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学科知识与教学能力数学范文1
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 引言
“数字图像处理”课程是“智能科学与技术”专业一门重要的专业主干课，是为了培养本专业学生数字图像处理的基础知识、技术技能以及在实践中的运用能力而设置的专业课程。在“智能科学与技术”专业中，“数字图像处理”课程是该专业一个重要的专业方向――“机器视觉系统”的基础，也是掌握好该专业方向的关键。目前，该课程已经成为本专业信息获取与处理方向的重要课程之一，在学生的专业培养和知识获取中占有重要的地位。
该课程作为专业主干课，具有承前启后的作用，既可作为学生继续学习的研究方向，又是后续相关课程重要的理论基石。随着数字图像处理理论在智能系统的研究不断深入和图像处理技术在国民经济各个领域的广泛应用，我校的“数字图像处理”课程结合课程本身的特点，在教学内容、教学方法、教学手段等方面都进行了一系列的探索，形成了具有我校特色的、能够服务于智能科学与技术专业的课程。
2 制定科学、合理的教学目标和教学内容
“智能科学与技术”专业的培养目标是使学生系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识以及基本技能与方法，使学生受到良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的训练，并具有分析问题和解决问题的能力，以及知识自我更新和不断创新的能力。依据这样的培养目标，我校的“数字图像处理”课程制定了科学、合理的教学目标和循序渐进且兼顾相关学科的教学内容。由于数字图像处理融合了数学、电子、计算机软硬件、智能系统集成等众多先进技术，体现了诸如计算机技术、自动化技术、光学工程等学科相互交叉和融合的综合运用，内容丰富，应用广，因此本课程在教学内容上既要重点介绍数字图像处理的基本理论、方法，又要介绍当今图像处理的重要应用领域以及与其他学科之间的内在衔接与融合，使教学内容具有系统性、完整性、科学性和先进性。
在教学内容的选取上，继续深化重概念、重基础、重实验、重综合的“四重”教学，突出学以致用的观念，使学生通过课程学习掌握解决具体问题的方法。以能让学生较深入地理解数字图像处理的基本概念、基础理论以及解决问题的基本思想方法，熟练地掌握数字图像处理的基本过程为目的，使学生在有限的学时内有最大的收获，并为后续的机器视觉、数字图像分析等课程打下坚实的基础。例如， “图像变换”是“数字图像处理”课程的核心内容，是理解后续的“图像增强”、“图像复原”等内容的基础，因此我们重点讲述了“傅立叶变换”和“小波变换”，将walsh变换作为学生自学内容。这样选择教学内容的目的，是要使学生明白“图像变换”的目的在于使我们所更关心的一些原始图像的特征更加明显，变换手段不同导致了不同的变换结果。此外，以智能科学技术为核心的我校机器人足球项目在国际国内屡获冠军，形成我校智能专业一大特色和优势，并在计算机视觉等方面形成了特色培养方向。因此，“数字图像处理”作为智能机器人重要的支撑课程，在教学内容的选取上，我们也充分考虑到这一点，例如选择讲述有关移动机器人的视觉图像的获取过程，并根据该流程分析了图像预处理、图像分割以及特征提取的要求。将课程内容与实际应用相结合，使学生产生了极大兴趣，提高了学习积极性，更能为我校机器人足球项目进行人才储备。可以说，“数字图像处理”课程的教学内容正是专业培养目标的真实体现。
3 根据专业特色和课程特点，采用先进的教学方法和手段
在“数字图像处理”课程的教学过程中，为提高教学质量，在教学中采用了多种教学方法和教学手段，注重采用多种教学方式调动学生学习的主动性和积极性，加强学生获取知识能力和创新精神的培养，这也是深化教学改革的重要内容。“智能科学与技术”专业涉及检测技术、控制技术、计算机技术及网络技术等当代信息技术多个领域，是典型的交叉学科，根据“数字图像处理”课程的特点，我们在教学方法和教学手段方面进行了以下的探讨尝试，并取得了一定的成效。
3.1 扬弃传统教学
