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[关键词] 扩大血管周围间隙;认知功能;蒙特利尔认知评估
[中图分类号] R741 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2017)04(b)-0073-04
[Abstract] Objective To explore the relationship between Enlargement of perivascular space (EPVS) in different sites and severity and cognitive function in the elderly men. Methods From January 2010 to May 2016, 80 elderly men at Dalian University Affiliated Xinhua Hospital and Dalian University Affiliated Zhongshan hospital were selected, which were accepted MRI scan and a comprehensive cognitive test. The severity of EPVS based on visual grading was divided into grade 0 to grade 3 according to the size of EPVS and rated 0 to 4 points according to the number of EPVS. According to the lesions location of EPVS, EPVS were divided into non EPVS, basal ganglia EPVS, semioval center (including the subcortical white matter) EPVS, hippocampus EPVS and mixed legions EPVS. The difference of cognitive function between different sites and severity of EPVS were analyzed by Montreal cognitive assessment scale (MoCA). Results The EPVS score was negatively correlated with the total score of MoCA (r=-0.630, P < 0.05). The total score and subentry scores of MoCA had significant difference in different grades (P < 0.05). The attention and calculation score of grade 1 was decreased than that of grade 0 (P < 0.05). The MoCA total score, visual space and executive ability score, attention and calculation score and delayed memory score of grade 2 were decreased than those of grade 0 (P < 0.05). The MoCA total score, visual space and executive ability score and delayed memory score of grade 2 were decreased than those of grade 1 (P < 0.05). There was no difference in orientation score between grade 3 and grade 2 (P > 0.05). The total score and subproject score of grade 3 were decreased than those of grade 0 or grade 1 (P < 0.05). The total score and subentry scores of MoCA in non EPVS were decreased than those of different location EPVS (P < 0.05), while there were no differences comparison between any two means in the different location EPVS (P > 0.05). Conclusion Cognitive function is related to the degree of EPVS. The elderly men with EPVS have obvious damage in cognitive function including spatial ability, executive function and delayed recall. EPVS may be one of the imaging methods for cognitive dysfunction.
[Key words] Enlarged perivascular spaces; Cognitive impairment; Montreal cognitive assessment
扩大的血管周围间隙(enlarged perivascular spaces,EPVS)被认为是扩张动脉周围的蛛网膜下腔的延伸,影像学上在半卵圆中心、基底核和海马区出现点状或线状高信号、等信号,T2加权与脑脊液的信号一致[1-2],EPVS在健康年轻成人的大脑通常不存在,但在老龄人群中越来越普遍。EPVS存在已与高血压、脑动脉硬化、帕金森病、糖尿病有关[3-4]。越来越多的研究表明脑白质病变与老化相关的认知功能减退有关[5-7]。本研究针对EPVS与认知功能的关系进行初步分析。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2010年1月~2016年5月大连大学附属新华医院与大连大学附属中山医院体检门诊的80例男性患者,年龄为65~75岁。常规查肾功能、血离子、血钙、肝功能、甲状腺功能、血糖、糖化血红蛋白、血红蛋白、白细胞计数、血小板计数。经专业医生(上午)检查,无定期用药史。除外以下情况:①当前患有重大疾病,包括老年痴呆症、脑血管疾病、缺血性心脏病和抑郁症等。②既往存在癌症病史、心脏病、呼吸系统疾病、糖尿病、神经系统疾病和其他重大疾病。本研究经大连大学附属新华医院医学伦理委员会批准。
1.2 方法
1.2.1 磁共振扫描 所有磁共振扫描在1.5 T扫描仪(西门子)上完成。结构图像采集通过三维定位器和包括快速自旋回波T2横断面全脑成像,扫描层厚5 mm,间隔2.5 mm。空间分辨率为矩阵192×256,每个扫描均由两位评估者双盲读数进行独立检查,和所有其他的成像,认知,和生化结果一样。EPVS被定义为小,轮廓分明的结构如同脑脊液信号密度,遵循穿支血管的方向和垂直于脑表面。采用神经放射专家(JMW)的评级,将EPVS部位分为:无EPVS、基底节区EPVS、半卵圆中心(包括皮质下白质)EPVS、海马区、混合部位EPVS(基底节区、半卵圆中心皮质下白质与海马区2个或2个部位以上)(图1,封三)。按Maclullich[8]的报道,将EPVS数目进行评分如下:0分=没有,1分=10 EPVS,2分=10~20 EPVS,3分=21~40 EPVS,4分=40 EPVS。根据Heier等[9]报道,将EPVS大小分为:0级(无EPVS)、1级(直径 < 2 mm)、2级(直径2~3 mm)、3级(直径 > 3 mm)。
1.2.2 认知测试 所有测试均由同一医师(回避脑成像和生化结果)上午完成。所有患者的测试顺序相同,提供频繁的休息,以减少疲劳的影响。采用中文版蒙特利尔认知评估量表(montreal cognitive assessment,MoCA)进行认知功能评估。MoCA子项目包括:视空间与执行能力5分、命名3分、注意力与计算力6分、语言3分、抽象理解2分、延迟记忆5分、定向力6分,满分30分。受教育年限12年者,在原始分基础上加1分进行校正[10]。
1.3 统计学方法
采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析,计量资料数据用均数±标准差(x±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验;分级资料使用Kruskal-Wallis检验;相关性分析采用Spearman相关,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 EPVS数目评分与MoCA认知评估总分相关性
EPVS数目评分越高,MoCA认知评估分数越低,呈负相关(r=-0.630,P=0.0200.05)。
2.2 EPVS不同分级MoCA各项评分比较
各级别在总评分和分项评分比较,差异有统计学意义(P < 0.05)。1级与0级相比,注意力与计算力评分降低(P 0.05);2级与0级相比,MoCA总分、视空间与执行能力、注意力与计算力、延迟记忆评分降低(P < 0.05)。2级与1级相比,MoCA总分、视空间与执行能力、延迟记忆评分降低(P < 0.05);3级与2级相比,定向力评分降低(P > 0.05),3级与0级、1级相比,MoCA总分及其他各项评分降低(P < 0.05)。见表1。
2.3 EPVS不同部位MoCA各项评分比较
不同部位EPVS的总评分和分项评分均低于无EPVS(P < 0.05)。半卵圆中心(包括皮质下白质)、海马区、基底节区、混合部位EPVS两两比较,差异无统计学意义(P > 0.05)。见表2。
3 讨论
1843年Durand[11]首次提出EPVS,认为主要发生于基底节区或脑白质,伴或不伴有脑实质改变。EPVS是MRI常见但易被忽略的影像学改变,具有一些明确的影像学特征:伴随着穿支动脉走形,呈圆形、卵圆形或线形(部位及切面的不同),边界清晰,周围无增强效应[12-13]。VRS扩大与年龄明显相关,提示VRS扩大可能是脑老化的表现[14]。EPVS的发生发展与认知功能损害关系密切,包括视空间判断能力和词汇记忆能力等[15-16]。认知功能是指人脑接受外界信息,经过加工处理,转换成内在的心理活动,从而获取知识或应用知识的过程。目前临床上通过观察患者的记忆、执行、思维、结构、自知等能力来判断其认知受损情况,存在较强的主观性和不可预知性。S着影像学的发展,特别是CT、MRI的出现,研究发现认知障碍患者影像学上往往存在脑沟加深、脑窄、脑萎缩[17-18]。
Rouhl等[19]提出,EPVs数量的多少可作为诊断认知功能障碍的一个指标。研究表明EPVS数目评分与MoCA认知评估总分呈负相关相关性。本研究发现,EPVS认知损害的特点是以视空间与执行能力、延迟记忆方面损害为主。关于EPVS严重程度与认知损害的关系,本研究发现,1级组仅注意力与计算力受到影响,而2级组显著影响了MoCA总分、视空间与执行能力、注意力与计算力及延迟记忆;3级几乎影响整体的认知功能。这提示EPVS引起认知障碍很可能存在“阈值效应”。
EPVS因伴随的穿支动脉不同而出现在不同部位,伴随豆纹动脉的经前穿质而分布于基底节区;伴随髓质动脉则进入大脑半球灰质并延伸至白质,分布于半卵圆中心和皮质下白质。本研究发现,基底节区EPVS、半卵圆中心(包括皮质下白质)EPVS、海马区EPVS、混合部位EPVS与无EPVS在MoCA分和视空间与执行能力、语言、抽象理解、延迟记忆评分上有整体差异。但不同部位EPVS间两两比较无显著差异。其原因可能是基底节区、半卵圆中心(包括皮质下白质)、海马与皮质之间的纤维联系中断[20],从而导致以记忆障碍为主的认知功能受损。
总之,EPVS在视空间与执行功能、延迟回忆方面存在明显的认知损害。EPVS病变程度越严重,认知功能下降越显著,EPVS对认识损害可能存在阈值效应,进一步明确和揭示该阈值效应,有助于明确脑小血管病MRI诊断的疆界。本研究局限性在于样本仅包括男性,并不是随机选择的。因此,研究结果可能不适用于所有人口。本研究是小样本、非盲法的研究,结果存在局限性。对于将EPVS真正应用于认知障碍的诊断和评估,还需要在今后进一步进行随机、多中心、大样本量的研究。
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【关键词】促红细胞生成素;血管性痴呆;MMSE
【中图分类号】R749.1【文献标识码】B【文章编号】1004-5511(2012)06-0328-01随着人口老龄化,老年期痴呆发病数逐年增加,严重影响老年生活质量,其中血管性痴呆( Vascular dementia,VaD)是老年期痴呆的重要病因,就临床实际意义而言,VaD有重要的预防和治疗价值,研究发现,在中枢神经系统缺血缺氧状态下有促红细胞生成素(eyrthropoietin,EPo)的分泌,并且证实EPO的分泌是脑组织对缺血缺氧的保护性机制,EPO治疗可以改善实验动物和肾衰透析病人的认知功能。本研究通过临床观察探讨血管性痴呆病人使用EPO治疗后认知功能的改变。
1资料与方法
1.1病例选择:选取2010年10月~2011年4月在我院老年科住院的血管性痴呆病人40例。
入选标准:(1)符合NINDS-AIREN血管性痴呆诊断标准:1.有脑卒中临床表现及相关影像学依据;2.除记忆障碍外还合并两个以上其他认知领域障碍;3.卒中和痴呆间隔不超过3个月或病程中有明显恶化或阶梯式进展。(2)年龄70-85岁。
排除标准:(1)其他原因引起的痴呆。(2)神志不清、失语、失读等不能配合量表检查的病例 。(3)失仿病例。
1.2 治疗:促红细胞生成素益比奥皮下注射治疗(10000u/次,每周两次)。
1.3观察指标: 比较两组治疗前、治疗后3个月后MMSE评分。
1.4统计学处理: 以均数±标准差表示正态分布数据。自身治疗前后比较采用配对t检验。所有数据用SAS6.0软件处理。P
2结果
共入组病人40名,其中男性24名,女性16名。文盲4名,小学文化12名,中学以上文化24名。治疗前MMSE评分均值19.10土 3.41,治疗3个月后MMSE评分均值21.00土 3.75,两者差值均值1.90土 1.66,t=7.23 P
7.233讨论
促红细胞生成素(EPO)作为目前治疗肾性贫血的主要药物,已广泛应用于临床。促红细胞生成素(EPO)是组织氧合状态的一种主要决定因素,EPO通过结合细胞表面的特异性受体(EPO一R)而发挥作用,近来研究发现,EPO及其受体广泛存在于人和动物的中枢神经系统(CNS),以自分泌和旁分泌的方式发挥神经递质作用。Juul[1]等的研究发现,在胚胎发育期间,EPO与EPO-R的mRNA及蛋白产物可以在人类大脑及脊髓的神经元、神经胶质细胞中表达,星形胶质细胞和神经元的原代培养都显示可以产生EPO。业已证实EPO可以在缺氧时促进神经元的存活,EPO对缺血神经元具有很强的抗凋亡作用。体外研究也证实EPO有抗凋亡作用,sirnen等[2] 通过动物实验发现EPO明显减少中枢神经系统局部缺血半影区内的阳性标记凋亡神经元。Skanakaa等[3]应用沙土鼠前脑缺血模型,在缺血后3分钟连续7天将EPO注入侧脑室,结果发可阻止缺血诱导的认知能力丧失。 Celik等[4]报道,正常脊髓前角运动神经元大量表达EPO一R,注射EPO可使缺血诱导的运动神经元凋亡减少,神经功能丧失减轻。以上说明EPO对中枢神经系统有保护作用。
早先学者们认为EPO作为大分子物质无法通过血脑屏障,但近期研究发现[5]给动物注射生物素标记的外源性EPO后5小时,在脑微血管周围及脑实质可见大量标记物,说明EPO能通过血脑屏障,这就为外源性注射EPO延缓脑卒中患者神经元凋亡提供了理论依据。
结合本研究我们发现应用EPO药物治疗3个月后,老年血管性痴呆患者的MMSE评分有一定提高,认知功能有所改善,与治疗前相比差异有统计学意义。推测患者认知功能改善与EPO对大脑神经元的保护作用有关。
4结论
促红细胞生成素益比奥对改善血管性痴呆患者的认知功能有一定帮助。参考文献
[1]Juul SE,Anderson DK,Li Y . Erythropoietin and erythropoietin receptor in the developing human central nervous system.[J] Pediatr Res,1998,43:40-49
关键词 睡眠呼吸暂停综合症 脑梗死 认知功能
阻塞性睡眠呼吸暂停综合症(OSAS)睡眠中反复出现呼吸暂停而导致低氧血症、高碳酸血症和睡眠结构紊乱。OSAS并不单纯是一个呼吸系统疾病,而是与神经系统有着较为紧密关系的一种疾病。现有研究资料结果表明OSAS是导致脑梗死的一个较为独立的危险因素[1],二者之间同时又是彼此互为因果的关系,也就是说脑梗死可以导致OSAS或是使其病情变得更加严重,反之亦然。OASA患者通常情况下会有一定程度的认知功能损害,这同时又是导致痴呆发生的一个关键危险因素[2]。此次实验对OSAS合并脑梗死患者的认知功能进行研究,探讨该类患者的认知损害特点。
资料与方法
一般资料:2010年2月-2013年10月收治急性脑梗死患者92例,男62例,女30例,年龄45~78岁,诊断标准根据1995年第四届全国脑血管疾病学术会议修订标准[3],即夜间7小时的睡眠过程中呼吸暂停和低通气反复发作30次以上,或呼吸暂停低通气指数(AHI)≥5次/小时,并经多导睡眠图(PSG)确诊。根据监测指标,确诊OSAS合并脑梗死24例,未患OSAS的脑梗死68例作对照组。排除标准:脑梗死后患者意识不清、病情较为严重,不能进行顺利检查的患者;认知障碍较为严重不配合检查的患者;伴有较为严重的精神疾病(除抑郁、焦虑外)的患者;既往有精神障碍或家庭史者;伴有其他较为严重的躯体疾病不能配合检查者。
测量身高、体重,收集晨空腹血标本,进行血液黏度、纤维蛋白原、血糖、血脂(胆固醇、甘油三脂)检查,测量血压。
神经心理量表检查:入院后第2天对两组均进行MoCA量表的测定,分别记录两组MoCA总分以及各认知域的分数。
统计学处理:应用SPSS13.0软件包对所有数据进行统计学分析,计量资料以( ±S)表示,组间比较采用t检验。
结 果
两组一般情况:OSAS组与对照组呼吸紊乱指标,体质量指数,最低氧饱和度,平均氧饱和度比较差异有统计学意义,见表1。
讨 论
OSAS对患者的生存质量以及寿命都造成一定程度的负面影响,既往调查研究发现该病的患病率长期处在一个较高的水平,已逐渐成为受到广泛关注的一个重要的健康问题。本研究结果显示在脑卒中的基础上合并OSAS的患者认知功能的损害较为严重,这提示OSAS可能会使得脑卒中病情更加严重。认知功能障碍是脑组织受损的一个较为准确表现,合并OSAS的脑卒中患者在视空间与执行、注意力等诸多认知域有不同程度的损害,这标志着OSAS可以造成较大程度的脑组织损害,对认知功能造成严重影响。现有研究资料结果表明,OSAS通过引起低氧血症、睡眠剥夺等多种机制对患者的认知功能造成多方面的损害,这主要包括注意力、执行功能、记忆力等[4,5],这与此次实验结果一致。本实验结果显示实验组甘油三脂和胆固醇均较对照组明显升高,这说明低氧环境可以使得甘油三酯以及胆固醇的代谢发生障碍,同时OSAS患者睡眠时反复发生呼吸暂停,胸腔负压较正常状况下明显升高,压力以及化学感受器受到刺激,交感神经开始兴奋,这就促使儿茶酚胺、肾素―血管紧张素等的分泌,进而导致外周血管收缩造成血压升高,而高血压又是卒中的一个主要危险因素。OSAS是心脑血管疾病的独立危险因素,是可以进行早期认为干预的,早发现、早治疗,能够在较大程度上减少脑卒中后对神经系统以及认知功能造成的损害,提高患者的生存质量。
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关键词:网络技术;研究性学习;
随着现代科技的迅猛发展,网络技术逐步渗透到人类生活的各个领域.由于网络环境自身的特点能实现学习的交互性,通过人机对话与人工智能化,进行计算机各部件工作原理的模拟和仿真,实现信息资源的共享.网络环境的开放性加深了人与人之间的交流与合作,网络的超文本链接和资源共享,有利于学生创新精神和实践能力的培养.国家教育部从2000年开始推出的各种课程教育计划中把“研究性学习”作为重要内容列入其中,首次成为我国基础教育课程体系的有机组成,这被公认为我国当前课程改革的一大亮点.国外自20世纪90年代以来,自主性、开放性、研究性学习的课程已构成许多国家课程改革的突出特征,如美国的“自然与研究”、“设计学习”,英国的“社会研究”、“设计学习”,法国的“综合学习”,日本的“综合学习时间”等,这类课程都注重和强调学生在学习活动过程中的科学探究和科学体验,注重培养学生的信息素养.
