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關(guān)鍵詞:信號(hào)與系統(tǒng);數(shù)字信號(hào)處理;概念引入
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)17-0200-03
信號(hào)處理類(lèi)課程是指《信號(hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》,它們是電子信息類(lèi)的兩門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,重要性不言而喻。這兩門(mén)課程以《高等數(shù)學(xué)》、《復(fù)變函數(shù)》和《電路分析》為基礎(chǔ),以致內(nèi)容涉及較多的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)。對(duì)于初次接觸的學(xué)生來(lái)說(shuō),信號(hào)處理的內(nèi)容晦澀難懂。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,許多教育同仁在該類(lèi)課程的課堂教學(xué)方面進(jìn)行了有效的探索,我們可以嘗試以概念的引入為切入點(diǎn),在信號(hào)處理類(lèi)課程的講解中將理論推導(dǎo)和實(shí)踐理解結(jié)合起來(lái)。我們可以通過(guò)各種方式來(lái)對(duì)概念進(jìn)行引入,如“假設(shè)推理引入法”、“問(wèn)題引入法”、“比較總結(jié)引入法”等方法來(lái)將要講解的概念進(jìn)行引入,將理論推導(dǎo)和實(shí)踐應(yīng)用目的的講解結(jié)合起來(lái),這樣,一方面可以使學(xué)生更好地理解概念的內(nèi)涵和外延,另一方面可以鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
一、假設(shè)推導(dǎo)引入法
在《信號(hào)與系統(tǒng)》課程中,周期信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)分解的相關(guān)概念和公式的引入是很重要的。例如,周期信號(hào)的兩種傅立葉級(jí)數(shù)的分解形式(見(jiàn)式(1)和式(2)):
f(t)=■+■ancos(n?贅t)+■bnsin(n?贅t) (1) f(t)=■Fn·ejn?贅t (2)
雖然在之前已經(jīng)給出了信號(hào)的正交分解的相關(guān)概念;但是,很多課本在給出這兩種分解形式的時(shí)候沒(méi)有做過(guò)多的鋪墊,沒(méi)有將信號(hào)的正交分解的理論和周期信號(hào)的級(jí)數(shù)分解這個(gè)具體的例子結(jié)合起來(lái),初次接觸的學(xué)生會(huì)覺(jué)得很唐突。其實(shí),這里只須做一個(gè)簡(jiǎn)單的假設(shè)推導(dǎo),即可引入這兩種級(jí)數(shù)分解的形式。
在這之前我們已經(jīng)給出了信號(hào)的正交分解的概念,給出了完備正交基的相關(guān)概念和一些具體的完備正交基的例子;并且給出了這樣一個(gè)結(jié)論:給出一個(gè)信號(hào)f(t)n,給出一個(gè)正交函數(shù)集(?漬1(t),?漬2(t)…?漬n(t)…),可以用正交函數(shù)集的基函數(shù)的線(xiàn)性組合的形式來(lái)逼近信號(hào)f(t),即f(t)≈■cj?漬j(t),(n∞);如果正交函數(shù)集(?漬1(t),?漬2(t)…?漬n(t)…)是一個(gè)完備的正交函數(shù)集,那么f(t)=■cj?漬j(t),(n∞)。而且我們也知道,三角函數(shù)集1,cos(?贅t)…cos(n?贅t),sin(?贅t)…sin(n?贅t)…是完備的正交函數(shù)集;虛指數(shù)函數(shù)集ejn?贅t,n∈Z也是完備的正交函數(shù)集。
通過(guò)前面的分析,我們有理由假設(shè)周期信號(hào)f(t)分別用三角函數(shù)集和虛指數(shù)函數(shù)集這兩種正交函數(shù)集的基函數(shù)的線(xiàn)性組合的形式來(lái)表示(見(jiàn)式(1)和式(2)),分解的系數(shù)先假設(shè)為■,an,bn和Fn。這樣的話(huà),后續(xù)的問(wèn)題只是求出各自的分解系數(shù)就可以了。如果通過(guò)這種分析,然后假設(shè)推導(dǎo),最后求解的方式來(lái)給出傅立葉級(jí)數(shù)的分解形式,學(xué)生理解起來(lái)連貫性比較強(qiáng)。而且,有些前沿的信號(hào)分解的方式均是在該框架下完成的,比如小波分解和稀疏分解,其基函數(shù)空間分別由小波函數(shù)集和過(guò)完備函數(shù)集組成;分解的框架模式不變,只是分解的具體形式變化了,求取分解系數(shù)的方法變了;這樣的話(huà),為后續(xù)的學(xué)習(xí)研究打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
二、問(wèn)題引入法
在《信號(hào)與系統(tǒng)》課程中,在講解Laplace變換的定義的時(shí)候,如果直接給出其定義的表達(dá)式,學(xué)生會(huì)產(chǎn)生很多疑問(wèn):為什么要定義Laplace變換?Laplace變換與傅立葉變換有何區(qū)別?Laplace變換為什么還會(huì)存在一個(gè)收斂域的問(wèn)題?這些問(wèn)題的如果得不到很圓滿(mǎn)的解釋?zhuān)瑢W(xué)生理解起來(lái)會(huì)有很多盲點(diǎn)。我們可以從回答這些問(wèn)題的角度來(lái)引入Laplace變換的定義。
首先,通過(guò)前面的傅立葉變換定義的學(xué)習(xí),可以知道:①對(duì)于能量有限信號(hào)f(t),即滿(mǎn)足狄氏條件(■f(t)dt0),其傅立葉變換從理論上來(lái)說(shuō)是不存在的。但是,通過(guò)前面的學(xué)習(xí)可以知道,對(duì)于形如e■類(lèi)的周期函數(shù),其傅立葉變換可以利用奇異函數(shù)來(lái)表示;對(duì)于形如eatU(t),a>0的指數(shù)函數(shù),其傅立葉變換還沒(méi)有辦法表示。因此,可以給出結(jié)論:為了表示形如eatU(t),a>0的指數(shù)函數(shù)的頻譜特性,我們引入Laplace變換。
其次,Laplace變換是建立在傅立葉變換的基礎(chǔ)之上的。對(duì)于式(3),
f(t)=eatU(t),a>0 (3)
由于t∞時(shí),f(t)∞,其不滿(mǎn)足狄氏條件,其傅立葉變換不存在,只有想辦法將其變?yōu)樗p信號(hào),其傅立葉變換才存在。由于f(t)是指數(shù)增長(zhǎng)信號(hào),采用的方法是乘以一個(gè)衰減速率比原信號(hào)增長(zhǎng)速率更快的信號(hào),使得到的信號(hào)變?yōu)樗p信號(hào)。我們可以將指數(shù)增長(zhǎng)的信號(hào)f(t)=eatU(t),a>0乘以衰減因子e-?滓t,當(dāng)?滓>a時(shí),eatU(t)e-?滓t就成為指數(shù)衰減信號(hào),其傅立葉變換存在,即
FTf(t)e-?滓t=■f(t)e-?滓te-jwtdt=■f(t)e- (?滓+jw)tdt (4)
令S=?滓+jw,則上式可寫(xiě)為:FTf(t)e-?滓t=■f(t)e-stdt (5)
可見(jiàn),利用衰減因子e-?滓t乘以信號(hào)f(t),根據(jù)信號(hào)的不同特征,選擇合適的?滓值,使乘積信號(hào)f(t)e-?滓t滿(mǎn)足狄氏條件,從而其傅立葉變換存在,引出Laplace變換:
F(s)=■f(t)e-stdt (6)
通過(guò)上面的講解,學(xué)生可以很容易的理解從Fourier變換到Laplace變換的過(guò)渡,弄清兩者之間的關(guān)系。
最后,Laplace變換的收斂域,也是為了讓f(t)e-?滓t滿(mǎn)足狄氏條件,即■f(t)·e-?滓t0。對(duì)于形如eatU(t),a>0的指數(shù)信號(hào),前面的推導(dǎo)過(guò)程已給出:?滓>a,這個(gè)條件必須要滿(mǎn)足。而S=?滓+jw,因此Res[s]>a。由此,收斂域的理解也徹底了。
通過(guò)這種一步一步回答學(xué)生提出的問(wèn)題的方式來(lái)引入Laplace變換的定義,既能解答學(xué)生的疑惑,又能將定義的內(nèi)涵和外延講解得很清楚。
三、比較總結(jié)引入法
在《數(shù)字信號(hào)處理》課程中,離散傅立葉變換(DFT)的定義引入,一般也是直接給出其定義式;這樣的話(huà)學(xué)生可能會(huì)“囫圇吞棗”的把這個(gè)定義背誦下來(lái)。但是,對(duì)該定義的意義(即為什么要定義DFT)以及與其他類(lèi)型的傅立葉變換的區(qū)別,就無(wú)從深入的理解。這種情況下,我們可以通過(guò)對(duì)以前已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的非周期連續(xù)信號(hào)、周期連續(xù)信號(hào)、非周期離散信號(hào)、周期離散信號(hào)等各種類(lèi)型的傅立葉變換的定義進(jìn)行歸納總結(jié)、對(duì)比分析(見(jiàn)表1);在此基礎(chǔ)上引入DFT的定義。
1.四種不同形式的傅立葉變換。表1列出了4種不同特點(diǎn)的信號(hào)的時(shí)間函數(shù)和頻率函數(shù)的波形對(duì)應(yīng)關(guān)系,以及時(shí)域頻域的變換形式。
對(duì)于非周期的連續(xù)時(shí)間函數(shù)xa(t)(長(zhǎng)為T(mén)p)(為了便于分析,我們一般假設(shè)xa(t)是一個(gè)時(shí)間上有限長(zhǎng)頻率上帶限的信號(hào)),其傅立葉變換Xa(j?贅)在頻區(qū)上也是連續(xù)的。其時(shí)間函數(shù)和頻率函數(shù)的形式如表1中的第1種情況所示。
對(duì)于周期連續(xù)函數(shù)■a(t):由于周期信號(hào)一般不能滿(mǎn)足狄氏條件,周期信號(hào)的傅立葉變換一般用沖激函數(shù)表示。一般先將■a(t)展開(kāi)成傅立葉級(jí)數(shù)的形式:■a(t)=■Ane■,其中?贅s=■(Tp為周期信號(hào)的周期),表示基波頻率。進(jìn)一步地,我們可以求出■a(t)的傅立葉變換的表達(dá)式 FT(■a(t))=2π■An?啄(?贅-?贅s);可見(jiàn),我們完全可用An代表■a(t)的傅立葉變換的幅度。最后,我們可以推導(dǎo)出An與Xa(j?贅)之間的關(guān)系:An=■Xa(j?贅)|?贅=n?贅s。通過(guò)上面的分析可以看出,周期連續(xù)信號(hào)■a(t)的頻譜An是非周期連續(xù)信號(hào)xa(t)的頻譜Xa(j?贅)的采樣;或者說(shuō),一個(gè)有限長(zhǎng)帶限信號(hào)(非周期的),在時(shí)域里經(jīng)過(guò)周期延拓后,得到的周期函數(shù)的頻譜是非周期函數(shù)的頻譜的離散化。
對(duì)于非周期離散信號(hào)x(n):它是由原始信號(hào)xa(t)經(jīng)過(guò)采樣得到采樣信號(hào)■a(t),再對(duì)■a(t)在時(shí)間軸上經(jīng)過(guò)處理得到的。因此,x(n)在幅度上完全等價(jià)于■a(t);進(jìn)一步地, x(n)的頻譜與■a(t)的頻譜在廣義上應(yīng)該是等價(jià)的。從表1中的第三種情況可以看出,非周期離散信號(hào)x(n)的頻譜是原始模擬信號(hào)xa(t)的頻譜的周期延拓。
通過(guò)對(duì)表1的第二種情況和第三種情況的分析,我們可以得出這樣的結(jié)論:時(shí)域的周期延拓對(duì)應(yīng)于頻域的離散化;時(shí)域的離散化對(duì)應(yīng)于頻率的周期延拓。有了這個(gè)結(jié)論,對(duì)于表1的第四種情況,我們以第二種情況或第三種情況為參考,均可得到相應(yīng)的結(jié)論。我們也可以經(jīng)過(guò)推導(dǎo)得到 ■(K)與X(ejw)與之間的關(guān)系:■(K)=X(ejw)|■。
2.離散傅立葉變換定義的引入。我們已做過(guò)定義的四種傅立葉變換均不能滿(mǎn)足輸入為有限長(zhǎng)序列,輸出亦為有限長(zhǎng)序列的需求。為了解決利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅立葉變換的計(jì)算問(wèn)題,我們必須要引入輸入、輸出均為有限長(zhǎng)序列的離散傅立葉變換(簡(jiǎn)稱(chēng)為DFT)。但是DFT也不是憑空出來(lái)的一個(gè)定義,它與前面四種信號(hào)的傅立葉變換是有聯(lián)系的。由于■(n)?圮■(K)變換對(duì)的時(shí)域和頻域均為周期信號(hào),而且周期信號(hào)所包含的信息可以用其一個(gè)周期的波形來(lái)完全表達(dá);所以,我們有理由將周期離散信號(hào)■(n)的一個(gè)周期作為DFT的時(shí)域輸入,將■(n)的頻域■(K)的一個(gè)周期作為DFT的頻率輸出;這樣既能保證DFT的輸入、輸出均為有限長(zhǎng)序列,又能保證DFT定義的時(shí)、頻域可以完全代表■(n)?圮■(K)的時(shí)、頻域的信息量。我們可以在離散周期信號(hào)的傅立葉變換的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出DFT的定義。我們可以用■(n)RN(n)表示■(n)的一個(gè)周期,記為x(n);用■(K)RN(n)表示■(K)的一個(gè)周期,記為X(K);假設(shè)■(n)、■(K)的周期均為N;而且■(n)?圮■(K)為傅立葉級(jí)數(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)為DFS變換對(duì));我們記X(K)=DFT[x(n)],下面簡(jiǎn)單推導(dǎo)一下DFT的計(jì)算定義式,
X(K)=DFT[x(n)]=■(K)·RN(K)=DFS[■(n)]·RN(K)
=■■(n)·e■·RN(K)(-∞
=■■(n)·e■ (0≤k≤N-1) (7)
=■x(n)·e■
本文以信號(hào)處理類(lèi)課程教學(xué)中“概念的引入”為切入點(diǎn),將信號(hào)處理類(lèi)課程中的理論推導(dǎo)和實(shí)踐理解結(jié)合起來(lái),取得了不錯(cuò)的效果。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:土木工程專(zhuān)業(yè);結(jié)構(gòu)概念;創(chuàng)新設(shè)計(jì);課程教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)06-0199-02
一直以來(lái),我國(guó)土木工程專(zhuān)業(yè)本科培養(yǎng)的學(xué)生具有一定的理論水平,但應(yīng)用實(shí)際工程的能力較差,獨(dú)立和創(chuàng)新的工程意識(shí)較低。原因是以往的教學(xué)中,教師單純地講授理論知識(shí),學(xué)生實(shí)踐能力訓(xùn)練不足,缺乏理論與實(shí)際工程相結(jié)合的鍛煉,教學(xué)與實(shí)踐無(wú)法有效銜接。目前,土木行業(yè)越來(lái)越多的地方用到了概念設(shè)計(jì),這種理念在很多實(shí)際的建筑方案中得以應(yīng)用,對(duì)土木工程影響巨大[1]。因此,概念設(shè)計(jì)在土木建筑工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)當(dāng)加以體現(xiàn)、反映。針對(duì)這樣的現(xiàn)狀,土木工程專(zhuān)業(yè)進(jìn)行《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)研究就十分有意義。這對(duì)改革工程教育的教學(xué)模式有利,又能檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的掌握,并且鍛煉他們提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,激發(fā)其建立工程意識(shí)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力[2]。
一、《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)內(nèi)涵和意義
