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案例二:某节体育课,体育教师带领女生进行形体练习,这个运动项目很受学生的喜爱,但有一位学生的行为引起了教师的注意,这位女生在进行形体训练时表现得无所谓,动作马虎,不到位,教师问及原因,此生说:“我不想练习,因为我不想身材好看,我不想引起别人的注意,我不想美丽,我只爱我自己。”可课后她却偷偷地自己练习。
上述两个事例是我在这几年的体育教学过程中发生和发现的问题,通过这两个事例可以看出这两位学生都属于心理健康不良状况。目前在广大的中小学生中,心理健康不良的现象很多。当今社会发展迅速,而学生多为独生子女,由于家庭的溺爱,孩子任性、自私、自负、害怕挫折、遇事缺乏耐心等现象比比皆是。但是他们又是祖国的未来,社会发展的栋梁。我们作为一名体育教育工作者,在体育教学中如何对学生进行心理健康教育已是迫在眉睫的问题,这也是目前我们体育工作者面临的一项新课题。落实到具体的教育教学过程中时,我们该如何解决这些问题呢?我在体育教学中主要从以下几个方面进行尝试、探索:
一、教师应具备较高心理素养水平,进行心理健康教育
“其身正,不令而行;其身不正,虽令不从”。体育教师在教学中要把心理健康教育融于其中,其自身必须具备较高的心理健康水平。首先,教师必须不断加强对教育学、心理学等方面理论的学习,不断更新教育观念,深入研究国家的教育方针政策,研究新课标,使自己的教育心理理论水平得到更新和提高,能胜任新形势的教学任务与要求。一个心理健康的体育教师应该具备良好的心理修养、师德修养,有较强的自我心理调节能力,不断完善自己的个性品质,能真诚地接纳学生,理解和尊重学生,在教学中能创设一个健康向上的学习环境。
二、改善师生关系,优化课堂心理环境,促进心理健康教育
伴随着现代社会的发展,新型的师生关系,首先,师生在人格上是平等的,是正常的人与人的交往关系。其次,师生的思想、情感、意志和行为应该得到同样的尊重。第三,学生应该得到足够的表现自己的机会,能充分表达自己的思想和感情的机会。
体育课有其自身的特点,它能使教师学生广泛接触,学生在学习活动中能把自身的个性特点、心理健康状况、身体素质状况充分暴露出来。教师在教学中,对每个学生的情况要做到心中有数,充分注意师生交流的时机和过程,使情绪情感互相感染,造成心理上的共振,情感上的共鸣,做到认知上相近,情感上相融,心理上互动,创造和建立良好的人际关系。在良好的人际关系背景下,师生之间的积极关系所带来的积极情感、合作支持的态度和良好的情绪气氛,都将促进教学效果的提高,促进师生积极进取,自由探索,有所创新,使学生能创造性地应对环境的变化,增强心理素质。
三、课堂教法灵活,突出心理健康教育
1.开发学习动力系统,产生良好心理定势。兴趣是最好的老师,是促进学生乐学的先决条件,是学生主动参加学习活动的最大动力。在教学中,教师首先要改变传统教学模式,转变思想观念,积极和最新的教育观念接轨,可通过目标设置法、创设情境法,价值寻求法、沟通法、冷却温暖法、规则法、诱导感染法、自我暗示法等激发学生参与体育学习的动机,培养学生对体育的兴趣,从而改变或改善学生的体育态度,从中获得愉快的情感体验,产生良性心理定势。
2.增强学生的主体意识,发展学生的创造性思维。主体意识有内在需要的趋向,当满足这种内在需要时,人会产生愉快的体验。我们在教学中应贯彻“教师主导”和“学生主体地位”的思想,应有意识地激发学生的好奇心及学习欲望,启发诱导学生多动脑,使学生真正认识到为什么而学?学了有什么用?怎样学才能学得快学得好?让学生主动参与到体育运动中去,如,课堂上不妨让学生轮流带准备活动,放松活动,提前给学生一个内容,让学生自己设计这个内容的活动方法与组织,上完一节课后,下一节课应该上什么内容,提出自己的意见和方法,从而让学生感觉到自己的主体地位,抛弃盲从心理、依赖心理和屈从心理,同时,通过自身尝试,克服恐惧心理和紧张情绪,锻炼自我能力,增强心理适应能力,使其学习心理处于活跃的状态。
四、引导学生正确认识自己和评价自己
体育教学过程中学生的运动技能学习效果的差别是显而易见,一个动作做得好坏,一个动作学会没有、学得怎样都展现在师生面前,学生通过比较容易产生不同的情感体验。为此,在教学中我们要培养学生具有乐于接受他人批评和建议的心理倾向,有意识地引导学生经常分析和检查自己,了解自己的缺点,从而对自己有一个正确的认识和要求。
1.引导学生学会正确分析学习失败的原因,帮助学生建立成功的学习情感,增强学生学习的成功体验,进一步增强学生学习的信心。心理学研究表明:凡是伴随着使人满意、愉快情感体验的学习活动,其活动常常受到强化;而不满意的情感体验则使活动受到抑制。教师应注意学生的情绪变化,并根据学生的实际能力,有针对性地对他们提出力所能及的要求和目标,为他们提供成功的机会。学生经常体验到成功和自己能力的提高,就会即增强学习的自信心,又激发和维持坚持参加体育活动的内部动机。比如,选择一些有针对性的练习,来提高学生的自信心,如对身体胖的学生安排一些力量练习,对瘦小的学生安排一些灵敏性练习,使他们在各自的运动项目中显示出自己的优势,从而调动他们的积极性,树立成功的信念。
