发布时间:2024-01-05 17:02:49
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇科学的技术方法,期待它们能激发您的灵感。

关键词:计算机;科学与技术;方法论
在计算领域中认识指的是抽象过程(感性认识)和理论过程(理性认识),实践指的是学科中的设计过程。抽象、理论和设计是具有方法论意义的三个过程,这三个过程是科学技术方法论中最重要的研究内容。从认识论的角度来看,学科的基本内容包含在抽象、理论和设计三个过程(或形态)之中,不仅如此,也正是因为它们之间的相互作用,促进了学科的发展。
一、计算学科中的抽象、理论和设计及其内在联系
方法论在层次上有哲学方法论、一般科学技术方法论、具体科学技术方法论之分,它们相互依存、互为作用。在一般科学技术方法论中,抽象、理论和设计是其研究的主要内容。以下我们以一般科学技术方法论为指导,阐述计算学科中的抽象、理论和设计内容。
(一)学科的抽象形态
在科学技术方法论中, 科学抽象是指在思维中对同类事物去除其现象的、次要的方面,抽取其共同的、主要的方面,从而做到从个别中把握一般,从现象中把握本质的认知过程和思维方法。科学抽象的成果有:科学概念、科学符号、思想模型等内容。
“Computing as a discipline”报告认为:理论、抽象和设计是我们从事本领域工作的三种主要形态(Paradigm),或称文化方式,它提供了我们定义学科的条件。第一个学科形态是抽象(按方法论研究的习惯,我们将报告中理论和抽象原来的次序对调),抽象源于实验科学。按客观现象的研究^程,抽象形态包括以下四个步骤的内容:形成假设;建造模型并做出预测;设计实验并收集数据;对结果进行分析。
(二)学科的理论形态
科学认识由感性阶段上升为理性阶段,就形成了科学理论,科学理论是经过实践检验的系统化了的科学知识体系,它是由科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的体系。
在计算学科中, 第二种学科形态是理论,理论源于数学。按统一的合理的理论发展过程,理论形态包含以下四个步骤的内容:表述研究对象的特征(定义和公理);假设对象之间的基本性质和对象之间可能存在的关系(定理);确定这些关系是否为真(证明);结论和解释。
(三)学科的设计形态
在计算学科中, 第三个形态是设计,设计源于工程。按为解决某个问题而实现系统或装置的过程来看,设计形态包含以下四个步骤的内容:需求分析;建立规格说明;设计并实现该系统;对系统进行测试与分析。
设计、抽象和理论三个形态针对具体的研究领域均起作用,在具体研究中,就是要在其理论的指导下,运用其抽象工具进行各种设计工作,最终的成果将是计算机的软硬件系统及其相关资料(如,需求说明、规格说明和设计与实现方法说明等)。
设计形态(技术方法)和抽象、理论二个形态(科学方法)具有许多共同的方面。这是因为,设计作为变革、控制和利用自然界的手段,必须以对自然规律的认识为前提(可以是科学形态的认识,也可以是经验形态的认识);设计要达到变革、控制和利用自然界的目的,必须创造出相应的人工系统和人工条件,还必须认识自然规律在这些人工系统中和人工条件下的具体表现形式。所以,科学认识方法(抽象、理论二个形态),对具有设计形态的技术研究和技术开发是有作用的。但是设计形态毕竟还有其不同于抽象形态和理论形态的特点。其中最主要的是设计形态有更强的实践性;其次,设计形态具有更强的社会性;第三,设计形态具有更强的综合性。
二、三个学科形态的内在联系
理论是数学的根本:应用数学家们认为,科学的进展都是建立在数学基础上的。抽象(建模)是自然科学的根本:科学家们认为,科学的进展过程主要是通过形成假说,然后系统地按照建模过程对假说进行验证和确认取得的。类似地,设计是工程的根本:工程师们认为,工程的进展主要是通过提出问题,并系统地按照设计过程,用建立模型而加以解决的。许多有关数学、科学和工程相对优劣的争论都隐含的基于抽象、理论和设计三个过程中某一个更为更根本的假设。
