前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇統(tǒng)計(jì)學(xué)概念范文,相信會(huì)為您的寫作帶來(lái)幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
【關(guān)鍵詞】 統(tǒng)計(jì)學(xué);率;構(gòu)成比;相對(duì)數(shù)
作者單位:130061長(zhǎng)春,吉林省醫(yī)學(xué)期刊社我們?cè)谌粘徸x醫(yī)學(xué)論文中,經(jīng)常遇到文章作者錯(cuò)誤地使用統(tǒng)計(jì)學(xué)概念,對(duì)調(diào)查或?qū)嶒?yàn)結(jié)果下結(jié)論。現(xiàn)對(duì)常出現(xiàn)的幾個(gè)問(wèn)題分述如下。
1 誤用概率(probability)
概率是描述隨機(jī)事件發(fā)生的可能性大小的數(shù)值,常用P表示。如某例患者的結(jié)果為治愈,這個(gè)事件記為A,則該患者治愈的概率可記為P(A),或簡(jiǎn)記為P,這是醫(yī)生頗為關(guān)心的數(shù)值。假如我們用200例的樣本,求得治愈率為75%,這只是一個(gè)頻率。在實(shí)際工作中,當(dāng)概率不易求得時(shí),只要觀察單位數(shù)充分多,可以將頻率作為概率的估計(jì)值。但在觀察單位數(shù)較少時(shí),頻率的波動(dòng)性是很大的,用于估計(jì)概率是不可靠的[1]。隨機(jī)事件概率的大小在0與1之間,即0≤P≤1,常用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。習(xí)慣上將P≤0.05,稱為小概率事件,表示在一次實(shí)驗(yàn)或觀察中該事件發(fā)生的可能性很小,可以視為很可能不發(fā)生。
2 以“比”代“率”
2.1 構(gòu)成比(proportion)又稱構(gòu)成指標(biāo),說(shuō)明某一事物內(nèi)部各組成部分所占的比重或分布。
常以百分?jǐn)?shù)表示,計(jì)算公式為:
2.2 率(rate)又稱頻率指標(biāo)。說(shuō)明某現(xiàn)象發(fā)生的頻率或強(qiáng)度。常以百分率(%)、千分率(‰)、萬(wàn)分率(1/萬(wàn))、十萬(wàn)分率(1/10萬(wàn))等表示。計(jì)算公式為:
醫(yī)學(xué)中常用某一時(shí)點(diǎn)發(fā)病率、患病率、死亡率、病死率、治愈率等。
2.3 分析時(shí)不能以構(gòu)成比代替率 例1:甲、乙兩市乙型腦炎普查資料見(jiàn)表1。由此得出甲市10歲以上患乙型腦炎情況比乙市嚴(yán)重,10歲以下乙市比甲市嚴(yán)重(結(jié)論錯(cuò)誤,犯以比代率的錯(cuò)誤)。
2.4 注意不能用構(gòu)成比的動(dòng)態(tài)分析代替率的動(dòng)態(tài)分析 例2:表2為某市1990年和1995年5種常見(jiàn)傳染病的發(fā)病情況。1995年與1990年相比,痢疾的構(gòu)成比有明顯下降,而肝炎、流腦、麻疹及腮腺炎的構(gòu)成比均上升,但以肝炎的構(gòu)成比上升最為明顯。若據(jù)此做出痢疾發(fā)病下降、肝炎發(fā)病上升最明顯的結(jié)論,顯然是錯(cuò)誤的。因?yàn)?995年與1990年相比,5種傳染病發(fā)病的實(shí)際數(shù)都在下降。若要反映5種傳染病的發(fā)病強(qiáng)度,應(yīng)計(jì)算1990年和1995年各種傳染病的發(fā)病率,再做比較。
4 計(jì)算相對(duì)數(shù)的分母一般不宜過(guò)小[2]
通常觀察單位足夠多時(shí),計(jì)算出的相對(duì)數(shù)比較穩(wěn)定,能夠正確反映實(shí)際情況,觀察單位過(guò)少,偶然性大,則可靠性差,一般當(dāng)例數(shù)較少,如少于30例時(shí)以用絕對(duì)數(shù)表示為好。如必須用率表示時(shí),可列出可信區(qū)間。
例4:某醫(yī)生用某法矯治25名學(xué)生的近視眼,其中3名近期有效,該法有效率的95%可信區(qū)間為(3%,31%)。
5 討論
對(duì)樣本率(或構(gòu)成比)的比較應(yīng)隨機(jī)抽樣,并做假設(shè)檢驗(yàn) 遵循隨機(jī)抽樣的原則才能以該“樣本”來(lái)推斷總體。由于樣本率和構(gòu)成比也有抽樣誤差,所以不能僅憑數(shù)字表面相差的大小做結(jié)論,而需進(jìn)行樣本率差別的假設(shè)檢驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞 核心概念 事實(shí)性知識(shí) 概念教學(xué) 化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)
很多教師提出這樣的問(wèn)題:學(xué)生只能對(duì)教師講過(guò)的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單模仿,稍加變式或改變情境,學(xué)生就不能很好地應(yīng)對(duì);知識(shí)在學(xué)生的頭腦中似乎只能短暫地停留,考試過(guò)后就消失得無(wú)影無(wú)蹤了。以上問(wèn)題的緣由是學(xué)生并沒(méi)有真正理解所學(xué)的知識(shí),只是機(jī)械地按照解決問(wèn)題的步驟來(lái)做,并沒(méi)有理解為什么這樣做。這樣的學(xué)習(xí),習(xí)得的知識(shí)很容易忘記或在其他信息的影響下被改變成錯(cuò)誤的形式;即使學(xué)生記住了這些知識(shí),充其量也只是一些零散的事實(shí)和孤立的知識(shí)點(diǎn),并不能成為解決新問(wèn)題的有力武器,其后果是學(xué)生抱怨在學(xué)校期間學(xué)習(xí)了大量無(wú)用的知識(shí),社會(huì)抱怨學(xué)生高分低能。因此,必須改變課堂教學(xué)過(guò)于關(guān)注事實(shí)的記憶與程序和技巧訓(xùn)練的現(xiàn)狀,把具有超越課堂之外的持久價(jià)值和遷移價(jià)值的關(guān)鍵性概念、原理或方法(即核心概念)的理解作為重要的教學(xué)目標(biāo)。
1 核心概念的特性
核心概念(big idea)是指可以適用于一定范圍內(nèi)物體和現(xiàn)象的概念。這里的概念(idea)是表示對(duì)觀察到的相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象,它和我們?nèi)粘I钸\(yùn)用的概念含義是不同的。日常概念可以是不需要基于實(shí)證的某種想法。對(duì)于學(xué)科教學(xué)而言,核心概念是指居于學(xué)科中心,具有超越課堂之外的持久價(jià)值和遷移價(jià)值的關(guān)鍵性概念、原理或方法;是一種教師希望學(xué)生理解并能在忘記其非本質(zhì)信息或周邊信息之后,仍然能應(yīng)用的概念性知識(shí)。核心概念具有以下特性。
