科学思维能力训练范文
时间:2023-11-08 17:52:19
导语:如何才能写好一篇科学思维能力训练,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
中学数学课程,应更多的侧重学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程。发现、探究应成为学生在数学课堂上的主要学习方式。而要做到这一点却需要教师对学生下一番思维能力训练的功夫。
一、巧妙设计,让思维发散
发展学生个性是中学教学追求的目标之一,个性是心理与思维的特征。而发散思维是一种不依常规、寻求变异、从多方面寻求答案的思维方式。这种思维方式,不受现代知识的局限,不受传统知识的束缚,与创造力有着直接联系,是创造性思维的核心。培养发散思维能力既是培养创造力的重要环节,也是发展学生个性的有效手段。
1、用问题促进思维的发展
即通过合理设计疑问,以促进学生思维多方向、多角度的发展。在训练学生发散性思维时,要注意使设计的问题既达到了激疑目的又具有一定的开放性。如在进行“三角概念推广”教学时,应尽可能让学生通过生活中的例子,
例1、如:讲解必修4第一章第一节“任意角”时。
1.你的手表慢了5分钟,你将怎样把它调准?假如你的手表快了1 .25小时,你将怎样把它调准?
2.在运动员转体一周半动作中,运动员是什么方向旋转的,转了多大角度?
3.当自行车的轮子转了两周时自行车轮子上的某一点转了多大角度?因此,这类问题就会有效地调动起了学生的思维向着多角度、多方向的发展。
2、以变化求得思维的发展
变化教学,会给人以新鲜感,唤起学生的好奇心和求知欲。因此,教师在教学过程中不应只满足于例题的演示,而应引导学生去探求“变异”的结果,培养学生的发散性思维,开阔学生视野,拓宽学生的思路,促进学生从顺、逆、侧等不同角度进行创新思维训练。
3、以恰当的评价激励思维的发展
延迟评价是训练学生发散思维的一种有效手段。在学生对某个问题有了自己的解答时,教师不是马上做出肯定或否定的评价,而是以一种激励其探索行为的方式延迟对具体解答的评价,这样可以给学生创设一种畅所欲言、互相启发的氛围,使学生在有限的时间内提出尽可能多的创造性设想,因而有助于培养学生的发散思维能力。
二、精心组织,发展思维
课堂不应是传授与灌输的场所,而是通过师生互动产生新知识的场所。在师生互动产生新知识的过程中,学生的思维能力训练就逐渐引起了新课程实施者的重视。
1、让思维在兴趣中发展
乐于思考是学生进行逻辑思维的重要条件。只有愿意思维,有思考问题的动力,学生才能在兴趣的驱使下全神贯注进行积极思维。教师在学生进入了积极思维状态后,通过巧妙的引导,就会达到训练学生逻辑思维能力的目的。例如,在新课之前,用数学游戏的方式激起学生兴趣,然后用游戏中的问题,作为师生探究的主题,教师在与学生一同探究过程中,通过恰当的点拨与促进就会使学生的逻辑思维有序发展
2、让思维在情境中发展
相应的情境会孕育相应的逻辑思维能力,思维的火花往往是在问题中绽放的,个人的智慧就是体现在不断发现问题和解决问题之中,并在其中得到发展的。古人云:“学则须疑。”有疑才有问,疑和问的产生实质上就是一个问题情境的产生。所以,教师应善于根据教学的具体内容,精心设计能激发学生的求知欲和思维的问题情境,形成一个有利思维的相对自由的数学课堂氛围。
3、培养学生的创造性思维
许多中学生不能自主学习,不能自主思考,没有科学的学习方法。这就要求教师在教学实践中,要以数学科学方法为依据,精心设计出一整套训练学生科学思维方法的最佳实施方案,把数学教学活动变成学生的“思维体操”,突出数学学科的科学方法的训练,开发学生的创造潜能,培养学生的创造性思维!
三、科学引导,让思维形象化
数学更应关注学生学习的兴趣与经验,加强课程内容与学生生活以及现代社会发展的联系。在这种情况下,学生的形象思维能力也受到了格外的关注。数学知识大都比较抽象,这些抽象的知识只有以形象的思维去同化,才能顺利纳入学生认知结构中。在数学课堂上,学生形象思维能力有时直接决定其对抽象知识的掌握程度。因此,形象思维能力对学生数学思维的发展至关重要。
1、让学生在观察中提高形象思维能力
即在数学课堂上,尽可能的通过呈现并演示实物或实物模型、让学生认真观察并思考表述的形式,使学生的形象思维能力由无到有、由弱而强。通过采取这种方式,学生自觉地根据老师的提问与讲解,调动头脑中已有的表象,将曾经学过的知识与新学内容联系起来,由于同学们真正开动了脑筋积极思考,从而才能迸发出创造性思维的火花。
2、让学生在感悟中提高形象思维能力
篇2
(商水县第三中学 河南 商水466100)
【摘要】一些学生进入高中之后,不能适应高中阶段的数学学习,在思维要求上有较大差距,成绩呈下降趋势。究其原因:高中在教学过程中注重了知识的传授,而忽视了思维品质的培养,使学生对数学思维的形成产生障碍。所谓高中学生数学思维,是指学生在对高中数学感性认识的基础上,运用比较、分析、综合、归纳、演绎等思维的基本方法,理解并掌握高中数学内容而且能对具体的数学问题进行推论与判断,从而获得对高中数学知识本质和规律的认识能力。
关键词 高中数学;课堂教学;思维训练;思维能力
数学讲求的是严谨的逻辑思维,需要学习者有较强的逻辑推理能力和较灵活的思辨能力.可以说,思维判断能力的强弱在很大程度上决定了学生数学学习效果的好坏.特别是对高中数学而言,许多题目都是具有很强的逻辑性的,没有较好的逻辑思维能力,是很难对已知条件进行分析,找到它们之间的联系点的,因此,在高中数学课堂教学中,有针对性的对学生的思维能力进行训练,培养学生较强的判断推理能力和演绎推理能力,提高学生思维的灵活性是十分有必要的。
随着社会的不断进步和科学技术的迅猛发展,我国正在推行素质教育,以便培养真正适应社会发展的人才,现代数学教育也越来越重视中学生数学思维能力的培养,但由于受升学等因素的影响,在数学课堂教学中往往只“讲究实效”,只重视讲授基础知识,而忽视学生对数学的真正理解,对思维方式的培养、思维能力的提高顾及甚少,使学生的知识水平永远停留在一个初级阶段,难以提高。本文就数学课堂教学中强化思维训练的意识,培养学生的思维能力,谈几点做法与体会。
一、先谈谈高中学生数学思维障碍的形成原因 学生的学习本身是一种认识过程,这个过程并非总是一次性成功的。一方面,如果在教学过程中,教师不顾学生的实际情况(即基础)或不能觉察到学生的思维困难之处,而是任由教师按自己的思路进行灌输式教学,则到学生自己去解决问题时往往会感到无所适从;另一方面,当新的知识与学生原有的知识结构不相符时或者新旧知识中间缺乏必要的“媒介点”时,这些新知识就会被排斥或经“校正”后吸收。因此,如果教师的教学脱离学生的实际;如果学生在学习高中数学过程中,其新旧数学知识不能顺利“交接”,那么这时就势必会造成学生对所学知识认知上的不足、理解上的偏颇,从而在解决具体问题时就会产生思维障碍,影响学生解题能力的提高。
