科學思維能力訓練范文
時間:2023-11-08 17:52:19
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篇1
中學數學課程,應更多的側重學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的過程。發現、探究應成為學生在數學課堂上的主要學習方式。而要做到這一點卻需要教師對學生下一番思維能力訓練的功夫。
一、巧妙設計,讓思維發散
發展學生個性是中學教學追求的目標之一,個性是心理與思維的特征。而發散思維是一種不依常規、尋求變異、從多方面尋求答案的思維方式。這種思維方式,不受現代知識的局限,不受傳統知識的束縛,與創造力有著直接聯系,是創造性思維的核心。培養發散思維能力既是培養創造力的重要環節,也是發展學生個性的有效手段。
1、用問題促進思維的發展
即通過合理設計疑問,以促進學生思維多方向、多角度的發展。在訓練學生發散性思維時,要注意使設計的問題既達到了激疑目的又具有一定的開放性。如在進行“三角概念推廣”教學時,應盡可能讓學生通過生活中的例子,
例1、如:講解必修4第一章第一節“任意角”時。
1.你的手表慢了5分鐘,你將怎樣把它調準?假如你的手表快了1 .25小時,你將怎樣把它調準?
2.在運動員轉體一周半動作中,運動員是什么方向旋轉的,轉了多大角度?
3.當自行車的輪子轉了兩周時自行車輪子上的某一點轉了多大角度?因此,這類問題就會有效地調動起了學生的思維向著多角度、多方向的發展。
2、以變化求得思維的發展
變化教學,會給人以新鮮感,喚起學生的好奇心和求知欲。因此,教師在教學過程中不應只滿足于例題的演示,而應引導學生去探求“變異”的結果,培養學生的發散性思維,開闊學生視野,拓寬學生的思路,促進學生從順、逆、側等不同角度進行創新思維訓練。
3、以恰當的評價激勵思維的發展
延遲評價是訓練學生發散思維的一種有效手段。在學生對某個問題有了自己的解答時,教師不是馬上做出肯定或否定的評價,而是以一種激勵其探索行為的方式延遲對具體解答的評價,這樣可以給學生創設一種暢所欲言、互相啟發的氛圍,使學生在有限的時間內提出盡可能多的創造性設想,因而有助于培養學生的發散思維能力。
二、精心組織,發展思維
課堂不應是傳授與灌輸的場所,而是通過師生互動產生新知識的場所。在師生互動產生新知識的過程中,學生的思維能力訓練就逐漸引起了新課程實施者的重視。
1、讓思維在興趣中發展
樂于思考是學生進行邏輯思維的重要條件。只有愿意思維,有思考問題的動力,學生才能在興趣的驅使下全神貫注進行積極思維。教師在學生進入了積極思維狀態后,通過巧妙的引導,就會達到訓練學生邏輯思維能力的目的。例如,在新課之前,用數學游戲的方式激起學生興趣,然后用游戲中的問題,作為師生探究的主題,教師在與學生一同探究過程中,通過恰當的點撥與促進就會使學生的邏輯思維有序發展
2、讓思維在情境中發展
相應的情境會孕育相應的邏輯思維能力,思維的火花往往是在問題中綻放的,個人的智慧就是體現在不斷發現問題和解決問題之中,并在其中得到發展的。古人云:“學則須疑。”有疑才有問,疑和問的產生實質上就是一個問題情境的產生。所以,教師應善于根據教學的具體內容,精心設計能激發學生的求知欲和思維的問題情境,形成一個有利思維的相對自由的數學課堂氛圍。
3、培養學生的創造性思維
許多中學生不能自主學習,不能自主思考,沒有科學的學習方法。這就要求教師在教學實踐中,要以數學科學方法為依據,精心設計出一整套訓練學生科學思維方法的最佳實施方案,把數學教學活動變成學生的“思維體操”,突出數學學科的科學方法的訓練,開發學生的創造潛能,培養學生的創造性思維!
三、科學引導,讓思維形象化
數學更應關注學生學習的興趣與經驗,加強課程內容與學生生活以及現代社會發展的聯系。在這種情況下,學生的形象思維能力也受到了格外的關注。數學知識大都比較抽象,這些抽象的知識只有以形象的思維去同化,才能順利納入學生認知結構中。在數學課堂上,學生形象思維能力有時直接決定其對抽象知識的掌握程度。因此,形象思維能力對學生數學思維的發展至關重要。
1、讓學生在觀察中提高形象思維能力
即在數學課堂上,盡可能的通過呈現并演示實物或實物模型、讓學生認真觀察并思考表述的形式,使學生的形象思維能力由無到有、由弱而強。通過采取這種方式,學生自覺地根據老師的提問與講解,調動頭腦中已有的表象,將曾經學過的知識與新學內容聯系起來,由于同學們真正開動了腦筋積極思考,從而才能迸發出創造性思維的火花。
2、讓學生在感悟中提高形象思維能力
篇2
(商水縣第三中學 河南 商水466100)
【摘要】一些學生進入高中之后,不能適應高中階段的數學學習,在思維要求上有較大差距,成績呈下降趨勢。究其原因:高中在教學過程中注重了知識的傳授,而忽視了思維品質的培養,使學生對數學思維的形成產生障礙。所謂高中學生數學思維,是指學生在對高中數學感性認識的基礎上,運用比較、分析、綜合、歸納、演繹等思維的基本方法,理解并掌握高中數學內容而且能對具體的數學問題進行推論與判斷,從而獲得對高中數學知識本質和規律的認識能力。
關鍵詞 高中數學;課堂教學;思維訓練;思維能力
數學講求的是嚴謹的邏輯思維,需要學習者有較強的邏輯推理能力和較靈活的思辨能力.可以說,思維判斷能力的強弱在很大程度上決定了學生數學學習效果的好壞.特別是對高中數學而言,許多題目都是具有很強的邏輯性的,沒有較好的邏輯思維能力,是很難對已知條件進行分析,找到它們之間的聯系點的,因此,在高中數學課堂教學中,有針對性的對學生的思維能力進行訓練,培養學生較強的判斷推理能力和演繹推理能力,提高學生思維的靈活性是十分有必要的。
隨著社會的不斷進步和科學技術的迅猛發展,我國正在推行素質教育,以便培養真正適應社會發展的人才,現代數學教育也越來越重視中學生數學思維能力的培養,但由于受升學等因素的影響,在數學課堂教學中往往只“講究實效”,只重視講授基礎知識,而忽視學生對數學的真正理解,對思維方式的培養、思維能力的提高顧及甚少,使學生的知識水平永遠停留在一個初級階段,難以提高。本文就數學課堂教學中強化思維訓練的意識,培養學生的思維能力,談幾點做法與體會。
一、先談談高中學生數學思維障礙的形成原因 學生的學習本身是一種認識過程,這個過程并非總是一次性成功的。一方面,如果在教學過程中,教師不顧學生的實際情況(即基礎)或不能覺察到學生的思維困難之處,而是任由教師按自己的思路進行灌輸式教學,則到學生自己去解決問題時往往會感到無所適從;另一方面,當新的知識與學生原有的知識結構不相符時或者新舊知識中間缺乏必要的“媒介點”時,這些新知識就會被排斥或經“校正”后吸收。因此,如果教師的教學脫離學生的實際;如果學生在學習高中數學過程中,其新舊數學知識不能順利“交接”,那么這時就勢必會造成學生對所學知識認知上的不足、理解上的偏頗,從而在解決具體問題時就會產生思維障礙,影響學生解題能力的提高。