1.1 核心概念具有廣泛解釋空間
由于核心概念反映的是事物的本質(zhì)特性與關(guān)系,它能對(duì)很多事物和現(xiàn)象作出解釋。如物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的這一核心概念,既可以解釋為什么人們會(huì)聞到花香,也可以解釋為什么金屬可以拉成絲,還可以解釋為什么不能用濕手觸摸電器;核心概念不僅能對(duì)很多所觀察到的現(xiàn)象提供解釋,而且能對(duì)原來(lái)沒(méi)有觀察到的現(xiàn)象作出預(yù)測(cè),如從物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的這一核心概念認(rèn)識(shí),美國(guó)物理學(xué)家蓋爾曼(M.Gell-Mann)和茨威格(G.Zweig)預(yù)測(cè)了夸克的存在。再如,依據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的核心概念,當(dāng)我們觀察到某植物莖葉表層有一層保護(hù)蠟?zāi)ぃ~為刺狀,會(huì)推測(cè)它是生長(zhǎng)在干旱地區(qū)的植物,而且還可以預(yù)測(cè)它的根系會(huì)很發(fā)達(dá)。
1.2 核心概念蘊(yùn)含思想方法
具有遷移價(jià)值的關(guān)鍵性概念、原理是核心概念,重要的思想方法也是核心概念,如“科學(xué)認(rèn)為每一種現(xiàn)象都具有一個(gè)或多個(gè)原因”。而有的關(guān)鍵性概念本身就蘊(yùn)含思想方法,如“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途”是學(xué)生學(xué)習(xí)所有化學(xué)物質(zhì)的思想方法。
1.3 核心概念具有統(tǒng)攝性
由于核心概念是能夠解釋和預(yù)測(cè)較大范圍事物與現(xiàn)象的大概念,它必然可以統(tǒng)攝其他的下位概念及相關(guān)事實(shí),使它們成為有結(jié)構(gòu)的整體。例如,物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的這一核心概念,可以統(tǒng)攝分子、原子、離子、原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)等有關(guān)物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的概念,也與物質(zhì)的特性、物理變化和化學(xué)變化等概念形成聯(lián)結(jié)。
2 核心概念的教育價(jià)值
2.1 提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力
學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí),重要的不是知道了多少事實(shí)和規(guī)則,而是能夠把所學(xué)遷移到真實(shí)情境中,面對(duì)問(wèn)題能夠作出有依據(jù)的判斷和決策,能夠適應(yīng)社會(huì)、服務(wù)社會(huì)。由于核心概念具有廣泛的解釋空間,所以它是可遷移知識(shí)。運(yùn)用核心概念可以解釋周圍的很多事物和現(xiàn)象,更為重要的是能對(duì)新情境、新問(wèn)題作出預(yù)測(cè),因此對(duì)核心概念的理解可以提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
另一方面,由于核心概念蘊(yùn)含思想方法,它們可能成為學(xué)生以后工作中分析問(wèn)題的思想方法,如要獲取性能更佳的材料,其分析思路是改變現(xiàn)有材料的結(jié)構(gòu)以獲得所需要的性質(zhì),仿生合成新藥等亦是運(yùn)用以上的思想方法。
從認(rèn)知發(fā)展角度,如果學(xué)習(xí)重心是“事實(shí)”或“現(xiàn)象”的了解與記憶,那么這種認(rèn)知是低水平的;相反,對(duì)核心概念的理解則是要使學(xué)生通過(guò)對(duì)特定現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)與理解,發(fā)現(xiàn)一般性的理論,并用這些理論理解、解釋其他現(xiàn)象。學(xué)生不僅知道“是什么”,而且能夠認(rèn)識(shí)“為什么——原因、條件、目的、理由”、及“會(huì)怎么樣——結(jié)果、影響、作用、意義”,還能夠知道“如何做”,從而將學(xué)習(xí)引人深層思考和賦予意義與價(jià)值的方向。
2.2 有利于學(xué)生建構(gòu)合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)
布魯納在《教育過(guò)程》中指出:把握學(xué)科的結(jié)構(gòu)就是指對(duì)本學(xué)科實(shí)現(xiàn)了理解,也就是說(shuō),能夠把所學(xué)的知識(shí)與其他相關(guān)的事物有意義地聯(lián)系起來(lái)。由于核心概念是某學(xué)科的重要概念、原理和方法,它們構(gòu)成了學(xué)科的基本結(jié)構(gòu),因此關(guān)注核心概念理解的教學(xué)就是關(guān)注學(xué)科本質(zhì)與學(xué)科結(jié)構(gòu)的教學(xué),將有利于學(xué)生建構(gòu)合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
2.3 減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)
課業(yè)負(fù)擔(dān)已經(jīng)成為我國(guó)中、小學(xué)生不能承擔(dān)之重,其原因一方面來(lái)自升學(xué)壓力,另一方面是教師的教學(xué)要覆蓋課程與教材中的所有知識(shí)內(nèi)容,讓學(xué)生記憶盡可能多的事實(shí)。為了面面俱到,教師不得不采用講授式為主的教學(xué),這樣的教學(xué)無(wú)法激發(fā)學(xué)生的積極思考,學(xué)生在不理解的狀態(tài)下機(jī)械地練題,不會(huì)就模仿,忘記了再訓(xùn)練,反反復(fù)復(fù),曾經(jīng)有一位老師把一張中考試卷讓學(xué)生練了4遍,這樣機(jī)械地訓(xùn)練,學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)可想而知!