1网络环境下的研究性学习特征
从课程发展角度来看,研究性学习课程及信息课程的整合研究已成为当前课程改革的热点问题.网络环境拓展了学习的时间与空间,因此,倡导在网络环境下开展自主性学习,其实质就是一种以网络为背景的探究性的教与学.它是以课堂教学的过程为基础,以学生的自主学习为主,鼓励学生在学习过程中进行交流与协作.网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习,是指以网络为媒介,依据网络的资源共享、交互学习、超文本链接等特征,在教师或专家指导下,从理论和实践中选择和确定相应专题,以小组讨论方式,展开组装与维护综合性活动.网络环境下《计算机组装与维护》课程研究性学习具有以下几个特点:
1.1研究性学习的自主性与网络环境的交互性
研究性学习内容的具体选择与设计,可以根据学生、学校及课程的具体条件灵活地选择.网络自身的交互性特征可以不受时空的限制,采取丰富多彩的交互方式,打破地区的界限进行协作交流,如利用BBS、E-mail、网络聊天室、电子公告栏等,在学生与教师之间,学习伙伴之间,学习者与专家之间展开学习,讨论问题,从而促进信息的相互交流,这有利于提高学习者自主发现和自主探究的学习能力.
1.2研究性学习的实践性、应用性和网络环境的生成性
有效借助网络进行个性化学习,可以完善学生的智能结构,促进学生人格的健康发展.学生利用所学的理论知识与计算机模拟有效结合,可以获得实际应用的真切体验.因此,借助网络环境可以减少实验设备的投资,降低教学成本,同样使学习者的认识和体验不断加深,创造性的火花不断进发.
1.3研究性学习的灵活性、多样性和网络环境的广泛性
这门课程研究性学习正是有了内容广泛性和活动形式的多样性,所以适应了学生群体智能的多元倾向与学习方式的多样性选择.而网络环境下各种可利用的资源丰富,信息更新速度快,在教师有效组织的前提下,网络环境可以为每个学习者提供不同需要的学习内容和实践对象;而各种层次的学习者,几乎都可以在网络环境中在线点击或找到自己感兴趣的学习资源,从而产生探究欲望和积极性.网络 环境的开放性和多样性可以使学习者尽早形成合作、资源共享意识,同时,因为学习参与过程,从而使学习者获得尊重且产生成就感.
1.4研究性学习活动环境、气氛的愉悦性和网络环境的趣味性
哪里有兴趣哪里就有记忆.研究性学习应针对每一个学生的兴趣爱好和主观要求进行活动设计.研究性学习的内容安排,如果以分组竞赛的形式组织活动就能激发学生的好胜心.倘若教师安排的活动有吸引力,还能激励学生乐学、好学的志趣,同时为学生创造趣味性强、宽松活泼的学习氛围,容易形成平等、民主、合作的师生关系.因此,在网络学习过程中,可以根据学习内容特点,把学习者提出的具有价值性的问题,以多媒体的方式将问题情景化,呈现在学生面前,使学习者增强学习主动性,产生探究的欲望,进而学会创新.
2网络环境下研究性学习的组织形式和教学模式建构
2.1网络环境下教师角色的转变
研究性学习过程中学生通过直接体验和探究获得直接经验,其专题性、开放性、实践性和综合性的特点,决定了教师在研究性学习过程中的角色是充当活动的组织者、情感的支持者、学习的参与者和信息的咨询者.教学过程中的教师、学生、信息与手段等各要素的关系与功能开发,是与传统教学模式不同的另一种功能性结构模式,是一种理想化的建构主义学习模式,教师从观念到实际操作都起到了质的变化.教师角色中的“知识来源”作用将由部分网络替代,即技术承担教师的部分角色.信息资源获取机会的均等性使得教师不再拥有控制知识的“专权”,而逐步向“伙伴与伙伴”的关系转换.从研究性学习课题的制定和成果的到学习过程与学习的检测评估,每个环节都是基于网络环境进行的,要求教师具有较高的信息技术和使用水平;指导学生进行材料的搜集,要求教师具备通过网络和电子资料熟练查询和搜集的能力;指导学生进行交流和给学生提供技术材料,要求教师具备很强的文本编辑能力;协助学生进行课题成果的展示,以及利用学生网页发表学生的研究成果,要求教师具有一定的图像处理能力,多媒体制作能力以及一定的网页编辑能力.只有当教师熟悉并能熟练地运用新技术、新手段使之成为指导学生学习不可或缺的部分时,教师角色的定位才有可能科学而准确.
因此,在网络环境下对《计算机组装与维护》进行研究性学习,教师不再是学习的主宰者,而是学习的帮助者.教师不再是惟一的信息源,而是更多地注重指导学生学会学习,帮助学生如何才能更快捷的搜索到自己需要的知识,如何使自己的知识成为更适用更有效的结论并被别人接受和加以运用.
2.2网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习的组织形式
2.2.1“个体活动”型
活动的过程是由学生个体独立进行探究和实践.比如完成老师布置的具有研究性的课外作业,虽然在整个过程中也要与人交往和沟通,如向人请教、与人协商、查询资料等,但其所有的决定和判断都要求学生自己做出.
【关键词】网络环境 研究性学习 数学分析
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)12-0039-02
研究性学习是指学生在教师指导下,从自然现象、社会现象和自我生活中选择和确定研究专题,并在研究过程中主动地获取知识,应用知识解决问题的学习活动。数学分析教学旨在培养学生的运算能力、逻辑思维能力和空间想象能力,以逐步形成运用数学知识来分析和解决实际问题的能力。本文旨在探索如何利用网络技术开展研究性学习的方法,力求开辟一条数学分析教学的改革新路。
一、网络环境下数学分析的研究性学习
研究性学习是为学生构建的一种开放的学习环境,提供一个多渠道获取知识,并将学到的知识加以综合和应用于实践的机会。这种教学方式是把学生置于一种动态开放、主动、多元的学习环境中,积极发掘学生的潜力,充分发挥学生的主动性,这也是改变传统的数学分析教学模式的全新教学理念。计算机网络是巨大的知识与信息的资源库,它为数学分析教学改革提供了一个平等的、自由的、开放的环境,容易激发学生积极参与各个教学环节的主动性。网络的智能化、交互性特点使学生可以控制信息、改变信息组织过程,从而激发学生的想象力和创造力。因此,网上丰富的资源与多媒体网络环境为实施数学分析的研究性学习提供了重要的条件,其优势主要表现在:
1.网络为数学分析的研究性学习提供了丰富的信息资源
开放性是研究性学习内容选择上的主要特点。在同一主题下,研究视角的定位、研究目标的确定、切入口的选择、过程的设计、方法手段的运用以及结果和表达等,均有相当大的灵活度,为学习者(学生)、指导者(老师)留有巨大的个性特长和发挥才能的巨大空间。在数学分析学习过程中,伴随着情境性问题的产生和研究学习的深入,学生需要了解更多的、相关的、具体的信息,借助网络的巨大搜索引擎功能,学生可以快速查寻相关的信息,可以大大节省学习时间,提高学习效率。
2.网络虚拟环境为数学分析研究性学习提供了在现实中无法体验的情景
研究性学习的内容是通过需要探究的问题来实现的,大量的学习内容是学生在主动探究中或在教师的启发帮助下通过自主选择获得的,研究性学习强调学生的亲身经历,要求学生参与到各项教学活动中的每一个细节,在活动中自主选择问题进行探究,发展实践能力和创新能力。网络虚拟现实与虚拟的交往为研究性学习提供了一个丰富的信息世界,它汇集人工智能、计算机图形学等多项技术,通过多媒体技术与仿真技术相结合完成视、听、触觉一体化的虚拟环境,学习指导中把数学分析问题融合于具体的情境中,学生以自然方式与虚拟环境中的客体进行交流,从而给学生以逼真的感受与体验。
3.网络为数学分析研究性学习提供了交流平台
研究性学习的过程正是一个沟通与协作的过程。网络正好为研究性学习提供了一个交流的空间。
4.网络环境下的数学分析研究性学习有利于辩证思维和横纵思维的培养
横纵思维包括“横向搜索”和“纵向搜索”两方面。横向搜索用于解决“横向复杂性”,纵向搜索用于解决“纵向复杂性”。辩证思维从哲学上为解决高难度复杂问题提供指导策略,横纵思维则从心理学角度为解决复杂问题提供具体的操作策略。网络平台使得学生与学生之间、学生与教师之间、学生与相关专业人员之间进行交流,互相从问题的不同侧面进行辩论与探讨,可以使学生进行充分的研究、探索事物的来龙去脉,更加全面认识问题。网络环境为学生与学生之间、学生与教师之间、学生与其他社会力量的沟通协作提供了平台,通过对问题多方面的探究,可以使学生进行充分的调查研究,探索事物的来龙去脉,进而培养学生的辩证思维和横纵思维。
5.网络环境下的数学分析研究性学习有利于发散思维的培养
发散思维又叫求异思维、逆向思维或多向思维,它强调思维内容和思维成果应与传统观念或原有概念不同,甚至相反,其思维事先不能确定,可以是一个,也可以是多个。它是指人们沿着不同方面思考,得出大量不同或相同结论的思维。发散思维在数学分析学习上具有十分重要的作用。要想学到更多的知识,就必须强调发散思维,没有发散思维,就没有任何创造性的萌芽和创造性的成果。可以说,一切创造都起源于发散思维,数学分析学习中若没有发散思维,则容易造成学生对书本对教师对权威的迷信,使学生的认识停留在书本上,不敢提出半点怀疑,而没有疑问,是学不好数学分析的。网络上有大量的丰富的数学分析教学资源,这为网络环境下的研究性学习提供了极为有利的条件。在教学中,不少同学在网上与网友讨论学习问题,有的利用网络搜索,从网上下载了各类教学课件,这些课件均为各数学分析教学利用,各具特色,为学生的学习提供了全方位、多角度的支持,扩大了学生的视野,使他们不再局限于书本的知识,有利于发散思维的培养和创新思维的产生。
二、网络环境下数学分析研究性学习的实施
由于数学分析研究性学习的目标是使学生获得亲身参与研究性探索的体验,学会分享与合作,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生收集、分析和利用信息的能力,培养科学研究的兴趣、态度和社会使命感,它是一种基于项目的学习类型,强调尊重不同的观点和交流协作,因此笔者在实践教学中把它的教学程序划分为五步,即问题产生、立题、展开研究、分析讨论、得出结论。其中需要注意的是,每一个步骤都是由教师和学生共同参与完成的,必要时问题可以由教师先给出,再由师生共同讨论后确定:每一个步骤都会产生形成性评价信息;每一个步骤的完成时间并没有严格的限制,可以根据课时安排适当调整;在讨论分析中,可能会产生新的问题,或需要更充分的信息支持,因此学习可能要转到新的分析研究中。
1.选题是数学分析研究性学习教学的关键
选题是数学分析研究性学习教学成功与否的关键所在,题目不仅要是“可能”、“力所能及”,更重要的是对学生今后的学习和发展有帮助,亦即通过数学分析教学研究性学习,实现课程目标,并将所获得的知识技能运用于数学分析教学学习,切不可将“研究性学习”简单理解为在教室里用所学的“数学知识”解决几道“应用题”。
数学分析研究性学习的课题,可以根据学校的实际情况和学生的专业领域来选取,笔者在教学中采用“大课题”和“专题”相结合的形式进行数学分析的研究性的教学,效果较为明显。大课题每学期安排1~2个为宜,主要以小组的形式进行,课题在学习生活、日常生活与社会生活的交汇点产生,如煮粥中的积分。而专题是指在数学分析教学中,每一单元或每一阶段都确定一个研究题目,如产品利润中的极限问题、单位时间内血流量问题、转售机飞机俯冲时机翼影响的速度问题、飞机降落曲线问题等。为增强学生的参与积极性,可以将课题的研究作为期末成绩的一部分,让研究性学习中所获得的直接经验与数学分析课程所获得的间接经验交互作用,相辅相成,极大地调动了学生学习数学分析的积极性,有利于研究性学习与数学学科的应用功能的发挥。
2.研究的过程是整个研究性学习课程实施的重点
在研究性学习实施过程中,一方面,要给学生保留足够的时间和空间,另一方面,教师要及时了解学生开展研究活动时遇到的困难以及他们的需要,有针对性地进行指导,成为学生研究信息交汇的枢纽,成为交流的组织者和引导者,给学生适时的鼓励和指导,帮助他们建立自信心并进一步提高学习积极性。因此在数学分析研究性学习教学管理上,要做到外松内紧,督促、指导每位同学填写好每一次活动情况记录、活动体会等,每项工作落实到位,使学生更深刻的体会、理解开展研究性学习的意义,积极主动地参与研究,在研究过程中提高自身的综合素质。
3.采用有效的评价策略是数学分析研究性学习顺利进行的保障
在研究性学习评价策略方面,除了注重学生的自我评价、注重合作的作用外,还应该将数学分析研究性学习的评价整合进数学分析的课堂教学之中。研究性学习的评价更加注重学习过程,而不仅仅是结果,整个学习过程中学生处于一种积极、活跃、兴奋的状态,从选题到制定研究计划,再到收集资料,最后到结果的呈现,无不渗透着他们的辛勤劳动和积极的思考,由此丰富了学生学习的经验,进而促进学生获取知识和运用知识能力的提高,可见,评价应该围绕学生是否将研究性学习中所获得的获取知识的技能方法运用于数学分析学习,在数学分析学习中如何提问、如何收集信息、如何做出假设和解决问题,也就是数学分析研究性学习的评价与数学学科的学习进行整合。
