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一、地理科學結構與地理教學特點地理科學是一個復雜的巨系統(tǒng),而“結構”則是系統(tǒng)的基本特征。地理知識結構有大中小之分,大結構指整個地理學科的體系,中結構指地理章節(jié)的結構,小結構指具體知識點和分項目的結構,這些不同層次的結構組成了地理學科的整體。地理教學內容具有廣泛性、綜合性和區(qū)域性這三大顯著特點。①地理教學內容的廣泛性,主要表現(xiàn)在其研究的對象是一個包含著無機與有機過程、自然與社會現(xiàn)象的復雜的地球表層系統(tǒng),其知識所涉及的地域范圍又是一個由鄉(xiāng)土地理、國家分區(qū)、國家、大洲分區(qū)、大洲、世界、宇宙環(huán)境等組成的地理空間系統(tǒng)。②地理教學內容的綜合性表現(xiàn)在它所研究的地理要素之間是相互聯(lián)系的,并且組成有機的整體,它是將自然地理知識與人文地理知識融匯為一體,成為統(tǒng)一的地理知識體系。③地理教學內容的區(qū)域性則主要表現(xiàn)在其知識內容都是反映具有明確界定范圍的具體區(qū)域的地理特征或規(guī)律,換言之,即地理教學內容都是以具體的地區(qū)作為認識和研究單位的。二、邏輯學在地理教學中的應用地理教學內容的這三個特點對地理教學過程有很大的影響,使得邏輯學在地理教學過程中具有多方面的功能和價值,這些功能和價值范圍之廣闊是沒有定界的,它是隨著人們邏輯思維的發(fā)展而不斷地向縱深推進的。
1.對比分析法在地理教學中的應用
對比分析是一種古老的邏輯思維方式,在地理教學中應用此法,可以加深學生對地理知識的理解。當學生在遇到兩個既有聯(lián)系又有差異的地理事物時,其正確認知過程是明確表面關聯(lián)與表面差異,抓住它們本質差異與聯(lián)系,再由表及里地解剖分析。其中分析又是關鍵環(huán)節(jié),否則會半途而廢。例如,在學習內、外力地質作用的差異時,可以指導學生閱讀教材,并找出兩個概念表面上的文字差異(能量來源與表現(xiàn)形式),通過教師的引導,使學生得出由于表面差異造成的本質差異———外力在環(huán)境中的改造作用顯示出極強地帶性的規(guī)律,而內力則顯示出極強的非地帶性地質規(guī)律。接著引導學生進一步剖析出內、外力地質作用的本質聯(lián)系———內力決定著海陸分布的大勢及地表起伏的格局,而外力則是在內力的基礎上,對地表進行雕塑和改造(主次分明)。然后再回到內、外力地質作用各自的定義中,把握其內涵。
2.因果推理法在地理教學中的應用
因果推理在地理教學中屢見不鮮,它主要適用于存在成因規(guī)律的、多因子構成的、因子之間邏輯關系明確的地理問題的學習。學生學習此類地理問題時,只有經(jīng)過明確地理事物構成因子,推導出因子之間因果的邏輯關系的過程,才能掌握地理問題的本質。在學習外向型加工工業(yè)的地理問題時,可運用因果推理法。教師首先向學生提出外向型加工工業(yè)的地理問題,并要求學生找出黨的改革開放政策、優(yōu)越的地理位置、廉價的勞動力(因子),引進的資金、技術、管理經(jīng)驗(因子),生產出具有競爭力的拳頭產品(因子),(諸多因子)產生進入國際市場參與競爭(果),并引導學生指出根本與直接原因(諸多因子),歸納該地理問題(果)的意義。應用此方法,可以加深學生對地理問題的理解,培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力。
3.外延聯(lián)系法在地理教學中的應用
認知規(guī)律簡述在眾多的地理概念中有一部分并不“原產”于地理學科本身,而是采用拿來主義的手段,從相關學科的概念群體中選擇出來,或經(jīng)“加工組合”后應用在地理學科中。面對此類概念,一般會經(jīng)過這樣的學習過程:由地理概念向外延展,深入到相關學科的領域內,提取有用的知識后,重新回到地理概念的學習之中,理解新舊概念的關聯(lián),從而最終掌握地理概念。概念的外延就是指具有概念所反映的本質屬性的對象。外延聯(lián)系法在地理教學中的應用,可培養(yǎng)學生對地理事物的應用能力,這種能力的培養(yǎng)在今后的研究中具有現(xiàn)實意義。外延聯(lián)系法在地理教學中適用于地理與其他學科知識相關聯(lián)的學習,包括直接引用的與“組合加工”后間接引用的地理事物。
4.綜合分析法在地理教學中的應用
分析,是思維中把作為整體的對象分解成部分、單元、環(huán)節(jié)、要素等來進行研究、認識的思維方法。綜合,是思維中把關于研究對象的部分、單元、環(huán)節(jié)、要素等認識聯(lián)接起來,從而形成關于對象的統(tǒng)一、整體的認識的思維方法。顯然,綜合是建立于分析的基礎之上的,但它并不是分析所得到的要素的簡單相加。分析與綜合相輔相成,是人的認識實現(xiàn)由此及彼、由表及里、由淺到深、由現(xiàn)象到本質的過程。分析是綜合的基礎,綜合是分析的目的。我們經(jīng)常遇到一些重要的、復合型的地理事物,面對這些很難用一句定義或語言加以概括的地理事物,綜合分析法在地理教學中使學生找出地理事物所介紹的事物空間分布、形成條件、因子構成、地理意義等具體內容,綜合分析各因子與主導因子的作用,最后鞏固對地理事物的理解。綜合分析法在地理教學中適用于地理事物內涵豐富、前后知識聯(lián)系廣泛、具有高度總結概括性的地理事物學習。
5.要點概括法在地理教學中的應用
[關鍵詞] 網(wǎng)絡環(huán)境 地理課堂 教學 對策
隨著網(wǎng)絡技術的日新月異,基于網(wǎng)絡環(huán)境下的教學研究、教學模式的開發(fā)已日趨深入,網(wǎng)絡教學的作用與潛能愈加顯現(xiàn)出來,尤其在主體性教育觀、素質教育觀的策略方法與學科整合中體現(xiàn)得更加充分。本文以高中地理課本《全球氣候變化》一課為例,探討網(wǎng)絡環(huán)境下的教學優(yōu)勢、設計原則和教學對策。
1 網(wǎng)絡環(huán)境下地理教學的優(yōu)勢
運用多媒體網(wǎng)絡開展中學地理教學,相對傳統(tǒng)教學具有以下三個方面的優(yōu)勢:
1.1 教學方式新穎,激發(fā)學生學習興趣
21世紀是網(wǎng)絡信息的時代,中學生的成長幾乎離不開網(wǎng)絡的大量使用,網(wǎng)絡教學適應時代的需求,貼近學生的心理。在教學中,教師利用網(wǎng)絡把各種圖、文、音、像等信息資料按照教學設計有機整合,把教學內容立體地呈現(xiàn)在學習者的面前,學生在自主的狀態(tài)下,可以通過鼠標在不同知識點之間自由地點擊進行轉換,在較短的時間內接受大量的信息,使教學容量大大增加,拓寬了學生的知識面。網(wǎng)絡教學以動靜結合和可觸可感的方式進行,教學氛圍輕松、活潑,交互性強,更能激發(fā)學生學習興趣和學習潛能,是傳統(tǒng)教學無法比擬的。
1.2 改變教學模式,培養(yǎng)學生獨立學習的能力