通過(guò)前面的分析已知,核心概念可以統(tǒng)攝事實(shí)與概念,使知識(shí)形成有機(jī)的整體。信息加工理論告訴我們,被組織成塊的信息更容易記憶,因此通過(guò)核心概念組織起來(lái)的知識(shí),學(xué)生是容易記憶的,而且這些知識(shí)因核心概念而凸顯了學(xué)習(xí)的意義與價(jià)值,那么這些知識(shí)更加不容易忘記。又因核心概念是可以遷移的,教師只要選取可以支持概念理解的典型事實(shí),把師生的主要精力用在這些關(guān)鍵內(nèi)容的理解上,就可以達(dá)到“少即是多”的教學(xué)境界。
3 如何以核心概念為統(tǒng)領(lǐng)設(shè)計(jì)化學(xué)教學(xué)
3.1 構(gòu)建核心概念的發(fā)展體系
以核心概念為統(tǒng)領(lǐng)設(shè)計(jì)教學(xué)的首要工作是構(gòu)建核心概念的發(fā)展體系。在不同階段,學(xué)生需要理解的核心概念不同、理解層次也不同。各學(xué)科應(yīng)該聯(lián)動(dòng)以從整體角度構(gòu)建核心概念的發(fā)展體系與結(jié)構(gòu),因?yàn)槟承┖诵母拍钍强鐚W(xué)科的,如“當(dāng)事物發(fā)生變化或被改變時(shí),會(huì)發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化,但是在宇宙中能量的總量不變”這個(gè)核心概念在物理、化學(xué)和生物等學(xué)科學(xué)習(xí)中都會(huì)涉及。
溫·哈倫提出了核心概念應(yīng)該具有的標(biāo)準(zhǔn)是:
(1)能夠用于解釋眾多的物體、事件和現(xiàn)象,而它們是學(xué)生在他們學(xué)校學(xué)習(xí)和畢業(yè)以后的生活中會(huì)遇到的;
(2)提供一個(gè)基礎(chǔ)以幫助理解遇到的問(wèn)題并作出決策,而這些決策將會(huì)關(guān)系到學(xué)生自己和他人的健康與幸福,以及環(huán)境和能源的使用;
(3)當(dāng)人們提出有關(guān)自身和自然環(huán)境的問(wèn)題時(shí),他們?yōu)槟軌蚧卮鸹蚰軌驅(qū)で蟮酱鸢付械接淇旌蜐M意;
(4)具有文化上的意義,例如對(duì)人類自身有關(guān)的觀點(diǎn)——反映科學(xué)史上的成就,來(lái)自研究自然的靈感和人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響。
溫·哈倫據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)提出了科學(xué)教育上的14個(gè)核心概念,但并沒(méi)有提出在不同階段,學(xué)生需要理解的核心概念層次與內(nèi)涵。對(duì)于化學(xué)學(xué)科而言,構(gòu)建出學(xué)科核心概念發(fā)展體系是擺在課程專家與一線教師面前的迫切任務(wù)。
3.2 以核心概念為統(tǒng)領(lǐng)組織教學(xué)單元
以核心概念為統(tǒng)領(lǐng)組織教學(xué)單元有2種方式,一種是先選定核心概念,然后依據(jù)核心概念選取教學(xué)素材以組成教學(xué)單元;另一種是分析教材內(nèi)容,區(qū)別事實(shí)與概念,再把這些事實(shí)和概念與某個(gè)核心概念聯(lián)系起來(lái)。下面舉例談后一種。人教版初中化學(xué)教材第八單元“金屬和金屬材料”有以下內(nèi)容:課題1介紹了一些金屬的物理性質(zhì),常見(jiàn)合金的主要成分、性能和用途;課題2介紹金屬與氧氣反應(yīng)以及金屬與稀酸的反應(yīng),給出了金屬活動(dòng)性順序;課題3介紹常見(jiàn)金屬礦物、鐵的冶煉、鐵的腐蝕和金屬資源的保護(hù)。通過(guò)對(duì)教材知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行分析可以得到圖1所示的關(guān)系圖,即金屬的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)以及合金的成分、性質(zhì)等是事實(shí)性知識(shí),其上位的是金屬和合金這2個(gè)概念,這些事實(shí)與概念可以與“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途”這個(gè)核心概念相聯(lián)系。
當(dāng)確定了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途”這個(gè)核心概念后,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生先前所學(xué)習(xí)的有關(guān)物質(zhì)構(gòu)成的相關(guān)知識(shí)也納入本單元的知識(shí)體系中,這些知識(shí)自然地有機(jī)地結(jié)合在了一起。
3.3 通過(guò)問(wèn)題與活動(dòng)的設(shè)計(jì)激活學(xué)生原有知識(shí),幫
助學(xué)生建立事實(shí)、概念和核心概念間的聯(lián)系
對(duì)核心概念的理解不能一蹴而就,也不能是貼標(biāo)簽、喊口號(hào)式的,要把核心概念與具體的教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái),這種聯(lián)系可以通過(guò)基本理解來(lái)表述,通過(guò)問(wèn)題來(lái)激發(fā),通過(guò)活動(dòng)來(lái)認(rèn)識(shí)與理解。仍以“金屬與金屬材料”單元為例,表1給出該單元部分內(nèi)容的問(wèn)題與活動(dòng)設(shè)計(jì):
從表1來(lái)看,學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、對(duì)比和分析等活動(dòng),不僅僅是體驗(yàn)或得出結(jié)論,而是尋求證據(jù)與解釋,在更高層次認(rèn)識(shí)所學(xué)內(nèi)容。
3.4 設(shè)計(jì)關(guān)于學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)
對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)有多種方式,如布置討論題目,通過(guò)觀察與分析,評(píng)價(jià)學(xué)生是否積極參與學(xué)習(xí),是否達(dá)到了所學(xué)內(nèi)容的基本理解,還可以通過(guò)布置某些任務(wù)檢驗(yàn)學(xué)生是否能夠有效應(yīng)用所學(xué),如讓學(xué)生設(shè)計(jì)某性能的合金材料等。總之,教師所設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)不應(yīng)側(cè)重于事實(shí)性知識(shí),應(yīng)當(dāng)給學(xué)生以富有挑戰(zhàn)的任務(wù),來(lái)考查學(xué)生對(duì)概念與核心概念的理解程度,這樣才會(huì)激勵(lì)學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口,來(lái)積極參與高水平認(rèn)知活動(dòng)。
參考文獻(xiàn)
[1] (英)溫·哈倫編著,科學(xué)教育的原則和大概念,韋鈺譯,北京:科學(xué)普及出版社,2011
[2] (美)艾里克森著,概念為本的課程與教學(xué),蘭英譯,北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2003
(浙江師范大學(xué), 321004)
摘要:通用技術(shù)課程具有跨學(xué)科、多學(xué)科的屬性,是對(duì)學(xué)科體系的超越。現(xiàn)行的通用技術(shù)課程中有如下幾個(gè)跨學(xué)科概念較為重要,它們分別是:設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)和控制,這些概念需要在教學(xué)中進(jìn)一步探索和研究,從而最大限度地開(kāi)發(fā)通用課程的價(jià)值。
關(guān)鍵詞 :通用技術(shù) 跨學(xué)科概念 新課題
21 世紀(jì),知識(shí)的增長(zhǎng)一日千里。要想在這個(gè)世紀(jì)更好地生存,人們所需學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能日益增多, 特別是科學(xué)和技術(shù)知識(shí)。人們學(xué)習(xí)的時(shí)間和精力是有限的, 為此,在當(dāng)今國(guó)際課程領(lǐng)域提出新的變革,那就是跨學(xué)科概念(Crosscutting-Concepts)。跨學(xué)科知識(shí)整合有助于對(duì)事物整體屬性的揭示和復(fù)雜性問(wèn)題的創(chuàng)造性解決,已成為人類進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)和知識(shí)生產(chǎn)的重要方式。在本文中跨學(xué)科概念是指一些可以在不同學(xué)科或相近學(xué)科與領(lǐng)域中都能應(yīng)用的概念或概括性的理論等。
