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1 加减文字应用题解题过程的眼动研究
加减文字题是应用加减法就可以解答的问题,也称算术应用题或和差应用题,它是小学低年级学生数学学习的重点和难点. 解决这种类型的问题,既是获得数学概念的一种工具,也是发展解答数学问题能力的重要途径. 加减文字题根据问题中的语义结构可将问题分为三类:合并题、变化题和比较题. 合并提如“甲有4朵小红花,乙有2朵,甲和乙一共有几朵?”变化题如:“甲有4朵小红花,甲给乙2朵,现在甲还有几朵?” 比较题如:“甲有4朵小红花,乙有2朵,甲比乙多几朵?”当然,这三类还有更细致的分类,这里就不再一一列举. 因为加减文字题需要阅读文本信息,需要用眼睛扫描文字信息,所以扫描过程中的眼动模式在一定程度上可以反映出个体的心理加工过程. 因此,一些研究者就通过眼动记录技术来揭示自下而上的言语加工特点. 在Hegarty等人(1995)的研究中,他们比较了成功解题者和不成功解题者的眼动模式,发现不成功者花费了更多的时间注视关键信息,如数字和关系术语(比…多或比…少). 于素红等研究了小学三年级聋生和听力正常的学生表征和解决加减文字题的差异,结果发现在解决加减文字题时,聋生与听力正常学生在阅读方式、注视关键信息上有显著差异,很多聋生阅读没有规律,漏看文字的关键信息,而且聋生解决加减文字题的困难与其不能正确表征文字题的文本有关. 由此可见,能否注意到关键信息对解题非常关键,对关键信息的正确表征有助于应用题的解决.
在加减文字应用题的研究中,比较应用题的研究算是比较多了. 比较应用题是指题目中包含了1个关系句并用关系词对2个量进行比较的应用题. 根据关系词与算法的不一致分为一致应用题和不一致应用题. 研究发现,高正确率解题者解不一致问题所需的时间显著多于一致问题;低正确率解题者解一致应用题和不一致应用题所用时间相同. Verschaffel等人用眼动分析法验证了上述结论. 通过查阅相关文献发现,大多数学者认为是上述情况是由于个体对关系句的表征错误,而不是在操作阶段的计算错误.
Hegarty等人根据眼动研究结果提出了比较应用题的两种表征策略:直接转换策略和问题模型策略. 有研究表明:学生在解决数字的运算上没有困难,但是学生不能把这种能力迁移到文字应用题上. 因为学生在解决数学文字题时主要涉及两个步骤:表征和操作. 学生在数学应用题解题过程中的困难在于其对问题的表征,而不在于操作上. 而表征的困难在于理解条件关系上. 理解条件关系的困难在于使用了直接转换策略,而没有使用问题模型策略. 所谓直接转换策略就是当面对数学应用题时,个体首先从题中选取所含数字和关键词,然后对数字进行加工,它强调对量的推理,即运算过程. 问题模型策略是指当个体面对数学应用题时,试图理解问题情境,然后根据情境表征制定计划,其中强调对质的推理,即理解问题中条件之间的关系,不受关键词的影响. 一般来说,成绩较好者多采用问题模型策略,成绩差者多采用直译策略. 可见,表征是解决问题的关键.
张锦坤等研究了大学生解决三步比较应用题的表征策略. 结果发现:大学生被试解三步式比较应用题存在直译策略和问题模型策略;解题正确率高者解难度较大的应用题时倾向于对应用题的情境进行加工,即采用问题模型策略,正确率低者未表现出这一倾向,往往采用直译策略.
冯虹(2007)等对不同年级学生解比较应用题过程中的解题成绩和眼动指标进行分析. 发现:随着年级的增高,学生解题过程中的各种眼动指标――平均注视时间、注视次数、相对注视次数之间的差异逐渐缩小;解题时数学成绩优生与差生的眼动模式差异显著,成绩优生在表征“关系句”、“关系词”和“数字”时眼动模式与数学成绩差生差异显著,解不一致性题目的眼动指标差异显著. 为什么随着年龄的增高各种眼动指标之间的差异逐渐缩小呢?或许是随着年年级的增高,学生能够从整体上把握信息,除了关注题目中的“关系词”之外,还会注视题目的其它相关信息. 高年级学生已经不再满足于表征题目的表面信息,更注重了题目的整体结构,根据题目所描绘的情境来构建数学模型. 也就是随着年级的增高,学生可能更倾向于建构问题模型策略,在对问题的来龙去脉有了清楚地了解之后,语义表征就起了关键的作用,这样,学生就可以利用已有的知识经验来建立语义网络.
研究还发现,一般情况下,学习成绩优生对“关系词”的注视时间长于差生,对“数字”的注视次数显著少于差生. 这可能说明优生注重分析“关系词”的结构和两个量之间的数量关系,充分地理解了题目描述的问题情境,然后才选择注视题目中的“数字”,完成解题任务. 而差生没有进行正确的语义和次序上的转换,较少关注“关系词”,直接把题目中的数字与“关系词”相联系,因而导致了较低的正确率. 所以,这就给我们一个启示:教师在教学过程中要注意训练解题差的学生首先判断“关系句”的语义结构和表述顺序,对于正向表述的“关系句”可直接根据“关系词”来选择算法,而对于负向表述的“关系句”,要在转换“关系句”表述顺序的基础上,重新建构“关系词”,并以此来选择算法.
2 几何应用题解题过程的眼动研究
解几何应用题是一个复杂的认知过程. 解题者通常要经历读题、构建图形、在已有图式中搜索、从记忆中提取相关信息、推理、计算等过程. 几何研究的主要对象是“图”,所以图形在几何解题中起着很重要的作用. 几何题的加工对象多是角、线段、图形和相关的文字. 图形的直观性可以使解题者很容易发现各基本元素之间的关系,有助于问题的解决.
当前,对几何解题过程中的认知加工和眼动指标之间的研究还不是很多,但是会经常看到几何图形推理的眼动研究. Bethillo Fox等人发现在几何类比题目中有两种问题解决策略:规则建构策略和选项剔除策略. 规则建构策略是个体根据问题情境主动建构理想答案,然后把理想答案和各个选项相比较,选择最符合的选项. 选项剔除策略是个体在选择前,反复看题干和选项,按一定的规则剔除不合适的选项. 一般来说,成绩高者更倾向于规则建构策略,成绩低者较多地选择后者.
Epelboim等人提出了一种量化的模型――动眼几何推理引擎(OGRE)模型. 其核心内容是视觉工作记忆,它负责对视觉感知到的内容做短时储存. 储存的视觉对象是有意义的并与当前的任务背景有关. 记忆映像进入视觉工作记忆的机制就是动眼扫描,遗忘的机制就是当前扫描的对象和已存在于视觉工作记忆中的对象之间产生了干扰. 该模型认为几何解题过程中视觉工作记忆容量是一个常数. 它的原理就是某个新元素的记忆映像添加到视觉工作记忆中,原来存在的某个元素的记忆映像就会被覆盖. 用该元素的记忆映像被覆盖的概率就可以估计视觉工作记忆的容量. 视觉工作记忆容量的大小与题目的复杂程度无关. 由此可见,该模型可以解释几何解题过程中的眼动规律并估计视觉工作记忆容量. 但过程很繁琐,只适用于解释简单几何题的解题过程,不适用于解释复杂的几何题(如平面几何证明题、立体几何题等)的解题过程.
