（课程与教学论专业论文）“统筹法与图论初步”的教学设计与实验研究.pdf

贵州师范人学硕士论文 摘要 普通高中数学课程选修专题的设置是新课程标准的一大特点， 其中专题“统筹法与图论初步”是首次被引入高中课程。该专题的 学习有利于拓展学生的数学视野，有利于提高学生对数学的科学价 值、应用价值、文化价值的认识。但是，新课程要在高中顺利开展， 教育工作者将面临极大的挑战。据作者调查发现，在职高中教师和 职前教师都面临着对新增加专题知识的掌握不够、参考资料匮乏、 如何选取教学内容、教学实践经验不足等诸多难题。 本文以贵州部分高师院校数学专业学生和在职数学教师为样 本，研究高中课程标准中选修专题“统筹法与图论初步 的教学设 计。首先，依据问题提出的背景，针对在职和职前教师对统筹法与 图论初步进行教学设计；然后，进行教学试验；在此基础上，对教 学设计进行修整和再试验，最后得出该专题教学设计的方案。 本研究主要包括三大部分： 第一部分，分析了统筹法与图论初步教学设计的理论依据 学习、教学和传播的有关理论，以及教学设计的一般模式；然后在 此基础上结合问卷和访谈等形式的调查结果，对教学设计的过程进 行了有针对性的分析，包括学习需求分析、内容分析，学习者分析、 学习目标的确定和教学策略的制定等，并依据这些分析编制了教案 和多媒体课件。 第二部分，开展教学实验，并对实验过程和效果进行反思和评 价分析，为以后教学设计的修整和试验提供实践和理论依据 第三部分，根据实验效果中反馈的问题，对教学设计进行修整， 进一步优化教学设计的内容。修正之后进行再实验，并对再实验效 果进行分析。 本文的主要结果有：对高师生开设统筹法与图论初步是必要 的，也是可行的。对在职教师进行“统筹法与图论初步 的培训是 贵州师范大学硕+ 论文 必要的；通过实验验证了教学设计过程、教案和电子课件的合理性 与科学性；初步形成了对在职和职前教师开展“统筹法与图论初步 的教学设计体系 针对在职和职前教师进行“统筹法与图论初步 专题的教学是 一次全新的尝试。本专题的研究可以为“统筹法与图论初步”专题 在高中的开展和推广提供理论依据，可以为“统筹法与图论初步” 专题的教师培训和在高师的进一步开设提供参考。同时，对其它专 题的开展和实践也具有借鉴意义。在贵州普通高中即将实施新课程 之际，本研究可以为今后新课程开展之前和之后的教师培训提供直 接的实践指导与教学范例。 关键词：新课程标准在职和职前教师统筹法与图论初步教学 设计与实验 贵州师范人学硕+ 论文 a b s t r a c t t h em a t h e m a t i ce l e c t i v ec o u r s e sf o rs e n i o rm i d d l es c h 0 0 1 i san o t a b l ec h a r a c t e r i s t i co fn e wc u r r i c u l u ms t a n d a r d s ，a m o n g w h i c ht h es p e c i a ls u b j e c to v e r a l lp l a n n i n gm e t h o da n dg r a p h t h e o r yp r e li m i n a r yw a si n t r o d u c e di n t os e n i o rm i d d l es c h o o l c o u r s e s t h es p e c i a ls u b j e c tc a nh e l pt ow i d e nm a t hv i e wo f s t u d e n t s ， a n dp r o m o t et h e i ru n d e r s t a n d i n gt om a t h e m a t i c s s s c i e n c ev a l u e ，a p p l i c a t i o nv a l u ea n dc u l t u r ev a l u e h o w e v e r ， f o rt h ei m p l e m e n t a t i o no fn e wc u r r i c u l u mi ns e n i o r m i d d l e s c h 0 0 1 ， t h et e a c h i n gs t a f fw il1f a c eg r e a tc h a l1 e n g e s a c c o r d i n gt oo u rs u r v e y ，o n t h e j o ba n dp r e s e r v i c es e n i o r m i d d l et e a c h e r sf a c ed i f f i c u l t i e ss u c ha si n s u f f i c i e n ts p e c i a l s u b j e c tk n o w l e d g e ， b es h o r to fr e f e r e n c em a t e r i a l s ，h o wt o s e l e c tt h et e a c h