一、跨學(xué)科概念:國(guó)際科技課程改革的新主題
2009 年,一個(gè)目的為確定學(xué)生在科學(xué)教育中應(yīng)該接觸到的核心概念的國(guó)際研討會(huì)在英國(guó)鄧斯召開(kāi),研討會(huì)中提出了科學(xué)教育中的大概念這一術(shù)語(yǔ)。科學(xué)教育中大概念的選擇考慮以下一些情況:能普遍應(yīng)用;能通過(guò)不同的內(nèi)容來(lái)展開(kāi); 可以運(yùn)用于新情況,使得大概念可以提供一些有力的工具,有效地應(yīng)用于理解和解釋改變著的世界。學(xué)過(guò)科技課程, 學(xué)生應(yīng)該能理解一些物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、空間科學(xué)、能源等以及它們?cè)谧匀唤缰邢嗷リP(guān)系的大概念,也就是本文所使用的跨學(xué)科概念。美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)(NRC)于2011 年7 月正式頒布的新一代科學(xué)教育框架(A Framework for K-12 science Education:Practice,Crosscutting Concepts,and CoreIdeas)中寫到“跨學(xué)科概念(Crosscutting1Concepts)是指那些能應(yīng)用于所有科學(xué)與工程領(lǐng)域的通用概念,它們都具有解釋的價(jià)值”。主要包括7 個(gè),分別是:模式,原因和結(jié)果,尺度、比例和數(shù)量,系統(tǒng)和系統(tǒng)模型,能量和物質(zhì),結(jié)構(gòu)和功能,穩(wěn)定和變化。跨學(xué)科概念超越了科學(xué)中各分支學(xué)科間的界限,能培養(yǎng)學(xué)生以通用性的思維來(lái)思考科學(xué)和看待世界。
此外,國(guó)外日益流行的STEM 教育更是包括了科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科,在STEM課程學(xué)習(xí)中顯然也更需要跨學(xué)科概念的學(xué)習(xí)和使用,才能更好地理解和學(xué)習(xí)STEM 課程。跨學(xué)科概念已經(jīng)成為了國(guó)際科學(xué)技術(shù)類課程改革的新主題。
二、通用技術(shù)課程的多學(xué)科屬性
普通高中通用技術(shù)課程屬于通識(shí)教育范疇,是以提高學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)為主旨的課程,面向全體學(xué)生, 拓展每一位高中生技術(shù)學(xué)習(xí)的經(jīng)歷。通用技術(shù)課程堅(jiān)持基礎(chǔ)性、通用性、選擇性與時(shí)代性的高度統(tǒng)一, 注重國(guó)際經(jīng)驗(yàn)與我國(guó)國(guó)情相結(jié)合,體現(xiàn)未來(lái)走向,是具有中國(guó)特色、富于開(kāi)拓創(chuàng)新的高中技術(shù)課程新架構(gòu)。技術(shù)課程與自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)都有著密切的聯(lián)系, 強(qiáng)調(diào)各種學(xué)科資源的融會(huì)貫通和整合運(yùn)用, 注重在綜合各個(gè)學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)上的技術(shù)探究、技術(shù)設(shè)計(jì)和技術(shù)操作。
通用技術(shù)課程包括必修模塊與選修模塊,必修模塊的基本內(nèi)容是技術(shù)設(shè)計(jì),技術(shù)設(shè)計(jì)是技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容和發(fā)展關(guān)鍵,是所有技術(shù)的通用性的基礎(chǔ)內(nèi)容,也是培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng),讓學(xué)生理解技術(shù)、使用技術(shù)解決問(wèn)題的前提。選修模塊有七部分,分別是:電子控制技術(shù)、建筑及其設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)易機(jī)器人制作、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、家政與生活技術(shù)、服裝及其設(shè)計(jì)、汽車駕駛與保養(yǎng)。
從通用技術(shù)課程的內(nèi)容可以看出,通用技術(shù)課程是通識(shí)類的教育課程,具有多學(xué)科的屬性。現(xiàn)代社會(huì)科技的發(fā)展日新月異,新技術(shù)不斷涌現(xiàn),使得中小學(xué)技術(shù)教育的內(nèi)容越來(lái)越豐富,技術(shù)發(fā)明、創(chuàng)造與使用中涉及的學(xué)科與相關(guān)學(xué)科的知識(shí)越來(lái)越廣泛。
三、通用技術(shù)課程中的跨學(xué)科概念
跨學(xué)科概念能加強(qiáng)學(xué)科之間的聯(lián)系,有助于學(xué)生形成對(duì)技術(shù)的整體、連貫的認(rèn)識(shí),形成適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的技術(shù)素養(yǎng)。通用技術(shù)課程具有高度綜合性, 是對(duì)學(xué)科體系的超越,現(xiàn)行的通用技術(shù)課程中有如下幾個(gè)跨學(xué)科概念較為重要,它們分別是:設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)和控制。
(一)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)是對(duì)造物活動(dòng)進(jìn)行預(yù)先的計(jì)劃,可以把任何造物活動(dòng)的計(jì)劃技術(shù)和計(jì)劃過(guò)程理解為設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)是一個(gè)跨學(xué)科的概念,一般意義上的設(shè)計(jì)是指綜合設(shè)計(jì), 它涉及廣闊的領(lǐng)域。技術(shù)世界中的設(shè)計(jì),其核心是技術(shù)設(shè)計(jì)。在通用技術(shù)必修1 模塊中,技術(shù)設(shè)計(jì)是核心內(nèi)容。關(guān)于設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有:技術(shù)與設(shè)計(jì)的關(guān)系、設(shè)計(jì)中的人機(jī)關(guān)系、設(shè)計(jì)的一般過(guò)程和一般原則等。通過(guò)技術(shù)與設(shè)計(jì)關(guān)系的教學(xué),學(xué)生可以學(xué)習(xí)到設(shè)計(jì)這個(gè)概念的豐富含義,也可以了解到設(shè)計(jì)在技術(shù)發(fā)展中的重要作用。在設(shè)計(jì)中的人機(jī)關(guān)系課程中主要學(xué)習(xí)如何合理地處理人機(jī)關(guān)系以達(dá)到高效、健康、舒適、安全的目標(biāo),合理人機(jī)關(guān)系的實(shí)現(xiàn)需要綜合考慮普通人群與特殊人群、靜態(tài)的人與動(dòng)態(tài)的人、人的生理需求和心理需求以及信息交互等方面的問(wèn)題。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過(guò)程包括發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題、制定設(shè)計(jì)方案、制作模型或原型、測(cè)試評(píng)估及優(yōu)化、產(chǎn)品使用和維護(hù)等階段。