摘要:随着我国高校英语教学改革的深入,学生在学习中的主体地位越来越受到重视。“讨论式教学”模式强调学生的主观能动性,充分挖掘课程参与者(学生与教师)的学理潜能,具有启发性、参与性、互动性的优势。本文以《新视野大学英语》第二册第六课为例,尝试在大学英语教学实践中运用“讨论式” 教学法,培养学生自主、探究、合作学习的能力。
关键词:讨论式教学法;大学英语教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1671—1580(2013)07—0068—02
一、“讨论式”教学的由来与发展
“讨论式”教学由来已久,两千多年前,我国伟大的教育家、思想家孔子就常与学生讨论问题,启发思维,传授知识。而古希腊时期的阿卡德米学园 (Academy)以及苏格拉底的“产婆术”所倡导的师生间的讨论可以看作是西方“讨论式”教学的早期雏形。英国教授俄斯凯恩1919年首次提出了“讨论式”教学模式的概念。杜威的“活动课程”、皮亚杰的“发生认识论”也为“讨论式”教学法提供了心理学、课程论等方面的理论基础和实践例证。“讨论式”教学法能够有效地发挥学生在学习中的主观能动性,发展学生独立性和批判性思维和合作精神。
二、“讨论式”教学在大学英语教学中的意义
“讨论式”教学法能够有效地发挥学生在学习中的主观能动性,发展学生独立性、批判性思维和合作精神。其在大学英语教学中的意义主要体现在以下几个方面:
1.以人为本,尊重学生主体意识
讨论式教学模式强调让学生在大量的调查与研究的基础上就某一课题进行自由研讨,充分尊重每个学生的主体地位、主体权利和主体人格。老师的作用是“为他们创造有利条件,使其按照他们本来面目认识自己,在学生需要支持、鼓励和帮助时,扶他们一把即可。”(小原国芳,366)这种教学模式体现了以学生为本的大学英语教学改革方向。
2.民主平等,培养学生创新精神
讨论式教学法完全建立在民主、自由的课堂教学平台上,倡导课堂教学和自主学习与小组合作相结合,教师不再仅仅是知识的传授者,而是教学过程的组织者,自主学习的指导者。学生成为学习的主体,可以拥有充分的话语权和表达权,能够在民主、平等的氛围中进行教学沟通和学术讨论,从而建构了一个开放、和谐的学习情境,逐步培养学生的创新精神和独立思考的能力。
3.多方互动,提高学生合作能力
开展学习协作是大学学习的必要途径,只有通过协作,才能相互启发、相互影响,使学习和研究在更高层次上进行。讨论式教学法注意对学生进行合作学习的训练,培养合作研究的精神。教师和学生在不断探索的过程中相互切磋,相互质疑,交流学习体会,共同探求未知的答案。在民主平等的条件下,在合作互动的环境中,最大限度地发挥每个人的独创精神。
4.和谐发展,促进教学和科研的统一
讨论式教学模式中,教学的过程同时也是研究探索的过程。教师既是教学者,也是研究者;学生既是学习者,同时也是研究者,从事的是研究性学习。“教”和“学”的中心任务不仅仅是向学生灌输知识,而是让学生在独立思考的基础上学会质疑和研究的方法,培养学生主动探索和独立研究的精神,培养积极思考和解决问题的能力,从而实现教学与科研的统一。
三、“讨论式”教学的教学案例设计
下面以新视野大学英语教程第二册第六单元As his name is, so is he!的课文教学为例来阐述“讨论式”教学理念在大学英语课堂的应用。
1.布置任务,小组提前准备
教师将学生按照组间均质、组内异质的原则分成小组,每个小组选出组长、发言人、监控员、问题专家、评估员等,分工合作,各司其职。然后将课文中出现的十数个英语人名平均分给各个小组,要求他们小组合作提前查阅每组分到的两三个人名的含义、出处,并以PPT的形式在课堂上展示,为课堂讨论做好准备。
2.课堂导入,巧妙创设情境
英语人名作为英语文化的载体,蕴含着丰富的文化内涵,但由于文化差异,学生很难理解英语人名的含义及其背后的文化意蕴。因此,先从汉语人名的文化内涵入手,进行对比教学,帮助学生更快进入情境。通过汉语人名的导入,教师启发学生探讨、归纳汉语人名的文化内涵,并引入英语人名的文化意蕴。
3.小组展示,探讨文化内涵
每个小组派发言人展示小组合作的成果:英语人名的含义和出处。并引导学生归纳英语人名的文化内涵。例如:男名中Joe表示“上帝赐予的孩子”,David来源于《圣经》中以色列人著名的国王,反映了宗教、《圣经》对于西方文化的影响。女名中Diana,Cindy都是月亮女神的含义,它们来自于古希腊和古罗马神话,这也是西方文明的起源之一。对英语姓名含义与文化内涵的探讨有助于加深对课文的理解和西方文化背景的了解,从而帮助学生全面、深刻地领会和掌握英语语言。
4.复述故事,引导自主学习