二、巧引導妙安排,設計思維情境 有經驗的教師往往比較重視每堂課的開頭.這是因為巧妙的開頭,尤如戰前動員,使學生精神振奮,迅速、自覺地進入思維的角色,這也是提高課堂教學效率的關鍵,我在這方面作了一些嘗試,收到了良好的教學效果.例如,根據中學生愛類比的心理特點,利用學生已有的某些知識,一上課就由這種知識類似地推出另一種新知識;根據中學生對周圍事物易作直覺思維的心理特點,一上課就舉出學生熟知的生活實例,歸納概括出所學新知識;根據中學生愛爭論的心理特點,一上課就給出一定的問題,讓他們充分討論、分析和綜合得出結論;根據中學生好奇的心理特點,一上課就提供一些材料,讓他們觀察、思考,充分發現和解決問題等。
教師要善于挖掘素材,自覺為學生提供訓練思維的機會,對學生思維中蘊藏著的智慧萌芽,要倍加愛護,并積極引導,在教學中應打破“老師講,學生聽”的習慣,變“傳授”為“探究”,充分暴露知識形成的過程,促使學生以探索者的身份去發現問題,體會到自己“思維的成果”和“思維的快樂”。
三、恰當設置問題,培養思維能力 亞里士多德精辟地指出:“思維從問題、驚訝開始”,為了培養學生的思維能力,古今中外的教育家無不注重啟發性問題的設計,教學實踐表明:課堂上,教師提出問題的角度、層次和要求與培養學生思維能力的程度密切相關.因此,作為數學教學,必須根據學生的認知水平、教材內容、課型要求等提出不同的問題,從多方面培養學生的思維能力。
1.設置適度性問題,培養學生敏捷思維能力。學生的思維是否敏捷,一條重要因素就是看教師在教學過程中設計的問題是否適度,這里所說的適度,就是指設計的問題符合絕大多數學生的認識水平,如果教學每節內容都能設計出適度的問題,就會激發學生的學習興趣,誘發他們的學習動機,思維的積極性也就會自然產生,教師再輔之以恰當的啟發點撥,久而久之,學生的思維也就會越來越敏捷。
2.設置比較型問題,培養學生求同思維能力。人們認識事物是從區分事物開始的,而要區分事物,首先就得進行比較,有比較,才有鑒別,沒有比較,人類的任何認識活動都是不可思議的。比較型的問題,與培養學生求同思維能力密切相關,這是因為,求同過程是從彼此相關聯的大量具體材料中抽出規律性結論的過程,從各種材料中尋求共同點的過程.因此,設計一些比較型的問題,能夠培養學生思維的求同能力。
3.設置開放型問題,培養學生發散思維能力。在數學教學中,應鼓勵學生敢于設想,大膽創造,標新立異,獨樹一幟,隨時注意多方位思考,變換角度思維,使他們思路開闊,處于一種主動探索的心理狀態,通過活躍的思維達到求異、求佳、求新,具體做法是:除有計劃有目的地設計一些一題多解、一題多變、一題多用等問題培養學生全方位多層次探索問題的能力之外,還應設計一些開放型問題,通過尋求問題的結論或條件或某種規律,來發展思維,培養學生的創造精神。
4.設置互逆型問題,培養學生逆向思維能力。學生思維的發展總是相互聯系,相互促進的,判斷一個學生思維能力強不強,依據之一就是考察學生逆向思維能力靈活不靈活,因此,要大面積提高數學教學質量,就必須研究如何提高學生整體逆向思維能力,我們在教學每一節內容時,除了向學生進行一定程度的正向思維訓練外,還應不失時機的設計逆向性的問題,培養學生的逆向思維能力,教會學生從一個問題的相反思路上去思考,或者從一般思路的相反方向去思考,探求解決問題的方法和途徑,使學生的正向思維、逆向思維發展相互促進。
5.設置迷惑型問題,培養學生批判思維能力。心理學研究表明:中學生思考問題,條條框框少,思想束縛性小.他們敢于懷疑成人的意見,敢于對書本上的知識提出質疑,并能批駁別人的見解,尖銳地提出自己的意見,但是他們的“批判”往往是片面的、幼稚的,甚至是錯誤的,為了使他們的“批判”思維趨于成熟、全面、正確,教師應機警地適時地設計一些迷惑型問題,迷惑學生.教學中,認認真真的出錯,誘使學生“上當受騙”,展開爭論。
總之,數學教育的意義在于培養人的數學觀念和數學思想,數學教學應是數學思維活動的教學,“授之以魚,不如授之以漁”,作為一名數學教師,要根據學生的知識水平、認知規律、教材內容等,積極引導學生思維,教會學生思維,培養真正適應社會發展的高素質人才。
參考文獻
篇3
一、積極引導學生參與教學活動,啟動思維
1.創造條件讓學生親自動手操作,啟動動作思維
動作和思維導出是兩個不同的概念,但又緊密相連。學生善于模仿,總愛親手做一做,這是積極因素。教學中要充分發揮、利用這一特點,使之在動中思維得以訓練。如,在教學“讀數和寫數”時,教師用計數器表示出某數,讓學生讀和寫這個數,他們都躍躍欲試,這時讓學生親手做一做,就恰到好處了。教師說出一個數,讓學生在計數器上表示出來,然后寫出這個數,學生既感興趣又學到了知識。
2.培養學生的觀察能力,從而啟發學生的形象思維
觀察是學習中采用的方法,通過觀察能獲得解題思路,觀察能訓練和培養思維能力,尤其對圖形的觀察更加重要。教材中的圖表特別要認真觀察,有利于學生形象思維的培養。
3.訓練學生的表達能力,從而啟動表象思維
學生思維能力的高低,常常通過語言表達出來,而加強語言訓練又能發展思維。特別是剛入學的兒童,語言區域狹窄,缺乏數學語言,并且語言也不規范、不準確、不完整,心里想說的也不能充分表達出來,但具有善于模仿的特點。所以,培養學生數學語言表達能力要注意循序漸進,逐步提高要求。對于教材中的插圖,讓學生觀察圖畫后,說出一句完整、準確的數學語言。只把圖意說出來,切不可超標準、超負荷地要求學生。如有一幅圖,一個盒子里裝有12個乒乓球,拿出4個,讓學生觀察后回答:盒子里原來有幾個乒乓球?拿出幾個?盒子里還有幾個?然后連續回答這些問題。在應用題教學中,要訓練學生說一段邏輯性較強的話,說出解題的全部過程,使學生隨著語言表達能力的提高,啟動了借助事物的表象進行思維的能力。
教學實踐證明,調動學生的多種感官參與教學活動,使這些感官有機結合起來,不僅能使學生積極參與學習,而且還能啟動學生的思維,最大限度地開發學生的智力。
二、教學中要注重處理好直觀性和抽象性的關系,積極發展學生的思維能力
1.協調好小學生在掌握知識的不同心理環節中直觀與抽象的關系
