认识计算机的教学反思篇(1)

关键词：计算机应用基础；学习兴趣；互助学习小组；学以致用

中等职业教育国家规划新教材《计算机应用基础》，遵循现代职业教育“以学生为中心，以能力为主导，以就业为导向”的总体教育理念，以岗位任务为引领，以工作任务为载体，强调理论与实践相结合，遵循学生认知规律，深入浅出地讲解。该课程贴近现实，有着其他课程无可比拟的可操作性、实效性，在素质教育中占据了极其重要的地位。如何上好计算机应用基础课，让每位学生通过这个课程的学习，熟练地使用计算机？这是我们每个计算机教师要认真思考和探索的。

以下是笔者结合多年的计算机教学经验，在2011～2012年上学期执教《计算机应用基础》课程中的一些心得体会。

一、营造良好教学情境，引发学习兴趣

营造良好的教学情境是教师们的一项日常教学工作，打造有价值的教学情境更是教学改革的重要追求和首要目标；教学中充分激发学生学习知识的兴趣，是我们计算机教师在组织教学过程中首要的任务。因此，在日常教学过程中，我尤为注意两个方面的有机结合。

举例如下：在讲解Word 2010中的作品制作时，笔者首先要求学生们结合自己的日常实际生活，初步构想自己怎样通过一份电子小报来做自我介绍。先在制作小报的说明中提出具体的内容要求、详细的格式安排，接着，补充说明作品在制作中需要注意的相关问题及其应采用的方法。同学们在经过几分钟的认真思考后，笔者先用大屏幕展示几份相关的优秀作品，然后要求同学们自行通过互联网寻找另外优秀的word作品展示，以使他们对自己将要进行的创作有个感性的认识，从而对制作出更为优秀的作品产生极大的兴趣和期待。笔者紧紧抓住这个机会，鼓励他们“长江后浪推前浪”，自己做出比观看的优秀作品更加精美的作品。这样，学生就能根据自身实际状况进行学习，学习更为主动和自觉，去完成一个又一个学习任务，去获得丰收的喜悦，去赢得成功的体验，从而激发他们进一步努力学习的愿望和信心。

二、建立互助分组教学，组织学生讨论

互助分组是解决学生之间学习差距的一个很好的组织方式。首先笔者依照此前实际情况，采用学生个人愿望和学生推选等方式，有目标地选择一些相对优秀的同学作为小组长。接着采用“优差结合和自由分组相结合”的方式进行学生分组，每组4～6人。小组长作为老师的帮手，主要任务是：组织小组内各个成员思考、分析、讨论该模块的任务要求，归纳总结出所涉及的知识，每个小组成员可以自己选择或由小组长分配具体任务；小组长负责帮助组员解决在学习中遇到的一些问题，小组长也无法解决的，再由老师帮忙解决；最后通过该任务的完成来达到每个学生对此模块知识的充分掌握。各小组任务完成后，既要考察各个小组的学习任务是否充分完成，还要考察小组内各成员之间的相互协作、共同进步情况。只有每个成员都充分掌握所学知识，这个小组才算获得通过，小组长才能获得相应的表彰。如此，不但发挥了各小组成员的学习积极性和主动性，还促进了小组内成员的协作学习，加强了团结互助，促进了和谐，同时也减轻了我的负担，真可谓是一举多得。

计算机应用基础课程，能教会学生编辑排版文章、处理表格、制作ppt、网络应用等，学生往往觉得很有用、很有趣。我便组织学生讨论，结合学习过程共同探讨：利用计算机可以做一些什么事？

三、鼓励学生学以致用，重视课外活动

结合实用需求，讲解课本外的计算机知识。比如，在介绍到主机时，给学生讲解主机背后接口知识（如键盘、鼠标、USB等接口），并打开主机箱，让学生认识机箱内部的硬件，还讲解一些简单的电脑维修知识以及如何安装系统等，以帮助他们解决自家或朋友、邻居家的电脑小故障。在讲到网络应用时，教学生下载手机铃声、音乐、图片等。

笔者还经常利用课余时间，与学校沟通，开放微机室，来增加学生实践操作的时间。此外还积极鼓励学生加入学校组织的计算机协会，来进一步提升自己的计算机水平。还有，在课外活动课中通过对课本以外的知识学习或对书本知识细化，再加工，拓宽了学生的知识面。通过大量实践活动开阔学生的视野，提高他们知识水平和应用能力。

四、不断进行教学反思，争取更大进步

教学反思，是指教师对教育教学实践的再认识、再思考，并以此来总结经验教训，进一步提高自己的教学水平和教学能力。教学反思可以说是教师提高个人业务水平的一种行之有效的手段，通过反思可以提高教师教学的主动性和科学性；通过反思可以有效培养教师的观察能力、发散思维能力；通过反思还可以使教师的思考更加成熟和理性；通过反思还可以使教师不断进步，不断创新。

认识计算机的教学反思篇(2)

关键词：整体哲学思想；职业中学；计算机教学；效果

在计算机教学中，教师在整体哲学思想的引导下让学生去尝试和发现事物特点，也就是说所谓的整体哲学思想就是以哲学的角度为出发点，使得教学应变“理在事先”为“理在事中”，让学生主动发现未知的内容，从而掌握知识技能与方法。由此，教师通过整体哲学思想所进行的计算机教学，正能够提高教学效果，以下就是笔者的具体分析。