“Computing as a discipline”报告认为,更详细的研究揭示出:在计算学科中,“三个过程”是错综复杂地缠绕在一起的,以至于把任何一个作为根本都是不合理的。
当专家们把注意力集中于“三个过程”谁更为根本的时候,学科方法论中的关键问题―抽象、理论和设计三个过程的相互作用被忽视了。不仅如此,在一定程度上还转移了我们的视线,削弱了我们对报告本质的理解,以致“CC2001”任务组不得不承认,与报告密切相关的“CC1991”计划的执行并没有达到预期的效果。
“Computing as a discipline”报告的实质是学科方法论的思想,其关键问题是―抽象、理论和设计三个过程的相互作用的问题,正是因为它们之间的相互作用,促进了学科的发展。
参考文献:
一、体验成功,协作学习。
“倘若你有一个苹果,我也有一个苹果,而我们彼此交换这些苹果,那么,你和我仍各只有一苹果。但是,倘若你有一种思想,而我也有一种思想,而我们彼此交流这些思想,那么,人均每个人将各有两种思想。”英国大文豪肖伯纳曾作过一个著名的比喻,这个比喻很形象地告诉我们这样一个道理,如几个人一起交流自己的知识、思想,就会促进每个多学一点儿东西。通过合作、交流,每个人很可能得到一个,甚至几个金苹果。这实际上包含有协作学习的意思。协作学习是指通过两个或两个以上的个体在一起,从事学习活动,互促学习,以提高学习成效的一种教学形式。它以建构主义理论和人本主义学习理论为基础。组织协作学习,一方面培养了学生的学习兴趣,激发了学生的学习主动性;另一方面也可以让学生在合作中体验成功,从而培养学生良好的学习习惯和团结协作精神。
基于这种考虑,我将学生分成协作小组,由他们自由结合,并适时加以引导,让每个孩子体会到自己是集体中的一员,集体没有我不行。让孩子们多看其他同学的优势,只有把全组同学的优势集中起来,才能使全组同学取得成功。在“创作图画”的教学中,有1个小组的同学以有关“美丽的家乡”为主题创作图画。他们确定主题后,就进行了分工。由知识比较丰富且熟练掌握各种信息收集方法的同学负责收集资料,由擅长美术的同学进行版面设计,最后由信息技术技能较高,操作速度快的同学负责操作。由于大家各负其责、分工合作、各自发挥自己的特长,提高了效率。最后,在本节课的评价中,这个组的同学作品并获得了全班同学的最高评价。在总结本课时,我请这个小组同学发表成功感言,他们4人一起走上前来,告诉大家,他们成功的秘诀就是:“我们的目标是尽自己的努力争取最快完成任务。因为全组的成功就是我们每一个人的成功。”我相信,在他们取得成功的过程中,每位同学都会有自信、欣赏、愉快、陶醉的情感体验,因为他们成功了。
二、学以致用,学科整合。
前教育部部长陈至立在全国中小学信息技术教育会议上指出:“在开好信息技术课程的同时,要努力推进信息技术与其他学科教学的整合,鼓励在其他学科的教学中广泛应用信息技术手段,并把信息技术教育融合在其他学科的学习中。”当今教育主题的多元化,要求信息技术教育必须与其他学科教学有机地整合起来,形成综合实践课,“立体式”的学习有利于提高学生的整体素质。
首先讲一个“影子的故事”,在美国俄勒冈州有一个小学教案,是在小学三到五年级当中开的:主要是让学生在校园里每小时记录一次太阳照射自己的影子的位置、角度、长度的情况,然后把记录的数据用Excel做成图形,看影子在一天中有什么变化,比较春天的影子与其他季节的影子有什么区别,用E-mail与其他同伴交流各自的结果。是在综合的实践当中,让学生学会了观察的方法、学会了技术、了解了天文知识,而且有机会去感觉自己在太阳底下的影子,用尺子亲自去测量,用笔把它记录下来,用电脑对它进行分析,用画图软件给自己和影子作画,用网络与他人进行交流和比较,可以去感悟实践的全过程,并从中体验到大自然、人与技术、人与人的和谐关系,更为重要的是它让学生用一年的时间去做这样一件事情,从小培养的是一种研究的态度,一种充满人文价值的科学精神。这正是我们现在的教育所缺少的东西。
