基础理论教学中的能力训练

1、基础理论教学中的能力训练北京联合大学特殊教育学院李启隆*李启隆，1955.生，男，副教授，北京联合大学特殊教育学院电子信息中心，主任摘要：本文根据知识的形成过程，知识的建构理论，通过计算机学科教学中的实例，论述了在教授知识过程中，据不同知识内容特点，采用主体性和探究性教学模式，由学生主动学习构建自己的知识体系，通过迁移、概括能力的训练提高其创新能力。关键词：建构 主体性 创新能力21世纪人类进入知识时代，知识经济赋予了教育以最直接的经济意义。她为我们高等职业教育的改革与发展提供了前所未有的重大机遇也带来了严峻的挑战、十几年高职教育的实践，使我们逐渐摸索出一套符合我国实际的高等职业教育模式。19

2、99年6月中央发布的“关于深化教育改革推进素质教育的决定”中指出：“素质教育要以培养学生的创造精神和实践能力为重点。”江泽民主席在第三次全教会上指出：“面对世界科技飞速发展的挑战。我们必须把增强民族创新精神提到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识，教育在培育创新精神和培养创造型人才方面肩负着特殊的使命。”高等职业教育是高等教育的一个重要类型，其教育目的是使受教育者具有良好的品德、基础知识丰富、富于创造性、能够进行自我教育、自我管理、自我完善的综合人才，为受教育者终身发展奠定一定的基础。为此，在高等职业教育中就要实施以提高创新能力和实践能力为重点的全面素质教育。创新离不开实践，历史上任何一个重大发现

3、都源于实践。19世纪末相对论和量子力学就是由迈克耳孙莫雷试验和黑体辐射能谱两个著名的试验冲破了以牛顿力学、麦克斯韦电磁方程以及统计物理为核心的经典物理学说的束缚而产生的。马克思曾说过：“一切创造都需要有一个表现这种力量的场合，需要从它所引起的反应吸取新的创造的力量。”创新需要交流与合作，只有继承了前任的先进成果，才能做到创新。创新是本领的重要表现，是在创造性的实践中培养和造就的。江泽民主席在十五大报告中指出：“要建立一整套有利于人才培养和使用的激励机制。”怎样在我们的教学中提高学生的创造性和创新能力？教育部师范司副司长袁振国教授指出：“创造性不是纯智力问题，也不是纯粹知识问题，创造性首先是一种

4、精神状态。所谓具有较高的创造性，就是指具有极强的问题意识，能将已学的知识作为方法和手段去探究未知知识。”1上海师范大学教科院院长张民选教授也指出：“创新人才的特征在于具有强烈的问题意识，善将知识转化为探索未知的手段。”1高知识并不意味着高素质和高创造性，创造力来自基本的认知过程，每个学生都有创造性的禀赋，教师要善于激发和引导他们。搞素质教育、创新教育就是要培养学生的“问题意识”，要使学生养成主动发现问题、研究问题的习惯。要做到这一点，就要充分唤起作为学习主体的学生的主动性和作为教学主体的教师的主导性。充分调动学生的主观能动性，坚持教学认识活动的实践性，使教学从单独的知识传授转化为一种社会的文化

5、活动。彻底改变“授受的教书模式，积极教育，动员学生树立起学习主体意识，进而在学习过程中形成主动学习，独立思考的意识与能力。”2主体意识与能力是创新精神与能力的基础，创新精神与能力是主体意识与能力的集中表现和最高境界。培养学生的主体能力，从本质上看就是主体的创新能力。马克思说主体是“从全部才能的自由发展中产生的创新性的生活表现。”3我们教师在教学活动中就要按教学论、逻辑心理学和教学法诸方面要求，向学生的身心施加有目的、有计划、有组织的影响，使学生通过自觉性和自主性的认知心里活动，完成新的创新活动，从而达到培养和提高学生创新能力的目的。创新能力，是将思想、精神、愿望转化为有价值的、前所未有的精神产

6、品或物质产品的实践能力。这一实践过程包含主动积极的创造性思维，对原有知识经验的重新加工综合，创造新设想、新事物等多个环节。因而创新能力是多种能力的综合体现，创新能力的培养，就需从多方面能力的培养来进行。能力是人的大脑在顺利完成某些活动时表的现出稳定的个性的心里特征。也就是说能力是对活动的进程及方式直接起调节、控制作用的个性心里特征。就其实质它是系统化了的个性经验亦即类化了的经验。要提高学生的能力，就要从能力的基本构成要素知识和技能入手，通过知识与技能的获得及广泛迁移，使不同的个体经验得到不断整合及类化而实现。而迁移必须经过概括将抽象出来的事物的共同本质特性连接起来，并推广到同类事物上去这一心智

7、活动予以实现。概括水平高，其迁移过程就较压缩、内化，迁移速度就快。概括是一思维过程，在这思维过程要在不设框框的前提下通过独立地联想、提出问题、总结等等才能完成。而正是这其中的种种环节，培养了人的独立性、自信心、自制力、恒心、发散思维，使之从基本原理范畴内的延伸走出来，实现了创新。由此，在教学活动中我们通过对学生有目的进行概括能力的训练，提高他们的创新能力。概括能力是指在思维活动的过程中直接影响概括效率的个性心里特征。针对学生之间能力发展水平的差异，使不同发展水平的学生均能得到应有的发展。依据能力理论和教学要求，以及概念是反映事物的本质属性和特征的思维形式，概念的形成过程就是概括的过程这一特性。

8、对基础相对薄弱一些的大专班、高职班的学生主要侧重于在概念教学中培养概括能力。一个概念的引入，通常要经过感知材料的积累、分析综合、抽象概括三个步骤。然而，从培养能力的角度来说，分析综合乃是最为关键的一步。因而按主体性教学理念，在这一环节的教学中，“教师要从学生的认知规律和知识的内在联系出发，利用知识内容的发生、发展和深化过程，设计出符合学生实际的教学情境；”4将他们引入到“一种活动中去”，为他们创设可激发探索欲、发展欲的问题环境，给他们以思考、动手的时间与空间；使之获得积极向上的人生体验，以满足其求知欲、表现欲、发展欲。在探索知识的形成过程中，通过他们自己独立地观察，发现本质的东西，感受到概念是

9、在课堂上从他们自己的头脑里产生出来的，他们是概念的发明者和创造者，而不是从教师的讲课中听出来的。另外，建构理论认为：学生对知识与经验的获得是以已知经验为依托的，储存在头脑中的知识与经验如何提取是以知识间联系为基础的，知识与经验如何与来自各方面的信息产生作用是由情感激发的。教学主导教师指导的好坏，直接关系学生主动构建知识结构的层次。指导再创造意味着在创造的自由性和指导的约束性之间，以及在学生取得的乐趣和满足教师的要求之间达到的一种微妙的平衡，这个平衡的关键是教师指导的“度”的把握，教师指导的过多，将限制学生的建构活动，而指导的不到位，无法把学生引到“一种活动中去”。这就要求教师根据不同的教学内容

10、，适度地采用各种教学方法。如：在引入主存管理方式中的主存地址映象到Cache中定位的组相联映象概念中，启发学生根据已掌握的映象概念去观察其映象结构。即Cache中建立了两种组织：字块、字块组，每一字块隶属于某一字块组；主存中只有字块一种组织。然后由学生分析，综合其地址映象关系。得出：主存中每一字块都与Cache的某字块组唯一对应，而与相应字块组内的字块可任意对应的结论。由此抽象出组相联映象是：组间为直接映象，组内的字块为全相联映象的映象方式。对于程度较好一些的学生，采取在探究中培养概括能力的方法。即在教师教学主导的作用下，将导、读、究、讲、习有机地结合起来，并贯穿于整个教学过程，从而达到掌握知

11、识，发展能力的目的。如：在讲授Adams方法时，首先对学生进行启导：由学过的Euler法、Runge-Kutta等单步法，体会其求解特点是将解微分方程问题转化成数值积分问题以及其忽视了已得近似值作用的缺陷。然后让学生去读教材，给学生充分的独立思考、探究的时间，使学生面对新问题、充分发挥主观能动性探究出Adams方法的优点是由于合理使用了多个微分方程解的近似值，从而构造出了逼近程度更好的函数来求数值积分，提高了解的精度。在学生通过探究已构造出自己知识框架的基础上，再向学生讲授教材中知识的结构、知识间的联系和解题过程的思想方法：它是通过微分与积分的互逆运算关系，将微分问题转化成积分问题；将未知的事

12、物纳入已有的知识中去，构成新的知识结构；并利用插值函数理论构造逼近函数提高解的精度。最后给学生提供一独立创造、发挥个性想象力的实践机会，以练习的形式要学生根据所学独立建立一个符合一定精度要求的解微分方程的数值方法公式。借此培养学生良好的个性心理品质，通过自主性行为挑战教师设置的障碍，用自身的创造实践提高自身的能力。建构主义认为：人的认识不是对客观现实的被动反映，而是主体以已知经验为依托所进行的主动建构的过程。学生通过在已有知识和认知结构之上的主动建构，自主学习，将零散的知识经整理、归纳、抽象、概括成为系统的知识过程，对每个学生都是一极好的概括能力的培养过程。因此，在教学中有计划的引导学生自己概

13、括要点，构建自己的认知结构。这样一方面提高了学生掌握知识的程度，另一方面也培养了能力。如：插值函数章节可概括为：一条主线（多项式为近似函数），一个关键（基本插值多项式），一种手法（分段），一个方案（导数确定光滑度）。又如：对微分方程数值解中的单步法与多步法的解法过程都可概括为：微分积分借用近似函数求代数和。通过这样一些训练，使学生的创新思维有所发展，创新能力有所提高。而没有注重这方面训练的学生其能力的提高明显受到了限制。对此，我们在教授完计算方法课程后对两个班级（甲班学生未进行这方面训练，乙班学生进行这方面训练）的学生进行了测试：甲班学生能力测试题：的解函数y(x)在a，b上充分光滑，且，证明欧拉公式的局部误差是。这是一道极简单的泰勒公式的应用问题，但由于所给的条件与教材中的不完全相同，则甲班的学生问题极大，正确率几乎是零。乙班学生能力测试题：采用线性多步法构造一求解常微分方程初值问题解的三阶Adams外插公式。这是一道综合性极强的题目。它既要掌握Adams解微分方程的思想方法，又要能根据题设要求灵活建立近似函数。用到的知识多，范围广。难度明显大于甲班学生的能力测试题。而乙班中52的学生有思路，构造起了框架；17的学生准确完成。能力的内涵及其丰富，如何在教学中培养学生的能力是一个极其重要的问