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目前國際數(shù)學(xué)界普遍贊同通過開展數(shù)學(xué)建模活動和在數(shù)學(xué)教學(xué)中推廣使用現(xiàn)代化技術(shù)來推動數(shù)學(xué)教育改革。美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家普遍都十分重視數(shù)學(xué)建模教學(xué),把數(shù)學(xué)建?;顒訌拇髮W(xué)生向中學(xué)生轉(zhuǎn)移是近年國際數(shù)學(xué)教育發(fā)展的一種趨勢。“我國的數(shù)學(xué)教育在很長一段時間內(nèi)對于數(shù)學(xué)與實際、數(shù)學(xué)與其它學(xué)科的聯(lián)系未能給予充分的重視,因此,高中數(shù)學(xué)在數(shù)學(xué)應(yīng)用和聯(lián)系實際方面需要大力加強(qiáng)?!蔽覈胀ǜ咧行碌臄?shù)學(xué)教學(xué)大綱中也明確提出要切實培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力,要求增強(qiáng)應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識,能初步運用數(shù)學(xué)模型解決實際問題。這些要求不僅符合數(shù)學(xué)本身發(fā)展的需要,也是社會發(fā)展的需要。因此我們的數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要使學(xué)生知道許多重要的數(shù)學(xué)概念、方法和結(jié)論,而且要提高學(xué)生的思維能力,培養(yǎng)學(xué)生自覺地運用數(shù)學(xué)知識去處理和解決日常生活中所遇到的問題,從而形成良好的思維品質(zhì)。而數(shù)學(xué)建模通過"從實際情境中抽象出數(shù)學(xué)問題,求解數(shù)學(xué)模型,回到現(xiàn)實中進(jìn)行檢驗,必要時修改模型使之更切合實際"這一過程,促使學(xué)生圍繞實際問題查閱資料、收集信息、整理加工、獲取新知識,從而拓寬了學(xué)生的知識面和能力。數(shù)學(xué)建模將各種知識綜合應(yīng)用于解決實際問題中,是培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力的必備手段之一,是改善學(xué)生學(xué)習(xí)方式的突破口。因此有計劃地開展數(shù)學(xué)建?;顒?,將有效地培養(yǎng)學(xué)生的能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
數(shù)學(xué)建??梢蕴岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生不怕吃苦、敢于戰(zhàn)勝困難的堅強(qiáng)意志,培養(yǎng)自律、團(tuán)結(jié)的優(yōu)秀品質(zhì),培養(yǎng)正確的數(shù)學(xué)觀。具體的調(diào)查表明,大部分學(xué)生對數(shù)學(xué)建模比較感興趣,并不同程度地促進(jìn)了他們對于數(shù)學(xué)及其他課程的學(xué)習(xí).有許多學(xué)生認(rèn)為:"數(shù)學(xué)源于生活,生活依靠數(shù)學(xué),平時做的題都是理論性較強(qiáng),實際性較弱的題,都是在理想化狀態(tài)下進(jìn)行討論,而數(shù)學(xué)建模問題貼近生活,充滿趣味性";"數(shù)學(xué)建模使我更深切地感受到數(shù)學(xué)與實際的聯(lián)系,感受到數(shù)學(xué)問題的廣泛,使我們對于學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要性理解得更為深刻"。數(shù)學(xué)建模能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)進(jìn)行分析、推理、證明和計算的能力;用數(shù)學(xué)語言表達(dá)實際問題及用普通人能理解的語言表達(dá)數(shù)學(xué)結(jié)果的能力;應(yīng)用計算機(jī)及相應(yīng)數(shù)學(xué)軟件的能力;獨立查找文獻(xiàn),自學(xué)的能力,組織、協(xié)調(diào)、管理的能力;創(chuàng)造力、想象力、聯(lián)想力和洞察力。由此,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模知識是很有必要的。
那么當(dāng)前我國高中學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識和建模能力如何呢?下面是節(jié)自有關(guān)人士對某次競賽中的一道建模題目學(xué)生的作答情況所作的抽樣調(diào)查。題目內(nèi)容如下:
某市教育局組織了一項競賽,聘請了來自不同學(xué)校的數(shù)名教師做評委組成評判組。本次競賽制定四條評分規(guī)則,內(nèi)容如下:
(1)評委對本校選手不打分。
(2)每位評委對每位參賽選手(除本校選手外)都必須打分,且所打分?jǐn)?shù)不相同。
(3)評委打分方法為:倒數(shù)第一名記1分,倒數(shù)第二名記2分,依次類推。
(4)比賽結(jié)束后,求出各選手的平均分,按平均分從高到低排序,依此確定本次競賽的名次,以平均分最高者為第一名,依次類推。
本次比賽中,選手甲所在學(xué)校有一名評委,這位評委將不參加對選手甲的評分,其他選手所在學(xué)校無人擔(dān)任評委。
(Ⅰ)公布評分規(guī)則后,其他選手覺得這種評分規(guī)則對甲更有利,請問這種看法是否有道理?(請說明理由)
(Ⅱ)能否給這次比賽制定更公平的評分規(guī)則?若能,請你給出一個更公平的評分規(guī)則,并說明理由。
本題是一道開放性很強(qiáng)的好題,給學(xué)生留有很大的發(fā)揮空間,不少學(xué)生都有精彩的表現(xiàn),例如關(guān)于評分規(guī)則的修正,就有下列幾種方案:
方案1:將選手甲所在學(xué)校評委的評分方法改為倒數(shù)第一名記1+分,倒數(shù)第二名記2+,…依次類推;(評分標(biāo)準(zhǔn))
方案2:將選手甲所在學(xué)校評委的評分方法改為在原來的基礎(chǔ)上乘以;
方案3:對甲評分時,用其他評委的平均分計做甲所在學(xué)校評委的打分;
然而也有不少學(xué)生為空白,究其原因可能除了時間因素,學(xué)生對于較長的文字表述產(chǎn)生畏懼心理、不能正確閱讀是重要因素。同時,一些學(xué)生由于不能正確理解規(guī)則(3),得出選手甲的平均得分為,其他選手的平均得分為,從而得出錯誤結(jié)論.不少學(xué)生出現(xiàn)“甲所在學(xué)校的評委會故意壓低其他選手的分?jǐn)?shù),因而對甲有利”的解釋,而沒有意識到作出必要的假設(shè)是數(shù)學(xué)建模方法中的重要且必要的一環(huán)。有些學(xué)生在正確理解題意的基礎(chǔ)上,提出了“規(guī)則對甲有利”的理由,例如:排名在甲前的同學(xué)少得了1分;甲所在學(xué)校的評委不給其他選手最高分(n分),所以甲得最高分的概率比其他選手高;相當(dāng)于甲所在學(xué)校的評委把最高分給了甲;甲少拿一個分?jǐn)?shù),若少拿最低分,則有利;若少拿最高分,則不利;等等。以上各種想法都有道理,遺憾的是大部分學(xué)生僅僅停留在這些感性認(rèn)識和文字說明上,沒能進(jìn)一步引進(jìn)數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)符號去進(jìn)行理性的分析。如何衡量規(guī)則的公平性是本題的關(guān)鍵,也是建模的原則。很少有學(xué)生能夠明確提出這個原則,有些學(xué)生在第2問評分規(guī)則的修正中,提出“將甲所在學(xué)校的評委從評判組中剔除掉”,這種辦法違背實際的要求。有些學(xué)生被生活中一些現(xiàn)象誤導(dǎo),提出“去掉最高分和最低分”的評分規(guī)則修正方法,而不去從數(shù)學(xué)的角度分析和研究。
通過對這道高中數(shù)學(xué)知識應(yīng)用競賽題解答情況的分析,我們了解到學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識和建模能力的現(xiàn)狀不容樂觀。學(xué)生在數(shù)學(xué)應(yīng)用能力上存在的一些問題:(1)數(shù)學(xué)閱讀能力差,誤解題意。(2)數(shù)學(xué)建模方法需要提高。(3)數(shù)學(xué)應(yīng)用意識不盡人意數(shù)學(xué)建模意識很有待加強(qiáng)。新課程標(biāo)準(zhǔn)給數(shù)學(xué)建模提出了更高的要求,也為中學(xué)數(shù)學(xué)建模的發(fā)展提供了很好的契機(jī),相信隨著新課程的實施,我們高中生的數(shù)學(xué)建模意識和建模能力會有大的提高!
那么高中的數(shù)學(xué)建模教學(xué)應(yīng)如何進(jìn)行呢?數(shù)學(xué)建模的教學(xué)本身是一個不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷完善和提高的過程。不同于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,數(shù)學(xué)建模課程指導(dǎo)思想是:以實驗室為基礎(chǔ)、以學(xué)生為中心、以問題為主線、以培養(yǎng)能力為目標(biāo)來組織教學(xué)工作。通過教學(xué)使學(xué)生了解利用數(shù)學(xué)理論和方法去分折和解決問題的全過程,提高他們分折問題和解決問題的能力;提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識與能力。數(shù)學(xué)建模以學(xué)生為主,教師利用一些事先設(shè)計好的問題,引導(dǎo)學(xué)生主動查閱文獻(xiàn)資料和學(xué)習(xí)新知識,鼓勵學(xué)生積極開展討論和辯論,主動探索解決之法。教學(xué)過程的重點是創(chuàng)造一個環(huán)境去誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望、培養(yǎng)他們的自學(xué)能力,增強(qiáng)他們的數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,強(qiáng)調(diào)的是獲取新知識的能力,是解決問題的過程,而不是知識與結(jié)果。
(一)在教學(xué)中傳授學(xué)生初步的數(shù)學(xué)建模知識。
中學(xué)數(shù)學(xué)建模的目的旨在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,掌握數(shù)學(xué)建模的方法,為將來的學(xué)習(xí)、工作打下堅實的基礎(chǔ)。在教學(xué)時將數(shù)學(xué)建模中最基本的過程教給學(xué)生:利用現(xiàn)行的數(shù)學(xué)教材,向?qū)W生介紹一些常用的、典型的數(shù)學(xué)模型。如函數(shù)模型、不等式模型、數(shù)列模型、幾何模型、三角模型、方程模型等。教師應(yīng)研究在各個教學(xué)章節(jié)中可引入哪些數(shù)學(xué)基本模型問題,如儲蓄問題、信用貸款問題可結(jié)合在數(shù)列教學(xué)中。教師可以通過教材中一些不大復(fù)雜的應(yīng)用問題,帶著學(xué)生一起來完成數(shù)學(xué)化的過程,給學(xué)生一些數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模的初步體驗。
例如在學(xué)習(xí)了二次函數(shù)的最值問題后,通過下面的應(yīng)用題讓學(xué)生懂得如何用數(shù)學(xué)建模的方法來解決實際問題。例:客房的定價問題。一個星級旅館有150個客房,經(jīng)過一段時間的經(jīng)營實踐,旅館經(jīng)理得到了一些數(shù)據(jù):每間客房定價為160元時,住房率為55%,每間客房定價為140元時,住房率為65%,
每間客房定價為120元時,住房率為75%,每間客房定價為100元時,住房率為85%。欲使旅館每天收入最高,每間客房應(yīng)如何定價?