本课课文是以人名串起来的,先以Debbie改名的故事引出人名的重要性,然后用Joe,Harry,Julian和Rory以及Elmer和Hubert等人的故事来论证名字对一个人的社交、职业、学业的影响,因此对于课文内容的理解和结构的把握也可从这几个人名入手。教师将课文中的几个重要人名分成以下五组写在黑板上或PPT上:(1)Debbie;(2)Joe;(3)Harry;(4)Julian and Rory;(5)Elmer and Hubert。
将这五组人名以抽签的形式分给不同的小组,小组成员充分交流合作,在课文中找出所抽到的人名所在的段落,理清这个人所发生的故事,探讨这个人的故事说明了他的名字对他有什么影响(归纳段意)。然后每个小组派代表上台复述每个人名的故事并归纳故事的寓意。根据小组的讨论结果,教师可以很容易地引导全班学生讨论出文章的结构:
Part 1. (Para.1-3): The importance of name.
Part 2. (Para.4-7): The positive and negative effects of names on life.
Part 3. (Para8):The necessity of changing names.
运用“讨论式”教学模式,学生在合作中自主探讨课文内容和文章结构,积极思考,主动探索,合作交流,互教互学,充分调动学生的主观能动性,能够达到比老师满堂灌好得多的效果。
5.互相质疑,鼓励发现问题
因为前面分组讨论,每个小组都只探讨了文章的一部分,虽然有提前预习,听其他小组的讲述展示和对文章总体结构的探讨,还是有可能会存在每个小组对于自己分得的这一部分内容熟悉,其他部分不甚了然的情况。这时可以留出一些时间给学生再整体浏览一下全文,并鼓励学生发现问题,提出自己存在的疑惑和对本文不太明白的地方。这时,可由问题所在课文段落的小组的答问专家负责解答,也可全班争论,鼓励学生互相质疑,互教互学。对于提出问题的学生和答得好的同学都要大力表扬,以激发学生独立思考和自主探究的能力。
6.总结讨论,倡导批判思维
针对本文作者最后的结论:If your name no longer seems to fit you, you can change your name.引导学生讨论“Do you want to change your name or not?”这是一个开放的问题,鼓励学生们各抒己见,表达自己的观点,以期传达学生不盲目接受专家意见的批判性思维。
[参考文献]
[1]宋歌.Seminar教学法在英美文学教学中的应用[J].吉林省教育学院学报,2012(07).
[2]小原国芳著.刘剑桥,由其民,吴光威译.小原国芳教育论著选(下)[M].北京:人民教育出版杜,1993.
[3]张绍琼.讨论式教学法的主要类型和基本策略[J].三峡大学学报(人文社会科学版),2008(S2).
关键词 信息隐藏;信息隐藏技术课程;案例教学
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)22-0100-03
Research on Course Teaching of Information Hiding Technology based on Case Teaching//ZHANG Zhengwei, WANG Weimin, WU
Lifa
Abstract Case teaching is the combination of theoretical knowledge and practical application. It is a process which is guided by theory to
practice, which is beneficial to improve students’ ability to under-stand and grasp the information hiding theory. According to the cha-
racteristics of this course, this paper firstly points out that the modern
information hiding problems existed in the course teaching, then carries on the system analysis the feasibility and necessity of the course, application of case teaching method, and the information hiding teaching into the teaching case of the methods, steps and matters needing attention are discussed.
