微課的教學方法范文
時間:2023-12-13 17:51:48
導語:如何才能寫好一篇微課的教學方法,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
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關鍵字:服裝制版;中職教育;微課教學;多媒體環境
中圖分類號:G718文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2015)05-0430-01
在網絡技術飛速發展的今天,網絡信息、多媒體這些已經不再是遙不可及的新事物,新名詞,計算機已經成為現代人類工作生活所不可缺的一部分,很多的公司甚至已經達到了離開網絡以及多媒體就寸步難行的程度。微課的誕生就是來源于現今社會對多媒體的廣泛運用。微課內容豐富多彩,全方位的向學生展示,為服裝設計課堂教學帶來了新的氣息。服裝制版課程是一個擁有悠久歷史的課程,在以往傳統的教學模式中,總是離不開教師講、學生畫的模式,而制版的內容以及形式也都是教師運用黑板和粉筆來完成,近年來,隨著多媒體設備的廣泛應用,很多傳統的課程也開始嘗試運用多媒體設備來完成教學,服裝制版課程就是其中之一。
1.當前中職服裝制版課程存在的問題
服裝制版課程的理論性以及實踐性都比較強,教師在教學過程中,需要注意應以基礎的理論知識作為基本知識。同時,也需要學生進行大量的實踐和操作,將理論知識與實踐相結合,可以讓中職學生更好地掌握這門科目的操作方式以及技術。但是,因為服裝制版模式受傳統模式的長期影響以及實踐微課的時間較短,教師重理論,對于新式多媒體設備并不認可等問題也嚴重地影響了多媒體微課有效性的發揮。
2.微課在中職服裝專業教學中應用的優勢
微課的教學特點就是以視頻做為載體,將教師在課堂教學中強調的知識點或者教學活動的過程記錄下來。中職服裝制版課程中無論是手工制版還是CAD制版主要目的就是讓學生學會制圖及結構設計,這都需要教師在課堂上進行演示。
2.1教學視頻為核心,時間短小內容精湛。傳統的教學過程,我們是手把手地進行教師示范學生練習的過程,而教師重在講,指導學生的時間較少,不能有效地把控每個學生的學習過程。現在通過微課教學借助視頻大大縮短了示范時間,讓教師有更多的時間去解決學生在畫圖過程中出現的各種問題。當然在服裝制版的教學課程中,也只有部分內容能夠滿足微課的要求。因此,這就要求服裝制版教師能夠做到精確的選擇內容和突出教學主題。
2.2微課教學富有方便性。微課教學視頻時間較短,容量小,格式也支持視頻播放器播放,教師和學生都可以進行在線觀摩,還可以將視頻下載到手機、計算機等設備上來進行移動學習。同時還可以借助微信、微博、空間等方式來傳播以及學習。可以方便學生進行復習,知識鞏固,也非常適合教師進行觀摩、反思、評課以及研究。微課的這種特點能夠有效地增強服裝主板教學的魅力和影響,讓學生在課下更方便地進行研討和自學。
3.職服裝制版專業微課的教學方式
教學的方式擁有很多的種類,對于教學方式的選取要選擇適合微課教學的內容以及形式。相對來說,服裝制版課程的設計較為復雜,原因就是,服裝制版課程需要教會學生的不僅僅是理論方面的問題,還要學生應用到實踐中,科學地配合多媒體設備來展開微課教學,能使中職學校的學生更好地學習新的知識。
3.1地使用微課。隨著時代的發展,多媒體設備已經正式步入校園,教師應該拋棄傳統的教學觀念,將微課引用到現代的中職服裝制版行業中。教師可以在課前準備好視頻課件,并搜索有關本堂知識點的相關知識,豐富學生的視野。相比其他科目,服裝制版課程在中國擁有者悠久的發展歷史,為我們積攢下很多財富。
現今教育中,針對流行元素變化的快節奏,中職學校的服裝制版課堂所做的課件,體現出多媒體教育的優勢,加強學生對于流行元素、服裝設計理念、制作工藝等的研究,融合先進飛速發展的網絡技術,讓學生能隨時了解現代流行元素。微課可以釋放學生的個性,讓學生進行深度地學習,進而更好地掌握知識點,以便未來的復習。
3.2適當進行思維引導。服裝制版教學方式有很多種類,要從中選取適合的形式和內容來進行微課教學。首以微課教學中"省的轉移"作為案例,結合問答、演示、講授、啟發、練習一系列的方式,并配合數字化設備展示來進行教學。首先就是運用多媒體設備進行展示,運用問答的方式來幫助學生回顧上節課講授的內容,并將本節課的教學內容--省的轉移引導出來,讓學生主動提出什么是省?通過對問題的討論,向學生解答省的命名、翻譯、概念、分類、結構等基礎的知識;在討論時,可以借助教學道具進行演示,來說明省在衣服原型的作用;同時,也要將多媒體與道具相結合,進行展示,用剪刀進行剪切以完成紙樣的轉省過程,但是因為過程過于繁瑣,所以可以運用CAD軟件的操作來進行省道的轉移。在演示過程中要注意對知識點詳細講解,以及學生對于知識的接受程度,再把主要知識點做反復的強調;最后,要求學生熟記轉省的步驟及規律及能舉一反三,并對本節課的難點和重點相結合,留下課后的練習作業,結束本堂微課教學。
對于教師而言,微課教學的應用可以濃縮教學方式、教學環節,是教學實踐性的研究平臺,能夠突破傳統的教學方式,成為教師成長和發揮的試煉場。
4.結束語
微課教學對于學生來說,能夠更好的滿足學生的個性化學習,可以自己在課下進行鞏固知識,特別是現今對于智能手機以及其他移動數碼產品的普及,出現了便于溝通的微信、博客等。運用這些現代化設備進行學習,也是未來現代教學方式的突破口,目前為止,對于服裝制版微課還需要進過不斷的探索以及嘗試,希望在未來能利用更多現代化設備,豐富服裝制版微課教學,為學生提供更多更有效更快捷的課堂教學模式。
參考文獻:
[1]殷冰瑤.淺析服裝制版微課的教學方法[J].品牌(下半月),2014,12:218.
[2]陳愛萍.中職服裝制版課程實際應用教學方法思考[J].科技信息,2013,34:194.
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關鍵詞: 微課教學 小學數學 意義 方法
傳統小學數學課堂教授學生知識的時候,往往缺少對學生的吸引力,使學生的學習興趣降低,嚴重影響教學質量,而微課教學則是應時而生的一種現代化教學方式,微課教學在活躍課堂氣氛、激發學生學習熱情方面有較好的效果。
一、微課教學概述
微課,指微型課堂,不僅代表時間意義上的微小,更代表知識、內容上的濃縮。教學方式主要是利用現代化多媒體教學設備,將濃縮的知識點及知識體系以視頻或PPT播放的形式幫助學生掌握學習重點[1]。微課時間一般控制在十分鐘左右,充分利用學生注意力最集中的時間段傳授知識,從而達到增強教學效果的目的。在教學過程中,教師可根據講課內容選擇不同特點的微課教學方式,像前置性微課教學,主要對課堂起到提綱挈領的作用,引導學生自主學習,培養學生良好的學習習慣;導入性微課教學則主要起到吸引學生的注意力,激發學生好奇心及學習興趣的作用;而拓展性微課教學則主要起到開闊學生視野,培養學生創新能力的作用。
二、傳統小學數學教學中引入微課的意義
新的時代背景之下,小學數學教學引入微課教學是極其必要的,對教學效果、教學質量的提升有積極的意義。實行微課教學是倡行素質教育的有效方式,素質教育主張學生為主體、教師為主導的教學模式,而微課教學對學生自主能動性的調動正是這一主張的良好實踐;實行微課教學是教育事業不斷向前發展的必然要求,隨著信息技術不斷發展,我國當前大部分學校已安裝多媒體教學設備,現代化教學設備必然適用于現代化教學方法,微課教學則充分利用教學資源,以現代化教學方式培養現代化新型人才。另外,微課教學獨特的特點更能適應小學數學教學,數學作為一門邏輯性較強、抽象性較大的課程,本身學習有較大的難度,而小學生正處于思維及認知的萌芽階段,因此,學習困難性相對較大,微課教學則利用其短小精悍的特點,通過有針對性的引導,幫助學生掌握學習方向與關鍵,同時有效激發學生學習興趣,培養學生良好的學習習慣。
三、傳統小學數學教學中引入微課的具體方法
(一)讓學生成為微課的主角
素質教育提倡學生成為課堂主體,避免傳統教學模式中以教師為中心的“填鴨式”教學模式。微課教學的錄制主角往往是教師,學生跟隨教師視頻的引導進行知識的學習與掌握,這是微課的主要形式,但并不是固定形式,為充分激發學生的學習興趣,培養學生的學習能力,教師可變換微課主角,讓學生在微課中充分發揮能動性。例如,講解分數的四則混合運算時,教師可采取引導式微課教學方式,先通過例題的講解,引導學生掌握運算法則,再指導學生演示相應分數混合運算題的解答,并將其錄制下來,給其他學生觀看,不僅能強化學生對知識的理解程度,還能有效增強學生的學習信心,使其產生競爭學習意識,增強學生的學習熱情[2]。
(二)由微課遞進到翻轉課堂
所謂翻轉課堂,是近年來較流行的一種教學模式,是一種充分尊重學生主體性的教學方法,學生學習實踐即學習環境不再受學校的制約,可自由調整。這種教學模式對我國教育現狀來說是不切實際的,但在部分教學環節、教學內容上是一種可行的方法,它可以與固定學校教育相結合,充分開發學生利用課余時間學習的能力,例如,數學課堂上需要的一些調查與統計活動,就可以通過微課與翻轉課堂進行,微課引導學生調查相應知識與技能,而利用翻轉課堂則可以更好地達到調查效果,提升學生通過調查學習知識的能力。
(三)合理安排微課組合
