中的應用的需要,大多數學校和老師在財經類專業的本、??茖I《統計學》教學過程中,除了保留社會經濟統計學原理中仍有現實意義的內容,如統計學的研究對象方法、統計的基本概念、統計數據的搜集整理、平均及變異指標、總量指標、相對指標、抽樣調查、時間序列、統計指數等;同時也系統的充實了統計推斷的內容,如:統計數據的分布特征、假設檢驗、方差分析、相關與回歸分析、統計決策等。這一變化使得《統計學》的內容更適合相關實質學科的發展需要。
2、學生的學習難度加大。首先、結合《統計學》的課程特點——概念多而且概念之間的關系十分復雜、公式多且計算有一定難度等。如果學生不做必要的課外閱讀、練習和實踐活動,是很難理解和掌握的。對于財經類專業的本、??茖I的學生來說,本身的專業課學習負擔已不輕。其次、對于財經類專業的本、專科專業的學生來說,由于其本專業的課程體系要求,使得學生的數學或者數理統計的基礎不是特別好,對于??茖W生來說更不用說,推斷統計將是他們學習的困難。再說,《統計學》作為專業基礎課,一般安排在一年級或二年級第一學期,在這個學習時段也是大多數??粕捅究粕τ谟嬎銠C課程和英語課程的考證時段。如果以犧牲授課內容和降低要求來減輕學生的學習負擔,顯然有悖于《統計學》課程的教學和相關專業的發展要求。所有這一切對于學生學好這一課程面臨的困難可想而知。
3、教師的教學難度加大。授課內容越來越豐富;課程難度太大可能導致學生興趣下降;在倡導學生自主性學習的背景下,授課時數大為減少(一般安排一個學期共17~19教學周,每周2~3課時);高等教育擴招后,由于師資力量一時沒有跟上,大多數學校,授課班級學生人數越來越多,一個教師跨越不同專業授課不再新鮮。這要求授課教師必須深刻領會授課內容的核心和相互關系,學會控制和駕馭課堂教學,學會激發學生的興趣,注重統計學在不同專業領域的具體應用等等。作為這門學科的授課教師特別需要認真考慮該怎么辦?
二、《統計學》教學的發展趨勢分析
1、統計學從數學技巧轉向數據分析的訓練。在計算機及計算機網絡非常普及的今天,統計計算技術不再是統計學教學的重點了。統計思想、統計應用才應該是重點。現代統計方法的實際應用離不開現代信息處理技術。統計軟件的使用,不僅使統計數據的計算和顯示變得簡單、準確,而且使統計教學由繁瑣抽象變得簡單輕松、由枯燥乏味變得趣味盎然。所以,在統計教學過程中,大量的內容只需要給學生講清楚統計基本思想、計算的原理和正確應用的條件、正確解讀計算的結果,而對大量復雜具體的計算可以交給計算機去完成。
比如方差分析,手工計算量非常大,沒有計算機軟件的支撐,是很難教學實際問題分析的?,F在我們只要講清楚方差分析要做什么,為什么方差分析要解決的中心問題是判斷有無條件誤差,而原假設又是K種不同水平下總體的理論均值是否相等,檢驗結果表示什么等就可以了,大計算量的工作讓計算機去完成。
2、通過統計實踐學習統計。也就是以學生為中心,通過課堂現場教學、引導學生先讀后寫再議、模擬實驗、利用課余時間完成項目、利用假期時間,通過參加學校組織的某些團隊、小組或自己組織去開展一些與專業有關的活動,如社會調查、專題研究、提供咨詢、參與企業管理等方法。全方位地激發學生的學習興趣、培養學生的專業能力、方法能力和社會能力。
比如依同學們在設計調查問卷和調查方案的基礎上,讓他們組成若干調查小組(如以寢室為單位),在校園內真正進行一次統計調查活動,從具體調查對象和單位的確定,樣本的抽取(不一定要很大),問卷的發放、回收與審核,數據輸入與資料整理,估計與分析,一直到調查報告的編寫,調查總結或體會的形成,全部由同學自己來完成。這樣,同學們就親身參與了統計調查、統計整理和統計分析(含統計推斷)的整個過程,效果很好。
三、基于EXCEL的《統計學》教學設想
如何從煩瑣的數理統計技巧轉向數據處理的訓練,同時還要使學生容易掌握并有機會輔之于實踐。教師的導向是第一位的,要求必須選擇容易獲得而且普及性比較強的統計分析軟件,并在課堂教學和引導學生實踐中廣泛采用。
(一)微軟公司開發的EXCEL軟件無疑是我們最好的選擇
