時(shí)間:2023-06-07 09:01:38
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關(guān)鍵詞:caid;工業(yè)設(shè)計(jì)模塊;商品化設(shè)計(jì)軟件
中圖分類號:tp311文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a文章編號:1009-3044(2011)10-2433-02
research on the development trend of caid technology according to industrial design module in the commercial design software
xu ting
(school of media & design, shanghai jiaotong university, shanghai 200240, china)
abstract: nowadays caid become much more important as it used to be in industrial design area.the research situation and development trend will be analysed in this article according to the industrial design modules in the fashion commercial design software(e.g.pro/e,ug and solidworks).
key words: caid; industrial design module; commercial design software
1 caid研究現(xiàn)狀
近幾年來,隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的日新月異,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的發(fā)展和cad/cam應(yīng)用的逐步深入,現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)、建模研究方面有了長足的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)(computer aided industrial design,caid)技術(shù)已成為cad/cam、機(jī)械制造與自動(dòng)化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
當(dāng)前,世界上大型的cad/cam/cae軟件系統(tǒng),如pro/engineer、eds unigraphics、euclid、autodesk、solidworks等都提供了用于產(chǎn)品前期設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模塊,它們稱之為工業(yè)設(shè)計(jì)模塊(概念設(shè)計(jì)模塊)。
下面將介紹當(dāng)前一些著名的cad/cam/capp商品化軟件中的工業(yè)設(shè)計(jì)模塊。
1.1 pro/engineer
pro/engineer包含一個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)模塊——pro/design,用于支持自上而下的投影設(shè)計(jì),以及在復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中所包含的許多復(fù)雜任務(wù)的自動(dòng)設(shè)計(jì)。此模塊工具包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)的二維非參數(shù)化裝配布局編輯器,用于概念分析的二維參數(shù)模型的布局以及用于組件的三維布局編輯器[1],具體構(gòu)成描述如下:
pro/ design支持二維平面圖布置上的非參數(shù)化組裝概念設(shè)計(jì),二維平面布置上的參數(shù)化概念分析以及3d部件平面布置。pro/design也能使用2d平面圖自動(dòng)組裝零件。而pro/engineer的全相關(guān)特性保證了其工業(yè)設(shè)計(jì)模塊在根本上和設(shè)計(jì)全局的統(tǒng)一。
其功能有:
1) 3d裝配圖的連接層次等級設(shè)計(jì);
2) 整體與局部的尺寸、比例和基準(zhǔn)的確定;
3) 情況研究-參數(shù)化詳細(xì)草圖繪制;
4) 組裝:允許使用3d圖塊表示零組件了定位和組裝零件位置;
5) 自動(dòng)組裝。
1.2 eds unigraphics
eds unigraphics 從v13版本后推出了概念設(shè)計(jì)wave (what-if alternative value engineering)技術(shù)。它使得工程師隨然處于不同的部門卻可以在設(shè)計(jì)初期就可從全局角度出發(fā),同時(shí)針對多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評估,從而使設(shè)計(jì)師能夠有效地控制各種設(shè)計(jì)變更。此外,wave也支持“概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)工程”,即先作出設(shè)計(jì)決策,然后設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。[2]
通過wave技術(shù),設(shè)計(jì)師可以在設(shè)計(jì)之初即將產(chǎn)品參數(shù)設(shè)定到產(chǎn)品的整體布局中去,通過預(yù)先設(shè)定這些準(zhǔn)則,子系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,通過改變關(guān)鍵產(chǎn)品參數(shù),例如尺寸,高度和功率,產(chǎn)品范圍等,可以在控制結(jié)構(gòu)中來啟動(dòng),這些改變會被自動(dòng)地傳輸?shù)阶酉到y(tǒng)的設(shè)計(jì)中。
1.3 solidworks
solidworks提供了一種快速預(yù)覽三維輕量化模型的技術(shù),使得大裝配模型的顯示速度進(jìn)一步提高。同時(shí),支持在設(shè)計(jì)界面下的真三維顯示效果,達(dá)到了以往專門的三維渲染軟件的顯示效果。方便地編輯大裝配件。可以便捷地從大裝配件中選取一部分零部件進(jìn)行顯示、編輯,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。
自上而下的裝配體設(shè)計(jì)技術(shù)(top-to-down)可使設(shè)計(jì)者在裝配體內(nèi)設(shè)計(jì)新零件、編輯已有零件。可以使用一個(gè)零件的幾何體來幫助定義另一個(gè)零件,或生成組裝零件后才添加的加工特征。[3]可以將布局草圖作為設(shè)計(jì)的開端,定義固定的零件位置、基準(zhǔn)面等,然后參考這些定義來設(shè)計(jì)零件。
這里想著重提一下的是它的渲染功能。photoworks提供了方便易用的高品質(zhì)渲染功能,可以便捷的制作出真實(shí)質(zhì)感的圖片,同時(shí)保證上佳的視覺效果。而這對于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師是相當(dāng)重要的,可以使他們在完成尺寸設(shè)計(jì)的同時(shí)亦能輕松完成產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì),更好的向客戶展示設(shè)計(jì)作品。
2 caid發(fā)展現(xiàn)狀分析
2.1 概念化設(shè)計(jì)概念的引入
傳統(tǒng)的cad系統(tǒng)雖能產(chǎn)生復(fù)雜、精確和完整的三維造型,但由于其本身并不是為工業(yè)概念設(shè)計(jì)而開發(fā)的,因此缺乏設(shè)計(jì)方法學(xué)的支持,進(jìn)而使得設(shè)計(jì)師無法在軟件中實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)造過程。同時(shí),由于在建模方面存在許多約束限制,不允許快速創(chuàng)建尚未完善的概念化造型,從而導(dǎo)致其淪為一個(gè)在設(shè)計(jì)方案基本確定之后的繪圖工具,而非設(shè)計(jì)師們所希望的輔助設(shè)計(jì)工具。
比較傳統(tǒng)的方法是自下而上設(shè)計(jì)法。在自下而上設(shè)計(jì)中,先生成零件并將之插入裝配體,然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求配合零件。然而,這種方式卻大大阻礙了設(shè)計(jì)師創(chuàng)新思維的實(shí)現(xiàn),軟件并不能第一時(shí)間在設(shè)計(jì)上發(fā)揮效力,往往是在設(shè)計(jì)方案定稿之后成為了作圖工具,僅僅發(fā)揮了其在作圖方面的功效。
而近年來各大商品軟件所推出的自上而下的設(shè)計(jì)方法為設(shè)計(jì)師解開了束縛,允許設(shè)計(jì)師從裝配體開始設(shè)計(jì),從概念化的外形逐步細(xì)化到零件設(shè)計(jì),并且得益于其系統(tǒng)的相關(guān)性和聯(lián)動(dòng)性使得設(shè)計(jì)師敢于大膽修改自己的初始設(shè)計(jì)、大膽嘗試各種想法及設(shè)定,大大增加了設(shè)計(jì)過程的靈活性。
2.2 參數(shù)化、變量化設(shè)計(jì)
現(xiàn)代軟件的開發(fā)實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化、變量化設(shè)計(jì),可對產(chǎn)品零件的局部尺寸設(shè)定變量,亦可在裝配體中針對一個(gè)或幾個(gè)零件進(jìn)行系列替換,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的批量、系列設(shè)計(jì)。軟件實(shí)現(xiàn)了將參數(shù)化設(shè)計(jì)和方案優(yōu)化聯(lián)系在一起,比較和優(yōu)化備選方案。通過比較強(qiáng)度、壽命、成本和重量確定最佳設(shè)計(jì)方案,在不制作樣機(jī)的情況下即對方案直接進(jìn)行評估,甚至設(shè)計(jì)載荷、評估零件強(qiáng)度、結(jié)合材料的價(jià)格計(jì)算自動(dòng)得出最佳方案。
2.3 虛擬仿真技術(shù)
通過計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的虛擬仿真,可以有效地進(jìn)行人機(jī)關(guān)系的設(shè)計(jì)、評估、檢驗(yàn)等工作。通過仿真現(xiàn)實(shí)世界中的運(yùn)行條件減少與構(gòu)建和測試樣機(jī)相關(guān)的時(shí)間和成本,在投放生產(chǎn)前即可發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,使得設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)。
3 未來趨勢分析
3.1 caid與綠色環(huán)保設(shè)計(jì)
通過插件計(jì)算用戶設(shè)計(jì)產(chǎn)品的碳排放量。通過環(huán)境儀表板進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋,并尋找到相應(yīng)的替代材料。已有商家開始設(shè)計(jì)插件通過計(jì)算碳排放量、能量總消耗、對空氣質(zhì)量的影響、對水質(zhì)量的影響,并通過直觀的圖表使設(shè)計(jì)師作出真正有益環(huán)境的決策。而材料的選擇對于一個(gè)產(chǎn)品對環(huán)境造成的影響起著決定性的作用。其對于設(shè)計(jì)的所有其他方面也十分重要。設(shè)計(jì)師可以迅速而快捷的搜索材料數(shù)據(jù)庫并尋找到更加環(huán)保的可替代材料。
3.2 caid與文件交流共享
通過網(wǎng)頁實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖紙實(shí)時(shí)共享。無需文件格式轉(zhuǎn)換,只需直接上傳dwg,dxf以及sw文件至網(wǎng)頁、把鏈接地址發(fā)給同事或客戶,即可實(shí)現(xiàn)圖紙共享瀏覽,在此網(wǎng)頁可以隨意拖拽、縮放以及打印圖紙。從某種程度上來說,這留給了設(shè)計(jì)師更多的時(shí)間去做設(shè)計(jì),而不是設(shè)法與人交流他的設(shè)計(jì)。
4 結(jié)束語
綜上所述,隨著cad、人工智能等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,設(shè)計(jì)軟件對設(shè)計(jì)過程以及設(shè)計(jì)思維的模擬必將達(dá)到新的高度。caid將為工業(yè)設(shè)計(jì)提供更為先進(jìn)而有效的人機(jī)交互方式及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的手段。隨著工業(yè)設(shè)計(jì)師與工程設(shè)計(jì)師逐步融合,caid將向著建立統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范和模型的方向邁進(jìn)。在設(shè)計(jì)軟件中融入綠色環(huán)保理念將成為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件的新賣點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,caid在信息化的基礎(chǔ)上,必然朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1] pro/engineer軟件官方產(chǎn)品幫助手冊.