微課教學的目的在于提升學生的學習興趣,增強教學效果,但針對小學生性格及心理特點,模式單一的教學方式其效果會隨著使用次數的增加而逐漸降低,因此,合理安排教學方法是極其必要的。小學數學教學應避免僵化的課堂模式,以多種多樣的教學方式組合對學生的注意力產生持續性吸引。另外,微課設計內容應靈活多變,針對不同特點學生設計有針對性的教學內容。例如,講解圓柱與圓錐的知識時,學生對這種立體圖形的理解能力有一定的差異性,教師應在充分了解學生學習特點的基礎上,設計不同微課內容,讓學生根據自身情況選取相應的微課視頻,由此使教學過程更高效。
綜上所述,微課教學是一種較為靈活的教學方式,因而,教師利用這一教學方式時,應充分利用好備課環節,既要對教材內容熟知,又要具備足夠的創新能力,既要綜合分析學生的整體理解能力,又要具體分析學生的實際情況,以設計出最高效的微課內容。
參考文獻:
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1.初中英語語法教學微課的制作原則
1.1易用性原則
教師制作微課的目的就是方便學生使用,而學生使用微課的目的則是將英語學習化難為易,因此,微課的制作要遵循易用性原則。微課設計通常比較短小,但如果教師過于設計過于短小,更精練語言,那么學生在理解的過程中就會非常費力,也就導致微課的作用價值得不到發揮。有的微課中會涉及到一些圖形或短片,有助于知識在表達與傳播中更為具象化,這也體現了微課易用性原則。
1.2實用性原則
實用性是微課制作最實際的作用,因此,教師在設計時必須保證微課中包含了教材內容,用以成功解決學生語法問題。例如,學生基本掌握了現在完成時以后,很有可能在對比一般過去時混淆不清。針對這個問題,教師的微課制作就要緊密聯系這兩者的區別進行重點的設計,幫助學生通過微課展示更深入理解這兩種時態的差別及運用方式。
1.3趣味性原則
趣味性原則也是微課制作的重要原則之一,有助于引導學生主動利用微課進行學習。如今互聯網與學生的日常生活密切相關,學生在遇到頭疼的英語語法知識時,往往會望而生畏,提不起興趣。如果微課的內容沒有達到吸引學生注意力,提高學生學習興趣的目的,那么就是這種教學手段功能的喪失。因此,教師必須充分利用微課的趣味性特征,以吸引的形式讓學生主動求學。
2. 初中英語語法教學微課應用方法
英語語法知識,在初中英語教學內容中是非常重要的部分,不同時間發生的事情,在英語的表達上就要注意選用不同的動詞時代。微課應用于初中教學課堂上,大幅度提高了學生的學習效率。
2.1語法知識講解過程中微課的制作方法
在進行英語語法教學前,教師首先要明確教授的英語內容,這才是微課制作內容中最主要的元素。例如,很多學生容易將過去進行時與一般過去時、現在完成時弄混淆,那么教師就要注意,制作微課的內容必須將三者的區別放入其中,并羅列具體,讓學生在對比分析過程中了解三種時態的異同。比如,教師選擇了學生非常感興趣的野炊話題,通過網絡尋找一些包括時間元素的視頻,繼而向學生提問:“What was he doing at 6 o’clock?”教師讓學生復述這個問題,隨即立刻引導學生展開對有關具體時間內容的過去進行時的表述,并轉用正確的時態進行回答,比如以下這段對話:A:What was Lily doing near the river?B:She was pushing the car.A:What were the girls doing?B:They were talking under the tree。教師讓學生認真觀察上述對話所運用的時態語法,隨后播放一段如Lily and Lucy正在吵架的視頻,并告知學生現在兩人已和好,那么該怎樣用現在完成時與過去進行時表述。通過認真的課件制作以及反復的練習,學生很容易掌握相關語法的知識。
2.2課堂英語練習過程中微課的實踐應用
學生通過微課制作了解了重點語法知識以后,為了深化記憶,鞏固知識,教師還要針對微課的具體內容將各種環節設計到練習中,才能保證學生學以致用。比如,教師在課堂教學結束后可以讓學生積極參與到微課的制作中去,并認真觀看微課視頻,通過視頻了解大致需要學習的內容后,強化課堂相關知識點的訓練。練習方式多種多樣,引入各式教學情境,使得對話過程生活化。正如視頻觀看喬丹的籃球比賽時,讓學生在課堂的現場做講解員角色的扮演,以講述曾經發生事情的語法時態表述。又或者是在具體的一次活動中,教師進行了這樣的講解:Good morning everyone, I will introduce the tug of war held in last week. There were 12 classes took in part of game, according the game principle grade 1 class 3 win the game at last.隨后讓學生模擬上述的各時態表達各種活動過程。微課在英語語法練習中發揮了不可或缺的作用,在舉一反三中提高學習效率,更是營造了良好的英語練習氛圍。
2.3轉變教學模式過程中微課的應用
英語是非常重要的語種,需要特定的學習環境和訓練環境。而學生由于具有差異性的特點,不同的學生對英語語法練習產生不同的興趣,展現不同的學習能力,大多在小學階段接觸英語的學生進入初中后,英語能力與口語水平基本已出現了分層。因此,教師必須根據學生之間的差異性因材施教,進行分層教學,保證微課制作與應用具有分層異步教學的作用。具體到英語語法學習的教學課堂中,教師還要采用微課,轉換各種不同的教學方式為學生尋求適合的學習方法,總之,微課在初中英語語法教學課堂的出現,扭轉了英語語法教學難點效率低下的局面。
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筆者認為,三維目標中的“方法目標”,是智力要素目標,是方法性知識;學科方法是廣義的學科知識,是學科能力的結構要素和能力發展的橋梁.
因而,要比較全面地評價考生的學科素養,在命題意圖和編制試題上,更應側重其學科基本方法的評價,測試其基于邏輯思維和學科探究方法,綜合解決問題的能力.
但在日常的教學中,“知識與技能”這一“雙基”目標,一貫受到教育者的器重和很好落實;而“過程與方法”這一促進學科能力發展的智力性目標,至今沒有受到應有的重視和實踐遵循,平常的訓練和考試中,單純考查知識的試題過多,考查知識加方法的試題偏少,教師也較少結合方法和知識進行教學.因此本文就物理模型這一理想化方法,通過示例,分析怎樣結合教學課題的“雙基”知識進程的教學,切入理想化方法和模型思想,實施“過程與方法”目標. 更希冀讓三維課程目標在新課程改革中落到實處,讓科學方法從后臺走向前臺,從隱性走向顯性,成為學科教學的常規遵循.
一、模型方法與學科能力發展
我們知道,物理模型這一理想化方法,是對客觀事實的一種力求真實、逐步逼近的描述.建構物理模型,就是把猜想與假說,以數理圖景的形式表征.為了分析和解決某些實際問題,需要提出和建立處理疑難的理想化模型,以表征和簡化問題,這就是物理模型方法.物理學的全部規律(公式),其實都是以物理模型刻畫、研究問題的結果,離開物理模型,物理研究寸步難行.
所以,理想模型是建立和發展物理理論的手法,模型方法是物理方法的精髓,是探究問題答案的最基本方法.解題,是尋求解法的過程.因此,探究問題,或求解物理疑難,建構理想模型的價值,就是讓問題簡化,使問題可解.
中學物理的理想模型,形形、數不勝數,諸如:質點、杠桿、單擺、彈簧振子、完全彈性體、剛性體、理想氣體、點電荷、純電阻、理想變壓器……物理模型,既是物理教學的方法內容,也是知識內容.
可見,結合教學課題的“雙基”知識進程,切入理想化方法和模型思想,是實施“過程與方法”目標更深層的物理智育任務.
思維技法顯現智力水平,知識促成能力要素,方法性知識決定學科能力. 在問題導學中,尤其是習題教學中,注重滲透物理方法價值的教學取向,學生必將收獲學科能力的發展.
二、模型方法的教―考―練
下面以物理模型方法的教―考―練示例,揭示“知識、方法與能力”三位一體的考查意義,啟示新課改下科學方法的考查趨向和教學策略.
(一)教―導―做的顯性滲透
教,即基于微課教程,教給學生相應的方法性知識;導,則重于啟發,讓學生學以致用,運用科學的方法化解疑難;做,即動手嘗試,從建模刻畫,到分析圖景、作答結論;練,則指活學活用方法的鞏固學習.
1.“教導做”示例
以絕緣細繩把兩個質量未知的帶電小球懸掛起來,a球帶電量為q,b球帶電量為-q,且兩球間的庫侖引力小于重力,即兩根細繩都處于豎直繃緊狀態.現突然施加一個勻強電場,其場線從右上方指向左下方,如圖1所示.試探究:當a、b兩球平衡時,其可能的最后位形(以位形圖表示).
2.命題意圖
該試題為力電綜合,側重考查探究平衡問題的物理方法,取向質點模型和剛體模型方法,同時鏈接矢量合成(作圖)法、整體法、分析綜合法.涉及的知識范疇為靜力學,物體平衡條件的應用.命題價值為測評考生的物理探究能力.
(1)審題要求:粗讀,構想研究對象;精讀,發掘隱含信息,即“細繩豎直繃緊”,隱含帶電小球系統是剛性的.
(2)知識要求:關于靜電場的知識,電場力F=qE;關于物體平衡的知識,合力F合=0、合力矩M合=0,力的平行四邊形法則、杠桿原理或力矩知識.
(3)技能要求:作圖法求合力方向的技能,判定動力矩轉向的技能.