《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》指出:“技術(shù)設(shè)計(jì)具有通用性強(qiáng)、適用面廣、可遷移性大、實(shí)施條件靈活等特點(diǎn)。”設(shè)計(jì)的一般過(guò)程和設(shè)計(jì)的原則是設(shè)計(jì)這個(gè)跨學(xué)科概念學(xué)習(xí)的重中之重, 它不僅可以應(yīng)用于技術(shù)上,還可以運(yùn)用在一般的問(wèn)題解決上。
(二)結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)是指不同類別或相同類別的不同層次按程度多少的順序進(jìn)行有機(jī)排列。從通用技術(shù)角度來(lái)講,結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在著結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的本質(zhì)。結(jié)構(gòu)不但在技術(shù)領(lǐng)域廣泛使用,在文學(xué)、科學(xué)、工程、建筑等眾多物質(zhì)相關(guān)的學(xué)科中都是一個(gè)較為核心的概念。由此可見(jiàn),結(jié)構(gòu)是一個(gè)廣泛使用的跨學(xué)科概念。
在通用技術(shù)課程必修2 模塊中, 對(duì)結(jié)構(gòu)這一跨學(xué)科概念進(jìn)行了詳細(xì)的講解。首先從力學(xué)角度對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析, 不同的結(jié)構(gòu)其受力分析不同,不同的結(jié)構(gòu)適應(yīng)不同的力,分析結(jié)構(gòu)的受力情況可以更好地根據(jù)設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)出與之相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)。從力學(xué)架構(gòu)與形態(tài)方面考慮,結(jié)構(gòu)通常有實(shí)體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)等基本類型。從技術(shù)設(shè)計(jì)中來(lái)考慮結(jié)構(gòu), 主要是要學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。總之,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)注意追求的是牢固、穩(wěn)定、簡(jiǎn)約、和諧、美觀。
把握物質(zhì)或產(chǎn)品的結(jié)構(gòu), 使結(jié)構(gòu)牢固、簡(jiǎn)約、美觀等,是一種技術(shù)設(shè)計(jì)思想的體現(xiàn)。學(xué)習(xí)和掌握結(jié)構(gòu)這個(gè)跨學(xué)科概念,有助于對(duì)其他具有一定抽象或者具體的結(jié)構(gòu)的理解和把握,從而更好地把在通用技術(shù)學(xué)科中學(xué)習(xí)過(guò)的結(jié)構(gòu)的知識(shí)遷移應(yīng)用到別的學(xué)科、領(lǐng)域和生活中去。
(三)流程
流程是指事物進(jìn)行中的次序或順序的布置和安排。人的任何活動(dòng)都是在一定的時(shí)間和空間內(nèi)按照一定的順序和規(guī)則發(fā)生的。生活學(xué)習(xí)和工作中處處都有流程, 科學(xué)、合理地安排流程可以指導(dǎo)我們正確地做事,提高工作和學(xué)習(xí)的效率。
在通用技術(shù)必修2 模塊中主要從流程的含義、流程與生活工作和流程的設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面對(duì)流程進(jìn)行了闡述。流程是一項(xiàng)活動(dòng)或一系列連續(xù)有規(guī)律的事項(xiàng)或行為進(jìn)行的程序。通過(guò)流程的學(xué)習(xí),為日常生活中常見(jiàn)的活動(dòng)和技術(shù)活動(dòng)中工藝流程的安排提供了優(yōu)化設(shè)計(jì)的可能。流程設(shè)計(jì)的改進(jìn)通常以提高工作效率,或降低成本,或節(jié)約能源,或省力,或減少環(huán)境污染等為目的。流程的表達(dá)有多種方式,包括文字、表格、圖示、模型等多種方式。流程的優(yōu)化是一個(gè)需要不斷探索的過(guò)程,根據(jù)不同的目標(biāo)可以安排確定不同的流程。
流程的設(shè)計(jì)根據(jù)不同的目標(biāo)需要考慮許多不同的因素,流程需要根據(jù)具體事務(wù)的內(nèi)在性質(zhì)和本質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行安排。很顯然,流程是一個(gè)跨學(xué)科概念。
(四)系統(tǒng)
系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)論的基本思想方法,就是把所研究和處理的對(duì)象當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng),分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,研究系統(tǒng)、要素、環(huán)境三者的相互關(guān)系和變動(dòng)的規(guī)律性,并優(yōu)化系統(tǒng)觀點(diǎn)。世界上任何事物都可以看成是一個(gè)系統(tǒng),系統(tǒng)是普遍存在的。
通用技術(shù)必修2 模塊從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的分析和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三個(gè)方面對(duì)技術(shù)中的系統(tǒng)進(jìn)行了闡述。系統(tǒng)的基本特性是整體性、相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性和環(huán)境適應(yīng)性。
整體性是觀察和分析系統(tǒng)的基本思想和方法,掌握進(jìn)行系統(tǒng)分析的步驟、原則和方法,學(xué)會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析,并在分析的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,提高系統(tǒng)的效益。系統(tǒng)分析要堅(jiān)持整體性、科學(xué)性和綜合性的原則,系統(tǒng)優(yōu)化是指在給定的條件下,根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo),采取一定的手段和方法,使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化(或最小化)。
系統(tǒng)是現(xiàn)代社會(huì)最重要的方法論之一,是一個(gè)跨學(xué)科概念,在各學(xué)科、技術(shù)、工程領(lǐng)域中均可以應(yīng)用。在通用技術(shù)課程中教學(xué)“系統(tǒng)”這一跨學(xué)科概念,可以拓展學(xué)生的思維,幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的思維和方法,有利于學(xué)生把這一方法論和思想遷移應(yīng)用到生活、學(xué)習(xí)和工作中去。
(五)控制
事物的發(fā)展有多種可能性, 人們根據(jù)自己的目的, 通過(guò)一定的手段使事物沿著某一確定的方向發(fā)展,就形成了控制。控制的概念是很普遍的,工程技術(shù)中的調(diào)節(jié)、補(bǔ)償、校正、操縱,社會(huì)過(guò)程中的領(lǐng)導(dǎo)、指揮、支配、管理、經(jīng)營(yíng)、教育、批評(píng)、制裁等,都是一定的控制行為。在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用十分廣范。
通用技術(shù)必修2 模塊主要從控制的手段與應(yīng)用、控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施四個(gè)方面對(duì)控制進(jìn)行了闡述。過(guò)去人們對(duì)事物的控制主要采用人工控制的手段, 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了自動(dòng)控制。在現(xiàn)實(shí)生活和工作中,往往需要對(duì)各種事物進(jìn)行控制,從而提高人們的生活質(zhì)量。而任何一個(gè)控制都需要若干個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)共同實(shí)現(xiàn), 這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了控制系統(tǒng), 控制系統(tǒng)主要有開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。