學生要真正掌握所學的知識,必須由理解、鞏固和運用三個主要心理環節組成。而小學生的認知方式,首先要借助于直觀獲得新的感知,形成一定的表象,還必須經過思維的細加工,抽象概括出事物的本質特征,揭示出事物內在聯系和規律,尤其是低年級階段的抽象思維多是經驗型的,依賴于直觀和形象。在教中必須協調好直觀與抽象之間的關系,促使學生的思維得以訓練和培養。如,在教學“三角形的認識”時,首先讓學生認識各種三角形,以實物為基礎,在觀察中了解三角形的基本特征,從而在腦子里產生出三角形的概念,即“由三條邊圍成的圖形叫三角形”,再通過實例、圖形等容易得出銳角三角形、直角三角形和鈍角三角形的概念。
2.教學中要注意認知發展的不同學齡段的直觀與抽象的關系
隨著學生年齡的增長,年級的升高,思維的形式也有所不同,形象思維的過程日漸縮短,抽象邏輯思維能力逐漸增強。當然,因為各種能力的不同,在實踐中就要根據學生的接受能力和教學內容的難易程度,合理調配直觀與抽象的比重。如,教行程問題中的相遇、追及等問題,用演示器來表現就容易理解,如果讓兩名學生各扮角色來表演就更形象逼真了,學生容易接受。
三、教給學生解題的方法,培養學生的思維能力
1.教給學生“綜合法”,培養其推理思維能力
這種方法是解答應用題經常用到的,也就是要弄清題中條件和問題,由已知條件出發推理到所求問題。如“一輛汽車3小時行了114千米,5小時行了多少千米?”由已知求出一小時行了多少千米,進而求出5小時行了多少千米。
2.教給學生“分析法”,培養其逆向推理的思維能力
順向思維訓練固然重要,但逆向思維的訓練與培養也不可忽視。因此在教學中要注意逐步培養與訓練。也就是從問題出發,逆向推理到所給的已知條件。如“紅花15朵,黃花比紅花多3朵,粉花比黃花朵5朵,三種花一共是多少朵?”從問題入手,要求出三種花一共多少朵,就要先求出每一種花多少朵,黃花為(15+3)朵,粉花為(15+3+5)朵,紅花為15朵(已知),這樣解題為:
15+(15+3)+(15+3+5)
3.教給學生“分析綜合法”,培養其靈活多變的思維能力
篇4
關鍵詞: 英語思維能力 特點 效應 做法
語言和思維是直接聯系起來的,兩者是一個不可分割的整體,英語和其它語言與思維直接聯系的程度一樣。學習英語要與思維直接聯系,教師在教學中要注重培養學生用英語思維的能力。
一、英語思維與語言之間關系的一種錯誤認識
有人認為,語言與思維統一的原則只適用于母語,不適于英語,英語與思維只有通過母語間接聯系。這其實是一種誤解。蘇聯的別利亞耶夫(B.V.Belyayev)說過,“如果用外語進行思維和用本族語進行思維不同,那么就不可能把外語翻譯成本族語。但是,事實上是能夠將外語譯成本族語的。這就證明,同一種思想是能夠用不同的語言手段來表達的。由此可見,用外語進行思維與用本族語進行思維并沒有什么不同。這就是說思維的確有它的共性,只是語言模式不同而已”。一個人在學習英語時,用不著用另一種語言進行思維,可以直接用英語思維。當然有時用英語進行思維的過程慢于用母語思維,這主要是因為還沒有掌握英語。“假如一個人精通外語的話,那么,在他的本族語言語反應時間和外語言語反應時間之間就沒有什么本質的區別。但是,當一個人還沒有很好掌握外語時,在他的外語反應過程中,減慢現象卻是顯而易見的”。
由此可見,學生只有掌握了英語,才能真正用英語進行思維。反過來,學生用英語進行思維將有助于掌握英語。那么,在實際的英語教學工作中,教師該如何培養訓練學生的英語思維能力呢?為此,我們首先應該弄清楚英語思維能力訓練過程的特點。
二、英語思維能力訓練過程的特點
英語思維能力的提高是一個循序漸進的過程,教師在教學過程中要注意遵循訓練的科學性、系統性和階段性。只有這樣,思維能力的提高才會收到事半功倍的效果。
系統性首先表現在對英語語音、語法、詞匯的系統思考;其次是把英語同漢語聯系起來進行比較、區別;再次是對英語內部的詞匯之間、語法之間和語音之間的比較。通過比較,把所學的各個部分、各個項目、各個詞句聯系起來,便于記憶,又便于運用。
思維訓練的階段性,包括語法學習、詞匯學習、寫作、閱讀幾個方面。就詞匯學習而論,初期注意力主要集中于本義,思維訓練以概念為主;再后,注意兼顧轉義,思維訓練也要兼顧推理。此外,在學習的初期和中期,寫作和作文帶有模仿性,所以思維訓練是以求同思維或同向思維為主,而在學習的后期寫作要具有一定的創造性,思維訓練自然也就應顧及求異思維或逆向思維。同樣,在學習的初期,閱讀以精讀為主,思維活動突出分析,而以后泛讀越來越多,在思維活動中綜合性也就越來越突出。
三、英語思維能力提高后產生的效應
隨著英語水平的提高,思維水平也會提高,思維能力會越來越靈活和全面。這時遇到英語表達方式不同于漢語的地方,就會見怪不怪,覺得也不是沒有道理。例如:漢語說“閑人免進”,英語說“Staff Only”(只限本處職員,其意思的另外一面就是“閑人免進”)。還有如:We sat reading all the evening.此句從表層來看,初學者可能會譯成“整個晚上我們是坐著看書的”,但這句的內涵是“整個晚上我們都坐在那里看書”,而不是看電視、下象棋。另一句:You look pale.Don’t tell you’re sick again.從表層上看,好像可以譯為“你臉色蒼白,別告訴我你又生病了”。這里的“don’t tell me”當“莫非”、“難道”講。又如:Tom,don’t tell me you are out of job.(湯姆,難道你失業了。)
四、如何提高學生的英語思維能力
對于“如何提高學生的英語思維能力”這一問題,胡春洞先生在書中提出了“4+1+1”學習法,即“在英語學習中,實行多讀、多聽、多說、多寫的同時,再加上多背和多思,持之以恒,就會功到自然成”。張慶林對如何培養英語思維能力也提出了自己的獨到的見解,同時介紹了幾種著名的思維訓練教程。如:柯文頓(Covington)編寫的創造性思維教程(Productive Thinking Program)、費厄斯坦(Feuerstein)創編的《工具豐富教程》(Instrumental Enrichment Program)、魯賓斯坦(Rubinstein)的《問題解決模式》(Patters of Problem Solving)等。根據這些思維策略,結合思維訓練過程的特點,特擬定以下幾點培養、訓練學生科學的英語思維能力的具體做法。
1.培養學生具有強烈的事業心和求知欲。強烈的事業心和求知欲及善于思考是發展思維能力的首要條件。作為學生,他們雖然現在還不是高科技人才,但會是未來的人才,要善于把今天的學習同未來的事業結合起來,敢于思考,善于思考。一個懶惰、怕動腦筋的人,思維能力是不可能得到很好發展的。