3.過程與方法
教師:“細繩處于繃緊狀態”,流露出什么信息?(引導學生提出“是什么”的問題)
學生:細繩是剛性繩.(辨明細繩性質,是讓學生知其然認識世界的過程)
教師:為什么這樣認為?(引導回答“為什么”的問題)
學生:繃緊的細繩,其形狀和長度始終不變,說明細繩是不柔軟的剛性繩.(學生說出理由和依據,是知其所以然認識世界的過程)
教師:理想化方法,是簡化問題便于研究的重要物理方法.怎樣抽象小球系統,有何辦法?(以“怎么辦”的導語,啟示學生以“建模的解法”替換“解題的方法”)
學生:根據題設情境和剛性繩認識,可把帶電小球系統,整體理想化為“質點”(模型)來研究;也可將帶電小球系統,理想化為“杠桿”(模型)來研究.(回答“怎么辦”,是建模改造世界的過程)
教師:建立適當的物理模型,是解決本題的關鍵方法.把兩個帶電小球,看作為一個“質點”,運用了物理研究的“整體法”,在科學的邏輯思維中,叫做“綜合法”.“杠桿”是有固定長度的不變形物體,這一理想模型,屬于“剛體”模型范疇.(補白建模思想,點明“整體法”與“綜合法”,是讓物理方法從隱性走向顯性的導學談話)
學生:本題是考查質點模型下的“質點平衡”與剛體模型下的“杠桿平衡”知識.
教師:弄清了要考查的物理知識,也明確了解題需要的物理方法,就試一試吧.
4.做中學
視小球系統為一個整體,抽象為質點模型,簡化為共點力的平衡問題.由題設,電場力Fa=qE=-Fb,二力平衡,判斷懸掛“質點”的細繩拉力T=-(ma+mb)g,即懸繩必為豎直位形,如圖2所示;視小球系統為一根啞鈴形杠桿,轉化為杠桿平衡問題.電場力合力為零,但對杠桿產生逆時針轉動的動力矩,使杠桿將向右偏離最初的豎直位形. 5.體驗分析綜合
質點模型下,懸繩必取豎直位形;杠桿模型下,電場力的動力矩使桿發生逆時針取向,偏離豎直位形,而小球b的重力矩(阻力矩)反抗其繼續偏離豎直位形.據此,推斷平衡位形圖,如圖3所示.否則,作如圖4所示的典型錯解圖.
6.觸類旁通
教師:有了方法利器,就是不一樣.如果a球電量不變,讓b球變為-2q,那么,兩球最后的位形圖又該怎樣?
學生:基于(整體)質點模型分析合力方向,判斷懸繩拉力如圖5所示;以杠桿模型分析電場力的動力矩,綜合推斷出如圖6所示的位形圖.
教師:很好,學有所用.
(二)導―考―練的顯性滲透
物理研究,離開物理模型,寸步難行.同樣,探究物理疑難,遠離建模思維,就會窮途末路;分析物理示例,作答物理試題,不會顯性運用物理模型,就會計窮智短.
為此,教師基于方法視角的顯性啟發,滲透建模思維,讓學生揣摩學習,體驗建模思想,意在學生學會“探路”,故曰“導”;方法性試題作業,鍛煉思維、拓展智慧,故曰“練”;通過側重考查物理方法的運用,可識別和評估考生的學科能力,故曰“考”,并以此啟示中學物理教學,引導和促進教師對學生的科學探究方法和探究能力的培養,是非常重要的.
1.導―考―練示例
如圖7所示,將小球甲、乙、丙(均視為質點)分別從A、B、C三點由靜止同時釋放,最后都到達豎直面內圓弧的最低點D,其中甲是從圓心A自由下落,乙沿弦軌道從一端B到達另一端D,丙沿圓弧軌道從C點運動到D,且C點很靠近D點(忽略一切摩擦).下列判斷正確的是( ).
A.甲球最先到達D點,乙球最后到達D點
B.甲球最先到達D點,丙球最后到達D點
C.丙球最先到達D點,乙球最后到達D點
D.丙球最先到達D點,甲球最后到達D點
2.命題意圖
該試題側重考查單擺模型和斜面模型的理想化方法,同時鏈接中間變量分析法、數學輔助線法、等效法,涉及勻變速、自由落體、牛頓運動定律、簡詣振動、單擺周期等知識.
3.考查取向
(1)考單擺模型思維,即把丙球沿圓弧軌道從C點向D點的運動,建構為單擺(模型)的振動;(2)考等效思維法:圓弧軌道的支持力等效為擺線的拉力,圓半徑等效為擺長;(3)考斜面模型思維,即把不“定長”的弦軌道,以“定長”的直徑表征為理想斜面.
4.導―練
(1)導―練 單擺模型思維
教師:丙球的運動不好辦.可是,以虛線連接A、C(如圖8),添上一條輔助線,我們能否有什么新發現?丙球的往復運動,可定性為什么運動呢?(引導建模)
學生:丙球的運動好像單擺振動喲.(學生茅塞頓開)
教師:二者在那些方面相似或相當呢?
學生:軌道的支持力,相當于擺線拉力;圓半徑相當于擺長;圓心角相當于擺角.
教師:現在,如何表征丙球的運動時間呢?
學生:題設“C點很靠近D點”,隱含丙球的單擺式運動,是簡諧振動.故,周期公式T=2π適用.丙球由C到D,只需四分之一周期時間,所以,t丙=.
弦軌道的動態性,與斜面定勢抵觸,令考生誤判弦軌道非斜面,失去探究乙球滑行時間的信心.
(2)導―練 理想斜面思維
教師:乙球運動,難處是弦軌道的任意性.不過,聯想已用數學技法,添上一條輔助弦線(如圖8),我們能否以其他量表征弦軌道的長度?
學生:直徑上的圓周角是直角,斜面傾角即弦切角,等于其對應的圓周角!斜面長度可表征,s=2Rsinθ,弦軌道是一個理想斜面.(建模和運用中間變量分析法)
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【關鍵詞】小學數學 課堂教學 趣味性
【中圖分類號】G623.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)11-0148-02
前言
調動學生學習主動性與積極性的一個重要途徑是提高課堂教學的趣味性,同時,提升課堂教學的趣味性也是教師提高教學質量的重要方法,枯燥無味的教學方式可能會使學生喪失學習的興趣。數學對于趣味性的要求較高,本文就如何提升小學數學課堂教學的趣味性展開簡要的探討,提出有效的策略,供相關教育工作者參考。
1.提高教師的綜合素質
新課改中,重新定位了學生與教師在課堂教學中應扮演的角色,學生取代教師,成為課堂教學的主導與主體,學生從被動接受知識轉化為主動。而這一改革,對教師的教學水平與方法提出了更高的要求。作為一名合格的小學數學老師,要想提高課堂教學的趣味性,必須不斷自身的綜合素質不斷提升,嘗試多種方式實現課堂教學,在課堂教學對學生進行有效的引導。小學數學教師不能單純地將課堂教學理解為傳授知識,而是以學生愿意接受的教學形式作為重要工具,呈現與傳遞知識,這樣學生才會更容易接受知識點,進而提高教學的有效性。教師應不斷提升自身教學能力,總結經驗,對數學課堂內容進行精心的設計。找準整個教學過程中自身應處于的位置,對教學內容進行合理的布局與精心的構思,合理布局。同時,教師還要不斷學習,開闊自身的知識面。不僅要對數學的基本理論了如指掌,還應對歷史、文學、繪畫及自然科學知識等有一定的了解,給學生傳遞更多生動有趣的知識,提高學生學習的興趣。
2.營造活潑的課堂氛圍
2.1以故事作為載體提升數學課堂趣味性
課堂教學的效率在很大程度上決定著學生學習的積極性,因而小學數學教師可將課堂教學與有趣的課外內容有機地結合起來,以此使學生的好奇心激發出來,使學生的創造與學習能力得到提升。數學教師在進行數字教學的過程中,應以學生熟悉的東西作為切入點,例如生活中較為常見的物體,使學生易于接受與理解,同時提升學生的求知欲。
2.2增加課堂實驗,提高課堂趣味性
在小學數學的課堂教學中,教師應盡可能地結合小學生的特有特征進行教學。如:數學教師可組織一些以學生為主體的生動有趣的教學活動,依據課本中提出的具體的數學問題促使小學生能夠自主進行課堂實驗,進而使學生從動手中體會到成功的喜悅,如此一來,不但可以使學生所學的知識得到鞏固,同時還可以使小學生的動手操作能力有效提升,進而提高學生的創新能力。
3.將實際生活與數學課堂教學有機結合
為了有效地使小學數學課堂教學的趣味性得到提升,教師在進行授課的過程中,可有機地將小學生的日常生活與教學過程中所涉及的數學理論知識有機地結合。小學生有著其特定的愛好,如果教師可以有機地將小學生的實際生活與數學課堂教學結合起來,就簡化數學知識,使學生對知識點更易于理解。例如:教師可以在課堂中為了活躍氣氛,將學生喜歡的動畫片的相關情節應用到數學課堂教學中。當然,學生還有很多興趣愛好,因而教師應走進學生的生活,了解他們的興趣所在與他們關注的熱點課題,再以學生的興趣作為出發點,以提升數學課堂教育的趣味性。
4.調動學生自主學習的積極性
小學數學新課程改革對學生的學習方式與教師的教學模式進行了重新的定義,而團體合作式的學習方法是新課程改革中倡導的一種重要方法,利用小組合作的學習方法,可以使學生間的優劣勢得到互補,同時使學生在與他人合作交流中形成良好的世界觀與人生觀,從而促進學生的全面發展,提高小學生數學課堂教學的質量,提升學生的素質。如,數學教師在講授加減法的時候,可引導小學生以小組作為一個單位進行教學活動,讓學生自主安排所要完成的學習任務,并有效地分析與探究相關的知識點。在小學生數學課堂教學過程中,教師應用小組合作交流的方式不但能夠使促進優生更優,同時也能夠幫助相對較差的學生向優生學習,如此一來,良好的競爭機制,增加學生學習的動力。課堂作為進行教育教學的主要場地,是師生進行交流、學生進行互動的主要陣地。教師在數學課堂教育中改變古板的全程由教師授學的方式,應用小組合作的學習模式,能有效地促進學生自主思考,增強學生學習的意識,提高小學數學課堂教學的趣味性,提升教學質量。