3 总结
数学应用题心理表征的研究内容正在进一步拓展和加深,研究手段也日益精确化和科学化. 国外对数学应用题解题过程的眼动研究从20世纪60年代开始至今将近50年,而且随着眼动技术的发展,有更多的研究者将参与到这一领域的研究. 在我国,有学者用眼动指标在汉语阅读方面做了一些研究,并取得了一些研究成果. 但是对数学解题过程的眼动研究涉足还很少,几何题更少. 而且,目前已有的眼动研究中使用的眼动指标也很少,有的眼动指标定义得不是很明确,如瞳孔直径. 所以还需要更多的研究者来关注这个方面,加强这一领域的研究. 该领域的研究可以帮助人们更加清晰地了解儿童表征数学问题的特点及内在机制,掌握儿童数学思维变化的规律.
此外,应用题的教学一直是教师比较头疼和关注的. 深化对数学问题表征的研究,深入分析学生解题过程中的认知加工过程,可以试图寻找应用题教学中的突破点,这样教师就可以以学生的心理特点为基础,抓住学生的认知特点,寻找合适的教学方法,采用适当的教学方式、教学材料,创设问题情境,让教育能够走在学生心理发展的前面,通过教育促进学生身心的发展,对于提高数学教学效果也有深刻的指导意义.
参考文献
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[6] Just M, Carpenter P A. The psychology of reading and language comprehension. Allya and Bacon. Inc.1987,370-375.
新课程十分强调数学与现实生活的联系,因此教学时多从学生熟悉的生活情景和感兴趣的事件出发,为他们提供观察和操作的机会,使他们有更多的机会从周围熟悉的事物中学习数学和理解数学,真正体会到数学教学来源于实际生活,而又应用于实际生活,从而提高学习数学的兴趣与效率。下面谈谈我在数学教学过程中的几点体会。
一、培养学生良好的学习兴趣
兴趣是学生学习中最活跃的心理因素,兴趣是学习成功的秘诀,是获取知识的开端,是求知欲望的基础。学生对数学学习有兴趣,学习效率自然很高。为了培养学生学习数学的兴趣,在设计教学例题和练习时,我们可以有意识地将学生感兴趣的生活经验和教学内容联系起来。例如,教学三角形的稳定性和平行四边形的不稳定性时,课前让学生先各自做一个三角形和四边形,课内让学生通过拉一拉、扯一扯,使学生亲身感受到,三角形不容易变形,而四边形很容易变形。对于这样的对比实验,学生的印象比较深刻,并从中感觉到数学的确很有趣,于是学习数学不再是难题了。又如,学习正负数时,让学生联系气温的变化情况,引出学生熟悉的、感兴趣的温度计,在对温度计的直观感知下,学生不难得出正负数的概念,进而得出数轴的概念。这样,学生就对数学产生了浓厚的兴趣,对所学内容就很容易理解和掌握了。
二、重视课堂成效
课堂教学活动是教师与学生共同参与、双边互动的过程。数学教学中如何培养学生的参与意识,让其主动参与到数学教学活动中去,并使他们主动获取知识呢?这就要求教师在组织课堂教学的过程中,努力创设情境激发学生的参与意识,积极创造条件为学生提供参与的机会,让学生能积极主动地参与课堂教学的全过程。例如学习新授课时,创设适当的问题情境引入新课。俗话说:“良好的开端是成功的一半。”唤起学生的求知欲是开展教学活动的第一步。创设生动的问题情境,能激发学生的好奇心,让学生积极主动地投入到探索活动中,去体验数学、应用数学,真正成为数学学习的主人。
在教学中通过有效的教学活动,让每个学生通过动手操作、自主探索、实践应用等主体活动找到解决问题的好方法,给学生创造充分表现的机会。例如:课堂上出现的疑点、难点先让学生分组讨论,然后由组长汇总讨论结果,再由组长发言,最后由老师概括总结。这样,可以激发学生的求知欲,更重要的是学生可以找到获得新知识的方法。传统的教学方式通过“题海战术”来达到巩固训练的目的,唯恐某题讲不到,因此学生的作业量相当大,负担很重。而现代教学理念提出要向课堂40分钟要质量,实现高效课堂,减轻学生课业负担。因此在课堂教学中要注重利用一题多法、一题多变来提高学生的学习兴趣,激发学生的思维,从而既完成对所学知识的巩固训练,又培养学生分析问题、解决问题的能力。
课堂是学生互动的最好场所,所以老师和学生要有默契。老师能使学生掌握方法,而课堂互动能拓宽学生的知识面,开发学生的创造性思维。在课堂中老师应多联系现实的东西,这样才能有利于学生加深理解。学生也要积极参与,使教学活动的效果得到充分体现,实现高效课堂。
三、帮助学生制定学习目标
俗话说:十个手指不同长,一母九子各不同。在一个班级里有那么多的学生,更是各不相同,须因材施教,才能提高学生整体水平。教师根据学生的实际水平帮助他们制定出符合自己的目标,目标不能太高,太高了不容易达到,达不到的话容易挫伤他们学习的积极性,时间长了就会对数学学习失去信心,从而放弃学习这门课;当然目标也不能太低,太低了不费力就很容易达到,这样容易造成理解偏差,认为数学太好学了,不学都可以达到目标,时间一长,对这门课的知识点就不能够深入理解,和其他学生就拉开了差距。所以,每个学生要根据自身的实际情况制订切实可行的目标和计划,这样才能有方向、有计划地进行学习。
四、鼓励学生在探索中去学习
波利亚指出:“学习任何知识的最佳途径是自己去发现,因为这种发现理解最深刻,也最容易掌握其中的规律、性质、联系。”学生的潜力是无穷的,老师要加以引导使其得到最大限度的开发。从而引导鼓励学生主动地从事观察、实验、猜测、推理与交流等数学活动,在“探索”中学习数学。如在学习三角形的特征这节课时,我把剪刀这一小小工具运用在整个学习活动中。我先示范剪出一个等腰三角形,学生跃跃欲试,学着老师剪出一个等腰三角形。然后同桌讨论:这个三角形的边有什么特点?它的角又有什么特点?接着又在这个三角形中剪出一个等边三角形,再观察:这个三角形的边有什么特征?它的角有什么特征?学生通过折折剪剪,自然会去思考为什么要这样折、那样剪,从中领悟到其实质意义,因而更加深了对这一知识的印象,从而提高了动手能力,增强了学习自信心,提高了自主学习能力。
一.高效率的数学教学过程是有效研究数学新课程,对学生实施知识教育的过程
在传统教学中,教材被理解为规范性的教学内容。教师在教学中只要按教学大纲传授教材内容即可。然而,现在的课改,对教材进行了较大的改动,课程内容、体系发生了较大的变化。课程的内容及意义本质上来说对所有教师与学生都不同,他们有着各自的理解。而且就数学而言,数学学习中的“再发现”比其它学科难。所以需要教师以“学生发展为本”重新有效地研究新课程,重组、活化教学内容,有效实施知识教育,以满足学生成长、发展需要。
二.高效率的数学教学过程是师生密切配合的一个双边活动的创造性的劳动过程
