时间:2023-08-24 17:18:05
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇中小学人工智能课程,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:人工智能,基础教育,专业发展
一、前言
人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)快速发展,在一定程度上促进了人们的思维方式、人际互动模式以及学习和教学方式的改变,我国教育部门不断重视AI技术在基础教育领域中的融合,以更好地促进中小学生的个性化发展。AI视域下,教师的工作环境将会越来越智慧化,智能阅卷、智能授课和智能评估逐渐成为可能,教师可以根据学生的学习进度和学习特征,有针对性地对学生开展个性化指导。同时,学生在课堂上也可以更熟练的使用平板电脑而不是手抄本进行交流。目前,AI技术已经成为教育系统性变革的内生变量,不断推动着教育模式的变革、教育理念的更新以及教育体系的重构,基础教育信息化进入了创新发展的2.0时代[1]。虽然我国AI教育发展水平落后于国际先进水平,尚未在在中小学教育中普及应用,但是我国教育部门已经制定和出台了相关政策,以推动基础教育和AI的不断融合和发展,可以预见,AI技术必将为基础教育发展赋予越来越强大的智慧支撑,推动基础教育现代化。
二、AI教育时代中小学教师面临的挑战
面对以AI为核心的信息技术,如何更好的促进学生发展,从适应到引领转变,实现自身的突破性发展,是教育工作者必须深思的问题。AI技术在一定程度上提高了教学水平和教学质量,但是在教师层面还是存在一些问题,使AI技术与基础教育在融合过程中面临一系列的挑战。1.与AI教育相配套的教学方法创新性不足AI教育作为一个高度依赖技术的跨学科领域,AI应用程序可以在一定程度上扮演教师的角色,观察学生的学习过程,分析他们的学习表现,并根据他们的需求为他们提供即时帮助。此外,了解AI技术的能力和特点,教师可以在课堂上采用合适的AI应用程序来提高学生的学习成绩、动机或参与度。新技术影响了教育体制和教学手段,在这样的背景下,教师在使用新技术时要关注教育主体、尊重教育主体,而不能秉持以往旧的认识。但是在现实教学中仍存在盲目学习的典型问题,教师未能针对学生的个性特征而进行因材施教,学生在学习的过程中存在“一刀切”的现象,而不是被个性化对待。2.AI师资力量薄弱AI教育属于多学科交叉领域,教师一方面要具备心理学、教育学和信息技术等各学科相关知识,另一方面要将这些知识进行整合和运用。目前虽然学生的学习意愿强烈,但是从当前AI的师资来看,具有AI学识的师资力量十分薄弱,教师普遍缺乏完整而系统讲授AI课程的能力和知识,部分教师简单地将AI教育视作机器人教育﹑编程教育、计算机辅助教学等,个别中小学的AI教师是由其他学科教师来兼任,此外,AI教师编制不足、师资质量不均衡也是突出的问题。教师师资队伍建设是改善AI教学质量的关键。3.教师培训缺乏针对性目前教师已了解到AI在教学方面发挥的积极作用,并认可AI对教学的促进作用,但大部分教师都是停留在简单的意识层面,在教学实践中并未真正去落实。虽然存在以上问题,但是大部分AI教育教师没有接受专业培训,在讲授AI知识时,缺乏深入性,只能浮于表面,有违学科初衷。4.实施路径单一AI教育作为新兴学科,是基于时代最新技术的教育,要求教师在专业发展过程中,一方面要注重掌握各学科知识,另一方面更要注重教师专业发展的实践性和情境性,强调学生在学习过程中的参与和体验。但是目前中小学AI教育实施路径比较单一,在课程设计上,教师主要停留在传统的信息技术与教学设计层面,学生在课堂学习和实践中难以系统而深入掌握AI的技术、方法和基本理念。在教授形式上,主要采用课堂教学的方式对AI知识进行讲解,而学生实践和体验的机会相对较少。
三、AI视域下中小学教师发展路径