虽然传统教学采用黑板板书加教师“满堂灌”的教学方式，不利于学生形成主动思维的学习习惯，但在讲述数学公式的推导以及定理证明的过程中，教师在黑板上按步骤推导的过程是非常必要的，而且是必须的。“数字图像处理”课程需要对大量的数学公式进行推导，如果将这些数学公式的推导采用投影方式直接呈现给学生，缺少了在推导过程中与学生的互动环节，不利于学生深刻理解，使学生只是知其然，不知其所以然。此时，传统的书写黑板教学方式在公式推导以及定理证明中是必要的。同时，传统教学中老师在课堂上通过抑扬顿挫的语气以及丰富的肢体语言共同协助传达需要传授的知识，可以加强课堂的感染力，帮助学生理解并掌握知识。因此，在数字图像处理课程的教学中，传统的教学方式既不能完全照搬，也不能完全否定。一方面采用多媒体教学，另一方面也不能完全抛弃传统教学方式。传统教学方式在必要的时候要发挥它的重要作用。
3.2 应用现代化教学手段
“数字图像处理”是以图像为处理对象，其输出形式为图像、图形和数字。该课程非常适宜采用多媒体教学方式。如以图像的形式显示教学信息，图像比语言更容易被学生感知；采用动画和视频更能准确地显示事物的空间特性、时间特性和运动特性，提高了信息的表现力，有利于学生详细观察、分析，提高感受性。应用多媒体技术可以实时重现模拟图像处理前后的直观效果，大大增加了课堂的信息量。针对不同的教学内容，辅以声音、图像、视频、动画等多样化手段，化静态为动态，化抽象为直观，化复杂为简洁，既能活跃课堂气氛，又能最大限度地调动学生想象力，激发学生的学习兴趣，从而教学效果大为提高。例如在讲授图像的采样与数字图像的质量关系时，通过不同采样数据的照片的对比，加深了学生对图像的量化与数字图象的质量关系的理解，也激发出他们对本课程的浓厚兴趣。另外，“数字图像处理”课程的具体应用随着计算机技术发展的日新月异也不断变化，这就要求教师自身的知识要不断更新，授课讲义也要不断反映最新内容。通过近年的积累，我校“数字图像处理”课程在参考了其他学校的教学讲义、教学研究成果，尤其是国内外著名大学的教材、讲义的基础上，结合我校“智能科学与技术”专业的培养目标和专业特色，制作了具有最新内容的课堂教学课件和实验教学系统。现代化手段教学的实践表明， 采用现代化教学手段能缩短学时，提高教学效果，优化教学过程，同时提高学生的学习热情和创新意识，有利于多方面开发学生智力，提高学生的综合素质等。
3.3 建设网络教学辅助平台
我们已经整合各类课程教学资源，如课程介绍、主讲教师介绍、教学大纲、授课教案、作业习题、实验指导、参考文献目录、课程考试考核办法、授课实况录像等资源全部上网，建成网络化辅助教学系统，应用该系统开展网络化辅助教学。例如在“网络学习”栏目中，我们将“数字图像处理教学模拟系统”放置在这里，学生可以根据课堂讲授，结合该模拟系统在课后对课堂知识进行消化吸收，加深对课堂内容的理解，深入分析试验数据，对实验结果进行论证。如在讲解采用线性变换进行图像增强的原理时，给出了曝光不足情况下，通过线性拉伸增强对比度的演示实例。学生在学习了模拟系统的示例演示后，对其中的数据进行修改，观察到经过不同的数据变换后的图像增强结果，加深了对这部分知识的理解。借助网络，学生的学习和与教师交流可以跨越时空。通过网络教学辅助平台，既能实现以教师为中心向以学生为中心的转变，为增强学生的信息意识、综合素质、创新能力和个性发展奠定坚实的基础，又能获取同行和学生的反馈信息，促进教学经验交流、教学资源共享甚至教学成果推广应用。
3.4 加强实践教学
在实验课堂上，一方面，把某些研究成果以图像、图形和数据的方式向学生展示，扩大学生的知识视野，从中抽取与课程相关的内容进行重点描述，加强理论与实际应用的联系；另一方面，要求学生进行实际的数据处理、软件设计和影像处理，以培养学生分析并解决实际问题的能力、方案设计能力、编程实践能力和创新能力。在实践教学中，重视使用Visual c++图像编程技术，使学生更符合社会对“智能科学与技术”专业的人才需求。“数字图像处理”按照课程内容设置了图像变换、图像增强及复原、图像分析、图像编码等4个实验和图像处理系统综合设计。其中前4个为设计性实验，利用基于Visual c++的基本实验平成。最后的综合设计是培养学生综合运用所学知识与技能，训练他们分析和解决实际问题的能力的重要手段。综合设计中不仅要编写程序代码并测试，还要撰写综合设计报告，以此来进一步提高学生理论研究、查阅资料等方面的能力。通过综合设计，85％的学生认为动手编程能力得到了加强，92％的学生认为对所学知识有了更深刻的理解，83％的学生认为综合训练后可以比较熟练地利用Visual c++进行图像处理操作，90％的学生认为通过综合设计，激发了学习兴趣，锻炼了图像处理技能，对就业更有信心。