土木工程結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是工程當(dāng)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈魂,是利用設(shè)計(jì)概念并以自身為主線(xiàn)貫穿全部設(shè)計(jì)過(guò)程的一種設(shè)計(jì)方法。概念設(shè)計(jì)是完整和全面的設(shè)計(jì)過(guò)程,它將設(shè)計(jì)者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)[3]。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們的生活水平日益提高,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有了一個(gè)更高的要求。如何打破土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)于墨守成規(guī),能將結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力充分發(fā)揮出來(lái),對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)是迫切需要的。因?yàn)樗麄儾攀墙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)革命的推動(dòng)者和執(zhí)行者[4]。
《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程是在原《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課、《結(jié)構(gòu)概念與體系》課及《事故分析與結(jié)構(gòu)原理》等土木工程專(zhuān)業(yè)課程基礎(chǔ)之上,發(fā)展整合及改造后新設(shè)立的課程。該課主要是以學(xué)生創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)為主線(xiàn),訓(xùn)練學(xué)生工程意識(shí)、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力等。它體現(xiàn)了工程教育的特色,以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體,探索在干中學(xué)、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的教學(xué)模式。把工程培養(yǎng)所必要的基礎(chǔ)知識(shí)、工程設(shè)計(jì)思想和方法、自學(xué)和終身自學(xué)的能力和興趣的培養(yǎng)等內(nèi)容放在第一位?!督Y(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課提出建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的概念和原則,并結(jié)合學(xué)生的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)案例進(jìn)行點(diǎn)評(píng)分析。概念與體系部分介紹結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的背景、思路、基本做法、設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常用到的結(jié)構(gòu)概念。
該研究的理論意義和實(shí)際意義在于探索通過(guò)該課程的教學(xué)設(shè)計(jì),教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革研究,適應(yīng)新的教育理念和人才培養(yǎng)模式。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力,掌握善于主動(dòng)學(xué)習(xí)的方法,形成良好的學(xué)習(xí)和工作習(xí)慣。
二、我校的教學(xué)改革研究的基礎(chǔ)和環(huán)境
1.專(zhuān)業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)好。河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院以開(kāi)設(shè)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽10年。完成了校教研項(xiàng)目《土木工程專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)探索研究》和《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)等系列課程的教學(xué)研究》兩項(xiàng)。學(xué)院已開(kāi)設(shè)《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)》、《結(jié)構(gòu)概念與體系》、《事故分析與結(jié)構(gòu)原理》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》等課程。
2.師資力量強(qiáng)。上述這些課程由多位建筑工程系的老師擔(dān)任,職稱(chēng)結(jié)構(gòu)合理,形成了相對(duì)穩(wěn)定的老中青隊(duì)伍結(jié)構(gòu)。因此,對(duì)于結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究的可持續(xù)性提供了保證。
3.實(shí)驗(yàn)室基地條件良好。本專(zhuān)業(yè)下設(shè)的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室是河北省結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,為學(xué)生建立模型實(shí)驗(yàn)提供了科學(xué)的、可靠的硬件條件。
三、《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)方案設(shè)計(jì)
1.教學(xué)目標(biāo)。初步形成《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課的教學(xué)理念和教學(xué)思想,完成《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課的教學(xué)大綱制定,確定教學(xué)內(nèi)容,初步形成教學(xué)方法和教學(xué)模式,為指導(dǎo)其他工程設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索經(jīng)驗(yàn)。
2.教學(xué)內(nèi)容?!督Y(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)內(nèi)容包括教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法研究。
教學(xué)內(nèi)容:創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì),項(xiàng)目要包含若干個(gè)結(jié)構(gòu)和力學(xué)的概念的運(yùn)用,如拉、壓、彎、剪、扭、穩(wěn)定、傾覆等,使用材料應(yīng)宜于制作,實(shí)驗(yàn)的方法要直觀。項(xiàng)目的要求應(yīng)是概括性的,應(yīng)用較少的約束,以使學(xué)生開(kāi)闊思路。給出的條件應(yīng)盡量少,要學(xué)生自己尋找所需的條件。布置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,首先讓學(xué)生以小組形式討論分析項(xiàng)目,提出問(wèn)題。學(xué)生分析問(wèn)題并尋找解決問(wèn)題的方法,通過(guò)自學(xué)、討論、查閱相關(guān)資料等方法解決問(wèn)題。學(xué)生應(yīng)經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、一定的計(jì)算分析、繪制施工圖、施工制作結(jié)構(gòu)模型、進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析、總結(jié)等過(guò)程。
教學(xué)方法:本課程的教學(xué)手段主要以講課、學(xué)生設(shè)計(jì)、模型制作和模型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,從不同的角度和理念啟發(fā)學(xué)生將所掌握的基本結(jié)構(gòu)概念有機(jī)地結(jié)合起來(lái),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。在模型實(shí)驗(yàn)之前教師上課以引導(dǎo)為主,主要由學(xué)生自學(xué)、討論和分析計(jì)算設(shè)計(jì)制作出結(jié)構(gòu)模型。教師引導(dǎo)學(xué)生將自己的設(shè)計(jì)與所學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái),甚至產(chǎn)生出學(xué)生還未學(xué)到的問(wèn)題,讓學(xué)生自己思考分析。
教師的教學(xué)主要以指導(dǎo)為主,如結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則、路線(xiàn)、方法,基本思路、基本做法以及設(shè)計(jì)中常用到的結(jié)構(gòu)概念等,并結(jié)合學(xué)生的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)案例進(jìn)行點(diǎn)評(píng)分析。
基本教學(xué)過(guò)程:布置題目――學(xué)生以小組討論學(xué)習(xí)――提出問(wèn)題――教師指導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題(教師重點(diǎn)要起到啟發(fā)、督促、指導(dǎo)、控制進(jìn)度的作用)――學(xué)生形成方案――教師根據(jù)方案指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)方案――學(xué)生制作模型――學(xué)生實(shí)驗(yàn)――教師點(diǎn)評(píng)總結(jié)(重點(diǎn)是設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法及學(xué)生學(xué)習(xí)方法的總結(jié))――學(xué)生總結(jié)(學(xué)習(xí)過(guò)程總結(jié))
3.存在的問(wèn)題。(1)如何將“培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和終身學(xué)習(xí)的能力等”教學(xué)理念落實(shí)到教學(xué)實(shí)踐中,是本教學(xué)課程首要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。(2)研究創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)題目。研究題目的內(nèi)涵、題目的難易程度、題目的適用性、題目的趣味性、題目對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)性等。(3)研究課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,形成即穩(wěn)定又靈活的教學(xué)內(nèi)容和方法。穩(wěn)定是要教學(xué)理念要堅(jiān)持不懈,總結(jié)提高,教學(xué)模式要穩(wěn)定形成套路和程序,便于教師掌握和控制教學(xué)進(jìn)度。靈活是具體的教學(xué)內(nèi)容,比如涉及的結(jié)構(gòu)概念很多不可能在課堂上全講,需教師具有靈活性和啟發(fā)性的教學(xué)方法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。(4)初步形成課程所需的教學(xué)文件。如教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)教案、教學(xué)講義、題目庫(kù)、教學(xué)錄像等內(nèi)容。
四、《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程的實(shí)施
我校土木工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)《創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》等一系列課程以來(lái),我們?cè)诓粩嗵骄亢透倪M(jìn)教學(xué)方法,對(duì)于啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)法均有了一定程度的研究,并取得了階段性成果。我們已經(jīng)完成了《土木工程專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)探索研究》和《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)等系列課程的教學(xué)研究》兩項(xiàng)校級(jí)的研究,并開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的課程。相關(guān)教師在工程教育方面有長(zhǎng)期的思考和教學(xué)實(shí)踐探索,并且已成功組織土木工程結(jié)構(gòu)大賽10年。已開(kāi)設(shè)《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)》、《結(jié)構(gòu)概念與體系》、《事故分析與結(jié)構(gòu)原理》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》等課程,相關(guān)教師教學(xué)水平高,有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。具體實(shí)施如下:
1.修訂《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱,包括課程目標(biāo)、內(nèi)容安排及學(xué)時(shí)安排。
2.選擇土木工程專(zhuān)業(yè)和工程力學(xué)專(zhuān)業(yè)大學(xué)三年級(jí)學(xué)生的第二學(xué)期開(kāi)始該課程教學(xué)。
3.自土木工程專(zhuān)業(yè)和工程力學(xué)專(zhuān)業(yè)大學(xué)三年級(jí)學(xué)生的第一學(xué)期期末,研究確定題目及相應(yīng)的教學(xué)安排。
4.將大學(xué)三年級(jí)專(zhuān)業(yè)學(xué)生按班級(jí)分給不同的教師,教師則分頭實(shí)施教學(xué),定期討論交流改進(jìn)教學(xué)。在教學(xué)實(shí)踐中,將教師授課、學(xué)生設(shè)計(jì)、模型制作和模型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,啟發(fā)學(xué)生將理論知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生工程概念設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力、自學(xué)能力。
5.在大學(xué)三年級(jí)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的第二學(xué)期期末,教師對(duì)課程實(shí)踐進(jìn)行總結(jié),提出改進(jìn)措施和方法。
五、總結(jié)和探討
本文方案結(jié)合新的科研成果開(kāi)設(shè)出新的課程以及課程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。探索建立新課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。本方案突出土木工程專(zhuān)業(yè)特色,加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新研究與實(shí)踐。將工程項(xiàng)目、創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入課程體系建設(shè)中,進(jìn)行課程計(jì)劃和實(shí)踐內(nèi)容的一體化設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新意識(shí)。本方案突出啟發(fā)式教學(xué)和指導(dǎo)式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、善問(wèn)求知和動(dòng)手實(shí)踐能力。
參考文獻(xiàn):
[1]張海峰,喬安宇.論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)及其措施[J].黑龍江科技信息,2012,(12):36-39.