中小学教师如何更好适应AI时代,更好的构建AI教育生态体系,以促进AI与基础教育的深度融合,主要有以下路径:1.培养信息素养信息素养的本质是全球信息化,人们需要具备的一种能力。面对AI技术的迅速发展,中小学教师应注重信息素养的培养,信息素养主要包括两方面内容,即信息技术素养和信息意识素养。在信息技术素养方面,中小学教师应呈现趣味性强的教学课件、流畅的运用多媒体、及时反馈学生的问题等调动学生的积极性,以激发学生各科的学习兴趣,培养良好的学习习惯。此外,中小学教师要保持对新技术的敏感性。信息意识素养是信息素养中的观念性成分,是教师对信息的态度、认识层面的关键要素,是信息素养的重要组成部分。中小学教师在信息意识层面,要积极接受新兴技术带来的学习和教学方式的改变,决定性意义转变的前提是更新观念。2.提升职业道德素养恪守职业道德:传道、授业、解惑是中小学教师的主要职责。随着AI与教育的融合,智能平板等设备可以在一定程度上代替教师讲授知识、解疑答难和阅卷评分,AI在得到科学利用的前提下,可以成为师生的强大助手,从而大幅提升教与学的效率。教师应积极面对AI技术给教育带来的便利,提高自身的自主学习能力和创造力,同时注重培养学生思维的创新性,呵护学生的好奇心和求知欲,鼓励学生发现和解决问题。引导学生树立正确价值观、道德观和法治观:如今AI技术迅速进入中小学生的课堂教学,深刻改变着学生的学习模式和师生互动模式,一方面教师要充分将AI技术有效整合到课堂,另一方面也要正视AI的使用边界,AI技术快速发展有可能带来伦理风险。在中小学阶段不乏这样的例子,有些学生利用课堂上学到的编程知识去充当黑客,或者产生网络成瘾行为,以上学生的偏差行为已经触及价值观的层面,对自身的身心健康产生不利影响。因此,面对AI技术的迅猛发展,教师要有效的应对信息技术带来的伦理挑战,深入研究思考并引导学生树立正确的价值观、道德观和法治观,提升学生的诚信意识和社会信用水平。3.更新教育教学观念改变传统单一教学模式:随着AI技术的发展,互联网、大数据分析、智能化推送等教育产品层出不穷,如果不能科学利用这些技术产品营造适合学生成长的教学生态环境,技术将无法真正促进学生学习效果和教师教学水平的提升。AI视域下,教师要接受并适应智能技术给教育带来的变化,转变传统教育观念和教师角色,同时,教师在教学中应考虑学生的认知发展的阶段性特征,适时了解学生的学习风格和学习策略及学习中遇到的学习障碍,利用多样的教学活动和教学过程将知识获取和能力培养结合起来,促进学生认知和非认知能力的发展,最终实现学生的全面和个性化发展。课堂教学中,教师应改变“灌输式”“注入式”等单一的教学模式,充分利用AI技术实现教学方法多样化,活跃课堂氛围,提高课堂效率,树立教学、体验和实践相结合的教学观,提升学生的动手能力,中小学AI教育在实施路径方面应该多元化,实现认知、实践和体验的有机结合。此外,教师要看到学生的不同进度和情感需求,借助于AI技术,根据学生的发展节奏制定不同的学习计划,做到因材施教,为每一位学生成长提供学伴式帮助。注重培养线上和线下相结合的自主学习能力:AI视域下信息技术与基础教育的融合,网络在线平台为教师提供了丰富的学习资源,教师要更新自身旧的知识框架,进而不断提高自身的知识体系。针对目前存在的教师培训缺乏针对性的现状,教师可以加强线上自主学习,学习教学中常用的AI技术和程序。首先,线上学习过程中,面对网络和AI应用提供的多种类别的学习内容,教师要根据所教学科和所任学段的学生发展特点,选择恰当的教学内容,以便信息技术可以更充分地服务于教学,从而提高教学水平。其次,教师在注重线上学习的同时,也要注重线下学习,教师在教学中可以组织课前、课后的学习讨论小组,就教学中遇到的问题进行面对面的沟通与交流。
四、结语
AI技术的迅速发展,给基础教育带来便利的同时也必然会带来较大的冲击与挑战,AI视域下,中小学教师应该以积极的心态去面对机遇和挑战,抢抓机遇、迎难而上,努力培养自身信息素养,提升职业道德素养,更新教育教学观念,在人与机器日益激烈的竞争中获得主导地位,在基础教育改革发展浪潮中实现跨越式自我发展。