Key words information hiding; course of information hiding techno-
logy; case teaching
1 引言
信息隐藏是隐蔽通信和知识产权保护等的主要手段。信息隐藏技术课程是一门实践性和理论性都较强的计算机信息专业课程,可作为高等院校具有一定计算机基础的信息安全专业、通信工程专业、密码学专业及计算机专业的研究生或高年级本科生教程,其基本知识涉及数学、密码学、人工智能、图像处理和机器学习等多个学科。在实际教学中,由于课时数有限,不能将课本知识面面俱到,为了保证课堂教学质量,通常教师会采用“教师课堂授课―教师课堂案例演示―学生课下模拟”这一传统的教学方式,以教师讲授为主,以学生学习和模仿为辅。采用案例教学法进行课堂教学[1],有利于激发学生学习动力,增强学生思维效力,改善学生理论联系实践的融会贯通能力。
案例教学法旨在增强学生分析问题、解决问题的能力,注重于实际应用。案例教学法是由哈佛大学在20世纪20年代提出来的,其主要采用一种新颖案例方式来完成课堂教学[2]。通过这种模式教学,有利于培养学生发现问题、积极思考探索、主动参与集体讨论并取得很好的效果。
普通本科院校鉴于其教育及管理定位,易造成学生基本理论知识不够完善、应用实践能力较弱,如何提高学生的综合素质能力,以更好满足社会对高素质人才要求的需求,是当前普通高等教育亟待探究的关键所在[3]。在信息隐藏技术课程教学中采用案例法教学,有助于培养学生的思维能力和实践应用能力。将项目案例运用到课堂教学[4],能使学生更加体会到成功的快乐,激发学习兴趣,有助于增强学习动力。
2 信息隐藏技术课程教学中存在的问题
信息隐藏技术作为计算机信息类专业的一门核心课程,有着较强的理论性和应用实践性。
理论性偏强,数学知识掌握要求高 信息隐藏技术这门课程虽然内容繁杂,但可以通过分析处理数字信号的方式和过程进行授课。信号可以看作一个二维有界向量,可以在空域或频域对其进行分析处理,因此,有关信号处理理论和方式都能应用到信息隐藏上来。信息隐藏技术具有较强的理论基础,需要学生掌握较好的基础知识,这对普通高校学生来说存在较大压力。同时,许多原理、公式演算和模型构建贯穿整个课程,其内容学习起来枯燥无味,容易使学生产生厌学情绪,影响学习效果。
实践技能偏弱,应用能力不强 信息隐藏技术是一门理论与实践相辅相成、紧密结合的专业性课程,这要求学生不仅要了解和掌握信息隐藏基本概念和原理,而且应具备较强的编程应用能力,能够通过编程实现各种信息隐藏处理。经历这些年的教学研究,笔者深感学生的编程实践技能有待提高,即便完成本科阶段学习,也很难实现一个简单算法,更谈不上用所学知识去完成一个综合的、系统的开发任务。
相关基础知识不扎实 信息隐藏主要是利用相关计算机技术将信息隐藏到某一载体中。该门课程主要采用工程实践的原理、算法及相关技术来完成信息的嵌入与提取。因此,该门课程涉及的知识点较多,如矩阵论、密码学、机器学习、信号分析与处理等。学生在学习该门课程时,由于并没有对这些知识进行系统的学习,因此较难理解和掌握这门课程。
3 案例教学法的含义
案例教学法是一种以案例设计与分析为基础,结合课堂讲授的教学方法。教师在教学中充当启蒙者和激励者的角色,诱导学生积极思考问题和解决问题。区别于传统教学法,案例教学法要求教师根据实际教学需要,设计并选择适当案例,指导学生对案例进行分析和探讨,并进行实践操作的教W过程。在这一过程中,学生是主体,教师是整个教学活动的指路人。选择什么样的案例,决定了该教学法能否取得成功。课堂授课是对案例决策、案例分析与选择的关键,可以激发学生思维,提高动手能力。课后案例分析报告则是经由案例教学达成教学目的的保证。案例教学与传统教学的区别如表1所示。
信息隐藏技术作为一门专业课程,其内容相对比较抽象和枯燥。传统授课通常采用“课堂讲授,课堂演示”的教学模式,无法调动学生学习积极性,导致理论记忆不深。该课程偏重工程应用研究,而目前使用的教材其内容侧重基础理论且算法较为陈旧,学生在学习该门课程后无法应用于实践,学习热情不高。近几年,学校虽已逐渐重视对学生实践环节能力的培养,但也仅仅是机械地对理论知识进行编程操作,属于被动的对学生能力的培养。跟课程相关的实验环节也多以验证性实验为主,对学生的创新性要求不高,学生实际操作还有待加强。
4 案例设计
案例教学法是一种以案例设计与分析为主、理论知识讲解为辅的教学模式。授课中要求以案例为中心,激发教师和学生的积极性和能动性,突出学生的主动性。
设计原则 案例教学法强调以学生主动学习为主,注重培养学生思维创新能力,能够较好地解决一些实际问题。项目设计要体现“以学生主动学习为主,教师课堂讲授为辅”的教学理念,摆脱过去那种“以教师讲授为主,学生学习和模仿为辅”的传统教学思想。任课教师要尽可能设计出一些带有诱发性、启导性和思维性的项目,以激发学生的学习热情和学习兴趣。
1)目的性。信息隐藏技术课程是一门工程应用性较强的学科,对学生的动手操作能力要求较高,需要注重培养学生的工程实践性技能,通过工程实践教学来提高学生的理论知识掌握能力。为了更好地提高学生的应用技能,案例的选择与设计必须遵循教学目的和教学大纲。