關(guān)鍵詞:牛頓第一定律;前概念;力與運(yùn)動(dòng);思維沖突
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2017)3-0021-4
1 教材分析以及本內(nèi)容的教學(xué)現(xiàn)狀
牛頓第一定律是經(jīng)典物理學(xué)的基石,在科學(xué)史上第一次從本質(zhì)上厘清了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系,為進(jìn)一步定量闡述力對運(yùn)動(dòng)的改變提供了前提和基礎(chǔ)。以人民教育出版社課程教材研究所《物理必修1》為例:教材在分別系統(tǒng)介紹了直線運(yùn)動(dòng)和相互作用力知識之后,提出了“學(xué)習(xí)了怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng),但沒有討論物體為什么會做這種或那種運(yùn)動(dòng)。要討論這樣的問題,就要研究運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系”[1]。所以,研究運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系是科學(xué)發(fā)展到一定程度的必然,教材安排順理成章。同時(shí),也只有明確了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系之后才能理解加速度與外力之間的關(guān)系,才能打下理解牛頓定律的基礎(chǔ)。
然而,在當(dāng)前的教學(xué)活動(dòng)中,普遍存在著輕視牛頓第一定律的現(xiàn)象。其表現(xiàn)主要有以下兩個(gè)方面:
(1)有些教師認(rèn)為該部分內(nèi)容初中已經(jīng)涉及,且不是高中考察的重點(diǎn),在教學(xué)要求上以識記為主,將學(xué)生看作被動(dòng)的接受者,教學(xué)方式簡單粗暴。
(2)部分教師認(rèn)為本節(jié)教學(xué)以物理學(xué)史為主,授課時(shí)對教學(xué)內(nèi)容未能進(jìn)行細(xì)致的再加工,按照教材照本宣科,強(qiáng)調(diào)物理史實(shí),輕視物理方法的引導(dǎo)和物理思想的滲透,與教材設(shè)計(jì)者的意圖相背離。
2 本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)歸因
相對牛頓第二、第三定律,牛頓第一定律教學(xué)難度更大。牛頓第一定律教學(xué)中的難點(diǎn)集中體現(xiàn)在直接的生活經(jīng)驗(yàn)感受對建立正確的物理概念的干擾。例如:“馬拉車,車就走;失去拉力車就停”“汽車剎車,速度大滑行遠(yuǎn),不容易停下來;速度小,滑行短,容易停下來。車子越難停下慣性越大”。這些現(xiàn)象在學(xué)生頭腦中形成了“力的存在是物體運(yùn)動(dòng)的原因”“物體速度越大慣性越大”等錯(cuò)誤的感受,對“運(yùn)動(dòng)不需要力維持,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”“慣性與速度無關(guān),質(zhì)量是慣性唯一的量度”等正確概念的建立起到了極大的阻礙作用。
學(xué)生剛剛進(jìn)入高中物理的學(xué)習(xí)階段,尚未形成理性分析的習(xí)慣。遇到問題還習(xí)慣于根據(jù)觀察的感性認(rèn)識直接得到答案,對問題的理解更依賴于直接的經(jīng)驗(yàn)和表象。在學(xué)生頭腦中建立正確的力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系絕非易事,學(xué)生常常依據(jù)頭腦中的直覺得到與亞里士多德相類似的觀點(diǎn),雖然可以通過記憶背下“正確”的結(jié)論,但其潛意識仍然認(rèn)同唯心的結(jié)論,一旦利用牛頓第一定律分析具體問題,就會從潛意識出發(fā)得到錯(cuò)誤的結(jié)論。
3 教學(xué)難點(diǎn)突破策略的設(shè)想 教學(xué)流程的預(yù)設(shè)
通過對牛頓第一定律教學(xué)難點(diǎn)形成原因的分析,可以知道學(xué)生通過對生活現(xiàn)象的表象感受在頭腦中形成的錯(cuò)誤結(jié)論是建立正確概念的阻力。如何帶領(lǐng)學(xué)生突破既有的錯(cuò)誤概念,重新生成正確的概念,是本節(jié)教學(xué)的核心所在。
3.1 教學(xué)難點(diǎn)突破策略的設(shè)想
建立新的正確的力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的觀點(diǎn),必須先“破除”學(xué)生頭腦中的既有錯(cuò)誤觀點(diǎn),不破不立。然而,學(xué)生頭腦中的觀點(diǎn)非一日形成,且有感性認(rèn)識佐證,使其摒棄錯(cuò)誤觀點(diǎn)就必須使他們真實(shí)地對這些觀點(diǎn)產(chǎn)生具有沖擊力的懷疑,進(jìn)而在教師的帶領(lǐng)下再分析,以建立正確的力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的觀點(diǎn)。
因此,本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)的突破策略為:基于對學(xué)生形成的既有概念分析,針對性地設(shè)置問題和場景,通過學(xué)生的分析得到與其既有概念相沖突的結(jié)果,以期形成思維沖突、激起疑惑,使學(xué)生對既有概念產(chǎn)生懷疑,重新回到問題本身。再通過理性分析和理想實(shí)驗(yàn)形成結(jié)論,進(jìn)一步通過對生活經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象形成思維沖突的案例進(jìn)行再分析,檢驗(yàn)理論的自洽性,使學(xué)生真切地感覺到后期形成的這個(gè)結(jié)論才是一個(gè)能自圓其說的、合理的結(jié)論。
3.2 教學(xué)流程的設(shè)計(jì)
(1)教學(xué)流程預(yù)設(shè)的理論依據(jù)
科學(xué)結(jié)論幾乎是以完成的形式出現(xiàn)在讀者面前,讀者體會不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅,感覺不到思想形成的生動(dòng)過程,也很難清楚地解釋全部情況。波利亞在其提出的教學(xué)發(fā)生學(xué)原理中指出 “在教一個(gè)科學(xué)的分支(或一個(gè)理論、一個(gè)概念)時(shí),我們應(yīng)該讓孩子重蹈人類思想發(fā)展中的那種最關(guān)鍵的步子,當(dāng)然我們不應(yīng)該讓他們重蹈過去的無數(shù)個(gè)錯(cuò)誤,而僅僅是重蹈關(guān)鍵性步子”[2]。在本節(jié)教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)帶領(lǐng)學(xué)生重新經(jīng)歷伽利略曾經(jīng)經(jīng)歷的過程――“懷疑―假設(shè)―推證―得出結(jié)論”,了解探求客觀世界真理的一般方法。
(2)教學(xué)流程的設(shè)計(jì)(如圖1所示)
4 教學(xué)片斷
教學(xué)片斷1:
播放視頻:馬拉車,車運(yùn)動(dòng),失去馬的拉力,車最終停止;
粗糙地面,施加拉力物體運(yùn)動(dòng),拉力越大運(yùn)動(dòng)越快。
師:馬拉車車才運(yùn)動(dòng),停止拉車車就會停下,你能得到什么結(jié)論?
生:物體受力才會運(yùn)動(dòng),不受力就會停下來。
師:粗糙地面,施加拉力越大,物體運(yùn)動(dòng)越快,你能得到什么結(jié)論?
生:物體受到的力越大,運(yùn)動(dòng)得越快。
師:同學(xué)們總結(jié)得很全面。其實(shí),早在2 000多年前一位偉人也得到了和你們相同的結(jié)論。
展示亞里士多德關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的觀點(diǎn):力維持物體運(yùn)動(dòng);力越大物體運(yùn)動(dòng)越快。
【設(shè)計(jì)意圖】本環(huán)節(jié)旨在暴露學(xué)生在生活中積累的感性結(jié)論。只有充分暴露學(xué)生頭腦中隱藏的前概念,將其擺在桌面,才有可能“破除”這種錯(cuò)誤的認(rèn)識。“我們在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)用非常規(guī)問題創(chuàng)設(shè)情境,通過學(xué)生討論、師生對話的方式可以有效暴露學(xué)生的前概念,然后抓住時(shí)機(jī)引導(dǎo)學(xué)生打破舊圖式,建立科學(xué)概念”[3]。
教學(xué)片斷2:
教師繼續(xù)安排事例展示:
師:我國第一艘海上作戰(zhàn)平臺“遼寧號”上,艦載機(jī)在降落時(shí)需要攔阻設(shè)施。那么,高速運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)為什么能夠在有限的空間內(nèi)停穩(wěn)?
生:因?yàn)轱w機(jī)受到了攔阻繩的巨大阻力而使飛機(jī)停止。
師:也就是說,飛機(jī)因?yàn)槭芰ΧV埂?/p>
繼續(xù)展示事例2:
師:如圖2所示,沿斜面運(yùn)動(dòng)的物體,為什么在繩子拉緊后會停止?
