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摘 要:信息技术促进了现代教育技术的发展,信息技术与课堂教学整合是当前教育信息化的热点,Z+Z智能教育平台既是教师备课、课堂教学演示的平台,也是学生自主探究性学习、创新能力培养的理想平台。本论文主要论述了Z+Z智能教育平台以及在这个平台上进行中学数学的探究性教学研究。
关键词:智能教育平台 探究性学习 创新能力培养
中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2010)05-037-03
Z+Z智能教育平台是在中科院的张景中院士主持策划下,组织数十名专家教授开发出来的新型教育软件,它应用了自动推理和智能工程研究领域的最先进的成果,具有动态作图、问题生成、交互推理、符号计算、动态测量、轨迹显示、图形运动和变换、文本与公式编辑、对象插入与链接等丰富的功能,是当前世界上较先进的教育软件之一(见文献[1]-[5])。所谓“Z+Z”,就是“知识+智能”, “Z+Z”丰富多彩的教学资源为学生提供了观察、实验、研究的理想平台, 它既是内容丰富的教学资源库,又是智能的多媒体课件制作的工具箱,不但为教师开发适用的课件提供了良好的技术支持,还提供实验与探索型的学习环境,使教学模式推陈出新。它的应用可以提高教学效率,减轻老师负担。学生使用该平台的动态图形工具和交互推理等功能,可激发出更大的对探究学习的兴趣,培养和发展教师和学生的创新精神和创新能力。
探究性教学是指学生在教师指导下,以类似科学研究的方式去获取知识和运用知识的方式,也称师生互动式探究学习。教育部制订的中学新课程标准中,探究型的学习被提到了课程理论与实践的重要位置,“科学学习要以探究为核心”是课程的基本理念之一,在课程实施建议中,明确提出了“让探究成为科学学习的主要方式”。在探究型的学习过程中,教师与学生是平等合作、相互作用的关系,他们可以一起共同探究教材和探讨新问题。教师作为探究型的学习导师,其任务是调动学生的积极性,促使学生自己去获取知识;同时,教师还要为学生的学习设置探究的情境,促进探究的开展,把握探究的深度,评价探究的成败。学生作为探究型的学习主人,根据教师提供的条件,明确探究的目标,思考探究的问题,掌握探究的方法,敞开探究的思路,交流探究的内容,总结探究的结果。
探究性学习是以培养学生探索能力、创新意识、合作精神为目的的学习方式,该模式使学生积极、主动地尝试探究,并从中获得大量的、各种各样的体验,从而提高综合分析问题和解决问题能力,培养发散思维能力和勇于探索的良好个性品,激发学生学习兴趣,促进学生创新能力的发展及学习效果的提高。教师在课堂教学设计中要经常引导学生深入挖掘教材中每个知识点的背景,我们运用Z+Z智能教育平台的动态作图和测量、问题生成、交互推理、图形运动和变换等功能并对其进行变式研究,使学生通过观察、类比、联想、拓展,发现新问题,对知识进行深化和再创造。在思维活动的教学中,问题是诱发思维的直接动因,创设问题情景,把学生置于问题之中, 激发学生兴趣,诱发学生探究动机。
为了实现这一效果,本文基于Z+Z智能教育平台,对在中学数学探究性教学从以下几方面进行研究。
2.智能教育平台与教学思维探究
现代教育思想已愈来愈多地重视对学生思维能力的培养、创造能力的挖掘。而思维能力的开发,与探究能力密切相关。因此,在课堂教学中,应着力通过多种途径,注重对学生探究能力的培养,以期达到对学生多种心理机能和学习的综合性智能的发展。教师在课堂教学设计中,不仅是对一些概念、公式、定理的内在和外在形式进行描述性的传授,更重要的是对其发生原因和发生过程的探讨,展示知识的形成过程,揭示事物发展的规律,帮助学生理解教学知识,让学生用创造性的思维去解决问题。所以要经常引导学生深入挖掘教材中每个知识点的背景,形象直观地揭示知识的形成过程,发生原因,以生动形象的画面,言简意赅的解说,悦耳动听的音乐,使学生保持旺盛的学习兴趣,调动学生的积极性,吸引长期的注意力,以轻松愉快的心情参与到课堂教学中来。
“兴趣是最好的老师”,是积极探索某种事物的认识倾向,是学生学习的动力源,是智能和心理发展的催化剂。培养学生学习的兴趣,提高教学效率,是教学研究中一个不变的主题。只有激发学生学习的激情,乐学、好学,才能最大限度的发挥每个学生的潜能,达到事半功倍的实效。学生在学习活动中,对自己感兴趣的现象、原理、规律等,总是主动、积极地去认识、探究。因此,在课堂教学中,可以在Z+Z智能教育平台基础上设置有趣的案例,以诱发学生的探究动机。
图1 十五巧板