5.總結
小學生處于素質教育的初始階段,還沒有形成良好的行為與學習習慣,因而一般情況下,學生的自覺性不高,注意力難以集中,因而小學數學教師為引發學生關注,應選擇學生感興趣的方式進行授課,使學生的興趣與課堂教學相結合,使他們了解數學的趣味性,激發小學生學習數學的興趣,提高課堂教學質量。本文筆者結合工作經驗與小學生特有的特點,提出提升小學數學課堂教學趣味性的辦法,希望可以為相關教育工作者提供參考。
參考文獻:
篇6
關鍵詞:小學數學;生活化;趣味化;形象化
中圖分類號:G623.5 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2016)20-0062-01
著名數學家陳省身教授說過,“數學好玩”,學生學習數學的過程應該是快樂的。新課改的理念之一就是喚起學生學習需求與興趣,激發學生探究欲望,讓全體學生積極參與教學活動。教學中要引用有趣的故事,創設生活化的問題情境,開展有益的游戲體驗,布置與日常生活相關的作業,激發學生學習興趣,實現教學優質高效。
一、設疑問導入新課
蘇霍姆林斯基指出:“如果老師不想辦法使學生產生情緒高昂和智力振奮的內心狀態,就急于傳授知識,不動情感的腦力勞動就會帶來疲倦。沒有歡欣鼓舞的心情,沒有學習興趣,學習也就成了負擔。”有些教師經常“趕課”、直奔主題,學生學習比較被動,容易產生心理疲勞。高明的教師經常講一些與課題相關的逸聞趣事、幽默笑話等,激趣式導入新課,以拴緊學生學習的心。比如,在教學“循環小數”時,可以先講大家熟知的《老和尚講故事》:從前有座山,山里有座廟,廟里有個老和尚和小和尚。有一天,老和尚對小和尚說:從前有座山,山里有座廟,廟里有個老和尚和小和尚。有一天老和尚又對小和尚說:從前有座山,山里有座廟,廟里有個老和尚和小和尚……重復幾次后,提問學生如此說下去,這個故事能講得完嗎?由此巧妙地導入“循環小數”這一新課。設置趣味問題導入新課,有助于啟發學生思考,調動學生參與積極性。
二、設情境進入主題
創設與學生認知水平相適合的問題情境,借助教學輔助手段展現與課題有關的生活數學,能夠調動學生的眼、口、手、腦等各種感官,積極參與探索新知,變被動學習為主動學習。比如,在教學“7的加減法”時,可以借助多媒體,組織觀看《老鼠背土豆圖》卡通幻燈片,創編故事:小老鼠背著7個土豆,由于袋子破了一個洞,邊走土豆邊掉下來。再設計問題“小老鼠袋子里的土豆可能丟掉幾個,剩下幾個,有幾種可能,”用如此形象的問題情境鋪墊,自然進入教學主題。有關“7”的例子很多,還可以將“7個小矮人”“7個葫蘆娃”等故事融入數學,在編故事過程中提出問題、解決問題,讓學生在愉悅的氣氛中感受學習的快樂。或將教材有關畫面編成一個個小故事,讓學生置身于動畫世界,將數學知識形象化、動態化,這樣的教學生動有趣,有助于提高教學實效。
三、設程序生成例題
為激發學生解答數學問題的積極性,要注意設計程序引出例題,引導學生主動思考、合作探究,讓學生真正成為課堂的主角。例如,在教學“幾個與第幾個”時,可以讓某個小組8個人站起來,指定其中一個人,從左邊數是第幾個,從右邊數是第幾個,然后算出該組人數。在這個過程中,學生會發現如果直接用2+7=9,3+6=9……總是多出1個人來。教師可以反問學生為什么會這樣,經過議論后,得出結論是:其中被指定“那個人”總是重復數一次,因此,必須在計算時減去1,這就得到一個公式:左邊數的位數+右邊數的位數-1=小組人數。這樣得到的知識,有助于學生理解與記憶。
四、設謎局升華課題
學用結合、學以致用,做到觸類旁通是學習的根本目的,也是教學的理想效果。教師可以穿插一些有趣的益智游戲,進行升華指導,調動學生學習興趣與熱情。例如,在教學“認識幾分之幾”時,可以出示古詩:“春水春池滿,春時春草生;春人飲春酒,春鳥弄春色。”提出問題:“春”字共出現幾次?“春”字占全詩總字數的幾分之幾?在教學“百分數”時,可以開展“成語中的百分數”搶答游戲,讓學生根據成語含義答出百分數。比如,百里挑一(答案:1%),百戰百勝(答案:100%),十拿九穩(答案:90%),一箭雙雕(答案:200%);或根據百分數猜猜對應的成語,比如,100%的命中率(答案:百發百中),100%得到(答案:百無一失),生還的可能性只有10%(答案:九死一生),挑中1%(答案:百里挑一)等等。通過這種益智游戲,讓數學變得生動形象,做到在玩中學、在學中玩,加深學生對知識的理解,提高學生的記憶能力。
五、設趣題形成作業
數學源于生活,又高于生活,而學習后又將回到生活中去。為鞏固學習效果,要設計與學生認知水平相符、富有生活氣息的趣味作業,讓學生積極主動完成課內外作業。比如,在教學“簡單的統計”后,可以現場請學生數數班級有多少人,有幾個男生、幾個女生,再算出男生、女生分別占班級學生比例是多少。也可以數數每個小組中近視的學生有幾人,然后算出各小組近視率是多少,全班近視率是多少。數數本學期數學共有幾課,現已學習幾課,學完百分之幾,還有百分之幾沒有學完。這樣有趣的作業設計,可以讓學生感受生活中的數學,培養、訓練學生的實踐能力,增強學生的識記能力。
六、結束語
現代教育學家斯賓塞說:“教育要使人愉快,要讓一切教育帶有樂趣。”數學看似抽象,但生動的故事、熟悉的情境、有趣的游戲、別樣的體驗,能夠化抽象為形象、變枯燥為生動,讓學生在“玩”中學數學,從而喜歡數學、愛上數學、學好數學。
參考文獻:
篇7
【關鍵詞】“微課”教學;高中數學;應用方法
前 言現階段,隨著我國教育改革事業以及多媒體技術的發展,高等教育受到了家長和教師的極大關注,“微課”教學成為高中教學中不可或缺的內容.“微課”教學在高中數學教學中的應用方法研究,逐漸成為高中數學教學中的重要探究問題.高中數學難度較大,要求學生具備一定的邏輯思維能力才能順利的進行學習.在實際的學習過程中,“微課”教學在高中數學教學中的應用方法研究,有利于完善高中數學教學的方法,提高學生學習數學的效率.因此,在高中數學階段,重視“微課”教學在高中數學教學中的應用方法研究非常重要.
一、“微課”教學在高中數學教學中的應用的重要性
在高中階段的學習中,數學作為一門實用性非常強的課程,對于學生未來的學習發揮著重要的影響.“微課”教學在高中數學教學中的應用,為提高高中數學教學質量奠定了基礎.在實際教學活動中,“微課”教學主要是指教師在具體的教學活動中,借助視頻課件,圍繞一個知識點展開的精彩教學活動,激發學生參與教學活動的過程.“微課”教學的核心的教學視頻的有效選擇,其中教學視頻主要涉及課程的教學設計、反思、練習以及問題反饋等教學資源,是一種新型的教學資源.高中數學教師如何結合學生學習數學的實際狀況,深入分析“微課”教學在高中數學教學中的應用方法非常重要.因此,“微課”教學在高中數學教學中的應用,對于提高學生的數學學習效率具有積極的促進作用.
二、“微課”教學在高中數學教學中的應用方法
在高中數學教學活動中,“微課”教學在高中數學教學中的應用,有利于激發學生參與數學教學活動的積極性,同時還可以利用“微課”教學的優勢,幫助學生突破數學學習的重點問題及難點問題.在“微課”教學中,數學教師可以利用“微課”課件促使學生的精神高度集中,豐富的教學內容讓課堂教學活動 更加豐富多彩,在一定程度上可以潛移默化的培養學生良好的學習習慣.因此,在高中數學教學中,“微課”教學在高中數學教學中的應用方法探究,對于提高數學教學效率也具有一定的促進作用.
(一)高中數學“微課”制作
由于“微課”教學方式比較特別和新奇,在融入式的數學教學環節中,可以有效的消除與學生之間的距離感,相對輕松的教學情境,能夠激發學生的數學知識探究欲望,使學生可以主動的參與到教學活動中,這一教學方式符合學生的學習意愿及認知規律,對于活躍學生的思維及激發學生的興趣,都具有積極的意義.
(二)利用“微課”創設課堂教學情境
在“微課”教學在高中數學教學中的應用方法探究過程中,利用“微課”創設課堂教學情境,有利于數學教師為學生創造輕松、快樂的學習氛圍,幫助學生疏導緊張的學習情緒.利用“微課”創設課堂教學情境,促使數學教師可以有效的引導學生對數學問題進行探究學習,在學生解決問題的過程中,由數學教師選擇、設計數學問題,激發學生的學習興趣,有利于喚醒學生的主體學習意識,提高學生感悟數學知識的素養.