二、巧引导妙安排,设计思维情境 有经验的教师往往比较重视每堂课的开头.这是因为巧妙的开头,尤如战前动员,使学生精神振奋,迅速、自觉地进入思维的角色,这也是提高课堂教学效率的关键,我在这方面作了一些尝试,收到了良好的教学效果.例如,根据中学生爱类比的心理特点,利用学生已有的某些知识,一上课就由这种知识类似地推出另一种新知识;根据中学生对周围事物易作直觉思维的心理特点,一上课就举出学生熟知的生活实例,归纳概括出所学新知识;根据中学生爱争论的心理特点,一上课就给出一定的问题,让他们充分讨论、分析和综合得出结论;根据中学生好奇的心理特点,一上课就提供一些材料,让他们观察、思考,充分发现和解决问题等。
教师要善于挖掘素材,自觉为学生提供训练思维的机会,对学生思维中蕴藏着的智慧萌芽,要倍加爱护,并积极引导,在教学中应打破“老师讲,学生听”的习惯,变“传授”为“探究”,充分暴露知识形成的过程,促使学生以探索者的身份去发现问题,体会到自己“思维的成果”和“思维的快乐”。
三、恰当设置问题,培养思维能力 亚里士多德精辟地指出:“思维从问题、惊讶开始”,为了培养学生的思维能力,古今中外的教育家无不注重启发性问题的设计,教学实践表明:课堂上,教师提出问题的角度、层次和要求与培养学生思维能力的程度密切相关.因此,作为数学教学,必须根据学生的认知水平、教材内容、课型要求等提出不同的问题,从多方面培养学生的思维能力。
1.设置适度性问题,培养学生敏捷思维能力。学生的思维是否敏捷,一条重要因素就是看教师在教学过程中设计的问题是否适度,这里所说的适度,就是指设计的问题符合绝大多数学生的认识水平,如果教学每节内容都能设计出适度的问题,就会激发学生的学习兴趣,诱发他们的学习动机,思维的积极性也就会自然产生,教师再辅之以恰当的启发点拨,久而久之,学生的思维也就会越来越敏捷。
2.设置比较型问题,培养学生求同思维能力。人们认识事物是从区分事物开始的,而要区分事物,首先就得进行比较,有比较,才有鉴别,没有比较,人类的任何认识活动都是不可思议的。比较型的问题,与培养学生求同思维能力密切相关,这是因为,求同过程是从彼此相关联的大量具体材料中抽出规律性结论的过程,从各种材料中寻求共同点的过程.因此,设计一些比较型的问题,能够培养学生思维的求同能力。
3.设置开放型问题,培养学生发散思维能力。在数学教学中,应鼓励学生敢于设想,大胆创造,标新立异,独树一帜,随时注意多方位思考,变换角度思维,使他们思路开阔,处于一种主动探索的心理状态,通过活跃的思维达到求异、求佳、求新,具体做法是:除有计划有目的地设计一些一题多解、一题多变、一题多用等问题培养学生全方位多层次探索问题的能力之外,还应设计一些开放型问题,通过寻求问题的结论或条件或某种规律,来发展思维,培养学生的创造精神。
4.设置互逆型问题,培养学生逆向思维能力。学生思维的发展总是相互联系,相互促进的,判断一个学生思维能力强不强,依据之一就是考察学生逆向思维能力灵活不灵活,因此,要大面积提高数学教学质量,就必须研究如何提高学生整体逆向思维能力,我们在教学每一节内容时,除了向学生进行一定程度的正向思维训练外,还应不失时机的设计逆向性的问题,培养学生的逆向思维能力,教会学生从一个问题的相反思路上去思考,或者从一般思路的相反方向去思考,探求解决问题的方法和途径,使学生的正向思维、逆向思维发展相互促进。
5.设置迷惑型问题,培养学生批判思维能力。心理学研究表明:中学生思考问题,条条框框少,思想束缚性小.他们敢于怀疑成人的意见,敢于对书本上的知识提出质疑,并能批驳别人的见解,尖锐地提出自己的意见,但是他们的“批判”往往是片面的、幼稚的,甚至是错误的,为了使他们的“批判”思维趋于成熟、全面、正确,教师应机警地适时地设计一些迷惑型问题,迷惑学生.教学中,认认真真的出错,诱使学生“上当受骗”,展开争论。
总之,数学教育的意义在于培养人的数学观念和数学思想,数学教学应是数学思维活动的教学,“授之以鱼,不如授之以渔”,作为一名数学教师,要根据学生的知识水平、认知规律、教材内容等,积极引导学生思维,教会学生思维,培养真正适应社会发展的高素质人才。
参考文献
篇3
一、积极引导学生参与教学活动,启动思维
1.创造条件让学生亲自动手操作,启动动作思维
动作和思维导出是两个不同的概念,但又紧密相连。学生善于模仿,总爱亲手做一做,这是积极因素。教学中要充分发挥、利用这一特点,使之在动中思维得以训练。如,在教学“读数和写数”时,教师用计数器表示出某数,让学生读和写这个数,他们都跃跃欲试,这时让学生亲手做一做,就恰到好处了。教师说出一个数,让学生在计数器上表示出来,然后写出这个数,学生既感兴趣又学到了知识。
2.培养学生的观察能力,从而启发学生的形象思维
观察是学习中采用的方法,通过观察能获得解题思路,观察能训练和培养思维能力,尤其对图形的观察更加重要。教材中的图表特别要认真观察,有利于学生形象思维的培养。
3.训练学生的表达能力,从而启动表象思维
学生思维能力的高低,常常通过语言表达出来,而加强语言训练又能发展思维。特别是刚入学的儿童,语言区域狭窄,缺乏数学语言,并且语言也不规范、不准确、不完整,心里想说的也不能充分表达出来,但具有善于模仿的特点。所以,培养学生数学语言表达能力要注意循序渐进,逐步提高要求。对于教材中的插图,让学生观察图画后,说出一句完整、准确的数学语言。只把图意说出来,切不可超标准、超负荷地要求学生。如有一幅图,一个盒子里装有12个乒乓球,拿出4个,让学生观察后回答:盒子里原来有几个乒乓球?拿出几个?盒子里还有几个?然后连续回答这些问题。在应用题教学中,要训练学生说一段逻辑性较强的话,说出解题的全部过程,使学生随着语言表达能力的提高,启动了借助事物的表象进行思维的能力。
教学实践证明,调动学生的多种感官参与教学活动,使这些感官有机结合起来,不仅能使学生积极参与学习,而且还能启动学生的思维,最大限度地开发学生的智力。
二、教学中要注重处理好直观性和抽象性的关系,积极发展学生的思维能力
1.协调好小学生在掌握知识的不同心理环节中直观与抽象的关系
学生要真正掌握所学的知识,必须由理解、巩固和运用三个主要心理环节组成。而小学生的认知方式,首先要借助于直观获得新的感知,形成一定的表象,还必须经过思维的细加工,抽象概括出事物的本质特征,揭示出事物内在联系和规律,尤其是低年级阶段的抽象思维多是经验型的,依赖于直观和形象。在教中必须协调好直观与抽象之间的关系,促使学生的思维得以训练和培养。如,在教学“三角形的认识”时,首先让学生认识各种三角形,以实物为基础,在观察中了解三角形的基本特征,从而在脑子里产生出三角形的概念,即“由三条边围成的图形叫三角形”,再通过实例、图形等容易得出锐角三角形、直角三角形和钝角三角形的概念。
2.教学中要注意认知发展的不同学龄段的直观与抽象的关系
随着学生年龄的增长,年级的升高,思维的形式也有所不同,形象思维的过程日渐缩短,抽象逻辑思维能力逐渐增强。当然,因为各种能力的不同,在实践中就要根据学生的接受能力和教学内容的难易程度,合理调配直观与抽象的比重。如,教行程问题中的相遇、追及等问题,用演示器来表现就容易理解,如果让两名学生各扮角色来表演就更形象逼真了,学生容易接受。
三、教给学生解题的方法,培养学生的思维能力
1.教给学生“综合法”,培养其推理思维能力
