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教育教学观念的转变以及打造出较为成熟、适应时代需求的高效课堂模式是摆在我们广大教育教学工作者面前的一大课题,然而要改变在我们头脑中早已根深蒂固的教育教学观念和教学模式并非一朝一夕的易事,下面是我们经过一年的探索、实践后总结出的化学高效课堂中的一些常见问题及解决策略。
一、老师在转变观念时面临的问题及解决策略
1、新课改是一种全新的理念,由于相应的专业培训较少,一线教师对新课改的理解肤浅,不知改什么,怎么改;有部分教师认为新课改就是“穿新鞋,走老路”,缺乏学习和探索的兴趣,甚至抵触新课改的推行;有部分教师实施一段时间后,发现学生成绩没多大变化,从而质疑“高效课堂”的作用,认为新课改形式下的“高效课堂”模式只是一种形式,摆花架子,不能很好的落实知识体系,不执行或者中途放弃教研计划。
2、对应策略
新课改的实施首先要求教师及时、深入、彻底的转变教学观念。教师观念转变的快慢和程度对于新课改的实施起着很大程度的制约作用。鉴于此,针对我们存在的问题,我们采取了如下一些措施:积极参加有关新课改的各种培训,个人参加后及时召开备课组会议传达培训精神;主动请求有经验的老师给学科组的成员进行指点和辅导;利用网络资源,下载和学习有关新课改的相关理论;制定科学、详细的教研组工作计划,任务落实到时、到人,定期召开教研组会议,制定专人汇报自己学习、探索、实施的情况和存在的疑惑,小组内相互学习,取长补短,并写成“教学反思”做好资料保存。逐渐从多角度让老师明白新课改是时代的需求,不改不行,早改早好。
二、课堂模式在实施过程中常见的问题及策略
1、在自学环节,因为学生阅读能力缺乏,自学后不能提取教材中的有用信息。解决策略:教师在认真专研教材和充分解读课标后设计科学适用的“自学导航”,引领学生自学方向。在“导航”中既要包涵基础知识要点,兼顾知识的深度广度,还要在潜移默化中起着培养学生自学方法与技巧的作用。比如在学习《苯和芳香烃》时,一句“了解人类认识苯分子结构的过程”既可告诉学生一要去了解苯分子的结构,二还要关注化学学科的发展史。
2、学生阅读教材后,缺少对相关信息的归纳与总结,出现在“自学检测”环节不知或不会运用相应知识去解决问题。解决策略:一要不断告诉学生“整理与归纳”这一学习方法的好处,二要指点学生怎么去整理归纳不同章节或框题的方法,授人以渔。
3、很多学生缺乏自信心,在“合作探究”和“交流与讨论”环节不会或不愿主动表达自己的观点,更不会主动去质疑同学或老师得出的结论,提出自己独到见解。对应策略:俗话说好孩子是夸出来的。所以首先教师要相信学生,用心去了解学生,用心去发现每个学生的闪光点,甚至去放大他们的闪光点,只要有可表扬之处一定不要吝啬表扬之词。比如:内向的孩子只要他们开了口你就得表扬他敢于发言的勇气;喜欢回答问题的学生哪怕他答错了你也要表扬他勇于表达自己观点的自信心;善于提出不同于常规结论的孩子你要表扬他们敢于质疑的精神;勇于指出别人不足及时纠正别人错误的学生你要表扬他们的诚挚与无私……在培养学生自信心的初始阶段,只要学生开口就是进步,怕的是他们不说话。其次还要设计环节或情景去感染学生、刺激他们想说的欲望。比如基础较差,说错后怕同学取笑而不敢答的同学你可以让他们先自己给自己说,让后过渡到说给旁边的同学听,最后在讲给大家听。还可以实行小组“捆绑”等奖惩制度,只要有人回答既可给小组加分等方法去刺激他们的主动性。
4、在完成分析、讨论、归纳后,学生往往忽略整理记录的环节,加上各个环节时间非常紧凑,课后去消化巩固时缺少素材。解决策略:一是不断讲解和强调记笔记的好处,随时提醒学生记录,二要传授记笔记的方法技巧。比如在理解“同系物”这一概念时,学生记录的不是“结构相似,组成上相差若干个CH2原子团的一系列有机物叫做同系物”这样完完整整的一句话,而是概念中的几个关键词“组成相似”、“分子式相差(CH2)n”。这样的笔记既可以突出理解这一概念的要点,还节约了记录所需的时间,而且学生课后复习时可以一目了然。
5、课堂训练时间不够,训练题量偏少,不能达成课标要求的相关知识和技能。对应策略:一是课前老师要充分备课,尽量设计精简的习题,二是针对不同章节或要求层次不同的内容适当设计一定量的课后作业题。毕竟高考要求还是比较高的,并非所有课时知识学生都能在课内解决,也就是说,适量的课外作业也是必需的。老师要根据实际情况把握好相应的尺度。
6、新课改的实施对教师的要求非常高,备课量很大,感觉力不从心。面对这样的问题,学科组的老师必须团结一致,充分发挥集体力量和智慧,新课改本事就是集体才能完成的工作。所以科学、详细的教研计划,步调一致的教学观念,认真踏实的工作热情,实事求是的工作作风必不可少。
