分布式教學(xué)的概念范文
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篇1
關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué)教材 立體幾何 概念 定理
與《全日制普通高級中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》(以下簡稱“大綱”)相比,《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》(以下簡稱“課標(biāo)”)在課程理念和課程內(nèi)容方面都有很大變化。因此,和大綱教材相比,根據(jù)普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)編寫的教材也有了很大的改變。下面以人教版大綱教材(2006年6月第二版)和人教A版課標(biāo)教材(2007年2月第三版)為標(biāo)準(zhǔn),比較了兩版教材在立體幾何中的概念和定理的呈現(xiàn)方式上異同。
一、個別概念的不同
和大綱教材相比,課標(biāo)教材中很多概念的呈現(xiàn)方式都有所改變。表1具體列舉了“課標(biāo)”教材與“大綱”教材相比一些概念的具體變化。
表1 課標(biāo)教材某些概念的變化(和大綱教材相比)
注:表中的“√”表示該概念變化的具體表現(xiàn)。
從上表可以看出,和大綱教材相比,課標(biāo)教材的必修部分立體幾何的概念陳述共有十一個發(fā)生了變化。
首先,有的概念敘述發(fā)生了變化。如棱柱的概念,“大綱”教材的敘述是“如果一個多面體有兩個面互相平行,而其余每相鄰兩個面的交線互相平行,這樣的多面體叫做棱柱”。
“課標(biāo)”教材的敘述是“一般地,有兩個面互相平行,其余各面都是四邊形,并且每相鄰兩個四邊形的公共邊互相平行,由這些面圍成的多面體叫做棱柱”。觀察發(fā)現(xiàn)“大綱”教材對棱柱概念表述雖然精簡,符合數(shù)學(xué)的特點(diǎn),但對于初學(xué)者來講,課標(biāo)教材的敘述明顯更加清晰,因?yàn)樗鼜?qiáng)調(diào)“其余各面都是四邊形”,使得學(xué)生更加直觀地在腦海中勾勒出棱柱的圖形。高度的抽象性是數(shù)學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)之一,概念是對事物的描述,概念的教學(xué)要注意抽象與具體相結(jié)合的原則,形象生動的描述值得提倡。
其次,有些概念的表達(dá)方式有所變化,例如球體,“大綱”教材對球體的描述與球的表達(dá)方式類似,而“課標(biāo)”教材則是利用新增加的旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)體的基礎(chǔ)上定義的。這種發(fā)生定義方式,比起揭示概念本質(zhì)屬性的定義方式,更能體現(xiàn)新課改“體現(xiàn)知識的發(fā)生發(fā)展過程”的理念。
再者,有的概念被去除了,如斜棱柱等。這些概念被去掉是因?yàn)橛行┒x在教材中并沒有對其進(jìn)行研究,只是讓學(xué)生認(rèn)識該事物而已。還有些定義被去掉是因?yàn)槠浔涣械搅诉x修課程里面,例如正射影等。
最后,有些概念是新增的。這些定義要么是為后面的某些知識點(diǎn)奠定基礎(chǔ),如旋轉(zhuǎn)體與旋轉(zhuǎn)軸;要么是使數(shù)學(xué)更緊密地與學(xué)生的生活相結(jié)合,為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)打下知識基礎(chǔ),如三視圖等;要么是其成為重點(diǎn)研究對象如棱臺與圓臺。像“多面體”等概念,在敘述概念前,都加上了三個字“一般地”,重在強(qiáng)調(diào)概念的嚴(yán)謹(jǐn)性。
二、個別公理陳述的不同
立體幾何中,公理的增減方面是沒有變動的,只是有些公理呈現(xiàn)的先后次序略有改變。我們以“課標(biāo)”教材里面的公理名稱為準(zhǔn),以此比較“大綱”教材中相應(yīng)公理呈現(xiàn)的不同,如表2:
表2 “課標(biāo)”教材的公理與“大綱”教材相應(yīng)公理呈現(xiàn)的比較
從兩版教材公理1與公理2的陳述中,發(fā)現(xiàn)定理的大體內(nèi)容實(shí)際上并沒有變化,只是公理的呈現(xiàn)形式更簡明。“一條直線上的所有點(diǎn)都在這個平面內(nèi)”等價于“這條直線在此平面內(nèi)”,只是前者更加強(qiáng)調(diào)線上的所有點(diǎn),而后者更加強(qiáng)調(diào)所有點(diǎn)構(gòu)成的直線,重點(diǎn)突出的要素不同,顯然后者更加簡潔。
此外,“課標(biāo)”教材將“大綱”教材中講述公理部分中的三個推論(page:6-7)去除了。在“課標(biāo)”教材的教學(xué)過程中,雖然這三個推論不在課本中出現(xiàn),但是有經(jīng)驗(yàn)的教師為了拓寬學(xué)生的知識視野,給后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ),讓學(xué)生能夠更深刻地理解公理“不共線的三點(diǎn)確定一個平面”,會羅列并講述三個推論的內(nèi)容,例如對推論1即“經(jīng)過一條直線和直線外的一點(diǎn)有且只有一個平面”的講述,就是對上述公理的拓展和具體化,推論2與推論3同樣如此,鑒于這三個推論在立體幾何中的重要性,筆者認(rèn)為,為了方便老師教學(xué)及學(xué)生自學(xué),將這三個推論呈現(xiàn)在教材中是有必要的。
三、個別重要定理的不同
對于立體幾何里面重要定理的呈現(xiàn)比較與分析,筆者發(fā)現(xiàn)其中有新增的定理,例如定理(page:69):“一個平面過另一個平面的垂線,則這兩個平面垂直”。這個定理的內(nèi)容對于新學(xué)者是很容易理解的,同時增加這個定理為判定兩個平面垂直提供有效的“工具”,從而增加這個定理是可行且必要的。
和“大綱”教材相比,“課標(biāo)”教材在立體幾何定理方面,同樣將“大綱”教材中的推論(page:20)“如果一個平面內(nèi)有兩條相交直線分別平行于另一個平面內(nèi)的兩條直線,那么這兩個平面平行”刪去了。對于這一改動,筆者有異議,因?yàn)檫\(yùn)用這個推論的內(nèi)容判定兩個平面平行,很多情況下比其相應(yīng)的判定定理判定兩個平面平行更加簡單、方面,而且思路更加清晰。同時,由于課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,判定定理都應(yīng)該通過直觀感知、操作確認(rèn)等方式得來,這個判定定理也是根據(jù)該推論的結(jié)論得來的,顯然根據(jù)這個推論的重要性,刪除該推論沒有絲毫意義,不僅不利于教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué),而且不利于學(xué)生靈活地掌握知識,筆者不認(rèn)同這個推論應(yīng)該刪去。
有些定理改變條件敘述使得定理的結(jié)論更加完整,例如:
“大綱”(page:13):如果一個角的兩邊和另一個角的兩邊分別平行并且方向相同,那么這兩個角相等。
“課標(biāo)”(page:46):空間中,如果兩個角的兩邊分別對應(yīng)平行,那么這兩個角相等或互補(bǔ)。
在“大綱”教材中講解這個定理時,幾乎每個教師都會講解兩個角的兩邊對應(yīng)平行的兩種情況,所以新教材用簡潔的語言陳述了定理的兩種情況有事半功倍的效果。
當(dāng)然,數(shù)學(xué)是簡潔的,如果在定理中有些文字在去掉之后并不影響定理的表達(dá),那么就應(yīng)該毫不猶豫地去掉,以體現(xiàn)數(shù)學(xué)的簡潔美。這樣可以使學(xué)生更容易理解,例如:
“大綱”(page:19):如果一個平面內(nèi)有兩條相交直線分別平行于另一個平面,那么這兩個平面平行。
“課標(biāo)”(page:57):一個平面內(nèi)的兩條相交直線與另一個平面平行,則這兩個平面平行。
這里,“分別”兩個字去得恰當(dāng)而又得體,既不影響內(nèi)容的理解,又為學(xué)生學(xué)習(xí)減輕了負(fù)擔(dān)。
此外,有些定理在原來的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)得更清晰,使學(xué)生更易理解,例如:
“大綱”(page:18):如果一條直線和一個平面平行,經(jīng)過這條直線的平面和這個平面相交,那么這條直線和交線平行。
“課標(biāo)”(page:59):一條直線與一個平面平行,則過這條直線的任一平面與此平面的交線與該平面平行。
對于新接觸這一知識點(diǎn)的學(xué)生而言,顯然是很難理解的,因?yàn)閷W(xué)生很難理解結(jié)論中的“這條直線”究竟是哪一條直線,是“經(jīng)過這條直線”的直線,還是兩平面相交而形成的直線呢?經(jīng)比較我們發(fā)現(xiàn),“課標(biāo)”教材的敘述要清楚得多。
四、給一線教師的建議與意見
新一輪課程改革在課程基本理念方面發(fā)生了很大的變化。一線教師首先要進(jìn)一步深入理解新課程改革的理念,并且自覺地將這些理念落實(shí)到教學(xué)實(shí)際中。在立體幾何教學(xué)中,要全面而充分地認(rèn)識立體幾何的教育價值,注意把握過程教學(xué),注意學(xué)生演繹推理和合情推理能力的平衡發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]十三院校協(xié)編組.中學(xué)數(shù)學(xué)教材教法[M].高等教育出版社,2010.
[3]人民教育出版社.全日制普通高級中學(xué)教科書(必修)[M]數(shù)學(xué)第二冊(下B),2006年第二版.
[4]人民教育出版社,課程教材研究所,中學(xué)數(shù)學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書教科書數(shù)學(xué)2(必修)[M]數(shù)學(xué)第二冊(下B),2007年2月第三版.
篇2
關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)程教育 網(wǎng)格技術(shù) GridFTP協(xié)議 共享 探討
中圖分類號:G71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)06(a)-0015-02
Discussion on service distributed grid technology in Distance Education
Hu Pei Cheng1 Fu Guo Xuan2
(1.Qinghai Radio and Television University School;
2.Qinghai the Yellow River Upstream Hydropower Development Co.Ltd,XiNing QingHai, 810008,China)
Abstract:Grid computing is developed in twenty-first Century on the Internet to achieve resource sharing for infrastructure purposes.
Grid computing is a new term, it is also a research focus in recent years, the concept of grid, features, are briefly introduced, and the application of grid technology in the distance education in the analysis.
Key words:Distance learning;Grid technology;The GridFTP protocol;Communion;Discuss
1 引言
網(wǎng)格技術(shù)旨在使互連網(wǎng)上所有資源, 包括計算資源、存儲資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識資源等,實(shí)現(xiàn)全面共享與協(xié)同工作,使整個Internet整合成一臺巨大的超級計算機(jī),為用戶提供即連即用式的服務(wù)[1]。目前,網(wǎng)格的發(fā)展更多還在實(shí)驗(yàn)研究階段,離最初設(shè)想還有很大距離,但它是未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向,已成共識。并且正在逐漸地由一個新興名詞轉(zhuǎn)變成為運(yùn)用于商業(yè)、科研、醫(yī)藥等各行業(yè)的技術(shù)產(chǎn)物。
1.1 網(wǎng)格的定義
網(wǎng)格一詞譯自英文單詞“Grid”,簡稱為虛擬計算環(huán)境,就是把地理上分布的各種計算資源連接成一個單一的統(tǒng)一資源即虛擬高級計算機(jī)的環(huán)境,實(shí)現(xiàn)全球范圍的計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源、設(shè)備資源等的全面共享。其根本特征是資源共享。它是繼Internet、Web后的第三次互聯(lián)網(wǎng)浪潮。網(wǎng)格的核心概念是協(xié)作資源共享和在動態(tài)多制度虛擬組織中解決問題。簡而言之,網(wǎng)格可以從以下描述為以下三點(diǎn)[2]。
(1)協(xié)調(diào)不服從集中式控制的資源。即網(wǎng)格能集成和協(xié)調(diào)資源與用戶在不同控制域內(nèi)的活動。
(2)使用標(biāo)準(zhǔn)的、開放的、通用的協(xié)議和接口。即一個網(wǎng)格是由多用途協(xié)議和接口來構(gòu)建的,該協(xié)議將能解決諸如鑒別、授權(quán)、資源發(fā)現(xiàn)和資源訪問等一些基本問題。
(3)提供非常的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。即允許按協(xié)作方式來使用其成分資源以提供各式服務(wù)質(zhì)量。
1.2 目前網(wǎng)格技術(shù)的開發(fā)環(huán)境和工具
對于目前網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中其運(yùn)行環(huán)境已和其他計算環(huán)境有很大的不同,已不能夠滿足網(wǎng)格計算所面臨的開發(fā)難度、排錯、調(diào)試、修改、部署等問題需要構(gòu)建新的開發(fā)環(huán)境[3]。
(1)GT3開發(fā)環(huán)境。
GT3是用java語言開發(fā)服務(wù),客戶端則可以使用java語言和C語言開發(fā)。開發(fā)過程首先需要定義服務(wù)接口。然后根據(jù)服務(wù)接口生成該服務(wù)的WSDL描述文檔,以實(shí)現(xiàn)該服務(wù)接口,通過代碼編寫完成,編譯生成可執(zhí)行的java類,其中客戶端也需要用java語言開發(fā)生成可執(zhí)行類。最終部署到服務(wù)運(yùn)行容器中由客戶端調(diào)用服務(wù)。
(2)NET框架。
使用.NET框架平臺,通常不需要其他工具或軟件開發(fā)工具包便可完成萬維網(wǎng)服務(wù)的開發(fā)。
因?yàn)?NET框架可以提供專門的文件類型.asmx,每一個.asmx都包含一個WebService指令。
因此在.NET框架中,可以通過以下流程完成一個萬維網(wǎng)服務(wù):(1)創(chuàng)建服務(wù)文件 .asmx。(2)添加服務(wù)邏輯代碼。(3)保存并運(yùn)行.asmx文件。(4)根據(jù)提示輸入?yún)?shù),提交給服務(wù)器。(5)得出服務(wù)運(yùn)行結(jié)果
(3)UNICORE。
UNICORE(UNIform Interface to Computing Resources)是把超級計算中心資源結(jié)合起來,用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問這些資源。UNICORE服務(wù)器在調(diào)度作業(yè)之前把抽象的作業(yè)和資源翻譯成特定平臺的命令和選項(xiàng),在執(zhí)行命令時,輸入文件和輸出文件自動從用戶的文件空間讀取和向用戶的文件空間寫回,從而完成不同節(jié)點(diǎn)間的高速數(shù)據(jù)傳輸。另外UNICORE網(wǎng)格平臺通過用戶認(rèn)證X.509證書授權(quán),把對應(yīng)資源分配給用戶,而保留自己的自利。
(4)其他應(yīng)用開發(fā)工具。
由于目的和應(yīng)用的不同,還有很多網(wǎng)格開發(fā)環(huán)境和工具,如:WebSubmit應(yīng)用程序,CoG工具集,GPDK結(jié)構(gòu)模型,GDMP客戶等等,這些技術(shù)均是在網(wǎng)格應(yīng)用和網(wǎng)格技術(shù)開發(fā)中所有著不同的功能和作用。
2 網(wǎng)格技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中資源共享中的應(yīng)用
2.1 遠(yuǎn)程教育主要特點(diǎn)和網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢
遠(yuǎn)程教育是由過去的函授、電視廣播、網(wǎng)絡(luò)教育等伴隨著科學(xué)技術(shù)手段不斷發(fā)展,又非獨(dú)立產(chǎn)生的一種教學(xué)方式,它是實(shí)現(xiàn)終身教育而獲取教學(xué)資源的一種有效渠道。
學(xué)習(xí)資源豐富的最大化是遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)的最大一個特點(diǎn)。而網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用中最為核心的是為各種網(wǎng)絡(luò)上的資源提供一種安全、高效的共享機(jī)制,使得各種異構(gòu)和孤立的資源,能夠以一個整體的形式為用戶提供各種計算和信息服務(wù)。因此,網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用能促進(jìn)教學(xué)資源的優(yōu)化整合、全面共享和作業(yè)交互。網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用在遠(yuǎn)程教育中的優(yōu)勢概括為以下兩點(diǎn)。
(1)網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用在物理上將互連的眾多資源匯聚起來,聯(lián)合提供服務(wù),最大化實(shí)現(xiàn)資源的全面共享。即將分布在教育教學(xué)中將各高等院校多媒體課件、數(shù)字教學(xué)視頻、無紙化習(xí)題庫、網(wǎng)絡(luò)化考試系統(tǒng)以及各類論文文獻(xiàn)等海量信息資源集成起來,建立起一個集教育教學(xué)為一體的信息網(wǎng)格,覆蓋到各個地區(qū),提供統(tǒng)一的、高效的信息服務(wù),同時提供主動學(xué)習(xí)方法和交互式的教學(xué)方式,使教師和學(xué)生之間的學(xué)習(xí)和交流成為現(xiàn)實(shí)。
(2)通過分布式資源的協(xié)作與共享,把大量的教育資源匯聚在網(wǎng)絡(luò)上,這樣使學(xué)習(xí)資源得到充分的利用,并且極大的提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量,為遠(yuǎn)程教育教學(xué)的信息化發(fā)展提供了更廣闊的空間。同時網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用在遠(yuǎn)程教育資源中,也能夠大大縮減教師個體的備課時間,將這些時間用做擴(kuò)充知識領(lǐng)域,豐富授課的內(nèi)容容量,突出授課內(nèi)容的重難點(diǎn)方面。而且還會加強(qiáng)了教師與教師之間,教師與學(xué)生之間的互動性,擴(kuò)展了教師思維的廣度與深度,提高學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的興趣與效率,從根本上進(jìn)一步提升整體教學(xué)質(zhì)量。
2.2 網(wǎng)格技術(shù)下教學(xué)資源分布式應(yīng)用分析
2.2.1 分布式網(wǎng)格教學(xué)資源服務(wù)系統(tǒng)
遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的網(wǎng)格系統(tǒng)面向用戶使用的入口,遠(yuǎn)程教學(xué)平臺通常具有是一個開放的Web入口界面,通過這個界面用戶可以使用網(wǎng)格系統(tǒng)提供各種功能,如安裝新的網(wǎng)格程序、提交網(wǎng)格作業(yè)、使用網(wǎng)格程序提供的功能。
首先,可以根據(jù)利用GT3開發(fā)平臺技術(shù)構(gòu)建一個分布式網(wǎng)格教學(xué)資源服務(wù)系統(tǒng)ERSDG(Education Resource Service Data Grid)[4],為不同分支機(jī)構(gòu)(教育受體)通過教育資源訪問口,訪問現(xiàn)有資源管理系統(tǒng)中的教育資源數(shù)據(jù)庫服務(wù),從資源庫獲取所需要的教育資源數(shù)據(jù),并同步到本地環(huán)境中的資源庫中。
其次,為了實(shí)現(xiàn)教育資源的共享,必須要針對高帶寬廣域網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化以便解決網(wǎng)格環(huán)境下數(shù)據(jù)的統(tǒng)一傳輸,于是就需要一種基于FTP協(xié)議基礎(chǔ)上的文件傳輸協(xié)議即GridFTP協(xié)議。
目前,該協(xié)議是由Globus工作組開發(fā)的一種安全可靠的高性能網(wǎng)格文件傳輸協(xié)議。為了實(shí)際使用的需要,GridFTP協(xié)議的安全性方面采用了RFC 2228(FTP Security Extensions)中提出的機(jī)制,對GSI(Grid Security Infrastructure,網(wǎng)格安全基礎(chǔ)設(shè)施)和Kerberos提供支持,在實(shí)現(xiàn)高效傳輸上它支持第三方控制的數(shù)據(jù)傳輸、并行數(shù)據(jù)傳輸、條狀數(shù)據(jù)傳輸、部分文件傳輸、緩沖區(qū)大小自動協(xié)商、出錯重傳等機(jī)制。各資源分支機(jī)構(gòu)通過設(shè)計開發(fā)統(tǒng)一接口,在上傳數(shù)字資源的同時,自動調(diào)用GridFTP協(xié)議,從而將相關(guān)教學(xué)資源文件同步上傳到網(wǎng)格的各個節(jié)點(diǎn)之上,再由網(wǎng)格教學(xué)資源服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動分布和同步傳輸功能。
因此,具備了這一資源共享的能力,就可以構(gòu)建教學(xué)資源訪問和集成的虛擬化界面,最終網(wǎng)格服務(wù)簡化了用戶或客戶端程序?qū)Ψ植际浇虒W(xué)資源的訪問過程,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的的發(fā)現(xiàn)、組織、管理、、分發(fā)和交換等方面的整合和集成(如圖1)。
2.2.2 分布式視頻和點(diǎn)播平臺
通過網(wǎng)格技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)將原來的分散管理和維護(hù)方式,轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣蛹泻驼{(diào)度方式,實(shí)現(xiàn)無障礙資源共享。它不僅能夠提供內(nèi)容最為豐富的大學(xué)課程視頻點(diǎn)播服務(wù),而且提供了能同時支持成千上萬路視頻流的服務(wù)能力。大學(xué)課程在線網(wǎng)格系統(tǒng)(Realcourse)應(yīng)該建立在ChinaGrid公共支撐平臺(CGSP)之上,通過Realcourse為用戶提供“一站式”服務(wù),將每個學(xué)校各自維護(hù)自己的資源,自動納入到系統(tǒng)管理中,這種分布式管理方式可以在較短的時間內(nèi)聚集大量課程資源。分布式視頻和點(diǎn)播平臺的最終目標(biāo)為了實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)上支持全國各所重點(diǎn)院校的服務(wù)器,可以提供并發(fā)不同專業(yè)的不同課程的可靠視頻流服務(wù)。對于用戶可以獲取所有的視頻教案資源,只是根據(jù)自己的需求和喜好通過點(diǎn)播平臺點(diǎn)播不同學(xué)校不同專業(yè)的不同課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。
因此,網(wǎng)格技術(shù)在遠(yuǎn)程教育應(yīng)用中,可以將不同的教育資源連接地理上分布的各類計算機(jī)(包括機(jī)群)、數(shù)據(jù)庫、各類設(shè)備和存儲設(shè)備等,形成對用戶相對透明的虛擬的高性能計算環(huán)境,應(yīng)用包括了分布式計算、高吞吐量計算、協(xié)同工程和數(shù)據(jù)查詢等諸多功能[5]。
總之,由網(wǎng)格技術(shù)構(gòu)建下的教學(xué)資源服務(wù)系統(tǒng)和分布式視頻和點(diǎn)播平臺,更好的解決了目前遠(yuǎn)程教育中存在的資源共享不對稱導(dǎo)致的資源建設(shè)重復(fù),利用率低下等不足。根本上解決了計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)布局中的差異最終實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)機(jī)器或機(jī)群之間的協(xié)作和轉(zhuǎn)換,達(dá)到教學(xué)資源最大化利用這一目標(biāo)。
3 結(jié)語
網(wǎng)格技術(shù)在遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中的應(yīng)用將是其中非常重要的一個方向,到目前為止網(wǎng)格的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)還比較少,建立一個以網(wǎng)格為核心技術(shù)的遠(yuǎn)程教育教學(xué)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的,需要更進(jìn)一步的研究[6]。隨著網(wǎng)格技術(shù)的不斷發(fā)展完善,必然會極大地影響現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。未來的遠(yuǎn)程教育將更加突出學(xué)習(xí)過程中的協(xié)作學(xué)習(xí)和知識管理,虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)將成為網(wǎng)格環(huán)境下遠(yuǎn)程教育的非常重要的教育形態(tài)。在這方面,網(wǎng)格技術(shù)具有強(qiáng)大的支持力,不同的網(wǎng)格應(yīng)用類型將滿足遠(yuǎn)程教育的需求,特別是知識網(wǎng)格的實(shí)現(xiàn),將對遠(yuǎn)程教育產(chǎn)生巨大的影響。
參考文獻(xiàn)
[1] 史文翀.網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)與資源管理框架的研究[D].碩士論文:廈門大學(xué),2008.