数学分析研究性学习作为一种教学改革的尝试,既为学生提供了更广的学习空间和更加灵活的学习形式,又能使学生的能力、情感、态度、学习方法等方面的素质得到发展。学生经过收集、处理和加工信息资料,综合运用理论和实践知识,使学生的数学基础知识得到巩固,学科素质和实践能力得到提高,同时,增强了自我学习的意识。在课题研究的过程中,学生的个人兴趣、爱好和特长的发挥,激活了学生的创造潜能和学习积极性,培养了学生科学研究的志趣、态度和团队合作精神。
参考文献
关键词:认知功能障碍;脑梗死;MMP-9;TIMP-1
Study on the Relationship between Serum MMP-9 and TIMP-1 in Patients with Acute Cerebral Infarction
YANG Xue,DOU Zhi-jie
(Department of Neurology,Affiliated Hospital of Chengde Medical College,Chengde 067000,Hebei,China)
Abstract:Objective To investigate the acute cerebral infarction serum matrix metalloproteinase 9 inhibitor,relationship and tissue inhibitor of matrix metalloproteinase 1 and cognitive impairment after cerebral infarction.Methods We collected 84 cases of patients with acute cerebral infarction(ACI) patients and 40 healthy subjects(healthy control group),cerebral infarction group according to the group of 14 d MoCA the results were divided into CI group(MoCA score
Key words:Cognitive impairment;Cerebral infarction;MMP-9;TIMP-1
到本世纪中叶,我国老年人口将超过4亿,约占全国总人口的30%[1]。脑卒中及其引起的认知功能障碍(cognitive impairment,CI)的发生率也会随之上升,血管性痴呆(Vascular dementia,VaD)已成为仅次于阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的第二大痴呆疾病。一项1980~2011年社区流行病学Meta分析显示,我国55岁以上人口中VaD占痴呆比例为30.6%。目前国际已有研究发现血清金属基质蛋白酶9(Matrix metalloproteinase-9,MMP-9)水平的升高可能参与了全麻术后CI的病理生理过程,且MMP-9水平与MoCA评分呈显著负相关[2]。John G等[3]研究表明颈动脉内膜剥脱术后CI早期患者血清基线MMP-9水平及活性均较高,测定基线MMP-9水平与其他系统筛查指标一起可以预测术后具有高风险CI的患者。另外单培彦[4]等的研究显示炎症反应参与了老年代谢综合征患者的轻度CI的病理生理过程。以上研究均表明血清MMP-9水平升高可能参与了CI的形成过程,而脑梗死后血清MMP-9高水平是否与脑梗死后CI有关尚无相关报道。基质金属蛋白酶组织抑制因子1(tissue inhibitor of metallo-proteinase-1,TIMP-1)是MMP-9的特异性抑制剂,可与MMP-9形成1∶1复合物抑制其作用。本研究将通过测定所有受试者血清MMP-9及TIMP-1水平,了解脑梗死发生后血清MMP-9及TIMP-1水平的变化,分析脑梗死急性期血清中此两项观察指标的浓度水平变化与脑梗死后CI的关系。
1 资料与方法
1.1一般资料 入选对象124例,其中男性73例,女性51例,平均年龄(54.67±8.43)岁,分为首发急性脑梗死患者84例(脑梗死组)及健康受试者40例(健康对照组)。①脑梗死组:根据入组14 d时MoCA评分结果分为CI组(MoCA评分
1.2纳入及排除标准
1.2.1纳入标准 ①符合2014年中国急性缺血性脑卒中诊治指南中缺血性脑卒中的诊断标准;②首发急性起病,且经头部CT/MRI证实为缺血性脑卒中;年龄位于40~65岁之间;③脑梗死前日常生活自理,社会适应良好,Hachinski缺血指数评分量表≥7分;④患者意识清楚,生命体征及神经系统症状己平稳至少24 h;⑤患者及家属知情同意。
1.2.2排除标准 各种出血性脑血管病;帕金森病及帕金森综合征;AD、各种颅内感染病史、脑外伤史等;CO、药物、农药等化学物品中毒史;恶性肿瘤;严重神经功能缺失可能防碍评估正常进行等。
1.3血清炎性标记物 清晨空腹抽取肘静脉血5 ml,30 min 内3000 r/min离心10 min吸取血清,立即储存于-80℃冰箱。采用ELISA法测定血清MMP-9,TIMP-1水平。
1.4统计学方法 采用SPSS19.0软件进行统计分析,计量资料采用(x±s)表示,多组计量指标组间比较采用单因素方差分析。采用Spearman相关分析确定相关因素,采用Logistic回归分析确定危险因素。所有检验均为双侧检验,P
2 结果
2.1炎性标志物水平的组间比较 与健康对照组比,CI组与NCI组血清MMP-9和TIMP-1水平均显著升高(P均
2.2统计学处理 将性别、年龄、MoCA评分、MMP-9、TIMP-1、高血压、糖尿病、吸烟和饮酒纳入多因素Logistic回归方程,结果显示:高MMP-9水平(OR=6.451,P
相关分析显示,MMP-9 水平与MoCA评分(r=-0.667,P=0.000)呈负相关,TIMP-1水平与MoCA评分(r=0.526,P=0.000)呈正相关,见表3。
3 讨论
本研究的结果显示,与健康对照组比,CI组与NCI组血清MMP-9和TIMP-1浓度均显著升高;与NCI组相比,CI组MMP-9水平显著升高,而TIMP-1水平显著降低。高MMP-9水平和高龄是脑梗死后CI的独立危险因素,而高TIMP-1水平与吸烟是脑梗死后CI的保护性因素。相关分析显示,CI组的MoCA评分与MMP-9水平呈负相关,与TIMP-1水平呈正相关。
基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)是一组活性依赖锌离子与钙离子的中性蛋白酶基因家族,通过参与降解各种组织细胞外基质发挥其作用[5]。MMP-9是MMPs中分子量最大的一员。国际已有研究显示,多发性脑梗死和小血管病性VaD患者脑脊液中MMP-9水平与健康对照及AD患者相比显著升高,且可以作为VaD及AD相鉴别的生物学标志物[6]。国内R Lin[7]等的研究通过电针刺激缺血再灌注损伤大鼠百会穴及神庭穴降低MMP-9、MMP-2的表达可提高缺血再灌注损伤大鼠的学习和记忆能力。刘冉等[8]研究认为MMP-9与VaD密切相关。以上研究均说明MMP-9高表达可能对CI造成了影响,但具体机制目前尚不明确。王敏等[9]的研究表明,在慢性VaD大鼠的海马区,MMP-9的表达量显著升高。亦有研究亦表明,VaD组的血清MMP-9水平显著高于健康对照组。而TIMP-1是MMP-9的特异性抑制剂,TIMP-1表达的升高,可限制MMPs的活性,减少其在脑缺血急性期对中枢神经系统的损害作用。有研究表明,TIMPs可在脑缺血缺氧过程中通过特异性拮抗MMPs保持血脑屏障完整性、改善脑水肿等发挥神经保护作用。Lorenzl S[10]等的研究表明,VaD患者血浆TIMP-1水平明显降低。均与本研究结果相一致。结合本研究认为,急性期血清高MMP-9水平可能导致脑梗死后CI的发生,而TIMP-1可特异性阻断MMP-9的损害作用,是脑梗死后CI的保护性因素。
目前,已有研究表明年龄与卒中后CI密切相关,Ganguli M等[11]提到年龄每升高5.3岁,VaD的患病率就会增高1倍。年龄亦被证明是不依赖卒中面积和卒中严重程度的预测卒中后CI的重要因素,与本研究结果一致。绝大多数研究表明,吸烟是发生CI的重要危险因素,而本研究显示吸烟为脑梗死后CI的保护性因素,可能与样本量过小有关。尚需进一步研究证实。
随着我国老年人口的增加,脑卒中及其所引起的CI的发生率也不断上升,对患者的生活质量及其家庭和社会都带来了严重的影响,积极寻找脑梗死后认知功能障碍的血液学标志物,早期预防其发生具有至关重要的意义。本研究中,MMP-9与TIMP-1可能参与了脑梗死后认知障碍的发生,且与预后相关,存在易操作、重复性好、灵敏度高等优点,值得进一步研究。
参考文献:
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[2]Xie H,Huang D,Zhang S,et al.Relationships between adiponectin and matrix metalloproteinase-9(MMP-9)serum levels and postoperative cognitive dysfunction in elderly patients after general anesthesia[J].Aging Clin Exp Res,2016,28(6):1075-1079.
[3]Gaudet JG,Yocum GT,Lee SS,et al.MMP-9 levels in elderly patients with cognitive dysfunction after carotid surgery[J].J Clin Neurosci,2010,17(4):436-440.
[4]单培彦,孟媛媛,刘爱芬,等.老年代谢综合征患者血清炎性因子及脂联素水平与轻度认知功能障碍的关系[J].中华老年医学杂志,2011,30(5):405-409.
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[8]刘冉,邢海英,郝洪军,等.血清MMP-9和TIMP-1与脑梗死后认知障碍的关系[J].中风与神经疾病杂志,2014,31(5):405-408.
[9]王敏,曹秉振.慢性血管性痴呆模型大鼠脑胶质细胞反应及基质金属蛋白酶-9的表达[J].中国组织工程研究,2013,17(7):1212-1219.
关键词:网络技术;研究性学习;
随着现代科技的迅猛发展,网络技术逐步渗透到人类生活的各个领域.由于网络环境自身的特点能实现学习的交互性,通过人机对话与人工智能化,进行计算机各部件工作原理的模拟和仿真,实现信息资源的共享.网络环境的开放性加深了人与人之间的交流与合作,网络的超文本链接和资源共享,有利于学生创新精神和实践能力的培养.国家教育部从2000年开始推出的各种课程教育计划中把“研究性学习”作为重要内容列入其中,首次成为我国基础教育课程体系的有机组成,这被公认为我国当前课程改革的一大亮点.国外自20世纪90年代以来,自主性、开放性、研究性学习的课程已构成许多国家课程改革的突出特征,如美国的“自然与研究”、“设计学习”,英国的“社会研究”、“设计学习”,法国的“综合学习”,日本的“综合学习时间”等,这类课程都注重和强调学生在学习活动过程中的科学探究和科学体验,注重培养学生的信息素养.
1网络环境下的研究性学习特征
从课程发展角度来看,研究性学习课程及信息课程的整合研究已成为当前课程改革的热点问题.网络环境拓展了学习的时间与空间,因此,倡导在网络环境下开展自主性学习,其实质就是一种以网络为背景的探究性的教与学.它是以课堂教学的过程为基础,以学生的自主学习为主,鼓励学生在学习过程中进行交流与协作.网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习,是指以网络为媒介,依据网络的资源共享、交互学习、超文本链接等特征,在教师或专家指导下,从理论和实践中选择和确定相应专题,以小组讨论方式,展开组装与维护综合性活动.网络环境下《计算机组装与维护》课程研究性学习具有以下几个特点:
1.1研究性学习的自主性与网络环境的交互性
研究性学习内容的具体选择与设计,可以根据学生、学校及课程的具体条件灵活地选择.网络自身的交互性特征可以不受时空的限制,采取丰富多彩的交互方式,打破地区的界限进行协作交流,如利用BBS、E-mail、网络聊天室、电子公告栏等,在学生与教师之间,学习伙伴之间,学习者与专家之间展开学习,讨论问题,从而促进信息的相互交流,这有利于提高学习者自主发现和自主探究的学习能力.
1.2研究性学习的实践性、应用性和网络环境的生成性
有效借助网络进行个性化学习,可以完善学生的智能结构,促进学生人格的健康发展.学生利用所学的理论知识与计算机模拟有效结合,可以获得实际应用的真切体验.因此,借助网络环境可以减少实验设备的投资,降低教学成本,同样使学习者的认识和体验不断加深,创造性的火花不断进发.