2.培養學生獨立思考的能力。思維能力是人們在獨立思考過程中發展起來的。學生處在長知識階段,一定要善于獨立思考,多問幾個為什么。因為思維能力的提高不是靠外界因素的刺激,而主要靠主觀的努力,教師在英語教學中要鼓勵學生發表自己的意見,啟發學生獨立思考。
3.加強語言修養。英語語言修養可促進英語思維能力的發展。這里所說的語言修養主要是熟練地掌握某一種語言和靈活運用某種語言。一個語言修養很差的人,他的思維能力也不會很高。語言一定要有高度的精確性、易解性、系統性和生動性。
4.自覺地運用邏輯思維。在英語教學過程中,教師要培養學生養成邏輯思維的習慣,多看一些邏輯性較強的書籍,講話、寫文章都要注重邏輯性,不要前后顛倒,語無倫次,相互矛盾。不要僅僅只是羅列現象,要善于揭示事物的本質和規律。
5.善于思考,富于創造。學生們一般閱歷較淺,但隨著自我意識的發展和閱讀的豐富,一定要表現出獨立的思維能力。教師應教育學生對于已有的結論不要盲從,要有自己的獨特見解;要善于爭論問題,要敢于想象、富于創造。
五、結語
總之,在英語教學中培養學生用英語進行思維的能力是英語教師的重要職責之一,尤其是在當今知識經濟時代,科學技術和科學思潮的發展以及我國建設有中國特色社會主義現代化的戰略任務,需要培養出一大批具有科學的英語思維能力的高水平科技人才。我們應該積極地學習和運用這種方法,提高學生的英語水平,達到學習語言的目的,從而提高教學質量。
參考文獻:
[1[Belyayev,B.V.The Psychology of Teaching Foreign Languages.Oxford:Pergamon Press,1963.
[2[別利亞耶夫著.馬滌塵等譯.外語教學的心理基礎.新疆大學出版社,1994.
篇5
【關鍵詞】初中化學;解題思維;邏輯推理;探究性思維;發散性思維;討論
一、聯想拓寬思路,培養學生的比較歸納思維能力
對相似或相近事物的特征進行聯想可以有效地鍛煉學生的比較歸納思維能力,是拓寬初中生化學解題思路的重要方法,一般可以通過以下幾種方法來開展聯想,首先是對所學到的新知識與以前接收的舊知識進行相似聯想,尋找新舊知識點之間的相似或相同之處,以便于在對舊知識點加深記憶和理解的基礎上更加容易消化和吸收新學到的化學知識;其次是對相關知識進行整理提煉,分析比較其知識點之間的關聯性,從而對相關聯新舊知識點進行歸納總結和理解鞏固;最后是通過新舊知識點的差異性來比較和加深對新學到的化學知識的理解,總之,利用聯想學習方法可以有效拓寬學生的化學解題思路,幫助學生更加容易找到化學解題方式和方法,同時對于培養學生的比較歸納思維能力十分有效。例如:由氧化聯想到碳化、風化等相關知識點,由一氧化碳的可燃性和還原性聯想到具有相似現象的氫氣還原性及可燃性;通過氧化反應與還原反應、分解反應與化合反應等相反化學機理來加深相關知識的記憶和理解。加強學生比較歸納思維鍛煉,將有利于提高學生的初中化學解題能力。
二、定性加定量,培養學生的邏輯推理思維能力
化學是一門十分嚴謹的學科,需要學生在解答化學試題時,運用較強的邏輯推理思維能力來對化學問題進行定性分析和定量試驗研究,教師在初中化學教學過程中就需要正確引導學生的邏輯思維,根據問題的已知相關信息來推斷問題的設計目的和命題方向,最終尋找到正確的解題思路和方法,這樣不斷進行定性推理和定量推理的分析和訓練,將較大程度上提高學生的邏輯推理能力。初中化學解題中的定性推理主要是通過對問題現象、特征變化、反應過程等進行細致的觀察,進行層層分析和推理,最終得到較為完整的所需結論,然后通過相關試驗來進一步驗證推理所得到的結論,確定相關結論的科學性、嚴謹性及正確性。定性推理分析主要是通過化學實驗來開展的,在對試驗現象和特征抽象、分析的基礎上來提取出事務的本質,很多化學推斷題、圖框題、實驗題、數據分析題都是運用定性推理思維模式進行解答的。定量推理區別于定性推理的地方在于它是由已知具體數量的信息來進行運算和推理,并聯系各信息量與命題的聯系,結合定性推理對問題的要求進行綜合判斷,尋找解決問題的切入點,最終得出正確的結論。化學試題的計算題和判斷題形式主要應用的就是定量推理思維能力。
三、遵循科學,轉換思維角度,加強學生的有序思維和逆向思維能力訓練
初中化學試題都是遵循客觀存在的科學原理來設置的,符合科學發展客觀規律,學生在思考和解決初中化學問題的時候需要注意遵循科學規律,按照特定的線索以及一定的解題順序和步驟來探究試題的本質,積極應用有序思維能力考慮問題,并遵照常規的具有普遍規律的解題思維順序來進行問題的解答,同時練習并強化學生的有序思維能力,幫助學生熟悉掌握基本的解題思路和方法。教師在初中化學教學過程中要注重對學生逆向思維能力的訓練,這樣有利于學生的全面能力的提高,并且幫助學生建立轉換思維角度考慮問題的意識,因為有些化學問題通過正向思維雖然可以得到最終結果,但是過程繁瑣并且復雜,影響初中化學解題效率,引導學生靈活改變思維方式從逆向角度來看待和分析問題常會起到事半功倍、柳暗花明的效果,同時對于打破傳統思維束縛和加強思維靈活性具有重要的意義。
四、通過開放性習題的練習,訓練學生的發散性思維能力
為進一步提高同學們初中化學的解題思路和解題能力,并有效推進初中化學課堂的教學質量和教學成效,化學教師必須向學生們布置大量的開放性化學習題,通過開放性習題的練習,訓練學生的發散性思維能力。大家都知道,開放性習題具備材料新穎性、解題方式靈活性與答案多樣性等諸多特點,這就要求學生必須摒棄循規蹈矩、人云亦云的學習習慣和解題思路,大膽創新、勇于創造,積極探索出創新性的解題方法。每一個學生的能力不同,思考問題的角度也存在一定的差異性,那么,每一位學生的初中化學解題思路也必然存在迥異性,化學教師必須及時認可并鼓勵學生在化學解題過程中的多樣性和創新性,進一步激發同學們的創新精神和求知欲,進而大大拓展學生的知識面,全面提高學生的思維能力。
五、創設新穎、有效的化學教學實境,激發學生的探究性思維
眾所周知,初中化學是一門具有較強探究性的實驗學科,化學教師在課堂授課過程中需要立足于學生已有的知識水平,精心設計新穎、有效的化學教學實境,進一步激發學生的探究性思維,培養學生思維的敏捷性與廣闊性。一方面,化學教師在課堂授課過程中,必須一切從生活實際出發,尋找化學教學的探究點。化學教師可以引導學生善于發現生活中顯而易見的化學實例,將生活中的化學實例真正引入到課堂教學過程中,激發學生的好奇心和求知欲,培養學生對于化學的探究興趣。化學教師可以引用現實生活中常見的制作松花蛋的實例,極大地激發學生的活躍思維和認知欲望。另一方面,化學教師還可以創設懸疑、新穎的化學教學情境,運用提出問題的課堂授課導入方式,進一步激發學生的學習興趣和欲望。化學教師可以導入“松花蛋蘸醋吃鮮美可口”這樣的化學情境,讓每一位同學真正參與到化學課堂問題情境的過程中,從而展開一系列激烈的課堂討論,促使同學們產生強烈的探究望,進一步激發學生的探究性思維。