[2] 劉立群.網(wǎng)格計算與網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)綜述[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2011(2).
[3] 郁志輝,陳渝,劉鵬.網(wǎng)格計算[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002:9-12.
[4] 吳永和,馬曉玲,肖君,等.基于數(shù)據(jù)網(wǎng)格的教育資源服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].華東師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2006(3).
篇3
一、建構(gòu)主義并非一種否認(rèn)客觀世界存在的學(xué)說
幾天前,一位臺灣的課程學(xué)者楊教授來南京大學(xué)給教育系的師生做報告。從其報告的內(nèi)容看(關(guān)于臺灣課程改革的興衰成敗),他對建構(gòu)主義很明顯地持一種不贊同立場。在報告的一開始,他向聽眾拋出了如下一個問題以引出其對建構(gòu)主義的認(rèn)識,“站在你們面前的楊教授真的存在嗎?”顯然,他的意思是說,建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)任何事物都是被建構(gòu)出來的,包括現(xiàn)在正在演講的“楊教授”。現(xiàn)場觀眾的一片笑聲似乎表達(dá)了對楊教授幽默且看似深刻的見地的贊同。其實(shí),如果大家都冷靜地思考一下,按照這一邏輯,世界上就沒有什么事物是客觀地存在的了,任何呈現(xiàn)在大家面前的事物(高山、大樓、河流等)都是人們主觀建構(gòu)的一種意念,或者說,都是每個人頭腦中的一種現(xiàn)實(shí)幻象。很明顯,楊教授是想把“現(xiàn)實(shí)世界都非真實(shí)存在的”這一荒謬的認(rèn)識安在建構(gòu)主義的頭上。
其實(shí),楊教授的觀點(diǎn)代表了很多反建構(gòu)主義者的共同立場。但他們都犯了一個無限泛化建構(gòu)主義觀點(diǎn)的根本性錯誤。對此,建構(gòu)主義思想的重要奠基者馮?格拉塞斯菲爾德就曾反復(fù)申明:“經(jīng)常有人指責(zé)我是在否認(rèn)真實(shí)。這種看法是對建構(gòu)主義的根本誤解,……,否認(rèn)真實(shí)的存在是愚蠢的,這將導(dǎo)致唯我論,而唯我論是不可接受的”。實(shí)質(zhì)上,建構(gòu)主義并沒有否認(rèn)真實(shí)世界的存在,而只是強(qiáng)調(diào)對這樣的“真實(shí)”,我們沒有一種對其加以認(rèn)識的適當(dāng)方式。也恰如馮?格拉塞斯菲爾德所進(jìn)一步指明的,“我們能定義‘存在’的意義,但是只有在我們的經(jīng)驗(yàn)世界的領(lǐng)域中,而不是在本體論意義上。當(dāng)‘存在’一詞運(yùn)用在獨(dú)立于我們經(jīng)驗(yàn)的世界(即一個本體論的世界)時,它也就失去了自己的意義,而且也不可能有什么意義”。所以,建構(gòu)主義思想始終不會在本體論的范圍中打轉(zhuǎn),也不會陷入統(tǒng)治西方思想界近兩千年的“思維與存在何謂第一性”的本體論謎團(tuán)中并使自身走向迷失,它關(guān)注的是人們對客觀實(shí)在的“認(rèn)識”以及這種“認(rèn)識”的限度與可能。
由此我們更可清晰地看到,科學(xué)知識是人類群體對外部客觀世界的一種“認(rèn)識”,這種認(rèn)識即是一種“建構(gòu)”。建構(gòu)的認(rèn)識在一定的時空范圍中是穩(wěn)定的、不變的,但在更長的時空界域中卻可能是需要修正、完善與變化的,這體現(xiàn)了科學(xué)知識的累積與發(fā)展的特性。由此可見,科學(xué)并非否認(rèn)客觀世界的存在,而只是否認(rèn)科學(xué)知識作為絕對鏡像式的存在,并主張,作為一種“人類認(rèn)識”的科學(xué)知識,是在人類群體的經(jīng)驗(yàn)范圍中的一種“建構(gòu)”,是主體世界與客觀本體世界的一種聯(lián)系,它發(fā)生在這種彼此聯(lián)系、相互交織的中途,這與建構(gòu)主義的思想具有本質(zhì)上的一致性!甚至可以說,上述的思想正反映出,建構(gòu)主義對人類認(rèn)識世界的方式做出了較為深入、準(zhǔn)確的刻畫與敘述。由此可得到一個頗具辨證意味的推斷,即,對建構(gòu)主義的所謂“反科學(xué)”特征的批判,實(shí)際上就是一種對科學(xué)本身的批判;對建構(gòu)主義的所謂“反知識”特征的批判,實(shí)際上也就是一種對知識本身的批判。說白了,這種批判源自對建構(gòu)主義思想的誤讀或膚淺的理解。
二、知識的適應(yīng)性――建構(gòu)主義思想在教育中的張力
承接上述的論述,一個有趣的問題自然地涌現(xiàn)出來,即,人類所建構(gòu)的認(rèn)識是否是任意的、無限制的、隨心所欲的?答案自然是否定的。作為建構(gòu)主義思想的重要奠基者,瑞士著名的心理學(xué)家皮亞杰一再強(qiáng)調(diào)?!罢J(rèn)識是一種適應(yīng)性活動”。這一觀點(diǎn)承接了生物進(jìn)化論的適應(yīng)性思想,即是強(qiáng)調(diào),具有適應(yīng)性的動物有一套處理它們所生存環(huán)境中各類困難的行為本領(lǐng),而人類的知識作為一種概念和行動綱要,本質(zhì)上就是動物行為本領(lǐng)中的一個組成部分。由此可知,人類的認(rèn)識(或知識)不是漫無目的、隨心所欲式的建構(gòu),而是在一定的經(jīng)驗(yàn)背景中、在認(rèn)識者所賴以生存的事物與關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的,或者簡而言之,在一種情境脈絡(luò)中所產(chǎn)生的,是主體在適應(yīng)外部世界對人類的要求的過程中所自然涌現(xiàn)的。
根據(jù)知識或認(rèn)識的適應(yīng)性觀點(diǎn),傳統(tǒng)認(rèn)識論中的真理概念、傳統(tǒng)教育學(xué)中的“正確或錯誤”的概念,就要被一種新的觀念――“生存力”所取代。這一觀念仍然取自生物學(xué)領(lǐng)域,即,在生物學(xué)家看來,只要活的有機(jī)體能設(shè)法在環(huán)境中生存,它便具有生存力。由此,建構(gòu)主義者認(rèn)為,如果概念、模式、理論等能證明它們對于自身被創(chuàng)造出來的情境脈絡(luò)是適宜的,那么它們也具有生存力。“生存力”與真理完全不同,它與目標(biāo)、意圖形成的情境脈絡(luò)相關(guān)聯(lián),它在適應(yīng)這種境脈的特殊性中產(chǎn)生,甚至可以說,它是個體生命適應(yīng)力的一種真實(shí)表達(dá)。
知識的適應(yīng)性以及隨之產(chǎn)生的“生存力”觀念,對于教育思想的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生了極大的挑戰(zhàn)和沖擊。在孩童身上經(jīng)常出現(xiàn)的所謂“錯誤概念”,在成人、科學(xué)家、專家等的眼中的確是錯誤的,但從每個個體的孩童角度來看,這些錯誤概念在其經(jīng)驗(yàn)世界中是有效的、是相融的,或者說,在孩童的相關(guān)情境脈絡(luò)中是具有“生存力”的。這些對孩童而言是合理的觀念,如果得不到教師或成人的悉心關(guān)注與耐心引導(dǎo),則這種所謂“錯誤的”、但卻是“合理的”觀念,將可能長時間地這樣“錯誤”下去、“合理”下去。因此,馮?格拉塞斯菲爾德建議,“教師必須要關(guān)心學(xué)生頭腦中發(fā)生的事情,要傾聽學(xué)生,解釋學(xué)生所做的,并試圖建立起學(xué)生概念結(jié)構(gòu)的‘模型’。當(dāng)然這是一項(xiàng)容易出錯的工程。但若不這樣做,任何旨在改變學(xué)生概念結(jié)構(gòu)的努力都只不過是一種偶然事件,或許還會失敗”。
三、我們可以言說一種所謂的“建構(gòu)式教學(xué)”嗎
臺灣學(xué)術(shù)界曾把2001年開始的臺灣新課程改革中的核心理念標(biāo)榜為“建構(gòu)式教學(xué)”,并將其內(nèi)涵幾乎等同于作為一種教學(xué)方式的“發(fā)現(xiàn)式教學(xué)”。臺灣學(xué)者后來在
總結(jié)新課程改革失敗的經(jīng)驗(yàn)時,大都認(rèn)為,建構(gòu)式教學(xué)、進(jìn)而所謂的建構(gòu)主義是導(dǎo)致這輪課改失敗的罪魁禍?zhǔn)?。?shí)質(zhì)上,臺灣學(xué)術(shù)界在課程改革的起點(diǎn)上就犯下了一個不可饒恕的錯誤,即,完全窄化了建構(gòu)主義的思想內(nèi)涵,剝離了建構(gòu)主義所真正具有的哲學(xué)上的思想張力。
如上文所述,建構(gòu)主義思想給教育帶來的,不僅僅是所謂教學(xué)方式上的轉(zhuǎn)變,而更是一種對學(xué)習(xí)者、對學(xué)習(xí)、對教育等認(rèn)識方式上的根本性變革。傳統(tǒng)意義上的二元對立的教育思維方式,已經(jīng)被一種更加連續(xù)的、更加關(guān)注學(xué)習(xí)者經(jīng)驗(yàn)的、更加富有人本意境的全新思想框架所替代。建構(gòu)主義更加強(qiáng)調(diào)的是教育者看待教育的深層認(rèn)識論的轉(zhuǎn)變,而不僅僅是所謂的外顯教學(xué)方式的彼此替代。更具體地,建構(gòu)主義更強(qiáng)調(diào)的是個體內(nèi)在的認(rèn)識發(fā)生機(jī)制,而教學(xué)方式則關(guān)注外部的行為表現(xiàn)及其具體呈現(xiàn)。打一個有趣的比方。就吃飯來說,是自己動手吃,還是靠別人喂,就好比是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)還是接受學(xué)習(xí),這里只存在著學(xué)習(xí)與教學(xué)方式上的不同罷了。但吃下去的飯,是否能靠自己去消化,消化得怎樣,這就進(jìn)入到了“建構(gòu)”的范疇中了。建構(gòu)的好壞。取決于這個有機(jī)體對外部環(huán)境的適應(yīng)性如何,取決于這個有機(jī)體自身的經(jīng)驗(yàn)的質(zhì)量高低與類型差異。所以說,早在上個世紀(jì)60年代,著名心理學(xué)家奧蘇伯爾就曾用有意義學(xué)習(xí)與機(jī)械學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)與接受學(xué)習(xí)這兩個維度來描述人類學(xué)習(xí)的具體類型。很顯然,建構(gòu)主義所強(qiáng)調(diào)的學(xué)習(xí)對應(yīng)的應(yīng)當(dāng)是有意義學(xué)習(xí),它主張這樣的學(xué)習(xí)必定是主體在自身經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的主動積極地建構(gòu)。而如果按照臺灣學(xué)者的看法,將建構(gòu)主義安置在發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的范圍內(nèi)。則顯然犯了歸類上的低級錯誤。發(fā)現(xiàn)與接受,都只表明了教學(xué)方式上的差異,而不涉及學(xué)習(xí)者個體的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)上的任何變化。而奧蘇伯爾早已十分明確地闡釋道,發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)有可能是機(jī)械的,如果這樣的學(xué)習(xí)脫離了學(xué)習(xí)者的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn);接受學(xué)習(xí)也可能是有意義的,如果這樣的學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)者的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生著實(shí)質(zhì)性的、非人為性的關(guān)聯(lián)。
在今天的國內(nèi)外教育實(shí)踐現(xiàn)場,大量標(biāo)榜“建構(gòu)式教學(xué)”的言與行普遍地存在,這其實(shí)反映了人們對建構(gòu)主義所具有的思想張力仍缺乏清晰的、深刻的認(rèn)識。當(dāng)建構(gòu)主義真正走入了一個教育者心中的時候,當(dāng)建構(gòu)主義真正成為一個教育者秉持的信條時,他已經(jīng)不會過多地糾纏在所謂外部的、表面的教學(xué)形式是否更具“發(fā)現(xiàn)性”上了,他必定會更加關(guān)注學(xué)習(xí)者的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu),更加關(guān)注學(xué)習(xí)者頭腦中正在發(fā)生著什么,并將這種深入的、細(xì)致的思考作為其設(shè)計教學(xué)的重要起點(diǎn)。教學(xué)的藝術(shù)性、教學(xué)的魅力,恰恰體現(xiàn)在教師對學(xué)習(xí)者個體經(jīng)驗(yàn)的釋讀上,體現(xiàn)在不同的教師所采取的各不相同的教學(xué)方式與手段上(無論是發(fā)現(xiàn)還是接受),體現(xiàn)在不同的教學(xué)方式背后所具有的“推動學(xué)習(xí)者經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展”這一共同目標(biāo)上。馮?格拉塞斯菲爾德曾說過一句頗具意味的話,筆者愿將這句話作為本文的結(jié)束語,即,“真正的教育者一定是一名建構(gòu)主義者,無論其是否認(rèn)識到建構(gòu)主義這一標(biāo)簽,他對學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的關(guān)注已經(jīng)在其內(nèi)心深處深刻地烙上了建構(gòu)主義的真實(shí)印記?!?/p>
參考文獻(xiàn)
[1][2][4][6]萊斯利?P?斯特弗,杰里?蓋爾 主編,教育中的建構(gòu)主義[M],高文等譯,上海:華東師范大學(xué)出版社2002,3―20
篇4
[關(guān)鍵詞] 情境理論; 真實(shí)感課程; 拋錨式教學(xué); 基于問題的學(xué)習(xí); 認(rèn)知學(xué)徒制; 學(xué)習(xí)共同體
[中圖分類號] G434 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A
[作者簡介] 何克抗(1937―),男,廣東大埔縣人。教授,博士生導(dǎo)師,主要從事教育信息化工程、中小學(xué)教學(xué)改革試驗(yàn)和教育創(chuàng)新理論的研究。 E-mail:。
一、引 言
《教育傳播與技術(shù)研究手冊》第三版第二部分(策略篇)的第九章專門介紹了“真實(shí)感課程的設(shè)計策略”。[1][2]
這一章首先簡要介紹了支持情境化“真實(shí)感課程”設(shè)計的一種全新教學(xué)理論――情境理論(Situativity Theory)。在此基礎(chǔ)上,提出了一個用于設(shè)計情境化“真實(shí)感課程”的概念框架,討論了三種類型的情境化真實(shí)感課程模型――從“設(shè)計式模擬模型”、“生成式模擬模型”到“參與式模型”,并評述了適合在每一種情境化真實(shí)感課程模型中實(shí)施的各種情境化教學(xué)策略(共九種,其中還包含若干來自文獻(xiàn)的應(yīng)用實(shí)例)。如:“設(shè)計式模擬模型”中適用的拋錨式教學(xué)、基于問題的學(xué)習(xí)和認(rèn)知學(xué)徒制等三種情境化教學(xué)策略;“生成式模擬模型”中適用的基于案例的推理、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)共同體等三種情境化教學(xué)策略;“參與式模型”中適用的參與式模擬、學(xué)業(yè)游戲空間和實(shí)踐共同體等三種情境化教學(xué)策略。
通過對這些不同的真實(shí)感課程模型和各種情境化教學(xué)策略實(shí)施案例的介紹與評述,使我們可以感受到在追求課程真實(shí)感的同時,必須密切關(guān)注學(xué)習(xí)的境脈和學(xué)科內(nèi)容體系的建構(gòu)。
由于在情境化教學(xué)中,境脈(Contexts)是一個極為重要的概念,而在一般文獻(xiàn)中對境脈只是直接引用,并不加以解釋,所以我們認(rèn)為,在介紹情境理論和情境化“真實(shí)感課程”之前,對境脈的內(nèi)涵作出明確的界定是必要的。
按照Mario Antonio Kelly博士給出的定義,境脈是指,“學(xué)生和教師組成的一個具體班級中,由包括課堂的物理環(huán)境(軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施)、學(xué)生的家庭背景、認(rèn)知特點(diǎn)、心理素質(zhì)和班級的精神面貌等諸多因素結(jié)合在一起的協(xié)同作用”。[3]可見,境脈涉及“生理、心理、認(rèn)知、語言、社會、文化”等方方面面。
二、關(guān)于“情境理論”
心理學(xué)家們認(rèn)為,認(rèn)知革命是由兩個階段構(gòu)成。在第一階段,強(qiáng)調(diào)的是個體的思考和孤立的心智。[4]顯然,這一階段的理論家們試圖淡化情境(部分原因是要去除斯金納等人所設(shè)置的桎梏),而聚焦于脫離具體環(huán)境的“個體心智”。第二階段將認(rèn)知功能置于其所處的社會、文化和歷史的框架中,這正是情境理論(Situativity Theory)觀點(diǎn)的核心――學(xué)習(xí)者不再被認(rèn)為是外在于學(xué)習(xí)所發(fā)生的環(huán)境而孤立存在;相反,個體與環(huán)境是通過一系列有意設(shè)計的、受控的實(shí)踐活動聯(lián)系在一起,并共同發(fā)揮作用。[5]傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,知識(Knowledge)是一種可以被獲得的東西(Thing),而求知(Knowing)只不過是發(fā)生在個人心智內(nèi)的一種認(rèn)知行為而已。但從情境理論的觀點(diǎn)看,并非如此。情境理論認(rèn)為:知識涉及的是一項(xiàng)活動,而不是一種東西;它總是被情境化、境脈化了的,而不是抽象的;它是作為“個體―環(huán)境”互動的一部分被建構(gòu),而不是由客觀或主觀創(chuàng)造的;參與其中的是整個人,而不是被孤立出來的“心智”。[6]總之,情境理論認(rèn)為,認(rèn)知不是心智的行為,或去境脈化的、待傳輸?shù)男畔⒈忍?,而是有真?shí)情境的實(shí)踐活動,它使所有參與的個體鮮活地置身于豐富而有意義的環(huán)境之中。