1.3研究性学习的灵活性、多样性和网络环境的广泛性
这门课程研究性学习正是有了内容广泛性和活动形式的多样性,所以适应了学生群体智能的多元倾向与学习方式的多样性选择.而网络环境下各种可利用的资源丰富,信息更新速度快,在教师有效组织的前提下,网络环境可以为每个学习者提供不同需要的学习内容和实践对象;而各种层次的学习者,几乎都可以在网络环境中在线点击或找到自己感兴趣的学习资源,从而产生探究欲望和积极性.网络环境的开放性和多样性可以使学习者尽早形成合作、资源共享意识,同时,因为学习参与过程,从而使学习者获得尊重且产生成就感.
1.4研究性学习活动环境、气氛的愉悦性和网络环境的趣味性
哪里有兴趣哪里就有记忆.研究性学习应针对每一个学生的兴趣爱好和主观要求进行活动设计.研究性学习的内容安排,如果以分组竞赛的形式组织活动就能激发学生的好胜心.倘若教师安排的活动有吸引力,还能激励学生乐学、好学的志趣,同时为学生创造趣味性强、宽松活泼的学习氛围,容易形成平等、民主、合作的师生关系.因此,在网络学习过程中,可以根据学习内容特点,把学习者提出的具有价值性的问题,以多媒体的方式将问题情景化,呈现在学生面前,使学习者增强学习主动性,产生探究的欲望,进而学会创新.
2网络环境下研究性学习的组织形式和教学模式建构
2.1网络环境下教师角色的转变
研究性学习过程中学生通过直接体验和探究获得直接经验,其专题性、开放性、实践性和综合性的特点,决定了教师在研究性学习过程中的角色是充当活动的组织者、情感的支持者、学习的参与者和信息的咨询者.教学过程中的教师、学生、信息与手段等各要素的关系与功能开发,是与传统教学模式不同的另一种功能性结构模式,是一种理想化的建构主义学习模式,教师从观念到实际操作都起到了质的变化.教师角色中的“知识来源”作用将由部分网络替代,即技术承担教师的部分角色.信息资源获取机会的均等性使得教师不再拥有控制知识的“专权”,而逐步向“伙伴与伙伴”的关系转换.从研究性学习课题的制定和成果的到学习过程与学习的检测评估,每个环节都是基于网络环境进行的,要求教师具有较高的信息技术和使用水平;指导学生进行材料的搜集,要求教师具备通过网络和电子资料熟练查询和搜集的能力;指导学生进行交流和给学生提供技术材料,要求教师具备很强的文本编辑能力;协助学生进行课题成果的展示,以及利用学生网页发表学生的研究成果,要求教师具有一定的图像处理能力,多媒体制作能力以及一定的网页编辑能力.只有当教师熟悉并能熟练地运用新技术、新手段使之成为指导学生学习不可或缺的部分时,教师角色的定位才有可能科学而准确.
因此,在网络环境下对《计算机组装与维护》进行研究性学习,教师不再是学习的主宰者,而是学习的帮助者.教师不再是惟一的信息源,而是更多地注重指导学生学会学习,帮助学生如何才能更快捷的搜索到自己需要的知识,如何使自己的知识成为更适用更有效的结论并被别人接受和加以运用.
2.2网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习的组织形式
2.2.1“个体活动”型
活动的过程是由学生个体独立进行探究和实践.比如完成老师布置的具有研究性的课外作业,虽然在整个过程中也要与人交往和沟通,如向人请教、与人协商、查询资料等,但其所有的决定和判断都要求学生自己做出.
2.2.2“小组合作学习”型
以4~6人小组为基本形式,个人与集体活动也包含在小组活动之中,这种活动为学生提供了可以进行横向交流与多向沟通的网络环境,学生可以相互交流与合作,共同提高.这种学习形式往往是以“电脑某种故障现象专题”的形态出现的.
2.2.3“沙龙”型
网络环境下<计算机组装与维护>课程的研究型学习,特别是一些常见故障现象的分析解决,可以采取“沙龙”的形式,以“头脑风暴”的方法,围绕主题进行研讨和交流,相互启发,形成共识,从而加快个人和各研究小组的学习、研究进程.
总之,网络环境为实现全方位的、适时的、多边互动的教学新模式打下了良好的基础.
2.3网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习的教学模式
网络教学模式为学生自主学习提供强有力的技术支持,较好的体现了学生以主体,以教师为主导的教学理念,使学生在获得理论和经验的同时,也掌握了一些运用网络处理相关信息的能力,而且使学生综合素质得到全面提高.
借助网络环境开展《计算机组装与维护》课程的研究性学习,就是将传统教学模式和现代信息技术有效的结合起来,建构一个“协作性学习”的教学模式.在Internet网络环境下,具有丰富的可以用来协作性学习活动的信息资源,通过各种网络交流手段,可在网络上呈现和表达思想与观点,实现与他人交流共享信息.在基于因特网的协作学习中,具有学习资源环境与协作学习小组、协作学习小组与学习个体、学习者个体与学习者个体以及协作学习小组与协作学习小组之间的多重协同作用.协作学习模式有组内和组间协作,学习者首先根据自己的需要与兴趣结合不同的协作小组进行展开学习过程.
“协作性学习”教学模式各环节的具体操作如下:
1)创设情景
教师通过精心设计的教学内容,故意设置障碍,创设最佳学习情景,激发学生的学习兴趣,使学生处于一种积极的心理状态中,有利于学生的自主学习.例如,在“CMOS设置”的教学中,教师给一台计算机分别设置系统BIOS密码和开机保护密码,不告诉学生密码要求清除并开机,有效激发学生对现象的关注和研究兴趣,使学生产生跃跃欲试的状态,依靠网络寻找最佳的解决方案.网络环境使学生学习的时间与空间不受限制,学生可以利用电子邮件、邮件列表、新闻组、IRC实时聊天、MOO虚拟环境、视频会议等因特网上的交流工具与指导教师就所要研究的问题以及与研究问题相关的信息进行交流和讨论.教师利用网络,一些电脑常见故障问题,然后,引导学生利用QQ进行群聊、交流讨论,最后根据个人所关心的问题进行分类讨论,进而展开研究性学习.
2)确定目标
学生运用课题质疑法、因果质疑法、联想质疑法、比较质疑法等,在教师的指导点拨下,通过学生自主自我设问,学生之间相互设问,师生之间相互设问等方式,提出研究课题的目标与专题.在课题的提出阶段,学生可以使用因特网上的交流工具与指导教师就所要研究的问题以及与研究问题相关的信息进行交流和讨论.课题的选题来源一般可以从以下几个方面开展,即从家用电脑常见的问题出发提出课题;根据电脑某部件的工作原理提出使用电脑应注意的课题;从学习资料信息中分析比较并提炼出课题.如学生在研究“硬盘的工作原理”课题时,教师利用网络,要研究的主题是“硬盘的工作原理”,然后,引导学生对“硬盘的工作原理”进行讨论,利用QQ进行交流已有的经验,然后根据个人的兴趣和爱好,进行分专题研究,分别针对专题提出研究课题所要达到的目标,进而展开研究性学习.
3)自主探究
教师提供接近学生最近所学知识的材料,组织学生结合目前计算机技术的新发展,能够合理利用教师提供的学习资料或网上查询的相关计算机硬件网站及网络资源,开展研究性学习活动,对网络上搜集到的知识进行分析一比较一归纳一思维概括,从而得出探究的初步结论,然后进行小组合作交流.
4)协作交流
在“以学生发展为本”的研究性学习中,学生不再是受外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象,而是成为信息加工的主体意义的主动建构者.教师有计划地利用网络组织师生交流、生生交流、人机交一流,从而形成竞争、协同、伙伴关系.学生之间相互交流、协助解决问题而形成学习的共同体,对于交流中遇到的一些疑难及时通过网络协作学习方式来共同克服,同时加强了针对性的辅导.学生针对个人学习结果可以通过BBS讨论区进行交流,协作学习.教师可以利用视频会议对各研究小组进行集体辅导.
在网络环境下,研究性的协作交流是指利用网络以及多媒体技术由多个学习者或研究小组针对同一学习内容彼此交互合作,以达到对教学内容比较深刻的理解与掌握的目的.在基于网络环境的协作学习过程中,通常有竞争、协同、伙伴与角色扮演四种形式.
5)总结
研究小组同学对指导教师和同学的客观评价进行总结反思,学生根据自己的学习兴趣,有针对性地选择合适的方式和相关内容,提出进一步的完善方案和设计开放性的问题,自主提高.于此同时,利用超级链接将实践经验和理论向课外延伸,提高研究成果的社会认可度.:
3网络环境下研究性学习活动的教学策略
3.1借助网络下超文本链接的选择性,培养学生信息的收集、处理与分析能力网络资源丰富多样,信息量大,动感和交互性强,利用网络信息平台查询资料.教师要引导学生到互联网查询资料,利用学校先进的校园网将教学背景材料实现网上资源共享.网络技术的使用不仅可以极大的培养学生收集、处理、评价信息的能力,而且拓展了研究性学习的“教与学”的空间.通过校园网设立共享文件夹,作为信息平台,学生可以上传他们查阅的研究资料,也可以下载他们所需要的研究资料,由于各研究性学习小组的选题是在同一主题下的不同课题,因而有相近之处或相似之处,可以通过网络及时交流意见,答疑解惑.
3.2借助网络多媒体展示的集成性,培养学生思维能力
网络能够为我们提供大量集成性的信息,而对这些信息的处理过程,有利于训练学生的思维能力.教师在研究性学习的指导过程中,要指导学生排除网络上无关信息的干扰,把精力集中在当前正在研究的问题和专题上.同时教师应积极帮助和指导学生查询与研究课题相关的资料,并能结合查询到的研究资料,结合自己的已有经验,进行信息梳理、分类、比较、综合、提炼、概括和升华,从而使学生的思维能力得到锻炼和培养.
3.3借助网络展示各种故障的产生过程,让学生探究、发现和体验
传统的《计算机组装与维护》课程的教学通常忽略经验与实践,把技能的培养变成了知识的填鸭,只重视给学生尽可能地灌输更多的知识,不注重能力的培养.让学生的学习过程成为自己的组装和操作过程,为了使学生能真正成为认知的主体,精于观察、灵活思维、熟练操作的能力,要求“授之与鱼,更应授之与渔”,促进学生终身可持续发展的需要.网络环境就为我们提供了大量的富有启发性的资料,现象的模拟和再现加深了学生对理论与实践相结合的理解和掌握.
关键词:网络技术;研究性学习;
随着现代科技的迅猛发展,网络技术逐步渗透到人类生活的各个领域.由于网络环境自身的特点能实现学习的交互性,通过人机对话与人工智能化,进行计算机各部件工作原理的模拟和仿真,实现信息资源的共享.网络环境的开放性加深了人与人之间的交流与合作,网络的超文本链接和资源共享,有利于学生创新精神和实践能力的培养.国家教育部从2000年开始推出的各种课程教育计划中把“研究性学习”作为重要内容列入其中,首次成为我国基础教育课程体系的有机组成,这被公认为我国当前课程改革的一大亮点.国外自20世纪90年代以来,自主性、开放性、研究性学习的课程已构成许多国家课程改革的突出特征,如美国的“自然与研究”、“设计学习”,英国的“社会研究”、“设计学习”,法国的“综合学习”,日本的“综合学习时间”等,这类课程都注重和强调学生在学习活动过程中的科学探究和科学体验,注重培养学生的信息素养。
一、网络环境下的研究性学习特征
从课程发展角度来看,研究性学习课程及信息课程的整合研究已成为当前课程改革的热点问题.网络环境拓展了学习的时间与空间,因此,倡导在网络环境下开展自主性学习,其实质就是一种以网络为背景的探究性的教与学.它是以课堂教学的过程为基础,以学生的自主学习为主,鼓励学生在学习过程中进行交流与协作.网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习,是指以网络为媒介,依据网络的资源共享、交互学习、超文本链接等特征,在教师或专家指导下,从理论和实践中选择和确定相应专题,以小组讨论方式,展开组装与维护综合性活动.网络环境下《计算机组装与维护》课程研究性学习具有以下几个特点:
1.1研究性学习的自主性与网络环境的交互性
研究性学习内容的具体选择与设计,可以根据学生、学校及课程的具体条件灵活地选择.网络自身的交互性特征可以不受时空的限制,采取丰富多彩的交互方式,打破地区的界限进行协作交流,如利用BBS、E-mail、网络聊天室、电子公告栏等,在学生与教师之间,学习伙伴之间,学习者与专家之间展开学习,讨论问题,从而促进信息的相互交流,这有利于提高学习者自主发现和自主探究的学习能力。
1.2研究性学习的实践性、应用性和网络环境的生成性
有效借助网络进行个性化学习,可以完善学生的智能结构,促进学生人格的健康发展.学生利用所学的理论知识与计算机模拟有效结合,可以获得实际应用的真切体验.因此,借助网络环境可以减少实验设备的投资,降低教学成本,同样使学习者的认识和体验不断加深,创造性的火花不断进发。
1.3研究性学习的灵活性、多样性和网络环境的广泛性
这门课程研究性学习正是有了内容广泛性和活动形式的多样性,所以适应了学生群体智能的多元倾向与学习方式的多样性选择.而网络环境下各种可利用的资源丰富,信息更新速度快,在教师有效组织的前提下,网络环境可以为每个学习者提供不同需要的学习内容和实践对象;而各种层次的学习者,几乎都可以在网络环境中在线点击或找到自己感兴趣的学习资源,从而产生探究欲望和积极性.网络环境的开放性和多样性可以使学习者尽早形成合作、资源共享意识,同时,因为学习参与过程,从而使学习者获得尊重且产生成就感。
1.4研究性学习活动环境、气氛的愉悦性和网络环境的趣味性
哪里有兴趣哪里就有记忆.研究性学习应针对每一个学生的兴趣爱好和主观要求进行活动设计.研究性学习的内容安排,如果以分组竞赛的形式组织活动就能激发学生的好胜心.倘若教师安排的活动有吸引力,还能激励学生乐学、好学的志趣,同时为学生创造趣味性强、宽松活泼的学习氛围,容易形成平等、民主、合作的师生关系.因此,在网络学习过程中,可以根据学习内容特点,把学习者提出的具有价值性的问题,以多媒体的方式将问题情景化,呈现在学生面前,使学习者增强学习主动性,产生探究的欲望,进而学会创新。
二、网络环境下研究性学习的组织形式和教学模式建构
2.1网络环境下教师角色的转变
研究性学习过程中学生通过直接体验和探究获得直接经验,其专题性、开放性、实践性和综合性的特点,决定了教师在研究性学习过程中的角色是充当活动的组织者、情感的支持者、学习的参与者和信息的咨询者.教学过程中的教师、学生、信息与手段等各要素的关系与功能开发,是与传统教学模式不同的另一种功能性结构模式,是一种理想化的建构主义学习模式,教师从观念到实际操作都起到了质的变化.教师角色中的“知识来源”作用将由部分网络替代,即技术承担教师的部分角色.信息资源获取机会的均等性使得教师不再拥有控制知识的“专权”,而逐步向“伙伴与伙伴”的关系转换.从研究性学习课题的制定和成果的到学习过程与学习的检测评估,每个环节都是基于网络环境进行的,要求教师具有较高的信息技术和使用水平;指导学生进行材料的搜集,要求教师具备通过网络和电子资料熟练查询和搜集的能力;指导学生进行交流和给学生提供技术材料,要求教师具备很强的文本编辑能力;协助学生进行课题成果的展示,以及利用学生网页发表学生的研究成果,要求教师具有一定的图像处理能力,多媒体制作能力以及一定的网页编辑能力.只有当教师熟悉并能熟练地运用新技术、新手段使之成为指导学生学习不可或缺的部分时,教师角色的定位才有可能科学而准确。因此,在网络环境下对《计算机组装与维护》进行研究性学习,教师不再是学习的主宰者,而是学习的帮助者.教师不再是惟一的信息源,而是更多地注重指导学生学会学习,帮助学生如何才能更快捷的搜索到自己需要的知识,如何使自己的知识成为更适用更有效的结论并被别人接受和加以运用。
2.2网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习的组织形式
2.2.1“个体活动”型
活动的过程是由学生个体独立进行探究和实践.比如完成老师布置的具有研究性的课外作业,虽然在整个过程中也要与人交往和沟通,如向人请教、与人协商、查询资料等,但其所有的决定和判断都要求学生自己做出。
2.2.2“小组合作学习”型
以4~6人小组为基本形式,个人与集体活动也包含在小组活动之中,这种活动为学生提供了可以进行横向交流与多向沟通的网络环境,学生可以相互交流与合作,共同提高.这种学习形式往往是以“电脑某种故障现象专题”的形态出现的。
2.2.3“沙龙”型
网络环境下<计算机组装与维护>课程的研究型学习,特别是一些常见故障现象的分析解决,可以采取“沙龙”的形式,以“头脑风暴”的方法,围绕主题进行研讨和交流,相互启发,形成共识,从而加快个人和各研究小组的学习、研究进程。
总之,网络环境为实现全方位的、适时的、多边互动的教学新模式打下了良好的基础。
2.3网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习的教学模式
网络教学模式为学生自主学习提供强有力的技术支持,较好的体现了学生以主体,以教师为主导的教学理念,使学生在获得理论和经验的同时,也掌握了一些运用网络处理相关信息的能力,而且使学生综合素质得到全面提高。
借助网络环境开展《计算机组装与维护》课程的研究性学习,就是将传统教学模式和现代信息技术有效的结合起来,建构一个“协作性学习”的教学模式.在Internet网络环境下,具有丰富的可以用来协作性学习活动的信息资源,通过各种网络交流手段,可在网络上呈现和表达思想与观点,实现与他人交流共享信息.在基于因特网的协作学习中,具有学习资源环境与协作学习小组、协作学习小组与学习个体、学习者个体与学习者个体以及协作学习小组与协作学习小组之间的多重协同作用.协作学习模式有组内和组间协作,学习者首先根据自己的需要与兴趣结合不同的协作小组进行展开学习过程。
“协作性学习”教学模式各环节的具体操作如下:
1)创设情景
教师通过精心设计的教学内容,故意设置障碍,创设最佳学习情景,激发学生的学习兴趣,使学生处于一种积极的心理状态中,有利于学生的自主学习.例如,在“CMOS设置”的教学中,教师给一台计算机分别设置系统BIOS密码和开机保护密码,不告诉学生密码要求清除并开机,有效激发学生对现象的关注和研究兴趣,使学生产生跃跃欲试的状态,依靠网络寻找最佳的解决方案.网络环境使学生学习的时间与空间不受限制,学生可以利用电子邮件、邮件列表、新闻组、IRC实时聊天、MOO虚拟环境、视频会议等因特网上的交流工具与指导教师就所要研究的问题以及与研究问题相关的信息进行交流和讨论.教师利用网络,一些电脑常见故障问题,然后,引导学生利用QQ进行群聊、交流讨论,最后根据个人所关心的问题进行分类讨论,进而展开研究性学习.
