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0 引言
基于计算机的数字教育游戏已经成为学界的研究热点之一。然而,“教育游戏”、“教育游戏软件”、“轻游戏”、“游戏化学习软件”和“数字(电子)教育游戏(教学游戏)软件”等多个概念并行存在甚至不加区分混同使用。凡此种种,无疑会对教育游戏研究与产业发展带来负面影响。究其深层原因,归于对数字教育游戏概念理解不足所致。因此,准确界定数字教育游戏,摆脱概念使用的混乱状况是促进其研究与实践的一个核心问题。
“教育游戏”一词在汉语中是“教育”与“游戏”结合而形成的复合式偏正型合成词。其中“游戏”是主词、“教育”对其进行修饰与限制。由此看来,对“数字教育游戏”概念的界定必须依赖对“游戏”概念的准确把握。
1 游戏的定义
1.1 先哲眼中的游戏
在电子/视频/数字游戏出现之前哲学家、人类学家等对游戏的概念作出他们自己独到的解释。哲学家康德从“自由”看待游戏,认为游戏是内在目的并因而自由的生命活动。伽达默尔从自我表现论的角度出发,认为游戏是以自我表现为根本目的的活动。弗洛伊德认为,游戏是人借助想象来满足自身愿望的虚拟活动。从以上可以看出,无论是自由的生命活动,还是以自我表现为根本目的的活动,先哲们都承认游戏是一种特殊的活动,并探索其本质及其对人类的价值。但并未提及游戏作为一种活动的运行机理。荷兰著名人类学家胡伊青加则认为:“游戏是一种自愿的活动或消遣。这种活动或消遣是在某一时空范围内进行的,其规则是游戏者自由接受的,但又有绝对的约束力。游戏以自身为目的而伴有一种紧张、愉快的情感以及它不同于日常生活的意识。”胡伊青加在对游戏本质与目的探讨的同时,更是突出概括了其构成因素:自愿、时空、规则、自由、约束、紧张、愉快。
1.2 教育学界对游戏的诠释
在教育史上把游戏与教育结合起来的缔造者是福禄贝尔。在他的论著《人性教育》中认为游戏是一种喜悦、自由、平静、能够和外界平和,同时有第三者能和你起共鸣和同享的活动。在福禄贝尔看来,游戏是一种活动,幼儿时期的学习就是去参与游戏活动。他突出强调了游戏的教育价值,且认为幼儿教育的根本在于使幼儿从游戏中学习。
美国著名教学设计专家John V. Dempsey将计算机游戏理解为“由一个或多个玩家参与的一系列活动。活动含有目的、约束、和结局。游戏的某些方面是规则导向的与虚构的。最后,游戏在很多方面含有竞争,即便是与自己竞争。”Dempsey对游戏的阐释突出强调了游戏是一种活动,也概括了游戏的机制与结构组成。但并未提及计算机游戏是否与现实环境中的游戏活动存在差异。
1.3 计算机游戏界对游戏的分析
美国著名电子游戏设计师Eric Zimmerman将游戏定义为:“为得到某种结果而进行的有规则的活动。”
1.4 总结
学者从自身专业角度出发对游戏的概念做了深入分析,阐述了游戏对于人类、对于儿童发展与学习的价值,分析了游戏的本质属性;承认游戏是一种特殊的活动;并未提及现实环境的游戏和电子/数字环境的游戏存在的本质差异;部分学者从结构性因素出发对游戏加以解释,这无疑为认清游戏的内部结构及其活动运行机制提供便利,但是对游戏结构性因素的分析不够全面或没有进行必要的分类归纳而出现片面景象。
2 计算机游戏的结构
从活动理论看,游戏是一种特殊的活动,是一种结构复杂的活动系统,除一般活动系统因素之外,存在着不同于其它活动系统的因素,即驱使主体参与游戏的因素:动机因素。若不存在动机因素,游戏便失去“灵魂”不成为游戏。活动系统因素是游戏的骨肉,动机因素是游戏的灵魂。
社会文化历史学派维果茨基提出的活动理论强调活动的社会属性,活动系统因素中存在“群体与分工”,活动系统6因素中只考虑:“玩家、目的/任务、规则、道具”是游戏活动系统的必要因素,不予考虑“群体与分工”二因素,原因在于游戏中有“单人游戏”,因此“群体与分工”因素不应该成为游戏活动的必要因素。
关于游戏的动机因素,学者康德、佛洛依德、胡伊青加、Malone等对其皆有论述。通过对数字环境下与现实环境下的“游戏活动”(老鹰抓小鸡、仙剑奇侠和魔兽世界等)所涉及到的学者们所述的动机因素“自由、自愿、自我表现、满足自身愿望、剩余精力的发泄、控制、约束、紧张/愉快/喜悦/平静、挑战/竞争/冲突/对抗、幻想/想象、好奇、神秘、和结局、交互、独立反馈、表征或故事”进行较为全面的分析比较,从中初步得出4个对于计算机游戏的必要动机因素“想象、自由、竞争、独立反馈”,其余均为充分因素。
3 基于计算机的数字游戏概念界定
游戏活动赖以开展的空间环境存在差异。目前有两类空间环境,现实的物理环境与通过技术手段所创设的数字(视频/电子)三维或二维的虚拟环境。而上述对游戏的解释并未突出阐明游戏活动所依托的空间环境。因此,在概念界定中有必要对“现实环境和虚拟环境”做出体现,加以区分。
遵从游戏的活动性实质,从活动理论框架出发,在对游戏活动系统4因素“玩家、目的/任务、规则、道具”、动机4因素“想象、自由、竞争、独立反馈”初步分析基础上认为,计算机虚拟环境下的数字“游戏”是指:玩家借助想象在现实或虚拟环境中以道具为中介、以任务为驱动、以规则为导向自由参与竞争,并接受独立反馈的交互性活动。
4 基于计算机的数字教育游戏的定义
4.1 国内学者关于数字教育游戏的解释
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基金项目:本文系江苏城市职业学院重点科研课题(项目编号:11-ZD-05)、江苏城市职业学院(徐州校区)立项课题研究成果之一。
中图分类号:G712.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)32-0150-03
我国高职教育经过多年的量的扩张,正逐步跨入内涵建设的可持续发展轨道。加强高等职业院校内涵建设的关键是人才培养模式的改革,而人才培养模式改革的重要抓手就是课程建设。课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。本文认为,自动检测与转换技术等工科课程改革的突破口在于借鉴国外工程教育的创新模式——CDIO理念,梳理整合教学内容,调整改变教学形式,充分利用现有实训实习机会,形成基于项目完成的教学模式,强化工程应用能力的培养。
一、自动检测与转换技术课程教学目前存在的问题
自动检测与转换技术作为高职工科机电、数控、应用电子等专业的主干课程,其教学内容主要包括传感器的基本知识和基本特性、传感器的标定和校准方法以及应用技术;课程重点阐述各类传感器的转换原理、组成结构、特性分析、设计方法、信号调理技术及其在生产过程中的典型应用,并对现代新型传感器做简要介绍。课程对培养学生自动检测、自动控制及生产过程自动化设计能力具有重要作用。由于课程内容涉及高等数学、物理、工程材料与工程力学、电子技术、计算机等多学科知识,因此,它在相关专业的人才培养、课程建设和教学改革中起基础和引领作用。现有的自动检测与转换技术课程在教学中仍存在的问题有:
1.课程教学观念偏离高职教学目标
课程教学观念对教学起着指导和统率作用,但一直以来,高等职业教育深受普通本科学科教育的影响,课程体系大多是一种微缩化的本科学科模式。在本质上体现出“先知识,后能力”的传统教学模式,人为地隔离了知识和能力并行培养,过分强调学科知识的系统性和完整性,课程体系的职业岗位针对性不够。
2.课程教学内容和工程实际相脱节
现行的教学内容不利于学生更好地掌握完成典型工作任务所需要的知识和技能,忽视了传感器技术在具体工业现场的选型、安装和调试等能力培养,而这恰恰是高职生将来职业岗位所需要的技能。
3.课程教学方法缺乏创新
教师对如何针对课程特点,采取有效的教学方法和手段,从根本上解决学生学习困难的问题缺乏深入思考和研究,教学方法仍以灌输为主,双主体意识中的学生主体地位不够突出,对学生的创新思维培养滞后。
4.课程评价体系单一
在“学”的方面,不能充分反映学生主体在学习过程中的实际体验和感受,以及学生对自己成绩的话语权;在“教”的方面,对教师的教学工作业绩考核中,关于教学方法创新成果的考核不够。
二、自动检测与转换技术课程教学改革思路
CDIO是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院等四所世界一流大学合作开发的新型工程教育项目。过去十多年来,国外许多大学和企业一直在努力,希望尽快缩小工程教育与工程实践之间的距离,不少大的现代企业(如Boeing公司)就公布了他们所期望的毕业生的个人品质,同时,工业界也希望对工程技术人员的资格能够形成新的共识。由此,CDIO工程教育模式应运而生。
CDIO即构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、
运作(Operate)。该模式强调以主动的、实践的及课程之间有机联系的方式来学习工科课程,充分反映了系统论中整体性、结构性、层次性特征。CDIO工程教育模式是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。CDIO提出:优秀的工程人才是以“丰富的技术知识和推理能力、优秀的个人与职业技能、优良的人际交往和沟通能力”为基础的,显然,CDIO倡导的是通过应用项目的全过程来培养学生的能力。针对自动检测与转换技术课程特点,结合CDIO教学大纲,课程教研组形成了课程教学改革的思路:打破传统培养模式中的偏重工程理论知识、轻视工程实践训练;偏重专业知识传授、轻视综合素质与能力培养;偏重专业教育,轻视人文、经济及环保作用的状况,构建理论实践一体化教学体系,满足学生工程应用能力培养需要。
1.调整教学内容,改进教学方法
在所选教材的基础上,精选教学内容,增加新知识、新技术的讲解。自动检测与转换技术知识面宽泛,应以相互具有有机联系的方式传授,要求教学内容的理论浅显易懂,简洁明了,切实贯彻“必需、够用”的原则。在优化现有课堂教学的基础上,采用多种教学方法,突出实用性和可操作性,让学生亲手做一些简单的东西。
2.注重培养学生可持续发展的自我学习能力
CDIO教学的核心是培养学生深厚的工程基础应用知识,为此,教学中应加强学生实践能力和创新能力的培养,为学生将来的职业发展奠定基础。
3.加强品质、意志和团队整体意识的培养
在教学过程中,精讲多练,用任务驱动学习过程,强化对相关知识的理解和运用,尽力使学生体验到团队协作的意义,形成良好思维习惯和初步的工程意识。
4.强化教学活动的过程管理,改革学习评价方式
增加项目制作方案、工艺文件等师生互动环节,并让学生通过自评、互评等方式改变学习和生活态度,彰显学生在教学过程中的实际体验和感受。
总之,基于CDIO理念的教学一体化设计,重在构建一个融知识获取、能力训练、习惯养成于一体的课程体系,其显著特点是以工程项目作为载体与运行机制。教学设施过程中,要全面体现CDIO所倡导的让学生以课程内容与项目之间的有机联系方式进行学习,既不能单纯传授知识,也不能单纯训练学生的某种技能,充分体现集专业知识学习、职业能力培养、综合素质养成于一体的立体化育人原则。
三、课程教学改革的具体实施
1.转变教学理念,融知识点于项目案例中
CDIO工程教育理念搭建了一个工科课程教学改革的平台,围绕检测元件“构思-设计-实现-运作”这一主线,树立课程教学服务行业、企业需求的观念。CDIO是对工科教学和学习活动内在规律认识的集中体现,教师的教学理念转变后,应进一步使学生明确:知识的学习固然重要,但更重要的是应用学过的知识来分析和解决具体的工程实际问题。