这种方法是解答应用题经常用到的,也就是要弄清题中条件和问题,由已知条件出发推理到所求问题。如“一辆汽车3小时行了114千米,5小时行了多少千米?”由已知求出一小时行了多少千米,进而求出5小时行了多少千米。
2.教给学生“分析法”,培养其逆向推理的思维能力
顺向思维训练固然重要,但逆向思维的训练与培养也不可忽视。因此在教学中要注意逐步培养与训练。也就是从问题出发,逆向推理到所给的已知条件。如“红花15朵,黄花比红花多3朵,粉花比黄花朵5朵,三种花一共是多少朵?”从问题入手,要求出三种花一共多少朵,就要先求出每一种花多少朵,黄花为(15+3)朵,粉花为(15+3+5)朵,红花为15朵(已知),这样解题为:
15+(15+3)+(15+3+5)
3.教给学生“分析综合法”,培养其灵活多变的思维能力
篇4
关键词: 英语思维能力 特点 效应 做法
语言和思维是直接联系起来的,两者是一个不可分割的整体,英语和其它语言与思维直接联系的程度一样。学习英语要与思维直接联系,教师在教学中要注重培养学生用英语思维的能力。
一、英语思维与语言之间关系的一种错误认识
有人认为,语言与思维统一的原则只适用于母语,不适于英语,英语与思维只有通过母语间接联系。这其实是一种误解。苏联的别利亚耶夫(B.V.Belyayev)说过,“如果用外语进行思维和用本族语进行思维不同,那么就不可能把外语翻译成本族语。但是,事实上是能够将外语译成本族语的。这就证明,同一种思想是能够用不同的语言手段来表达的。由此可见,用外语进行思维与用本族语进行思维并没有什么不同。这就是说思维的确有它的共性,只是语言模式不同而已”。一个人在学习英语时,用不着用另一种语言进行思维,可以直接用英语思维。当然有时用英语进行思维的过程慢于用母语思维,这主要是因为还没有掌握英语。“假如一个人精通外语的话,那么,在他的本族语言语反应时间和外语言语反应时间之间就没有什么本质的区别。但是,当一个人还没有很好掌握外语时,在他的外语反应过程中,减慢现象却是显而易见的”。
由此可见,学生只有掌握了英语,才能真正用英语进行思维。反过来,学生用英语进行思维将有助于掌握英语。那么,在实际的英语教学工作中,教师该如何培养训练学生的英语思维能力呢?为此,我们首先应该弄清楚英语思维能力训练过程的特点。
二、英语思维能力训练过程的特点
英语思维能力的提高是一个循序渐进的过程,教师在教学过程中要注意遵循训练的科学性、系统性和阶段性。只有这样,思维能力的提高才会收到事半功倍的效果。
系统性首先表现在对英语语音、语法、词汇的系统思考;其次是把英语同汉语联系起来进行比较、区别;再次是对英语内部的词汇之间、语法之间和语音之间的比较。通过比较,把所学的各个部分、各个项目、各个词句联系起来,便于记忆,又便于运用。
思维训练的阶段性,包括语法学习、词汇学习、写作、阅读几个方面。就词汇学习而论,初期注意力主要集中于本义,思维训练以概念为主;再后,注意兼顾转义,思维训练也要兼顾推理。此外,在学习的初期和中期,写作和作文带有模仿性,所以思维训练是以求同思维或同向思维为主,而在学习的后期写作要具有一定的创造性,思维训练自然也就应顾及求异思维或逆向思维。同样,在学习的初期,阅读以精读为主,思维活动突出分析,而以后泛读越来越多,在思维活动中综合性也就越来越突出。
三、英语思维能力提高后产生的效应
随着英语水平的提高,思维水平也会提高,思维能力会越来越灵活和全面。这时遇到英语表达方式不同于汉语的地方,就会见怪不怪,觉得也不是没有道理。例如:汉语说“闲人免进”,英语说“Staff Only”(只限本处职员,其意思的另外一面就是“闲人免进”)。还有如:We sat reading all the evening.此句从表层来看,初学者可能会译成“整个晚上我们是坐着看书的”,但这句的内涵是“整个晚上我们都坐在那里看书”,而不是看电视、下象棋。另一句:You look pale.Don’t tell you’re sick again.从表层上看,好像可以译为“你脸色苍白,别告诉我你又生病了”。这里的“don’t tell me”当“莫非”、“难道”讲。又如:Tom,don’t tell me you are out of job.(汤姆,难道你失业了。)
四、如何提高学生的英语思维能力
对于“如何提高学生的英语思维能力”这一问题,胡春洞先生在书中提出了“4+1+1”学习法,即“在英语学习中,实行多读、多听、多说、多写的同时,再加上多背和多思,持之以恒,就会功到自然成”。张庆林对如何培养英语思维能力也提出了自己的独到的见解,同时介绍了几种著名的思维训练教程。如:柯文顿(Covington)编写的创造性思维教程(Productive Thinking Program)、费厄斯坦(Feuerstein)创编的《工具丰富教程》(Instrumental Enrichment Program)、鲁宾斯坦(Rubinstein)的《问题解决模式》(Patters of Problem Solving)等。根据这些思维策略,结合思维训练过程的特点,特拟定以下几点培养、训练学生科学的英语思维能力的具体做法。
1.培养学生具有强烈的事业心和求知欲。强烈的事业心和求知欲及善于思考是发展思维能力的首要条件。作为学生,他们虽然现在还不是高科技人才,但会是未来的人才,要善于把今天的学习同未来的事业结合起来,敢于思考,善于思考。一个懒惰、怕动脑筋的人,思维能力是不可能得到很好发展的。
2.培养学生独立思考的能力。思维能力是人们在独立思考过程中发展起来的。学生处在长知识阶段,一定要善于独立思考,多问几个为什么。因为思维能力的提高不是靠外界因素的刺激,而主要靠主观的努力,教师在英语教学中要鼓励学生发表自己的意见,启发学生独立思考。
3.加强语言修养。英语语言修养可促进英语思维能力的发展。这里所说的语言修养主要是熟练地掌握某一种语言和灵活运用某种语言。一个语言修养很差的人,他的思维能力也不会很高。语言一定要有高度的精确性、易解性、系统性和生动性。
4.自觉地运用逻辑思维。在英语教学过程中,教师要培养学生养成逻辑思维的习惯,多看一些逻辑性较强的书籍,讲话、写文章都要注重逻辑性,不要前后颠倒,语无伦次,相互矛盾。不要仅仅只是罗列现象,要善于揭示事物的本质和规律。
5.善于思考,富于创造。学生们一般阅历较浅,但随着自我意识的发展和阅读的丰富,一定要表现出独立的思维能力。教师应教育学生对于已有的结论不要盲从,要有自己的独特见解;要善于争论问题,要敢于想象、富于创造。
五、结语
总之,在英语教学中培养学生用英语进行思维的能力是英语教师的重要职责之一,尤其是在当今知识经济时代,科学技术和科学思潮的发展以及我国建设有中国特色社会主义现代化的战略任务,需要培养出一大批具有科学的英语思维能力的高水平科技人才。我们应该积极地学习和运用这种方法,提高学生的英语水平,达到学习语言的目的,从而提高教学质量。
参考文献:
[1[Belyayev,B.V.The Psychology of Teaching Foreign Languages.Oxford:Pergamon Press,1963.