生:因?yàn)槭艿搅死K的拉力。
事例3:播放跳水\動(dòng)員入水后減速下降的視頻。
師:為什么跳水運(yùn)動(dòng)員入水后會逐漸減速直至停止下降?
生:因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員在水里要受到向上的水的浮力。
師:亞里士多德認(rèn)為受力是物體運(yùn)動(dòng)的原因,可是為什么這幾個(gè)例子中物體卻因?yàn)槭芰ΧV沽四兀渴芰Φ降资俏矬w運(yùn)動(dòng)的原因還是使物體靜止的原因呢?可見,“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這個(gè)觀點(diǎn)不可靠。
【設(shè)計(jì)意圖】 本環(huán)節(jié)旨在通過一系列的事例,使學(xué)生得到與既有認(rèn)識完全相反的結(jié)論,形成其認(rèn)知上的沖突。通過這種思維深處的矛盾困惑,達(dá)到對前概念的動(dòng)搖、懷疑,屬于“不破不立”中“破”的環(huán)節(jié)。對前概念“破”得越徹底,形成的思維沖突越劇烈,后期新概念的建立才會越省力、越有效。
教學(xué)片斷3:
展示如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置,請學(xué)生分析小車的運(yùn)動(dòng)過程:A到B過程,加速下滑;B到C過程,勻速運(yùn)動(dòng);C到D過程,減速上滑。
原因分析可知,AB受到重力下滑力推動(dòng),小車越來越快;CD受到重力下滑力阻礙,小車越來越慢。
通過分析可知,力既可以使物體由靜止運(yùn)動(dòng)起來,也可以使物體由運(yùn)動(dòng)停止下來。即使是同一個(gè)力,有時(shí)使物體運(yùn)動(dòng),有時(shí)使物體停下。可見,使物體運(yùn)動(dòng)與否的關(guān)鍵因素不是力。那么,什么決定了物體的運(yùn)動(dòng)與否呢?
【設(shè)計(jì)意圖】本環(huán)節(jié)的目的在于進(jìn)一步“破除”學(xué)生思維深處的定勢,通過列舉力對運(yùn)動(dòng)效果的不唯一,說服學(xué)生力并不是使物體運(yùn)動(dòng)的原因。前概念被打破了,在學(xué)生的心中必然亟待建立一個(gè)新的力與運(yùn)動(dòng)學(xué)說,此時(shí)介紹伽利略對運(yùn)動(dòng)與力關(guān)系的研究就水到渠成了。
教學(xué)片斷4:在300多年前,先哲伽利略也在苦苦思考這樣一個(gè)問題。作為一位崇尚理性、極具創(chuàng)造性思維的學(xué)者,他想如果運(yùn)動(dòng)環(huán)境里完全沒有摩擦力影響,那么力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是不是會更明晰一些。
介紹什么叫理想實(shí)驗(yàn),知道理想實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)研究中的重要作用。
如圖4所示,帶領(lǐng)學(xué)生思考:
假如存在一個(gè)完全沒有摩擦的曲面,物體下滑后必將到達(dá)曲面另一側(cè)等高處;
假如另一側(cè)曲面較平緩,物體到達(dá)等高處勢必走更長的路程,坡面越平緩,小球通過的路程越長;
假如坡面無限平緩呢?小球在水平光滑面上永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,直到無窮遠(yuǎn)處,在這個(gè)過程中物體運(yùn)動(dòng)方向上并不受力。
可見:物體的運(yùn)動(dòng)是其自然的屬性,并不需要力維持。
在300多年前,由于實(shí)驗(yàn)手段的局限,伽利略只能借助于理想實(shí)驗(yàn)獲得結(jié)論。在科技發(fā)達(dá)的今天,我們可以創(chuàng)造微摩擦環(huán)境,對其結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證:
如圖5所示,演示氣墊導(dǎo)軌和光電門。
【設(shè)計(jì)意圖】 本環(huán)節(jié)是本課的重點(diǎn)環(huán)節(jié),教師在授課時(shí)務(wù)必引導(dǎo)學(xué)生參與思考,使其經(jīng)歷概念“突破―建立”的過程。雖然理想實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)縝密靈巧,但是仍難免偏重于思維,教師在得到結(jié)論后加入氣墊導(dǎo)軌的實(shí)證環(huán)節(jié),目的在于加強(qiáng)結(jié)論的可信度。
教學(xué)片斷5:既然力不是物體運(yùn)動(dòng)的原因,運(yùn)動(dòng)也不需要力維持,力到底起到什么作用?基于這個(gè)問題我們重新回顧剛才的例子,如圖6所示。
我們把物體的運(yùn)動(dòng)分為AB、BC、CD三個(gè)階段,結(jié)合物體的受力和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn):
(請學(xué)生列表分析,如表1所示)
介紹笛卡爾等科學(xué)家的貢獻(xiàn)并總結(jié):
牛頓第一定律:一切物體總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。又叫做慣性定律。
【設(shè)計(jì)意圖】 在教師的引導(dǎo)下,進(jìn)一步通過實(shí)例分析,得到力在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化中的作用,有助于學(xué)生構(gòu)建完整的理論體系。
教學(xué)片斷6:牛頓第一定律說明物體具有維持自身運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。這種維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力越強(qiáng),力改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難,相同的力改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越慢。我們把物體總試圖維持其運(yùn)動(dòng)大小和方向不變的能力稱作慣性。
那么,如何比較物體慣性的大小呢?慣性大小又和哪些因素有關(guān)呢?
舉例1:相同動(dòng)力作用下的小汽車和火車,誰的速度增加更快?誰維持運(yùn)動(dòng)大小和方向的能力(慣性)更強(qiáng)?
舉例2:載重卡車和摩托車以相同速度行駛,誰剎車減速更快?誰維持運(yùn)動(dòng)大小和方向的能力(慣性)更強(qiáng)?
結(jié)論:質(zhì)量越大,慣性越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不容易改變。
應(yīng)用:戰(zhàn)斗機(jī)在準(zhǔn)備空戰(zhàn)時(shí)為什么要甩掉副油箱?
【設(shè)計(jì)意圖】 此部分教學(xué)通過實(shí)例的分析,使學(xué)生理解慣性定義的內(nèi)涵。同時(shí),在進(jìn)行慣性概念分析時(shí),進(jìn)一步強(qiáng)化了“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一觀點(diǎn)。并通過實(shí)例的應(yīng)用分析,解決了具體問題,使學(xué)生形成了如下理論觀點(diǎn):
1.運(yùn)動(dòng)不需要力來維持,在不受力或受力為零時(shí)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變;
2.力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;
3.物體具有維持自身運(yùn)動(dòng)的屬性,質(zhì)量是其慣性的唯一量度。
以上幾點(diǎn)相互聯(lián)系,形成良好的理論自洽,學(xué)生在構(gòu)建上述理論的過程中體會物理理論的自洽之美。
參考文獻(xiàn):
[1]人民教育出版社 課程教材研究所.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 物理必修1[M].北京:人民教育出版社,2010:67.