(三)利用“微課”構建數學活動
在高中數學教學活動中,利用“微課”構建數學活動,也是“微課”教學在高中數學教學中的應用方法的重要內容之一.“微課”教學思路清晰,目標突出,有利于學生在明確學習目標的基礎上,主動的參與數學教學活動.利用“微課”構建數學活動,在拉近師生距離的同時,有利于數學教師更好的幫助學生進行數學知識的學習,在學生遇到問題的環節,數學教師可以及時的提供幫助.
結 語
綜上所述,在高中階段的學習中,數學作為一門實用學科的課程,重視高中數學教學的相關研究,對于提升學生數學知識應用實踐能力與素質,都發揮著積極的作用.因此,結合高中數學教學的實際狀況,探究“微課”教學在高中數學教學中的應用方法,改善以往數學教學中存在的各種問題,進而為實現全面培養學生數學學習能力奠定堅實的基礎.因此,在高中數學教學中,重視“微課”教學在高中數學教學中的應用方法研究非常重要.
【參考文獻】
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篇8
[關鍵詞]趣味識字;識字教學;語言教學
[中圖分類號]G613.2 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-3115(2010)10-0125-02
學生在接受啟蒙教育時識字數量的多少、質量高低,會對他今后的繼續學習產生直接影響。如果學生知道掌握漢字的重要性,并對識字產生積極的興趣,他就能自覺地去學習并掌握漢字的音、形、義。怎樣才能做到使孩子對枯燥的漢字教學產生濃厚的興趣并增強自我識字的能力呢?筆者認為可根據以下指導思想采用相應的幾種行之有效的方法。
一、指導思想
(一)激發興趣――樂意學
興趣是調動學生積極思維、探求知識的內在動力。有了興趣,學習就不是一種負擔,而是一種享受。在教學實踐中,教師要注意選擇適合學生年齡特征的話題,激發學生學習漢字的興趣,使之樂意學。低年級的學生天真活潑、熱愛集體、喜交朋友。教師可根據這一特點,教學時將生字形象地稱為 “娃娃”或“小客人”,讓學生有一種親切感,識字的過程也隨之變成了交朋友或是招呼小客人的過程。親切自然的稱呼能喚起學生的注意力,調動學生的興趣。低年級學生最容易受感情因素的感染。教師應順應兒童心理,結合學生的生活實際,巧妙創設各種有趣的情境,使學生饒有興致地主動投入到漢字的學習中去。
(二)變換形式――玩中學
心理學研究表明:小學生的有意注意時間短,無意注意占優勢。根據這一特征,要想在整個活動中保持學生學習漢字的興趣,就不能只以單一形式進行,不然就會使剛剛點燃的興趣火花熄滅。教師可引導學生變換形式,不斷滿足學生的好奇心,是促進學生學習的重要措施。游戲是孩子樂意參與的活動,在課堂中,教師要找準游戲與教學內容的結合點,使學生真正動起來,做到在玩中學習、玩中思考、玩中創新。如在教學新課程《一年級下冊識字7》時,教師可穿插以下活動輔導教學:出示課文左上方插圖,讓學生猜一猜、比一比;在理解“眾人一條心,黃土變成金”的含義時,讓孩子們搭一搭、演一演。使學生主動參與到課堂中來,從而充分調動他們的學習積極性。針對學生的年齡特征和注意特征,教師要經常變換不同的教學方法進行鞏固識字練習。復習生字筆順時可以采用“對口令”的游戲。如“斗”字的筆順,口令如下:“斗”字怎么寫?“斗”字這樣寫:點點橫豎。復習組詞可以用“找朋友”、“詞語開花”、“摘蘋果”等游戲。
(三)教給方法――學會學
教學以動態形式呈現,而結果則以靜態形式存在于學生的主觀世界之中,為了孩子們都想學、都會學,在教學中,教師應根據不同的學習內容,指導學生掌握學習漢字的方法與規律。漢字屬于表意文字,其中80%以上是形聲字。因此,正確掌握形聲字是完成小學識字任務的關鍵之一。
在形聲字的教學過程中,教師要注意分析形聲字形旁的表意功能。如在 “江、河、海”,“跑、跳、躍”兩組形聲字的教學中,教師可分析并要求學生區分“氵”旁和“足”旁的表意功能。告訴學生“氵”旁表示與水有關的意義,“足”旁表示與足或腳有關的意義。學生正確區分了這些部首,就能很好地掌握帶有“氵”旁和“足”旁的漢字了。
童心純真,童心無邪,孩子們很多看似幼稚的想法卻閃耀著智慧的光茫。在識字教學中,教師如能以滿腔的熱情為學生鋪路搭橋,幫助學生尋找出隱含在漢字中的童趣,那么識字將不再是他們的負擔,而會成為一種樂趣。
識字能力是閱讀能力的基礎。小學低年級學生的思維特點是以具體形象思維為主,剛入學的一年級小學生,一開始接觸的就是大量的、抽象的歸類識字,新課程把識字教學作為小學低年級語文教學的重點和難點。為了使學生在輕松愉快的氛圍中主動地識字,教師要根據兒童的年齡特點,有目的地調動他們的識字興趣,拓寬識字途徑,培養識字能力。
二、具體方法
(一)利用多媒體
識字教學中,教師可以充分利用多媒體課件,讓學生來觀看一個個充滿神秘色彩的文字。如先出一組象形字,這組字采用由實物圖到象形字,再到現代漢字簡化字,逐漸演變的動畫形式出現,富有動感、生動有趣的畫面一定會使學生產生神秘感,同時也調動了學生的多種感官參與識字教學。實踐證明,利用多媒體課件進行識字教學,可簡化思維過程,減輕記憶強度,促進思維正遷移,有利于培養良好的認知策略,激起學生探索漢字世界的欲望。
(二)編故事
每學到一個生字,教師可以和學生一起討論給這個字編故事。如把禾苗栽在土中的過程叫“種”。再如“問”可這樣講:有人聽到門外有動靜,他就開口問一問。
(三)分解字形
有些字筆畫繁多,學生識記有難度,如果把這些字分解開來,就一目了然。如“朝”可分成“十”、“日”、“十”、“月”四個字,“霜”可分為“雨”、“木”、“目”三個字。有些字既可以分解,又可以在分解的基礎上體現出這個字的意義,就更易記住。如“熱”字,可釋為丸子放在水里煮需要加熱。
(四)歸類
漢字中有許多字在字音、字形方面都很相像,字義卻相差很遠,要識記、區別這些字,可以用歸類法,即把這些字寫出來進行比較。如學習“扁”、“遍”、“編”、“篇”、“騙”、“偏”這些字時,可對它們的字音、字形、字義進行比較,再通過組詞就易記住了。
(五)識別形聲字
在學過部分合體字的基礎上,學生基本上了解了常用字偏旁所代表的含義。“木”字旁的字大多與樹木有關聯,如“林”、“樺”、“槐”、“柏”等;“氵”旁代表與水有關聯的字,如“河”、“江”、“泊”、“海”等;“犭”旁代表與動物有關聯的字,如“貓”、“狗”、“狼”、“狒”等;“月”字旁多是與人體有關聯的字,如“臉”、“胳”、“膊”、“胸”、“腹”等。這樣的形聲字很多,知道了偏旁的意義,看看聲旁,就大體知道了這個字的讀音和含義。這樣學生有了認字的積極性,有些字即使沒學也能大體了解字義和讀音。但也有個別字形旁與字義不符的,如學習“犧牲”這個詞,學生知道字義是指為正義事業獻出生命。有的學生提出:“老師,為什么這兩個字是牛字旁呢?”教師可引導學生通過查字典得出:“犧牲”過去指殺牛、羊等來進行祭祀活動。如此一講,學生馬上就能理解這兩個字的的真正含義。
(六)猜謎
猜謎語是學生喜聞樂見的一種游戲。中國漢字很多都可編為一則謎語,寓教于樂,不失為一種好的識字法。如“一點一橫長,一撇到南洋,南洋兩棵樹,長在石頭上”這一謎語的謎底是“磨”字。
(七)分析字型
學習一個生字,要教會學生分析字型。如“蝦”字為左右結構,左邊是“蟲”字旁,右邊是“下”字,它是形聲字;“乙”字筆畫名稱為“橫折彎勾”,是獨體字。長期分析字型,使學生養成良好的習慣,看到生字便會分析,對掌握漢字有一定的好處。
(八)換偏旁
有些生字可利用換偏旁變成一個新字。如“十”加“口”字旁為“葉”,加“亻”旁為“什”。還有許多其他教學生字的方法,如通過畫畫教學生字、借助實物識字、動作演示識字、筆畫添加等。在教學中各種方法可結合使用,由此調動學生學習的自覺性、積極性和趣味性,培養識字能力。
(九)識字游戲
興趣是激發兒童學習的動力。游戲是兒童喜聞樂見的形式,兒童喜歡模仿,喜歡重復,喜歡表現。教師在教學中要利用游戲的形式調動學生學習抽象文字符號的興趣,不斷采用兒童喜聞樂見的形式來進行教學。將兒童學前生活中的游戲引入課堂,使課堂成為學生學習的樂園。學生在課堂上感受到了學前游戲的樂趣,對識字就會興趣盎然。
(十)從生活中識字
篇9
關鍵詞:二維設計;基礎課程;教學方法;主動性;創意
“二維設計基礎”、“三維設計基礎”是中國美術學院教學基礎部提出的新目標要求,自20世紀八十年代以來,“構成基礎”課程體系一直被眾多藝術設計院校所沿用,這種教學變革是從時代意義上進行了一次系統性的反思與改革;從學校教育視角,它是藝術設計學科主要的必修基礎課。它也是知識與技法相結合而且具有人文性質的課程,是藝術設計理論與實踐學習、啟發和培養創新能力的起步。它是方法論范疇的以理性為主導的藝術設計思維訓練的主要途徑[1]。4。兩維的平面結構是對平面構成藝術與設計基礎的探討和研究,構成了藝術和設計的形式及應用問題。為了提高教學二維設計基礎課程的質量并為學生提供空間探索及研究的能力,教師應在設計實踐中結合二維設計基礎的教學經驗,進一步梳理歸納和總結,既而提出一條二維設計基礎教學方法的新思路[2],并以二維設計為主作為教學中心內容并尋求擴大學生的各種教學方法的愿景。