i n gc o n t e n t ，a n dh a v en o te n o u g he x p e r i e n c e i nt e a c h i n gp r a c t i c e i nt h ed i s s e r t a t i o n ，m a t h e m a t i c ss t u d e n t sf r o mp a r to f t h ec o ll e g e si ng u i z h o uaret a k e na ss a m p l e ， w ed or e s e a r c h o ni n s t r u c t i o n a ld e s i g no fs p e c i a ls u b j e c to v e r a l1p 1 a n n i n g m e t h o da n dg r a p ht h e o r yp r e li m i n a r yi ns e n i o rm i d d l es c h 0 0 1 c u r r i c u l u m f i r s t ， b a s e do nt h ei s s u e s b a c k g r o u n d ， i n s t r u c t i o n a ld e s i g n i s c o m p l e t e d f o ri n s e r v i c ea n d p r e s e r v i c et e a c h e r t h e nt e a c h i n ge x p e r i m e n ti sc a r r i e do u t o nt h eb a s i s ，c o r r e c tt h ei n s t r u c t i o n a ld e s i g na n dp r o c e s s r e t e s t a tl a s tt h eg e n e r a ls c h e m eo ft h ei n s t r u c t i o n a ld e s i g n iso b t a i n e d t h er e s e a r c hisc o m p o s e do ft h r e ep a r t s ： i np a r to n e ，t h et h e o r e t i c a lb a s i so fi n s t r u c t i o n a l 贵州师范大学硕士论文 d e s i g n a n dc o 皿m o nm o d ei s a n a l y z e d c o m b i n i n g w i t h q u e s ti o n n a i r e sa n di n t e r v i e w s ， t h ep r o c e s so fi n s t r u c ti o n a l d e s i g ni sh i g h li g h t e d ，i n c l u d i n gl e a r n i n gn e e d sa n a l y s i s ， c o n t e n ta n a l y s i s ，1 e a r n e ra n a l y s i s ，e s t a b l i s h m e n to f1 e a r n i n g o b j e c ti v e sa n dt e a c h i n gs t r a t e g i e s ，a n dt h e nt h et e a c h i n gp l a n a n dm u l t i m e d i ac o u r s e w a r ei sd e s i g n e d i np a r tt w o ， t e a c h i n ge x p e r i m e n ti sc a r r i e do u t i no r d e r t op r o v i d ep r a c t i c a la n dt h e o r e t i c a lb a s i f 。rc o r r e c t i n gt h e i n s t r u c t i o n a ld e s i g n ，t h ea u t h o rr e f l e c to nt h ee x p e r i m e n t p r o c e s sa n de v a l u a t et h ee x p e r i m e n te f f e c t i np a r tt h r e e ，i n s t r u c t i o n a ld e s i g ni sc o r r e c t e d ：f u r t h e r t h e t e a c h i n gc o n t e n t i s o p t i m i z e da c c o r d i n g t of e e d b a c k p r o b l e m s a f t e ra m e n d i n g ， r e e x p e r i m e n