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第一是基本知识的积累阶段。现代文阅读教学须以阅读能力的培养为目标,阅读能力的培养又要以具备准确、敏捷的思维为关键。我们知道,基本知识是思维的基本因子,知识面的宽窄是阅读思考时联想是否丰富、思维是否活跃的关键。因此,现代文阅读能力的培养应该从狠抓基本知识的积累做起。这里的“基本知识”不仅指语文知识、文化常识、历史常识、哲学常识、生活体验以及音乐、雕塑、美术、建筑等艺术常识,而且还包括人文科学(如文化学、历史学、美学、社会学、教育学、语言学)领域和自然科学与科技应用(如心理学、生命科学、环境科学、信息论、系统论、控制论、现代通讯技术研究等)领域较新的研究概况,还包括边缘学科和科学学的研究概况。在当今的中学语文界,能全面反映这些既有时代性又有深度和广度知识内容的教材还很少。在这方面当首推由谷公胜编著、由人民教育出版社和江苏教育出版社于1995年联合出版的高中语文选修课本《现代文阅读》。近几年语文高考试卷所选的现代文均具有丰富的“内蕴”,涉及的知识既广又深:有的涉及艺术常识和艺术鉴赏知识,如1996年全国卷第四题的选文《贝多芬之谜》;有的涉及文艺美学,如1991年“三南”卷“四/32~40”题;有的涉及思维科学和教育心理学,如1993年全国卷“四/22~28”题;有的涉及对语文教学的理性思考,如1995年全国卷第四题的选文《〈叶圣陶语文教育论集〉序》(吕叔湘著);有的涉及中国古代文化常识,如1992年全国卷“四/26~30”题;有的涉及科技领域的研究新成果,如近几年高考中连续出现的科技文章。然而,相当一部分教师一味注重应试教育而忽视素质教育,忽视学生“基本知识”的积累和知识面的拓宽;相当一部分学生急功近利,为了应付高考,一心只读教科书,很少过问课外书,对以上“基本知识”他们知之甚少或根本不知。没有“厚积”,哪来“薄发”?基本知识积累不够导致了学生知识面的狭窄,阻碍了学生阅读理解能力的形成。因此,近几年语文高考中现代文阅读测试部分得分较低也就不足为奇了。这一教训提醒人们:要真正培养学生的现代文阅读能力,基本知识的积累和知识面的拓宽非狠抓不可。
第二是基本理论的掌握阶段。现代文阅读的有关基本理论是对现代文阅读能力形成过程中一系列规律的概括,是确立现代文阅读基本方法的重要依据之一。因此,现代文阅读能力的培养还必须狠抓基本理论的掌握。这里讲的“现代文阅读基本理论”,一是指现代文阅读,一般应从文体、内容和形式三方面进行;二是指篇有中心段,段有中心句,句有关键性词语。文体不同,内容和形式的具体要求也不同。记叙文的内容指描叙部分(人、事、景物及其特点、与景物有关的传说故事等)和议论抒情部分(或抒感,或揭示哲理);议论文的内容指论点和论据;说明文的内容指说明对象及其特征,或指某种物品的制作过程,或指某种物品的使用方法及其注意点等。形式方面,记叙文主要是指叙述方式(顺叙、倒叙、插叙、补叙)、顺序依据、线索和表达方式的运用特色及其作用等;议论文主要是指论证结构方式和论证方法;说明文主要是指说明顺序和说明方法。中心段、中心句和句中关键词语的确立都有规律可循,还有概括反映这些规律的有关理论。篇有中心段,记叙文的中心段一般是抒情议论性语句,往往位于篇首或篇尾,或者是几个片断之间的过渡性语段;议论文的中心段一般为文章的引论或结论,通常也位于篇首或篇尾;说明文的中心段一般也是首段或尾段。段有中心句,中心句的确立可通过分析段落的构成情况来进行:若段落由一个句群构成,段落中心即句群中心——通过分析句与句的关系所得的中心句;若段落由几个并列关系的句群构成,段落中心即几个句群中心句之和;若段落由几个主从关系的句群构成,段落中心即为主句群的中心句。句有关键词语,关键词语的确立理论,可参阅人民教育出版社语文二室编定的1990年版的高中《语文》必修课本一、二册中的有关单元知识。这是对学生进行现代文阅读的一般理论指导,即对学生授之以现代文阅读基本理论的阶段,这是现代文阅读能力培养过程中必须经历的第二阶段。
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经过如上的分析以后,我们对这段景物描写就很清楚了。综合起来说:作者来到虎山水库后,观察点由坝前到坝桥上,所描写的景物由远观到近看。详写了从桥孔中跃出的七股大水,略写了平静的湖水。作者从各个角度对大水进行了生动的描写。巨大的水响,震天的吼声;美丽的色彩,黄(锦)、雪白、白(纱)、米黄(花纹);多姿的形态,(闪光的黄)锦、(脱线的)珠,没有经纬的细纱精制图案;雄壮的气势,“喑恶叱咤,似有千军万马。”作者既从静的方面写了懒洋洋欲步不前的平静的湖水;更从动的方面渲染了七股大水跃出,水激乱石,水珠抛撒的动人画面。有局部的工笔细描,雪白的水珠象脱线一样撒下,白纱上的米黄花纹;也有整体的勾勒,七股跃出的大水仿佛七幅闪光的黄锦。作者的主观感情不仅融汇于客观描写,也有直接抒发,“也许只有织女才织得出这种瑰奇的景色。”为了充分地描绘出景物的特点,表达自己的感情,作者运用了比喻,把跃出的大水比作黄锦,比作细纱配米黄花纹的精制图案;运用了比拟,把平静的湖水写成“迎着斜风细雨,懒洋洋只是欲步不前”,把水写活了;还引用了古代传说,给文章平添了几分神秘美妙的色彩;更妙的是作者能于“动”中看出“静”,以其传神之笔,以静写动,从桥孔中跃出的大水,本是“跳掷翻腾”,作者却能借丰富的想象,看到“一幅没有经纬的精制图案”。作者从多角度,运用多种方法,突出了雨中水的大、猛、美的特点,描绘出一幅壮观瑰奇的图画。文章之所以会把景物写得如此生动,这全出自于一个“情”字,把自己对祖国山河的厚爱,倾注在对祖国山河的极度赞美之中。
我们再用这种方法研究小说的人物形象。把人物形象看作系统之后,确定如下六项为其要素:描写方法,典型环境,代表典型,性格特点,作者态度,典型意义。首先,分析人物描写的方法。人物的典型形象是通过一定的描写来刻画的,分析其描写方法,既有助于正确理解人物,亦有助于学习其高超的写作技巧。第二,分析人物活动的典型环境。明确人物活动的背景、时间、地点,这是理解人物行为及意义的必要条件。第三,分析人物所代表的典型。小说中的人物虽然是具体的,个别的,但他是典型,是类的代表。小说人物形象的意义即在于以个性表现共性。第四,分析人物的性格特点,人物虽然是类的代表,但又是“这一个”,是以丰富多彩的个性存在于作品中的,公式化、概念化的人物是没有价值的。第五,分析作者的态度。作者对自己笔下的人物是有倾向性的,是倾注了作者浓厚感情的。正确地理解人物的态度,有助于正确分析人物形象。第六,分析人物的典型意义。典型的意义,也即小说的主题或主题的一部分。下面以鲁迅的《药》为例具体操作一下。
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分析以后,再作综合。比如:我们对夏瑜这个人物可以这样综合:本文用侧面描写的手法,塑造了时期资产阶级民主革命者夏瑜的形象。他革命意志坚定,英勇无畏,以至献出了生命。作者对他给予了热情的赞扬,同时也痛惜于其斗争的悲剧性。从而揭示了资产阶级民主革命严重脱离群众的弱点。同样,我们不难综合出华老栓和康大叔的形象。
从上面两例我们不难看出,运用表格式的方法不仅十分方便,而且条理清楚,一目了然。表格中各要素排列的顺序也不应是随意的,要按综合时表述的需要安排。
表格式当然不是唯一的,还有其它许多合适的方法,具体运用哪种方法,要看所研究的问题和个人的习惯,关键是把研究对象恰当分成要素来分析综合,这是根本的。
层次性的观点是系统的一条重要思想。它认为,系统是由一定的要素组成,这些要素是更小一层的要素组成的子系统。而系统本身又是更大系统的组成要素。以此为理论基础,我们用这种方法研究问题就有了广阔天地。仍以小说中的人物形象为例。它与情节、环境等要素共同构成小说这一系统。而人物形象的要素之一,比如人物的描写方法,也完全可以视为系统,它的要素是:肖像描写,语言描写,行动描写,心理描写,细节描写,侧面描写;白描、夸张,衬托,渲染等。还可以往下分,比如肖像描写,它的要素可定为:写什么,反映什么,怎么写的。写什么可划分为衣着、形态、神情三个要素来研究、当然还可以分下去。下面以表格的形式总结一下上面所写的内容。
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从小学语文教学来讲:小学语文教学的目的,正如九年义务教育全日制《小学语文教学大纲》(试用修订版)(以下简称“新大纲”)所提出的“小学语文教学应立足于学生的发展,为他们的终身学习、生活和工作奠定基础”。学生的发展应是全面的,就是要全面激发学生的语文素质。
这里要对语文素质作一全面理解。语文素质应包括:语文能力;做人的良好性格和思想、品德、情感、习惯。良好的思维品质及思维能力;中国和世界优秀文化的积累及正确的审美观念;健康的心理素质。
语文能力是小学语文素质的核心,培弄学生的语文能力也是小学语文教学核心的目的任务。因为小学语文是工具学科,是基础工具学科,是表情达意的工具学科。小学语文就是儿童学习语言的学科;对小学生来说,学习语文就是要掌握祖国的语言工具。儿童是在逐步掌握语言过程中发展起来的。通过语文学习,儿童不仅能获得语言,而同时还会获得文化科学知识,提高思想认识和思维能力,丰富情感。读书,还会提高学生的说话、作文能力,把自己要说的话、想到的事、看到的事或做过的事,用口头或文字表达出来,进行思想交流,达到相互了解。也就是说,只要具有一定的听、说、读、写的语文能力,才能学会各科知识,所以语文学科具有再认知的功能。其再认知的功能体现在:(l)通过语言实践获得语言,获得字、词、句、段、篇语文基础知识和听、说、读、写的语文能力。利用语文能力进行交流、解释、记忆;(2)通过语言理解和记忆获得各科文化科学知识;(3)掌握获得语文知识和能力的方法,即自学方法。这三项认知功能,以第一项为基本认知功能。正因为有这一基本认知功能,语文学科才具有再认知特点;学生具有了语文能力,才能再学习。所以说学好语文是学好各科知识的基础。正因为语文学科具有获得再学习的动能,语文学科才具有工具性。这种工具性表现在再认知上,才把语文称之为基础工具学科。
凡工具学科,就必须使学生掌握一定的能力。数学是工具学科,要具备计算能力;语文是工具学科,必须具有语文能力,即听、说、读、写能力。叶圣陶先生早就明确指出:“语言文字的学习,就理解方面说,是得到一种知识;就运用方面说,是养成一种习惯。这两方面必须联成一贯;就是说,理解是必要的,但是理解之后必须能够运用;知识是必要的,但是这种知识必须成为习惯。语言文字的学习;出发点在‘知’,而终极点在‘行’;倒能够‘行’的地步,才算具有这种生活的能力。”这里谈的习惯,即指能力而言。这段话说明:第一,小学语文教学培养学生语文能力的重要意义。叶老把语文能力看作为“生活的能力”。也就是“新大纲”所提的学习语文要为学生的“终身学习、生活和工作奠定基础”。总之,要达到使学生理解和运用祖国语言文字的目的,必须培养学生的语文能力。第二,明确指出知识和能力的关系。知识是必要的,通过理解获得知识;理解知识之后,还必须通过语文实践形成语文能力。知识和能力的关系,是出发点──知;一是终极点──行。由知到行,必须经过理解和训练。