[關(guān)鍵詞] 高考政治;論爭型試題;答題技巧;設(shè)計(jì)要求
近年來,高考政治試題一直處于創(chuàng)新發(fā)展中,論爭型問題的出現(xiàn)就是一個(gè)表現(xiàn)。所謂論爭型問題,就是從同一命題對立的雙方中,選擇一方進(jìn)行專業(yè)的思考論證。既然是論爭,就必須對問題有分析概括、推理判斷的過程,命題者從考生說理的深刻性和思路的多維性等角度,可以看出考生的辨識能力和辯證思維。
上述高考試題答案突破了單一學(xué)科模塊知識,綜合性強(qiáng),蘊(yùn)含著是什么、為什么、要怎么的邏輯構(gòu)架。讓考生從相反的答案中選擇一個(gè)角度論爭,既是命題者的設(shè)問創(chuàng)新,也是對考生生活認(rèn)知的理解和尊重,因而帶有點(diǎn)海派風(fēng)格。這類試題在高考中的普遍出現(xiàn),直指“論爭和探究問題”的考核目標(biāo),要求考生針對具體問題進(jìn)行體現(xiàn)科學(xué)精神和創(chuàng)新意識的創(chuàng)見性作答;整合學(xué)科知識和方法,論證和探究問題,得出合理的結(jié)論;用順暢的語言、清晰的層次、正確的邏輯關(guān)系,表達(dá)出論證、探究的過程和結(jié)果。對開闊考生答題思路、拓展答案空間、展示考生思路過程,改變以往常見的知識歸納式或理論演繹式的答題方式,進(jìn)而優(yōu)化試題結(jié)構(gòu),甚至促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)新發(fā)展,都具有重要意義,故有“思維中的花朵”之稱。筆者著力研究論爭型問題的答題技巧及設(shè)計(jì)要求,可更好地對接高考,提升考生答題效率,還能優(yōu)化教學(xué)方式,打造基于學(xué)生成長的魅力課堂。
一、論爭型問題的答題技巧
論爭型問題因其答案的高度聚焦性,是近年高考思想政治學(xué)科考核目標(biāo)與要求的必考題型。從上述試題看,論爭型試題的答案往往綜合了多模塊知識,它超越了道的真理性要求,即不要求考生絕對信從某一認(rèn)識,但考生必須對自己所持態(tài)度、觀點(diǎn)或立場能夠自圓其說,考生就相當(dāng)于辯論會中正反觀點(diǎn)其中一方的辯手角色。從上述題還可以看出,論爭型問題答案往往蘊(yùn)含著兩方面要求:其一是必須調(diào)動(dòng)課程知識,體現(xiàn)課程特色和要求,即考生說理論爭時(shí),不能脫離學(xué)科知識而單純運(yùn)用生活中的大白話。其二是知識間邏輯的遞進(jìn)與答案的層次性。考生必須展示清晰的分析、推理過程,讓多角度的論證共同服務(wù)于所持態(tài)度、觀點(diǎn)或立場。這兩方面的要求無疑大大增加了考生的答題難度。實(shí)踐表明,考生要能夠激思辨疑,有效駕馭論爭型試題,離不開以下努力:
第一,學(xué)會概念分析是提高論爭能力的基礎(chǔ)。黑格爾在《小邏輯》中提出:“思辨思維所特有的普遍形式,就是概念。”邏輯學(xué)也告訴我們,概念是反映事物本質(zhì)屬性的思維形式,人們對事物的認(rèn)識就是從對事物的概念開始的。生活中,人們開展論、爭、辨的前提都是對概念有一個(gè)完整準(zhǔn)確的把握,考試也是如此。考生對問題中的概念把握得清晰準(zhǔn)確,答題方向性就會明確,論爭時(shí)就會聚焦核心問題,答案的層次性也會增加。如由試題材料中“‘阿爾法圍棋’戰(zhàn)勝韓國圍棋名將”,我們可以推導(dǎo)出命題者擔(dān)憂的是:智能機(jī)器人的發(fā)展最終是否會產(chǎn)生反人類的行為?它是人類的合作伙伴還是可能控制人類的對手?這就是問題中的“風(fēng)險(xiǎn)”的本質(zhì)所在。明確了風(fēng)險(xiǎn)所指后,考生才能在“是否可控”中做出進(jìn)一步選擇,進(jìn)而表明自己的態(tài)度并調(diào)動(dòng)知識為自己的觀點(diǎn)論證。由于概念是含有具體內(nèi)容的,如果考生離開材料,對“風(fēng)險(xiǎn)”這一核心概念的內(nèi)涵認(rèn)識模糊,把論爭的重心放到“智能機(jī)器人的發(fā)展是否有風(fēng)險(xiǎn)”或“如何控制智能機(jī)器人的風(fēng)險(xiǎn)”上,就會偏離試題“風(fēng)險(xiǎn)是否可控”的要求。可見,學(xué)會概念分析才能找到答題的著力點(diǎn)和切入點(diǎn),準(zhǔn)確精到的概念分析是提高論爭能力的基礎(chǔ)。
第二,學(xué)會邏輯推導(dǎo)是提升論爭效能的關(guān)鍵。論爭的過程就是分析論證、邏輯推理的過程。此時(shí)考生最重要的是牢記所持立場,充分調(diào)動(dòng)知識進(jìn)行分析說明。由于事物本身是多樣性統(tǒng)一,同一問題往往蘊(yùn)含著兩種對立的可能性,而論爭型試題只要求考生選擇其中一種觀點(diǎn)進(jìn)行論證。由此考生無論是選擇正方還是反方作答,都必須有充分的學(xué)科依據(jù),在答題時(shí)要力求避免思路沖突和思維打架的現(xiàn)象。如上述試題,如果考生選擇正方作答,就必須抑制頭腦中“市場調(diào)節(jié)缺陷導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)不可控”“人的能力有限性導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)不可控”等專業(yè)思路;如果選擇反方論爭,就必須抑制頭腦中“人可以發(fā)揮主觀能動(dòng)性,認(rèn)識和利用規(guī)律”“國家可以綜合運(yùn)用多種手段實(shí)施宏觀調(diào)控”等專業(yè)思路。避免思路沖突或思維打架的秘訣在于,時(shí)刻牢記自己的立場和觀點(diǎn)。同時(shí),由于是思想政治高考,理論觀點(diǎn)的運(yùn)用闡述必不可少,考生在答題時(shí)仍應(yīng)該綜合運(yùn)用歸納與演繹的答題方式。因?yàn)闅w納式說理的方式,可以讓試題答案飽滿,論證充分有力;演繹式說理的方法,可以讓試題答案論證嚴(yán)謹(jǐn)有序。兩者的結(jié)合使用,可以實(shí)現(xiàn)歸納的并列式論證和演繹的遞進(jìn)式論證的結(jié)合,讓論證的內(nèi)容變得豐富,也讓答案充滿立體感和多維性。
第三,學(xué)會運(yùn)用學(xué)科語言是提增論爭能力的重點(diǎn)。高考政治試題的答案必須具有思想政治學(xué)科的味道,這一味道主要體現(xiàn)在考生答題時(shí)對學(xué)科語言的綜合運(yùn)用上。就論爭型試題而言,本身并沒有限制考生的知識運(yùn)用范圍,考生可以在所學(xué)的經(jīng)濟(jì)、政治、文化、哲學(xué)等方面任意調(diào)動(dòng),只要選取的知識與試題要求搭調(diào)即可,但考生必須讓各模塊知識互相配合,發(fā)揮綜合效能。從上述試題答案也可以看出,無論是正反方,都沒有哪個(gè)答案是單一模塊知識點(diǎn)的。這啟示我們,答好論爭型試題重要的是能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)以致用、自圓其說,讓固化的知識活化。具體說,選用學(xué)科語言首先應(yīng)立足問題中變動(dòng)的關(guān)鍵詞,把與關(guān)鍵詞相關(guān)的條件作為論爭的重點(diǎn)。如上題,如果考生認(rèn)為“風(fēng)險(xiǎn)可控”,則選取知識時(shí)應(yīng)該強(qiáng)調(diào)人控制風(fēng)險(xiǎn)的能力,反之則應(yīng)該強(qiáng)調(diào)客觀條件的重要性,這樣才能對應(yīng)試題要求。其次,選用學(xué)科知識時(shí)重點(diǎn)在于突出原理名稱,而不是闡釋原理本身是什么。如上題,考生若認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)可控,就應(yīng)該突出人具有主觀能動(dòng)性、人可以認(rèn)識利用規(guī)律等內(nèi)容,不需要具體闡述主觀能動(dòng)性的內(nèi)容、人是如何利用規(guī)律等。再次,考生必須讓學(xué)科知識間的有序配合,形成一個(gè)有力的邏輯鏈條,讓自己的說理論證自然有力。如上題中論爭“風(fēng)險(xiǎn)不可控”,就存在“市場調(diào)節(jié)弊端―市場主體作為―市場風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)”的過程,答題時(shí)不能點(diǎn)到即止或一帶而過。
二、設(shè)計(jì)論爭型試題的教學(xué)要求
任何考試要求,都可以通過平常的訓(xùn)練來固化思路,并轉(zhuǎn)化為應(yīng)試能力。既然論爭型試題在高考中已經(jīng)出現(xiàn),我們平時(shí)教學(xué)就應(yīng)該予以重視,通過適當(dāng)?shù)木毩?xí)來提升考生的應(yīng)考能力。
第一,巧用教材知識,設(shè)置類似“高考體”的論爭型試題。高考試題對日常教學(xué)具有極強(qiáng)的導(dǎo)向作用。日常教學(xué)中,教師應(yīng)模仿高考設(shè)問,有意識地將書本中的諸多知識設(shè)置為論爭型試題,目的在于增長學(xué)生見識,培塑學(xué)生分析、推理、論爭的能力。如:“高鐵價(jià)格既關(guān)系到鐵道公司的利益,又關(guān)系到廣大百姓的出行成本,高鐵價(jià)格可以讓市場自由調(diào)節(jié)嗎?”“言論自由是公民的政治權(quán)利,它是否包括說謊的自由?”“辯證否定要求我們改變?nèi)嗽埔嘣频拿牡乃季S方式,辯證否定就是懷疑一切嗎?”“文化遺產(chǎn)是一個(gè)國家和民族歷史文化成就的重要標(biāo)志,對文物文化中的‘糟粕部分’,現(xiàn)階段是徹底砸碎還是應(yīng)該保留?”“無償性是稅收的重要特征,國家是否應(yīng)該對經(jīng)營困難的企業(yè)進(jìn)行稅收減免嗎?”“生活中人們常說‘]有規(guī)矩不成方圓’,又說‘創(chuàng)新必須打破一切陳規(guī)成說’,你覺得‘規(guī)矩’和‘創(chuàng)新’可以統(tǒng)一嗎?”諸如此類的論爭型問題,若在平時(shí)教學(xué)時(shí)加以訓(xùn)練,很容易讓學(xué)生透過表象把握問題的紐結(jié),領(lǐng)會命題者的考查要旨。問題是思想誕生的助生婆。(蘇格拉底語)為此,教師自身必須走近高考試題,研究高考試題中內(nèi)在的邏輯沖突,多將課堂中的直觀性設(shè)問,改設(shè)為富有啟發(fā)性兩難性的論爭型試題,用問題創(chuàng)新提升教學(xué)質(zhì)量,讓學(xué)生感受思想的神奇,實(shí)現(xiàn)心理學(xué)家米勒所說的“精神上的覺醒”,促進(jìn)學(xué)生在思考中成長。