ti si n l p l e m e n t e d ， a n d t h ee x p e r i m e n te f f e c tise v a l u a t e d t h em a i nr e s u l t so ft h 9d i s s e r t a t i o ni n c l u d e ： i t s n e c e s s a r ya n d f e a s i b l et oi m p l e m e n tt h es p e c i a ls u b j e c t o v e r a llp l a n n i n gm e t h o da n dg r a p ht h e o r yp r e li m i n a r y ： itis n e c e s s a r yt op r o v i d et h es p e c i a ls u b j e c t o v e r a l lp l a n n i n g m e t h o da n dg r a p ht h e o r yp r e li m i n a r yt r a i n i n gf o ro n t h e j o b t e a c h e r s ：i th a sb e e nt e s t i f i e db ye x p e r i m e n tt h er a t i o n a l i t y o ft h ei n s t r u c ti o n a ld e s ig n i n gp r o c e s s ，t e a c h i n gp l a na n d c o u r s e w a r e ： t h ei n s t r u c t i o n a ld e s i g ns y s t e mo fo v e r a l l p 1 a n n i n gm e t h o da n dg r a p ht h e o r yp r e li m i n a r yf o ro n t h e j o b a n dd r e s e r v l c es e n l o rm l d d 上et e a c h e r s1 n l t l a 上上yr o r m e d 11 1 1r 1 i ti san e wa t t e m p tt oc a r r yo u tt h es p e c i a ls u b j e c t o v e r a l1p 1 a n n i n gm e t h o da n dg r a p ht h e o r yp r e li m i n a r yf o r o n t h e 一 o ba n dp r e s e r v i c es e n i o rm i d d l et e a c h e r s t h e i v 贵州师范大学硕士论文 r e s e a r c hc a np r o v i d et h e o r yb a s i sf o re x t e n s i o no ft h es p e c i a l s u b j e c to v e r a l1p 1 a n n i n gm e t h o da n dg r a p ht h e o r yp r e li m i n a r y i ns e n i o rm i d d l es c h 0 0 1 ，a n dp r e s e n tr e f e r e n c e sf o rt e a c h e r s t r a i n i n ga n ds t a r t i n go fs p e c i a ls u b j e c ti nc o l l e g e s a n de l s e ， itc a nb ear e f e r e n c ef o ro t h e rs p e ci a ls u b j e c t i nt h ed a w n o fn e wc u r r i c u l u m si m p l e m e n t a t i o ni ng u i z h o us e n i o rm i d d l e s c h 0 0 1 ， t h er e s e a r c hc a ns e r v ea sag o o dp r a c t i c ea n dt e a c h i n g e x a m p l ef o rt e a c h e r st r a i n i n g k e y w o r d s ：n e wc u r r i c u l u m ，o n t h e j o ba n dp r e s e r v i c et e a c h e r ， o v e r a l1p 1 a n n i n gm e t h o da n dg r a p ht h e o r yp r e li m i n a r y ， i n s t r u c t i o n a ld e s i g n v 贵州师范人学硕十论文 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究所取得的成果。