如何正确处理教学过程中教与学的关系,是各派教学理论长期争论不休,有待进一步探讨的问题。“传统教育学派”把教师摆在教学过程的中心位置,强调教师的权威性与主导作用;而“实用主义教育学派”则把学生摆在教学过程的中心位置,强调学生的自主性与能动作用。其实不论是教师中心论还是学生中心论,它表现为以教为中心,学围绕教转,要么就是先教后学,学会简单复制所学知识。事实上,教学过程是通过师生密切配合使学生由少知到多知,由低素质到高素质的矛盾转化过程。而促进这一对矛盾转化的外因是教师的“教”,内因是学生的“学”。外因是转化的条件,内因是转化的根据。外因只有通过内因才能起作用,内因也只有一定外因的影响才能起作用,二者缺一不可。因此,教学效果的优劣,完全取决于教学过程中师生双边活动的相互效应。再从新课程标准来看,它也强调了教学过程是教师与学生在平等基础上的交往、互动,从而使师生双方达到相互交流、沟通、启发、补充,实现共同发展的过程。
三.高效率的数学教学过程是让学生思考、体验,从而进行素质教育的过程
传统的数学教育,几乎始终把教育目标放在了“传授知识”、“双基”、“三大功能”上。也就是把数学教学单一地理解成是知识的传授与技能的训练,学生在教师预先设计好的“轨道”上学习,一切尽在教师掌握之中,丧失了教学过程中学生的能动性、创造性和应有的情感性。这样培养的结果往往是“高分低能”。新课程强调教学的过程,强调把“思考还给学生”,目的是让学生经历知识发生、发展和形成结论的丰富、生动的思考、探索过程,从而在这个过程中有效培养和锻炼数学思维能力,获得积极地情绪生活和愉悦的情感体验,提高综合素质。
四.高效率的数学教学过程是一个发展的过程,而且是通过学习数学知识有效发展学生智能的发展过程
笔者认为,数学教学过程中的发展,大体可分为三个层次。第一个层次是学生知识领域的扩大,认知结构由简单到复杂,由低级到高级的发展。这里要强调指出的是:仅仅是数学知识的简单积累,还不是真正的发展,必须是学生在现有认知结构的基础上,从知识体系的内在联系上进行新似的构建才是发展。
第二个层次是学生数学素质的提高。数学素质虽然也包含了数学认知结构,但主要是体现在学生的数学观念,数学的思想方法和思维方式,也就是人们常说的数学头脑。
第三个层次是学生的应用能力、创造能力和发现能力的发展。在我国有很多数学工作者重理论轻实践,表现在数学教学上就是不少数学教师只重视理论数学而轻视应用数学,不乐于、也不善于引导学生把所学得的数学知识综合应用于解决实际问题。新课程中出现了许多与实际联系紧密的内容,这无疑对这种教学有所冲击。但我们还是要转变观念,培养学生应用能力。对于学生的创造和发现能力的培养,不能只停留杂器对前人已知的再创造发现阶段。新课程中,出现了研究性课题,这些对学生创新能力的培养是大有好处的,教师在教学中要通过设问、启发给学生造成一种好奇、探索的心态和跨进新知识领域时感受到一种发现“新大陆”的惊喜情绪,培养学生去发现新天地的勇气和能力。
迁移是指在一种情境下学到的知识能用来解决新情境下的问题。我们是否能够迁移学到的知识?迁移情境与学习情境要有多大的相似程度?迁移与内容有无关系?……这些都是心理学家一直以来关心的问题。由于有关迁移的研究在理论和实践中都有重大意义,因此研究者进行了大量研究,试图证明迁移是否存在。
认知迁移的有关研究是跨学科的,包括对类比迁移的研究,对(正式)学科教育原则的研究,尝试向学习者教授智力和高级技能(attempts to teach intelligence and “higher order skills”),以及评价学校教育的效果。
一、类比迁移
类比迁移的研究是在某一任务上进行训练,然后对一新任务(第一个任务的类似物)进行测试,以验证训练是否迁移到了类似的任务中。当代的类比迁移研究的结果多种多样,从表面上看有,甚至是互相矛盾的。有很多研究成功地体现了迁移,但也有很多试验没能取得成功。这里分别介绍其中的重要试验。
Gick和Holyoak在类比迁移试验中,采用经典的射线问题作为靶问题,用军事问题作为类似物,试验成功地展现了迁移。[1]在这一系列研究中,向被试提供了一个或多个故事(在一些情况中以记忆研究作为掩护),然后紧接着或者间隔几分钟后呈现射线问题。在训练阶段中用最近似的类似物作为迁移源的被试更可能找出迁移问题的解答。尽管经过多数训练的被试在没有提示的情况下都不会对先前学习的知识进行迁移,但在被明确告知要考虑训练问题后,所有被试最终都解决了问题。
另一方面,Reed,Ernst及Banerji的类比迁移研究中,研究了传教士和野人的问题(如何利用一条容量有限的小船安全渡河,要求每组中野人的数量不能大于传教士的数量)和一个类似问题(妻子与嫉妒的丈夫)之间的迁移,但多数表现的指标上都没能体现迁移。[2]
Brown及其同事也进行了一系列试验以研究儿童的类比研究,结果显示迁移只会在一些特定条件下产生。Brown的一个试验表明儿童能够迁移原理,他们可以将“动物皮毛用拟态作为一种防御机制”的原理从一种动物迁移到另一种动物。[3]当儿童在因果关系的层次上理解事物,而不是仅仅学会重复某种行为的时候,他们的迁移最成功。也就是说,在形成了深层而非表层的理解之后,儿童才会进行迁移。
很多其他的研究者也得到了类似的结论,他们还研究了何种训练方式最有助于形成这种深层次的理解。Catrambone和Holyoak采用对照问题的试验方法,从促进迁移的众多实例中归纳出一个普遍模式。[4]Needham和Begg发现问题定向的训练(例如,尝试解释)比记忆定向的训练在问题解决任务中会带来更多的迁移。[5]Halpern,Hansen和Riefer的试验提高了被试从学过的段落中做出推理的能力,训练材料中包含有远类比,强调了深层次、结构化的加工过程。[6]Halpern等人的研究中,被试没有从近类比中得到帮助,研究者认为这可能是因为被试理解近类比所需的努力没有理解远类比所需的努力多。Reed和Saavedra的研究结果表明,需要较多发现方法(discovery method,即加工的具体程度和需要做出的努力)的任务(提供计算机刺激和反馈)比消极任务(观察计算机呈现的图形)和较抽象的方法(进行计算)更能提高表现。[7]
在另外的类比推理环境中,Schliemann和Nunes研究了缺乏教育的巴西渔夫,同样也揭示了从捕鱼问题向其他问题的成功迁移。[8]有一些经常解决捕鱼问题的渔夫,尽管受过正规教育,但也不会使用在学校里学到的程序,而是以直觉启发式来解决此类问题。Schliemann和Nunes还研究了在校学生,尽管这些学生能把他们日常经验(研究者认为这是在反复的购物交易中形成的)迁移到比例问题中,但他们却不能很好地将数学课向渔夫们能解决的海食品领域的问题迁移。