[2]劉彥艷.淺談建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng),2009,(13):52-55.
一、概念圖的基本要素
概念圖是組織和表征知識(shí)的工具,它包括眾多的概念,以及概念之間的關(guān)系。生物概念圖是由寫(xiě)在圓圈或方框中的概念和連接它們的關(guān)聯(lián)詞構(gòu)成的,連線(xiàn)表示概念間的意義關(guān)系,關(guān)聯(lián)詞是放在連線(xiàn)上的兩個(gè)概念之間的意義聯(lián)系詞,即概念圖的三要素:概念、連線(xiàn)、關(guān)聯(lián)詞。
在高中生物課堂教學(xué)中,通常是將有關(guān)某一主題不同級(jí)別的概念置于方框或圓圈中,再以各種連線(xiàn)將相關(guān)的概念連接,形成關(guān)于該主題的概念網(wǎng)絡(luò)。如圖1。
圖1 細(xì)胞的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)概念圖
通過(guò)概念圖達(dá)到利用圖示的方法來(lái)表達(dá)概念,將隱形知識(shí)顯性化,便于學(xué)生的思考、交流、表達(dá),有著很好的教學(xué)效果。
二、概念圖教學(xué)的實(shí)施環(huán)節(jié)
概念圖制作屬于程序性知識(shí),而程序性知識(shí)獲得,需要給學(xué)生范例,讓學(xué)生加以揣摩、領(lǐng)悟和模仿,高中生物教師在呈現(xiàn)概念圖時(shí)要采取分步教學(xué),由局部到整體,逐步展示,這樣概念層次清晰,關(guān)系簡(jiǎn)潔,有利于學(xué)生理解復(fù)雜的概念和概念之間的關(guān)系。第一要選取一個(gè)熟悉的知識(shí)領(lǐng)域,確定主題,找出幾個(gè)與主題相關(guān)的概念,列舉出來(lái),在繪制概念圖的時(shí)候根據(jù)概念之間的內(nèi)在聯(lián)系,放在適當(dāng)位置。第二要確定關(guān)鍵概念和概念等級(jí),將列出來(lái)的概念排序,含義最廣、最有包容性的概念放在圖的頂層,將其余的概念逐層地排放。第三要初步擬定概念圖縱向分層和橫向分支,用連線(xiàn)把概念連接起來(lái),概念間的連線(xiàn)可以是單向、雙向或無(wú)方向的。第四要建立概念之間的連接,用關(guān)聯(lián)詞注明,能說(shuō)明兩個(gè)概念之間的關(guān)系。第五要在以后的學(xué)習(xí)中不斷修改和完善?!拔覀円J(rèn)識(shí)一個(gè)事物,只研究其當(dāng)前的情況是不夠的,要研究其歷史的發(fā)展變化”。
高中生物概念圖繪制的具體實(shí)施過(guò)程包括:
1.初涉領(lǐng)域
概念圖的結(jié)構(gòu)取決于學(xué)生的知識(shí)掌握情境,在學(xué)習(xí)繪制概念圖的過(guò)程中,要從一個(gè)熟悉的知識(shí)領(lǐng)域開(kāi)始,繪制第一張概念圖,知識(shí)領(lǐng)域不要選擇太寬。如圖2。
圖2 細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)概念圖
在學(xué)習(xí)“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”時(shí),可以引導(dǎo)學(xué)生繪制一張概念圖,采用填空式,向?qū)W生介紹概念圖的含義、要素、特點(diǎn)等。
2.層級(jí)增加
學(xué)生初步掌握概念圖的基本繪制方法之后,可以由淺入深,逐漸增加概念圖的層次。如講授細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出的方式時(shí),通過(guò)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸概念圖(圖3)這一層級(jí)結(jié)構(gòu)概念圖的展示,學(xué)生對(duì)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍罹鸵荒苛巳弧?/p>
圖3 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸概念圖
3.小結(jié)鞏固
在學(xué)生對(duì)概念圖已基本掌握之后,章或?qū)n}的小結(jié)可以采用概念圖歸納的形式,以使知識(shí)系統(tǒng)化。如學(xué)習(xí)“人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”一節(jié)后,通過(guò)人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)概念圖(見(jiàn)圖4)學(xué)生比較容易掌握高中生物必修Ⅲ《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第一章《人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)》內(nèi)容。
圖4 人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)概念圖
4.反思完善
隨著學(xué)習(xí)的不斷深入,所獲知識(shí)將越來(lái)越多,高中生物概念圖也可逐步擴(kuò)充并適當(dāng)進(jìn)行修正,從而使概念圖更加完善。
三、高中生物概念圖的常見(jiàn)類(lèi)型
1.填空建構(gòu)式
在概念圖中空出概念、關(guān)聯(lián)詞,讓學(xué)生填空建構(gòu)概念圖的方式稱(chēng)為填空建構(gòu)式。
如學(xué)習(xí)糖類(lèi)的分類(lèi)時(shí),要求學(xué)生完成糖類(lèi)的分類(lèi)概念圖(見(jiàn)圖5)。學(xué)生通過(guò)揣摩、領(lǐng)悟和模仿,初步了解如何畫(huà)概念圖。
圖5 糖類(lèi)的分類(lèi)概念圖
2.群概念建構(gòu)式
學(xué)生學(xué)習(xí)了必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第2章《動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)》后,要求學(xué)生畫(huà)一個(gè)概念圖,將免疫、特異性免疫、非特異性免疫、細(xì)胞免疫、體液免疫這5個(gè)概念之間的內(nèi)在聯(lián)系表示清楚。這種利用給出的、有內(nèi)在聯(lián)系的若干個(gè)概念建構(gòu)概念圖的方式稱(chēng)為群概念建構(gòu)式(如圖6)。通過(guò)群概念建構(gòu)概念圖,有助于學(xué)生理解核心概念,初步學(xué)會(huì)如何畫(huà)概念圖。
圖6 免疫類(lèi)型概念圖
3.核心概念建構(gòu)式
學(xué)習(xí)了有關(guān)通過(guò)細(xì)胞增殖方式與減數(shù)分裂后,要求學(xué)生以概念圖的形式總結(jié)細(xì)胞分裂的類(lèi)型(圖7)。這種根據(jù)給出的核心概念,聯(lián)系出若干相關(guān)的層次概念,從而建構(gòu)概念圖的方式稱(chēng)為核心概念建構(gòu)式。通過(guò)核心概念建構(gòu)概念圖,有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力,促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展,激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
圖7 細(xì)胞分裂概念圖
概念圖是一種創(chuàng)作的工具,提供后續(xù)知識(shí)與學(xué)習(xí)的初始概念架構(gòu),能評(píng)估學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、概念與概念間關(guān)系的理解程度,增進(jìn)有意義的學(xué)習(xí)。
四、概念圖教學(xué)注意事項(xiàng)
1.繪制生物概念圖時(shí),要注意以下這些問(wèn)題
概念圖中每個(gè)概念只出現(xiàn)一次,連接兩個(gè)概念間的關(guān)聯(lián)詞應(yīng)盡可能選用意義表達(dá)明確的詞。概念名詞要用方框和圓圈圈起來(lái),連接概念的直線(xiàn)可以交錯(cuò),但向上或向兩側(cè)聯(lián)系時(shí)需加箭頭。要根據(jù)概念漸進(jìn)的層次,在教學(xué)中幫助學(xué)生把這些概念放入知識(shí)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置上,通過(guò)比較可以理解概念之間的關(guān)系及其層次。
2.生物概念圖教學(xué)時(shí)要注意以下這些問(wèn)題
演示繪制實(shí)例,給學(xué)生練習(xí)機(jī)會(huì),鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造性地構(gòu)建概念圖,并正確對(duì)待學(xué)生理解上的偏差和錯(cuò)誤。在根據(jù)概念圖進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮學(xué)習(xí)的先后順序,基礎(chǔ)的課程內(nèi)容應(yīng)先教,使學(xué)生易學(xué),這樣在教學(xué)過(guò)程中就可以利用概念的前后聯(lián)系進(jìn)行新概念的教學(xué),形成搭建知識(shí)體系的基礎(chǔ)。每一章教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后,高中生物教師要利用概念圖將本章的重點(diǎn)進(jìn)行回顧,以幫助學(xué)生理解整合概念。教學(xué)過(guò)程中要將概念圖延伸或拓展,對(duì)于不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生,概念圖可以很好地反映教學(xué)效果的差異。
關(guān)鍵詞:課程特點(diǎn);教學(xué)方法;教學(xué)改革
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)45-0096-02
《新概念武器原理》是一門(mén)專(zhuān)門(mén)介紹新概念武器的工作原理、關(guān)鍵技術(shù)、現(xiàn)狀與趨勢(shì),以及新技術(shù)在未來(lái)武器裝備中轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景的專(zhuān)業(yè)選修課程,主要面向我院本科生和國(guó)防生開(kāi)設(shè)。通過(guò)該課程學(xué)習(xí),主要讓學(xué)員了解最新的武器裝備前沿技術(shù)和未來(lái)武器裝備發(fā)展趨勢(shì),拓展學(xué)員思維能力,開(kāi)闊學(xué)員視野,提高其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為培養(yǎng)創(chuàng)新型軍事人才奠定基礎(chǔ)。由于新概念武器是一類(lèi)范圍非常寬泛的武器裝備,它的內(nèi)涵決定了其研究的范圍和包含的種類(lèi)都在不斷地變化,因此,《新概念武器概論》課程要積極適應(yīng)這種變化,不斷加強(qiáng)教學(xué)改革,以提高授課質(zhì)量、強(qiáng)化教學(xué)效果。
一、新概念武器的特點(diǎn)
《新概念武器原理》課程的主要研究對(duì)象是新概念武器,因此要分析課程特點(diǎn),首先要了解新概念武器的特點(diǎn)。總體上,新概念武器具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1.原理概念新。新概念武器一般指尚沒(méi)有裝備部隊(duì),還處于研制或探索中的武器裝備。有的新概念武器甚至還只是一個(gè)大膽的設(shè)想,并沒(méi)有進(jìn)入事實(shí)研制階段。因此,新概念武器在工作原理、設(shè)計(jì)思想、殺傷機(jī)制等各個(gè)方面都具有較強(qiáng)的新穎性或前瞻性。
2.威懾力大。新概念武器由于采用了新的工作原理、新的殺傷機(jī)制,其殺傷破壞效應(yīng)可能更強(qiáng),或是對(duì)敵方人員造成的心理影響更大,具有現(xiàn)役常規(guī)武器裝備無(wú)法比擬的威懾能力。比如高能激光武器,通過(guò)激光反衛(wèi)、激光反導(dǎo),能給對(duì)方的通信偵察衛(wèi)星、洲際彈道導(dǎo)彈帶來(lái)嚴(yán)重威脅,從戰(zhàn)略上顯著提高我國(guó)的威懾能力。
3.時(shí)代性強(qiáng)。任何武器裝備的發(fā)展都受限于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)條件和科研人員的認(rèn)知水平,因此具有很強(qiáng)的時(shí)代性。目前,裝備部隊(duì)的各種新型武器裝備,在多年前就曾作為一種新概念武器被提出;而如今提出的新概念武器,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在多年以后就可能研制成功,列裝部隊(duì)而成為現(xiàn)役裝備。因此,新概念武器是相對(duì)當(dāng)時(shí)特定歷史時(shí)期或特定歷史條件而言的,具有很強(qiáng)的時(shí)代性。
4.帶動(dòng)性強(qiáng)。任何武器裝備的發(fā)展都涉及多種技術(shù)、多個(gè)行業(yè)的交叉與融合,新概念武器也不例外。新概念武器的天然特性決定了它的出現(xiàn)會(huì)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將引領(lǐng)某一領(lǐng)域或者某一方向的武器發(fā)展方向,同時(shí)會(huì)推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,提升整體科技實(shí)力和水平。
二、《新概念武器原理》課程特點(diǎn)及現(xiàn)狀
新概念武器自身的特點(diǎn),要求《新概念武器原理》課程體系要與之相適應(yīng),才能提高授課質(zhì)量和教學(xué)效果。因此要根據(jù)武器裝備的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),在理解和掌握新概念武器發(fā)展特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確把握《新概念武器原理》課程的特點(diǎn)和現(xiàn)狀,為開(kāi)展課程教學(xué)改革奠定基礎(chǔ)??傮w上,《新概念武器原理》課程的特點(diǎn)和現(xiàn)狀主要包括以下幾個(gè)方面。
1.技術(shù)覆蓋面廣。新概念武器包括高能激光武器、電磁發(fā)射武器、高功率微波武器、環(huán)境武器、特效毀傷武器等,種類(lèi)繁多,相關(guān)技術(shù)涉及材料、化學(xué)、電子、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科,因此,《新概念武器原理》課程在介紹新概念武器的工作原理、殺傷機(jī)制時(shí),也同樣會(huì)涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的交叉融合,從而對(duì)授課教員的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力素質(zhì)提出了很高的要求。一方面要注重學(xué)科交叉和技術(shù)融合,廣泛涉獵各種知識(shí),同時(shí)又要牢牢把握概論課程的性質(zhì),不能過(guò)于追求精深,要把握好廣度和深度之間的平衡。