一、以整体哲学思想转变教学观念

常规的计算机教学中，“理在事先”的教学组织通常表现为先讲理论，再上机检验。“认识―实践―再认识”的反复运动是认识论的基本规律，以这一规律为出发点来指导实际的教学活动，是有好处的。在进行职业中学的计算机教学中，教师应深刻认识到这一理论，并运用于实际的教学过程中。故而，在职业中学计算机课堂上，教师在传授学生理论知识、让学生产生认识的同时，还要让学生将自己所学的知识运用于实践，以此提高自身的学习效果，提高计算机水平。例如在《计算机应用基础》第三版中第三章《Windows 2000操作系统》的教学中，教师就可以先教理论，让学生对这一章节的知识有所认识，然后再让学生根据自己所学的知识，进行计算机操作。当然，在这个过程中，教师应认识到理论是有相对独立性的，它既可以与实践同步运行，也可能先于实践，这就要求教师根据具体的教学内容具体实施了。

二、以整体哲学思想转变课堂形式

传统的课堂教学已形成了一套完整的教学理论和教学方法。但职业中学计算机学科教学有其特殊性，在这样的教学模式下进行的教学，难以有效地激发学生的学习积极性，而且计算机这门学科具有工具性，若只是这样的教学，学生的技能很难提高。所以，教师只能将一些理论知识传授给学生，而不能代替学生对这些技能产生自己的认知，由此，教师在教学过程中具有一定的局限性。教师应努力打破这种课堂教学的局限性，教学中学生可以有自己的学习进度，也可以互相探讨、交流，使每个人的思路更开阔、更清晰。教师根据学生意愿，把学生分成几个小组，每组学生用教师提供的题目，也可以自己找题目，利用课堂学习的知识编写软件，使学生的学习从原来的“要我做”变成“我要做”。

教师要让学生真正提高自身的计算机水平，就必须严格贯彻“尝试―发现―经验”这一整体哲学思想的理论。故而，教师在职业中学计算机教学中，以整体哲学思想来转变课堂教学形式，变为让学生在不断尝试的过程中发现、积累经验，最后认知。在这个反复的过程中，不但培养了学生的直觉思维能力，同时提高了计算机教学效果，激发了学生的计算机学习兴趣。例如在《计算机应用基础》第三版中第七章《Powerpoint 2002的功能与使用》的教学中，让学生自己去探索与研究，尽管可能花费的时间会有点长，但在不断纠正错误的过程中，学生对于这些知识的认识印象就会加深，有效地将这些知识转化为自己的。从而提高了学生的兴趣，为学生今后的学习奠定了坚实的基础，同时促使学生学习能力与思考能力得以有效的提高，促使学生能够更好地适应社会的发展。

三、以整体哲学思想引导学生掌握学习方式

对于学生而言，最重要的是教师应该通过教学，培养与引导学生养成良好的学习习惯与方式。而整体哲学思想中，深刻诠释了这一理论与方式。故而在进行计算机教学活动中，教师需要运用一定的方式来引导学生自己掌握学习方式，从而能够逐渐脱离教师，自己进行学习。而这个过程并不是一蹴而就的，而是由量变到质变的过程。对此，笔者认为，教师需要不断分析与研究整体哲学思想的内容，在实际教学中不断进行运用。这样，不仅能够提高学生的计算机学习效果，提高学生的水平，同时学生自主学习能力的提高，对于其在社会的发展也有着重要的影响。例如在《计算机应用基础》第三版中第四章《Office XP的功能与使用》中的《Office XP的组件》，教师就可以在教学之前，让学生对这一小节的内容进行预习，然后在课堂上，引导学生针对自己对课本内容的认知，进行实践，进行学习。

通过整体哲学思想在职业中学计算机教学中的运用，能够有效地强化课堂教学效果。希望通过笔者的一些分析与建议，能够更好地帮助其他计算机教师进行有效的教学，以此帮助学生提高计算机水平。

参考文献：

认识计算机的教学反思篇(3)

一、以整体哲学思想转变教学观念

常规的计算机教学中，“理在事先”的教学组织通常表现为先讲理论，再上机检验。“认识―实践―再认识”的反复运动是认识论的基本规律，以这一规律为出发点来指导实际的教学活动，是有好处的。在进行职业中学的计算机教学中，教师应深刻认识到这一理论，并运用于实际的教学过程中。故而，在职业中学计算机课堂上，教师在传授学生理论知识、让学生产生认识的同时，还要让学生将自己所学的知识运用于实践，以此提高自身的学习效果，提高计算机水平。例如在《计算机应用基础》第三版中第三章《Windows 2000操作系统》的教学中，教师就可以先教理论，让学生对这一章节的知识有所认识，然后再让学生根据自己所学的知识，进行计算机操作。当然，在这个过程中，教师应认识到理论是有相对独立性的，它既可以与实践同步运行，也可能先于实践，这就要求教师根据具体的教学内容具体实施了。

二、以整体哲学思想转变课堂形式

传统的课堂教学已形成了一套完整的教学理论和教学方法。但职业中学计算机学科教学有其特殊性，在这样的教学模式下进行的教学，难以有效地激发学生的学习积极性，而且计算机这门学科具有工具性，若只是这样的教学，学生的技能很难提高。所以，教师只能将一些理论知识传授给学生，而不能代替学生对这些技能产生自己的认知，由此，教师在教学过程中具有一定的局限性。教师应努力打破这种课堂教学的局限性，教学中学生可以有自己的学习进度，也可以互相探讨、交流，使每个人的思路更开阔、更清晰。教师根据学生意愿，把学生分成几个小组，每组学生用教师提供的题目，也可以自己找题目，利用课堂学习的知识编写软件，使学生的学习从原来的“要我做”变成“我要做”。