信息技术教育,不能自我孤立,为技术而学技术,必须将其它学科的内容最大限度地渗透于其中,并尽可能地与其它学科教学进行整合。这样,不但可以提高学生对信息技术的学习兴趣和应用能力,又有助于其它学科的现代化教学,从而使学生在学习上得到整体提高。例如,我们在教学“写字板”时,可以将语文或数学或其它学科的内容作为教学范例及练习使用;在“画笔”的教学内容安排上,一方面可与美术科中的有关知识结合,介绍色彩、画画工具、画画技巧等知识,同时可与数学中的有关作图的内容联系起来进行有机整合;在编小报内容中,让学生尝试写作,把自己的文章编辑到小报中。信息教育具有很强的基础性、能动性。教学中应重视引导学生运用信息技术和信息资源增进和完成其他学科的学习,也就是说要学以致用。
三、边讲边练,先讲后练。
由于信息技术操作性的特点,信息技术的课堂教学中学生操作占3/4的时间,教师可以采用边讲边练式和先讲后练式。 边讲边练式的特点是,教师把一堂课的教学任务分成若干个小任务,每完成一个小任务,就由学生自己操作来完成相同的任务。这种教学方式的缺点有三个:其一,由于学生所要完成的任务是教师已经实现了的,教师的操作方式会影响学生的操作,缺乏创造性;其二,由于学生的水平参差不齐,所以可能导致优秀学生吃不饱,差生却消化不良;其三,由于一堂课的任务被分成若干个小的任务,所以会出现教师随时中断速度较慢的学生未完成的操作,也会影响学生对下一个任务的学习。 为克服边讲边练式的弊端,又有了先讲后练式,其特点是教师把整个任务操作完成,然后让学生自己动手操作,但是新的问题又产生了,就是学生记不住操作的步骤,有些学生不会操作,完不成任务。 要完全克服边讲边练式和先讲后练式的缺陷,可以采用另一种课型――基于自主学习和合作学习的任务驱动式。
四、自主学习,合作学习。
关键词:小学;信息技术课;教学方法
随着科学技术的快速发展,信息技术正悄悄地对人类社会进行一次技术改革,它在各个领域的应用正在不断地发展与深入。而信息技术的推广与使用也极大程度地影响、改变我们的传统教育,因此教育工作者应当正确认识现代信息技术在教学中应用的功能特点,科学而有效地使现代信息技术与基础课程的教学相结合、相融合。信息技术,即利用计算机进行信息处理,利用现代电子通信技术从事信息采集、存储、加工、利用,以及相关产品制造、技术开发和信息服务。如何上好信息技术课?是一个值得研究的问题。在小学信息技术教学中,首先要改变教师的教育观念。教师在教学工程中应该高度重视信息技术对学生教学的重要性,信息技术教育是素质教育的重要内容之一。信息技术教育在现阶段有着非常重要的意义,本文着重探讨如何做好小学信息技术的教育教学工作,主要观点如下:
一、现阶段信息技术教育教学的状况
由于掌握信息技术是踏入社会参加工作必需的技能,因此,人们对小学信息技术课的关注程度在逐渐的提高。但是由于该学科的学习受社会环境和家庭经济状况的制约,同龄学生中计算机相关知识及操作水平相差较大,且信息技术课的课时有限,课堂所能传授的知识较少,这是现阶段限制信息技术教育教学的重要因素。
二、加强信息技术教育教学工作的建议
(一)提高全体师生对信息技术教学的认识程度
计算机是信息的主要载体和传播工具,在教育中承担较重的作用,利用计算机能够完成相关工作文档、计算、统计分析等相关任务。要充分让学生认识到信息技术的缺乏将使自己成为可怕的“文盲”,不了解信息技术的人将在社会上寸步难行,与社会脱节,无法独立生存,因此应全面培养小学学生使用计算机、学会让计算机帮助我们解决问题。