还有一些研究中被试在迁移任务中的表现比他们不进行先前的训练任务时的表现还差。这种效应叫做负迁移(negative transfer),在顿悟和类比问题中都曾出现。负迁移出现在顿悟问题中的一个著名案例出自Luchins的一项研究。[9]他给被试若干不同容量的水杯,让被试用三个水杯量出一定量的水。Luchins发现如果事先向被试提供需要的训练问题需要运用的算术运算越精细(例如,要得到18盎司,他们就得进行B-A-2C的运算),他们用最直接的方法解决较简单的迁移问题的可能性就越小。换句话说,他们没有进行理想的迁移。根据Halpern等人的特质重叠理论(feature overlap theory)[6],这种过度迁移在较接近的环境中比在差异较大的环境中更容易发生。因为在较接近的环境中表面特能和深层特征都有共同之处,这就使得被试只在表面上寻求两种条件下所需公式的匹配,而不再进一步寻求解决办法。相反,在差异较大的环境中,源问题与靶问题表面上没有共同特征,只有共同的深层特征,这使被试努力加工源和靶直到发现潜在的共同特征,从而得出最经济的解决办法。
总之,有关类比迁移的研究的得出了不统一的结论,有很多试验成功,又有很多失败,有很多研究在不同的条件下得出了不同的结论。
二、正规学科
检验正规学科的教育信条(doctrine of formal discipline)的研究也提供了关于迁移成功和失败的证据。Lehman等人进行了一系列研究,检验教育可以建立通用的可迁移的推理技能的教育信条。在一项调查研究生教育的益处的研究中,Lehman等人发现了对一些学科的成功迁移,以及对另外一些学科的失败迁移,并得出“对正规学科的假设是正确的”[10]的结论。他们假设有逻辑的但与具体知识领域无关的规律,比学科领域内的实用性推论更加普遍和抽象。VanderStoep和Shaughnessy对本科生进行了类似的研究,研究中他们发现研究方法的课程的学习会给现实生活推理带来好处。[11]他们把研究发现作为了某些普遍的思维技能教学可迁移的证据。
Fong等人研究了学习了有关对统计问题的日常推理形式的统计课程的学生。[12]调查是以有关运动的家访的形式在电话中完成的,因此调查具有不同的媒介和表面目的。在学期末接受调查的学生的表现比在学期开始就接受调查的学生表现好。这说明了学习到的知识成功地迁移到了不同的环境中(从学校环境迁移到了家庭环境)。但研究者无法解释为什么学生对有的问题能够成功迁移,有的却不能。
三、学校教育的影响
与迁移问题相关的第四个研究领域是正规学校教育对迁移的影响。学校教育确实显示出一些对迁移的有利之处,尽管所迁移的技能的真正本质还不清楚。
如果学校教育有助于方法的学习,而非直接教授的知识的学习,就应该解释为迁移。学校教育的成果得到了研究的证实。Ceci和Williams发现是学校教育提高了智商,而不是高智商导致更多的教育[13]。他们研究了受教育程度不同的个体,这些个体受教育的程度不受自己控制或者与智商无关,如由于家庭地处偏远而无法上学,由于注册截止时间不同而进入不同学校学习,由于战争学校关闭,留在学校以躲避征兵,等等。结果表明,当同龄人都在校学习,若个体不在校学习,他的智商就会降低。另外,学校教育不光可以提高智商,还增加收入[13],说明向校外环境迁移可能更多受到个体性格(如动机和气质因素)的推动。
尽管没有试验证据,但研究者们普遍认为学校教育中的知识是可以迁移的。
参考文献:
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[6]Halpern D F,Hansen C& Riefer D.Analogies as an aid to understanding and memory.Journal of Educational psychology,1990,82:298-305.
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【中图分类号】G642.1【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2014)4-0246-02
1 序言
教学是以课程内容为介质的师生双方教、学的共同活动,以促进学生的身心发展为目的,注重知识、技能的掌握与传授。课堂教学是高校最基本的教学单元,它是一种有领导、有组织的教学双边活动。一般可以分为教学、评价和管理三个方面。管理贯穿于整个课堂教学的过程中,是教师凭借心理学、管理学的知识和技巧,对课堂教学的运作进行计划、组织、调节、指挥、监督和决策。
2 现状分析
创造积极的课堂学习气氛便于教师对课堂教学过程进行管理。制定了基本的课堂常规以确保正常的课堂教学秩序,精心准备的教师的教学内容,我们是否能够获得良好的教学和优异的成绩?学生是教学和学习活动的主人与决定成败的关键。这就要求老师在课堂上激发学生的学习兴趣营造积极的学习氛围,并积极参与教学活动,努力创造学生学习的成就与乐趣,鼓励学生努力克服学习上的困难和挫折,真正从“要我学”变成“我要学”。
3 管理策略
在当前大规模在线课程、精品资源共享课程的冲击下,为了更好地对教学过程进行管理,教师还可以从以下几个方面着手工作:
3.1 深入了解教育对象,做益友
掌握学生的情况是课堂管理的基础。毕竟只有学生才是教学活动的主体。因此教师应当把自己置于学生的地位,设身处地去体会学生的状态与需求;平时应主动和学生谈心、交流,了解他们的学习动机、态度和期望,听取他们的各种想法和意见。比如通过收集学生对“我心目中的数学老师”的描述,让我们了解到学生普遍喜欢知识渊博,讲课生动形象,富有激情和幽默感,平易近人,能和学生交朋友的老师;而不喜欢老师抽烟,衣着不整、无精打采,处事不公正。
3.2 坦诚面对受教学子,做良师
课堂教学的过程是师生思想共鸣、情感交流的过程。在这一过程中,由教师和大多数学生的共同态度和情感的优势状态所形成的课堂气氛,是课堂教与学活动的心理背景,对课堂教学的效率有着很大的影响。良好的师生关系和理性的教师权威,不仅有助于教师传授知识,而且满足了学生对教师、对课堂的心理期望,更有利于学生的学习。学生中的优秀群体,对其它学生的学习动机、态度和价值观有着一定的影响。
3.3 优化提高教学效率,做航标
“有时好的开始,可算是成功的一半”。每一节新课的导入,都应当像磁石一样,牢牢吸引学生的注意力和兴趣。这就要求教师结合学生的心理特点,或讲述科学趣闻、名人佚事,或介绍学科的最新发展、社会实践的迫切需要,或是就具体教学内容结合实际生活背景,提出值得探讨,富有趣味的问题等。目的是使学生产生出浓厚的兴趣、强烈的求知欲、高涨的学习热情,把学习活动真正变成学生自己的需要,学生的注意力自然就会集中到课堂上来,然后适时地抓住时机进行教学活动。
注重紧扣教学内容的课堂提问。课堂提问是教学的重要环节,它是一种手段又是一种艺术。通过提问,可以激发兴趣等、了解学生的情况。随堂提问可以促使学生集中注意力,紧跟老师的讲授,积极开动脑筋、自主思考;复习提问可以检查学生对已学知识的掌握,为新内容的学习作准备;小结性提问可以训练学生自己去整理已学习过的知识,提炼、归纳一些方法和技巧。同时提出问题要有针对性、因人而易、控制难度;一般使学生能够圆满回答,以利于增强学生的自信心和积极性;但要注意避免诸如“对不对”、“是不是”之类的不假思索的简单问答,以及借提问惩罚学生。与此同时,在数学课上,课堂练习也是必不可少。此时指定个别学生上台板演习题,同时要求台下的学生演算完后检查黑板上答案的对错,然后由老师评定。这样既可以节约时间,提高学生的动手能力和参与性,还能够对可能出现的问题给予订正。