參考文獻:
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篇6
關鍵詞:高中;地理教學;創造性;思維能力
前言:思維的創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確立,在針對一些理科學科類有關的學科,學生的創新思維占據了優勢。更因為地理所屬于文科類,相比較理科類學生的數學、物理等學科中的發散思維能力較差,因此,地理教學中,應該著重培養學生的創新思維。
一、高中地理思維能力的類型
高中地理的思維能力培養主要應該分為三種類型,空間思維能力、邏輯思維能力和創新思維能力。高中學生的思維模式還在建立的過程,可以加大培養力度,為日后的大學學習或社會實踐增加創新能力。空間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、空間的聯系和空間運動變化規律等,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;創新思維能力是指在學習地理課程時,能夠對問題進行創新、對問題具有創造性思考方式和創新解決問題的能力,這是一種腦部智力的活動體現。
在教學過程中,教師應該注重培養學生思維的創造性,思維創造又分為集中思維與發散思維、邏輯思維與直覺思維、抽象思維與形象思維的相結合。
二、高中地理教學中創新思維能力的培養
(一)空間思維能力的培養
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,這是培養學生空間思維能力的關鍵所在。直觀的思維培養,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,地理教學中經常出現一些依靠想象形成的問題,這能夠進一步激發學生對地理的學習興趣。
(二)邏輯思維能力的培養
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方式;非邏輯思維是不按照現有結構進行思考、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新。
在培養邏輯思維能力的同時,教師需要幫助學生對知識的特點、規律進行總結和歸納,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系,并加以概括。教師還需要培養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)創新思維能力的培養
創新思維的培養方式應該基于激發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新思維發現問題。創造性的問題是創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,將創新思維能力維持的更持久,從而培養創新思維能力[3]。
教學過程中,教師不僅需要培養學生的創新思維,還應該激發、擴展學生的創新思維。在地理教學中,提出創造性的問題,再加以各種思維訓練來培養創新能力。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、環保等方面的組建,讓學生的思維能力得以創新,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造性思維能力的構成。
地理課程中的創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,對于培養出的創造性思維能力加以運用,提出創新性問題并得以解決,這樣才能夠全面、徹底的培養學生的地理知識[5]。
結論:綜上所述,地理教學中的創新性思維能力有助于地理知識的學習,創新性思維具有空間思維、邏輯思維和創新思維三種思維能力。在學習中,結合創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。
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篇7
在學生合作學習的過程中,我始終參與其中,關注他們合作的進程和出現的問題,平等地和他們交流,給他們建議,給他們啟示,積極加以引導。教師作為一名特殊的學習伙伴,他應當是更優秀的“學習性他者”,學生合作過程中,教師只有最大限度的收集信息、提供適時幫助和指導,才能更有效地關注學生合作學習后對問題的解決。
引起中學生數學應用意識和能力差的原因
1、對數學的價值認識不足。
“科學技術是第一生產力”,“科學技術的基礎是應用科學,而應用科學的基礎是數學”。這一論述揭示了數學在生產力中的巨大作用。數學作為從量的方面處理現實世界中各種關系的科學,當然也要處理有關生產關系的問題。這就是數學的價值。但由于歷史的影響,教師們在過去的教學中過份強調數學的邏輯性、嚴謹性、系統性和理論性,寧可一遍遍地去重復那些嚴謹的數學概念、講授那些主要為解題服務的技巧,卻很少去講數學的精神、數學的價值、數學結論的形成與發現過程、數學對科學進步所起的作用等等內容。這使學生對數學的認識片面化、狹隘化,比如許多學生就認為“數學不過是一些邏輯證明和計算,”甚至認為“數學只是一個考試科目。”
2、用數學的意識差
用數學的意識,簡言之就是用數學的眼光,從數學的角度觀察事物、闡釋現象、分析問題, 意識是一個思想認識問題,也是一種心理傾向,其重在自覺性、自主選擇性,它需要在較長時間中通過一定量的實踐才能形成。我國舊的數學教育內容的選擇,由于受蘇聯模式的影響,以在體系結構上追求嚴格的理論推導和論述為主的“理論型教材”占多數。課程內容的選擇在極大程度上反映了數學應用的程度和水平,理論型教材對實施數學應用教育是極其不利的,這是造成學生缺乏、甚至是逐漸喪失應用意識的主要原因。顯而易見,學生在學習與社會實踐中缺乏用數學的自覺自愿,又何從談起用數學解決問題。