[簡化假設(shè)]
(1)每間客房最高定價為160元;
(2)設(shè)隨著房價的下降,住房率呈線性增長;
(3)設(shè)旅館每間客房定價相等。
[建立模型]
設(shè)y表示旅館一天的總收入,與160元相比每間客房降低的房價為x元。由假設(shè)(2)可得,每降價1元,住房率就增加。因此
由可知
于是問題轉(zhuǎn)化為:當(dāng)時,y的最大值是多少?
[求解模型]
利用二次函數(shù)求最值可得到當(dāng)x=25即住房定價為135元時,y取最大值13668.75(元),
[討論與驗證]
(1)容易驗證此收入在各種已知定價對應(yīng)的收入中是最大的。如果為了便于管理,定價為140元也是可以的,因為此時它與最高收入只差18.75元。
(2)如果定價為180元,住房率應(yīng)為45%,相應(yīng)的收入只有12150元,因此假設(shè)(1)是合理的。
(二)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,增強(qiáng)數(shù)學(xué)建模意識。
首先,學(xué)生的應(yīng)用意識體現(xiàn)在以下兩個方面:一是面對實際問題,能主動嘗試從數(shù)學(xué)的角度運用所學(xué)知識和方法尋求解決問題的策略,學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過程中能夠認(rèn)識到數(shù)學(xué)是有用的。二是認(rèn)識到現(xiàn)實生活中蘊(yùn)含著大量的數(shù)學(xué)信息,數(shù)學(xué)在現(xiàn)實世界中有著廣泛的應(yīng)用:生活中處處有數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)就在他的身邊。其次,關(guān)于如何培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識:在數(shù)學(xué)教學(xué)和對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)中,介紹知識的來龍去脈時多與實際生活相聯(lián)系。例如,日常生活中存在著“不同形式的等量關(guān)系和不等量關(guān)系”以及“變量間的函數(shù)對應(yīng)關(guān)系”、“變相間的非確切的相關(guān)關(guān)系”、“事物發(fā)生的可預(yù)測性,可能性大小”等,這些正是數(shù)學(xué)中引入“方程”、“不等式”、“函數(shù)”“變量間的線性相關(guān)”、“概率”的實際背景。另外鍛煉學(xué)生學(xué)會運用數(shù)學(xué)語言描述周圍世界出現(xiàn)的數(shù)學(xué)現(xiàn)象。數(shù)學(xué)是一種“世界通用語言”它能夠準(zhǔn)確、清楚、間接地刻畫和描述日常生活中的許多現(xiàn)象。應(yīng)讓學(xué)生養(yǎng)成運用數(shù)學(xué)語言進(jìn)行交流的習(xí)慣。例如,當(dāng)學(xué)生乘坐出租車時,他應(yīng)能意識到付費與行駛時間或路程之間具有一定的函數(shù)關(guān)系。鼓勵學(xué)生運用數(shù)學(xué)建模解決實際問題。首先通過觀察分析、提煉出實際問題的數(shù)學(xué)模型,然后再把數(shù)學(xué)模型納入某知識系統(tǒng)去處理,當(dāng)然這不但要求學(xué)生有一定的抽象能力,而且要有相當(dāng)?shù)挠^察、分析、綜合、類比能力。學(xué)生的這種能力的獲得不是一朝一夕的事情,需要把數(shù)學(xué)建模意識貫穿在教學(xué)的始終,也就是要不斷的引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維的觀點去觀察、分析和表示各種事物關(guān)系、空間關(guān)系和數(shù)學(xué)信息,從紛繁復(fù)雜的具體問題中抽象出我們熟悉的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而達(dá)到用數(shù)學(xué)模型來解決實際問題,使數(shù)學(xué)建模意識成為學(xué)生思考問題的方法和習(xí)慣。通過教師的潛移默化,經(jīng)常滲透數(shù)學(xué)建模意識,學(xué)生可以從各類大量的建模問題中逐步領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)建模的廣泛應(yīng)用,從而激發(fā)學(xué)生去研究數(shù)學(xué)建模的興趣,提高他們運用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行建模的能力。
(三)在教學(xué)中注意聯(lián)系相關(guān)學(xué)科加以運用
在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中應(yīng)該重視選用數(shù)學(xué)與物理、化學(xué)、生物、美學(xué)等知識相結(jié)合的跨學(xué)科問題和大量與日常生活相聯(lián)系(如投資買賣、銀行儲蓄、測量、乘車、運動等方面)的數(shù)學(xué)問題,從其它學(xué)科中選擇應(yīng)用題,通過構(gòu)建模型,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決該學(xué)科難題的能力。例如,高中生物學(xué)科以描述性的語言為主,有的學(xué)生往往以為學(xué)好生物學(xué)是與數(shù)學(xué)沒有關(guān)系的。他們尚未樹立理科意識,缺乏理科思維。比如:他們不會用數(shù)學(xué)上的排列與組合來分析減數(shù)分裂過程配子的基因組成;也不會用數(shù)學(xué)上的概率的相加、相乘原理來解決一些遺傳病機(jī)率的計算等等。這些需要教師在平時相應(yīng)的課堂內(nèi)容教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。因此我們在教學(xué)中應(yīng)注意與其它學(xué)科的呼應(yīng),這不但可以幫助學(xué)生加深對其它學(xué)科的理解,也是培養(yǎng)學(xué)生建模意識的一個不可忽視的途徑。又例如教了正弦函數(shù)后,可引導(dǎo)學(xué)生用模型函數(shù)寫出物理中振動圖象或交流圖象的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
最后,為了培養(yǎng)學(xué)生的建模意識,中學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)首先需要提高自己的建模意識。中學(xué)數(shù)學(xué)教師除需要了解數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷史和發(fā)展動態(tài)之外,還需要不斷地學(xué)習(xí)一些新的數(shù)學(xué)建模理論,并且努力鉆研如何把中學(xué)數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于現(xiàn)實生活。中學(xué)教師只有通過對數(shù)學(xué)建模的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究,才能準(zhǔn)確地的把握數(shù)學(xué)建模問題的深度和難度,更好地推動中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的發(fā)展。
論文關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模數(shù)學(xué)應(yīng)用意識數(shù)學(xué)建模教學(xué)
論文摘要:為增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識,切實培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力,分析了高中數(shù)學(xué)建模的必要性,并通過對高中學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的調(diào)查分析,發(fā)現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用及數(shù)學(xué)建模方面存在的問題,并針對問題提出了關(guān)于高中進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)的幾點意見。
參考文獻(xiàn):
1.《問題解決的數(shù)學(xué)模型方法》北京師范大學(xué)出版社,1999.8
2.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗),人民教育出版社,2003.4
一、廣泛挖掘教材內(nèi)容,巧妙建模
實施初中數(shù)學(xué)建模教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力需要教師立足教材,廣泛挖掘教材內(nèi)容,以教材知識為基礎(chǔ)攻破建模難關(guān),真正提升初中數(shù)學(xué)教學(xué)效率.蘇教版初中數(shù)學(xué)每章內(nèi)容都配有反映生活實際問題的插圖、案例等,它們抽象出了本節(jié)課的主要內(nèi)容,也折射出了概念、法則、性質(zhì)、公式等一系列基礎(chǔ)知識,完全可以作為數(shù)學(xué)教師課堂建模的基本素材.再者,在具體的數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師可基于教材重難點知識,并結(jié)合學(xué)生生活實際,實現(xiàn)教材知識與生活實際的結(jié)合,巧妙建模,有意識提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,改善教學(xué)效果.例如,在蘇教版八年級下冊數(shù)學(xué)第七章《一元一次不等式》學(xué)習(xí)內(nèi)容中涉及到很多最優(yōu)化、超額、不足等實際生活中常見的問題,這類問題往往比較棘手,需要用不等式進(jìn)行解決.在具體的教學(xué)過程中,教師可以運用課本案例,也可以聯(lián)系生活實際巧妙建模,折射教材知識與內(nèi)容.教師可編寫應(yīng)用題,作以下不等式建模:一次智力測試,有20道選擇題.評分標(biāo)準(zhǔn)是:對1題給5分,錯1題扣2分,不答題不給分也不扣分.小明有2道題未答,問至少答對幾道題,總分才會不低于60分?若設(shè)答對x道題,分?jǐn)?shù)不低于60分,可列出以下不等式5x-2(20-2-x)≥60.這種建模方式比較常見,只要教師加以引導(dǎo),學(xué)生很快會掌握建模思想,提升學(xué)習(xí)能力.
二、創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境,重視過程教學(xué)
數(shù)學(xué)知識的產(chǎn)生與發(fā)展本身蘊(yùn)含著豐富的建模思想,實施建模教學(xué),旨在通過巧妙建模幫助學(xué)生輕松學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識,了解知識原委,提升運用知識的能力,并教會學(xué)生以數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)方式去解決實際生活問題.毋庸置疑,數(shù)學(xué)計算本身來源于實際情境,它是對實際情境的濃縮.這要求教師要懂得創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境,重視過程教學(xué),而情境的創(chuàng)設(shè)本身就是將數(shù)學(xué)知識具體化的建模過程,使學(xué)生充分體會到建模的細(xì)節(jié),了解知識是如何滲透于情境中.在教師創(chuàng)設(shè)的趣味化情境中,學(xué)生不僅提升了學(xué)習(xí)積極性,更獲得了知識與能力.
在初中數(shù)學(xué)試題中,常出現(xiàn)類似以下的題目:要在河邊修一個水泵站,分別向A莊和B莊輸送水分,問修在什么地方,可使所用水管最短.其實這樣的問題,本身就是創(chuàng)設(shè)情境的一種方式,教師在教學(xué)過程中應(yīng)善于滲透生活經(jīng)驗,基于生活實際問題創(chuàng)設(shè)應(yīng)用化問題情境,巧妙建模.教師可以用多媒體展示問題的情境圖片,并向?qū)W生詳細(xì)展示解題過程,讓學(xué)生知曉應(yīng)用模型的建構(gòu)與解決思路.這不僅幫助學(xué)生解決了實際問題,同時也使學(xué)生通曉知識與生活實際的聯(lián)系,便于學(xué)生利用建模思想解決更多類似該題或者該題變形后的題目.
三、重視建模應(yīng)用性,促使學(xué)以致用
數(shù)學(xué)建模的目的除了要擴(kuò)大學(xué)生的數(shù)學(xué)知識面之外,還要幫助學(xué)生解決一些生活實際問題,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識、數(shù)學(xué)能力以及數(shù)學(xué)綜合素質(zhì),促使學(xué)生學(xué)以致用.以往教師解題,學(xué)生生硬模仿聯(lián)系的教學(xué)模式儼然不能滿足當(dāng)下初中數(shù)學(xué)教學(xué)的對學(xué)生應(yīng)用能力的要求.因此,初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)應(yīng)注重學(xué)生的參與性,給予學(xué)生更多表現(xiàn)的機(jī)會,凸顯教學(xué)活動的靈活多樣性,讓學(xué)生在解題實踐中增強(qiáng)建模的應(yīng)用意識,使學(xué)生樹立“大數(shù)學(xué)”觀,真正體會到數(shù)學(xué)的可貴之處.