一、專題訓練:案例+技術
在教學這個基本環節中,教師可以采用專題訓練方法,從案例開始,培養學生對點線面和色彩構成的應用程序設計的工作能力要素,注重教學構成在平面上的常見表現Photoshop中的實現技術。根據案例中的每個主題欣賞—構成要素—用photoshop實現某種形式的方法構成講解—學生動手——導師教導這樣的步驟,使學生增強在實踐中理解和使用技術來欣賞作品,并自我完善Photoshop[3]。23二維設計理論。在photoshopcs案例教程中,以photoshop合成圖像為例,在課堂中先展示幾幅精美的合成圖片,激發學生的學習興趣,引入任務案例,讓學生根據老師提供的素材,利用圖像合成來完成一個主題鮮明、畫面美觀的作品圖層的本質。學生通過學習自主探究性方式,掌握圖像的基本操作方法,從而培養學生技術實踐的動手能力。這種教學方法利用學生興趣來完成教學任務,很大程度上激發學習的興趣,讓學生學以致用,不是為了學習而學習。
二、安排功課主題
家庭作業也應安排在課堂教學、理論與應用,即相結合的一致想法。如果要幫助學生鞏固良好的內容,可以設計每個訓練題目有課后布置和電子手繪作品兩個作業。通過強調運用教學目的,合乎邏輯的按照一定的原則來組織成美學并探究多種方法。在今天這個時代,新的工具與工藝不斷地被發明創造,從整體上,為我們拓展了比以往更為寬闊的思路與創作空間。用電腦進行點與線的構成練習,從審美的要求到對形式法則于與徒手的方式相比較,電腦軟件能為我們提供易于復制,又可以反悔的功能,而且能夠把圖形做的干凈工整。例如可以安排一個圖底練習的功課主題,要求學生創造一個簡單的形態元素,可以是圖形也可以是數字或者字母,在特定的一組方形尺寸中間,合理安置這一元素,并注意圖與底發生的變化[4].94。從功課主題完成的角度出發,并要求學生用每個主題有意識的訓練表達形式與當前的社會生活、時尚相關的內容或命題,以激發學生的學習興趣和積極性。
三、互動式教學法
在教學中,教師安排一定量的類和學生交換角色,學生講課,老師和其他同學聽,這就是互動式教學。這種互動式教學是非常有利于教學生如何快速出現接受不同現象的能力。尤其是對電子作品的表現非常出色,學生的自我表達變得更有意義。教師審核學生長處的應用和使用的性能特征以及運用構成要素的布局和弱點來發表作品這種教學方式,讓其他同學可以產生巨大的沖擊,刺激他們產生創作欲望的能力。因此,互動式教學活躍的教學氛圍,激發學生創作欲望,提高尊重他們的整體水平比傳統的教學方法更具備。在課堂上學生可以用他們自己的語言組織能力發揮,表達自己的個性和我觀點,給其他同學予以啟發。一個好的教學方式,不僅僅是滿足老師依據教學規定正常的講課,更重要的是還可以激發學生更好地思考,關注學生的參與,提高教學和學習過程的互動和樂趣。如在教學數字色彩構成,以充分利用計算機網絡的優勢,除了在講課+黑板的形式下,在講解課程中的一些內容時,不妨可以采用現在的高科技手段應用于教學當中,主要包括以下幾種方式。
1、數字圖像與色彩藝術設計采用視聽媒體教學方式
在保留以前教學方式的基礎上,同時也采用了多媒體設備進行輔助教學,利用多媒體給人一種視聽的效果,讓同學對數字色彩的構成有更加深入透徹的理解,然而,對于今天這個高科技不斷飛速進步,信息量鋪天蓋地的社會中,如果刺激不是不同于一般的,是不會引起學生的注意的他們也就不會對此產生濃厚的興趣。因此數字圖像與色彩藝術設計,不單單要有視覺的沖擊,還要有聽覺方面的輔助以增強視覺的效果。比如,在課件中增加背景音樂,一些與教學相關的視頻動畫或是自己生活中的經歷甚至是在電視上看到的一部分鼓舞人心的數字等等,在實際教學過程中都有一個良好的反響。
2、網絡技術實現任務驅動教學方式
老師教學過程中可以使用網絡媒體并巧妙利用移動通信技術[6],安排了一個“任務”時間為20分鐘以內給學生,通過他們的移動互聯網獲取信息,然后用10分鐘的時間里提問在課堂上,最后用系統的10分鐘來進行知識的歸納總結。效果是同學們會興致勃勃的用自己的手機在網上搜索與課程相關的內容,他們學會了總結和得到知識的方法并完成了教學任務,最重要的是培養同學的思考問題與戰勝問題,以及心理主動的去合作與探索。教學的效果是極其令人欣慰的,老師也達到了自己的教學目的,能夠取得事半功倍的效果。
3、二維軟件的同步演示及示范教學法
在給大家示范關于色彩構成[7].3的作品形成的經過中,電子技術軟件是現代科學信息技術教學方式中占據了無可取代的地位。photoshop、colourmaster是在進行色彩構成創作過程中經常使用的色彩設計軟件。老師可以在教學生的課程中利用這些設備,經過多媒體對這些作品進行同時的示范和演示,與傳統的教學方式相比這里只需要點擊鼠標就可以了,方便而且效率高。無紙化作品是數字設計,其創作及表現需要通過上機實訓練習來實現。是與其他設計形式相比較,最突出的特點是:老師可以通過學生在計算機上出現的各種不同問題,及時的對學生進行糾正,讓學生明白自己的錯誤在哪里,從而更好的指導學生。比如:色彩的紋理創作以及草圖的創作,在紙質作品中更加具有良好的視覺作用。能夠更好的表達出色彩的效果,這種情況下學生更能夠觸及到,從而激發學生的創作靈感。
4、設計競賽的適時導入
具體的應用型設計項目是設計競賽側重的,適時的在數字色彩構成的后期課程中加入設計競賽,避免學生在學完色彩構成之后不知道有什么作用等茫然性問題,而且可以實現構成和設計的有效銜接。這種類型的教學方法,要在多媒體教室中才能夠進行,老師與學生一起參加其中,共同分析問題討論問題,但是數字色彩設計也有其缺點,雖然具有很多的配色方法,所以教師在運用數字色彩構成的授課及示范時,要將此作為重點進行講解以免造成學生理論與實踐斷節的問題。以上四種授課方法相比傳統的黑板加板書而言,可以調動學生主動學習興趣的反客為主法、戶外創作法,可以根據教學需要靈活變動可以在教學中間穿插多種其他方法,更好的培養學生的創造性思維。
參考文獻
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篇10
關鍵詞:計算機圖形學;科學思維;學科結構;教學改革;教學方法
0 引言
大學的主要任務是培養人才,特別是培養創新人才。培養創新人才的基本途徑與方法有課程教學、參與科學研究與項目開發、對外學術交流等。然而傳統本科課程教學多注重傳授學科的系統理論等專業知識,不重視對知識產生原因、方法的介紹,如忽視思考解決學科基本問題的具體過程等,這會造成課程教學傳授知識與科學研究相脫節,導致學生的知識結構產生缺陷,不利于他們將來從事創新等研究工作。為配合計算機圖形學課程的教學改革,根據計算機圖形學課程的特點,筆者提出一種面向科學思維的教學新方法,它能有效彌補傳統本科課程教學的不足。
1 面向科學思維教學方法的基本要求
常見典型的教學方法有:結構主義的教學方法、建構主義的教學方法、問題(任務)驅動教學方法等。這3種方法各有其優缺點,一個好的教學方法最好能全面綜合這3種方法的優點。面向科學思維的教學方法要求把思考問題的方法、系統分析與綜合的方法、科學研究的工作方法、查找資料與抽象的方法等知識產生的方法引入課程教學中,有效講解學科專業知識是根據發展需求、通過研究各種問題產生的;專業理論體系或與其學科結構是由多項研究成果形成的,這些知識是科學研究與科學思維產生的結果。
結構主義、建構主義與面向科學思維教學方法的異同點見表1。
2 確立計算機圖形學課程的教學內容與教學模式
2.1 傳統計算機圖形學課程教學改革的原因
2013年以前,國內外傳統計算機圖形學課程教學以講授圖形標準(顯卡驅動與顯示圖形等子程序的集合)或CAD為主。這種CAD與計算機圖形學(即圖形標準)學科的劃分有問題,它只便于圖形標準的硬件實現,卻因基本概念不全導致這兩者均不能獨立講清三維真實感圖形的自動生成原理以及計算機程序設計的基本規律,更不能總結計算機圖形學的研發成果與發展規律,不能滿足計算機圖形學學科建設發展需求。
2.2 用系統分析與綜合的方法確立計算機圖形學課程的教學內容
2.2.1 系統分析:從理論上確立實現計算機圖形學課程目標的發展路線圖
本課程目標是用計算機程序自動生成類似人眼觀察世界獲得的觀察圖像(亦為學科研究的基本問題,它適合作為建構主義教學方法要求的教學環境需求問題)。為此至少要完成3個子任務:①掌握三維圖形的生成原理;②掌握生成三維動畫等圖形的程序設計;③理順新課程教學內容與圖形標準、CAD的相互關系。