关键词:决策树;启发式;免疫模糊;关联分类
中图分类号:TP312 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 11-0000-02
The Efficient Immune Fuzzy Associative Classification Decision Tree Algorithm
Peng Yuyuan1, Zhou Cheng1, Jiang Jianjun2
(1.Guanghou Kangda Vocational Technical College,Guangzhou511363,China;2.University of South China,Hengyang421001,China)
Abstract:Just everyone knows that traditional decision tree arithmetic,for example ID3,C4.5 etc,simple logic expression is poor,computing mutual information is complex,performance improving is great difficult,only consider error rate of decision tree,not take into account node and deepness of tree,one by one explore for property value grouping,no use a mechanism of heuristic search and grouping efficiency is great poor.Aim at the situation,the paper presents an immunological fuzzy correlative classified decision-making arithmetic.
Keywords:Decision-making tree;Heuristic;Immunological fuzzy;
Associative Classification
关联规则在分类问题上已经使用多年,一般来讲,它比TDIDT算法[1]有更高的精确度。CBA,基于关联的分类[2],是使用关联规则去建立一个完整分类模型的一种算法。在CBA中,所有的类关联规则都可以从训练集中得到,大多数都用于去建立关联分类模型。
基于多关联规则的CMAR分类算法[3],与CBA不同在于:频繁项集挖掘方法和它们之间的分类结构上。CMAR分类算法采用一系列FP-Growth算法得到有效的决策树结构分类规则,而不是处决于分类数据的单一规则。
基于预测关联规则分类的CPAR算法[4],该方法避免了CMAR分类算法所产生的大量后选规则处理,CMAR直接从传统规则分类模型训练数据集中产生规则。
一般来讲,评价关联分类决策树两个重要特征是精确度及良好的组织性。上述算法在这方面仍存在不足,鉴于此,本节所提出的免疫模糊关联分类决策树方法将具有更高的精确度和更清晰的组织模型。
一、基于免疫原则模糊关联分类设计
人工免疫系统可以看成是通过一个理论上的免疫学所遵守的免疫函数原则及机理的一个可计算系统。AIS的出现对解决复杂问题提供了强大的信息处理能力,AIS已经广泛应用许多领域,如:模式识别,分类,优化,数据分析及安全计算等。
被提出的算法是基于无性选择原则和自然免疫系统的特征,无性选择原则,是一个自然选择的形成,经常用于解释成自适应免疫对抗原刺激的一种响应。被提出的算法演绎了一系列抗体,目的就是要获得一个带最大分类精确度的紧密分类。成员函数参数和包括许多规则的模糊规则集在同一时间被进化。
在被提出的算法中,每个抗原代表一个事例,每个抗体代表一个模糊规则。一个模糊规则能够通过每个模糊集相关联的成员函数和规则集而被确定。每个抗体可以通过规则的先例和每个属性的成员函数参数进行进化。当一个规则的先前部分被确定后,它们的结果类和确定的等级可以通过上面所说的得到。
在本研究中,假设每个属性有五个语言术语表示,使用整数1-5表示五个语言术语,整数0表示不在意的条件,用三个参数来代表每一成三角形的模糊集。为了得到同类的染色体,整数被选择去代表这三个参数。每个成员函数完全由三个参数决定:开始点X1,中间点X2,结束点X3(X1≤X2≤X3)。设变量X范围是[a,b],s(s=0,……..50)表示Xi(i=1,2,3),那么Xi(i=1,2,3)能够通过下面的公式计算:
Xi=a+s*step,i=1…,3,这里:Step=(b-a)/50;
假设每个抗体由m个规则构成,那么整个个体的长度是:m*n(5*3+1),并且抗体能被表示成:Sl= (R1….., Rm)
其中,Ri=(ant1…., antn,p1…,pn)代表第i个规则的参数,anti代表第i个先前条件,pi=(ai1, bi1, ci1,
……ai5, bi5, ci5)代表第i个属性的参数。
二、免疫模糊关联分类决策树的实现
(一)基于属性并行处理分裂方法
对每个特征,为发现最好的分裂,我们需要做同样的操作,因此,每个节点可以通过把特征分布到次处理器上进行并行处理。下面给出这种思想的代码:
FParallel(Node n,Instances x,Features f)
For each feature i in f
Submit fi and n to slave processor
Endfor
CREATE_CHILDREN(n,x,bestfeature)
Call FParallel for each child node
该算法中,首先把将要处理的特性和数据送到次处理器。在次处理器部分,对每个属性fi,它们将找到最好的分裂(Si)和最好的增益(gi)。在计算后,最好的分裂(Si)和最好的增益(gi)送到主处理器中,通过这些最好信息增益的最小性,我们能够找出整个分裂中的最好的分裂。在求最好的信息增益时,我们采用c4.5算法。
基于并行处理特征的优势在于它执行的简洁性,因为对每个特征我们已经具有c4.5算法的一系列编码,我们可以很容易的剪枝及很方便把代码送到次处理器去发现最好的分裂属性。
根据我们已经有的数据集,基于并行处理的特征性能有时可能会改变。例如,如果我们有一个只包含离散属性的数据集,因为,获得离散属性的信息增益时间复杂度为O(N),那么这时,所加载的平衡度将是好的。如果在数据集中有两个类,我们不需要用一个方法把类分成两个组。所以L=1。在这样的事实中,处理离散属性和连续属性的时间复杂度是相同的,并且次处理器加载的方法也一样。在连续属性的事例中,c4.5算法在每一个连续的属性上以同样的方式加载,但这时在离散属性上的时间复杂度是O(N log N),而不是O(N)。如果多于两个类,对连续属性为找出最好分裂的时间复杂度是O(LN)。
(二)基于节点并行处理分裂方法
决策树在每一个决策节点中的构造过程是一个递归过程,所以我们可以把决策树的节点分布到处理器进行处理。下面的算法显示了基于节点的并行处理方式:
NParallel(Instances x,Features f)
Queue q=Emptyqueue
Enqueue(q,RootNode)
While(Not Empty(q)
Node=Dequeue(q)
Enqueue(q,Node.chile nodes)
End while
该算法中,使用一个队列去处理当前未展开的节点。如果在该队列中有节点,就从该队列中出队并把节点送到次处理器去找最好的分裂节点。因为C4.5算法已经对单节点进行了定义,所以每个次处理器能够调用那些代码序列去找最好的分裂节点。在产生扩展节点后,所产生的孩子节点将进入队列已供以后处理。当该队列中没有节点可以扩展时,算法终止。
基于并行处理的节点,在主处理器和次处理器之间所花费的时间是最小的。对单个节点来讲,只有一个信息通过。如果决策树较少,根节点的处理时间将比整个树其他节点大得多。基于并行处理节点的缺点是在深层中找最好分裂节点时,复杂度会下降,在这样的事例中,在次处理器之间可能会出现加载不平衡。
三、结束语
综上所述,免疫模糊关联分类决策树与传统的决策树技术相比,在时间和空间复杂性上都会明显降低,特别是对不确定因素较多的决策过程更是如此。使用这种改进决策树技术会使整个系统的决策效率得到明显的提高,能够对管理者的分析、判断和决策提供强有力的支持。
参考文献:
[1]区志毅,周海波.决策树算法的一种改进算法[M].计算机应用,2008.6
[2]周亮.基于原形抽象和分类价值量的决策树算法[J].计算机应用研究,2010,8
[3]胡记兵,蔡家楣.一种决策树算法的研究[J].浙江工业大学学报,2009.4
关键词:小学数学;高效课堂;困境;解决策略
一、高效课堂下小学数学教育的特点
高效课堂下小学数学教育有以下特点:
1.基础性对应知识“结构”
小学数学的教学内容偏重基础,在考虑到小学生认知水平的前提下,其基础性旨在使全部学生能够掌握基础知识,构建起知识结构为之后的学习奠定基础。这一阶段教学主要有普及知识的作用,而不在于择优培养。
2.“开放、互动、小组合作”与实际教学相结合