四、研究小結(jié)
通用技術(shù)課程中的跨學(xué)科概念具有廣泛的遷移價(jià)值。設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)和控制是現(xiàn)代社會(huì)廣泛使用的跨學(xué)科概念, 可以在各學(xué)科之間相互遷移使用, 也可以遷移到人們?nèi)粘5纳睢W(xué)習(xí)和工作中去。在通用技術(shù)課程中教學(xué)具有廣泛遷移價(jià)值的跨學(xué)科概念為學(xué)生的遷移能力的形成和技術(shù)知識(shí)與思想的遷移應(yīng)用,打下了堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。
目前,尤其是廣大通用技術(shù)教師還沒(méi)有意識(shí)到這些跨學(xué)科概念對(duì)學(xué)生終身發(fā)展的巨大價(jià)值和意義。因此,通用技術(shù)跨學(xué)科概念的教學(xué)需要進(jìn)一步的探索和研究,從而最大限度地開(kāi)發(fā)通用技術(shù)課程的價(jià)值,更好地服務(wù)于學(xué)生的終身發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]陳英和,張淳俊.基于跨學(xué)科概念圖的跨學(xué)科知識(shí)整合模型[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2010(1)
[2]【英】溫·哈倫.科學(xué)教育的原則和大概念[M].韋鈺譯.北京:科學(xué)普及出版社,2011
[3]National/Research/Council.A/ Framework/ for/K-12/ Science/ Education:Practice,Crosscutting/ Concepts,and/Core/Ideas[M].Washington,D.C.:the/National/Academies/Press,2011
關(guān)鍵詞: 光學(xué)科學(xué)前概念 成因 教學(xué)策略
概念是知識(shí)的細(xì)胞,是個(gè)體認(rèn)識(shí)和理解外部世界的起點(diǎn)。進(jìn)入現(xiàn)代以后,科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,科學(xué)知識(shí)不斷膨脹,這就使得作為科學(xué)知識(shí)基本單元及整個(gè)科學(xué)知識(shí)體系的基本組成單位的科學(xué)概念的教學(xué)變得極為重要。有效地理解和掌握科學(xué)概念可以幫助學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)各種自然現(xiàn)象的本質(zhì)特征,掌握事物之間的內(nèi)在關(guān)系,進(jìn)而達(dá)到領(lǐng)會(huì)自然規(guī)律的目的。因此,可以說(shuō),科學(xué)概念的學(xué)習(xí)是整個(gè)科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
隨著近年來(lái)人們對(duì)概念教學(xué)研究的不斷深入,兒童的科學(xué)前概念受到越來(lái)越多人的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn),兒童在進(jìn)入學(xué)校接受正規(guī)教育前,對(duì)一些科學(xué)概念和現(xiàn)象已經(jīng)有了自己的觀點(diǎn)和解釋,而學(xué)校教育需要考慮學(xué)生的這些前概念,并對(duì)其進(jìn)行有效的肯定、擴(kuò)展或糾正。光是兒童生活中經(jīng)常接觸到的一類事物,本文以光學(xué)中兒童存在的科學(xué)前概念為例,討論了兒童前概念形成的原因,并針對(duì)這些成因,提出了相應(yīng)的教學(xué)策略。
一、兒童生活中的光學(xué)前概念
兒童生活中的科學(xué)前概念涉及兒童生活的各個(gè)方面,有關(guān)于生物學(xué)的,有關(guān)于地理學(xué)的,但其中人們研究較多的,并且已經(jīng)取得一定成效的是兒童關(guān)于物理學(xué)方面的一些前概念,本文以其中光學(xué)部分的概念為例,進(jìn)行前概念的討論。光,字典中解釋為“照耀在物體上能使視覺(jué)看見(jiàn)物體的那種物質(zhì)”,對(duì)于物理學(xué)家來(lái)說(shuō),光是一種從光源發(fā)出的、在空間傳播的物質(zhì)實(shí)體,它具有多種特性:在均勻介質(zhì)中,光會(huì)以一定的速度沿直線傳播,當(dāng)其在傳播過(guò)程中遇到物體時(shí)發(fā)生相互作用,產(chǎn)生反射或折射;如果沒(méi)有物質(zhì)阻擋將一直傳播下去。以上這些都是經(jīng)檢驗(yàn)的科學(xué)知識(shí),但兒童是如何看待光的呢?他們是如何解釋生活中各種豐富多彩的光現(xiàn)象的呢?他們對(duì)光的特性是如何理解的?以下是我整理的兒童關(guān)于光的一些科學(xué)前概念。[1]在介紹這些前概念之前,首先對(duì)科學(xué)教育中的科學(xué)概念進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的界定。在哲學(xué)上,概念是指對(duì)事物本質(zhì)特征的反應(yīng)。而科學(xué)教育中所指的概念除了一般的科學(xué)概念外,還包括大量的概念性知識(shí),如“地球是球形的。”“地球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)。”等。在此界定的基礎(chǔ)上,兒童在光學(xué)知識(shí)中存在的前概念如下:
1.將光等同于光源或光的作用效果,缺乏“光――空間中的實(shí)體”這一概念。并且只把強(qiáng)光看做是光,不引起強(qiáng)烈視覺(jué)刺激的光,他們往往將其忽略。具體體現(xiàn)為當(dāng)你問(wèn)兒童“光在哪里?”時(shí),10―11歲的兒童的回答往往是指著燈或地上的光亮部分。
2.關(guān)于影子,兒童能注意到物體與影子間形狀上的相似,但把影子看做一種較弱的光。
3.關(guān)于光的運(yùn)動(dòng),除非距離很遠(yuǎn),否則兒童無(wú)法理解光在空間中運(yùn)動(dòng)這一概念,總是用光源的運(yùn)動(dòng)或光的作用效果的運(yùn)動(dòng)來(lái)解釋光的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。
4.關(guān)于光的路徑。直接把光看做直線光,而不認(rèn)為光是沿直線傳播的。
5.透鏡問(wèn)題。缺乏守恒的概念,因此,兒童認(rèn)為放大鏡是將光進(jìn)行了放大,而不是等效集中。
6.對(duì)反射的理解不全面,只接受鏡子的反射作用,而對(duì)其他物體也能進(jìn)行反射作用持否定態(tài)度。
7.關(guān)于視覺(jué)。兒童認(rèn)為眼睛能看到物體與是否有光射入眼中無(wú)關(guān),僅與物體的顏色和距離有關(guān)。
面對(duì)兒童形成的這形形的前概念,教師的任務(wù)是將它們轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的科學(xué)概念,但這些轉(zhuǎn)變往往并不容易,因此我們需要了解兒童前概念的形成原因及過(guò)程,進(jìn)而從根本上糾正兒童的錯(cuò)誤思維,完成前概念的轉(zhuǎn)變。
二、科學(xué)前概念的形成原因
1.前概念的產(chǎn)生與兒童的個(gè)人生活經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。
根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論,他將兒童的成長(zhǎng)分為四個(gè)階段,在最初的感知運(yùn)算階段,兒童主要是靠個(gè)人的感知覺(jué)能力來(lái)認(rèn)識(shí)和了解這個(gè)世界的,他們依靠個(gè)人有限的所見(jiàn)所聞來(lái)解釋科學(xué)世界的各種現(xiàn)象和問(wèn)題,雖然這些解釋在成人看來(lái)是不合理的,甚至是荒謬的,但是因?yàn)榕c兒童的直接經(jīng)驗(yàn)相吻合,因此會(huì)得到兒童的長(zhǎng)時(shí)間的認(rèn)可。
2.前概念的產(chǎn)生與兒童生活的環(huán)境和他們接觸到的人有關(guān)。