2)真实性。以能满足实际应用为探讨目标,理论联系实践,将社会实际应用问题引入课堂中,有利于增强学生的实践操作能力。这将为学生未来从事相关开发与研究打下坚实基础。
3)代表性。考虑到信息隐藏技术课程教学学时有限,不能面面俱到讲解课程所有知识点,因此,所选取或设计的教学案例应具有专一性、实时性、代表性和可操作性,这样有助于培养学生解决实际问题和思维创新能力。
4)实用性。信息隐藏技术课程主要讲解的是信息嵌入、信息提取和篡改定位等相关内容,这要求所选取案例一定要结合实际,满足社会实际应用的要求。
5)生动性。信息隐藏技术课程其理论原理相对较为枯燥,很难调动学生学习积极性。将客观枯燥的原理通过生动的案例进行形象描述,这将有助于培养学生学习该课程的兴趣。
案例设计的基本方法 信息隐藏技术案例教学主要围绕案例准备、案例实施、案例评价等几个步骤展开。
1)案例准备。教师需要根据实际应用设计出一个能充分激发学生兴趣、提高动手能力的案例。教师和学生对此案例进行沟通理解,划分小组,指定组长,明确各组员任务。通过组内成员共同撰写目标,明确各自不同的兴趣,确定任务和预期效果。
2)案例实施。首先,教师要组织学生对案例进行分析理解,通过各组的讨论、分析并提出实施思路。其次,教师根据学生的实施思路进行针对性讲解后,要求学生对实施思路进行讨论修改,并提出修改方案。最后,由学生各组共同协作完成案例制作。在制作过程中,教师要不断激励学生要勇于创新、突破自我,充分发挥想象力。
3)效果评价。案例效果评价主要用来检验学生的学习状况。不能用单一的评价指标来评价案例教学法的优劣,需要倡导学生的主体地位,鼓励团队协作,分层进行评价。同时需要展开团队互评及个人自评等形式。案例教学法以学生学习为主体,存在多个实践环节,需要教师对相关环节进行记录,了解和掌握学生的实际操作情况,并予以指导。
5 案例教学法在信息隐藏技术教学中的应用
案例教学法既能有效提高学生的动手能力,又能加深学生对理论知识的理解,贯穿于信息隐藏技术课程教学的全过程。首先,通过案例来讲解信息隐藏的基本原理,将一个典型的、易于理解的和具有实际应用意义的案例引入教学中,将复杂的概念用形象生动的案例来进行阐述。其次,不同学生的学习能力有所差异,需对不同学生设置相对应要求。通过对案例教学法的初步引入,教师对学生的编程、分析问题能力有了初步了解。通过对不同层次的学生设置不同的教学规程,运用案例教学法才有可能真正提高不同层次学生的综合学习能力。
前期 就信息隐藏技术而言,案例教学法因该课程涉及内容广、深,相应算法复杂,而使教学过程变得烦琐。如果在案例教学法的初始阶段就要求学生完全独立编程,实现某一算法,容易打击学生学习的积极性和降低学习兴趣,产生畏难心理,这将很难取得较好的教学效果。因此,该阶段教师可以多提供易懂代码给学生,让学生在模拟编程中感受课程学习的乐趣。在经过一段练习实践后,学生的编程能力会有所增强,此时可适当减少所供代码比例。
中期 该阶段是培养学生实践编程能力的重要时期,其案例内容的设计与选择需因不同类型学生的差异而有所改变。
1)对于有一定编程能力的学生,教师可以提供一些参考资料,让学生自主编写一些基础程序。
2)具有一定分析能力但编程能力一般的学生,可以通过对算法原理分析来对教师提供的部分代码做适当改进,以验证改进算法的优越性。
3)信息隐藏实验在信息嵌入时,有时为了提高算法性能,需要调整嵌入参数,这时就可以让编程能力相对较弱的学生完成数据验证与分析的任务。
后期 案例教学法的案例内容必须具备完整性、实用性和系统性,这将很好地激发学生学习积极性。案例教学法可以让学生积极参与其中,营造团队合作的良好氛围[5]。随着学生综合能力的提高,可在后期安排课程实习、课程设计等相关任务让学生来完成,如水印嵌入、水印提取等。课后可以通过相关通信媒介来加强学生之间的讨论以及师生间的交流,这样做可以减少课堂讨论时的不可控因素,节约课时,以提高学生动手操作能力。
6 总结
案例教学法可以将理论和实践更好地结合起来,不仅可以很好地调动学生学习的积极性,而且改善了传统课程授课的教学质量,培养学生想学、爱学、学而不厌的态度。学生通过对案例进行分析、设计,可以更好地加深对课程理论知识的理解。案例教学法可以使学生参与实际应用,解决社会现实问题,达到学以致用的目的。案例教学法是对传统教学方法的有益扩充,信息隐藏技术的基本原理必须通过教师课堂讲授,学生才能牢固掌握,才能更好地去指导实践。
淮阴工学院将案例教学法运用到信息隐藏技术课程教学中并已取得显著效果。教学实践表明,案例教学法改变了传统教学中以教师课堂讲授为主的教学方式,以学生为中心,诱导学生主动学习,提高学习兴趣。案例教学法有效地改善了教学体系,提高了教学质量,使学生更全面地掌握信息隐藏算法所涉及的相关认识。传统教学法在理论教学、保持系统完整性方面有着案例教学法无法替代的功效。因此,将两种教学模式有机结合、相辅相成,才能在教学上获得更好的效果。■
参考文献
[1]田保军.软件工程课程案例教学方法的研究[J].内蒙古师范大学学报:教育科学版,2008,21(1):103-105.