此外，在实践环节中，计算机学院为规范各类实践教学的环节，精心编制了实践教学管理实施细则，并建立了严格的考核制度。该细则包含了任务说明、实施计划、现场检查等多项附表，从各个细节入手进行规范管理，保证了实践教学质量提高。
4 结合科研课题教学，促进学生科研创新能力培养
“智能科学与技术”专业依托我校湖北省重点学科一一模式识别与智能系统的学科优势，在教学过程中，结合教师的科研课题讲授，从多方面促进学生的科研创新能力。我校的机器人足球项目是“智能科学技术”专业的特色，以此为平台的计算机视觉也形成了特色培养方向。而“数字图像处理”是计算机视觉的重要理论和技术基础，因此，我们在“数字图像处理”课程中将足球机器人系统中运用的大量数字图像处理前沿的基础知识和技术引入课堂。如讲授了自主移动机器人视觉系统中针对移动机器人的技术要求与视觉导航的特点，运用了图像预处理、图像分割与特征提取等图像处理技术。
课程主讲教师队伍目前承担了一批省(部)级的纵向科研项目(含教育部科学研究计划项目、湖北省教育厅科学研究计划项目、湖北省自然科学基金项目等)和横向科研项目，这些项目都是与数字图像处理密切相关。在这些项目资助的基础上，创建了良好的实验平台。借助该平台，学生结合老师的科研课题，通过参加校内外科技活动，开展了一些与数字图像处理有关的研究与实践工作，培养了他们适应社会的竞争力和工程实践能力，并取得了良好的效果。例如本专业2007级15名学生依托教师的科研项目申请了三项大学生校长基金项目――“基于信息融合的半自主机器人系统研究”、“多源图像信息融合技术的分析及应用研究”、“基于内容和相关反馈的图像检索方法”，占本班级学生总数的54％。学生除了可以获得一定的金额资助外，还能获得学校认定的创新学分。以上措施极大地调动了学生学习本门课程的积极性，从另一个侧面提高了教育教学的质量。
学科知识与教学能力数学范文2
关键词：液压技术；教学改革；任职能力；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）27-0108-02
一、引言
《液压技术》课程是机械类专业学员的主干专业课程，是陕西省精品建设课程，不仅理论性强，而且具有很强的实践性。随着技术的发展，大功率武器装备不断涌现，为保卫我国国土安全提供了坚实的物质基础。新型武器系统大量使用了液压系统，因此要想正确使用和维护液压系统，就需要学员扎实掌握液压技术知识。
军队院校毕业学员到部队后能否满足第一任职能力需要极为重要，对于机械工程专业的学员来说，需要在院校培训学习时学会正确使用和维护液压装备。传统《液压技术》课程教学模式即为“授受式”，教员在教学过程中重理论而轻实践，学员缺少自主探索学习的机会，理论与装备实际存在严重代沟，导致教学效率不高，学员综合能力无法得到有力的提升。面临这种教学现状，改革课程传统的教学模式势在必行。
二、课程教学模式改革
1.课程标准制订。经过对近年来毕业学员的反馈信息进行分析，发现机械类专业学员大部分从事着与液压系统操作、维护、故障诊断与处理相关的岗位，大部分学员具备扎实的理论基础，但严重缺乏实践与创新能力，尤其体现在装备液压系统故障诊断与排除的方面。因此，以满足第一任职能力需要为依据，以必须、实用、够用为原则，确定了本课程的教学目标：（1）基本要求：熟练掌握装备液压系统的基本工作原理，具备液压管路搭接、调试、使用维护等基本实践操作能力。（2）高层次要求：设计具备特定功能的液压基本回路，探索积累液压系统故障诊断与排除的经验。这一教学目标充分体现了《液压技术》课程标准制定的指导思想，即“理实一体化”，它是由教员经多次部队、工厂调研所得，教学任务明确，为教学组织提供了依据，是教学模式改革的前提，充分满足了岗位需求。
