随机通达（精选三篇）
随机通达 篇1
电工学课程是高等学校工科本科教育非电类专业的一门重要专业技术基础课程, 涵盖了电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、电动机及传动控制、电工测量、安全用电、EDA (Electronic Design Automation, 电子设计自动化) 技术7个部分, 在高等学校工科教育中具有非常重要的地位和作用[1]。电工学课程教学内容多但教学时数少, 成为电工学课程教学中的主要矛盾。另外, 非电类专业学生电类知识基础薄弱、重视程度不够, 各专业对电类知识需求的侧重点各不相同。因此, 需要解决以下问题: (1) 如何在有限的学时内提高教学效率和效果; (2) 如何在学生基础与能力参差不齐、教学需求各不相同的情况下实现高素质、厚基础、强能力的人才培养目标[1]。
1990年美国伊利诺大学的斯皮罗等提出了一种折中的建构主义学习与教学理论———认知弹性理论[2,3], 在该理论的指导下, 提出了一种针对结构不良领域知识 (复杂知识) 教学方法———随机通达教学。随机通达教学策略基本内容:对于同一内容的学习, 从概念和案例2个方面对知识进行多维度、非线性的超文本结构表征, 以提高学习者的认知能力和结构迁移能力。随机通达教学超文本结构表征是以概括性和系统性的概念为主干, 以相关案例为交叉主干, 构成一个由概念和相关案例相互交叉组成的多维度、非线性的“十字交叉形”的立体网[4], 实现学习者对复杂知识的双向建构。
1 随机通达教学策略的电工学知识结构表征方法
随机通达教学策略用一种超文本结构表征知识的相互关系。超文本结构是一种由节点、节点与节点之间连接的边组成的网络结构, 节点为知识点, 节点与节点间关联的强弱程度, 叫线性力;节点连接的节点数量、路径 (方向) 的多少, 反映了超文本结构的复杂程度, 叫自由度;网络结构本身反映了引导学习者浏览信息目标的能力, 叫导航力。国内学者对三者之间的关系进行了深入研究, 指出线性力、自由度和导航力之间是一种逆相关关系[5,6]。这种关系使得知识的超文本结构表征能把握住“度”, 指引学习者高效、全面地汲取知识。而且, 如何调节和优化复杂知识超文本结构表征, 直接关系到超文本的质量。
利用随机通达教学策略, 电工学课程中关于一阶暂态学习的超文本结构表征如图1所示。图中ε为介电常数;N为线圈匝数;VL为电感电压;VC为电容电压;iC为电容电流;t为时间。“助记法”指向电容、电感概念, 学习者通过借助“助记法”准确记忆一些基本概念。
概念与相关概念 (包括公式、原理、定律等) 的链接, 增大了超文本结构表征的自由度, 有助于学习者进一步理解复杂概念。在一阶暂态的学习中, 电容、电感、零输入响应、零状态响应、全状态响应等相关概念有序链接, 学习者可多维度获取、理解知识。
概念只有应用到相关案例中才会有实际意义。学习者可以在大量的案例分析中增强对复杂概念的多维度理解, 同时也可以由概念走到案例中, 切实体会在不同条件、不同情境中结果的共性与差异性。在一阶暂态学习中, 计算电容电压VC、电容电流iC、极板距离l、极板面积S的相关案例, 增加了电容不同含义下各种案例间的超文本结构表征自由度。
案例与案例间的交叉同样也是增大表征自由度的方法。相关案例的不同, 会使学习者思索概念应用的复杂性, 引发好奇心, 发挥主观能动性。在一阶暂态学习中, 零输入响应案例与零状态响应案例的交叉形成全状态响应案例, 可使学习者主动思索其中的原因, 进而促进其查询其他相关知识。
随机通达教学策略遵循着一条公认的认知原理:理解包括对现有信息的超越。单一的知识表征不能满足学习者的思维模式, 超越预设知识的表征促使学习者对知识意义进行积极的探索与建构。超文本要能够从一般的静态表征向动态表征过渡, 超越预先设定的超文本节点链接的内容和路径, 以此来增大表征自由度。学习者访问电容概念时, 不是单一地知道电容的相关线性知识, 其可能对电容相关案例、电感概念、电感相关案例有兴趣, 这便是对超越预定知识节点内容的需求。相应地, 节点链接路径的添加与编辑, 使学习者可以按照已有的思维需求来重新建构电容概念学习内容与路径。
2“*字交叉形”表征
现阶段的学习者是从传统教学应用中建构知识体系的, 对于新型的教学理念难免不适应。若结合传统教学中一些积极因素, 取长补短, 互相渗透融合, 会比较适合现阶段的教学现状。斯皮罗等提出了一种适用于双向建构的“十字交叉形”学习方法, 其基本含义:对于复杂知识的学习, 要从多角度检查某一概念, 这既能增强对该概念的理解, 同时也能增强这一理解迁移到其他知识领域的能力[7,8,9,10]。该种学习方法可以在激励学习者主动建构知识体系的基础上, 适当运用传统教学方法中的“助记法”作为辅助主干, 成为“*字交叉形”, 如图2所示。
图2中a, b, c, d点及其指向o点的箭头表示在不同的切入点, 都可以多维度接触到o点, 同样, 从o点也可以扩展到a, b, c, d点。该过程表示学习者通过已有知识 (a, b, c, d) 对新知识 (o) 进一步建构, 反之, 新知识 (o) 的理解可以通过已有知识 (a, b, c, d) 建构。e, f单向指向o点表示在某些方法的指导下可以帮助理解、吸收新知识。通过分析可知, “*字交叉形”学习方法既吸取了“十字交叉形”双向建构的优点, 同时又补充了只属于复杂知识的另类理解。
3 结语
基于认知弹性理论的随机通达教学策略是一种适应于高级知识的教学方法, 切合电工学课程教学的指导应用。如何在电工学课程教学设计中调节与优化复杂知识超文本结构表征的自由度、线性力和导航力的关系, 成为教学工作的重中之重。另外, 由“十字交叉形”转化的“*字交叉形”可将高级知识的学习和初级知识的学习结合在一起。
摘要：针对电工学课程在教学中存在学生基础薄弱、教学学时少与内容模块多等问题, 提出了在教学中采用基于认知弹性理论的随机通达教学策略。一方面以多维度、非线性的“十字交叉形”的超文本结构表征概念和相关案例, 培养学生对认知的多元表征能力, 增强知识的迁移性和覆盖性;另一方面在多元表征知识基础上增加适用于低级学习的助记法, 形成“*字交叉形”, 这对于现阶段电工学课程教学具有很强的适应力。
关键词：电工学,随机通达教学,认知弹性理论,十字交叉形,*字交叉形
参考文献
[1]周静, 侯世英, 孙韬.基于PBL的“电工学”课程教学模式探索[J].中国电力教育, 2013 (8) :18-20.
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[3]张武威.基于“十字交叉形”的复杂知识超文本信息结构表征分析[J].电化教育研究, 2012 (3) :19-23.
[4]武法提.网络教学策略[M].北京:北京师范大学出版社, 2010:99-113.
[5]刘世清, 李克东.超文本结构导航策略研究[J].电化教育研究, 1997 (3) :38-44.
[6]张海涛, 刘甲学, 毕强.超文本信息结构导航力分析[J].情报学报, 2002, 21 (2) :139-142.
[7]武法提.网络教育应用[M].北京:高等教育出版社, 2003:21-25.
[8]薛丽芳.变式元认知监控体系的创设与实验[J].厦门理工学院学报, 2009, 17 (3) :97-102.
[9]杨宁.信息技术作为认知工具的教学设计研究[D].长春:东北师范大学, 2003.
随机通达 篇2
关键词： 随机通达教学 高中信息技术 问题创设
在课堂观察中，有些教师在针对知识点设计问题时，根据固定答案设计，没有引导学生从不同知识水平、不同角度主动学习知识。在实践中发现，随机通达教学能改变这一现状。
一、对随机通达教学的基本理解
1991年斯皮罗等人根据对高级学习的基本认识提出“随机通达教学”，也称为随机进入教学。随机通达教学的核心内容是，通过情景呈现、自由探索、开放讨论等环节，使得学习者随机切入知识点，比如通过不同方式、不同途径对相同的教学内容进行学习，从多方面获得对同一问题或者同一事物的认识与理解。这样能使学习者更全面地了解事物，从而形成背景性经验，便于学习者在情境中解决问题。随机通达教学与信息技术课堂教学环节对应关系如下：
二、以体验活动为载体创设问题，多角度随机进入感知知识
有些知识点内容枯燥、教学方法单一，课堂上学生主要是倾听与记忆，对于学生一时不能理解的问题采用“灌输”的方法，导致教学有效性大打折扣。因此，在教学过程中让学生参与体验活动，以此为载体精心设计问题串，一方面能激发学生的学习兴趣，另一方面能让不同学生从不同角度感知知识，进而主动分析、理解知识。
比如教学《信息及其特征》时我这样引入课题并设计问题。
实验内容：学生一名，闭上眼睛在机房按指定路线走一圈。对其他学生的要求：监督实验者是否闭眼；注意避让；注意保护参与实验的学生。
问题设计：
问题1：你有什么感受？（实验学生回答）学生：没有方向感、害怕撞人、墙等；
追问1：为什么会害怕、没有方向感？学生：闭眼看不见。小结：缺乏来自视觉的信息。
追问2：你采用了什么方法辅助行走？学生：手摸、脚探。小结：利用触觉获取信息。
追问3：在你行走过程中有同学提示你吗？你利用什么感官获取到信息？学生：有。听觉。
问题2：你主要利用哪种感官参与这个活动？（非实验学生回答）学生：视觉。
追问1：仅视觉缺失就很不方便，那么多种感官丧失信息来源又是什么感受呢？学生：讨论、分析。（参考书本“感觉剥夺实验”内容）
引导学生得出结论：（1）信息是人类生存的基本条件和基本需求。（2）多种感官感受到的都是信息。
问题3：一位同学闭眼行走，全班同学都看到这个过程，而不是为每个同学表演一次，这说明信息具有什么特征？学生小结：共享性。
问题4：在拐角处由于你的及时提醒，同学立刻止步才没有撞到墙，说明信息具有什么特征？生小结：时效性。
追问1：你的提醒对同学有用吗？这应该是信息的什么特征？学生小结：有用，信息具有价值性。
追问2：这个提醒对老师有用吗？这说明信息的什么特征？学生小结：没用，信息的价值具有相对性。
经过上述体验活动，不同的学生可能先后感受到不同的信息特征，从不同角度对同一知识点内容进行多次学习，在教师设计的问题的引导下，对信息的概念有所认知，并从不同角度自主归纳信息的特征。
三、以生活经验为载体设计问题，多途径随机学习知识
信息技术课程理论知识通常有一些基本概念、原理阐述等，知识太抽象，理解难度大，容易产生畏惧心理。著名教育实践家和教育理论家苏霍姆林斯基认为：如果教师不想方设法地使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态，就急于传授知识，那么不动情感的脑力劳动就会带来疲倦，学习就会成为学生沉重的负担。因此，教学中应使用生活中类似的活动为实例进行类比，同时设计有效的问题串引导学生分析知识，把难点分解，降低理解难度。
如：学习OSI参考模型的数据传输时，采用生活中熟知的快递收货、发货来类比数据的传输教学。问题设计：
问题1：假设你在网上买玻璃杯，谁把包裹送到你的地址？生：快递员。
问题2：收到包裹的第一时间你会怎么做？生：打开包裹看看是否满意。
问题3：店家发货的过程是怎样的？学生分析：把货物包装好、快递员取货、派送货物。
问题4：你收货的过程是怎样的？学生分析：快递员送货、签收、拆开包裹。
问题5：快递员和你，你选取谁作为上、下级？（学生通常认为自己上级，快递员下级）
经过类比教学的问题串设计，学生很容易明白数据传送和接收的原理。
经过课堂教学实践研究发现，灵活运用随机通达教学能够创造良好的信息环境，以此为基础设计学生自主学习为主的相关问题，使得学生主动质疑、构建知识结构，从而引导学生从不同角度学习知识、分析问题，进而解决问题、评价问题。在师生互动、生生互动中，有效促进学生发展，使得课堂教学真正成为学生自主学习的动态课堂。
参考文献：
[1]郑平.“随机通达教学”在体育教学中运用的探讨[J].体育教学，2009（9）.
[2]邓湘文.随机通达教学策略在大学商务英语教学中的运用[J].当代教育科学，2008（13）.
随机通达 篇3
“圆柱的认识”涉及到立体图形、旋转体、曲面、高等多方面的知识,因此,该内容的学习对于六年级小学生而言,具有一定的复杂性、多面性、综合性,属于“结构不良知识”。教学时,如果应用“随机通达教学”策略,就能较好地促进学生真正理解此概念的内涵和外延,并有利于学生自主学习能力的培养。下面就以网络环境下“圆柱的认识”教学为例,谈谈具体做法。
一、设计不同情境,实现随机学习
1. 设计三个问题情境,随机引入新课学习。
PPT制作三个可以让学生自主点击的问题情境,具体如下。
情境一:
本情境以生活中长方体、正方体、圆柱体的实物图等感性材料为认识基础,抽象出圆柱的表象,并引导学生观察、比较、归纳出圆柱的特征。在对圆柱有了正确的认识后,又到生活中去寻找模型的应用,巩固对圆柱的认识,体会数学与生活的联系。
情境二:
此情境通过视频演示点动成线、线动成面、面动成体的过程,既让学生感知到“点、线、面、体”的逻辑关系,发展空间观念,又直接感受到圆柱的形成过程,理解其实质是旋转体的本质属性,使学生对圆柱的认识从感性上升到理性层面。
情境三:
该情境建立在学生已有圆柱初步认识经验的基础上,通过动脑思考:如何选择纸形?如何动手制作圆柱?从而对圆柱的结构、组成形成很直观和清晰的认识,特别是对侧面的特点及展开图形有充分的感性的认识。以上三个情境,由于在网络环境下,学生可以实现随机选择学习。
2. 设计两组探索活动,随机展开圆柱特征探索。
探索活动一:
本探索活动通过比较及联系旧知来认识高的意义、发现高的特征,让学生将新知纳入原有的知识图式中,能更全面更系统也更容易理解概念的含义;以课件直观演示方式帮助学生发现特征,适合大多数学生的学习水平。
探索活动二:
本探索活动对生活中的实物展开研究、用动手实践方法去探究发现,能激发学生学习热情、思考意识、探索精神,对能力较强的学生有较大的吸引力。同时演示了侧面展开图的多样性 (剪的轨迹不同,展开的图形则不同:可能是长方形、正方形、平行四边形、不规则图形),使知识的复杂性呈现得更全面,也体现出情境的真实性。
开展“随机通达教学”,首先必须为学习者提供所学知识的复杂性和多面性的相关信息,并以多种表征形式呈现, 同时需设计不同范例的多种案例供其研究。学习者通过对多元知识表征的建构和多种案例的研究,就能获得该内容的复杂性与不同情境下的多样性的认识,使概念的掌握通达而灵活、全面而深刻。“圆柱的认识”中多情境的设计,首先体现了对圆柱概念特征多个侧面和多种方式的解读,能全面揭示知识的复杂性和关联性。其次,多情境的设计还满足了不同学习特点和学习能力的学生自主学习的需求。再次,基于不同学生的不同起点,设计的情境具有一定的梯度,能使不同学生得到不同发展,在获得不同的体验后还能为下阶段的合作学习提供可能。
二、应用任务驱动,落实目标要求
对于自学能力尚弱的小学高年级学生来说,只精心创设学习情境是不够的,还需要老师的进一步引导。通过结合浏览“自学任务单”、完成“应用评价题”和记录“我的问题”以及“交流互动”等任务驱动的方式来帮助学生,能使之有效地完成基于网络的自主学习环节,落实教学目标。
1. 完成“自学任务单”。
教师将本课的学习要求制作成“自学任务单”,以便学生点击浏览后明确学习任务,知道该怎么做,落实教学目标要求。具体见下图。
2. 完成“应用评价题”。
针对知识点设计应用练习问题,让学生自主完成,在练习之后,设计互动评价结果,使学生自己知道掌握知识的情况,以便整理自我的问题,进行后续学习。
“随机通达教学”是基于情境、基于案例的教学,强调学习者对知识的主动建构,而不是信息的单向传递与接受。网络平台为学习者提供了一个对复杂知识进行探索的动态和开放的环境, 鼓励并帮助学习者积极参与。而选取何种学习材料与案例进行研究,则是取决于学生“随机进入”学习时的选择。因此,这种学习形式大大削弱教师对学习者的控制,发展了学生的自主学习能力。在“圆柱的认识”学习中,学生在比较明确的任务驱动下,能随机进入感兴趣的情境,按自己的速度和方式进行前置学习。在此过程中,学生独立地获取基本知识、习得基本技能,并形成个人对问题的认识,构建自我观点,使思维能力、自学能力都得到发展。
三、促成多向交流,完善知识建构
我们协作学习的流程是:课前自学时借助“交流互动”或QQ等网络平台开展实时交流———课堂小组内交流———课堂各组展示学习成果———课堂师生自由交流。为完成好协作学习任务,每个学生都要梳理好自己选择学习“圆柱的认识”的信息,向他人描述自己的学习收获,解释所碰到的问题,并做好提出问题或解答问题的准备。
学习者在课前“随机进入”网络平台选择自己感兴趣的内容进行学习,不同情境、不同案例的研究,导致大家对同一知识的理解和认识的不同。在课堂中,每个学生围绕呈现不同侧面的情境所获得的观点展开交流讨论,教师一同参与评论。在此环节,既有网络环境下实时或非实时的讨论,也有面对面的交流;既有小范围的每人发表意见的讨论,也有大范围的小组代表作汇报的交流,还有老师根据当时状况及时进行的点拨或引导。综合不同学习者对“圆柱的认识”的多种理解,弥补单独建构的缺陷,形成了对知识更全面、更深刻的理解,并能获得小组其他成员新颖、创新的观点和思维方式,还体验了合作的乐趣。
四、实施过程评价,提高学习能力
“随机通达教学”注重学生学习过程的评价,提倡学习效果评价的多元化。因此评价内容需包括:(1) 运用网络自主学习情况;(2) 小组协作学习的情况;(3)所学知识的意义建构情况等。并需实施自评、组评、师评等多元主体的评价。这些评价贯穿于学习各阶段,并站在不同角度进行评价,能很好地帮助学生改进自主学习的方法,形成自主学习的意识,并储备持续学习的动力和能力。