在《中位數(shù)與眾數(shù)》課堂教學(xué)中,為了強(qiáng)化學(xué)生理解“中位數(shù)與眾數(shù)”在生活中的實際應(yīng)用,教師可進(jìn)行以下建模:某商店有220 L,215 L,185 L,182 L四種型號的某種名牌電冰箱,在一周內(nèi)分別銷售了6臺,30臺,14臺,8臺.在研究電冰箱銷售情況時,商店經(jīng)理關(guān)心的應(yīng)是哪些數(shù)據(jù)?哪些數(shù)據(jù)對于進(jìn)貨最有參考價值?這是生活中常見的有關(guān)“眾數(shù)與中位數(shù)”的應(yīng)用題,該題目具有開放性,教師可組織學(xué)生分組討論,并在學(xué)生討論過程中強(qiáng)化指導(dǎo),然后鼓勵小組代表說出本組看法.學(xué)生在建模教學(xué)的指引下,輕松愉悅地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作與探究,并很快獲取知識與能力.這不僅提升了其對實際問題的解決能力,也使學(xué)生深刻理解了教師建模的實際價值.
四、注重學(xué)生多向思維能力的培養(yǎng),拓展數(shù)學(xué)建模思路
初中數(shù)學(xué)的建模都是建立在條件與目標(biāo)密切聯(lián)系的基礎(chǔ)之上,而且這種聯(lián)系具有多向性,可以說成功建模離不開順向思維、逆向思維、發(fā)散思維……等多向思維的融合,數(shù)學(xué)教師針對于確定的數(shù)學(xué)模型,引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)設(shè)不同的生活背景和情境,數(shù)學(xué)教師可以根據(jù)方程和函數(shù)進(jìn)行應(yīng)用題的編寫,學(xué)生自主探究、合作交流中打破思維定勢,激發(fā)創(chuàng)新思維的活力,改變思維角度,拓展數(shù)學(xué)建模思路.
數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中數(shù)學(xué)老師設(shè)計如下一道試題:根據(jù)自身的日常生活經(jīng)驗,對一次函數(shù)y=5x+10創(chuàng)設(shè)生活案例;學(xué)生通過自主探究與小組交流合作,設(shè)置如下的生活場景:(1)學(xué)校近期組織藝術(shù)文化節(jié)活動,按照規(guī)定每班報送5項活動節(jié)目,全校教師報送10項活動節(jié)目,則藝術(shù)節(jié)所有活動項目數(shù)y與班級數(shù)x的函數(shù)關(guān)系為y=5x+10.(2)出租車是城市交通的必備工具,某出租汽車公司的出租車的起步價格為10元(3千米內(nèi)),按照相關(guān)規(guī)定在出租車行駛路程超過3千米后,每千米額外增加費用為5元,則出租車費用y與3千米以外的路程x的函數(shù)關(guān)系為y=5x+10;
關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實 仿真 培訓(xùn)系統(tǒng)
一、虛擬現(xiàn)實仿真平臺概述
虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)最為重要的是保證各子系統(tǒng)之間能夠自由地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換以實現(xiàn)平臺協(xié)作。系統(tǒng)的組成包括數(shù)據(jù)庫平臺、仿真平臺、虛擬現(xiàn)實平臺以及虛擬現(xiàn)實場景維護(hù)平臺。仿真平臺以實際工業(yè)生產(chǎn)過程的工藝機(jī)理為原型,可以完成化工生產(chǎn)過程的仿真任務(wù)。仿真過程中從數(shù)據(jù)庫平臺獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并將仿真產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫。虛擬現(xiàn)實平臺需要從數(shù)據(jù)庫平臺獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)以實現(xiàn)對生產(chǎn)仿真過程的呈現(xiàn),同時也可以在該平臺中對數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)。場景維護(hù)平臺則負(fù)責(zé)虛擬現(xiàn)實場景的維護(hù)工作。虛擬現(xiàn)實平臺可以通過數(shù)據(jù)庫向仿真平臺生產(chǎn)控制指令,仿真平臺則通過數(shù)據(jù)庫將生產(chǎn)過程的狀態(tài)信息反饋虛擬現(xiàn)實平臺。
(1)虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)特點。虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)是能在虛擬場景中漫游,并能對場景中對象做交互操作。該仿真系統(tǒng)的構(gòu)成有:1)場景的三維模擬。對實際場景和環(huán)境采用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)。用軟件繪制圖形模塊,再轉(zhuǎn)換成編程語言支持的形式。三維圖形的好處在于視覺上能帶給人身臨其境的感覺,不同于普通的平面圖形呆板的特點,利用三維虛擬和仿真技術(shù)相結(jié)合,不僅可以對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行再現(xiàn),還可以通過搭建數(shù)學(xué)模型,通過連接仿真平臺和虛擬現(xiàn)實平臺,形成一套交互式的仿真系統(tǒng)。2)成員仿真。應(yīng)急預(yù)案演練過程中,有各種職能的“角色”參與其中。一是總指揮:判斷事故狀態(tài),調(diào)度各種資源,指揮職能部門。二是現(xiàn)場指揮:根據(jù)現(xiàn)場狀態(tài),調(diào)度本部門人員和資源。例如,車間、消防隊、環(huán)保監(jiān)測等,指揮操作人員。三是操作員:按照職能要求和指令,進(jìn)行具體操作,如現(xiàn)場巡視、堵漏、關(guān)閥、消防隊員澆水降溫、滅火等。3)內(nèi)容仿真。對場景內(nèi)可支配物體、活動規(guī)律等的仿真。一是工藝模型:描述工藝過程變化,參數(shù)調(diào)節(jié)對過程的影響,控制系統(tǒng)動作等。二是工具和資源的模型:如水槍、消防炮、設(shè)備等。三是三維互動模型:儀器、儀表、閥門、開關(guān)等。
(2)虛擬現(xiàn)實平臺。虛擬現(xiàn)實平臺由主體程序和三維場景兩部分組成。首先三維軟件對裝置主體及周邊環(huán)境進(jìn)行模擬,然后將其裝換成編程語言后導(dǎo)入到仿真主體程序中去,和主體程序?qū)崿F(xiàn)交互。同時利用VB的圖形化界面設(shè)計功能和數(shù)據(jù)庫讀寫控制功能,對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和訪問,這樣,用戶在使用系統(tǒng)時,既可以瀏覽裝置場景又可以修改各類裝置的屬性并讀取生產(chǎn)數(shù)據(jù),也可以命令實現(xiàn)與仿真模型的交互。
二、仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)總體設(shè)計
(1)動態(tài)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)綜述。仿真平臺開發(fā)化生產(chǎn)過程仿真系統(tǒng)重點工作包括三個部分:第一要建立系統(tǒng)模型,首先確定仿真范圍,然后根據(jù)工藝設(shè)計數(shù)據(jù)計算各管線和設(shè)備物流數(shù)據(jù)。例如,流量、溫度、壓力等。然后再用這些數(shù)據(jù)辨識具體設(shè)備模型。最后搭接設(shè)備模型,即系統(tǒng)建模。第二要建立仿DCS系統(tǒng),即完成各種組態(tài)工作以及模型與操作界面(包括仿真DCS/現(xiàn)場畫面)的變量通訊(數(shù)據(jù)交換)組態(tài)。最后是系統(tǒng)調(diào)試,目的是使系統(tǒng)運行穩(wěn)定且協(xié)調(diào)?;ぱb置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā)包括DCS功能開發(fā)、模型開發(fā)和現(xiàn)場站功能開發(fā)等。1)DCS功能開發(fā)。DCS功能開發(fā)包括以下幾個方面:第一是圖形顯示系統(tǒng),包括總貌圖、流程畫面、組顯示圖、歷史趨勢圖、報警畫面、軟開關(guān)圖、狀態(tài)顯示等開發(fā)。第二是DCS功能開發(fā),包括DCS鍵盤功能、DCS使用功能等。第三是報警和連鎖系統(tǒng)開發(fā)。2)現(xiàn)場站功能開發(fā)?,F(xiàn)場站功能開發(fā)有現(xiàn)場站圖形顯示系統(tǒng),包括總貌圖、流程畫面和現(xiàn)場站閥,上泵,開關(guān),攪拌器等可操作設(shè)備功能的開發(fā)。3)模型開發(fā)。模型開發(fā)采用GPRES軟件平臺,其建模過程是模塊化的,具體來說就是:模型由參數(shù)固定的模塊搭接而成。每一個模塊都包含輸入、輸出和系數(shù)三種參數(shù),都實現(xiàn)一種算法功能。算法是特定的數(shù)學(xué)模型,用來模擬相應(yīng)的化工設(shè)備或單元操作。
(2)模擬范圍及條件。1)資料準(zhǔn)備。開發(fā)中涉及的資料包括:工藝原則流程圖(PFD圖)、工藝自控儀表流程圖(P&ID圖)、物料/熱量平衡數(shù)據(jù)表、工藝原理說明、操作規(guī)程、事故仿真技術(shù)、評分標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備資料、儀表資料等。2)初始條件。仿真模擬的初始條件為:每個模型將提供兩個初始條件:穩(wěn)態(tài)和冷態(tài)。穩(wěn)態(tài)條件是用來培訓(xùn)學(xué)員的正常操作或用來進(jìn)行故障處理和停車訓(xùn)練,它代表裝置平穩(wěn)運行時的狀態(tài),以PFD圖和物料平衡數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),進(jìn)行開發(fā)模擬。冷態(tài)條件也稱作開車態(tài),用來培訓(xùn)學(xué)員進(jìn)行裝置開車,代表裝置停車時的狀態(tài),某些基礎(chǔ)開車步驟如管線吹掃,儀表閥調(diào)準(zhǔn)等假設(shè)已經(jīng)完成,裝置已具備投料條件。3)裝置故障模擬。仿真平臺可以提供的故障類型:影響范圍廣的全裝置故障、局部關(guān)鍵設(shè)備故障、局部轉(zhuǎn)動設(shè)備故障、變送器漂移、靜止設(shè)備故障、裝置特有故障。
三、虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)架構(gòu)
(1)系統(tǒng)功能。把VR技術(shù)與仿真技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來,就構(gòu)成了加氫裂化裝置虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)。它應(yīng)具備以下功能:1)虛擬現(xiàn)實仿真培訓(xùn)系統(tǒng)能夠模擬裝置現(xiàn)場的場景,實現(xiàn)各個設(shè)備的建模和虛擬場景的三維建模,并且體現(xiàn)出材質(zhì)和變化,附加貼圖,使用戶能夠在與現(xiàn)實非常相似的三維虛擬環(huán)境中自由交互、隨意漫游,并且隨時接收到場景反饋回來的信息,信息內(nèi)容包括使用者在當(dāng)前所處的場景位置和視野方向,裝置的場景中實物的概況和使用者在操作過程中的注意事項、提示信息等。2)根據(jù)用戶的需求,系統(tǒng)可以暫停或恢復(fù)正在運行的仿真過程,能根據(jù)不同用戶有差異的操作秩序和參與程度給出智能評價,同時能夠記錄使用者的操作步驟信息和保存相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)、資料結(jié)果等。3)虛擬現(xiàn)實仿真培訓(xùn)系統(tǒng)會提供良好的人機(jī)互動界面,包括場景瀏覽模式的選擇、相關(guān)瀏覽器信息、虛擬場景的描述及反饋信息、曲線面版,可以快捷簡易地創(chuàng)建和修改虛擬環(huán)境,數(shù)據(jù)輸入手段非常友好,可以進(jìn)行優(yōu)化控制參數(shù)的操作,亦可存儲和公布數(shù)據(jù)結(jié)果。4)通用性、擴(kuò)展性和維護(hù)性的功能強(qiáng)大,可以對多種編譯平臺、硬件的加入提供支持,可以滿足不同裝置的差異性需求。
(2)效果評價。虛擬現(xiàn)實仿真培訓(xùn)系統(tǒng)界面友好,設(shè)計簡潔、有效、界面清晰、易懂,只需簡單培訓(xùn)就能很快掌握其操作步驟和方法。培訓(xùn)系統(tǒng)功能齊全,包括冷態(tài)開停車、單項操作、事故狀態(tài)、評分,實現(xiàn)了DCS控制系統(tǒng)的高級控制、連鎖控制、緊急停車等功能,同時開發(fā)了具有三維真實感的現(xiàn)場環(huán)境,實現(xiàn)了3D巡檢培訓(xùn)功能,提高了仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的真實感。培訓(xùn)系統(tǒng)逼真度高,仿真效果與實際裝置運行的現(xiàn)象基本吻合。動態(tài)變化趨勢與實際裝置運行的現(xiàn)象吻合,現(xiàn)場三維環(huán)境與生產(chǎn)現(xiàn)場幾乎一致。培訓(xùn)系統(tǒng)硬件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,易于維護(hù)和擴(kuò)充,能夠擴(kuò)大同時參加培訓(xùn)的員工人數(shù)。
(作者單位為中國石油遼陽機(jī)電儀研修中心)
參考文獻(xiàn)
[1] 郭艷軍.化工仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].計算機(jī)應(yīng)用技術(shù),2007(5).