2.教材體系滯后。新概念武器的內(nèi)容新、技術(shù)新,所以授課內(nèi)容應(yīng)該比較新穎,具有前沿性。但是在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代,新概念武器的發(fā)展可謂是日新月異,而《新概念武器原理》課程使用的教材的編寫(xiě)和更新需要投入較多的人力和物力,因此在時(shí)間上很難和新概念武器的發(fā)展做到完全一致,具有一定的滯后性,在一定程度上影響了教學(xué)質(zhì)量的提升。
3.教學(xué)手段受限。由于新概念武器仍然處于研制或探索研究階段,因此在教學(xué)過(guò)程中,不可能采用實(shí)裝教學(xué);同時(shí)由于新概念武器的技術(shù)復(fù)雜度和系統(tǒng)集成度都較高,許多新概念武器還只是一個(gè)概念構(gòu)想,因此也不可能制作各種教學(xué)模型或原理模型進(jìn)行模擬教學(xué),所以,《新概念武器原理》課程目前主要采用的是課堂講授方式,教學(xué)手段比較有限。而作為專(zhuān)業(yè)選修課,“滿(mǎn)堂灌”的教學(xué)模式很難引起學(xué)員的積極性,使得教學(xué)效果大打折扣。
三、《新概念武器原理》課程內(nèi)容體系
新概念武器的內(nèi)涵非常廣泛,任何新技術(shù)、新材料、新工藝的出現(xiàn),都可能催生新概念武器的出現(xiàn),有些被認(rèn)為是異想天開(kāi)的想法,也可能在未來(lái)得以實(shí)現(xiàn)軍事應(yīng)用。為此,在構(gòu)建《新概念武器原理》課程內(nèi)容體系時(shí),既要有所側(cè)重,又要盡可能包羅萬(wàn)象,真正起到開(kāi)拓學(xué)員學(xué)術(shù)視野、啟迪創(chuàng)新思維的作用。
按照人才培養(yǎng)方案需求,構(gòu)建的課程內(nèi)容體系主要包括化學(xué)能超高速發(fā)射武器、電熱發(fā)射武器、電磁發(fā)射武器、電磁裝甲武器、定向能武器、非致命武器等六大內(nèi)容模塊,每個(gè)內(nèi)容模塊又可以進(jìn)一步細(xì)分為若干個(gè)子內(nèi)容,構(gòu)建的課程內(nèi)容體系如圖1所示。
對(duì)于圖1中的每一類(lèi)新概念武器,還可以按照內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)分,比如對(duì)于電磁線(xiàn)圈炮,可以分為同步感應(yīng)線(xiàn)圈炮、異步感應(yīng)線(xiàn)圈炮、磁阻線(xiàn)圈炮等,對(duì)于每一種線(xiàn)圈炮,重點(diǎn)介紹其結(jié)構(gòu)組成、工作原理、特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)、關(guān)鍵技術(shù)、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。比如對(duì)于電磁軌道炮,可結(jié)合其研制發(fā)展的歷程,分析相關(guān)技術(shù)進(jìn)步對(duì)電磁軌道炮研制的推動(dòng)作用,一方面可以更加深刻地掌握其研制過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù),主要包括能源小型化技術(shù)、軌道的抗刨削和燒蝕技術(shù)、一體化電樞技術(shù)等;另一方面可以從中體會(huì)需求牽引與技術(shù)推動(dòng)兩者的相互影響,認(rèn)識(shí)武器裝備從概念到型號(hào)的發(fā)展過(guò)程與規(guī)律,從而提高授課和學(xué)習(xí)效果,真正起到啟迪思維的目的。在教學(xué)過(guò)程中,要結(jié)合當(dāng)前美國(guó)的研究現(xiàn)狀和制定的發(fā)展路線(xiàn)圖進(jìn)行分析,從而科學(xué)把握電磁軌道炮的未來(lái)走向和新的軍事應(yīng)用前景。
四、《新概念武器原理》教學(xué)改革
為提高教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)教學(xué)效果,要針對(duì)《新概念武器原理》課程中存在的不足,積極開(kāi)展教學(xué)改革,構(gòu)建適應(yīng)新概念武器發(fā)展規(guī)律的課程體系。
1.動(dòng)態(tài)更新教材體系。廣泛收集資料,了解新概念、新原理、新技術(shù)在武器裝備發(fā)展中的應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢(shì),并對(duì)種類(lèi)繁多的新概念武器進(jìn)行科學(xué)合理的界定與分類(lèi)。同時(shí),課程教學(xué)組針對(duì)不同類(lèi)別的新概念武器,分別開(kāi)展章節(jié)編寫(xiě)和修訂,最終完成《新概念武器》教材的編寫(xiě)。對(duì)于動(dòng)態(tài)更新的新概念武器,由課程組每半年組織一次講義編寫(xiě),及時(shí)將新的內(nèi)容以講義形式和教材同步下發(fā)給學(xué)員,實(shí)現(xiàn)對(duì)教材體系的良好補(bǔ)充,盡可能做到裝備發(fā)展和課程建設(shè)同步。
2.多樣化的教學(xué)手段。盡管新概念武器概論課程的授課不能借助實(shí)裝完成,但是對(duì)于信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天來(lái)說(shuō),通過(guò)多媒體示教系統(tǒng)、動(dòng)畫(huà)演示等方法,也不失為一種很好的補(bǔ)充。課題組利用動(dòng)畫(huà)制作軟件,構(gòu)建新概念武器的原理模型,通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示,形象直觀地展示新概念武器作用原理;同時(shí)可以制作示教板,演示新概念武器的工作流程。對(duì)于電磁發(fā)射武器,可以制作簡(jiǎn)易的縮比教學(xué)模型,提升教學(xué)效果。
3.開(kāi)放式的考核模式?!缎赂拍钗淦髟怼氛n程的考核不能拘泥于傳統(tǒng)的課程考試或課外作業(yè),而應(yīng)該采用開(kāi)放式的考核模式。比如課程學(xué)習(xí)后,學(xué)員撰寫(xiě)的小論文、制作的新概念武器演示動(dòng)畫(huà)或教學(xué)模型、構(gòu)建的三維模型等,都可以作為課程結(jié)課成績(jī)的評(píng)價(jià)依據(jù)。通過(guò)這種方式,一方面可以使得教員的課程資源更加豐富,另一方面也加深了學(xué)員對(duì)知識(shí)的理解和掌握,強(qiáng)化了其動(dòng)手實(shí)踐能力。
五、結(jié)束語(yǔ)
《新概念武器原理》是一門(mén)拓展學(xué)員思維、激發(fā)學(xué)員創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新能力的專(zhuān)業(yè)課程,因此要積極適應(yīng)信息化教學(xué)改革的趨勢(shì),深入研究課程特點(diǎn),不斷深化教學(xué)改革,構(gòu)建完善的課程體系,探索具有新概念武器特色的教學(xué)規(guī)律,為提高授課質(zhì)量、強(qiáng)化教學(xué)效果,實(shí)現(xiàn)課程建設(shè)水平的整體躍升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]魏敬和.21世紀(jì)新概念武器的特點(diǎn)及應(yīng)對(duì)策略[J].中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào),2011,6(2):136-139.
[2]呂信明.關(guān)于新概念武器的發(fā)展[J].國(guó)防科技,2011,(3):36-38.
Abstract:Idea of returning of engineering is a new education idea. After analyzing the problems of current college engineering education and the situation of computer simulation teaching, the teaching innovation, mainly including changing teaching requirements, optimizing the teaching content, using various teaching methods and practical-based examination mode, was completed based on the new idea.
關(guān)鍵詞:工程能力;回歸工程;教學(xué)改革;計(jì)算機(jī)仿真
Key words: engineering ability;returning of engineering;teaching innovation;computer simulation
中圖分類(lèi)號(hào):G642.421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2011)22-0160-01
0引言
近年來(lái),隨著高等院校的不斷擴(kuò)招,國(guó)民的整體素質(zhì)得到了普遍提高,我國(guó)工科教育取得了較大的成就。然而存在的問(wèn)題依然不少,如學(xué)校硬件設(shè)施不足、教育思路和方法有待更新、教育體系重理論輕實(shí)踐等。使得我們培養(yǎng)的學(xué)生在很多方面得不到產(chǎn)業(yè)界的認(rèn)同[1]。因此,如何培養(yǎng)具有綜合工程素質(zhì)和能力的創(chuàng)新型工科大學(xué)生,成為我國(guó)高等工程教育的改革熱點(diǎn)。本文以當(dāng)今工程教育中的回歸工程理念為指導(dǎo)思想,針對(duì)計(jì)算機(jī)仿真課程的特點(diǎn)進(jìn)行課程改革的探討和實(shí)踐,進(jìn)而提高大學(xué)生在課程教學(xué)中的工程素質(zhì)。
1當(dāng)前的高校工程教育現(xiàn)狀分析與回歸工程教育
中國(guó)當(dāng)前的工程教育面臨著巨大的挑戰(zhàn),聯(lián)合國(guó)教科文組織產(chǎn)學(xué)研合作教席主持人,北方交通大學(xué)查建中教授在全國(guó)網(wǎng)絡(luò)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式成果交流會(huì)暨網(wǎng)絡(luò)工程課程建設(shè)研討會(huì)上指出:2009年中國(guó)的新生兒從2500萬(wàn)下降到1300萬(wàn);同年即北京市參加高考的學(xué)生下降了20%;國(guó)際工程教育競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,我國(guó)每年出國(guó)留學(xué)人數(shù)達(dá)23萬(wàn)人,其中90%自費(fèi);僅赴美中國(guó)留學(xué)生2009年上升19%,這些情況使得國(guó)內(nèi)教育資源面臨巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。同時(shí),國(guó)內(nèi)高校的教育與社會(huì)和產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié),培養(yǎng)目標(biāo)與社會(huì)定位失準(zhǔn),工程教育的質(zhì)量評(píng)估結(jié)果失真。而造成工程教育環(huán)境與社會(huì)職場(chǎng)環(huán)境脫離的主要原因體現(xiàn)在如下幾個(gè)矛盾:理論教育與實(shí)踐的矛盾,閉門(mén)造車(chē)與開(kāi)門(mén)的矛盾,學(xué)術(shù)與工程的矛盾,學(xué)科與體系關(guān)聯(lián)的矛盾,聽(tīng)中學(xué)與做中學(xué)的矛盾,以及應(yīng)試評(píng)價(jià)與工程評(píng)價(jià)的矛盾。
應(yīng)對(duì)上述的競(jìng)爭(zhēng)壓力和我國(guó)高效工程教育的問(wèn)題,我國(guó)眾多的教育家已經(jīng)提出了高等教育的回歸工程,總的趨勢(shì)就是要從原來(lái)的重視工程科學(xué)(工程背后的原理)回到重視工程實(shí)踐。美國(guó)工程院規(guī)劃了2020年工程師的主要特質(zhì),體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面[4]:很強(qiáng)的分析技能;實(shí)踐獨(dú)創(chuàng)性;良好的交流技巧;商務(wù)和管理技能以及領(lǐng)導(dǎo)能力;高倫理標(biāo)準(zhǔn),有強(qiáng)烈的職業(yè)責(zé)任感;敏捷,靈活變通;終身學(xué)習(xí)能力;設(shè)計(jì)和描述問(wèn)題的能力。說(shuō)明了回歸工程理念下的高等教育的內(nèi)容和最終結(jié)果。在此背景下,對(duì)高等教育中各個(gè)環(huán)境的改革勢(shì)在必行。
2計(jì)算機(jī)仿真課程的改革實(shí)踐
2.1 教學(xué)目標(biāo)和要求的轉(zhuǎn)變隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異,采用計(jì)算機(jī)仿真成為了大學(xué)生進(jìn)行各類(lèi)研究工作的重要手段和方法,而且仿真技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)同步發(fā)展和前進(jìn)。作為一門(mén)重要的課程,計(jì)算機(jī)仿真由于應(yīng)用領(lǐng)域很廣,其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)涉及面也是非常廣的,除了要有一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和數(shù)學(xué)建模知識(shí),還必須具有將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)模型的計(jì)算機(jī)仿真建模能力,為此在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)該以點(diǎn)帶面,突出學(xué)生對(duì)仿真的實(shí)踐動(dòng)手能力,從一個(gè)方面入手,拋磚引玉,將對(duì)計(jì)算機(jī)仿真的動(dòng)手能力,和對(duì)新技術(shù)的學(xué)習(xí)能力作為課程教學(xué)的目標(biāo),以符合培養(yǎng)工程型應(yīng)用人才的最終要求。
2.2 突出工程背景,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容本著回歸工程的理念,在教學(xué)內(nèi)容上,本課程以工程應(yīng)用為教學(xué)背景,以工程需求作為基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn),加強(qiáng)實(shí)用性教學(xué),教學(xué)以“基于知識(shí)的仿真”為切入點(diǎn),以建立計(jì)算機(jī)仿真模型和模型在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn)為重點(diǎn)內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化以舍棄大而全注重高精尖為宗旨。在對(duì)專(zhuān)業(yè)背景知識(shí)理解的前提下,首先關(guān)注于數(shù)學(xué)建模點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí),在提高學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí),突出教學(xué)的實(shí)用性、系統(tǒng)性。同時(shí)精選課程內(nèi)容,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度,將講課、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合,培養(yǎng)具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的大學(xué)生。