為此,情境理論特別強(qiáng)調(diào),要支持在豐富境脈體驗(yàn)中的有意義參與,對知識的學(xué)習(xí)要從“獲得觀”轉(zhuǎn)向“參與觀”。[7]
三、設(shè)計情境化“真實(shí)感課程”的概念框架
眾所周知,強(qiáng)調(diào)識記事實(shí)性知識的授受式教學(xué)推動著淺層概念理解的發(fā)展,而以教師為中心、基于課堂講授的方式是其具體體現(xiàn),這種曾經(jīng)占主導(dǎo)地位的、以教師為中心的“授受模式”,自20世紀(jì)90年代以來,正逐漸被教師擯棄,而轉(zhuǎn)向具有體驗(yàn)性和情境化的教學(xué)模式。這類新型教學(xué)模式支持教學(xué)內(nèi)容的天然復(fù)雜性(避免過度簡化),使學(xué)生在復(fù)雜境脈下通過實(shí)踐與合作建構(gòu)知識意義,教學(xué)可以在模擬的或真實(shí)的情境中展開。[8]
為了實(shí)施這種新型教學(xué)模式,需要有便于體驗(yàn)的、情境化的、具有很強(qiáng)真實(shí)感課程的支持。這是一種由學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)、探究,同時又要彰顯教學(xué)目標(biāo)要求的課程。在學(xué)校環(huán)境中建設(shè)“情境化真實(shí)感課程”是一個巨大挑戰(zhàn),其難度在于:如何選擇合適的情境,確定噪聲的數(shù)量,以便讓基礎(chǔ)性學(xué)科的內(nèi)容體系具有真實(shí)感。隨著學(xué)習(xí)環(huán)境中加入更多的情境因素,真實(shí)感、神秘感和探究樂趣會隨之增加,但有可能使教師指導(dǎo)、學(xué)習(xí)效率和目標(biāo)清晰度受到影響,甚至被削弱。
情境化真實(shí)感課程的設(shè)計應(yīng)遵循如下所述的“自上而下、逐步細(xì)化”的基本原則(或稱應(yīng)遵循如下的概念框架)。
首先,應(yīng)將課程的教學(xué)內(nèi)容融入相關(guān)的情境之中,使之具有真實(shí)感,以支持和推動具有體驗(yàn)性和情境化的教學(xué)模式的實(shí)施。
第二,課程的教學(xué)內(nèi)容是否情境化并具有真實(shí)感,取決于所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容能否在一個特定的敘述情境中被體會到。這里所說的敘述情境不是指周圍的隨便一個場景,而是一段為學(xué)習(xí)內(nèi)容和為學(xué)生探究提供的適當(dāng)故事情節(jié)。
第三,敘述情境中的適當(dāng)故事情節(jié),應(yīng)當(dāng)包含一個有意義的目標(biāo)和一組學(xué)生將要采取的學(xué)習(xí)行為(學(xué)生的行為必定會產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)果),以避免學(xué)生把學(xué)習(xí)內(nèi)容當(dāng)作孤立事實(shí)去死記。正是通過這種敘述情境,使學(xué)習(xí)者涌現(xiàn)出各種想法和因采取各種學(xué)習(xí)行為而產(chǎn)生的結(jié)果,將原本脫離實(shí)體的課文變成了內(nèi)容豐富的、甚至形象的事實(shí)及體驗(yàn)。[9]
第四,按上述步驟及要求創(chuàng)設(shè)敘述情境時,應(yīng)提醒教師:今后在利用這種真實(shí)感課程實(shí)施情境化教學(xué)的過程中,必須認(rèn)真審視學(xué)生在感受故事情節(jié)時涌現(xiàn)出的各種想法,并要設(shè)法讓學(xué)生自己去檢驗(yàn)和證實(shí)這些想法(這對彰顯和深化課程的教學(xué)目標(biāo)要求,至為關(guān)鍵)。
四、創(chuàng)設(shè)有利于實(shí)施“真實(shí)感課程”的
情境化教學(xué)模型
要想設(shè)計情境化的、具有很強(qiáng)真實(shí)感的課程,關(guān)鍵是要能建立起真實(shí)的境脈,即要建立起一個具有真實(shí)感元素的課程教學(xué)情境。經(jīng)過多年實(shí)踐,目前已形成三類比較有利于貫徹實(shí)施“真實(shí)感課程”的情境化教學(xué)模型。這三類模型是指“設(shè)計式模擬模型”、“生成式模擬模型”和“參與式模型”;每一類教學(xué)模型又有各自不同的實(shí)施策略。例如:適合于設(shè)計式模擬模型的情境化教學(xué)策略有“拋錨式教學(xué)”、“基于問題的學(xué)習(xí)”和“認(rèn)知學(xué)徒制”等三種;適合于生成式模擬模型的情境化教學(xué)策略則有“基于案例的推理”、“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”和“課堂學(xué)習(xí)共同體”等三種;適合于參與式模型的情境化教學(xué)策略也有“參與式模擬”、“學(xué)業(yè)游戲空間”和“實(shí)踐共同體”等三種。
可見,共有九種情境化教學(xué)策略。下面分別予以進(jìn)一步的闡述。
(一)建立真實(shí)感的設(shè)計式模擬模型
設(shè)計式模擬模型建立在這樣的假設(shè)之上――課堂活動應(yīng)與現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)踐者所進(jìn)行的活動盡可能地相似。這包括:事實(shí)方面的真實(shí),即模型中任務(wù)環(huán)境的細(xì)節(jié)應(yīng)設(shè)計成與現(xiàn)實(shí)世界的細(xì)節(jié)相似;程序或過程真實(shí),即學(xué)習(xí)者在模型中的實(shí)踐與在校外參與的實(shí)踐相似;任務(wù)真實(shí),即學(xué)習(xí)者在模型中的任務(wù)活動與現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)踐者所從事的任務(wù)相似。[10]
Barab 和 Duffy把滿足上述假設(shè)的境脈稱之為“實(shí)踐場”(Practice Fields),[11]從下面概述的、屬于設(shè)計式模擬模型的三種情境化教學(xué)策略中,應(yīng)能較全面地體現(xiàn)出這種實(shí)踐場的內(nèi)涵。
1. 拋錨式教學(xué)
拋錨式教學(xué)是指這樣一種教學(xué)――所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容呈現(xiàn)在一個具體主題的境脈(即“錨”)中,這一個具體主題的境脈(即“錨”)使相關(guān)的學(xué)習(xí)材料聯(lián)系在一起,并使其能從多個角度被審視。換句話說,主題的境脈試圖通過將學(xué)習(xí)“錨”定――把所要學(xué)習(xí)的全部內(nèi)容包含于有意義的問題解決的境脈之中。和傳統(tǒng)的在課本每章最后找到的、那些互不相關(guān)的應(yīng)用題相比,主題的境脈嵌入了情節(jié)豐富、內(nèi)容開放的故事;學(xué)生從引入主題的故事開始,使用自頂向下的策略來逐步生成解決問題所需的知識與技能。
較具代表性的拋錨式教學(xué)的例子,是范德比爾特大學(xué)認(rèn)知與技術(shù)小組開設(shè)的“賈斯泊?伍德伯里問題解決系列”課程,[12]該課程是為五年級以上學(xué)生開設(shè)的。課程錄像帶包含一個冒險短片(約17分鐘),短片最后有一個挑戰(zhàn)性問題。該問題中嵌入了所有必要的數(shù)據(jù)(也有多余的、不相關(guān)的數(shù)據(jù))。在這樣的挑戰(zhàn)性問題中,學(xué)生必須發(fā)現(xiàn)并解決17個數(shù)學(xué)子問題――這決定主角應(yīng)對挑戰(zhàn)后能否回到家中。這套“賈斯泊冒險系列”課程還嵌入了講授場景和示范解決問題的方法;如果學(xué)生在應(yīng)對挑戰(zhàn)的過程中,需要利用這些方法,可隨時翻看??梢姡瑢W(xué)生在拋錨式教學(xué)過程中,是在應(yīng)對挑戰(zhàn)的同時學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué);值得關(guān)注的是,這種教學(xué)并沒有將教學(xué)內(nèi)容(例如,距離―速度―時間公式)與媒體(例如介紹賈斯泊的錄像故事)截然分開,而是融合在某個情境之中(決定賈斯泊能否回到家中)。
2. 基于問題的學(xué)習(xí)
按照Finkle 和 Torp的說法, 基于問題的學(xué)習(xí)(PBL)是通過將學(xué)生置于問題解決者的積極角色中,使其面對現(xiàn)實(shí)世界中的劣構(gòu)問題(也稱“非良結(jié)構(gòu)”問題――不具有明確的解決方案及解決方法的問題),以同時發(fā)展學(xué)生的問題解決能力和學(xué)科的基礎(chǔ)知識與技能。[13]這種教學(xué)策略的核心是要創(chuàng)設(shè)“問題境脈”(也稱“認(rèn)知困惑”或“認(rèn)知沖突”),以便讓學(xué)習(xí)者通過參與有意義的、與學(xué)科內(nèi)容相關(guān)的任務(wù)來學(xué)習(xí)。
Savery和 Duffy曾提出適用于PBL環(huán)境的三條教學(xué)原理:
一是,學(xué)習(xí)者必須認(rèn)識到當(dāng)前的學(xué)習(xí)活動是與更大的任務(wù)或問題相關(guān),并且學(xué)習(xí)者必須接受“要由他們自己去定義教學(xué)目標(biāo)和問題解決的過程”;
二是,雖然學(xué)習(xí)活動是被嵌入到某個定制的境脈中,但還是要求過程應(yīng)逼真,學(xué)習(xí)活動還是要能支持和挑戰(zhàn)學(xué)習(xí)者,以幫助他們?yōu)閷響?yīng)對復(fù)雜現(xiàn)實(shí)世界中的挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備;
三是,學(xué)習(xí)者必須用多種視角和場景來檢驗(yàn)所生成的理解――不僅要反思學(xué)到了什么,還要反思學(xué)習(xí)發(fā)生的過程。[14]
PBL與其他類似策略(如“基于案例的推理”)的主要區(qū)別在于:在PBL中,學(xué)生要承擔(dān)起為一個問題給出原創(chuàng)性解法的責(zé)任,而不是去研究別人提出的解決方案。
“切爾西銀行仿真項(xiàng)目”是采用PBL教學(xué)策略的較好案例。[15]學(xué)生在這個虛構(gòu)的金融機(jī)構(gòu)中擔(dān)任不同職位,課程由12個計算機(jī)場景組成,學(xué)生通過運(yùn)用一組問題解決方法(包括提出假設(shè)、修改方案和尋求幫助)來解決各種不同的財務(wù)問題。
本章作者指出,“切爾西銀行仿真項(xiàng)目”和其他PBL項(xiàng)目能夠成功實(shí)施的關(guān)鍵在于――要能幫助教師成為支持有效探究的指導(dǎo)者。
3. 認(rèn)知學(xué)徒制
認(rèn)知學(xué)徒制是Collins 等人于1989年提出的一種情境化教學(xué)策略。[16]他們認(rèn)為,傳統(tǒng)學(xué)徒制中豐富的境脈促進(jìn)了學(xué)習(xí)的發(fā)生,所以他們根據(jù)傳統(tǒng)學(xué)徒在熟練工匠指導(dǎo)下學(xué)習(xí)和工作的隱喻,并參照人們在日常的、非正式環(huán)境中的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),研發(fā)出了一種新的教學(xué)策略。
和傳統(tǒng)學(xué)徒制不同的是:傳統(tǒng)學(xué)徒制必須要有動手操作的學(xué)習(xí)過程,并要參與實(shí)際制作手工制品;而認(rèn)知學(xué)徒制則強(qiáng)調(diào)認(rèn)知學(xué)習(xí)過程(而非手工操作過程),并要將概念形成過程可視化。
在實(shí)施認(rèn)知學(xué)徒制策略過程中,教師應(yīng)把握三個要點(diǎn):
(1)為學(xué)生作示范,并要向?qū)W生解釋示范行動背后的依據(jù)及思考;
(2)開始時為學(xué)生搭建支架和給予指導(dǎo),但要逐漸減少這種干預(yù)和指導(dǎo),以使學(xué)生最終能夠在完全沒有教師的幫助下開展自主學(xué)習(xí);
(3)鼓勵學(xué)生口頭表述自己的認(rèn)識與思考,反思自身的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和探究自己提出的原創(chuàng)性問題。
認(rèn)知學(xué)徒制的核心與關(guān)鍵并非簡單地學(xué)習(xí)一個具體的事實(shí)或概念,而是要讓學(xué)生沉浸并參與到一個豐富的、有意義的任務(wù)中去。
(二)建立真實(shí)感的生成式模擬模型
上面介紹的“建立真實(shí)感的設(shè)計式模擬模型”,在開始學(xué)習(xí)之前都需要先開發(fā)出大部分的學(xué)習(xí)情境,并且可接受的學(xué)習(xí)結(jié)果也已被事先界定(設(shè)計者知道正確的解決方案是什么);而本節(jié)要介紹的“建立真實(shí)感的生成式模擬模型”,是將不同學(xué)習(xí)者之間的交流情境化于某個任務(wù)中,讓參與者通過社會性協(xié)商來形成共識,并判定這種共識是否是有意義的、正確的、可信的(即學(xué)習(xí)結(jié)果事先未被界定,要學(xué)習(xí)、協(xié)商以后才能知道)。所以這樣的學(xué)習(xí)過程往往要持續(xù)較長的時間。
從下面概述的、屬于生成式模擬模型的三種情境化教學(xué)策略中,應(yīng)能看出生成式模擬模型的以上特征。
1. 基于案例的推理
基于案例的推理(Case-Based Reasoning,CBR)這種情境化教學(xué)策略起源于計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域?qū)θ斯ぶ悄艿奶剿鳌17]對“基于案例的推理”這種教學(xué)策略的實(shí)施,應(yīng)把握以下四個要點(diǎn)。
(1)要依靠先前的知識與經(jīng)驗(yàn)來為問題解決提供豐富的學(xué)習(xí)境脈(而無需作任何人為的設(shè)計),這些先前的知識與經(jīng)驗(yàn)并不限于某一個學(xué)習(xí)者個人所擁有,而是應(yīng)該包括同一個“學(xué)習(xí)共同體”內(nèi)其他人的知識與經(jīng)驗(yàn),并要運(yùn)用這些知識與經(jīng)驗(yàn)來共同構(gòu)建供大家學(xué)習(xí)的案例境脈。
(2)學(xué)生是通過準(zhǔn)備案例、診斷分析案例、研究案例來獲得知識和必要的思維技能,而案例都是通過真實(shí)的境脈呈現(xiàn)(具有很強(qiáng)的真實(shí)性),且往往是劣構(gòu)問題(非良結(jié)構(gòu)問題)。
(3)對于學(xué)習(xí)者來說,案例的劣構(gòu)性提供了一種可以感覺得到的真實(shí),因而通過對嵌入到這些案例之中的認(rèn)識和理解進(jìn)行解讀、思考及應(yīng)用,新的認(rèn)識和理解就可以自然而然地生發(fā)出來。不管是親身體驗(yàn),還是與他人共享,“具體、真實(shí)、及時的反饋”都會促使學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗(yàn)得到豐富和發(fā)展,[18]從而使其解決當(dāng)前案例及解決其他實(shí)際問題的能力不斷增強(qiáng)。
(4)基于案例的推理,將科學(xué)的實(shí)踐落實(shí)到對可能的解決方案進(jìn)行反復(fù)的測試和改進(jìn)中;通過這樣的經(jīng)歷,可以使學(xué)生提出科學(xué)假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、推理和解釋科學(xué)現(xiàn)象的能力,以及基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)的決策能力得到較好、較快的發(fā)展。
CBR這種情境化教學(xué)策略的實(shí)施有賴“案例庫”的支持。案例庫將感興趣學(xué)科的各種案例集中在一起,這些案例不僅來自本學(xué)科的相關(guān)文獻(xiàn),還可以來自其他學(xué)生運(yùn)用該學(xué)科的相關(guān)概念或知識技能所取得的成果。換句話說,某個學(xué)生的經(jīng)歷也可以作為一個案例呈現(xiàn)給別人,使其他學(xué)生通過共享他人的體驗(yàn),形成個人對此番經(jīng)歷的認(rèn)識與理解。由此可見,不僅案例庫,甚至課堂討論,都可以被設(shè)計成用來促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生真實(shí)感的一種工具或環(huán)境。
2. 基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)
基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)具有下面幾個特征。
第一,基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)應(yīng)該提出較特殊的疑難問題,使學(xué)生能形成疑問、開展實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行預(yù)測、生成結(jié)論并分析最終結(jié)果[19];由于對項(xiàng)目的研究需要相互合作和較長的持續(xù)時間,因此可以帶給學(xué)生具有真實(shí)感的課程體驗(yàn)。
第二,與基于問題的學(xué)習(xí)(PBL)必須要有精心設(shè)計的問題來引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)已知的正確解法不同,基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)成果是不確定的――它是在學(xué)生自主建構(gòu)學(xué)科知識與現(xiàn)實(shí)世界之間聯(lián)系的過程中,通過學(xué)生自己的實(shí)踐生成的。