例如,看到上图1中有趣的“十五巧板” 课件中的几何图形情景,学生的探究动机悠然而生,疑问自然形成并想办法解决,实验的目的也就达到了。同理,也可以设置其他有趣的拼图课件。科学发展史告诉我们,科学上的重大进展与成就并不是由解决问题的人促成的,而是由提出问题的人在平常中看出异常而促成的,即“提出问题要比解决问题更重要”。通过采用Z+Z智能教育平台动态作图、问题生成、交互推理、运动和变换等功能,在课堂中最大限度地调动学生感知器官,激起学生高度的学习兴趣和最大限度的集中注意力,连续不断地启发学生的积极思维。
结构示意图或直观模型是客观实物的模拟品,也是对微观事物想象的类似品。通过Z+Z智能教育平台,使模型或结构示意图从“形似”达到“神似”,这样就能准确的判断和定位。通过直观模型,纠正了平面的结构错觉,这样经过数次的观察,感性认识不断加强,大脑中就会逐渐建立起正确的、完整的、清晰的立体构象,为增强立体空间想象能力打下基础,也为以后学习奠定基础。如讲解长方体的截面时,若没有模型,我们很难想象长方体的截面到底有多少边,老师也很难在课堂上用实物演示,但是智能教育平台却可以让我们自己动手操作,直观地显示出来,如图2,只要拖动I、J或K点就可以改变截面的位置,可以直观地看出截面多边形的边数,可以是3边,4边,5边或者6边。简单又方便。
图2 长方体的截面形状
抓住空间形象特点,分析空间结构问题,由平面思维定势,进行创造迁移,灵活的将信息和空间构形及性质有机的结合起来,从而建立完整的立体形象。由此可见,只有把握住物质的空间结构及有关参数,才会从“形似”思维中解脱出来,建立准确的空间立体的“神似”的空间思维。而且解题时还要就充分利用典型物质原型进行类比迁移,寻找原型,进行类比迁移。
运用Z+Z智能教育平台时,会有许多有争议或有难度的问题出现,这时,教师不要包办代替解答,应引导学生通过讨论解答。引导讨论时,教师要启发学生层层深入地分析问题,疏导思维障碍,纠正思维偏差等。讨论是培养学生探究能力的很好手段,不会造成思维定势,学生的思维不会受课本的限制,学生可根据已有的知识,想办法解决,最大限度地发挥其创造潜能,调动其探究积极性。引导学生讨论,指导其整理、小结,同时归纳各知识点及各知识点之间的联系,研究学习方法,并对自己的学习过程、思维方法、思维品质进行评价和整理,从而使知识达到高层的迁移。探究习惯一旦养成,思维品质也就得到了最大限度的优化,探究能力自然也就得到了提高。
3.基于智能教育平台进行的备教探究
“智能教育平台”能够帮助中学数学老师用简单的操作代替复杂的和大量的机械劳动,它能帮助教师快速地进行备课,完成所需要的课件制作,实现教师的教学设想和创意,具体课件制作方法见文献[6]-[8]。
教学内容,是对学习活动产生兴趣的主要源泉。备课上,老师应力求使内容全面、生动活泼,让古板的教学方式变成富有趣味的教学探究。提出探究问题,明确探究方向, 适当增加让学生自己解决问题的机会,这样才能很好地提高学生主动学习的兴趣。备课时准备的教材和案例要注重培养学生的探究性学习的能力与创新能力。
教师要强化科研兴校意识、改革创新意识、深化学习意识、资料积累意识,努力地把备课任务落实好、完成好。可利用Z+Z智能教育平台作为教育信息技术手段,由此形成学科课程改革的新思路、新途径。它不仅能探索信息技术与学科整合的有效方法和模式,更重要的是它代表着教育面向现代化、实施现代化教育的新理念,新思维。因此,老师要珍惜这样能提升自己教育理念,提高教学、科研水平大好的机遇,在备课时,要扎扎实实地做好课题资料的收集、整理等工作。
“智能教育平台”的应用具有很强的智能性,知识性和专业性。备课时,数学教师对智能教育平台要熟练掌握,否则难以进行复杂的课前准备工作。探究式学习也被人们称为“问题导向式”学习,“问题”往往被视为探究式学习的核心。既然探究教学是以解决问题的形式出现的,那么教师在备课时,就可以借助Z+Z智能教育平台,巧妙地把学习内容转化为问题情境。问题的确立对学习的整个过程起着导向作用。能使学生明确探究的目标,给思维以方向,同时产生强烈的探究欲望,给思维以动力。因此,教师首先要根据教学目标,寻找与教学内容密切相关的、可以激发学生兴趣的材料,创设出特定的情境,直接的引导学生讨论、思考,引导学生发现并提出需要探究的问题,使学生逐渐形成自觉的探究习惯。例如,对于二元一次和二次方程,可提出探究的问题:探索方程系数b^2-4*a*c 的正负与对应曲线类型的关系。
图3b^2-4*a*c 的正负与曲线类型的关系
学生可在该平台上作出相应图形(见图3),能通过拖动变量尺上k,a,b,c值的改变引起交点A和B的坐标变化,引起b^2-4*a*c的值的改变,而b^2-4*a*c值的正负不同,所对应方程曲线的类型就不同,学生通过观察和分析思考就会得出结论:b^2-4*a*c的值为正时,方程曲线是双曲线,为负时,是椭圆。这样,利用智能教育平台,拉近了教学内容与学生学习理解的距离,激发了学生的学习兴趣,又增强了教学的针对性,学生情不自禁地产生了探究的欲望。