小学生的认知程度决定了这一阶段的教学必须贴近日常,将逻辑严密、思辨性强的问题转化成生活情景,这样才能使学生能够在开放的环境中通过教师、学生间的互动,更深入进行小组合作,以便灵活高效地掌握知识,培养学生对数学的兴趣。
3.“生成”即长久习惯的培养
学习不是目的,而是一种能力。小学生容易受到外界环境的影响,正处于价值观形成、行为习惯养成的重要时期,通过高效课堂的熏陶能够“生成”自觉、认真等学习习惯,对学生之后的教育受益匪浅。
二、高效课堂的构建困境
高效课堂教学是“结构、开放、互动、小组合作、生成”各环节和要素有机结合形成的,包含着诸多个体和诸多矛盾。比如,课程安排不合理,有些教师由于课时紧,会出现“赶课”的现象,导致学生知识“结构不扎实;新教材变化较大,不仅仅是难度,更有结构和目标的变化,受小学生认知程度的限制,使教师陷入讲深了怕不理解,讲浅了怕不到位的两难境地,因而无法在“开放、互动、小组合作”中做到游刃有余;小学阶段正处于童年的“尾巴”,学生往往玩心重,不爱学习,缺少学习的目标和动力,有些学生甚至出现厌学情况;有些经验不足的教师由于讲课形式单一,教学能力不高,缺乏创新和实践精神,想要提高效率却心有余而力不足;更有些教师对职业本身缺乏热情,上课敷衍了事,对改进教学抱有无所谓的态度,因而耽误了学生的发展,因而在“生成”学习习惯这个环境中还有很多缺漏。这一系列的现状,正是导致课堂教学效率低下的原因。但这些困境是可以通过改善教学方法等加以改进的。
三、如何打造高效课堂
目前,在新课标的指导下,依据各年龄段学生的实际能力和身心特点,笔者提出以下几条解决策略。
1.以小见大,从深入理解学生开始
小学数学素质教育主要是突出学生的主要地位,在小学数学高效课堂教学中教师在恰当的时机深入理解每个学生,对学生知根知底才能构建让学生主动参与的课堂。比如,根据学生卷面成绩推测其计算能力,进一步设计练习题帮助学生树立知识结构等。
2.以点到面,从各方面尊重学生
在小学数学教育中,要明确学科之间是相互联系的整体,各科目的教学工作对于学生的尊重都应该落实到实际工作中,差别对待一些学习较差、行为不规范的学生。教师应该在“互动、合作”的环节,关心每个学生的学习和生活,从各方面尊重学生的身心差异。
3.由浅入深,设立以学生为主的教学计划
高效课堂教育想要一蹴而就是不可能的,它需要每一个学生、教师、家长相互配合,积极促进,然后有选择地对学生知识结构和思想进行辅导。在小学数学教学工作中做好以学生为主的教学计划,才能进一步促进高效课堂“结构、开放、互动、小组合作、生成”各环节的推进实施。而教学计划需要重点研究的是引导学生参与的方面,抓住学生学习思绪的高效时间段,快速把重难点知识通过“互动、合作”等环节传递给学生。
4.推陈出新,心理辅导同步进行
小学教学中开展高效课堂建设不仅需要改变传统的知识教授方式,还要鼓励学生通过合理的方式把自己的学习需求、心理想法等表达出来。因为小学生的表达能力、理解能力等存在很大的差异,所以高效课堂各环节的建设需要严密根据学生的情况,从实际出发才能有好的效果。比如,教师根据学生反映的自卑心理情况,统筹规划,帮助学生心理辅导,引导学生走出心理阴影,以保障后续的知识内容教学和“互动、小组合作”等环节,能和学生的学习需要紧密结合,从而达到高效有序的学习。
5.“教”“学”有所依,顺应新课改要求
新课改的要求之一是学生能自学,学生能表达,学生能创造。系统的高效教育需要在小学数学教学前狠抓师生的思想观念转变,切实进行相关的思想观念转变培训。比如,教师通过培训提升自己对新课程基本要求、方向和依据的理解,然后根据学生的特点,设立自主参与学习的教学计划。再如,教学管理方面也应该和新课改紧密结合,把落后的评价制度、管理制度进行改革和创新,完善评价、奖励制度等。教师在课上多做指导,而不是多控制学生学习,只需要促进学生把握学习的重点方向和核心内容,有目的地学知识,这样就使学生的自学能力得到了锻炼,也就促进了“结构、开放、互动、小组合作、生成”各环节的实施。
总之,新课改以来,打造高效课堂一直是师生共同关注的焦点,是新课改侧重于发挥学生的主观能动性,让学生变成课堂的需求者,而不是接受者。虽然建成“结构、开放、互动、小组合作、生成”的高效课堂的各环节中会存在各种不可避免和不可忽视的问题,但是我们要坚信事物发展的前途是光明的,道路是曲折的,只要坚定信念,吸取经验教训,及时改进教学方法,高效课堂一定会越来越完善。只有不断地创造,才能永葆教学青春与活力,只有师生一心,才能创建出高效的教育课堂,为孩子们的发展提供最有益的环境。
参考文献:
[1]毛云.小学数学教育中如何用兴趣引导学习[J].新课程(教师),2014(12).