專業的統計分析軟件SPSS、SAS、BMDP、SYSTAT其功能固然強大,統計分析的專業性、權威性不可否認,但是對于沒有開設統計學專業的院校這些軟件并不常用,如果學生要進行自主性學習也比較難以找到相應的工具,此外專業統計分析軟件的英文操作界面,也讓中國人用起來不是很順手。微軟公司開發的EXCEL軟件作為一款優秀的表格軟件,其提供的統計分析功能雖然比不上專業統計軟件,但它比專業統計軟件易學易用,便于掌握。在Windows操作系統極為流行的今天,EXCEL也是隨處可見。對于《統計學》這門課程而言,利用EXCEL提供的統計函數和分析工具,結合電子表格技術,已能滿足統計方面的要求。
(二)基于EXCEL的《統計學》教學設想
1、在教學內容上,依據EXCEL的函數功能、電子表格功能、數據分析功能,結合統計學原理的基本理論和方法,整合教學內容。比如傳統的統計學原理教學過程中,對統計數據的搜集主要強調統計報表制度,在EXCEL環境應該更注重抽樣推斷,EXCEL提供的隨機抽樣工具使得抽樣調查不再是十分復雜的技術,統計圖也可以被廣泛運用于對數據的描述;再比如現有統計學教材很多都講根據整理的數據計算平均數時,都用加權平均的方法,當用組距式變量數列計算平均數時,用組中值作為各組的代表值進行計算。我們知道,組中值作為各組的代表值是假定各組變量值在組內是均勻分布的,如果實際數據與這一假定相吻合,計算結果比較準確,否則誤差比較大。事實上實際數據往往就不是均勻分布的,因此用組中值計算的平均數都是近似的,而且相同資料編制的不同變量數列計算的平均數還不相等。其實為了編制變量數列,我們必須輸入原始數據,EXCEL的有關程序可以得到準確平均數,哪里還有必要按加權算術平均的方法計算近似的平均數呢?那么有沒有必要編制變量數列、特別是組距式變量數列呢?有沒有必要按加權的方法計算平均數呢?我們認為有必要,但是組距式變量數列的主要功能不再是提供計算資料了,而是用于表現資料的分布狀況和進行分析用;加權平均方法主要是介紹和要求學生掌握加權平均的思想,用于綜合評價分析中。
2、案例教學成為《統計學》課程的重要內容。案例教學法不僅可以將理論與實際緊密聯系起來,使學生在課堂上就能接觸到大量的實際問題,而且對提高學生綜合分析和解決實際問題的能力大有幫助。結合學生所學專業精選案例教學,比如對于金融專業的學生可以設計用幾何平均數計算投資的平均收益率、運用標志變異指標考察投資組合的風險大小等。對于經管專業的學生,精選抽樣推斷、假設檢驗、方差分析對于控制產品質量,經營決策等方面的案例,深入淺出地介紹這些方法的基本思想、并用EXCEL進行分析。既激發了學生的興趣、擴大了學生的視野,也使統計學的課堂不再是教師一塊黑板、一支粉筆、一本教材、一張嘴巴就能將一門專業課程從頭講到尾。
3、改革考試方式和內容,合理評定學生成績??荚囀墙虒W過程中的一個重要環節,是檢驗學生學習情況,評估教學質量的手段。對于《統計學原理》的考試,多年以來一直沿用閉卷筆試的方式。這種考試方式對于保證教學質量,維持正常的教學秩序起到了一定的作用,但也存在著缺陷,離考試內容和方式應更加適應素質教育,特別是應有利于學生的創造能力的培養之目的相差較遠。在過去的《統計學》教學中,基本運算能力被認為是首要的培養目標,教科書中的各種例題主要是向學生展示如何運用公式進行計算,各類輔導書中充斥著五花八門的計算技巧。從而導致了學生在學習《統計學》課程的過程中,為應付考試搞題海戰術,把精力過多的花在了概念、公式的死記硬背上。這與財經類專業培養新世紀高素質的經濟管理人才是格格不入的。為此,需要對《統計學》考試進行了改革,主要包括兩個方面:一是考試內容與要求不僅體現出《統計學》的基本知識和基本運算以及推理能力,還注重了學生各種能力的考查,尤其是創新能力。二是考試模式不具一格,除了普遍采用的閉卷考試外,還在教學中用討論、答辯和小論文的方式進行考核,采取靈活多樣的考試組織形式。學生成績的測評根據學生參與教學活動的程度、學習過程中提交的讀書報告、上機操作和卷面考試成績等綜合評定。這樣,可以引導學生在學好基礎知識的基礎上,注重技能訓練與能力培養。
參考文獻:
[1]謝安邦.高等教育學[M].北京:高等教育出版社,1999.