备教时创设问题情境,激发学生探索欲望,方法非常多,通过图形的变换,色彩的渲染,声音的配合,动画的展示等都能引起学生的学习兴趣。无论采用哪种方法,应用智能教育平台学习,提出的问题要在学生能进行探究的同时,还应注重提高学生主动学习的兴趣, 提高他们的应用意识和推理能力,提供他们展现个人学习能力的空间。学以致用是探究教学的一个基本特征,探究教学重在知识技能的获得和应用,而不在掌握知识的数量。因此,在提出问题、解决问题的基础上,教师必须引导学生学会迁移,运用知识技能去解决实际问题,以问题作为起点,又以问题而结束,培养创造性思维。教师通过指导学生围绕问题思考、讨论、交流,充分挖掘学生自主创造性地解决问题的能力。学生在提出问题、解决问题之后,进一步反思探究,使认识得到升华、提高,能力在运用中获得充分发展。
4.基于智能教育平台进行的学习探究
真理源于实践,组织学生进行探索性学习的实验,强化学生的实际操作能力,让学生动手操作。德国教育家第斯多惠说过,“科学知识是不应该传授学生的,而应当引导学生去发现它们,独立的掌握它们。”在探究式教学中,学习者知识与能力的获得主要不是依靠教师进行强制性灌输与培养,而是在教师的指导下由学生在各式各样的探究活动中主动探究、主动思考得出结论,亲自参与并体验知识的形成过程,从而构建起对科学的新认识。为此,学生必须要充分利用教师和教材提供的材料,进行基于“智能教育平台”的自主性探索性学习的实验,主动展开智能平台的使用和开发课件的方法,积极进行自我思考、探究和发现事物。
在实验中,教师必须想方设法为学生创设一个能主动参与的学习空间,构造出全心的学习环境和实验教学模式,把学习的主动权交给学生,提高学生学习兴趣和参与度。使实验教学更加生动活泼。Z+Z智能教育平台为学生提供了一个探究性学习的平台,教师可将某些教学的内容设计成实验,以智能教育平台作为主要认知工具进行实验探究。通过不断实践,发现问题、解决问题、总结经验。让学生去探究更多更深更广的新知识,发挥学生的主导学习地位作用。学生对客观现实的认识来自于对外界尝试探索性的活动,而学生用自己的学习方式探究新知,对他们来说是最好的方法;教师再进行“因势利导”,这样更符合学生的认知特点和规律。
Z+Z智能教育平台支持下的探索性学习的实验形式可以为双主体的形式,即教师的主导主体,学习者的主动主体。教学的中心位置是学习者主体,它着眼于学习者的未来发展,旨在提高学习者的综合素质和实践能力。在该类型的探究型教学中,教师应在组织实验实施中确实起到引导、指导、诱导、辅导、教导“五主导”作用,从“教”学生,转变为“导”学生;学生应清醒地认识到开放教学中自主学习的重要性,尽快掌握相应的学习方法;Z+Z智能教育平台的强大功能对双主体型的探究实验提供了良好的支持。如Z+Z智能教育平台支持下的“三角形全等的条件”的探究型实验活动,可分为以下几个主要的探究步骤:
(1)一组量相等的情况。通过利用Z+Z智能教育平台的强大作图功能,学生很快得出一组量相等并不能保证两个三角形全等的结论,如图 4_1中,ΔABC和ΔBDE的角B相等,但两个三角形并不全等。如图4_2中, ΔABC和ΔBFC的边BC相等,但ΔABC和ΔBFC并不全等。
图4-1 角B相同图4-2 边BC相等
(2)两组量对应相等的情况。通过利用Z+Z智能教育平台的智能作图功能,学生可以非常方便地做出图形。图 4_3中,ΔDBA为DB=DA的等腰三角形, 这样等腰ΔDBA和等边ΔDAF就满足了两组边对应相等的条件,但两个三角形却不全等;同样,图 4_4中,ΔGHI和ΔGHJ满足一组对边GH和一组对应角角H相等的条件,但两个三角形也不全等;图 4_5中,等边ΔVWX和等边ΔOPR满足两组对应角相等的条件,但两个三角形不全等。
图4-3 DB=DA=DF=AF 图4-4 边GH和对应角H相等 图4-5 两个等边三角形
在该步骤中,学生通过Z+Z智能教育平台作图探究三角形满足两组量相等的几种情况,并归纳总结出两组量相等不能保证两个三角形全等的结论。
(3)同样,参照上面的办法学生可以自行探究三组量对应相等的情况,在此就不再一一讲述了。
Z+Z智能教育平台支持下的双主体探究型模式为学习者进行探究活动提供了良好的情境,调动了学生学习的积极性,刺激了学习的欲望;实验时,学生在教师的引导下充分发挥学习的主观能动性,借助于Z+Z智能教育平台提出问题并解决问题,进行协作学习,通过亲自动手操作,经历与感受数学知识形成的过程。在上面的例子中,学生在教师的引导下通过自己猜想、作图、验证,得出了两个三角形全等的条件,为今后进一步学习相似三角形打下了扎实的基础。