2.教材和教学内容优化。传统《液压技术》教材主要从“液压油和液压流体力学”、“液压元件”、“液压基本回路”三条主线进行编排，内容及知识点相对成熟。然而，这个类型的教材作为军校重要的岗位任职先修课程教材略显不足，主要体现在课程内容通用化，缺少装备特色；过于注重理论知识的讲解，缺乏液压系统使用维护的实例两个方面。而实验教材多采用实验仪器设备上所配备的说明指导书，实验目标与能力培养目标不明确。因此，针对装备液压系统特点，教学团队重新编写了《装备液压技术》教材，在传统液压技术教材的每一章节知识点中，渗透装备特色的液压技术，如装备吊装液压系统；在每一个液压元件基本理论内容的最后，梳理列举了装备液压系统中这一元件的使用维护与故障诊断内容，扩充了部队实践的实例，从而使学员明确各个知识点，学有所用，学以致用。实验指导书则以“培养学员岗位任职能力”为目标，涵盖液压回路搭建、简单回路的设计与调试、系统故障诊断与排除等方面。除此之外，教学团队将与课程密切相关的科研成果融入教学内容中，充分发挥“教学科研互动，科研促进教学”的积极效应。不断更新开发新型的教学项目，使教学内容始终紧跟部队装备技术快速更新发展的步伐，最终以多种形式的电教教材呈现，为课程模式改革奠定基础。
3.课堂教学手段改革。与其他工程技术一样，液压技术具有很强的实践性，除此以外，在教学中发现，这一技术理论十分抽象，实践操作具有一定危险性。如何使抽象的技术理论变得直观、生动，使实践操作安全可靠是课程教学手段改革的重点与难点。（1）引进信息化技术教学。自2012年来，信息化教学技术手段在我国全面展开。《液压技术》课程中元件多、结构复杂，非常适合引入信息化技术，因此，教学团队制作了系列化微课程、电视片等，借助于校园网络，探索《液压技术》课程的翻转课堂，在一定程度上丰富了教学资源，使课本中艰涩难懂的理论转化为立体、动态的视频、动画、交互软件等。在这一教学手段的推广引用下，学员有效利用课外的“碎片”时间进行课程的预习与复习，共享教学团队的教学资源，极大地增加了授课的信息量，缩短了课堂中对理论知识点的授受时间，将课内学时侧重于实践教学中，最终，在有效的课时内，提高了课堂教学效率和教学质量。（2）建立虚实一体化专业教室。液压系统功率通常较大，在操作与使用维护过程中，如果稍有不慎，极易酿成重大安全事故，而对于学员这样的初学者，直接进行实装操作，存在一定的安全隐患，但液压技术的实践环节对学员岗位任职能力培养极其重要。为了解决这一矛盾，教学团队引用目前国内外非常流行的“虚拟现实”技术，建设装备液压专业教室，将所有操作环节由实装完成，而现象则由计算机仿真来实现。通过这样的训练，学员不仅能够迅速掌握装备液压系统的使用与维护，对于装备液压系统的内部结构原理，也可以通过计算机仿真进一步掌握。虚实结合的教学手段，拉近了课堂教学与现场实践的距离，提高了学员的学习兴趣，为学员走上实装奠定了良好的基础。
4.课堂教学方法改革。教学方法是教学模式改革的核心，教学团队探索新型的教学方法，目的是为了充分发挥教学手段的先进性，提高课程教学质量，最终达到第一任职岗位需要。针对《液压技术》课程的特点以及教员在教学中的不断总结，提出“渐进情境”教学法。课程教学在装备液压专业教室实施，首先学员要在课前通过微课程以及其他多媒体手段对课程的重点、难点有一定的初步掌握；课堂上，教员利用问题―情境的方式引导学员将理论知识点融会贯通；紧接着立刻采用虚实结合的手段，使学员将理论联系实际；在进行虚实操作训练的过程中，教员再针对知识点提出相应的使用、维护、故障诊断与排除的情境，由学员逐步的去一一解决。该教学法以一种渐进式的模式，使学员能了解、理解、掌握理论知识点并能进行工程应用。实践证明，这一教学法理实结合紧密，技术与装备结合紧密，有助于学员走上工作岗位后较快地适应工作环境，同时也有利于实现人才培养目标与部队高技能人才需求的有效对接。