2.3 綜合運(yùn)用各種教學(xué)方法和手段回歸工程理念注重培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和創(chuàng)新意識(shí),在教學(xué)中,各種教學(xué)方法和手段的運(yùn)用也以這個(gè)為目標(biāo)。由于計(jì)算機(jī)仿真課程涉及面比較廣,因此課程內(nèi)容中的概念多,原理多,算法公式多而且理解有一定的難度。記憶量過(guò)大而且內(nèi)容繁瑣,很多公式過(guò)于抽象缺少感性認(rèn)識(shí)。因此,學(xué)生大部分感到課程內(nèi)容枯燥無(wú)味,理論性太強(qiáng),內(nèi)容易于混淆,做題有時(shí)又不知如何下手。針對(duì)這種情況,我們采用多種手段相結(jié)合的辦法,靈活運(yùn)用啟發(fā)、引導(dǎo)、歇留、展現(xiàn)等教學(xué)方法,提高學(xué)生思維的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),力求全面掌握計(jì)算機(jī)仿真的教學(xué)內(nèi)容,擴(kuò)大專(zhuān)業(yè)視野,開(kāi)發(fā)創(chuàng)新教學(xué)。同時(shí)選擇一到兩個(gè)具體的工程項(xiàng)目貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,啟發(fā)學(xué)生思考解決工程問(wèn)題的方法,變給予式的教學(xué)為主動(dòng)獲取式的學(xué)習(xí)。工程項(xiàng)目的進(jìn)展過(guò)程,不但包括了課程教學(xué)內(nèi)容中的各個(gè)知識(shí)點(diǎn),也促使學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)到的各種知識(shí),與實(shí)踐相結(jié)合融會(huì)貫通,真正達(dá)到學(xué)會(huì),能用的教學(xué)目標(biāo)。
2.4 實(shí)踐性的評(píng)價(jià)模式課程的評(píng)價(jià)方法和考核對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)目的和態(tài)度具有很重要的引導(dǎo)作用,在教學(xué)中不容忽視,這種方法是手段不是目標(biāo)?;貧w工程理念下,評(píng)價(jià)一個(gè)學(xué)生的成績(jī)對(duì)老師提出了較高的要求,評(píng)價(jià)更加注重學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn),對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)獲取、綜合運(yùn)用能力。結(jié)合理論考試的成績(jī),共同評(píng)價(jià)出一個(gè)學(xué)生最終的成績(jī)。這種方式與傳統(tǒng)的方式不同,應(yīng)試型的學(xué)生必須在實(shí)踐動(dòng)手能力上有所提高才能獲得較好的成績(jī)。
3結(jié)束語(yǔ)
在計(jì)算機(jī)仿真課程的教學(xué)改革中,始終貫穿回歸工程的理念,在強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)知識(shí)教育的同時(shí),注重工程能力的培養(yǎng),加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教育,同步提高個(gè)人職業(yè)技能與人際溝通技能。突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、自學(xué)能力、綜合能力、交流溝通與表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作精神和對(duì)大系統(tǒng)的適應(yīng)與調(diào)控能力。實(shí)踐證明,把它引入計(jì)算機(jī)仿真課程教學(xué)是可行的,并對(duì)其他課程的教學(xué)改革具有重要的借鑒意義。
參考文獻(xiàn):
[1]任荃,潘云鶴.我國(guó)工程教育能力緣何世界墊底[N].文匯報(bào),2007.9.28(4).
關(guān)鍵詞:新課程;概念教學(xué)相異構(gòu)想;思維導(dǎo)圖
概念一般都比較抽象,但又很普遍。概念是思維的細(xì)胞,是表達(dá)知識(shí)的形式。只要有思維活動(dòng)的地方,就會(huì)有概念的出現(xiàn)和運(yùn)用;只要有用到知識(shí)的地方,就要用各種各樣的概念來(lái)表達(dá)。
在化學(xué)基本概念的學(xué)習(xí)方面,新課程給學(xué)生帶來(lái)了一個(gè)難點(diǎn):化學(xué)必修1和必修2基本上整合了原先高中三年時(shí)間學(xué)生需要掌握的概念。換句話(huà)說(shuō),原先三冊(cè)書(shū)的概念融入進(jìn)了這兩冊(cè)書(shū),而原先需要三年時(shí)間學(xué)習(xí)的概念現(xiàn)在一年就要學(xué)完。并且在其后的選修模塊中還有新的概念不斷出現(xiàn)。于是有人驚呼:學(xué)生將如何學(xué)?而筆者更要驚呼的是:教師將如何教?因?yàn)樾枰鎸?duì)這個(gè)難點(diǎn)的不僅是學(xué)生,還有教師。并且教師在進(jìn)行化學(xué)概念教學(xué)時(shí),要責(zé)無(wú)旁貸地給學(xué)生插上一對(duì)隱形的翅膀。
新課程給我們帶來(lái)的新的內(nèi)容很多,為什么拋那么多亮點(diǎn)不談,偏偏談概念呢?――這是因?yàn)楦拍钍亲钪匾?,概念清則思路清,概念明則心智明。首先,化學(xué)概念是將化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)事實(shí)經(jīng)過(guò)比較、綜合、分析、歸納、類(lèi)比等方法抽象出來(lái)的理性知識(shí),是已經(jīng)剝離了現(xiàn)象的一種更高級(jí)的思維形態(tài),反映化學(xué)現(xiàn)象及事實(shí)的本質(zhì)。化學(xué)概念是整個(gè)化學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的“節(jié)點(diǎn)”,是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中最關(guān)鍵、最核心的部分。因?yàn)樗粌H是學(xué)生學(xué)習(xí)基本理論、定律的前提和基礎(chǔ),也是發(fā)展學(xué)生智力,特別是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的必要條件。有些學(xué)生在面對(duì)問(wèn)題時(shí)不能靈活運(yùn)用所學(xué)概念,歸根結(jié)底還是沒(méi)有真正掌握好概念。其次,在實(shí)際教學(xué)中,教師和學(xué)生在概念教學(xué)與概念學(xué)習(xí)方面存在一定困難抑或說(shuō)問(wèn)題。
一、教師要將科學(xué)的方法滲透于概念教學(xué)
有一種誤區(qū)是:概念就是要讓學(xué)生記住的知識(shí)。有了這種誤區(qū),教師在進(jìn)行相關(guān)概念教學(xué)時(shí)就放松了要求,認(rèn)為即便課上學(xué)生對(duì)基本概念沒(méi)有理解也無(wú)礙大事,只要在習(xí)題中多加練習(xí)就可以了。這種思想的根源在于只考慮到讓學(xué)生接受概念的形式而沒(méi)有對(duì)學(xué)生進(jìn)行“概念形成”訓(xùn)練。
概念形成源于認(rèn)知心理學(xué),指的是學(xué)習(xí)者從大量同類(lèi)事物的具體例證中,以辨別、抽象、概括等形式得出同類(lèi)事物關(guān)鍵特征的學(xué)習(xí)方式及其控制方法。作為教師可以從以下幾個(gè)方面對(duì)學(xué)生的“概念形成”綴以點(diǎn)睛之筆。
(一)準(zhǔn)確表述定義,清晰界定外延
概念的內(nèi)涵揭示概念的本質(zhì)屬性,外延則指概念所包含的對(duì)象范圍,就是指具有這種本質(zhì)屬性的那些對(duì)象的集合。高中階段對(duì)概念的本質(zhì)特征描述嚴(yán)密、準(zhǔn)確,能反映概念的豐富內(nèi)涵,文字簡(jiǎn)練、表達(dá)精確,邏輯性強(qiáng)。概念的外延則常常通過(guò)定義中反映特征信息的關(guān)鍵詞來(lái)限制。如化學(xué)鍵概念定義中的“相鄰”“強(qiáng)烈”;電解概念中“電流”“電解質(zhì)”“氧化還原反應(yīng)”。忽略其中任何一個(gè),均會(huì)出現(xiàn)“外延擴(kuò)大”的邏輯錯(cuò)誤。
(二)運(yùn)用“概念同化”策略,優(yōu)化重整原有概念和新概念
也是在《水溶液中的離子平衡》中,依次出現(xiàn)了“電離平衡”“水解平衡”“溶解平衡”等與平衡有關(guān)的概念,這時(shí)的教學(xué)策略就可以將新概念與第二單元中出現(xiàn)的“化學(xué)平衡”的概念相聯(lián)系,并促使學(xué)生對(duì)新概念的關(guān)鍵屬性進(jìn)行解釋?zhuān)页霎愅c(diǎn),最后將相關(guān)的概念融會(huì)貫通、組成整體結(jié)構(gòu),便于記憶和運(yùn)用。
二、教師要引導(dǎo)學(xué)生避免概念學(xué)習(xí)中的相異構(gòu)想現(xiàn)象
在教學(xué)實(shí)踐中,有不少學(xué)生討厭概念題,認(rèn)為考概念題就是做文字游戲,就是摳字眼,沒(méi)勁!這種“討厭”情緒是一種對(duì)概念的恐懼,是對(duì)概念的內(nèi)涵和外延沒(méi)有正確理解造成的。實(shí)際上,當(dāng)一個(gè)人頭腦里的概念與科學(xué)概念不一致時(shí),就會(huì)出現(xiàn)相異構(gòu)想。這會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生很大影響。學(xué)生將自覺(jué)地或不自覺(jué)地構(gòu)建概念以解釋他們所遇到的行為、性質(zhì)或理論。當(dāng)這些解釋符合他們對(duì)周?chē)澜绲闹庇X(jué)理解時(shí),他們就認(rèn)為解釋是正確的。當(dāng)學(xué)生遇到和他們的構(gòu)想有差異的新信息時(shí),他們很難接受與他們的直覺(jué)不符合的“畸形物”。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因與學(xué)生本身具有的“前概念”是有很大關(guān)系的?!扒案拍睢奔础皩W(xué)生接受正式的科學(xué)概念教育前,通過(guò)對(duì)日常生活現(xiàn)象的感知,以及長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累與辨別式學(xué)習(xí)所形成的對(duì)事物的認(rèn)識(shí)”,又稱(chēng)為“日常概念”“個(gè)人概念”或“替代概念”等。學(xué)生正式學(xué)習(xí)某一學(xué)科前形成的前概念,有些與科學(xué)概念一致,有些與科學(xué)概念不一致,這些偏離或背離科學(xué)概念的觀點(diǎn)與看法即為“相異構(gòu)想”。
但是僅僅了解學(xué)生所具有的想法并不足以從根本上轉(zhuǎn)變他們的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),必須了解、分析學(xué)生這些非科學(xué)認(rèn)識(shí)形成的原因,了解學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的過(guò)程以及影響學(xué)生產(chǎn)生這些想法的因素,在此基礎(chǔ)上,采取相應(yīng)的教學(xué)策略使學(xué)生真正形成科學(xué)觀念。
(一)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,由問(wèn)題引發(fā)認(rèn)知沖突
教學(xué)實(shí)踐表明,如果在教學(xué)中能創(chuàng)設(shè)與學(xué)生相異構(gòu)想產(chǎn)生沖突的問(wèn)題情景,先在情景中暴露學(xué)生的錯(cuò)誤觀念,而后通過(guò)學(xué)生反思自己的觀點(diǎn)與科學(xué)觀點(diǎn)之間的差異,會(huì)極大地激發(fā)學(xué)生探求新知的熱情。
在進(jìn)行新課程必修1――“膠體”部分的教學(xué)時(shí),學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)制備的Fe(OH)3膠體就是一種溶液,因?yàn)樗雌饋?lái)均一、穩(wěn)定、透明,與初中所學(xué)的溶液的特征是一致的,而實(shí)際上膠體是一種“介穩(wěn)態(tài)”的物質(zhì),難以通過(guò)觀察法說(shuō)明其與溶液的不同,這時(shí)就需要通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,即:當(dāng)用一束激光分別照射CuSO4溶液和Fe(OH)3膠體,現(xiàn)象是否相同?由于學(xué)生對(duì)激光照射CuSO4溶液有什么現(xiàn)象也不清楚,因此這個(gè)問(wèn)題會(huì)引發(fā)學(xué)生的熱烈討論。其中大部分同學(xué)會(huì)認(rèn)為二者現(xiàn)象相同,這時(shí)再通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察現(xiàn)象,引發(fā)再討論與再思考,使學(xué)生在原有概念和新概念之間區(qū)分差異而加深認(rèn)識(shí)。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘故疚镔|(zhì)世界的神奇變化,這些鮮明直觀的化學(xué)現(xiàn)象能極大地激發(fā)學(xué)生的興趣,能有效地提供引起矛盾的新刺激。所以利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)引發(fā)認(rèn)知沖突,更容易使學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)情境。
(二)制造問(wèn)題“陷阱”,揭示概念本質(zhì)
由于青春期的學(xué)生具有一定的逆反心理,他們不愿意看到自己認(rèn)為“正確”的觀點(diǎn)被老師無(wú)情地宣布為“錯(cuò)誤”,教學(xué)中如果不注意這種認(rèn)識(shí)情感上的強(qiáng)烈反差,會(huì)使學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中產(chǎn)生抵觸情緒。比如在進(jìn)行新課程必修2“原電池”內(nèi)容教學(xué)時(shí),有些學(xué)生由于不能認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的基本特征,不知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)伴隨有能量變化,認(rèn)為“電池中的電是通過(guò)外界充進(jìn)去的”“電池里面本身帶電”等,從而影響其對(duì)原電池概念特別是實(shí)質(zhì)的理解。這時(shí)不妨設(shè)置概念陷阱,即“電池本身帶電說(shuō)”,卻通過(guò)“水果能使音樂(lè)賀卡出聲”的實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生思考為什么水果有電,但是吃水果卻沒(méi)有被電的原因,通過(guò)實(shí)物情景促進(jìn)學(xué)生相異構(gòu)想的轉(zhuǎn)變。