如何利用学生兴趣和好奇心来刺激他们的探究欲,引发他们的创造火花,是现代教育理论研究的一个重要问题。在该类型的探究型教学过程中,教师通过创设问题情景,让学生经历积极、主动的尝试探究活动,并从中获得大量的、各种各样的体验,以激发学习兴趣,促进创新能力的发展及学习效果的提高。实验课可以借助这样一个“智能平台”,为学生自主学习搭建发展、创造的平台。通过教师演示、学生亲自动手操作,通过同学间的交流合作、共同研究讨论将获得更多的学习体会,促进学生多渠道、多方式、生动活泼、积极主动地学习,激发学生主动的去探索、发现、验证相关的知识,提高他们发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时也培养了学生的创新能力和发散思维,使学生感受到了自主性探索性学习过程中的快乐,使学生真正成为学习活动的主体。
5.结束语
Z+Z智能教育平台作为中学数学教师“教”和学生“学习和解决问题”的强而有力的工具,掌握它即是掌握了一种先进的学习技能。它对于推进新课程改革,促进学生学习方式的改变起了很大的作用。它帮助学生更加深刻地理解知识的概念,也是解决知识问题、探索知识奥妙的工具。而且课件本身的制作过程又是一个建模、构思、创意的过程。这一切对学生能力的培养、智力开发、视野的开阔,灵感的激发,创新思维的开拓都是十分有利的。基于Z+Z智能教育平台,培养学生的创新精神和实践能力,培养学生的自主性和创造性,引导学生质疑、调查、探究,在实践中进行探究式学习。
探究性教学过程是积极的有意义的教学过程,因为真正有意义的学习,不是被动接受现成的书本知识,而是学生以积极的心态,在自己已有知识经验的基础上对新问题进行积极探索、主动建构的过程。学生会对周围的事物充满好奇,特别好问,他们具有创造和探究的潜能。探究性教学本身可以满足学生的这种心理需要,能激发学生学习的兴趣、动机以及求知欲。探究式教学通过备课、教学、自主学习、实验、操作、调查、收集与处理信息、表达与交流等探索活动,独立地发现问题,使学习者获得知识、技能、情感与态度的发展,特别是获得探索精神和创新能力。探究学习与接受性学习相比,具有更强的问题性、实践性、参与性和开放性。探究教学十分视学习过程,让学生在探究过程中达到情感体验、构建知识、掌握解决问题方法的目标。
目前,我国新一轮基础教育课程改革非常强调在学科教学中开展探究式教学活动,在多样化、多层次、开放式的学习环境中,培养学生独立思考、交流合作、分析问题和解决问题的能力,培养学生的科学探究精神和探究学习的能力,从而达到素质教育的有关要求。
参考文献:
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[8] 张景中.《超级画板自由行》[M].科学出版社,2006.3.
The intelligent education platform and the exploratory learning
on high school mathematics
Zhang Zhiqing , ZOU Yanbi, LI Yangjie
Computer Science and Educational Software School of Guangzhou University
Abstract:The development of information technology has promoted the development of current educational technology. Integration of information technology and classroom education is the current hot spots of information. Z + Z intelligent education platform is not only the platform for teachers preparing lessons, for teachers teaching demonstration, but also the platform for students independently exploratory learning and innovation capacity-building. This paper mainly discusses the Z + Z intelligent education platform and high school mathematics the exploratory learning on the platform.