【關(guān)鍵詞】中專數(shù)學(xué),技術(shù)人才,應(yīng)用能力
中等職業(yè)教育的教學(xué)是以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才為目標(biāo)的,因此中等職業(yè)教育不僅要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的理論基礎(chǔ),更加需要注重學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。如何在數(shù)學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力成為中等職業(yè)教育改革過程中的核心問題。
以提高學(xué)生應(yīng)用能力為目標(biāo)的中等數(shù)學(xué)教育改革是一個系統(tǒng)的工程,不僅涉及中等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程,同時也涉及中等數(shù)學(xué)教學(xué)的整個教學(xué)體系。
1.構(gòu)建以培養(yǎng)應(yīng)用能力為核心的中職教學(xué)體系
中等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容必須充分體現(xiàn)“以應(yīng)用為目的,以必需、能用為度”的原則,體現(xiàn)“聯(lián)系實際,深化概念,注重應(yīng)用,重視創(chuàng)新,提高素質(zhì)”的特色。
在整個數(shù)學(xué)教學(xué)體系中,要強(qiáng)調(diào)以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點,編選與基本概念、理論及實際密切相關(guān)的習(xí)題進(jìn)行訓(xùn)練,把傳授知識和培養(yǎng)能力有機(jī)結(jié)合起來。例如講微積分部分時,將微積分部分的基本內(nèi)容分成兩大部分,即數(shù)學(xué)概念與應(yīng)用、微積分理論與計算。數(shù)學(xué)概念與應(yīng)用主要側(cè)重介紹數(shù)學(xué)的基本概念及其相關(guān)的實際背景,突出數(shù)學(xué)概念的圖形與數(shù)值特性,同時介紹數(shù)學(xué)的應(yīng)用,增強(qiáng)對數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識與簡單的數(shù)學(xué)建模能力。微積分計算與理論部分主要介紹基本公式和基本方法,不加證明地引入數(shù)學(xué)理論的重要結(jié)論;同時增加計算方法與數(shù)學(xué)軟件的內(nèi)容。在內(nèi)容編排順序的處理上,將定積分和不定積分融合為一章,先講定積分的概念與性質(zhì),后通過微積分基本定理建立起定積分與原函數(shù)(不定積分)的關(guān)系,再講積分法,這樣既突出重點,又便于理解。應(yīng)用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)按照專業(yè)課教學(xué)的基本要求,可分專業(yè)按需選擇教學(xué)內(nèi)容??傊?,在教學(xué)上要注重將數(shù)學(xué)的應(yīng)用貫穿始終,使學(xué)生通過學(xué)習(xí),逐步建立起定量化的思維方式,學(xué)會用數(shù)學(xué)解決現(xiàn)實問題,從而培養(yǎng)其數(shù)學(xué)素質(zhì)。
2.加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué),突出應(yīng)用環(huán)節(jié)
建立數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)應(yīng)用中十分關(guān)鍵的一步,也是十分困難的一步。教師可以通過一些事先設(shè)計好的問題,去啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,觀察、研究實際對象的固有特征和內(nèi)在規(guī)律,抓住問題的主要矛盾,同時鼓勵學(xué)生積極開展討論和辯論,建立起反映實際問題的數(shù)量關(guān)系,然后再引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)的理論和方法去分析問題。這樣,創(chuàng)造出一個環(huán)境去誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而培養(yǎng)提高他們的自學(xué)能力、數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
3.改革教學(xué)方法,創(chuàng)新教學(xué)形式
目前中職普遍的教學(xué)方法是以課堂講授法為主,這種填鴨式教學(xué)方法既扼殺了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,又無形中將學(xué)生引導(dǎo)向死板的理論學(xué)習(xí),難以提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力。因此,改革教學(xué)方法,創(chuàng)新教學(xué)形式,可為以培養(yǎng)應(yīng)用能力為目標(biāo)的中職中等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容提供良好的載體和表現(xiàn)形式。
教學(xué)方法宜采取課堂教學(xué)與課外實踐相結(jié)合的方式。一方面,在傳統(tǒng)的教授講授的基礎(chǔ)上引入啟發(fā)式教學(xué)、研究式教學(xué)等互動的教學(xué)方式,提高學(xué)生的主觀能動性,同時適當(dāng)增加習(xí)題課的課時,通過具有現(xiàn)實意義的習(xí)題引導(dǎo)學(xué)生提高應(yīng)用能力。如,以某一現(xiàn)實問題為切入點作為一堂課的開始,通過與學(xué)生對現(xiàn)實問題的互動,引入某項高等數(shù)學(xué)知識,并最終歸結(jié)于如何用該知識解決現(xiàn)實問題。另一方面,鼓勵學(xué)生多參加課外實踐,以實踐代教學(xué),提高學(xué)生對現(xiàn)實問題的理解能力和訓(xùn)練學(xué)生將非數(shù)學(xué)語言與數(shù)學(xué)語言的轉(zhuǎn)換能力。
4.改革中等數(shù)學(xué)課程評估方式
中職學(xué)?,F(xiàn)行的評價體系不夠科學(xué),比如,檢查教師教學(xué)效果就看學(xué)生成績?nèi)绾?,及格率有多少,各專業(yè)之間橫向比較及格率;而考試則不分專業(yè),統(tǒng)一命題,統(tǒng)一評分標(biāo)準(zhǔn);評價手段單一等等。從而導(dǎo)致學(xué)生無興趣,教師教的累的局面。為了使中職數(shù)學(xué)教學(xué)更好的為專業(yè)服務(wù),科學(xué)的評價是少不了的。評價要關(guān)注學(xué)生的專業(yè)差異,在各專業(yè)內(nèi)部還要關(guān)注學(xué)生的個體差異。應(yīng)改掉以往不分專業(yè),統(tǒng)一命題,并以一個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考試質(zhì)量分析的不合理做法,必須根據(jù)不同專業(yè)編制不同的試卷,可以采取必修模塊部分各專業(yè)共享,選修模塊部分根據(jù)各專業(yè)進(jìn)行命題,并把測試成績作為評價的依據(jù),以學(xué)生在原有知識水平上的進(jìn)步和提高量作為評價學(xué)生是否完成教學(xué)目標(biāo)的一個基準(zhǔn),把能力評價與情感評價相結(jié)合,這樣會使各專業(yè)的學(xué)生都能體會到成功的喜悅,讓學(xué)生帶著愉快的心情,積極自主地參與后續(xù)的學(xué)習(xí),從而使中職數(shù)學(xué)教學(xué)更好的為專業(yè)服務(wù)。
5.加強(qiáng)教師培訓(xùn),提高教師素質(zhì)
所有旨在提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的教學(xué)改革,都需要具有高素質(zhì)的教師來實施,因此在中職中等數(shù)學(xué)教育改革的過程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對教師的培訓(xùn)力度,不斷提高完善教師的數(shù)學(xué)思想和業(yè)務(wù)水平。
綜上所述,在中職中等數(shù)學(xué)教育改革的過程中,需要從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)評估以及提高教師素質(zhì)等多個方面進(jìn)行改革,這是一個長期的過程。同時,在注重應(yīng)用能力培養(yǎng)的同時,也不能放松理論知識的傳授,因材施教,從而為人才市場培養(yǎng)全面的理論素養(yǎng)和應(yīng)用能力相結(jié)合的高素質(zhì)的技術(shù)型人才。
參考文獻(xiàn)
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[2] 任麗華.談中職學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識和能力培養(yǎng)的教學(xué)策略.教育與職業(yè).