2)确定目标
学生运用课题质疑法、因果质疑法、联想质疑法、比较质疑法等,在教师的指导点拨下,通过学生自主自我设问,学生之间相互设问,师生之间相互设问等方式,提出研究课题的目标与专题.在课题的提出阶段,学生可以使用因特网上的交流工具与指导教师就所要研究的问题以及与研究问题相关的信息进行交流和讨论.课题的选题来源一般可以从以下几个方面开展,即从家用电脑常见的问题出发提出课题;根据电脑某部件的工作原理提出使用电脑应注意的课题;从学习资料信息中分析比较并提炼出课题.如学生在研究“硬盘的工作原理”课题时,教师利用网络,要研究的主题是“硬盘的工作原理”,然后,引导学生对“硬盘的工作原理”进行讨论,利用QQ进行交流已有的经验,然后根据个人的兴趣和爱好,进行分专题研究,分别针对专题提出研究课题所要达到的目标,进而展开研究性学习。
3)自主探究
教师提供接近学生最近所学知识的材料,组织学生结合目前计算机技术的新发展,能够合理利用教师提供的学习资料或网上查询的相关计算机硬件网站及网络资源,开展研究性学习活动,对网络上搜集到的知识进行分析一比较一归纳一思维概括,从而得出探究的初步结论,然后进行小组合作交流。
4)协作交流
在“以学生发展为本”的研究性学习中,学生不再是受外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象,而是成为信息加工的主体意义的主动建构者.教师有计划地利用网络组织师生交流、生生交流、人机交一流,从而形成竞争、协同、伙伴关系.学生之间相互交流、协助解决问题而形成学习的共同体,对于交流中遇到的一些疑难及时通过网络协作学习方式来共同克服,同时加强了针对性的辅导.学生针对个人学习结果可以通过BBS讨论区进行交流,协作学习.教师可以利用视频会议对各研究小组进行集体辅导。
在网络环境下,研究性的协作交流是指利用网络以及多媒体技术由多个学习者或研究小组针对同一学习内容彼此交互合作,以达到对教学内容比较深刻的理解与掌握的目的.在基于网络环境的协作学习过程中,通常有竞争、协同、伙伴与角色扮演四种形式。
5)总结
研究小组同学对指导教师和同学的客观评价进行总结反思,学生根据自己的学习兴趣,有针对性地选择合适的方式和相关内容,提出进一步的完善方案和设计开放性的问题,自主提高.于此同时,利用超级链接将实践经验和理论向课外延伸,提高研究成果的社会认可度。
三、网络环境下研究性学习活动的教学策略
3.1借助网络下超文本链接的选择性,培养学生信息的收集、处理与分析能力网络资源丰富多样,信息量大,动感和交互性强,利用网络信息平台查询资料.教师要引导学生到互联网查询资料,利用学校先进的校园网将教学背景材料实现网上资源共享.网络技术的使用不仅可以极大的培养学生收集、处理、评价信息的能力,而且拓展了研究性学习的“教与学”的空间.通过校园网设立共享文件夹,作为信息平台,学生可以上传他们查阅的研究资料,也可以下载他们所需要的研究资料,由于各研究性学习小组的选题是在同一主题下的不同课题,因而有相近之处或相似之处,可以通过网络及时交流意见,答疑解惑。
3.2借助网络多媒体展示的集成性,培养学生思维能力.网络能够为我们提供大量集成性的信息,而对这些信息的处理过程,有利于训练学生的思维能力.教师在研究性学习的指导过程中,要指导学生排除网络上无关信息的干扰,把精力集中在当前正在研究的问题和专题上.同时教师应积极帮助和指导学生查询与研究课题相关的资料,并能结合查询到的研究资料,结合自己的已有经验,进行信息梳理、分类、比较、综合、提炼、概括和升华,从而使学生的思维能力得到锻炼和培养。:
关键词:网络技术;研究性学习;
随着现代科技的迅猛发展,网络技术逐步渗透到人类生活的各个领域.由于网络环境自身的特点能实现学习的交互性,通过人机对话与人工智能化,进行计算机各部件工作原理的模拟和仿真,实现信息资源的共享.网络环境的开放性加深了人与人之间的交流与合作,网络的超文本链接和资源共享,有利于学生创新精神和实践能力的培养.国家教育部从2000年开始推出的各种课程教育计划中把“研究性学习”作为重要内容列入其中,首次成为我国基础教育课程体系的有机组成,这被公认为我国当前课程改革的一大亮点.国外自20世纪90年代以来,自主性、开放性、研究性学习的课程已构成许多国家课程改革的突出特征,如美国的“自然与研究”、“设计学习”,英国的“社会研究”、“设计学习”,法国的“综合学习”,日本的“综合学习时间”等,这类课程都注重和强调学生在学习活动过程中的科学探究和科学体验,注重培养学生的信息素养.
1网络环境下的研究性学习特征
从课程发展角度来看,研究性学习课程及信息课程的整合研究已成为当前课程改革的热点问题.网络环境拓展了学习的时间与空间,因此,倡导在网络环境下开展自主性学习,其实质就是一种以网络为背景的探究性的教与学.它是以课堂教学的过程为基础,以学生的自主学习为主,鼓励学生在学习过程中进行交流与协作.网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习,是指以网络为媒介,依据网络的资源共享、交互学习、超文本链接等特征,在教师或专家指导下,从理论和实践中选择和确定相应专题,以小组讨论方式,展开组装与维护综合性活动.网络环境下《计算机组装与维护》课程研究性学习具有以下几个特点:
1.1研究性学习的自主性与网络环境的交互性
研究性学习内容的具体选择与设计,可以根据学生、学校及课程的具体条件灵活地选择.网络自身的交互性特征可以不受时空的限制,采取丰富多彩的交互方式,打破地区的界限进行协作交流,如利用BBS、E-mail、网络聊天室、电子公告栏等,在学生与教师之间,学习伙伴之间,学习者与专家之间展开学习,讨论问题,从而促进信息的相互交流,这有利于提高学习者自主发现和自主探究的学习能力.
1.2研究性学习的实践性、应用性和网络环境的生成性
有效借助网络进行个性化学习,可以完善学生的智能结构,促进学生人格的健康发展.学生利用所学的理论知识与计算机模拟有效结合,可以获得实际应用的真切体验.因此,借助网络环境可以减少实验设备的投资,降低教学成本,同样使学习者的认识和体验不断加深,创造性的火花不断进发.
1.3研究性学习的灵活性、多样性和网络环境的广泛性
这门课程研究性学习正是有了内容广泛性和活动形式的多样性,所以适应了学生群体智能的多元倾向与学习方式的多样性选择.而网络环境下各种可利用的资源丰富,信息更新速度快,在教师有效组织的前提下,网络环境可以为每个学习者提供不同需要的学习内容和实践对象;而各种层次的学习者,几乎都可以在网络环境中在线点击或找到自己感兴趣的学习资源,从而产生探究欲望和积极性.网络环境的开放性和多样性可以使学习者尽早形成合作、资源共享意识,同时,因为学习参与过程,从而使学习者获得尊重且产生成就感.
1.4研究性学习活动环境、气氛的愉悦性和网络环境的趣味性
哪里有兴趣哪里就有记忆.研究性学习应针对每一个学生的兴趣爱好和主观要求进行活动设计.研究性学习的内容安排,如果以分组竞赛的形式组织活动就能激发学生的好胜心.倘若教师安排的活动有吸引力,还能激励学生乐学、好学的志趣,同时为学生创造趣味性强、宽松活泼的学习氛围,容易形成平等、民主、合作的师生关系.因此,在网络学习过程中,可以根据学习内容特点,把学习者提出的具有价值性的问题,以多媒体的方式将问题情景化,呈现在学生面前,使学习者增强学习主动性,产生探究的欲望,进而学会创新.
2网络环境下研究性学习的组织形式和教学模式建构
2.1网络环境下教师角色的转变
研究性学习过程中学生通过直接体验和探究获得直接经验,其专题性、开放性、实践性和综合性的特点,决定了教师在研究性学习过程中的角色是充当活动的组织者、情感的支持者、学习的参与者和信息的咨询者.教学过程中的教师、学生、信息与手段等各要素的关系与功能开发,是与传统教学模式不同的另一种功能性结构模式,是一种理想化的建构主义学习模式,教师从观念到实际操作都起到了质的变化.教师角色中的“知识来源”作用将由部分网络替代,即技术承担教师的部分角色.信息资源获取机会的均等性使得教师不再拥有控制知识的“专权”,而逐步向“伙伴与伙伴”的关系转换.从研究性学习课题的制定和成果的到学习过程与学习的检测评估,每个环节都是基于网络环境进行的,要求教师具有较高的信息技术和使用水平;指导学生进行材料的搜集,要求教师具备通过网络和电子资料熟练查询和搜集的能力;指导学生进行交流和给学生提供技术材料,要求教师具备很强的文本编辑能力;协助学生进行课题成果的展示,以及利用学生网页发表学生的研究成果,要求教师具有一定的图像处理能力,多媒体制作能力以及一定的网页编辑能力.只有当教师熟悉并能熟练地运用新技术、新手段使之成为指导学生学习不可或缺的部分时,教师角色的定位才有可能科学而准确.
因此,在网络环境下对《计算机组装与维护》进行研究性学习,教师不再是学习的主宰者,而是学习的帮助者.教师不再是惟一的信息源,而是更多地注重指导学生学会学习,帮助学生如何才能更快捷的搜索到自己需要的知识,如何使自己的知识成为更适用更有效的结论并被别人接受和加以运用.
2.2网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习的组织形式
2.2.1“个体活动”型
活动的过程是由学生个体独立进行探究和实践.比如完成老师布置的具有研究性的课外作业,虽然在整个过程中也要与人交往和沟通,如向人请教、与人协商、查询资料等,但其所有的决定和判断都要求学生自己做出.
2.2.2“小组合作学习”型
以4~6人小组为基本形式,个人与集体活动也包含在小组活动之中,这种活动为学生提供了可以进行横向交流与多向沟通的网络环境,学生可以相互交流与合作,共同提高.这种学习形式往往是以“电脑某种故障现象专题”的形态出现的.
2.2.3“沙龙”型
网络环境下<计算机组装与维护>课程的研究型学习,特别是一些常见故障现象的分析解决,可以采取“沙龙”的形式,以“头脑风暴”的方法,围绕主题进行研讨和交流,相互启发,形成共识,从而加快个人和各研究小组的学习、研究进程.