参考文献:
中图分类号:G434 文献标识码:A
一、问题的提出
现代远程教育以其对象的广泛性、内容的多样性和学习形式的灵活性在实施终身教育和建设学习型社会中发挥着重要作用。由于远程教育教与学的时空分离特性,学生作为远程学习过程中的主体,具有个性化的个体特征,如个人的兴趣爱好、知识背景以及从事的专业工作等等,这些个体特征都将对学习效果产生一定的影响,因此有必要充分了解学习者的特征,以便有针对性地进行教学设计、提供教学资源以及提供有效的学习支持等实际工作,实现有效提高远程学生学习效果、全面提高远程教育质量的目标。
二、对远程学习者特征的研究情况综述
(一)远程学习者特征理论分析
远程开放教育学习者是网络学习者的重要组成部分,其学习者特征是指影响远程学习者学习过程有效性的来自外部环境和学习者生理与内部心理的各个方面,即学生获得知识、技能和态度时的各种特征(征象)的总和,包括心理特征、生理特征、学习需求特征、学习动机特征等多个方面。何字娟对远程学习者特征的文献研究分析后,从人口学、心理、支持性和策略四个维度对网络学习者的特征进行了详细分析。李文剑将远程开放学习者的特征要素归纳为准备性特征、策略性特征、人口学特征和环境特征四个方面。
(二)远程学习者特征调查分析
部分学者通过问卷调查、访谈的方法对远程学习者特征进行了调查分析,如张伟远、胡军通过问卷调查的方式从远程学习者来源、学习动机、学习方式、学习障碍、寻求帮助途径和教育技术资源的了解及应用六个方面对学习者特征进行调查分析。孙昭磊在其硕士论文中总结归纳了国内外学者七种典型学习者特征及其模型,进而提出远程学习者特征的几个关键要素,包括学习者的基本特征、学习动机、学习策略和学习障碍。通过问卷调查的方法对远程学习者的特征进行了调研分析。查文英、顾凤佳通过对上海电视大学2003至2009年连续七年的新生调查数据进行统计分析,从成人学习者特征变迁的角度分析了成人学习者的基本人口特征、学习目的、获取信息途径、学习时间和形式变化几方面的特征,从而探索其给远程教育学院带来的启示。
(三)远程学习者特征模型构建
我国最早较为全面的提出远程学习者特征模型的是丁兴富,他在中国香港公开大学主办的亚洲开放大学协会第12届年会上宣讲的论文“远程教育学生的一种理论分析体系”从七个维度对远程学习者特征进行了分析:有关历史和现状的一般资料;有关生理的、心理的和行为的人口学资料;有关教育的、经济的、政治和宗教的、民族和种族的、社会和文化的社会学资料;有关家庭的、工作单位的、交通的和通信的地理学资料;有关学习时间、学习地点、学习设施和通信条件的情境状态资料;有关目标取向的经济学和就业动机、经济上和生理上的弱势群体以及社会心理学的动机动力资料;有关对远程教育院校、对学习者人生和社会生活、对学习者自身以及来自社会各界的观点和评价资料。
王迎等人根据人的发展由“内源”和“外源”共同作用的基本理论,从人口学特征、支持性特征、动力特征和策略特征四个方面考察了远程学习者特征模型的组成成分,并在此基础上提出了远程学习者特征四元特征(DSMS)的理论模型。陈丽等以学习的信息加工理论、科尔布的经验学习理论和荣格的人格特征类型理论为基础,结合生理、社会、心理三层面上的学习风格特征形成了中国远程学习者学习风格的三维模型,包括生理维度、经验维度和心理维度。
(四)远程学习者特征分析体系构建
传统教学中的学习者特征分析是通过教师在课堂教学活动中对学生进行观察、测试来完成的,而在网络远程学习环境中,教师与学生通过网络学习平台交互代替现场交流。因此,传统的学习者特征分析方法不能实现对远程学习者特征的分析。应结合远程学习的特点对传统的学习者特征模型和分析方法进行改进,以实现对网络远程学习者特征的准确分析。
姜曾贺、吴战杰结合目前的教育理论,在传统的学习者特征分析体系的基础上,利用网络教育的特和新的研究成果,将分析主体(学生本人、教师、学生伙伴、其他人员、智能机器)、分析要素(智力、学习风格、学习准备、网络特征、一般信息、其他)、分析方法用一种整合模式表示出来,建立了网络环境下学习者特征分析模型,并建立相应的学习者分析信息处理模型。陈晶提出了一种将预备库与远程学习者特征分析步骤相结合的网络远程学习者特征分析方法,从整体上对学习者特征分析进行把握实现远程教学的最优化,为远程学习者特征分析提供了可借鉴的操作经验。
三、对远程学习效果影响因素的研究情况综述
(一)学生、教师以及外界环境等多个方面因素对远程学习效果的影响
张建茹、哈萨利用教育生产函数方法,将远程学习者平均成绩作为其学业表现的教育产出变量,将学习者个人特征及其学习环境特征作为教育投入变量,利用计量回归分析对教育投入变量与产出变量之间的关系进行分析,即分析了远程教育形式下,远程学习者特征及其学习环境特征对其学业表现的影响,试图找出了少数民族远程学习者学业表现相对弱势的原因。王永辉以成人学习的知识、动机、能力、环境这四个方面为基本框架,通过调查问卷的形式对电大学员进行调查分析,结果显示多数学习者具有参加网络学习的基本条件,但还缺乏高绩效(即好的学习效果)的学习能力,自身原因是引发学习低效的主要原因。
(二)成人学习障碍对远程学习效果的影响
成人学习障碍是指对成人学习活动起到阻碍作用的一系列因素,这些因素来自于学习者自身以及学习环境,包括生理、意向、态度、信息、环境等多方面。学习障碍的存在严重阻碍了成人的学习,而对这些障碍因素提出有针对性的调控策略,有助于成人学习者在自主学习的过程中自如应对这些障碍,提高其学习效果。
李传银等深入分析了个体身心发展障碍(生理机能障碍、意向障碍、情感障碍、经验的负面影响、学习需求与动机障碍)和社会障碍(信息障碍、机构障碍和环境障碍)两个方面对成人学习效果的影响,并提出了克服学习障碍提高学习效果的对策。张梅芳在其硕士论文中通过问卷、个案以及访谈的方法得到成人教育学校和学员的基本状况,从心理障碍、外部环境障碍、信息障碍和办学机构障碍四个方面分析了其对学员学习效果的影响,最后提出了提高学习效果的对策。
(三)远程学习者非智力因素对学习效果的影响
人的学习是一个由智力因素和非智力因素相互影响、共同起作用的过程。研究表明,正常人之间的智力状况相差无几,对学习效果起决定作用的是非智力因素。非智力因素包括学习动机、情绪和情感、意志、学习行为等多个方面。
学习动机是引起学生学习的内在驱动力,维持着学生的积极性和主动性,在保证和提高学习效果方面起着关键作用。在影响成人远程学习的各种因素中,学习动机是关键因素。因此,姚韵红研究了远程学习环境下成人学习的需求、动机类型及其发展水平,探讨了学习动机对远程教育学习效果的影响,并提出了激发学习动机以促进远程学习效果的策略