兒童除了從個(gè)人的生活經(jīng)驗(yàn)中獲得前概念,也可能從所生活的社會(huì)環(huán)境及周圍的人當(dāng)中獲得一些前概念。在兒童的日常生活中,成人往往傾向于通過(guò)簡(jiǎn)化科學(xué)概念來(lái)幫助兒童理解這個(gè)世界,而在簡(jiǎn)化的過(guò)程中又往往會(huì)扭曲概念的本質(zhì)含義,給兒童錯(cuò)誤的認(rèn)知。很多研究表明,教師是兒童前概念的一個(gè)重要來(lái)源,教師的錯(cuò)誤闡述,對(duì)科學(xué)概念的不適當(dāng)簡(jiǎn)化等都會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤的前概念概念。
3.前概念的產(chǎn)生與兒童的思維發(fā)展程度有關(guān)。
一切概念都是人腦對(duì)事物本質(zhì)的反應(yīng),是在抽象概括的基礎(chǔ)上形成并用詞來(lái)標(biāo)識(shí)的。因此,概念的形成離不開(kāi)思維,思維是概念形成的內(nèi)在因素,是概念形成的基礎(chǔ)。而兒童前概念的形成也是兒童自我思維加工的結(jié)果。
根據(jù)皮亞杰的兒童思維發(fā)展理論,他將兒童的思維發(fā)展分為了四個(gè)階段:感知運(yùn)算階段、前運(yùn)算階段(表象思維階段)、具體運(yùn)算階段和形式運(yùn)算階段。在感知運(yùn)算階段,兒童主要依靠個(gè)人的感知覺(jué)器官來(lái)認(rèn)識(shí)和了解世界,思維方式比較簡(jiǎn)單,概念的形成過(guò)程基本不依靠思維。而在兒童2―7歲的前運(yùn)算階段,兒童已經(jīng)開(kāi)始脫離物體,利用表象來(lái)進(jìn)行思維,這一時(shí)期兒童開(kāi)始運(yùn)用思維來(lái)形成概念,在這些概念當(dāng)中包括大量的科學(xué)前概念,在這一時(shí)期,兒童的思維活動(dòng)具有以下特點(diǎn):(1)相對(duì)具體性,即以表象思維為主,還不能進(jìn)行抽象邏輯思維。(2)不可逆性,只能單向認(rèn)識(shí)事物間的聯(lián)系,缺乏守恒概念。(3)自我中心,表現(xiàn)為兒童總是站在自己的角度來(lái)看待問(wèn)題。正是因?yàn)樘幵诖藭r(shí)期的兒童在思維上具有這些特點(diǎn),所以在思考光源問(wèn)題時(shí)才會(huì)傾向于將光源或光的作用效果這些與光有關(guān)的實(shí)在現(xiàn)象理解為光;因?yàn)槿狈κ睾愕母拍睿运麄冎械暮芏嗳瞬艧o(wú)法理解透鏡只是將等量的光匯聚在了一點(diǎn);由于受自我中心的影響,兒童才會(huì)只把自己能意識(shí)到的強(qiáng)光看作是光,進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)反射的片面理解。
與皮亞杰相同,維果斯基在其著作中詳細(xì)分析了兒童的概括(即影響兒童概念形成的思維過(guò)程)能力的發(fā)展,并將其分為三個(gè)基本階段:含混思維、復(fù)合思維和概念思維。在含混思維形式的主導(dǎo)下,對(duì)兒童起重要作用的通常是直接的、偶然的、情境性的印象。在這一階段中,兒童的思維以自我為中心,兒童認(rèn)識(shí)、理解、概括事物主要依靠知覺(jué)提示給他的主觀聯(lián)系,而不考慮事物的內(nèi)在客觀聯(lián)系,因此這些聯(lián)系也往往是無(wú)條理的、甚至是矛盾的。這也很好地解釋了兒童前概念的形成過(guò)程。
綜上所述,我們可以發(fā)現(xiàn),兒童前概念的形成,既受外部環(huán)境因素的影響,又是兒童內(nèi)在的思維方式的作用的結(jié)果,并且內(nèi)外部因素間還存在相互作用,外部環(huán)境為是思維內(nèi)在運(yùn)轉(zhuǎn)提供原料與素材,刺激內(nèi)部思維的運(yùn)作,而內(nèi)部思維運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的結(jié)果又需要得到外部環(huán)境的肯定,兒童的科學(xué)前概念正是在這種內(nèi)外因的互動(dòng)中形成的。外部環(huán)境提到的,兒童將光等同于燈或太陽(yáng),正是在這種內(nèi)外因的互動(dòng)中形成的。
三、針對(duì)概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)
在對(duì)前概念的形成原因進(jìn)行分析后,針對(duì)這些原因,教師就可以制定合理的方案進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變了,以下是在概念轉(zhuǎn)變教學(xué)中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問(wèn)題。
1.了解兒童的科學(xué)前概念及其邏輯結(jié)構(gòu)。
想要進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變,首先就要了解兒童存在哪些前概念,但是只是單單知道這些前概念是不夠的,還要弄清這些前概念間的邏輯關(guān)系。兒童的各種概念之間是彼此聯(lián)系的,一些復(fù)雜的概念往往是建立在簡(jiǎn)單概念的基礎(chǔ)上的,而前概念亦然,因此教師要了解清楚兒童基礎(chǔ)的前概念,從這些基礎(chǔ)前概念入手,逐一進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變。在兒童的光學(xué)前概念中,正是由于兒童沒(méi)有形成“光――空間中的實(shí)體”這一概念,導(dǎo)致兒童對(duì)后面光的運(yùn)動(dòng)及反射等一系列概念的錯(cuò)誤理解,因此,如果教師了解了這部分前概念間的邏輯結(jié)構(gòu),從光的定義為出發(fā)點(diǎn)開(kāi)始教學(xué),則必然順利地進(jìn)行其它前概念的轉(zhuǎn)變。
2.創(chuàng)造適宜概念轉(zhuǎn)變的外部環(huán)境。
在原因分析中,我們可以清楚地看到,兒童的很多前概念都是外部環(huán)境直接灌輸?shù)模虼耍瑸榱诉M(jìn)行概念轉(zhuǎn)變,健康科學(xué)的外部環(huán)境是不可或缺的。年幼的兒童依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)世界,但外部世界中的很多現(xiàn)象會(huì)對(duì)兒童產(chǎn)生誤導(dǎo),作為成年人,我們有義務(wù)對(duì)此進(jìn)行指導(dǎo)。考慮到兒童的年齡,我們可以將復(fù)雜的知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)化,但這些經(jīng)簡(jiǎn)化的知識(shí)一定要是科學(xué)的、正確的。因此,教師要關(guān)注兒童提出的每一個(gè)問(wèn)題,在回答時(shí)也要謹(jǐn)慎認(rèn)真,用科學(xué)而簡(jiǎn)單的方式幫助學(xué)生領(lǐng)悟知識(shí),盡量避免不良外部環(huán)境對(duì)兒童的影響。
3.關(guān)注兒童思維的發(fā)展,通過(guò)轉(zhuǎn)變兒童的思維方式來(lái)進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變。
概念是思維的細(xì)胞,是思維運(yùn)作的產(chǎn)物,想要徹底地解決兒童的前概念,就要從思維的角度出發(fā),通過(guò)彌補(bǔ)兒童思維上的不足,來(lái)進(jìn)行概念教學(xué)。如幫助兒童形成守恒的概念,學(xué)會(huì)多角度看問(wèn)題,脫離自我中心的誤導(dǎo),等等。思維是概念形成的本源,單純的概念轉(zhuǎn)變只能改變有限的概念,而真正的思維的補(bǔ)完,卻可以實(shí)現(xiàn)概念的批量轉(zhuǎn)變,并對(duì)兒童未來(lái)生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
科學(xué)前概念是兒童在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)時(shí)產(chǎn)生的不同于科學(xué)家的科學(xué)概念的一類特殊概念,其產(chǎn)生既受到兒童生活的外部環(huán)境影響,又受到兒童內(nèi)部思維發(fā)展階段的制約,教師要充分地考慮到這兩方面的影響,制定符合兒童身心發(fā)展情況的概念轉(zhuǎn)變方案,還要對(duì)兒童的科學(xué)前概念有全面的把握,這樣才能事半功倍,順利進(jìn)行兒童的概念轉(zhuǎn)變,最終幫助兒童形成科學(xué)的概念。
參考文獻(xiàn):
[1]羅莎琳德?德賴弗等人主編.劉小玲譯.兒童的科學(xué)前概念.上海:上海科技教育出版社,2008.