总之,网络环境为实现全方位的、适时的、多边互动的教学新模式打下了良好的基础.
2.3网络环境下的《计算机组装与维护》研究性学习的教学模式
网络教学模式为学生自主学习提供强有力的技术支持,较好的体现了学生以主体,以教师为主导的教学理念,使学生在获得理论和经验的同时,也掌握了一些运用网络处理相关信息的能力,而且使学生综合素质得到全面提高.
借助网络环境开展《计算机组装与维护》课程的研究性学习,就是将传统教学模式和现代信息技术有效的结合起来,建构一个“协作性学习”的教学模式.在Internet网络环境下,具有丰富的可以用来协作性学习活动的信息资源,通过各种网络交流手段,可在网络上呈现和表达思想与观点,实现与他人交流共享信息.在基于因特网的协作学习中,具有学习资源环境与协作学习小组、协作学习小组与学习个体、学习者个体与学习者个体以及协作学习小组与协作学习小组之间的多重协同作用.协作学习模式有组内和组间协作,学习者首先根据自己的需要与兴趣结合不同的协作小组进行展开学习过程.
“协作性学习”教学模式各环节的具体操作如下:
1)创设情景
教师通过精心设计的教学内容,故意设置障碍,创设最佳学习情景,激发学生的学习兴趣,使学生处于一种积极的心理状态中,有利于学生的自主学习.例如,在“CMOS设置”的教学中,教师给一台计算机分别设置系统BIOS密码和开机保护密码,不告诉学生密码要求清除并开机,有效激发学生对现象的关注和研究兴趣,使学生产生跃跃欲试的状态,依靠网络寻找最佳的解决方案.网络环境使学生学习的时间与空间不受限制,学生可以利用电子邮件、邮件列表、新闻组、IRC实时聊天、MOO虚拟环境、视频会议等因特网上的交流工具与指导教师就所要研究的问题以及与研究问题相关的信息进行交流和讨论.教师利用网络,一些电脑常见故障问题,然后,引导学生利用QQ进行群聊、交流讨论,最后根据个人所关心的问题进行分类讨论,进而展开研究性学习.
2)确定目标
学生运用课题质疑法、因果质疑法、联想质疑法、比较质疑法等,在教师的指导点拨下,通过学生自主自我设问,学生之间相互设问,师生之间相互设问等方式,提出研究课题的目标与专题.在课题的提出阶段,学生可以使用因特网上的交流工具与指导教师就所要研究的问题以及与研究问题相关的信息进行交流和讨论.课题的选题来源一般可以从以下几个方面开展,即从家用电脑常见的问题出发提出课题;根据电脑某部件的工作原理提出使用电脑应注意的课题;从学习资料信息中分析比较并提炼出课题.如学生在研究“硬盘的工作原理”课题时,教师利用网络,要研究的主题是“硬盘的工作原理”,然后,引导学生对“硬盘的工作原理”进行讨论,利用QQ进行交流已有的经验,然后根据个人的兴趣和爱好,进行分专题研究,分别针对专题提出研究课题所要达到的目标,进而展开研究性学习.
3)自主探究
教师提供接近学生最近所学知识的材料,组织学生结合目前计算机技术的新发展,能够合理利用教师提供的学习资料或网上查询的相关计算机硬件网站及网络资源,开展研究性学习活动,对网络上搜集到的知识进行分析一比较一归纳一思维概括,从而得出探究的初步结论,然后进行小组合作交流.
4)协作交流
在“以学生发展为本”的研究性学习中,学生不再是受外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象,而是成为信息加工的主体意义的主动建构者.教师有计划地利用网络组织师生交流、生生交流、人机交一流,从而形成竞争、协同、伙伴关系.学生之间相互交流、协助解决问题而形成学习的共同体,对于交流中遇到的一些疑难及时通过网络协作学习方式来共同克服,同时加强了针对性的辅导.学生针对个人学习结果可以通过BBS讨论区进行交流,协作学习.教师可以利用视频会议对各研究小组进行集体辅导.
在网络环境下,研究性的协作交流是指利用网络以及多媒体技术由多个学习者或研究小组针对同一学习内容彼此交互合作,以达到对教学内容比较深刻的理解与掌握的目的.在基于网络环境的协作学习过程中,通常有竞争、协同、伙伴与角色扮演四种形式.
5)总结
研究小组同学对指导教师和同学的客观评价进行总结反思,学生根据自己的学习兴趣,有针对性地选择合适的方式和相关内容,提出进一步的完善方案和设计开放性的问题,自主提高.于此同时,利用超级链接将实践经验和理论向课外延伸,提高研究成果的社会认可度.
3网络环境下研究性学习活动的教学策略
3.1借助网络下超文本链接的选择性,培养学生信息的收集、处理与分析能力网络资源丰富多样,信息量大,动感和交互性强,利用网络信息平台查询资料.教师要引导学生到互联网查询资料,利用学校先进的校园网将教学背景材料实现网上资源共享.网络技术的使用不仅可以极大的培养学生收集、处理、评价信息的能力,而且拓展了研究性学习的“教与学”的空间.通过校园网设立共享文件夹,作为信息平台,学生可以上传他们查阅的研究资料,也可以下载他们所需要的研究资料,由于各研究性学习小组的选题是在同一主题下的不同课题,因而有相近之处或相似之处,可以通过网络及时交流意见,答疑解惑.
3.2借助网络多媒体展示的集成性,培养学生思维能力
网络能够为我们提供大量集成性的信息,而对这些信息的处理过程,有利于训练学生的思维能力.教师在研究性学习的指导过程中,要指导学生排除网络上无关信息的干扰,把精力集中在当前正在研究的问题和专题上.同时教师应积极帮助和指导学生查询与研究课题相关的资料,并能结合查询到的研究资料,结合自己的已有经验,进行信息梳理、分类、比较、综合、提炼、概括和升华,从而使学生的思维能力得到锻炼和培养.
3.3借助网络展示各种故障的产生过程,让学生探究、发现和体验
传统的《计算机组装与维护》课程的教学通常忽略经验与实践,把技能的培养变成了知识的填鸭,只重视给学生尽可能地灌输更多的知识,不注重能力的培养.让学生的学习过程成为自己的组装和操作过程,为了使学生能真正成为认知的主体,精于观察、灵活思维、熟练操作的能力,要求“授之与鱼,更应授之与渔”,促进学生终身可持续发展的需要.网络环境就为我们提供了大量的富有启发性的资料,现象的模拟和再现加深了学生对理论与实践相结合的理解和掌握.
关键词:信息技术;小学生;信息素养;培养
随着信息时代的到来,信息技术无论是使用范围还是用途范围都在不断地扩大。由此可见,信息技术的基本掌握已经成为现代人必须具备的一项技能。所以,我们要对学生从小就进行信息素养培养。本文从信息素养的含义、培养信息素养的有效途径以及评价方法来展开对小学生信息素养培养的论述,其中着重描述了有效途径的具体实施办法,希望对小学生信息素养的培养有所帮助,使学生无论在技能方面还是社会责任方面都能够有所提高。
一、信息素养的含义
信息社会的到来要求每个人有不同的信息素养,也就是指以下方面:首先是信息的技能,也就是信息的基础处理能力,是否能够合理利用信息技术。其次是社会责任。就是要有一定的社会伦理和规范,进一步完善对信息独立学习。
二、培养信息素养的有效途径
在寻常的课堂活动和学校教育中可以进行信息技术课程的授课,这也是时下大多数学校采用的模式。
1.注重培养信息意识
也就是能够让学生对自己的信息形成一种判断和完善的过程,进一步考查学生的捕捉和观察能力以及对信息的灵敏度,可以进一步吸收和消化相关的信息。在信息技术教学中,大多数教师都对学生的信息意识有着不同程度的看法,实现学生理论的应用是关键。
2.信息技术教育
信息技术的培养现阶段主要集中在课堂教学中,也就是能够通过课堂来实现信息技术的教学,进一步完善培养学生信息能力的手段。对于教师来说,要进一步实现教学研究的能力,不同教材、教学内容,采用不同的教学方法。
3.各种综合实践活动
可以根据教学材料安排适当的实践活动来完善对书本上知识的应用考查,进一步增强信息学习的兴趣。对于学生来说往往有着更多的机会能够接触信息技术。
(1)校本课程
在学校每年都有着不同形式的活动开展,这些活动都比较丰富,能够营造出一种活跃的氛围,实现制作的空间,让学生能够进一步发挥潜力和创造力,实现自主性学习的状态。
(2)研究性学习
研究型学习有着一定的拓展能力要求,也就是说能够在学习中找到很多新的挑战,往往教师需指导学生来完善研究性学习的方向,进一步能够引导学生收集资料、整理资料。对于很多的初步成果来说,要能够将作品和相关的论文进行考查和审核,进一步还要提出总结和小组的讨论,以便于促进团队合作能力。
4.建立信息技术课程与其他学科的整合
信息技术可以作为一种教学的手段和模式渗透到其他学科之中,进一步能够开展拓展性的学习,完善那些学有余力学生的要求,进一步将学生的信息素养和技能提高。
(1)信息技术应用
现在的信息技术不能够只依靠书本,一定要针对实践开展相关的工作,实现应用和解决问题的能力,学校要积极鼓励学生参加相关的活动,进一步展现自己的信息才能,实现学生的文化课基础需要,进一步能够采取创作和交流的模式,实现应有的创造力和相关的规划,进一步加强自己的信息实践理论。
(2)智能机器人活动课程
智能机器人是我校科技教育的一大特色,也就是能够将学生的学习兴趣和自主的学习能力全面激发,实现人工智能应用的直观演示,让学生能够在自我的设计中研究相关的模型,进一步实现对信息能力的拓展,尤其是小学生,需要将能力进一步发挥,实现优化。
三、信息素养的评价方法
信息素养的评价对教与学具有反馈、激励的功能。小学信息技术教育对学生信息素养的评价应遵循以下原则:
1.要将过程和结果集合进行评价
评价相关的小学信息技术不能够单单只依赖成绩,要进一步将重点的实践能力和日常的创新思维也进一步反应,这样才能够充分了解学生,还要了解学生的平时状态,获得的经验与教训等进行评价。
2.外部评价与学生自我评价相结合
由于很多评价都是结合成绩直观进行的,所以外部的评价就显得很重要,也就是说要有着一定的实力基础才能够完善自身的外部评价,进一步实现能力的交换,实现自我的调节和控制。
3.笔试与操作性测试相结合
信息的素养是长时间培养的,尤其是针对小学生的启蒙状态,需要从根本上发掘他们的潜力,不断鼓励他们创新,进一步养成良好的信息道德观和素质观,能够实现测试,将真实的学习任务和实践相结合,以提高学生素养。
现代的信息化社会对信息素养的要求进一步提高,对小学生来说,生在高科技时代,需要进一步完善提高自身的信息素养,才能够适应未来社会的发展。因此,教师需要进行果断的引导,让学生进行技术的合理学习和实践,进一步加强道德观念的指引,充分为学生形成终身学习能力打好坚实的基础。
参考文献:
[1]龚道敏.关于中小学生信息素养评价方案的探索[J].中国远程教育,2002(09).
[2]陈松.关于中小学教师信息素质培养的原则及方法探讨[J].电化教育研究,2001(10).
[3]潘世祥.打造安全高效的区域教育网络环境:深圳市宝安区教育城域网信息安全与管理实践[J].电化教育研究,2007(11).