张晓春对学生情绪的研究结果认为影响成人学生情绪的因素包括学习环境、学习焦虑、学习能力以及学习动机和需要等,学生情绪与其学习效果之间存在着密切的关系,在平时的学习中要注意最大限度的激发学生的积极情绪,促进其学习。
王春旸在其硕士论文中界定了收集信息、加工信息、信息、交流信息和使用信息者五种学习行为,并对其与学习效果之间的关系进行了分析,最后从信息加工深度、加工层次、认知风格三个维度建立了网络远程教育学习行为的三维分类模型,分析了模型中典型学习行为对学习效果的影响程度。
(四)远程学习者特征对学习效果的影响
研究表明,远程教学机构在提供丰富的学习资源以及教辅人员对学习者的支持到位将显著提高学习者的学习成绩。教师的教学方法符合学习者的学习特征也能有助于学习者得到显著更高的成绩。因此,远程教育机构要想设计出符合学习者特征的教学资源和学习支持服务,进而提高远程学习者的学习效果,就必须对远程学习者特征进行分析,对远程学习者特征与学习效果之间的关系进行研究。
刘儒德、江涛在深入分析了学习者先前经验、学习动机与元认知能力、学习风格和其他的某些个性特征对网络学习效果的影响后,得出只有网络学习的环境和过程与学习者的个体特征相匹配,才能与学习者产生良性互动,产生最佳的学习效果。张红艳,焦宝聪从专业实验、班级实验和课程实验三个角度对学习者特征对学习绩效的影响进行了比较研究,最后针对研究结果提出了提高远程学习绩效的方法。
四、思考及建议
通过对远程学习者特征、远程学习效果以及二者之间的关系的研究情况进行了梳理和分析,了解了当前远程学习者特征以及远程学习效果的研究现状,并对其进行了进一步思考。
(一)关于远程学习者特征的研究
学者们从最初研究简单的人口学特征到目前研究人口学基本特征、学习动机、学习策略、学习障碍、学习环境等多方面的特征,已将远程学习者特征几乎全部包括在内,并且建立了远程学习者特征模型。但是研究方法局限于文献分析法、问卷调查法、访谈法和个案分析法等,缺乏必要的统计分析方法。另外,大部分学者只对远程学生的人口学特征进行了实证研究,只有少数学者对学习动机、学习策略、学习障碍等多方面特征进行了实证研究,实证研究的力度需要加强,并且选取的学习者特征各有侧重,学习者特征模型有待于进一步规范、统一。
(二)关于远程学习效果的研究
由于影响远程学习效果的因素是多方面的,包括学习者自身因素、教师因素、外界环境因素等,每个方面又包含很多更加具体的内容,因此对远程学习效果影响因素的研究较为复杂。目前对远程学习效果研究的文献数量不多。学者们在研究远程学习效果的影响因素时,多从宏观上进行研究,且影响因素选取不够全面。即使在选取单一的影响因素进行研究时,影响因素与远程学习效果之间的关系研究多数基于主观经验的分析,缺少客观的说明。
(三)关于远程学习者特征对学习效果影响的研究
专门研究远程学习者特征对学习效果影响的文献很少,并且多数研究仅讨论一两个方面对学习效果的影响作用,学习者特征的选择较为零散。由于学习者自身因素对学习效果的影响有着至关重要的作用,对学习者的特征进行充分了解,有助于远程教育机构设计开发出更适合学习者的学习平台和教学资源,提高学习者的学习效果。因此,对远程学习者特征对学习效果的影响研究方面应给予更多的关注,同时在对学习效果进行研究时应加强定量研究。
参考文献
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中图分类号:G622 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)04-340-01
为了扎实有效开展国家级课题《培养学生解决实际问题能力的研究》,新华镇小学校2013年学期初制定研究计划。
以课堂教学为主渠道,以课题研究活动为载体、以点带面,搭建科研交流平台。为培养学生解决问题能力的提高为宗旨,大面积提高学生学习数学质量。
引言
苹果富含维生素,是我国主要的水果之一,规模居世界首位[1]。目前苹果的采摘主要靠人工,既耗时又费力,作业环境差,更重要的是,采摘过程比较危险。在苹果的采摘季节,还会造成采摘苹果的用工紧张。因此,发明和制造苹果采摘机具有十分深远的意义。苹果采摘机的应用,不仅可以解决以上问题,而且还可以减少采摘过程中的成本。但采摘机在采摘过程中容易造成水果和树枝得到损伤。不仅破坏了水果的品质,而且影响了树的长势,造成来年产量的减少。这是采摘机不能得到充分发展的部分原因。采摘机会遇到这些问题,主要是因为其在采摘过程中,机械臂对树枝的冲击力没有进行很好的判断、分析和回应。一般的力学研究只是对纯压缩、纯拉伸和纯弯曲进行研究并把这些研究数据作为采摘过程中采摘机的力学判断依据。然而在采摘过程中树枝不可能只受单个类型的力,以这样的数据来设计必然会出现各种问题。针对上述问题,为了获取更符合实际的力学特性。文章将着重在同时受压缩、拉伸和弯曲条件下[2],对苹果树枝所能承受的综合型应力进行研究,找到苹果树枝能承受破坏的阀值,从而为采摘机的设计研究提供更精确的数据和信息。由于文章着重介绍综合应力对树枝的影响,因此实验部分不再累赘介绍。
1 苹果树枝的力学特性试验结果分析
试验结果处理与分析:
开动试验机清零后使之缓慢匀速加载,试验的变形匀速增长,在电脑显示屏上,力的变化也是匀速增加的,在此阶段试样的变形是弹性的,如果在此阶段终止拉伸和压缩并卸载,试样仍可恢复到原先的尺寸,试验曲线将沿着拉伸压缩的曲线回到初始点,表明试样没有任何的残余变形。因此在苹果采摘时我们比较关注苹果树枝的弹性阶段可以承受的最大应力值?滓m,因为当苹果树枝所受应力?滓?叟?滓m时,苹果树枝就会受到较大的破坏,这个应力就会影响苹果树的长势,甚至影响来年的产量,因此很有必要研究其最大的弹性应力?滓m。
拉伸和压缩部分可根据:
2 模型的建立
由以上数据我们知道了使树枝产生非弹性破坏时的压缩、拉伸和弯曲应力的大小。在现实的生产过程中,通常要对生产过程建立数学模型,但是,现实的生产过程往往极其复杂,很难使用合适的模型来描述,由实验可得到大量数据,建立输入输出模型,偏最小二乘法比较适合本题[3-7]。为了建立使树枝发生非弹性破坏时三者应力的关系。我们可以用压缩、拉伸和弯曲应力分别为x1、x2、x3。因此需要确定使其破坏的临界值。我们假设使树枝破坏时的y值为单位“1”,由此可以构建完整的偏最小二乘回归算法模型。但是在实际操作中上述的数据结构在matlab中利用偏最小二乘势必会造成最优解的结果是常数项为1,其他项的系数为0。因此我们要将数据进行二次处理,回避此种方法造成的弊端。我们将第1、2、3、8、9组数据同比例扩大1.5倍。实验结果如表2。
我们将十组的数据分别定义为e1,e2,…,e10误差波动的大小势必会影响到整个模型的稳定性,因此我们还需要求出误差的标准差。
求得的标准差为3.0277,说明系统误差不仅小,而且不会出现误差的较大浮动,说明此模型相对来说比较好。可以运用于实际的生产生活中。