5.实验教学模式改革。《液压技术》课程的实践教学环节是学员第一任职岗位能力的决定因素。在教学模式改革过程中，根据课程特点、知识体系以及人才培养目标，将课程实践环节梳理为4部分：认知式实验、验证式实验、自主式实验、创新性实验。（1）认知式实验。液压技术基础理论实验包含有液压元件的拆装、液压实验台的使用操作、典型装备液压系统的使用操作。这一类实验涵盖了液压技术中的基本原理与液压系统的基本操作，相对比较简单，主要是为更高层次的实践操作做准备。（2）验证式实验。这一类型实验主要针对课程教学中的推导结论以及学员作业中的相关困惑而开设。例如：液压系统中，溢流阀串联，系统压力由哪一个阀来调定？这是一道经典的液压技术分析题，学员经过一番思考与推导后，也许未能得到正确的答案，在这种情况下，教员要鼓励学员走进实验室，设计题目的验证回路，通过调试，得出正确答案，即：由所有溢流阀调定压力的和来调定。根据结果，学员通常会很快找出原因所在。（3）自主式实验。实践学时数少几乎是所有工程类课程中普遍存在的问题。在教学过程中，分组实验使每个学员进行实验的时间更加可贵，课内实践往往仅能够满足学员的课内实验，如若学员有新的想法与对实验回路的进一步改进方案，很难有时间进行实践。因此，开放实验室，学员采取自愿原则，提出问题，设计方案，搭接调试，得出结论，向教员提供实验报告。这既是对学员综合能力的培养与发掘，更是对学员科学学术态度的培养。（4）创新性实验。液压技术实验有一个特点，就是对于一个实验目标，有多种设计思路，即实验答案不唯一，这为学员搭建了良好的创新平台。教学中，通常学员进行小组选题、查阅资料、设计回路，不同的小组提出不同的实验方案，由教员进行讲评。创新性实验还体现在学员运用液压技术相关理论，设计简单的液压系统，参加大学生各类机械创新大赛。
6.装备实践教学模式改革。（1）虚拟装备实践。根据部队实际需要，我们开发了《某型地空导弹武器系统吊装设备虚拟装备》、《某型地空导弹武器系统半实物导弹装填虚拟装备》等虚拟软件，学员可以利用虚拟软件练习装备虚拟操作水平，在进行实际装备操作前进行适应性训练。（2）实验室装备实践。在实验室设计加工制作了和实际液压装备等比例的实验设备，学员在虚拟装备上操作熟练后进行实际实验装备的操作，这样就更进一步加强了熟练操作实际装备的速度和程度。（3）工厂实践。和学校实习工厂联系，在实习工厂进行各种液压设备的操作训练，接触更多的液压设备，加强实际液压设备的使用和操作能力。（4）部队实装实践。学员毕业前用一个月的时间到部队进行真实作战装备的使用维护和操作训练，充分接触实际作战装备，为毕业后进入部队，满足第一任职能力打下坚实的基础。
学科知识与教学能力数学范文3
1．理性思辨，渗透学科思维意识
理性思辨，渗透学科思维意识是高中数学教学中问题情境创设的关键．数学思维能力是数学能力的核心，教师一定要紧扣课题有针对性地创设问题情境，渗透形象感知、旨趣品悟的学科思维意识．对高中数学教师而言，在数学课堂教学中要引导学生对知识进行提炼和概括，通过对数学知识的归纳总结，使学生对所学的知识深化理解，发现、领悟一些数学学科思想方法．
2．主动探究，激发内在学习动机
主动探究，激发内在学习动机是高中数学教学中问题情境创设的有效途径．问题情境的创设要能与学生熟悉的情境对应起来，才能发挥学生的主观能动性，激发学生学习数学的内在学习动机．数学源于生活，用于生活，在情境创设过程中，将抽象的问题情境转换为更加具体的情境，营造生活化的学习情境，使“数学教学生活化”，更容易使学生产生自我效能感．
3．规范知识，构筑学科知识体系
规范知识，构筑学科知识体系是高中数学教学中问题情境创设的重要内容．在高中数学教学中，创设问题情境，开展问题研究的过程与学科知识体系密不可分．问题情境的创设，应规范数学知识素养，树立基本的学科观点．“问题情境”的设计应该不断变换规则运用的条件，重组教材，对教材内容进行调整、扩展和深化，着眼于学生的数学素质与能力的培养，构建数学学科知识体系．
4．加强交流，完善数学课堂实践
加强交流，完善数学课堂实践在高中数学教学问题情境创设中的作用也不容忽视．问题情境根植于数学课堂教学实践，对高中数学教师而言，创设一定的问题情境，督促学生动手操作，有助于学生结合实际发现问题和提出问题，加深对问题的理解，真正地参与到学习活动之中，增强解决实际问题的能力．
学科知识与教学能力数学范文4
【关键词】小学数学；学科小组合作学习的问题；对策
随着我国经济发展结构逐步优化，新型经济模式发展模式，推进社会教育发展格局逐步完善与优化，我国教育提出知识与能力，过程与方法，情感态度与价值观相互统一的教育发展新理念，本文对新教育的研究，主要从小学数学学科小组合作学习的教育进行探究。
一、小学数学学科小组合作学习的问题
（一）小组合作学习主动性低