各乡(镇)中心校、初中学校、县直学校、有关学校:
开展中小学生社会实践活动是培养学生实践能力和创新精神的重要途径,是提高学生综合素质的必要措施。近年来,我区不少学校积极利用本地教育资源,组织学生到中小学生社会实践基地参加实践活动,取得了良好效果。为深入推进素质教育,提高学生创新实践能力,让学生更好地了解家乡、热爱家乡,现就组织我区中小学生到社会实践基地参加综合实践教育活动通知如下:
一、活动地点
学校中小学生劳动技术训练学校。
二、参加对象
全区七年级学生。
三、活动内容
法制展厅、国防教育展厅、交通安全展厅、防震减灾展厅、现代农业参观、安全消防演练、红十字急救、联欢晚会、生态环保游、影视教育、军体训练、内务训练、人工智能训练、安全讲座、国防教育讲座、青春期心理健康讲座等
四、活动要求
1.加强宣传,统一思想。综合实践教育活动不应仅是活动,更是课程。学生所获得的直接体验与实践经验,对发展他们的潜质与天赋具有其它课程不可替代的作用;对激发孩子们的好奇心与探究欲,并从中发现自己兴趣所在,进而尽早明确研究志向,具有其它课程无可比拟的优势。各校要通过各种途径广泛宣传,让广大家长充分了解综合实践教育活动对孩子综合发展、终身发展的重要性、必要性。各校要建立综合实践教育活动课程化意识,将综合实践教育活动与综合实践活动课程有机整合,将活动目标上升为课程目标,将研究性学习引进校外实践活动,按研究性学习的“准备阶段、实施阶段、总结阶段”的要求组织实施,强化过程取向,让师生既是活动方案的开发者,又是活动方案的实施者,进一步提高活动实施质量。
2.提高认识,精心组织。各校要进一步提高对开展中小学生社会实践活动重要意义的认识,统筹安排,精心组织。要把组织学生参加综合实践教育活动作为学校教育教学工作和课程建设与实施的重要内容,并列入学校工作计划;同时,要加强与实践基地的沟通联系,安排好校外实践活动的时间,提前做好准备工作。各学校要加强学生实践教育活动的管理,明确校长是学生实践活动第一责任人,指定一名校级领导具体负责学生实践教育活动管理,带班教师要全程参与实践基地教学管理,并负责本班学生的具体管理。
3.规范实施,注重效果。各校要按照上级有关文件精神,进一步健全完善实践管理、财务管理和后勤管理等相关的配套制度,加强管理,规范运作;要按照“活动过程”各阶段提出的不同要求,精心制订本校的实施方案,明确每次活动的主题,精细策划,认真实施与落实,确保学生每次活动都能有所得,不断提高社会实践活动的实效性,体现出一校一特色。要求各学校加强对学生参加综合实践教育活动的管理和考核,建立健全学生社会实践活动档案,把学生参加综合实践教育活动情况纳入对学生的综合评价。县教育局将对学校组织与开展学生实践教育活动的实施情况纳入学校工作目标考核之中,保障学生实践教育活动有效有序开展。
机器人助力孩子的
综合素质培养
钱锺书先生曾说过:“有了门,我们可以走出去;有了窗,我们不用走出去。”近年来,我国涌现出的一大批以机器人教育为代表的青少年科技教育项目,其最直接的目的就是为青少年朋友打开“一扇窗”,让他们开眼界,阔视野。
机器人教育是一种以科技培养为主的综合素养教育,在现如今普遍重视应试教育的环境里,如何培养孩子的综合素质,提高孩子们的实践能力,显得尤为重要。
我国的机器人教育始于2001年,彼时国家正在推行计算机的普及教育。由于机器人技术的发展水平越来越成为一个国家科技发展水平的重要标志,机器人教育渐趋普及,其中以“机器人进课堂”教育和竞赛型机器人教育为主。
目前,以机器人为核心构建的创新教育平台,已在我国大、中、小学乃至幼儿教育中普及。纵观各地的机器人教育方式,大体是按年龄段而量身打造,承载着不同的教育目的:
通过院校已经开设的关于机器人教育的相关课程,如自动化控制、传感技术、机械学、电子学、计算机硬件及软件程序等学科课程,围绕机器人的研发,从理论到实践,开展研究性学习、综合创新活动,培养大学生探索、协作、创新能力;
通过以学校、少年宫等组成的智能机器人学习小组,开展机器人教育的选修课以及研究型课程,同时,组织学生参加各类竞赛活动,激励孩子,以提升学生及社会对机器人教育的关注度;
主要通过以兴趣培养、体验课的形式,辅助培养幼儿时期的儿童提升创造、创新动手能力。
机器人技术
承载着新的使命
机器人的制造技术融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术。目前,许多教育机器人还添置了智能应用功能,如蓝牙红外传感、视线追踪及机器人竞赛的简单编程等。有些还增加了DIY电脑机械臂、铰接式多足编程设置等。这些前沿性配置,为孩子开启探索科技之门承载着新的使命。
在教学中,机器人教育也体现了非常重要的作用。学生们在动手操作的工程中,可以理解机器人的概念和工作方式,为进一步学习机器人技术的有关知识打下基础;而学习编写简单的机器人控制程序,能够提高学生分析问题和解决问题的能力;通过机器人竞赛和完成各项任务,学生能够在搭建机器人和编制程序的过程中,培养动手能力、协作能力和创造能力。有科技老师曾表示:“学习机器人技术不仅提高了学生的创新能力和逻辑思维能力,还使学生做事更加条理分明,这是机器人教育所带来的意想不到的结果。”
智能技术是信息技术领域的一个学术前沿,智能机器人的开发与应用全面涉及感测技术、通信技术、智能技术和控制技术,是进行信息技术教育的最佳载体,也是全面培养学生信息素质,提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。
开拓思路
培养动手能力
目前,在已开设的机器人教育课程中,主要包含基础搭建和编制程序两方面内容。一个机器人包括电动机、车轮、传感器、控制器、电源、结构件等各种零部件,这就要求学生要有创新的思维及一定的物理结构学、空间几何学的知识,拥有这些综合能力的知识储备,才能搭建得较为合理。搭建机器人和编程,不仅让学生们的想象力得到一个发挥的空间,同时又是考验他们自主动手能力的机会。
Abstract:This text proceed from concept of the informatization instructional pattern, combine the characteristic of informational education to sort out instructional pattern at present. Furthermore, investigate and discuss the problem of informatization instructional pattern, then propose method to solve it.
Key Words::Informational Education 、Instructional Pattern、Constructivism
随着以计算机、多媒体、通讯、网络、人工智能等为代表的信息收集、处理、加工、传输等技术的飞速发展,信息技术不断渗透到社会生活的各个领域和各个方面,在全球范围内改变着人们的生产方式、生活方式、交往方式、学习方式和教育方式,人类跨入了一个崭新的时代——信息化时代。.
社会经济的发展对人们的素质提出了更高的要求,同时也对教育的发展产生了深远的影响。培养适应信息化社会的创新人才,建设终身学习体系是21世纪教育发展的方向。在信息化社会中,利用信息技术手段提高教育机构的运行效率,扩大受教育人群范围,探索新的教学模式,提高师生的信息素养,已成为世界各国教育教学改革与发展的重要组成部分。[1]
自上世纪80年代以来,为了迎接信息化社会对教育提出的种种挑战,国内外的学者进行了许多探索,从CAI、卫星电视、多媒体到教育网络,努力运用各种最新的信息技术手段优化教育与教学过程,并取得了显著成效。[2]那么,到底什么是信息化教学模式,信息化教学模式在应用过程中存在哪些问题,如何解决。只有对这些问题进行深入研究,才能进一步深化教育教学改革,我们的教育事业才能与时俱进,更好的适应信息化时代的要求。
1.什么是信息化教学模式
要弄清楚什么是信息化教学模式,首先必须了解信息化教育的概念。2001年9月,祝智庭先生在高等教育出版社出版的《现代教育技术——走进信息化教育》一书中给信息化教育下的定义是:信息化教育指全面深入地运用现代化信息技术来促进教育改革和教育发展的一种全新的教育形态,它是建构主义理论与先进的技术(如多媒体技术、网络技术、人工智能技术)相结合的产物。具有教材多媒化、资源全球化、教学个性化、学习自主化、活动合作化、管理自动化、环境虚拟化等显著特征。[3]
基于此定义,我们认为:信息化教学模式是根据现代化教学环境中信息的传递方式和学生对知识信息加工的心理过程,充分利用现代教育技术手段的支持,调动尽可能多的教学媒体、信息资源,构建一个良好的学习环境,在教师的组织和指导下,充分发挥学生的主动性、积极性、创造性,使学生能够真正成为知识信息的主动建构者,达到良好的教学效果。[4]
信息化教学模式的特点是以学生为中心,学习者在教师创设的情境、协作与会话等学习环境中充分发挥自身的主动性和积极性,对当前所学的知识进行意义建构并用所学解决实际问题。信息化教学模式中教学过程四要素的关系都发生了转变。教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动信息的帮助者、促进者;学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者,信息所携带的知识不再是教师传授的内容,而是学生主动建构意义的对象(客体);教学过程由讲解说明的进程转变为通过情景创设、问题探究、协商学习、意义建构等以学生为主体的过程;媒体作用也由作为教师讲解的演示工具转变为学生主动学习、协作式探索、意义建构、解决实际问题的认知工具,学生用此来查询资料、搜索信息、进行协作学习和会话交流。信息化教学模式具有1)信息源丰富、知识量大、有利于环境的创设;2)有利于提高学生的主动性、积极性;3)有利于因材施教;4)有利于互助互动,培养协作式学习;5)有利于培养创新精神;6)有利于信息能力的发展等优点。
2.信息化教学的现有模式
根据信息化教学环境的特点,结合传统教学模式及当前比较流行的教学模式,我们将信息化教学模式归纳为以下六大方面:讲授型教学模式、个别指导教学模式、合作式教学模式、讨论型教学模式、自主型教学模式、研究型教学模式。[5]
2.1 讲授型教学模式
讲授型教学模式是沿袭传统的课堂教学模式,这种集体的讲授方式有着其独特的优点,它可用于一定规模的学生在短时间内接受系统知识、技能的培训,另外它还被认为是最为经济的教学模式之一。但基于网络的讲授型教学模式与传统的课堂“填鸭”式教学有着很大的不同。传统的课堂讲授往往是教师处于主动的地位,学生只是被动的接受,而在网络环境中,却可以利用网络所提供的功能进行“双主”教学,而且它还可以突破传统课堂的人数、时间、地点等的限制。
2.2 个别指导教学模式
在远古时代,教育是上下代之间一对一的方式进行的,这种方式虽然存在着低效的特点,但是却能够因材施教,家长可以根据儿童的不同特点进行教学。信息化时代的到来使教师与学生之间一对一的教学成为可能,这种教学模式可通过基于互联网的CAI软件、聊天室以及教师与单个学生之间的电子邮件来实现。个别辅导可在学生和教师之间通过电子邮件异步非实时的实施,也可通过在线交谈方式实时实现。
2.3 合作式教学模式
在传统的面对面教学中,以教师为中心的教学模式已深入人心。学生的答疑大多是由教师来担当的。但信息化教学中,教师角色的转变,和地理位置的不同,促使学生自主学习和相互合作。“学生——学生”合作模式就是在异地学生中创造学习单元或学习小组,在每个单元或小组中学生基于共同感兴趣的主题进行合作学习。学生们还可以在他们感兴趣的领域内与其他专业的学生合作。这种模式把学习中的竞争与合作很好的融合在一起。在这种合作模式中存在着远程学习小组划分的问题,划分的办法应根据学习要求和其他实际情况灵活而定。常见的分组类型有:1)讨论型(10-30人)2)协同型(3-5人)3)伙伴型(2人)。
2.4 讨论型教学模式
在网上实现讨论学习的方式有多种,最简单的是利用现有的BBS实现用户管理、讨论管理、实时讨论、用户留言、电子邮件等诸多功能。讨论学习一般由专职教师管理,由各个领域的专家或专业教师在站点上建立相应的学科讨论组,学生可以在特定的主区内留言,并能针对别人的意见进行评论,每个人的语言或评论都能被所有参与讨论的学习者看到。这种学习由具有权威的专家监控,以保证学生的讨论和发言能符合教学目标的要求。
2.5 自主型教学模式
这种教学模式要求建立一整套的信息化教学软件和教学资源库,利用网络计算机作为服务器,创建一个信息化教学基地。教师把教学内容、学习指导以及网上练习资源放在教学基地上,全天开放,学生可根据自己的需要通过互联网计算机,在Internet上学习课程内容,也可将课程内容下载到自己的计算机上学习。此模式包括自学课程内容、网上讨论答疑、教学站点辅导等。
2.6 研究型教学模式
研究性学习强调学习者在真实情境中的主动探究,然而,在具体的教学实践中,由于教学条件和学习时间的限制,完全在现实场景中实施研究性学习是不太现实的。而计算机网络技术却为研究性学习的顺利实施创造了条件,计算机以其便捷性、交互性和超时空性等技术优点,创建了一个新型、开放的学习环境,网上资源与多媒体网络环境是实施研究性学习的重要条件。在具体教学过程中,一般由教师设置教学情境,引导学生提出研究主题,学生以小组为单位,围绕主题展开协作学习。信息化的研究性学习模式涉及三个环境阶段(情境资源展示环境、协作学习环境、成果与交流环境)、五个要素(研究主题、活动程序、学习小组、指导教师、网络支持系统)。
3. 信息化教学模式中亟待解决的问题
3.1 存在的问题
信息化教学虽然为人们看好,具有很广泛的发展前景,但是这几年信息化教学发展进程缓慢,其在教学上的作用并没有被真正地发挥出来,究其原因,主要存在以下几个问题:
(1)信息化教学手段尚未被充分接受
要使信息化教学得以发展,首先要更新观念。从主观上来讲,几十年来,我们的教师在传统的教育模式下教学,积累了丰富的教学经验,他们对传统的教学模式怀有深厚的感情,他们不大愿意去改变这种方式。从客观上来看,计算机及其网络是一门新技术,而教师们捏惯了粉笔,对电脑操作不大熟练或者根本不会操作,对电脑有一种恐惧心理,不敢去尝试用计算机进行教学。这就导致了信息化教学“曲高和寡”,难以普及。
(2)CAI软件的质量有待提高
目前的CAI课件中存在着不少问题,致使许多课件“孤芳自赏”,无人问津。CAI课件的主要问题是:系统的适应性和开放性差、不能发挥学生学习的主动性、网络化和智能化程度低。系统的适应性和开放性差主要是指CAI系统在教学过程中不能很好地通过学生的反馈信息对其学习进行诊断从而动态调整教学内容,达到因材施教的目的;教师在教学过程中,不能在CAI系统中对教学内容进行修改。不能发挥学生学习的主动性表现在CAI系统受传统教学模式的影响,将学生看成知识仓库,在教学过程中不断地向这个仓库中灌输知识,新的媒体的介入使“书灌”变成了“电灌”,学生用这种方法获得的知识,缺少知识间的联系,不但知识难以迁移、学以致用,而且不便记忆。网络化和智能化程度低使得系统的交互性差、灵活性差,不能进行协同学习,相互交流,电子教学资源的利用率低下。
(3)CAI课件的广告宣传不够
现有CAI课件的广告宣传不够,所以许多课件“养在深闺人未识”, CAI课件的重复开费了许多人力、物力、财力;另外,现在操作平台更新快,许多CAI课件尚未被投入使用就面临了淘汰的结局。
(4)信息化教学系统的后期维护力度不够