[2[别利亚耶夫著.马涤尘等译.外语教学的心理基础.新疆大学出版社,1994.
篇5
【关键词】初中化学;解题思维;逻辑推理;探究性思维;发散性思维;讨论
一、联想拓宽思路,培养学生的比较归纳思维能力
对相似或相近事物的特征进行联想可以有效地锻炼学生的比较归纳思维能力,是拓宽初中生化学解题思路的重要方法,一般可以通过以下几种方法来开展联想,首先是对所学到的新知识与以前接收的旧知识进行相似联想,寻找新旧知识点之间的相似或相同之处,以便于在对旧知识点加深记忆和理解的基础上更加容易消化和吸收新学到的化学知识;其次是对相关知识进行整理提炼,分析比较其知识点之间的关联性,从而对相关联新旧知识点进行归纳总结和理解巩固;最后是通过新旧知识点的差异性来比较和加深对新学到的化学知识的理解,总之,利用联想学习方法可以有效拓宽学生的化学解题思路,帮助学生更加容易找到化学解题方式和方法,同时对于培养学生的比较归纳思维能力十分有效。例如:由氧化联想到碳化、风化等相关知识点,由一氧化碳的可燃性和还原性联想到具有相似现象的氢气还原性及可燃性;通过氧化反应与还原反应、分解反应与化合反应等相反化学机理来加深相关知识的记忆和理解。加强学生比较归纳思维锻炼,将有利于提高学生的初中化学解题能力。
二、定性加定量,培养学生的逻辑推理思维能力
化学是一门十分严谨的学科,需要学生在解答化学试题时,运用较强的逻辑推理思维能力来对化学问题进行定性分析和定量试验研究,教师在初中化学教学过程中就需要正确引导学生的逻辑思维,根据问题的已知相关信息来推断问题的设计目的和命题方向,最终寻找到正确的解题思路和方法,这样不断进行定性推理和定量推理的分析和训练,将较大程度上提高学生的逻辑推理能力。初中化学解题中的定性推理主要是通过对问题现象、特征变化、反应过程等进行细致的观察,进行层层分析和推理,最终得到较为完整的所需结论,然后通过相关试验来进一步验证推理所得到的结论,确定相关结论的科学性、严谨性及正确性。定性推理分析主要是通过化学实验来开展的,在对试验现象和特征抽象、分析的基础上来提取出事务的本质,很多化学推断题、图框题、实验题、数据分析题都是运用定性推理思维模式进行解答的。定量推理区别于定性推理的地方在于它是由已知具体数量的信息来进行运算和推理,并联系各信息量与命题的联系,结合定性推理对问题的要求进行综合判断,寻找解决问题的切入点,最终得出正确的结论。化学试题的计算题和判断题形式主要应用的就是定量推理思维能力。
三、遵循科学,转换思维角度,加强学生的有序思维和逆向思维能力训练
初中化学试题都是遵循客观存在的科学原理来设置的,符合科学发展客观规律,学生在思考和解决初中化学问题的时候需要注意遵循科学规律,按照特定的线索以及一定的解题顺序和步骤来探究试题的本质,积极应用有序思维能力考虑问题,并遵照常规的具有普遍规律的解题思维顺序来进行问题的解答,同时练习并强化学生的有序思维能力,帮助学生熟悉掌握基本的解题思路和方法。教师在初中化学教学过程中要注重对学生逆向思维能力的训练,这样有利于学生的全面能力的提高,并且帮助学生建立转换思维角度考虑问题的意识,因为有些化学问题通过正向思维虽然可以得到最终结果,但是过程繁琐并且复杂,影响初中化学解题效率,引导学生灵活改变思维方式从逆向角度来看待和分析问题常会起到事半功倍、柳暗花明的效果,同时对于打破传统思维束缚和加强思维灵活性具有重要的意义。
四、通过开放性习题的练习,训练学生的发散性思维能力
为进一步提高同学们初中化学的解题思路和解题能力,并有效推进初中化学课堂的教学质量和教学成效,化学教师必须向学生们布置大量的开放性化学习题,通过开放性习题的练习,训练学生的发散性思维能力。大家都知道,开放性习题具备材料新颖性、解题方式灵活性与答案多样性等诸多特点,这就要求学生必须摒弃循规蹈矩、人云亦云的学习习惯和解题思路,大胆创新、勇于创造,积极探索出创新性的解题方法。每一个学生的能力不同,思考问题的角度也存在一定的差异性,那么,每一位学生的初中化学解题思路也必然存在迥异性,化学教师必须及时认可并鼓励学生在化学解题过程中的多样性和创新性,进一步激发同学们的创新精神和求知欲,进而大大拓展学生的知识面,全面提高学生的思维能力。
五、创设新颖、有效的化学教学实境,激发学生的探究性思维
众所周知,初中化学是一门具有较强探究性的实验学科,化学教师在课堂授课过程中需要立足于学生已有的知识水平,精心设计新颖、有效的化学教学实境,进一步激发学生的探究性思维,培养学生思维的敏捷性与广阔性。一方面,化学教师在课堂授课过程中,必须一切从生活实际出发,寻找化学教学的探究点。化学教师可以引导学生善于发现生活中显而易见的化学实例,将生活中的化学实例真正引入到课堂教学过程中,激发学生的好奇心和求知欲,培养学生对于化学的探究兴趣。化学教师可以引用现实生活中常见的制作松花蛋的实例,极大地激发学生的活跃思维和认知欲望。另一方面,化学教师还可以创设悬疑、新颖的化学教学情境,运用提出问题的课堂授课导入方式,进一步激发学生的学习兴趣和欲望。化学教师可以导入“松花蛋蘸醋吃鲜美可口”这样的化学情境,让每一位同学真正参与到化学课堂问题情境的过程中,从而展开一系列激烈的课堂讨论,促使同学们产生强烈的探究望,进一步激发学生的探究性思维。
参考文献:
[1]叶永珍.初中化学解题能力训练方法[J].内江师范学院学报,2005,(S1).
[2]徐庆贵,李方荣.初中化学计算题巧解方法举隅[J].考试(中考版),2005,(02).
[3]罗小敏.初中化学思维训练中问题设计的策略[J].成都教育学院学报,2009,(06).