小组合作学习，是一种新型教育形式，我国教育改革进一步完善的直接体现。但从实际实施情况来看，学生对合作学习形式的主动性不强，小学生的自主能力性较低[1]，教师为了将合作学习模式开展下去，采取教师引导性小组合作模式，但由于小组教学模式的开展内容趣味较低，合作探究的题目较难，学生的自主探究缺少突破口，导致小学生数学合作学习模式的开展主动性较低。另一方面，教师进行小学数学合作学习教学中，过于发挥教师在课堂中的引导作用，而忽视了学生的主体地位，导致小学数学学习的主动性开展变成了具有逻辑性的课堂引导教学，导致小学数学的开展的课堂教学主动性不强，无法发挥合作学习模式的教学启发和有诱导的作用。
（二）小组合作学习的趣味性不强
小学数学学习，是培养学生数学思维的基础部分，合作小组学习模式，可以实现多角度进行学生的学科启发，但由于小学数学学科小组合作学习模式的开展，是榱耸迪质学学科知识教育，部分教师受到传统应试教育思想的引导，过于强调小学数学学科小组合作学习在学科知识学习中的作用，从而抹杀了小学数学学科小组合作学习的学趣味性[2]。例如：某教师进行小学数学学科小组合作学习开展长中，为了快速提高学生的学习成绩，还是小组学习的惩罚连坐形式，即当小组中某一名成员无法完成学科任务，则全组生都要受到惩罚，这种方式可以激励学生进行学科知识的学习，但过大的心理压力，会带给学生学科学习的心理障碍，对学生的成绩和心理发展都带来了巨大的发展阻碍，对小学生的沉在个人能力发展带来了较大的发展阻碍。
（三）小组合作学习的形式单一
小学数学学科小组合作学习的主要作用，是通过合作探究，提升学生的学科知识探究能力，逐步培养学生的学习兴趣，但从我国小学数学学科小组合作学习的实际开展情况来看[3]，小学数学学科小组合作学习的开展仅仅固定维护学生之间的合作，形式单一，如果长期处于这种小学数学学科小组合作学习的状态中，会使小学数学学科小组合作学习僵化，失去合作小组学习的意义。
二、小学数学学科小组合作学习的应对对策
（一）坚持学生为主体的合作学习
学科小组合作学习是一种新型教育尝试，在现代小学数学教学中的应用，符合现代教育发展学生为教育理念。教师进行学科小组合作学习运用中，必须对学科小组合作学习深层认识，注重区别课堂指导与学科小组合作学习之间的差异性，合理发挥学科小组合作学习的课堂教学作用。例如：某小学数学教师开展学科小组合作学习教学时，能够依据学生对学科知识的学习程度，做好学科小组合作学习成员之间的能力互补，在课堂《生活中的图形》的教学中[4]，教师分别将想象力强和想象能力弱的学生分为一组，结合教师对学生的适当引导，可以实现学生通过互相帮助，提升自己的学课知识自主学习能力，发挥学生在学科小组合作学习开展中的主体地位。
（二）增强学科小组合作学习趣味性
学科小组合作学习的实施效果的提升，也需要教师增加学科小组合作学习开展的趣味性。例如：某小学数学教师进行小组合作学习模式，在课堂中，实施小组合作竞赛，胜利的小组可以获得奖励，同学们在教师引导下，积极主动的投入到《乘法口诀》背诵的比赛中[5]，大大增加了小组合作学习的课堂趣味性；或者，某教师善于发挥想象力，将课堂中学习知识变“活”，要求同学们可以分小组进行新知识的自主探究，并将新知识讲给大家听，充分调动学生的学习积极性，学科小组合作学习趣味性增强。
（三）小组合作学习的形式灵活多样
发挥小学数学学科小组合作学习在现代教育中的作用，必须实施小组合作学习模式灵活性发展。例如：某小学数学教师实施学科合作学习中，积极组织学生对《十以内加减法》中“加法逆运算”的检验，教师将学生分为两组，一组进行书本练习，另一组到黑板上进行验算，学生通过这种方式，达到了学科知识学习的相互交流互动，同时，该教师的课堂教学实施小组合作学习模式，采取教师在黑板上检验，学生在书本上检验，并对教师的检验过程进行评价，学生的课堂参与性较高。该教师将学科小组合作学习形式分为学生间的互动以及师生间的互动，灵活多样的学科小组合作学习形式，是学科教学课堂的更加丰富多彩，同时，学生对教师的检验过程进行分析，实现了平等教学，并且也可以满足学生的自我认同心理，增强学生的学科学习自信度。
结论
科小组合作学习模式，也一种新型教育发展模式，结合现代小学数学的教学设计，对学科教育的开展进行分析，对存在的问题，提出不合理的应对措施，实现我国教育改革进一步推进。
参考文献：
[1]刘家龙.小学数学学科小组合作学习的问题与对策研究[D].辽宁师范大学，2015.