教师要让学生真正提高自身的计算机水平，就必须严格贯彻“尝试―发现―经验”这一整体哲学思想的理论。故而，教师在职业中学计算机教学中，以整体哲学思想来转变课堂教学形式，变为让学生在不断尝试的过程中发现、积累经验，最后认知。在这个反复的过程中，不但培养了学生的直觉思维能力，同时提高了计算机教学效果，激发了学生的计算机学习兴趣。例如在《计算机应用基础》第三版中第七章《Powerpoint 2002的功能与使用》的教学中，让学生自己去探索与研究，尽管可能花费的时间会有点长，但在不断纠正错误的过程中，学生对于这些知识的认识印象就会加深，有效地将这些知识转化为自己的。从而提高了学生的兴趣，为学生今后的学习奠定了坚实的基础，同时促使学生学习能力与思考能力得以有效的提高，促使学生能够更好地适应社会的发展。

三、以整体哲学思想引导学生掌握学习方式

认识计算机的教学反思篇(4)

计算教学是小学数学教学的重要组成部分，呈螺旋式上升，几乎涵盖了一至六年级，在整个小学数学中占着相当大的比例。同时，它因为教学的单调、枯燥，往往成为了“机械训练”的代名词，学生厌学；由于它的简单、机械，广大教师要么忽视，要么视为“雷区”。最终的结果，是计算教学的失败：学生因为计算未过关而丢分屡屡皆是，因为计算未达标而导致测评不及格时有发生。

怎样才能突破计算教学的瓶颈，有效控制和预防顽固性错误，切实减轻学生过重的学习负担，提高计算的质量呢？我认为，我们应该找准计算教学的着力点，从纷繁复杂的内容中走出来，从面面俱到的讲解中走出来，突出主干内容即核心知识的教学，让学生在纵横连接的主框架下，在一以贯之的教学情境中，亲身经历自主探索、主动建构知识的过程，学会举一反三，触类旁通，逐步提高计算能力。

一、以算理、算法为核心的“来回穿行”

所谓数学核心知识，我认为是指那些适用范围广，自我生长和迁移能力强的基础知识，它们在数学课程和教材中处于重要的、不可或缺的基础地位，具有内在逻辑的连贯性和一致性。小学阶段的数学计算的核心知识，主要包括搭建小学数学计算课程和教材框架的最基础和最重要的数学概念、计算算理 运算性质、计算法则及所蕴含的数学思想方法，它们是保持教学内容前后连贯和一致的纽带。

实践证明，准确把握计算核心知识，及时、准确地沟通新旧知识之间的联系，可以起到事半功倍的教学效果，有利于建构高效的课堂教学，将错误消除于萌芽状态，为学生可持续的发展打下坚实的基础。

在计算教学中，算理与算法是应重视的两个关键，它们是相互联系、有机统一的整体。算理是对算法的解释，算法是对行为的规定。教学中让学生理解算理是必需的，因为理解算理是算法建构的前提。理解算理可以通过结合对情境图的观察，结合动手操作的直观感知，或结合学生在探索过程中的交流等方式来进行。通常学生并不是理解算理之后马上就能形成算法，算法的形成是一个缓慢的过程，需要学生花费一定的时间深化对算理的理解。同时，算法的形成也是一个自主发展的过程，需要学生在理解算理的基础上，自主地生成。对学生而言，理解算理、构建算法注定是一个艰难跋涉的过程。在这一过程中，教师应“有所为”亦应“有所不为”。首先要适时架桥铺路，而不能跨越“中间地带”。算理与算法之间有个缓冲的“中间地带”，在这个“中间地带”架桥铺路，沟通直观具体与抽象概括之间的联系，则能促进学生更好地建构算法。跨越这个“中间地带”则不利于学生在理解算理的基础上提取算法。其次要让学生“来回穿行”，丰富体验，而不能“替蝶破茧”，简缩过程。在算理与算法的“缓冲区”，要提供充分的时间和空间让学生“来回穿行”，丰富体验，加深认识。如果简缩这一过程，学生原有的理解与抽象的算法之间会出现断层，算法建构与已有经验无法建立一种实质性的联系。比如：在教学《两位数乘两位数》（国标六册），要使学生理解的算理：28×12可以先算28×10=280再算28×2=56最后把两次乘得的积加起来。也就是让学生明白两位数乘两位数也就是两位数乘两个一位数，在列竖式时，注意在写与十位数字1相乘的积时，注意数位对准十位，原因是与10 相乘的。在这个过程中，让学生知道，计算乘数是两位数的乘法要分两步乘，第三步是相加，这个算法。这样，通过反复训练，就能使学生在理解的基础上掌握法则。

二、以思维训练为核心的“知识内化”

认知心理学认为，数学教学的中心任务是塑造学生良好的数学认知结构，使之具有不断吸收新的数学知识的能力和知识自我生长的能力。而良好的认知结构，是以数学核心知识为联结点，形成的具有自我生长活力的知识网络系统。在计算教学中，同样要以培养学生思维能力为核心，重视并加强思维训练，促使学生对相关知识的融会贯通，形成结构化的知识组块，增加知识的生长活力以及知识检索和提取线索，促进学习的迁移、知识的内化，达到既长知识又长智慧。

1.提供思路，教给思维方法。

过去计算教学以“算”为主，学生没有“说”的机会。现在稍为重视“说”的训练，但缺乏说的指导。因此必须给学提供思路，教给思维方法。如在教第六册混合运算74+100÷5×3时，可引导学生复习混合运算顺序 ，然后叫学生结合例题思考，并用符号勾画出运算顺序，让学生说出：这道题里有几种运算方法，先算什么，再算什么。使学生沿着图示指引的思路，按顺序、有条理的思考和回答问题。可引导学生这样说：这道题有加法、除法和乘法，先算100除以5的商，再乘以3的积，最后求74与积的和。从而培养学生思维的条理性，促使知识的迁移，促进学生思维的发展。

2.加强直观，重视操作，演示，培养学生形象思维能力。

思维是在直观的基础上形成表象，概念，并进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程中不断发展起来的，在操作时要让学生看懂，并把操作和语言表述紧密结合起来，才能发展学生的思维。如第一册在20以内的进位加法中配合直观操作，突出计算规律的教学，让学生体会“凑十”过程，边动手，边思考，用操作帮助思维，用思维指挥操作，培养学生的思维能力。

3.探求合理、灵活的算法，培养思维的灵活性。

在学生掌握基本算法的基础上，引导学生通过观察和思考，探求合理、灵活的算法，尽快找到计算捷径， 形成灵活多变的计算技能。如：根据0和1在计算中的特征，在掌握简便算法的基础上可进行口算。像240×300，110×60。又如102与78相乘积是多少？（九义七册60页）可引导学生探究：102×78-（100+2）×78=7800+156=7956。从而不仅培养学生思维的灵活性，更能促使学生知识的内化。

4.重视估算，准确判断，培养学生的直觉思维。

认识计算机的教学反思篇(5)

那如何充分利用有限的数学课堂教学，让学生学会“反思”呢？

一、优化氛围，激发反思

1、创设情境，促发内需。

有积极情绪支撑的反思过程是一个高效能的学习过程。在教学中，教师要激发学生反思的热情就要营造充满民主色彩的教学情境，让学生觉得宽松、自然，敢于质疑。在教学《3的倍数的特征》时，教师先出示了一组数字：3、6、9、33、66、99、336、549，让学生判断：这些数都是3的倍数吗？学生探索后，马上得出结论：个位上是3、6、9的数一定都是3的倍数。然后，教师又出示第二组数字：23、46、54、79、81、526、324、919，再让学生判断。学生经过尝试后发现与刚才的“结论”相矛盾。学生的思维欲望由此被激发出来了。

2、体味成功，适当鼓励

教学中，教师要采用语言的激励、手势的肯定、眼神的默许等手段对学生的反思行为给予充分的肯定和赞赏。俗话说：“亲其师而信其道。”人的感情有迁移功能，小学生更为强烈，唯有融洽师生关系，创设愉快、民主、和谐的教学气氛，才能使学生积极投入地参与到反思活动中来，主动建构知识。每当学生发现、提出问题时，我总是先表扬，表扬学生积极动脑思考，没有思考怎么会发现问题呢？即使学生提出一些幼稚可笑的想法，我也表扬他爱动脑筋。这样，学生不断体验到反思的价值，感受到反思的乐趣，学生的反思意识才会逐步形成。

二、把握时机，引导反思

1、在学生的疑难处，引导其反思。

学趋于思，源于疑，疑最容易引发反思。教师应针对小学生的好奇心理，创设认知冲突情境，制造悬念，使学生进行反思。在教学《认识容量和升》时，当学生认识了“容量”，会比较不同容器的容量和表示容器的容量时，教师则说到：这个水壶是我昨天买来的，当初我问售货员这个水壶容量是多少，售货员回答这个水壶大约能盛6杯水，刚才我们一试，这个水壶只能盛4杯水，我被骗了吗？学生一下就沉寂了，进入了反思。通过反思，学生感受到了为了准确测量或计量容量的多少，要用统一的容量单位。

2、在学生的错误处，引导其反思。

学生在学习中出现错误是一件很常见的事，一名优秀的教师对于学生错误的出现都不是轻易放弃或简单判错了之，而是把学生出现的错误作为一种教学资源努力加以开发，及时组织学生进行反思，元认知理论告诉我们：只有当外来的指导被学生接受并改变它们的信息加工时，才能改进学习。让学生对自己的错误进行自我反思，看到庐山之真面目，找出病因，并及时给自己注射一针“疫苗”。那么这种错误资源不是更有价值了吗？这样于别人于自已不就获得双赢了吗？通过反思，学生不但弄清了解题方法，更重要的是加深认识了分数的意义。

3、在学生发现规律处，引导其反思

课堂教学中，当学生在教师的正确引导下，通过自学后发现了规律时，就是引导学生反思的绝佳时机。此时，教师应追根问源：“你发现了什么？”、“你是怎么想的？”迫使学生去追忆刚才的思考过程，并把思考过程公诸于班级中，让全体学生从中受到启示。

三、掌握方法，学会反思。

1、在比较中反思

学生在解决问题时，往往只满足于把问题解决了，而不善于对解决问题的过程进行回顾，从而做到触类旁通，举一反三。如在教学完异分母分数加减法后，教师出示一下一组计算题：

学生正在为自己解答又对又快而高兴时，教师则启发学生反思：解答了这些题后，你有什么发现？学生通过观察答案与习题，很快就发现了其中的规律。教师此时并不满足于此，再此启发学生反思：计算异分母加减法时，都可以这样算吗？通过再次的反思，使学生掌握了当分数的分子都是1且分母的公约数只有1时的异分母分数加减法的口算方法，更使学生明白了，解决问题后要经常反思，从而才能举一反思。

2、在联想中反思

学生学习的过程是一个主动建构的过程。在学习新知的过程中，教师应该引导学生联想以前学过的知识，反思新旧知识之间的联系，让新知识顺应到原有的知识结构中，建构自己知识的网络。如在探究分数的基本性质时，当学生发现了分数的基本性质后，教师引导学生反思：分数的基本性质与我们以前学过的哪些知识相似？学生想到以前学过的除法的算式：分数的分子相当于除法算式里的被除数，分数的分母相当于除法中的除数，分数值相当于除法算式里的商；想到了除法里有除数和被除数同时乘或除以相同的数（0除外），所得的商不变。通过引导学生反思，学生理清了分数与除法算式之间的关系，头脑里建构了一个完整的关于除法的基本性质和分数基本性质的网络，使原本零星的知识变成一个有机的知识系统。

3、在回顾中反思

如在教学“异分母分数加减法”时，通过比较、分析、讨论和操作，每个学生参与了“异分母分数加减法”的探究过程。随后，让学生回顾怎样进行计算的？学生知道把两个分数通分成同分母分数再计算。老师追问，怎么会想到通分呢？学生想到了同分母分数加法已经学过了。在此基础上，老师和学生共同总结：当我们遇到一个新问题，不能直接解决时，可以想办法把它转化为已熟悉的问题，再来解决。在计算除数是小数除法时，我们先把它转化成除数是整数的除法，再计算??以上教学，教师没有局限于异分母分数加减的计算，而是引导学生回顾、反思，揭示蕴含于教学过程中的数学思想方法―――化归法，学生在回顾中建构解决问题的数学思想方法，超出了这节数学课本身的意义，为学生今后的学习打下基础。

认识计算机的教学反思篇(6)

一、培养学生的兴趣，积极引导

积极备课，寻找激发兴趣的切入点。备课是一个再创造过程，此间， 教师不但要备知识，还要从学生的实际出发，了解他们已有的知识储备，努力寻找能激发他们学习兴趣的切入点。

充分利用多媒体教学，吸引学生的兴趣。多媒体能够将声音、视觉融为一体，与传统的教学模式相比较，有着传统教学无法相比拟的效果。首先，可以通过音乐、动画等听觉、视觉效果先入为主，吸引学生的兴趣，然后结合当前最流行的互联网以及网络技术，引导学生提高对计算机课程的兴趣。

二、计算机教学结构不能相同于其他课程的教学结构，必须要有自己的特色

对于没有任何基础的学生，如何能利用短短的40分钟的时间去掌握必要的知识技能呢？在授课的过程中，一般情况下，教学结构安排传授新知识大概为10分钟，学生自己掌握新知识练习的时间应为20分钟左右。少于此时间，学生对新知识的掌握会不彻底，然后再花10分钟的时间把新的知识重新演练一次，同时着重讲清学生在练习过程中所发现的问题。最后利用剩下的时间布置一个问题，让学生思考，加深课后学生的深入研究，深入理解。

三、强调传授新知识的时间与学生上机练习时间的比例

为1：3

计算机课不同于其它学科，学生接受新知识是听讲和操作有机结合的。学生新知识的掌握是建立在操作熟练的基础上。没有上机操作练习，熟练掌握计算机就等于一句空话。学生通过上机练习，才能发现问题、巩固知识、明白知识的内涵。计算机最明显的特点是实践性和动手能力。根据目前学生家庭状况，学生家庭计算机的拥有率还很低，学生家长的计算机知识普遍很差，学生计算机知识的来源主要是学校教育，所以学生计算机知识必须当堂巩固，必须让学生有充分的上机时间。

四、充分利用学生的特点，因材施教

从教学实践过程中发现，学生学习计算机的兴趣随着知识的深入学习逐渐加强，积极性越来越高。充分表现为：下课后，大部分的同学就来到计算机教室，争取多点上机时间。但是，由于计算机在各学科中的位置决定了现在计算机课的非主课地位、学生对计算机的认识以及计算机课实践和动手能力的特点、家庭计算机的不普及、学生对知识的掌握只能在课堂中完成，这些都要求教师在授课的过程要充分利用学生的特点，因材施教。还要充满热爱之情，注入不竭的动力。如果教师本身燃烧着对知识的渴望，学生就会迷恋于获取知识。教师教学中自然流露的激情、广博的知识和精湛的授课技巧都能潜移默化的感染学生，形成师生之间情感的交融。

五、教师上课的要点

认识计算机的教学反思篇(7)

【关键词】计算机模型；科学教育；研究进展

【中图分类号】G40-057

【文献标识码】A

【论文编号】1009-8097（2013）02-0120-07

一 计算机模型及其建模工具

模型是人们对客观事物、现象、事件、过程或系统的简约化、抽象化表征。计算机模型是以计算机为媒介，应用特定的工具（程序、软件、建模环境）可视化、简约化地呈现数据、现象（尤其是对象的抽象成分、因果关系以及随时间演变的复杂系统），从而描述、解释、预测现象。图1、图2呈现的是两个计算机模型实例。“理想气体”是由美国西北大学Uri Wilensky教授开发的系列NetLogo模型之一，“光电效应”是由美国科罗拉多大学PhET项目组开发的系列仿真实验之一。每个模型的界面包含现象、变量、控制、数据、符号等内容。它们从宏观、微观、符号、图形层面表征物质的性质、现象、变化。通过设置、改变计算机模型中的参数，可以观测不同条件下的现象，从而把握、预测事物的性质、变化规律。人们还可以根据需要，改编程序语言，修改模型。计算机模型可存储于硬盘、光盘、网络服务器等介质中，因而人们可以自由复制或下载。由于计算机模型相对于物理模型具有独特的优势，近年来被广泛运用于科学研究、生产生活及学校教育中。

基于计算机建模的技术丰富多样，包括数据库、语义网络、电子表格、专家系统、系统及种群动态工具、可教人和直接操作环境、可视化工具、超媒体、结构化计算机会议等。不同领域、不同目的，建模的工具通常有所差别。科学教育中，计算机模型主要表现为可视化模型、仿真、动画、系统、图形、关系等形式，目前国外比较流行的建模工具（或环境）有eChem、Genetics Construction Kit、Model-It、NetLogo、PhET、Pedagogica，Stella，Thinker tool，Molecular Workbench、4M：Chem等，这些技术有各自的特点和侧重。

二 科学教育中计算机模型研究若干课题

自上世纪90年代，国外学者广泛运用计算机模型于科学教育中，相关研究十分繁荣，主要涉及如下几个方面：

1 基于计算机模型的学习研究

（1）计算机模型与多重表征

表征是学习的核心。Johnstone认为，无论是物理、化学还是生物，都建立在三重表征之上，存在思维三角（图3）；科学家可以畅行于三角之间，然而学生常常搁浅在宏观一角，这造成了科学学习困难。计算机模型充分整合宏观、微观、符号层面信息，呈现同一现象不同层面的表征以及不同表征之间的相互联系、作用，从而有效促进学生建构事物的多重表征及其联系。

Wu等以eChem为主要建模工具（图4），在11年级化学课中开展教学实验研究。结果发现，在实施6个星期的研究后，学生的化学表征学习得以实质性提高。绝大多数学生在宏观、微观水平能很好地掌握有关概念知识，深刻理解相关表征和化学概念；学生在表征转换题目上的得分明显高于其他题目，表明学生在不同的表征之间相互转换的能力得到显著提高；积极参与模型学习的学生花更多时间讨论化学表征背后的相关概念，对物质性质、结构、概念等相关知识的理解更精确，对化学表征的理解更深刻。Wu等强调，计算机模型对学生化学学习具有累积性、长效性的影响。

Williamson研究表明，计算机动态模拟比静态图片更能提高学生对信息的深刻编码，同时激活形象和语义双重编码，有助学生形成关于现象的动态心智模型；而仅观察透视图或粉笔绘制图，学生难以建立对现象的充分理解以及形成物质微粒性的心智表征，而仅仅停留在宏观现象的认识上。Snir等开发、实施了物质微粒性计算机模型工具的教学研究。他们发现，学生对物质的宏观理解和微观理解是相辅相成的，计算机模型工具能够帮助中学生持久地内化物质的微粒观，同时增强了对科学模型的理解。

Ardac和Akaygun对59名九年级学生进行实验研究，实验组学生除了常规教学还接受基于媒体的教学，该教学突出强调宏观、微观和符号的同时三重表征。研究表明，媒体教学组学习成绩明显优于常规组，他们更容易在分子层面表征物质。随后，Ardac和Akaygun比较了56名八年级学生关于化学变化三种教学条件下（动态一个体、动态一全班、静态一全班）的学习效果。结果发现，动态视觉表征组的成绩显著高于静态视觉表征组，个体学生动态视觉学习组分子表征成绩优于以全班性动态视觉学习组和静态一全班学习组。作者建议，当向学生呈现分子表征时，尽可能运用动态视觉方式。

计算机模型之所以能促进学习表征，Wu以“烷烃”表征为例，作如下解释。学生在理解化学表征时，需要形成解释、转译和心智转换操作。由于化学表征既有形象性、又有抽象性特征，学生要建立对化学表征的充分理解、获得表征技能需要具有牢固的概念化知识与视觉空间能力。根据Paivio（1991，1986）的“双重编码”理论，Wu提出了表征学习需要建立涉及可视化和概念化信息的三重基本认知联结（如图5）：（a）外界所呈现的信息与个体内部表征的信息之间建立表征联结，如将“烷烃是一种碳氢化合物，它们只含单键”（外部刺激）与“如果碳原子数为n，那么氢原子数是2n+2”（个体言语表征）之间建立联系（联系1）；（b）外界所呈现的可视化信息与个体内部表征的信息之间建立表征性联系，如将（可视化刺激） 与烷烃的心智图像（可视化表征）之间建立联系（联系2）；（c）可视化系统与概念化系统之间的对照联结（联系3）。在化学表征过程中，学生需要激活上述一个或多个联结。例如，要将化学式转译为物质结构，学生需要提取有关可视化和概念化信息，激活化学键与分子形状之间的联结。计算机模型可以为学生充分提供可视化刺激，强化不同信息之间的相互联结，增强学生的表征理解与转换能力。

（2）计算机模型与概念学习

概念形成与发展是科学学习的重要组成部分。大量研究表明，计算机模型能有效促进学生科学概念的理解，转变错误概念、模糊观念。例如，Russell等运用4M：CHEM在500名大学生中实施研究。该模型整合了宏观现象、微粒运动及有关图形、图表、化学符号、方程式等内容。结果显示，学生在后测中化学成绩显著提高；56%的学生（前测中则只有32%）能对科学概念（“化学平衡体系”）进行准确的描述和定义；学生在错误概念题上的得分从前测的0.5减少到后测的0.2。Ozmen等整合了计算机微观动画模拟与概念转变学习材料，研究它们对学生化学键模糊概念矫正的影响。他们总共设计了16个计算机模型和7份概念转变学习材料，在11年级展开准实验研究，发现在化学键概念后测中实验组学生的成绩显著高于控制组，而前测中两者没有显著差异。Ozmen等指出，整合计算机模型与概念转变学习材料的教学方法，能有效促进学生对化学概念的理解和模糊观念的矫正。

Vosniadout从心智模型视角解释了计算机模型促进概念转变的内在机制。形成心智模型是人类认知的最基本特征，人类通过建构心智模型来认识、理解世界。心智模型对概念发展和转变具有重要意义，强烈、实质性的概念转变需要心智模型的根本重构。心智模型的转变是学生科学概念转变3种主要形式之一。心智模型（内部模型，即人头脑中的模型）和外部模型（物质世界中的模型）之间是动态、相辅相成的关系。心智模型是外部模型的基础，外部模型反过来制约、规定心智模型，提供概念转变的意义。计算机模型可以使学生的心智模型与外部模型发生耦合。一方面，计算机模型帮助学生连接现象与模型，内化、建构、精致或重构心智模型；另一方面，学生的心智模型可以通过计算机模型进行外化、表达；在双向互动过程中，促进概念的理解和转变。

（3）计算机模型与建模学习

近年来，越来越多学者意识到模型与建模对学生科学学习的重要意义，各国现行科学教育（课程）标准突出强调学生对科学模型的理解和运用。与此同时，大量研究证实基于计算机模型的学习和教学能有效发展学生模型理解与建模技能。例如，Fretz等研究发现，建模工具（Model-It）作为支架能有效支持学生完成绝大多数建模活动，促进建模技能的发展。Snir、Smith和Raz开发了物质微粒性计算机模型，该模型包含了4个窗口：（a）化学实验，即实验模拟，提供宏观现象；（b）问题与思考，设计一些问题要求学生回答，旨在引发学生对宏观现象的思考；（c）模型，提供不同模型，它们分别从不同视角解释同一现象，学生可以比较、选择自己更为满意的微观解释模型；（d）模型探索，允许学生用所选择的具体模型来探索现象，检验自己的想法与假设。该研究表明，这些计算机模型不仅帮助学生内化物质微粒性假设，同时帮助学生建立“一个好的模型可以在更大范围上解释事实，而非仅展示某个现象”的认识论观点。Sins等进一步研究发现，学生对计算机模型、建模的认识论理解（即模型的性质、模型的目的、建模过程以及模型的评估）与思维深加工具有显著正相关，而与思维浅加工显著负相关。

Taylor认为计算机运用于教育主要有两种模式：指导一训练模式、工具一探究模式；前者是计算机控制教学内容，计算机用来呈现有关事实信息、训练学生；后者是学生控制学习环境、内容，计算机作为一种工具让学生探究计算机屏幕上所展现的世界。计算机建模环境偏向后者，可以充分给学生提供机会探究模型工具上所展现的现象、特征以及背后所隐含的科学模型与概念，更重要的是理解科学模型的本质以及训练建模的基本技能。

（4）计算机模型与科学探究

Geban等通过对200名九年级学生长达9周的计算机仿真实验研究，发现基于计算机的仿真实验及问题解决活动能显著提高学生的科学过程技能。de Jong和van Joolingen在大量文献研究基础上归纳出计算机模型能有效支持学生科学探究的5个方面：（a）提供科学探究所必需的学科背景知识；（b）支持猜想与假设的形成；（c）支持实验设计；（d）支持作出预测；（e）支持自我调节学习过程。Quintana等建构了支持科学探究活动的计算机模型支架性设计框架，该框架围绕科学探究过程的三个成分展开（即意义建构、过程管理、表达与反思），包含了模型任务、障碍、支架原则与策略、建模工具样例等要素。实践证明，该框架为如何运用计算机建模软件作为脚手架支持学习者科学探究活动提供了理论基础和方法论依据。不少学者研究了基于计算机模型（仿真）探究活动中学生的学习特征、影响因素。Lazonder等对55名大学新生进行基于计算机仿真科学探究活动的实验研究发现，对于前知识较为缺乏的学生，在探究活动之前及之中提供相关学科知识信息，有助于学生进行科学推理和科学知识的获得。Mulder等比较了基于计算机模型的探究性学习环境下两类建模进程，即模型序列进程（即一开始呈现理想模型，包含所有变量，变量关系逐渐深化，学生逐步建构完整、特殊模型）、模型精致进程（即随着建模进程逐个增加变量，学生从简单到复杂、低级到高级、单一到综合进行建模）。结果表明，计算机模型探究性学习环境下，模型进程方式有助于学生任务的完成、提高探究技能，其中模型序列进程优势更明显。可见，基于计算机模型的探究活动有助于学生获得科学知识、提高探究技能、发展科学过程与方法。

（5）计算机模型与认知发展

Ogbors提出，相当一部分人在逻辑、数学、抽象思维等方面十分欠缺，而计算机在某种程度上可以促进这些高级认知技能的发展。他以WordMake、LinkIt为主要工具，进一步证实了计算机模型有助于发展学生的定性推理（即利用对物体、事件的想象进行推理）、半定量推理能力。Pallant和Tinker以计算机建模环境Molecular Workbench和Pedagogica中的分子运动模型为主要工具研究学生微观水平的推理。研究发现，学生通过探究分子运动水平上的物质模型，可以较好地建构物质状态心智模型，精确地再现不同状态下物质微粒的排列情况，并进行原子间相互作用思维推理。Sins等研究揭示，计算机模型环境下学生要完成较为复杂的任务，需要进行深度认知活动，如建立观点之间的联系、寻找规律和原则、整合新信息与先前知识经验等，从而发展深刻思维加工能力。

2 基于计算机模型的教学研究

计算机模型在教学中的应用十分广泛，相关研究文献也相当丰富。Stieff以ConnectedChemistry为例，总结出计算机模型在化学课堂中的几种应用方式：（a）作为可视化工具用于教师演示和讨论；（b）作为实验仿真让学生进行实验；（c）作为反馈工具，用于家庭作业，让学生自学和问题解决；（d）模型修改、建模活动。PhET项目组所开发的仿真科学实验大量运用于实验室实验、家庭作业、可视化辅助、小组活动及演示中。Khan以化学平衡为例，提出了基于模型教学的五个原理：（a）基于已有心智模型对化学平衡作出预测：（b）在两个变量间建立关系；（c）提供背后机理的解释；（d）运用类比支持关于模型的解释；（e）评估初始模型；（f）修改模型。price等运用计算机模型于学生讨论活动，从“交际法”、“基于模型的共同建构法”两种理论视角提出了系列教学策略：现象观察-计算机仿真-极端案例-状态图形。每一策略包含若干“驱动”方式，如计算机仿真涉及向学生介绍计算机模型所代表的意义、使学生专注于计算机模型（如情境化、预测、强调、批判）。研究发现讨论和仿真的协同作用能提升学生的参与、促进理解以及思维推理。此外，Ozmen实证了计算机模型与概念转变学习材料相互整合的教学方法；Liu强调计算机模型与真实实验相结合的教学形式比单一教学（计算机模型或实验）更有效。Wei、Liu提出了基于计算机模型的形成性评价教学策略。

3 基于计算机模型的评价研究

随着计算机模型广泛运用于科学教学中，如何测量、评价学生基于计算机模型的学习效果则显得十分必要，然而目前这方面的研究较为欠缺。本文第一作者曾以Rasch测量理论为指导，开发了基于NetLogo模型的物质概念理解测验量表，包含3个理解水平，由15道选择题、3道开放题组成，这些题目针对作者基于NetLogo设计的“化学反应”模型。例如，“程序界面右侧的图形中，曲线的变化意味着_____。A.物理变化B.化学变化C.温度变化”（选择题）、“请用相应的文字及图画描述本活动中所发生的化学反应”（开放题）。学生先用10～15分钟操作计算机模型，然后独立回答问题，测试数据运用Rasch模型进行建模和分析。Liu等开发了10套计算机模型形成性评价量表，每个量表涉及三个维度（物质、能量、模型），包含24道等级选择题（即备选项高低不同的理解水平而非对错）、1道开放题。研究结果显示，这些量表具有良好的信效度，能有效揭示学生基于计算机模型的学习特征与发展规律。

4 基于计算机模型的教师研究

Stylianidou等曾对8位科学教师进行个案研究，发现教师还不能充分、自觉地运用信息工具于教学中，但他们面临的这些压力正日益增加；制约教师顺利实施教学改革的因素是多方面的，其中认识因素很重要；教师越是能充分意识到计算机建模在具体实施中以何种方式变革课程以及不同的因素如何影响教师的转变，他们就越能选择实施新的想法。Valanides等研究显示，小学职前教师进行基于计算机模型的学习与教学之后，能够十分清晰地认识到科学模型对科学教与学的重要意义，能正确建构科学模型，并积极利用它们作为教学支架应用于教学设计中；而在此之前，这些教师完全忽视了模型和建模在科学教学与学习中的作用；然而他们仍需要广泛学习以充分理解科学模型的建构过程。尽管教师意识到计算机模型对学生科学学习的作用，但他们关于模型、建模、计算机模型、教学法（PCK）以及技术的使用知识仍十分缺乏，这直接影响着计算机模型的教学成效；而教师这些方面的发展较为复杂和非线性，仅仅接触、意向是不够的，教师需要更多的体验、练习以及更深入地实践与反思。

三 启示

当今世界，科技飞速发展，现代信息技术正猛烈冲击、深刻变革着教育领域，成为人们获取和运用知识的重要途径。计算机模型与建模具有独特的教育意义，开辟了信息技术与学科教学整合的新范式，势将成为教育领域的一个重要趋势。中国这些方面的研究与实践仍显得相对滞后。现有文献仍主要集中在对国外计算机建模工具的介绍与评析，少有研究深入探讨这些计算机模型如何与学科教学整合以及该学习环境下多种教学要素的特质与规律。适合我国科学教学的计算机模型开发的讨论也并不多见。曾有机构开发了少数中学科学仿真实验，但并未得以充分推广、普及。无疑，国外先进的经验对我国相关领域研究具有重要启示。

1 计算机模型的设计应基于一定的理论与实证研究

D.H.乔纳森论及技术与学习的关系时强调，学习者不是从技术中获得知识，而是从思考中学习；应该将技术作为一种能够帮助学习者阐释和重组个人知识的思维工具，利用技术来帮助学习者更为有效的思考；教育者与其费尽心思分析如何让技术教得更好，不如考虑学生如何思考才能获得更富有意义的学习。因而，在开发、运用计算机模型时，应当把学生如何学习作为根本出发点和依据。本文述及的计算机模型及其相关研究，大都基于一定的学习、心理理论，如表征、概念形成与转变、心智模型、认知加工等。此外，要使计算机模型最大限度帮助学生学习，需要基于大量的实证研究。例如，PhET项目组建立了基于研究的设计思路，通过反复实践、评价、反馈、改进，使得仿真实验最大程度上达到课堂教学需求、体现教学价值。

2 开发优质的计算机模型需要多个领域专家的参与

事实上，一个完美的计算机模型是多种智慧的集合体，包括学科知识、学习科学、计算机技术、艺术、教学论等。纵观现今较为流行的计算机建模工具、平台或环境，其团队成员常常来自不同领域。例如NetLogo项目组包括课程开发者、认知科学家、学习与教学设计专家、程序员、学科人员、中小学教师、网络技术员、管理者等。不同领域人员可以从各个角度对计算机模型的设计、运用提供专业化支持，从而保证其科学、合理、美观、实效等。

3 教学中计算机模型的运用要注重适切性、实效性

计算机模型设计者往往基于不同的目的、立场进行设计，然而教学实际总是丰富多样甚至迥然不同的，体现在课程标准、教材内容、学生思维特点与水平、学习环境、教学条件等方面。因此，教师需要筛选、二次加工或者根据教学实际进行重新设计。有些现成的模型过于复杂、综合，教师要根据学生认知水平或教学需要把握好计算机模型的难度。一些建模工具会提供程序代码（如NetLogo、PhET），可以通过改编程序修改模型。由于计算机模型在我国起步较晚，现行大多数模型都是英文界面，如果要用于我国课堂中，需要进行翻译或者向学生提供中英文对照辅助材料。