篇6
关键词:高中;地理教学;创造性;思维能力
前言:思维的创新和提高是高中地理教学中的重点工作。高中学生的学习结构基本已经确立,在针对一些理科学科类有关的学科,学生的创新思维占据了优势。更因为地理所属于文科类,相比较理科类学生的数学、物理等学科中的发散思维能力较差,因此,地理教学中,应该着重培养学生的创新思维。
一、高中地理思维能力的类型
高中地理的思维能力培养主要应该分为三种类型,空间思维能力、逻辑思维能力和创新思维能力。高中学生的思维模式还在建立的过程,可以加大培养力度,为日后的大学学习或社会实践增加创新能力。空间思维能力是指地理教学中涉及到的地理时间的空间分布和结构差异、空间的联系和空间运动变化规律等,对空间的思维能力具有分析、概括和评价的能力;逻辑思维能力又被称作为抽象思维能力,是对地理实物的分析、比较、抽象概括、判断、推理等科学的逻辑方法表达出自己的思维想法的能力;创新思维能力是指在学习地理课程时,能够对问题进行创新、对问题具有创造性思考方式和创新解决问题的能力,这是一种脑部智力的活动体现。
在教学过程中,教师应该注重培养学生思维的创造性,思维创造又分为集中思维与发散思维、逻辑思维与直觉思维、抽象思维与形象思维的相结合。
二、高中地理教学中创新思维能力的培养
(一)空间思维能力的培养
教师需要加强学生地理知识的学习能力,潜移默化的构建学生心理的地图,增强空间意识。学习地理的学生必然需要构建一个心理地图,这是学习地理的重要工具。教师需要带领学生对地图进行详细的了解,让学生具备较高的地图识读能力和运用能力。从地理表象、各类地图的三维效果、人口分布等在思维中构成图像,心理地图的形成是积累的过程,不能急于求成,要反复的观看并加以运用,这是培养学生空间思维能力的关键所在。直观的思维培养,可以借助工具来进行演示,帮助学生方便理解、建立直观的空间思维[1]。
在教学过程中,通过提问的方式来锻炼学生的空间思维能力,地理教学中经常出现一些依靠想象形成的问题,这能够进一步激发学生对地理的学习兴趣。
(二)逻辑思维能力的培养
课堂教学中可以分为逻辑思维和非逻辑思维教学,逻辑思维是正常的讲授、学习,学生的学习结构便是逻辑思维的一种体现方式;非逻辑思维是不按照现有结构进行思考、分析事物,在两者之间隐藏的内容进行推导的一种思维方式,因此,逻辑思维相比非逻辑思维,较难获取突破性的创新。
在培养逻辑思维能力的同时,教师需要帮助学生对知识的特点、规律进行总结和归纳,在遇到新问题时通过已有的学习结构,从规律中找到问题、方法。因此,在地理教学中,教师需要将地理时间准确的分析和讲述,利用明确的本质特征,在基础之间进行各要素的联系,并加以概括。教师还需要培养学生的推理归纳能力,推理是从一个或者多个已知判断中创新出来新的判断的思维形式,从问题条件到推理结果,从中寻找事物因果关系的过程[2]。
(三)创新思维能力的培养
创新思维的培养方式应该基于激发好奇心和求知欲望之上,学生具有好奇心和求知欲才能在平常事物中以创新思维发现问题。创造性的问题是创新思维能力的重要组成因素。好奇心也可以通过学生进行挖掘,能够变成学习的动力,学生在学习过程中带着好奇心和求知欲才能从创新思维中得到能力提高,教师将这种好奇心和求知欲加以正确的引导,将创新思维能力维持的更持久,从而培养创新思维能力[3]。
教学过程中,教师不仅需要培养学生的创新思维,还应该激发、扩展学生的创新思维。在地理教学中,提出创造性的问题,再加以各种思维训练来培养创新能力。思维的训练应该在以下几方面:①逆向思维的训练;②思维流畅性的训练;③求异思维的训练;④灵活性思维的训练;⑤发散性思维的训练。对于这几方面的思维训练,教师需要集中训练并强化训练的过程,保证学生的思维得以升华[4]。
地理课堂中学习到的知识并不能够达到全面性,因此,教师应该多加组织并且参加课外活动,在课外活动中,利用地理墙报、模型制作、气象预测、环保等方面的组建,让学生的思维能力得以创新,并能够增强学生的文化知识、丰富学生的情感,从而促进学生的地理创造性思维能力的构成。
地理课程中的创造性思维是学生学习地理知识最基础的能力,教师应该围绕地理的逻辑性、思维性,将地理的教育当作一个不断提高学生综合素质的方式,对于培养出的创造性思维能力加以运用,提出创新性问题并得以解决,这样才能够全面、彻底的培养学生的地理知识[5]。
结论:综上所述,地理教学中的创新性思维能力有助于地理知识的学习,创新性思维具有空间思维、逻辑思维和创新思维三种思维能力。在学习中,结合创新思维训练将地理知识得以贯穿,构建学生的学习结构,使高中学生的创新思维能力得以明显提高,对日后的大学学习和社会实践都具有一定的帮助。
参考文献:
[1]陆玲.挖掘学生美术思维“火花”――在高中美术教学中培养学生的创造性思维能力[J].新课程导学,2014,03(06):15.
[2]郑浩然.我的一节地理课――地理竞赛课《设计旅游活动》教学反思[J].教育教学论坛,2014,02(12):110-111.
[3]纪懿芯,林媚珍.高中地理教学中存在的典型问题及对策探微[J].课程教学研究,2014,02(02):51-54.