第三,由于是通過向?qū)W生提出疑難問題來驅(qū)動項(xiàng)目的探究,所以是學(xué)生在自主建構(gòu)對學(xué)科知識體系的理解;又因?yàn)轫?xiàng)目是以研發(fā)出具體的、外顯的人工制品作為完成標(biāo)志,所以學(xué)生既可以通過自己的反思、也可以根據(jù)他人給出的反饋意見來修改、深化對學(xué)科知識體系的理解。
按照Krajcik 和 Blumenfeld 的觀點(diǎn),[20]對“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”這種情境化教學(xué)策略的實(shí)施,應(yīng)把握住以下五個要點(diǎn):
(1)所基于的“項(xiàng)目”應(yīng)該都是由真實(shí)的疑問(并且是有意義的、境脈化的疑問)驅(qū)動的,這些疑問將學(xué)生的活動結(jié)構(gòu)化,并與教學(xué)目標(biāo)相對應(yīng);
(2)學(xué)習(xí)活動的真實(shí)感,源于學(xué)習(xí)者置身于學(xué)科的科研實(shí)踐、參與持續(xù)的探究并生成對學(xué)科知識體系的理解;
(3)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的大小,在很大程度上取決于合作――不僅是與其他同學(xué)的合作(其他同學(xué)可能支持也可能批判所生成的理解),也不只是與教師合作(教師對學(xué)生探究過程始終提供支持),還要與課堂以外的其他學(xué)習(xí)共同體成員合作(從而使生成的理解更全面、更豐富、更深化);
(4)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)要有基于先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)工具的支持,這類工具既便于學(xué)生開發(fā)出人工制品(如上所述,研發(fā)出人工制品才是項(xiàng)目完成的標(biāo)志),也能有效促進(jìn)學(xué)生對學(xué)科知識的意義建構(gòu);
(5)在開發(fā)人工制品過程中,學(xué)生自身的感受、體會不僅能幫助其他同學(xué)的學(xué)習(xí)與理解,與此同時,通過別人的反饋和反復(fù)修改過程,也大大提高了開發(fā)者自身的認(rèn)識與能力。
3. 課堂學(xué)習(xí)共同體
之所以會研發(fā)出“課堂學(xué)習(xí)共同體”這種情境化教學(xué)策略,Driscoll 對此曾作出較確切的說明:[21]“傳統(tǒng)學(xué)校的社會結(jié)構(gòu)是這樣一種結(jié)構(gòu)――處于其中的教師通過課堂活動、課本和其他可能的媒體把知識分發(fā)給學(xué)生”(這樣一種安排會讓教師擁有一種控制學(xué)生學(xué)習(xí)的特權(quán),而且會使學(xué)生把教師和教科書看成是獨(dú)一無二的知識來源),“然而,當(dāng)一個課堂變成一個學(xué)習(xí)共同體時,(學(xué)校的)社會結(jié)構(gòu)就發(fā)生了變化――轉(zhuǎn)換為師生共同努力來達(dá)到重要目標(biāo),而且這些目標(biāo)也是師生共同設(shè)立的”。
可見,課堂學(xué)習(xí)共同體的核心是要變革學(xué)校的社會結(jié)構(gòu),使之能充分體現(xiàn)分布式與協(xié)作性的特點(diǎn)。在學(xué)習(xí)共同體中,學(xué)生的陳述被真誠對待,他們的疑問被認(rèn)真考慮;而且隨著共同體成員不斷分享和發(fā)展他們的知識與技能,在此過程中所建構(gòu)的學(xué)科知識的意義被不斷深化,同時也被不斷地協(xié)商。更令人鼓舞的是,隨著E-mail、QQ和遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)這類新技術(shù)被越來越多地應(yīng)用于教學(xué)環(huán)境,這就讓共同體內(nèi)的學(xué)生不僅可以面對面地合作,還可以分布式地跨越時間、空間進(jìn)行交流,從而使課堂學(xué)習(xí)共同體的分布式與協(xié)作性的特點(diǎn)能得到更充分的體現(xiàn)。
(三)建立真實(shí)感的參與式模型
“參與式模型”和前面介紹過的“設(shè)計式模擬模型”、“生成式模擬模型”一樣,要有真實(shí)感,要讓學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問題,而且這類現(xiàn)實(shí)問題要具備“事實(shí)真實(shí)”、“過程真實(shí)”和“任務(wù)真實(shí)”(三真實(shí))的特點(diǎn)。與前兩種模型不同的是,“參與式模型”在有真實(shí)感的基礎(chǔ)上,還增加了兩個新特點(diǎn): 一是要進(jìn)行“真槍實(shí)彈”的練習(xí),二是比“三真實(shí)”還多一個“生態(tài)真實(shí)”(四真實(shí))。在生態(tài)真實(shí)中,學(xué)習(xí)者要以自身所處的“生態(tài)地位”(Ecological Niche)來參與現(xiàn)實(shí)世界的任務(wù),從而使學(xué)習(xí)者能夠真正沉浸于現(xiàn)實(shí)的情境之中。
下面三種屬于“參與式模型”的情境化教學(xué)策略,都具有這兩方面的鮮明特點(diǎn)。
1. 參與式模擬
“參與式模擬”這種情境化教學(xué)策略的實(shí)施要點(diǎn)是:
(1)要求學(xué)生離開課堂環(huán)境,與現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)踐者一道,作為共同體成員之一去參與真實(shí)任務(wù);
(2)真實(shí)任務(wù)要能夠?yàn)閷W(xué)生提供既動腦又動手(即“學(xué)與做”結(jié)合)的實(shí)踐機(jī)會;
(3)上述實(shí)踐活動機(jī)會的產(chǎn)出(即生成的“學(xué)習(xí)成果”)應(yīng)是真實(shí)的――能用于解決現(xiàn)實(shí)世界中的某種具體問題,并為學(xué)習(xí)者和參與該實(shí)踐的共同體所共同擁有。
2. 學(xué)業(yè)游戲空間
“學(xué)業(yè)游戲空間”這種情境化教學(xué)策略的宗旨是“寓教于樂”,力圖把教育、娛樂和個體學(xué)習(xí)行為等三者融為一體,所以在這種教學(xué)策略中,往往糅合了故事、交互敘事和游戲設(shè)計等結(jié)構(gòu)和內(nèi)容?!皩W(xué)業(yè)游戲空間”這種情境化教學(xué)策略的實(shí)施要點(diǎn)是:
(1)上述結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的考慮,既要遵從課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)科知識體系的要求,又要符合客觀世界的真實(shí)性;
(2)因?yàn)槭菍W(xué)業(yè)游戲,所以這種游戲既要能使學(xué)生產(chǎn)生扮演角色的感覺,從而使學(xué)生能沉浸其中,又要能在這個過程中對游戲者提供學(xué)習(xí)指導(dǎo),以完成教學(xué)目標(biāo)要求(即游戲內(nèi)容不光是娛樂,還應(yīng)體現(xiàn)教學(xué)要素);
(3)學(xué)業(yè)游戲中的故事情節(jié)如何展開,應(yīng)由故事中的人物角色來決定(而非隨意構(gòu)想),這就要求學(xué)生沉浸于故事情境當(dāng)中―― 使其求知過程真正成為具有真實(shí)感和情境化的參與過程(也就是讓參與學(xué)業(yè)游戲空間的每一位學(xué)生都能產(chǎn)生一種“虛實(shí)結(jié)合”的真實(shí)感體驗(yàn))。
3. 實(shí)踐共同體
Barab和 Duffy曾把“實(shí)踐共同體”定義為“一個持續(xù)維系的人際網(wǎng)絡(luò)”。[22]它具有以下特征:
第一,共同體成員之間有類似的歷史經(jīng)歷,有共同的知識觀、價值觀和信念,彼此之間還存在有意義的關(guān)系;
第二,共同體成員有同樣的實(shí)踐和(或)共同的事業(yè);
第三,共同體成員相互依賴,且彼此尊重多樣化觀點(diǎn)和少數(shù)人的觀點(diǎn);
第四,“實(shí)踐共同體”具有繁衍擴(kuò)大機(jī)制,可以為共同體成員提供各種交流和參與的機(jī)會。
“實(shí)踐共同體”的一個典型案例,是用于促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的“教師實(shí)踐共同體”。其實(shí)施要點(diǎn)是:
(1)每個參與者被委派于一所大學(xué)(相當(dāng)于被注冊為該大學(xué)的“師范生”),他與某位老師之間的師徒關(guān)系是在相互協(xié)商和彼此認(rèn)同的基礎(chǔ)上建立起來的;
(2)每個參與者(師范生)從第一年開始就與一位前輩(即和自己有師徒關(guān)系的老師)配對,并在整個培養(yǎng)期間都會和這位老師一起工作;
(3)每個參與者(師范生)都是“師范生共同體”的成員,在此共同體中分享他們的成長見識與技能,不斷探討教師專業(yè)發(fā)展的目標(biāo)及意義;
(4)在這個“教師實(shí)踐共同體”中,有老手(老師和有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生)、新手(尚未參加工作的低年級師范生)以及水平介于這二者之間的參與者,這三種共同體成員都在從事一項(xiàng)共同的事業(yè),即促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展――每個師范生在學(xué)期間,都需要達(dá)到若干項(xiàng)培養(yǎng)目標(biāo),這些目標(biāo)是通過真正的實(shí)習(xí)而不僅僅是通過聽課或念教科書來達(dá)到。
五、小 結(jié)
情境理論家(Situativity Theorists)認(rèn)為,一個人所處的學(xué)習(xí)境脈對所要學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)知有較大的影響,因而對情境化教學(xué)內(nèi)容應(yīng)如何設(shè)計,以及情境化教學(xué)策略應(yīng)如何理解與實(shí)施就顯得至關(guān)重要。
在《教育傳播與技術(shù)研究手冊》第三版的第九章中,討論了三種用于實(shí)施“真實(shí)感課程”的情境化教學(xué)模型:
“設(shè)計式模擬模型”―― 這種教學(xué)模型因?yàn)榭煽厍覍?shí)施方便,通常更多地在課堂教學(xué)中被采用;
“生成式模擬模型”―― 這種教學(xué)模型需要為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)情境和提供豐富的對話,所以真實(shí)感更強(qiáng),但要求學(xué)生擁有更多的主動性,這都會增加在中小學(xué)課程中應(yīng)用這種教學(xué)模型的難度及復(fù)雜性;
“參與式模型”―― 按這種教學(xué)模型實(shí)施的情境化教學(xué),是發(fā)生在真實(shí)的境脈當(dāng)中,而無需考慮對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行場景設(shè)計,因此可以給學(xué)生帶來豐富的真實(shí)體驗(yàn);但與此同時,教學(xué)功能卻被暗中削弱,而且這種真實(shí)境脈常常會很耗時,以致難以支撐。教學(xué)實(shí)踐證明,對于那些已經(jīng)擁有較多的知識經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)和較豐富情境感知的學(xué)生來說,為他們的知識建構(gòu)專門創(chuàng)設(shè)一段故事情節(jié)是低效的,甚至是多余的(對于他們來說,傳統(tǒng)的課堂講授方式可能更省時、更有效)。
總之,筆者認(rèn)為,要建立情境化的、具有真實(shí)感的課程并非像出一道復(fù)雜應(yīng)用題那么簡單。本章的核心觀點(diǎn)是:當(dāng)學(xué)科的內(nèi)容體系被情境化于一個應(yīng)用境脈中時,它們的意義以及學(xué)習(xí)者與這些意義的關(guān)系就被改變了;讓學(xué)習(xí)者與學(xué)科的內(nèi)容體系之間建立起這樣的意義關(guān)系(而不是讓學(xué)習(xí)者去死記硬背學(xué)科知識),正是教育始終應(yīng)追求的目標(biāo)。
[參考文獻(xiàn)]
[1] [美] 教育傳播與技術(shù)研究手冊(第三版)[M].任友群,焦建利,劉美鳳,汪瓊等譯,上海:華東師范大學(xué)出版社,2011.
[2] J.Michael Spector, M.David Merrill,Jeroen van Merri?nboer and Marcy P.Driscoll.Handbook of Research on Educational Communications and Technology (Third Edition)[M].Lawrence Erlbaum Associates Published, 2008.
[3] [美] 整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識:教育者手冊[M].任友群,詹藝等譯.北京:教育科學(xué)出版社,2011.
[4] Gardner, H..Frames of Mind: The Theory of Multiple Intelligences[M]. New York: Basic Books,1985.
[5] Reed, E. S..Cognition as the Cooperative Appropriation of Affordances [J].Ecol. Psychol, 1991,(3):135~158.
[6] [8] [11] [22] Barab, S.A.and Duffy, T..From Practice Fields to Communities of Practice[A]. Theoretical Foundations of Learning Environments[M].Mahwah,NJ:Lawrence Erlbaum Associates,2000.
[7] Sfard, A..On Two Metaphors for Learning and the Dangers of Choosing Just One[J]. Education. Research,1998,(27):4~13.
[9] Barab, S.A., Cherkes-Julkowski M.,Swenson, R.,Garrett,S.,Shaw, R. E.,and Young, M.F..Learning as Participation in Autocatakinetic Systems[M].J.Learn.Sci., 1999.
[10] Petraglia, J..Reality by Design:The Rhetoric and Technology of Authenticity in Education. Mahwah[M].NJ: Lawrence Erlbaum Associates,1998.
[12] Cognition and Technology Group at Vanderbilt(CTGV).Anchored Instruction and Its Relationship to Situated Cognition[J].Education. Research.,1990,(19):2~10.
[13] Finkle, S. and Torp, L..Introductory Documents. Avail-Able from the Center for Problem-Based Learning[J].Illinois Mathematics and Science Academy, 1995,(5):67~84.
[14] Savery, J. R. and Duffy, T. M..Problem-Based Learning: an Instructional Model and Its Constructivist Framework[J].Educ. Technol,1995,(5):31~38.
[15] Duffy, T. M., Greene, B., Farr, R., Mikulecky, L..Cognitive, Social, and Literacy Competencies: The Chelsea Bank Simulation Project[R].Indiana University,1996.
[16] Collins, A., Brown, J.S.and Newman S. E.. Cognitive Apprenticeship: Teaching the Crafts of Reading, Writing, and Mathematics. In Knowing, Learning, and Instruction: Essays in Honor of Robert Glaser[R]. Hillsdale,NJ: Lawrence Erlbaum Associates,1989.
[17] Schank, R. C.. Dynamic Memory: A Theory of Reminding and Learning in Computers and People[M].New York: Cambridge University Press, 1982.
[18] Kolodner, J. L. and Guzdial, M..Theory and Practice of Case-based Learning Aids. In Theoretical Foundations of Learn-ing Environments[M].NJ:Lawrence Erlbaum Associates,2000.
[19] Blumenfeld, P., Soloway, E., Marx, R., Krajcik, J., Guzdial, M.,and Palincsar, A.. Motivating Project-based Learning: Sustaining the Doing, Supporting the Learning.[J]. Education Psychology,1991(26):369~398.