除文中已经注明引用外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人或集体，均 已在文中以明确方式标明。本文完全意识到本声明的法律责任有本人承担。 论文作者签名：召p 色乎足 加砑年s 月修日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州师范大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅；本人授权贵州师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编学位论文 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名：衫p 奉锹导师签名：弓 伽g 年s 月fg 日 贵州师范人学硕士论文 1 引言 1 1 问题的提出 ( 1 ) 普通高中课程改革的背景 知识经济时代，各国对人才的要求不断发生着变化，而人才的培养需要靠 教育，尤其是基础教育。因此，近年来，世界各国都在大力研究、修订中小学 的课程，而数学课程的改革当然是世界各国课程改革中的热点。2 0 0 3 年教育部 制定了普通高中数学课程标准( 实验) ( 以下简称标准) 正式出台。继山 东、广东、海南、宁夏4 省( 区) 的试验之后，普通高中数学新课程已经陆续在全 国十个省市( 包括江苏、福建、天津、辽宁、浙江、安徽) 开始实施。未来几年 内，新课程即将在全国范围内开始实施。 标准将高中数学分为选修课程和必修课程两部分，必修课程由5 个模 块组成；选修课程有4 个系列，其中系列l 和2 由若干个模块组成，系列3 和 4 由若干专题组成。【1 】选修课程是此次课程改革的最大亮点之一，其中选修系 列3 、系列4 内容新颖而前沿，且富有挑战性，其结构设置和内容选择标志着 我国高中数学课程的一次重大跨越，它既借鉴了发达国家已有的课程改革经验， 又反映了我国高中课改的特色，且这些选修专题的学习有利于满足学生的基本 需求；有利于学生的终身发展；有利于扩展学生的数学视野；有利于提高学生 对数学的科学价值、应用价值、文化价值的认识；有助于学生进一步打好数学 基础，提高应用意识。 ( 2 ) “统筹法与图论初步 的价值 选修系列4 中的专题“统筹法与图论初步 在我国是首次引入高中课程， 这说明与现代科技和生活紧密联系的统筹法和图论具有很高的教育价值和文化 价值。统筹法作为现代运筹学的一个基本方法，是现代项目管理理论中最重要 的方法之一。统筹法，既合理安排我们要做的事情，提高工作效率，使得做事 情不忙乱，有条理。在管理科学中，统筹法已成为基本的方法，在国民生产和 【1 1 中华人民共和国教育部制订，普通高中数学课程标准( 实验) 【m 】人民教育 i j 版社人民教育出版社2 0 0 3 年版：p 7 - 8 贵州师范大学硕士论文 生活中有着广泛的应用；图论作为一门提供离散数学模型的应用数学学科，在 数学中是有着广泛实际应用的一个分支。心理学、化学、电工学、运输规划、 管理学、销售学以及教育学等各个领域内的许多问题都可以描述为图论的问题， “现实中的这些问题都需要研究多个事物之间的相互关系，如果用点表示这些 事物，用线及其权数表示它们之问相互关系及其关联程度，那么所研究的问题 就被抽象为一个网络图模型，再运用图论的方法使问题得到解决。【2 】统筹法与 图论都是项目管理理论的基础，且它们所反映的数学思想、数学方法和数学实 用性有助于学学习者打好数学基础，提高数学应用意识和对数学的浓厚兴趣。 统筹法和图论涉及到社会生活的方方面面，能够把数学和现实生活的联系 大大加强。统筹方法的应用伴随人们的生活而存在，只不过在数学中用特定的 方法去研究它；而图论是一门新兴的边缘学科，通过对它的学习，学习者能够 开阔视野，能让他们看到近代数学中的前沿内容。通过此专题的学习不仅对学 习者数学方面的素质培养有益，而且对学习者的整体素质的培养都大有益处。 目前“统筹法与图论初步 已引入中学课本，作为知识经济时代下的在职和职 前数学教师无论从那方面来考虑，都应该学习“统筹法与图论初步 。 ( 3 ) 新课程的实施对在职和职前教师的挑战 标准的实施，要求教师队伍自身要具有现代教育思想及驾驭新课程教材 的素质和能力。这就要求广大教师更新教育观念，改进教学方法和教学手段，扩大 知识面，完善知识结构，具备实施素质教育的各种能力，数学课程改革需要高素质 的数学教师。要使数学课程改革能够顺利进行，必须加强数学教师队伍的自身建 设。【3 】新课程的实施教师是关键，“统筹法与图论初步 要顺利在高中开展， 一些新问题也摆在教师面前：如新增加专题知识的掌握、教学内容的选取、教 学资料的欠缺、学与教的教育学心理分析，教学方法的选择，中学教学实践经 验的积累等等。由此可见此专题未来的开展对在职和职前教师来说将面临着极 大的挑战。 