从以上论述不难看出培养小学语文能力的意义。从而也说明:江西省资溪县从80年代初所进行的小学“语文能力”教材教改实验,正体现了小学语文教学的根本目的。该项实验的内容提出:“以能力为序列──能力训练的目标;以学生为主体──能力训练的教学思想;以课文为例子──能力训练的教材运用;培养学习兴趣──能力训练的心理动机;指导学习方法──能力训练的途径;养成良好习惯──能力训练的归宿。”这一套“语文能力”教材教法体系,使学生的听、说、读、写能力的提高有了保障。
阅读学、写作学、辞章学、语言学等等语文知识也不是直接构成语文能力的要素。它们虽有指导言语活动、加速语文能力发展的作用,但这种作用是间接的、软性的、有限的。懂得写作理论,并不见得就会写作,同样,懂得语文知识并不等于就有了语文能力。语文知识只有经过无数次言语活动,积淀成个体自动的言语操作习惯的一部分,才成为语文能力的构成要素。由于语言是自由灵活和富有创造性的,因此,把语文知识看成语文能力结构的要素,从而使学生为学知识而学知识,反而会阻碍语文能力的发展。
因此,中学生的语文能力不是透彻理解和系统掌握课文内容和语文知识的能力,而是能正确理解和运用祖国的语言文字,以满足思维运行与发展需要的听说读写能力,它是由语言和对其正确熟练的操作行为构成的。
语言是词汇与语法构成的系统,这是对世界所有语言的最一般概括。但不同语言的词汇和语法的特点及其生成语文能力的作用是不相同的。汉语口语的单音成义和书面语一字一词或一字一语素而字形孑然独立的方块形体,使“汉语语法没有形态学和造句法这样两个部分”,完全“依靠语义、事理逻辑、约定俗成”来编织言语,[1]因而汉语各级言语单位的调配组合极其自由灵活,或者说汉语是有语无“法”的。[2]因此,汉语“运用能力的高低在很大程度上取决于语汇掌握的能力”[3],“对一个人来说,他所掌握的词汇越丰富,他的认识能力和驾驭语言的能力就越强”[4]。可见,吸纳大量而足够的字词语汇,对中学生语文能力的发展成熟具有十分重要的意义。
但是,要积累丰富的语汇量却不是容易的。这是因为成熟语文能力所需的语汇量不仅是一个庞大的数字,而且必须主要采用读写大量的言语作品这种分散学习的办法来掌握,而分散学习语词因重复率少容易遗忘。汉语的语素又具有强孤离性,更增加了大量积累词汇的难度。
然而长期以来,在语文教育界存在着一种似是而非的观念:3000常用字可以覆盖现代一般读物字汇量的99%,因而中学生已经超越了以积累字词语汇为主的时期。
诚然,小学语文教学是要求小学毕业生要能够识到2500—3000常用字,但认识3000字不等于就掌握了这些字组合的全部语词。汉语几乎每个常用字都是多义的。一个“打”字多达23个义项,可同别的字组成161个复合词。《现代汉语词典》收双音词51419条,但构成这些词却只用了1972个字。何况大多数小学毕业生是并没有识到3000字的,更何况要在广泛的读写中真正够用,不识到五六千字恐怕是不行的。[5]因此,中学生非但没有超越以积累字词语汇为主的时期,相反,恰恰是需要大量积累字词语汇的时期。
中学生成熟语文能力究竟要掌握多少语词量,至今还没有一个明确的统计数字。这是因为汉语是以单音节语素定型或者说是“字本位”的语言,词与非词的界限不清楚,因而统计不可能准确;而且由于汉字出奇的多义和高度自由灵活而具有罕见的强大构词能力,在识了3000多常用字以后,判定一个词究竟是“熟字熟词”还是“熟字生词”,往往要依赖于一定的语境,因而即使有词频统计也无多大实用。这就是说,对语词的掌握不仅是一个识记过程,而且更是一个组合过程。所以,衡量中学生语文能力的高低,一般不看语词识记量的多少,而要看一定的言语行为的优劣。
今天,听说言语能力被越来越多的人认为与读写能力同等重要。但是,同等重要的事情并不等于能同步发展。一般说来,母语能力的发展过程是:基础听说能力(生活对话能力)─基础读写能力─高层次听说读写能力(长篇独白语听说和研读、著述或创作能力)。就绝大多数人来说,基础听说能力是在学龄时就已成熟了的,而高层次听说读写能力则要在中学毕业以后才能获得充分的发展。中学生作长篇发言时结结巴巴、语无伦次,如果不是要说的内容超越了说者的思维能力,那就是因为基础读写能力太差所致。古往今来能够出口成章的人不为少见,但大都是凭借相当的书面语功底锻炼出来的。因此,在基础教育阶段,学生需要和能够发展成熟的主要是基础读写能力。
言语能力必须在言语活动中发展,不同环境条件的言语活动必须借助不同形态的言语工具,从而必然要发展出不同的言语能力。口语是轮番单向传递的,书面语则可以同时多向传递。中小学是以课堂班级制为组织形式的学习场所,面向全体学生的教学要求决定了这个阶段的言语训练必须主要采用能同时多向传递的书面语形式,从而主要发展学生的书面语能力。
一般说来,语汇量的积累同语文能力的发展提高是成正比的。口语是以声传情一发即逝的,书面语是以形达意历久不变的。而视觉捕捉和储存语汇的效率比听觉高30%左右。语文教学以书面语训练为主将更利于语文能力的提高。
当然,这样说并不意味着要在教学中摒弃和杜绝口语活动。复述、答问、讨论、质疑、听记等等,这些早与书面语教学密切配合、行之有效的口语活动,仍会在语文课堂教学中永传不衰;而第二课堂的朗诵会、故事会、演讲会、辩论会、报告会等等,则更为少数有口语爱好和天赋的同学开辟了大显身手、发展个性的广阔天地。但这些口语活动不应该也不可能与书面语教学平分秋色,却是无可争辩的。
就社会需要和生活中实际使用的读写来说,写作是比阅读更高因而更难掌握的能力。首先,阅读只是对语形的再认,它常常只需扫视字形的轮廊,而可以忽略其内部细节;而写作则是对语形的再现,一笔一画都必须有清晰的内存和一丝不苟的输出。因而会认的字不一定会写,能写一字则能认多字。其次,阅读只是由文到意的单向转化,而且是由显到隐、由多到少、由整到散、由精到粗的“为己”的转化,不必考虑别人的需要与可能的反应;而写作则是“物——意——文”的双重转化,它不仅有类似或等同于由文到意的转化,而且还有由隐到显、由少到多、由散到整、由粗到精的转化,因而必须考虑读者的需要和可能的反应。第三,阅读主要是对信息的筛选与索取,即抓住读物的中心、要点和必要的细节,而不必经常顾及读物的作法和技巧;而写作则是对信息的输送与装载,因而每次都必须根据目的、内容、对象和场合的不同而采用不同的手段和技巧。第四,阅读只是脑力而非手力的操作,而写作则是脑力与手力并用的操作。可见,写作是比阅读更细致、更复杂、更富于自主性和创造性的能力,因而完全可以说,会读却不一定会写,会写则读一般不成问题。由此不难明白,为什么在生活中人们总喜欢用写作的好坏来衡量一个人语文能力的高低。因此,在中学生语文能力发展的链条中,基础写作能力的发展是关键的难点环节。
由此看来,丰富的语汇积累和正确熟练地运用语汇的书面操作行为,是中学生语文能力结构的内外两个层面。
语汇的迅速积累需要经过大量而广泛的阅读——速读和熟读。熟读主要适合于从文言文中学习语言。因为文言文行文简省精练、语词密集,熟读背诵浅易的文言文,对中学生来说,是又一次集中积累语汇的机会。而从白话文中学习语言,中学生已经进入了分散积累语汇的阶段,这时只有大量而广泛的速读,才能克服阅读量大而新词新语复现时距长的缺陷。但速读的过程和结果如果不付诸书面表达,笔画繁多、结构复杂的汉字和孤离性强的语词就只是一晃即逝的过眼云烟,而对信息的筛选也常常只是混朦、粗疏、零碎而飘忽的内隐过程。所以,速读需要用写作来加强对字词语汇的强化与加速筛选行为的发展。而写作训练必须有写作材料和写作动力的不断支持才能得以频繁地进行。那么,以课文为写作材料,以写作要求为读写动力,让学生经常写课文提要、阅读体会、单元分析、读书报告以及缩写、扩写、改写、组写、译写等等,就不仅能迅速而牢固地扩充语词积累和解决学生常常无话可写或言之无物的写作难题,从而迅速提高写作能力;而且能多快好省地培养学生快速筛选信息的阅读能力。这样,阅读教学和写作教学就不再是各自独立的封闭领域,而是密切配合、相互促进、节节升高的“伴侣”。可见,用写作带动速读,不仅是培养学生写作能力的需要,也是培养其阅读能力的需要。因此,在白话文教学中采用以写作带动速读的方法,能够使学生读得更加主动活泼积极有效,从而收到一举而读写两得之功。不仅如此,用写作带动速读还有利于培养学生主动猎取知识的兴趣和独立分析问题、解决问题的自学能力以及认真细致的治学态度,有利于使学生养成“不动笔墨不读书”的良好习惯。
其实,早在20年代初,先生就提出要以能作文为中学语文教学的第一个标准。他认为,“手到是心到的法门”,写作“是吸收的利器”。“吸收进来的智识思想,无论是看书来的,或是听讲来的,都只是模糊零碎,都算不得我们自己的东西。自己必须做一番手脚,或做提要,或做说明,或做讨论,自己重新组织过,申叙过,用自己的语言记叙过——那种智识思想方可算是你自己的了”。否则,一切感想,一切书籍的泛览,一切聪敏的心得,都象天上浮云江中流水,转眼就消逝了。[6]
恐怕可以说,以写作带动速读,或者说以写作为中心科学地组织语文教学,是多快好省地培养和发展学生语文能力的必由之路。因为理论和实践都证明,不管什么事情,都会有而且只能有一个中心,只要也只有致力于抓住和解决这个中心问题,其他环节的问题才能迎刃而解。
然而,1978年有人对以写作为中心科学地安排语文教学的主张,却加以彻底否定。其理由是语文教学目的任务的“多中心”论。这一“多中心”论是根据语文学科杂多的性质得出来的。这种把“学科性质决定教学目的”机械地套用于语文学科的做法,加上根据“阅读和写作是两种相对独立的行为”的认识,轻率地认定阅读能力和写作能力必须各自单独培养,使得阅读教学等同于“教学生懂得课文的教学”。再加上“标准化”的盲目推广,于是便产生并发展出这么一个公式贯彻于语文教学的大部分教时:语文教学=语文学科教学=教学生懂得课文的教学=学生听教师讲课文=把课文拆烂成无数字、词、句、段的孤立繁琐却又只是在字母中挑挑选选的练习。因此,传统语文教学的精华——多读多写、读写结合却被弃如敝屣,写作不但没有成为语文教学的龙头,反而成了学究式、猜谜式或文字游戏式的所谓“阅读教学”的附庸。结果大多数学生虽会做一些孤立繁琐的语文习题(有的甚至能拿高分),却词汇贫乏,不会写作和真正的阅读。许多初三的学生甚至连抄书也错漏迭出。尽管国家教委多次发文强调中小学要加强写字教学,但中学毕业生能把祖国的文字写得工整清秀的却为数寥寥。不仅如此,这种多中心的教学目的还使语文教学思想出现了空前的盲目和混乱:学生读写能力不过关,便认为是没有把听说与读写并重;教师讲课文时喋喋言作法、言技巧,便认为是没有转变重写轻读的观念,于是便指责那个事实上从未出现过或实验过的“把阅读当作写作附庸”的做法;课堂教学效率低下,便认为应该到课外去找出路,并美其名曰“大语文教育”;学生语文素质低下,便认为是“没有跳出应试教育的怪圈”,似乎只有放弃对考试成绩的追求甚至取消语文考试,学生的语文素质才会提高……如此等等,不一而足。今天,当多中心即无中心的语文教学用几十年的时间把十八般武艺都用尽了而前进的路子却越走越窄的时候,是否应该以实事求是的眼光和博大无比的胸怀对“写作中心”说投以回眸一笑呢?