(二)培养学生对“信息素养”的敏感性
培养小学生能够根据自己的学习要求,主动地、有目的地去发现信息,并能通过有关途径,如:利用媒体、互联网、书籍、报纸等收集所需要的信息。然后将所收集到的信息进行筛选鉴别,对有用的信息进行分类整理。学生在学习信息技术课程的开始阶段,通常怀着好奇、兴奋的心理,但随着学习内容的不断深入,部分内容需要反复的、大量地训练,极大程度地消减了学生的学习热情。因此在该学科的教学过程中,应采用灵活的教学方式,培养学生的学习兴趣及探索知识的热情。
(三)创新意识和创新能力的培养
当今社会是知识经济时代,21世纪需要的是有创新意识、有创新精神和创新能力的人才。因此在教育过程中,要注重对学生的创造潜力进行挖掘,鼓励学生勤于思考,突出创新意识的培养,强调学生的创新能力。为此,在教学过程中,要为学生创造尽可能多的思考、创新环境和机会,给学生留有更多的思维空间。只有将学生放置在自主学习的环境里,学生才有可能发挥创造性,体验创新的乐趣。信息技术课程的教学目的是培养小学生获取信息、处理信息的能力,因此该学科的教学内容应与其他学科内容相结合,使学生的学习目标处于一个具体的、现实的环境下。
三、加强小学生对信息技术的正确理解
由于网络技术的迅猛发展,网络已成为人们生活和教学中不可或缺的一部分,因此我们在教学中应充分利用互联网络资源。但是一些非法分子也利用网络传播的便利性,在互联网上散布暴力等不健康内容,给青少年成长造成了极大的干扰和不良影响。因此在完成信息技术的教育教学任务后,同时要加强学生的思想教育工作,鼓励学生积极抵制不健康内容的传播。针对小学生喜爱玩网络游戏的特点,教师要采取不回避的态度,要对不同游戏区别对待,对健康、益智类游戏,允许小学生在完成学习任务后进行游戏,而对于一些不健康游戏,则明确告知学生禁止的理由。同时为了加强对学生的约束力,营造良好的学习、交流环境,使学生养成积极向上的学习劲头。
信息技术教育是指学习、运用信息技术,培养学生的信息素质。信息技术教育的目的是培养学生的信息素质,以适应信息社会对人才培养标准的要求。要使学生掌握计算机、网络的各种运用方法,培养学生的处理、创新的能力。在信息时代,信息技术促进了全球经济的发展,信息技术不仅以最为便捷的方式沟通了各国各地区,而且在一定程度上打破了地域乃国家的限制,把全世界有效地统一联系在一起,推动了全球文化的迅猛发展。
总之,21世纪是信息社会,信息技术将在人们的生活和工作中起着不可替代的作用,信息技术教育将会被提上重要的地位。为此,加强对信息技术教育教学的探讨是教育工作者不懈努力的方向。
参考文献:
[1]王鉴,郝琦蕾.课堂教学中信息技术与课程整合的误区分析与方法反思[J].现代教育技术,2008(01).
【关键词】教学方法;创设情境;任务驱动;导学案
我们都说“教无定法”,在教学上没有一个一成不变的模式,更没有放之四海而皆准的统一方法。为了提高信息技术课堂教学质量,我们一直在致力于探索信息技术最有效的教学方法。下面,我就从以下几个方面谈谈自己在教学过程中对使用教学方法的一点体会。
一、创设情境导入法
创设真实或接近真实的生活情境是新课改所提倡的,信息技术课堂中有着众多便利的多媒体设备,为引入和创设情境提供了优越的条件。一个完整的情境创设可以激发学生学习兴趣,提高学生学习积极性与主动性,使学生想学,有抛砖引玉之效,从而达到提高教学效率的目的。
如:在讲《给图画添加文字》一课时,我是这样设计新课导入环节的:
师:同学们,明天是什么节日?
生:母亲节!(我讲课的第二天恰巧是母亲节)
师:伟大的母亲过节日,我们想不想给母亲送点礼物,以表达我们的感恩之情?
生:想!
师:我给母亲做了张节日贺卡(出示贺卡图片,图片上无文字),大家看看漂亮吗?还缺少点什么?
生:图片很漂亮,但没有“母亲节快乐”几个字!