2 0 0 6 年赵京波对贵州省的高中数学教师对选修专题掌握情况调查分析结 【2 】戴明强李一p 军杨鹏飞主编数学模型及其应用【m 】北京：科学出版社，2 0 0 7 年1 月p 1 4 4 一 【3 】张林荣数学课程改革需要高素质的数学教师【j 】当代教育科学，2 0 0 6 年第1 8 期 2 贵州师范人学硕+ 论文 果中显示：高中数学教师对统筹法与图论初步在大学没有进行过系统学习，所 以对它的掌握情况不容乐观，这说明在即将要实施新课程中，教师数学知识的 储备远远不能满足需求，更何况还要将这些知识赋予恰当的教育形态。【4 】为进 一步了解实际情况，2 0 0 7 年对贵师大，贵阳学院，遵义师院的高师生以及一线 教师进行了初步调查和访谈，结果发现2 1 的人对此专题完全不了解，6 0 的 人不太了解。对贵师大和贵阳学院的高师数学专业的学生做了该专题某些基本 知识点的调查，发现不足1 的高师生掌握这些基本知识点，对高师生及其所 在学校的访谈和近几年来查阅资料( 以前的资料没有找到) 发现贵州高师数学 教育专业的学生没有系统学过与统筹法和图论有关的课程。众所周知，教师是 课程改革中的直接实施者，是课程改革的核心因素，要使课程改革在贵州顺利 进行，需要对这一专题的内容进行师资培训，否则此次课改在贵州将很难达到 预期的效果。 因此本课题基于高中数学课程改革的需要、统筹法与图论初步的教育价 值、新课改对在职和职前教师的挑战而提出。 1 2 研究的问题 。1 ( 1 ) 对在职和职前数学教师开设“统筹法与图论初步”的意义； ( 2 ) 根据新课标和学习者的特点，研究专题教学设计的理论基础和如何进 行教学设计； ( 3 ) 对在职和职前数学教师来说需要教哪些内容和如何教； ( 4 ) 通过教学实验，学习者的学习效果如何； ( 5 ) 通过教学实验，教学设计的过程、教案和电子课件的合理性和科学性如何。 1 3 研究的意义 ( 1 ) 理论意义 通过对资料的收集分析，发现教学设计的指导思想是多元的，“除行为主 义、认知主义、建构主义学习理论的许多思想仍被教学设计所采纳；人本主义 【4 】赵京波数学教师专业知识的发展一面向高中数学设置选修课程的挑战【d 】贵州师范大学2 0 0 7 年硕 士论文 贵州师范大学硕十论文 认识理论，后现代主义认识理论等哲学认识论观点的合理成分也被教学设计所 吸取；新知识观、新人才观等观念也对教学设计提出了新的要求；阐释学、模 糊理论中的一些理论和思想也正在被教学设计所吸取。，【5 1 。教学设计的理论比 较丰富。有关教学设计的论文和著作也比较多，近几年来教学设计这一学科也 得到飞速发展。该课题作为教学设计的一种将为教学设计这个大海增加一滴水。 另外，通过查阅资料也发现有关于其它选修专题的教学设计，这些教学设计的 论文大多都是针对高中生的。一些出版社也出了关于其它专题的书籍( 针对高 中的课本和课外读物) 。还未发现关于“统筹法与图论初步专题的系统教学设 计论文，只有一些关于本专题某些知识点的课堂教学案例( 针对高中生的) ，如 乌鲁木齐市六中王军兵和周子敏关于最短路问题的教学设计。因此，本教学设 计及实验在国内具有一定的创新意义和价值。 ( 2 ) 实践意义 通过对本课题的研究，可以为在高师的进一步开展和推广此专题提供理论 依据，为在职高中数学教师培训和未来在高中的开展作一些前期的准备工作； 同时对其它专题的开展和实践具有借鉴意义。需要指出的是，在贵州即将实施 新课程之际，本研究中的教学实验为今后新课程开展之前和之后的教师培训都 提供了直接的实践指导与成功范例。 1 4 研究的方法 “统筹法与图论初步 专题引入高中数学课程是一次新的尝试，在师兄师 姐研究工作的基础上，进行访谈和预调查，得到即将在高中开设“统筹法和图 论初步”对在职和职前教师来说面临着极大挑战。本课题主要通过教学设计和 教学实验，从高中数学教师和高师生两个角度调查分析研究。在标准、教学 设计有关理论的指导下，以高中数学选修课程专题研究为教学材料的主要 依据，对“统筹法与图论初步 进行教学设计，然后对贵师大0 4 数本的学生进 行教学实验研究，从而获得他们对中学开设此专题的看法、通过学习之后他们 对专题内容的掌握情况和对专题的态度和本研究的教学设计和实验存在的问 5 陈晓慧，唐文和，陈晓军教学设计 m 北京：电子工业 l j 版社，2 0 0 5 年1 1 月第1 版 4 贵州师范人学硕十论文 题，据此对教学设计作出修整之后，再实验。 本文采用以下研究方法： 文献法：查阅资料，了解统筹法和图论初步的教育价值，了解国内外有关 “统筹法与图论初步 教学设计与实验研究的情况及教学现状。 问卷法：通过问卷了解在职教师和高师生对统筹法与图论初步选修专题的 看法、了解情况和知识内容的掌握情况等，解决统筹法与图论初步“教什么， 如何教”的问题。 访谈法：对高师生的访谈，了解高师生是否喜欢学习该专题，对学习该专题 的各种看法，以及他们在学习中面临怎样的困难，解决的方法为何，探讨在中学 如何教的问题等。对在职教师的访谈，了解他们对此专题在中学开设的看法， 了解他们对此专题内容的掌握程度，了解他们希望怎样获取此专题的知识。 教学实验法：检验教学设计的过程、教案和电子课件的科学性和合理性是 通过教学实验进行的，实验采用单组实验法。 2 “统筹法与图论初步刀教学设计的过程 2 1 理论依据 教学设计的理论基础比较丰富。一个完整的教学研究与设计过程，应该在 对学习理论、教学理论及传播理论充分研究的基础上开展，它是开展教学设计 过程的基本依据。本节将简要介绍“统筹法与图论初步 的教学设计开展的理 论依据，在此基础上提炼出“统筹法与图论初步”教学设计中要注意的问题和 方法，为本研究作理论上的指导。 2 1 1 学习理论 ( 1 ) 建构主义学习论 2 0 世纪9 0 年代，英国、美国等国在数学教育领域中兴起了建构主义的热潮， 建构主义是由认知主义发展而来的。它的产生对数学学习的深入研究和发展具 有特殊的意义。 贵州师范大学硕十论文 建构主义认为学生学习的本质是：学生的数学知识不能被看成由教师直接 传递给他们的现成的东西( 即把学生看成“装数学知识的容器”，而注入进去的) ， 它必须凭借学生已有的数学认知结构，经其主动积极的思维加工而建构成的。 这里已有的数学认知结构发挥着特别重要的作用，并处于不断的发展之中。也 就是说数学学习是一个主动的建构过程，就应突出和尊重学生在学习中的主体 地位和主动精神；其次，学生已有的数学认知结构是学习新知识的前提，是开 展建构活动的必要基础：最后学生的数学知识都是通过自己主动建构出来的， 其中都有一个建构的过程。【6 】 、由此看来在建构主义学习论的指导下的教学设计，强调以学生为中心。这 就要求我们在教学设计中，要以学生为主体，教师为主导，引导学生进行积极、 主动、协作式的学习：并且老师在进行教学设计时要首先了解学生已有知识基 础，学习心向等真实的情况，也就是说做好学习者的学习需要分析和学习者分 析。在实验过程中，一方面要求学生明确学习“统筹法与图论初步 意义，培 养学习兴趣，充分发挥自己学习的自觉性和主动性，并要求学生检查已学过的 知识是否理解，是否能用；另一方面，老师要充分发挥自身的指导作用，调动 学生学习的积极性，促进学习者利用已有的知识和经验去主动进行建构。 ( 2 ) 加涅的“信息加工”学习理论i 7 1 加涅根据对学习过程的“信息加工 分析，提出了学习行动的八个加工阶 段：动机、获得、保持、回忆、概括、作业、反馈。以上八个阶段相应的八种 心理过程为：预期、注意、编码、储存、检索、迁移、反应和强化。加涅的“信 息加工 的学习理论启示我们：学习以求理解才能有助于知识的持久和可迁移； 学习自定目标是学习的重要促动因素；教师要依据学习的层次精心组织好教材； 要重视教学反馈；在学习过程中要注意引导学生直接探索和钻研教材；教师的 教应从学生的学出发，且要落实到学生的学上。据此在设计时需要对学习内容 和学习者做合理分析之后，组织好学习材料；在实验时要重视学生的反馈。 ( 3 ) 奥苏伯尔的学习理论：有意义学习理论和动机理论 【6 】马忠林主编，郑君文张恩华著，数学学习论南宁：广西教育 i ；版社，2 0 0 3 年1 月第2 版，p 3 5 3 7 【刀马忠林主编，郑君文张恩华著，数学学习论南宁：广西教育出版社，2 0 0 3 年1 月第2 版，p 1 8 2 0 6 贵州师范大学硕十论文 有意义学习理论 2 0 世纪6 0 年代奥苏伯尔提出了有意义学习理论。他认为只有被学生大脑同 化了的东西，才是有意义学习，即有意义学习过程的实质就是符号所代表的新 知识与学习者认知结构中已有的适当概念建立非人为的和实质性的联系。这里 所谓的非人为的联系，就是符号所代表的新知识同原有知识的联系 。奥苏伯尔认为，有意义学习的心理机制是同化，即学习者已有的认知结构 中的知识吸收并固定新知识的过程，是新旧知识之问相互作用的过程。新知识 被同化到个体的认知结构中，使个体原有认知结构发生变化，这促使学生认知 结构的不断发展。根据新旧知识的3 种不同作用关系，奥苏伯尔将学习分为下 位学习、上位学习、并列结合学习3 种同化模式。 根据有意义学习理论的实质和心理机制，那么在我们的教学设计用好上位 学习、下位学习、并列结合学习理论和有意义学习的学习组织原则之一的“先 行组织者教学策略”。若我们在教学中按此理论来组织教学内容的话，将使教学 效果达到事半功倍。 动机理论 ，。 动机理论认为，情感因素对学习的影响主要是通过动机在以下三个方面起 作用：a 动机可以影响有意义学习的发生，使学习者在“加强努力”“学习持久 性 和“挫折忍受力”等方面发挥更大潜能，加强新旧知识的相互作用，从而 有效地促进有意义的学习。b 动机可以影响习得意义的保持。在复习过程中使 学习者在“集中注意”等方面发挥更大潜能，来提高新获得意义的清晰性和巩 固性，从而有效地促进保持。c 动机可以影响对知识的提取( 回忆) 。另外奥苏 伯尔认为，通常所说的动机由“认知内驱力、“自我提高内驱力”和“附属内 驱力 等三种成分组成。 认知内驱力是指要求获得知识、阐明问题和解决问题的欲望与动机，与通 常所说的好奇心、求知欲大致同义。这种内驱力是从求知活动本身得到满足， 所以是一种内在的学习动机。自我提高内驱力是指儿童希望通过获得好成绩来 7 贵州师范大学硕+ 论文 提高自己在家庭和学校中地位的学习动机。自我提高内驱力强的学习者，所追 求的不是知识本身，而是知识之外的地位满足( 受人敬重、有地位) ；所以是一 种外在的学习动机。附属内驱力是指学生为得到家长和教师的赞扬而学习的一 种动机，也是一种外在的学习动机。呻1 上述三种动机对每个人来说都可能具有，但三种成分所占比重，则依年龄、 性别、文化、社会地位和人格特征等因素而定。在童年时期，附属内驱力是获 得良好学业成绩的主要动机：童年晚期和少年期，附属内驱力降低，从追求家长 认可转向同龄伙伴的认可：到了青年期和成人，自我提高内驱力则逐渐成为动机 的主要成分。在我们的一生中，自我提高内驱力是一种可以长期起作用的强大 动机。 从奥苏伯尔的动机理论、高师生和在职教师的年龄特点，学习目标的设计 要能达到强化和调动他们的自我提高内驱力，并且要在教学过程中恰当的利用 这一动机，定将取得好的教学效果。 一， 2 1 2 教学理论 教学理论很多，为教学设计提供了丰富的“营养”。在中国，以古代孔孟 诸子为代表的儒家教学思想在教的方法、学的方法以及教与学的关系上，至今 留有很深影响，可以所这些思想已经深入到我们每一位教育工作者的骨子里面。 如孔子的“学而不思则罔，思而不学则殆”、“举一反三”、“循循善诱”、“因材 施教”和孟子的“自得、“循序渐进 、“专心有恒”的论断，又如学论中 所提出的“及时施教 、“启发诱导 、的原则，都是极有价值的教学思想遗产。 近现代一些进步的革新的教育家如蔡元培、徐特立、陶行知、等也都提出过不 少正确的教学主张。如蔡元培的“军国民教育”，陶行知的“教学做合一，“大 手牵小手，小手牵大手 ，梁淑敏的乡村教育，“贫民教育 等9 1 。 国外的也非常多，从古代苏格拉底、柏拉图、昆体良提出和使用问答法、 练习法、模仿法，到近代夸美纽斯对教学目的、教学内容、教学原则作比较系 【8 】郝琦蕾，姜晋国，奥苏贝尔。学与教”理论：精髓、批判及其对当前教改的启示 j 杭州师范学院学 报( 社会科学版) 2 0 0 3 6 【9 】【h 正平，肖朗主编，中国教育经典解读 m 上海：上海教育出版社，2 0 0 5 年1 2 月第l 版 8 贵州师范大学硕士论文 统的阐明，卢梭充分肯定学生的积极性在教学中的作用，赫尔巴特和裴斯泰洛 齐对心理学的重视和在教学活动程序上的探索，再到现代杜威强调“儿童中心” 和“做中学，布鲁纳提倡的“发现学习”，都有可供我们参考的地方。 教学理论流派众多，教学理论研究的范围也极其宽泛，它在多个方面对教 学设计产生了影响。根据研究的实际需要和美国帅e 州立大学的丽塔里奇 ( 砌t am c h e y ) 教授教学理论的概念模式，下面仅从“教学时间对教学效果的影响” 和“学习任务的研究”两个方面来谈本专题设计的教学理论基础。 ( 1 ) 教学时间对教学效果影响的研究 此方面研究比较著名的是布鲁姆的掌握学习理论。在掌握学习理论中，关 于成绩的正态分布与偏态分布的研究和掌握学习变量的研究对教学设计的影响 比较大。1 1 0 】 布鲁姆关于成绩的正态分布与偏态分布的主要思想是如果学生的能力倾向 ( 确实与学生学习的学习水平有关) 呈正态分布，而教学的种类和质量、学生 用于学习的时间量都适合每一个学生特征和需要的话，那么，“大多数学生( 也 许超过9 0 ) 都能掌握我们所要教给他们的东西” 布鲁姆的掌握学习的变量研究主要是根据卡罗尔的学习模式。其基本思想 是实际用于学习的时间量是由这样三个变量组成的：机会，即允许学习的时 间。布卢姆认为，教师的任务，一方面是要找到改变某些学生所需要的学习时 间，另一方面是要找到为每个学生提供所需要的时间的途径。当然，学生掌握 某门学科所需的时间，是受其他变量影响的；毅力，即学生愿意积极从事学 习的时间。布卢姆特别强调，重要的是通过提高教学质量来减少学生掌握某一 学习任务所需要的毅力的量，而不是通过各种手段使学生增强学习的毅力。； 能力倾向，即在理想条件下掌握该任务所需要的时间( 这是因教学质量和学生 理解教学的能力而变化的) 。需要的时间量也是由三个变量组成的：教学质量； 学生理解教学的能力；能力倾向，即学生在适应教学质量、理解教学之后， 学习所需的时间。 【1 0 】徐英俊主编，教学设计 m 北京：教育科学出版社，2 0 0 1 年第l 版，p 3 4 3 7 9 贵州师范大学硕十论文 ( 2 ) “学习任务的研究” 加涅的有关教学思想对教学设计的影响较大。加涅认为，设计教学的最佳 途径是根据所期望的教学目标来安排教学工作，其原因是教学为了特定的教学 目标。对教学目标的分类，其实也就是对学习的最终结果的分类一根据学生学 习后所获得的各种能力来分类。加涅提出了五类学习结果：理智技能、认知策 略、言语信息、动作技能和态度。加涅认为把学习结果作为目标，有利于确定 目标所需要的学习条件。所以，在教学设计时，根据学生的实际情况对学习结 果进行分析，把学习结果作为我们的学习目标，这样不仅教学设计有了可靠依 据，而且在案例实施时，也可以比较顺利的实现教学目标。 在“学习结果分类”的基础上，加涅进一步提出了教学活动的具体化。他 认为，对学生来说，教学是由一系列精心设计的外部事件所构成，这些外部事 件用以支持学习内部过程的发生和进行。【l l 】据此，加涅根据认知结构学习理论 的信息传播与加工的特征，提出了支持学习过程的一系列外部事件。加涅指出， 教学设计的目的就是要影响学习的内部活动过程。 根据加涅的理论，在教学设计时要精心安排好这些教学事件，很好的设计 教学环境，这样才能促进学习过程的发生与进行，保证我们的教学质量。具体 的应用将体现在后面的教学设计要素分析和教案的实施过程中。 2 1 3 传播理论 “按照信息论的观点，教学过程是一个信息传播特别是教育信息传播的过 程，在这个传播过程中有其内在的规律性和理论，所以教学设计应以人们对传 播过程的研究所形成的理论传播理论作为理论基础”。传播理论揭示了教学过 程系统中各要素之间的联系，描绘了教学过程中的信息传播过程。这里仅介绍 与本设计密切相关的传播理论的基本思想与观点【1 2 】。 ( 1 ) 传播理论指出了教学过程的双向性。教学信息的传播同样是通过教师 和学生双方的传播行为来实现的。所以，教学过程的设计必须考虑教与学两方 面的分析与安排，并充分利用学生和听课老师的反馈信息，通过反馈环节随时 【1 1 】徐英俊主编，教学设计 m 北京：教育科学出版社，2 0 0 1 年第l 版 【1 2 】乌美娜主编，教学设计，北京：高等教育 i j 版社，2 0 0 2 年5 月 1 0 贵州师范大学硕十论文 进行调整和控制，以达到预期的教学效果。 ( 2 ) 传播过程要素构成教学设计过程的基本要素( 如2 1 所示) ，其相应 领域如传播内容分析、受众分析、媒体分析、效果分析等研究成果也在不同程 度上为教学设计中的学习内容分析、学习者分析、教学媒体的选择以及教学评 价等环节所吸收。这样教学设计者就可以从总体上把握教学设计的过程，并为 教学设计提供了结构理论。本专题的设计没有对教师和教学环境进行分析，而 其它的教学设计过程要素都有。 表2 1 构成教学设计过程的基本要素 序号传播过程要素教学设计过程要素 1 为了什么目的学习需要分析教学目标分析 2 传递什么内容学习内容分析 3由谁传递教师、教学资源的可行性分析 4 向谁传递学习者( 教学对象) 分析 5 如何传递教学策略的制定教学媒体的选择 6 在哪里传递教学环境分析 7 传递效果如何教学评价 2 1 4 教学设计的模式 通过对有关教学设计模式资料的分析，发现无论什么样的教学设计模式都 包含四个基本要素一教学对象、教学内容、教学策略、教学评价。图2 1 就是 一个包含这四个方面的教学设计模式。【1 3 1 教学设计模式的指导思想是首先根据此模式设计者可以准确了解将要做 什么和将要如何做，其次它表明了设计所要完成的全部任务，保证设计过程中 不会遗漏，也使整个设计工作系统化。最后，它可以帮助设计者做出选择，做 出决策，同时还应该根据实际情况进行分析研究。本研究中并没有必要严格按 照这些模式，我们可以省略某些环节，也可以从任何一个地方开始。每一个环 节也可以根据实际情况可轻可重。下面就对“统筹法与图论初步”进行教学设 计。 【1 3 j 乌美娜，教学设计，北京：高等教育出版社，2 0 0 2 年5 月，p 5 3 1 1 贵州师范大学硕十论文 ， 图2 1 教学设计模式图 2 2 教学设计的过程 2 2 1 学习需要分析 教学设计是一个问题解决过程，因此，只有深入实际进行调查研究、发现 和确定问题之后才能解决问题。学习需要分析是一个系统化的调查研究过程， 这个过程的目的在于要发现问题，通过分析问题产生的原因确定问题的性质， 以找出问题解决的合适途径。接着分析现有的资源和约束条件，明确教学设计 方案以解决该问题的可行性。在这里，“学习需要是指学生目前的学习状况与 期望他们达到的学习状况之间的差距，“期望达到的学习状况 是指学生应当 具备什么样的能力素质，包括社会、学校和家庭对学生以及学生自己的期望。 “目前的学习状况 是指学生已经具备的能力素质。“学习需要”正是这二者 乡专皇 【1 4 】 - 一z o 1 ) 期望达到的学习状况 数学教师应具备胜任数学教学需要的数学学科知识。选修专题中增加了许 多原来高中没有涉及的数学知识。比如说选修课程的系列3 、4 是有富于挑战性 的若干数学专题组成：第一类是必修和选修内容直接扩展的专题，第二类是体 现数学基本思想方法的专题，第三类是应用类专题，第四类是数学前沿介绍专 题。前两类可能在大多数的数学教师的学科知识层面之内，但是后两类的内容 【1 4 】乌美娜主编，教学设计北京：高等教育出版社。2 0 0 2 年5 月，p 5 6 5 7 1 2 贵州师范人学硕十论文 如优选法与试验设计初步、统筹法与图论初步、风险与决策、开关电路与布尔 代数等等，无疑对有的数学教师是一个极大的挑战。n 5 1 社会和学校要求数学教 师能胜任这些专题的教学。 随着工农业和科学技术的迅速发展，我们需要完成的工程项目规模越来越 大，如神舟五号载人飞船上天，修建三峡大坝，这些工作不仅需要成千上万个 工序，而且需要使用大量的人力、物力和各种不同的资源，如何合理安排就成 为一个十分重要的问题。不仅在学科中，在社会生产中也有同样的问题，例如 近年来进行的夏商周断代工程，的研究就是一项十分巨大的系统工程，他也是 有成千上百个子系统组成，需要大量的、不同学科的研究人员协同完成，因此 同样需要合理安排，提高效率【1 6 】。更重要的是人们日常生活中的事情也同样需 要合理安排，提高生活效率。面对这些问题，一系列新的学科分支诞生了，如 系统工程，项目管理论等。在这些新的理论中，统筹法的思想是最重要最基本 的思想之一。作为知识经济时代下的特殊人才( 教师) 。有必要了解和学习统筹 法和图论初步的基础知识。 基于上述分析，提出了期望目标：通过学习“统筹法与图论初步 专题， 了解统筹法与图论初步的基本概念和发展历程