一、營造和諧學(xué)習(xí)的情境,增強(qiáng)學(xué)生自主參與意識
自主性是創(chuàng)新性的前提,自主學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)模式要求教師自身應(yīng)有強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,要善于引導(dǎo)學(xué)生積極參與,必須體現(xiàn)學(xué)生的自主性,讓他們有充分的動腦、動手、動口的時間和空間,使課堂氣氛變得和諧、活躍,鼓勵學(xué)生勤思、多問,按照自主學(xué)習(xí)的課堂模式的要求和教材的實情,根據(jù)側(cè)重點的不同,可設(shè)計三種課堂模式:教師為主導(dǎo)的共同探討型、學(xué)生自主分析為主的追蹤探源型、以合作學(xué)習(xí)為主的答辯討論型。這就必須要改善師生、生生間的關(guān)系,使師生、生生之間成為無話不說的朋友。從而使學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境中掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和思維方法,充分體現(xiàn)自主性和合作性。
二、精心設(shè)計問題的階梯,還學(xué)生選擇教育自
教師根據(jù)教材和學(xué)生的實際情況循序漸進(jìn),對不同程度的學(xué)生設(shè)置不同的臺階,把能力需求適當(dāng)分段來構(gòu)建“階梯”,精心選編練習(xí)題,力求少而精,練在點子上,使“不同的學(xué)生得到不同的發(fā)展”,使每個學(xué)生在各自的階梯上獲得成功。
三、改造封閉題為開放題,培養(yǎng)學(xué)生自主探索精神
為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中有廣闊的思維空間,我們把常規(guī)的封閉題改為開放探索題,打破固定模式,讓學(xué)生無法機(jī)械模仿,要求學(xué)生能多角度靈活思考問題,培養(yǎng)學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新能力。
四、建立常規(guī)題數(shù)學(xué)模型,培養(yǎng)學(xué)生自主變通能力
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出有效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動不能單純地依賴模仿與記憶,動手實踐,自主探索與合作交流是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式。教師應(yīng)幫助學(xué)生自主探索和合作交流的過程中,真正理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識、技能和數(shù)學(xué)思想方法,獲得廣泛的數(shù)學(xué)經(jīng)驗。數(shù)學(xué)建模的過程是一個復(fù)雜而艱難的過程,就要求教師積極去引導(dǎo)學(xué)生探索、挖掘,養(yǎng)成刻苦鉆研的精神,成為知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者,在教學(xué)中可以采取以下幾方面的措施:
一是師生互動交流,以學(xué)生為主體,讓學(xué)生自由思考,教師正面積極引導(dǎo)學(xué)生去找一個合理、有效的教學(xué)模型;
二是在學(xué)生構(gòu)建模型的過程中,要引導(dǎo)學(xué)生不拘于題目,做到敢想、敢說、敢做,體現(xiàn)教育的平等性;
三是對學(xué)生探索的評價,應(yīng)注重過程,淡化結(jié)果,讓學(xué)生能把探索的過程進(jìn)行交流。同時,評價要合理、確切,要引導(dǎo)學(xué)生向正確的方向去探索、創(chuàng)新;
四是在學(xué)生探索的過程中,要鼓勵學(xué)生體驗成功,同時激勵學(xué)生向更高的目標(biāo)去探索。
五、設(shè)計激勵的評價機(jī)制,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)動力
教育心理學(xué)認(rèn)為,成就動機(jī)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的較為普遍而有效的手段,因為人人都渴望成功。評價是激起產(chǎn)生主動求知的心理沖動的催化劑,根據(jù)我們的實踐研究,在自主學(xué)習(xí)模式研究中,主要采用隨機(jī)測評和等級記分法?;趧?chuàng)新思維易逝的特點,可以采取隨機(jī)測評的方法,緊緊抓住學(xué)生微弱的創(chuàng)新火花,予以激勵,增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的原動力。等級記分,則是全方位、粗線條的給學(xué)生的學(xué)習(xí)和專業(yè)評價預(yù)留空間,能調(diào)動學(xué)生的主動性,參與活動的積極性,有利于學(xué)生個性和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高,充分發(fā)揮學(xué)生的潛能。
隨機(jī)測評主要用課堂討論和課堂練習(xí)中,目的是能隨機(jī)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。為了鼓勵學(xué)困生,配備題目難易結(jié)合,讓不同層次的學(xué)生都有收獲。
等級記分主要用于作業(yè)或測試,目的在于培養(yǎng)學(xué)生的獨創(chuàng)意識和能力,采用按評分標(biāo)準(zhǔn)評分,按學(xué)生題策略的優(yōu)劣和方法多少評等級,使學(xué)生樂于創(chuàng)新,樂于投入自主學(xué)習(xí)境地。
一、分析以往,把握方向
分析2010年各省考試卷,仍采用選擇、填空、解答三類題型,知識覆蓋面全,注重對基礎(chǔ)知識、基本技能、基本思想方法的考核。在此前提下,也更加重視考查學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的能力,以及綜合能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。
考查內(nèi)容上各個層面均有所涉及,數(shù)與式部分的試題將不再純粹考查繁、難的計算,取而代之的是探索數(shù)與式的數(shù)學(xué)意義,以及與實際生活的聯(lián)系問題。在變化的圖形或?qū)嶋H問題的背景中觀察、概括出一般規(guī)律是近年來中考的熱點,對方程與不等式內(nèi)容的考查將突出在閱讀、理解的過程中發(fā)現(xiàn)并提出數(shù)學(xué)問題,體現(xiàn)了“問題情境―數(shù)學(xué)模型―合理推斷”的數(shù)學(xué)應(yīng)用模式。整個過程蘊(yùn)含著用數(shù)學(xué)的模式化功能發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問題的策略和方法,有效地考查學(xué)生的合情推斷與探究能力,從而達(dá)成對“能收集、選擇、處理數(shù)學(xué)信息,并作出合理的推斷或大膽的猜測”目標(biāo)的考查。空間與圖形部分,在填空題和選擇題中考查視圖,幾何體及平面展開圖之間的關(guān)系,以及初步的空間觀念的可能性較大;幾何論證題可能從常見的幾何概念和命題中提出問題或猜想,通過對其分析、探索,發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律并能用簡單的邏輯推理來證明命題的正確性,以考查學(xué)生的合理推斷能力,此題型對證明的邏輯推理能力要求較高。統(tǒng)計與概率部分中,運用統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行決策的問題與生活聯(lián)系緊密??傊?,用現(xiàn)在的“靈”代替從前的“難”。
二、了解分布,明確重點
1.知識點分布。
(1)代數(shù)中數(shù)與式的運算、方程和不等式(組)、函數(shù)及其應(yīng)用等;幾何中三角形、特殊的四邊形、圓等圖形,全等、相似、旋轉(zhuǎn)、對稱等變換,勾股定理、三角函數(shù)等知識及其應(yīng)用,統(tǒng)計與概率中計算與應(yīng)用等核心知識常是命題者關(guān)心的重點,幾乎每年中考試卷中都涉及。
(2)試題的分布有一定的規(guī)律,前面的常是代數(shù)領(lǐng)域的運算求解題,較易,以考查運算技能為主;其后多是統(tǒng)計與概率方面的計算或幾何方面的求解證明題,不難,以考查空間觀念、統(tǒng)計觀念或分析推理能力為主;然后是應(yīng)用題等題型,以考查建模能力等為主;最后多是某一領(lǐng)域或某兩領(lǐng)域知識的綜合題等,有一定的思考性和綜合性,以考查數(shù)學(xué)思維能力為主。
2.難易分布。
試卷的難題基本集中在選擇題最后一題,填空題最后一題,解答題后兩題,以易―難―易―難―易―難的趨勢分布,這樣解題時有張有弛,難點分散,便于學(xué)生合理地安排時間。
三、制定計劃,合理安排
切實可行的復(fù)習(xí)計劃能讓復(fù)習(xí)有條不紊地進(jìn)行下去,起到事半功倍的效果。我認(rèn)為中考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)一般分為四個階段:基礎(chǔ)知識點的復(fù)習(xí)為第一階段,專題復(fù)習(xí)為第二階段,考前模擬測試為第三階段,回練調(diào)節(jié)是第四階段。
1.第一階段的復(fù)習(xí)夯實基礎(chǔ),“三抓五過關(guān)”。
“三抓”是:①抓《考綱》,抓基本概念的準(zhǔn)確性;②抓公式、定理的熟練和初步應(yīng)用;③抓基本技能的靈活反復(fù)應(yīng)用?!拔暹^關(guān)”是:①能準(zhǔn)確理解教材中的概念;②能熟練求解書中的例題;③能熟練運用書中的定理證明基本題;④能說出書中各單元的作業(yè)典型題型;⑤能掌握書中的基本數(shù)學(xué)思想、方法,做到基礎(chǔ)知識系統(tǒng)化,基本方法類型化,解題步驟規(guī)范化,從而形成明晰的知識網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)定的知識框架。緊跟老師的復(fù)習(xí)步伐,不掉隊,不鉆牛角尖,注重基礎(chǔ)知識的扎實學(xué)習(xí),保證做到會做的題全做對。重點要對那些自己曾經(jīng)做錯的基本題、平時感覺有點難的題目加以標(biāo)記,不要輕易放過,弄清原因,回歸定義,查漏補(bǔ)缺。不同基礎(chǔ)的同學(xué)復(fù)習(xí)的側(cè)重點應(yīng)各有不同:基礎(chǔ)略差的同學(xué)應(yīng)更多關(guān)注基礎(chǔ)題,而基礎(chǔ)略好的同學(xué)應(yīng)在基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上,特別要關(guān)注數(shù)學(xué)思想、方法與能力的培養(yǎng)。
注意:套題訓(xùn)練不宜過早,參考資料應(yīng)以單元為主,本階段復(fù)習(xí)宜細(xì)不宜粗。
2.第二階段的復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練,“三防三練”
如果說第一階段是以縱向為主,按知識點的順序復(fù)習(xí),那么第二階段就是以橫向為主,突出重點,抓住熱點,深化提高。這種復(fù)習(xí)是打破章節(jié)界限,絕不是第一輪復(fù)習(xí)的壓縮,而是一個知識點綜合、鞏固、完善、提高的過程。其主要目標(biāo)是:完成各部分知識的梳理、歸納、糅合,使各部分知識脈絡(luò)化。在這輪復(fù)習(xí)中,應(yīng)“三防”:①防止把第一輪復(fù)習(xí)機(jī)械重復(fù);②防止單純就題論題,應(yīng)以題論法;③防止過多做難題,題海戰(zhàn)術(shù),等等。“三練”:①對于老師精心組合的如“方程型綜合問題”、“應(yīng)用性的函數(shù)題”、“函數(shù)與幾何”、“幾何綜合問題”、“運動與幾何”等問題要精練;②對自己平時害怕的題、容易出錯的題要多練;③對熱點題型一般有:閱讀理解型、開放探究型、研究性學(xué)習(xí)型、操作與探究等。解題時應(yīng)該多問自己幾個為什么。如:這道題考查了哪些知識點?每個知識點是從哪幾個角度考查的?題目考查了哪些數(shù)學(xué)思想方法和思維能力?本題有哪幾種解題方法?最佳解法是什么?盡可能做到一題多解、觸類旁通。要靜下心來,通過學(xué)習(xí)回憶,從中悟出規(guī)律來。有所思,有所悟,便會有所發(fā)現(xiàn)、有所提高、有所創(chuàng)新,便能悟出道理、悟出規(guī)律、悟出靈感。專題復(fù)習(xí)要有一定的難度,這是第二輪復(fù)習(xí)的特點決定的,沒有難度,能力就不能得到提高。所以學(xué)生要有吃苦的思想準(zhǔn)備,力爭通過二輪復(fù)習(xí),有一個質(zhì)的飛躍。
注意:最好有一本各省市中考試題匯編資料,要知道外地考題中出現(xiàn)的精彩題型往往就是本地命題的借鑒。
3.第三階段主要是進(jìn)行模擬訓(xùn)練,提高考試心理素質(zhì)。
經(jīng)過前兩輪的復(fù)習(xí),同學(xué)們無論從知識的掌握,還是從解題能力的培養(yǎng)都會有所提高,但在臨考前心理上卻是很不穩(wěn)定。不少同學(xué)中考失敗,栽到在“考運”上,多半是由于心理不穩(wěn)定。因此要進(jìn)行必要的適應(yīng)性訓(xùn)練或模擬訓(xùn)練,以提高解題速度和正確率。特別在復(fù)習(xí)的后半階段,還要注重各種信息的收集、篩選、整理,同時要不斷調(diào)整自己的心理和應(yīng)試狀態(tài),便于以最佳狀態(tài)進(jìn)入考場。在完成老師布置的模擬卷時,要做到對、快、多。把它假想成中考,平時如戰(zhàn)時,戰(zhàn)時如平時,培養(yǎng)良好的應(yīng)試心理素質(zhì)。建議學(xué)生在做好學(xué)校正常的模擬測試之余,最好找?guī)滋纂y度適中的模擬試題,設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時間,進(jìn)行自我模擬測驗,并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)答案糾正以往答題過程中的不良習(xí)慣,找準(zhǔn)得分點,對于試卷的錯誤要認(rèn)真分析,找出錯誤的原因和解決的辦法。并對每次訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行分析比較,發(fā)現(xiàn)問題,查漏補(bǔ)缺,積累考試經(jīng)驗。
注意:自己評分應(yīng)按參考答案中的評分標(biāo)準(zhǔn),切不可只看答案,不看得分點。否則養(yǎng)成解題中“跳步”的習(xí)慣后導(dǎo)致不必要的丟分是很可惜的。
4.第四階段回歸基礎(chǔ),提高自信。
這節(jié)課的過程和分析如下:
一、明確目標(biāo),學(xué)生看課本自主學(xué)習(xí)貫穿課堂始終
根據(jù)本班學(xué)生已經(jīng)有一年半小組合作學(xué)習(xí)的經(jīng)歷,本節(jié)課目標(biāo)清楚的訂為如下,并寫在黑板上.
