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一、数字化引领教育技术化
当今社会已逐步进入数字化时代,这就要求教师必须引领学习者学会学习、学会合作,从而使得学习者能够充分挖掘出自己的独特潜能与创造性。相应的,教师的教学模式也需要从传统的集体授课改变为能依据学习者的个性化特点进行定制,教师的授课习惯需要实现从关注教材的呈现到重点分析不同学习风格的学习者需求的转变,让学习者变被动学习为主动学习;并成为合作学习者。
教育是人之自我建构的实践活动,而技术也是人类发展的产物,是使人成为人的一个基本条件,必然先天地以人的价值判断、以人的需求为其存在和发展的基本前提。因此,教育技术的存在基础是教育与技术之“和”―――使学习者不断“文化”和“人化”,从使得教育与技术相互交叉融合。例如美国新版NETS•T中十分注重数字化环境中教师教学设计能力的完备。数字化的学习教育环境使得教育逐步呈现技术化的特征。
顾名思义,技术是指人类为了某种目的或者满足某种需要而人为规定的物质、能量或信息的变换方式及其对象化的结果。技术规定了如何将一种物质(形态)变换为另一种物质(形态),将一种能量变换为另一种能量,将一种结构、形态的信息变换为另一种结构和形态。教育技术化是指在教育与技术“之间”的,特征式微妙转化,“教育技术”不在教育中而是更多地体现在技术中。同时,“教育技术”是教育与技术的相遇,“教育”是实质内容,原本作为载体的“技术”也日益呈现教育的特征。在此前提下,教育与技术相济相合,育生教育技术,并促使其发展。另一方面,教育对技术的要求是不同的,因为技术是多维的,人的价值和需要也是多层次的。
二、教师在教育技术化过程中的作用
有学者指出,作为教育功能的技术要同时满足两个条件:一是解决学习者学习效率的问题,二是解决技术应该怎样为学习者人文化服务的问题。而教师恰恰在这两者的兼具方面具有天然的优势。
如前所述,进入新世纪,数字化技术日新月异,此中教师运用其学科知识教和学,并运用数字化技术更新教学理念和模式,以便获得促进学习者学习、激发学习者创造力与创新性的经验。可以说,新时代的优秀教师必然应成为数字化时代工作和学习的表率,教师应展现出全球化和数字化社会中具有创新精神的专业工作者所应具备的知识、技能与工作方法。
通过展示与推动有效运用数字化工具和资源,教师可以不断提高自身的专业实践,树立终身学习的典范,在学校和专业共同体中表现出领导力。如果说20世纪末还可以成为传统学习方式和数字化( E - learning)学习方式的混合。如今后者已明显在挑战前者的管有地位。例如我们说教师最常用的技术是PPT,而PPT的主要功能之一是代替粉笔黑板来呈现课堂讲授内容。但如果教师固步自封,就会造成教师改革理念的滞后,并由此引发对其他先进技术的降格使用,这在很大程度上限制了教育技术的深层影响。
在当今教育技术化的过程中,教师必须拥有一定的信息化教学设计能力,以培养学习者具有高度创造力为目标,能够决定何时选择何种技术,从变革需求出发,创建有效的数字化学习环境,架设满足学习者个性化学习的平台,改变学习方式、学习文化以及相应的组织方式与学习关系。
这一点在语料库语言学领域体现比较明显,数据驱动语言学习是语料库应用于语言教学中的一种教学模式。这种教学模式使得教师可以建立在语料库的研究基础上,同时吸纳语言习得和认知科学的研究成果。在语料库语言学的授课教师看来,教学研究所依赖的真实语言数据只是一种社会语言现象,这种可观察、可量化和可描述的数据是探索社会文化语境中语言的意义与功能时最为直接和有效的数据,教育在这里已经体现出明显的技术化特征。
三、有效利用教育技术化的价值特征
柯利认为,技术本身不负载价值,而是在技术的使用中,人的思想意识和经济利益导致了技术的价值负载。教师作为数字信息化社会教育技术的使用者,教育技术化对教师提出了更高的要求。教师要不断地提高自身的素养,合理运用信息技术进行教学,掌握好各项技能的使用。在人工智能、虚拟现实等技术飞速发展的今天,信息技术替代了教师的部分教学活动,但不管技术怎样发展,在教育这样的人文学科,更注重的是人本主义的发展,信息技术不可能完全替代教师在教育中的地位。发挥教师的主观能动性,有效利用教育技术化的价值特征,正确处理信息技术与教育的关系是信息时代对教师和教育工作者提出的新的挑战。此外,学校的管理人员也要正确地对待信息技术,因地制宜地选择合理的技术推动教育的发展,发挥其价值的正向导向作用,而不能过分强调信息技术在教育中的作用,须知技术是手段,达到教育的发展才是最终的目的。
有学者成技术化是人类存在的方式。只要人存在,他就要追求自由,而人类追求自由离不开技术化。教育的技术化必然使得教育技术学成为显学,而教育技术的出现不仅仅改变了教育实践的面貌,而且也会带来理解教育的新方式―――一种基于复杂性理论和开发取向的理解方式。
参考文献:
[1]安涛,谢英军.关系思维视野中的教育技术图景.电化教育研究,2009,(10):10-14.
[2]程桂芳,徐恩芹.新版NETS•T对我国教师教育技术培训的启示.继续教育研究,2009,(11):59-60.