Key Words: Z+Z intelligent education platform; The exploratory learning;Innovation capacity-building
关键词:智能教育平台 探究性学习 创新能力培养
中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2010)05-037-03
Z+Z智能教育平台是在中科院的张景中院士主持策划下,组织数十名专家教授开发出来的新型教育软件,它应用了自动推理和智能工程研究领域的最先进的成果,具有动态作图、问题生成、交互推理、符号计算、动态测量、轨迹显示、图形运动和变换、文本与公式编辑、对象插入与链接等丰富的功能,是当前世界上较先进的教育软件之一(见文献[1]-[5])。所谓“Z+Z”,就是“知识+智能”, “Z+Z”丰富多彩的教学资源为学生提供了观察、实验、研究的理想平台, 它既是内容丰富的教学资源库,又是智能的多媒体课件制作的工具箱,不但为教师开发适用的课件提供了良好的技术支持,还提供实验与探索型的学习环境,使教学模式推陈出新。它的应用可以提高教学效率,减轻老师负担。学生使用该平台的动态图形工具和交互推理等功能,可激发出更大的对探究学习的兴趣,培养和发展教师和学生的创新精神和创新能力。
探究性教学是指学生在教师指导下,以类似科学研究的方式去获取知识和运用知识的方式,也称师生互动式探究学习。教育部制订的中学新课程标准中,探究型的学习被提到了课程理论与实践的重要位置,“科学学习要以探究为核心”是课程的基本理念之一,在课程实施建议中,明确提出了“让探究成为科学学习的主要方式”。在探究型的学习过程中,教师与学生是平等合作、相互作用的关系,他们可以一起共同探究教材和探讨新问题。教师作为探究型的学习导师,其任务是调动学生的积极性,促使学生自己去获取知识;同时,教师还要为学生的学习设置探究的情境,促进探究的开展,把握探究的深度,评价探究的成败。学生作为探究型的学习主人,根据教师提供的条件,明确探究的目标,思考探究的问题,掌握探究的方法,敞开探究的思路,交流探究的内容,总结探究的结果。
探究性学习是以培养学生探索能力、创新意识、合作精神为目的的学习方式,该模式使学生积极、主动地尝试探究,并从中获得大量的、各种各样的体验,从而提高综合分析问题和解决问题能力,培养发散思维能力和勇于探索的良好个性品,激发学生学习兴趣,促进学生创新能力的发展及学习效果的提高。教师在课堂教学设计中要经常引导学生深入挖掘教材中每个知识点的背景,我们运用Z+Z智能教育平台的动态作图和测量、问题生成、交互推理、图形运动和变换等功能并对其进行变式研究,使学生通过观察、类比、联想、拓展,发现新问题,对知识进行深化和再创造。在思维活动的教学中,问题是诱发思维的直接动因,创设问题情景,把学生置于问题之中, 激发学生兴趣,诱发学生探究动机。
为了实现这一效果,本文基于Z+Z智能教育平台,对在中学数学探究性教学从以下几方面进行研究。
2.智能教育平台与教学思维探究
现代教育思想已愈来愈多地重视对学生思维能力的培养、创造能力的挖掘。而思维能力的开发,与探究能力密切相关。因此,在课堂教学中,应着力通过多种途径,注重对学生探究能力的培养,以期达到对学生多种心理机能和学习的综合性智能的发展。教师在课堂教学设计中,不仅是对一些概念、公式、定理的内在和外在形式进行描述性的传授,更重要的是对其发生原因和发生过程的探讨,展示知识的形成过程,揭示事物发展的规律,帮助学生理解教学知识,让学生用创造性的思维去解决问题。所以要经常引导学生深入挖掘教材中每个知识点的背景,形象直观地揭示知识的形成过程,发生原因,以生动形象的画面,言简意赅的解说,悦耳动听的音乐,使学生保持旺盛的学习兴趣,调动学生的积极性,吸引长期的注意力,以轻松愉快的心情参与到课堂教学中来。
“兴趣是最好的老师”,是积极探索某种事物的认识倾向,是学生学习的动力源,是智能和心理发展的催化剂。培养学生学习的兴趣,提高教学效率,是教学研究中一个不变的主题。只有激发学生学习的激情,乐学、好学,才能最大限度的发挥每个学生的潜能,达到事半功倍的实效。学生在学习活动中,对自己感兴趣的现象、原理、规律等,总是主动、积极地去认识、探究。因此,在课堂教学中,可以在Z+Z智能教育平台基础上设置有趣的案例,以诱发学生的探究动机。
图1 十五巧板
例如,看到上图1中有趣的“十五巧板” 课件中的几何图形情景,学生的探究动机悠然而生,疑问自然形成并想办法解决,实验的目的也就达到了。同理,也可以设置其他有趣的拼图课件。科学发展史告诉我们,科学上的重大进展与成就并不是由解决问题的人促成的,而是由提出问题的人在平常中看出异常而促成的,即“提出问题要比解决问题更重要”。通过采用Z+Z智能教育平台动态作图、问题生成、交互推理、运动和变换等功能,在课堂中最大限度地调动学生感知器官,激起学生高度的学习兴趣和最大限度的集中注意力,连续不断地启发学生的积极思维。