在讲解各种传感器时,教研组提出了框架式知识结构的设想,让学生在接受某一个知识点的同时,就明白该知识点在实践中的应用。例如:讲授压阻式压力传感器时,首先利用PPT进行国内外压阻式压力传感器系列产品展示,并对其结构、材料、用途等给予个性化的点评,学生可以自由提问,教师只起穿针引线作用;其次,在分析了解学生特点和知识结构基础上,对压阻效应、测量电路及温度漂移与补偿等理论知识,根据不同专业学生的需求,采取分层教学,为启发式教学提供了前提条件,避免了启而不发;最后,结合各领域的应用图片和视频,介绍压阻式压力传感器在风洞模拟试验、生物医学等领域的具体应用。这样的“产品展示-核心设计-应用领域”框架式知识结构,切合CDIO倡导的基于项目的工程应用能力培养。实践证明,这样的教学形式,打破了“概念-原理-应用”的一贯模式,能引导学生创新思维,激发学生学习兴趣,有利于对知识点的融会贯通。
2.调整教学内容,适应地区行业特色
由于测控技术发展迅速,使现有教材内容滞后于学科发展,且教材内容大多雷同。为弥补这方面的缺陷,在教学内容组织上采用以自行制作的多媒体教材为主,以书本教材为辅的形式,按CDIO提出的工作过程系统化的要求,精选与组织教学内容。整合后的课程内容主要分为三大功能模块:绪论、传感器技术、信号电路等,并将实验训练结合在课程内容中,实行一体化教学。
模块一:绪论。绪论课的导航作用是否得到发挥,是课程教学效果的关键。一直以来,高职的绪论课内容通常被看成是点到为止的“散、大、空”,没有得到应有的重视。其实,绪论课的作用集中体现在让学生在很短的时间内体会课程的价值,从而接受并实现这些价值。同时,通过介绍与本课程密切相关的学科专业发展历程和趋势、本地区知名企业或专家学者等方式,让学生领略工程技术的风采和魅力,激发学生对本课程的学习兴趣、学习动力。教师对绪论课的精彩讲授,定会深深吸引学生,从而达到“亲其师,敬其人,信其道”的目的。
受绪论课良好教学效果的启发,目前,教研组每学期都在一年级新生中开展一月一次的工程教育研讨课,由学科带头人和知名教授主讲,旨在帮助新生了解地方实体经济的新进展,树立学术志趣,完成高职学习的适应性转变。
模块二:传感器技术。这是自动检测和转换技术不可缺少的重要组成部分,也是众多学科相互交叉的综合性和高新技术密集型前沿技术之一。在课程内容的设计中,根据学校所处地域是国家机械重工业基地的优势,兼顾传统机电式传感器,突出现代微电子、仿生学等各类新型传感器的教学。教学中,一方面,既掌握传统的数据处理方法,又增加了数字信号处理、数据融合等现代信号检测与处理的内容;另一方面,增加了教师正在进行的相关科研工作的内容,将相应的思想和方法教给学生,将科研的成果服务反馈于教学,而这是教材中所没有的,也是教材所不能替代的。这样的教学设计,开拓了学生的视野,为学生将来尽快进入职业岗位角色、服务当地企业创造了条件。
例如:讲授电感式传感器时,强调徐工集团生产的挖土机、起重机、叉车等重工业移动机械,要求传感器能够克服极富挑战的环境因素。日常的高温、冰冻、雨雪、盐路、化学腐蚀、无线电频率干扰以及大强度的冲击和震动,这样的特殊环境要求传感器坚固耐用且具有安全认证。其目的是让学生在日常教学中感受到工程意识的熏陶,在设计传感器技术产品时,以市场需求为导向,将客户需求融进产品性能。同时,建立起兼顾经济性、环保性的绿色设计理念。
模块三:信号电路。这部分的理论知识,对高职学生来讲是难点。在分析了解学生现有知识结构基础上,分层教学,以“必需,够用”为教学目标,让学生初步了解工程检测中的基本电路、传感器的基本信号调节电路。通过本模块的学习,为学生进行检测系统的设计打下良好的基础。
例如,在讲授传感器与嵌入式系统、PLC的接口电路时,将科研项目“基于CIMS环境下的物流控制运输装置”中的控制电路与教材结合讲解,学生就易于接受且提问积极,深受启发。
再如,讲授超声波传感器时,让学生动手自制一种超声波电子驱蚊器。随着仿声学的不断发展,人们逐渐揭示了蚊子的一些奥秘和特性。一般说来,雄蚊不咬人,怀卵的雌蚊叮人吸血。雌蚊怀卵期间不喜欢与雄蚊接触,听到雄蚊发出21~23KHz的超声波信号时,便立即逃跑。据此,应用电子线路模仿雄蚊的超声波信号,从而达到驱蚊的目的。电路中用到的单结管BT32是一个张弛振荡器,用电位器来调整震荡频率,三极管3DG6工作在脉冲状态,起功率放大作用,还用了一个续流二极管D。这样的设计性实验,有效地化解了电路理论学习难点,实现了CDIO工程教育“做中学”的理念,学生兴趣盎然,教学效果当然明显。更可贵的是,有的学生花数倍于教学课时的业余时间来完成作品,使不怕失败的意志品格和互帮互学的团队意识得到充分体现。
3.改进教学方法,引导学生融入课堂
通过灵活运用适当的教学模式,创设互动的教学环境,突出学生主体地位,引导学生融入课堂,使工程应用能力培养落到实处。
一是基本技能型教学模式。采用教师边讲边操作的方式,使学生对所学测控知识点和传感器使用步骤有一个直观的了解和认识。这种模式适合于讲授各类传感器的基本知识,常用传感器的选型、安装、调试等教学内容。
二是案例教学模式。教师将实际工业现场的技术融进课堂,整合、提炼出大量的能配合知识点讲授的各种案例,以典型工作任务为载体,使课堂教学生动、形象并贴近实际,从而大大激发学生学习兴趣。
三是CAI课件和CAL学件教学模式。在开课前,教研组反复调研,细致了解学生的基础、需求及兴趣点,提前进行课件和学件的设计、制作、修改工作。在教学过程中,注意收集学生的反馈意见,观察教学的实际效果,随时发现问题并及时解决。学期课程结束后,针对课程资源的使用情况,再回顾反思并进一步整理、调整,做到CAI课件和CAL学件随时能够添加和丰富,年年都有更新和完善。
四是校企联合教学模式。目前,高职院校和地方企业的校企合作人才培养模式,为像自动检测与转换技术这类实践性强的课程进行校企联合教学提供了难得的契机。江苏机电研究所有限责任公司、徐工集团、徐矿集团、江苏铸本混凝土有限公司等大型企业掌握本行业的发展趋势、技术前沿、人才需求等情况,并拥有高职院校不具备的最先进的生产设备和制造技术,将企业工程技术人员的丰富实践经验和学校教师渊博的知识结合起来,相互取长补短,合理地应用于课程教学中,进行联合教学,可以有效地解决教学内容和企业实践相脱节的现象。实践证明:这种教学形式深得学生欢迎和期待!
4.创新考核方式,促进工程应用能力培养
课程考核是测试学生的知识和能力的手段,它具有导向、反馈、评价等多种功能。恰当的考核方式,能引导学生注重形成性学习,改变以往“上课记,考前背,考完忘”的传统做法。针对自动检测与转换技术课程的特点及教学目标,结合CDIO对工程教育的要求,采用基于过程的多维度考核方式。学生的期末课程总评成绩由平时考核、大作业(含实验考核)、期末考试三大模块构成,并且加大过程性考核所占的权重,如表1。
一般地,在讲解完同种原理类型的传感器教学内容时,针对工厂实际课题,留给学生一次大作业。例如,在讲解完光电检测类传感器时,安排学生2~3人一组,完成“夜间红外报警装置”的设计和制作。在设计中,尽量侧重于传感器检测模块的设计,并让学生在实训台上自行调试红外发射、接收电路,教师和学生共同协商给出基于项目的形成性考核成绩。每组学生从阅读资讯、准备元器件、装配调试电路,到填写调试单卡、撰写工艺文件、提交总结报告等,分工合作,边学边练,促进了学生把理论知识应用于实践的能力,对工程应用能力培养起到了激励作用。
四、结语
多年的课程教学实践证明,教学改革不但有效提升了教学效果,而且有效促进了教师专业化发展。自动检测与转换技术课程所在教研组近年来获得省部级教学创新奖1项,市级教学创新奖2项;参与横向课题研发3项,承担多项社会培训项目,共引进资金150万元;在核心期刊4篇,CDIO工程教育课题组(7人)获得市级“教工先锋队”荣誉称号,取得了显著的经济效益和社会效益。学生在国家级、省市级各类技能大赛中获得一等奖2项,二等奖8项,三等奖若干项;学生毕业之前,均能获得多项各级各类技能证书。当然,随着我国高职教学理念的不断更新,面对各高职院校所处地域的差异性和学生情况的差异性,需要不断剖析和反思课程培养目标和教学方式,以达到工程应用能力培养的实效。坚信有先进理念的引导,有广大师生坚持不懈的教学实践,高职教育一定会为地方经济建设和社会发展培养更多更好的应用型人才。
参考文献:
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(11).
[3]何致远,郑玉珍.卓越“现场电气工程师”培养的思考与探索[J].中国大学教学,2011,(3).
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借助生活中出现的数据,可以帮助学生在具体的情境中理解数的意义,建立数的存在感。
以“0的认识”为例,教师在教学时,引导学生思考:小猴子吃桃子,可以用怎样的数来表示。在桃子与数一一对应的过程中,体会0可以表示一个也没有。
接着教师进一步引导学生思考:你还在生活中哪些地方见到过0,它表示什么意思呢?学生回答道:在尺子上见到过0,在温度计上见到过0,在电话机上见到过0,在门牌号码上见到过0,在账单上见到过0,等等。教师和学生一起探讨,每一种情况下0表示的不同意思。
除了教材提供的情境,收集补充大量的生活情境,尤其是学生生活的素材,可以有效激起学生学习的共鸣。
(二)提供对比性材料,强化数的序数意义
自然数既包含基数意义也包含序数意义,在小学数学的教学中,我们比较强调数的基数意义,对于序数意义的理解相对比较薄弱。在教学时应该让学生同时形成基数与序数的概念。提供一些对比类的材料,可以帮助我们较好地处理这一问题。
以“6、7的认识”一课为例,教师首先让学生寻找生活中的6,然后呈现一些收集的材料,让学生说说这里的6分别表示什么?进而追问:左边框里的这些6和右边框里的这些6有什么不同?学生体会到左边的6表示一共有6个,右边的6表示第6个。通过对生活材料的对比,进一步感受数的基数意义和序数意义。
[6个][第6]
如果教师能抓住教学中的每一个点有意识地渗透基数意义和序数意义的对比强化,而不是仅仅把教学的重心落在“几和第几”这节课上,相信学生对于数的序数意义一定会理解得更为深刻。
(三)提供序列性材料,体会数的整体构成
数的学习涉及很多知识,数的读写、大小、顺序、书写、基数意义、序数意义、数数、数的分与合等等,有没有一种有效的方法,能够帮助学生整体性学习数的相关知识?我们在实践中进行了有效的尝试。
以“10的认识”一课为例,呈现了主题图之后,教师问:你能在图中找到哪些数学信息?学生找到了图中有很多有关10的信息;教师追问:你知道10和我们以前学习的数有什么不同吗?学生回答:10是一个两位数,它比我们以前学习的数都要大。教师提出一个开放性的问题:10这么与众不同,你想用哪些方法来介绍10呢?学生通过讨论,得出用写、摆、拨、找、分等方法来介绍10。
[写一写][摆一摆][拨一拨][找一找][分一分][十位 个位][10]
教师提供学习单和操作材料,让学生按照这样的思路,进行有序的研究,然后逐一反馈,通过“怎样介绍10?”就把有关10的学习内容整合起来了,同时也给学生提供了后续学习的基本框架。
二、千以内数的学习材料的选择和使用
十进位值制记数法是自然数表示的核心。它是古代世界中最先进、科学的记数法,对世界科学和文化的发展有着不可估量的作用。有了十进制就可以逻辑地构造和表示数,包括数的组成和分解,也就是逻辑地认识数。
(一)提供生活化材料,构建数的直观形态
以“千以内数的认识”为例,教师设计了这样的环节。
师:一千还能表示什么呢?请同学们借助桌上的材料,4人合作,自己摆一摆,数一数。
学生汇报成果。
组1:我们小组是用小棒来向大家介绍的,一捆是100根,100,200……900,1000,10捆100根的小棒就是1000根。
组2:我们小组是这样介绍的,报纸上这篇文章的这个框,框里的字大约是200个,200,400……1000,这篇文章的字数大约1000个。
组3:我们小组是借助袋装糖来介绍的,这里一包糖是500克,2包500克的糖就是1000克。
师:看来同样的数量,不同的物体,带给我们的感受各不相同!