[2]蔡鐵權(quán).概念轉(zhuǎn)變的科學(xué)教學(xué).北京:教育科學(xué)出版社,2009.
【關(guān)鍵詞】 CDIO;概率統(tǒng)計(jì);Matlab軟件;教學(xué)實(shí)踐
【基金項(xiàng)目】 武漢紡織大學(xué)校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目(2016JY083).
一、引 言
CDIO是國(guó)外高等工科教育的一種創(chuàng)新模式,其具體目標(biāo)是為工程教育創(chuàng)造出一個(gè)合理的、完整的、可概括的教學(xué)目標(biāo).CDIO代表著構(gòu)思(conceive)、設(shè)計(jì)(design)、實(shí)施(implement)、與運(yùn)行(operate),是當(dāng)前高等工程教育的一種人才培養(yǎng)理念,意在培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,該能力不僅包含個(gè)人的學(xué)術(shù)知識(shí),還包含著學(xué)生的終生學(xué)習(xí)的能力,團(tuán)隊(duì)交流能力和系統(tǒng)掌控能力.從2000年起,麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等四所高校形成跨國(guó)研究組合,獲Knut and Alice Wallenberg基金會(huì)近1 600萬(wàn)美元巨額資助,經(jīng)過(guò)4年探索創(chuàng)立了CDIO工程教育理念并成立CDIO國(guó)際合作組織.目前,國(guó)內(nèi)一些高校正在進(jìn)行學(xué)習(xí)、改革.
概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)作為工科高等院校的一門基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程,幾乎是所有后續(xù)工程專業(yè)課程的基礎(chǔ),具有應(yīng)用性強(qiáng)、與專業(yè)結(jié)合緊密等特點(diǎn).一直以來(lái),在其教學(xué)過(guò)程中存在內(nèi)容多、學(xué)時(shí)有限、學(xué)生自主學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱等問(wèn)題,這些問(wèn)題嚴(yán)重影響該課程教學(xué)的質(zhì)量.為了讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式去學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)及其應(yīng)用,在CDIO教育理念下,對(duì)該課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行改革,將成為探索CDIO工程教育模式、切實(shí)提高工程教育質(zhì)量、培養(yǎng)應(yīng)用型工程人才在該課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié).
二、制訂基于CDIO教育理念的概率統(tǒng)計(jì)課程新的教學(xué)內(nèi)容
概率統(tǒng)計(jì)課程是工科大學(xué)生必修的數(shù)學(xué)課程之一.通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生對(duì)隨機(jī)事件、隨機(jī)變量、參數(shù)估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)的基本概念、基本理論和基本方法有清晰的理解.但多年來(lái),教材一直是沿用傳統(tǒng)的教材內(nèi)容體系,教學(xué)內(nèi)容部分和中學(xué)階段的重復(fù).比如,古典概率在教材中占有很大的比例.事實(shí)上,中學(xué)階段,學(xué)生已經(jīng)接觸到古典概型.對(duì)于類似這樣曾經(jīng)學(xué)過(guò)的內(nèi)容,淺顯部分可以要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)討論,教師深入講解難題.因此,對(duì)于部分教學(xué)內(nèi)容,可以設(shè)置為自學(xué)內(nèi)容.同時(shí),與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的部分,建議設(shè)置少量學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程.
三、改進(jìn)教學(xué)方法、豐富教學(xué)手段、增加Matlab數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)
CDIO模式教學(xué)主張用問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思維,讓學(xué)生在實(shí)踐中獲得經(jīng)驗(yàn)和技能,由此支撐并鼓勵(lì)學(xué)生探索性學(xué)習(xí),進(jìn)行創(chuàng)新性的探究.將CDIO模式靈活貫穿到教學(xué)活動(dòng)中,需要更多地采用討論式、參與式、問(wèn)題式等方法.所以,在有些概念的引入中,可以通過(guò)案例激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考、開(kāi)拓思路,樹(shù)立“以學(xué)生為主”的思想,讓學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行探索、猜測(cè)、改進(jìn)等.在教學(xué)過(guò)程中我們通常將討論式、問(wèn)題式教學(xué)方法,恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用于課堂教學(xué)的各環(huán)節(jié)之中,使教師成為學(xué)習(xí)的促進(jìn)者,學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主動(dòng)者,將學(xué)科知識(shí)與學(xué)習(xí)方法巧妙地結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)創(chuàng)造.實(shí)現(xiàn)以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變;以課堂單一教學(xué)形式向以圖書館、實(shí)驗(yàn)室、科學(xué)實(shí)踐多種教學(xué)形式轉(zhuǎn)變;開(kāi)展開(kāi)放式教學(xué)活動(dòng),小組討論等教學(xué)模式.目前,還可以把部分課程內(nèi)容放到網(wǎng)上,讓學(xué)生有自主學(xué)習(xí)的渠道,特別是一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生課下進(jìn)一步學(xué)習(xí)Matlab等軟件.
由于Matlab具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力與出色的數(shù)據(jù)可視化能力,非常有利于與理論教學(xué)相結(jié)合.例如,在講授分布律與概率密度、n重貝努利實(shí)驗(yàn)、泊松分布近似表示二項(xiàng)分布、大數(shù)定律與中心極限定理的驗(yàn)證、統(tǒng)計(jì)中三個(gè)常見(jiàn)分布的概率密度函數(shù)與參數(shù)的關(guān)系時(shí),教師都可以給出計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)方法,直觀地展現(xiàn)隨機(jī)變化的過(guò)程.同時(shí),可布置一些類似的習(xí)題,留給學(xué)生作為課外作業(yè),從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、理解能力和動(dòng)手能力.因此,適當(dāng)?shù)匾M(jìn)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是必不可少的,是能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的.
四、結(jié) 語(yǔ)
在CDIO工程教育理念的指導(dǎo)下,在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容改革的具體實(shí)踐中,學(xué)生不再簡(jiǎn)單地按照教師的安排和講授去得到一個(gè)結(jié)果,而是在教師的指導(dǎo)下,在主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)環(huán)境中,充滿興趣地、獨(dú)立地去尋找得到這個(gè)結(jié)果的途徑和方法,極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和動(dòng)手實(shí)踐能力.另一方面,教師的作用從單純的知識(shí)傳遞者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的引導(dǎo)者,在引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)新知識(shí)、掌握新內(nèi)容的同時(shí),不斷提升自身的基本能力和專業(yè)水平.
【參考文獻(xiàn)】
[1]嚴(yán)彥文.基于CDIO理念的工科概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革研究[J].課程教育研究,2015(4):165.
統(tǒng)計(jì)學(xué) 統(tǒng)計(jì)學(xué)畢業(yè) 統(tǒng)計(jì)局長(zhǎng)講話 統(tǒng)計(jì)工作總結(jié) 統(tǒng)計(jì)工作計(jì)劃 統(tǒng)計(jì)管理論文 統(tǒng)計(jì)工作論文 統(tǒng)計(jì)學(xué)概論 統(tǒng)計(jì)教育論文 統(tǒng)計(jì)課程論文 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