据上所述,笔者认为,语文教学应编写两套教材。一套为写读课本,以思想内容为单元选编中外古今适合中学生阅读的文质兼美的白话文,不考课本,以使其具有足够的使用弹性,每册起码在50万字以上。教学时以写作带动速读,考试时考适合学生思维能力的写读题。另一套为诵读课本,选编短小、精美、浅易的古典诗文,每册在2万字以内,当然也要允许有一定的使用弹性。教学时要求学生每篇都能译写和熟读背诵,考试时背诵、默写题出自课本,理解、分析题则出自课外。
注:
[1][3]张志公:《汉语辞章学》,《语文学习》1993年第3期。
参阅申小龙:《语文的阐释》,第412、462页。
亚里士多德说:“思维自疑问和惊奇开始。”这就是说,质疑是思维的导火索,是学生学习的内驱力,它能使学生的求知欲由潜在状态转入活跃状态。对于疑和问,疑是条件,问是结果。因此,课堂上要使学生乐于提问,教师就要培养学生质疑的兴趣,教给学生质疑的方法,使他们自觉地在学中问,在问中学。
比如在讲“能被3整除的数的特征”时,教师可以引导学生说出几个任意多位数,然后由教师很快判断它是否能被3整除,当师生共同验证老师的判断无误后,学生就会主动地向老师提出问题:您是用什么方法这么快就能断定一个多位数能否被3整除的?可见,学生提出这个问题来,缘于教师的激趣和创设的良好发问情境。
二、帮助消除心理障碍,使其敢于提问
小学阶段的学生正处在一种“心欲求而尚未得,口欲言而尚不能”的求知状态中,由于他们没有掌握好提问的方法和技巧,所以课堂上表现出一种“三怕心理”,一怕在课堂上提问会影响教师的教学程序而挨教师的批评、指责;二怕提出的问题不成问题而变成同学们的笑料;三怕提出的问题毫无价值而使人瞧不起自己。因此,要使学生在课堂上敢于提问,首先教师要努力帮助学生消除“三怕”心理障碍,鼓励中国学习联盟胆质疑,放心提问。比如对于在课堂上提问由于情绪紧张而说不清楚的学生,可以让其在课外继续补问;对于不敢在广众场合提问的学生,可以让其个别提问;对于口头表达能力差的学生,可以让其把问题写成文字后再提问。其次教师要精心设计教学过程,通过教学中各个环节的诱导,启发学生提出问题,比如课前布置学生预习教学内容,让学生在预习中认真去发现问题,为课堂上提问作好充分准备。另外,教师在课堂上还可以组织开展以小组为单位的提问竞赛活动,通过比提问的数量和质量来评定小组的竞赛成绩,这样,学生将会在竞争的氛围中消除思想顾虑,大胆质疑和发问。
三、通过多说多做多想,使其勤于提问
1.让学生多说,学会提问。语言是思维的载体,也是思维的外部表现。因此,在教学中要充分保证学生有说的机会,通过多说的训练,培养学生勤于提问的习惯。比如在教学“比的基本性质”时,如果让学生分别去说“商不变的性质”、“分数的基本性质”、“比的基本性质”这三者之间的共同点和不同点,学生将会提出问题:“零为什么不能作除数?不能是分母?不能做比的后项?”等等一系列的问题。
2.让学生多做,启发提问。实践活动是学生形成问题的基础和源泉。学生通过实践活动,可以从中受到一定的启发而提出问题。比如教学“角的初步认识”时,课堂上组织学生用两根硬纸条和一枚图钉做成一个角的模型,并用手转动角的一条边,这样学生不仅可以直观地认识和掌握锐角、直角、钝角等概念,而且还会在此基础上提出“当两条边重合时是什么角?如果一条边固定,另一条边按逆时针方向旋转一周后继续旋转下去将得到什么角?如果这条边按顺时针的方向旋转又形成什么角?”等一些很有意义的问题,为以后继续学习角的知识打下良好基础
3.让学生多想,深刻提问。课堂上指导学生运用已有的数学知识对面临的问题作较深层次的思考,通过分析和比较,就能将问题转化,提出优化解答过程的新问题。比如在“异分母分数大小的比较”的教学中,如果让学生充分思考为什么要先通分再比较大小,学生将会提出“能不能化成同分子来比较分数的大小?”这个问题,并想办法解决这个问题。由此可见,只要指导学生对问题多作思考,学生就能创造性地提出更深刻的问题来。
四、教给学生提问方法,使其善于提问
由于不同情况下问题的内容、性质各有特点,因而提问的方法和形式也应各有特色,只有恰到好处地提问,才能揭示问题的本质,反之,提问方法不当,不但不能切中问题的要害,反而易使人感到乏味和厌烦。因此,要想提高学生的提问能力,还必须教给学生一些基本的提问方法,使学生善于提问。如:
1.趣问法。把问题趣味化,或通过各种有趣的活动把问题引出,这种提问容易使对方的注意力集中和定向,引人入胜。
2.追问法。在某个问题得到肯定或否定的回答之后,顺着其思路对问题紧追不舍,刨根到底继续发问,其表现形式一般直接采用“为什么?”。
3.反问法。是根据教材和教师所讲的内容,从相反的方向把问题提出。其表现形式一般是“难道……?”。
一是内积要厚
所谓内积是指一个人的文化底蕴、文学素养等知识存储。厚积薄发,会让人感受你作文沉甸甸的文化厚实度。作为一个中学生,应该关注社会,关注人生,应该像拥有强烈的社会责任感的作家一样。这样,他们的笔下就不会有太多“为赋新诗强说愁”的无病的东西,中学生也可以创作出关注社会人生的有价值的佳作。学生如果内积厚了,不管什么话题,都能从容应付,游刃有余。比如:2003年高考作文题,材料是智子疑邻这则寓言,话题是“感情亲疏和对事物的认识”。本题有较强的迷惑性。作文也由“宽限”改为“严限”,这种定向对考生设置了羁绊,影响了学生的自由发挥,有的考生甚至无所适从。如果内积深厚,消化了故事的精髓,平时有提炼心得,写好这篇文章同样不是难事。可以写成“崇尚理性”或“不要让感情迷惑了(蒙骗)眼睛等。
前几年高考作文的状元卷,文章的思想深邃,文章的题材很多是文学题材,其新颖性和厚实度都令读者午赞叹不已,用文学题材或历史题材来负载作者的理念,演驿成一种创新模式。有的老师甚至提出,与其为题材的选择搜肠括肚,胡编乱造。还不如理直气壮地套用文学片断。当然这必须走出“抄袭”的误区,必须在文中渗透自己的观念,蒋昕捷《赤兔之死》就很精彩,看以下片断:
“赤兔马叹曰:“公言差矣,吕布此人最是无信,为荣华而杀丁原,为美色而刺董卓,投刘备而夺其徐州,结袁术而斩其婚使。”“人无信而不立”,与此等无诚信之人齐名,实为吾平生之大耻!后吾归于曹操,其手下虽猛将如云,却无人可称英雄。吾恐今生只辱于奴隶人之手,骈死于槽枥之间,后曹操将吾赠予关将军。吾曾于虎牢关前见其武勇。白马楼上见其恩义,仰慕已久,关将军见吾亦大喜,拜谢曹操。操问何故如此,关将军答曰:“吾知此马是行千里,今幸得之,他日若知兄长下落,可一日得见矣。其人诚信如此。常言道:“鸟随鸾凤飞腾远,人伴贤良品质高,”吾敢不以死相报乎?”