第二,淡化標(biāo)準(zhǔn)答案,從追求標(biāo)準(zhǔn)答案向追求答案標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變。《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要(2010―2020)》,要求基礎(chǔ)教育必須培養(yǎng)能夠參與未來國際競爭的創(chuàng)新型人才,這就要求我們在應(yīng)試中淡化試題的標(biāo)準(zhǔn)答案,培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力、思維力、論爭力。眾所周知,生活中的事物本來就是多元多樣的矛盾統(tǒng)一體,政治高考中的標(biāo)準(zhǔn)答案猶如膠柱鼓瑟,容易固化人的思維,限制人的答題思路,不利于人們思維的開拓創(chuàng)新,也不利于學(xué)科理性精神素養(yǎng)的培育。既如此,我們課堂教學(xué)中就必須淡化標(biāo)準(zhǔn)答案,實(shí)現(xiàn)從追尋標(biāo)準(zhǔn)答案向追尋答案標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變,上述試題就是一個(gè)很好的事例。它沒有強(qiáng)調(diào)答案的唯一性,而是將統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)答案轉(zhuǎn)化為學(xué)生的自圓其說,尊重了學(xué)生的個(gè)性見解,促使學(xué)生從多個(gè)角度思考問題,并在此基礎(chǔ)上做觀點(diǎn)選擇并進(jìn)行分析論證,這實(shí)際上是思想政治學(xué)科課程人文性的體現(xiàn),也是在考查學(xué)生“通過獨(dú)立思考得出結(jié)論的能力”,與2018年新課程標(biāo)準(zhǔn)對思想政治學(xué)科課程性質(zhì)的定位“增強(qiáng)社會理解和參與能力”“引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷自主思考、合作探究的學(xué)習(xí)過程”不謀而合。可以說,標(biāo)準(zhǔn)答案是權(quán)威,是依據(jù),是唯一,強(qiáng)調(diào)的是服從;而答案標(biāo)準(zhǔn)是答案的形成準(zhǔn)則和形成要求,突出的是對事物本質(zhì)的洞察和智慧的生成。要引導(dǎo)學(xué)生答好論爭型試題,平時(shí)學(xué)習(xí)中教師必須放棄“權(quán)威之言”與“標(biāo)準(zhǔn)答案”,多與學(xué)生探究答案形成的要求和過程,開發(fā)學(xué)生的思維能力并提升學(xué)生的思維品質(zhì),讓學(xué)生在獨(dú)立思考的過程中探究解決問題的路徑,在理性求實(shí)的過程中達(dá)成結(jié)果,養(yǎng)成品質(zhì)。
第三,拓展學(xué)生學(xué)習(xí)空間,注意課內(nèi)向課外的延伸。論爭的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)然是課程理論,論爭的過程實(shí)際上是理性思考的過程,答案的源頭雖在書本原理,但答案卻要基于材料涉及的生活事理,也就是結(jié)合材料、圍繞材料要求進(jìn)行論證。如果考生對試題材料一知半解的話,則很難歸納出符合題目主旨的答案。高中三年,考生“兩耳不聞窗外事,一心只讀圣賢書”,對智能機(jī)器人、共享單車等社會新生事物普遍認(rèn)識不足,反映到試卷上就是對試題材料中事物的社會屬性及本質(zhì)規(guī)定性把握不準(zhǔn),依據(jù)試題中的零散信息,憑借主觀想象去答題,時(shí)常出現(xiàn)答案與試題要求錯(cuò)位的現(xiàn)象。學(xué)生答題出現(xiàn)的問題啟示我們,要提升思想政治學(xué)科課程能力,必須拓展學(xué)生學(xué)習(xí)空間,注意從課內(nèi)向課外的延伸。這首先要求教師從培育學(xué)生政治認(rèn)同、理性精神、法治意識和公共參與等核心素養(yǎng)的角度,選擇一些重大事件和典型材料作為課程資源,開闊學(xué)生的視野和眼界,讓學(xué)生了解一些社會事件的復(fù)雜性,了解一些社會事件的來龍去脈,讓思想政治學(xué)科教學(xué)與社會發(fā)展共舞。其次,對一些社會熱點(diǎn)、百姓普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問題做專題性學(xué)科解讀,讓學(xué)生的認(rèn)識跟上時(shí)代的節(jié)奏,并對現(xiàn)實(shí)困惑進(jìn)行原因分析、利弊探究、趨勢剖析,做到在慎思的過程中明辨,在觀點(diǎn)的交流碰撞中實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)問題的洞悟,提升學(xué)生對社會現(xiàn)象的洞察力和穿透力。“學(xué)而不思則罔,思而不學(xué)則殆。”這種復(fù)習(xí)課實(shí)際上就是助推學(xué)生能力提升的思辨性課堂,其結(jié)論就是黑格爾所說的“思想的理性法則”。
人是在思考的過程中成長的,質(zhì)疑問難總是促使人們不斷探索解決問題的方法。英國作家阿蘭?德波頓在《哲學(xué)的慰藉》一書中說:“思考的產(chǎn)物總是優(yōu)于直覺的產(chǎn)物。”明王守仁也曾說:“思即學(xué)也。”當(dāng)我們真正帶領(lǐng)學(xué)生在思考中悟道時(shí),社會轉(zhuǎn)型期學(xué)生浮躁的心態(tài)才會平息,新舊觀念的沖突也才會淡化,思想政治學(xué)科課程的育人價(jià)值才會彰顯,人的生命質(zhì)量也才能真正得到提升。
參考文獻(xiàn)
[1]楊壽堪.思辨的哲學(xué)和哲學(xué)的思辨[J].哲學(xué)研究,1987(8):26-33.
計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)是一門運(yùn)用回歸模型分析數(shù)據(jù)的方法論學(xué)科,本科階段的初級層次計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)課程的主要內(nèi)容涵蓋計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)數(shù)據(jù)、一元線性回歸模型、多元線性回歸模型、回歸估計(jì)量的理論,異方差、序列相關(guān)等。根據(jù)計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)理論和方法的發(fā)展,將計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的閾限概念具體可歸結(jié)為以下3組概念:第一,回歸假設(shè)。回歸假設(shè)是為分析回歸結(jié)果引入的合情合理的假設(shè),在不同數(shù)量的假設(shè)下能夠得到回歸系數(shù)估計(jì)量的不同性質(zhì)。回歸假設(shè)是整個(gè)回歸方法的基礎(chǔ),一切回歸有關(guān)的參數(shù)估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)都和回歸假設(shè)緊密相關(guān),同時(shí)違反回歸假設(shè)的情形也是計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)理論發(fā)展的重點(diǎn),因此回歸假設(shè)是計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的閾限概念之一。第二,回歸系數(shù)估計(jì)量的無偏性、有效性和一致性。無偏性、有效性和一致性是評價(jià)估計(jì)量的基本標(biāo)準(zhǔn),回歸系數(shù)估計(jì)量的無偏性、有效性和一致性是回歸理論的核心,整個(gè)初級計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論最終都?xì)w結(jié)為回歸系數(shù)估計(jì)量的這3個(gè)性質(zhì),同時(shí),這3個(gè)性質(zhì)又與回歸假設(shè)緊密相關(guān),故回歸系數(shù)估計(jì)量的無偏性、有效性和一致性是計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的閾限概念之二。第三,異方差。異方差是違背回歸同方差假設(shè)時(shí)的回歸結(jié)果表現(xiàn),無論對于橫截面數(shù)據(jù)還是時(shí)間序列數(shù)據(jù),異方差的出現(xiàn)是回歸分析的常態(tài),因此對于異方差的檢驗(yàn)和修正是初級計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的重要內(nèi)容,也是經(jīng)濟(jì)金融實(shí)證研究中需要關(guān)注的基本問題,故異方差是計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的閾限概念之三。以上三個(gè)閾限概念是學(xué)生掌握計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的關(guān)鍵,同時(shí)在概念上具有緊密的聯(lián)系,下文將基于此探討計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)課程的教學(xué)方式。
2基于閾限概念的獨(dú)立學(xué)院計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)注意事項(xiàng)