因此,教師利用學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)中的含糊點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)或盲點(diǎn),制造出相應(yīng)的知識(shí)陷阱,引誘學(xué)生落入其中,再將學(xué)生從中“救起”或引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“自救”。這種通過(guò)制造認(rèn)知陷阱從而揭示問(wèn)題本質(zhì)的做法,對(duì)于澄清學(xué)生的模糊認(rèn)識(shí),防止學(xué)生錯(cuò)后再錯(cuò),是非常有效的。
上述問(wèn)題都是由筆者在新課程教學(xué)中遇到的實(shí)際問(wèn)題引發(fā)的思考和采取的相應(yīng)措施。但是筆者認(rèn)為解決概念教學(xué)中存在問(wèn)題的最好的方法是“思維導(dǎo)圖”。雖然關(guān)于思維導(dǎo)圖的研究已經(jīng)比較多了,大家對(duì)于思維導(dǎo)圖也有一定程度上的認(rèn)識(shí),但它在很大程度上還是僅僅限于理論層面,下面我們以“酸雨”這一新課程中的環(huán)境概念教學(xué)為例,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)類(lèi)似于下面的一幅圖,這幅圖反映了酸雨的類(lèi)型、成因、影響等多方面的問(wèn)題,它不僅僅就酸雨的概念而講概念,而是將這一概念的內(nèi)涵和外延通過(guò)圖示的方式展示得淋漓盡致,是人們?cè)趯?duì)知識(shí)進(jìn)行梳理、歸納、形象化以后又反作用于大腦,讓大腦接受再刺激的一種重要的學(xué)習(xí)方式――簡(jiǎn)潔、直觀、高效。
“思維導(dǎo)圖”有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)注入更多的自我思考,提高化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。對(duì)同一個(gè)主題的“思維導(dǎo)圖”而言,由于學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、思維習(xí)慣、認(rèn)知程度以及學(xué)習(xí)喜好的不同,其制作的“思維導(dǎo)圖”也不同。不同的導(dǎo)圖可以充分體現(xiàn)學(xué)生的思維特點(diǎn),有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。但學(xué)生不能為了“思維導(dǎo)圖”而作“思維導(dǎo)圖”,應(yīng)該帶著主動(dòng)的、積極的學(xué)習(xí)心態(tài),去完成屬于自己的“思維導(dǎo)圖”?!八季S導(dǎo)圖”有助于學(xué)生更好地掌握學(xué)習(xí)方法,轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式,提高學(xué)習(xí)能力。“思維導(dǎo)圖”可以幫助學(xué)生更有效地進(jìn)行功課預(yù)習(xí)、課堂筆記以及功課復(fù)習(xí)等工作,有助于提高學(xué)習(xí)效益,提高學(xué)習(xí)的目的性、針對(duì)性和實(shí)效性。繪制思維導(dǎo)圖有助于學(xué)生:整理資料整合知識(shí)形成某些化學(xué)主題的已有知識(shí)圖在已有知識(shí)結(jié)構(gòu)中嵌入新概念在長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)中固定學(xué)習(xí)內(nèi)容修正與完善“錯(cuò)誤”知識(shí),這是建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)方法,相信在新課程概念教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖,會(huì)給概念教學(xué)和學(xué)習(xí)帶來(lái)意想不到的效果。
[參 考 文 獻(xiàn)]
[1]謝澤琛等.國(guó)內(nèi)“化學(xué)概念教學(xué)”研究新進(jìn)展[J].化學(xué)教育,2004(10).
[2]趙立影等.基于概念圖的教師有效教學(xué)途徑分析[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版),2014(2).
[3]楊明生等.我國(guó)海峽兩岸中學(xué)化學(xué)基本概念與化學(xué)用語(yǔ)的區(qū)別簡(jiǎn)介[J].化學(xué)教育,2012(3).
[4]高凌飚.考評(píng)概念淺析[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)(基礎(chǔ)教育版),2014(1).
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的高速發(fā)展和快速融合,單片機(jī)在消費(fèi)、生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。單片機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和工程應(yīng)用能力得到用人單位的廣泛重視,具有扎實(shí)軟硬件知識(shí)基礎(chǔ)并具備較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的學(xué)生越來(lái)越受到企業(yè)青睞。
1 高職單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀
(1)當(dāng)前的教學(xué)模式
經(jīng)過(guò)近些年的改革,傳統(tǒng)的圍繞著單片軟硬件知識(shí)進(jìn)行教條式教學(xué)的方式已經(jīng)被絕大多數(shù)高職院校摒棄,項(xiàng)目式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式已經(jīng)成為目前的主流。學(xué)生通過(guò)完成具體的項(xiàng)目或者任務(wù),在實(shí)踐中學(xué)習(xí)操作技能和相關(guān)的理論知識(shí)。相比之前的教條式教學(xué),項(xiàng)目化教學(xué)確實(shí)是一種進(jìn)步,但是隨著教學(xué)改革的深入,我們發(fā)現(xiàn)目前的項(xiàng)目化教學(xué)還存在不少弊端。目前項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上還是圍繞著單片機(jī)的功能模塊和知識(shí)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行,項(xiàng)目之間的知識(shí)模塊獨(dú)立,系統(tǒng)性不強(qiáng)。項(xiàng)目的功能上與實(shí)際的產(chǎn)品或者工程項(xiàng)目存在較大差別。理論知識(shí)和實(shí)踐技能分散在各個(gè)項(xiàng)目的具體任務(wù)中,聯(lián)系不夠緊密,學(xué)生的思維容易單一,缺乏系統(tǒng)性、多方位的思考,分析和解決工程問(wèn)題的能力得不到培養(yǎng),工程素質(zhì)難以養(yǎng)成。
(2)教學(xué)實(shí)踐與工程實(shí)際差別較大
目前的高職單片機(jī)教學(xué)還是通過(guò)仿真軟件和單片機(jī)開(kāi)發(fā)板等實(shí)訓(xùn)裝置來(lái)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,往往就獨(dú)立的電路功能模塊進(jìn)行理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí),對(duì)基于單片機(jī)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)沒(méi)有完整的概念。學(xué)校里單獨(dú)的單片機(jī)仿真環(huán)境或者獨(dú)立的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置與企業(yè)里實(shí)際的工程開(kāi)發(fā)環(huán)境存在較大差異,學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)與企業(yè)崗位要求還有一定距離,無(wú)法無(wú)縫對(duì)接。
例如基于單片機(jī)控制的十字路通燈控制系統(tǒng),目前的項(xiàng)目化教學(xué)可能只是局限于紅綠黃三色LED控制的實(shí)現(xiàn)。而現(xiàn)實(shí)中的系統(tǒng)還涉及數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示、開(kāi)關(guān)按鈕、電力控制及繼電器控制等內(nèi)容,對(duì)于交通燈控制系統(tǒng)與違章拍照系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)、手動(dòng)控制面板的設(shè)計(jì),學(xué)生就很難進(jìn)行把握了。而這些都是工程實(shí)踐中需要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)考慮,特別是現(xiàn)實(shí)環(huán)境中對(duì)單片機(jī)工作的干擾因素、成本控制、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、元器件選型、PCB尺寸空間要求及穩(wěn)固裝置設(shè)計(jì)等要求,都很難在實(shí)踐教學(xué)中體現(xiàn)出來(lái)。
(3)知識(shí)綜合應(yīng)用能以實(shí)現(xiàn),綜合性項(xiàng)目無(wú)法開(kāi)展
單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)涉及到了?子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等多門(mén)學(xué)科的知識(shí),軟硬件設(shè)計(jì)聯(lián)系緊密,學(xué)生普遍感到學(xué)習(xí)難度大。特別是單片機(jī)系統(tǒng)的各種接口技術(shù)、外部拓展電路以及軟硬件高度結(jié)合的編程。這些內(nèi)容很難在常規(guī)課堂教學(xué)中展開(kāi),理論教學(xué)和實(shí)踐操作融合不好,教學(xué)效果差強(qiáng)人意。目前解決這個(gè)問(wèn)題的做法是安排一些綜合性的實(shí)踐項(xiàng)目。綜合性的實(shí)踐項(xiàng)目提高了學(xué)生的參與意識(shí),加強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,但是教學(xué)場(chǎng)所和課時(shí)量的限制使得學(xué)生往往只能進(jìn)行驗(yàn)證性的操作,對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的把握還不夠,無(wú)法完全吃透。學(xué)生受到知識(shí)面的限制,對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)建往往只能按照老師預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)進(jìn)行按部就班的重復(fù),缺乏自己的系統(tǒng)化思考,綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決工程問(wèn)題的能力得不到鍛煉,學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性都存在問(wèn)題,工程素養(yǎng)的養(yǎng)成更是困難。
2 基于CDIO工程教育理念的單片機(jī)教學(xué)改革
打破傳統(tǒng),探索一種能夠較好培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力和系統(tǒng)化思維的教學(xué)模式,提高單片機(jī)課程教學(xué)質(zhì)量以適應(yīng)企業(yè)對(duì)單片機(jī)人才所提出來(lái)的要求是單片機(jī)課程改革的方向。CDIO教育模式是以工程產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行的生命周期為主線(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地在實(shí)踐中進(jìn)行跨課程的知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練,強(qiáng)調(diào)學(xué)生工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。CDIO模式與目前高職院校普遍采用的項(xiàng)目式教學(xué)都是以產(chǎn)品的生產(chǎn)服務(wù)生命周期為教學(xué)載體,強(qiáng)調(diào)“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”和“做中學(xué)”。
(1)CDIO工程教育理念
CDIO是Conceive(構(gòu)思)、Design(設(shè)計(jì))、Implement(實(shí)施)、Operate(運(yùn)行)四個(gè)英文單詞的縮寫(xiě)?!皹?gòu)思”是指在綜合考慮客戶(hù)需求、技術(shù)實(shí)現(xiàn)、企業(yè)制度和戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上,不斷改進(jìn)產(chǎn)品概念、技術(shù)和商業(yè)計(jì)劃;“設(shè)計(jì)”是指在構(gòu)思的基礎(chǔ)上制定開(kāi)發(fā)產(chǎn)品所需的計(jì)劃、方案和技術(shù)細(xì)節(jié);“實(shí)施”就是將之前的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過(guò)程,包括軟硬件生產(chǎn)、調(diào)試、檢驗(yàn)等過(guò)程;“運(yùn)行”值對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的升級(jí)優(yōu)化、維護(hù)更新等。CDIO工程教育模式,能夠讓學(xué)生在課程之間主動(dòng)、有機(jī)的學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的過(guò)程是在產(chǎn)品從構(gòu)思到運(yùn)行的整個(gè)生命周期中實(shí)踐完成的。學(xué)生在此過(guò)程中積累個(gè)人技術(shù)、熟練職業(yè)技能、培養(yǎng)工程素質(zhì)。
(2)改革策略