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在学生合作学习的过程中,我始终参与其中,关注他们合作的进程和出现的问题,平等地和他们交流,给他们建议,给他们启示,积极加以引导。教师作为一名特殊的学习伙伴,他应当是更优秀的“学习性他者”,学生合作过程中,教师只有最大限度的收集信息、提供适时帮助和指导,才能更有效地关注学生合作学习后对问题的解决。
引起中学生数学应用意识和能力差的原因
1、对数学的价值认识不足。
“科学技术是第一生产力”,“科学技术的基础是应用科学,而应用科学的基础是数学”。这一论述揭示了数学在生产力中的巨大作用。数学作为从量的方面处理现实世界中各种关系的科学,当然也要处理有关生产关系的问题。这就是数学的价值。但由于历史的影响,教师们在过去的教学中过份强调数学的逻辑性、严谨性、系统性和理论性,宁可一遍遍地去重复那些严谨的数学概念、讲授那些主要为解题服务的技巧,却很少去讲数学的精神、数学的价值、数学结论的形成与发现过程、数学对科学进步所起的作用等等内容。这使学生对数学的认识片面化、狭隘化,比如许多学生就认为“数学不过是一些逻辑证明和计算,”甚至认为“数学只是一个考试科目。”
2、用数学的意识差
用数学的意识,简言之就是用数学的眼光,从数学的角度观察事物、阐释现象、分析问题, 意识是一个思想认识问题,也是一种心理倾向,其重在自觉性、自主选择性,它需要在较长时间中通过一定量的实践才能形成。我国旧的数学教育内容的选择,由于受苏联模式的影响,以在体系结构上追求严格的理论推导和论述为主的“理论型教材”占多数。课程内容的选择在极大程度上反映了数学应用的程度和水平,理论型教材对实施数学应用教育是极其不利的,这是造成学生缺乏、甚至是逐渐丧失应用意识的主要原因。显而易见,学生在学习与社会实践中缺乏用数学的自觉自愿,又何从谈起用数学解决问题。
数学教学需要培养学生很多种能力,包括运算能力、判断能力、定量思维、提炼数学模型能力、对数学解的分析能力、空间想象能力和逻辑推理能力等,这些都是逻辑思维能力的具体表现。逻辑思维能力是指按照逻辑思维规律,运用逻辑方法,来进行思考、推理论证的能力。数学中逻辑思维能力是指根据正确思维规律和形式对数学对象的属性进行分析综合、抽象概括,推理证明的能力。逻辑思维能力是学生数学能力的一个重要内容,这是由数学的极度抽象性决定的。逻辑思维能力的培养,主要通过学习数学知识本身得到,而且这是最重要的途径。因此,在传授数学知识过程中,教师要严格遵守逻辑规律,正确运用逻辑思维形示,作出示范,潜移默化是培养学生逻辑思维能力的宽广途径。
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论文摘要:数学思维是人脑和数学对象(空间形式、数量关系、结构关系)交互作用并按照一般思维规律认识数学内容的内在理性活动。数学知识具有严谨性、抽象性和系统性。数学的直觉思维是人的感性认识到理性认识的过程,是数学分析思维的基础。本文就中学数学直觉思维的培养进行了探讨。
数学思维是人脑和数学对象(空间形式、数量关系、结构关系)交互作用并按照一般思维规律认识数学内容的内在理性活动。数学知识具有严谨性,抽象性和系统性。数学的直觉思维是人的感性认识到理性认识的过程,是数学分析思维的基础。下面我从四个方面入手谈谈中学数学直觉思维能力的培养。
1.直觉思维的内容及在数学教学中的特点
能力是顺利完成某种活动所必需的并直接影响活动效率的个性心理特征。数学能力是人们在从事数学活动时所必需的各种能力的综合,而其中数学思维能力是数学能力的核心。思维是人脑对客观事物的本质和规律的概括的和间接的反映过程。人的思维过程包括直觉思维和分析思维。直觉思维是人类思维的重要形式,是创造性思维的基础;直觉思维是未来的高科技信息社会中,能适应世界新技术革命需要,具有开拓、创新意识的开创性人才所必有的思维品质。由于数学知识的严谨性、抽象性和系统性的特点,数学思维就是人脑和数学对象交互作用并按一般的思维规律认识数学规律的过程。现代教育重视能力的培养,主要要求学生在数学学习中学会观察问题、发现问题、提出问题、探究和解决问题。可见直觉思维在中学数学教学中具有重要的地位和作用。
2.直觉思维在数学教学中作用
数学思维实质上就是数学活动中的思维,而中学数学的思维是直接发展学生的思维能力的途径。我们现阶段的整个数学体系以知识的逻辑展开为线索,在理论课中力求逻辑思维的科学性、严谨性,知识结构的系统性,这有利于学生系统地理解和掌握学科的基本知识及其联系,也最大程度地训练和培养了学生的逻辑思维能力,提高学生的科学素养。如果从培养学生的能力入手,数学中的逻辑思维显得太枯燥乏味,直接影响学生的学习情趣,使得学生学习数学失去动力,这使得提高学生数学思维能力成为一句空话。所以在重视学生的逻辑能力的同时,必须注意培养学生的观察力、直觉力、想象力,特别是直觉思维能力。直觉思维是在实践经验的基础上,对客观事物本质和规律的一种比较迅速、直接的综合性的认识和敏锐的选择能力,在思维过程中常常表现为一种突发性、飞跃式的直接理解。直觉思维不是那么严密、条理清晰、因果分明,它在某种启示以及由此直觉得出的结论之间并没有逻辑关系,甚至说不出任何缘由,是一种富有创造性的思维方式。逻辑思维的培养主要立足于“分析问题、解决问题”,而直觉思维的培养有助于“提出问题、独辟蹊径”。数学中的直觉思维是直观与灵感的统一、猜想与推理的统一、理论与实际的统一,它是实用数学的基本思维方法。
3.培养学生的数学直觉思维能力
数学最初的概念都是基于直觉,数学在一定程度上就是在问题解决中得到发展的,问题解决也离不开直觉。数学直觉是具有意识的人脑对数学对象(结构及其关系)的某种直接的领悟和洞察。培养直觉思维能力是社会发展的需要,是适应新时期社会对人才的需求。数学直觉思维的培养应该是多方面多渠道的,它需要学生具有广博的知识、丰富的联想、恰当的类比、合理的延拓及标新立异的勇气和胆识。所以说在中学数学中培养直觉思维能力是教学中的主要任务。
首先,要打好基础,形成合理认知结构是产生直觉的源泉。只有掌握好数学的基础知识和基本结构,举一反三、触类旁通,才能有助于学生的思维由单向型向多向型转变,有助于学生抽象思维与形象思维相结合、正向思维与逆向思维相结合、会聚思维与发散思维相结合,形成立体的网络思维,从而获得直觉的判断和联想。
其次,在教学中要有意识地训练学生的直觉思维,要善于通过分析知识之间的逻辑联系、分析多种假设之间的差异和对立,把有待探索的问题展示在学生面前,激发学生探索数学理论的兴趣和愿望,培养学生发现问题。再根据学生的知识水平,选择恰当的内容,有意识地训练学生从整体出发,用猜想、跳跃的方法直接而迅速地找到解决问题的方法和答案,鼓励学生寻求“一题多解”,归纳“多题一解”,鼓励学生敢于向书本、教师质疑,挑战各种问题。
第三,在解题训练中要加强学生的直觉思维,在解题训练中更应该让学生发挥他们的直觉思维。这就要求教师转变教学观念,把主动权还给学生。对学生的大胆设想给予充分肯定,对其合理成分及时给予鼓励,爱护,扶植学生的自发性直觉思维,以免挫伤学生直觉思维的积极性和学生直觉思维的悟性。教师应及时因势利导,解除学生心中的疑惑,使学生对自己的直觉产生成功的喜悦感。所以教师应采取积极鼓励的策略让学生运用直觉思维方法来解题,明确地提出把直觉思维直接运用在解题训练中,制定相应的活动策略,从整体上分析问题的特征。掌握换元、数形结合、归纳猜想、反证法等,渗透直觉观念与思维能力。