师:好!这节课就让我们一起怀着感恩的心来学习如何添加上“母亲节快乐”,即:如何给图画添加文字(板书)。
我用快速导入法,即简洁又清晰,为母亲制作贺卡,让学生怀着一颗感恩的心去感谢母亲,为教学主线服务,既激发了学生的创作热情,又有利于对学生情感价值观的培养。
二、讲授法与演示法相结合
我们虽然提倡让学生自主探究学习,但并不是所有的教学内容都需要进行探究,探究性学习需要我们注重对教材的挖掘,找准富有挑战性的探究“触发点”,并且要给学生搭建一个探究的脚手架,让学生借助脚手架,一步一步的攀越,最终翻过他们想上的那座高峰。也就是在确保知识技能领域目标基本落实的基础上,培养学生的探究意识,让不同思维水平的学生的探究能力得到相应的提高,所以有些新知识是需要直接传授的。对于学生一无所知的内容我采用讲授法与演示法相结合的教学方法,把操作步骤、过程展示给学生,直观、形象的示范性操作帮助学生快速掌握操作技能的要点,使学生在上机操作过程中少走弯路,在最快的时间里掌握、巩固新知,提高了学习效率,取得了良好的教学效果。
三、任务驱动法与导学案相结合
信息技术是一门实践性、操作性非常强的学科,加之目前中小学信息技术的开设为每周一节课,由于距离上一节课的时间很久了,学生手中又无教材,课下无法进行提前预习和复习,这些内容只能在课上完成,要给学生足够的复习和预习时间,就无法保证每节课30分钟以上的操作时间,因此要照抄照搬其它学科的学案“自主学习-合作探究-达标测试-拓展延伸”模式上课只能是费时低效。信息技术《纲要》里指出:知识技能的传授应以典型的“任务”为主,而我旗从去年又开始试点推广“以导促学、同伴合作,构建有效课堂教学”模式,如何创造性地使用“任务型”的导学案,是我们在课堂教学中需要着重思考的问题。在教学过程中我集其它学科学案内容之精华,用兴趣和信心作为前提,再以“任务”激励学生去完成学习任务,即采用“任务型”的学案教学,取得了良好的教学效果。如在《Excel数据筛选―自动筛选》教学设计中,我把本课内容分解为三个大任务:一是通过观看影片让学生以记者的身份开始调查“如何寻找好心人”,抛出任务一“自动筛选”;任务二:学以致用一,用所学知识解决生活中的问题,如何筛选出符合条件的电脑,对任务一所学内容加以巩固;任务三:学以致用二,用所买电脑筛选快速找到自己喜欢的电影,对整堂课所学知识进行综合运用,进一步巩固和消化新知。三个任务下又分解出若干个子任务,学生在课堂上利用导学案中的“任务”进行学习,使他们学有所依,不必在向老师询问上花费时间,从而能科学合理地利用上机的有限时间更好地完成“任务”,完成任务的同时也完成了教师的教与学生的学,是一堂“任务驱动法”教学与“导学案”完美结合的信息课,课堂效率达到了最大化。
通过十几年的讲课、听课的教学经验,我觉得出示在学案上的任务应注意以下几点:
1、“任务”的设计对学生要有吸引力。
由于“任务驱动法”之中“任务”的选择、设计非常重要,它直接影响教学效果,因此,“任务”设计、编排非常关键。教师应该把本堂教学内容进行合理的 “任务”分割。教师要对教学目标有整体的了解,并把这个目标划分为若干个小“任务”,达到这个“任务”的要求就是学生这节课所要完成的学习目标,通过这些小“任务”的完成情况来反映对总体目标的掌握情况。在上完一节课后学生应该了解这节课所学的重点知识是什么,在这个基础上能用所学的知识去解决一些简单问题,思路开阔的学生还可以触类旁通,举一反三,用所学知识去解决其它相似的问题。
2、“任务”设计要注意学生个体差异。
根据学生个体差异不同、两极分化严重这一实际情况,提出不同层次的任务,让学生能飞的飞,能跑的跑,能走的走,不能走的推一把。学生上机操作要有足够的时间,老师要做到三分讲七分练,切忌七分讲三分练,把实践课上成理论课。
3、“任务”设计要注意分散重点、难点。
一、导入方式生活化,吸引学生注意力
数学是一门具有抽象性的科学,对小学生来说,有些知识是难以理解的. 而生活是知识的重要来源,生活中处处都有数学的影子,所以,小学数学教师就可以生活化的课堂导入方式,来激发学生的学习兴趣,吸引学生的注意力,从而极大地加强学生对数学的求知欲,引导学生主动开启数学之门. 例如:在“圆的面积”的教学中,学生可能对圆形知识接触频繁但又一知半解,这时教师就可以这样导入:引导学生想一想自家的水龙头管道,为什么管道是圆形的而不是方形的呢?你有没有见过其他形状的自来水管道呢?自来水管道在学生的生活中是比较常见的,学生不会感到陌生,所以对于教师所提出的问题,也会马上充满兴趣地进行思考与讨论. 这样生活化的导入方式,不会很突兀,学生也不会感到很陌生,也会饶有兴趣的参与思考活动,其积极性与主动性也得到极大地激发,从而带着兴趣去学习,更好地学习数学,奠定数学学习的基础.