参考文献:
[关键词] 协同创新; 教育技术学; 特色专业; 人才培养; 模式; 推动与示范
[中图分类号] G434 [文献标志码] A
[作者简介] 徐福荫(1944—),男,广东广州人。教授,主要从事教育电视与信息技术教育研究。E-mail:。
一、课题提出
为了适应我国基础教育新课程改革和普通高中信息技术课程标准的需要,自2010年开始,我国从小学到高中都要开设信息技术学科教学,因此,急需大量信息技术教育人才。教育部在2004年颁布了我国第一个中小学教师专业能力标准,即《中小学教师教育技术能力标准》,标志着教育技术能力成为信息时代教师必须具备的能力之一。在此背景下,教育技术学专业师范生人才培养面临着新的问题:(1)未能很好融合校内资源和校外创新力量,协同创新培养本专业师范生;(2)未能适应我国教育信息化发展、基础教育新课程改革、中小学教师教育技术能力培训的需求,培养本专业高素质复合型的师范生;(3)本专业师范生教育实习模式存在“重常规教育实习、轻顶岗教育实习”的问题。
华南师范大学教育信息技术学院,充分发挥作为我国第一个教育技术学本科专业、教育部第一批本科特色专业、教育技术学国家级重点学科的优势,从2007年起以培养优秀的中小学信息技术教师为目标,以协同创新理念为指导,改革人才培养方案,培养了大批能够胜任教育信息化建设和中小学信息技术课程教学的教育技术学专业高素质复合型人才,为我国同类型高校教育技术学专业建设与改革起到推动与示范作用。
二、指导思想
华南师范大学教育技术学专业,坚持协同创新理念,融知识传授、能力培养、素质提高为一体,培养理论与实践能力兼备的高素质复合型人才。
1. 坚持协同创新理念,突破传统人才培养机制壁垒,促进人才培养各种要素与资源汇聚融合,借鉴与超越国外经验,创建我国信息化进程中的教育技术学本科特色专业。
2. 遵照《教育部高等学校教育技术学专业规范(征求意见稿)》(2010)、《普通高中信息技术课程标准》(2003)、《中小学教师教育技术能力标准》(试行)(2004),结合中国国情、社会需求、科技发展,创建教育技术学特色专业的知识体系与课程体系。
3. 根据教育部高教司《关于启动“第二类特色专业建设点”申报工作的通知》(教高司函〔2007〕134号)的要求,针对社会需求和教育发展趋势,与教育部高校教育技术学专业教学指导委员会、基础教育部门、中小学校、电化教育馆、电视台、IT企业等部门共同研究课程计划,制订培养方案和课程体系。
4. 聚合资源,有机融合校内资源和校外创新力量,创建教育技术学国家级特色专业人才培养协同创新平台、“五个三结合”协同创新人才培养模式,提高教学质量。
5. 改革教师培养和使用机制,加强教师队伍建设。校内专任教师到基础教育部门、电化教育馆、中小学校进行交流实践;建立行业人员兼职授课的制度和机制;建立教师发展的常规机制;形成一支高水平教师队伍。
6. 坚持知识、能力、素质协调发展,加强师范生技能培训与信息技术动手能力培养,建立学生到基础教育部门、中小学校、电化教育馆、电视台、IT企业等实践基地开展信息技术教育实践实习机制与考评机制。
三、实施方案
通过“提问题、搞调研、定目标、搭平台、建模式、出机制”的技术路线,有序地开展本特色专业的各项建设工作。
1. 开展需求调研,确定培养目标和规格
广泛调研了信息技术领域发展趋势、基础教育新课程改革要求、国家教育宏观政策导向、中小学校对优秀信息技术教师的人才需求,从而明确教育技术学人才的知识、能力和素质结构,确定了专业人才的培养目标和培养规格。
2. 研制培养方案,构建专业课程体系
与教育行政部门、中小学校用人单位、行业协会等,共同研究制订适合信息时代需要的专业人才培养方案,制定与课程改革、教师教育技术能力培养相适应的课程体系。
3. 优化课程内容体系,加强教材建设与双语教学