由于獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)方式主要強(qiáng)調(diào)理論與方法的應(yīng)用和實(shí)踐,因此基于閾限概念的獨(dú)立學(xué)院計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)的總體原則仍立足于閾限概念的理解與實(shí)際運(yùn)用,具體地,需要注意以下三個(gè)方面:第一,合理安排教學(xué)內(nèi)容。為了突出3大閾限概念,在首節(jié)導(dǎo)論課即向大家提出3大閾限概念,在介紹回歸分析的原理和方法時(shí),詳細(xì)的說明每個(gè)假設(shè)的用途,使學(xué)生理解每個(gè)假設(shè)的目的和本質(zhì),進(jìn)而在回歸估計(jì)量三個(gè)性質(zhì)的教學(xué)中把握無偏性、有效性和一致性的具體條件,并明確理解異方差這一違反假設(shè)的情況。在具體教學(xué)過程中,以充分的時(shí)間介紹三大閾限概念及其聯(lián)系,從而建構(gòu)整個(gè)計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的知識和方法體系。第二,運(yùn)用軟件展示閾限概念的具體應(yīng)用。獨(dú)立學(xué)院的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)應(yīng)完全從應(yīng)用性角度出發(fā),運(yùn)用軟件展示計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)概念、原理和方法。對于3大閾限概念,可用40%左右的時(shí)間解釋概念產(chǎn)生的原因與本質(zhì),而60%左右的時(shí)間結(jié)合典型例題講解如何運(yùn)用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)軟件如Eviews解決具體的回歸分析建模和假設(shè)檢驗(yàn)問題。第三,通過嘗試撰寫學(xué)術(shù)論文強(qiáng)化閾限概念的綜合運(yùn)用。撰寫實(shí)證性的學(xué)術(shù)論文是進(jìn)行計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法綜合訓(xùn)練的較好途徑之一,可以通過讓學(xué)生從選擇題目開始,通過收集數(shù)據(jù),建立回歸模型,參數(shù)估計(jì),假設(shè)檢驗(yàn)以及進(jìn)行可能的異方差和序列相關(guān)檢驗(yàn)和修正等等來感受計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)解決綜合問題的方法和程序,通過寫作論文的方式加以體現(xiàn),然后交流討論,以深化對計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)閾限概念的理解。計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)經(jīng)過以上三個(gè)方面的具體設(shè)計(jì),幫助學(xué)生牢固掌握計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的閾限概念,提升解決實(shí)際問題的能力。
3基于閾限概念的獨(dú)立學(xué)院計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)實(shí)踐
以浙江大學(xué)城市學(xué)院為例浙江大學(xué)城市學(xué)院是一所以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為導(dǎo)向的獨(dú)立學(xué)院,也是我國建立最早、最有名的獨(dú)立學(xué)院之一。計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)課程是浙江大學(xué)城市學(xué)院金融學(xué)專業(yè)的必修課程,在大三上學(xué)期開設(shè)。浙江大學(xué)城市學(xué)院的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)課程以提高學(xué)生建立回歸模型能力為教學(xué)目標(biāo),基于Eviews軟件進(jìn)行教學(xué),每周教學(xué)學(xué)時(shí)為理論(教師講授)與上級實(shí)驗(yàn)(學(xué)生練習(xí))各2學(xué)時(shí),特別注重學(xué)生對計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)閾限概念的理解與掌握。因此,研究浙江大學(xué)城市學(xué)院的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)對研究獨(dú)立學(xué)院計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)課程的教學(xué)具有借鑒意義。浙江大學(xué)城市學(xué)院的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容為傳統(tǒng)的初級計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容。教師在講授回歸假設(shè)時(shí)著重解釋回歸假設(shè)的設(shè)立目的與合理性,并通過軟件講解回歸假設(shè)的驗(yàn)證,使學(xué)生理解并掌握回歸假設(shè)。在回歸系數(shù)估計(jì)量的無偏性、有效性和一致性教學(xué)中,通過詳細(xì)分析三個(gè)性質(zhì)所依據(jù)的不同假設(shè),使學(xué)生理解三個(gè)性質(zhì)所應(yīng)具備的條件從而掌握線性回歸估計(jì)量理論。特別地,專門安排約10學(xué)時(shí)左右的實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)論文撰寫與分析的交流,要求學(xué)生自選題目,收集數(shù)據(jù),建立回歸模型,進(jìn)行估計(jì)并檢驗(yàn)異方差、序列相關(guān)以及模型設(shè)定問題,寫作小論文并在課堂上展示交流。為評價(jià)教學(xué)效果,選取2010級學(xué)生1個(gè)教學(xué)班共24人進(jìn)行滿分為5分的教學(xué)滿意度打分,學(xué)生對計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)課程全部項(xiàng)目的滿意度均達(dá)到97%以上,總體平均滿意度超過99%。由此可見,浙江大學(xué)城市學(xué)院應(yīng)用統(tǒng)計(jì)課程的教學(xué)效果非常成功。
4結(jié)論
因式分解是代數(shù)式中的重要內(nèi)容,它與前一章整式和后一章分式聯(lián)系極為密切。因式分解的教學(xué)是在整式四則運(yùn)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,因式分解方法的理論依據(jù)就是多項(xiàng)式乘法的逆變形。它不僅在多項(xiàng)式的除法、簡便運(yùn)算中有直接的應(yīng)用,也為以后學(xué)習(xí)分式的約分與通分、解方程(組)及三角函數(shù)式的恒等變形提供了必要的基礎(chǔ)。因此,學(xué)好因式分解對于代數(shù)知識的后續(xù)學(xué)習(xí),具有相當(dāng)重要的意義。
二、教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)內(nèi)容分析】
因式分解的概念是把一個(gè)多項(xiàng)式化成幾個(gè)整式的積的形式,它是因式分解方法的理論基礎(chǔ),也是本章中一個(gè)重要概念。教材在引入中是結(jié)合剪紙拼圖來闡述這一概念的,也可以與小學(xué)數(shù)學(xué)里因數(shù)分解的概念類比予以說明。在教學(xué)時(shí)對因式分解這一概念不宜要求學(xué)生一次徹底了解,應(yīng)該在講授因式分解的三種基本方法時(shí),結(jié)合具體例題的分解過程和分解結(jié)果,說明這一概念的意義,以達(dá)到逐步了解這一概念的教學(xué)目的。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.認(rèn)知目標(biāo):(1)理解因式分解的概念和意義
(2)認(rèn)識因式分解與整式乘法的相互關(guān)系――相反變形,并會運(yùn)用它們之間的相互關(guān)系尋求因式分解的方法。
2.能力目標(biāo):由學(xué)生自行探求解題途徑,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、判斷能力和創(chuàng)新能力,發(fā)展學(xué)生智能,深化學(xué)生逆向思維能力和綜合運(yùn)用能力。
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
重點(diǎn)是因式分解的概念,難點(diǎn)是理解因式分解與整式乘法的相互關(guān)系
【教學(xué)準(zhǔn)備】
實(shí)物投影儀、多媒體輔助教學(xué)。
【教學(xué)過程】
(一)情境導(dǎo)入。看誰算得快:(搶答)
【初一年級學(xué)生活波好動(dòng),好表現(xiàn),爭強(qiáng)好勝。情境導(dǎo)入借助搶答的方式進(jìn)行,引進(jìn)競爭機(jī)制,可以使學(xué)生在參與的過程中提高興趣,并增強(qiáng)競爭意識和探究欲望。】
(二)探究新知
1.請每題答得最快的同學(xué)談思路,得出最佳解題方法。(多媒體出示答案)(1)a2-b2=(a+b)(a-b)=(101+99)(101-99)=400;
【“與其拉馬喝水,不如讓它口渴”。探索最佳解題方法的過程,就是學(xué)生“口渴”
的地方。由此引起學(xué)生的求知欲。】
【利用教師的主導(dǎo)作用,把學(xué)生的無意識的觀察轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸庾R的觀察,同時(shí)教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽描述自己的觀察結(jié)果,并及時(shí)予以肯定。】
3.類比小學(xué)學(xué)過的因數(shù)分解概念,得出因式分解概念。(學(xué)生概括,老師補(bǔ)充。)
【讓學(xué)生自己概括出所感知的知識內(nèi)容,有利于學(xué)生在實(shí)踐中感悟知識的生成過程,培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力。】
板書課題:§6.1 因式分解
因式分解概念:把一個(gè)多項(xiàng)式化成幾個(gè)整式的積的形式叫做因式分解,也叫分解因式。
(三)前進(jìn)一步
(要注意讓學(xué)生區(qū)分因式分解與整式乘法的區(qū)別,防止學(xué)生出現(xiàn)在進(jìn)行因式分解當(dāng)中,半路又做乘法的錯(cuò)誤。)
【注重?cái)?shù)學(xué)知識間的聯(lián)系,給學(xué)生提供探索與交流的空間,讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)知識的生成過程,由學(xué)生發(fā)現(xiàn)整式乘法與因式分解的相互關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題的能力和逆向思維能力及創(chuàng)新能力。】
整式乘法
說明:從左到右是因式分解其特點(diǎn)是:由和差形式(多項(xiàng)式)轉(zhuǎn)化成整式的積的形式;從右到左是整式乘法其特點(diǎn)是:由整式積的形式轉(zhuǎn)化成和差形式(多項(xiàng)式)。
結(jié)論:因式分解與整式乘法的相互關(guān)系――相反變形。(多媒體展示學(xué)生得出的成果)
(四)鞏固新知
1.下列代數(shù)式變形中,哪些是因式分解?哪些不是?為什么?