最后,在复习中要把握直觉思维的整体性,选择适当的题目类型,有利于培养、考察学生的直觉思维。在复习中做一些开放性问题的练习,对培养直觉思维很有效。开放性问题的条件或结论不够明确,可以从多个角度由果寻因,由因索果,提出猜想,由于答案的发散性,有利于直觉思维能力的培养。
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关键词:初中语文;教学;思维能力
一、明确教学目标,制订培养计划
初中语文课程教学应该是一项有目的、有计划的教学活动,思维能力的培养作为一项长期的过程,理应制订有效的培养计划。首先,初中语文教师要结合教学目标确定初中阶段的思维能力目标。其次,初中语文教师要结合思维培养目标选择具体的教学内容和方法,促进学生的思维能力得到提高。最后,初中语文教师要结合具体实际培养学生的知识迁移能力,训练学生的思维能力。例如,在学习《春》的时候,教师要引导学生理解小草偷偷从土里钻出来中的“钻”字的巧妙用意,通过想象理解和生活经验的结合,促进学生更好地理解和掌握教学知识。
二、创设教学情境,训练学生的思维能力
在初中语文教学中,创设良好的教学情境作为一项行之有效且运用得较为广泛的教学方法,对于提高学生的思维能力具有重要作用。首先,教师要创造平等民主的教学环境,平等地对待每一个学生,引导学生独立思考和想象,从而营造良好的学习氛围。其次,教师要引导学生展开自我提问。学起于思,思源于疑,提出疑问,善于发现问题是训练学生思维能力的重要方式。最后,教师要创设良好的问题情境,引导学生在问题情境中展开有效思考,实现思维能力的提高。例如,在教学《风筝》时,教师可以设置“文中这对兄弟为什么会产生矛盾,文中的嫌恶说明了什么,与讨厌有什么区别”等问题,通过引导学生思考和提出疑问,帮助学生有效训练思维能力,理解作者对风筝的厌恶态度。
三、结合课堂教学,教学生思维方法
语言思维能力的培养需要教师教给学生科学的思维方法,如观察法、分析综合法、比喻法、联想法、比较法、概括法等等方法的学习和掌握,可以有效推进学生语言思维能力的不断强化和提高。首先,教师可以教给学生观察法。例如,在七年级的《探索月球奥秘》综合性学习活动中,教师可以引导学生从不同的角度和顺序来观察月球,并写出观察心得和最终的观察报告,可以有效地培养学生的观察能力。
总之,在初中语文教学中培养学生的思维能力,教师要从制订教学目标、创设教学情境和教给学生思维方法几个方面出发,有效推进学生的思维能力得到提高。
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关键词:非计算机专业;计算思维;能力;培养策略;教学研究
1 计算思维
2006年3月,美国卡内基·梅隆大学周以真教授定义了计算思维:计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。它的提出引起了国内外学者和教育界人士的高度关注和重视,并从学术研究和教学研究层次上进行研讨和不断探索,分析了计算思维的基本涵义和基本特征,指明了计算思维能力培养的思路和教学改革的方向。2008年6月,美国计算机科学技术教师学会在网上了得到美国微软公司支持的《计算思维:一个所有课堂问题解决的工具》(Computational Thinking:AProblem-Solving Tool or Every Classroom)报告,对计算思维的基本涵义的理解进行了总结。英国计算机协会(British Computer Society,BCS)组织了欧洲的专家学者对计算思维进行研究并提出了欧洲行动纲领。中国科学院李国杰院士主持撰写的《中国至2050年信息科技发展路线图》认为计算思维是克服“狭义工具论”的有效途径,是解决其他信息科学技术难题的基础。桂林电子科技大学计算机与控制学院董荣胜教授对计算思维在学术层面上进行了深入的研究,中国科学院院士陈国良教授提出了计算思维能力的培养新思路和新模式。
计算思维是信息科学高度发展的产物,是新的概念。董荣胜教授等专家从学术研究角度针对计算思维进行了深入研究,清晰地阐述了计算思维的内涵,明确了计算思维的基本特征。那么,如何通俗、简单地理解计算思维,进而更广泛地推广,使其能被更广泛地接受和认可呢?文献给出了一个比较贴近生活且通俗的定义:计算思维是指受过良好训练的计算机科学工作者面对问题习惯采用的思维方法。面对同样的问题,具有良好数学思维者会习惯于考虑量之间的关系,建立数学模型(函数)来分析和解决问题;具有良好计算思维者习惯于设计流程图,借助计算机来分析和解决问题。计算思维能力培养的核心是要转变教育观念,从教学内容到教学方法与手段上将计算思维有意识地融入课堂教学中,潜移默化地培养学生构建基本的计算机文化素养的思维能力、学习能力和研究能力。
2 计算思维能力培养的现状
计算思维能力的培养是一个潜移默化的过程,需要在长期、系统地学习中积累而成,并不能通过一门课程在短时间内形成。高校计算机专业设置了成体系的、有助计算思维能力培养的课程,而非计算机专业并没有为此开设成体系的课程,往往只是在第一学年开设一或两门计算基础课程,这就对计算思维能力培养提出了挑战。陈国良院士、李廉教授等专家学者认为,计算机基础课程是训练计算思维的最重要且最好的课程。这样,非计算机专业计算思维能力培养的重任就落在计算机基础课程上。如何在有限的时间内,通过有限的课程教学来培养学生的计算思维能力就成了一个在计算思维能力培养教学研究中亟需解决的问题。当前,我国大多数高校中的计算机基础课程在计算思维能力培养方面还是无意识的,甚至是缺失的,没有重视学生计算思维能力的提高,片面和过度地强调计算机应用技能的提高。学习过程就是学生机械模仿教师操作步骤的过程,教学中没有启发学生独立思考和领会计算机科学的精髓。在这种情况下,课堂上的教学内容主要就是将计算机当作一种工具向学生介绍并讲解其应用方法,学生会因为枯燥的演示及简单操作而轻视该课程的教学内容,失去学习兴趣,导致最终的学习效果与预期落差较大。
计算思维能力培养最终还是要以课堂教学为着力点,在教学活动中实现计算思维能力的逐步提高。笔者从教学研究角度探讨如何在有限时间内通过有限的课程培养学生初步的计算思维能力。
3 计算思维能力培养策略
计算思维能力涵盖了基于计算机科学基本概念、方法和思想的思维能力、学习能力和研究能力,不仅要能够应用计算机科学的基本概念、方法和思想去分析和解决问题,还要能够运用其去自主学习和开拓性地研究。对于非计算机专业,在教学中不仅要突出计算机科学基本概念、方法和思想的理解,更要教会学生运用已学的概念、方法和思想去开展后续的学习。学生掌握了这些知识并具备了自主学习的能力才能在后续的学习和实践中体会计算思维的本质,并将其内化于思维中进而逐步形成计算思维。在课堂教学方面,采用什么样的策略来促进学生有效地形成计算思维是计算思维能力培养的焦点。
3.1 突出计算机科学基本概念、方法及思想的理解
计算思维的本质是抽象和自动化。只有掌握了计算机科学的基本概念、方法和思想这些抽象的内容,才能理解计算思维的本质,才能在实际应用中习惯性的运用其解决问题。非计算机专业开设的计算机课程较少,要想培养学生的计算思维能力,首先要培养学生运用计算机科学基本概念、方法和思想自主学习的能力。因为受到课时和教学内容的限制,很多内容需要学生自主学习,具备自主学习能力才能学习和掌握到更丰富、充实的知识,从而构建完整的计算机科学的知识体系。在完整的计算机科学知识体系基础上,从全局高度理解计算机科学的精髓,更有利于计算思维能力的形成。