篇5
關(guān)鍵詞:教學(xué)質(zhì)量;流域水文模型;水循環(huán)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-291X(2014)07-0093-02
隨著中國大學(xué)招生規(guī)模的日益擴(kuò)大,如何提高大學(xué)教學(xué)質(zhì)量已經(jīng)成為高校教學(xué)研究的重要課題之一。課堂教學(xué)是大學(xué)教育的基本環(huán)節(jié),它不僅是教師傳授知識的主要形式,也是培養(yǎng)大學(xué)生思維方式的重要途徑。大學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量,直接關(guān)系到大學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。筆者從事東北農(nóng)業(yè)大學(xué)水文與水資源工程流域水文模型課程的教學(xué)工作已經(jīng)兩年,在講授過程中積累了一些經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識。結(jié)合這兩年的教學(xué)實(shí)踐,在淺析水循環(huán)和預(yù)報技術(shù)的基礎(chǔ)上,從保持教材的融合與更新、采取多樣化的教學(xué)方法、充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)、教師對教案的掌握、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、教師與學(xué)生之間的交流、教學(xué)與科研相長等方面闡述對提高流域水文模型課程教學(xué)質(zhì)量的體會。
(一)保持教材的融合與更新
教材管理工作與教學(xué)工作都圍繞著同一個主題,就是培養(yǎng)社會主義建設(shè)德才兼?zhèn)涞暮细袢瞬拧=滩氖墙處熃毯蛯W(xué)生學(xué)的主要憑借,是教師進(jìn)行教學(xué),搞好教書育人工作的具體依據(jù),是學(xué)生獲得系統(tǒng)知識、發(fā)展智力、提高思想品德覺悟的重要工具。在教學(xué)實(shí)踐中,教材是知識的重要載體和媒介,對提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力等具有重要意義。衡量一本教材質(zhì)量的高低,首先要看其對實(shí)驗(yàn)教學(xué)有無針對性、適應(yīng)性和實(shí)踐性,能否啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性,能否使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺到所學(xué)內(nèi)容看得見、摸得著,能否激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,最大限度地調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性和主動性。以流域水文模型課程為例,該課程目前缺乏一本系統(tǒng)完整而較新的教材,筆者以《流域水文模型》(謝平)為主,同時融合《分布式水文模型》(熊立華)、《分布式流域水文模型原理與實(shí)踐》(賈仰文)、《水文模型》(徐宗學(xué))及最近發(fā)表的關(guān)于水循環(huán)及水文模型相關(guān)的資料撰寫教學(xué)內(nèi)容,這樣既能保證教學(xué)內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性,同時也能保證教學(xué)內(nèi)容的與時俱進(jìn),保持與社會發(fā)展需求的同步性。
(二)采取多樣化的教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情
在流域水文模型教學(xué)過程中采用多種教學(xué)方法相結(jié)合的方式,不同的內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法。對相對簡單的基本概念和原理,主要采用傳統(tǒng)板書和講授的方式進(jìn)行教學(xué),便于學(xué)生跟隨教師思路,理解掌握課程知識點(diǎn)。對于某些抽象的概念,僅僅依靠板書和講授的方式是難以讓學(xué)生理解掌握的,如產(chǎn)流機(jī)制、蓄水容量曲線、水箱結(jié)構(gòu)等,則采取多媒體輔助教學(xué)進(jìn)行相應(yīng)的動畫演示,實(shí)驗(yàn)圖片分析等,給學(xué)生以直觀的感受,這樣使得非常抽象的概念變得十分具體而容易接受。課堂教學(xué)中,積極采用啟發(fā)式、互動式教學(xué)。每一個知識點(diǎn)都應(yīng)該由特定的問題引出,吸引學(xué)生的注意力的同時誘導(dǎo)其主動的思考。將教師主講與課堂討論緊密結(jié)合起來,并就每節(jié)課的重點(diǎn)難點(diǎn)布置相應(yīng)的習(xí)題,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,同時也加深學(xué)生對課堂知識的理解。設(shè)立學(xué)習(xí)聯(lián)絡(luò)郵箱,將每堂課的重點(diǎn)、難點(diǎn)、相應(yīng)的思考題發(fā)送到聯(lián)絡(luò)郵箱里,利于學(xué)生在課下進(jìn)行課程的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)及自我檢查。學(xué)習(xí)聯(lián)絡(luò)郵箱架起了教師和學(xué)生勾通的橋梁,鼓勵學(xué)生多思考、多建議、多提問,增強(qiáng)學(xué)生敢想、敢問及敢于動手實(shí)踐的信心和勇氣。
(三)充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)
要應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)構(gòu)建創(chuàng)造教育的新模式,我們首先要擺脫把信息技術(shù)設(shè)備僅僅作為一種播放工具,用來傳授知識的觀念,而要把它作為學(xué)生的認(rèn)知工具,通過學(xué)生的參與,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維,提高學(xué)生的創(chuàng)造能力[1~2]?,F(xiàn)代教育技術(shù)在構(gòu)建新型教學(xué)模式中扮演著重要的角色:利用多媒體信息集成技術(shù),創(chuàng)設(shè)和展示有意義的情境,提高學(xué)生的求異和洞察能力。要使學(xué)生全身心投入學(xué)習(xí)活動,就必須讓學(xué)生面臨對他們個人有意義的或有關(guān)的問題。在制作流域水文模型的課件時利用大容量存儲技術(shù)壓縮課件,提供多樣化的圖和文檔資源,利用圖形化交互界面技術(shù)描述水文循環(huán),為課堂建造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。利用信息組織結(jié)構(gòu)的超鏈接連接技術(shù),建造符合學(xué)生聯(lián)想方式的超文本信息組織結(jié)構(gòu)。建立水文模型的降雨徑流模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境時,利用VB與Arcgis相結(jié)合形成動態(tài)演示模型,通過輸入必要的調(diào)試參數(shù),或者通過學(xué)生交互操作,進(jìn)行模擬不同情況下的產(chǎn)流與匯流機(jī)制實(shí)驗(yàn),進(jìn)行分析比較,學(xué)習(xí)科學(xué)探究的能力。
(四)提高對教案的熟悉程度
課堂教學(xué)是教育教學(xué)中普遍使用的一種手段,它是教師給學(xué)生傳授知識和技能的全過程,它主要包括教師講解,學(xué)生問答,教學(xué)活動以及教學(xué)過程中使用的所有教具,這就需要教師仔細(xì)認(rèn)真地備課,設(shè)計好每一節(jié)課的具體流程和安排。教案是教師備課工作的最后一個環(huán)節(jié)[3]。撰寫完教案后,課堂教學(xué)便有“案”可依,教學(xué)質(zhì)量的提高便有了前提保證。但教學(xué)質(zhì)量的提高關(guān)鍵在于如何借助教案將教學(xué)內(nèi)容通俗易懂而又生動地傳授給學(xué)生,充實(shí)豐富學(xué)生的知識和啟迪學(xué)生的思維,實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。在這一過程中,教師對教案的熟悉程度發(fā)揮著重要作用。如在講授流域水文模型中如何描述降雨的空間分布,坡面匯流的計算方法(如單位線法、地貌單位線法和數(shù)值計算法等)時,由于以前做博士論文及科研項(xiàng)目一直在做這方面因此十分的熟悉,因此課堂講授時可以把基本問題的由來及發(fā)展趨勢講解的非常透徹,可以直接面對學(xué)生講解,從學(xué)生的眼神中了解學(xué)生的接受程度,及時調(diào)整講授速度和處理學(xué)生注意力不集中等問題。另外,在講解一些難于理解的復(fù)雜問題比如坡面匯流和河道匯流的時,由于對教案的熟悉,可以根據(jù)學(xué)生的理解程度,進(jìn)行深入淺出的講解,適當(dāng)?shù)囟嗬L制一些圖形和公式解釋,從而高效地提高每一節(jié)課的教學(xué)質(zhì)量。
(五)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量
如何加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理,確保教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,是值得我們認(rèn)真思考的問題[4]。為了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,首先是學(xué)生技能的培養(yǎng),必須通過學(xué)生自身的實(shí)踐,讓學(xué)生有更多機(jī)會進(jìn)行實(shí)際操作,這是培養(yǎng)技能的關(guān)鍵,以往實(shí)驗(yàn)課都是教師先講解實(shí)驗(yàn)的原理、方法、步驟,然后學(xué)生模仿操作,這樣會導(dǎo)致學(xué)生實(shí)際獨(dú)立操作的時間減少,更重要的是不利于學(xué)生思考能力的培養(yǎng)。為此我們把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為三類:一類是基本模塊程序(比如面雨量計算、河道匯流、坡面匯流)編制,課前交代給學(xué)生,然后上機(jī)學(xué)生進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn),我在一般協(xié)助,學(xué)生做答后,根據(jù)學(xué)生的完成情況我再進(jìn)行講解,第一類是模塊組合,根據(jù)我講解水文模型的構(gòu)建原則,之后學(xué)生根據(jù)我的設(shè)計思路,組裝水文模型。第三類啟發(fā)式實(shí)驗(yàn),是我與學(xué)生一起編程,互相啟發(fā)和互相借鑒,共同設(shè)計水文模型,并編制水文模型的計算程序。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生的觀測能力和思維能力,以提高學(xué)生動手操作能力,編程能力,Excel繪圖能力,及利用水文模型解決問題能力。
(六)注重與學(xué)生的溝通
溝通是一門藝術(shù)。一次成功的溝通,就是一次成功的教育。教育的問題在很大程度上是溝通的問題。教育中如果缺乏溝通,則學(xué)生的“心事”教師永遠(yuǎn)也猜不明白,而教師的“柔情”學(xué)生永遠(yuǎn)不懂。雙方都互相埋怨并都在苦惱中,教師失望,學(xué)生傷心。其實(shí),“通”則“不痛”,“痛”則“不通”。通過溝通,讓教師走進(jìn)學(xué)生的心靈世界,也讓學(xué)生真正理解教師。通過溝通,才能徹底拆除妨礙情感交流的墻,才能形成良好的教育網(wǎng)絡(luò),才能促進(jìn)教育目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。在講授流域水文模型第一節(jié)時,筆者首先從地球上的水循環(huán)講起,并同時與學(xué)生相互溝通,進(jìn)行引導(dǎo),使他們能參與進(jìn)來,就每一部分水循環(huán)的情況進(jìn)行描述,之后詢問學(xué)生描述每一部分水運(yùn)動可以用什么模型進(jìn)行描述,這樣使學(xué)生對水循環(huán)及這門課程有一個初步的了解。進(jìn)而在講解每一水文模型時,都從水循環(huán)講起,不斷與他們溝通,最后使學(xué)生對水文模型的認(rèn)識達(dá)到設(shè)計水文模型的程度。模型講解完之后與學(xué)生探討本節(jié)課講授的水文模型可以做一些什么,優(yōu)勢在哪里,培養(yǎng)他們的科研能力。在與學(xué)生的不斷討論之中,一些在課堂上不善于發(fā)言、比較羞澀的學(xué)生,漸漸融入課堂中。
(七)教學(xué)與科研相長
教師要具有以教學(xué)傳授知識、以科研創(chuàng)新知識的本領(lǐng),尤其是在高校從事專業(yè)課教學(xué)的老師。教學(xué)和科研的關(guān)系是辨證統(tǒng)一、互相促進(jìn)的,教學(xué)工作常常會激發(fā)科研的熱情,教學(xué)中會發(fā)現(xiàn)一些不清楚的東西,課后就會去研究它。我的一些新的想法有很多就是在講流域水文模型課中突然激發(fā)出來的;而科學(xué)研究的成就又能促進(jìn)教學(xué)水平的提高,不斷地把新的研究成果和思路貫徹到教學(xué)中,這樣即使常年講一門課也能做到常講常新。
參考文獻(xiàn):
[1] 孟祥增.現(xiàn)代教育技術(shù)[M].濟(jì)南:山東人民出版社,2003.
[2] 周曉霞.多媒體技術(shù)在分析化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用[J].教育與職業(yè),2013,(18):148-149.
篇6
就世界范圍而言,法學(xué)教學(xué)方法無外乎兩種,其一是案例教學(xué),其二是講授式教學(xué)。案例分析教學(xué)是把案例當(dāng)作一種可以從中闡明法律理論的經(jīng)過推理歸納材料。講授式教學(xué)注重教師的系統(tǒng)講授相對抽象的概念、原則、基本原理和理論,旨在向?qū)W生傳授知識。無論是最近提出的診所式教學(xué)還是古老的注釋性教學(xué),都沒有逃出這兩者的范疇。我國現(xiàn)行法學(xué)教學(xué)模式有4個特征:第一,以已有知識的傳授為主要教學(xué)目的。師生的教學(xué)活動仍然主要是圍繞知識的傳授而進(jìn)行。第二,以課堂講授為主要教學(xué)方法。以知識為主要目標(biāo)的教學(xué)模式仍然是主要的教學(xué)方法,自學(xué)、討論、調(diào)查研究、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)等都處于輔助地位。第三,以教師和教材為中心。決定教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的完全是教師,學(xué)生在課堂上主動提問的情況幾乎沒有,更不用說提出不同的見解與教師爭論了。學(xué)生在教學(xué)中完全是被動、從屬的。第四,以筆試為主要評估手段。三好生及獎學(xué)金等級的評定、人才市場的選擇均以筆試成績?yōu)橹饕罁?jù)。在升學(xué)、就業(yè)和職業(yè)生涯中,筆試作為一種保障公平的手段被日益廣泛地使用,并強(qiáng)化著各級教育的應(yīng)試特征。雖然,這種教學(xué)模式有可取的地方,但現(xiàn)在知識的傳播與共享的方式正在迅速地發(fā)生變化。由于信息網(wǎng)絡(luò)化,掌握已有的知識將越來越方便,也越來越不夠。競爭將主要取決于運(yùn)用已有知識創(chuàng)造性地解決問題的能力和發(fā)現(xiàn)新知識的能力,而現(xiàn)行大學(xué)法學(xué)教學(xué)模式在一定程度上卻不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。首先,在現(xiàn)行大學(xué)教學(xué)模式中,學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐機(jī)會非常少,而任何能力的培養(yǎng)都需要知行結(jié)合,對于作為職業(yè)教育的法學(xué)教育更是如此[2]。僅僅掌握了系統(tǒng)的專業(yè)知識和大量的創(chuàng)造方法并不能形成創(chuàng)新能力,創(chuàng)新能力只能在創(chuàng)造活動中培養(yǎng)。在現(xiàn)行的教學(xué)模式中,教師在課堂上系統(tǒng)講授精心整理的知識,學(xué)生勿需獨(dú)立整理資料,久而久之就形成了依賴教師的習(xí)慣,對教師傳授的知識不加反思地接受,沒有問題提出來,或者有問題也不提出來。學(xué)生的主動性、獨(dú)立性、批判性難以發(fā)展。另一方面,由于片面強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)講授知識,法學(xué)教學(xué)脫離社會實(shí)踐的傾向十分突出。大學(xué)生人文素質(zhì)不高,并不僅僅是因?yàn)槿鄙偃宋闹R,他們更缺少的是對人類社會發(fā)展中的實(shí)際問題的真切體驗(yàn)。大學(xué)生的人文精神需要在運(yùn)用知識分析和解決社會問題的過程中培養(yǎng)。面對現(xiàn)有的問題,解決的方案顯然很多,云教學(xué)有沒有可能成為解決這些問題的方案之一呢?在教學(xué)中,云教學(xué)是否可以形成學(xué)生參與的自主式學(xué)習(xí)方式,從而改變我們現(xiàn)有的法學(xué)教育模式呢?這既是一個技術(shù)性的話題,需要技術(shù)性的構(gòu)想和技術(shù)性的方案,同時也是一個需要在理論中探討的問題,需要我們?nèi)メ槍夹g(shù)本身能完成什么進(jìn)行追問。在教育部的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》中,明確提出國家教育云平臺的問題,要求:(1)充分整合和利用各級各類教育機(jī)構(gòu)的信息基礎(chǔ)設(shè)施,建設(shè)覆蓋全國、分布合理、開放開源的基礎(chǔ)云環(huán)境,支撐形成云基礎(chǔ)平臺、云資源平臺和云教育管理服務(wù)平臺的層級架構(gòu)。到2015年,初步建成國家教育云基礎(chǔ)平臺,支持教育云資源平臺和管理服務(wù)平臺的有效部署與應(yīng)用,可同時為IPv4和IPv6用戶提供教育基礎(chǔ)云服務(wù)。(2)推動省市區(qū)域級教育公共服務(wù)系統(tǒng)建設(shè),各省市要大力建設(shè)相關(guān)系統(tǒng),建立本區(qū)域的教育公共服務(wù)平臺,整合各家企業(yè)的相關(guān)服務(wù),提供資源、平臺、學(xué)習(xí)、管理等統(tǒng)一信息化服務(wù)[1]。從21世紀(jì)10年代中期開始,以CIBE(CyberInfrastructureBasedEducation)為特征的云教學(xué)模式已經(jīng)發(fā)端。CIBE同時引發(fā)了CI環(huán)境下的教育技術(shù)系統(tǒng)的理論與實(shí)踐研究。在實(shí)踐研究場域,CIBE將促進(jìn)先進(jìn)的信息技術(shù)與教育的緊密結(jié)合,產(chǎn)生如云計算教育應(yīng)用、智能教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)、語義網(wǎng)教育實(shí)踐等研究[3]。云技術(shù)在中國教育領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)漸漸展開,以教育云服務(wù)平臺搭建為代表的信息化建設(shè)將我國基礎(chǔ)教育信息化推向新的發(fā)展階段。在中國的上海、寧波、蘇州等地開展的電子書包進(jìn)課堂的幾個試點(diǎn),似乎可以看作是教學(xué)模式的新變革,盡管這些嘗試是非常初步的。然而,就高等教育而言,云教學(xué)模式尚未完全展開。中國的法學(xué)教育的信息化已經(jīng)進(jìn)行多年,但是對于法學(xué)教學(xué)的云技術(shù)應(yīng)用卻鮮有人進(jìn)行探討,這有技術(shù)方面的原因,也因?yàn)閷τ谔厥獾姆平虒W(xué)而言,缺乏對云教學(xué)的認(rèn)識和對云教學(xué)的總體規(guī)劃。
二、云技術(shù)能為法學(xué)教學(xué)帶來什么
云的基本概念可以追溯到20世紀(jì)50年代,那時主要指被稱為“啞終端”的瘦客戶機(jī)或終端電腦連接到大型主機(jī)進(jìn)行運(yùn)算。這些“啞終端”開初只能用于通信,對內(nèi)部而言無計算能力。云是為了更有效地利用昂貴的大型機(jī),允許多個用戶以共享的方式從多個終端訪問計算機(jī)以及共享CPU[4]。由于云觀念的提出,約翰•麥卡錫認(rèn)為“計算可能有一天會被組織作為一個公用事業(yè)”[5],而Grosch定律的作者推測,整個世界將存在約15個大型數(shù)據(jù)中心支持的啞終端[6]。20世紀(jì)90年代,云計算延伸到服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施[7]。隨著計算機(jī)變得越來越普遍,科學(xué)家和技術(shù)人員嘗試將算法優(yōu)先訪問到CPU的基礎(chǔ)設(shè)施和平臺提供給最終用戶[8]。2008年初,美國加利福尼亞大學(xué)計算機(jī)科學(xué)學(xué)院發(fā)展了Eucalyptus,成為第一個開放源碼、AWSAPI兼容的平臺,并由此部署私有云;同時,在一個歐盟委員會資助的項(xiàng)目中,加州大學(xué)成為第一個開源軟件部署私有云和混合云的云聯(lián)盟9]。到2008年中期,Gartner公司看到云計算“是一個機(jī)會”[10],并預(yù)計“轉(zhuǎn)移的計算將導(dǎo)致戲劇性的增長”[11]。云技術(shù)主要是提高了IT基礎(chǔ)架構(gòu)、軟件和服務(wù)的經(jīng)濟(jì)性、可訪問性、可擴(kuò)展性和彈性,從而以低得多的成本,為機(jī)構(gòu)提供了新的信息化解決方案[12]。云計算技術(shù)是網(wǎng)格計算(GridComputing)、分布式計算(DistributedCompu-ting)、并行計算(ParallelComputing)、效用計算(UtilityComputing)、網(wǎng)絡(luò)存儲(NetworkStorageTechnologies)、虛擬化(Virtualization)、負(fù)載均衡(LoadBalance)等傳統(tǒng)計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物,包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Infra-structureAsAService)、平臺即服務(wù)(PlatformAsAServ-ice)、軟件即服務(wù)(SoftwareasaService)等幾個層次的服務(wù)[13]。云計算(CloudComputing)即“計算服務(wù)”(Compu-tingasaService),是將數(shù)據(jù)資源作為“服務(wù)(Service)”供使用者通過互聯(lián)網(wǎng)來獲取。通過定義,可以看出云計算技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)連接可將大的整體性的操作過程程序分散為N個較小的子程序,然后將這些眾多的子程序交給眾多部服務(wù)器所構(gòu)建的龐大處理系統(tǒng)處理,經(jīng)查找、分析、計算之后將得到的結(jié)果回傳給使用者。這樣,使用者就可即時得到并享用自己所需的結(jié)果或資源。由此,我們可以看出,云的觀念在于盡可能地擴(kuò)大了共享的范圍,并在一定程度上提高了信息使用效率。如果我們把學(xué)習(xí)當(dāng)作是一個有目的的主動建構(gòu)知識的過程,而不是一個被動吸收、反復(fù)練習(xí)和強(qiáng)化記憶的過程[14],那么這個建構(gòu)的過程也是一個對外部信息收集、加工、反饋及調(diào)整的過程。在這個意義上來理解學(xué)習(xí),云技術(shù)則為教學(xué)提供了諸多便利。在云技術(shù)得以應(yīng)用的前提下,用戶不需安裝服務(wù)器或任何客戶端軟件,就可在任何時間、任何地點(diǎn)、任何設(shè)備上通過瀏覽器隨時隨意訪問,使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取存儲空間及各種軟件服務(wù),教學(xué)和學(xué)習(xí)過程將可以在任何時間和任何地點(diǎn)。可以看到,該學(xué)習(xí)模式基本是基于短信或WAP方式從而重構(gòu)的學(xué)習(xí)平臺。云技術(shù)將大量的信息和資源集中在一起,使應(yīng)用程序能夠獲取存儲空間及各項(xiàng)服務(wù),而教師與學(xué)生也能在云端中獲取自己所需的資源。云端中包含大量的計算機(jī)集群進(jìn)行海量的存儲與計算,相對教學(xué)來說,用戶可以從云端獲取到學(xué)習(xí)資料,進(jìn)行即時通訊以及隨時隨地接收最新信息,在云服務(wù)器中暢游,創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。云技術(shù)的核心思想就是資源的全面共享,它可以將與網(wǎng)絡(luò)連接的大量多媒體教學(xué)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度,構(gòu)成一個即時、全面的無限擴(kuò)展的“多媒體教學(xué)資源云”。教師們可以隨時進(jìn)入云中查找自己所需的各種多媒體教學(xué)資源,設(shè)計高水平的多媒體課件。這樣就使很多教師從重復(fù)、繁瑣的課件制作中解脫出來,節(jié)省了大量的時間,可以更好地規(guī)劃課堂教學(xué),提高教學(xué)效率。云技術(shù)與法學(xué)教育相結(jié)合,可具有如下之特征:(1)更大的教學(xué)覆蓋率。由于云端具備海量存儲能力,提供動態(tài)的存儲空間和數(shù)據(jù)服務(wù),允許用戶在云服務(wù)器上存儲數(shù)據(jù)并且可以在任何時間和地點(diǎn)訪問這些數(shù)據(jù),這種服務(wù)稱為數(shù)據(jù)存儲即服務(wù)。云端海量的存儲能力所帶來的首先就是教學(xué)覆蓋率的擴(kuò)大。數(shù)據(jù)存儲在云端服務(wù)器中,只要網(wǎng)絡(luò)覆蓋到的地方,用戶就可以學(xué)習(xí)工作。隨著移動終端用戶覆蓋率不斷擴(kuò)大,互聯(lián)網(wǎng)接入要求以及運(yùn)營商的收費(fèi)也在不斷降低,不管身處何處用戶也可以平等地享有云帶來的服務(wù),享受云端提供的海量文獻(xiàn)資源。(2)更高的學(xué)習(xí)積極性。傳統(tǒng)法學(xué)教育的網(wǎng)絡(luò)化主要依賴于固定網(wǎng)絡(luò)固定計算機(jī),移動學(xué)習(xí)的出現(xiàn)打破了這一局限性,學(xué)生可以使用移動通訊設(shè)備,如手機(jī)、平板電腦等便攜性設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程學(xué)習(xí),在空閑之余能實(shí)時進(jìn)行學(xué)習(xí)并獲取文獻(xiàn)資源這一靈活性極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。(3)更好的教學(xué)資源整合。云技術(shù)所帶來的海量存儲有助于各項(xiàng)教學(xué)資源的整合,文獻(xiàn)資源可以不僅僅局限于一所學(xué)校一門學(xué)科,每個教學(xué)機(jī)構(gòu)都在云服務(wù)上開辟屬于自己的空間并互相共享,管理者根據(jù)資源進(jìn)行分類整合,并不斷進(jìn)行修改與完善。(4)更便捷的信息交互平臺。云服務(wù)提供一些面向服務(wù)的、可配置的、可調(diào)度的、可預(yù)見的和可靠的通信能力,即通信即服務(wù),從而保證網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)通信。就法學(xué)教育而言,同樣云服務(wù)也解決了移動學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)傳輸問題,通過在云中構(gòu)建移動教學(xué)輔導(dǎo)、問題交流和在線討論答疑等模塊,較好地開啟了學(xué)生與教師的實(shí)時交互活動。這意味著,云技術(shù)為移動學(xué)習(xí)提供了重要的支撐,在法學(xué)教育中具有了不可替代的優(yōu)勢,極大地幫助了移動教學(xué)的開展。移動學(xué)習(xí)的靈活性以及便攜性提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和積極性,同樣云技術(shù)的海量存儲運(yùn)算能力也建立一個良好的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境,學(xué)生與教師的時空分離性已不再是限制教與學(xué)之間的重要因素,教師可以隨時上傳教學(xué)資源,學(xué)生可以自主性地選擇學(xué)習(xí)的時間、地點(diǎn)、設(shè)備,隨時隨地開展學(xué)習(xí)。