【針對學(xué)生易犯的錯(cuò)誤,制造認(rèn)知沖突,讓學(xué)生充分暴露錯(cuò)誤,然后通過分析、討論,達(dá)到理解的效果。】
2.你能寫出整式相乘(其中至少一個(gè)是多項(xiàng)式)的兩個(gè)例子,并由此得到相應(yīng)的兩個(gè)多項(xiàng)式的因式分解嗎?把結(jié)果與你的同伴交流。
【學(xué)生出題熱情、積極性高,因初一學(xué)生好表現(xiàn),因而能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,激活學(xué)生的思維。】
分析:檢驗(yàn)因式分解是否正確,只要看等式右邊幾個(gè)整式相乘的積與右邊的多項(xiàng)式是否相等。
【進(jìn)一步拓展學(xué)生在數(shù)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的視野,增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣,使學(xué)生從小熱衷于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和探索。通過機(jī)動(dòng)題,了解學(xué)生對概念的熟練程度和思維的靈敏性、深刻性、廣闊性及探研創(chuàng)造能力,及時(shí)評價(jià),及時(shí)矯正。】
(七)課堂回顧。今天這節(jié)課,你學(xué)到了哪些知識?有哪些收獲與感受?說出來大家分享。
關(guān)鍵詞:高中生物 概念教學(xué) 分析法 比較法
眾所周知,概念教學(xué)是高中生物教學(xué)的核心,對能否取得良好的教學(xué)效果起到至關(guān)重要的作用。在日常教學(xué)中,如何高效地實(shí)施概念教學(xué)也是廣大生物教師討論和研究的熱點(diǎn)話題之一。下面筆者根據(jù)自身的課堂教學(xué)實(shí)例,談一談高中生物概念教學(xué)的幾種方法。
一、巧用故事,引入概念
實(shí)施概念教學(xué)的第一步通常是引入概念,為避免引入概念時(shí)過于突兀,教師可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候采用創(chuàng)設(shè)故事情境的方法自然地將生物學(xué)概念引入到課堂中來,這樣可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生對概念學(xué)習(xí)的渴望。例如,在講授基因重組的概念前,我們可以用《鄧肯的情書》這一故事引入。蕭伯納是上世紀(jì)初英國的劇作家、大文豪,曾獲諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)。鄧肯是同時(shí)期俄國著名的舞蹈家。鄧肯曾寫信給蕭伯納:我有美麗的外貌,你有聰明的腦子,我們結(jié)婚后生的孩子,腦子像你,外貌像我,再理想不過了。蕭伯納回信:如果孩子生下來,外貌像我,而腦子像你,那該怎么辦呢?講完這個(gè)故事后,教師可以請學(xué)生討論蕭伯納和鄧肯對于孩子的預(yù)測是否都有可能?原因是什么?從而自然引入基因重組的概念。
二、采用分析法全面把握概念
分析法是概念教學(xué)中的常規(guī)方法,在新授課時(shí)尤為適用,可有效地幫助學(xué)生認(rèn)識、把握概念。例如:在進(jìn)行減數(shù)分裂內(nèi)容的教學(xué)時(shí),教材中對減數(shù)分裂概念的描述為:“減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞(配子)時(shí)所進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。”教師可首先引導(dǎo)學(xué)生對該概念進(jìn)行分析,此概念包含以下信息:(1)“進(jìn)行有性生殖的生物”是進(jìn)行減數(shù)分裂的主體,指明了什么樣的生物可進(jìn)行減數(shù)分裂。(2)“產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞(配子)時(shí)”是減數(shù)分裂發(fā)生的時(shí)間。(3)“染色體數(shù)目減半”是減數(shù)分裂的結(jié)果。如此一來,教材中對減數(shù)分裂概念的描述便可以從主體、時(shí)間、結(jié)果三個(gè)方面去把握,既降低了學(xué)生記憶的難度,又為后面講授減數(shù)分裂的場所、過程及特點(diǎn)作好了鋪墊。
三、合理使用多媒體,讓概念“動(dòng)”起來
對于一些比較抽象的概念,學(xué)生常常感到很枯燥,理解起來有困難。教師不妨充分利用多媒體資源,以動(dòng)畫等形式將抽象的概念形象化,使生硬的表述生動(dòng)起來。例如:在講授《基因的表達(dá)》時(shí),轉(zhuǎn)錄和翻譯是學(xué)生比較難以理解的概念,原因是僅憑教材中的文字描述與插圖,學(xué)生很難在腦海中形成一系列的動(dòng)態(tài)過程。因此教師可利用多媒體工具,播放一段相關(guān)的動(dòng)畫,生動(dòng)連貫地展示在真核細(xì)胞中,細(xì)胞核內(nèi)DNA分子先解旋,然后以其中一條鏈為模板,合成出mRNA分子,此過程為轉(zhuǎn)錄。隨后,mRNA從DNA分子上脫離下來,通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),與核糖體結(jié)合,作為翻譯過程的模板合成蛋白質(zhì),此過程為翻譯。這樣,通過多媒體展示,在學(xué)生腦海中,轉(zhuǎn)錄和翻譯再也不是幾句生硬的表述,而是清晰生動(dòng)的畫面,學(xué)生記憶將更加深刻,理解起來也變得容易多了。
四、采用比較法辨清概念
在日常教學(xué)中,我們總會發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生對于單個(gè)概念能基本掌握,但遇到多個(gè)相似概念時(shí)往往容易混淆,顯得比較迷茫。教師要及時(shí)對他們施以援手,采用比較法幫助他們辨清概念就是不錯(cuò)的選擇,有利于學(xué)生弄清不同概念之間的區(qū)別。例如:不少學(xué)生容易混淆種群密度與豐富度這兩個(gè)概念,我們可以引導(dǎo)學(xué)生對這兩個(gè)概念進(jìn)行比較:種群密度是種群在單位面積或單位體積的個(gè)體數(shù),而豐富度是指生物群落中物種數(shù)目的多少。請學(xué)生回憶種群和群落的概念和區(qū)別進(jìn)而得出種群密度和豐富度的區(qū)別:種群密度是種群水平上研究的問題,可以反映種群中有多少個(gè)個(gè)體;豐富度是群落水平上研究的問題,可以反映群落中有多少種生物。
五、利用概念圖做總結(jié),強(qiáng)化概念之間的聯(lián)系
概念圖是以核心概念為中心,以各個(gè)知識點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系為紐帶構(gòu)建起的知識網(wǎng)絡(luò)。學(xué)會建構(gòu)概念圖,有利于學(xué)生形成具有普遍聯(lián)系、體系嚴(yán)整的知識網(wǎng),從而全面提升學(xué)生的知識水平。新課程標(biāo)準(zhǔn)教材比較注重知識點(diǎn)之間的聯(lián)系,因此幾乎在教材每一章的課后練習(xí)題中都有概念圖這一題型,這是新課程標(biāo)準(zhǔn)教材的一大亮點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)中,我們完全不必等到做習(xí)題時(shí)才去構(gòu)建概念圖,而是可以將概念圖作為課堂小結(jié)來使用,這樣可以使我們的每一節(jié)課都完整有序,同時(shí)也有利于學(xué)生對課堂內(nèi)容的整體把握。例如:在講完神經(jīng)調(diào)節(jié)內(nèi)容時(shí),我們可以引領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建以神經(jīng)調(diào)節(jié)這一核心概念為中心的概念圖(見附圖)。
六、科學(xué)設(shè)計(jì)習(xí)題,鞏固概念
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)教學(xué);數(shù)學(xué)概念;方法探索
在初中階段究竟怎樣才能把數(shù)學(xué)概念講全面,不僅是理論問題更是一個(gè)實(shí)踐課題,需要廣大數(shù)學(xué)教育工作者在數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象進(jìn)一步研究. 希望本文能起到拋磚引玉的作用。
一、注重概念的本源,概念產(chǎn)生的基礎(chǔ)。
每一個(gè)概念的產(chǎn)生都有豐富的知識背景,舍棄這些背景,直接拋給學(xué)生一連串的概念是傳統(tǒng)教學(xué)模式中司空見慣的做法,這種做法常常使學(xué)生感到茫然,丟掉了培養(yǎng)學(xué) 生概括能力的極好機(jī)會。由于概念本身具有的嚴(yán)密性、抽象性和明確規(guī)定性,傳統(tǒng)教學(xué)中往往比較重視培養(yǎng)思維的邏輯性和精確性,在方式上以“告訴”為主讓學(xué)生“占有”新概念,置學(xué)生于被動(dòng)地位,使思維呈依賴,這不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。“學(xué)習(xí)最好的途徑是自己去發(fā)現(xiàn)”。學(xué)生如能在教師創(chuàng)設(shè)的情景中像數(shù)學(xué)家那樣去“想數(shù)學(xué)”,“經(jīng)歷”一遍發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新的過程,那么在獲得概念的同 時(shí)還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)造精神。由于概念教學(xué)在整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)中起著舉足輕重的作用,我們應(yīng)重視在數(shù)學(xué)概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
二、概念的教學(xué)中注重思維品質(zhì)的培養(yǎng)。
如何設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)概念教學(xué),如何在概念教學(xué)中有效地培養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生的思維品質(zhì),是我們在教學(xué)中經(jīng)常遇到并必須解決的問題.本文試圖以“兩條異面直線所成的角”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)為例,談?wù)劯拍罱虒W(xué)中各個(gè)階段上培養(yǎng)思維能力,優(yōu)化思維品質(zhì)的一點(diǎn)粗淺體會。
1.展示概念背景,培養(yǎng)思維的主動(dòng)性,思維的主動(dòng)性,表現(xiàn)為學(xué)生對數(shù)學(xué)充滿熱情,以學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)為樂趣,在獲得知識時(shí)有一種愜意的滿足感,揭示概念出現(xiàn)的背景,將數(shù)學(xué)家的思維活動(dòng)暴露給學(xué)生,使學(xué)生沉浸于對新知識的期盼、探求的情境 之中,積極的思維活動(dòng)得以觸發(fā)。
2.創(chuàng)設(shè)求知情境,培養(yǎng)思維的敏捷性思維的敏捷性表現(xiàn)在思考問題時(shí),以敏銳地感知,迅速提取有效信息,進(jìn)行“由此思彼”的聯(lián)想,果斷、簡捷地解決問題.(如何刻劃兩異面直線的相對位置呢?角和距離?揭示課題.)