重點:用中心投影的概念及三角形相似的條件和性質(zhì)解決問題.
難點:運用中心投影的相關(guān)知識解決一些實際問題.
二、小組合作,互助交流
(一) 組內(nèi)合作(在自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)行)
各學(xué)習(xí)小組一對一結(jié)成學(xué)習(xí)對子,交流學(xué)習(xí).此節(jié)課的交流要求是:學(xué)習(xí)能力較低的通過操作實驗或畫圖或計算講給學(xué)習(xí)能力較高的聽,可以講看懂的知識,也可以講不懂的地方;傾聽的同學(xué)可以及時糾錯,也可以答疑,展開討論.任務(wù)如下:
1.動手試一試.(感受中心投影的特征)
(1)取兩根長度相等的小木棒,將它們直立擺放在不同位置,固定手電筒光源,測量木棒的影長.它們的影子長度相等嗎?
(2)改變手電筒光源的位置,木棒的影長發(fā)生了什么變化?
(3)在點光源的照射下,不同物體的物高與影長成比例嗎?由此我們可以得到:――在點光源的照射下,中心投影.
2.畫一畫.(感悟到與平行光線的照射不同,在點光源的照射下,不同物體的物高與影長不成比例)
1)如圖1,一根木棒豎直立在地面上,請你畫出它在燈光下的影子.
2)一對雙胞胎姐妹身高完全一樣,請畫出圖中這對雙胞胎姐妹在路燈下的影子.
3)在同一時刻,兩根木棒的影子如圖,請畫出另一根木棒的影子.
3.算一算、(感受建模過程)
如圖4,某同學(xué)身高AB=1.60 m,他從路燈桿底部的點D直行4 m到點B,此時其影長PB=2 m,求路燈桿CD的高度.
4.例題學(xué)習(xí).課本上例1如圖5,有一路燈桿AB(底部B不能直接到達(dá)),在燈光下,小明在點D處測得自己的影長DF=3 m,沿BD方向到達(dá)點F處再測得自己的影長FG=4 m,如果小明的身高為1.6 m,求路燈桿AB的高度.
小組內(nèi)解決不了的問題,學(xué)生把題目寫在本小組的黑板上,以待下一環(huán)節(jié)的班級大交流.
分析 我們的“自主,共享,成長”課堂就是以小組教學(xué)的形式開展的以學(xué)生活動為主的學(xué)習(xí).教師以學(xué)生的合作互助競賽等形式調(diào)動激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性.我們的原則是只要有學(xué)生會的,便促使其互動.
(二)組間合作
對黑板上各小組寫的問題,“小老師”(不做限定,誰會誰是“小老師”)主動站起來講.
如:韓金廷講畫圖方法,強(qiáng)調(diào)點光源、物體上的點以及它在影子上的對應(yīng)點,三點在一條直線 上.
分析 “小老師”講課的優(yōu)點有許多.學(xué)生最了解伙伴的迷惑點,學(xué)生的語言更易于學(xué)生理解;而在講解過程中,他們自身的知識、能力都得到了強(qiáng)化;對學(xué)生來講,伙伴們講題的清楚與否對他們來講是非常感興趣的,因此,他們更能認(rèn)真地聽和學(xué)習(xí).
算一算的題目可能有點難,沒人講了.我微笑著請大家再思考一下.一分鐘后,平時成績較差的陳柯辛脹紅著臉龐站了起來.
我給予了及時的鼓勵:大膽講,錯了沒關(guān)系,至少會給老師、同學(xué)一個很好的啟發(fā)呢.
陳柯辛走到黑板前講:因為AB∥CD,就想到相似三角形,就有對應(yīng)邊成比例,能列出方程就好了.
在他一板一眼指著圖講解題思路的同時,教室里陸續(xù)出現(xiàn)了“啊”、“哦”等恍然大悟的語氣詞.連我都沒想到,他會發(fā)揮得這么好.
我重點表揚(yáng)了他的勇氣和聰明,教室里響起了同學(xué)們自發(fā)的掌聲,大家向陳柯辛表示熱烈的祝賀.
老師小結(jié):在解決這類實際問題時,可構(gòu)建相似三角形的模型,再利用對應(yīng)邊成比例建立等式,已知三個量去求第四個量.
“小老師”李婉例題的講解更精彩,例題1用對應(yīng)邊成比列一個方程解決不了,就再找相似,再列一個方程,發(fā)現(xiàn)兩個方程有一邊一樣,可以整體代換.解方程就解決了.
老師小結(jié):在說明線段或角相等時,往往是說明他們與第三個量相等,通過等量代換得到所需的結(jié)論,在說明線段成比例時,只要將兩線段的比看成一個整體,同樣可以通過第三個比代換.
分析 教師應(yīng)以巧妙而精心的組織技巧設(shè)計學(xué)生的合作競爭,以積極高昂的情緒、熱情洋溢的鼓勵、充滿信心的期待激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí).在小組教學(xué)中的初期探索中,教師尤其要在這方面下功夫.此環(huán)節(jié)中,“小老師”的講課是可以為本組加分的.在其他過程中,也各有相應(yīng)的評分.為一爭高低,學(xué)生們自然踴躍回答問題也不怕出錯,因為一般答錯不扣分.因此,小組的評比在小組教學(xué)中是非常重要的,它可以較好的發(fā)揮小組的凝聚力.
三、悟其原理,當(dāng)堂小結(jié)
1.了解中心投影的意義;敘述定義.學(xué)生總結(jié)后放投影.
2.通過操作、觀察等數(shù)學(xué)活動,探究中心投影與平行投影的區(qū)別,并運用中心投影、及相似三角形的相關(guān)知識解決一些實際問題.
四、當(dāng)堂檢測,形成能力,動手實踐
檢測既是檢查也是鞏固,教師可以準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,學(xué)生可以通過及時的測查和批改、訂正更好地理解和掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容.在教師講評分標(biāo)準(zhǔn)的過程中,學(xué)生更能注意規(guī)范表達(dá).
五、分層作業(yè)(及時復(fù)習(xí),延伸拓展)
1.課本P118~119 習(xí)題10.7 第4、5題.
2.同步練習(xí) 10.7 相似三角形的應(yīng)用(2).
課后感悟:毋庸諱言,在我們的傳統(tǒng)課堂中,學(xué)生們的厭學(xué)表現(xiàn)是十分明顯的.由于跟不上教師的教學(xué)進(jìn)度而最終再次自暴自棄.面對每節(jié)課只有幾個人聽或能聽得懂的現(xiàn)實,我們的教學(xué)可以說是走進(jìn)了死胡同.
關(guān)鍵詞:2012;福建高考;物理;啟示
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2013)1(S)-0028-3
1、物理試題總體分析
2012年高考物理試題堅持能力立意的考查方向,考查到的知識點覆蓋面廣,突出主干知識考查,注重能力測試。試卷結(jié)構(gòu)合理,科學(xué)規(guī)范,較好地保持了與前幾年試題的一致性和延續(xù)性。
物理科整卷有12道題,從物理版塊上看,其中力學(xué)部分約62分,約占總體的51.63%:電磁學(xué)約40分,約占33.3%;光學(xué)(實驗)6分,占5%;從必修和選修上來看,必修部分108分,占90%,選修部分12分,占10%,即選修3-3和選修3-5各有12分。
歸納起來物理試題有以下幾個突出特點:
1.1 考點覆蓋合理,主干突出
2012年福建省高考理綜考試說明中物理科要求考生掌握的考點大約130個,今年試題涉及的考點約70個。試題全面考查了《考試說明》中規(guī)定的五種能力,能力層級設(shè)置恰當(dāng),知識覆蓋全面。各部分比例合理。試題必考部分主要考查物理學(xué)科的主干知識,考查考生進(jìn)入高等院校繼續(xù)學(xué)習(xí)所需的基本能力。引導(dǎo)考生全面掌握課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的知識和能力,促進(jìn)考生全面發(fā)展。
1.2 著力引領(lǐng)課改,平穩(wěn)創(chuàng)新
試題緊密聯(lián)系高中教學(xué)實際。以穩(wěn)定為主,同時適度創(chuàng)新,體現(xiàn)新課程理念。試題題型設(shè)計合理,比例恰當(dāng),難易梯度設(shè)置得當(dāng),著重考查學(xué)科的主體知識和核心思維方法。試題注重對物理概念、物理規(guī)律及物理思想等科學(xué)素養(yǎng)的考查,引導(dǎo)高中教學(xué)不能僅僅停留在機(jī)械記憶、生搬硬套上,更要關(guān)注是否在理解的基礎(chǔ)上,學(xué)會歸納和探究相關(guān)知識的內(nèi)在聯(lián)系,將學(xué)科教學(xué)與學(xué)生的思維成長緊密結(jié)合,真正實現(xiàn)拓寬思維、培養(yǎng)學(xué)生能力的目的。例如,第17題涉及物理過程的分析和概念的理解,第18題涉及條形磁鐵磁感線的分布和感應(yīng)電流的判斷等。
1.3 考查內(nèi)容合理,體現(xiàn)基礎(chǔ)
試題內(nèi)容涉及物理學(xué)常見的基本概念、基本規(guī)律、重要方法和核心思想等。全卷在試題材料選擇、情景設(shè)置、題目設(shè)問等方面,充分考慮到了各種程度的考生,保證了考試的公平、公正。例如,第13題考查機(jī)械波的基本規(guī)律;第14題考查變壓器的基本概念和簡單的動態(tài)分析:第15題考查點電荷電場中的幾個基本概念;第16題考查萬有引力定律的簡單應(yīng)用;第20題考查圓周運動和平拋運動的簡單應(yīng)用,這些都是考生在高中物理學(xué)習(xí)過程中熟練掌握的基礎(chǔ)知識。
1.4 力求體現(xiàn)探究,注重能力
試題在考查基礎(chǔ)知識、基本技能的同時,注重考查考生運用所學(xué)知識分析解決問題的能力。新課程要求考生在物理學(xué)習(xí)過程中,體驗科學(xué)探究過程,了解科學(xué)研究方法,培養(yǎng)良好思維習(xí)慣,能發(fā)現(xiàn)問題并運用物理知識和探究方法解決問題。試題在能力考查中,特別注重了對探究能力的考查。例如,第22題以渦旋電場為模型考查了法拉第電磁感應(yīng)定律、場強(qiáng)概念、功能關(guān)系等綜合知識,試題設(shè)計新穎巧妙,要求考生對物理概念、物理規(guī)律能深刻理解和靈活應(yīng)用,尤其是對考生的推理能力和分析綜合能力提出了較高的要求。
2、考生答題情況分析