注意课程内容与实验内容更新,充分反映本专业的新发展、新要求。优化课程结构内容,建设课程教材与优质资源,加强国外优秀教材的引进和使用,提升双语教学质量。
4. 搭建人才培养的协同创新平台,改革实践教学
建立高校与地方政府、高校、用人单位、行业等参与的人才培养协同创新平台。统筹协调理论教学与实践教学,完善实践课程体系,注重学生创新实践活动,优化教育实习环节,探索多元化的教育实习模式。
5. 改革教师的培养使用机制,提升质量
培养与引进并重,制定吸引、培养和激励人才的措施,优化队伍结构,建设一支适应本特色专业需要的创新型师资队伍。
四、创建教育技术学国家级特色
专业人才培养协同创新平台
华南师范大学教育信息技术学院以协同创新理念为指导,突破师范生培养机制壁垒,有机融合校内资源和校外创新力量,积极推动教育技术学国家级特色专业与国内高校、研究机构、政府教育信息化部门、地方中小学校、IT企业、国外高校的合作,创建高素质复合型师范生培养协同创新平台(如图1所示),相互拉动、整体加强、共同发展。
1. 开展院校协同培养,充分实现学术资源共享
选择教育技术学科有影响的国内高校,实施校际合作计划,搭建院校协同培养平台。(1)学生交换。如派出陈虹妃等赴陕西师范大学学习,接收西南大学和陕西师范大学同学前来交换学习。(2)师资建设。合作开展师资建设。交流借鉴,如学院与西北师范大学教育技术学专业开展教授互聘。(3)科研合作。就本学科和教育信息化建设的重大课题合作研究、互通学术信息、联合举办高层次学术会议。(4)教材开发。联合兄弟高校建设高质量的专业教材。
2. 开展院所协同培养,吸纳教育技术学科前沿成果
加强与各类教育信息化研究机构的专业人才协同培养:(1)机构合作共研,共同解决教育信息化建设中的各种实际问题;(2)师范生参与研究,增加师范生参与研究的机会,提升研究意识和能力,如与协同教育研究院、学院远程教育研究所、信息传播研究所、教育技术研究所合作,给师范生提供参与科学研究的平台。
3. 开展院政协同培养,支持地方教育信息化建设
加强与各级地方政府教育职能部门的专业人才协同培养。通过与电化教育馆、教育技术中心、教研室合作,锻炼和培养教育技术学专业人才。例如,与广东省电化教育馆合作开展了《教育信息化促进广东教育均衡优质发展改革试点实施方案》;与广东省中山市、肇庆市合作建立了学生校外实践基地;与广东省佛山市南海区、顺德区以及广州市天河区等地教育局合作开展教育信息化研究项目。
4. 开展院地协同培养,支持中小学信息化教学
加强与中小学校的专业人才协同培养。(1)指导一线教研。本专业教师主动参与中小学信息技术学科等教学研究,提供指导。(2)学生跟岗实践。结合用人单位需求,锻炼和培养专业人才。如通过导师带队,派遣研究生、本科生到当地教育部门、中小学校进行实习观察、跟岗实践等,提高了师范生的信息技术职前教师上岗能力和就业地区覆盖率,促进了信息技术的教学应用。
5. 开展院企协同培养,增强师范生的媒体制作与技术能力
与IT企业、教育电视台合作,协同培养师范生的媒体制作与技术能力。例如,本专业和广东省惠州市TCL集团签订了教育技术学专业人才合作协议,创建创新实践培养基地,为学生提供实践平台;与广州远程教育中心签订建立广东数字教育研究院的合作框架协议;与广州联奕信息科技有限公司共建产学研基地,为推动广东省教育信息化进程服务。
6. 扩大国际交流协作,拓展学生的专业学术视野
通过多元渠道吸取国外高校的先进经验,提高专业办学水平和质量。(1)专家讲学,如邀请联合国教科文组织信息技术教育应用部主任苗逢春博士等为本专业兼职教师进行授课;(2)师资进修,如组织黄昌勤、穆肃、况姗芸等一批年青骨干教师赴欧美等国进修;(3)学习交换,如派出师范生分别赴韩国汉阳大学、新罗大学,美国俄亥拉荷马州中部大学、恩波利亚州大学等开展短期实践、交换学习等;(4)双语授课,如归国博士赵建华开设了“计算机辅助教育”国家级双语示范课程等。