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【关键词】定积分的应用;元素法;理论探究法
〈高等数学〉第六章第六节〈定积分的应用〉重点讲述了1定积分的元素法求平面图形的面积2利用定积分的元素法求旋转体的体积。本节内容是定积分定义在实际生活中的具体运用,是定积分概念的具体化体现。引导学生运用科学的思维方法,探究定积分的具体应用,进行知识的正向迁移,有助于培养学生的发散思维、逻辑思维,发展分析推理的能力。
1 学习目标
知识与技能:
1)通过学习学生能利用定积分的元素法求平面图形的面积
2)通过学习学生能利用定积分的元素法求旋转体的体积
过程与方法:通过学习,采用并学会了问题探究的方法和思维发散的方法去解决不规则图形的面积和不规则体的体积问题。
情感.态度.价值观:通过学习合作探究过程,引起学生对学习高等数学学习的热情和兴趣,激发学习动机,为完成学习任务而产生学习动力,最终满足学习需要,产生求知欲望。
2 设计理念
本节课的难点在学生对定积分概念的应用。因此教学设计上拟采用理论探究法:从学生已知的定积分f(x)dx的几何意义这一旧知入手,通过多媒体课件形象的动画,教师的诱导,调动学生的情意,创设问题情境,让学生提出猜想:“任意一个曲边图形面积如何去求?”交流讨论、探究、独立思维,从而豁然开朗的“解疑”,获得可以将任意曲边图形进行分割转化为定积分几何意义中标准形式然后解决。从而得到任意曲边图形面积的公式这一新知,完成认知结构的正向迁移。然后进一步探究和思维,顺利地完成旋转体体积的推导,并加强迁移与应用。
在教学中激发学生的学习兴趣,激发学生求知欲,激发学生解决问题的强烈愿望,是实现学生主体地位、促进学生独立思考的关键之所在。因此在整个教学过程中,教师创设一个又一个教学情境,因势利导,激励启发学生主动体验,始终处于探索、研究、思维的氛围,使枯燥无味的数学变得有趣,让学生在情趣中进行学习,在愉悦中克服思维障碍,最终达到学习目的。
3 教学媒体设计
自制多媒体课件,插入与课文内容相关的动画文体,创设情境,增强感性认识,将抽象变得具体,帮助学生认识定积分的本质及内涵。并利用课件板书相关内容,增大课堂容量。
4 教学流程
4.1 创设情境,激意
1)课件展示实际的一些资料图片。
2)教师导入(与课件播放同步):
前面我们学习了定积分的几何意义是一个曲边图形的面积.说道面积,我们很熟悉了,因为 我们已经学习过矩形,三角形,梯形,圆等一系列图形的面积,但实际生活当中我们面对的是许多奇形怪状的面积,比如操场的面积,校园花圃的面积,公园林荫小道的面积。
3)适时设疑:
那么诸如此类的面积是如何得以解决的?
4)出示课题:《定积分的应用》。
学生产生求知欲,教师设问,引领学生进入学习活动中。
4.2 观察思考,合作探究
4.2.1 诱导观察
1)课件动画展示在几种不同曲边图形面积的形成过程。
2)教师设疑:观察和比较这几个图形,你能发现什么?
学生观察、思考、交流、讨论 , 学生在愉快的观察、思考中获得了成功的满足。
3)师生小结
得出四个结论,并在课件上出示:
(1)分割
(2)以直带曲取近似
(3)求和
(4)求极限
4.2.2 积极思维,大胆猜想
1)教师设疑:从刚才的图形面积计算中,你还能联想到什么?这种面积的计算方法是否为个案?
想到了任意的曲边图形都可以用这种方法解决,由具体划归为一般. 教师肯定学生大胆的猜想和假设。
2)课件展示设想,并用动画描绘:
任意的曲边图形都可以分割成无数小矩形来进行计算。
3)教师追问:我们的设想成立么吗?