2012年福建省理科報考人數(shù)143849人,缺考人數(shù)2736人,實考人數(shù)(樣本數(shù))141113人??荚嚱Y(jié)果根據(jù)計算機(jī)統(tǒng)計,理綜總分300分,平均分X=167.85分,難度值為0.56。第1卷物理總分36分,平均分x=19.4分,難度值為0.54:第Ⅱ卷物理總分84分(72+12分),平均分X=41.15分,難度值為0.49;全卷物理總分120分,平均分x=60.55分,難度值為0.505。第1卷各物理試題的答題情況如表1所示,第Ⅱ卷各物理試題的答題情況如表2所示。
2012年的試題有以下特點:
①難度控制適當(dāng)。2012年福建高考物理試卷的難度系數(shù)為0.5,相對于以往兩年的難度,今年的試卷對福建中學(xué)物理教學(xué)無疑是一種鼓舞,它給廣大學(xué)生和中學(xué)物理教師更多的信心。
②題型穩(wěn)定,突出主干。能引導(dǎo)中學(xué)物理教學(xué)立足于雙基,將有限的時間用于理解所要求的物理概念和規(guī)律,弄清概念、規(guī)律間的聯(lián)系,關(guān)注概念、規(guī)律在現(xiàn)實中的運用,并在學(xué)習(xí)中感悟、掌握學(xué)習(xí)物理的基本方法。
③試題有一定的創(chuàng)新。如第19題第(2)小題,要求考生懂得物理量與數(shù)學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換的技巧。第21題舊題新考,知識點綜合,學(xué)科能力要求高;第22題考查考生對新知識接受、同化、建構(gòu)及遷移運用等能力。
高考試題強(qiáng)調(diào)知識的綜合性和系統(tǒng)性,需要考生透徹理解基本概念,熟練掌握定理定律。具有較好的分析能力和綜合性思維。今年考生答題中存在的主要問題有下面幾點:
1.常見物理概念、規(guī)律掌握不清。物理學(xué)的基本思想和方法不能很好地運用:
2.建模能力不足,不能靈活把實際情景轉(zhuǎn)化為物理模型進(jìn)行求解:
3.運用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力比較薄弱:
4.解題不規(guī)范,學(xué)科素養(yǎng)不夠。
3、教學(xué)啟示與建議
有鑒于此,我們建議在以后教學(xué)中:
1.夯實基礎(chǔ)知識、注意主干知識,培養(yǎng)學(xué)科能力。在夯實基礎(chǔ)的同時培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科能力,如功能關(guān)系等主干知識應(yīng)用十分廣泛,平時教學(xué)中務(wù)必訓(xùn)練到位。
2.學(xué)習(xí)《考試說明》、研究高考試題,做到有的放矢。高考命題具有連續(xù)性、穩(wěn)定性。加強(qiáng)對考試說明和高考試題的學(xué)習(xí)與研究,有利于把握高考命題的重點、熱點以及命題的動向,復(fù)習(xí)更有針對性。
3.熟記知識點內(nèi)容,理解內(nèi)涵和外延,靈活運用和遷移。在備考復(fù)習(xí)中,不僅要求記住知識內(nèi)容,而且還要加強(qiáng)理解,熟練運用,既要“知其然”,又要“知其所以然”。
4.研究高考的題型,關(guān)注解法和技巧,強(qiáng)化訓(xùn)練和歸納。高考把能力考查放在首位,就必須在知識點考查的能力要求上不斷翻新變化。不同試題對同一知識點的考查有時是考查理解能力,有時卻考查推理能力或分析綜合能力,有時則以新穎的情景或新的設(shè)問角度考查同一知識點,這就要求我們應(yīng)站在科學(xué)的、有效的角度上,研究考試,分析題型,精選例題,重組習(xí)題,注重一題多解,一題多變的訓(xùn)練,提高以不變應(yīng)萬變的能力。
〔關(guān)鍵詞〕高中;創(chuàng)造性思維訓(xùn)練;學(xué)科滲透;實驗研究
〔中圖分類號〕G44 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 A
〔文章編號〕1671-2684(2016)08-0014-05
一、問題提出
高中階段是個體思維水平發(fā)展的高峰期,培養(yǎng)并提升高中生創(chuàng)造性思維能力有重要的現(xiàn)實意義。但是,從國內(nèi)研究現(xiàn)狀來看,更多關(guān)于創(chuàng)造性思維的探討集中在兒童群體以及不同群體間思維水平的比較研究上,針對高中生創(chuàng)造性思維的理論探索和實踐驗證幾乎空白。這和整個高中教育以應(yīng)試為導(dǎo)向密切相關(guān)。此外,實證數(shù)據(jù)顯示,高中生群體的創(chuàng)造性思維發(fā)展水平整體出現(xiàn)一定程度的下降[1-3]。因此,從實驗的角度對學(xué)科滲透創(chuàng)造性思維的可能性和有效性進(jìn)行探索成為現(xiàn)實的可能出路。
關(guān)于創(chuàng)造性思維,劉春雷、王敏和張慶林[4]認(rèn)為有廣義和狹義之分。廣義上強(qiáng)調(diào)具體的思維形態(tài),狹義上則強(qiáng)調(diào)具有新穎、獨特意義的任何思維。在大量的實驗研究中,由于實驗條件的限制,往往從狹義層面來研究個體的創(chuàng)造性思維。創(chuàng)造性思維的實驗落腳點主要側(cè)重于評價個體進(jìn)行創(chuàng)造性相關(guān)的潛在能力及個性品質(zhì)。
在具體的發(fā)生機(jī)制和內(nèi)容界定方面,吉爾福特[5]指出,創(chuàng)造性思維的核心是發(fā)散性思維。它包含發(fā)散和轉(zhuǎn)化兩個過程。發(fā)散性加工能力是為了滿足特定需要而產(chǎn)生許多可供選擇的信息項目。而轉(zhuǎn)化則指信息項目能夠產(chǎn)生多種變化和代替物。發(fā)散和轉(zhuǎn)化的結(jié)合有利于擺脫思維定勢,重組眼前和記憶系統(tǒng)的信息,從而產(chǎn)生大量獨特的新思維。他在此基礎(chǔ)上提出發(fā)散性思維的三個特征:流暢性、變通性、獨創(chuàng)性。后來,他把這種理論模型應(yīng)用于教育實踐,圍繞上述指標(biāo)研究出培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的教學(xué)程序和評價方法 [6,7]。
本研究正是基于Guilford的理論模型設(shè)計學(xué)科滲透課程的內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行干預(yù)訓(xùn)練,并利用相關(guān)測量工具進(jìn)行量化評價,最終考察干預(yù)訓(xùn)練的效果。
二、研究方法
本研究采用組間前后測準(zhǔn)實驗設(shè)計。高一下學(xué)期開學(xué)時實施前測,之后經(jīng)過三個學(xué)期的干預(yù)訓(xùn)練,結(jié)束時實施后測。前后測的測量內(nèi)容均為被試的創(chuàng)造性傾向和創(chuàng)造性思維水平。
(一)研究對象
研究對象選取高中一年級學(xué)生314名,其中男生193人,女生121人。被試分為實驗組和控制組,各三個班級,學(xué)業(yè)成績水平相當(dāng)??紤]到不同學(xué)科的訓(xùn)練效果可能存在差異,文科以語文為實驗科目,理科以數(shù)學(xué)和化學(xué)為實驗科目。語文訓(xùn)練在文科班實施,數(shù)學(xué)和化學(xué)訓(xùn)練在理科班實施。
(二)干預(yù)實驗
1.干預(yù)手段
各科目的控制組和實驗組均為同一個授課教師授課??刂平M和實驗組按照一致的教學(xué)內(nèi)容和程序進(jìn)行常規(guī)教學(xué);實驗組則在控制組的基礎(chǔ)上每個學(xué)期開設(shè)八次干預(yù)課程,共二十四次。
2.干預(yù)的內(nèi)容及過程
在干預(yù)前,各學(xué)科教師針對實驗科目的內(nèi)容和特點,形成干預(yù)課程的實施方案。課程內(nèi)容以問題解決為基本框架,根據(jù)創(chuàng)造性思維的核心品質(zhì),即思維的流暢性、變通性和獨特性設(shè)計三種類型的問題。在流暢性方面,以“開放型問題”訓(xùn)練被試嘗試產(chǎn)生更多可能的觀念和設(shè)想;在變通性方面,以“變式型問題”訓(xùn)練被試從不同角度、不同方向靈活地進(jìn)行思考;在獨特性方面,以“探索型問題”訓(xùn)練被試打破定勢思維,產(chǎn)生新奇的觀念或思路。所有的訓(xùn)練內(nèi)容聚焦于問題解決過程不依常規(guī)、尋求變導(dǎo)以及從多方面探索答案。例如,語文教學(xué)中運用的“詞語聯(lián)想” “情境想象閱讀”以及“多元寫作”等方法進(jìn)行訓(xùn)練;數(shù)學(xué)教學(xué)中運用的“一題多解”“數(shù)學(xué)建?!钡确椒ㄟM(jìn)行訓(xùn)練;化學(xué)教學(xué)中運用的“實驗改進(jìn)方略”“生活中的化學(xué)設(shè)計”等開展訓(xùn)練。
在實施過程中,課程圍繞“問題情境創(chuàng)設(shè)―尋找資源解決問題―反思評價結(jié)果”的程序展開。首先,創(chuàng)設(shè)能夠引起被試認(rèn)知失調(diào)的問題情境;其次,引導(dǎo)被試主動利用相關(guān)資源有效解決問題;最后,評價結(jié)果并反思解決的途徑。形式上主要通過課堂教學(xué)、學(xué)習(xí)共同體以及實踐活動、頭腦風(fēng)暴等實現(xiàn)。不同的科目由于學(xué)科性質(zhì)的不同各有側(cè)重。
(三)測量工具
創(chuàng)造性傾向測驗采用林幸臺和王木榮[8]修訂的“威廉斯創(chuàng)造性傾向量表”。該量表包含50個題目,由被試者自陳觀念傾向,可以評價冒險性、挑戰(zhàn)性、好奇性、想象力四項行為特質(zhì)上的表現(xiàn)以及總體的創(chuàng)造性傾向。
創(chuàng)造力測驗采用林幸臺和王木榮[8]修訂的“威廉斯創(chuàng)造性思考活動問卷”。該問卷由12個未完成圖形構(gòu)成,通過流暢力、獨創(chuàng)力、變通性、開放性、精確性和標(biāo)題六個維度進(jìn)行評分(由三位專業(yè)教師按評分標(biāo)準(zhǔn)獨立進(jìn)行,取其平均值)。其中,前五項屬于圖形測驗,標(biāo)題屬于詞語測驗。得分越高表示個體的創(chuàng)造性思維水平越高。
三、結(jié)果
(一)控制組實驗組的創(chuàng)造性傾向的前后測差異