五、创建“五个三结合”协同创新教育技
术学国家级特色专业人才培养模式
华南师范大学教育信息技术学院以培养优秀的中小学信息技术教师为目标,全方位改革师范生培养方案,创建了“五个三结合”协同创新教育技术学国家级特色专业人才培养模式(如图2所示)。
国家级特色专业人才培养模式
1.“知识传授、能力培养、素质提高”三结合,更新课程内容结构
设置与知识、能力、素质培养方案
教育技术学国家级特色专业的课程设置(如图3所示),注重“知识传授、能力培养、素质提高” 三结合,开展教学改革。(1)更新课程知识。综合前沿成果更新课程内容,使课程设置与普通高中信息技术课程标准要求紧密关联。例如,徐福荫、胡小勇教授参与编写了全国中小学教师教育技术能力培训教材《教育技术培训教程》,把教材内容融入到专业课程之中。徐福荫教授主编了经全国中小学教材审定委员会通过的《全国普通高中信息技术课程标准实验教科书》,培训了全国二十多个省市高中信息技术教师。徐福荫教授主讲“信息技术课程教学论”,把实验教材内容融合进本专业课程中。结合《普通高中信息技术课程标准》设置的课程模块要求,本专业相应开设了“数据库原理与应用”、“人工智能概论”等课程;结合基础教育开展机器人竞赛要求,开设了“机器人原理”等课程。(2)注重能力培养。根据《普通高中信息技术课程标准》、《中小学教师教育技术能力标准》要求,以“以生为本、知行并举”教学理念为指导,设置本专业课程群和实践创新训练体系。(3)开设人文类、科技类、创新训练类等课程,培养学生的人文素养、科学素养、技术素养和求实创新意识等。
2. “课程实验、校内实践、校外平台”三结合,搭建实践教学体系
注重学生实践能力培养,搭建了“课程实验、校内实践、校外平台” 三结合的实践教学体系。(1)课程实验教学体系。建立基本型、综合设计型、研究创新型的“三类型、五层次”实验教学模式,开放、探究、任务驱动型的实验教学方法,将科研成果融入实验内容;开展实验教材建设。(2)校内实践创新体系。导师制指导学生科研,为学生毕业设计、课外科研、竞赛类立项和自主开展创新研究型项目提供支撑,建构了校内实践基地,提升实践教学质量。(3)校外平台扩展体系。建立基础教育部门、电化教育馆、电视台、企业等校外实践基地。例如,与广东省中山、肇庆等地合作建立学生校外实践基地,与广东士丹尼电脑动画科技有限公司合作共建动漫制作实验室,为学生创造校外学术交流的机会等。
3. “创新实验、课外科研、专业竞赛”三结合,强化创新技能训练
开展“创新实验、课外科研、专业竞赛” 三结合的创新技能训练。(1)创新实验。以大学生创新实验项目为载体,组织本科生开展创新实验,培养学生提出、分析和解决问题的兴趣和能力,提高创新能力和实践能力。(2)课外科研。通过导师提供选题,组织本科生在课外进行科学研究活动,促进学生对学科研究方法的理解,加深学生对学科应用实践的认识,及早进入学科前沿。(3)专业竞赛。开展大学生多媒体课件制作比赛、师范生技能比赛、DV作品大赛等系列专业竞赛,找出技能竞赛与课程教学的结合点,建立课程教学与专业竞赛、创新能力培养相对接的机制,强化学生的专业技能。
4. “科学编队、顶岗实习、专项训练”三结合,优化教育实习环节
针对如何将本专业师范生职前培养与中小学教师教育技术能力标准要求有效衔接的问题,坚持时长一学期的教育实习,开展“科学编队、顶岗实习、专项训练” 三结合的教育实习模式。(1)科学编队。一种是统一编队,选拔优秀教师带队组织师范生成立实习队伍,在中小学校开展信息技术教育实习,倡导异质分组,特长互补;另一种是混合编队,将本专业师范生与其他专业师范生组队,委托实习学校全面指导,促使学科互补,形成良性循环。(2)顶岗实习。将常规教育实习拓展为多种方式相结合的顶岗实习(如图4所示),分别与经济发达地区(广东省中山市)、经济欠发达地区(广东省肇庆市)、我国西部地区(广西壮族自治区桂林市)的教育部门合作,开展用一至二名本专业师范生顶替一名中小学信息技术教师岗位,将教师置换进行脱产培训。(3)专项训练。在实习过程中结合《中小学教师教育技术能力标准》所要求的“意识与态度、知识与技能、应用与创新、社会责任”四个维度,以及信息技术教师的能力要求设置实习内容,通过完成信息技术学科教学、班主任、科研调查、校园信息化建设等专项任务,全面提升本专业师范生的职业技能。