基于CDIO工程教育理念的高職單片機(jī)課程教學(xué)改革必須樹(shù)立“做中學(xué)”的理念,對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行逐層探索。在培養(yǎng)目標(biāo)上,應(yīng)該根據(jù)單片機(jī)人才的崗位需求,明確課程定位和課程教學(xué)目標(biāo);在教學(xué)體系上,應(yīng)該以產(chǎn)品為載體,構(gòu)建跨學(xué)科的一體化教學(xué)體系;在教學(xué)實(shí)施上,利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)突破課堂時(shí)空限制,翻轉(zhuǎn)傳統(tǒng)課堂。
1)制定適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的課程教學(xué)目標(biāo)
隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展和融合,市場(chǎng)對(duì)單片機(jī)人才的要求在不斷變化。單片機(jī)課程的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該依據(jù)技術(shù)升級(jí)情況和崗位需求變化,制定出相應(yīng)的知識(shí)、能力和素質(zhì)目標(biāo)。學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)面要寬,深度夠用即可,專(zhuān)業(yè)技術(shù)要新,實(shí)用性要強(qiáng)。強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),通過(guò)循序漸進(jìn)的技能訓(xùn)練和系統(tǒng)性思維訓(xùn)練,提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能和工程素養(yǎng)。
2)構(gòu)建跨學(xué)科的一體化教學(xué)體系
單片機(jī)開(kāi)發(fā)涉及到了多門(mén)課程的知識(shí),按照CDIO構(gòu)建一體化課程體系的流程,應(yīng)當(dāng)以核心課程為主、支撐性課程為輔,依據(jù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程來(lái)整合課程資源,創(chuàng)新課程教學(xué)體系。讓學(xué)生吸收較多的信息,拓寬其專(zhuān)業(yè)知識(shí)面和視野,促進(jìn)其多角度分析解決問(wèn)題能力的提升。在實(shí)踐教學(xué)中強(qiáng)化實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng),追蹤技術(shù)發(fā)展,動(dòng)態(tài)更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,盡量與工作崗位掛鉤,以工程項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程為主線(xiàn)貫穿課程設(shè)置全過(guò)程。
3)突破傳統(tǒng)課堂時(shí)空限制
視唱練耳是音樂(lè)學(xué)科中重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,是學(xué)習(xí)音樂(lè)的基石。無(wú)論是高等音樂(lè)專(zhuān)業(yè)院校、綜合大學(xué),還是高等師范院校,每一個(gè)音樂(lè)學(xué)專(zhuān)業(yè)都給予了視唱練耳課程重要的基礎(chǔ)地位和充分的學(xué)時(shí)保證。
從2010年開(kāi)始,湖南第一師范學(xué)院在全國(guó)首次試點(diǎn),實(shí)施初中起點(diǎn)本科層次的農(nóng)村小學(xué)教師公費(fèi)定向的培養(yǎng)計(jì)劃,旨在分科培養(yǎng)優(yōu)秀的農(nóng)村小學(xué)教師。其中,音樂(lè)方向即是整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃的重要組成部分,每年招收150人左右,分三個(gè)班級(jí)進(jìn)行培養(yǎng)。通過(guò)四年的教學(xué)實(shí)踐,六年制小學(xué)教育專(zhuān)業(yè)音樂(lè)方向的培養(yǎng)計(jì)劃取得階段性成果,第一、二屆學(xué)生的視唱練耳課程已經(jīng)結(jié)業(yè),取得了較好的教學(xué)效果。2014年6月,第二屆六年制學(xué)生638、639、640三個(gè)班級(jí)的結(jié)業(yè)視唱音樂(lè)會(huì)的成功舉行充分展示了學(xué)生們的學(xué)習(xí)成果。同時(shí),一些問(wèn)題和不足也顯現(xiàn)出來(lái)。如何在總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上大膽改革傳統(tǒng)的視唱練耳舉行模式,充分發(fā)揮六年制初中起點(diǎn)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),讓視唱練耳這塊學(xué)習(xí)音樂(lè)的基石更加穩(wěn)固已是當(dāng)務(wù)之急。
一、教學(xué)目標(biāo)的改革
高師視唱練耳的傳統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)有兩個(gè)方面,第一,專(zhuān)業(yè)技能技巧方面:通過(guò)視唱和聽(tīng)覺(jué)訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生快速準(zhǔn)確的識(shí)譜、讀譜能力及其對(duì)音樂(lè)的感知、聽(tīng)辨、記憶和表現(xiàn)的能力;理解音樂(lè)各要素在音樂(lè)表現(xiàn)中的作用,掌握音樂(lè)表現(xiàn)的方法,積累音樂(lè)語(yǔ)言;提高音樂(lè)綜合素質(zhì),培養(yǎng)和發(fā)展音樂(lè)審美能力。第二,師范技能方面:初步掌握視唱練耳的教學(xué)規(guī)律、教學(xué)內(nèi)容、與教學(xué)方法。按照此目標(biāo)進(jìn)行的高師視唱練耳教學(xué)與訓(xùn)練在提高學(xué)生的音樂(lè)素養(yǎng)與音樂(lè)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)能力等方面成效顯著。然而,其不足也是顯而易見(jiàn)的。一方面忽略了對(duì)學(xué)生進(jìn)行母語(yǔ)教育。學(xué)生對(duì)民族民間音樂(lè)的積累、鑒賞與表現(xiàn)明顯不足,雖然在教學(xué)內(nèi)容上有一些民族音樂(lè),但教學(xué)方法、理解方式、表現(xiàn)手段等方面均采用西方音樂(lè)的套路生搬硬套,其教學(xué)效果可想而知。“現(xiàn)今的音樂(lè)教育,尤其是基礎(chǔ)音樂(lè)教育中有一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題,即中國(guó)民族音樂(lè)教育得不到足夠的重視?!鳛楦邘熞魳?lè)教育重要課程之一的視唱練耳課,也應(yīng)擔(dān)負(fù)起這一重任?!绷硪环矫?,忽略了對(duì)學(xué)是進(jìn)行藝術(shù)實(shí)踐的訓(xùn)練。音樂(lè)是實(shí)踐的藝術(shù),音樂(lè)認(rèn)知從藝術(shù)實(shí)踐中來(lái),并為藝術(shù)實(shí)踐服務(wù)。對(duì)六年制視唱練耳教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置,要增加民族音樂(lè)與藝術(shù)實(shí)踐這兩方面的內(nèi)容,并在具體內(nèi)容與教學(xué)手段上要有明確的規(guī)定。
二、課時(shí)安排的改革
高師視唱練耳課程一般都安排在大一、大二的四個(gè)學(xué)期,每周2課時(shí)。這種課時(shí)安排是針對(duì)四年制高招生設(shè)置的。對(duì)初中起點(diǎn)的六年制學(xué)生來(lái)說(shuō)存在開(kāi)課時(shí)間過(guò)短與周課安排不合理兩個(gè)問(wèn)題。首先,初中起點(diǎn)的孩子大都沒(méi)有音樂(lè)基礎(chǔ),這一點(diǎn)從每年的招生考試就可以看出。初中起點(diǎn)的學(xué)生培養(yǎng)音樂(lè)技能的最大優(yōu)勢(shì)是年齡,聲樂(lè)、鋼琴、器樂(lè)包括舞蹈越早進(jìn)入他們的學(xué)習(xí)范疇越好。而視唱練耳是學(xué)會(huì)這些課程的基礎(chǔ),不識(shí)譜、沒(méi)有音高、節(jié)奏概念,這些視唱練耳基本能力的缺乏讓鋼琴、聲樂(lè)、器樂(lè)等課程因在一定程度承擔(dān)視唱練耳的教學(xué)任務(wù)而影響教學(xué),導(dǎo)致進(jìn)程緩慢,學(xué)習(xí)效果不理想。其次,六年制學(xué)生學(xué)制長(zhǎng),前幾年可以充分而扎實(shí)的打好基礎(chǔ),無(wú)需急于求成。鑒于以上兩個(gè)方面的原因,六年制的視唱練耳課時(shí)安排可做兩個(gè)方面的改革,一是增加周課時(shí),尤其是第一、二學(xué)期,把周課時(shí)2增至周課時(shí)4,讓學(xué)生在入學(xué)之初通過(guò)足夠的課堂教學(xué)與課后練習(xí)在短時(shí)間內(nèi)快速建立識(shí)譜、讀譜能力和音高、音準(zhǔn)、調(diào)式等基本樂(lè)感,培養(yǎng)初步的音樂(lè)表達(dá)能力與意識(shí),為聲樂(lè)、鋼琴、器樂(lè)的學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)保障。有了一定的視唱練耳基礎(chǔ)之后,在提高能力的學(xué)習(xí)階段即可與恢復(fù)周課時(shí)2,以減少整體課堂教學(xué)時(shí)間,增加課后自主練習(xí)的時(shí)間。二是延長(zhǎng)學(xué)時(shí),把四個(gè)學(xué)期延至六個(gè)學(xué)期,在充足的學(xué)習(xí)時(shí)間里從容安排各類(lèi)教學(xué)內(nèi)容,保證教學(xué)效果。
三、教學(xué)內(nèi)容的改革
傳統(tǒng)的高師視唱練耳課程的教學(xué)內(nèi)容包括視唱訓(xùn)練、聽(tīng)覺(jué)分析與音樂(lè)聽(tīng)覺(jué)訓(xùn)練三大板塊。貫穿這三大板塊的是以調(diào)式調(diào)性為主線(xiàn),以節(jié)奏、音程難度的循序漸進(jìn)為邏輯的各項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō),通過(guò)兩年四個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí),完成7升7降以?xún)?nèi)民族與西洋各種調(diào)式各種譜號(hào)的讀譜與視唱訓(xùn)練,以及包括音程、和弦、和聲連接、節(jié)奏、旋律在內(nèi)的各種音樂(lè)聽(tīng)覺(jué)訓(xùn)練,旨在綜合訓(xùn)練學(xué)生理解、感受、表現(xiàn)音樂(lè)的能力,看譜即唱的讀譜能力,發(fā)展包括音準(zhǔn)、節(jié)奏、旋律、和聲、調(diào)式調(diào)性、音色、織體等在內(nèi)的音樂(lè)聽(tīng)覺(jué)能力,發(fā)展音樂(lè)記憶力和內(nèi)心音樂(lè)聽(tīng)覺(jué)能力。這些教學(xué)內(nèi)容注重知識(shí)性、科學(xué)性、系統(tǒng)性與嚴(yán)謹(jǐn)性,能有效發(fā)展學(xué)生的綜合音樂(lè)素質(zhì)與能力。但對(duì)于六年制農(nóng)村小學(xué)音樂(lè)教師這個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)而言?xún)?nèi)容過(guò)于高、大、全。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況來(lái)看,存在以下一些問(wèn)題:第一、教學(xué)內(nèi)容完成困難?,F(xiàn)行的視唱練耳教學(xué)過(guò)于全面與系統(tǒng),內(nèi)容龐雜且難度較高,尤其是調(diào)號(hào)多與復(fù)雜節(jié)奏的視唱,學(xué)生的實(shí)際掌握困難,導(dǎo)致教學(xué)進(jìn)度拉慢,難以完成教學(xué)任務(wù)。第二,現(xiàn)行課程內(nèi)容主要偏向?qū)I(yè)的技能訓(xùn)練與學(xué)習(xí),學(xué)生的實(shí)踐能力與審美能力的訓(xùn)練缺乏,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,降低了學(xué)習(xí)效率。第三,現(xiàn)行課程內(nèi)容中缺乏視唱練耳教學(xué)法的訓(xùn)練。對(duì)于農(nóng)村小學(xué)音樂(lè)教師而言,視唱練耳是他們工作中重要的“雙基”教學(xué)內(nèi)容之一,在高師階段得到訓(xùn)練與指導(dǎo)是他們順利走向工作崗位的重要保障。因此,六年制視唱練耳教學(xué)內(nèi)容的改革要從這三個(gè)方面入手,精簡(jiǎn)內(nèi)容、降低難度,注重知識(shí)性與趣味性的結(jié)合。在訓(xùn)練內(nèi)容的選擇上增加民族民間音樂(lè)的視唱與聽(tīng)辨,增加本土音樂(lè)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的文化認(rèn)同感。加強(qiáng)課程理論知識(shí)與藝術(shù)實(shí)踐的結(jié)合,可以借助舉辦視唱練耳音樂(lè)會(huì)的形式,鼓勵(lì)與刺激學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性與自覺(jué)性,充分鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造思維與想象力,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提高學(xué)習(xí)興趣,提升教學(xué)質(zhì)量。增加視唱練耳教學(xué)法的內(nèi)容,加強(qiáng)與鍛煉學(xué)生將課堂知識(shí)進(jìn)行實(shí)際教學(xué)與運(yùn)用的能力,讓學(xué)生從教學(xué)層面去總結(jié)視唱練耳的學(xué)習(xí)規(guī)律與訓(xùn)練方法,為今后的農(nóng)村小學(xué)音樂(lè)教學(xué)打好基礎(chǔ)。
四、教學(xué)方法的改革
傳統(tǒng)的的視唱練耳教學(xué)方法較為單一,都是以老師為主體,對(duì)視唱與練耳兩部分內(nèi)容進(jìn)行“灌輸式”的授課。長(zhǎng)此以往,學(xué)生就會(huì)逐漸失去對(duì)視唱練耳課的興趣。因此積極進(jìn)行教學(xué)方法的改革,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,是提高視唱練耳課堂的教學(xué)效果的重要保障。改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法,主要從以下幾個(gè)方面做起。首先,要求老師改變傳統(tǒng)視唱練耳課的灌輸模式,實(shí)行以“學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念,在課前準(zhǔn)備與課堂教學(xué)中充分關(guān)注學(xué)生的狀況,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力,做好引導(dǎo)者的角色,讓學(xué)生在快樂(lè)中感受音樂(lè)、表現(xiàn)音樂(lè),實(shí)現(xiàn)視唱練耳課“教與學(xué)”相結(jié)合。其次,采取多樣化的教學(xué)方式。如合理采用多媒體數(shù)字化視唱練耳教學(xué)方式,對(duì)教學(xué)內(nèi)容提供多元信息與良好的示范,優(yōu)化音頻效果,增加聽(tīng)覺(jué)訓(xùn)練的音色,豐富視唱練耳教學(xué)手段與內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)視唱練耳教學(xué)方法的多元風(fēng)化,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