[2]巨平.小学英语小组合作学习中的问题及对策研究[D].陕西师范大学，2013.
[3]彭玉莲.小学数学教学中小组合作学习存在的问题及对策[J].科教文汇（中旬刊），2009，09：138.
学科知识与教学能力数学范文5
关键词：初中数学；教学整合；有效途径
初中数学教学的整合是指在教学中，突破学科章节限制，把相关知识、相关学科与相关现象综合起来，使教学内容、目标、过程及评价等要素之间进行整合，以实现教学效果的整体效应。它包括数学知识多层次、多方位的联系；数学与其他相关学科知识的联系和渗透；数学现象与现实生活之间的联系等。整合的有效途径在教育教学过程中显得尤为重要。
一、联系性教学
数学教学走向综合化，首先要把本学科知识联系融通。对此，人教版数学主编林群先生有一个形象的比喻。他说，认识问题有两种方法。例如，你要了解一个城市，可以一条街、一条巷的走，逐个认识；更好的办法是坐上直升飞机，从天空向下观察，不仅可以清晰了解每条街、每条巷，更可以把握街道之间、巷子之间的关系，能够从总体上更直观、更清晰地把握。数学教学也应当这样，应当让学生坐上直升飞机来看问题。
“数与代数”、“空间与图形”、“统计与概率”、“课题学习”几大领域不是割裂的条块。这种对原先的代数、几何统整，并非简单地增删，拼贴，移植，而是进行了系统的综合与再划分。虽然教材编排注意到数学知识之间的关联，但混编和螺旋上升的处理方式使知识显得不太系统，这就需要教师引导。联系性教学把内容看作彼此相关的知识、工具，有可能以交织在一起的形式出现，如数形结合、数据处理、数学建模等。适时加强各领域的渗透与前后知识的综合，随着学习的逐步深入，可在学生头脑中形成完整的认识体系与合理的知识结构，也利于发展学生综合应用知识的能力。
教学第二十六章“二次函数”之前，学生已经了解了一次函数与一元一次方程、一元一次不等式（组）、二元一次方程组的联系。本章通过探讨二次函数与一元二次方程的关系，再次展示函数与方程的联系。可以深化学生对一元二次方程的认识，又可以运用一元二次方程解决二次函数的有关问题。因为函数是初中数学知识的顶峰，综合性较强，教学时要特别注意联系已学知识。如，在第一节开头，用函数的概念对正方体表面积、多边形对角线数、产量增长等问题中变量之间的关系进行说明。用关于y轴对称点的坐标的关系说明y轴是抛物线y=x2的对称轴。用平移描述函数y=ax2与函数y=a（x－h）2＋k图象之间的关系。这样处理既利于知新，也益于温故。
二、综合性教学
数学教学的综合化，还体现为密切数学和其它学科间的联系。从多向、多维、多层的联系中寻找结合点，把“触须”伸进这些学科中，建立起数学通向其他学科的“互联网”，实现学科整合。
数学作为一种工具和普遍适应性技术，应用领域在不断扩大。它的简捷与理性，使之在研究诸多客观世界中不可缺少。教材加强了学科之间的联系，大量物理、化学、地理、生物等其他学科知识的融入，进一步促进了数学教学综合化的发展。加强与其他学科的综合，应用数学知识解决相关问题是对数学知识的检验。反过来，其他学科又包含着很多数学因素，为数学提供鲜活的背景与素材。要用“大课程观”的理念将数学教学与其他学科有机融合起来。跨学科学习，消除学科间的隔膜，对如何挖掘其他学科的资源，利用数学解决其他学科的问题提出了新要求。我们要“跳出数学教数学”。
八年级下册前两章，多处提到电阻、电压、功率、压强、杠杆等名词，如PR=U2，电压一定时，用电器输出功率是电阻的反比例函数。再如研究F=pS时，当压力为定值时，压强与受力面积成反比，利用函数图象来表示，p与S关系一目了然。这种知识与知识之间的相互渗透与融合将促使学生更自觉地去探究知识。
另外，语文知识让数学表达简练、明白。学生比较陌生、定义又比较抽象难懂的概念，利用语文知识增加数学教学的生动性、形象性和趣味性，往往能够取得良好的效果。多媒体课件是解决教学重难点强有力的工具，教材中的“信息技术应用”板块也为学生提供了很多丰富的学习背景，如对位似、函数性质等知识探索。随着互联网的发展，加强与信息技术的整合，数学将被充实得更富于立体化、多元化，更富于时代性。