信息化教学系统的维护力度不够,许多学校的信息化教学系统在开发期投入了大量的资金,建立了一套完整的信息化教学系统,但是任何一个系统不可能是完美的,在使用的过程中需要不断地维护、修改、补充,而这些工作却并不为人重视,所以无论在网络教室、校园网还是在Internet上,人们所能找到的信息化教学系统软件的内容通常都比较陈旧,或者比较粗浅,不能很好地适应现代教育。
(5)网络环境存在负面效应
信息化学习意味着通过信息技术进行学习,尤其是利用互联网进行学习,在学习过程中这张“网”带来的负面影响无疑对信息化学习产生冲击,这是绝对不容忽视的。种种不良信息充斥网中,造成网络的污染。另外,在网络的虚拟世界里,理性工具淡化了非理性的情感,数字的脉冲取消了生存现实的乐趣,从而使人际关系冷漠、疏远,可能会导致精神疾病和心理健康恶化,在现实中难以与人沟通。尤其是青少年,生理、心理都未成熟,更容易被诱惑,往往深陷其中,不能自拔。[6]
3.2 应采取的措施
针对上述问题,建议采取以下措施:
(1)更新观念,普及电脑知识
我们要积极宣传信息化教学给人们带来的种种好处,鼓励教师改变传统的教学方式,尝试用现代化的手段进行教学,并为教师创造学习电脑条件,在教师和学生中普及电脑及其网络知识,为信息化教学做好思想上、行动上的准备工作。在某种程度上,我们还应该让教师充分认识到计算机作为一种工具应该让它能运用于教学中,能够帮助他们更好的进行教学,提高教学质量、教学效果。使学生能在最大程度上,以最快的速度掌握所学的知识,以达到最好的学习效果。
(2)提高CAI软件的质量
提高CAI软件的质量可以从三方面着手。首先,要提高软件开发人员的开发能力;其次,要增加教学人员的参与程度;第三,要加强知识产权的保护。CAI软件不能停留在单机上,一定要网络化,要交互性好,界面要开放灵活,这就要求软件开发人员有较强的综合能力,不仅要有计算机专业方面的知识,而且要熟悉教学环节、了解教学的新的理念和教学模式的发展方向;在CAI软件开发的过程中,要更多的让用户(教师和学生)参与,以便了解用户的需要,目前的CAI软件摆花架子的不少,真正的实用性强的CAI软件不多,这主要是开发商和用户之间缺少沟通,如果能在软件开发过程中让用户自始至终的参与,将使软件具有更好的适应性和实用价值;软件的开发要投入大量的人力、物力、财力,开发商要有利可图,才会加大投入,所以我们要加强知识产权的保护,保护开发商的合法权益,才能鼓励开发商推出更多更好的教学软件。
(3)加强CAI课件的广告宣传力度
CAI课件和其它产品一样,需要被人了解,但是现在为教学软件作广告的不多,许多课件的名称看似相同,使人无法识别它在内容上、形式上的创意和特色。
(4)加强信息化教学系统的后期维护
信息化教学系统开发完成后,开发商和系统维护人员要对系统的使用进行跟踪服务,由于教学系统不同于其它产品,其内容和形式更新较快,需要及时更新,在校园网上,要充分利用好Internet中的资源,及时将好的教学软件下载到校园网的服务器中以充实校园网中的教学资源,将其尽早地提供给教师和学生使用。避免教学系统成为“无源之水”。电子教材的设计和开发也应坚持“以人为本”的观念,以心理学、传播学等建构主义和人本主义的科学学习理论为指导,尊重人的情感,重视学习者的感受,使信息化学习更适合人的身心健康发展。另外,信息化教学系统的使用单位的领导要重视信息化教学系统建立以后的投入,这样才能使系统真正地发挥其作用,不至于造成系统的空置和浪费。
(5)加强网络的安全防范,做好教学支持服务工作
做好网络的安全防范工作,制定完善的网络规章制度,营造良好的信息化学习环境,严格管理,这是信息化教学中必须考虑的前提条件。另外,在信息化教学中,教师除了应该为学生学习进行组织管理工作之外,还应同时做好教学支持服务工作,深入学生之中,及时了解他们的学习情况,把握他们的思想脉搏,想方设法为他们提供方便,做他们的知心朋友,特别是远在几十公里甚至是几百公里之外的学生,更应为他们及时提供信息和服务。为了能使他们安心学习,消除孤独感,教师通过E—mail、电话等多种途径传送学校、老师和同学们的关心、支持;对于学生中出现的思想包袱和畏难情绪进行及时的沟通和排解,耐心说服,循循善诱,努力做到动之以情,晓之以理,导之以行。例如,针对入学后学生中反映出来的对远程自主教学模式的不适应,教师及时给每位学生分发《教师寄语》,鼓励他们勇敢面对困难,放眼未来,顽强拼搏。
4. 信息化教学的展望
信息化教学的优势已逐渐显现出来并为越来越多的人所重视,我们要大力发展信息化教学,发挥信息技术的优势,将已有的网络教室、校园网、Internet和教学软件充分利用起来,并对它们进行修改和补充,使之真正为教学服务,并使其深入到教学改革中去,这将使我们的教育事业如虎添翼,蒸蒸日上。随着人们观念的更新,网络课件质量的不断提高,软件开发商们的不断成熟,相信在不久的将来,信息化教学会有一个新的飞跃。
【参考文献】
[1]张屹,祝智庭. 建构主义理论指导下的信息化教育[J]. 电化教育研究,2002,1
[2]南国农. 教育信息化建设的几个理论和实际问题[J]. 电化教育研究,2002,10
[3]祝智庭. 现代教育技术学——走向信息化教育[M]. 高等教育科学出版社,2001.9
[4]苑永波. 信息化教学模式与传统教学模式的比较[J]. 中国电化教育,2001,8
一、 让智能电脑机器人走进我们的课堂
随着社会智能技术的发展,智能电脑机器人教育走进我们的课堂已经成为必然趋势,智能电脑机器人技术融合了机械造型、电子传感器、计算机软硬件和人工智能等众多先进技术,而这些充分体现了当代信息技术多个领域的重要内容,更是智能技术的结晶。智能电脑机器人作为学生能力、素质培养的智能平台之一,必将承载起信息技术教学新载体的任务,给信息技术基础教育带来新的活力。 智能电脑机器人教学作用主要体现在以下三个方面。
1.使学生了解智能电脑机器人发展和应用状况,理解智能电脑机器人的概念和工作方式,打破对智能电脑机器人的神秘感,为进一步学习智能电脑机器人技术的有关知识打下基础。
2.使学生掌握为一种智能电脑机器人下载程序方法,了解智能电脑机器人的传感器和驱动装置。体会语言程序是智能电脑机器人的灵魂,学习为智能电脑机器人编写程序,提高学生的分析问题和解决问题的思维能力。
3.通过完成项目任务和比赛项目,使学生在为机器人扩充功能的过程中拓展有关数字电路方面的知识,在组装扩展机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。
鉴于此,智能电脑机器人教育走进课堂的必然性已经在近两年中得到了充分的体现。主要以校外科技活动为动力,在校内以科技活动小组的方式出现,而更深一层的是要以信息技术课内容之一出现在中、小学的信息技术课堂教学上。
二、 智能电脑机器人与程序设计的有机结合
作为信息技术学科教育重要内容之一的程序设计课程在培养学生分析问题、解决问题的能力和培养学生思维创造性等起着得天独厚的作用, 但在强调程序设计教育作用的同时,也应该清醒反思存在的问题。对于初学程序设计的学生来说兴趣是学习的动力,而以往的程序设计媒介很难使初学者看到程序设计的应用效果,体验不到成功的乐趣,这正是程序设计教学中的主要缺陷。
而恰恰正好,我们教学所编写的程序是智能电脑机器人的灵魂,让学生通过为机器人编程序来学习程序设计的知识是程序设计教学入门的最好方法。在学习为机器人编写程序的过程中学生会获得成功的喜悦、会建立成功的信心,从而取得程序设计学习的兴趣。将智能电脑机器人作为程序设计学习的载体,会从根本上解决目前程序设计教学中存在的问题。智能电脑机器人使程序设计的学习与信息技术的前沿领域紧密的结合在一起。 智能电脑机器人对学生引发的程序设计的兴趣还会对算法的学习打下良好的基础,使学生通过程序设计更好的学习有关的算法知识。
三、 智能电脑机器人成为综合能力培养的平台
编写程序是以智能电脑机器人为平台的学习内容之一,在编程序的过程中学生要了解智能电脑机器人的结构功能、工作原理,并根据机器人要完成的某项任务来编写程序。学生要充分了解机器人的各种传感器,通过程序来控制传感器,使机器人感知外界的环境,并对接受的信息做出感应,以使机器人完成规定的任务。学习为机器人编写程序的过程可以用拟人的方法循序渐进的进行。例如:可以将机器人的硬件看作一个刚刚出生的孩子,而学习为机器人编程序的过程是学生赋予机器人行走、避障、避碰、说话、听话、观察等人类行为功能的过程。学生在学习的过程中始终感受着失败的遗憾和成功的喜悦,对遗憾和喜悦的感受必然形成学习的动力和兴趣。
智能电脑机器人作为培养学生综合能力的平台融合了多项先进技术,随着智能电脑机器人作为学习平台在中小学教学中的应用,会有许多针对中小学生的机器人产品应运而生,因此我们要结合基础教育对能力培养的要求来选择智能电脑机器人作为学习平台。智能电脑机器人硬件要具有很好的可扩充性和可塑性,适合学习有关的硬件知识,便于培养学生的动手能力,借助智能电脑机器人学生可以进行多项目的研究性学习,使它成为中小学课程整合的新载体。
四、 让我国中小学信息技术教育走在世界前列
关键词:实践教学体系;创新;实验方法学
近几年,随着计算机在各行各业的快速普及,社会对计算机人才的需求持续增长,对计算机人才解决实际问题和创新能力的要求不断提高。在“十五”和“十一五”实验教学建设项目支持下,我们广泛开展国内外实验教学调研分析,认真解读教育部高等学校计算机科学与技术教学指导分委员会最新制定的计算机专业实践规范,在如何提高计算机专业实践能力方面进行了认真、细致、系统、深入的研究,从实验课程教学体系的制定、实验教学内容的创新、实验教学方法和实验方法学的灵活运用掌握、实验教学软硬件环境的建设以及实践教学团队的建设等方面研究和探讨了增强学生综合创新实践能力、提高社会竞争力的方法和手段。
1着眼大局,构建完善的计算机专业实践教学体系
我们长期跟踪研究美国计算协会(ACM)和电气与电子工程师协会(IEEE)联合推出的计算机教学计划参考方案CC2001、CC2005和CS2008,同时,深入剖析国内外十多所一流大学计算机专业课程体系[1-2],并开展实践教学体系的研究。对比国内外实际情况,我们分析研究国内大学计算机专业的特点和社会环境,并借鉴国内获得良好成果经验的大学计算机专业实践教学体系。经研究分析,我们认为在制定计算机专业本科教学计划时,应将实践教学体系贯穿
前后,在考虑各门类课程设置的同时,加大实践教学所占比例,按照基础验证类实验、课内综合设计类实验、综合课程设计和自主创新实践四个层次贯穿大学四年整个实践能力的培养过程,并通过基础验证类实验加深学生对知识点的理解和把握;通过课内综合设计类实验强化学生对单一课程内相关知识点的融会贯通;通过综合课程设计增强学生综合运用相关系列课程专业知识解决实际问题的能力;通过自主创新性实践培养学生的创新实践能力[3]。这四个层次之间应做到点面结合、配合紧密、循序渐进、突出创新,从计算机硬件、软件、网络三个方面全方位地培养学生的工程实践能力,并通过不断建设和完善教学团队、实践教学方法、实践教学环境和实践教学管理使整个实践教学体系得以有效运转。
这种创新性的实践教学体系科学、可行,能够有效保证实验建设具有先进的水平和显著的效果,同时也为后续实验内容、实验平台、实验组织管理等方面建设奠定了坚实的基础。其中综合课程设计和自主创新实践不仅应在实验内容上结合当前科研方向体现综合性和系统性,强调培养学生具有综合运用所学的多门课程知识解决实际问题的能力,以及系统分析、设计和集成能力,而且在组织和实施上应采用项目团队的方式,帮助学生树立团队精神和协作精神,培养学生的组织能力、创新能力以及良好的科研素质。
作者简介:李晓勇,男,讲师,博士,研究方向为信息安全。
2教学科研相结合,不断创新实验教学内容
计算机专业是一门年轻的学科,新技术的产生和应用层出不穷,实验教学内容设计是否合理将在很大程度上影响学生实践能力的提高以及毕业后的社会竞争力。
教学应紧跟科研发展,根据计算机技术的研究和应用情况不断理顺知识体系,优化实验内容,可以从实验内容类型、实验深度类型和实验广度类型三个角度不断创新实验内容,使学生可以在学校里学习并掌握到最新的知识和工程实践能力。例如,北京交通大学计算机与信息技术学院下的信息安全实验室将科研和教学相结合,紧跟信息安全技术发展趋势,将可信计算平台的最新成果纳入到信息安全的课程教学之中,并鼓励学生自主利用相关知识开发出实际可用的“应用安全控制”产品,克服了传统防病毒技术中的被动性,目前该产品已经用于金融时报等多家媒体单位。
在实验项目的选题和设计上,应以“学以致用”为目标,尽可能与实际应用挂钩,提供丰富的参考题目,并积极创造条件,鼓励和促进学生开展创新活动。以人工智能课程实验为例,为使学生深入理解人工智能的基础理论和基本技术,提高学生利用人工智能技术分析和解决复杂问题的能力,将实验教学的目的从单纯传授知识转向培养学生发现问题的能力、获取知识的能力和创新与创业的能力。在实验内容的设计上,可以智能agent为主线,将人工智能的各个论题处理成机器人(Lego Mindstorms NXT)任务,使人工智能的各个知识点有机整合。在实验室中,学生构建机器人,并编程完成任务。通过构建物理实体并编程控制它,学生有机会直接接触人工智能中的许多中心问题,包括各种搜索与推理方法、知识表示、机器视觉、自然语言理解、机器学习,等等。更重要的是,机器人论题可以提升学生实验兴趣,激励学生进行实验创新,并且帮助学生获得相当大的成就感。
3改革实践教学方法,注重实验方法学
在配套的实践教学体系支撑下,根据不断优化的实验教学内容,应不断研究和革新实践教学方法,综合运用实物验证演示、虚拟实验先行、案例解析等多种实验教学方法,促进学生的实践能力提高与个性发展;充分发挥网络在实践教学中的作用,建立先进的信息化实验教学实施条件,大力推进基于网络的实验教学,鼓励学生进行研究性学习和自主实验。例如,可以在课程的入门实验中,由教师提供一些现成的模块、框架或者代码片段,让学生在此基础上进行实验,使学生集中于关键环节,抓住主要矛盾,避免一开始就陷入繁琐的细节而挫伤学生的积极性。再例如,在计算机系统一级上的实验,可以将跨越数月的综合课程设计分成若干阶段,要求学生以2~5人为单位组成实验小组,分工合作,定期汇报方案和进展,教师分阶段对学生的实验技能进行评价,避免出现实践技能判定的机械性。这一方面锻炼了学生的自主协作研究能力;另一方面通过教师的点评把教师的经验灌输给了学生,可以获得很好的教学效果。
我们在研究中发现,在教授学生实验技能的过程中,教师常常忽略对实验方法学的传授。古语说得好,“授人以鱼,不如授人以渔”。实验方法学的传授,可以让学生站在更高的角度,更全面地去分析、设计和实现实验内容。在学生进行实验准备、实验设计、实验操作以及实验考核的整个实验过程中,实验指导教师可以在实验设备、实验方案、实验手段以及实验检测方法的选取上有针对性地从实验方法学的角度讲授方案论证、设计原则和实践经验。例如,在进行计算机硬件相关实验时,很多时候需要使用触发器和计数器等元器件,触发器和计数器的型号繁多,不同型号的元器件对器件功能实现、功耗指标、环境要求等方面都存在不同的影响,那么,教会学生如何根据实验要求选取合适的实验器件应该是教师重点关注的地方。又例如在网络工程的组网实验中,应教会学生如何在HUB、二层和三层交换机、路由器、防火墙等网络硬件设备中选取最适合的设备,达到功能完善、经济实惠、可扩展性强、安全可靠等目标,以完成实用性地组网训练,而不仅仅是纸上谈兵。将实验方法学的讲授贯穿整个实践教学体系,逐步培养学生的实验素养,对提高学生的自主创新能力,增强社会竞争力将具有显著的效果。