看到以上片断,评卷者一定会拍案称奇,一扫连日评卷之疲困。这篇文章寄托了作者对诚信这一话题的思考。评卷组的三点评价意见很值得作文者参考。一是故事新颖,二是立意高远;三是语言老到,有意模仿《三国演义》“文不甚深,言不甚俗”的特点。笔者认为。这篇文章的成功之处还在于作者把掌握的文学历史知识读活用活了。这种知识的内积便成了创作的潜能,最终使这篇文章脱颖而出。
广东的方守金,钱圣清撰文《从文学中获取作文材料》也专门论述了从文学(历史)作品中获取材料的可行性。以下几个标题可以管窥同学们围绕“心灵的选择”这一话题的选材的广阔性。《昭君的选择》《谏屈原书》《乌江边的选择》《华容道的选择》《玛蒂尔德的选择》,仅标题就让阅卷者耳目一新。无庸置疑,内积是创新的重要条件之一。
二是立意要深
高中毕业生属于成年人,其文章必须体现成年人的思想和成熟的理念,那种童言稚语或患“儿科综合症”的文章是难以敲开阅卷者的心扉的。文章要展示自己的个性特色或以底蕴深厚取胜,或以观点深刻取胜,或以斑斓生动的文采取胜。那么如何做到立意深刻呢?
博大的胸襟,深邃的思想,健康的心态,强烈的社会责任感是文章立意深刻的前提条件。一个对生活缺乏热情的人,难以做到感悟生活。一个有消极颓废的厌世者,尽管有所感悟,担那只是一种病态的审美观念。“夕阳无限好,只是近黄昏”,美得有点苍凉,包含了多少落魄文人对光阴流逝,晚景悲凉的感喟。生活是一个多层面的立体世界,只有全面深刻的感悟生活,才能使自己在创作时获得灵感。二要充满激情的珍爱生活,“风扬长宜放眼量,劳骚大甚防肠断”,要调适自己的心态,这样不管是阳春丽日,还是暴风骤雨,都不会迷失了自己的本性。我们都能微笑地面对生活,拿起笔,我们也能写下:假如生活欺骗了你,不要悲伤,不要心急!阴郁的日子须要镇静,愉快的日子终会来临。或者写出“冬天来了,春天还会远吗?┉┉我们常说文如其人,文品和人品是无法割裂的。一个胸中只装着自己的是自私自利的庸人。他的文章不可能有什么大气魄,有的只是个人荣辱得失的咏叹调。只有胸中置入了社会国家乃至宇宙万物的伟人,他们的笔下才会充满豪气、血气和志气。因此,强化一个人的社会责任感也能使文章做到立意深远。
三是思路要宽
写作时要想才思不断,文如泉涌。先得打通写作的思路。文路通了,行文也就畅了。这样,不管选择哪一个话题,都可以洋洋洒洒,下笔千言。我常从以下几个方面激活学生的写作思路。
一是培养学生的文学兴趣及涉猎文学知识的欲望。兴趣是最好的老师,无论上阅读课还是写作课,只要能和文学沾边的。都不失时机地机诱导。二是启发学生的创作灵感,增强学生的创作欲望。笔者在作文指导课和讲评课上,常常采用点拨法,多角度的给学生提供背景素材(或曰设置情境),使学生能有针对性地展开自己的思维活动。三是参与学生对一些写作话题的对话,在碰撞中达到主题的提升。四是引导学生常感悟生活,引导学生在脑海里装入“十万个为什么”。利用写日记,随时写下每天的感触。
四是题材要新
那种嚼烂了的陈芝麻,烂谷皮是无法吸引读者的,要让读者从你的文章里看到一个全新的世界。题材是否新颖,是作文能否出奇制胜的法宝。也许同学们听说过画家创作“深山藏古寺”的故事,三个画家创作主题是相同的,但题材(画面内容)却各不相同。显示了三人不同的匠心和创作功底。第一位画面是:“古木参天,香烟缭绕钟声幽远,一座古刹赫然出现在画面上。”另一幅画面是古木葱茉中露出寺庙一角。还有一幅画的是两个和尚(一老一少)在山泉边打水,一条路径蜿蜒指向云雾渺渺的深山。如果我们能去好好反思,对我们写作一定会有所启迪。同学们在写作时,一定要调动自己多向思维和求异思维,做到落笔不凡,独具特色,而且能做到切合题旨。
五是文笔要活
生动的文笔是文章的外衣。“素衣丽人”也算是文章的一种风格。但前题是你的文章必须有思想内涵,算得上是一个“丽人”,可能还能博得个“朴实美”的称誉。但“三分人才,七分打扮”,语言等外在形式会让文章增添几分色彩。文笔生涩,语言枯燥的作品,读者会觉得索然寡味。我们必须在语言上下功夫。古人“吟安一个字,拈断数茎须”的铸炼精神和贾岛的“推敲”的做法是值得我们借的。那么我们如何提高语言能力呢?
1、向生活学习,向群众学习。生活是一本与时俱进的永远也翻不完的书,群众是语言的实践者和创造者,鲜活的语言随时代的发展而发展,陈腐的语言则随时代的消亡而退出历史的舞台。
一、一例多说,养成解题的思维习惯
语言和思维密切相关,语言是思维的外壳,也是思维的工具。语言可以促进思维的发展,反过来,良好的逻辑思维,又会引导出准确、流畅而又周密的语言。在教学实践中,不少老师只强调“怎样解题”,而忽视了“如何说题(说题意、说思路、说解法、说检验等)”。看似这是重视解题,实则这是忽略解题能力的培养。由于缺少对解题的思维习惯、思维品质的培养,学生的解题能力,只囿于题海战术、死记硬背的机械记忆中,这与当前的素质教育格格不入。
另外,从学生解题的实际表现看,学生解题的错误,一般是由于缺乏细致、周密的逻辑思考和分析。特别是当作业量稍多时,这种表现更为突出。从教师教学实际看,教师为了强化对学生解题思路的训练,往往要求学生在作业本上写出分析思路图,或画出线段图。但这项工作,对于小学生来说,一方面难度比较大,另一方面因费时多,学生持久性不够,往往收效并不大。笔者认为加强课堂教学中的“说题训练”,即采用“顺逆说”、“转换说”和“辩论说”等几种训练形式,养成学生解题的思维习惯,从而培养学生的解题能力。
1.顺逆说。
每解答一道应用题时,不必急于去求答案,而要让学生分别进行顺思考和逆思考,把解题思路及计划说出来。比如解答“三年级种树25棵,四年级种树是三年级的2倍,四年级比三年级多种几棵?”先让学生用综合法从条件到问题依次说出思路,再让学生用分析法从问题到条件说出思路。学生顺逆分别说清思路后,再列出算式“25×2-25”。如果,学生在说的过程中,语言还不够流畅,思路还不够清晰,还要再让学生看算式“25×2-25”,再进行第二次“顺逆说”:先让学生说第一步“25×2”表示什么?再让学生说第二步“25×2-25”表示什么?最后先说第二步、再说第一步。在解答文字题时,也可进行顺逆说的训练。如“3个1/5比2个1/4多多少?列出算式“1/5×3-1/4×2”后,让学生根据算式,说出“1/5×3-1/4×2”的意义,再把说出的意义与原题对照,看看是否一致?如不一致,则要重新分析,认真检查,直到说出的意义与原题一致为止。
2.转换说。
对于题中某一个条件或问题,要引导学生善于运用转换的思想,说成与其内容等价的另一种表达形式,使学生加深理解,从而丰富解题方法,提高解题能力。如已知“A与B的比是3∶5”,可引导学生联想说出:(1)B与A的比是5∶3;(2)A是B的3/5;(3)B是A的5/3;(4)A比B少2/5;(5)B比A多2/5;(6)A是3份,B是5份,一共是8份,等等。这样,学生解题思路就会开阔,方法就会灵活多样,从而化难为易。
3.辩论说。
鼓励学生有理有据的自由争辩,有利于培养学生独立思考和勇于发表不同见解的思维品质,寻找到独特的解题方法。有一次,一位老师教学解答圆面积一题时,老师问学生:“计算圆面积要知道什么条件才能进行计算?”多数学生回答“必须知道半径,才能求出圆面积。”但有一个学生举手表示不同意,认为“知道周长或直径,同样可以计算圆面积。”对这个学生的回答,老师一方面作了肯定,另一方面要他和持不同意见的同学进行辩论。这样,双方经过几轮辩论后,使这位学生认识到“已知周长或直径,最终还是要先求出半径”的道理。另外,也使大部分同学明白了“不光只有知道半径,才能计算圆面积”的道理。
二、多向探索,培养解题的灵活性
求异思维是一种创造性思维。它要求学生凭借自己的知识水平能力,对某一问题从不同的角度,不同的方位去思考,创造性地解决问题。而小学生的思维是以具体形象思维为主,容易产生消极的思维定势,造成一些机械思维模式,干扰解题的准确性和灵活性。有的学生常常将题中的两个数据随意连接,而忽视其逻辑意义。如“小方和小圆各有同样多的水果糖,小方吃了5粒,小圆吃了6粒,剩下的谁多?”由于受数值大小这一表象的干扰,学生的思维定势集中在“6>5”上,容易误判断为“小圆剩下的多”。为了排除学生类似的消极思维定势的干扰,在解题中,要努力创造条件,引导学生从各个角度去分析思考问题,发展学生的求异思维,使其创造性地解决问题。通常运用的方法有“一题多问”、“一题多解”和“一题多变”。
1.一题多问。
同一道题,同样的条件,从不同的角度出发,可以提出不同的问题。如解答“五一班有学生45人。女生占4/9,女生有多少人?”这本来是一道很简单的题目。教学中,老师往往会因学生很容易解答,而一晃而过,忽视发散思维的训练。对于这样的题型,老师要执意求新,变换提出新的问题。如再提出如下问题:(1)男生有多少人?(2)全班有多少人?(3)男生比女生多多少人?(4)男生是女生的几倍?(5)女生是男生的几分之几?等等。这样,可以起到“以一当十”的教学效果。像同一道题,老师还可以从分析上多提问,从解法上多提问,从检验上多提问,进行多问启思训练,培养学习思维的灵活性。
2.一题多解。
在解题时,要经常注意引导学生从不同的方面,探求解题途径,以求最佳解法。
例如“某村计划修一条长150米的路,前3天完成了计划的20%,照这样计算,完成这条路还需多少天?”首先老师要学生用多种方法解。在学生没有学习工程问题时,解法一般集中在以下三种上:①(150-150×20%)÷(150×20%÷3)=12(天);②150÷(150×20%÷3)-3=12(天);③150×(1-20%)÷(150×20%÷3)=12(天)。
针对这些解法,老师要善于引导学生比较三种方法的异同点,总结出“三种方法中都运用了全程150米”这一条件的共性。针对这一共性,老师可打破思维定势,启迪学生的新思维:“假如把150米当作一条路(用1来表示),还可以怎样解答?”这一点拨,学生很容易发现如下解法:④3×[(1-20%)÷20%]=12(天);⑤1÷(20%÷3)-3=12(天);⑥3÷20%-3=12(天)。
综上六种解法,显然后三种解法(尤其是解法⑥),列式简洁,想象丰富,充分可以显示学生思维的灵活性。
3.一题多变。
小学生解题时,往往受解题动机的影响,因局部感知而干扰整体的认识。例如:“某商厦共有6层,每两层间的板梯长5米,从1楼到6楼共要走多少米?”往往由于“每两层5米”和“6层”与学生的解题动机发生共鸣,忽视了“6层只有5段间距”这一特点,而容易得出“5×6”的错解。要消除类似的干扰,就必须进行一些一题多变的训练。
针对解题模式的干扰进行变题训练。如学生学习了工程问题后,求合做工作时间,容易形成这样一种解题模式“1÷(1/A+1/B)”。我们可将条件中的时间改变成分数形式。如“一项工作,甲独做1/2小时完成,乙独做1/4小时完成,如两人合做要多少小时完成?”如老师不提醒,学生绝大多数会把“1/2小时”和“1/4小时”当作工效,仍然列出算式“1÷(1/2+1/4)”来解答(实践统计,第1次这样的错误率在75%以上)。又如学生学过等分除法应用题后,往往见“分成几份”就“用除法计算”。在学生掌握等份除法计算方法后,也要注意变题训练。如设计类似题“6粒水果糖分成3份,最少的1份是多少粒?”可淡化消极的“6÷3”思维定势的干扰。因为“6÷3”计算错了,其实最少的1份是1粒(题中并没有要求平均分)。
通常,教学中的变条件、变问题、条件和问题的互换等,都是一题多变的好形式,但是,变题训练要掌握一个原则,就是要在学生较牢固的掌握法则、公式的基础上,进行变题形练。否则,将淡化思维定势的积极作用,不利于学生牢固地掌握知识。
三、联系对比,提高解题的准确率
为了减少学生的解题错误,提高解题的准确率,除加强估算和检验外,通常较有效的办法是要善于联系对比,让学生在比较中认识、在比较中区别、在比较中理解、在比较中提高。常用的联系比较方法有:
1.联系生活实际对比。
对于一些农业生产上的株距、行距,工业上的产值、工效,商业上的成本、利润等,学生缺乏生活经验,难以产生共鸣;对于一些较大数字的四则运算,学生解答毅力不强,容易产生畏难情绪。加之,有些教师讲到应用题,便说应用题怎样重要,如何难学,上课要认真呀……说到计算题,又说怎样容易出错,计算时要怎样细心,否则……看似老师提醒学生重视,实则给学生增加了心理压力,背上了思想包袱。其实,只要把数学题与学生的生活实际联系起来进行对比,解题并不是一件很难的事情。
对于难理解的题,要增添一些与之数量关系相同,能贴近学生生活的实例,先解熟悉的题,再解生疏的题。如要解答:“某专业户要种一块300平方米的果树,行距2米、棵距1米,种完这块地要多少棵树苗?”可首先补充另一题:“在一块300平方米的操场上站队做操,每两排纵队之间相距2米,前后两人之间相距1米,按这样站队,站满这个操场一共要多少人?”因两题思路相通,解法相同,先解贴近学生生活的补充题,再解原题,迁移自然,默化易成。
2.联系正误对比。
有比较才有鉴别,学生解题的错误,往往错在认识不清、感知模糊、理解肤浅上,用给出正确答案(或算式)和错误答案(或算式)的对比如正误分析对比、正误解法对比等,都有利于加强学生辩证思维训练,有利于提高解题能力。通常的选择题就是很好的训练形式。
化学实验现象千变万化,它为发展学生的观察能力提供了丰富多彩的内容和广泛的途径。从科学的角度看,任何一种事物及其变化都具有科学观察的价值,也就是说观察是有目的性的。因此,在进行化学实验观察时,首先要让学生明确观察的目的,并制定观察计划,有步骤、有重点地进行观察。否则,学生往往只是注意那些感觉新奇的表面现象,而错过了实验目的所要求观察的重点内容。
对于实验现象观察的范围,不同的实验要求不同:有的实验要求全面地观察,有的要求有重点的观察。如对于具有代表性、典型的物质性质实验,往往需要全面而系统地观察,以便能较全面地了解物质的性质。例如,钠单质放在滴有酚酞试液的蒸馏水中,观察反应过程时,有的学生只是听到了"嘶、嘶、嘶"的响声,有的则只看到钠在水面上四处游动,而未注意到钠已熔成一个小球,还有的学生只看到溶液变成红色。有些反应的主体特征较微弱,易被次要现象所掩盖,此时就必须提示学生排除干扰,对关键现象进行重点观察。简言之,为了便于学生观察,老师要精心准备好每一个演示实验,关键之处要引导学生,力求达到最佳效果,实现培养学生观察能力的目的。
二、通过试验培养学生的思维能力
化学实验的目的是让学生由现象到本质地认识事物的性质、规律及其应用,即最终是要解决实际问题。因此,化学实验教学中,还必须培养学生的思维能力,即让学生学会思考。实验现象是启迪思维的最好材料。化学实验中的丰富内容非常有利于培养学生分析、综合、抽象、概括的能力、想象力以及辨证思维能力。教师只要适时点拨就可引发学生积极、活跃的思维活动,从表面的、个别的实验现象中发现本质的、普遍的规律。虽然其结果只是验证某些科学上已知的结论,但对于学生来说却是亲身体验的科学实践。这就要求教师在整个教学活动中突出思维能力的培养和训练。化学实验教学也是如此。教师要善于提问,激发学生思考。一个适时恰当的提问,随时都会激起学生对未知领域的"进攻",对容易忽略的问题紧追不舍。
在讲硝酸的氧化性时,做铜片与浓硝酸及稀硝酸反应实验之前,教师可以提出这样的问题让学生思考:"硝酸跟多种金属反应放出氢气,那么浓硝酸、稀硝酸跟铜片反应放出的气体是否也是氢气?为什么?"那么学生通过观察实验现象发现:浓硝酸跟铜片反应放出的气体呈红棕色;稀硝酸跟铜片反应放出的气体尽管起初是无色的,但当空气进入试管后,气体也变成了红色;而氢气为无色,也不与空气反应。二者对比得出结论:不论是浓硝酸还是稀硝酸与铜片反应后放出的气体都不是氢气。同时也就能进一步明白为什么实验室在制取氢气时只能用稀盐酸或稀硫酸而不能用硝酸的原因,这样的提问,不但能启发学生连续思维,而且能将学生的思维导向知识的核心。
三、培养学生设计实验的能力
1简介
在公路投资分析和交通工程中,经常要用到道路通行能力及车速——流量关系,国外对不同的道路及交通特性条件下车速与交通量及通行能力的关系做过大量的的研究,其中最有影响的莫过于1965年出版的美国《道路通行能力手册》(HighwayCapacityManual,简称HCM)以及后来的1985年修订本。最近,世界银行又在印度尼西亚开展了一项大规模的公路通行能力研究,其研究结论中不少与HCM的结论相似。
国内在这方面也开展过一些研究,交通部公路科研所完成了双车道公路通行能力研究,交通部公路规划设计院与全国5个省的交通部门协作完成《山区公路技术经济指标》(以下简称《指标》)研究等,《指标》的研究建立了山区低等级公路的车速——流量关系。但从总体上说,这方面研究无论是在深度还是在广度上均是有限的。
1994~1995年,交通部和世界银行联合委托我院及澳大利亚的RUSTPPK公司和蔡摩根公司一道开展了“公路投资优化和可行性方法改善研究”工作,用理论分析与实测数据验证相结合的办法,对不同道路等级的通行能力及不同车型的车速——流量关系做了比较深入的研究,并建立了相应的数学模型。本文将介绍这一研究的主要成果。应当指出,这里建立的车速——流量关系及公路通行能力主要是针对可行性研究中的测算车辆运营成本而建立的,它的应用范围主要是宏观分析。如果用于交通工程分析,则模型还应更细一些,如道路的局部几何条件等均应考虑在内。
2公路和车辆分类
2.1公路的分类
我国公路目前分为两大类:汽车专用公路和普通公路。汽车专用公路又分为高速公路、一级公路和二级公路;普通公路分为二、三级和四级公路,各类公路的几何要求在《公路工程技术标准》中有严格的定义,这里不再赘述。
2.2车辆的分类和换算系数
目前我国将汽车分为六类,即小客车、大客车、小货、中货、大货、拖挂,考虑到面包车(包括中巴)和小轿车虽然同属小客车,但它们的动力性能、行驶速度区别较大,在本次研究中又对它们加以区分。各类车辆换算系数(以中型汽车为标准车型)如表1。
表1
车辆类型
换算系数
车辆类型
换算系数
小轿车
0.5
中货
1.0
面包
0.5
大货
1.0
大客
1.0
拖挂
1.5
小货
1.0
拖拉机
1.0
3公路通行能力的测算
公路通行能力是指在给定的道路和交通条件下,公路上的某个断面或某个规定的路段上单位时间内平均能够通过的最大车辆数,一般采用小时为单位,故通行能力一般以每小时能够通过的最大车辆数计。
道路条件是指公路的几何特性,包括车道的数量和宽度、路肩宽度、侧向系宽、设计车速、平面和纵面线型等要素。交通条件是指道路上交通流的特性,包括车型分布、交通量的大小及车流在不同车道上的分布等要素。
在“标准”或“理想”条件下的通行能力为基本通行能力,在这里,我们将符合《公路工程技术标准》的道路称之为满足“标准”条件。一个路段确实能达到的通行能力称为实际通行能力,它是通过考虑道路、交通条件后对基本通行能力修正后获得的。
当实际交通条件与“理想”条件不同时,在本研究中所采取的处理方法是在计算交通量时按换算系数将不同类型的车辆换算成标准中型车,建立车速——流量曲线时分车型进行。在影响通行能力的各种几何条件中,路面宽度是最主要的因素,当路面宽度与《公路工程技术标准》中的要求的宽度不同时,必须对基本通行能力进行修正。公路两侧的商业活动、停车、行人活动等通常称为路边“摩阻”,它们也会对通行能力产生一定的影响,同时,路边“摩阻”也会对车速产生影响。对公路来说,路边“摩阻”对车速的影响比对通行能力的影响要大一些,因此,我们这次采取了修正车速而不修正通行能力的做法。
根据美国《道路通行能力手册》所述,水平直线上的4车道、路面宽为14m的公路路段的理论通行能力为4000标准车/h,或1000标准车/车道/h(2000小汽车/车道/h),由于我国车辆的动力性能较差及存在着混合交通(这样外侧车道路利用不充分),理论通行能力将小于这一数字。根据对广佛高速公路观测数据分析,每小时每个车道能力约为800辆中型车,因此,我们以这一数值作为高速公路和一级汽车专用公路的基本通行能力。平原地区路面宽为9m的双车道三级公路的基本通行能力约为1200辆/h中型车,其它各种等级公路的基本通行能力均以这些数据为基础,并考虑车道宽度、计算标准和路肩宽度而测算的。各类公路的基本通行能力见表2。
汽车专用公路及普通公路基本通行能力表2
道路类别
等级
地形
车道宽度(1)
(m)
路肩宽度
(m)
通行能力(2)
汽车专用公路
高速公路
平原微丘区
3.75
2.50
800
山岭重丘区
3.75
2.5/2.0
750
一级
平原微丘区
3.75
2.50
800
山岭重丘区
3.50
2.5/2.0
750
二级
平原微丘区
8.00
3.00
1200
山岭重丘区
7.50
1.5
1100
普通公路
二级
平原微丘区
9.00
3.00
1200
山岭重丘区
7.00
0.50
800
三级
平原微丘区
7.00
1.50
700
山岭重丘区
7.00
1.50
600
四级
平原微丘区
3.50
0.0
200
山岭重丘区
3.50
0.0
180
注:(1)指汽车专用公路单车道宽度或普通公路的双车道宽度;
(2)汽车专用公路和普通公路分别以(标准车/h/车道)和(标准车/h)为单位。
高速公路和一级汽车专用公路的车道宽度是固定的,即在平原微丘区每个车道为3.75m,山岭重丘区为3.5m,因此,不需要做宽度修正。但是,路面宽度对其它公路的通行能力却有着十分重要的影响,当路面宽度与《公路工程技术标准》规定的宽度有出入时,必须考虑采用宽度修正系数对基本通行能力进行修正,亦即:
C=fw*Co
式中:C——实际通行能力;
fw——宽度调整系数;
CO——基本通行能力。
某个等级公路的宽度修正系数是这样测算的:首先测算标准宽度下的基本通行能力,并测算一个假想的4车道、路面宽度为14m的同类公路的基本通行能力,然后采用线性内插法求取修正系数。宽度修正系数fw可以通过下式计算:
fw=aW+b
式中:W——行车道宽度;
a,b——系数,见表3。
宽度修正系数表3
公路类别
等级
地形
a
b
汽车专用公路
二级
平原微丘区
0.22
-0.778
山岭重丘区
0.196
-0.269
普通公路
二级
平原微丘区
0.250
-1.250
山岭重丘区
0.286
-1.000
三级
平原微丘区
0.265
-0.857
山岭重丘区
0.286
-1.000
四级
平原微丘区
0.619
-1.167
山岭重丘区
0.619
-1.167
4车速——流量关系
4.1简介
车速——流量关系一般形式,当交通量较小时,车辆之间的干扰不大,高速行驶的车辆超车机会较多,此时,车辆行驶的速度主要取决于其机械性能和道路几何特性,我们称这时交通流状态为自由状态。随着流量的增大,车速也随之降低,开始时,降低的速度不是很大,当交通量接近道路的通行能力时,降低的速度增大。当交通量达到通行能力时,车流量达到最大值。当更多的车辆试图进入道路时,交通流变得不稳定,流量开始下降,同时车速也会进一步下降。
对车速——流量关系产生影响的主要因素包括:
(1)地形及道路几何特性,如平纵线型、视距等;
(2)车辆特性;
(3)非机动车的混入;
(4)路边“摩阻”。
4.1.1对地形及道路几何特性的影响考虑
道路的平面线型及视距在设计中往往取决于设计车速,而设计车速又与地形及道路等级密切相关。为此,我们针对不同道路等级及地形(平原/微丘区和山岭/重丘区)分别建立了车速——流量关系。
纵坡对车速的影响主要取决于坡度、坡长以及车辆的爬坡性能,在平原微丘区,纵坡对车速的影响非常小,通常可以忽略不计,山岭重丘区纵坡对车辆的影响是通过修正系数来反映的。
4.1.2对车辆特性的影响的考虑
由于不同汽车之间的机械性能差异很大,它们对应的车速——流量关系也有很大的不同,为了能反映这种差异,我们分别建立了不同车型的车速——流量关系,考虑的车型有以下7种:(1)小轿车,(2)面包车,(3)大客车,(4)小货,(5)中货,(6)大货,(7)拖挂。
4.1.3对非机动车的影响的考虑
非机动车(如人力车、自行车)对车辆的行驶速度有相当大的影响,考虑的方法有两种:一是将非机动车转换成标准车(如标准中型车),然后在计算车速时将其计入交通量;或者根据非机动车流量的大小测算需要的行驶宽度,然后在计算通行能力时在路面宽度中将这部分扣除。
前一种方法实际上修正的是交通量/通行能力比(v/c比)中的分子,而后者则是修正的分母,尽管大家对这两种方法尚存不少争议,但在目前条件下两种方法均可使用,相对而言,前一种方法更为直观和通俗易懂一些,因此本次研究采用前一种方法。
4.1.4对路边摩阻影响的考虑
路边摩阻通常是指那些对车速带来负面影响的开发活动,如人行道、交叉口、街边商店,影响的程度取决于开发的程度。由于这种开发程度很难定量描述,因此建立一套标准的修正系数的难度很大。然而,对于某个特定的路段,这种修正系数却不难确定,可以通过比较实际行驶时间与理论行驶时间(得自车速—流量关系)来确定。因此,在这个研究中我们建议采取这种处理方式。
4.2车速——流量关系的型式
多车道汽车专用公路与单车道或双车道普通公路的主要区别在于超车机会。对单车道或双车道普通公路而言,车辆的超车机会取决于双向流量以及车速的分布,当超车视距不够时,所有希望超车的车辆形成一个车队,其行驶速度受车队中速度最慢的车辆控制。因此,在道路的通行能力尚未达到时,不同车型车辆的行驶速度即趋一致。对多车道公路而言,一个方向至少有两个车道,超车可以在一个行驶方向完成,超车所需要的车头间距将小很多。因此,只有在交通量接近通行能力时不同车型的车速才能趋一致。
二级汽车专用公路及普通公路、多车道汽车专用公路的车速——流量的一般关系。每条曲线代表一种车型的车速流量关系。从中可以看出,单、双车道普通公路及二级汽车专用公路的车辆的行驶车速随交通量增大而降低,当交通量达到一定水平(未达到通行能力)时不同车辆的行驶速度趋于一致,然后各种车辆以相同的车速行驶直至达到通行能力。我们将车速趋于一致时的交通量定义为收敛交通量,相应的车速为收敛车速;达到通行能力时的交通量为饱和交通量,相应的车速为饱和车速。对于汽车专用公路而言,当交通量较小时,不同的车型其行驶速度也有所不同,随着交通量的增大,所有的车速均有所下降,当交通量达到通行能力时,所有的车辆均以饱和车速行驶。
5车速——流量关系的研究
5.1山区公路技术经济指标研究
《指标》研究共收集了5省范围内的163个路段的资料,这些路段覆盖了山区二、三、四级普通公路,我院在对这些数据进行分析后建立了车速——流量关系。
《指标》是我国首次大规模进行这方面的研究,比较系数、完整,其结果比较可信。因此,在建立普通山区公路的车速——流量模型时,我们直接引用了这些关系,并以此为基础,调整后建立了平原地区的车速——流量关系。
5.2研究范围
本次研究主要收集了《指标》研究未覆盖的高速公路、一级汽车专用公路和二级汽车专用公路。
二级汽车专用公路的车速——流量关系与普通二级公路相似,它们的主要区别在于二级汽车专用公路的自由流车速、收敛及饱和车速比普通二级公路要高一些。本次研究特针对二级汽车专用公路这些指标采集了数据。
由于国内关于高速公路和一级专用公路车速——流量关系的研究有限,很难基于现有的数据建立车速——流量关系,因此,我们进行了比较大范围的实地观测,收集了更多的资料。
通过分析实测数据,我们测算了自由流下各种车型的车速。需要指出的是除广佛路以外,几乎所有的调查路段交通量均不大,收敛车速及饱和车速只能参照一般经验以及美国《道路通行能力手册》和印度尼西亚研究结果进行确定。
本次研究实测的路段主要为近年来完成的高速公路和一、二级汽车专用公路,年平均日交通量在5000~30000辆中型车之间,既包括平原地区的公路,也包括山区公路,路段的基本情况见表4。
观测路段一览表表4
省份
路名
路段
编号
路段长度
(km)
纵坡
(%)
地形
总车
道数
车道宽度
(m)
路肩宽度
(m)
辽
宁
沈大高速
1
1.8
2.3
微丘
4
3.75
2.5
2
1.6
4.0
4
3.75
2.5
3
1.8
2.2
4
3.75
2.5
4
3.0
3.9
4
3.75
2.5
山东
济青高速
1
2.2
2.0
平原
4
3.75
2.5
山
西
长治——晋城二专
1
2.0
3.0
重丘
2
4.5
1.5
2
2.1
3.0
2
4.5
1.5
3
2.0
3.0
2
4.5
1.5
4
2.0
2.0
2
4.5
1.5
四
川
成渝一专
1
2.0
0.4
微丘
4
3.75
2.25
2
1.5
5.9
山岭
4
3.75
2.25
3
1.5
5.0
山岭
4
3.5
2
4
1.5
4.0
山岭
4
3.75
2.5
广东
广佛高速
1
3.0
0.0
平原
4
3.75
2.5
车速及交通量观测采用了“车牌法”进行。采用车牌法时,观测者记录下车辆进出观测路段的时间以及车辆种类,通过对牌照可以计算每台车辆在路段上的行程时间,并根据路段长度即可计算车辆的行驶速度,同种车辆的平均车速可以根据连续观测的结果计算,相应的交通量在观测时也一并记录,在本次研究中对每个路段共观测10h左右。
6数据分析及研究结果
6.1简介
数据分析的目的旨在建立车速——流量关系曲线。如前所述,对多车道汽车专用公路而言,我们需要针对每种车型建立完整曲线,而对二级汽车专用公路、普通的二、三、四级公路,则需要测算以下参数:
(1)每种车型在自由流状态下的车速;
(2)收敛车速以及相应的V/C比;
(3)饱和车速(车辆达到通行能力时的车速)。
6.2多车道汽车专用公路车速——流量关系
6.2.1平原地区车速——流量关系
绘出了以广佛公路数据为基础建立的车速——流量关系,基本上与预期的结果相符合。大型卡车的自由流车速达80km/h,与其它路段实测获得的数据相差较大,且其随V/C比变化的速度与其它车型相比较大。造成这种结果可能有两个原因,一是技术先进的香港大货的比例较大,二是大货车的样本较少。为了使车速——流量曲线能适用于更大范围内,我们对大货曲线进行了必要的调整,从其它路段观测数据看,大货的自由流车速大致65km/h左右,因此,在调整时,我们采用了这一
速度作为大货的自由流车速。
广佛路数据的另一个缺陷是最大V/C比只有0.8。因此,饱和车速无法实测到,而只能参照国际上的实践经验确定。美国《道路通行能力手册》中采用的饱和车速为50km/h,印度尼西亚研究的结果为42km/h,综合考虑我国的道路和车辆特性,我们采用45km/h作为我国多车道汽车专用公路的饱和车速。
平原微丘区车速——流量关系主要参数表5
车型
自由流车速
(km/h)
饱和车速
(km/h)
a
m
a1
m1
小轿车
96.6
45.0
96.55
-0.350
86.039
-0.648
面包
87.8
45.0
87.81
-0.244
83.288
-0.616
大客
79.1
45.0
79.08
-0.154
78.710
-0.559
小货
73.7
45.0
73.67
-0.160
71.925
-0.469
中货
68.3
45.0
68.31
-0.060
70.956
-0.455
大货
65.0
45.0
65.00
-0.150
62.375
-0.327
拖挂
61.4
45.0
61.43
-0.107
60.227
-0.291
车流
80.1
45.0
80.14
-0.173
78.843
-0.561
6.2.2纵坡度对车速的影响
交通量在200辆/h以下时纵坡对不同车型行驶速度的影响,不管哪种车型上坡和下坡都对行车速度带来负面影响。车速和纵坡呈线性关系,上坡和下坡的影响相似,产生这种情况的主要原因是车辆上坡时制约速度的主要因素是其动力性能,而下坡时制约速度的主要因素是司机对安全的考虑。考虑上、下坡对车速影响的相似性,我们采用一个为坡度绝对值函数的修正系数来反映纵坡对速度的影响,具体公式如下:
fg=1+ag
式中:fg——坡度修正系数;
g——纵坡绝对值;
a——系数。
不同纵坡下的车速调整系数见表6。
不同纵坡下的纵坡修正系数表6
车型
a
纵坡(%)
1
2
3
4
5
6
小轿车
-4.13
1.00
0.96
0.92
0.88
0.83
0.79
0.75
面包
-4.42
1.00
0.96
0.91
0.87
0.82
0.78
0.73
大客
-4.87
1.00
0.95
0.90
0.85
0.81
0.76
0.71
小货
-4.71
1.00
0.95
0.91
0.86
0.81
0.76
0.72
中货
-5.08
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
0.75
0.70
大货
-5.39
1.00
0.95
0.89
0.84
0.78
0.73
0.68
拖挂
-5.16
1.00
0.95
0.90
0.85
0.79
0.74
0.69
6.3普通公路及二级汽车专用公路的车速—一流量关系
以山区公路技术经济指标研究为基础,根据调查的自由车速、收敛车速及饱和车速,我们建立了二级汽车专用公路及二、三、四级普通公路山区地形下的车速——流量关系,其中山区二级汽车专用公路自由流车速取自长治——晋城二级汽车专用公路,其它数据参考国内有关研究,特别是亚洲开发银行资助的吉林省公路网规划研究。平原微丘区和山岭重丘区二级汽车专用公路的车速——流量关系,其它公路上的车速——流量关系与它们相似,主要区别在于关键性的参数,如自由流车速、收敛车速等,这些参数的测算结果见表7,具体公式如下:
二级汽车专用公路及一般公路车速——流量关键参数表7
车辆类型
平原/微丘区
山岭/重丘区
自由流
车速
(km/h)
车速
收敛时
的V/C比
收敛
车速
(km/h)
饱和车速
(km/h)
自由流
车速
(km/h)
车速
收敛时
的V/C比
收敛
车速
(km/h)
饱和车速
(km/h)
二
级
汽
专
小轿车
80.0
0.75
45.0
30.0
65.6
0.75
40.0
25.0
面包
72.7
0.75
45.0
30.0
58.6
0.75
40.0
25.0
大客
65.5
0.75
45.0
30.0
48.9
0.75
40.0
25.0
小货
61.0
0.75
45.0
30.0
55.5
0.75
40.0
25.0
中货
56.6
0.75
45.0
30.0
51.7
0.75
40.0
25.0
大货
65.5
0.75
45.0
30.0
53.4
0.75
40.0
25.0
拖挂
50.8
0.75
45.0
30.0
45.0
0.75
40.0
25.0
一
般
二
级
小轿车
80.0
0.75
35.0
20.0
60.0
0.75
27.0
14.3
面包
70.5
0.75
35.0
20.0
53.5
0.75
27.0
14.3
大客
53.9
0.75
35.0
20.0
43.9
0.75
27.0
14.3
小货
60.5
14.30.75
35.0
20.0
50.5
0.75
27.0
14.3
中货
56.7
0.75
35.0
20.0
46.7
0.75
27.0
14.3
大货
58.4
0.75
35.0
20.0
48.4
0.75
27.0
14.3
拖挂
50.0
0.75
35.0
20.0
40.0
0.75
27.0
14.3
三
级
小轿车
60.0
0.67
30.0
15.0
50.0
0.67
27.0
14.0
面包
58.3
0.67
30.0
15.0
48.3
0.67
27.0
14.0
大客
46.9
0.67
30.0
15.0
39.9
0.67
27.0
14.0
小货
50.0
0.67
30.0
15.0
43.1
0.67
27.0
14.0
中货
47.6
0.67
30.0
15.0
40.6
0.67
27.0
14.0
大货
45.5
0.67
30.0
15.0
38.5
0.67
27.0
14.0
拖挂
41.5
0.67
30.0
15.0
34.5
0.67
27.0
14.0
四
级
小轿车
55.0
0.67
30.0
15.0
48.0
0.67
25.0
12.0
面包
51.9
0.67
30.0
15.0
46.9
0.67
25.0
12.0
大客
40.0
0.67
30.0
15.0
38.0
0.67
25.0
12.0
小货
44.5
0.67
30.0
15.0
42.5
0.67
25.0
12.0
中货
41.7
0.67
30.0
15.0
39.7
一、利用语文教学的各个环节有意识地培养学生的口语交际能力
利用教材训练低年级学生的口语交际是行之有效的办法。刚入学的儿童,说话常常不完整,不规范。因此,在学生刚入学学习拼音时,就要开始进行说话训练,并规范学生的口头语言,逐步培养良好的听说态度和语言习惯。如:在教学四声音节时,学习ye的四声:ye子,海南岛有椰子树。ye爷,爷爷在家里给我讲故事。ye猪,森林里有许多野猪。树ye,秋天到了,树叶变黄了,一片一片往下落。学生可以根据四声,组不同的词,造不同的句子。这样既丰富了学生的词汇,又便于理解字义,并练习运用。既掌握了“ye”的四声,又进行了语言训练,而不是单纯地学拼音。
在识字教学中训练口语交际,最掌用的方法就是扩词、造句。此外,让学生自己说说你如何记住这个字或说说某类字的构字规律,也可以训练学生的说话。如在教学形声字“蜂,峰,锋”时,先让学生懂得声旁帮助记字义,形旁帮助辨字形,再让学生说出这个字如何写,如何记,如何造句,学生通过分析,知道“蜂”是虫字旁,它与昆虫有关,组词“蜜蜂”,造句:蜜蜂会给列宁引路;知道“峰”是山字旁,与山有关,组词“山峰”,造句:高高的山峰上有一块巨大的石头,像猴子在观海;知道“锋”是金字旁,与金属有关,组词:锋利,造句:猎狗有一嘴锋利的牙齿。这样既有利于学生记忆生字,把知识掌握得更灵活,又发展了学生的思维和语言。
在阅读教学中训练学生口语交际,主要是教师通过描述课文与学生的“对话”,教师与课本,课文与学生,学生与教师这三者的交际。教师在教学中,要处处留意,挖掘教材的语言要点,大胆放手让学生进行口语交际训练。如教学《数星星的孩子》第一自然段中有一个比喻句,可设计这样一个训练,用打比方的方法补充下面的句子:“晚上,满天的星星像。”在教师的启发下,学生发挥了充分的想象力,有的说:“晚上,满天的星星好像是天空撒满了美丽的珍珠。”有的说:“晚上,满天的星星好像是天空中挂满了无数的明灯。”等等。又如教《精彩的马戏》这课时,在充分学习课文,体会文中作者的写作方法后,让学生模仿课文中“猴子倒竖蜻蜓”“山羊踩钢丝”“小熊踩球”的写法,同桌之间各选一个表演项目,说说“猴子骑车”“小狗做算术”“小马钻火圈”的具体过程,这样也可以很好地培养学生的口语交际。
低年级教学要充分借助插图,一定要让学生一部分一部分观察之后,连起来说一说图意,训练学生的观察说话能力。如在教学《美丽的公鸡》这课时,教师先重点精讲第一段中公鸡美丽外表的看图方法,然后放手让学生认真观察,同桌之间互相说说第二幅至第四幅图中啄木鸟、蜜蜂、青蛙样子的特点,说说它们与公鸡是怎样进行对话,应怎样说才能说出公鸡由骄傲到伤心的口气和其它动物冷冷的口气。在总结全文时,让学生看第一幅图和第六幅图对比讨论:“什么时候的公鸡最美,为什么?你喜欢它吗?
在阅读教学中无论采用哪种方法,都要把教材充分利用起来,由易到难,由简到繁,由静到动,先直观后想象,潜移默化地逐步训练学生的口语交际能力。
二、创设交际情境,让学生无拘无束地进行口语交际
为了能使课堂生动有趣,调动学生爱讲敢讲会讲,教师就应创设口语交际情境,比如可用实物创设情境,借助学生表演创设情境,借助学生热门的话题创设情境,这样十分直观、形象。一年级语文教材中,每单元都有口语交际,教师要给予充分的重视,每单元的练习都要在人人练说的基础上,再指名说,还要适当引导全班同学评一评,议一议,适合交际的训练内容,更要体现双向互动的特点。如公开课《可爱的小动物》这课口语交际时,可分这些步骤训练学生的口语交际:(1)指导学生观察第一幅图画,让学生说说小哥哥喂小白兔吃红萝卜,他们是什么关系?(2)详细说这幅图的意思和看图方法。(3)放手让学生自行选择一幅图,同桌互相说一说动物如何爱小妹妹和小弟弟,小妹妹和小弟弟如何爱动物。(4)老师与学生分角色扮演动物和人物对话。(5)学生带头饰上台表演说说动物的外形特点和生活习惯。(6)让学生自己点名上台表演你喜欢的动物的动作,或猜谜语,或模拟动物的叫声,让同学猜一猜你表演的动物是什么。(7)通过记者团采访听课的教师,要求每人要提两个问题,如:请问你养过什么小动物?小动物吃什么?小动物怎么走?与听课教师进行交流对话。(8)教师与听课老师进行采访,了解学生采访的情况。
利用电教创设情境,训练学生的口语交际能力。兴趣是最好的教师,低年级学生好奇心强,注意力容易分散,采用电教媒体创设情境,直观形象,极易吸引学生的注意力。如在教学《我坐上了飞船》这课时,将夜空中的美景制作成课件在电脑中出现,然后投放到屏幕上,文中的飞船、地球,高山、平原、岛屿、海洋,长江、黄河、长城等景物就一目了然,学生有如身临其境,就能准确说出课文中每一句话所写的景物是什么。最后让学生想象,如果你坐上飞船,在太空中会看到什么,学生闭眼,边听音乐边想象,让学生畅所欲言。
三、在学习和日常生活中积极主动地进行锻炼,培养口语交际能力
实施素质教育的重点是培养学生具有创新精神和实践能力,造就合格的社会主义事业接班人。为此,广大教育工作者就如何向学生传授知识的同时,全面提高学生的综合素质进行着不断地探索与研究,并提出了许多解决问题的方法和思路。笔者结合多年的教学实践,认为数学建模是实施素质教育的一种有效途径。
一、数学建模的内涵及其发展过程
数学建模是通过对现实问题的抽象、简化,确定变量和参数,并应用某些“规律”建立起变量、参数间的确定的数学问题;然后求解该数学问题,最后在现实问题中解释、验证所得到的解的创造过程。数学建模过程可用下图来表明:
因此,数学建模活动是一个多次循环反复验证的过程,是应用数学的语言和方法解决实际问题的过程,是一个创造性工作和培养创新能力的过程。而数学建模竞赛就是这样的一个设计数学模型的竞赛活动。
1989年我国大学生首次组队参加美国的数学建模竞赛(AMCM),1992年开始由中国工业与应用数学学会(CSTAM)举办我国自己的全国大学生数学建模竞赛(CMCM)。到1994年改由国家教委高教司和中国工业与应用数学学会共同举办,每年一次,数学建模教育实践相继开展。现已成为落实素质教育、数学教育改革的热点之一。1996年“全国大学生数学建模竞赛”工作会议后,全国高校掀起了数学建模热潮,参加院校逐年递增。到目前为止,数学建模竞赛己经成为全国大学生的四大竞赛之一。
数学建模教育及实践对密切教学与社会生活的联系、促进大学数学课程的更新具有十分重要的意义,特别是对大学生综合素质的提高有着不可低估的作用。本文拟就数学建模对学生素质能力的培养、以及对数学教学改革的启示谈一些拙见,供同行参考。
二、数学建模对大学生素质能力的培养作用
1.数学建模有利于培养学生的创造能力和创新意识
数学建模通常针对的是从生产、管理、社会、经济等领域中提出的原始实际问题,这类问题一般都未作加工处理,也未作任何假设简化,有些甚至看起来与数学毫无关系。因此,建模时首先要确定出哪些是问题的主要因素,哪些是次要因素,做出适当的、合理的假设,使问题得到简化;然后再利用适当的数学方法和知识来提炼和形成数学模型。一般地讲,由于所作假设不同,所使用的数学方法不同,可能会做出不同的数学模型,这些模型甚至可能都是正确的、合理的。例如,1996年全国大学生数学建模竞赛A题(可再生资源的持续开发和利用),就这一题而言,可以在合理、科学的假设前提下,利用微分方程建立鱼群演变规律模型;也可以建立可持续捕捞条件下的总产量最大的优化模型;还可以建立制约各种年龄的鱼的数量的微分方程和连结条件,然后采用迭代搜索法处理,它给学生留下了极大的发挥空间,任凭学生去创造和创新。评阅答卷时教师对具有创造性和创新意义的在评定等级上还可给予倾斜。因此,数学建模是一种培养学生创造能力和创新精神的极好方式,其作用是其他任何课堂教学无法替代的。
2.数学建模有利于培养学生的组织协调能力
在学校里学生通常是自己一个人念书、做题,几个人在一起活动的机会不多,特别是不同专业的学生在一起研究讨论问题的机会就更不多了,而建模比赛是以3人组成一队一起参加的,这样设置的初衷就是为了建立队员之间的相互信任,从而培养队员的协作能力。比赛要求参赛队在3天之内对所给的问题提出一个较为完整的解决方案,这么短的时间内仅仅依靠一两个人的“聪明才智”是很难完成的,只有合3人之力,才能顺利给出一个较好的结果来,而且要给出一份优秀的解决方案,创新与特色是必不可少的。因此3人在竞赛中既要合理分工,充分发挥个人的潜力,又要集思广益,密切协作,形成合力,也就是要做个“人力资源”的最优组合,使个人智慧与团队精神有机地结合在一起。因此数学建模可以培养同学的合作意识,相互协调、、取长补短。认识到团队精神和协调能力的重要性对于即将面临就业选择的莘莘学子来说无疑是有益的,以至对他们一生的发展都是非常重要的。
3.数学建模有利于培养和提高学生的自学能力和使用文献资料的能力
数学建模所需要的知识,除了与问题相关的专业知识外,还必须掌握诸如微分方程、数学规划、计算方法、计算机语言、应用软件及其它学科知识等,它是多学科知识、技能和能力的高度综合。宽泛的学科领域和广博的技能技巧是学生原来没有学过的,也不可能有过多的时间由老师来补课,所以只能通过学生自学和讨论来进一步掌握。教师只是启发式地介绍一些相关的数学知识和方法,然后学生围绕需要解决的实际问题广泛查阅相关的资料,从中吸取自己所需要的东西,这又大大锻炼和提高了学生自觉使用资料的能力。而这两种能力恰恰是学生今后在工作和科研中所永远需要的,他们可以靠这两种能力不断地扩充和提高自己。
4.数学建模有利于培养和提高培学生的计算机应用能力
应用计算机解决建模问题,是数学建模非常重要的环节。其一,可以应用计算机对复杂的实际问题和繁琐的数据进行技术处理,若用手工计算来完成其难度是可想而知的;同时也可用计算机来考察将要建立的模型的优劣。其二,一旦模型建立,还要利用计算机进行编程或利用现成的软件包来完成大量复杂的计算和图形处理。没有计算机的应用,想完成数学建模任务是不可能的。例如1999年全国大学生数学建模竞赛题B(矿井选址问题),它需要借助计算机进行全方位的搜索,以确定最佳钻井地址,从而节约钻井费用,提高经济效益。因此,数学建模活动对提高学生使用计算机及编程能力是不言而喻的。
5.可以增强大学生的适应能力
在知识经济时代,知识更新速度不断加快,如果思维模型和行为方式不能与信息革命的要求相适应,就会失掉与社会同步前进的机会。如今市场对人才的要求越来越高,人才流动、职业变化更加频繁,一个人在一生中可能有多次选择与被选择的经历。通过数学建模的学习及竞赛训练,他们不仅受到了现代数学思维及方法的熏陶,更重要的是对不同的实际问题,如何进行分析、推理、概括以及如何利用数学方法与计算机知识,还有各方面的知识综合起来解决它。因此,他们具有较高的素质,无论以后到哪个行业工作,都能很快适应需要。
如上所述,开展数学建模教学与实践这项活动,将有助于大学生创新能力、实践能力等能力的培养,从而有助于大学生综合素质能力的提高。此外,数学建模还可以帮助学生提高论文的写作能力、增加学生的集体荣誉感、以及提高大学生的分析、综合、解决实际问题的能力,在此我们不再一一论及。
三、数学建模对数学教学改革的一些启示
数学建模从教育观念、内容、形式和手段都有一定的创新,对数学教学改革有积极的启示意义。
1.突出了教与学的双主体性关系
数学建模竞赛以师生互动为基本特点,教师的主体性与学生的主体性同时存在、互相协同,最后形成一种最优的互动关系。教师的主体性表现在:①教师是组织者。整个竞赛训练过程中的人员选拔、教学安排、分析模拟等都离不开教师的策划和严密安排。②教师是教学过程中的主导者。教师要根据学生的学习兴趣、能力及特点,不断修正自己的教育内容和方法,在发挥自身主体性同时又要开发被教育者的主体性。学生的主体性表现在:①始终明确自身是竞赛的主体。学生必须在全过程集中自己的心向系统去接受教师发出的教学信息,与原有知识体系融合、内化为新的体系。②学习过程中的创造与超越。学生要对教师所给予的信息有批判性地、创造性地、发展性地能动反映,要在相互讨论、相互启发下寻求更多更好的解答方案。
因此,这种双主体的关系是对以往教师为中心、为主体的教学方式的根本突破,这种突破的条件首先是竞赛机制和教育观念的创新和变革,这对我们数学教学改革提供了积极的启示。
2.促进了课程体系和教学内容的改革
长期以来,我们的课程设置和教学内容都具有强烈的理科特点:重基础理论、轻实践应用;重传统的经典数学内容、轻离散的数值计算。然而,数学建模所要用到的主要数学方法和数学知识恰好正是被我们长期所忽视的那些内容。因此,这迫使我们调整课程体系和教学内容。比如可增加一些应用型、实践类课程:像“运筹学”、“数学模型”、“数学实验”、“数学软件介绍及应用”、“计算方法”这些课程等等;在其余各门课程的教学中,也要尽量注意到使数学理论与应用相结合,增加实际应用方面的内容和例题,从而使教学内容也得到了更新。
3.增加新兴科技知识的传授,拓宽知识面
数学建模所使用的材料涉及范围十分广泛,要求教学双方具有较广的知识面,同时并不要求掌握各个专业领域中比较艰深的部分。这些特点对于目前数学教材中存在的内容陈旧、知识面狭窄及形式呆板等问题,具有借鉴作用。数学建模的试题通常联系新兴的学科,在科学技术迅猛发展的今天,各种新兴学科、边缘学科、交叉学科不断涌现,广博的知识面和对新兴科学技术的追踪能力是获得成功的关键因素之一,也是当代大学生适应市场经济,毕业以后走向社会的必备条件。
全国大学生数学建模竞赛组委会主任李大潜院士曾经说过:“数学教育本质上就是一种素质教育,数学建模的教学及竞赛是实施素质教育的有效途径”。因此,如果我们能逐步地将数学建模活动和数学教学有机地结合起来,就能够在教学实践中更好地体现和完成素质教育。
参考文献:
[1]李同胜.数学素质教育教学新体系和实验报告[J].教育研究,1997(6):2-3.
[2]姜启源.数学模型[M].北京:高等教育出版社,1996.1-204.
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