由表1可知,干預(yù)后實驗組的總創(chuàng)造性傾向顯著提高,而控制組沒有發(fā)生顯著變化。在子維度上,實驗組在冒險性、挑戰(zhàn)性、好奇性上的得分均顯著提高,想象力上提高不顯著;控制組在各個維度上前后測的得分差異均不顯著。
(二)控制組實驗組的創(chuàng)造性思維水平的前后測差異
由表2可知,在創(chuàng)造性思維水平總分及各維度上,無論是控制組還是實驗組,前后測表現(xiàn)的差異均不顯著。
(三)不同學(xué)科的干預(yù)對創(chuàng)造性傾向影響的差異比較
方差分析和事后檢驗的結(jié)果表明(見表3),干預(yù)訓(xùn)練對創(chuàng)造性傾向的影響存在學(xué)科差異。在總分、挑戰(zhàn)性、好奇性上,數(shù)學(xué)和化學(xué)滲透訓(xùn)練的影響程度顯著高于語文,數(shù)學(xué)和化學(xué)差異不顯著;在想象力上,語文的干預(yù)效果顯著優(yōu)于數(shù)學(xué)和化學(xué),數(shù)學(xué)和化學(xué)差異不顯著。
(四)不同學(xué)科的干預(yù)對創(chuàng)造性思維水平影響的差異比較
由表4可知,在創(chuàng)造性思維方面,學(xué)科訓(xùn)練效果的顯著差異只表現(xiàn)在標(biāo)題上。即語文的干預(yù)效果顯著高于數(shù)學(xué)和化學(xué),數(shù)學(xué)和化學(xué)差異不顯著。在總分和其他維度上學(xué)科差異不明顯。
四、討論分析
(一)學(xué)科滲透創(chuàng)造性訓(xùn)練對創(chuàng)造性傾向影響的有效性討論
實驗結(jié)果顯示,被試的創(chuàng)造性傾向通過學(xué)科滲透性訓(xùn)練得到提高。這就表明,學(xué)科滲透創(chuàng)造性思維訓(xùn)練可能是有效的。前人的研究結(jié)果也認(rèn)為:創(chuàng)造性傾向為創(chuàng)造能力的發(fā)揮提供著心理狀態(tài)和背景,通過引發(fā)、促進(jìn)、調(diào)節(jié)和監(jiān)控等來對創(chuàng)造力發(fā)揮作用[2]。創(chuàng)造性傾向總分的提高意味著滲透訓(xùn)練在某種程度上激發(fā)了被試內(nèi)在的創(chuàng)造動機(jī)并提升了創(chuàng)造行為的準(zhǔn)備度。
Sternberg[9]認(rèn)為,個體的某些個性、動機(jī)特質(zhì)更有助于創(chuàng)造行為的產(chǎn)生。如,容忍模棱兩可的情境;克服困難的意志、成長的愿望、內(nèi)在欲望、適度的冒險精神等等。但是,在高中階段,以應(yīng)試為目的學(xué)習(xí)一定程度上抑制了這些個性品質(zhì)的發(fā)展。傳統(tǒng)的應(yīng)試教育多采用固定答案式的問題來考察學(xué)生的知識掌握情況,限制和束縛了思維發(fā)展的可能性。相反,干預(yù)過程更容易使被試在開放的環(huán)境中獲得積極的情緒體驗,他們可以大膽嘗試,主動交流,減輕了心理上的封鎖性、保守性和現(xiàn)實性程度。
從干預(yù)的內(nèi)容上看,開放型問題往往條件不足或多余,答案不唯一,要求被試善于去尋找各種可能性;變式型的問題不拘泥于輻合性的思維方式,能通過變換不同的情境,使被試思維視野更開闊;探索型的問題則能夠激發(fā)被試的興趣,使其挑戰(zhàn)因循守舊的思維路線。所有這些方面,在被試的冒險性、挑戰(zhàn)性、好奇性方面分?jǐn)?shù)的提高上都得到了反映。
值得關(guān)注的是,實驗組在想象力上的得分并沒有顯著變化。想象力指傾向于“幻想尚未發(fā)生過的事情、進(jìn)行直覺地推測,并能感超越感官及現(xiàn)實的界限。但是,高中階段正是辯證邏輯思維迅速發(fā)展的時期。而想象與邏輯思維作為人類對事物進(jìn)行操作加工的兩個方面,一方面的活躍必然會影響到另一方[10]。這可能是實驗組在想象力的表現(xiàn)上并沒有顯著提高的主要原因。
(二)學(xué)科滲透訓(xùn)練對提升創(chuàng)造性思維水平的可能性探索
由實驗結(jié)果可知,干預(yù)訓(xùn)練前后,被試的整體創(chuàng)造性思維水平并沒有提高。這可能和創(chuàng)造性思維水平屬于能力的范疇有關(guān),它表現(xiàn)出更多實質(zhì)上的思維操作內(nèi)容。
Torrance通過創(chuàng)造性思維測驗(Torrance tests of creative thinking,TTCT)提出,創(chuàng)造能力、創(chuàng)造技巧與創(chuàng)造動機(jī)三者兼?zhèn)洳拍墚a(chǎn)生創(chuàng)造行為[11]。其中,創(chuàng)造能力是與智力、人格密切相關(guān)的基本才能;創(chuàng)造技巧是在創(chuàng)造活動中逐漸發(fā)展起來的方法與技能,如創(chuàng)造性解題解力、創(chuàng)造的具體技巧及專業(yè)技巧等等;而創(chuàng)造動機(jī)則是使創(chuàng)造能力從潛在狀態(tài)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實狀態(tài)的動力。從這里可以看到,創(chuàng)造思維能力是由多個側(cè)面聯(lián)系在一起的整體能力。創(chuàng)造能力屬于比較穩(wěn)定的人格、智力因素。對于高中生而言,他們的智力、認(rèn)知風(fēng)格等相對穩(wěn)定,而且訓(xùn)練的時間不夠長,因此很難在這方面有所突破。必須明確的一點是,創(chuàng)造性傾向不是實際的創(chuàng)造力本身,它只起到動機(jī)作用。除此之外,影響個體思維水平的可能還有特定領(lǐng)域內(nèi)容上的方法和技巧。正如有些被試所反映的:他們很努力想更豐富多樣地去完善圖形,但是對線條完全不敏感,不知如何入手。本研究中采用的測驗以圖形為主,而訓(xùn)練的內(nèi)容只是特定學(xué)科的創(chuàng)造性思維干預(yù),并沒有針對圖形創(chuàng)造性方面設(shè)計相對應(yīng)的內(nèi)容,這也可能是導(dǎo)致被試在思維水平的提升上效果不佳的原因。我們猜測,創(chuàng)造性思維的表現(xiàn)具有領(lǐng)域特殊性,因此在干預(yù)訓(xùn)練中,領(lǐng)域普遍性的內(nèi)容遷移效果有限。
(三)不同學(xué)科滲透創(chuàng)造性訓(xùn)練的效果比較
從實驗結(jié)果可知,學(xué)科間滲透創(chuàng)造性訓(xùn)練的效果存在差異。在創(chuàng)造性傾向總體表現(xiàn)上,數(shù)學(xué)和化學(xué)這兩門理科的干預(yù)效果優(yōu)于語文學(xué)科,具體表現(xiàn)在挑戰(zhàn)性和好奇性這兩個子維度上。相比較而言,理科學(xué)習(xí)內(nèi)容的客觀性遠(yuǎn)比文科強(qiáng)。這就導(dǎo)致在以應(yīng)試為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)中,被試在平時的理科學(xué)習(xí)中更傾向于采取保守的方式去應(yīng)對,形成固定的解題套路。當(dāng)干預(yù)發(fā)生時,理科的內(nèi)容在更大程度上為被試提供了積極探索、打破定勢思維、深入問題本質(zhì)的可能。例如數(shù)學(xué)訓(xùn)練中的一題多解、多題一解、數(shù)學(xué)建模以及化學(xué)訓(xùn)練中的改進(jìn)設(shè)計方案等。而文科的內(nèi)容本身主觀性較強(qiáng),因此在挑戰(zhàn)性和好奇性方面可提升的空間相對較少。但是正是這個原因,主觀性強(qiáng)的文科內(nèi)容受邏輯思維影響較少,最后在想象力維度上,語文的干預(yù)效果更明顯。
在創(chuàng)造性思維水平方面,語文組在標(biāo)題上的得分高于數(shù)學(xué)和化學(xué)組。標(biāo)題上的得分主要是根據(jù)文字描述的豐富性和抽象性程度進(jìn)行衡量。而這一點與訓(xùn)練內(nèi)容有較大關(guān)聯(lián),比如詞語聯(lián)想、對比閱讀等。另外,這個結(jié)果同時支持了創(chuàng)造性思維水平領(lǐng)域特殊性的假設(shè)。
五、研究結(jié)論
第一,高中學(xué)科滲透創(chuàng)造性訓(xùn)練對高中生創(chuàng)造性傾向的影響效果顯著。訓(xùn)練后,實驗組在冒險性、挑戰(zhàn)性、好奇性三個子維度上的得分顯著提高,但在想象力上的得分沒有顯著變化。
第二,高中生創(chuàng)造性思維水平的變化受學(xué)科滲透創(chuàng)造性訓(xùn)練影響不明顯。實驗組在訓(xùn)練后,在總分和各子維度上的得分均沒有顯著提高。
第三,在創(chuàng)造性傾向方面,數(shù)學(xué)和化學(xué)在總分、挑戰(zhàn)性和好奇性上的訓(xùn)練效果顯著優(yōu)于語文,數(shù)學(xué)和化學(xué)之間差異不顯著;語文在想象力上的訓(xùn)練效果優(yōu)于數(shù)學(xué)和化學(xué),數(shù)學(xué)和化學(xué)之間差異不顯著。在創(chuàng)造性思維方面,語文在標(biāo)題上的訓(xùn)練效果優(yōu)于數(shù)學(xué)和化學(xué),數(shù)學(xué)和化學(xué)之間差異不顯著。
六、研究展望
由于學(xué)科滲透創(chuàng)造性訓(xùn)練甚少有研究涉及,本實驗設(shè)計還處在探索階段,存在諸多不足之處。首先,干預(yù)內(nèi)容設(shè)計的科學(xué)性和普適性有待驗證。其次,實驗的群體和科目需要向縱深拓展,在更多比較研究的基礎(chǔ)上再總結(jié)。比如,不同創(chuàng)造性傾向和不同創(chuàng)造性思維水平的被試訓(xùn)練效果是否一致,其他科目的滲透訓(xùn)練效果又如何等。最后,本研究干預(yù)的時間略顯倉促,后續(xù)研究可以進(jìn)行更長時間的干預(yù)。
基金項目:本文為2012年廣東省中小學(xué)(中職學(xué)校)心理健康教育課題“高中學(xué)科滲透創(chuàng)造性思維訓(xùn)練的實驗研究”的研究成果(項目批準(zhǔn)號:YXYY2011103)。
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