1)第一個任務的實現方法。
照相機生成照片遵循光線傳播生成三維圖形這一物理原理,計算機生成所有三維圖形(包括光線跟蹤算法、輻射度算法、投影、多邊形填充、紋理映射、陰影算法、圖像融合算法與二維直線的生成等)也應遵循該原理。這是本課程知識理論體系的完備性與一致性的基本要求,它決定了計算機圖形學的學種性質與教學定位。
2)第二個任務的實現方法。
用輻射度和光線跟蹤算法生成的三維真實感圖形等程序,是一類典型的顯示圖形的計算機仿真應用程序。故計算機圖形學的編程實現既遵循計算機仿真的基本原理,也遵循計算機程序設計的基本規律。
計算機仿真遵循系統(決定被仿真對象的范圍與其行為特性)、建模(用數學模型描述仿真實驗對象)、仿真算法(計算機通過執行該仿真算法,進行仿真實驗)與評估(檢驗仿真實驗的結果是否與應用需求保持一致)這一基本原理。
計算機程序設計應遵循計算理論可計算性的實現前提對程序設計的規范要求:①待解問題被模型與系統形式化方法所描述;②這種描述要轉換成算法;③算法要有合理的復雜度。
這里,形式化描述指用數學符號、邏輯符號與流程圖描述并要求保持邏輯上的一致性。系統的概念被本文定義為軟件系統:它按解決問題的系統流程要求,編程實現數個模型描述數據與命令的輸入、存儲管理、運算處理、輸出顯示4個過程,能直接達到自動運行軟件的設定目標并具有完整動態結構的綜合程序。軟件系統的概念是國內傳統計算機核心課程教學缺失的重要概念。
故三維圖形學的教學內容,主要用3組數學模型描述可視物體、燈光、照相機物理模型的物理特性(如用幾何模型、材質模型與紋理模型描述可視物體;用光線幾何模型、顏色模型、照明模型、輻射度算法和光線跟蹤算法等描述點光源;根據類照相機的觀察參數,用陰影算法、圖像融合等算法描述照相機模型;對光線跟蹤算法,應重構照相機模型);在物理仿真、數學建模與軟件系統概念的指引下,編程構建三維圖形軟件系統,實現三維圖形的自動顯示。物體運動與變形、燈光變幻、照相機運動可形成計算機動畫。計算機游戲是用人機交互的操作方式并通過實時動畫與聲音有效描述具有智能行為能力的人(或動物)的多種社會實踐活動。
3)第三個任務的實現方法。
計算機動畫包含了傳統圖形標準與CAD的原理,所以在課程最后,可講解圖形標準OpenGL的原理與編程使用方法。同時圖形標準是游戲軟件的基石,是現代計算機應用不可缺少的基本配置。
2.2.2 系統綜合:介紹圖形學的基本原理與動畫軟件的實現方法
這要求教師先查找資料、匯集前人發表解決以上問題的不同論文與教材(解決課程教學問題的先決條件),挑選材料編寫課程講義,詳細介紹完成該任務所需的基本原理與實現方法,講義試用成熟后再編著出版教材。
教材按以下思路組織:用二維圖形學構建軟件系統概念的教學,用三維圖形學構建三維圖形數學建模的教學(直接用三維圖形構建軟件系統概念的教學,會導致課程教學內容的復雜化)。在每章的開頭,均提出應思考并解決哪些問題才能達到本章的教學要求,加強訓練讀者思考問題的習慣。
學完本課程,學生要能勝任計算機動畫軟件的設計與編程實現等任務。
2.3 歸納計算機圖形學的學科結構
以上教學充分展示:由物理模型(化學模型、生物模型、社會發展需求模型等)數學模型(數據模型是數學模型的一種簡單特例,其編程操作主要是數據的存儲與檢索,以實現數據庫軟件。根據數學模型“曲高和寡”的原理得知,數據庫軟件是應用軟件中應用面最廣的一類軟件;或用離散數學的方法、判斷規則與判據或可編程實現的自然語言與功能等描述解決問題的過程與步驟;或用通信協議描述數據通信過程要遵循的規則、約定等要求,這是網絡通信編程的基礎)軟件的系統功能與結構用算法語言實現程序編碼并形成算法軟件測試評估等過程所確立程序設計的基本規律。程序設計這一規律,能被雷達的設計與制造過程所佐證,如通過物理實驗確立雷達原理用數學模型描述雷達的工作過程設計雷達系統的功能與結構用電子技術制造雷達設備做好的雷達要通過測試評估才能交付使用等。
由此能用理論(物理原理、建模、軟件系統、仿真、程序設計)、工具(OpenGL、Direct3D、著色語言、ACIS、WebGL、OpenCL、3D游戲引擎等)與應用(顯示圖形的應用程序,如3D動畫或CAD、地理信息系統(空間復雜性高而時間復雜性低)、游戲與虛擬現實系統(時間復雜性高而空間復雜性低))3個學科形態描述計算機圖形學的學科結構。
2.4 用科學研究的工作方法確立計算機圖形學課程的教學模式
(1)選題(發現問題):找任務、了解用戶需求、檢索閱讀資料并提出問題。自由選題要確立研究問題的科學性、目標性、創新性和可行性,并找準課題的申報渠道。提出問題是對任務深入思考或科學研究的前提。如計算機圖形學的學科屬性與教學內容是否成熟,是此前國際計算機圖形學教育界多年關注的教學疑難問題。
(2)分析問題:真實照片由照相機、可視物體與燈光3個主要因素決定,由此確立解決問題的方法。
(3)尋找解決問題的方法(提出假說):首先用二維圖形建立軟件系統的概念;然后建立描述照相機、可視物體、燈光物理模型物理特性所需的數學模型,構建仿真光線在計算機場景與照相機模型中傳播,生成三維動畫圖形。
(4)做實驗解決問題(找尋證據支持假說):針對建立的數學模型,選擇數據結構,設計算法,編寫程序源代碼并調試測試程序,構建三維圖形軟件系統,實現圖形的自動顯示。
(5)取得新成果(查新驗證):改進學科的系統理論與基本方法,發表研究論文,推廣該研究成果或論證申報新開發項目,推動學科建設向前發展。當我們解決好計算機圖形學的教學問題時,就為撰寫本文并申報計算機圖形學國家規劃教材奠定了基礎。
由此構建程序設計教學的完整過程,并把程序設計拓展成科學研究工作方法的一種形式與組成部分。
該教學模式不僅把教學與科學研究兩個不同性質的學術過程結合在一起,還說明圍繞課程教學思考問題的訓練屬于科學研究領域思維活動的一種基本形式。
3 在課程教學過程中合理安排思考問題的訓練
教師在重點介紹、講解每個專題前,要考慮如何訓練學生根據學科的發展需求思考問題,這些問題是任務驅動教學法中各種問題的來源。
3.1 用二維圖形學構建軟件系統概念的教學
專題1:線段圖形的描述與生成。基本問題:如何用數學的語言與方式(如描述函數)描述各種線段圖形的幾何形狀,以形成各種線段圖形的幾何模型?如何形成矢量漢字等子圖形高效率的描述方法?如何把這種描述函數轉換成算法,并根據其描述數據生成這些基本圖形?
專題2:實面積圖形的描述與生成。基本問題:用什么方法描述實面積圖形的幾何形狀,以形成各種實面積多邊形的幾何模型?如何利用顯示設備的繪圖功能生成實面積圖形?如何實現直線圖形邊緣的反走樣顯示?
專題3:圖形的基本運算。基本問題:圖形運算的目的是什么?如何用幾何變換矩陣的方式描述圖形幾何模型的幾何變換?若用實面積多邊形的布爾運算構建新的復雜圖形的幾何模型,則布爾運算的數學基礎是什么?如何實現其布爾運算?
專題4:圖形的觀察運算。基本問題:如何把輸入到計算機中的圖形幾何模型描述數據,轉換成顯示設備坐標系中的圖形幾何模型描述數據?并調用圖形的生成算法顯示各種圖形的幾何形狀?
專題5:圖形數據與命令的輸入。基本問題:能用哪些方法把圖形模型描述數據與命令高效率地輸入到計算機中?如何利用輸入設備的數據輸入功能與顯示設備的圖形顯示功能,編程實現圖形數據的交互輸入?如何規劃應用程序中的人機交互設計問題?
專題6:圖形的數據結構。基本問題:圖形數學模型的種類與復雜、復合圖形的構建方法,這些對保存圖形幾何模型的描述數據提出了哪些動態管理上的要求?如何設計相應圖形的數據結構,才能有效地保存、管理存儲于計算機中的各種圖形描述數據(命令)?如何把圖形顯示區中的圖形描述數據編譯轉換成多種顯示設備能識別并運行的顯示指令代碼,以實現圖形的顯示?為編程實現各種圖形的自動顯示,需要確定編程處理圖形數據的基本流程和程序的功能與結構,以形成軟件系統的概念。
3.2 用三維圖形學構建數學建模的教學
專題7:照相機模型的建立與三維幾何圖形的顯示。基本問題:如何用數學模型,特別是用矩陣的方法,描述照相機拍攝(投影顯示)三維直線圖形的物理過程?
專題8:平面物體幾何模型的構建與圖形顯示。基本問題:如何用直線與平面函數描述平面物體的幾何形狀?如何記錄這種描述所形成的幾何模型數據?如何構建形狀復雜的平面幾何物體?如何顯示平面物體的幾何形狀與表面?
專題9:曲面物體幾何模型的構建基礎與線框模型圖形顯示。基本問題:用什么方法描述曲面物體的幾何形狀并構建其幾何模型?如何顯示曲面物體的幾何形狀?
專題10:燈光模型的建立與光照物體的圖形顯示。基本問題:如何用數學模型的方法描述燈光的物理特性?如何描述在燈光照射條件下幾何物體的可視物理特性?如何顯示光照效果的曲面物體的表面與幾何形狀?如何更有效地描述光線傳播的物理特性與變化規律?