学生在教师设计的问题情境中进一步思考、讨论、争辩。
4)师生小结
我们的设想是成立的.给出结论
(1)选.变量
(2)求微元
(3)求定积分(出示标题一:定积分的元素法)
4.2.3 精心研究,合理推导
1)设疑
任意曲边图形的面积得以解决,那么旋转体的体积如何去求?比如我们吃饭的碗,一个灯泡的容积等等生活中常见旋转体的体积。
出示标题二:旋转体的体积。导向第二个研究内容。
2)课件出示探究内容和已知条件
已知球体的半径为r,求球体的体积
3)设疑:解题的思路和方法是什么?
教师强调学生不急于解题,先看清已知条件,理清思绪,进行分析, 找出解题的思路,引导学生自己得出结论:将体分割成面,再由面累加成体。
4)推导旋转体体积公式
5)理性分析,感性感知
4.3 练习反馈
(1)绕x轴旋转所成的旋转体的体积
(2)绕y轴旋转所成的旋转体的体积
4.4 拓展延伸
4.4.1 师生共同小结,把握重点
要求同学们理解理解定积分的元素法,能利用定积分的元素法求旋转体的体积。
即:
4.4.2 拓展
其它不规则体的体积能否用类似方法解决,要求学生课后思考。
5 教师结束语
定积分并不是我们所认为的枯燥无味,远离我们,而是和我们的实际生活密切相关的。利用定积分可以解决我们常见的一些有趣问题,所以说,生活中处处有数学。
6 课后反思
本堂课教学活动中,始终以学生为主体精心设计学习活动,创设教学情境,调动学生情意,及时把握时机,启发、诱导、点拨,促进学生大胆猜想,独立思维,探索研究,经历体验用定积分求面积与旋转体积“再发现”过程。
合作交流的过程中推导定积分求面积和求旋转体体积的公式。学生始终处于情境当中,自觉体验,思维感悟,质疑解题,获得了知识、能力的发展。
教学过程中教师始终具有亲切的态度,饱满的热情,循循善诱,使整个教学系统沉浸在一种民主、平等、积极的心理当中,在融洽的人际关系交往中,学生得到尊重、理解、促进、个性心理得到健康发展,使教师乐教,学生乐学。
【参考文献】
智慧教育
1.什么是智慧与智慧教育
智慧,按中文解释是“能迅速、灵活、正确地理解事物和解决问题的能力”。它是人类先天遗传与后天环境交互作用的结果,而后者对智慧的作用更为巨大。因此,需要创设良好的学习环境和社会环境,不断促进学习者的智慧发展。信息时代,随着现有“数字土著”(指出生于20世纪80年代末、90年代初及其以后的年轻一代人)成长以及新生“数字土著”的诞生,他们的学习风格、认知方式、行为模式、情感模式与传统教育存在根本区别,客观上要求新型的学习环境和教学方式,以契合“数字土著”独特的学习方式、体验方式以及价值取向。因此,信息时代、知识时代的智慧教育与农业时代、工业时代的智慧教育在基本内涵、方法手段、支持环境上存在显著差异。本文所指的智慧教育专指信息技术支持下,为发展学生智慧能力的教育。
2.智慧学习环境的基本模型
我们认为,信息时代智慧教育的基本内涵是通过构建智慧学习环境、运用智慧教学法,来促进学习者进行智慧学习从而提升成才期望,即培养具有高智能和创造力的人。
因此,发展学习者的智慧是智慧环境、智慧教学和智慧学习的出发点和归宿。智慧学习环境构建的基本模型如图1所示,①智慧学习环境主要由学习资源、智能工具、学习共同体、教学共同体、智慧学习方法和智慧教学方法等要素构成。②学生和教师通过智慧学习方法和智慧教学方法与其他四个要素相互关联、相互作用,共同促进学习者有效学习的发生。离开了智慧学习方法和智慧教学方法,智慧学习环境就不是学习环境了。③有效学习的发生是个体建构和群体建构共同作用的结果。学习共同体强调学习者的互动、协作、交流;教学共同体是教师共同学习、协同工作、寻求持续专业发展的统一体。④学习资源和智能工具同时为学习共同体和教学共同体提供支持。学习共同体和教学共同体的发展离不开资源和工具的共同作用,各类智能工具为学习环境的“智慧”提供了全面支持。同时,学习共同体和教学共同体为资源和工具的进化起到了促进作用。
综上所述,智慧教育要落地生根、开花结果,需要以智慧学习环境为技术支撑、以智慧教学法为催化促导、以智慧学习为根本基石。
智慧课堂的构建及其应用分析
泛在网络以及移动通信技术和设备的不断发展和完善,使利用随身携带的智能终端进行无时无刻、无处不在的学习成为可能,这也为智慧教育环境的建设奠定了基础。智慧教育环境有很多种,包括智慧教室、智慧校园、智慧图书馆等正式的教育环境,以及智慧家庭、智慧社区、智慧探究基地等非正式的教育环境。这里对智慧教室的组成做了简单分析。