3.精確表述概念,培養(yǎng)思維的準(zhǔn)確性思維的準(zhǔn)確性是指思維符合邏輯,判斷準(zhǔn)確,概念清晰。新概念的引進(jìn)解決了導(dǎo)引中提出的問題.學(xué)生自己參與形成和表述概念的過程培養(yǎng)了抽象概括能力。(用相交直線的夾角刻劃異面直線的夾角)
4.解剖新概念 ,培養(yǎng)思維的縝密性思維的縝密性表現(xiàn)在抓住概念的本質(zhì)特征,對概念的內(nèi)涵與外延的關(guān)系全面深刻地理解,對數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性和科學(xué)性能夠充分認(rèn)識.(兩異面直線所成角的概念完全建立),在這個(gè)過程中滲透了把空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題這一化歸的數(shù)學(xué)思想方法。
三、針對概念的特點(diǎn)采用靈活的教學(xué)方法。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);概念認(rèn)知;自主探究;轉(zhuǎn)換思想
要想讓學(xué)生都學(xué)好數(shù)學(xué),我們就必須根據(jù)學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知規(guī)律對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有針對性的整合,這樣才能讓學(xué)生循序漸進(jìn),掌握高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)。鑒于此,筆者集合一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn),遴選幾種操作性比較強(qiáng)的促進(jìn)高中數(shù)學(xué)優(yōu)質(zhì)高效的方式與方法。
一、設(shè)置靈活方案,巧引概念認(rèn)知
我們不能小看數(shù)學(xué)概念只有幾句話,實(shí)際上概念是信息的淵藪,一旦理解不到位,不能注意到細(xì)節(jié),那肯定就會在運(yùn)用過程中出現(xiàn)問題,陰溝翻船。此外,囿于學(xué)習(xí)背景不同,學(xué)生也存在客觀上的認(rèn)知差異,于是針對同一概念,每個(gè)學(xué)生考慮的重點(diǎn)也不一樣。課堂教學(xué)中,我們不能照本宣科,更不能只宣讀一遍就束之高閣,而要從學(xué)生認(rèn)知情況和信息反饋進(jìn)行有目的地分層細(xì)化,只有這樣才能做到薄物細(xì)故,滿足各個(gè)認(rèn)知層次的進(jìn)取需求,最終實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。
比如,許多學(xué)生在高中伊始就對集合概念不夠重視,沒注意到細(xì)節(jié)理解上。針對這個(gè)問題,筆者并沒有對學(xué)生耳提面命,而是通過幾個(gè)遞進(jìn)的小問題,來讓大家發(fā)現(xiàn)不足,彌補(bǔ)漏洞:問題1:看看這些描述有沒有異同之處:(1)我校全體教職工;(2)所有參與昨天師生大會的人;(3)介于1和250之間的所有自然數(shù)。
問題2:根據(jù)集合的概念分析一下是不是集合?(1)軍人;(2)比9527大的數(shù);(3)楊冪的粉絲。
如果沒有問題引導(dǎo)和啟發(fā),學(xué)生閱讀概念可能收獲不大,結(jié)合上面的兩種表達(dá),再讓大家邊思考邊分析集合的定義,這樣才能通過對比,遞進(jìn)認(rèn)知,成功掌握集合的概念和實(shí)際運(yùn)用,遷移知識,生成能力。
二、篩選經(jīng)典試題,暴露學(xué)生問題
要想彌補(bǔ)學(xué)生的知識漏洞,還要優(yōu)選經(jīng)典例題,讓學(xué)生上講臺進(jìn)行板演展示。板演不能故弄玄虛,問題不能太難或者太簡單,要緊扣教學(xué)內(nèi)容和精神進(jìn)行有針對地設(shè)置,這樣才能讓學(xué)生在解題過程中呈現(xiàn)知識發(fā)展或者暴露問題。
譬如,在教學(xué)二次函數(shù)的定義及應(yīng)用時(shí),為了引導(dǎo)學(xué)生用集合思維來理解二次函數(shù)的概念:由定義域集合A到值域集合B上的映射,筆者就根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知層次,進(jìn)行了有針對性的問題設(shè)置,讓不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生上臺板演。
基礎(chǔ)題:設(shè)若f(x)=4x2+5x+6,那么f(x+1)是多少。
這道題檢查基礎(chǔ)相對薄弱的學(xué)生,聽他們的分析,看他們的板演:f(x+1)=4(x+1)2+5(x+1)+6=4x2+3x+15。聽分析:剛才學(xué)了函數(shù)其實(shí)就是由定義域集合A到值域集合B上的映射,也就是讓集合B中的所有元素y=ax2+bx+c(a≠0)與集合A中的未知數(shù)x一一對應(yīng)。而現(xiàn)在定義域集合A中的元素是x+1,所以我們就將這里的x+1替換掉函數(shù)中的x,于是得出結(jié)論。板演正確,解說到位,說明這個(gè)學(xué)生真正理解了以集合的概念來理解函數(shù)的問題。借此重申了概念,激勵(lì)了其他基礎(chǔ)薄弱的人,讓大家都有收獲。
能力型題:如果存在f(x+1)=x2-4x+7,那么f(x)是多少。
這道題讓基礎(chǔ)比較好的學(xué)生解答,且看板書:
第一位同學(xué):f(x+1)=x2-4x+7=(x+1)2-6(x+1)+12,將x替換x+1,得出f(x)=x2-6x+12。
聽分析:根據(jù)集合的映射概念,我們要將函數(shù)中等號后面的部分配x+1這個(gè)元素。實(shí)際上,這樣的方法是最樸素的方法,但是相對不容易理解,出錯(cuò)幾率大些。然后筆者再鼓勵(lì)性地問:大家還有沒有其他方法?這時(shí)第二位同學(xué)走上來展示了他的解法:他設(shè)x+1=a,得出x=a-1,因此推出:f(a-1)=(a-1)2-4(a-1)+7=a2-6a+12。所以,f(x)=x2-6x+12。這位學(xué)生善于從逆向思維考慮問題,這樣代換容易理解,大家應(yīng)該學(xué)其精髓,并能實(shí)際運(yùn)用。
三、啟迪發(fā)散思維,巧妙化解抽象
轉(zhuǎn)換思想,顧名思義就是將要解決的抽象的、難以理解的問題,通過觀察分析、類比聯(lián)想等思維過程等價(jià)轉(zhuǎn)化已有知識范圍內(nèi)已經(jīng)解決或容易解決的思想。轉(zhuǎn)換思想是中學(xué)數(shù)學(xué)常用的數(shù)學(xué)思想方法,尤其針對客觀題有出其不意的效果,因此教授學(xué)生掌握轉(zhuǎn)換思想也是高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。
例如,已知正實(shí)數(shù)a,b,m滿足a
如果直接證明這樣的真分?jǐn)?shù)不等式特別枯燥,步驟多,容易出錯(cuò),因此我們可以結(jié)合生活問題進(jìn)行理解轉(zhuǎn)化:我們理解成是a克鹽溶入水中得b克鹽水,這時(shí)候我們再加入m克鹽,鹽水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?顯而易見是,這樣的話,鹽水是變濃了還是變淡了,答案顯而易見。
這樣轉(zhuǎn)換將原來抽象的字母公式轉(zhuǎn)換成大家容易理解的意識形態(tài),有效地激活了學(xué)生的興趣,培養(yǎng)了學(xué)生靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,提高了高中數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。
四、根據(jù)學(xué)生作業(yè),及時(shí)完善評價(jià)
評價(jià)是完善教學(xué)的重要步驟,對于練習(xí)活動(dòng)或者作業(yè),我們都要及時(shí)進(jìn)行評價(jià),指出學(xué)生的不足,給他們指出改進(jìn)方法。對基礎(chǔ)差的學(xué)生設(shè)定最基本的、如上例題板演的基礎(chǔ)題,以鼓勵(lì)信心為主;基礎(chǔ)好的學(xué)生做能力型的題,一方面鞏固知識,另一方面給大家展示知識生成和發(fā)展的過程。此外,還有一個(gè)重要的方面就是教師的及時(shí)點(diǎn)評和學(xué)生的互動(dòng)。選學(xué)生上臺畫出函數(shù)的圖,并分析定義域內(nèi)的單調(diào)性作為作業(yè)探索:
如題:已知函數(shù)f(x)=x2+2(m-1)x+2在區(qū)間(-∞,4)上是減函數(shù),畫圖表示。請看三位學(xué)生作業(yè)畫出的圖示:
三個(gè)學(xué)生給出了三個(gè)圖,這里面肯定有真假孫悟空,這時(shí)候就需要我們及時(shí)啟發(fā)和引導(dǎo),解開大家的心結(jié):
先看函數(shù)的對稱軸:X對=-=1-m。再來看第一幅圖,這是把對稱軸求錯(cuò)了,將區(qū)間和對稱軸搞到一起了,錯(cuò)了;后面兩幅圖對稱軸都對了,再找別的毛病。看第二幅圖,函數(shù)在區(qū)間(-∞,4)上不是單調(diào)函數(shù),也錯(cuò)了;再看第三幅,對稱軸是X對=1-m,函數(shù)在區(qū)間(-∞,4)上也是減函數(shù),對了。
板演講評可以使教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn),也可以讓學(xué)生自主探索,但是切忌講評中口不擇言,傷害錯(cuò)題者的自尊,要給錯(cuò)題者診脈,讓他們知道哪里錯(cuò)了,下次遇見類似的題需要怎么做。如果學(xué)生有獨(dú)特見解,有優(yōu)于教師或課上的新穎解法,應(yīng)鼓勵(lì)他們大膽提出來,讓學(xué)生思維中的每一個(gè)閃光點(diǎn),都能及時(shí)輻射到群體的每一個(gè)個(gè)體上,產(chǎn)生積極的群體效應(yīng),激發(fā)更多的個(gè)體積極向上,同時(shí)也有利于教學(xué)相長。
條條大路通羅馬,教學(xué)實(shí)踐中引導(dǎo)高效數(shù)學(xué)課堂的方法有很多,囿于篇幅限制,不能一一細(xì)說,概括地講,課堂實(shí)踐中我們始終要以學(xué)生為中心,有針對性地結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)符合他們認(rèn)知和發(fā)展的教學(xué)方案,先激活學(xué)生的主觀能動(dòng)性,這樣才能驅(qū)策他們進(jìn)行詳盡的探索與研究,最終通過總結(jié)歸納,升華知識脈絡(luò),徹底掌握知識產(chǎn)生、發(fā)展的過程和知識遷移技能,完成教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):