二、以实践操作的导入方式,激发学生兴趣
小学生年龄较小,活泼好动,所以实践动手操作的导入方式也正好符合小学生的这一特点. 以实践操作的方式导入,可以有效吸引小学生的注意力,并将其集中到富有意义的教学活动之中.
例如:教师可精心准备教学方案与道具,在“认识底和高”的教学中,引导学生应用已学的相关知识来进行实践操作,如利用剪、接,将几种不同的平行四边形拼接成大长方形,然后让学生自主思考、讨论各自的拼接结果;而教师则因势利导,引入新课,将抽象的数学知识变得更加直观化、形象化,从而激发学生产生继续学习的兴趣与动力.
正所谓:实践是创新的源泉. 小学生具有活动、实践的天性与欲望,所以教师更应大胆放手让学生多操作,引导其在实践中思考,在思考中实践,培养其探索精神.
三、创设问题情境的导入方式
儿童是具有主动性的,但需要所教东西符合儿童的发展需要,利于其兴趣的激发,才能开展良好的教学活动. 小学生学习积极性的产生,一般也是其产生了学习兴趣和强烈的学习欲望,才能真正主动参与教师的教学活动,成为学习的主体. 而问题情境的有效创设,能够让学生置身于具体的情境之中,激发其学习的兴趣与欲望,从而更加主动的进行知识的学习与思考.
例如:在教学“分数的大小”过程中,教师可以提前准备一些月饼,并创设中秋节的情境,然后引导学生思考一下,中秋节时大家围坐在一起分月饼吃,一个小朋友吃了月饼的四分之一,而另一个小朋友想吃的更多一些,那么她可以吃多少呢?引导学生试着动手切一切月饼,并思考开放性的答案,可知结果为三分之一或二分之一.
这样,在已有生活经验的基础上,学生对如何分割月饼也会更感兴趣,并在实际的动手操作中,寻找问题的解决方法,从而更好地学习数学,更乐于学习数学,并引导其树立用所学数学知识解决生活中的数学问题的意识与能力.
四、借助多媒体等设备的导入方式
现代科学技术的发展为学校教育提供了更多的便利,比如多媒体教学设备的应用,就可以将抽象的知识变得更加形象、直观,刺激学生的感官,激发其产生学习兴趣与热情,从而实现教学的高效性.
例如:教师可以利用多媒体设备播放《乌鸦喝水》的flash视频,在吸引学生的注意力后,提出:乌鸦喝到水的原因是水增加了么?如果水没有增加,那水面上升的原因又是什么呢?在动画播放的过程中,学生的学习兴趣得到很好的激发,并在其热情高涨的思考问题的过程中,潜移默化地将“体积与容积”的知识传授给学生.
现代教育信息技术在课堂教学中的有效应用,能够在声、色、形、动、静的变化过程中,将数学知识更加形象、直观、具体并声形并茂的展现在学生面前,充分调动学生的多种感官,从而实现良好的课堂导入.