傳統(tǒng)的課堂教學是以教師的講授為主,一對多的關系;網(wǎng)絡教學構建了一個虛擬的地理課堂,實現(xiàn)一對一的教學,提倡的學習方法是教師指導、學生為中心的學習模式。教師利用網(wǎng)絡組織地理教學,可以指導、幫助學生主動從網(wǎng)絡中獲取知識,如引導學生有選擇地點擊地理網(wǎng)站,從中獲取自己所喜歡及與地理學習有關的信息,培養(yǎng)學生獨自或協(xié)作獲取知識的能力,滿足學生對新知識的渴望;教師在整個教學過程中還可以利用情境讓學生在學習目標的指引下,不僅在網(wǎng)上沖浪去尋找知識,而且通過“人機對話”的方式獨立思考分析問題,有利于培養(yǎng)他們的獨立精神和協(xié)作品質,充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神。
1.3 幫助教師檢測教學效果,因材施教
網(wǎng)絡教學中,學生可以根據(jù)自己的需要,選擇相應的內容進行學習,并將自己的學習情況及時提交給教師,教師針對不同學生的學習情況進行評定,了解學生的掌握程度,學生也可以在網(wǎng)上與教師或其他同學進行討論,同時可以查閱網(wǎng)絡提供的豐富的信息資源,進一步深化自己對地理知識的認識及應用。教師根據(jù)不同學生的實際情況,編寫不同層次的練習,放在網(wǎng)絡上,讓學生自主選擇合適的練習來檢驗學習成效,再通過網(wǎng)絡回復給老師檢查驗收。
2 網(wǎng)絡環(huán)境下地理教學設計的原則
2.1 課題選擇必要性原則
從地理學科發(fā)展、社會發(fā)展的角度考慮,選擇的內容要具有時代的特征。隨著地理學科、社會的發(fā)展和知識更新速度的加快,原有學科知識和社會理念在新的條件下,也許已經(jīng)失去其存在的合理性,選擇這些知識進行網(wǎng)絡教學效果并不好?!叭驓夂蜃兓?、“可持續(xù)發(fā)展”等知識具有明顯的時代特征,選擇這些內容進行計算機網(wǎng)絡教學,可以收到很好的效果。從學生認知角度考慮,選擇的內容應該是學習者感興趣的,有利于學習者在實踐中體驗因學習而獲得的技能或觀念。與傳統(tǒng)的教學方式相比,通過互聯(lián)網(wǎng)進行學習,學習者的主觀能動性更強一些。
2.2 優(yōu)化網(wǎng)絡信息資源原則
網(wǎng)絡學習資源雖然非常豐富,但是往往泥沙俱下,魚龍混雜。有時為了得到一條有用的信息,常常要以游覽大量無關的信息為代價。因此,教師必須對課堂上學生需要的、主要的互聯(lián)網(wǎng)信息資源進行認真篩選、下載、整理,通過超級鏈接的形式存放在網(wǎng)絡課件里,學生通過鼠標點擊直接進入相關內容進行學習;少量需要加以拓展的信息資源,教師也應該設計導航圖,并設置好學生機瀏覽器的安全設置和分級審查,以提高學生的學習效率,并減少網(wǎng)絡使用過程中的不良影響。例如:在專題學習網(wǎng)站《全球氣候變化》中,我們整理的“電子教材”、“全球變暖”、“臭氧層破壞”、“酸雨”、“相關網(wǎng)站導航”等信息資源,為學生的自主學習提供了很大的幫助。
2.3 交互性原則
在網(wǎng)絡環(huán)境下,每一個學習者都是通過人機或與他人之間的對話,來構建自己的課程目標和課程內容,這就要求網(wǎng)絡課件必須具有很強的交互。在《全球氣候變化》專題學習網(wǎng)站中,我們采用超級鏈接形式將所需信息與主頁面連接,操作簡捷;而“鞏固練習”模式可以幫助學生自主學習、自我檢測。通過多媒體監(jiān)控系統(tǒng),教師可以隨時對學生在線交流或在線檢測情況進行監(jiān)控,以加強對教學的調控和引導。
3 在地理教學中靈活運用網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡技術的對策
3.1 利用網(wǎng)絡教學,增強互動性
運用多媒體網(wǎng)絡技術進行地理教學過程,把教師對教材的理解—分析—傳授的過程轉變?yōu)閷W生自己上網(wǎng)獲取知識、探究問題的過程。課堂內大部分的時間里,學生以進行網(wǎng)上探究、在線交流為主,師生、生生之間的互動交流明顯少了許多,課堂氣氛平靜。在教學中,教師可以做一些有益的嘗試,設計諸如口頭的小組討論、分組搶答、動手演示、拼圖等地理游戲活動,以達到活躍課堂氣氛的作用。
3.2 發(fā)揮教師的指導作用,開發(fā)學生思維潛能
教學是以“教師”為主導, “學生”為中心的學習,它強調以學生為中心,但并未忽視教師的指導作用。學生是掌握信息的主體,教師則是教學過程的指導者、組織者。因此在教學設計過程中,絕不能忽視教師的指導作用,不能忘記教師的責任。事實上,以學生為中心的教學過程,若要取得較理想的學習效果,離不開教師對每一個環(huán)節(jié)的認真組織和精心指導,更離不開教師引導,其責任和作用并未減輕,恰恰相反,對教師提出了更高的要求。所以在以“學”為中心的教學設計中,教師對學生的直接灌輸減少甚至取消了,教師只是由場上的“主演”改變?yōu)閳鐾獾摹爸笇А?,教師的備課、課堂的啟發(fā)、引導、組織工作都不應有絲毫的忽視。
3.3 利用多種交流方式,優(yōu)化網(wǎng)絡課堂教學
不同的教學模式,有各自的交流方式;不同的教學對象,需要用不同的交流方式。因此,在地理網(wǎng)絡課堂教學過程中,要善于運用多種交流方式,達到最佳的教學效果。在基礎知識的接受中,因它處于知識的積累階段,以師生面對面的口頭交流方式為主,網(wǎng)絡搜集資料為輔,使學生在教師的引導下,較好掌握學習方法;若課堂教學處于低潮階段,教師適時引用有趣實例,還能起到給學生提振精神的作用。
心理學研究表明:將聽到和看到的知識再通過討論、交流,用自己的語言表達出來,知識的保持效果最佳。因此,小組面對面的生生交流,對說者而言,通過言語表述不但利于展示水平、提高自信心、鞏固知識,而且還刺激了聽者的聽覺和思維。因此,在地理網(wǎng)絡教學中應該因地制宜選擇教學方法和手段,使教學達到最佳的效果。
4 結束語
網(wǎng)絡為我們提供了一個共享和對話的有效平臺,豐富了地理課程資源的內涵,擴大了地理課程資源的外延,對這個“課程資源庫”,只要我們有明確的認識,并善于挖掘、建設和利用,就能豐富和活躍地理課堂,促進地理教學,推動地理課程改革的發(fā)展。
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一、信息技術課與地理教學的整合基本模式
信息技術與高中地理學科的整合根據(jù)具體內容的不同而呈現(xiàn)出各式各樣的表現(xiàn),但總結起來無非也就是三種:第一種是在學習信息技術本身過程中,將地理知識作為例子來共同學習;第二種是利用信息技術作為教學工具,輔助地理學科教學,教師根據(jù)教學目標和學科特點對教材進行分析處理,制作、演示課件或網(wǎng)頁,完成教學過程;第三種是把信息技術作為學習工具,學生借助于信息技術,自主研究學習有關問題。為什么筆者極力主張要將信息技術學科和高中地理學科結合在一起呢,其原因就在于筆者以為在網(wǎng)絡環(huán)境之下的信息技術學科可以有效地擴充學生的知識面,開闊學生在地理方面的眼界,能有效地形成學生個性化的知識體系,對于整體提升學生的地理素養(yǎng)有著不可替代的作用。那么要將信息技術學科和高中地理學科相結合的教學模式落到實處的具體做法該是怎樣的呢,筆者在具體的教學實踐中努力鉆研,積極探索,現(xiàn)將所得具體表述如下:
1.設計多樣化的學習情境
在網(wǎng)絡化的信息技術學科支持下,學生的學習環(huán)境不再是單純的書本上的文字與課后習題,其具體的呈現(xiàn)形式變得非常多樣化,視頻、音頻、影像資料等形式豐富多彩,還能夠讓學生具體親自操作,對于激發(fā)學生的學習積極性,激發(fā)學生的探究意識,有積極的引導意義。
2.合理選擇與利用學習資源
基于筆者前文所提到的第一條,筆者要強調一下,基于眼下網(wǎng)絡環(huán)境比較復雜,知識良莠不齊,在具體的課程實踐過程中,教師要對學生的學習情況加以引導,幫助學生辨別哪些知識是值得我們學習并發(fā)揚的,哪些知識是我們一定要堅決摒棄的,并極力幫助學生形成良好的網(wǎng)絡學習習慣,這對于他們以后的學習與生活具有極大的意義。
二、轉變教育觀念是信息技術與地理教學整合成功的關鍵
筆者提出本文的觀點是處在當前的教學改革過程中的背景之下的,和信息技術學科相結合非常能夠體現(xiàn)教師在具體的教學活動過程中的主導地位。因為現(xiàn)代信息技術的運用不是一個簡單的信息展示過程,隨之而來的是一個復雜的能力培養(yǎng)過程。中學生處于學習的階段,當媒體為其提供了大量音頻、視頻及動畫、文字等信息時,教師對學生的幫助便不僅僅停留在指導學生形成正確的學習習慣,幫助學生辨別知識的良莠上面。由于網(wǎng)絡環(huán)境之下的知識呈現(xiàn)更加復雜,也更加多樣,一定會給優(yōu)秀生提出許多極具研究意義的深刻問題,可能還有一些問題涉及具體的生活知識,這些都需要教師對學生的學習加以指導和幫助,進而提升學生的實踐操作能力和地理素養(yǎng),這對于培養(yǎng)新世紀的高素質人才有著極其重要的意義。教師在教學中如果盲目地依賴于多媒體技術而把所有的教學環(huán)節(jié)全部使用多媒體手段再現(xiàn)出來,那么教師就會成為多媒體技術的奴隸,而起不到教師應有的主導作用。
三、要始終貫徹學生是主體,教師為主導的教學原則
現(xiàn)在的教育理念及課堂模式之所以要動大手術進行改革,很大程度上在于傳統(tǒng)的教學方式在一定意義上抑制了學生的個性及創(chuàng)造力,十分講究師道尊嚴,過分注重知識的灌輸,而沒能引導學生形成探究世界未知領域的一種學習精神。所以,在課改環(huán)境下筆者所主張的將信息技術和地理學科整合起來轉變教師的教育理念就成了非常重要的一環(huán),只有將傳統(tǒng)的填鴨式教學轉變?yōu)楫斍疤岢淖灾骱献魈骄康姆绞剑覀兊恼n程整合才具有現(xiàn)實意義,我們的課改活動才得以正常施行。
四、依據(jù)課標,合理安排
一、初步培養(yǎng)學生的分析、綜合能力
不斷的給不完整的題目補條件、補問題,使其成為一步或兩步計算的應用題。補條件、補問題的練習能使學生進一步掌握應用題的結構和數(shù)量關系,初步培養(yǎng)學生從條件出發(fā)來考慮問題和從問題出發(fā)來考慮條件的綜合、分析的思維能力。如:小明家養(yǎng)了18只小雞,9只大雞,?要求學生根據(jù)條件分析數(shù)量關系,補充問題。有的學生說:“小雞18只是部分數(shù),大雞9只是另一部分數(shù),可補求總數(shù)的問題?!边@時教師再問:“還可補充什么問題呢?”有的學生說:“小雞的只數(shù)和大雞的只數(shù)相比,小雞的只數(shù)是大數(shù),大雞的只數(shù)是小數(shù),可補出相差的問題?!边€有的說:“小雞的只數(shù)和大雞的只數(shù)相比,大雞的只數(shù)是一倍數(shù),小雞的只數(shù)是幾倍數(shù),可補求倍數(shù)的問題?!边@種由條件補充問題的過程正是綜合的過程。又如:,黑兔有3只,白兔和黑兔一共有幾只?這題缺少什么條件?要求白兔和黑兔一共有幾只?必須知道哪兩個條件?(白兔的只數(shù)和黑兔的只數(shù)),黑兔的只數(shù)已知道了,必須補上白兔的只數(shù)。這種由問題想條件的過程是分析過程。教師經(jīng)常有意識地訓練學生由條件補出問題,由問題補出條件,不僅使學生對應用題的結構有了明確的認識,而且也培養(yǎng)了學生綜合、分析的思維能力。
二、初步培養(yǎng)學生的觀察、比較能力
教育家烏申斯基說過:“比較是一切理解與思維的基礎,我們正是通過比較來了解世界上的一切的?!蓖ㄟ^比較,我們可以把相似、相近的應用題知識區(qū)別開來,找出它們的差異,從而加深學生對所學知識的理解。教學時,我充分利用教材引導學生觀察、比較,找出兩道題的相同點與不同點。如第二冊88頁例7:①有紅花9朵,黃花6朵,黃花比紅花少幾朵?②有紅花9朵,黃花比紅花少3朵,黃花有幾朵?先引導學生通過題面觀察、比較答出:兩題中有一個條件是相同的,即紅花9朵,另一個條件和問題不同。再讓學生結合直觀圖,觀察兩題有何相同與異同的地方:①題里的第二個條件就是②題里的問題;①題里的問題在②題里變成了條件。因此,解題時應根據(jù)條件和問題確立解答方法。最后再從結構比較兩題:從條件看,都是已知紅花多、黃花少,多的紅花可分成兩部分:一部分是和黃花同樣多的部分,另一部分是紅花比黃花多的部分。由此可得:題①是求黃花比紅花少幾朵,要從紅花里去掉與黃花同樣多的部分,剩下的就是紅花比黃花多的部分,也就是黃花比紅花少的部分,即“9-6=3(朵)”。題②是求有多少朵黃花,要從紅花的部分去掉紅花比黃花多的部分,就是紅花與黃花同樣多的部分,也是黃花的朵數(shù),即“9-3=6(朵)”。這樣的觀察、比較,使學生對兩類應用題的結構和數(shù)量關系更加明確,培養(yǎng)了學生的觀察、比較能力。
三、初步培養(yǎng)學生抽象、概括能力
畫出直觀圖形把應用題的條件和問題形象的表示出來。使學生獲得充分的感性材料和豐富的表象,教師給予抽象、概括,學生認識由感性認識上升到理性認識階段,從而抽象、概括能力得到培養(yǎng)。如一年級應用題教學時,題“左邊有8朵紅花,右邊有3朵黃花,一共有幾朵花?”首先在黑板左邊用紅粉筆畫出8朵紅花,讓學生觀察,在黑板右邊用黃粉筆畫上3朵黃花,引導學生看黑板說意思:“左邊8朵紅花,右邊3朵黃花”,這樣使學生首先得到了感性材料。再引導學生提出問題:“一共有幾朵花?”就很自然的把“畫”出的問題轉化為數(shù)學問題,即應用題。學生比較容易地掌握了應用題的結構,這樣根據(jù)題意和已建立起來的表象,聯(lián)系加法的含義,分析數(shù)量關系,學生很容易說出“要求一共有幾朵花”就是8和3合并起來,用加法計算,培養(yǎng)了學生的抽象、概括的能力。
四、初步培養(yǎng)學生思維的條理性、系統(tǒng)性
在低年級應用題教學中,不但要求學生要會正確列式計算,更重要的是要引導學生將題意、思路、策略充分“說”出,培養(yǎng)其思維的條理性、系統(tǒng)性。如:果園里有蘋果樹250棵,梨樹比蘋果樹少50棵,梨樹和蘋果樹一共有多少棵?
(1)先引導學生說清題意:題中告訴的一個條件是蘋果樹250棵,另一個條件是梨樹比蘋果樹少50棵,問題是求梨樹與蘋果樹一共有多少棵?
(2)引導學生說思路:要求蘋果樹和梨樹一共有多少棵,必須知道梨樹的棵數(shù)和蘋果樹的棵樹,蘋果樹的棵數(shù)是已知的,應先求出梨樹的棵樹。這樣的思路明確了,解題策略就出現(xiàn)了。
(3)說列式:梨樹棵數(shù)為:250-50=200(棵),蘋果樹與梨樹一共有的棵數(shù):250+200=450(棵)?!罢Z言是思維的外殼”。說明思維決定著語言的表達,反過來語言又促進思維的發(fā)展,使思維更加條理。在低年級應用題教學中,引導學生說題意、說思路、說策略,有利于學生理解應用題結構,有利于培養(yǎng)學生思維的系統(tǒng)性和條理性。
關鍵詞:計算機網(wǎng)絡;網(wǎng)絡原理;教學模式;自頂向下;自底向上
計算機網(wǎng)絡原理是高等學校計算機相關專業(yè)的核心課程,也是網(wǎng)絡工程、網(wǎng)絡安全及網(wǎng)絡編程等專業(yè)課的前導課程。該課程的教學目標是使學生能夠學習和掌握計算機網(wǎng)絡的基本概念、原理、方法和具體實現(xiàn)技術等基礎知識[1-2],為學習其他相關課程及從事計算機網(wǎng)絡應用與研究工作打下堅實的基礎。計算機網(wǎng)絡原理具有發(fā)展迅速、多學科交叉等特點,這對教師提出了較高要求[3-4]。目前,計算機網(wǎng)絡原理課程的理論教學中普遍采用兩種教學模式:“自底向上”和“自頂向下”,即基于OSI參考模型和TCP/IP參考模型的混合層次結構,由底層(物理層)向高層(應用層)或者由高層向底層,對網(wǎng)絡原理、協(xié)議等知識展開講解。
1 計算機網(wǎng)絡原理的特點
計算機網(wǎng)絡原理是一門兼具理論性和實踐性的課程,網(wǎng)絡原理、協(xié)議等理論知識紛繁復雜,且離不開實踐應用環(huán)境的驗證??偨Y該課程在高等院校計算機專業(yè)中的發(fā)展歷程,具有如下特點。
1) 計算機網(wǎng)絡技術是計算機技術與通信技術相互滲透、密切結合而形成的一門交叉學科。
2) 計算機網(wǎng)絡涉及到的知識面眾多,除基本的網(wǎng)絡體系結構和網(wǎng)絡通信技術以外,還包括各種廣域網(wǎng)技術、局域網(wǎng)技術、無線網(wǎng)絡、多媒體網(wǎng)絡、網(wǎng)絡管理、網(wǎng)絡安全等。
3) 計算機網(wǎng)絡是當今計算機學科中發(fā)展最為迅速的技術之一,也是計算機應用中一個空前活躍的領域,無線網(wǎng)絡、多媒體網(wǎng)絡、網(wǎng)絡安全等多個分支具有日新月異的更新速度。
4) 計算機網(wǎng)絡已經(jīng)成為軟件編程的基本環(huán)境,很多其他課程的學習是建立在學生掌握網(wǎng)絡知識基礎上的。
5) 計算機網(wǎng)絡課程的教學需要緊扣實踐應用。
6) 計算機網(wǎng)絡課程中的很多原理、協(xié)議以及技術都有其特定的應用背景,要求教師有充分的知識儲備,且需緊扣技術發(fā)展前沿。同時,教學活動中通過實驗驗證這類知識的難度也較大。
2 計算機網(wǎng)絡原理的理論教學模式
計算機網(wǎng)絡原理的教學模式即內容組織形式,通常采取的都是分層結構。如圖1所示,OSI七層模型只存在于理論中,表示層和會話層在實踐中并不存在。TCP/IP參考模型并沒有指明子網(wǎng)層究竟包含什么,只是指出其需支持IP協(xié)議[5]。因此,幾乎所有的計算機網(wǎng)絡原理教材都基于混合的五層體系結構組織內容[5-7]。按照國家碩士研究生入學考試計算機學科專業(yè)基礎綜合科目的大綱要求[8],及本科計算機專業(yè)的學時安排,計算機網(wǎng)絡原理課程只包括基礎理論部分,即網(wǎng)絡體系結構和各層相關內容,而諸如網(wǎng)絡安全、多媒體網(wǎng)絡以及網(wǎng)絡管理等專題,只作為選修或研究生階段學習內容。
近年來,國內出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的計算機網(wǎng)絡原理教材,如高傳善等人編著的《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡》[6]等。但由于我國計算機網(wǎng)絡研究起步較晚,仍然沒有一個行業(yè)普遍認可的優(yōu)秀教材出現(xiàn)。另一方面,國內教材普遍存在內容組織形式借鑒國外經(jīng)典教材的特點。因此,筆者基于在計算機網(wǎng)絡教學中國際公認的兩本經(jīng)典教材,展開對計算機網(wǎng)絡原理理論教學模式的探討。
2.1 “自底向上”教學模式
所謂“自底向上”教學模式,就是指基于五層混合結構,由“網(wǎng)絡體系結構概述物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層運輸層應用層”的順序組織教學內容。Andrew S. Tanenbaum[5]編著的教材《Computer Networks, Fourth Edition》是計算機網(wǎng)絡的經(jīng)典教材之一,屬于典型的“自底向上”教學組織模式,這種內容組織形式也被國內大部分教材所采用和模仿。由表1可以看出,Tanenbaum的教材以7章的篇幅覆蓋本科階段的內容。其中額外加入了第4章――媒體訪問子層,主要介紹以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、藍牙等知識。
“自底向上”是采用的最為廣泛的教學模式,這從國內外眾多教材的內容組織形式可以看出。結合自身的教學實踐經(jīng)歷,我們發(fā)現(xiàn)這種教學模式有如下特點。
1) 強調通信原理、電信技術等基礎理論的重要性,為計算機網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通信奠定理論基礎。
2) 注重計算機網(wǎng)絡發(fā)展沿革,提供計算機網(wǎng)路發(fā)展經(jīng)歷的各種網(wǎng)絡技術脈絡。
3) 關注如物理層及數(shù)據(jù)鏈路層的具體實現(xiàn)技術。
4) 內容包含全面,與計算機網(wǎng)絡相關的網(wǎng)絡技術幾乎都要涉及和覆蓋到。
計算機網(wǎng)絡原理課程教學歷經(jīng)數(shù)十年發(fā)展,“自底向上”的教學模式已經(jīng)非常成熟,但在計算機網(wǎng)絡技術日新月異的今天,這種教學模式的缺點也非常鮮明。
1) 不突出Internet實踐。
實踐性是計算機網(wǎng)絡原理不同于其他理論課程的重要標志?;纠碚摵蛥f(xié)議都需要在實踐中驗證。目前,計算機網(wǎng)絡的基本實踐環(huán)境就是Internet,它已經(jīng)成為一切計算機網(wǎng)絡技術的核心和應用背景。“自底向上”的教學模式往往忽略了緊扣實踐展開理論教學這一點。例如,包括文獻[5]在內的許多教材都將“可靠傳輸”這一計算機網(wǎng)絡中最重要的理論放在數(shù)據(jù)鏈路層中進行探討,到運輸層TCP的可靠傳輸時,卻因為理論的相似性而一筆帶過。然而,在Internet中應用的最廣泛的Ethernet,其數(shù)據(jù)鏈路層卻不提供可靠傳輸。也就是說,在最常見的Internet應用環(huán)境中,只有運輸層的TCP是提供可靠傳輸?shù)?。這是該教學模式不突出Internet實踐環(huán)境的一個典型實例。
2) 基礎理論儲備要求高。
“自底向上”的教學模式強調通信原理等基礎理論的重要性,而計算機專業(yè)的本科生卻很少開設通信原理課程,這無形中提高了對學生的基礎理論儲備要求。
3) 過分糾纏于底層實現(xiàn)細節(jié)。
網(wǎng)絡技術紛繁復雜,在本科階段現(xiàn)有的學時安排下,不可能面面俱到,過分糾纏于底層實現(xiàn)細節(jié)只能造成重點內容不突出等問題。
4) 很多技術通過實驗驗證難度大。
一些陳舊的網(wǎng)絡技術在實踐中難覓蹤影,很難通過實踐應用得以驗證,而且受實驗條件限制,在實驗室也很難開展這些實驗。
2.2 “自頂向下”教學模式
所謂“自頂向下”教學模式,就是指基于五層混合結構,由“網(wǎng)絡體系結構概述應用層運輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層”的順序組織教學內容。Kurose & Ross編著的《Computer Networking:A Top-Down Approach (5th Edition)》也是一本受到廣泛認可的經(jīng)典教材,屬于典型的“自頂向下”教學組織模式。表1同樣列出了該教材覆蓋本科階段的章節(jié)安排??梢钥闯觯摻滩臎]有專門針對物理層設置篇幅進行講解。以該教材創(chuàng)立的“自頂向下”的教學模式,在國內計算機網(wǎng)絡原理教學中應用較少,這一點同樣通過國內大量的教材內容組織形式可以看出。理工大學的陳鳴教授是“自頂向下”教學模式的堅定支持者,《Computer Networking:A Top-Down Approach》的多個版本均由其團隊翻譯出版。
“自頂向下”教學模式具有以下優(yōu)點。
1) 強調應用層,盡早激發(fā)學生的學習熱情,并盡早強調自主開發(fā)網(wǎng)絡應用程序。例如,以應用背景為驅動,設計如Web服務器、郵件客戶端等網(wǎng)絡應用程序。
2) 以Internet為研究對象,緊扣實踐應用環(huán)境。強調理論結合實踐,必須在實踐應用環(huán)境中進行理論驗證。例如,將知識重點放在Internet、Ethernet等實踐中主流的網(wǎng)絡技術上,學生可以很方便地在實踐應用環(huán)境中驗證原理知識,真正做到“做中學,學中做”。
3) 內容重點突出,割舍底層的實現(xiàn)細節(jié)等難以驗證的原理和技術,淡化通信原理等基礎理論的作用,突出計算機網(wǎng)絡的核心理論內容。例如,針對模擬信道的最大數(shù)據(jù)速率問題,本科學生只需要知道模擬信道上的最大數(shù)據(jù)速率取決于模擬信道的帶寬(頻率范圍)即可,學有余力的學生可以選讀通信原理中的奈奎斯特定理及香農定理知識。
3 教學模式改革實踐
筆者在講授計算機網(wǎng)絡原理課程五年十個學期的經(jīng)歷中,依托所選取的教材,采用的教學模式經(jīng)歷了“自底向上”和“自頂向上”兩種。經(jīng)過多年摸索,總結和實踐了目前適合我校本科生的教學模式和體系。其特點涵蓋如下。
1) 選用國外經(jīng)典原版教材《Computer Networking: A Top-Down Approach》,采用“自頂向下”的教學模式,以Internet為研究對象,緊扣計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展前沿和實踐應用。強調應用層,減少物理層及其他底層實現(xiàn)技術和基礎理論的課時比重,強調理論知識與網(wǎng)絡實踐的結合。
2) 注重計算機網(wǎng)絡核心基礎理論。計算機網(wǎng)絡領域已經(jīng)發(fā)展得相當成熟,許多基礎性的重要問題已經(jīng)解決。教學中不但注重基礎性網(wǎng)路原理的講解,還注重講授解決這些問題的方法。我們編寫了《“計算機網(wǎng)絡:自頂向下方法”課后習題指導》,在前五章教學活動結束后,要求學生完成相關的課后習題,輔助掌握理論知識。
3) 注重實驗環(huán)節(jié)。以教材作者提供的Wireshark實驗指導為依據(jù),開設10個理論驗證實驗。如表2所示,這些實驗涵蓋了Internet的大部分核心協(xié)議,均要求學生在真實的網(wǎng)絡環(huán)境中利用Wireshark工具(原Ethereal)抓取真實的數(shù)據(jù)分組,并進行分析,幫助學生驗證、理解和掌握網(wǎng)絡原理。要求學生按照實驗報告的標準格式完成每一個實驗,并對實驗過程中的細節(jié)進行抓圖記錄。可以看出,安排這些實驗的目的是為理論知識的學習而服務,這符合我校的計算機專業(yè)課程體系對計算機網(wǎng)絡原理課程的要求。針對交換機、路由器等的工程性實驗,將交由后續(xù)課程網(wǎng)絡工程來解決。
4) 注重基本的網(wǎng)絡編程能力培養(yǎng)。以教材作者提供的編程作業(yè)為提綱,我們編寫了《“計算機網(wǎng)絡:自頂向下方法”網(wǎng)絡編程習題指導》,其中所包含的編程作業(yè)如表3所示。要求學生選做其中一個或者自擬題目設計完成一個網(wǎng)絡程序并加以考核。
5) 強調實踐環(huán)節(jié)的考核方式。在課程考核方式方面,堅持改革傳統(tǒng)的考核方式,強調實踐環(huán)節(jié)的重要性。表4給出了考核方式的比例分配,實踐性環(huán)節(jié)和平時表現(xiàn)占到整個課程的40%,這突破了我校平時成績不超過30%的界限,驗證了該課程強調實踐環(huán)節(jié)的舉措。改革傳統(tǒng)的以考試為主的一次性考核方式,將課程的要求平均分配到整個教學活動中,調動學生全程參與的積極性。
4 結語
筆者結合自身的教學經(jīng)歷,詳細分析了計算機網(wǎng)絡原理課程的兩種常見教學模式,并對比了優(yōu)缺點,闡述了筆者所做的教學改革實踐。需要指出的是,我們選取“自頂向下”的教學模式開展教學,主要是因為其強調實踐性、強調應用,并不代表“自頂向下”的教學模式一定優(yōu)于“自底向上”的教學模式?!白皂斚蛳隆苯虒W模式的缺陷在于,使學生對底層實現(xiàn)技術的理解一直處于“懸而未決”的狀態(tài)。因此,如何更好地發(fā)揮兩種教學模式的優(yōu)點,揚長避短,是下階段該課程教學改革的重點。
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Top-down or Down-top?
――Research on Teaching Models in Computer Networking Curriculum
WANG Tao, WU Zhenqiang, REN Ping’an
(School of Computer Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China)
Scratch課程的內容不能枯燥地講解算法知識點,教師應該把知識點滲透到各個實例中,由一個個鮮活的實例層層遞進知識點,讓學生通過制作實例來學習編程,體驗一個程序完整的開發(fā)過程,知道計算機程序解決問題的方法,從而發(fā)展學生的計算思維。所以,教學實例的選擇必須注重從學生的實際生活出發(fā),提煉生活中的問題,貼近學生的認知,對案例的熟悉度和理解程度是對實例抽象和分解的基礎。筆者就以《口算軟件》為例,談談Scratch實例教學中滲透計算思維本質教育的一般操作流程和策略方法。
抽象建模,形成思維
所謂抽象,是指通過忽略可有可無的細節(jié)來降低難度。將一個現(xiàn)實問題轉變成為計算機可以處理的問題。抽象是選擇案例后實施編程前的一項重要工作,學會抽象可以更容易找到Scratch編程的切入點,更好地理清程序規(guī)則。
1.情境模擬,化抽象為具體
教師根據(jù)實例內容與教學目標,有針對性地設計任務情境,并讓學生扮演角色模擬情境過程,在高度仿真的情境中感受程序抽象問題,讓抽象問題具體呈現(xiàn)出來。
首先筆者通過情境模擬二年級學生舉辦一個口算大賽。模擬過程:讓2位學生帶上頭飾,一位扮演二年級的學生,一位是扮演電腦小博士。教師說開始,并請電腦小博士出一道2個數(shù)相加和為20以內的加法題,學生回答問題,電腦小博士思考后說:“恭喜!答對了”或“答錯了!加油哦!”(如圖2)。筆者接下來讓學生“玩”程序,把剛才的仿真情境在電腦中重演一遍。隨后筆者提出問題:①程序里有幾個角色?②表演中的“學生”角色在哪里?學生經(jīng)過初步判斷得出四個角色分別是電腦小博士、加數(shù)、被加數(shù)、答案,后面是舞臺背景,里面包括“口算大賽”“+”“=”等元素。但這僅僅是理清了一部分角色,其中加數(shù)、被加數(shù)和答案并非是角色,這為后面埋下伏筆。在教師的引導下,學生觀察和思考后,得出表演中的實際角色“學生”就是軟件的使用者,在程序中可以不用出現(xiàn)。
用模擬情境的方式導入大大增加了學生的學習興趣。讓學生在“玩”中感知程序的操作方法及各對象的關系,從而把抽象的程序變得具體,并可以“觸摸”。
2.思維導圖,從無形到有形
思維導圖能很好理清程序中角色的關系,讓學生一目了然地了解現(xiàn)實生活和計算機世界的聯(lián)系,學會把無形的思維過程轉化為直觀有形的導圖。筆者通過情境模擬,并以問答的形式,引導學生思考程序所需要的角色;讓學生仔細觀察舞臺上的加數(shù)和被加數(shù),使其發(fā)現(xiàn)每次重新出題時,加數(shù)和被加數(shù)發(fā)生變化。像加數(shù)和被加數(shù)這樣在程序運行過程中沒有固定的值,隨時發(fā)生變化的量,稱為變量。從而引出本節(jié)課的重點――變量。筆者出示程序的思維導圖(如圖3),并層層提問,引導學生思考問題的關鍵點。以“圖”的方式來整體規(guī)劃,將現(xiàn)實生活中的對象與計算機要處理的對象一一對應,化無形為有形。
分解問題,理清思維
計算思維中分解的概念是把一個看起來困難的問題重新闡釋成我們知道怎樣去解決的問題。經(jīng)過分解后,這些零散的部分才能夠被理解和解決,從而降低大型實例的設計難度。學生通過分解問題,理清每個角色的動作與編程思路,將難點進行分解并一一突破,從而從無序狀態(tài)中脫離出來,找到解決問題的關鍵點。
1.簡化自然語言,分解出程序步驟
筆者引導學生通過抓重點詞的方法,去葉存枝,有效地把握程序運行的方向,這樣制作范例時思路會更加清晰。經(jīng)過抽象建模,筆者要求學生根據(jù)思維導圖,對編輯過程進行自然語言描述。簡化學生的自然語言描述,最后圈出重點詞:出題目、詢問、回答、思考、說。經(jīng)筆者引導后得出:“回答”是程序操作的個人行為。最后分解得出電腦小博士的程序步驟:出題目詢問判斷說。
2.拆分執(zhí)行效果,細化出腳本模塊
學生操作程序并仔細觀察確定程序的四個主要問題,再在此基礎上細化出所需要的模塊:①加數(shù)和被加數(shù)的數(shù)值范圍如何賦值?②詢問框和答案如何顯示?③正確答案是如何計算出來的?④何時說“對了”或者“錯了”?
其中問題④最復雜,它是電腦小博士的思考過程,也是步驟中的第三步“判斷”。為了幫助學生理清規(guī)則,筆者讓他們描述電腦小博士的思考過程,利用語文中“如果……否則……”的關聯(lián)詞來造句,從而理解條件判斷語句。
師:這個條件判斷的條件是什么?
生:題目回答正確。
師:怎么樣才算回答正確呢?(這也是比較難以理解的,因為學生難以體會到電腦的思考過程是如何)什么情況下算答對?
生:答案與回答進行比較時。
從而教師引出邏輯運算符腳本模塊:等于號(=)。最后,將其梳理為“當……時,角色會……”的Scratch語言結構,得出使用判斷腳本模塊。當答案和回答相等時,電腦小博士會說“答對了”!否者會說“答錯了”!分析一系列問題后,學生細化腳本模塊。
提煉算法,訓練思維
算法是通過一種清晰定義的步驟來解決問題的方法。之前抽象和分解起到了鏈接自然描述語言和軟件編程語言的作用。在此基礎上,要針對每個小問題,形成解決問題的算法。此時放手讓學生在Scratch中進行程序設計是很困難的,因為分支和循環(huán)很難表達清楚,為此筆者借助流程圖突破重難點來提煉算法。
1.流程圖護航,自主“擺弄”
“擺弄”是Scratch編程學習的精髓。由于學生設計經(jīng)驗不足,所以筆者給出流程圖(如圖4),這樣能更有效、更規(guī)范地描述算法,引導學生在Scratch中找到相應的代碼塊。學生已經(jīng)知道所需的腳本模塊,通過流程圖和所需模塊,嘗試自主搭建,體驗“擺弄”模塊的樂趣。學生通過細化腳本模塊,查看流程圖,思路基本形成,這為自主完成奠定了基礎,為自主學習提供了支點。
2.重難點突破,吃透算法
“口算軟件”的重難點是:搭建條件判斷語句,從而對變量有初步的認識。為了解決“條件如何搭建”的問題,學生展開了激烈的討論,并討論得出了多種算法設計。雖然不同的算法執(zhí)行的效果會略有差別,但重要的是學生在討論和不斷擺弄的過程中,拓展了思路,發(fā)展了計算思維,這才是教師期望達到的目的。案例中要讓程序自動出題,需要利用循環(huán)結構,通過比對執(zhí)行效果,學生會非常容易理解循環(huán)算法,并能合理利用。
糾錯調試,鞏固思維
“糾錯”是Scratch教學中另一個重要的環(huán)節(jié),貫穿了整個課程的學習過程。從學生設計腳本程序時,糾錯的行為就始終伴隨著,更體現(xiàn)了“擺弄”的重要性。學生在調試作品時,需要像計算機執(zhí)行程序一樣去思考執(zhí)行語句,理解執(zhí)行每一步模塊應該出現(xiàn)的現(xiàn)象,并與實際的執(zhí)行結果進行比較。當發(fā)現(xiàn)效果與預想的有偏離時,就要不斷地糾錯,調整程序,采用不同的算法實現(xiàn)效果,在“構思―編程―測試―調試”的過程中進行糾錯,反復磨練,這樣學生不僅在知識、技能上會有進步,在計算思維上也會有所提升。
1.閱讀腳本,糾錯更自主
閱讀是人類的基本技能之一,但在信息技術教學中常常被忽視,在程序調試時,它是一種行之有效的方法。隨著程序學習的深入,學生發(fā)現(xiàn)運行錯誤,想要尋找問題的根源,卻因為程序代碼模塊數(shù)量的增加而無法找到出錯代碼。為此,筆者引導學生一邊讀代碼,一邊添加“注釋”,這是一種糾錯思維,也很好地解決了問題腳本定位的問題。例如,邊讀“口算軟件”腳本邊注釋。“點擊綠旗開始,將變量加數(shù)和被加數(shù)賦值為0到20之間的一個隨機數(shù)值”(注釋:出題);“如果加數(shù)+被加數(shù)=回答”(注釋:判斷);“就詢問請回答并等待”(注釋:詢問);“如果正確‘恭喜,答對了’,否則就說‘答錯了,加油’”(注釋:說)。這是一道題目的出題過程,要讓程序重復出題,則需要再讓這段程序腳本重復執(zhí)行。學生經(jīng)過讀一讀和注釋后,再加上教師的引導,就會發(fā)現(xiàn)腳本中的錯誤,不斷調整角本。
2.小組協(xié)作,調試更有效
教師為學生提供如何調試程序的學習單。對“口算軟件”這個程序先進行調試,觀察并記錄錯誤的現(xiàn)象,找出錯誤語句后,學生相互討論,分析解決這些問題的方法,修改程序,重復調整的環(huán)節(jié),直到程序完全正確。
例如,在《口算軟件》教學中,程序出現(xiàn)不能正常出題,或者出題內容不是1到20之間的一個隨機數(shù),學生應該先找到問題語句,并對其進行分析,填寫糾錯學習單(如表1),記錄程序中的錯誤現(xiàn)象和錯誤語句,再考慮“如何修正”;如果不會修正,則可以通過小組協(xié)作來解決問題,或者請教師單獨指導調試。學生通過對程序的糾錯調試,不僅鍛煉了自身的計算思維能力,而且對知識進行了鞏固,為拓展埋下了伏筆。
歸納總結,沉淀思維
歸納是去情境化的過程,讓學生剝離實例學習所運用的各種編程技巧和方法,能通過類比的方法,把握共性問題,將一個問題的解決方法遷移到另一個問題中,形成一種內在的思維能力。經(jīng)過前面四步,學生已經(jīng)初步形成了計算思維能力,但這種思維能力并不成熟和穩(wěn)定,需要在教師的引導和任務支配下才能完成,因此,學生需要借助歸納、實踐來強化和鞏固學習結果。
1.分析方案,再用變量歸納總結
經(jīng)過這種去情境化的過程后,學生就可以接受更多的挑戰(zhàn)性任務,進行創(chuàng)意計算作品的自由創(chuàng)作。本節(jié)課主要的學習內容是“變量”應用,變量強大的功能為學生提供了挑戰(zhàn)性的任務,讓學生的創(chuàng)新力超前發(fā)展,使其在實現(xiàn)想法過程中獲得成功的喜悅。教師再增加拓展環(huán)節(jié):我們?yōu)椤翱谒丬浖碧睃c功能吧,為腳本添加一個“評分方案”。學生思考變量的起始分值和分值變化,并填寫完成表2。再創(chuàng)作為程序的升級環(huán)節(jié),筆者通過一系列的問題和表格來引導學生運用變量控件解決問題。在創(chuàng)作的過程中,學生不僅要對變量進行識記和理解,更需要對變量進行深入的分析和靈活的運用,這對學生的計算思維提出了更高的要求。
2.作品展示,分享、交流、沉淀思維
關鍵詞:高中;地理教學;創(chuàng)造性;思維能力
前言:思維的創(chuàng)新和提高是高中地理教學中的重點工作。高中學生的學習結構基本已經(jīng)確立,在針對一些理科學科類有關的學科,學生的創(chuàng)新思維占據(jù)了優(yōu)勢。更因為地理所屬于文科類,相比較理科類學生的數(shù)學、物理等學科中的發(fā)散思維能力較差,因此,地理教學中,應該著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。
一、高中地理思維能力的類型
高中地理的思維能力培養(yǎng)主要應該分為三種類型,空間思維能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力。高中學生的思維模式還在建立的過程,可以加大培養(yǎng)力度,為日后的大學學習或社會實踐增加創(chuàng)新能力??臻g思維能力是指地理教學中涉及到的地理時間的空間分布和結構差異、空間的聯(lián)系和空間運動變化規(guī)律等,對空間的思維能力具有分析、概括和評價的能力;邏輯思維能力又被稱作為抽象思維能力,是對地理實物的分析、比較、抽象概括、判斷、推理等科學的邏輯方法表達出自己的思維想法的能力;創(chuàng)新思維能力是指在學習地理課程時,能夠對問題進行創(chuàng)新、對問題具有創(chuàng)造性思考方式和創(chuàng)新解決問題的能力,這是一種腦部智力的活動體現(xiàn)。
在教學過程中,教師應該注重培養(yǎng)學生思維的創(chuàng)造性,思維創(chuàng)造又分為集中思維與發(fā)散思維、邏輯思維與直覺思維、抽象思維與形象思維的相結合。
二、高中地理教學中創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)
(一)空間思維能力的培養(yǎng)
教師需要加強學生地理知識的學習能力,潛移默化的構建學生心理的地圖,增強空間意識。學習地理的學生必然需要構建一個心理地圖,這是學習地理的重要工具。教師需要帶領學生對地圖進行詳細的了解,讓學生具備較高的地圖識讀能力和運用能力。從地理表象、各類地圖的三維效果、人口分布等在思維中構成圖像,心理地圖的形成是積累的過程,不能急于求成,要反復的觀看并加以運用,這是培養(yǎng)學生空間思維能力的關鍵所在。直觀的思維培養(yǎng),可以借助工具來進行演示,幫助學生方便理解、建立直觀的空間思維[1]。
在教學過程中,通過提問的方式來鍛煉學生的空間思維能力,地理教學中經(jīng)常出現(xiàn)一些依靠想象形成的問題,這能夠進一步激發(fā)學生對地理的學習興趣。
(二)邏輯思維能力的培養(yǎng)
課堂教學中可以分為邏輯思維和非邏輯思維教學,邏輯思維是正常的講授、學習,學生的學習結構便是邏輯思維的一種體現(xiàn)方式;非邏輯思維是不按照現(xiàn)有結構進行思考、分析事物,在兩者之間隱藏的內容進行推導的一種思維方式,因此,邏輯思維相比非邏輯思維,較難獲取突破性的創(chuàng)新。
在培養(yǎng)邏輯思維能力的同時,教師需要幫助學生對知識的特點、規(guī)律進行總結和歸納,在遇到新問題時通過已有的學習結構,從規(guī)律中找到問題、方法。因此,在地理教學中,教師需要將地理時間準確的分析和講述,利用明確的本質特征,在基礎之間進行各要素的聯(lián)系,并加以概括。教師還需要培養(yǎng)學生的推理歸納能力,推理是從一個或者多個已知判斷中創(chuàng)新出來新的判斷的思維形式,從問題條件到推理結果,從中尋找事物因果關系的過程[2]。
(三)創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)
創(chuàng)新思維的培養(yǎng)方式應該基于激發(fā)好奇心和求知欲望之上,學生具有好奇心和求知欲才能在平常事物中以創(chuàng)新思維發(fā)現(xiàn)問題。創(chuàng)造性的問題是創(chuàng)新思維能力的重要組成因素。好奇心也可以通過學生進行挖掘,能夠變成學習的動力,學生在學習過程中帶著好奇心和求知欲才能從創(chuàng)新思維中得到能力提高,教師將這種好奇心和求知欲加以正確的引導,將創(chuàng)新思維能力維持的更持久,從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力[3]。
教學過程中,教師不僅需要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,還應該激發(fā)、擴展學生的創(chuàng)新思維。在地理教學中,提出創(chuàng)造性的問題,再加以各種思維訓練來培養(yǎng)創(chuàng)新能力。思維的訓練應該在以下幾方面:①逆向思維的訓練;②思維流暢性的訓練;③求異思維的訓練;④靈活性思維的訓練;⑤發(fā)散性思維的訓練。對于這幾方面的思維訓練,教師需要集中訓練并強化訓練的過程,保證學生的思維得以升華[4]。
地理課堂中學習到的知識并不能夠達到全面性,因此,教師應該多加組織并且參加課外活動,在課外活動中,利用地理墻報、模型制作、氣象預測、環(huán)保等方面的組建,讓學生的思維能力得以創(chuàng)新,并能夠增強學生的文化知識、豐富學生的情感,從而促進學生的地理創(chuàng)造性思維能力的構成。
地理課程中的創(chuàng)造性思維是學生學習地理知識最基礎的能力,教師應該圍繞地理的邏輯性、思維性,將地理的教育當作一個不斷提高學生綜合素質的方式,對于培養(yǎng)出的創(chuàng)造性思維能力加以運用,提出創(chuàng)新性問題并得以解決,這樣才能夠全面、徹底的培養(yǎng)學生的地理知識[5]。
結論:綜上所述,地理教學中的創(chuàng)新性思維能力有助于地理知識的學習,創(chuàng)新性思維具有空間思維、邏輯思維和創(chuàng)新思維三種思維能力。在學習中,結合創(chuàng)新思維訓練將地理知識得以貫穿,構建學生的學習結構,使高中學生的創(chuàng)新思維能力得以明顯提高,對日后的大學學習和社會實踐都具有一定的幫助。
參考文獻:
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[2]鄭浩然.我的一節(jié)地理課――地理競賽課《設計旅游活動》教學反思[J].教育教學論壇,2014,02(12):110-111.
[3]紀懿芯,林媚珍.高中地理教學中存在的典型問題及對策探微[J].課程教學研究,2014,02(02):51-54.
【關鍵詞】高中地理 地理思維 教學策略
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)22-0131-01
地理學是“文科教學”與“理科教學”的中間學科,兼具人文科學與自然科學的雙重性質與特征,從本質上來講,地理學是一門綜合性與實用性極強的學科,地理知識與社會生活、生產建設、科學研究等領域有著密切聯(lián)系,因此,必須始終關注地理教學現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,增強地理教學師資力量,提升學校與教師創(chuàng)新教學理念與教學方式的意識與能力,實現(xiàn)高中地理注重培養(yǎng)學生地理思維教學的改進與發(fā)展。
一 思維的概念與內涵
思維是人類認識活動的高級形式,是人腦對客觀事物間接、概況的反映,是智力發(fā)展的核心。完整的思維過程應是分析、綜合、比較、抽象和概括的過程,其中,最主要的形式是概念、判斷、推理。因此,為有效提高學生的地理思維能力,必須關注學生地理學習相關概念的理解,判斷力與推理能力的增強,實現(xiàn)學生地理綜合素質的提高。
二 提升高中學生地理思維能力的必要性
1.對地理綜合學科的本質特征認識不清
高中地理教學內容包含概念議論與邏輯分析,體現(xiàn)著人文學科與自然學科的雙重性質,在高中地理教學活動中必須正確認識地理學科的本質特征,才能確保學生地理思維能力培養(yǎng)與建設的教學目標的實現(xiàn)。在我國高中教育階段,地理被歸類于文科教育,教師將教學重點放在對基本理論與課本內容的機械介紹,學生通過死記硬背的方式掌握地理知識,忽視了對地理知識的邏輯分析與規(guī)律研究,無法為學生提供思維發(fā)散與思維創(chuàng)新的機會與平臺,因而與地理課程的教學目標背道而馳。
2.學生靈活運用所學知識的思維意識不強
學習地理知識是為便利生產生活服務的,地理教學的根本目標是提升學生利用所學用于實踐生活的能力,在教學過程中,教師要關注教學方式與教學用例的選用,幫助學生舉一反三,樹立理論轉化為實踐的教學理念,但在實際教學中,教師與學生都把地理學習看成是高考考核與義務教育的“必需品”,忽視了學生構架地理知識體系的能力。
三 培養(yǎng)與提升高中學生地理思維能力的策略與方式
1.科學選擇教學實例,注重學生地理思維能力的調動
在高中地理教學中,教師要充分利用學生的邏輯辨析與聯(lián)系實際等能力,科學合理選擇教學實例,以引導教學為主要教學方式,鼓勵學生發(fā)揮聯(lián)想與合理想象,全面提高地理思維能力在輔助與推動學生地理學習的比重。如在講到衛(wèi)星發(fā)射基地的區(qū)位選擇問題時,教師要有針對性地提出問題,讓學生聯(lián)系地理知識找到問題的答案,在此過程中,學生充分調動地理思維能力,并且在腦海中將所學知識簡單梳理并將相關知識一一調出,通過提出假設,設置問題,解決問題的步驟,完成教學任務,收獲地理學習的樂趣。
2.增強學生綜合分析的能力,促進地理思維能力的形成
歸納推理就是由一系列具體地理事實材料概括出一般地理原理,或者由一些特殊地理事物推導出一般地理原理的思維方法,是以某個地理因素出發(fā)探究其對地理環(huán)境多方面的影響。如大氣的熱力過程可以概括為如下形式:太陽輻射――地面增溫――地面輻射――大氣增溫――大氣(逆)輻射――大氣保溫。我們可以根據(jù)這個理論去分析一天中溫度的不同變化,正是由于太陽照射的角度與太陽和地球距離的變化影響了地面接收太陽輻射的程度而產生的結果。學生在綜合分析地理章節(jié)知識的基礎上,將相關內容簡化為邏輯因果形式,以減少理論轉化為實踐的時間與失誤。
3.充分利用現(xiàn)代科技的力量豐富教學內容,將學生地理思維能力的增強作為地理教學的重點與目標
隨著多媒體技術與數(shù)字網(wǎng)絡技術的發(fā)展,學校教育越發(fā)關注現(xiàn)代科技在推動教學發(fā)展與提高教學質量和教學效率的重要作用,高中地理教學可以充分利用多媒體科技,讓地理學習更加“直觀”“生動”,并在和諧、輕松的課堂教學中增強地理思維能力。如在教學過程中,教師不要急于告訴學生標準答案,而是讓學生在欣賞影片的同時總結地理特征,將學生地理思維能力的增強作為地理教學的根本目標與課堂教學的重點來選擇教學媒介,設計教學環(huán)節(jié)。
地理思維能力的培養(yǎng)與增強是高中地理教學的重要教學目標之一,也是素質教育與新課改教學理念的具體實踐形式。因此,在高中地理教學中,要科學、全面地分析當前高中地理教學現(xiàn)狀,采取多種教學方式與教學策略,利用多媒體技術與試聽技術,調動學生邏輯思維與辨析能力的參與,引導學生自主能動地運用地理思維能力去分析問題、解決問題,提高學生的學習能力與綜合素質,推動高中地理教學向更現(xiàn)代化、科學化、實用化的方向發(fā)展。
參考文獻
關鍵詞建構主義學習論地理教學設計診斷
一、建構——診斷工具的確定
建構主義學習理論最早由瑞士心理學家讓?皮亞杰提出,他認為每個人都是從自己的經(jīng)驗基礎出發(fā)建構知識體系,學習不是被動地接受,而是積極主動的生成。m學習是在主體同外界的不斷交互過程中實現(xiàn)的,這包括了生生互動、師生互動等互動形式。同時,教師要根據(jù)具體的教學內容為學生創(chuàng)設良好的學習環(huán)境,真實的學習情境和協(xié)作學習環(huán)境。[2]離開學習者的主動參與,任何學習都是無效的,學生是學習過程中的主體,教師在教學中應激發(fā)學生學習興趣,促進學生主動參與。歸納以上觀點可知,地理學習的建構性、互動性、情景性、主體性應是建構主義學習論的基本要求,也是地理教學設計診斷的出發(fā)點。地理教學設計的理論性、系統(tǒng)性、指向性決定了教學設計診斷的以上特性。在理論性上,以建構主義為診斷視角,審視地理教學設計的現(xiàn)狀;在系統(tǒng)性上,不局限于某一要素的診斷,而強調教學設計的整體診斷;在指向性上,注重對教學設計的宏觀分析,提出改進策略。要注意地理教學設計與地理課堂教學的區(qū)別,地理教學設計只能對教學流程、方法、問題、對策、情景等進行理論預設,而不能實際替代。因此,在診斷工具的構建過程中應把診斷指標集中在前期分析、問題設計、案例創(chuàng)設、方法選擇、過程調控等幾個方面。在使用診斷工具時,應遵循以下流程:選定診斷樣本一確定診斷內容一對照診斷指標一指出診斷結果。也應注意診斷樣本的隨機性、診斷內容的概括性、診斷結果的客觀性等問題。
二、策略——教學設計的改進
找出當前地理教學設計存在的問題,矯正當前地理教學設計存在的偏差,使其符合建構主義的基本要求,進而改善地理課堂教學,是研究的最終歸宿。通過診斷可以發(fā)現(xiàn),由于對建構主義內涵認識不清、實踐不足,造成高中地理教學設計存在教學分析欠缺、微觀預設不足、課堂評價缺乏、學生參與不足等問題。因此,可以在建構的起點、實效、動力和主體四個方面深人挖掘,提出對策,改進地理教學設計。
1.教學分析,把握建構的起點
通過診斷發(fā)現(xiàn),地理教學設計忽略學情和重難點的分析,現(xiàn)有的分析也較為淺層化、凌亂化。學情和重難點是知識建構的起點和難點,在教學中至關重要。因此在進行學情分析時可從知識、經(jīng)驗、態(tài)度、興趣等方面開展。在知識上可對學生現(xiàn)有知識、原有知識、相關知識進行分析。在經(jīng)驗上可對學生生活經(jīng)驗、地理熱點等進行分析。在興趣和態(tài)度上則要顧及性別、年級、內容等造成的不同影響。分析教學重難點要注重分析教師的“教”和學生的“學”都存在困難的內容。[<]例如,在上述案例中,學生已經(jīng)擁有豐富的關于城市服務功能的生活經(jīng)驗,在知識上了已經(jīng)學習了不城市的空間結構,因此,在教學中可開發(fā)生活案例,從空間結構出發(fā)設計城市服務功能的教學。
2.微觀預設,提升建構的實效
通過診斷可以發(fā)現(xiàn),在探究活動中,教師只呈現(xiàn)探究主題,缺乏對任務分工、成員參與、組織引導的預設。在師生問答中,只呈現(xiàn)教師的“問”,而忽略學生的“答”。教學過程是學生對知識、方法和能力建構的過程,宏觀的教學設計固然能為課堂教學預留空間,但是否也會降低課堂建構的實效?因此,在教學設計中可以對重難點問題、關鍵問題深人預設,對于基礎性問題、簡單性問題則留出空白。例如,在討論“上?!睘楹螘蔀椤吧虾!睍r,教師可預設討論形式為分組討論。討論時間為4分鐘,候答1分鐘。討論過程為生生互動、師生互動、教師引導參與討論。學生可能注重回答人文方面的原因,且邏輯不明,教師在解答時應注意補充總結、理清思路。
3.注重評價,激發(fā)建構的動力
通過診斷可以發(fā)現(xiàn),在小組合作、問題回答、學生總結等環(huán)節(jié)都缺少對學生的評價。倡導在地理課堂教學評價中“發(fā)現(xiàn)學生的閃光點”“培養(yǎng)學生的自信心”“激發(fā)學生的求知欲”是教學設計的應有之意,也是建構主義的基本要求。在小組合作中應注重對學生合作過程、合作結果、合作態(tài)度等評價進行預設;在問題回答上應注重對學生的基本觀點、邏輯思維、批判質疑等評價進行預設;在學生總結上應注重對學生陳述內容、表達能力等評價進行預設。例如,在學生總結“城市等級越高,服務范圍越大”這一結論時,在陳述內容上可評價學生歸納內容的正確性,也要指出運用表述專業(yè)術語表達總結內容。在表達能力上表揚學生吐字清晰、表述準確等優(yōu)點,但也應指出應加強表達的簡潔性、邏輯性。