结构示意图或直观模型是客观实物的模拟品,也是对微观事物想象的类似品。通过Z+Z智能教育平台,使模型或结构示意图从“形似”达到“神似”,这样就能准确的判断和定位。通过直观模型,纠正了平面的结构错觉,这样经过数次的观察,感性认识不断加强,大脑中就会逐渐建立起正确的、完整的、清晰的立体构象,为增强立体空间想象能力打下基础,也为以后学习奠定基础。如讲解长方体的截面时,若没有模型,我们很难想象长方体的截面到底有多少边,老师也很难在课堂上用实物演示,但是智能教育平台却可以让我们自己动手操作,直观地显示出来,如图2,只要拖动I、J或K点就可以改变截面的位置,可以直观地看出截面多边形的边数,可以是3边,4边,5边或者6边。简单又方便。
图2 长方体的截面形状
抓住空间形象特点,分析空间结构问题,由平面思维定势,进行创造迁移,灵活的将信息和空间构形及性质有机的结合起来,从而建立完整的立体形象。由此可见,只有把握住物质的空间结构及有关参数,才会从“形似”思维中解脱出来,建立准确的空间立体的“神似”的空间思维。而且解题时还要就充分利用典型物质原型进行类比迁移,寻找原型,进行类比迁移。
运用Z+Z智能教育平台时,会有许多有争议或有难度的问题出现,这时,教师不要包办代替解答,应引导学生通过讨论解答。引导讨论时,教师要启发学生层层深入地分析问题,疏导思维障碍,纠正思维偏差等。讨论是培养学生探究能力的很好手段,不会造成思维定势,学生的思维不会受课本的限制,学生可根据已有的知识,想办法解决,最大限度地发挥其创造潜能,调动其探究积极性。引导学生讨论,指导其整理、小结,同时归纳各知识点及各知识点之间的联系,研究学习方法,并对自己的学习过程、思维方法、思维品质进行评价和整理,从而使知识达到高层的迁移。探究习惯一旦养成,思维品质也就得到了最大限度的优化,探究能力自然也就得到了提高。
3.基于智能教育平台进行的备教探究
“智能教育平台”能够帮助中学数学老师用简单的操作代替复杂的和大量的机械劳动,它能帮助教师快速地进行备课,完成所需要的课件制作,实现教师的教学设想和创意,具体课件制作方法见文献[6]-[8]。
教学内容,是对学习活动产生兴趣的主要源泉。备课上,老师应力求使内容全面、生动活泼,让古板的教学方式变成富有趣味的教学探究。提出探究问题,明确探究方向, 适当增加让学生自己解决问题的机会,这样才能很好地提高学生主动学习的兴趣。备课时准备的教材和案例要注重培养学生的探究性学习的能力与创新能力。
教师要强化科研兴校意识、改革创新意识、深化学习意识、资料积累意识,努力地把备课任务落实好、完成好。可利用Z+Z智能教育平台作为教育信息技术手段,由此形成学科课程改革的新思路、新途径。它不仅能探索信息技术与学科整合的有效方法和模式,更重要的是它代表着教育面向现代化、实施现代化教育的新理念,新思维。因此,老师要珍惜这样能提升自己教育理念,提高教学、科研水平大好的机遇,在备课时,要扎扎实实地做好课题资料的收集、整理等工作。
“智能教育平台”的应用具有很强的智能性,知识性和专业性。备课时,数学教师对智能教育平台要熟练掌握,否则难以进行复杂的课前准备工作。探究式学习也被人们称为“问题导向式”学习,“问题”往往被视为探究式学习的核心。既然探究教学是以解决问题的形式出现的,那么教师在备课时,就可以借助Z+Z智能教育平台,巧妙地把学习内容转化为问题情境。问题的确立对学习的整个过程起着导向作用。能使学生明确探究的目标,给思维以方向,同时产生强烈的探究欲望,给思维以动力。因此,教师首先要根据教学目标,寻找与教学内容密切相关的、可以激发学生兴趣的材料,创设出特定的情境,直接的引导学生讨论、思考,引导学生发现并提出需要探究的问题,使学生逐渐形成自觉的探究习惯。例如,对于二元一次和二次方程,可提出探究的问题:探索方程系数b^2-4*a*c 的正负与对应曲线类型的关系。
图3b^2-4*a*c 的正负与曲线类型的关系
学生可在该平台上作出相应图形(见图3),能通过拖动变量尺上k,a,b,c值的改变引起交点A和B的坐标变化,引起b^2-4*a*c的值的改变,而b^2-4*a*c值的正负不同,所对应方程曲线的类型就不同,学生通过观察和分析思考就会得出结论:b^2-4*a*c的值为正时,方程曲线是双曲线,为负时,是椭圆。这样,利用智能教育平台,拉近了教学内容与学生学习理解的距离,激发了学生的学习兴趣,又增强了教学的针对性,学生情不自禁地产生了探究的欲望。