二、數學文化的建構過程
知識不是通過教師傳授得到,而是學習者在一定的情境即社會文化背景下,借助學習是獲取知識的過程其他人的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構的方式而獲得。2其中“,情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大屬性。數學學習過程中亦如此,如下圖所示。由圖我們可以看到,數學文化作為一個大的目標環境,包涵了四大屬性的所有內容。情境設定的條件下,展開協作和會話活動。而會話活動和協作并不是被割裂的,而是互動的一個過程。在不斷地互動過程中,完成了其意義建構。這個從情境到意義建構過程,便形成了數學文化,也就完成了一個階段性的數學文化建構使命。情境是數學文化建構過程中有關學習內容的建構。以往中國的教學大都采用課堂教學的方式,并不注重情景式的引導。例如學習幾何圖形的過程中,并不是簡單的采用書本上畫出的圖形,而是引導學生認知生活中的幾何圖形,從文具到生活用品,皆成為學習的工具,而不是拘泥于課本上的舉例,這樣讓學生們走進生活,融入其中,發現生活中的數學之美。教授“質量的認知和大小比較”的課程時,不再是想象中的、觀念式的教學,而是真實的引入生活中的物品和生活中的測量儀,讓學生親自體驗度量的過程,從而學會質量的認知和大小的比較。協作是數學文化過程貫穿的主線。無論是教師、同學或者家長,均是學生學習的伙伴。一個良好的課程教學需要課程設計、資料搜集、數據分析、思考反思等過程,以往的教學方法都是老師取而代之形成了完整的教學過程。但是協作卻是一種新型的突破。會話是協作過程中必不可少的環節,也是學習中交流的過程。每個人都從旁觀者成為參與者甚至成為領導者,從設定議題到尋求答案,這個過程是一個學習的過程,而由此建構的數學文化便是主動的、積極的,這樣更有利于數學文化的形成和強化,從而對學生的認識起到影響。例如三視圖的教學,老師的引導下,學生通過自己的觀察交流,學會三視圖的畫法,這樣形成的認識會更加深刻,也會對后期深造升學中的立體幾何的學習產生積極影響,從而影響未來社會化過程中的思維以及認識。意義建構是數學學習過程的終極目標。為什么要學習數學,中科院王梓坤教授曾經指出,數學的貢獻在于對整個?科學技水平的推進與提高,對科技人才的培養和滋潤,對經濟建設的繁榮,對全體人民的科學思維與文化素質的哺育,這四方面的作用是極為巨大的,也是其他學科所不能全面比擬?的。3正是基于此,數學文化的構建就顯得愈加重要。數學僅僅是運算、規則等基本功能便失去了數學文化建構的意義,正是它在培養人文素養、理性精神等方面起到積極地不可或缺的作用,所以從小的數學教育中便應該貫穿數學文化的培養,使學生在學習的過程中真正的認識到學數學可以做什么。我們無法預測一個喜歡幾何的學生未來是不是一個建筑師,無法預測一個喜歡計算的學生未來能不能成為一個科學家,就是這樣數學文化的形成,至少讓他們在社會化的過程中學會思考,學會認知,學會學以致用。