三、法律教學(xué)云的設(shè)想
篇7
摘要:本文提出了計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計課程的“五段式”教學(xué)模式。
關(guān)鍵詞:教學(xué)模式;教學(xué)改革;多媒體;網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號:G642
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在很多弊端,目前新的教學(xué)模式也不見得處處適用。關(guān)鍵還是要看是否能夠較好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo),得到較好的教學(xué)效果,培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。選用合適恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式對于學(xué)生的能力培養(yǎng)將起到不可替代的作用。
針對不同的教學(xué)模式的特點(diǎn)和計算機(jī)畢業(yè)設(shè)計課程的教學(xué)目標(biāo),我們在教學(xué)的實(shí)踐過程中提出了針對計算機(jī)畢業(yè)設(shè)計課程的教學(xué)模式的改革探索,提出了“五段式”教學(xué),即“理論教學(xué)階段+案例演示階段+網(wǎng)上交流階段+小組點(diǎn)評階段+設(shè)計答辯階段”。
1第一階段:理論教學(xué)階段
主要采用“粉筆+板書+多媒體”的教學(xué)模式。集中講解軟件工程的相關(guān)知識和理論。將軟件生命周期的各個階段要做的工作和可以使用的各種工具算法介紹清楚。特別是采用多媒體課件可以動態(tài)的展現(xiàn)不同的軟件設(shè)計模型的形成和使用特點(diǎn)。學(xué)生需要經(jīng)過抽象、形成概念、掌握規(guī)律、形成理性認(rèn)識,以后才能靈活應(yīng)變,去解決千變?nèi)f化的實(shí)際問題。該階段目的是使學(xué)生對理論知識有全面具體的了解和初步的使用。
經(jīng)心理學(xué)家研究證實(shí):人類獲取的信息,83%來自視覺,11%來自聽覺,3.5%來自嗅覺,1.5%來自觸覺,1%來自味覺;一般人類能記住閱讀內(nèi)容的10%,聽到內(nèi)容的20%,看到內(nèi)容的30%,同時聽、看到內(nèi)容的50%,在交流過程中自己所說內(nèi)容的70%。多媒體技術(shù)可以模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,利用視覺、聽覺等多種形式對學(xué)生進(jìn)行多感官的刺激。把多媒體技術(shù)引入教學(xué),可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,同時增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主選擇性,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和個人潛能,從而實(shí)現(xiàn)因材施教。
多媒體課件是采用多媒體技術(shù)將圖像,文字,聲音,動畫等綜合起來表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的一種多媒體軟件。它可以演示、模擬動態(tài)的發(fā)展過程,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、渲染教學(xué)氣氛,還能有效地突破教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn),收到事半功倍的效果。
2第二階段:案例演示階段
主要采用多媒體課件,展示往屆學(xué)生成功的設(shè)計作品。在展示過程中強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)際的結(jié)合點(diǎn),強(qiáng)調(diào)理論怎樣應(yīng)用于實(shí)際問題的解決,更進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)生命周期不同階段的注意事項(xiàng)。比如說,確立題目一定要有現(xiàn)實(shí)意義,有技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性。啟發(fā)學(xué)生發(fā)散性思維,找準(zhǔn)切入點(diǎn)。做好需求分析尤為重要,可以拿出反面的案例進(jìn)行分析。該階段的目的是使學(xué)生形成感性認(rèn)識,進(jìn)一步明確理論知識的指導(dǎo)作用。
案例課程的教學(xué)過程大體分以下幾個步驟:
針對學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計問題或任務(wù),或者讓學(xué)生確定問題。
將所要學(xué)習(xí)的概念,技能蘊(yùn)含在所要解決的問題或任務(wù)之中。
通過解決問題,學(xué)生會掌握有關(guān)的知識,發(fā)展相應(yīng)的技能。
該教學(xué)模式是基于建構(gòu)主義的基本思想設(shè)計的,有利于培養(yǎng)學(xué)生的研究精神和自主學(xué)習(xí)的能力。
3第三階段:網(wǎng)上交流階段
主要是利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為媒介。大家一邊開始在機(jī)房著手畢業(yè)設(shè)計,一邊可以在qq群里或者是BBS上發(fā)表個人畢業(yè)設(shè)計觀點(diǎn)等,集思廣益,大家共同討論,確定設(shè)計小組,組員分工,選題,課題可行性等。這種模式可以激發(fā)學(xué)生的思考,同時不受時間地點(diǎn)的限制,給了學(xué)生充分的時間和空間進(jìn)行交流。老師也可以對關(guān)鍵性的問題進(jìn)行啟發(fā)和指導(dǎo),這為教師及時與學(xué)生進(jìn)行交流和教學(xué)提供了一個很好的平臺。該階段的目的是使老師和學(xué)生,學(xué)生和學(xué)生進(jìn)行從選題到總體設(shè)計的充分交流。
隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛快發(fā)展,它已經(jīng)改變了人們獲取信息和知識的方式,突破了時間、空間對教育方式的限制,為利用網(wǎng)絡(luò)資源組織教學(xué)提供了物質(zhì)保障。以網(wǎng)絡(luò)為主的教學(xué)模式就是以網(wǎng)絡(luò)為依托,充分發(fā)揮虛擬教室、遠(yuǎn)程教學(xué)、分布式教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)的作用。如,開設(shè)網(wǎng)上選修課,進(jìn)行網(wǎng)上考試,網(wǎng)上管理學(xué)生成績,教學(xué)信息,布置作業(yè),批改作業(yè)等。目標(biāo)就是要通過現(xiàn)代信息技術(shù)所提供的理想學(xué)習(xí)環(huán)境,徹底改革傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)與教育本質(zhì),培養(yǎng)出大批創(chuàng)新性人才。
以網(wǎng)絡(luò)使用為主的教學(xué)模式與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式相比呈現(xiàn)許多新的特點(diǎn):時間的終生化,空間的網(wǎng)絡(luò)化,主體的個性化,內(nèi)容的整合化,交往的平等化等。充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,突出了學(xué)生的個性,實(shí)現(xiàn)了教育資源的共享。
4第四階段:小組點(diǎn)評階段
主要是采用探究式的教學(xué)模式。當(dāng)各個畢業(yè)設(shè)計小組設(shè)計進(jìn)行到詳細(xì)設(shè)計階段,由老師組織一次小組點(diǎn)評。由不同的課題小組展示自己隊(duì)伍目前的工作狀況和特點(diǎn)。老師與組,組與組進(jìn)行探究式討論。該階段的目的是調(diào)動大家的積極性,明確設(shè)計中存在的問題,相互進(jìn)行學(xué)習(xí)和借鑒,進(jìn)一步鞏固理論,應(yīng)用于實(shí)踐。
探究式課堂教學(xué)過程中,教師對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)誘導(dǎo),學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論,以現(xiàn)行教材為基本探究內(nèi)容,以學(xué)生周圍世界和生活實(shí)際為參照對象,為學(xué)生提供充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論問題的機(jī)會,讓學(xué)生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動,將自己所學(xué)知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題的一種教學(xué)形式。
該教學(xué)模式能夠很好地提高學(xué)生的智力,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)自學(xué)能力,使學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,提高課堂學(xué)習(xí)的活力和效力。教師調(diào)動學(xué)生的積極性,為學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)置探究的情境,建立探究的氛圍,促進(jìn)探究的開展,把握探究的深度,評價探究的成敗。學(xué)生需要明確探究的目標(biāo),思考探究的問題,掌握探究的方法,敞開探究的思路,交流探究的內(nèi)容,總結(jié)探究的結(jié)果。這是一種雙向的交互式的學(xué)習(xí)模式。
5第五階段:設(shè)計答辯階段
主要是以組為單位在機(jī)房做畢業(yè)設(shè)計,完成后參加答辯。該階段可以采用網(wǎng)絡(luò)作為輔助的媒介,方便小組間的學(xué)生交流。本階段的目的是在交互的環(huán)境下順利完成畢業(yè)設(shè)計,對優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計給予表揚(yáng)。
“五段式”教學(xué)模式,適合計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計課程的特點(diǎn)。能夠?qū)⒔虒W(xué)過程中的老師、學(xué)生等有效的融為一體,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。使得學(xué)生在實(shí)踐中掌握了理論,提高了自身的能力和水平。實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)目標(biāo),使教學(xué)信息雙向化。它還克服了單一教學(xué)模式的不足,綜合地解決了具體的問題。
該教學(xué)模式目前比較適用于計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計課程的使用,并且在實(shí)際的教學(xué)工程中體現(xiàn)了一定的優(yōu)勢,但是還需要在實(shí)踐教學(xué)中繼續(xù)總結(jié),不斷改善。
參考文獻(xiàn)
[1] 蔣家付.當(dāng)代電化教學(xué)模式比較研究[J].電化教育研究,1999,(1).
篇8
關(guān)鍵詞:建筑設(shè)備自動化;互動式教學(xué);課程體系;教學(xué)研究
中圖分類號:G640;TU6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:10052909(2015)04008703
建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè),簡稱建環(huán)專業(yè),該專業(yè)是土建領(lǐng)域高級人才培養(yǎng)和科技發(fā)展的重要支撐。截至2011年,全國已有181所高校設(shè)有建環(huán)專業(yè)\[1\]。2012年普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄中把建筑智能設(shè)施(部分)和建筑節(jié)能技術(shù)與工程兩個專業(yè)納入建環(huán)專業(yè),專業(yè)范圍擴(kuò)展為建筑環(huán)境控制、城市燃?xì)鈶?yīng)用、建筑節(jié)能、建筑設(shè)施智能技術(shù)等領(lǐng)域。建筑自動化課程為其主干專業(yè)課程之一,對學(xué)生深入了解建筑設(shè)備自動控制系統(tǒng)起著重要的作用,也為今后從事建筑環(huán)境與設(shè)備的研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該課程的特點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容多、關(guān)聯(lián)性學(xué)科和知識也較多,涉及很多建環(huán)專業(yè)學(xué)生不太熟悉的領(lǐng)域,教學(xué)難度較大。筆者以多年的教學(xué)體會,特別是在與同行間的交流中感到,該課程教師的一個共識是結(jié)合案例的互動式教學(xué)方式能夠達(dá)到比較好的教學(xué)效果,設(shè)計合適的案例并采用適宜的教學(xué)手段是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵。本文從教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā),設(shè)計3個易于操作的教學(xué)實(shí)例,并借助Simulink模擬工具和小型實(shí)驗(yàn)臺,在課堂上運(yùn)用筆記本電腦、無線網(wǎng)絡(luò)等操作工具進(jìn)行互動講解。此外,對復(fù)雜的建筑設(shè)備系統(tǒng),給學(xué)生留出一定的拓展空間,以課后訓(xùn)練和課堂討論的形式完成。教學(xué)實(shí)踐證明,采用該教學(xué)方式取得了較好的教學(xué)效果。
一、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整與整合
建筑設(shè)備自動化是建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)的一門主干課程,它的主要任務(wù)是通過各個教學(xué)環(huán)節(jié),運(yùn)用各種教學(xué)方法,使學(xué)生系統(tǒng)地掌握建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的基本概念、控制原理的初步知識以及雙位控制、PID控制等控制調(diào)節(jié)方法,建筑熱濕環(huán)境的控制方法,設(shè)備與系統(tǒng)的控制方法,并從整體設(shè)計出發(fā)了解建筑自動化系統(tǒng)的通信技術(shù)、設(shè)計過程、分析整定方法和關(guān)鍵問題。
建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)實(shí)際上是一套中央監(jiān)控系統(tǒng)。它通過對建筑物(或建筑群)內(nèi)的各種電力設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、冷熱源設(shè)備、防火、防盜設(shè)備等進(jìn)行集中監(jiān)控,達(dá)到在確保建筑內(nèi)環(huán)境舒適、充分考慮能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的條件下,使建筑內(nèi)的各種設(shè)備狀態(tài)及利用率均達(dá)到最佳的目的。建筑設(shè)備自動化課程涉及很多自動控制方向的課程知識,如自動控制原理、傳感器、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機(jī)控制、模糊控制、單片機(jī)等。同時,要實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備系統(tǒng)的控制,不可避免地要用到建筑冷熱源、空氣調(diào)節(jié)、通風(fēng)工程、制冷與風(fēng)機(jī)、供熱工程等專業(yè)知識,幾乎涵蓋了建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程所有的專業(yè)課。此外,在控制策略、控制品質(zhì)上還涉及到建筑環(huán)境學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(見圖1)。
圖1 建筑自動化系統(tǒng)知識
教學(xué)內(nèi)容上,以高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用專業(yè)指導(dǎo)委員會推薦的教材為主\[2\],由于受到課時的限制,對教材中的內(nèi)容作了適當(dāng)調(diào)整。首先根據(jù)知識點(diǎn)將教學(xué)內(nèi)容分成兩個大類:一是控制基礎(chǔ)與控制仿真部分,包括自動控制的基本概念、基本控制原理和基本控制規(guī)律、計算機(jī)控制理論相關(guān)知識、模糊控制原理與實(shí)現(xiàn)、傳遞函數(shù)(主要掌握拉式變換)、控制參數(shù)的工程整定方法、Matlab軟件基礎(chǔ)(主要掌握Simulink控制工具箱)等;二是建筑設(shè)計系統(tǒng)控制,包括常用的建筑設(shè)備和空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、空調(diào)冷熱源、集中供熱等建筑用暖通空調(diào)系統(tǒng)。為了將教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地融合起來,設(shè)計了6個工程實(shí)例,分別是加熱水箱溫度分層的自動控制、恒溫恒濕空調(diào)機(jī)的自動控制、散熱器實(shí)驗(yàn)臺的自動控制、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的自動控制、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的自動控制、集中供熱系統(tǒng)(輸配管網(wǎng))的自動控制。實(shí)例由淺入深,依次講解。由于受課時的限制,對簡單的工程實(shí)例,如前3個工程實(shí)例,需要詳細(xì)講解與分析;對比較復(fù)雜的工程實(shí)例和工程問題,要進(jìn)行合理的簡化后建立仿真模型,并留出一定的課堂討論空間給學(xué)生,由學(xué)生在課后完成。高等學(xué)校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程教學(xué)指導(dǎo)委員最新的本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范,規(guī)定建筑自動化課程內(nèi)容包括通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(通訊協(xié)議)和樓宇自動化的相關(guān)內(nèi)容。這些內(nèi)容只作為學(xué)生了解的內(nèi)容,選擇與本專業(yè)關(guān)聯(lián)性較大的部分,從整體設(shè)計出發(fā)介紹建筑自動化系統(tǒng)的通信技術(shù)、設(shè)計過程、分析整定方法和一些關(guān)鍵性問題。如國際上比較通用的樓宇自控系統(tǒng)專用協(xié)議BACnet、適用于集中供熱系統(tǒng)監(jiān)測控制的通訊網(wǎng)絡(luò)連接形式等。
二、授課主體的優(yōu)化組合
建筑設(shè)備自動化課程涵蓋的內(nèi)容非常多,如自動控制原理、傳感器、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機(jī)控制、模糊控制、單片機(jī)等。同時,要實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備系統(tǒng)的控制,不可避免地要用到建筑冷熱源、空氣調(diào)節(jié)、通風(fēng)工程、制冷與風(fēng)機(jī)、供熱工程等專業(yè)知識,這些知識幾乎涉及建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)所有的專業(yè)課,在控制策略、控制品質(zhì)上還涉及建筑環(huán)境學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識。側(cè)重自動控制的教學(xué)內(nèi)容由智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)研究所的教師擔(dān)任主講,而涉及建筑設(shè)備系統(tǒng)部分專業(yè)背景和專業(yè)特征明顯的部分內(nèi)容由建環(huán)專業(yè)的教師擔(dān)任主講,兩方面的教師互相配合,共同完成教學(xué)任務(wù)。在授課的過程中,也發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)知識之間的交叉學(xué)習(xí),不但對學(xué)生而且對教師也是一個很好的學(xué)習(xí)過程,它能促進(jìn)各專業(yè)的融合與溝通。同時,控制工程專業(yè)教師直接參與教學(xué),也擴(kuò)大了相關(guān)知識面,能更好地解答學(xué)生的實(shí)際問題。
三、互動式授課
以往的教學(xué)以教師的課堂講解為主,知識難以當(dāng)堂消化,學(xué)生反饋信息也較少,加上課時的限制,教師很難將眾多的教學(xué)內(nèi)容全部進(jìn)行詳細(xì)講解,因此學(xué)生感覺理解起來有困難。為此,教學(xué)中將控制實(shí)例用Matlab的Simulink控制工具進(jìn)行模擬,相對基礎(chǔ)和簡單的實(shí)例直接在課堂講授,復(fù)雜的實(shí)例由教師建好模型,再作課堂講解和現(xiàn)場分析,并安排課后討論,給學(xué)生留出思考的空間,這也是互動實(shí)踐教學(xué)非常重要的一個環(huán)節(jié)。比如將教學(xué)內(nèi)容中比較復(fù)雜的中央空調(diào)變風(fēng)量系統(tǒng)和空調(diào)冷凍水系統(tǒng)安排在自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),給出討論和拓展的空間。此外,在完成基本教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,打破固定實(shí)驗(yàn)題目的局限,鼓勵自主創(chuàng)新。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣來選擇控制實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,或提出控制策略。教師鼓勵學(xué)生主動尋求實(shí)驗(yàn)方法,探索實(shí)驗(yàn)方案,在探索的過程中讓學(xué)生感受知識的產(chǎn)生和獲取過程,培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識的能力和分析與解決問題的能力。此外,引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的全過程:準(zhǔn)備工作、具體操作和實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)處理等,深化學(xué)生對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所涉及各種知識、技術(shù)的理解,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的能力。
在講授同步模擬實(shí)例時,要求學(xué)生利用筆記本電腦,與授課教師同步完成控制實(shí)例的仿真建模、實(shí)現(xiàn)控制規(guī)律和控制參數(shù)的調(diào)整,配合簡單的輸出窗口或曲線,在計算機(jī)上顯示控制結(jié)果,通過計算機(jī)仿真工具完成互動式教學(xué)。要求學(xué)生現(xiàn)場操作緊跟教師的操作進(jìn)度,用仿真顯示現(xiàn)場檢驗(yàn)教學(xué)的效果。經(jīng)過一個教學(xué)輪次的實(shí)驗(yàn),絕大多數(shù)學(xué)生都能完成工程實(shí)例的仿真,可以自己改變控制規(guī)律和控制參數(shù),了解調(diào)節(jié)過程各種影響因素的作用,達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
四、實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計建造
控制系統(tǒng)的仿真模擬雖然在一定程度上可以反映建筑設(shè)備或系統(tǒng)的自動控制和調(diào)節(jié)過程,但是對相對復(fù)雜的系統(tǒng),Simulink控制工具建模時必須通過一定的簡化,而且被控對象的一些物性參數(shù)需要實(shí)測獲得或利用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。因此設(shè)計適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)臺或?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)并完成實(shí)際的控制任務(wù)才能完全掌握建筑設(shè)備系統(tǒng)的控制任務(wù),真正實(shí)現(xiàn)控制策略。土木工程學(xué)院建筑環(huán)境與設(shè)備研究所的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室具有恒溫加熱水槽的實(shí)驗(yàn)裝置和完整的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng),經(jīng)過適當(dāng)?shù)母脑?,可以完成部分?shí)例的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)效果,設(shè)計開發(fā)一套模擬管網(wǎng)實(shí)驗(yàn)臺,如圖2所示,設(shè)置兩個模擬熱源(1和2)用主循環(huán)泵代替,分別設(shè)在管網(wǎng)兩端。5個用戶(用閥門代替用戶阻力)分別增設(shè)一個加壓泵。該實(shí)驗(yàn)臺可以完成多熱源多用戶質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)和分布式變頻調(diào)節(jié)等集中供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)模擬。實(shí)驗(yàn)臺除了完成教學(xué)工作外,還可以通過變頻水泵及用戶阻力元件(平衡閥)的調(diào)節(jié),測試識別管網(wǎng)阻力特性、水泵特性及多泵聯(lián)合運(yùn)行時的動態(tài)疊加特性等。目前該實(shí)驗(yàn)臺已經(jīng)完成方案設(shè)計和前期的籌備工作,并正在建設(shè)中。
五、結(jié)語
實(shí)踐證明,改革后的教學(xué)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的教學(xué)方式,取得了具有現(xiàn)實(shí)意義的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)。與此同時,在教學(xué)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問題:一是教學(xué)整體進(jìn)度不是很快,建環(huán)專業(yè)學(xué)生沒有Matlab軟件的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),操作Simulink控制仿真工具的熟練程度差別較大,少數(shù)動手能力較差的學(xué)生影響了整體的教學(xué)進(jìn)度;二是將計算機(jī)帶到課堂以后出現(xiàn)了新的問題,有部分學(xué)生利用電腦做與課堂教學(xué)無關(guān)的事。這些問題還需要在今后的教學(xué)工作中加以總結(jié)和改進(jìn)。
參考文獻(xiàn):
篇9
隨著大數(shù)據(jù)時代的崛起,云數(shù)據(jù)時代的來臨,大數(shù)據(jù)給各行各業(yè)的發(fā)展模式和決策帶來前所未有的革新與挑戰(zhàn),教育行業(yè)同樣不可避免。當(dāng)前人們對大數(shù)據(jù)的認(rèn)識尚處于初始階段,特別是大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的研究和實(shí)踐才剛剛開始,真正的將大數(shù)據(jù)完美地應(yīng)用于教育,造福于教育,仍然有很長的路要走,這需要我們共同的努力!