5. “专业导师、实习导师、论文导师”三结合,创新本科生导师制
从师范生入学到毕业,建立了“专业导师、实习导师、论文导师”三结合的本科生导师制,为学生提供全方位的导师指导。(1)专业导师。在校期间,学生以小组(4~6人)形式由院系分派导师,全程参与学生培养,负责学生适应大学生活、学业指导和非学业帮助等。(2)实习导师。教育实习实现“双导师制”:校内导师由专业导师兼任或其他老师担任,校外导师则由实习学校业务素质高、工作能力强、职业道德好的教学骨干担任。学生在实习单位将理论与实践相结合,并由校外导师进行考核评定,再由实习学校加以确认。(3)论文导师。实行师生“一对一双向自愿选择”和“一人一题”的办法,选题来源多样化,包括结合专业教师的科研项目提供选题、学生在实习实践中发现选题、师生共同协商提出选题等。
六、成果创新点
1.创建了教育技术学国家级特色专业人才培养协同创新平台,为国内同类专业首创
以协同创新理念为指导,突破本专业师范生培养机制壁垒,有机融合校内资源和校外创新力量,积极推进教育技术学国家级特色专业的院校协同、院所协同、院政协同、院企协同、院地协同、国际交流,创建高素质复合型人才培养协同创新平台。从而,相互拉动、整体加强、共同发展。
2. 创建了“五个三结合”协同创新教育技术学国家级特色专业人才培养模式,为国内同类专业首创
以培养优秀的中小学信息技术教师为目标,全方位改革本专业师范生培养方案。“知识传授、能力培养、素质提高”三结合,更新课程内容结构;“课程实验、校内实践、校外平台”三结合,搭建实践教学体系;“创新实验、课外科研、专业竞赛”三结合,强化创新技能训练;“科学编队、顶岗实习、专项训练”三结合,优化教育实习环节;“专业导师、实习导师、论文导师”三结合,创新本科生导师制;创建“五个三结合”协同创新教育技术学国家级特色专业人才培养模式。从而适应我国教育信息化发展、基础教育新课程改革、中小学教师教育技术能力培训的需求,培养本专业高素质复合型的师范生。
3. 创建了“科学编队、顶岗实习、专项训练”三结合的教育技术学国家级特色专业教育实习模式,为国内同类专业首创
将常规教育实习拓展到“科学编队、顶岗实习、专项训练”三结合的教育实习模式。采用统一编队和混合编队两种科学编队方式,分别与经济发达地区、经济欠发达地区、西部地区的教育部门合作开展顶岗实习,设置信息技术学科教学、班主任、科研调查、校园信息化建设等专项训练实习任务。从而满足不同区域教育信息化建设需求,提升教育技术学国家级特色专业师范生的职业技能。
七、成果的推广应用效果
1. 深化教学改革,显著提高本专业师范生培养质量
本成果培养了一批适应我国教育信息化发展、基础教育新课程改革、中小学教师教育技术能力培训需求的高素质复合型师范生。2007年以来,学生获得113项省级以上奖项,其中2项国际级奖,79项国家级奖;学生就业率高,主要分布在珠江三角洲地区,受到用人单位好评,促进了信息技术教育和教育信息化建设。
2. 成果辐射广泛,社会反响好
本成果先后在华南师范大学校内、教育部第一批特色专业经验交流会、教育技术国际论坛暨院长系主任联席会议、中国教育技术协会信息技术教育专业委员会学术年会、高等学校教育技术学专业教学指导委员会、高等教育出版社联合主办的全国教育技术学专业课程与教材建设研讨会以及东西部教育技术系主任协作会议等学术会议上进行了经验介绍和成果推广,国内外同行对本成果的理论创新和实践效果给予了高度评价,取得了良好效果。
[参考文献]
[1] 徐福荫.应用现代教育技术推进教育信息化进程[J].浙江教育技术,2010,(3).