备教时创设问题情境,激发学生探索欲望,方法非常多,通过图形的变换,色彩的渲染,声音的配合,动画的展示等都能引起学生的学习兴趣。无论采用哪种方法,应用智能教育平台学习,提出的问题要在学生能进行探究的同时,还应注重提高学生主动学习的兴趣, 提高他们的应用意识和推理能力,提供他们展现个人学习能力的空间。学以致用是探究教学的一个基本特征,探究教学重在知识技能的获得和应用,而不在掌握知识的数量。因此,在提出问题、解决问题的基础上,教师必须引导学生学会迁移,运用知识技能去解决实际问题,以问题作为起点,又以问题而结束,培养创造性思维。教师通过指导学生围绕问题思考、讨论、交流,充分挖掘学生自主创造性地解决问题的能力。学生在提出问题、解决问题之后,进一步反思探究,使认识得到升华、提高,能力在运用中获得充分发展。
4.基于智能教育平台进行的学习探究
真理源于实践,组织学生进行探索性学习的实验,强化学生的实际操作能力,让学生动手操作。德国教育家第斯多惠说过,“科学知识是不应该传授学生的,而应当引导学生去发现它们,独立的掌握它们。”在探究式教学中,学习者知识与能力的获得主要不是依靠教师进行强制性灌输与培养,而是在教师的指导下由学生在各式各样的探究活动中主动探究、主动思考得出结论,亲自参与并体验知识的形成过程,从而构建起对科学的新认识。为此,学生必须要充分利用教师和教材提供的材料,进行基于“智能教育平台”的自主性探索性学习的实验,主动展开智能平台的使用和开发课件的方法,积极进行自我思考、探究和发现事物。
在实验中,教师必须想方设法为学生创设一个能主动参与的学习空间,构造出全心的学习环境和实验教学模式,把学习的主动权交给学生,提高学生学习兴趣和参与度。使实验教学更加生动活泼。Z+Z智能教育平台为学生提供了一个探究性学习的平台,教师可将某些教学的内容设计成实验,以智能教育平台作为主要认知工具进行实验探究。通过不断实践,发现问题、解决问题、总结经验。让学生去探究更多更深更广的新知识,发挥学生的主导学习地位作用。学生对客观现实的认识来自于对外界尝试探索性的活动,而学生用自己的学习方式探究新知,对他们来说是最好的方法;教师再进行“因势利导”,这样更符合学生的认知特点和规律。
Z+Z智能教育平台支持下的探索性学习的实验形式可以为双主体的形式,即教师的主导主体,学习者的主动主体。教学的中心位置是学习者主体,它着眼于学习者的未来发展,旨在提高学习者的综合素质和实践能力。在该类型的探究型教学中,教师应在组织实验实施中确实起到引导、指导、诱导、辅导、教导“五主导”作用,从“教”学生,转变为“导”学生;学生应清醒地认识到开放教学中自主学习的重要性,尽快掌握相应的学习方法;Z+Z智能教育平台的强大功能对双主体型的探究实验提供了良好的支持。如Z+Z智能教育平台支持下的“三角形全等的条件”的探究型实验活动,可分为以下几个主要的探究步骤:
(1)一组量相等的情况。通过利用Z+Z智能教育平台的强大作图功能,学生很快得出一组量相等并不能保证两个三角形全等的结论,如图 4_1中,ΔABC和ΔBDE的角B相等,但两个三角形并不全等。如图4_2中, ΔABC和ΔBFC的边BC相等,但ΔABC和ΔBFC并不全等。
图4-1 角B相同图4-2 边BC相等
(2)两组量对应相等的情况。通过利用Z+Z智能教育平台的智能作图功能,学生可以非常方便地做出图形。图 4_3中,ΔDBA为DB=DA的等腰三角形, 这样等腰ΔDBA和等边ΔDAF就满足了两组边对应相等的条件,但两个三角形却不全等;同样,图 4_4中,ΔGHI和ΔGHJ满足一组对边GH和一组对应角角H相等的条件,但两个三角形也不全等;图 4_5中,等边ΔVWX和等边ΔOPR满足两组对应角相等的条件,但两个三角形不全等。
图4-3 DB=DA=DF=AF 图4-4 边GH和对应角H相等 图4-5 两个等边三角形
在该步骤中,学生通过Z+Z智能教育平台作图探究三角形满足两组量相等的几种情况,并归纳总结出两组量相等不能保证两个三角形全等的结论。
(3)同样,参照上面的办法学生可以自行探究三组量对应相等的情况,在此就不再一一讲述了。
Z+Z智能教育平台支持下的双主体探究型模式为学习者进行探究活动提供了良好的情境,调动了学生学习的积极性,刺激了学习的欲望;实验时,学生在教师的引导下充分发挥学习的主观能动性,借助于Z+Z智能教育平台提出问题并解决问题,进行协作学习,通过亲自动手操作,经历与感受数学知识形成的过程。在上面的例子中,学生在教师的引导下通过自己猜想、作图、验证,得出了两个三角形全等的条件,为今后进一步学习相似三角形打下了扎实的基础。