五、教材編寫(xiě)的改革
教材是專(zhuān)業(yè)知識(shí)的載體,是教學(xué)過(guò)程實(shí)施的重要依據(jù),因此教材對(duì)于課程教學(xué)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。目前國(guó)內(nèi)通用的視唱練耳教材大致分為四類(lèi),一是針對(duì)兒童學(xué)習(xí)音樂(lè)需要的,如趙方幸編著的《兒童視唱練耳教程》等。二是針對(duì)普通人群學(xué)習(xí)音樂(lè)需要的,如李重光編著的《怎樣讀簡(jiǎn)譜》等。三是針對(duì)音樂(lè)高考培訓(xùn)需要的,如陳玉香編著的《高考音樂(lè)強(qiáng)化訓(xùn)練――視唱練耳卷》等。四是針對(duì)普通高校音樂(lè)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生課堂教學(xué)需要的,如許敬行、孫虹編著的《視唱練耳》等。從難易程度、適用范圍、內(nèi)容安排等各方面來(lái)說(shuō),這幾類(lèi)教材顯然都不適合六年制學(xué)生的實(shí)際需要。為了保證教學(xué)效果,應(yīng)該盡快組織相關(guān)專(zhuān)業(yè)教師編寫(xiě)合適的校本教材。具體編寫(xiě)時(shí)要根據(jù)農(nóng)村小學(xué)音樂(lè)本科六年制學(xué)生的年齡層次、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)經(jīng)歷、培養(yǎng)目標(biāo)等實(shí)際情況,科學(xué)合理安排教材的內(nèi)容和進(jìn)程,同時(shí)注意增加兩個(gè)方面的內(nèi)容,一是地方民族民間音樂(lè),包括民歌、民族器樂(lè)、經(jīng)典戲曲唱段等內(nèi)容。二是增加藝術(shù)實(shí)踐的內(nèi)容,包括藝術(shù)實(shí)踐的形式、曲目、排練、演出等各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)劃與安排,將技能訓(xùn)練與舞臺(tái)表演結(jié)合起來(lái),發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性與創(chuàng)造力,在藝術(shù)實(shí)踐中提高視唱練耳的技能技巧與綜合運(yùn)用能力。
關(guān)鍵詞:高中;新課程理念;計(jì)算機(jī)教學(xué);改革措施
當(dāng)下,高中計(jì)算機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀不容樂(lè)觀,很多教師在教學(xué)認(rèn)識(shí)上存在不足,一味重視講解理論知識(shí),忽視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力,導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法做課堂的主人,這不符合新課程理念的要求。對(duì)此,怎樣改革計(jì)算機(jī)教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量是亟待教師思考和研究的重要課題。
1高中計(jì)算機(jī)教學(xué)面臨的困境
普通高中的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)是系統(tǒng)工程,盡管已經(jīng)突破一些困境,但很多困境依舊限制著計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量與水平的提升。其中,教學(xué)知識(shí)落后是高中計(jì)算機(jī)教學(xué)面臨的主要困境之一。高中計(jì)算機(jī)教材存在編制與更新不及時(shí)的問(wèn)題,導(dǎo)致學(xué)生接觸的計(jì)算機(jī)知識(shí)和時(shí)代脫軌,影響學(xué)生提升計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。同時(shí),高中階段的部分計(jì)算機(jī)知識(shí)有很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性,學(xué)生感覺(jué)晦澀難懂,逐漸喪失學(xué)習(xí)自信,降低學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)的興趣[1]。另外,部分高中學(xué)校并不重視計(jì)算機(jī)教學(xué),教師在大環(huán)境的影響下也一味追求完成教學(xué)計(jì)劃,在教學(xué)中以講解為主,忽略對(duì)學(xué)生主體作用的發(fā)揮,影響計(jì)算機(jī)教學(xué)效果。因此,基于新課程理念改革高中計(jì)算機(jī)教學(xué)也成為一項(xiàng)重大的任務(wù)。
2基于新課程理念改革高中計(jì)算機(jī)教學(xué)的措施
2.1合理組織課堂的教學(xué)導(dǎo)入
合理組織教學(xué)導(dǎo)入能有效提高高中計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)效率,所以教師務(wù)必要注意合理組織并導(dǎo)入課堂教學(xué)內(nèi)容,先讓學(xué)生明確課堂教學(xué)的重點(diǎn),之后再逐步深入,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。如在以Flash軟件應(yīng)用講解為主的課堂上,教師就應(yīng)先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到課堂教學(xué)的重點(diǎn)在于如何利用Flash軟件編輯、繪制出一些簡(jiǎn)單的圖形以及如何創(chuàng)作簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)。如此一來(lái),學(xué)生就能大致了解這節(jié)課的內(nèi)容,并產(chǎn)生好奇心、求知欲。接下來(lái)教師可為學(xué)生播放一小段Flas,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)的興趣,之后再正式為學(xué)生講解操作Flash軟件的基本方法和制作動(dòng)畫(huà)的步驟等。通過(guò)教師的步步導(dǎo)入,學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更有層次,學(xué)習(xí)難度大大降低,學(xué)習(xí)效果有顯著的改善。
2.2精心設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)教學(xué)任務(wù)
在日常的計(jì)算機(jī)教學(xué)中,由于高中計(jì)算機(jī)課時(shí)數(shù)非常有限,所以教師單純地改革課程教學(xué)是無(wú)法直接獲得良好的教學(xué)效果的,應(yīng)重視精心設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù),多給學(xué)生預(yù)留一些自由發(fā)揮的空間,讓學(xué)生自主探究[2]。如當(dāng)教師在教學(xué)生操作鼠標(biāo)時(shí),一般情況下都會(huì)選擇依據(jù)教材要求開(kāi)展教學(xué)工作,并留下很多時(shí)間讓學(xué)生學(xué)習(xí),但這樣的教學(xué)方法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)是不利的,因?yàn)樵诮虒W(xué)之前學(xué)生已經(jīng)儲(chǔ)備了一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),所以操作鼠標(biāo)只需要花費(fèi)很短的時(shí)間,其余大部分時(shí)間應(yīng)用來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,以體現(xiàn)新課程理念在高中計(jì)算機(jī)教學(xué)中的滲透。教師可將網(wǎng)絡(luò)游戲作為切入點(diǎn)精心設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù),以便快速集中學(xué)生的注意力,讓學(xué)生討論怎樣在游戲里有效操作鼠標(biāo),在活躍課堂氣氛的同時(shí)了解學(xué)生操作鼠標(biāo)的方法,并注意糾正,從而擺脫教材的束縛,提高教學(xué)的有效性,引導(dǎo)學(xué)生探究新的鼠標(biāo)操作方式。
2.3科學(xué)應(yīng)用計(jì)算機(jī)教學(xué)方法
在改革計(jì)算機(jī)教學(xué)時(shí),教師要科學(xué)應(yīng)用計(jì)算機(jī)教學(xué)方法,確保學(xué)生在課堂的參與程度,以促進(jìn)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的深化,提升教學(xué)質(zhì)量。一般情況下,教師可在計(jì)算機(jī)教學(xué)中引進(jìn)分組討論法、研究學(xué)習(xí)法,有意識(shí)、有計(jì)劃地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),這對(duì)基于新課程理念改革高中計(jì)算機(jī)教學(xué)有至關(guān)重要的作用,能幫助教師順利達(dá)成計(jì)算機(jī)教學(xué)目標(biāo)。如當(dāng)教師在講解關(guān)于IP地址及其管理的計(jì)算機(jī)知識(shí)時(shí),由于IP地址屬于專(zhuān)業(yè)知識(shí),對(duì)高中生而言相當(dāng)陌生,教師在課堂教學(xué)中難免會(huì)發(fā)生解釋不明的問(wèn)題,對(duì)教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生消極影響,造成計(jì)算機(jī)教學(xué)效率低下。所以在教學(xué)實(shí)踐中,教師可科學(xué)應(yīng)用情景教學(xué)方法,為學(xué)生營(yíng)造良好的課堂學(xué)習(xí)氛圍,提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)的主動(dòng)性與積極性,幫助學(xué)生更好地了解教學(xué)知識(shí)。一是教師要重視有效收集相關(guān)資料,利用多媒體技術(shù)有效制止課件,利用多媒體設(shè)備在課堂教學(xué)中為學(xué)生展示課件,并結(jié)合圖片解釋IP地址的概念及具體內(nèi)容,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與記憶。二是教師可選擇一些典型的網(wǎng)絡(luò)犯罪紀(jì)錄片讓學(xué)生觀看,增強(qiáng)學(xué)生參與課堂的興趣和程度,促使學(xué)生了解一般的網(wǎng)絡(luò)犯罪形式,了解警方怎樣通過(guò)IP地址偵破相關(guān)的案件,從而讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)IP地址這一知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際意義。興趣一直都是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的最大動(dòng)力,特別是對(duì)于學(xué)生接觸機(jī)會(huì)較少的計(jì)算機(jī)知識(shí),所以把專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)知識(shí)變得直觀、形象、易理解就是教師改革教學(xué)的重點(diǎn),教師要把握該特征,幫助學(xué)生形成學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展[3]。
2.4培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)踐能力
站在高中生的角度,他們認(rèn)為計(jì)算機(jī)教學(xué)的主要內(nèi)容應(yīng)是技術(shù)實(shí)踐,涉及計(jì)算機(jī)理論、編程等知識(shí)是不可能接觸的,且學(xué)習(xí)一些基本的應(yīng)用軟件也只能在大量的自主實(shí)踐中才能完成,要想形成計(jì)算機(jī)實(shí)踐操作能力就只有上機(jī)實(shí)踐。好在當(dāng)下很多家庭都配備了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施,為培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)踐能力提供助力。如教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用空閑時(shí)間在家里自主學(xué)習(xí)操作一些應(yīng)用軟件,在實(shí)踐中真正了解并掌握自己在課堂上、教材里學(xué)到的計(jì)算機(jī)知識(shí),特別是一些輸入軟件,只能在大量的練習(xí)中才能掌握。在計(jì)算機(jī)教學(xué)中,教師要重視改革課堂教學(xué)模式,利用自主教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造才能,幫助學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)理論知識(shí)以及實(shí)踐操作技巧,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程的能力,從而逐漸提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效率,結(jié)合課堂教學(xué)和大量的家庭練習(xí)有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。
3結(jié)語(yǔ)
隨著新課程理念在教育教學(xué)工作中的不斷滲透和深入,不管是教學(xué)方法還是學(xué)習(xí)方法都發(fā)生巨大的改變,但目前只邁出了新課改的一小步,基于新課程理念改革高中計(jì)算機(jī)教學(xué)還需要走很長(zhǎng)的路。在實(shí)踐中,高中計(jì)算機(jī)教師務(wù)必要正確認(rèn)識(shí)困境,在新課程理念的指導(dǎo)下采取行之有效的措施改革高中計(jì)算機(jī)教學(xué),為社會(huì)輸送更多更有用的人才。
參考文獻(xiàn)
[1]馬洪進(jìn).高中計(jì)算機(jī)教育課堂教學(xué)改革實(shí)踐[J].時(shí)代教育,2016(8):180.
[2]王玉芬.淺析如何提高高中計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量[J].中國(guó)校外教育,2015(35):166.
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