[2] 徐福荫,黄慕雄,张学波,吴鹏泽,黄碧云,付俊.加强国家级信息传播实验教学示范中心建设,促进高素质实践创新人才培养[J].电化教育研究,2010,(12):23~27.
[3] 徐福荫.改革开放推动我国教育技术迅猛发展[J].教育研究,2009,(5):3~9.
[4] 徐福荫,黄慕雄,张学波,叶力汉,胡小勇.创建“三位一体”实践教学体系,促进教育技术学专业实践创新人才培养[J].电化教育研究,2008,(10):39~42.
[5] 秦炜炜,徐福荫.中美教育技术学专业发展对比研究[J].开放教育研究,2008,(3):100~105.
[6] 刘广,徐福荫.美国专业认证体制与教育技术学专业认证[J].电化教育研究,2007,(7):86~90.
[7] 徐福荫.普通高中信息技术新课程改革与实践研究[J]电化教育研究,2005,(12):32~37.
[8] 徐福荫.信息化进程中的教育技术学专业建设研究[J].电化教育研究,2003,(12):28~32.
[9] 黄慕雄,张学波.传媒类国家级实验教学示范中心管理机制创新实践探索[J].实验技术与管理,2009,(2).
关键词:小学数学;数学思想;数学应用能力:探讨
引言
随着科学技术的发展,数学作为基础学科,其作用日益凸显。数学对整个社会的影响不仅表现在其数值计算能力上,还表现在数学思想和方法对各行各业的影响上。比如,阿尔伯特爱因斯坦利用纯手工数学计算推导发现的狭义相对论、广义相对论以及光电效应等。当前社会中互联网、物联网、人工智能、量子力学的发展都是基于数学思想和方法的应用而产生的。因此,可以说整个社会数学基础知识的强弱是衡量社会文明发展程度的方法之一,培养新一代高素质数学人才显得尤为重要。数学的学习是一个循序渐进的过程,掌握对数学的基础知识往往对于后面深层次的数学知识的学习起着关键作用,因此,提高小学生对数学思想和方法的掌握能力至关重要。数学是一门高度抽象、思维严密、应用灵活的课程。由于小学生思维发育的不健全而导致小学生在学习数学的过程中往往感到非常吃力,无法掌握数学思想和方法的精髓,更无法将数学应用于生活中[1]。
一、数学思想与方法的重要性
数学方法是一种在数学学习的过程中学习到的用以解决数学问题的方法,通常具有统一性和普适性。数学思想是人们在学习数学的过程中将各种思想加工、总结后形成的一种用于解决抽象数学关系问题的潜在意识,体现为将真实生活的三维空间或更加高维空间结构关系以及对象与对象之间的数量关系,通过一系列数学思想将其本身具有的高度抽象性的问题转化为简单、明了的数学问题,最后能根据现有的数学方法给予解决。数学思想不仅可以解决数学问题,还对人的思维观念具有很大的指导意义。因此,可以说数学思想就是一种举一反三的方法,是一种将数学方法应用于现实生活的指导思想,是自然界创新的源泉,教师在数学教学中要高度重视数学思想与方法的渗透。
二、小学数学的学科内容特点
小学数学的主要内容包括四个方面的教学:加减乘除的数字计算、含有未知数方程式的求解、应用题的求解以及二维或三维图像的空间结构的计算。加减乘除的计算主要包括两种,直线型的加减乘除的运算以及分式型的加减乘除的运算。直线型的加减乘除的运算主要涉及掌握运算符号的优先级进行数值计算;分式型的加减乘除的运算主要涉及如何将小数转化为分数,然后利用最小公倍数进行通分,最后利用运算符号的优先级进行数值运算。含有未知数方程式的求解主要涉及如何在加减乘除运算中将未知数准确地提取到方程的一边,然后对方程式另一边的数值,利用加减乘除进行计算。应用题的求解主要涉及如何将题目中给出的应用场景的描述转化为含有未知数的方程式,然后利用含有未知数方程式的求解方法进行求解。二维或三维图像的空间结构的计算主要是利用题目中给出的二维或三维图片各个边角(包括高)的属性,然后利用这些属性求解面积、周长、体积等高级属性,或者已知部分属性和部分高级属性求解图片的其他属性等。
三、小学数学教学中渗透的数学思想与方法
(一)分类的思想
首先根据数学题目判断题目的题型属于数学学科内容(加减乘除的数字计算、含有未知数方程式的求解、应用题的求解以及二维或三维图像的空间结构的计算)哪一方面的题型。对于这四个方面的题型,我们再进一步进行细分,最终将题型划分到一个很小的子集,这样我们就大大缩小了问题的范围,最终解题时主要思考这个子集类型的题型通常采用的解题方法,并快速定位到具体的解题方法和步骤。通过分类的思想,小学生通常能快速地定位题目所属的题型,并以最快的方法找到解题思路及方法,提高解题速度。
(二)数形结合的思想
小学生由于思维较为简单,对于复杂、不直观的问题往往比较吃力。由于图像比纯文字的数学公式更能吸引小学生的兴趣,可以在小学生数学教学中渗透数形结合的思想和方法,这样一方面可以集中小学生的上课注意力;另一方面可以提高小学生的数学学习能力以及理解数学知识的效率[2]。数形结合主要是将数学理论性的知识通过图画或动态视频进行演示和教学,图画和动态视频能给学生更直观的感觉,因此更利于其理解数学知识。比如,在进行二维或三维图像的空间结构的计算时,教师可以采用动态视频的方法进行讲解,这样学生就可以更加清楚地了解题目描述内容的空间结构是什么样子的,加深对题目的理解,进而提升解题效率。
(三)场景转化的思想
场景转化思想主要应用于小学应用题型。应用题通常给出的都是一段文字性的描述,然后求解某个未知的参数,而应用题的难点就是根据文字描述的内容,确定未知数并建立方程,即场景转化。通常应用题文字描述的主题内容都能和我们生活中的具体场景相对应,通过与现实生活中的场景相对应是一种理解题意最高效的方法。因此,学生首先要做的就是厘清题目的含义,将各个文字描述转化为数学方程,然后求解未知数。对于应用题场景转化的思想主要包含以下几点:(1)确定问题需要求解的属性是什么。(2)确定所要求解的属性和哪些属性有关,确定其具体的加减乘除的结合方式。(3)确定所需属性哪些是题目已知的,哪些是题目未知的,同时确定这些属性是否又是关于其他属性的函数,直到确定当前没有下级属性为止。然后找出题目中所需的但未知的属性,设其为未知数,通过这些属性间上下级的相关关系建立方程组。(4)上面几步建立的方程组,可能方程较多,可以通过变量替代的方法进行方程的组合,减少方程的个数。(5)通过移项将方程组的未知数提取出来放置到方程的一边。(6)利用加减乘除运算符号的优先级进行计算。通过场景转化的方法,学生往往能抽丝剥茧地将一个极度复杂的问题转化为一个相对简单的问题,从而加快求解速度。
结语