如图2所示,智慧教室包括社会化云平台、网络、电子白板、电子书包、交互电视、教师、学生。其中社会化云平台包括云资源(各种多媒体素材、微课素材等)、云教学、云学习、云管理。教师可以在云资源中下载并选取合理有效的教学材料,然后在云教学中进行备课、指派与批改作业、生成班级诊断报告。学生则可以在云平台中记电子笔记、回顾学习历程、接收诊断报告、进行补救学习。同时在云平台中,教师也可以与学校管理单位、学生进行交流互动。在智慧课堂中,教师通过电子白板进行知识呈现,学习小组与学生个体可以通过交互电视与电子书包进行协作学习以及与教师的互动。其中学生的课堂任务以及作业可以通过网络上传到云平台,教师登录到云平台中进行批改诊断,再通过网络发给学生。
这样的智慧课堂有以下几个特点:①减轻学习者认知负载,使其可以用较多精力在较大的知识粒度上理解事物之间的内在关系,将知识学习上升为本体建构。②拓展学习者的体验深度和广度,从而有助于提升学习者的知、情、行聚合水平和综合能力发展。③增强学习者的学习自由度与协作学习水平,从而有助于促进学习者的个性发展和集体智慧发展。④给学习者提供最合适的学习扶助,从而有助于提升学习者的成功期望。
智慧教育有效提升数学学习
数学学科是小学最基础的学科,它具有内容抽象、逻辑严密、应用广泛等特点,在智慧教育理念的指导下,教师可以通过智慧教育来培养学生的抽象思维能力,让学生学会思考、主动探究。
首先,以任务驱动式教学方法入手,提出实际生活问题,激发学生探究解决问题的兴趣,主动去探究体验。其次,教师利用信息技术创设更加生动的智慧情境,提供有效的智能探究工具和丰富的学习资源,让学生产生好奇,主动探究其中缘由。在智慧教育过程中,教师要注意引导学生而不是指导学生,要让学生学会自己思考,完成意义建构,扩充自己的思维图式。再次,教师要引导学生对学习过程及思维方式进行反思总结,并对学生的自主探究过程进行评价反馈。这样学生就会在智慧环境中透过现象看到问题的本质,这样的反思式思考会强化训练思维,才会真正做到教师智慧地教、学生智慧地学。
案例设计
《组合图形的面积》教学设计
1.教学内容分析
本课是北师版小学数学五年级上册第五单元的内容――组合图形的面积。是在学生已经学习了长方形、正方形、平行四边形、三角形与梯形的面积计算的基础上,进一步探讨研究求组合图形面积的方法,培养学生能够结合实际情境来解决具体问题,有利于发展学生的空间观念。
2.教学对象分析
根据学生已有的生活经验,通过直观操作,对组合图形的认识不会很难,因为在第二单元学生已系统学习了平行四边形、三角形和梯形的面积的计算方法,尤其是渗透了转化思想,这些都为本节内容奠定了基础。在此基础上学习组合图形面积,一方面可以巩固已学的基本图形,另一方面能将所学的知识进行综合,提高学生综合能力。
3.教学目标
知识与技能目标:通过完成显示生活中与图形面积相关的具体任务,发现、探索计算组合图形面积的多种方法,感受转化思想。
过程与方法目标:能根据各种组合图形的条件,有效地选择计算方法并进行正确的计算。能运用所学的知识,解决生活中组合图形的实际问题。
情感态度与价值观目标:通过现实的数学活动,培养方向意识,体验数学与生活的密切联系。激发学习兴趣,培养认真学习的态度。
4.教学重点、难点
重点:掌握组合图形面积的计算方法。
难点:把组合图形转化为已经学过的基本图形。
5.教学过程
①情境引入。教师在师生互动教学平台上,通过创设动画情境,给学生安排打扫公共区的任务。
设计意图:创设动画情境,可以帮助教师解决问题。
②独立探究,合作学习。如图3所示,课件中呈现三个组合图形,给出必要的数据。教师让学生自己选择图形进行分析探究,可通过任意辅助线分或补,小组讨论分析的方法。根据学生的回答,教师适时引导,并推送每个图形不同的解决方案。学生分析图形的特点及方法。
设计意图:通过教学平台中的工具软件,让学生分析探究每个图形不同的解决方案,从而激发参与热情,引发深度思考,体验成功的喜悦。
③自选图形,巩固练习。课件出示随机抽取动画来激发学生学习兴趣,抽到第几组,学生就进入第几组的题库。学生完成后,还可以根据自己完成练习的情况,再进入挑战组进行练习。
设计意图:学生通过自选题库,既达到练习、巩固的目的,又满足了不同程度学生的学习需求。
④学以致用。数学源于生活又回归生活,教师通过课件出示情境,让学生用学到的知识解决生活中的难题,达到教学的目的。
设计意图:通过解决实际生活中的问题,让学生感受数学在生活中无处不在,激发学生学习数学的兴趣。