如何利用学生兴趣和好奇心来刺激他们的探究欲,引发他们的创造火花,是现代教育理论研究的一个重要问题。在该类型的探究型教学过程中,教师通过创设问题情景,让学生经历积极、主动的尝试探究活动,并从中获得大量的、各种各样的体验,以激发学习兴趣,促进创新能力的发展及学习效果的提高。实验课可以借助这样一个“智能平台”,为学生自主学习搭建发展、创造的平台。通过教师演示、学生亲自动手操作,通过同学间的交流合作、共同研究讨论将获得更多的学习体会,促进学生多渠道、多方式、生动活泼、积极主动地学习,激发学生主动的去探索、发现、验证相关的知识,提高他们发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时也培养了学生的创新能力和发散思维,使学生感受到了自主性探索性学习过程中的快乐,使学生真正成为学习活动的主体。
5.结束语
Z+Z智能教育平台作为中学数学教师“教”和学生“学习和解决问题”的强而有力的工具,掌握它即是掌握了一种先进的学习技能。它对于推进新课程改革,促进学生学习方式的改变起了很大的作用。它帮助学生更加深刻地理解知识的概念,也是解决知识问题、探索知识奥妙的工具。而且课件本身的制作过程又是一个建模、构思、创意的过程。这一切对学生能力的培养、智力开发、视野的开阔,灵感的激发,创新思维的开拓都是十分有利的。基于Z+Z智能教育平台,培养学生的创新精神和实践能力,培养学生的自主性和创造性,引导学生质疑、调查、探究,在实践中进行探究式学习。
探究性教学过程是积极的有意义的教学过程,因为真正有意义的学习,不是被动接受现成的书本知识,而是学生以积极的心态,在自己已有知识经验的基础上对新问题进行积极探索、主动建构的过程。学生会对周围的事物充满好奇,特别好问,他们具有创造和探究的潜能。探究性教学本身可以满足学生的这种心理需要,能激发学生学习的兴趣、动机以及求知欲。探究式教学通过备课、教学、自主学习、实验、操作、调查、收集与处理信息、表达与交流等探索活动,独立地发现问题,使学习者获得知识、技能、情感与态度的发展,特别是获得探索精神和创新能力。探究学习与接受性学习相比,具有更强的问题性、实践性、参与性和开放性。探究教学十分视学习过程,让学生在探究过程中达到情感体验、构建知识、掌握解决问题方法的目标。
目前,我国新一轮基础教育课程改革非常强调在学科教学中开展探究式教学活动,在多样化、多层次、开放式的学习环境中,培养学生独立思考、交流合作、分析问题和解决问题的能力,培养学生的科学探究精神和探究学习的能力,从而达到素质教育的有关要求。
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The intelligent education platform and the exploratory learning
on high school mathematics
Zhang Zhiqing , ZOU Yanbi, LI Yangjie
Computer Science and Educational Software School of Guangzhou University
Abstract:The development of information technology has promoted the development of current educational technology. Integration of information technology and classroom education is the current hot spots of information. Z + Z intelligent education platform is not only the platform for teachers preparing lessons, for teachers teaching demonstration, but also the platform for students independently exploratory learning and innovation capacity-building. This paper mainly discusses the Z + Z intelligent education platform and high school mathematics the exploratory learning on the platform.
Key Words: Z+Z intelligent education platform; The exploratory learning;Innovation capacity-building