对1000大小的感知并不是一蹴而就的,选择的材料虽然各有不同,但都是1000在不同形态上的拓展,对于数的意义的建构是非常有效的。
(二)提供图形化材料,构建数的维度生成
对于学生的数学学习来说,数形结合是非常重要的,借助图形能帮助学生更深刻地感受数概念的建立过程。
以“百以内数的认识”一课为例,教师设计了一个数小方块的操作活动。先给每个小组一堆小方块,请学生猜猜自己面前的这堆小方块有几个。 学生猜测,答案不统一。教师追问:到底有多少呢?你有什么好办法来验证?(数一数,摆一摆)教师继续追问:怎样让大家一眼就看出你们小组的小方块有几个呢?学生再次操作,数摆小方块,师生一起点评学生的作品。(小方块的个数不固定,有100,99,102,93等各种情况)接着课件展示整理小方块的过程。
通过数小方块的活动,让学生体验有序数数的价值,再用整理小方块的活动推动数形的结合,得到思维的深化。在后续的教学中我们也可以延续这一思路,帮助学生数形结合。
(三)提供结构化的材料,体验数的多种表征
经过一系列对数的认识的学习积累,我们已经学会了用多种材料和方式来表征一个具体的数。我们还可以呈现一些结构化的材料,帮助学生进行梳理和建构。
以“千以内数的认识练习课”为例,教师设计了这样的环节。
教师提问:我们都知道一年有365天,想一想,如果请你来表示365这个数,你会采用哪些方法?学生先进行讨论:可以用摆小棒、拨计数器、数直线上的表示等。然后学生在练习纸上进行尝试,教师进行材料的收集和反馈。最后,将所有呈现的方法进行简单的分类。
教师所提供的材料不仅是学生已经熟悉的,而且充满趣味,通过用各种不同的方式表示365这个数的学习过程,不仅培养了学生的数学学习素养,也增强了知识之间的联系。
三、大数的认识学习材料的选择和使用
(一)提供逻辑性材料,比较数的位值意义
我们通常所说的“大数”是指千以上的数。我们生活在三维空间,可以将大的数目,按照三位一节形象地表示出来。借助计数器等工具帮助学生理性思考数的生成方式,让他们学会用逻辑思维去推断数的建构。
以“大数的认识”一课为例,教师设计了这样一个复习导入的环节。
教师出示了4个“1”。
教师提问:仔细观察这四个计数器上的珠子分别表示什么数?学生回答:1,10,100,10000。教师追问:为什么同样的一颗珠子却表示不同的数呢?学生回答:1在个位上,表示1个一;1在十位上,表示1个十;1在百位上,表示1个百;1在万位上,表示1个万。接着教师板书数位顺序表的一部分,并总结道:原来不同数位上的珠子表示的数大小是不一样的。
利用计数器可以帮助我们更直观有序地体会位值制,将其与数位顺序表对应起来,更是从形象到抽象的有效提炼,对于后续认识更大的数有着积极的铺垫作用。
(二)提供拓展性材料,经历数的基本推算
对于小的数来说,我们的操作材料是丰富多样的。一旦到了大数的教学,我们常常苦于如何选取操作的素材和如何设计操作的活动。事实上,借助一定的拓展性材料,我们完全可以实现操作学习的理念。
以“万以内数的认识”一课为例,教师设计了一个小组合作讨论的环节。
教师提问:说来说去,1万到底有多大呢?老师这里有几组数学信息。结合这些材料,你能想象一下,1万究竟有多大吗?
学生小组合作讨论并思考:
1.瓶子里大约有5000粒米,那么10000粒米大概到瓶子的哪儿?
2.学校操场的跑道一圈是200米,绕操场跑5圈是1000米,你估计你跑完10000米后会是怎样的状态?
3.这里是1000张纸,你来抱抱看,重吗?那10000张纸大约有多重呢?1000张纸叠起来大约有9厘米左右高,10000张纸叠起来有多高呢?
4.报纸上红线框出的部分大约有2000个字,10000个字大约需要多大的版面?你读完这一个版面大约需要多少时间?
材料的选择遵循了三个维度:现实性,是生活中可感可知学生常见的素材;便利性,是相对比较小便于携带和呈现的素材;多元性,有表示颗数的米,有表示长度的跑道,有表示厚度的纸张,还有表示面积的报纸。对于数的不同形态进行了多元的呈现。
(三)提供序列性材料,抽象数的内在含义
让学生体验一个很大的数的时候,可以提供一些序列性材料,让学生从形象中逐步抽象出数的意义,综合运用推理能力来感受从量到形的提升过程。
以 “大数的认识”一课为例,教师呈现了三个层次的材料。
第一层次:初步形象感知大数。提供了教材中的漫画图片,想象这些数是很大的。1万张纸摆在一起大约有1米高,10万张纸摆在一起大约有3层楼高。1亿个小学生手拉手可以绕地球赤道3圈半。
第二层次:联系生活体会大数。例如提供一些社区或者城市建筑中的资料,感受大数在生活中的实际运用。出示社区示意图:我们求智社区共有常住居民约10000人。出示体育馆图片:黄龙体育馆一次可以容纳5万人观看比赛。
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Abstract:There are some problems in the course teaching of "Analog Electronicstechnology",which include paying attention to theoretical teaching,ignoring the practical behavior and practical ability,lack of modern teaching means and course evaluation methods.The reform of the teaching objectives,contents,methods and examination forms of the course is put forward based on the mode of OBE.After the reform, the curriculum teaching scheme is more suitable for the Engineering Education Association certification,which has a positive effect on promoting students'engineering design ability,engineering practice ability and engineering innovation ability.
Key words:Analog Electronicstechnology;Results-oriented;Engineering certification;Teaching reform
成果导向课程基于“产出”的核心思想,把焦点放在学生“学到了什么”,而不是学校、教师“教了什么”[1]。课程发展回归学生毕业后能“带走”的实际能力,强调围绕学生学习任务、专业设置、职业范围展开,加强学生适应未来和社会的综合能力。在“模拟电子技术”课程实施中强调师生共同参与,以“知识、技能”和“态度”三个领域的目标能力为导向,结合自主学习、团队学习、网络学习、案例分析、现场学习等多种教学方式,配合老师的指导、企业参观考察等环节,全方位促进职业本科学生“核心能力”形成。
“模拟电子技术”作为自动化、电气工程等专业的重要的专业技术基础课,该课程在教学中具有概念性强、理论复杂、电路图较多、实践性和工程性强等特点,近年来围绕“模拟电子技术”教学改革提出了一些有效的方法[2-4]。文献[2]阐述了虚拟仿真技术在处理模拟电子技术课程的难点教学中的运用;文献[3]从理论、实践和考核三个方面对模拟电子技术的教学进行改革探索,提高了学生的思辫能力、分析和解决问}的能力;文献[4]针对本科院校转型的课改要求探索模拟电子技术课程的改革,并提出了新的教学方法。针对常熟理工学院(以下简称“我校”)卓越班学生的特点以及卓越工程师培养目标和国际专业认证的要求,提出基于成果导向“模拟电子技术”的课程改革。课程评价的焦点是学生学习“成果”,并进一步对教学内容进行优化;提出自主学习、团队学习、网络学习等多元化教学手段;改变考核方式,为该课程的教学改革提供一种新思路。
1 学习目标的确定
根据《为学习、教学和评量而分类:布鲁姆教育目标分类之修订》一文中,布鲁姆等人的目标分类理论[5],结合模拟电子技术课程的实际,将课程目标分为“知识、技能”和“态度”三个领域。
1.1 知识领域
将“知识领域”作为一种学习结果,是指自动化、电气工程等专业学生通过学习以后,能记忆、了解、应用和分析相关知识,包括“模拟电子技术”的术语知识及个别细节和要素的知识。具体包括概念知识,即将二极管、三极管、集成运放等基本概念知识在更为广阔的结构下建立彼此关系,使其功能紧密结合的知识,包括电子元件分类的知识、选用原则和通则的知识等;程序知识,即如何进行电路、模型分析的知识,包括电路研究的方法、规则和所需的知识以及在此基础上分析全新模型的知识;元认知知识,学习者借以调节感知、记忆、思维等内部心理过程的知识。知识领域对“核心能力”形成非常重要,它不仅本身是一种重要的能力,也是其他类型的学习结果习得的基础和进一步学习的条件。
1.2 技能领域
在技能领域目标的达成过程中,必须运用已经掌握的先决知识,但知识并不直接转化为职业教育的“核心能力”,此时技能就成为联络知识和能力的桥梁。技能是运用知识和经验顺利完成某种任务的主观能力。“模拟电子技术”在技能领域方面更关注于培养学生的综合实践能力,包括知识运用能力、信息获得能力、方案选取能力、实践操作能力和创新能力等,通过实验、综合设计来提高学生的工程设计水平,满足用人单位的需求。
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一、紧扣“主旋律”:引领政治认同
(一)政治认同来源于学生与生活的互动。
政治课从根本上讲,是从生活中来,到生活中去。有两个维度需要教学工作者思考,一个维度就是“谁的生活”,首选是学生的生活,第二个维度就是“什么样的生活”。首选是真实的生活。在高一政治课“树立正确的消费观”一堂课上,教学采取“用ipad分析在班学生的消费心理”方式进行课堂调查,调查学生在现实生活中的行为心理,实现课堂上对这样的调查结果进行统计、分析和总结,这就是从真实的生活出发。把政治课内容结合学生自身生活和心理的教学才能够增强政治课的理论说服力,这样的政治课更有利于培养和引领学生的政治认同。
(二)政治认同来源于学生与自身实践体验的互动。
没有实践活动就没有体验,没有学生真正地参与,就无法体验,实际上学生真正的体验应该到生活中,政治课程标准也是制订了活动性课程,并且要求三个必修模块,用三分之一的时间参与,可以让学生走出课堂、走进生活。但有的时候受到多种因素的制约:课时不够,交通不便,组织困难等一系列困难,但是教学工作者可以把生活搬进课堂。要把生活搬进课堂,需要课堂有一定的生活情境的展示,此时教学工作者更应该根据环境、条件、能力进行选择,最后在适时生活情境中,学生才能在实践和体验的基础上生成政治认同。
二、紧抓“核心素养”:使学生有所学更有所思
(一)学有所思,源于师生之间、生生之间的交流互动。
把握新课改理念下的政治课培养目标就是将政治学科核心素养:政治认同、理性精神、法治意识、公共参与贯穿每节课,使学生能够在课堂上有自己的感悟和思考。感悟来源于思考。学生只有思考,才会有感悟,激发思考,就需要有观点的交流,思想的碰撞。政治课堂需要有讨论、辩论,甚至有争论,否则很难引发学生的思考,更不要说深刻的思考,即所谓的“深度学习”。深度学习指有自己的感知、感受、感悟。这样的学习从学习过程的角度来分析,可解释为:内化,内化为学生的什么呢?内化为素养,这种素养称之为学科核心素养。
(二)立德树人,源于学生所学的各门学科素养之间的互动。
在新课标中有一个重要的词,一个是立德树人,政治课的目的是立德树人。在南京外国语学校政治课ipad教学课上,在高一政治课“树立正确的消费观”中,法治精神其实可以体现在消费心理和消费观的引导中,这里的法治精神既涉及政治,又涉及经济和文化。从这个角度讲,深度学习就是使学生实现学科知识的内化,实现立德树人。
三、紧握“指南针”:源于一切教育的形式与内容的有机互动
南京外国语学校的高一政治课ipad教学:“树立正确的消费观”一堂课中,教师最终的教学目的就是试图通过一定的现代数字化教学手段和方式让学生认识到现实生活中存在什么样的消费心理,让学生认识到应该坚持什么样的消费观。现实生活中存在什么样的消费观是源于生活,学生应该坚持什么样的消费观是服务于生活。回到政治课的目的层面,这一节政治课要帮助学生形成正确的消费观,并提升自己参与公共生活,过幸福生活的能力,否则这节政治课的意义和价值就没有实现。所以教师在定义核心素养时除了关键素质和必备品质这两个方面之外,还要谨记一个是适应社会发展需要,一个是学生自身的发展需要。
四、对未来中学政治课的思考:教育者与教育技术的互动
在政治课上,既然用现代手段,就必须思考这个互动的问题,可行的解决办法就是及时互动,深层开放。教师能够保证让技术服务于教育,技术才能激发学生的思考,调节课堂氛围。未来的中学政治课对教师的素质提出了更高的要求,这个要求包括课程理念、学科素质、教学能力、信息技术素养等方面。
五、结语
政治课程标准会根据社会的进步和教育的发展不断完善,中学政治课会随着现代教育技术的提高和形式的丰富对教学工作者提出更高的专业素养要求和综合能力要求,教学工作者需要在教学实践和专业学习中不断提升自己,以适应最新的国情、社情、学情。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中思想政治课程标准(实验).人民教育出版社,2009.12.
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1.生活问题数学化。
回归生活的教育要求教师善于捕捉生活中的教育契机,安排教育活动内容。以“数字”这一幼儿在生活中随处可见的内容为出发点,设置“设计车牌号码”、“我说你猜”等教学情境,模拟生活,让幼儿设计车牌号码,学习运用单双数,使幼儿体验到数学与日常生活是密切联系的,体会到数字的有用性,激发幼儿学习数的兴趣。
2.数学问题生活化。
数学教育不仅使幼儿获得有关经验,更重要的是提高幼儿对数学的兴趣、探究欲望及解决实际问题的能力。在拓展延伸环节,幼儿可以在区角活动(包括数学角、科学区、小超市),在生活活动中,进一步寻找生活中不同地方的数字,了解其作用;进一步运用已有数学经验解决生活中简单的问题。
生活问题的数学化、数学问题的生活化,能让数学教育真正成为沟通幼儿生活与学习的桥梁。
二、感受数字的有趣
数学具有高度的抽象性和严密的逻辑性,而幼儿的思维具有具象性,要使幼儿感受到数字的有趣,本活动采用了以下三个策略:
1.数学学习的情境化。
数学的本质在于抽象。但是,幼儿的抽象数概念不是凭空而来的,它必须建立在具体的经验基础之上。本活动创设三个不同的情境,使幼儿在游戏情境中,感受数字的有趣。情境一“请上来”,根据数字的部分字形猜数字,幼儿都喜欢“猜谜语”,因为在猜的过程中,幼儿能体会到成功的乐趣,抓住这一心理特点,设计此环节帮助幼儿熟悉数字特征,同时也增强了活动的趣味性;情境二“设计车牌号码”,幼儿乐在其中;情境三“我说你猜”,幼儿综合运用已有数学经验获得礼物,既体验到数字和数学学习的有趣,又获得成就感。
2.数学学习的操作化。
“动作是连接主客体的桥梁。”(皮亚杰)通过幼儿自己“设计车牌号码”,每人5个数字,自己动手操作,变出好多新的车牌号。幼儿在与材料反复地相互作用中,在具体动作水平上协调和理解数的实际意义以及数与数之间的关系,从而不断地将外在的动作浓缩、内化为内在的动作,最终转化为头脑中的思考。这样,既获得了数的经验,又感受到数字的有趣。
3.数学学习的直观化。
“幼儿思维的特点是以具体形象思维为主,应注重引导幼儿通过直接的感知、亲身体验和实际操作进行科学学习。”(《3-6岁儿童学习与发展指南》)因此,为更好地将抽象的数学问题转化为具体的、可操作的生活活动,利用动画课件,将抽象的字型直观化、形象化、动态化,唤起幼儿对于数字学习的兴趣。
三、感受数字的有序
“数学是思维的体操。”幼儿掌握数的序列结构,是掌握数概念和发展幼儿思维的一个重要组成部分。“为思维而教”的数学教育,根本扭转那种记忆式的数学学习,让幼儿真正感受到数学作为一种思维方式的魅力。对于幼儿来说,逻辑观念的重要性远大于数字的记忆。不必担心幼儿不会数数、不会计算,这都是由于他们还没有获得相应的逻辑观念。与其让幼儿死记硬背那些无法理解的数学,不如给幼儿提供有价值的逻辑经验。如排序的活动可以发展幼儿的序列观念,这看起来和数学无关,却是幼儿学习数学所必备的基础。
1.教学环节的递进性。
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中图分类号:G613.4文献标识码:A文章编号:1671-0568(2014)30-0065-01
美国教育心理学家林格伦(H.G.Lindgren)曾指出,一个教师“所要了解的第一件事就是他自己和他周围环境的心理因素和力量”,幼儿教师必须对自身的文化素养、态度能力、经验积累等方面有明确认识。有针对性地弥补自身的缺陷;能清晰、客观地自我评定,尽量做到不用自身的喜好影响孩子。波斯纳(G.J.Posner)曾指出,教师成长的简要公式为:经验+反思=成长。没有反思的经验是狭隘的经验,只能形成肤浅、片面的知识,如果满足于获得经验而不对经验进行深入的思考,发展将受到一定层面的限制。
《3-6岁儿童学习与发展指南》指出,教师引导幼儿感知和体会生活中很多地方都用到数,关注周围与自己生活密切相关的数的信息,体会数可以代表不同的意义。身边形形的事物都能提供给幼儿诸多的数学信息。我们应该从幼儿的生活中有意识地突出一些数学信息,让他们反复获得这些信息,帮助幼儿积累初步的数学经验,为进入小学学习数学做好准备。
一、生活中处处发现数学——数学概念的经验
幼儿生活的现实环境中充满了数、量、形、时、空的有关知识和内容,利用日常生活对幼儿进行数学教育可以使幼儿在既轻松又自然的情况下获得简单的数学知识,引发对数学的兴趣,在不知不觉中获得数学概念的经验。如:在建构游戏中,教师为幼儿提供一些小人,汽车,各种形状的积木、瓶子、盒子,幼儿用大的、重的盒子垫在房屋底部,圆柱形的瓶子竖起来成为柱子,三角形的积木作为屋顶。幼儿通过对积木分堆(一个与许多个一堆,对“一”这个数学的概念经验)、叠放(立体的概念经验)、形状(几何图形的概念经验)、重量(重量的概念经验)、空间关系(空间的概念经验)、对称(对称的概念经验),产生体积(体积的概念经验)等基本概念;在幼儿最喜欢的玩沙、玩水游戏中,提供各种类型的碗、纸盒、瓶子、管子、漏斗、水枪、小桶、勺、杯子等材料,幼儿把水从一个容器倒向另一个容器时,很容易发展容量、重量、容积等概念经验。秋季,教师带领幼儿收集各种各样的落叶,让幼儿按形状、数量、大小、颜色进行分类、排序,加深概念经验。在美术活动中,绘画、折纸、用废旧物品自制小玩具,这些都为孩子的对称、结构、空间关系、辨认和分类提供机会。在日常管理中,我们将幼儿的日常用品、学习用品、小椅子统一编上学号,幼儿对自己和别人的学号就跟名字一样熟悉,每天点名前报数,找一找自己学号的邻居,从而获得序数和相邻数的概念经验;在每天的排队做操时,幼儿加深了对高矮和空间位置的概念经验。这些数学信息或分散或隐蔽,但都切切实实存在于我们身边,只是需要教师引导幼儿去关注、去体验,不断唤起、激活已有的概念认知,反复多次,概念经验就会深入幼儿脑中。
二、为数字排排队的游戏——数量变化的经验
对数和数量关系的初步理解是儿童早期数学学习的第一步,也是最重要的一步。请幼儿按教师出示的数字,在盒中取出相应数量的小动物,感知数字的实际意义。小班幼儿在数字排排队的游戏活动中,我们准备1~10的数卡,引导幼儿给数字宝宝排排队(从小到大或从大到小),让幼儿感知量的变化。然后幼儿闭上眼睛,教师藏掉几个数字,让幼儿观察哪个数字不见了,加深辨别数字大小的经验。下飞行棋是中班幼儿喜爱的一项娱乐活动,通过掷骰子,数数看自己要走几步。根据幼儿的发展水平,我们动手自制骰子,增加数量变化的情景。例如,一开始我们在骰子的每一面贴上不同的形状和数量的实物图,如一颗黄色的星星、两把蓝色的小勺、三朵红色的小花等,这样幼儿下棋的时候,灵活运用手口一致的点数进行游戏。玩过一段时间之后,我们又将骰子上的六面贴上不同数字,让幼儿看抽象的数字决定自己能走几步,这些变化的情境反复出现相应数量的变化,丰富了幼儿的数学经验。
三、找图形归归类真有趣——几何图形的经验
幼儿很早就开始接触各种几何形状,他们通过多种活动和材料,如积木、橡皮泥、折纸、几何拼板、画画、幼儿电脑智力游戏等来学习和表征几何形状。在小班的数学集体活动《取饼干》中,教师挑选了幼儿生活中经常见到的,形状特征明显的物品(如圆形的球、西瓜,三角形的三明治、蛋糕,长方形的书、盒子等)制作成PPT,唤起幼儿对基本图形的认识,知道图形在生活中无处不在。教师还自制了颜色统一,形状特征明显的包包(有圆形、三角形、方形),让幼儿挂在胸前,要求他们去取与包包形状一样的饼干,让幼儿练习将物品形状配对、归类。形状的分类有助于幼儿在操作的过程中进一步感知和比较形状的特征,对形状加深认识,并从中抽象出一类几何形状的共同特征。游戏活动既符合小班幼儿的年龄特点,又贴近幼儿的实际生活经验,更加深了幼儿对几何图形的认识。
四、搞活动想想看比聪明——空间认知的经验
上小学前三年的幼儿园的儿童空间能力发展非常重要。幼儿对空间的认知能力,即对客观事物的位置、方向、大小、远近等概念的认识能力,在整个智力发展中有着重要意义。幼儿主要是通过身体动作,如爬、跑、走等来感知空间方位。如小班活动《小猫在哪里》,教师先让幼儿观察画面,发现有的小猫躲在沙发上面,有的小猫躲在床下面,有的小猫躲在门后面,引导幼儿正确说出小猫的位置。然后,教师和幼儿玩捉迷藏的游戏,幼儿在自由攀爬、躲藏的过程中获得大量的关于空间方位的经验,如上、下、左、右、里面、外面等。幼儿还需要用适当的语言去描述他们的体验,无意之中又锻炼了幼儿的语言表达能力。活动中幼儿积极参与,情绪愉悦,反复运用空间概念,形成了空间的经验。
《幼儿园教育指导纲要》提出:引导幼儿对周围环境中的数、量、形、时间和空间等现象产生兴趣,建构初步的数概念,并学习用简单的数学方法解决生活和游戏中的某些简单问题。我们应巧妙地将数学知识融入游戏、生活情境中,通过细致地观察、分析、捕捉蕴含在活动中的学习价值,给予及时而适当地引导,帮助幼儿积累数学经验,提高幼儿学习数学的兴趣,让幼儿在轻松、愉快的氛围中,主动、快乐地学数学,更好地体现数学教育的价值。
参考文献:
[1]马拉古奇著.孩子的一百种语言——意大利瑞吉欧方案教学报告书[M].张军红等译,新北市:台湾光佑文化事业滚粉有限公司,1999.
[2]庞丽娟.新《纲要》与幼儿教师的专业素质[A].//《幼儿园教育指导纲要(试行)》解读[C].南京:江苏教育出版社,2002.
[3]冯晓霞.新《纲要》与幼儿教师的专业成长[A].//《幼儿园教育指导纲要(试行)》解读[C].南京:江苏教育出版社,2002.
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教学目标是对教学活动预期结果的标准和任务的规定或设想[1]。它既是对学生学习结果的预期,也对教师教学方向进行引导,对整个教学过程起着统领和支配作用。在农村幼儿园数学教学中,教师对教学目标定位不清,从而导致了一系列的无效教学行为。
案例1:中班“认识、书写数字10”。教师在孩子们念完了数字儿歌之后,在黑板上画出了10,同时告诉孩子“10像铅笔加鸡蛋”。在整个认识数字10的教学活动中,教师通过诵读、请小老师教读等方式将“10像铅笔加鸡蛋”这句话反复了20次之多,在书写10的过程中,也让孩子边读边写。最后,教师以“请小朋友说说10像什么”结束了此次的数学活动。
案例中教师利用常见的“数字歌”,让幼儿认识数字。但在整个教学过程中却将10的形象性特征作为“圣经”教给孩子,让孩子在反反复复的诵读中“理解”数字。
学前儿童数学教育中班的阶段目标之一——“认识10以内的数字,理解数字的含义,会用数字表示物体的数量”[2]。由此可见,单纯从外形上对数字10进行认识是远远不够的,关键是理解数字的含义,在理解的基础上对环境中的数字进行识别,并能正确的用数字表示环境中物体的数量关系。该教师在教学中,将教学目标集中在了“10像铅笔加鸡蛋”这样一个儿歌句式上,突出了10的形象认知,最终幼儿只学会了“10像铅笔加鸡蛋”这样一句儿歌句式,从本质上来说,幼儿并没有真正认识数字10,从而使得教学在幼儿丧失数学兴趣的过程中,渐渐地沦为了一次低级的表演游戏,教学的有效性也就无从说起。
(二)教学具准备缺失
在具体的教学活动中,夸美纽斯鼓励教师用实事实物或用接近于儿童的观念去教育学生,不要只用形式或符号[3]。在幼儿园数学教学活动中,为幼儿提供适宜的、直观形象的教学具,能帮助幼儿更好地理解抽象的数学知识。
案例2:小班“认识数字1、2、3”。认识数字1,教师的提问是“你们家有几个娃娃?”“几个爸爸?”“几个妈妈?”之后让孩子找找教室里哪些是一个的。幼儿在教室里找到了柜子、饮水机、风琴等。认识2和3,也同样让他们找找教室里、家里、墙壁上都有哪些东西可以用这些数字来表示。
案例中教师简单的将认识数字局限于教室里的某些物品及幼儿熟悉的经验,未为幼儿准备其他的教学具,反映了当前农村幼儿园数学教学中不用、少用教学具的现状。
教学具主要用于弥补语言和文字的真实性和形象性的不足,起到辅助教学的作用。为增加学习者的感性经验,直观教具首先被采用。直观教具有活体动植物、真实的用品、工具、模型、图片、标本、挂图、黑板等,也包括现代社会新的教学手段如幻灯、电视、电影、收音机、唱片、录音机、录像机、投影仪、语音实验室、多媒体计算机等。[4]幼儿获得数学概念要经过操作层次、形象层次、符号层次的逐步抽象和内化,但因农村幼儿园硬件条件不足等多方面的原因,数学活动主要由黑板和粉笔来完成,简单的“黑板画”或教室里的“实物”成为了幼儿认识数学概念的教具。同时由于农村幼儿园班额过大,在学具制作上也就无法做到人手一份,无法为幼儿提供足够的、适宜的、有层次的、多样化的“操作性”教学具,也使得整个幼儿园数学教学更显单调且呈现无效状态。
(三)教学内容选择错位
教师应为儿童发展选择哪些知识,自斯宾塞提出“什么知识最有价值”的命题之后,不同哲学家和课程学者进行深入探讨,都认为课程内容选择应符合“学科知识”、“当代社会生活经验”、“学习者的经验”要求。
案例3:大班“复于、小于、等于”。教师在黑板上出示符号“>”、“
案例中将小学课程中的“大于、小于、等于”知识放在幼儿园大班来进行,反映了当前农村幼儿园数学教学内容呈现出小学化的趋势。
幼儿园数学教学内容选择应在《幼儿园教育指导纲要》指导下,从幼儿身心发展特点、学科知识特点等出发,选取具有启蒙性、生活化、可探索性以及系统性的知识。而案例中的“大于、小于、等于”知识对处于学前期的幼儿来讲,不具有发展意义。教师人为的“拔高”幼儿对数学概念的理解力,虽然教师在教学中,将幼儿喜欢或接触较多的事物作为教学载体,但这并不能消除数学教学中重“知识性”轻“生活化”的嫌疑。
(四)教学方法适用不当
教学方法是教学过程中为完成教学任务实现教学目的所采用的手段和途径的总称。它既包括教师教的方法也包括学生学的方法。科学、有效、合理的教学方法,能促使教学最优化,从而达到有效教学的目的。
案例4:大班“5的分解和组成”。教师用5个雪花片玩具,分别让幼儿分成2和3、1和4、3和2、4和1,同时在黑板上板书。以幼儿朗读这几种分解式(费时6分半钟)结束了5的分解学习。同样以这5个雪花片为教具,教师通过演示左右手分别有1个和4个、3个和2个、4个和1个、2个和3个雪花片,让幼儿学习5的组成。以教师板书组成式子并要求幼儿朗读练习。之后,教师组织幼儿完成幼儿用书的“分分合合”练习(练习不是5的组合,而是3和4的组合)。练习完成后,布置了6以内数字的加减运算,此次数学活动结束。
案例4呈现了当前农村数学教学中的部分现实:单纯讲解演示,忽视了幼儿探究欲望,教学中更多的讲授,更少的操作与游戏介入;广泛采用运用于小学的习题式练习法,且所练习内容与教学内容不符。
皮亚杰认为,数学开始于对物体的动作,“数学首先是,也是最重要的,是作用于事物的动作”。[5]尤其是在学前数学教育中,利用操作、游戏等方法更能为幼儿所接受、理解。但是在现实的数学教学中,教学具严重缺位,幼儿没有可供操作的材料,只能通过教师的演示讲解学习数学知识。为了弥补演示之后的时间空白,很多教师不得不将其他的教学内容进行任意填充,这样看起来做到数学内容的内在整合,但是对幼儿来讲,既没有理解新知识,也没有将新旧知识进行很好的链接,从而使得整个教学活动显得无效。
(五)教学评价简单化
教学评价是教师在教学过程中对自身教学行为及幼儿学习效果的判断。正确、有效的评价能激发幼儿的学习兴趣,更能让幼儿体验到成功的快乐。
案例5:学前班“比大小”。这是一次数学公开课。在整个教学过程中,教师对幼儿的评价次数一共出现了10次。其中,同伴以掌声对个体幼儿进行行为评价有2次,其余均为教师的言语评价,在语言上表现为“真聪明”、“太聪明”、“好聪明”,期间也有实物图片“乖娃娃”作为礼物送给表现好的幼儿,但最后却是每个幼儿都有“乖娃娃”。
案例呈现了农村幼儿教师在教学评价中的表现:行为评价较少,言语评价较多;言语评价词语贫乏,具有固定性特点;以“聪明”与否作为评价标准,评价笼统,表明教师在评价过程中情感投入较少;较多关注群体幼儿表现,较少关注个别幼儿发展;评价主体与评价实物不对称,存在评价偏见。
教师对幼儿能力发展的准确判断、评价直接影响着教师的教育行为,并最终影响幼儿数学认知能力的发展。在幼儿园日常教学过程中,主要以“非正式评价”为主。该案例中教师以“聪明”与否作为其言语评价的关键词,简单的实物“乖娃娃”成为了“秀场”的配角,评价最终在混乱与纷杂中越来越单薄。
二、促进农村幼儿园数学教学有效性的策略
幼儿园数学教育是一种启蒙、引导的教育,正确、有效的数学教学,能促进幼儿早期数学能力的发展,为他们进入小学学习打好坚实的基础。为此,作为农村幼儿园数学教学教师应明确以下几点。
(一)把握教学目标——幼儿园数学为什么教
对于农村幼儿教师而言,准确把握教学目标,是有效教学的关键。首先,深入研读教学内容。幼儿园数学教材中所涵盖的知识有哪些,这些知识之间有怎样的逻辑关联,数学知识能否与其他的人文、自然、科技等知识进行融合,数学知识中有哪些知识可以与幼儿“现场”——农村直接或间接产生联系。如“认识数字”知识,可以随着农村季节的变换产生不同的教学内容,而这些内容可能与幼儿熟识的语言、科学等知识有直接关联。其次,关注幼儿年龄与认知经验的差异。幼儿年龄不同,对事物的认知也就不同,对同一知识的认识和理解也就有了差异。如“分类”知识,小班幼儿只能进行具体概念水平的分类,如物体名称、特征等,而大班幼儿可以进行层级分类。最后,提供相应的教学材料,运用不同的教学方式方法,促进幼儿的数学学习。
(二)慎选教学内容——幼儿园数学应该教什么
幼儿数学学习内容涵盖了集合概念、数概念、时间与空间概念等。每一种概念的获得对幼儿数学认知能力的发展都很重要。农村幼儿教师应从理解数学概念开始数学教学。首先理解数学概念的深度,教师要做到对数学概念有一个准确而清晰的理解,要分析概念所涉及的范围,如何将概念进行具体化,从而能结合农村或家庭事务进行具体的数学教学,发展幼儿实际运用数学知识的能力;其次理解数学概念的广度与整合,数学概念与人文、自然、科学等概念融合;数学概念自身也会有关联,如集合是数概念的基础。因此农村幼儿园数学教学,应该认真处理数学概念与其他概念之间的关系,特别是与农村特定场景的关系,将数学概念与幼儿生活进行整合,从而确定教学内容。
(三)优选教学方法——幼儿园数学怎样教
按照巴班斯基的观点,教学方法的优选,是教师选择在规定时间内(或是在最少的必要时间内)能够取得现有条件下(课堂教学的内容特点、班级特点等等)最佳教育效果的教学方法。对于数学教学来说,能利用恰当的“操作性”材料,能调动幼儿学习探究的积极性,能开发幼儿学习数学的兴趣,就是最好的教学方法。农村幼儿无时无刻不与自然接触,如沙子、石头、树叶、贝壳、种子、蔬菜等,那么在教学中,教师就可以充分利用这些自然物,进行有趣的层次组合,开展各种游戏,让幼儿探索、思考、动手,从而打破教学方法上单纯依靠粉笔与黑板的教学范式,引导幼儿由“被动”的依赖向“主动”探究转变。
(四)细化教学评价——重塑幼儿园数学课堂文化
“非正式教学评价”是幼儿教师在日常教学活动中做出的经常,这些行为是课堂文化的表现之一。所谓课堂文化通常被视为发生在课堂教学过程中的规范、价值观念、思想观念和行为方式的整合体。农村幼儿教师应关注教学评价中的课堂文化,既要关注评价的文化含量,也要关注评价的技术含量。评价的文化含量更多地关注教师评价中言语表达,农村幼儿教师可以通过幼儿在课堂中的细微变化,用恰到好处的词语对幼儿进行具体的、形象的评价,用心于细微之处。评价的技术含量涉及到教师采用哪些评价方法,对幼儿数学能力进行整体评价。幼儿课堂行为不可能完全展现其数学能力的高低,教师应结合幼儿在操作活动、回答问题、作业等多个数学活动环节,对幼儿数学表现进行综合评价,并及时给予幼儿帮助,促进每个幼儿数学能力都得到有效的发展。
参考文献:
[1]王本陆.课程与教学论.北京:高等教育出版社,2004:192
[2]黄瑾.学前儿童数学教育.上海:华东师范大学出版社,2008:20
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一、数字化教育资源的概念及类型
(一)数字化教育资源的概念
数字化教育资源的没有明确的概念,有人认为数字化教育资源是通过信息技术处理的多媒体材料,[3]也有人认为其不仅是数字化素材,也是交流和认知的工具,[4]或是各类现代化教育信息资源的整合。[5]综合以上概念,笔者认为数字化教育资源是以现代网络信息技术为载体,形成的非物质化信息,如:多媒体课件、网络视频以及交流平台等,都可称为数字化教育资源。
(二)数字化教育资源的类型
《教育资源建设技术规范》将数字化教育资源分为媒体素材、试题、试卷、课件、案例、文献资料、网络课程、常见问题解答和资源目录索引九类。但依据其性质主要可分为预制型素材资料和实时流平台两大类。
1.预制型素材资料
预制型素材资料资料是指提前制作好,可供人们直接下载观看学习的资料,如媒体素材、试题试卷等,人们可在网上自行下载,学习或练习,批改练习结果以及观看相关学习资料。该类型的学习素材主要有量多、学习时间自由的特点,人们可自己调整学习时间段,同时网络中学习资源丰富,人们可获得大量相关讯息,重组碎片时间,有利于提高学习效率以及时间利用率。但对于自制能力差的学生约束能力较低,也无法有针对性的对不同的学生提出不同的要求。
2.在线学习交流平台
在线学习交流平台是由相关老师在线指导,针对不同学生的问题给出回答与指导。该类型的教育资源受时间限制,无法自由选择学习时间,但能够实时有效的将老师、学生、家长联系起来,及时了解学生在家里或者在学校的不同问题,对症下药,有利于根据学生的特点激发不同学生的兴趣。
二、数字化教育资源使用现状
(一)有效利用的资源形式较为单一
大多数学校的多媒体教学形式都是以PPT上课为主,多为文本、图片等资料,将教科书上的内容搬至PPT中,配以图片,没能更好的利用信息资源,活动性的激发学生的学习兴趣,现有的PPT教学与传统的讲义板书讲课差别不是很大,造成资源利用不完全的现象明显。
(二)教师使用数字化资源教学的能力良莠不齐
各学校教师团体年龄差距都较大,新进的年轻教师对现代化信息技术的使用更为明显,而老教师已习惯传统教学形式,不能较快的适应适应信息技术的变化。很多老教师甚至不会制作PPT,更不会使用网络教学,以及数字图书馆资源。而较为年轻的老师使用这些资源的效率更高,信息也更与时俱进。
(三)各学校资源配备之间差距较大
现代小学教育资源差异明显较大,城区小学与农村小学之间的教育资源配备具有明显的差别,虽然现代教育要求每所学校都配有联网多媒体教育资源,但城区小学资源明显更丰富,包括数字图书馆,学校之间精品课程共享网络平台,以及各种视频音频资源。而许多偏远农村不仅师资力量不强,学校数字化资源配备也明显不及城区小学。
三、数字化教育资源在小学教育中存在的问题与不足
过于忽视以及学科教师自身的应用能力不足一方面,部分学校充分意识到数字化教育在未来教育中的地位,大力发展数字化教育,重视数字化教育资源,忽视其他却陷入了“唯技术主义”的误区。一切以数字化技术为中心,忽略了人的主体地位。技术是死的,人是活的,技术应为人而服务。数字化技术应该是在以人的主导下进行,为真正提高教学质量与水平而进行建设。而有的学校对数字化教育重视程度不够,过于依赖传统的应试教育模式,寄希望于传统的“粉笔与黑板”模式,虽有数字化资源,例如多媒体等,却不知利用,以致资源空置,得不到妥善的处理。另一方面,部分学科教师自身知识结构老化及自身应用能力有所欠缺,对数字化教育资源利用的理念还未转变过来,不知数字化教育的特点与优势所在,盲目利用或拒绝,无法真正利用数字化教育资源,无法发挥其真正价值。
(二)客观原因:数字化教育总体尚处于发展阶段
近三十年来经济的腾飞带动了国家各个层面的发展,随着网络技术的飞速发展,数字化教育也因此来到了我们面前。一、二线城市的教育资源相对而言比较丰富,因而数字化教育水平相对较高。而三线城市及乡村小学的教育资源相对较匮乏,因而数字化资源配置也较差。虽然近年来国家在大力推广数字化教育,但由于年限不长,我国数字化教育尚处于发展阶段,还没有形成一套完整的正式化、规范化的数字化教学资源及评价体系,各个地区各所小学各自为政、自行其道,没有专门的学科数字化教育网站,数字化教育设施也参差不齐,数字化教育资源也没有形成良好的共享渠道,做了很多的无用之功,数字化资源利用效率偏低。总体而言,数字化教育虽然起步晚,但发展快,有巨大的提升空间。
四、应用策略研究
(一)摆正数字化教育在教学中的位置
小学学校应该从管理层面上摆正数字化教育的位置,不应过分重视或忽视数字化资源。数字化教育应该是作为一种教学辅助手段参与教学,一切为提高教学质量。所以,能否有效使用数字化资源可以作为教学工作评估的一个方面,同时建立适当的激励机制,加强学科教师利用数字化资源的效率,增加硬件设施的投入资金,建设校园网络。传统的应试教育模式与数字化教育模式良好地结合,方能使全方面地提升小学教育质量与水平。
(二)建立完善的课程体系及数字化资源共享渠道
数字化教育不应该停留在表面层次上,而应深入到深层次里面,不应停留在理论研究之中而忽视应用。我们应该以实际需求为出发点,以国家教育部门的政策为主体,联合学校及一些社会相关的力量,例如校企等,建立和完善数字化教育资源课程及评价体系,分学科建设不同的专题网站,分学科搭建相关的交流平台。同时建立数字化教育资源库及完善资源共享渠道,使师生能够更方便、更有效地利用数字化教育资源,定时更新和整理数字化教育库,深层次整合数字化资源,避免重复建设,避免形成分散的“信息孤岛”。在地区甚至国家层面上进行信息交流及资源共享,在教育主管部门的引导下,建立优质的数字化教育资源库及共享渠道,尽可能降低数字化教育的成本,提高数字化教育资源的利用效率。
(三)转变学科教师的教育理念,提高教师的信息素养,建立优秀的师资队伍推进数字化教育
数字化教育是新生事物,而新事物被接受是需要一定过程的。部分教师由于自身知识结构老化,对新事物产生了抗拒心理,仍依赖于传统的“粉笔与黑板”模式,这很显然是不符合新时代新时期对教育工作者的要求的。所以,教师应该转变自身的思想理念去对待新生事物,同时提高自身对信息时代的认知,充分认识到数字化教育作为教学的一种辅助手段,是必不可少的,是符合时代进步的潮流的,积极学习新技能,将数字化技术与自身的教育理论相结合,在学习中不断提高自身素养,不断提高教学质量。
(四)师生携手共赢
数字化教育过程不应以教师为主导,同时也不能以学生为主导,而应是两者共同合作,携手共赢的过程。不可否认的是,学生的学习质量高低是衡量教学水平高低的一个重要指标。在传统应试教育体制下,学生的知识很大一部分都是被动地接受,被动地理解,而在现代数字化教育下则不然,教师在数字化教育下能够引导学生进行自主学习,运用所学到的知识,并进行积极互动,使教学水平在互动中得到提升,使师生情谊在互动中得到升华。
五、结语
有效地利用数字化教育资源,能够改善小学教育模式,适应时代的发展,增加小学教育趣味性,同样可以加深小学教育的广度和深度。基于改善现代小学教育的模式的理念上提出数字化教育资源应用策略,使学校认识到数字化教育在现代教育中的位置,建立系统完善的课程与评价体系,同时转变教师的教育理念,提升他们的信息素养,与学生一起提升教学质量,激发小学生的探索创造能力,对现代小学教育有重要的指导意义。
作者:袁涛美 单位:安义万埠镇大团前小学
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1幼儿数学教学现状分析
部分老师幼儿的数学教育目标的认识存在偏差,把教育目标仅指向于粗浅知识的传授,且认为知识的传授过程是单向的,这种认识导致了教师直接把数学知识,概念教给幼儿,并采用集体“上课”教学模式,教师讲概念、幼儿看教具、回答问题、背诵知识,然后是反复练习,巩固,使大部分幼儿处于被动学习的地位。突出表现在:教师主要教学观念陈旧、教学方法单一、理论知识欠缺,对数学教育目标认识不够,缺乏对教学活动的总结与反思,同时在数学教育过程中,为幼儿提供的操作材料很少,使幼儿缺少动手操作的机会,没有很好地将教学活动贯穿于幼儿生活、游戏、周围环境和一日生活中,缺少对差异幼儿个体进行因人施教。幼儿主要年龄偏小、能力偏弱,对数学中的数、形、量、时间、空间的认识理解在概念上,平时动手操作、探索、尝试的机会较少,导致幼儿数学创造性思维能力弱。
2培养幼儿数学创造性思维对策与措施
积极为幼儿营造环境,使幼儿从生活、游戏和周围环境中感受事物的数、量、形、时间、空间等关系,增进对数学的理解和应用数学的信心,同时促使幼儿自觉运用各种感官、动手动脑探究问题,学会用数学的思维方式去观察、分析,体验到数学的重要和有趣,并会用适当的方式表达和交流。
在实际教学中采用实物教学与活动相结合。为了孩子识数字1~10,就制作了数字连线,例如,绘制多个鱼缸里有不同数量小鱼卡片,让幼儿把鱼缸有多少条小于与其对应的数字用线连接起来;还可以进行在开赛车送小朋友回家,每个小朋友手里拿不同数字,赛车每次挂不同一个或多个数字,数字相同小朋友才可以上车坐车回家。利用此方法教师可以绘制多重实物卡片。如:房子、蘑菇、船、大树、水果等,让幼儿就相应数量实物卡片上粘贴相应的数字,活动还可以倒过来,不同数字让幼儿粘贴相应数量的实物卡片。这样幼儿从活动中学习到了知识,不仅认识了数字,还分清了数字的次序性以及数字与实物的对应关系,并从中获得了成功带来的喜悦和自信。
加强幼儿对几何图形认知学习,幼儿的几何图形的教育是幼儿数学教育的重要内容,因为几何图形是对客物体形状的抽象和概念,幼儿学习一些简单的几何图形的知识,能帮助他们对客观世界中形形的物体作出辨认和区分,发展他们的空间知觉能力和初步的空间想象力。例如,通过观察和触摸,让幼儿在充分感知图形的基础上,配以说出图形名称,最终达到正确命名图形的要求,同时通过图形和图形比较认识图形,让幼儿区别不同图形的特点,找出两个相近图形的相同点的不同点,在比较中掌握新的图形名称及其特征。在以上基础上,持续反复巩固和复习对数字与图形认识,并让幼儿找出不同几何形状物体的实物,从而达到从抽象概括回到具体的物体,进而扩大幼儿的视野,发展幼儿的观察力和空间想象力。幼儿学习过程是集体化、游戏化的教育活动,必须积极为幼儿创设生活化的情景活动,比如:开设《开心超市》区角活动,将抽象的数学概念通过真实的情景变成幼儿容易接受的具体事物,通过让幼儿在亲身体验购买物品的同时,将数学活动运用到实际生活当中,同时孩子们在游戏过程中,又学会了与人的交往、协调能力,知道要遵守一定的游戏规则等等。为了使幼儿对数学不在感到枯燥和乏味,运用语言、艺术等形式通过与幼儿的日常生活相结合向幼儿进行数学教育,利用以数、形等知识为内容的儿歌、歌曲等,把数学和文学、艺术巧妙结合起来,将抽象而单调的数形知识转变成有旋律,有节奏的艺术形式,使幼儿在欢乐、活泼的气氛中学习和巩固数学知识。针对差异幼儿个体要保护其富有的个性,并与家长互动,共同设计适合其发展的计划,必要时进行单独的辅导,确保不同水平的幼儿在其自身基础上都得到发展。
3 结束语
经过一年的教学实验研究,教师改变了以前的灌输式教学方法,体现尊重幼儿的主体地位,以幼儿教学实效为关注点,绘制和设计多种多样的操作学具,增强幼儿学习的积极性、主动性和兴趣性。课堂强调师生互动,课余强调与家长互动,让孩子们在轻松、愉快、和谐的环境中主动学习,主动地观察、探索、发现、操作等,本班幼儿对数字和数学的掌握能力、理解能力、运用能力以及表达能力明显优于同龄幼儿。
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篇12
一、数字化发展的必然与现状
现代数字化技术所提供的产品使我们的生活以前所未有的真实图像面目呈现在人们面前。首先是信息载体的数字化,书籍印刷,作为几百年来最主要的信息载体,将逐渐被比特运算的方式所取代,即实现知识的数字化。这种变革使知识可以以更简单的方式传播,以更大的容量存取,以更低廉的成本让人们获取知识。信息技术不仅可以实现文字、图像、声音的数字化,还可将人类世界的一切物质以数字化的形式表示。其次,通信方式的数字化使信息能够突破国界、文化及时空的限制而任意传播,互联网的开通使世界变为一个地球村。数字化的进程已经在我们面前展开,而这势必导致人类的一切文明都必须转化成批量的资讯信息。只有这样才能通过各种新的数字媒体,以数字方式传输。甚至可以这样说,任何不能转化输送的事物都将面临被淘汰的危险。而作为一名教育者,更应该具备将知识转化为电脑语言的能力,并为人类几千年来沿袭的教育加入新的概念及内涵。
二、数字化带来的影响
从设计工具的变革到新的设计形态的产生,数字媒体的作用已日趋显著,它使设计艺术的发展进入了一个全新的领域。数字媒介的应用给艺术设计教育带来的影响具体表现在以下几个层面。
1.高效的数字化技术工具
设计教育从美术教育中衍生而来,在传统教学中,从概念构思到图形设计或实体建模分成多个层次和阶段,学生的设计水平相应逐步提高。设计学习是在一定的绘画基础、绘画技能及在掌握了有关工具和材料的前提下进行的。在数字化时代,电脑的出现则大大改变了传统的学习行为,大量的手工绘画、制图及模型工具转变为计算机图形设计、制图及建模系统。电脑还替代了学生有关重复计算和公式化、格式化、优化选择等大部分的理性工作,从而使设计的速度大大提高,使学生集中精力更多地致力于概念分析、创意构思、选择评价等方面。当一个构思成熟后就可交由计算机去修饰、扩展、强化或试验。专业化的电脑软件具有准确方便的参数化、变量化的功能,在设计中只要随时存储变化的结果,就能随时回到设计创造过程中的任何一点,对以前的步骤进行修改并反复调试。
2.新的造型语言及表达方式的出现
计算机对设计最直接的贡献是带来了新的造型语言及表达方式,计算机构造物体的方式及图像处理上的特点,使计算机创作的作品表现出了新的风格,开辟了设计传达的新领域。传统的手绘技法与电脑设计是两种不同的语言形式,它们有本质的区别。运用虚拟的概念而非物质实体进行设计表现,是设计表现领域的一个极为重大的变革。在平面设计中,由于扫描仪及数码相机的出现,使设计者能直接地输入真实图像,通过二维或三维技术的辅助,就能模拟出逼真的虚幻世界。在立体设计中,计算机三维建模及渲染技术使设计师在观察物体时,它能表现出物体的各个侧面及细部,同时也能在空间的视点中对形体进行构筑和修改。艺术设计语言与网页设计语言结合,融入了互动语言和数字符号。新技术的应用开辟了设计传达的新领域,创造出新的美学形态和设计形态。
3.多学科的交融与新学科的兴起
人类进入数字化时代,自然科学、社会科学、人文科学三大领域的分界越来越模糊,学科交叉性发展、研究已成为高校教学与科研的重要内容。一方面,有些专业出现综合、合并,甚至消失的现象;另一方面,各种交叉、综合学科大量出现。
设计师必须掌握日新月异的电脑硬件和软件,灵活把握视觉新语言的表达。这就促使当今的艺术教育必然要融入新的理念,构筑新的教学体系——数码艺术教学。数码图形基础、Internet资源及传播应用、网页设计、三维动画、多媒体技术、数码影像处理等都被纳入艺术设计教学中。目前,艺术教育先进的国家已经将艺术设计的教育重心转向多媒体设计,设立了新的专业——传媒艺术设计专业、数码电影特技专业、数码游戏设计专业等。
4.信息交流和资源共享
电脑实现了设计数据的储存及再利用。各种设计素材、设计草图、效果图、制图、图形艺术、模型等资料都可以以数据来储存,并且可以方便地检索。集通讯网络、计算机、数据库为一体的电子信息交换系统网络的出现和远程传输技术的发展,使交流的发生不必受到时间和空间的限制。国际互联网络也拓展了艺术设计的存在空间,使艺术设计走向了更广泛的数字化,让受教育者轻易地接触大量艺术设计资讯,有利于学生形成开阔的、前瞻性的视野。5.对传统教学方式的冲击
在传统的艺术设计教学中,学生的思维过程,受限于繁杂重复的技能示范过程,而限制了设计过程中的偶然性、多变性。在现代计算机技术进入课堂后,直观丰富的表现方法以及全方位、跨时空的思维方式,让设计的翅膀摆脱了美术基础的制约,简单的操作过程可产生多样性的结果,这才是现代艺术设计教学的核心。
互动式教学更是改变了以往单向线性的教学模式,它打破了时空的限制,并最大限度地支持个性的发展。另外虚拟现实技术,可以帮助我们开设一直感到有必要却没有能力和条件开设的课程。网上通讯可以排除时空及人为因素的限制,使教师和学生能在全球范围内检索信息,开展教学活动和学术交流。教师的教学也从“主讲者”转变为学生学习活动的设计者和辅导者。学生的地位也转变为有机会参与教学、参与操作、发现知识、掌握知识的主动地位。只有完成这几种转变,才能适应数字时代对设计教育提出的要求。
三、艺术教育创新与数字化教学
在数字化离我们越来越近的今天,高校艺术教育如何培养高素质的综合性美术人才这个问题,不可避免地摆在了我们的面前。在数字化时代,人们凭借网络可更快地更新艺术观念,更快地创作艺术品,更快地把艺术运用到各个领域。在美术人才的培养上,将从传统的、单一的某一画种或艺术风格的临摹、复制式的教育,发展成为传统手法与电脑数字技术综合的艺术人才培养模式,这将对现存的传统艺术教育产生巨大的冲击。在数字化时代,要培养高素质创新人才,必须强调培养方式的创新。
虽然数字化教学手段已经深入到教学工作的每一个方面,但是在艺术设计教育中,围绕数字化的教学与学习会不会使教师和学生的实际动手能力逐步降低的问题,一直存在争议。笔者认为,学生实际动手能力降低问题确实存在,但这一问题不能看作是现代数字技术的发展负面结果。一方面,学生实际动手能力降低是社会问题,是社会分配不合理与传统价值取向等各种深层次矛盾反映在大众教育观念中的结果。因此我们必须在积极发展现代教育技术的同时,重视实际动手能力的培养。另一方面,传统观念中的动手能力并非都是有价值的能力。就像现代绣花工人只需了解绣花的原理、针法,而无需学会手工绣花一样,科技进步总会使一些旧的技能失去意义,进而产生新的技能,使知识与技能达到新的平衡。
此外,数字化技术不仅为艺术类学生提供了更广阔的发挥空间,也给理工科学生插上了艺术创新的翅膀,使设计艺术学科更加显示其艺术学和工学的边缘学科优点。笔者所在院校近几年,已经有部分专业将理工科学生与艺术生同时招收、对照培养,工科生与艺术生的界限变得模糊,美术基础已经不是阻止工科学生从事设计工作的障碍。
结语
我们面对的是崭新的数字化时代,它对我们的冲击可能会改变我们的文化形象,而我们的艺术设计教育也会因此而发生翻天覆地的变化。电脑的应用和网络技术的发展带来了高效的数字技术工具,带来了新的造型语言及表达方式,开辟了新兴的交叉学科,给教学方法的不断创新带来了动力。在数字化时代,我们必须强调创新教育,才能造就一批掌握视觉设计、互联网及多媒体设计,具有创意潜能,能牢牢把握艺术创新和设计未来的专门人才,这是艺术设计教育者的职责。
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篇13
一、前言
“数字化校园”从最早概念的提出,到今天,在历经几次大跨度的建设之后,也差不多有十几年的时间了。就国内高校来看,大部分的应用已经比较成熟。高校基本实现了全面的数字化。在此基础上,对于“数字化校园”后续的建设大概有两个走向,一个是更深入的“数字化”研究或者说是“智能化”的研究,主要的着力点在于围绕高校内外的大范围的数据采集处理,以及立体化的分析,以提供基于信息技术控制的“智慧化”管理和长远的决策参考;另一个走向是从单纯校园的信息化管理走向信息化教学的研究,回归高校的本职。信息化建设是全球大趋势,就高校来看,“数字化校园”的建设方便了校园的日常管理,提高了教师职工的办公效率,丰富了师生的校园文化生活,同时还提升了大家关注网络、积极学习网络知识和技能的兴趣。个体参与的积极性以及个体所具有良好的网络知识技能是高校信息化学习环境构建的一个前提和基础。今天高校的“数字化校园”基本上是一个很完整的大平台,综合了用户的单点登录、按角色分配权限、数据的双向多系统流动等功能。在其整合的业务系统中包括了教务管理、学生管理、科研管理、党务管理等。部分高校还增加了网络教学系统,它是面向教师和学生的互动学习平台,也算是基于数字化校园项目的简单的信息化学习环境的尝试。然而,网络教学系统在教学实践中的应用始终不是很好,究其原因,不外有三条:第一应用单一,使用也比较繁琐,不够简单和人性;第二空间不够开放,资源不够丰富;第三系统的建设缺乏持续性和长远性。基于此,本文考虑引入前沿的云概念和云技术,尝试构建数字化校园平台基础上的,以服务教学科研、服务教师学生为主的高校教育云。
二、云概念和云技术
1.定义
就信息化建设层面而言,所谓云概念,是将用户体验与信息资源、系统应用的分离,所有的信息资源和系统应用都以一体的云的形式呈现,对用户透明,用户能够按照自己的需求,从云中以定制形式获取自己所需的信息和应用。当前的云概念,主要包括三大类,分别是:私有云、公有云和混合云。在云概念中,能够实现将所有信息资源和系统应用以一体云的形式呈现的技术就是云技术。云技术是基于云计算商业模式应用的网络技术、信息技术、整合技术、管理平台技术、应用技术等的总称,可以组成资源池,按需所用,灵活便利。云技术按照服务的形式可以分为三个层次,分别是:架构即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。这里所谓的层次,是分层体系架构意义上的“层次”。IaaS、PaaS和SaaS分别在基础设施层、系统平台层和应用软件层实现。
2.优势分析
采用云概念,使得系统资源的“建”和客户的“用”进行适当的分离,相互之间保留一定的透明度,将用者和建者的关注点进行区分,从而在不同的方向上进行更深度的建设和挖掘。而云技术则将云概念具体化,将云分为硬环境资源、软环境资源以及系统应用资源三个实体层面,每个层面都能单独为客户提供所需服务。同时,在云内同一层面的资源相互之间都能实现共享共用,将本层资源的效用发挥到最大。三个层面各自功能区分如表所示。
如此,理论上,采用云概念和云技术,我们能够构建出一个足够持久和庞大的软、硬件环境的资源空间,而所有的应用都将部署其上,这些应用再通过互联的端口共享全部的数据,所有的用户按照不同层次的需求,可以从部署的云空间中获取各自所需的资源、环境或信息。
3.技术实现
当前云技术比较典型和成功的一例实现就是虚拟化系列产品如Citrix XenServer 、微软 Windows Server 2008 Hyper-V 、VMware ESX Server等。其中,XenServer是市场上唯一一款免费的、经云验证的企业级虚拟化基础架构解决方案,可实现实时迁移和集中管理多节点等重要功能。Hyper-V则是微软的一款虚拟化产品,是微软第一个采用类似Vmware和Citrix开源Xen一样的基于hypervisor的技术。VMware ESX Server则是Vmware公司的主力产品,它是具有高级资源管理功能高效,灵活的虚拟主机平台。目前主流的虚拟化系列产品及其衍生的软件已经全部实现了服务器、交换网络甚至是防火墙的虚拟化。这些技术实现为基于其上的大规模云部署和云应用提供了可能。
三、高校教育云构建研究
1.教育云概念和定义
对于教育云,就像当年的数字化校园一样,从来就不曾有过一个明确的定义,只是专家学者们根据各自的理解,从不同的角度给出了一些相对模糊的概念。其中较为典型的如2012年祝智庭教授对教育云的描述:“教育云是一个面向教育的行业云,它是教育技术系统的一个子类,也是云计算应用系统的一个子类。作为公共服务平台的教育云通常包括面向服务的学科教研网、教学博客、教育即时通讯、教育共享资源库、教研培训服务平台、学生学习服务平台、教育电子政务平台、社区教育服务平台等一系列应用。”2014年兰孝臣等人在祝智庭教授对教育云概念描述的基础上分别从教育应用和教育理论两方面进行了概括性的描述:“教育云是在对云计算技术继承的基础上能够为各类教育人员提供具有针对性的教育资源和服务,且对教育基本理论具有变革性促进作用的理论和实践。”2015年吴砥等人对教育云做了如下的定义:“教育云是云计算在教育领域的深入应用,通过提供按需服务、动态调配的服务模式,面向教育机构、教育提供者和接受者提供所需的信息化教学、管理等应用服务,教育云的影响不仅体现在为传统教育教学和教育管理提供便利,更在于创新传统教学和管理模式。”
在这里本文并不想对教育做概括性定义,综合前辈学者对教育云概念的讨论,本文提取出教育云的两个基本属性:一是基于云概念和云技术应用的属性;二是面向教学、科研服务的属性。对于高校教育云的构建,也应该紧紧围绕这两个基本属性进行规划、部署和实施。
2.高校教育云目前研究和应用状况
教育云其实包括了三个分类:公有教育云、私有教育云以及混合教育云。公有教育云主要由政府负责构建和推广,私有教育云则主要由全国各个地区的大、中、小院校独立构建和推广,混合云相对比较特别,它同时包括了私有云和公有云。本文中的高校教育云主要是指高校自己构建的服务于本校师生和校友的私有云。当前高校教育云的研究和应用具有以下几个特点:
(1)理论研究居多而实践应用较少。
较早的理论研究如2011年安阳师范学院的王继鹏的《高等教育云计算服务平台构建策略初探》;2012年李文广的《浅谈基础教育云的构建和运营模式》以及祝智庭、杨志和的《云技术给中国教育信息化带来的机遇与挑战》;2013年王斌等人的《国家教育云平台架构设计及关键技术分析》;2014年蒋东兴等人的《区域教育云系统功能与建设模式探讨》;2015年吴砥等人的《教育云服务标准体系研究》等等。对于教育云的理论研究从初探到关键技术分析,再到服务标准体系研究,理论的探索逐步深入和精细。
(2)在理论研究中以云技术和云平台架构研究居多,面向教学、科研的服务需求和应用规范研究较少。
2011年王继鹏在《高等教育云计算服务平台构建策略初探》文中相对完整和系统的提出了教育云平台构建应该具有的六层结构,分别为硬件资源层、虚拟服务层、基础管理层、中间件服务层、应用层以及服务层。此后大部分的理论研究都是以云计算、云技术为关注点围绕此六层结构进行扩展和剖析。如《基础教育云服务平台构建技术研究》、《基于云计算的区域高校教育云平台的构建》等等。这些研究大多对平台底层云技术架构关注较多,而对直接面向师生教学、科研的各类服务需求调研较少。
(3)对高校教育云的实践更多侧重于资源的共建共享,对于师生互动、个性化服务、学习效果分析等更多细节化的应用考虑较少。
如《班班通数字化教育云资源库的构建研究》、《教育云资源管理平台构建研究与实现》、《基于教育云资源平台的远程教育研究》论文对教育云资源的构建都做了比较深入的探讨和研究。
(4)高校教育云实践中的一些规范和标准正在逐步确立。
2015年吴砥等人的《教育云服务标准体系研究》在云平台结构理论的基础上从更高的层面进一步提出了教育云服务标准体系的构建,包括了教育云基础规范、教育云支撑技术相关规范、教育云应用相关规范以及教育云运营服务规范等四个层次。随着高校教育云平台构建理论的成熟以及很多高校参与教育云建设的实践逐步增多,高校教育云规划以及应用中的很多规范和标准也渐渐被重视,并正在逐步确立。
3.高校教育云构建思路以及概念框架
本文认为今天高校教育云的构建,无论从学术理论上还是从产品技术上都已经足够成熟。构建一个性能稳定、功能完善,能够长远服务于高校教学、科研的教育云平台具备了完全的可能性。而在实际的构建中,本文认为需要重点考虑以下几个方面的问题:
(1)教育云的概念是在数字化校园之后出现的,在这之前高校数字化校园已经历多年的建设,系统平台相对已经比较稳固,用户对数字化校园平台也已熟悉。所以教育云的构建必然是以数字化校园为基础,进而完善其功能布局。
(2)教育云主要是为高校的教学和科研服务,因而应用需求的调研也应该偏向于此。需要广泛收集高校师生对平台的使用需求,进行个性化定制开发。
(3)教育云的构建应该充分利用好目前技术发展上的两个优势:一个是快速发展的移动网络的优势,将应用与师生的移动客户端结合,保证师生随时随地能够访问教育云;二是日臻完善的大数据应用优势,做好大数据的收集整理工作,充分发挥大数据的分析决策功能,为高校的教学、科研提供智能化服务。
由此,本文勾勒出如图1所示的高校教育云概念框架。
高校教育云概念框架,以虚拟云为技术基础,以数字化校园为平台基础,突出科研和教学服务,同时加强移动、存储服务,以规范化的手段进行管理,用大数据方法对所有系统数据进行实时的判断分析,进而做出智能决策并及时反馈到各项服务中,对服务的效果做出评价并做出自动调整。
四、江苏警官学院教育云的构建
1.基础平台
江苏警官学院教育云基础平台部署了10台华为CH121刀片服务器和100T的SAS存储,以万兆流量的锐捷12000为上连汇聚,通过H3CH虚拟化云软件将所有服务器的计算资源和所有的存储资源汇成庞大的云资源池,再由H3CH云管理平台进行集中的分配管理。基础平台的总体架构示意如图2所示。
H3C虚拟化软件能够对所有的资源进行实时监控、预警并进行事件分析,提供精确的报表。同时还能对每一个虚拟机系统进行必要的自动容灾备份。
基础平台中服务器硬件和存储硬件的网络链接拓扑如图3所示。
每台华为刀片服务器和EMC存储都自带两台光交保证了网络链路的双连热备。虚拟化软件将网络和硬件资源虚拟化,形成虚拟资源池,利用虚拟资源池创建的虚拟主机作为云管理机对所有资源进行监控和管理。基础平台的网络部分被虚拟配置为三个VLAN,通过虚拟交换机进行划分。其中一个VLAN为管理段,一个为Web站群服务段,另一个为系统平台应用段。同时华为刀片服务器也被分为三个组:一组服务于数字化校园平台;一组服务于教学、科研系统;一组服务于资源管理。
2.系统和应用平台
江苏警官学院教育云在统一身份认证、统一服务管理、统一数据中心为核心的数字化校园三大基础平台上,以服务师生为目标,进行了全新的规划和部署。警院教育云首先从逻辑上划分了三个服务区,分别为互动服务区、教学服务区、科研服务区。服务区与数字化校园平台之间有专门的接口,能够随时进行扩展对接。其中互动服务区内部署了师生互动交流系统、家长学校互动系统、远程案件会商互诊系统以及移动交互平台(包括校园移动APP和警院企业号等)。教学服务区和科研服务区以校园私有云盘为基础,分别部署了MOOC系统、教务系统、网教系统、科研问题在线咨询系统以及学生课题申报和查询系统。警院教育云还引入了HADOOP以及数据仓库技术,构建了全院校情分析预判系统,对学院每天产生的结构和非机构数据信息进行实时的分析研判,自动决策。完整的警院教育云系统和应用平台的结构设计如图4所示。
警院教育云内所有新增的系统都与数字化校园进行了无缝集成,人员信息、业务信息、新闻通知全部自动汇聚到统一的数据中心进行灵活调配,分类管理。在用户端则实现了个性化的订制管理,按照需求定制私人的通知信息。通过强大的校内云搜索引擎,学生能够快速搜索到所需的任何校内信息。比如专业课程教师的知识要点和难点,比如其他学生学习该门课程的心得感悟等等,还能实时通过各种移动终端与任课教师进行互动交流。基于大数据技术的每日校情分析,按照制定好的策略自动进行分析、摘要,并分发到各级领导和管理人员的邮箱和手机终端,以供各级管理人员进行参考决策。
3.构建标准和操作规范
教育云内系统多,数据多,操作多,结构复杂。如果没有一套完整的构建标准和操作规范必然造成云系统内部的运行混乱。为此,学院专门制定了以下的构建标准和操作规范:
(1)构建标准:
①支撑技术标准。包括了《PaaS 需求和架构》、《云际网络和基础设施框架》、《开放云计算接口》、《网格计算和云计算技术:互操作和通信标准》等等;
②应用标准。包括了《学习资源元数据》、《都柏林核心元数据》、《网络课程建设和评价标准》以及云数据采集输入标准、云数据的存储标准、云数据过滤和分类标准、网上课程评价标准等;
③安全标准。包括《云计算安全高层框架》、《云计算运营安全指南》、《SaaS 应用环境的安全功能需求》、《云计算安全障碍与缓和措施》等等。
(2)操作规范:
①云平台管理规范。包括对云基础平台的资源调配、健康检查、安全监控等具体的操作规范;
②云系统管理规范。包括云内各类系统的后台管理、功能扩展、版面配置等具体的操作规范;
③云信息共建规范。包括单个系统的信息操作规范以及多个系统之间信息共享的操作规范;
④教育云的安全规范。包括网络安全检查操作规范、系统检查操作规范、新系统引入操作规范、数据引入操作规范等等。
同时在教育云推广应用上,学院还专门制定了一些奖惩措施,如:在资源平台的建设上,规定任课教师必须承担一定的资源建设任务,对优秀的资源给予创建者适当的物质奖励。学院每学年也都会定期举办精品课程的评选活动,对于获选的精品课程负责人给予适当的经济奖励。学生方面,也鼓励学生积极利用教育云平台进行学习资料的查询、学院课题的申报,大数据能够及时统计出学生对学院教育云的使用情况,对于积极主动使用云系统的学生将会给予各类奖励。
五、结束语
高校教育云的构建是教育信息化不断推进的必然环节。事实上高校教育云为所有人提供了一个能够持续学习、终身学习的平台。一方面,它能刺激教师相互之间切磋共勉,为平台的建设不断添砖加瓦;另一方面,它也激发了学生强烈的求知欲望,培养了自我学习,不断探索的能力。江苏警官学院教育云的构建还未最终完成,一些功能构想还处在实践摸索之中,但应用的效果已经初步显现,广大的师生正逐步融入其中,各尽所能,各取所需。最后,希望能以本文中浅薄的经验为其他高校教育云的构建提供一些有价值的参考。
参考文献:
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