4 结束语
(1)文章模型利用类偏小二乘的算法,引入压缩、拉伸、弯曲三者力学性能的关系。构造了压缩、拉伸、弯曲三者共同作用下的破坏强度准则。为苹果采摘机提供了更加符合实际的破坏强度性能指标。
(2)该准则不仅在单个强度下使用,在多个强度下依然使用(如果对强度要求不是很严格的情况)。
(3)文章建模过程按照多输入,多输出的方式,不仅为研究其他树枝提供了普遍的方法,而且为研究更加复杂的力学问题提供了参考依据。
参考文献
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由于思考的路径不同或不同的内在规律,许多数学问题会有不同的解法,学习过程中自觉地探寻不同解法,从不同的视角切入,用不同的方法思考,能使我们的知识、技能、方法在最大的范围重组运用,有利于推理能力的提高。
一、三种基本学习观
(一)行为主义的学习观
这是以巴甫洛夫、斯金纳、桑代克等为代表的刺激 - 反应联结的学习观点。行为主义的基本主张之一是客观主义一一分析人类行为的关键是对外部事件的考察。反映在教学上,认为学习就是通过强化建立刺激与反应之间的联系。
(二)认知论的学习观
20 世纪 60 年代以后,这种观点逐渐取代了行为主义的观点。布鲁纳和苏伯尔认为学习是认知结构的组织与重新组 奧织,是通过原认知结构与新的认知对象发生联系而实现的。有内在逻辑结构的知识与学生原有认知结构相联结,新旧知识相互作用,新知识在学生大脑中就获得了新的意义,这就是学习的实质。布鲁纳主张学生积极主动地发现学习,认为教学就是创设有利于学生发现、探究的学习情境,组织安排好一个良好的教学结构。而奥苏伯尔则强调有意义的接受学习,主张通过语言形式理解知识的意义,接受系统的知识,认为教学就是安排好教学结构,调动和准备好原有认知结构,并使两种结构能自然合理地发生关系。
皮亚杰把研究的着眼点由如何获得可靠知识转向了认识的发生过程。他认为知识是通过学生主动地建构才能获得的,并指出两种不同的建构方式:同化与顺应。同化即通过改造新知识使之能纳人原有知识结构,而顺应则是通过改造原有知识结构,使其能够适应新知识的学习。认知论的学习观基本上还是采取客观主义的传统,与行为主义学习观的不同之处在于强调内部的认知过程。
(三)建构主义的学习观
构建主义学习观是当代教育心理学领域中的异常革命,是学习理论从行为主义发展到认知主义之后的进一步发展。建构主义认为人们对客体的认识是一个主动建构的过程,是在已有知识基础上的“生成”过程,而不是思维对于外部事物或现象的简单的、被动的反应。一方面是通过同化对新知识的意义的建构;另一方面又通过顺应对原有经验本身进行改造和重组。建构学习不能靠死记硬背、机械模仿,而要靠理解和思考。学生靠自己已有知识经验对学习内容做出解释,使其对自己来说获得新的意义。
二、小学数学学习的过程
数学学习过程实质上是在特定的学习情境中,在教师的主导下,学生主体对数学知识的认知活动过程。美国教育家杰夫·科尔文在《哪来的天才:练习中的平凡与伟大》一书中指出:非凡的成就不取决于天赋,一是坚持不懈的刻意练习。刻意练习不同于普通练习,普通练习是重复性和无意识的,而刻意练习需要打破习惯,需要更大的专注力,并在老师的指点下,使技能、方法、思想、境界迈向更高的层次。徜徉在广远而浩荡的数学发展历史长河中,追寻大师的足迹,聆听圣贤的声音。数学是打开科学大门的钥匙,是锻炼思维的强脑体操;数学是人类最杰出的智力创造,是人类最独特的心灵创作;数学是纯美的艺术。数学家的造型与画家或诗人的造型一样,必须美,不美的数学在世界上是找不到永久地位的。置身于灿烂而丰厚的数学文化场景里,触摸数学文化的脉搏,感受数学文化的力量:辩证的知识联系,引人入胜的数学问题,具有普适性的思想,激动人心的故事;知识的理解,方法的感悟,思想的绽放,审美的引领。
三、学习迁移与小学数学教学
所谓学习迁移是指已经获得的知识、动作技能、情感和态度等对新的学习的影响。在数学学习中,如果先前学习对以后的学习起促进作用,则称之为顺向正迁移;反过来,若是后面学习能巩固促进先前的学习,则称之为逆向正迁移。如果不是促进作用,而是消极作用,则相应地称为顺向负迁移和逆向负迁移。真正有效的小学数学教学,能够帮助学生的数学学习从一个情境迁移到另一个情境,从一个问题迁移到另一个问题,从学校课堂迁移到社会生活中,最大限度地促进学生的数学学习迁移。在小学教学中,可以采用类比的方法,使学生触类旁通。当学生在学习过程中、在获取新知识技能时,觉得只是在原有知识基础上向前拓广一步,心理上便容易接受,迁移的效果就显著。
努力创设与实际相似的情境。进行适当的心理诱导,形成有利于迁移的定势,形成数学方法。构建民主、融洽的学习氛围。在小学数学课堂教学中,教师要根据教学要求和学生的特点创设活动情境,以学生讨论式、师生谈话式、学生独立探究式等多种教学模式为手段、活动为载体促使学生主体参与,让每个同学都能积极思考和自主学习,同时给予必要的学法指导;其次,教师还应根据学生的各种表现进行灵活处理,给予鼓励,提出激励;设置的问题应由浅人深,每个层次跨度不要太大,要让学生获得解决问题的成功感,积累自信心。教师只有积极创设民主、融洽的学习氛围,让学生在教师的指导下进行自主性地学习,学生的学习能力才能不断地得到提高。
参考文献
一、高效率的数学教学过程是有效研究数学新课程,对学生实施知识教育的过程
在传统教学中,教材被理解为规范性的教学内容。教师在教学中只要按教学大纲传授教材内容即可。然而,现在的课改,对教材进行了较大的改动,课程内容、体系发生了较大的变化。课程的内容及意义本质上来说对所有教师与学生都不同,他们有着各自的理解。而且就数学而言,数学学习中的“再发现”比其它学科难。所以需要教师以“学生发展为本”重新有效地研究新课程,重组、活化教学内容,有效实施知识教育,以满足学生成长、发展需要。
二、高效率的数学教学过程是师生密切配合的一个双边活动的创造性的劳动过程
如何正确处理教学过程中教与学的关系,是各派教学理论长期争论不休,有待进一步探讨的问题。“传统教育学派”把教师摆在教学过程的中心位置,强调教师的权威性与主导作用;而“实用主义教育学派”则把学生摆在教学过程的中心位置,强调学生的自主性与能动作用。其实不论是教师中心论还是学生中心论,它表现为以教为中心,学围绕教转,要么就是先教后学,学会简单复制所学知识。事实上,教学过程是通过师生密切配合使学生由少知到多知,由低素质到高素质的矛盾转化过程。而促进这一对矛盾转化的外因是教师的“教”,内因是学生的“学”。外因是转化的条件,内因是转化的根据。外因只有通过内因才能起作用,内因也只有一定外因的影响才能起作用,二者缺一不可。因此,教学效果的优劣,完全取决于教学过程中师生双边活动的相互效应。再从新课程标准来看,它也强调了教学过程是教师与学生在平等基础上的交往、互动,从而使师生双方达到相互交流、沟通、启发、补充,实现共同发展的过程。