一、何為大數(shù)據(jù)
《自然》雜志在2008年9月推出了名為“大數(shù)據(jù)”的封面專欄,講述了數(shù)據(jù)在數(shù)學(xué)、物理、生物、工程及社會經(jīng)濟(jì)等多個學(xué)科扮演了愈加重要的角色。加里?金說:“這是一場革命,龐大的數(shù)據(jù)資源使得各個領(lǐng)域開始了量化進(jìn)程,無論學(xué)術(shù)界、商界還是政府,所有領(lǐng)域都將開始這種進(jìn)程?!贝髷?shù)據(jù)也稱巨量資料,指的是所涉及的資料量規(guī)模巨大到無法透過目前主流軟件工具,在合理時間內(nèi)達(dá)到擷取、處理、并整理成為幫助企業(yè)更好經(jīng)營決策的各種資訊,同時與大數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域也都屬于大數(shù)據(jù)范疇。
二、大數(shù)據(jù)對教學(xué)的影響
中國原始社會時期,“燧人之世,天下多水,故教民以漁”,“宓羲氏之世,天下多獸,故教民以獵”,法家思想的集大成者韓非子也有“世異則事異,事異則備變”的觀點(diǎn),足見教育是需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)變化的。
在教育領(lǐng)域中,大數(shù)據(jù)除體現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的所有宏觀功能外,還能收集分析詳盡的微觀個性化數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢立顯。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)詮釋宏觀、整體的教育狀況;大數(shù)據(jù)用于調(diào)整教育行為與實(shí)現(xiàn)個性化教育;傳統(tǒng)數(shù)據(jù)來源于階段性的,針對性的評估,其采樣過程可能有系統(tǒng)誤差;大數(shù)據(jù)來源于過程性的,以第三方、技術(shù)型的觀察采樣的方式誤差較小。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析所需要的人才、專業(yè)技能以及設(shè)施設(shè)備都較為普通,易獲得;大數(shù)據(jù)挖掘需要的人才,專業(yè)技能以及設(shè)施設(shè)備要求較高,并且從業(yè)者需要有創(chuàng)新意識與挖掘數(shù)據(jù)的靈感而不是按部就班者。
大數(shù)據(jù)帶來新一輪教育信息化的浪潮已然隨著硬件的高速革新和軟件的高度智能無法抗拒地推到了我們面前。作為新時期的教育管理者,唯有掌握良好的“沖浪”技術(shù),轉(zhuǎn)變教育思想,及時利用大數(shù)據(jù)服務(wù)學(xué)校管理、改革教育教學(xué),提高辦學(xué)質(zhì)量。
三、大數(shù)據(jù)教學(xué)管理模式
隨著時代的發(fā)展,科技的日新月異,以往的教學(xué)管理模式正在慢慢退出歷史舞臺。這種以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐,大數(shù)據(jù)為載體的新型管理模式極大地實(shí)現(xiàn)了教育資源的共享與充分利用,促進(jìn)了工作效率的提升,轉(zhuǎn)變了工作效能,讓工作更加具有時效性,科學(xué)性,及時性。管理透明化、簡約化、信息化。
1、教育大數(shù)據(jù)管理的模型構(gòu)建
正如2014年全國教育工作會議提出的,今后一個時期我國教育管理的目標(biāo)是“加快推進(jìn)教育治理體系和治理能力現(xiàn)代化”,我國的教育管理模式將發(fā)生質(zhì)的變革,大數(shù)據(jù)管理模型應(yīng)運(yùn)而生。
大數(shù)據(jù)支撐的教育管理模型:以“主體、對象、資源、目標(biāo)”為核心要素,建立多級連通共享的教育云,構(gòu)建教育管理復(fù)雜系統(tǒng),利用云技術(shù)處理教育云端大數(shù)據(jù),為教育公共服務(wù)機(jī)構(gòu)、教師和學(xué)生提供全天候多終端個性化需求的教育資源服務(wù)、專業(yè)發(fā)展服務(wù)和綜合素質(zhì)發(fā)展服務(wù),提升教育資源配置的合理性和公平性,提升教育決策科學(xué)化水平。大數(shù)據(jù)教育管理新模式如右圖所示。
在教育管理中,人的因素是重要的教育數(shù)據(jù),是一切教育數(shù)據(jù)的來源。教育資源的配置,首先要進(jìn)行科學(xué)合理的資源基本分類:人才資源、財物資源、知識資源;教育內(nèi)容、教育理論、教育方法、教育經(jīng)驗(yàn)等,是教育資源配置中的隱性資源,卻是根本資源;技術(shù)資源是大數(shù)據(jù)教育管理的生產(chǎn)力資源,教育技術(shù)尤其是教育信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云技術(shù)的應(yīng)用,是管理主體滿足教育服務(wù)需要,合理配置教育資源的應(yīng)用型資源。
2、教育大數(shù)據(jù)管理的行動路線圖
教育大數(shù)據(jù)管理是一個長遠(yuǎn)的偉大工程,從當(dāng)前的教育信息化建設(shè)水平和面臨的挑戰(zhàn)綜合考慮,還有相當(dāng)長的路程要走。我們需要在思想上、理論上和實(shí)踐上全面推進(jìn),迫切需要制訂正確而長遠(yuǎn)的行動路線圖如又圖所示。
這是三個層級的運(yùn)行策略:底層是大數(shù)據(jù)教育管理的基礎(chǔ)建設(shè)――教育云的建設(shè),各區(qū)域應(yīng)遵循國家教育數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),建設(shè)分布式教育數(shù)據(jù)中心(云)――資源庫+數(shù)據(jù)庫+數(shù)據(jù)關(guān)系邏輯的建構(gòu),為云端教育教學(xué)資源配置提供基礎(chǔ)硬件支撐,進(jìn)而建設(shè)三層智慧平臺――智慧校園、智慧學(xué)堂(課堂)和智慧終端(尤其是移動終端)――應(yīng)用平臺建設(shè),同樣作為基礎(chǔ)層級的是教育資源的大數(shù)據(jù)挖掘――對教育過程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析、建模等處理,為教育管理決策提供數(shù)據(jù)應(yīng)用;位于高層的是教育大數(shù)據(jù)管理的操作系統(tǒng),從公共服務(wù)到學(xué)生個體發(fā)展,利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行教育資源的公平配置和個性化供給,推進(jìn)教育發(fā)展與改革,使人人享有優(yōu)質(zhì)恰當(dāng)?shù)慕逃Y源,促進(jìn)教育的優(yōu)質(zhì)可持續(xù)發(fā)展,推進(jìn)教育品牌建設(shè)和創(chuàng)新提升,形成高效綠色的教育文化。
四、大數(shù)據(jù)教學(xué)管理的優(yōu)越性
篇10
[關(guān)鍵詞]軟件工程;翻轉(zhuǎn)課堂;云計算;教學(xué)平臺
[中圖分類號]G40-057 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [論文編號]1009-8097(2013)08-0026-06 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.08.005
一、引言
計算機(jī)類課程內(nèi)容抽象,難于理解,不易自學(xué),學(xué)習(xí)難度較大,很多學(xué)生遇到困難后容易產(chǎn)生畏難情緒,缺乏學(xué)習(xí)的動力與興趣,甚至產(chǎn)生厭學(xué)心理,學(xué)生逃課率高,并形成惡性循環(huán)。軟件工程是一門綜合應(yīng)用學(xué)科,軟件工程專業(yè)具有實(shí)踐性、工程性、實(shí)用性等特征。學(xué)生難以靠聽講軟件工程的理論學(xué)會開發(fā)一個真實(shí)的軟件,而是在“動手做”和“真正練”中體會和掌握軟件開發(fā)的思想。傳統(tǒng)計算機(jī)類課程教學(xué)重理論、輕實(shí)踐,“學(xué)”、“用”脫節(jié),重教師的知識傳授,輕學(xué)生的主動學(xué)習(xí),學(xué)生積極性低。計算機(jī)類課程本身的特征形成了課堂理論講解越多、學(xué)生整體收獲越少的怪圈。諸多學(xué)者提出采用項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)法,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn),提高學(xué)生實(shí)際操作能力、思維能力與創(chuàng)新能力。而“翻轉(zhuǎn)課堂”是有效實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)法的教學(xué)模式,“翻轉(zhuǎn)課堂”成功的關(guān)鍵是技術(shù)工具與教學(xué)的結(jié)合,云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)的運(yùn)用是“翻轉(zhuǎn)課堂”得以實(shí)現(xiàn)的重要手段和資源。
二、“翻轉(zhuǎn)課堂”、云計算輔助教學(xué)的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀
1.“翻轉(zhuǎn)課堂”的應(yīng)用與研究
“翻轉(zhuǎn)課堂”(Flipped Classroom)是一種對知識傳授和知識內(nèi)化的顛倒安排,即“學(xué)生白天在教室完成知識吸收與知識內(nèi)化,晚上回家學(xué)習(xí)新知識”的教學(xué)模式,是“老師白天在教室上課傳授知識,布置家庭作業(yè),讓學(xué)生回家練習(xí)完成知識內(nèi)化”這一傳統(tǒng)教學(xué)模式的翻轉(zhuǎn)。通過運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段,教師將常規(guī)課堂講授的部分制作成教學(xué)視頻,作為家庭作業(yè)布置給學(xué)生在家中觀看、學(xué)習(xí),而課堂變成了師生、生生之間互動的場所?!胺D(zhuǎn)課堂”的實(shí)質(zhì)是:增加師生互動;提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)境;教師成為導(dǎo)師:直接指導(dǎo)和建議式學(xué)習(xí)混合;缺席學(xué)生不會被落下功課;內(nèi)容永久保存;所有學(xué)生參與學(xué)習(xí)并獲得個性化教育。美國學(xué)者M(jìn)aureen LaKe,Glenn Platt and Michael Treglia最早在教授《經(jīng)濟(jì)學(xué)入門》課程時采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式,但沒有明確提出“翻轉(zhuǎn)課堂”這一概念。2007年,美國卡羅拉多州伍德蘭高中兩位化學(xué)老師JonathanBergmann和Aaron Sams在課堂中采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式并發(fā)現(xiàn)用這種模式取得的教學(xué)效果遠(yuǎn)比傳統(tǒng)模式好得多,兩位老師的實(shí)踐引起越來越多的關(guān)注,此后,這一模式在美國中小學(xué)教育中快速推廣。2011年,Salman Khan在TED(Technology Entertainment Design)大會上做了《用視頻重新創(chuàng)造教育》演講報告,闡釋了“翻轉(zhuǎn)課堂”的內(nèi)涵,“翻轉(zhuǎn)課堂”成為全球教育界關(guān)注的教學(xué)模式,并被加拿大《環(huán)球郵報》評為2011年影響課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革。
2011年,重慶市江津聚奎中學(xué)和廣州市海珠區(qū)第五中學(xué)相繼實(shí)施“翻轉(zhuǎn)課堂”并獲得了良好的教學(xué)效果,成為國內(nèi)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域“翻轉(zhuǎn)課堂”實(shí)踐的一面旗幟。國內(nèi)學(xué)者對“翻轉(zhuǎn)課堂”的研究逐漸增多,曾貞(2012)探討了反轉(zhuǎn)教學(xué)的特征、實(shí)踐及問題;張金磊、王穎等(2012)在對國外教學(xué)實(shí)踐案例研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建出“翻轉(zhuǎn)課堂”模型;朱莎、宋化民(2012)探討了“翻轉(zhuǎn)課堂”在農(nóng)民科技培訓(xùn)中的應(yīng)用;馬秀麟、趙國慶(2013)對大學(xué)信息技術(shù)公共課“翻轉(zhuǎn)課堂”進(jìn)行了實(shí)證研究,認(rèn)為課堂討論對知識內(nèi)化有幫助,對于大學(xué)信息技術(shù)公開課具有潛在優(yōu)勢;張金磊、張寶輝(2013)提出了基于游戲化學(xué)習(xí)理念的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式;鐘曉流(2013)構(gòu)建了一個太極環(huán)式的“翻轉(zhuǎn)課堂”模型并給出了實(shí)施的要點(diǎn)。目前,對“翻轉(zhuǎn)課堂”的研究與應(yīng)用主要集中于中小學(xué)教育,在普通高校尤其是針對某一專業(yè)的研究與應(yīng)用成果較少。
2.云計算輔助教學(xué)的應(yīng)用與研究
2009年,黎加厚教授正式提出了“云計算輔助教學(xué)”(Cloud Computing Assisted Instructions,CCAI)概念,即利用“云計算”提供的服務(wù),支持教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí),提高教學(xué)質(zhì)量?!霸朴嬎恪笨梢詰?yīng)用于教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、教學(xué)管理、學(xué)生管理等方面。云計算輔助教學(xué)具有一切皆服務(wù)(everything as a service)、事事可在線(everything online)、更快更方便(everything easy and quick)、更加個性化(everything personal)等特征。云計算的廉價和方便會使越來越多的學(xué)校和個人把自己的信息處理遷移到“云”上。2012年4月,廈門大學(xué)軟件學(xué)院、工信部移動云計算教育培訓(xùn)中心、廈門超級計算中心(云計算中心)舉行共建“云計算教學(xué)實(shí)訓(xùn)基地”簽約儀式,開創(chuàng)了我國云計算實(shí)訓(xùn)教學(xué)的先河。2012年3月,聚奎中學(xué)構(gòu)建了“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺,成為江津云計算產(chǎn)業(yè)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的典型范例,但只是互聯(lián)網(wǎng)功能的簡單替代,未進(jìn)行真實(shí)在線軟件開發(fā)實(shí)踐。近幾年,諸多學(xué)者從云計算輔助教學(xué)的可行性與作用、協(xié)作學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)策略、云計算教學(xué)資源平臺的構(gòu)建等方面做了較多較為深入的研究,但結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式構(gòu)建云計算教學(xué)平臺的研究成果較少。
三、軟件工程“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺架構(gòu)
1.軟件工程“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模型
美國富蘭克林學(xué)院Robert Talbert(2011)教授結(jié)合線性代數(shù)課程實(shí)踐總結(jié)出“翻轉(zhuǎn)課堂”實(shí)施模型并取得了良好的教學(xué)效果,如圖l所示,“翻轉(zhuǎn)課堂”包括課前和課中兩個階段:課前,學(xué)生在家觀看教學(xué)視頻,然后進(jìn)行針對性地練習(xí);課中,學(xué)生快速完成少量測評,然后通過解決問題來完成知識的內(nèi)化,最后,進(jìn)行總結(jié)和反饋。
軟件工程專業(yè)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,理論知識抽象,難于理解,不易自學(xué)。因此,需要對Robert Talbert提出的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模型進(jìn)行改進(jìn)才更加適合于軟件工程專業(yè)。如圖2所示,在課前,學(xué)生在家觀看教學(xué)視頻學(xué)習(xí)軟件開發(fā)理論與進(jìn)行針對性訓(xùn)練時,需要及時與任課教師進(jìn)行交流、答疑,否則,學(xué)生將“知難而退”,難以實(shí)現(xiàn)課前學(xué)習(xí)的目標(biāo)。為了讓學(xué)生在課堂上有更多的時間進(jìn)行項(xiàng)目訓(xùn)練,將學(xué)生課中的測評移至課前,學(xué)生訓(xùn)練過程即完成測試過程,并且教師能快速統(tǒng)計、掌握學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況。在課中,以真實(shí)項(xiàng)目開發(fā)為主線,教師首先簡單講解多數(shù)學(xué)生在課前學(xué)習(xí)中存疑的概念、知識點(diǎn),然后簡要介紹軟件項(xiàng)目背景,提出項(xiàng)目目標(biāo),引導(dǎo)學(xué)生了解項(xiàng)目任務(wù),分組探討并進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編碼實(shí)現(xiàn)與軟件測試。在軟件開發(fā)過程中,學(xué)生之間可以進(jìn)行交流,研討問題,不斷向教師提出疑問,教師回答學(xué)生疑問,并適當(dāng)點(diǎn)撥理論知識,不斷引導(dǎo)學(xué)生思考更深層次的問題,學(xué)生在“訓(xùn)練-思考-提問-點(diǎn)撥”的過程中不斷提升,理順各知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性,直到學(xué)生提交、展示設(shè)計成果,教師進(jìn)行點(diǎn)評總結(jié),進(jìn)一步提升理論。
2.軟件工程“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺架構(gòu)