數學教學需要培養學生很多種能力,包括運算能力、判斷能力、定量思維、提煉數學模型能力、對數學解的分析能力、空間想象能力和邏輯推理能力等,這些都是邏輯思維能力的具體表現。邏輯思維能力是指按照邏輯思維規律,運用邏輯方法,來進行思考、推理論證的能力。數學中邏輯思維能力是指根據正確思維規律和形式對數學對象的屬性進行分析綜合、抽象概括,推理證明的能力。邏輯思維能力是學生數學能力的一個重要內容,這是由數學的極度抽象性決定的。邏輯思維能力的培養,主要通過學習數學知識本身得到,而且這是最重要的途徑。因此,在傳授數學知識過程中,教師要嚴格遵守邏輯規律,正確運用邏輯思維形示,作出示范,潛移默化是培養學生邏輯思維能力的寬廣途徑。
篇8
論文摘要:數學思維是人腦和數學對象(空間形式、數量關系、結構關系)交互作用并按照一般思維規律認識數學內容的內在理性活動。數學知識具有嚴謹性、抽象性和系統性。數學的直覺思維是人的感性認識到理性認識的過程,是數學分析思維的基礎。本文就中學數學直覺思維的培養進行了探討。
數學思維是人腦和數學對象(空間形式、數量關系、結構關系)交互作用并按照一般思維規律認識數學內容的內在理性活動。數學知識具有嚴謹性,抽象性和系統性。數學的直覺思維是人的感性認識到理性認識的過程,是數學分析思維的基礎。下面我從四個方面入手談談中學數學直覺思維能力的培養。
1.直覺思維的內容及在數學教學中的特點
能力是順利完成某種活動所必需的并直接影響活動效率的個性心理特征。數學能力是人們在從事數學活動時所必需的各種能力的綜合,而其中數學思維能力是數學能力的核心。思維是人腦對客觀事物的本質和規律的概括的和間接的反映過程。人的思維過程包括直覺思維和分析思維。直覺思維是人類思維的重要形式,是創造性思維的基礎;直覺思維是未來的高科技信息社會中,能適應世界新技術革命需要,具有開拓、創新意識的開創性人才所必有的思維品質。由于數學知識的嚴謹性、抽象性和系統性的特點,數學思維就是人腦和數學對象交互作用并按一般的思維規律認識數學規律的過程。現代教育重視能力的培養,主要要求學生在數學學習中學會觀察問題、發現問題、提出問題、探究和解決問題。可見直覺思維在中學數學教學中具有重要的地位和作用。
2.直覺思維在數學教學中作用
數學思維實質上就是數學活動中的思維,而中學數學的思維是直接發展學生的思維能力的途徑。我們現階段的整個數學體系以知識的邏輯展開為線索,在理論課中力求邏輯思維的科學性、嚴謹性,知識結構的系統性,這有利于學生系統地理解和掌握學科的基本知識及其聯系,也最大程度地訓練和培養了學生的邏輯思維能力,提高學生的科學素養。如果從培養學生的能力入手,數學中的邏輯思維顯得太枯燥乏味,直接影響學生的學習情趣,使得學生學習數學失去動力,這使得提高學生數學思維能力成為一句空話。所以在重視學生的邏輯能力的同時,必須注意培養學生的觀察力、直覺力、想象力,特別是直覺思維能力。直覺思維是在實踐經驗的基礎上,對客觀事物本質和規律的一種比較迅速、直接的綜合性的認識和敏銳的選擇能力,在思維過程中常常表現為一種突發性、飛躍式的直接理解。直覺思維不是那么嚴密、條理清晰、因果分明,它在某種啟示以及由此直覺得出的結論之間并沒有邏輯關系,甚至說不出任何緣由,是一種富有創造性的思維方式。邏輯思維的培養主要立足于“分析問題、解決問題”,而直覺思維的培養有助于“提出問題、獨辟蹊徑”。數學中的直覺思維是直觀與靈感的統一、猜想與推理的統一、理論與實際的統一,它是實用數學的基本思維方法。
3.培養學生的數學直覺思維能力
數學最初的概念都是基于直覺,數學在一定程度上就是在問題解決中得到發展的,問題解決也離不開直覺。數學直覺是具有意識的人腦對數學對象(結構及其關系)的某種直接的領悟和洞察。培養直覺思維能力是社會發展的需要,是適應新時期社會對人才的需求。數學直覺思維的培養應該是多方面多渠道的,它需要學生具有廣博的知識、豐富的聯想、恰當的類比、合理的延拓及標新立異的勇氣和膽識。所以說在中學數學中培養直覺思維能力是教學中的主要任務。
首先,要打好基礎,形成合理認知結構是產生直覺的源泉。只有掌握好數學的基礎知識和基本結構,舉一反三、觸類旁通,才能有助于學生的思維由單向型向多向型轉變,有助于學生抽象思維與形象思維相結合、正向思維與逆向思維相結合、會聚思維與發散思維相結合,形成立體的網絡思維,從而獲得直覺的判斷和聯想。
其次,在教學中要有意識地訓練學生的直覺思維,要善于通過分析知識之間的邏輯聯系、分析多種假設之間的差異和對立,把有待探索的問題展示在學生面前,激發學生探索數學理論的興趣和愿望,培養學生發現問題。再根據學生的知識水平,選擇恰當的內容,有意識地訓練學生從整體出發,用猜想、跳躍的方法直接而迅速地找到解決問題的方法和答案,鼓勵學生尋求“一題多解”,歸納“多題一解”,鼓勵學生敢于向書本、教師質疑,挑戰各種問題。
第三,在解題訓練中要加強學生的直覺思維,在解題訓練中更應該讓學生發揮他們的直覺思維。這就要求教師轉變教學觀念,把主動權還給學生。對學生的大膽設想給予充分肯定,對其合理成分及時給予鼓勵,愛護,扶植學生的自發性直覺思維,以免挫傷學生直覺思維的積極性和學生直覺思維的悟性。教師應及時因勢利導,解除學生心中的疑惑,使學生對自己的直覺產生成功的喜悅感。所以教師應采取積極鼓勵的策略讓學生運用直覺思維方法來解題,明確地提出把直覺思維直接運用在解題訓練中,制定相應的活動策略,從整體上分析問題的特征。掌握換元、數形結合、歸納猜想、反證法等,滲透直覺觀念與思維能力。
最后,在復習中要把握直覺思維的整體性,選擇適當的題目類型,有利于培養、考察學生的直覺思維。在復習中做一些開放性問題的練習,對培養直覺思維很有效。開放性問題的條件或結論不夠明確,可以從多個角度由果尋因,由因索果,提出猜想,由于答案的發散性,有利于直覺思維能力的培養。
篇9
關鍵詞:初中語文;教學;思維能力
一、明確教學目標,制訂培養計劃
初中語文課程教學應該是一項有目的、有計劃的教學活動,思維能力的培養作為一項長期的過程,理應制訂有效的培養計劃。首先,初中語文教師要結合教學目標確定初中階段的思維能力目標。其次,初中語文教師要結合思維培養目標選擇具體的教學內容和方法,促進學生的思維能力得到提高。最后,初中語文教師要結合具體實際培養學生的知識遷移能力,訓練學生的思維能力。例如,在學習《春》的時候,教師要引導學生理解小草偷偷從土里鉆出來中的“鉆”字的巧妙用意,通過想象理解和生活經驗的結合,促進學生更好地理解和掌握教學知識。
二、創設教學情境,訓練學生的思維能力
在初中語文教學中,創設良好的教學情境作為一項行之有效且運用得較為廣泛的教學方法,對于提高學生的思維能力具有重要作用。首先,教師要創造平等民主的教學環境,平等地對待每一個學生,引導學生獨立思考和想象,從而營造良好的學習氛圍。其次,教師要引導學生展開自我提問。學起于思,思源于疑,提出疑問,善于發現問題是訓練學生思維能力的重要方式。最后,教師要創設良好的問題情境,引導學生在問題情境中展開有效思考,實現思維能力的提高。例如,在教學《風箏》時,教師可以設置“文中這對兄弟為什么會產生矛盾,文中的嫌惡說明了什么,與討厭有什么區別”等問題,通過引導學生思考和提出疑問,幫助學生有效訓練思維能力,理解作者對風箏的厭惡態度。