三、高效率的数学教学过程是让学生思考、体验,从而进行素质教育的过程
传统的数学教育,几乎始终把教育目标放在了“传授知识”、“双基”、“三大功能”上。也就是把数学教学单一地理解成是知识的传授与技能的训练,学生在教师预先设计好的“轨道”上学习,一切尽在教师掌握之中,丧失了教学过程中学生的能动性、创造性和应有的情感性。这样培养的结果往往是“高分低能”。新课程强调教学的过程,强调把“思考还给学生”,目的是让学生经历知识发生、发展和形成结论的丰富、生动的思考、探索过程,从而在这个过程中有效培养和锻炼数学思维能力,获得积极地情绪生活和愉悦的情感体验,提高综合素质。
四、高效率的数学教学过程是一个发展的过程,而且是通过学习数学知识有效发展学生智能的发展过程
笔者认为,数学教学过程中的发展,大体可分为三个层次。第一个层次是学生知识领域的扩大,认知结构由简单到复杂,由低级到高级的发展。这里要强调指出的是:仅仅是数学知识的简单积累,还不是真正的发展,必须是学生在现有认知结构的基础上,从知识体系的内在联系上进行新似的构建才是发展。
第二个层次是学生数学素质的提高。数学素质虽然也包含了数学认知结构,但主要是体现在学生的数学观念,数学的思想方法和思维方式,也就是人们常说的数学头脑。
现有的对专业学位研究生培养的研究成果主要针对在研究生培养过程中存在的不同培养模式的现状进行总结,从教育理论角度阐述不同培养模式存在的必要性[1]。早期针对专业学位硕士培养的研究主要以“厘清专业学位培养模式”、“完善专业学位研究生准入制度”、“建立专业学位考核和评估机制”为主要研究方向[2],研究者对专业硕士的准入制度、培养目标、学位授予等环节进行了充分讨论。在此基础上,针对专业硕士实践教学环节的改革、设置和考核等问题逐渐成为研究焦点。《过程监测技术实践》作为控制工程专业学位研究生的必修实践课程之一,涉及自下而上的一整套监测系统的构建:包括嵌入式数据采集系统的设计及实现、基于网络或总线的数据通信、监控服务器的数据接收、存储、显示等功能,是一门具有较强实践性的综合性课程。课程涉及内容多且广,难度系数高,学生之间还存在较大的知识结构和实践经历差异。如果实践类型和考核、评价方式单一,即使同学有学习兴趣也会由于畏难情绪而不能充分调动学生的学习积极性,从而影响专业硕士研究生工程能力的全面培养。本文针对专业硕士培养过程中《过程监测技术实践》课程的实践环节教学与评价体系不完善的问题,基于专业硕士培养目标,从教学内容、课时分配、实践环节内容及考核评价方法的角度进行改革探讨。
二、课程教学中面临的问题
首先,存在教学内容多与授课课时少的矛盾。该课程至少涉及四门本科课程,作为本科课程的总结和提高,仍有许多理论知识需要讲解。如何在32学时的时间内完成授课和实践内容,必须规划好授课和实践内容,并合理分配相应的课时。其次,由于不能保证专业学位研究生在本科阶段选修了基础课程,造成学生之间的基础知识和实践能力参差不齐。《过程监测技术实践》课程作为一门专业硕士走出校门去企业实践之前的实践课程,必须能针对不同实践基础和知识结构的同学提供不同的实践内容和平台,并有相应的公平公正地评价学生对知识的掌握程度和工程实践能力的体系和标准。最后,专业学位研究生由于需要到企业实习半年,一般要求其所有课程在一个学期内完成,从而导致其学习非常紧张,课后难以保证有大量时间用于课程实践,因而要求课程实践内容不仅要完整还要紧凑,否则难以保证教学质量。以上是在《过程监测技术实践》课程教学实践中所必须要考虑并解决的问题。
三、课程教学改革探讨
1.教学内容及实践平台设计。针对课程教学中的上述问题,结合过程监测中的信号特点、通信方式和完成功能,采用抽象被监测对象,突出功能实质的方式进行教学内容和实践平台设计。(1)数据采集模块。针对选课学生的不同知识结构,从MCS51、STM32和ARM处理器低、中、高三个层次介绍数据采集模块(含通信接口)的设计及其基本功能的编程实现。提供基于51单片机、ZigBee模块(51内核)、STM32和ARM9处理器为核心的数据采集模块作为多样性实践平台选择,满足不同基础学生的兴趣和需求。(2)数据通信。主要介绍基于Modbus协议的RS-485通信、基于Zigbee的无线通信、基于TCP/IP协议的网络通信原理及其编程实现方法,这是目前在工业现场应用最为广泛的三种通信手段。(3)监控服务器系统。实时数据的接收、显示及存储是监控服务器系统最基本的三种功能。本部分重点介绍数据库的插入、查询等功能的实现方法。通过结合TCP/IP网络通信协议、数据实时显示程序示例,完成数据的实时接收、数据库存储等功能的编程实现。教学内容和实践平台的体系结构如图1所示。2.教学方法探讨。《过程监测技术实践》作为专业硕士的一门核心实践课程,其目标即是培养学生的工程实践能力以及理论转化应用的能力,因此采用“学习-实践-再学习-再实践”的知行合一的教学模式是合理的选择。授课采用针对典型工程案例进行分析讨论的教学模式。通过选取典型工程项目,将该工程的应用背景、工况条件以及相关要求告诉学生;然后围绕如何搭建一个完整的过程监测系统这一目标,采用引导式教学的模式让学生们根据实际工况设计出一个完整的方案,然后再一起讨论方案的合理性、可行性,最后给出相应的编程实例。通过这样的教学模式,旨在培养学生独立思考、自主学习和分析解决问题的能力。同时,由于选取的案例来源于实践,具有很强的实践性和针对性,对学生也有较强的说服力。在实践环节,要求学生在各自所选硬件平台和编程实例程序的基础上进行功能扩展和完善。在源数据(数据采集模块获取)和结果显示平台(监控服务程序)都不具备的情况下,充分利用串口/网络通信调试助手等免费软件作为调试平台和人机界面,完成系统功能的编程、调试,为加深知识的理解和工程转化搭建桥梁。
四、课程考核体系的建立
课程的考核成绩是对学生所付出努力的认可程度。一个科学合理的考核成绩,能够进一步促进学生正确认识自己对知识的掌握程度,督促学生进行再学习。因此,走好改革“最后一里路”也至关重要。本课程以实践环节为主要考核目标,强调个体能力的考评。考核内容分为三部分:第一部分为构建并实现过程参量监测系统,根据前述不同的硬件平台,按照难易程度划分四个不同评分等级的实践项目。每个学生作为一个被考核对象,可以根据自身能力选择相应等级的实践平台。该实践项目占总成绩的80%,并设定1.0、0.9、0.8、0.7作为相应的难度系数;第二部分是平时成绩的考核,包括课堂讨论、展示及发言等综合评定,该部分考核学生在平时课堂的参与性和积极性,占总成绩的10%;最后一部分是实践报告,主要论述在课程实践中的设计思路、实现方法及成果、不足之处,以及课程的意见建议等,该部分既能为每个学生精细打分提供依据,也能从学生那里获取对课程的反馈,教学相长,从而精益求精,使得该实践课程更加完善。
五、总结
采用以目标为导向、分级考核的教学模式,对于全面提高课程的教学质量,提升专业硕士研究生的实践能力有实质意义。
参考文献: