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關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)課堂;小學(xué)生;邏輯推理
一、精心設(shè)計(jì)思維感性材料
思維的感性材料是學(xué)生開展邏輯推理的基礎(chǔ)前提,也可以說思維感性材料的數(shù)量和質(zhì)量在一定程度上影響著學(xué)生邏輯思維推理的成敗。因此,要培養(yǎng)小學(xué)生的邏輯推理能力,教學(xué)者首當(dāng)其沖的任務(wù)是做好思維感性材料的設(shè)計(jì)工作,為學(xué)生提供豐富的感性材料,幫助小學(xué)生順利實(shí)現(xiàn)量變到質(zhì)變的飛躍。比如說,在質(zhì)數(shù)和合數(shù)的概念教學(xué)中,教學(xué)者可以通過大量找自然數(shù)約數(shù)的方法,讓學(xué)生觀察分析總結(jié)得出質(zhì)數(shù)與合數(shù)概念的內(nèi)在的區(qū)別。即質(zhì)數(shù)的約數(shù)只有1和它本身;合數(shù)的約數(shù)除了1和它本身之外,還存在其他約數(shù)。
二、依據(jù)基礎(chǔ)知識進(jìn)行思維活動(dòng)
邏輯推理是在把握了事物與事物之間的內(nèi)在必然聯(lián)系的基礎(chǔ)上展開的,所以,培養(yǎng)小學(xué)生的邏輯推理能力可以有效結(jié)合小學(xué)生現(xiàn)有的基礎(chǔ)知識。由于小學(xué)生學(xué)習(xí)能力有限,所接受和理解的教學(xué)內(nèi)容較少,依據(jù)已有的基礎(chǔ)知識應(yīng)當(dāng)從數(shù)學(xué)概念、公式和定義、法則等入手,進(jìn)而開展邏輯推理活動(dòng)。比如,在給三角形作高的教學(xué)中,很多學(xué)生對銳角三角形、直角三角形的作高感到很容易,但很難把握鈍角三角形的作高方法,究其原因是沒有依據(jù)三角形高的概念,沒有找到正確的邏輯思維方向。
三、養(yǎng)成多角度認(rèn)識事物的習(xí)慣
多角度看問題、思考問題是發(fā)散小學(xué)生思維能力,提高小學(xué)生邏輯思維能力的重要途徑。養(yǎng)成多角度看問題即在認(rèn)識事物的過程中,全面認(rèn)識事物部分與整體之間的關(guān)系、事物與其他事物之間的關(guān)系、部門與部分之間的關(guān)系等。這需要小學(xué)生理解和把握“”和“異中求同”的思維理念,相同事物的比較要發(fā)現(xiàn)其存在的不同之處,而不同事物的比較能夠找出其中某個(gè)方面的相同之處。比如,在課程教學(xué)中,老師可以將比較相似或相近的問題作比較,讓學(xué)生找出兩者的聯(lián)系和區(qū)別,進(jìn)而找出問題的正確答案,提高學(xué)生的邏輯思考能力。
根據(jù)我們對多屆學(xué)生的分析,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在進(jìn)入高一時(shí),物理學(xué)習(xí)是比較困難的,究其原因是因?yàn)榇藭r(shí)的物理學(xué)習(xí)與初中時(shí)相比,無論是在知識上,還是在思維方法上均有較大的區(qū)別,因此學(xué)生需要一個(gè)適應(yīng)的過程.而此后學(xué)生一般會(huì)有三種發(fā)展可能:一是物理徹底差下去,原因是物理學(xué)習(xí)始終不得其道;二是不溫不火,原因是復(fù)雜的物理知識與一般的學(xué)習(xí)能力之間形成了一種平衡;三是物理成績好了起來,原因是物理思維能力契合了物理知識的學(xué)習(xí).對于第三種可能而言,邏輯思維能力的作用功不可沒.掘作即以“動(dòng)能定理”為例,談?wù)勥壿嬎季S能力的培養(yǎng).
1動(dòng)能定理知識中的邏輯關(guān)系梳理
動(dòng)能定理上承動(dòng)能概念以及動(dòng)力學(xué)的相關(guān)知識,其中動(dòng)力學(xué)知識(以牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律為主)構(gòu)成了邏輯推理的重要基礎(chǔ);而動(dòng)能及能量概念在初中已有涉獵,但不涉核心,在高中階段建立的動(dòng)能概念尤其是能量概念,其已經(jīng)與“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”銜接在了一起,使得在知識體系上第一次明確地將功與能聯(lián)系在了一起.動(dòng)能定理則是建立在這一聯(lián)系之上,將學(xué)生對功與能的關(guān)系拓展到一個(gè)新的高度,使得物體所受的合外力所做的功,與物體的動(dòng)能變化聯(lián)系在了一起.同時(shí)我們也應(yīng)當(dāng)發(fā)現(xiàn),在此前研究得出的功與速度變化的關(guān)系,也為動(dòng)能定理的得出打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),而推理動(dòng)能定理所需要的數(shù)學(xué)知識在學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中已經(jīng)成型,因此可以充當(dāng)邏輯思維的重要工具.
但同時(shí)我們應(yīng)當(dāng)注意到,這些關(guān)系又不是顯性的,換句話說不是學(xué)生一眼所能看出來的,而推理動(dòng)能定理所需要的邏輯推理能力也不是自然出現(xiàn)的,因此在動(dòng)能定理出現(xiàn)的過程中還需要教師的指導(dǎo)與指引,而指引的重要方式就是問題的設(shè)計(jì)與適時(shí)提出.
2動(dòng)能定理教學(xué)中的邏輯能力培養(yǎng)
在動(dòng)能定理的形成過程中,我們有這樣兩個(gè)關(guān)系需要明確培養(yǎng).
一是情境創(chuàng)設(shè)中的邏輯關(guān)系.無論具體的情境如何,其總離不開讓學(xué)生思考動(dòng)能與影響因素的關(guān)系,比如說有老師設(shè)計(jì)扔出籃球與鉛球讓學(xué)生去接,通過讓學(xué)生比較接球的感受來判斷影響動(dòng)能大小的因素.在這一過程中,邏輯關(guān)系存在于接球感受(實(shí)質(zhì)上是動(dòng)能的大小)與影響因素之間,ΔEk與W之間是什么關(guān)系成為下一步探究的主題.
二是探究中的邏輯關(guān)系.這是邏輯思維能力培養(yǎng)的核心,其中包括兩個(gè)主要需要探究的問題:第一個(gè)問題是動(dòng)能及其變化如何定量描述?第二個(gè)問題是動(dòng)能的變化與物體受到的力的做功之間是什么定量關(guān)系?對于這兩個(gè)問題的解決,我們可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下的推理:其一,對于一個(gè)質(zhì)量一定的物體,其動(dòng)能的變化決定于哪個(gè)物理量的變化(答案:速度)?其二,速度的變化用哪個(gè)物理量來衡量(答案:加速度)?其三,對于一個(gè)質(zhì)量一定的物體,其加速度決定于什么(答案:合外力)?當(dāng)順利解決了這三個(gè)問題之后,我們就可以乘熱打鐵:合外力正是與功相關(guān)的一個(gè)物理量!――如果注意分析,我們發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)嚴(yán)密的邏輯推理過程!
如果說剛才進(jìn)行的是從定性角度進(jìn)行的邏輯推理的話,那更為精確的從定量角度進(jìn)行的邏輯推進(jìn)可以順勢進(jìn)行:
根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律F合=ma,又因?yàn)閷τ趧蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng),有v2t-v20=2as,變形后可得a=v2t-v202s,代入牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律表達(dá)式,即可得F合=m(v2t-v202s),將右邊分母上的s移至左邊即可得F合s=m(v2t-v202),此時(shí)繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生去研究等號左邊的F合s,即可發(fā)現(xiàn)其即為“功”,那是什么力做的功呢?由下標(biāo)可知為合外力做的功!
此時(shí)遇到的問題在于學(xué)生對等號右邊認(rèn)識,首先要將其變形成12mv2t-12mv20,這樣有助于學(xué)生認(rèn)識到這是相同形式但不同狀態(tài)的兩個(gè)物理量的差!那這是什么物理量呢?一般情況下學(xué)生并不能直接反應(yīng)出來,即使說出動(dòng)能概念的,也往往說不清理由.這個(gè)時(shí)候仍然需要教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理:等號的左邊是功,那右邊就應(yīng)當(dāng)是功或者能(因?yàn)楣κ悄芰哭D(zhuǎn)化的量度),從形式上來看顯然不是功,那只可能是能!又可以發(fā)現(xiàn)其中每一個(gè)因式都與質(zhì)量和速度有關(guān),因此此能應(yīng)當(dāng)是動(dòng)能!也因此,合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系就浮出出來!
3教學(xué)反思
關(guān)鍵詞:描述邏輯 語義Web服務(wù) 服務(wù)組合
中圖分類號:TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)005-067-01
隨著軟件的重用粒度與規(guī)模的不斷增長,使用Web服務(wù)組合構(gòu)建新的增值服務(wù)來進(jìn)行軟件重用成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)。由于Web服務(wù)組合結(jié)構(gòu)存在分布、異構(gòu)、異質(zhì)等特點(diǎn),使得服務(wù)組合過程復(fù)雜多變。描述邏輯是基于對象的知識表示的形式化,它有很強(qiáng)的表達(dá)能力和可判定性,可以是推理得到正確的結(jié)果。使用描述邏輯對Web形式化描述,進(jìn)行邏輯推理,得到滿足用戶需求的工作流,使得工作流的生成簡單清晰。
1. 語義Web服務(wù)
Web服務(wù)是Web應(yīng)用程序,是自適應(yīng)、自我描述、模塊化的應(yīng)用程序,可以跨越Web進(jìn)行發(fā)表、定位和調(diào)用。
語義Web提出的目的是擴(kuò)展當(dāng)前的萬維網(wǎng),使得網(wǎng)絡(luò)中的信息更具語義,方便計(jì)算機(jī)的理解處理,便于人機(jī)交互。語義Web主要基于XML和RDF、RDFS,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建本體和邏輯推理規(guī)則,以完成基于語義的知識表示和推理,從而為計(jì)算機(jī)所理解和處理。
2. 服務(wù)組合
Web服務(wù)組合是通過Internet將分布在不同環(huán)境、平臺或公司間已存在的Web服務(wù),按照一定的規(guī)則動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)并組裝成一個(gè)更大力度的增值服務(wù)或是系統(tǒng),滿足用戶的復(fù)雜需求,提高軟件生產(chǎn)率。
2.1 服務(wù)組合形式
Web服務(wù)組合大體可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的組合形式。靜態(tài)的是手工方式實(shí)現(xiàn)組合,動(dòng)態(tài)的是系統(tǒng)自動(dòng)搜索所需服務(wù)完成組合。
2.2 語義Web服務(wù)組合
語義Web服務(wù)組合是語義網(wǎng)技術(shù)在服務(wù)組合上的應(yīng)用,目的在于實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、組合以及調(diào)用。語義Web技術(shù)涉及對數(shù)據(jù)和服務(wù)內(nèi)在語義的清楚描述。
應(yīng)用語義Web技術(shù)提供了一種有力的方式來支持分布式環(huán)境中進(jìn)行服務(wù)的語義發(fā)現(xiàn)和調(diào)用,通過對服務(wù)的所有實(shí)質(zhì)性方面進(jìn)行清晰的語義描述,服務(wù)可以被動(dòng)態(tài)的發(fā)現(xiàn)、選取、調(diào)用、替換和組合。動(dòng)態(tài)的服務(wù)組合技術(shù)可以使用戶請求的服務(wù)組合簡單清晰、共享程度高以及更高的容錯(cuò)能力。
3. 描述邏輯
描述邏輯是一種用于知識表示的形式語言,適合用于表示關(guān)于概念和概念層次結(jié)構(gòu)的知識。描述邏輯為基于框架、語義網(wǎng)絡(luò)和面向?qū)ο蟮戎R表示方法提供了邏輯基礎(chǔ)。描述邏輯的重要特征是很強(qiáng)的表達(dá)能力和可判定性,它能保證推理算法總能停止,并返回正確的結(jié)果。
4. 基于描述邏輯的語義Web服務(wù)組合
Web服務(wù)組合的三個(gè)階段是發(fā)現(xiàn)、集成和實(shí)施。構(gòu)建候選服務(wù),檢測候選服務(wù)組合的一致性與可行性,根據(jù)本地優(yōu)化或全局優(yōu)化進(jìn)行服務(wù)選擇,然后制定服務(wù)組合計(jì)劃,實(shí)例化組合結(jié)構(gòu)。
本文基于描述邏輯的語義Web服務(wù)自動(dòng)服務(wù)組合框架以描述邏輯推理機(jī)Pellet為推理引擎,以本體編輯環(huán)境Protege為前端,推理機(jī)和本體編輯環(huán)境通過DIG接口相連。
下圖給出了Web服務(wù)組合框架的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
服務(wù)描述編碼器是把Web服務(wù)的功能描述和行為描述轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的描述邏輯概念和公理供描述邏輯推理機(jī)使用,其工作主要是輔助Web服務(wù)設(shè)計(jì)人員完成Web服務(wù)的語義描述。
參考文獻(xiàn):
[1]高志強(qiáng)等,語義WEB原理及應(yīng)用[M],北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.
關(guān)鍵詞: 初中數(shù)學(xué)教學(xué) 推理能力 邏輯思維
所謂推理就是由一個(gè)或幾個(gè)已知判斷推出另一未知判斷的思維形式。合情推理是根據(jù)已有的知識與經(jīng)驗(yàn),在某種具體的情境中推出可能出現(xiàn)的結(jié)論。合情推理是一種合乎情理的推理,一般包括觀察、概括、歸納、類比、猜想、頓悟等思維形式。推理是邏輯思維的工具之一,是學(xué)好數(shù)學(xué)不可缺少的條件。
一、理解基本概念,發(fā)展邏輯推理能力
培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生的邏輯思維是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)。在教學(xué)中應(yīng)該揭示教材的內(nèi)在邏輯性,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。常常會(huì)遇到這樣的情況,學(xué)生在解數(shù)學(xué)題時(shí),只重視對公式與定理的記憶,一般不重視對數(shù)學(xué)概念的透徹理解,因而常有偷換概念等錯(cuò)誤現(xiàn)象的發(fā)生。例如:在求解汽船往返甲、乙兩碼頭之間順?biāo)俣葹?0千米/小時(shí),逆水速度為30千米/小時(shí),往返一次的平均速度時(shí),學(xué)生錯(cuò)解為平均速度是(30+60)×1/2=45(千米/小時(shí)),其中對“平均速度”概念的理解是錯(cuò)誤的,把它與兩個(gè)數(shù)的算術(shù)平均數(shù)混淆起來。違反思維的基本規(guī)律,造成結(jié)論的錯(cuò)誤。正確的解法應(yīng)該是:設(shè)兩碼頭距離為s公里,那么往返一次的距離應(yīng)為2S,順?biāo)玫臅r(shí)間為未小時(shí),逆水時(shí)間為S/60小時(shí)。因此,平均速度是:V=2S/(S/60+S/30)(千米/小時(shí))。從本例可以看到,若運(yùn)用邏輯推理方法理解“平均速度”這個(gè)概念,就可以加深對平均速度這個(gè)概念的理解。在教學(xué)中,若教師掌握這一規(guī)律,就能強(qiáng)調(diào)對這概念的理解與使用,從而培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理思維。
二、恰當(dāng)創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察
合情推理并不是盲目的、毫無根據(jù)的胡亂猜想,而是以中某些已知的條件為基礎(chǔ),通過選擇恰當(dāng)?shù)牟牧蟿?chuàng)設(shè)具體的數(shù)學(xué)情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入的觀察。數(shù)學(xué)家Euler說:“學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)這門科學(xué)需要認(rèn)真的觀察,同時(shí)還需要實(shí)驗(yàn)。”觀察是人認(rèn)識客觀世界的開始。觀察可以調(diào)動(dòng)各種感官在已有知識與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展聯(lián)想,進(jìn)而找到解決問題的辦法。同時(shí),觀察力也是衡量一個(gè)人能力的標(biāo)志之一。因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生對必要的時(shí)間與空間進(jìn)行觀察,養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣,在提高觀察力的同時(shí)進(jìn)行合理的推理。例如:把20,21,22,23,24,25這六個(gè)數(shù)分別放在六個(gè)圓圈中,讓三角形的每邊上的三個(gè)數(shù)之和相等。通過觀察圖形及這六個(gè)數(shù)后,我們就應(yīng)該想到三角形邊長定理,較大的幾個(gè)數(shù)或較小的幾個(gè)數(shù)不能同時(shí)放在三角形的某一邊上,否則其和就會(huì)太大或太小。也就是說,可以把較小的三個(gè)數(shù)分別放在三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,再把三個(gè)較大的數(shù)放在相應(yīng)的對邊上。
三、培養(yǎng)空間觀念,提高學(xué)生創(chuàng)新能力
《初中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》把“空間觀念”作為義務(wù)教育階段中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的重要內(nèi)容。對數(shù)學(xué)的空間觀念是培養(yǎng)創(chuàng)新思維所必需的基本條件,沒有空間觀念幾乎談不上學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。因?yàn)楹芏嗟陌l(fā)明創(chuàng)造都是以空間的形態(tài)呈現(xiàn)的,設(shè)計(jì)者要先從自己的想象出發(fā)畫出設(shè)計(jì)圖。再根據(jù)設(shè)計(jì)圖做出實(shí)物模型,根據(jù)模型修改設(shè)計(jì),直到最終完善成型。這是一個(gè)充滿豐富想象力與創(chuàng)造性的探求過程,這個(gè)過程也是人大腦思維不斷在二維與三維空間之間轉(zhuǎn)換、利用直觀進(jìn)行思考的過程,空間觀念在這個(gè)過程中起到至關(guān)重要的作用。因此,明確空間觀念的意義、掌握空間觀念的特點(diǎn)、提高學(xué)生的空間觀念,對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力具有十分重要的意義。例如:在教學(xué)“長方體與正方體表面”時(shí),讓學(xué)生先通過認(rèn)真觀察長方體與正方體的圖形,再想象它的展開圖,并把腦子中所想的圖形畫出來,然后動(dòng)手操作,這樣就能充分驗(yàn)證學(xué)生對圖形的空間想象力。
四、培養(yǎng)推理能力,掌握數(shù)學(xué)思想方法
美國密歇根大學(xué)教育學(xué)院的德博拉·鮑爾說:“數(shù)學(xué)具有吸引力的原因之一就在于它能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行奇妙的推理。”所以,我們在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)該重視培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。那么怎樣在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生推理能力呢?實(shí)踐證明,要讓學(xué)生掌握一定的推理方法。數(shù)學(xué)概念、定理等是推理論證與運(yùn)算的基礎(chǔ),讓學(xué)生明白在教學(xué)過程中要提高由表及里、由此及彼的認(rèn)識能力。在例題中要把解(證)題思路的發(fā)現(xiàn)過程作為重要的教學(xué)環(huán)節(jié),不僅要知道怎樣做,還要知道為什么要這樣做;在習(xí)題練習(xí)中要認(rèn)真的審題、細(xì)致的觀察,對解題起關(guān)鍵作用的隱含條件要有挖掘的能力,會(huì)運(yùn)用綜合法和分析法,并在解(證)題過程中盡量要求學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)語言、數(shù)學(xué)符號進(jìn)行表達(dá)。此外,還應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生分析、綜合、類比等方法的訓(xùn)練,提高學(xué)生的邏輯思維推理能力。加強(qiáng)對逆向應(yīng)用公式與逆向思考的訓(xùn)練,提高學(xué)生逆向推理證明能力。學(xué)生一旦掌握思想方法,推理能力就會(huì)不斷提高。
總之,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的合情推理能力,能提高課堂教學(xué)效率,發(fā)展學(xué)生的思維能力。因此,教師要不斷改進(jìn)教學(xué)條件,提升教育教學(xué)水平。讓學(xué)生學(xué)到更多的知識,提高學(xué)生解決問題的能力。培養(yǎng)合理的推理能力需要一個(gè)長期的過程,只要努力的探索,就會(huì)使之成為學(xué)好數(shù)學(xué)的工具。
參考文獻(xiàn):
[1]胡勇.改革教學(xué)方法,加強(qiáng)素質(zhì)教育的初步嘗試[J].考試周刊,2012(4).
關(guān)鍵詞:教學(xué)設(shè)計(jì);信息加工;物理概念與規(guī)律
一、教學(xué)設(shè)計(jì)的界定
教學(xué)設(shè)計(jì)是一門以學(xué)習(xí)心理學(xué)、教學(xué)理論和教學(xué)技術(shù)的研究
成果為依據(jù),尋求解決教學(xué)問題、優(yōu)化教學(xué)總體成效的應(yīng)用學(xué)科。換而言之,教學(xué)設(shè)計(jì)是教師主動(dòng)自覺地運(yùn)用教學(xué)理論、學(xué)習(xí)心理學(xué)理論以及系統(tǒng)論等其他科學(xué)的理論,確定教學(xué)目標(biāo)后,通過整合教材和其他信息資源,形成能夠幫助學(xué)生習(xí)得學(xué)習(xí)結(jié)果的最優(yōu)實(shí)施
方案的過程。它的核心特征是教師能夠主動(dòng)自覺地依據(jù)學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論等科學(xué)的理論,為一類教學(xué)問題提供有效的通用的解決
方案。從立論基礎(chǔ)看,教學(xué)理論存在兩種不同的取向,一種被稱為哲學(xué)與經(jīng)驗(yàn)取向的教學(xué)理論,另一種被稱為科學(xué)心理學(xué)與實(shí)證研
究取向的教學(xué)理論,對具體的教學(xué)設(shè)計(jì)而言,基于哲學(xué)和經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)理論能夠給予啟示性的作用,但可操作性相對較弱。本文所討論的觀點(diǎn)是基于科學(xué)心理學(xué)――加涅的信息加工心理學(xué)。
二、加涅關(guān)于學(xué)習(xí)的信息加工理論
1.信息加工心理學(xué)的基本觀點(diǎn)
信息加工心理學(xué)重點(diǎn)關(guān)注人們?nèi)绾巫⒁猸h(huán)境中的事件,對要
學(xué)習(xí)的信息如何編碼,如何對信息進(jìn)行加工、存儲(chǔ)以及如何提取信息等等。信息加工心理學(xué)的基本觀點(diǎn)是:將個(gè)體視為一個(gè)信息加工系統(tǒng),學(xué)習(xí)是信息加工過程,學(xué)習(xí)者從學(xué)習(xí)環(huán)境中感知,識別信息,在工作記憶中加工成對個(gè)體而言的信息。
2.學(xué)習(xí)與記憶的信息加工模型
加涅在吸取信息加工心理學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上,提出了學(xué)習(xí)
與記憶的信息加工模型。這一模型包括三個(gè)系統(tǒng):操作或加工、執(zhí)行控制和預(yù)期。操作系統(tǒng)是學(xué)習(xí)者的信息加工過程,執(zhí)行控制是跟學(xué)習(xí)有關(guān)的認(rèn)知策略,預(yù)期是有目的地選擇跟學(xué)習(xí)有關(guān)的信息。加涅認(rèn)為,能被注意到的信息存儲(chǔ)在人的工作記憶中,工作記憶中貯存的信息可以通過內(nèi)部復(fù)述而得到保持,從而有助于信息編碼進(jìn)
入長時(shí)記憶,當(dāng)學(xué)習(xí)者需要這些信息時(shí)又可以被提取出來回到工
作記憶中,從而與其他輸入的信息整合在一起形成新的習(xí)得技能,表現(xiàn)出特定的外顯行為。
在實(shí)驗(yàn)心理學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上,加涅認(rèn)為學(xué)習(xí)者的工作記
憶容量有限,并且當(dāng)呈現(xiàn)許多信息單元時(shí),學(xué)習(xí)者無法從這些繁雜的信息中整合得出所有結(jié)論,只有先呈現(xiàn)一部分信息,學(xué)習(xí)者經(jīng)過加工后才能獲得一個(gè)相關(guān)結(jié)論,信息加工具有一定的序列性。這些均為物理概念與規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)有效性的判斷依據(jù)。
三、學(xué)習(xí)者的信息加工方式――邏輯推理
學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律的意義,就是通過學(xué)生自己的思維
活動(dòng)形成這些概念間的本質(zhì)或因果聯(lián)系;在物理學(xué)科的學(xué)習(xí)中,學(xué)生通過運(yùn)用特定的推理方式來建立概念間的聯(lián)系。
物理學(xué)科中常用的邏輯推理主要有歸納推理、演繹推理、類比推理等,不同的概念和規(guī)律的獲得需要選擇不同的邏輯推理方式。以演繹推理為例,這種推理有兩個(gè)前提,即大前提(概括性的一般原理,學(xué)習(xí)者已經(jīng)掌握的原理)和小前提(對個(gè)別事物的判斷),演繹推理的結(jié)構(gòu)就是根據(jù)兩個(gè)前提之間的關(guān)系做出新判斷(推理),得出結(jié)論。例如,以教師運(yùn)用演繹推理幫助學(xué)生習(xí)得“物體下落快慢與物體的質(zhì)量無關(guān)”這一結(jié)論為例,教師做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn):將三張質(zhì)量相同的紙從同一高度同時(shí)由靜止釋放(其中一張紙被揉成
團(tuán),一張紙被對折一次,還有一張紙被平展),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是三張紙下落快慢不同,學(xué)生觀察后得出一個(gè)判斷“三張紙質(zhì)量相同,下落快慢不同”,這是小前提;“如果物體下落快慢與質(zhì)量有關(guān),則質(zhì)量相同的物體下落快慢相同”,這是學(xué)生經(jīng)驗(yàn)中已有的原理,即大前提;學(xué)生能夠通過大前提和小前提推理得出結(jié)論“物體下落快慢與物體的質(zhì)量無關(guān)”。其推理結(jié)構(gòu)示意圖如下:
大前提Pq 實(shí)例:物體下落快慢與質(zhì)量有關(guān)質(zhì)量相同下落快慢相同
不同的邏輯推理具有不同的邏輯結(jié)構(gòu),此處不再一一闡述。
四、“物理概念與規(guī)律”教學(xué)設(shè)計(jì)有效性的判斷依據(jù)
1.有效教學(xué)的界定
有效教學(xué)的核心是教學(xué)的效益,即什么樣的教學(xué)是有效的?因此“有效”成為關(guān)鍵點(diǎn),它主要是指通過教師在一種先進(jìn)教學(xué)理念指導(dǎo)下經(jīng)過一段時(shí)間的教學(xué)之后,使學(xué)生獲得具體的進(jìn)步或發(fā)展。有效教學(xué)的“教學(xué)”,是指教師引起、維持和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的所有行為和策略。因此,有效教學(xué)就是教師通過各種教學(xué)策略,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)效率得到大幅提升,使教學(xué)有效果、有效率、有效益。
2.有效的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)符合的條件
基于加涅的學(xué)習(xí)與記憶的信息加工理論模型以及物理概念
與規(guī)律獲得的信息加工機(jī)制,筆者認(rèn)為判斷“物理概念與規(guī)律”教學(xué)設(shè)計(jì)的有效性應(yīng)符合以下要求:
(1)符合信息容量限制的要求
根據(jù)加涅的信息加工模型,學(xué)習(xí)者的工作記憶容量是有限的,因此教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要注意給學(xué)生呈現(xiàn)的信息量要保持在適度的容量限制范圍內(nèi),更要減少無關(guān)干擾信息的呈現(xiàn),以此減少學(xué)生不必要的記憶負(fù)擔(dān)。
(2)符合序列加工的要求
加涅的信息加工模型給我們的啟示:學(xué)生無法從教師給定雜
亂無章的大量信息中整合出所有結(jié)論,教師只有先呈現(xiàn)一部分信
息,學(xué)習(xí)者經(jīng)過加工后才能獲得一個(gè)相關(guān)結(jié)論,信息加工具有一定的序列性。這就要求教師合理地整合信息資源,明確教學(xué)目標(biāo),把教學(xué)目標(biāo)分為若干子目標(biāo),依據(jù)若干子目標(biāo)合理呈現(xiàn)一部分信息,以便學(xué)生有效輕松地獲得相關(guān)結(jié)論。
(3)符合信息加工方式的要求
物理概念與規(guī)律的獲得機(jī)制是邏輯推理,相應(yīng)的邏輯推理具
有其特定的邏輯結(jié)構(gòu),因此,教師在幫助學(xué)生獲得相關(guān)概念和規(guī)律時(shí)所選擇的邏輯推理結(jié)構(gòu)應(yīng)符合特定結(jié)論獲得的加工方式,從而
減輕學(xué)生的理解負(fù)擔(dān)。
(4)控制加工的要求
教師要幫助學(xué)習(xí)者在所呈現(xiàn)的大量信息中,有目的地選擇需
要加工的信息,在教學(xué)活動(dòng)中教師要給予學(xué)生有目的的指導(dǎo),從而減少學(xué)生識別信息的盲目性,提高教學(xué)的效率。
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