學生按照這一思路進行選題,可考慮為實現像照片一樣自然景觀(如白光的薄膜干涉等現象)的圖像顯示,需研究哪些問題等,并發表其研究成果。課程教學內容成熟完整后,才便于界定計算機圖形學的學科內涵。
4 分析計算機專業主要課程的基本特點,提煉計算科學的學科結構
4.1 計算機教學此前無計算科學學科結構概念的原因分析
現有權威資料和維基百科、百度百科表明,此前國內外計算機教學均無計算科學學科結構這一重要概念。以下3點是導致這一現象存在的重要原因。
4.1.1 對計算工具的分類作用認識不足
盡管人們知道計算機是一種計算工具,計算機有廣泛的應用,計算機科學有自己的一套理論根據,但僅用“理論、工具與應用”很難全面概括計算科學的研究全貌與多項用途。事實上,計算機的系統工具對總結計算科學的學科結構非常重要。
計算機系統是一個能對編程實現的數學模型與邏輯模型,進行自動解算與推理的通用計算工具。這決定了程序設計在編程使用計算機上的重要性。
操作系統是對計算機的各種硬件資源與軟件資源進行程序管理,使計算機正常運行的系統工具軟件。同時,它能對用戶程序(命令)的輸入、存儲管理與自動運行提供服務(包括對通信進程進行有效監管控制),并用人機交互與圖形界面的方式記載這種用戶程序與命令操作的運行結果。
編譯系統是用高級語言編程必備的系統工具軟件,它可以把用戶用高級語言編寫的程序源代碼、編譯轉換成計算機能識別并自動執行的機器語言程序代碼。
算法語言是用戶為編程使用計算機的各種計算功能,用類自然語言的方式與計算機相互交流思想的符號表達工具。
這些計算工具本身沒有直接解決數學計算與邏輯推理等應用問題,該任務由編程解決。
這類計算工具是在實際應用過程中總結、提煉的結果,工具本身一般不直接解決最終的應用問題,這是工具的第一個特點。它的第二個特點是工具的制造具有遞歸性,即可用簡單工具制造復雜工具。它的第三個特點是專業復雜工具的制造方法與技術具有封閉性與隱蔽性,但這不影響他人對工具的操作使用;且其隱蔽、封閉性是工具使用方便、高效的主要原因。
軟件系統與計算工具等概念的形成,是用抽象的方法(從眾多事物中總結提煉出具有共同本質的特征、而舍棄其非本質的特征等內容)處理形成的結果。
4.1.2 傳統課程沒有講清計算機仿真的原理與計算機程序設計的基本規律
傳統計算科學的核心課程(計算機導論、計算機原理與系統結構、算法語言與數據結構、編譯系統與操作系統、軟件工程、離散數學、數據庫和計算機網絡)從未講清計算機程序設計的基本規律與計算機仿真的基本原理。學生往往通過課后大量的編程訓練,積累對計算機程序設計與計算機仿真的認識。這種程序設計經驗式教學培養模型,無助于學生總結并提煉計算科學的學科結構。相反,人們在算法語言與數據結構課程的教學上存在一些模糊認識。例如,算法語言是用一組語法規則與功能約定的一種符號標記系統,它讓人們掌握語言的符號約定、功能、特性以及用算法語句描述給定的數學計算與數據處理、邏輯判斷等――即其教學主要是完成程序的編碼訓練,由此形成算法;也為研制該語言的編譯系統做鋪墊。然而部分算法語言的教科書,只有一些算法驗證性應用實例,并把它們等同于計算機程序設計教學,這無助于初學者全面正確地掌握計算機程序設計的基本規律,因為學習算法語言后,他們還是沒有數據結構的概念。
數據結構是研究用程序編碼的方式,在計算機中有效實現多種類型數據的存儲組織(形成線性、非線性、網狀結構形式以及靜態或動態結構形式的數據存儲方法)、存儲管理、排序檢索與編程效率等任務的一門專業基礎課程。數據結構課程有很多計算復雜性的案例,是培訓人們掌握編程技巧的一種有效方法。因為編寫程序所采用的數據結構往往決定了算法的編碼實現方法,更重要的是,CPU是根據保存在內存各處程序代碼的邏輯次序、通過逐條讀取其指令代碼來完成用戶指定應用程序(或命令)的執行。如何規劃、設計、調度與管理內存的使用,這與數據的調度與管理原理類似,是數據結構討論的問題之一(常在操作系統課程中介紹解決該問題的方法。數據結構問題本質上屬計算機內存的動態、合理使用與管理問題)。而該課程中所謂抽象數據類型,是指在指定的數據集上定義對該數據元素進行多種加工等編程操作方法。這個數據集以及對其數據元素的加工方法(數據集與其加工方法均能遞歸定義),應來源于人們用數學的方法描述解決實際應用問題這一過程,該主次關系不能顛倒。沒有這些數據結構與程序編碼等基礎訓練,初學者很難規劃好一個軟件的系統功能與結構。
由于傳統的算法語言與數據結構課程教學無數學建模(它決定了解決多種應用問題算法的來源)與軟件系統的概念,故傳統的算法語言與數據結構課程沒有講清程序設計的基本規律。
4.1.3 傳統計算機課程存在教學問題
首先,傳統計算機圖形學課程存在教學問題,現已被本教學改革有效化解。
其次,軟件工程課程存在教學效果空洞抽象等困惑。若把新的計算機圖形學課程作為軟件工程課程的教學實習對象,可以有效解決該教學困惑。由于新的計算機圖形學課程可以講清程序設計的基本規律與計算機仿真的基本原理,這使軟件工程課程的教學從理論上能達到軟件全生命周期設計的教學目的。
第三,計算機導論與計算機基礎課程存在教學困惑。計算機導論應對計算學科發展的全貌作整體介紹,并理順計算學科與其他學科之間的關系,引導讀者根據自己的需求有效選擇學習不同的計算機專業知識。由于此前計算機課程存在以上問題,導致歷次獲國家級獎勵的計算機教學改革成果以通過有效載體進入課程教學,致使計算機課程教學體系仍然不夠成熟。這往往是行業外人士選修計算機課程的迷惑。因為自牛頓時代以來,用數學的語言描述自然科學取得的新進展,是各自然學科之間相互交流學術思想與成果的通用方法;然而目前其他自然科學工作者學習計算機后,卻無法順利地用計算工具的方法來表達其各自學科建設研究成果的數學模型等。這種計算機課程教學不便于計算機教育與其他自然科學教育進行對等有效的學術交流,并導致計算機基礎課程教學出現危機。另計算機教學無計算科學學科結構的概念,即人們沒有評判計算機導論教材好壞的客觀標準。計算機圖形學教學改革取得的新成果――發現計算科學學科結構的客觀存在,為重構計算機導論與計算機基礎課程提供了重要借鑒。
最后,計算機網絡課程存在不足。如該課程介紹網絡通信協議較多,卻較少介紹網絡通信工具的構建與編程使用方法,以及計算機網絡通信程序的編程實現,這不利于初學者承擔計算機網絡計算的重任。
4.2 借鑒計算機圖形學的教改成果。歸納計算科學的學科結構
傳統計算機核心課程缺少一門計算機的綜合運用課程,以總結并提煉計算機程序設計的基本規律與計算機仿真的基本原理。計算機圖形學課程可以很好地承擔這一重任。有了計算工具的概念與計算機圖形學課程后,可以重新分類、歸納已知計算機的多種應用。
成熟的計算機圖形學與傳統計算機核心課程的教學,使計算科學理論(即計算機的系統理論和專業知識。它需回答:什么能被工具有效地進行自動計算,用什么方法研究該命題并形成哪些結論、成熟的理論與發展方向;滿足何種條件的實物裝置能實現計算功能,計算裝置如何構造實現并使其正常運行、操作使用;可計算性的實現前提是什么,如何用該計算裝置實現這種自動計算,如何保證計算結果的正確性和計算裝置運行的安全穩定,該計算裝置有多強大的計算能力;計算理論與計算機專業各課程的關系等)、工具(算法語言、編譯系統、操作系統、計算機系統)與應用(數據存儲與檢索,數據計算、仿真、符號變換與推理,數據網絡通信,數據獲取、輸出表達與控制即多媒體)3個學科形態得到完整展現。它們是形成計算機專業多個發展方向(如殺毒與網絡防火墻、網絡存儲與查詢、網頁設計開發工具與網站建設、網絡瀏覽器,即時通信、流媒體與播放器、人工智能與專家系統、計算機嵌入式應用、計算機在通信與自動控制系統中的應用等)與綜合(如3D網絡游戲)或研發計算機硬件(計算機系統結構與CPU設計、計算機工程)的基礎。
因互聯網的應用,計算機網絡計算有網絡理論(在通信理論的支持下,如何可靠、快速、方便、安全地實現計算機信息描述數據的通信;網絡計算的理論基礎與基本規則是什么,如何利用網絡資源進行有效的傳輸與計算)、網絡工具(計算機與互聯網、路由器與交換機、調制解調器、Java、html語言、瀏覽器、Socket、遵循HLA標準的分布式實時仿真工具RTI、網絡游戲引擎)與網絡應用(如計算機數據通信與監管、電子商務、社交網站、網絡游戲、云計算、信息技術與信息系統、物聯網、大數據的應用等)。
圖1顯示了計算科學的學科結構。由計算機仿真的基本原理與可計算性的實現前提,可論證程序設計教學與計算機仿真教學的一致性。
故計算作為一門學科(招生專業)的根據是:①它有自己獨立的研究領域。即什么能被有效地用工具進行自動計算以及可靠、安全、快速地傳輸?②產生專業知識的方法。科學研究與科學思維是產生(創造)多種學科新知識的主要方法,這是研究生階段的主要學習任務。③由此形成的理論體系與其學科結構。這是本科生學習階段應掌握的專業知識。④傳授知識的法定機構與辦學條件。⑤廣泛的應用基礎。
5 結語