在教学中突出计算机科学基本概念、方法及思想的理解,相当于将计算机科学的一般规则传授给学生。学生掌握了这些一般规则后能更容易地去解决实际应用中的复杂问题。相反,如果在课堂教学中将计算机作为一种工具去灌输,学生的视野也将局限于应用计算机去实现某些具体的任务,从而对来自交叉学科的复杂问题望而却步,更谈不上在自主学习能力基础上形成计算思维能力。
在计算机科学基本概念中,变量是最基本的概念。对变量概念的理解是学习计算机科学最基本的要求,否则学生无法开展后续自主的学习,更谈不上更深层次地理解计算机科学的精髓。笔者在教学过程中发现,相当一部分学生在学习计算机基础知识时感到困惑,换句话讲,就是没有入门。学生自己的认知与课本内容不一致,往往强迫自己去认同课本上观点或者死记硬背知识点,造成虽然也很努力地学习但总感觉“飘”在课本上的现象。长期这样的累积造成学生学习负担很重,失去学习兴趣。究其原因就是基本的概念没有掌握,很多学生刚开始学习计算机科学时总是拿数学思维来套用,造成理解上的偏差并形成困惑。例如,在变量的理解上,总是习惯地运用数学思维从数学角度去理解和认知变量,而忽略了计算机变量的本质。变量的定义是:“在程序运行过程中可以改变值的量。”理解变量时不仅要理解变量名、变量值及变量地址的含义,还应理解变量表达式与数学等式的区别。变量表达式代表计算机执行的某个行为,数学等式代表一种状态(某个量与其他量是相等的)。例如,数学等式f(x)=ax2+bx+c,表示f(x)与ax2+bx+c是相等的;计算机科学的表达式:
t=a;/*第1步:变量a的值赋给中间变量t(备份变量a的值);*/
a=b;/*第2步:变量b的值赋给变量a,变量a原来的值被覆盖;*/
b=t;/*第3步:中间变量t的值(变量a的原始值)赋给变量b*/
功能是实现变量a、b值的交换,执行过程见图1。理解诸如这样的基本概念能帮助学生跳出惯性思维,养成计算思维习惯。
3.2 基本技能掌握与计算思维能力培养有机结合
当前,高校非计算机专业计算机基础课程教学的基本指导思想是:以实践性和实用性为原则,突出应用、强化技能。在教学过程中将计算机作为一种实用工具,重点讲解计算机软、硬件的使用方法或操作步骤。这种将计算机作为工具的教学思想,过度强调计算机本身的技术应用,很少将计算思维融入教学中,很大程度上造成了计算思维能力培养的缺失。因此,学生的学习任务就是机械地模仿教师演示的过程,即使掌握了这些具体的操作过程,在遇到实际问题时却无法灵活应用。一个典型的实例:一些学生学习过网络技术基础和浏览器的使用方法,却不知道如何在网络上准确地查询资料或有效地寻求帮助。
计算机基本技能是计算思维能力培养的基础,是以培养计算思维能力为核心的计算机基础教学过程的一个环节。因此,我们应从全局角度审视计算机基本技能在整个计算思维能力培养过程中的地位,过度强调基本技能会造成学生缺乏自主探索和思考,忽略了基本技能的掌握,导致学生无法很好地在实践操作进一步认知和领会计算机科学的核心思想。在教学过程中,将基本技能的掌握和计算思维能力的培养有机地结合起来,有意识地将计算思维融入基本技能的训练中,启发学生思考,引导学生探索,逐步培养计算思维能力,是培养计算思维能力的科学途径。学生在学习计算机基本技能过程中加深了基本概念的理解,同时,在掌握基本技能基础上能更好地发挥主观能动性和想象力,并促进计算思维能力的形成。
3.3 重视实践教学环节设计
在非计算机专业中,特别是文科专业,学生的计算机基础比较薄弱,在计算机基本概念的理解、方法的应用及思想的领悟方面存在一定的难度,且由于课时和教学内容的限制,基本概念、方法和思想无法系统地、详细地讲授,更是在一定程度上增加了学习的难度。为有效地提升学生学习效果,我们在教学过程中要重视实践环节的设计,学生通过科学的实践操作训练能够更好地理解抽象的概念、方法及思想。实践教学环节的设计不仅包括实验内容的安排,还应考虑学生的认知能力和习惯,规划实验流程和形式,以激发学生的学习兴趣,提高学生的学习效果。这就要求教师更认真地分析学生的特点,全面把握知识体系,科学规划实验内容,恰当选择案例,生动设计实验形式,打造能够训练基本技能、启发学生思考的实践教学平台。
《不插电的计算机科学》是一本面向青少年的信息科学普及教材,通过一些既有趣又容易的活动来达到学习计算机科学的目的。不同于传统意义上的计算机实用教程,该教材着眼于计算机科学基本概念、方法及思想,生动地展示计算机工作原理和流程,让学习者理解新技术原理,开发学习者的计算思维,提高解决问题的能力。关键是该书不必用到实体计算机就能让学习者理解和掌握计算机基本概念、方法及思想。该教材中的实践教学理念、实践教学环节设计及案例选择等方面的经验值得我们借鉴和学习。
4 计算思维能力培养的实践
要将以重技能培养的教学转变为以培养计算思维能力为核心的教学,首先要更新教学理念。更新教学理念包括教和学两个方面:一方面,教师要切实为提高学生计算思维能力而开展教学活动,构建基于计算思维能力培养的教学模式;另一方面,学生要重视教学内容的学习,认真思考,积极探索,这就要求教师付出更多的劳动去思考和设计能促进计算思维能力形成和提高的教学内容、方法和手段,也要求学生放弃简单、机械模仿的学习习惯,高度认识计算思维能力的重要性。教与学相互配合,相辅相成,共同提高教学效果,从而促进非计算机专业学生在有限时间内较快地形成计算思维。
其次,要全面梳理和优化教学内容,做到详略得当。非计算机专业和计算机专业在课程设计上有很大区别,相比较而言,非计算机专业开设的课程很少且不成体系,课堂教学时间也十分有限,对计算思维能力的培养提出了重大挑战。因此,对于非计算机专业的教学内容安排就不能像计算机专业那样全面和系统地讲授,必须在继承现有教学内容基础上全面、科学地进行优化。基于计算思维能力培养理念,重新审视教学重点内容,突出能体现计算机科学核心思想内容的讲解,删减工具软件的演示教学。因此理论课堂上重点讲授计算机科学的重点概念、方法和思想,突出计算思维能力的培养,少讲甚至不讲工具软件的使用方法;实践课堂上,以经典案例作为学习任务驱动学生思考和探索。
最后,要构建完整的教学平台,提供开放学习机会。文献提出了构建计算机文化教学平台的基本框架,主要包括计算机认知学习平台、硬件环境平台及多元化软件平台,为非计算机专业计算机基础课程改革指出了明确的思路。许昌学院已经初步构建了这3种平台。在实验室内外合适的位置设置一系列的计算机文化宣传板,构建了完整的实验室网络环境,不断充实网络学习平台。笔者重点探讨多元化软件平台的建设问题。当前,网络学习平台解决了学习时间和地点限制的问题,学生能够随时随地利用网络平台进行学习,但这些学习平台却没有很好地解决好网络平台的学习内容问题。要真正提高学生的计算思维能力,必须完善网络学习平台的学习内容,不但要让学生学习到课堂上的教学内容,还能为学生在学习平台上进行更多的探索学习提供更多机会。基于计算思维能力培养的网络平台上提供了计算机科学最基本、最核心的概念、算法及思路,学生不仅可以完成课堂上的学习任务,还可以在网络平台上结合实际情况进行拓展性的二次开发。这样的学习平台能够满足学生学习的基本要求,也能满足学生学习的更高要求,进而提高学生学习成就感,激发学习积极性和兴趣。
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