課前學(xué)生視頻觀看、訓(xùn)練與測驗(yàn)、學(xué)生管理與監(jiān)控、學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)信息的統(tǒng)計與獲取、師生交流、課堂學(xué)生軟件開發(fā)管理與文檔提交、學(xué)生成績評定等都需要網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。云計算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺不但有利于實(shí)現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”良好的教學(xué)效果,為師生提供方便,而且能降低學(xué)校固定資產(chǎn)投資與運(yùn)行成本,減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。如圖3所示,軟件工程“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺按照服務(wù)類型可以分為三層:第一層為基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層(Iaas),由計算機(jī)、存儲器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫等物理資源組成,并將同類型物理資源集成為計算資源池、存儲資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池、數(shù)據(jù)庫資源池、軟件資源池等虛擬化資源,將硬件設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施封裝成服務(wù)供用戶使用,是整個云計算服務(wù)體系的基礎(chǔ),通過虛擬化資源池為“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺提供計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等按需的動態(tài)云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù),最大特點(diǎn)是允許用戶動態(tài)申請或釋放節(jié)點(diǎn),按使用量計費(fèi);第二層為軟件在線開發(fā)平臺服務(wù)層(PaaS),構(gòu)建在基礎(chǔ)設(shè)施層之上,對資源的抽象層次更進(jìn)一步,使用特定的編程環(huán)境,遵循特定的編程模型,負(fù)責(zé)資源的動態(tài)擴(kuò)展和容錯管理,為軟件項(xiàng)目開發(fā)全過程提供環(huán)境支持、構(gòu)件支持、開發(fā)工具支持、文獻(xiàn)支持,為軟件開發(fā)資源與虛擬教學(xué)資源如視頻資源等的建設(shè)提供接口,通過分布式計算環(huán)境和分布式存貯環(huán)境提供海量資源系統(tǒng)、海量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、海量信息系統(tǒng)等服務(wù),在線云通過在線開發(fā)平臺將操作系統(tǒng)、應(yīng)用開發(fā)環(huán)境等平臺級產(chǎn)品以Web服務(wù)的方式提供給師生,方便教師在同一平臺上進(jìn)行教學(xué)資源設(shè)計,也方便學(xué)生在同一平臺上進(jìn)行真實(shí)項(xiàng)目訓(xùn)練,有利于師生對教學(xué)資源的充分利用;第三層為教學(xué)資源應(yīng)用服務(wù)層(Saas),位于最上層,是師生與云計算服務(wù)體系的接口,將某些特定應(yīng)用軟件功能封裝成服務(wù),如直接為師生提供開發(fā)文檔生成、軟件檢測、視頻資源播放、課前訓(xùn)練與測試、師生、生生之間在線交流、學(xué)生管理等應(yīng)用軟件服務(wù)。師生不受時空限制,使用PC電腦、3G手機(jī)或其他移動終端設(shè)備訪問“云”端,接受云計算技術(shù)系統(tǒng)提供的海量服務(wù)。
“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺既可選擇公有云,也可選擇私有云。公有云平臺能夠提供通用的運(yùn)行環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)功能,學(xué)校無需自行構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,可以降低建設(shè)成本。但公有云平臺一般不向用戶開放源代碼,用戶不能將教學(xué)資源以編譯代碼的方式上傳至云平臺,限制了云計算教學(xué)平臺的個性發(fā)揮與軟件的復(fù)用。因此,最好選擇公有云與私有云相結(jié)合的“混合云”方式構(gòu)建軟件工程“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算平臺,即通過公有云模式降低學(xué)校IT基礎(chǔ)設(shè)施的投資成本,且通過私有云模式來確保平臺個性化的充分發(fā)揮。
四、軟件工程“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺主要功能模塊
“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺功能模塊主要包括課堂軟件開發(fā)模塊、課前理論學(xué)習(xí)模塊、運(yùn)行管理模塊、學(xué)生評價模塊,其關(guān)系如圖4所示:
1.軟件開發(fā)模塊
“翻轉(zhuǎn)課堂”由傳統(tǒng)課堂的“先教后練”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋葘W(xué)后練”,弱化“教”,強(qiáng)調(diào)“學(xué)”,突出“練”,其中“學(xué)”為學(xué)生采用觀看視頻的方式自學(xué)軟件開發(fā)理論知識,“練”為軟件項(xiàng)目開發(fā)訓(xùn)練,并且“練”占全部學(xué)習(xí)時間的比例大大增加,更加重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn),學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性增強(qiáng),自由度增加。因此,要想達(dá)到良好的教學(xué)效果,對學(xué)生“學(xué)”的內(nèi)容、“練”的環(huán)境提出了更高的要求。“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺應(yīng)滿足真實(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地的“真實(shí)的企業(yè)項(xiàng)目”、“真實(shí)的企業(yè)化管理”和“真實(shí)的企業(yè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)”三個“真實(shí)”要求。軟件開發(fā)模塊是軟件工程“翻轉(zhuǎn)課堂”云計算教學(xué)平臺的核心模塊,主要包括項(xiàng)目規(guī)劃、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計)、編碼、測試等項(xiàng)目開發(fā)全過程并展現(xiàn)軟件產(chǎn)品,每一個過程應(yīng)能生成相應(yīng)的項(xiàng)目文檔。在課堂上,通過教師的引導(dǎo),學(xué)生登陸至學(xué)校的云計算平臺進(jìn)行真實(shí)的軟件項(xiàng)目開發(fā)訓(xùn)練,并且可以得到教師的全程適時指導(dǎo)、動態(tài)監(jiān)控。學(xué)生在同一平臺上,既可以分組研討開發(fā),又可以單獨(dú)思考,并與教師實(shí)現(xiàn)一對一的面對面交流。通過校企深度合作,學(xué)校在云平臺上建立真實(shí)軟件項(xiàng)目庫、案例庫,為學(xué)生提供真實(shí)開發(fā)項(xiàng)目,或者校企共建軟件開發(fā)云平臺,學(xué)生在企業(yè)項(xiàng)目經(jīng)理的統(tǒng)一安排下參與企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目開發(fā),起到“工學(xué)結(jié)合、頂崗實(shí)習(xí)”的作用。
2.理論學(xué)習(xí)模塊
曾貞提出了“翻轉(zhuǎn)課堂”的三個關(guān)鍵步驟:觀看視頻前的學(xué)習(xí)一討論并提出問題;觀看視頻時的學(xué)習(xí)一根據(jù)問題尋找答案;應(yīng)用并解決問題的學(xué)習(xí)一深入問題進(jìn)行探究。在“翻轉(zhuǎn)課堂”中,學(xué)生主要通過觀看教師提供的教學(xué)視頻來獲取理論知識,通過課前針對性訓(xùn)練基本消化理論知識,并且?guī)熒夹枰皶r了解學(xué)生理論知識的掌握情況??梢钥闯?,云計算理論學(xué)習(xí)模塊由教學(xué)視頻、課前訓(xùn)練、課前測試統(tǒng)計、師生交流等子模塊組成。教學(xué)視頻子模塊具有視頻播放、快進(jìn)、慢放、重放、后退、暫停等功能,便于學(xué)生自定進(jìn)度,自主學(xué)習(xí)。教學(xué)視頻的視覺效果、互動性、時間長度等對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有著重要的影響。不但視頻內(nèi)容要與教學(xué)目標(biāo)和課堂訓(xùn)練內(nèi)容相吻合,而且要清晰、簡明、到位地解釋新知識點(diǎn)、主題要點(diǎn),知識點(diǎn)的解釋要先淺后深,具有邏輯性、層次性、遞進(jìn)性,同時要注意講授節(jié)奏、選取例子、互動策略。在每個知識點(diǎn)講授之前需設(shè)置問題,以便學(xué)生帶著問題觀看視頻并在其中尋找答案,每個知識點(diǎn)講解結(jié)束之后,學(xué)生通過課前訓(xùn)練子模塊及時進(jìn)行簡單訓(xùn)練、應(yīng)用知識與研討問題。師生通過課前測試與統(tǒng)計子模塊檢測學(xué)生對理論知識的掌握程度,及時向師生反饋,教師還能快速了解學(xué)生的總體情況,便于在課中進(jìn)行針對性的講解。在課前學(xué)習(xí)全過程中,學(xué)生均可以通過師生交流子模塊進(jìn)行交流,及時解答學(xué)生的疑問。
3.運(yùn)行管理模塊
云計算運(yùn)行管理模塊是“翻轉(zhuǎn)課堂”軟件開發(fā)訓(xùn)練與課前理論學(xué)習(xí)的支持與保障模塊,位于云計算教學(xué)平臺應(yīng)用服務(wù)層(SaaS),通過特定應(yīng)用軟件封裝成服務(wù)提供,主要包括:項(xiàng)目管理、學(xué)生管理、資源管理等子模塊。
(1)項(xiàng)目管理子模塊
教師通過項(xiàng)目管理子模塊對學(xué)生項(xiàng)目開發(fā)訓(xùn)練的全過程與結(jié)果進(jìn)行監(jiān)控與檢查。項(xiàng)目管理子模塊主要涉及項(xiàng)目的集成管理、范圍管理、質(zhì)量管理、成本管理、時間管理、資源管理、風(fēng)險管理、合同管理、溝通管理等九大知識領(lǐng)域,其中,質(zhì)量管理、成本管理、時間管理為項(xiàng)目管理的核心領(lǐng)域,成為“翻轉(zhuǎn)課堂”教師監(jiān)控的重點(diǎn)。軟件項(xiàng)目開發(fā)各階段的開發(fā)文檔與產(chǎn)品,經(jīng)文檔輸出子模塊與產(chǎn)品展示子模塊進(jìn)行輸出和展示,任課教師通過項(xiàng)目管理子模塊及時進(jìn)行監(jiān)控與階段評價。學(xué)生將開發(fā)過程中遇到的問題在項(xiàng)目管理平臺上,教師通過師生交流子模塊進(jìn)行交流或者進(jìn)行面對面的交流,及時解決學(xué)生在訓(xùn)練中存在的問題。項(xiàng)目管理各階段對所有學(xué)生開放,讓各小組學(xué)生能及時了解其他組學(xué)生的軟件開發(fā)進(jìn)度、質(zhì)量等情況,進(jìn)行成果交流;一方面,促進(jìn)各組之間互相學(xué)習(xí)、協(xié)作開發(fā)、共同提高,另一方面,建立競爭機(jī)制,讓學(xué)生親身感受各組之間的競爭與壓力,體驗(yàn)企業(yè)工作氛圍。
(2)學(xué)生管理子模塊
學(xué)生管理子模塊可以進(jìn)一步分為課堂學(xué)生管理子模塊與課外學(xué)生管理子模塊。課堂“翻轉(zhuǎn)”以后,基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)由學(xué)生在課前自主觀看視頻進(jìn)行,學(xué)生課外自學(xué)效果直接影響到課堂訓(xùn)練,教師不能現(xiàn)場監(jiān)控,因此,有效的課外學(xué)習(xí)監(jiān)控是“翻轉(zhuǎn)課堂”成功的重要因素。哪些學(xué)生觀看了視頻?哪些學(xué)生對哪些知識點(diǎn)沒有掌握及掌握的程度又如何?教師只有對學(xué)生的課前學(xué)習(xí)狀態(tài)了如指掌,才能在課堂上有針對性地安排訓(xùn)練內(nèi)容,組織研討活動,進(jìn)行答疑解惑、擦漏補(bǔ)缺、總結(jié)與提升。課外學(xué)生管理子模塊與課前測試與統(tǒng)計子模塊相連,不但能動態(tài)監(jiān)控學(xué)生課前視頻觀看、課前訓(xùn)練過程、課前協(xié)作研討,而且能輸出課前測試情況、課前關(guān)鍵控制點(diǎn)及統(tǒng)計信息,以便教師及時全面地掌握學(xué)生課外學(xué)習(xí)效果。
在“翻轉(zhuǎn)課堂”中,課堂成為學(xué)生項(xiàng)目探究、問題研討的場所,教師通過與學(xué)生面對面的交流及現(xiàn)場狀態(tài)觀測,能基本了解學(xué)生的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練的狀態(tài)。但因?yàn)檎n堂時間的有限性,教師與一些學(xué)生進(jìn)行交流時,就失去了與另外一些學(xué)生交流的機(jī)會,同時,教師對學(xué)生訓(xùn)練與探討的結(jié)果也難以通過面對面的交流全面掌握,尤其是軟件工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行開發(fā)訓(xùn)練的文檔,教師在課堂上來不及一一檢查,難以結(jié)合課堂訓(xùn)練情況對學(xué)生下一次課的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化,因此,云計算課堂學(xué)生管理子模塊對學(xué)生課堂訓(xùn)練效果具有記錄與檢測輸出的功能。另外,應(yīng)具有:對學(xué)生請假、考勤與學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行監(jiān)控的功能;對學(xué)生個體與小組實(shí)訓(xùn)計劃完成、理論知識的應(yīng)用、創(chuàng)新等的檢查功能;對學(xué)生團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的監(jiān)視功能,如開發(fā)經(jīng)理、計劃經(jīng)理、測試經(jīng)理、技術(shù)支持經(jīng)理等角色任務(wù)分配、崗位輪換、協(xié)調(diào)配合、團(tuán)隊(duì)成員士氣、團(tuán)隊(duì)之間競爭與壓力等。
(3)資源管理子模塊
軟件工程“翻轉(zhuǎn)課堂”所需資源主要包括課前理論學(xué)習(xí)視頻資源與課堂軟件開發(fā)資源,“資源”本身的質(zhì)量很大程度上決定了學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。課前理論學(xué)習(xí)視頻資源必須要與課堂軟件開發(fā)訓(xùn)練資源高度相關(guān),主講教師可以親自錄制或者使用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀開放教育資源建立視頻資源庫。自行錄制教學(xué)視頻容易與課堂訓(xùn)練和教學(xué)目標(biāo)保持一致,甚至可以針對不同基礎(chǔ)的班級錄制不同版本的教學(xué)視頻,學(xué)生自學(xué)的效果容易保證。如果借鑒現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源,可以節(jié)省人力、物力,提高資源的利用率,但難以保證視頻內(nèi)容與課堂訓(xùn)練的一致性。視頻資源管理子模塊負(fù)責(zé)對視頻資源的管理與調(diào)度,視頻資源主要有視頻制作工具、軟件開發(fā)“云課件”、“云教材”、“云案例”、“云試題”等。課堂軟件開發(fā)資源子模塊主要對軟件開發(fā)資源進(jìn)行管理與調(diào)度,課堂軟件開發(fā)資源主要包括軟件開發(fā)云環(huán)境、企業(yè)真實(shí)軟件項(xiàng)目庫、案例庫、軟件開發(fā)專用技術(shù)資料、重點(diǎn)與難點(diǎn)講解資料及相關(guān)文檔、模版等,這是高級應(yīng)用型軟件人才培養(yǎng)的基礎(chǔ),是可教學(xué)化實(shí)訓(xùn)體系的核心。軟件開發(fā)云環(huán)境通過云計算在線開發(fā)平臺層(PaaS)提供,主要有軟件開發(fā)的各種主流技術(shù)、先進(jìn)開發(fā)工具、相關(guān)的幫助文檔、開發(fā)文檔。真實(shí)軟件項(xiàng)目、案例應(yīng)來源于校企合作企業(yè),校企雙方建立深度合作機(jī)制,按照培養(yǎng)計劃的要求,精心挑選軟件項(xiàng)目與案例,并進(jìn)行可教學(xué)化改造,通過“云”端在線開發(fā)平臺層(PaaS)建設(shè)真實(shí)的軟件項(xiàng)目庫、案例庫。
4.學(xué)生評價模塊
學(xué)生評價既是對學(xué)生學(xué)習(xí)全過程(課前理論學(xué)習(xí)、課堂軟件開發(fā)實(shí)訓(xùn))與效果(理論成績與實(shí)訓(xùn)成績)的評估,對教師教學(xué)過程與效果的檢查,又是對“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式及其云計算平臺有效性的檢驗(yàn),是師生共同改進(jìn)與努力的依據(jù)。學(xué)生評價模塊涵蓋如圖4所示虛線范圍,包括學(xué)生學(xué)習(xí)過程評價模塊與學(xué)習(xí)結(jié)果評價模塊。學(xué)生過程評價模塊由軟件開發(fā)各階段文檔生成、課前視頻觀看、課前訓(xùn)練與測試輸出等子模塊組成,學(xué)生結(jié)果評價模塊由軟件產(chǎn)品展示、實(shí)訓(xùn)報告、實(shí)訓(xùn)成績、理論成績與總成績生成子模塊等組成。項(xiàng)目文檔輸出模塊能反映學(xué)生訓(xùn)練全過程的質(zhì)量,也是學(xué)生專業(yè)知識、技術(shù)能力、綜合能力和職業(yè)素養(yǎng)的直觀展現(xiàn),是任課教師課堂控制的重點(diǎn):課前視頻觀看、課前訓(xùn)練與測試輸出子模塊能反映學(xué)生自我控制、自學(xué)過程與學(xué)生課前理論知識掌握程度,是課前云平臺過程控制的重點(diǎn)。理論成績是學(xué)生課前測試的結(jié)果體現(xiàn),軟件產(chǎn)品是學(xué)生開發(fā)真實(shí)軟件項(xiàng)目的成果展示,實(shí)訓(xùn)報告是學(xué)生課堂實(shí)訓(xùn)過程的總結(jié)與提高展現(xiàn),實(shí)訓(xùn)成績是學(xué)生課堂實(shí)訓(xùn)的綜合表現(xiàn),總成績是對學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)過程與結(jié)果的定量綜合評定。