三、結合課堂教學,教學生思維方法
語言思維能力的培養需要教師教給學生科學的思維方法,如觀察法、分析綜合法、比喻法、聯想法、比較法、概括法等等方法的學習和掌握,可以有效推進學生語言思維能力的不斷強化和提高。首先,教師可以教給學生觀察法。例如,在七年級的《探索月球奧秘》綜合性學習活動中,教師可以引導學生從不同的角度和順序來觀察月球,并寫出觀察心得和最終的觀察報告,可以有效地培養學生的觀察能力。
總之,在初中語文教學中培養學生的思維能力,教師要從制訂教學目標、創設教學情境和教給學生思維方法幾個方面出發,有效推進學生的思維能力得到提高。
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關鍵詞:非計算機專業;計算思維;能力;培養策略;教學研究
1 計算思維
2006年3月,美國卡內基·梅隆大學周以真教授定義了計算思維:計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。它的提出引起了國內外學者和教育界人士的高度關注和重視,并從學術研究和教學研究層次上進行研討和不斷探索,分析了計算思維的基本涵義和基本特征,指明了計算思維能力培養的思路和教學改革的方向。2008年6月,美國計算機科學技術教師學會在網上了得到美國微軟公司支持的《計算思維:一個所有課堂問題解決的工具》(Computational Thinking:AProblem-Solving Tool or Every Classroom)報告,對計算思維的基本涵義的理解進行了總結。英國計算機協會(British Computer Society,BCS)組織了歐洲的專家學者對計算思維進行研究并提出了歐洲行動綱領。中國科學院李國杰院士主持撰寫的《中國至2050年信息科技發展路線圖》認為計算思維是克服“狹義工具論”的有效途徑,是解決其他信息科學技術難題的基礎。桂林電子科技大學計算機與控制學院董榮勝教授對計算思維在學術層面上進行了深入的研究,中國科學院院士陳國良教授提出了計算思維能力的培養新思路和新模式。
計算思維是信息科學高度發展的產物,是新的概念。董榮勝教授等專家從學術研究角度針對計算思維進行了深入研究,清晰地闡述了計算思維的內涵,明確了計算思維的基本特征。那么,如何通俗、簡單地理解計算思維,進而更廣泛地推廣,使其能被更廣泛地接受和認可呢?文獻給出了一個比較貼近生活且通俗的定義:計算思維是指受過良好訓練的計算機科學工作者面對問題習慣采用的思維方法。面對同樣的問題,具有良好數學思維者會習慣于考慮量之間的關系,建立數學模型(函數)來分析和解決問題;具有良好計算思維者習慣于設計流程圖,借助計算機來分析和解決問題。計算思維能力培養的核心是要轉變教育觀念,從教學內容到教學方法與手段上將計算思維有意識地融入課堂教學中,潛移默化地培養學生構建基本的計算機文化素養的思維能力、學習能力和研究能力。
2 計算思維能力培養的現狀
計算思維能力的培養是一個潛移默化的過程,需要在長期、系統地學習中積累而成,并不能通過一門課程在短時間內形成。高校計算機專業設置了成體系的、有助計算思維能力培養的課程,而非計算機專業并沒有為此開設成體系的課程,往往只是在第一學年開設一或兩門計算基礎課程,這就對計算思維能力培養提出了挑戰。陳國良院士、李廉教授等專家學者認為,計算機基礎課程是訓練計算思維的最重要且最好的課程。這樣,非計算機專業計算思維能力培養的重任就落在計算機基礎課程上。如何在有限的時間內,通過有限的課程教學來培養學生的計算思維能力就成了一個在計算思維能力培養教學研究中亟需解決的問題。當前,我國大多數高校中的計算機基礎課程在計算思維能力培養方面還是無意識的,甚至是缺失的,沒有重視學生計算思維能力的提高,片面和過度地強調計算機應用技能的提高。學習過程就是學生機械模仿教師操作步驟的過程,教學中沒有啟發學生獨立思考和領會計算機科學的精髓。在這種情況下,課堂上的教學內容主要就是將計算機當作一種工具向學生介紹并講解其應用方法,學生會因為枯燥的演示及簡單操作而輕視該課程的教學內容,失去學習興趣,導致最終的學習效果與預期落差較大。
計算思維能力培養最終還是要以課堂教學為著力點,在教學活動中實現計算思維能力的逐步提高。筆者從教學研究角度探討如何在有限時間內通過有限的課程培養學生初步的計算思維能力。
3 計算思維能力培養策略
計算思維能力涵蓋了基于計算機科學基本概念、方法和思想的思維能力、學習能力和研究能力,不僅要能夠應用計算機科學的基本概念、方法和思想去分析和解決問題,還要能夠運用其去自主學習和開拓性地研究。對于非計算機專業,在教學中不僅要突出計算機科學基本概念、方法和思想的理解,更要教會學生運用已學的概念、方法和思想去開展后續的學習。學生掌握了這些知識并具備了自主學習的能力才能在后續的學習和實踐中體會計算思維的本質,并將其內化于思維中進而逐步形成計算思維。在課堂教學方面,采用什么樣的策略來促進學生有效地形成計算思維是計算思維能力培養的焦點。
3.1 突出計算機科學基本概念、方法及思想的理解
計算思維的本質是抽象和自動化。只有掌握了計算機科學的基本概念、方法和思想這些抽象的內容,才能理解計算思維的本質,才能在實際應用中習慣性的運用其解決問題。非計算機專業開設的計算機課程較少,要想培養學生的計算思維能力,首先要培養學生運用計算機科學基本概念、方法和思想自主學習的能力。因為受到課時和教學內容的限制,很多內容需要學生自主學習,具備自主學習能力才能學習和掌握到更豐富、充實的知識,從而構建完整的計算機科學的知識體系。在完整的計算機科學知識體系基礎上,從全局高度理解計算機科學的精髓,更有利于計算思維能力的形成。
在教學中突出計算機科學基本概念、方法及思想的理解,相當于將計算機科學的一般規則傳授給學生。學生掌握了這些一般規則后能更容易地去解決實際應用中的復雜問題。相反,如果在課堂教學中將計算機作為一種工具去灌輸,學生的視野也將局限于應用計算機去實現某些具體的任務,從而對來自交叉學科的復雜問題望而卻步,更談不上在自主學習能力基礎上形成計算思維能力。