一、数字化引领教育技术化
当今社会已逐步进入数字化时代,这就要求教师必须引领学习者学会学习、学会合作,从而使得学习者能够充分挖掘出自己的独特潜能与创造性。相应的,教师的教学模式也需要从传统的集体授课改变为能依据学习者的个性化特点进行定制,教师的授课习惯需要实现从关注教材的呈现到重点分析不同学习风格的学习者需求的转变,让学习者变被动学习为主动学习;并成为合作学习者。
教育是人之自我建构的实践活动,而技术也是人类发展的产物,是使人成为人的一个基本条件,必然先天地以人的价值判断、以人的需求为其存在和发展的基本前提。因此,教育技术的存在基础是教育与技术之“和”———使学习者不断“文化”和“人化”,从使得教育与技术相互交叉融合。例如美国新版NETS•T中十分注重数字化环境中教师教学设计能力的完备。数字化的学习教育环境使得教育逐步呈现技术化的特征。
顾名思义,技术是指人类为了某种目的或者满足某种需要而人为规定的物质、能量或信息的变换方式及其对象化的结果。技术规定了如何将一种物质(形态)变换为另一种物质(形态),将一种能量变换为另一种能量,将一种结构、形态的信息变换为另一种结构和形态。教育技术化是指在教育与技术“之间”的,特征式微妙转化,“教育技术”不在教育中而是更多地体现在技术中。同时,“教育技术”是教育与技术的相遇,“教育”是实质内容,原本作为载体的“技术”也日益呈现教育的特征。在此前提下,教育与技术相济相合,育生教育技术,并促使其发展。另一方面,教育对技术的要求是不同的,因为技术是多维的,人的价值和需要也是多层次的。
二、教师在教育技术化过程中的作用
有学者指出,作为教育功能的技术要同时满足两个条件:一是解决学习者学习效率的问题,二是解决技术应该怎样为学习者人文化服务的问题。而教师恰恰在这两者的兼具方面具有天然的优势。
如前所述,进入新世纪,数字化技术日新月异,此中教师运用其学科知识教和学,并运用数字化技术更新教学理念和模式,以便获得促进学习者学习、激发学习者创造力与创新性的经验。可以说,新时代的优秀教师必然应成为数字化时代工作和学习的表率,教师应展现出全球化和数字化社会中具有创新精神的专业工作者所应具备的知识、技能与工作方法。
通过展示与推动有效运用数字化工具和资源,教师可以不断提高自身的专业实践,树立终身学习的典范,在学校和专业共同体中表现出领导力。如果说20世纪末还可以成为传统学习方式和数字化(E-learning)学习方式的混合。如今后者已明显在挑战前者的管有地位。例如我们说教师最常用的技术是PPT,而PPT的主要功能之一是代替粉笔黑板来呈现课堂讲授内容。但如果教师固步自封,就会造成教师改革理念的滞后,并由此引发对其他先进技术的降格使用,这在很大程度上限制了教育技术的深层影响。
在当今教育技术化的过程中,教师必须拥有一定的信息化教学设计能力,以培养学习者具有高度创造力为目标,能够决定何时选择何种技术,从变革需求出发,创建有效的数字化学习环境,架设满足学习者个性化学习的平台,改变学习方式、学习文化以及相应的组织方式与学习关系。
这一点在语料库语言学领域体现比较明显,数据驱动语言学习是语料库应用于语言教学中的一种教学模式。这种教学模式使得教师可以建立在语料库的研究基础上,同时吸纳语言习得和认知科学的研究成果。在语料库语言学的授课教师看来,教学研究所依赖的真实语言数据只是一种社会语言现象,这种可观察、可量化和可描述的数据是探索社会文化语境中语言的意义与功能时最为直接和有效的数据,教育在这里已经体现出明显的技术化特征。
三、有效利用教育技术化的价值特征
柯利认为,技术本身不负载价值,而是在技术的使用中,人的思想意识和经济利益导致了技术的价值负载。教师作为数字信息化社会教育技术的使用者,教育技术化对教师提出了更高的要求。教师要不断地提高自身的素养,合理运用信息技术进行教学,掌握好各项技能的使用。在人工智能、虚拟现实等技术飞速发展的今天,信息技术替代了教师的部分教学活动,但不管技术怎样发展,在教育这样的人文学科,更注重的是人本主义的发展,信息技术不可能完全替代教师在教育中的地位。发挥教师的主观能动性,有效利用教育技术化的价值特征,正确处理信息技术与教育的关系是信息时代对教师和教育工作者提出的新的挑战。此外,学校的管理人员也要正确地对待信息技术,因地制宜地选择合理的技术推动教育的发展,发挥其价值的正向导向作用,而不能过分强调信息技术在教育中的作用,须知技术是手段,达到教育的发展才是最终的目的。
有学者成技术化是人类存在的方式。只要人存在,他就要追求自由,而人类追求自由离不开技术化。教育的技术化必然使得教育技术学成为显学,而教育技术的出现不仅仅改变了教育实践的面貌,而且也会带来理解教育的新方式———一种基于复杂性理论和开发取向的理解方式。
参考文献:
[1]安涛,谢英军.关系思维视野中的教育技术图景.电化教育研究,2009,(10):10-14.
[2]程桂芳,徐恩芹.新版NETS•T对我国教师教育技术培训的启示.继续教育研究,2009,(11):59-60.
中图分类号:G641 文献标识码:A
随着我国高等教育的进一步发展,当代大学生思想政治意识薄弱的问题已经收到社会各界的广泛关注,同时也引起了众多专家与学者的思考。不断提高高校思想政治教育的质量和效率成为众多高校必须重视的问题。
在新的时代背景下,新媒体技术与设备已经被广泛应用于现代教育领域,并且已经取得不俗的成绩。因此,在高校思想政治教育中充分利用新媒体技术和设备是时展的必然趋势。
基于此,本文在此浅谈新媒体环境下的高校思想政治教育手段,以期能够为有关人士提供有益参考与借鉴,促进高校思想政治教育的发展,并有效提高学生的思想政治意识。
1利用新媒体拓宽高校思想政治教育平台
从根本上说,新媒体是新的技术支撑体系下出现的媒体形态,如数字杂志、数字报纸、数字广播、手机短信、网络、桌面视窗、数字电视、数字电影、触摸媒体等。相对于报纸、广播、电视、杂志四大传统意义上的媒体,新媒体被形象地称为“第五媒体”。
在传统的高校思想政治教育中,教师只能通过教材、黑板以及简单的多媒体设备开展教学,这使得思想政治教学具有明显的局限性,受到教学平台的束缚。在此基础上,教师通常只能够在课堂教学中采用讲授的方式开展思想政治教育,使得思想政治教育具有一定的枯燥性,难以提高学生的兴趣和积极性。