在計算機科學基本概念中,變量是最基本的概念。對變量概念的理解是學習計算機科學最基本的要求,否則學生無法開展后續自主的學習,更談不上更深層次地理解計算機科學的精髓。筆者在教學過程中發現,相當一部分學生在學習計算機基礎知識時感到困惑,換句話講,就是沒有入門。學生自己的認知與課本內容不一致,往往強迫自己去認同課本上觀點或者死記硬背知識點,造成雖然也很努力地學習但總感覺“飄”在課本上的現象。長期這樣的累積造成學生學習負擔很重,失去學習興趣。究其原因就是基本的概念沒有掌握,很多學生剛開始學習計算機科學時總是拿數學思維來套用,造成理解上的偏差并形成困惑。例如,在變量的理解上,總是習慣地運用數學思維從數學角度去理解和認知變量,而忽略了計算機變量的本質。變量的定義是:“在程序運行過程中可以改變值的量。”理解變量時不僅要理解變量名、變量值及變量地址的含義,還應理解變量表達式與數學等式的區別。變量表達式代表計算機執行的某個行為,數學等式代表一種狀態(某個量與其他量是相等的)。例如,數學等式f(x)=ax2+bx+c,表示f(x)與ax2+bx+c是相等的;計算機科學的表達式:
t=a;/*第1步:變量a的值賦給中間變量t(備份變量a的值);*/
a=b;/*第2步:變量b的值賦給變量a,變量a原來的值被覆蓋;*/
b=t;/*第3步:中間變量t的值(變量a的原始值)賦給變量b*/
功能是實現變量a、b值的交換,執行過程見圖1。理解諸如這樣的基本概念能幫助學生跳出慣性思維,養成計算思維習慣。
3.2 基本技能掌握與計算思維能力培養有機結合
當前,高校非計算機專業計算機基礎課程教學的基本指導思想是:以實踐性和實用性為原則,突出應用、強化技能。在教學過程中將計算機作為一種實用工具,重點講解計算機軟、硬件的使用方法或操作步驟。這種將計算機作為工具的教學思想,過度強調計算機本身的技術應用,很少將計算思維融入教學中,很大程度上造成了計算思維能力培養的缺失。因此,學生的學習任務就是機械地模仿教師演示的過程,即使掌握了這些具體的操作過程,在遇到實際問題時卻無法靈活應用。一個典型的實例:一些學生學習過網絡技術基礎和瀏覽器的使用方法,卻不知道如何在網絡上準確地查詢資料或有效地尋求幫助。
計算機基本技能是計算思維能力培養的基礎,是以培養計算思維能力為核心的計算機基礎教學過程的一個環節。因此,我們應從全局角度審視計算機基本技能在整個計算思維能力培養過程中的地位,過度強調基本技能會造成學生缺乏自主探索和思考,忽略了基本技能的掌握,導致學生無法很好地在實踐操作進一步認知和領會計算機科學的核心思想。在教學過程中,將基本技能的掌握和計算思維能力的培養有機地結合起來,有意識地將計算思維融入基本技能的訓練中,啟發學生思考,引導學生探索,逐步培養計算思維能力,是培養計算思維能力的科學途徑。學生在學習計算機基本技能過程中加深了基本概念的理解,同時,在掌握基本技能基礎上能更好地發揮主觀能動性和想象力,并促進計算思維能力的形成。
3.3 重視實踐教學環節設計
在非計算機專業中,特別是文科專業,學生的計算機基礎比較薄弱,在計算機基本概念的理解、方法的應用及思想的領悟方面存在一定的難度,且由于課時和教學內容的限制,基本概念、方法和思想無法系統地、詳細地講授,更是在一定程度上增加了學習的難度。為有效地提升學生學習效果,我們在教學過程中要重視實踐環節的設計,學生通過科學的實踐操作訓練能夠更好地理解抽象的概念、方法及思想。實踐教學環節的設計不僅包括實驗內容的安排,還應考慮學生的認知能力和習慣,規劃實驗流程和形式,以激發學生的學習興趣,提高學生的學習效果。這就要求教師更認真地分析學生的特點,全面把握知識體系,科學規劃實驗內容,恰當選擇案例,生動設計實驗形式,打造能夠訓練基本技能、啟發學生思考的實踐教學平臺。
《不插電的計算機科學》是一本面向青少年的信息科學普及教材,通過一些既有趣又容易的活動來達到學習計算機科學的目的。不同于傳統意義上的計算機實用教程,該教材著眼于計算機科學基本概念、方法及思想,生動地展示計算機工作原理和流程,讓學習者理解新技術原理,開發學習者的計算思維,提高解決問題的能力。關鍵是該書不必用到實體計算機就能讓學習者理解和掌握計算機基本概念、方法及思想。該教材中的實踐教學理念、實踐教學環節設計及案例選擇等方面的經驗值得我們借鑒和學習。
4 計算思維能力培養的實踐
要將以重技能培養的教學轉變為以培養計算思維能力為核心的教學,首先要更新教學理念。更新教學理念包括教和學兩個方面:一方面,教師要切實為提高學生計算思維能力而開展教學活動,構建基于計算思維能力培養的教學模式;另一方面,學生要重視教學內容的學習,認真思考,積極探索,這就要求教師付出更多的勞動去思考和設計能促進計算思維能力形成和提高的教學內容、方法和手段,也要求學生放棄簡單、機械模仿的學習習慣,高度認識計算思維能力的重要性。教與學相互配合,相輔相成,共同提高教學效果,從而促進非計算機專業學生在有限時間內較快地形成計算思維。
其次,要全面梳理和優化教學內容,做到詳略得當。非計算機專業和計算機專業在課程設計上有很大區別,相比較而言,非計算機專業開設的課程很少且不成體系,課堂教學時間也十分有限,對計算思維能力的培養提出了重大挑戰。因此,對于非計算機專業的教學內容安排就不能像計算機專業那樣全面和系統地講授,必須在繼承現有教學內容基礎上全面、科學地進行優化。基于計算思維能力培養理念,重新審視教學重點內容,突出能體現計算機科學核心思想內容的講解,刪減工具軟件的演示教學。因此理論課堂上重點講授計算機科學的重點概念、方法和思想,突出計算思維能力的培養,少講甚至不講工具軟件的使用方法;實踐課堂上,以經典案例作為學習任務驅動學生思考和探索。
最后,要構建完整的教學平臺,提供開放學習機會。文獻提出了構建計算機文化教學平臺的基本框架,主要包括計算機認知學習平臺、硬件環境平臺及多元化軟件平臺,為非計算機專業計算機基礎課程改革指出了明確的思路。許昌學院已經初步構建了這3種平臺。在實驗室內外合適的位置設置一系列的計算機文化宣傳板,構建了完整的實驗室網絡環境,不斷充實網絡學習平臺。筆者重點探討多元化軟件平臺的建設問題。當前,網絡學習平臺解決了學習時間和地點限制的問題,學生能夠隨時隨地利用網絡平臺進行學習,但這些學習平臺卻沒有很好地解決好網絡平臺的學習內容問題。要真正提高學生的計算思維能力,必須完善網絡學習平臺的學習內容,不但要讓學生學習到課堂上的教學內容,還能為學生在學習平臺上進行更多的探索學習提供更多機會。基于計算思維能力培養的網絡平臺上提供了計算機科學最基本、最核心的概念、算法及思路,學生不僅可以完成課堂上的學習任務,還可以在網絡平臺上結合實際情況進行拓展性的二次開發。這樣的學習平臺能夠滿足學生學習的基本要求,也能滿足學生學習的更高要求,進而提高學生學習成就感,激發學習積極性和興趣。