在新媒体环境,教师完全可以利用数字广播、网络、数字电视等途径拓宽高校思想政治教育的平台,使其变得更加生动趣味,提高教学的质量和效率。
例如,在高校思想政治教育中,教师可以开设网络平台,通过网络平台相关的文章、图片或者视频,使学生能够在进入网站后观看到这些内容。在网络平台中,学生可以观看教师准备的思想政治素材,也可以在网站中进行站内的交流与探讨。
换言之,教师就是利用新媒体技术和设备,将高校思想政治教育发展到网络平台上,使网络平台成为了新的教育平台。在这个平台中,教师能够更灵活地使用图片、音乐和视频等形式开展更生动的思想政治教育。
又如,充分利用微博开展高校思想政治教育已经成为众多高校的选择,并且取得一定的发展。从根本上说,这种做法就是将新媒体背景下产生的微博作为新的教学平台,促进了高校思想政治教育的发展与进步,发挥出新媒体的优势。
2利用新媒体增加高校思想政治教育的生动趣味性
教师应该充分利用新媒体技术和设备提高高校思想政治教育的生动性和趣味性,使课堂教学充满活力,在更加轻松和谐的教学氛围中调动学生的学习积极性,并有效提高教学的质量和效率。
如上文述及,传统的高校思想政治教育具有一定的枯燥性。一方面,思想政治教育过于依赖教材内容,其本身就是一种文字类学科,教师需要通过大量的讲述进行教学。另一方面,部分学生和教师对思想政治教育的重视程度不够,从主观上不愿意参与到教学中,使得思想政治课堂的活力更低。
在这种背景下,高校思想政治教育得不到学生的支持与配合,无法维持课堂的活力,也就导致教学质量不断下降。在新媒体环境下,教师应该发挥新媒体的优势,对高校思想政治课堂进行填充。
例如,教师可以在高校思想政治课堂教学中利用新媒体设备为学生播放社会焦点的时政问题,让学生通过观看视频、图片等有深刻的认识和感受。在此基础上,教师就可以引导学生进行积极的讨论与交流,让学生更加关注时政问题,并在探讨中提高学生的思想政治意识,使学生养成关注时事、关心国家的意识和习惯,逐步提高学生的思想政治意识。
3利用新媒体传播正能量
要切实提高学生的思想政治意识,高校以及教师应该从大的环境开展工作,应该让学生沐浴在充满正能量的环境中,逐步洗涤学生的心灵,使学生的人生价值观变得更加正确和长远。
因此,教师可以充分利用新媒体传播正能量,营造充满正面意识和正能量的环境。一方面,高校可以通过手机短信的方式给学生发送正面的话语或者正面积极的新闻,利用手机短信的高传播能力使学生受到正面积极的感染。
另一方面,高校应该建立专门的思想政治教育网站,通过网站大量正面积极的信息,并引导学生进行积极的交流与讨论。
在这种背景下,高校学生才会对正面积极的信息进行研究,才会在高校校园中形成一种好的风气和氛围,使学生耳濡目染,不断提高自身的思想政治意识。
4结束语
总的来说,新媒体相比与传统媒体具有更大的优势,它能有效提高高校思想政治教育的质量和效率。这就需要教师在实践过程中不断总结与交流,进一步发挥出新媒体的效力,促进高校思想政治教育的发展与进步。
李奕处长说:“基础教育的发展,需要更多理性的依据,要做出教育的化验单,获得诊断的说明书,从而提高教育教学效率。”从教育的某些特点来看,目前的教师更像一个中医,要“望、闻、问、切”,凭自己的工作经验,看出孩子的特点、能力、性格。上课过程中,教师凭着孩子的举手、眼神、发言、动作、反应,师生的互动,语言的沟通,了解孩子的理解力、问题点。随着社会的发展,信息化水平的进步,人的成长环境越来越丰富、越来越多样化,如果仅凭直接采集信息、目光交流来把握学生的特点,显然是不够的。由此,我们会发现,传统教学方式应对现在的教育改革,应对现在孩子成长的方式,多少有些乏力之处,可能有的问题,教师没讲学生就会了,或者教师讲了半天,学生并不真正“解渴”。对于这些学生不太了解、需要了解的知识点和问题点,我们如何诊断出来?考试固然是个好办法,但相比较而言,数字技术的应用更是一个科学的办法。用数据说话,应用不同的数据点,翔实地分析出问题点,帮助诊断学生,在教育管理、教育教学中更有针对性,可以用最少的作业量、最少的能量消耗,获得最佳的效益。
李奕处长说:“基础教育的发展,需要更多理性的依据,要做出教育的化验单,获得诊断的说明书,从而提高教育教学效率。”从教育的某些特点来看,目前的教师更像一个中医,要“望、闻、问、切”,凭自己的工作经验,看出孩子的特点、能力、性格。上课过程中,教师凭着孩子的举手、眼神、发言、动作、反应,师生的互动,语言的沟通,了解孩子的理解力、问题点。随着社会的发展,信息化水平的进步,人的成长环境越来越丰富、越来越多样化,如果仅凭直接采集信息、目光交流来把握学生的特点,显然是不够的。由此,我们会发现,传统教学方式应对现在的教育改革,应对现在孩子成长的方式,多少有些乏力之处,可能有的问题,教师没讲学生就会了,或者教师讲了半天,学生并不真正“解渴”。对于这些学生不太了解、需要了解的知识点和问题点,我们如何诊断出来?考试固然是个好办法,但相比较而言,数字技术的应用更是一个科学的办法。用数据说话,应用不同的数据点,翔实地分析出问题点,帮助诊断学生,在教育管理、教育教学中更有针对性,可以用最少的作业量、最少的能量消耗,获得最佳的效益。
化学是一门以实验为基础的学科。随着科学技术的不断发展,传统瓶瓶罐罐实验已经不能满足化学实验要求,新型的数字化实验已深入社会生产和生活的各个领域,对我们化学课堂也产生了重大的冲击。数字化实验教学一方面弥补了传统实验工具的缺陷,使实验的方法更加先进,实验的数据更加准确,实验的步骤更加清晰;另一方面,革新了化学实验仪器与方法,拓展了化学实验的内容。为我们的教学提出更高的要求,是教学改革的前沿课题。
例如,在笔者执教的选修教材《原电池》一课中,将数字化实验与课堂教学完美结合,帮助学生在发现问题、解决问题的过程中提供精确、直观的数据依据。从教学思维的设计上,紧密围绕原电池,经历“回顾―体验―改进―应用―畅想”,线路清晰,环环入扣;从传感器的使用上,电流传感器明显地体现出电流的微弱变化和整体趋势,温度传感器有力地证明了能量转换中热量的损失,从而完成了实验设备上的升级导致的思维上的突破;最后实验的创新环节,“橘子瓣”继续点亮学生的灵感,成功地化解了“离子交换膜”这一难点。
本节课教学最大的思维难点是学生将脑海中的单液原电池转变为双液原电池,为什么要进行改装,单液原电池的弊端在哪里,传统的教学实验仪器难以让学生观察到电流的递减。而利用数字化实验成功地突破了这一教学难点,利用电流传感器测定电流的细微变化,同时增加改变电极间距、相对面积、硫酸浓度,看电流的变化走势,让电流的递减不再是纸上谈兵,利用数字化传感技术,采集到实验过程中的完整数据,让学生感受到实验过程中的数据变化,从而使我们的化学实验从定性升华到定量,整节课在设计理念上符合新课标的指导思想,整个教学过程中充分调动学生学习的积极性和主动性,将数字化实验与课堂教学完美结合,教学理念新、教学设计新、教学技术新,是一节成功的探究型高效课堂。
其实,数字化实验除了在原电池教学中的应用外,在很多定量试验中都有应用,比如电解质溶液、强弱电解质、盐类水解、中和反应中的热效应、各种溶液导电性的测定、酸碱中和滴定、温度对弱电解质电离的影响,另外与实际生活相关的学生探究性实验,比如水质测定、饮料成分测定、碘盐中含碘量的测定等等。再或者利用PH传感器解决盐类的水解、电离平衡的影响因素问题;利用电导率传感器解决稀释过程中弱电解质的电离、导电能力问题;利用色度传感器测有色溶液的浓度、硫氰化铁化学平衡的移动等,都可以作为我们后续探索的素材。当然绝对不能避重就轻,不能为了使用“新式武器”而抛弃传统实验手段,毕竟要以有利于教学为基本出发点。
数字化实验平台主要是由传感器、计算机、数据采集器以及系统软件等构成,在教学中应用数字化实验能够将传统模式下的实验不足之处加以弥补,能够将化学反应以及现象的本质逐步地转化成为能够进行监测的信号,这样也有利于学生对化学反应的本质规律的深入认知与研究,并且数字化实验系统也具备了直观、先进、准确、实时等诸多方面的特点,也能够提高教学效率。只要教师充分发挥自己的聪明才智,提升教学理念和利用现代化实验仪器的技能,才能促进高中化学实验教学的发展。我们相信,未来的化学教学中,传感器一定会“器为我用”,大有可为,大有可观。
一、课例剖析
1.授课地点及基本配置:某农村中心小学科学教室,此教室配有投影仪、计算机、数字白板等基本的多媒体设备供教师使用。
2.授课内容:《能量的转换》(苏教版小学科学六年级下册第五单元第二课)。
3.教学过程。
(1)创设情境,激发学习兴趣
师:在上节课里我们讲到各种各样的能量都有着不同的作用,其实能量之间是可以相互转换的。老师想和大家做个小游戏,现在请大家和我一起搓搓手,说说你在搓手时有什么样的感觉?请同学们边做游戏边思考。
学生搓手,然后描述自己的感觉。
师:许多同学说在搓手的时候,自己会感觉到手心慢慢变热,这是能从什么形式转换成了什么形式?
学生回答,教师板书:搓手:机械能热能 + 声能。
师:那么除了我们刚才提到的机械能和热能之外,你还知道哪些能量?
学生回答。
师:刚才同学们说了很多种能量,那么请大家想一想,打开电视,能量从什么形式转换成了什么形式?
学生回答,教师板书:打开电视:电能 光能 + 声能。
师:像这样,能量由一种形式转换成其他形式的过程,就叫作能量的转换。
教师板书:能量的转换。
点评:教师对导入环节的设计,力图让学生通过身边的生活实例弄清能量的转换是什么。但是,教师在具体的教学过程中对于信息技术的应用非常简单,仅是以静态的图片作为提示,降低了导入的生动性,无法激发学生更多的研究兴趣。教师若是利用一个简短的小视频,为学生介绍一下平时经常会碰到的能量转换的情况,不仅可以吸引学生的注意力,还可以使学生由此发散自己的思维。
(2)动手实验,能量如何转换
师:下面我们通过一个小实验“燃烧的花生米”来看看能量是如何转换的。请大家对照书本上的步骤或阅读我为大家呈现的步骤,利用桌子上提供的材料进行实验。
学生分组进行实验,教师巡视指导。
学生代表总结实验现象,描述能量是如何转换的。教师板书:花生米燃烧:化学能热能 + 光能。
点评:这个小实验简单易操作,让学生亲历科学探究的全过程,从中获得科学知识。教师在这一过程中,对于信息技术的应用同导入环节类似,只是对学习内容的简单呈现,且呈现的具体材料与课本完全一样,使这部分信息技术的应用变得可有可无,失去其意义。为了让学生可以更透彻地了解能量到底是如何转换的,教师首先可以通过视频配合讲解的方式,为学生示范整个实验过程,这样不仅节约教师的重复解释时间,还可避免部分学生由于无法理解字面或语言意思而影响实验的顺利进行。在学生总结实验现象后,教师可利用动画等方式为学生生动展现整个能量转化的过程,让学生真正看到在实验过程中所产生的变化,更深层次地理解整个能量转化的过程。
(3)实际应用,巩固新学知识
师:请大家看看书上的图片,在这幅图中隐藏了许多能量转换,我们来试着描述能量是如何相互转换的。你们看,太阳的能量以光能的形式辐射到地球上的植物上,植物接收了来自太阳的光能,再把光能转换成化学能储存在植物体内……现在请大家仔细观察,说说这幅图中到底藏着哪些能量,它们又是如何转化的,请大家一起把这个过程描述出来。
小组讨论,教师巡视指导。
指名学生选择一种或几种进行回答。
师总结:太阳的能量以光能的形式辐射到地球上的植物,植物接收了来自太阳的光能,并转换成化学能储存在植物体内;我们人类吸收植物的化学能转换成机械能;发电机把机械能转换为电能;电热水壶把电能转换为热能和声能。
点评:在巩固新知阶段,教师通过探究式教学方法,与学生共同讨论梳理图上的一系列复杂而连贯的能量转换过程。教师活用教材,让学生结合实际生活经验,解释图中所含有的转化,使他们的头脑更精确化更科学化,并能够用科学的眼光看待生活中的问题。但是教师在信息技术的应用中,并未对这部分内容进行分解,而是采用简铺的方式直接呈现,使学生在几种不同能量转化间出现了模糊或混乱的现象。为防止将学生刚刚梳理好的转换过程打乱,教师可利用信息技术分步呈现转化过程,让学生明确有些转化是同时进行的,有些则存在着先后顺序。
(4)制作能量转换玩具:飞旋的扣子
师:能量的转换除了可以像刚才那样进行解释,还可以通过具体的模型来解释,老师这有一个玩具,这个玩具叫作“飞旋的扣子”,大家想不想自己动手做一做?老师为大家准备了一些材料,现在请大家小组合作,参照课本56页上的详细步骤进行操作。
学生分组制作,教师巡视指导。
学生玩过后交流讨论:说说科学原理,其中的能量发生了怎样的转换。
评价:动手操作做小玩具,是本课教学内容的闪光点,教师基于学生的发展水平和认知特点,让学生在游戏中发现能量的转换,使得学生的学习热情再次被点燃。教师在这一环节中,未使用任何信息技术,但仍可以较为高效地组织好教学活动,由此我们可以认识到信息技术的使用是为了更好地辅助教师课堂教学,让学生对所学知识有更为透彻的掌握,而不是为了使教学活动复杂化,让信息技术变成画蛇添足的工具。
二、思考:农村小学教师信息技术应用能力究竟如何
“教无定法,贵在得法”,学科不同,特点也不尽相同,我们很难得出统一的信息技术使用模式。但是,无论哪个学科、哪个老师所开展的教学,其应该达到的应用能力是相同的。在这节课中,教师使用了信息技术,但总的来说使用情况并不太理想,由此也暴露出目前农村小学教师信息技术应用能力的现状及存在的问题。
(一)信息技术素养有待提高
在以往的传统教学中,教师会将大量时间放在语言描述和板书等方面,语言陈述的内容虽多,但是对于学生而言无法直观地看见,仍会对知识的理解存在难度。导致一节课下来,学生抓不住重点,无法真正将学习内容与自己的生活相联系,难以取得好的教学效果。而如果教师能够合理应用信息技术,能在较短的时间内为学生提供大量的自然、科学知识,便于学生开拓视野,更有利于把前后知识联系起来。由于国家大力扶持农村教师进行教育培训,使得多数农村小学教师已经具备多媒体技术和网络技术的基本常识,并能够较为熟练地应用网络搜集教学资源,但在实际教学中对于信息技术的使用上仍局限在对教学内容的简单呈现,并未做到将信息技术和传统的教学进行有机“融合”。教师若是不具备较高的技术素养,那么他们对于信息技术的应用将会始终浮于课堂教学之上,无法将信息技术所具有的高效性、便捷性和信息丰富性等优势与传统教学有机地融合起来,也就无法真正发挥出信息技术的独特优势及教育效果。
(二) 信息技术应用意识薄弱
教师信息技术应用意识的强弱直接体现在整个教育教学过程中。教师信息技术应用意识的强弱可从如下几个方面来判断:首先表现在对信息技术对于教育教学的重要性的认识程度上。其次,是否能够合理应用信息技术和信息资源并具有发挥网络优势的积极态度。再次,是能否理解信息技术对教师专业发展的作用并积极通过各种方式学习和利用信息技术。笔者通过调查发现,目前农村小学教师已经意识到良好的信息技术素养对提高教育教学质量有着重要意义,然而将信息技术运用于实际教学的意识仍旧比较薄弱,许多教师在上公开课时才会选择使用,在平日的常态课中,教师通常会以备课量加大、素材收集费时费力、授课过程中设备或技术资源容易出现故障等问题,逃避或畏惧使用信息技术,从而拒绝学习和提高自身信息技术素养,习惯于坚守传统的教学模式。
(三)信息技术应用方式单一
作者简介:李磊(1981-),男,河南南阳人,郑州大学物理工程学院,讲师;杨洁(1983-),女,河南商丘人,郑州大学物理工程学院,讲师。(河南 郑州 450001)
基金项目:本文系2012年度教育部大学生创新创业训练计划课题(项目编号:1210459084)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)23-0056-02
“数字信号处理”课程是电子信息、通信工程、自动化工程及相近专业必修的专业课,在电气工程、测控技术、计算机技术等领域得到了广泛应用。[1]当前国家越来越重视大学生的创新意识和实践能力的培养。通过实施教育部大学生创新创业训练计划和卓越工程师计划,促进高等学校转变教育思想观念,改革人才培养模式,强化创新创业能力训练,增强高校学生的创新能力和在创新基础上的工程实践能力,培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。为了提高学生的创新意识和应用知识解决实际问题的工程实践能力,需要调整“数字信号处理”课程的教学内容,引入新的教学手段和教学方法来提高学生学习的积极性,这是专业基础课教师所面临的重要课题。笔者介绍了一种针对本科生教学的分层教学模式,突破单一的理论灌输的教学弊端,显著提高学生们学以致用的能力,并运用实例介绍了这种分层教学模式。
一、“数字信号处理”课程教学现状
数字信号处理是一门理论性很强的课程,内容抽象,公式繁多,课程内容涉及很多数学推导与计算。目前,传统的教学模式主要存在以下问题:[2,3]
1.教学内容过度重视理论推导,不注重理论和实践相结合
国内大学的很多任课老师往往注重讲授公式性质、定理的由来,注重理论的严谨与正确性,这势必大大占据有限的授课时间。这种教学思路使课程陷于数学推导和计算,而使学生感到枯燥乏味,抓不住重点,教学效果大打折扣。
2.课程实验内容单一,与工程实践还有距离
课程实验内容一般都以MATLAB软件作为仿真平台,对课程中的时域离散信号、系统的时频域理论和数字滤波器设计理论进行仿真实验。诚然,MATLAB仿真软件作为信号处理的实验手段,具有信息量大、形象直观的特点,在很大程度上补充了单一的理论教学模式。但是仿真手段毕竟是理论的数学编程,还是脱离了工程应用的实际背景。仿真不能完全取代本课程的实验和实践内容。算法仿真内容过于形式化、过于简单,只能作为工程实践的前期阶段设计内容。
二、分层教学法原则与内容
传统的数字信号处理课程大多只讨论算法的理论及其推导,较少涉及工程实现方法及相应的软硬件技术。大学的教学应是理论教学、实践教学和科学研究为一体的,实践教学作为理论和科学研究的桥梁,是现有理论的源头,也是未来科研开拓的基础。理论课程应实现教学形式的多样化,包括多种实验、课程设计、科技竞赛和创新活动等。数字信号处理课程可以分为理论学习,算法仿真,数字信号处理工程应用平台实验,课题为导向的数字信号处理课程工程实践拓展训练四个层次。[4]
1.第1层:理论学习
广义来说,数字信号处理是研究用数字方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、调制、解调以及快速算法的一门技术学科。目前本科生只是学习经典的数字信号处理理论,主要包括有关数字滤波技术、离散变换快速算法和谱分析方法。因为教学时间有限,现代信号处理或者数字图像处理的内容只能根据项目需求有针对性进行学习和研究。教师可以鼓励学生去搜索相关文献,查找资料,激发他们的自学热情和能力。
2.第2层:算法仿真
算法仿真往往是电子信息工程实施以前必经的重要阶段。MATLAB语言具有强大的科学计算和可视化功能。它作为数字信号处理的有力助手,成为教学的重要部分。其以矩阵运算为基础,具有丰富的数值计算功能,强大的绘图功能,更重要的是具有完备的数字信号处理函数工具箱。比如FIR滤波器的设计,包含三种方法:程序设计法、FDATool设计法和SPTool设计法。其中FDATool(Filter Design & Analysis Tool)是MATLAB信号处理工具箱专用的滤波器设计分析工具,操作简单、灵活,可以采用多种方法设计FIR和IIR滤波器。在MATLAB命令窗口输入FDATool后回车就会弹出FDATool界面。SPTool是MATLAB信号处理工具箱中自带的交互式图形用户界面工具,它包含了信号处理工具箱中的大部分函数,可以方便快捷地对信号、滤波器及频谱进行分析、设计和浏览。学生可以采用MATLAB进行电子工程中算法的前期仿真,然后将MATLAB程序转换成C语言移植到硬件平台上。
3.第3层:数字信号处理工程应用平台实验
数字信号处理算法需要借助特有的硬件平台实现工程应用,采用的编程语言一般是C语言。目前数字信号处理系统的硬件实现方式一般有三种:(1)利用通用可编程DSP芯片进行开发的方式。由于是采用基于C语言进行编程,算法实现过程简单,但资源受到限制,并行度差。(2)采用专用集成电路ASIC方式进行开发。虽然效率高,但开发流程长,成本高,开发出来的系统不能更改。(3)采用FPGA芯片进行开发。可以提供高效率和高质量的数字系统。在实际硬件平台选型中,使学生能够对单片机、ARM、DSP、FPGA的应用领域加以区分,从而更加深刻认识到DSP和FPGA实现数字信号处理的巨大优势。
4.第4层:课题为导向的“数字信号处理”课程工程实践拓展训练
课题为导向的教学模式是提高学生实践能力的新型教学模式。它以大学生创新实验项目为平台,以基于案例为教学模式,以科学研究的方式组织和引导学生获取和运用知识,培养学生创新性思维和分析解决问题的能力。这种方式克服了教学和实验中单纯模仿的弊端,发挥学生的主观能动性,拓展学生的眼界,引导学生解决开放性问题,促使学生不断提出新问题、发现新问题和解决新问题。
以上这四个层次并不是单一的顺序递进关系,而是不断交互的关系。比如工程实际问题的解决过程往往促使学生回归理论学习层次去深入研究,反过来能够更好地去解决工程实践中遇到的技术难题。算法仿真采用的MATLAB语言需要转换成数字信号处理工程应用平台实验使用的C语言进行移植,这也需要第二层和第三层内容的不断交互。
三、教学实例
为了实现对学生实践能力的综合培养、潜力开发和工程创新精神的激励,学校积极为学生们搭建工程实验平台,为学生参加“全国电子设计竞赛”、全国挑战杯、大学生创新实验计划项目等活动奠定基础。下面基于教育部大学生创新实验课题“基于麦克风阵列声源定位的动态视频跟踪系统”来例证“数字信号处理”课程的分层教学模式。[5]
首先,学生们经过调研确定项目需求,选取合适的算法模型进行研究。基于课题驱动的教学模式促使学生从需求这个工程项目源头进行考虑。经过广泛的调研,学生们发现在日常生活中,常规的摄像头监控系统的摄像头安装是固定的,监控方位是静态的,只能监控有限的方位区间。这样的监控系统监控方位区间狭窄,难免存在很大的监控盲区,无法很好地实现监控功能。由人类的耳朵和眼睛协调工作的仿生原理得到启发,人类的耳朵相当于一个二元声音传感器阵列,捕捉到声源信息,通过大脑判断,得到声源的方位信息。然后驱动我们的脖子扭转到声源方向,我们的眼睛就可以实时看到声源目标,做出视觉的判断。为此,学生们用微型麦克风阵列来代替人耳,用一个步进电机来代替脖子,用摄像头代替眼睛,用DSP处理器来代替人脑实现信号的运算处理和控制功能,从而实现一个基于麦克风阵列声源定位的动态视频跟踪系统,如图1所示。这样,该视频监控系统通过麦克风阵列进行多传感器联合信号处理,可以首先根据声源的声音有无来判断是否启动监控,再通过声源的方位可以驱动步进电机,自动转动摄像头跟踪实时运动的目标,实现无盲区、全角度实时自动监控。
算法模型的确定促使学生广泛阅读文献,最终找到了阵列信号处理理论作为麦克风阵列数学建模的理论基础。通过MATLAB仿真分别分析了仿真的宽带音频信号和实验采集的音频信号,验证理论模型和实验结果能够很好地匹配。该本科生研发团队把宽频声音信号的特点和传统的远场声源方位估计算法相结合,依据到达时间差的声源定位原理,提出了一种频域波束形成算法,系统框图如图2所示。系统上电后,多路麦克风分别接收音频信号,并进行采样缓存,送入DSP处理器中进行端点检测,如当前信号为噪声或无用信号,则丢掉已采集的信号帧数据;如检测到有用信号,则对其进行频域波束形成和进一步处理,最后采用基于能量值的谱搜索算法计算出声源的方位,从而控制步进电机驱动摄像头转向声源所在方位,使声源出现在摄像头视野范围内。该课题针对当前智能视频监控存在的监控盲区的问题,提出并实现了一种基于麦克风阵列的宽频声源定位系统。通过采用频域波束形成和基于能量值的谱搜索算法,实现了二维空间声源的快速准确定位。经验证该系统在室内及室外对各种声源的实时响应表现良好,在现代视频监控中具有一定的工程实用意义。通过该课题学生们申请了实用新型专利和发明专利各一项,学术期刊论文2篇,了解了电子信息工程设计的步骤和培养了科学研究的基本素养。
四、结语
按照上述的分层次递进教学模式,使学生按照基础理论实验、仿真实验和DSP工程实现理论和实践的交互学习。这一体系从简单到复杂,从理论到实践,循序渐进,逐步提高。经过工程实践的训练,激发了学生们学习“数字信号处理”课程的热情,巩固了课本上的知识,拓展了工程实践的视野。同时,大大提高了学生们独立解决问题的能力和工程实践创新能力。学生在专利申请和论文撰写的训练中,实践了科学研究的方法,为将来的科学研究奠定基础。通过上述的教学实践,取得了良好的教学效果,得到了广大师生的认可。
参考文献:
[1]程佩青.数字信号处理教程[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2]王典.数字信号处理课程分类和分层教学模式探索[J].实验技术与管理,2013,(2):31-32.
作者简介:曹建玲(1974-),女,河北辛集人,重庆邮电大学通信学院,讲师;刘焕淋(1970-),女,重庆人,重庆邮电大学通信学院,教授。(重庆 400065)
基金项目:本文系重庆市教育教学改革项目(项目编号:113002)的研究成果。
中图分类号:G642.423?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)32-0088-02
“数字信号处理”是重庆邮电大学通信电子类、自动化、测控仪器等专业的一门理论性、实践性均很强的主干课,学生在学习这门课时普遍对理论不能理解,也很难将该课程的理论知识应用到工程实践中,[1]因此实验在教学中占有十分重要的地位。如何让学生理解和掌握课程内容及学会灵活运用这一理论工具,提高解决实际问题的能力、提高科研能力和创新能力是“数字信号处理”实验教学所要解决的关键问题。[2]
一、实验教学体系
实验内容上,改变以往运用MATLAB工具对数字信号处理基本理论单一化仿真验证的软件实现方法,增加了研究性和综合性实验,将实验分为三大类:仿真验证实验、研究性实验、综合设计性实验。仿真验证实验主要是运用MATLAB工具对基本理论仿真验证,实验内容主要有利用MATLAB验证时域采样定理;利用MATLAB实现时域离散系统的时域和频域分析。研究性实验要求学生在实验中改变某些参数,看这些参数对结果的影响,分析原因。实验内容主要有用FFT进行谱分析、IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的设计。综合设计性实验要求学生实例编程完成实验内容,例如综合设计数字语音滤波系统,此实验综合了信号的采样定理、FFT的基本原理及IIR和FIR数字滤波器设计方法的数字信号理论知识。实验教学体系归纳如图1所示。
二、实验教学内容
1.仿真验证性实验
验证性实验比较简单,目的是加强学生对数字信号处理所学基础知识的理解,主要是对比较抽象的知识点进行原理性演示,给学生以直观的认识。学生只需要参照实验指导书上的程序输入就可观察到图形。例如对于时域采样定理,学生很难理解信号采样前后频谱的关系,没有直观的认识。通过实验,学生可以看到采样后信号的频谱发生的改变,也可以看到采样频率和最高频率分量不同时频谱的特点,从而理解采样定理。
2.研究性实验
研究性实验要求学生首先从理论上进行分析,参照指导书上的要求,编写MATLAB程序,得出在不同参数下的多个实验现象,并对这些实验现象进行比较研究,发现问题并用所学的理论知识解决问题,以便在实际中应用。如用FFT进行谱分析,在实验中要求对给出的三类信号(周期序列、非周期序列和连续信号)分别进行谱分析。对于每类信号进行谱分析的时候,采样点数N变换三种取值,对比N不同取值下FFT图形,并和信号的幅频特性曲线比较,以理解DFT的物理意义及分析出FFT作谱分析时有关参数的选择方法。
例如对连续信号x=cos(8πt)+cos(16πt)+cos(20πt)做谱分析关键代码如下:
N=64;
fs=64;
n=0:N-1;
x=cos(8*pi*n/fs)+cos(16*pi*n/fs)+cos(20*pi*n/fs);
Xk=fft(x,N);
stem(0:N-1,abs(Xk),'.');
得到的此连续信号的64点采样序列和序列的64点的FFT频谱如图2所示。
3.综合设计性实验
综合设计性实验综合数字信号处理的知识点,并与实际系统相联系,使学生拓宽知识面,培养学生的创新性和科研素质。下面以数字语音滤波系统设计为例来介绍综合设计性实验。该实验首先是采集语音信号,对采集的语音信号进行采样,然后用FFT进行频谱分析,根据信号的频谱特性、双线性变换法设计不同功能的数字滤波器进行滤波,得出滤波前后的频谱,分析信号的变化。
(1)采集语音信号及信号采样。利用计算机Windows下的录音机设备录制一段“重庆邮电大学,重庆邮电大学”话音,时间约在4s左右,得到数据文件cqupt.wav。然后在MATLAB软件平台下,利用函数[x,Fs,Nbits]=wavread(‘cqupt.wav’),对此语音信号进行采样,可以得到语音信号的采样频率Fs、采样点数和声音数据变量。[3]将得到的声音数据组放在向量x中,采样频率fs为44.1kHz,采样位数Nbits为16bit。
(2)FFT频谱分析。键入函数sound(x,Fs,Nbits),通过扬声器可以听到“重庆邮电大学,重庆邮电大学”声音,对原始语音信号进行FFT 频谱分析,程序关键代码如下:
figure;
t=(0:length(x)-1)/Fs;
subplot(2,1,1);plot(t,x);
title('信号原形');xlabel('时间(s)');ylabel('幅度');
X=fft(x);m=(0:length(X)-1);
w=2*m/length(X);
subplot(2,1,2);plot(w,abs(X));
中图分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2013)24-0058-02
当下最流行的词语莫过于“正能量”。“正能量”是一个物理学名词,它主要是指通过激发内在潜能,使人或事物表现出积极向上、乐观自信、充满活力的能量场,表达了我们对美好愿望的渴望与期盼。[1]那么在信息技术课堂教学中如何才能释放出更多这种“正能量”呢?笔者做过以下的尝试,效果良好。
一、及时完成教学目标,释放“正能量”
2012年,浙江卫视的“中国好声音”轰动全国,成为男女老少街头巷尾热论的话题。那么,课堂教学也能否来个“中国好课堂”?“好声音”是每位导师对歌手声音在内心深处独特的感受,那什么样的课堂被视为好课堂呢?不一样的人评价的标准也不一样,笔者认为评价“好课堂”的底线应该是课堂学生学习目标的达成。
笔者曾经听过一节《Excel菜单的使用》课,教师在课堂上不停地讲,学生在座位上也不停地讲,有些学生又想听讲又想自己动手操作,但因课堂很吵却什么也没听到,最后却一事无成,课堂显得很乱,教师上得疲惫,学生听得很累。试问这样的课堂能给学生多少“正能量”呢?笔者认为这节课要达成的知识目标有三个,一是Excel表格中内容完成“转置”功能,二是表格中内容数字类型设置成文本型,三是运用学会设置数字类型的方法来解决生活中遇到的具体问题。
课后笔者进行了反思,这节课要让笔者来上,将会如何设计,达成目标?首先要修改课题,课题界定太大,学生不知所以,于是将课题界定为“玩转Excel表格”。其次是规划教学过程。教学过程很简单分三步走,第一步创设一个情境,引入学习任务。让学生对比两种表格,引入“任务一”――如何实现“表一”的内容转换成“表二”的内容,此环节放手让学生自主探究,寻找解决问题的方法,让能找到解决方法的学生来演示操作,方法有两种:一种是直接在“表二”的相应位置录入“表一”的内容(需要有足够的时间);另一种是选定“表一”的内容,单击“编辑”菜单中的“复制”命令,然后单击“表二”的位置,再单击“编辑”菜单中的“选择性粘贴”命令,在出现的对话框中将 “转置”前方框内打勾(“表一”中所有的内容在表二的相应位置全部显示)。通过操作让学生来评价两种方法哪一个更好。学计算机的目的是寻找解决问题最佳的方法,第一种方法可行,但不可取,第二种方法既可行又可取。第二步,填补空白表格,实现知识的学习。对转置后的表格,如何录入学生身份证号?教师引导学生思考,学生开始认为不就是往单元格中录入数据吗,这个好办,录入后发现录入的数据变成科学计数法了,怎么办?教师顺势引导将单元格设置成文本型,学生再次动手操作。第三步,运用所学解决问题。教师出示单元格区域设置好的数据类型在生活中的作用,有数值型、货币型、日期型等。针对这些表格,我们又该如何设置呢?设置的方法和单元格区域设置成文本型方法一样,放手让学生自己动手操作,构建自己的知识结构体系。
在信息技术课堂中创建一个合理的模式,达成知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观、行为与创新学习目标,给学生一个“正能量”的课堂,教师课前备课要充分,素材的准备要充足,驾驭课堂的“教育机智”要提升。
二、创设趣味情境,释放“正能量”
趣味性的情境有很多,比如用玩游戏、猜谜语、讲故事、对比等不同的形式来创设情境,调动学生的积极性,培养学生学习兴趣。笔者在上《幻灯片超链接》一课时,用学生很热衷的“穿越”为主题,创设“老师的十天前、十年前、二十年前模样”为情境,此情境一下吸引了学生的眼球,学生很想看到老师十年前、二十年前的照片。老师是如何实现“穿越”的呢?学生好奇心被调动了,渴望用知识来解决心中的疑问。教师抓住学生乐学的心理,顺理成章的引入主题“超级链接”。抛出问题:①什么是超级链接?②超级链接的作用?③如何在不同的幻灯片中实现超级链接?④上网时网页中超级链接的标识是什么?学生带着问题运用上网查资料、看书自学、小组讨论等方法来释疑,进行动手尝试、成果汇报等环节。此时学生成为课堂的主人,呈现出“我的课堂我做主”的状态。
杜威说过:“给学生一些事情去做,不是给他们一些东西去学。”将知识溶于问题情境中,在情境中引发学生的认知需求,激发学习兴趣,让学生在独立与合作的探索过程中构建新知识体系,这样的课堂“正能量”才得到尽情的释放。
三、留足思考时间,释放“正能量”
信息技术学科是一门集操作性、实践性、创新性于一体的学科,就其特点,在信息技术课堂中给学生留足时间、空间,成就学生的精彩。
高中生在初中或平时都已经不同程度地接触过信息技术,很多教师通常会采用“知识介绍——工具比较——工具讲解——教师演示——学生练习”的教学模式,以教师为主体,让学生努力适应教师的教学风格,使学生的学习效率低下。所以,改革信息技术的教学理念和方式是必然选择,只有以生为本才能真正提高课堂效率。下面笔者将以《数字化图像的采集与加工》教学设计为例,为信息技术教学改革提供借鉴依据。
一、教学目标
首先,让学生掌握基础知识,了解如何采集数字化图像、Photoshop的基本使用,掌握加工文字和转换图像效果的技术;其次,培养学生利用多媒体传达信息的能力和学习的创新能力;最后,通过充满正面能量的主题向学生传递良好的品质,让学生亲自动手以提高自信心。
二、教学重难点
图像加工处理。
三、教学思路
课前下发学案,让学生完成预习,对评讲部分有一定了解;在课堂上,先讲理论知识,让学生有一定的基础,再让学生根据学案中的讲评部分一起合作探究;接着就是让学生分别展示小组的学习成果,一同评优,再让优秀作品的作者发表自己的创作意图;最后就是巩固联系并进行总结。
四、教学过程
(1)设置情境,引入新课程的学习。教师首先提出问题:为什么曾经有人提出向宇宙发射勾股定理的图形来跟外星人取得联系呢?外星人能懂吗?然后告诉学生图像的魅力所在:图像是另一种语言表现形式,所有人都能读懂图像所包含的意蕴,是增进人们思想交流的重要工具。在纸质上的图像我们称为模拟图像,而储存在电脑中的图像则是熟悉化图像。这节课,就让我们一起来探讨数字化图像是怎样采集和加工的吧!情境的设置能够激发学生的学习兴趣,转向对新知识的渴求欲。
(2)展示预习成果。学生在教师的引导下,展示自己根据学案预习的成果,教师进行纠正和补充,帮助学生掌握和巩固理论知识,进而为上机实验打下坚实的基础。
(3)展示精美图像,激发学生探究热情。教师通过大屏幕将几幅精美的图像展示出来,图片的内容涉及到人与人、人与自然和谐共处的主题,以启发学生的创新思维。而后教师展示原图和最终的效果图,告知学生要进行文字和图像效果两部分的加工。最后教师将图片素材的文件夹发送到学生机的桌面,学生选取自己想要的加工的图像并思考主题的定取。
(4)合作探究。首次,是对主题文字进行加工。教师提出加工要求,要求主题积极向上且颜色要合理搭配。学生根据学案内容,将文字进行加工处理,设置适当的图层样式,然后由学生讲解完成的过程。让学生主动探究和学习能够增强学生的自主学习能力和合作意识,让学生做课堂的主人,发掘学生的潜能。
其次,是对图像效果进行加工处理。学生依据学案的指导,合作完成探究内容,给图像设置描边并适当调整角度。
最后就是调整图像的效果,利用“图像菜单”里的“调整”再选择“亮度/对比度”可以更变图像效果。另外,选择“滤镜”菜单里的“锐化”,再选取“USM锐化”也可以对图像效果进行加工。也可以让学生根据教师的提示自由发挥,给学生自由的发挥空间和一定的选择余地,尊重了学生的个体差异性,让每个学生都能达到学习目标。
(5)展示成果。首先是让小组组员以主题与图片是否相切合、颜色搭配是否合理、整体加工设计是否新颖有创意等为评价方向,评选出最优作品。继而向全班展示每个小组的最佳作品,让作者对操作方法和设计意图进行讲解。让学生互相进行评价能够提升学生的竞争意识和合作意识,取长补短,共同学习进步,而在全班欣赏好作品能够传递美好的情感,渗透良好的品质。
(6)巩固练习。教师将练习呈现出来,让学生进行思考和回答。让学生在学习新知识后进行温习和巩固,能帮助学生更好地掌握知识。
(7)教师进行总结。教师要告诉学生,采集的图片在经过加工处理之后,其想要传递的信息和意图必须与所选取的主题吻合,这样才能表达出更加明确的思想和意图,增强图像的感染力和震慑力,达到图像加工的真正目的,体会其意义。
总结:通过《数字化图像的采集与加工》这一课时的教学设计的呈现,可见将学生放在课堂主体地位,令其自主探究学习能够达到很好的教学效果,他们既能掌握基础理论知识,又能实际操作,并且富有创新意识和合作意识。
参考文献:
[1]徐亚军.旧貌换新颜——《数字化图像的采集与加工》教学设计
[J].中小学电教,2011(4).