三、生活化教学
《数学课程标准》指出：数学教学应该是从学生生活经验和已有的知识背景出发，向他们提供充分的从事数学活动和交流的机会，帮助他们在自主探索的过程中真正理解和掌握基本的数学知识和技能、数学思想和方法，同时获得广泛的数学活动经验。因此，数学教学在立足综合性、着眼实践性的同时，要重点突出数学性，培养学生从数学的角度去发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。
一方面在课堂上增强与现实生活的联系，可以通过提炼生活场景中的数学因素引入概念，可以把所学知识运用于实践，解决身边的问题。另一方面，可以走出闭塞的教室，回归生活，在广阔的生活空间展开数学教学。鼓励学生利用双休日、节假日等开展实践活动，将课堂与课外、教材与活动、学校与社会实现有机整合。
学科知识与教学能力数学范文6
素质教育，实质是强调以学生为学习的主体，发展学生的学科思维为目的的，同时培养健康人格的教育，而不是知识的容器，在知识大爆炸的如今，素质教育对知识的传承和体验要求更高的速度和精准度，在开展素质教育的过程恰当的教学学习方法和思路特别重要，作为一线教师，笔者从没放弃对此教学问题的探索，努力探求学生学习的最佳方法和途径，以期最佳的学习效果和思维能力的培养。
在初中数学教学实践中，经常会碰到这样的情况：老师上课时学生都能听懂，对着例题练习都会做。但到考试或实际应用数学知识解决问题时却觉得无从下手。学生经常感叹数学一听能懂，一看可会，一做出错；而许多教师则感叹，为什么我讲得越来越多，而学生掌握的越来越少呢？为什么现在的学生越来越难教呢？所有这些都暴露出所教知识片面、孤立没有形成知识网络，对知识所处的环境认识不够，缺乏知识点间逻辑关系的理解，对学科知识产生的思维过程不连续等传统课堂教学的严重弊端。我们传统的知识传授的课堂教学方式，从根本上讲，它忽视了学科知识网络化、全面化，其表现就是一学就会，模仿会做，一变就错、综合题不会分析，不会知识迁移，使大批学生片面接受的知识点，不连贯，不系统，严重扼杀了学生的学习积极性和创新精神。学生不能较好地辨别和建构概念与命题框架，只是片面死记硬背大量的公理与公式。这样，知识的存储就处于零星状态，没有形成知识的网络。并且学习过程中只重视模仿性地做题，而对数学中的概念、规律缺乏深入的理解，对实际数学中问题的分析缺乏正确的方法，所以在知识提取时表现出较大的难度。
众所周知，当今时代是信息爆炸的时代，仅靠课堂所传授的那点知识是远远不能满足学生需要的。因此，课堂教学要与时俱进，就不仅要传授知识点的概念、原理，而且要引导学生认识学科知识产生的思维过程，引导帮助学生建立自己的学科知识体系，从而使学生自己学会学习，而思维导图就可以实现这一目标。
本文正是在此前提下，针对传统初中数学教学中存在的问题，就指导学生如何应用思维导图进行课前预习、课堂笔记、课后复习教学开展一些有益的探索和尝试。
二、思维导图的制作与教学优势
1.思维导图的认识与近段发展
思维导图（MindMapping）又叫心智图，由英国心理学家托尼巴赞（TonyBuzen）于1970年提出，它以放射性思考为基础，是一个简单、高效、放射性、形象化的思维工具，能够全面调动左脑的逻辑、顺序、条例、文字、数字以及右脑的图像、想象、颜色、空间、整体思维，使大脑潜能得到最充分的开发，从而极大地激发人们的创造性思维能力。是一种有效的思考策略、思考方法、思考工具。
思维导图按照发散性思考的特征，把注意的焦点清晰地集中在中央图形上，主题的主干从中央向四周放射；分支由一个关键的图形或写在产生联想的线条上面的关键词构成，次级话题也以分支形式表现出来，附在较高层次的分支上；各分支形成一个连接的节点结构并且末端开放。因此，思维导图在表现形式上是树状发散结构。
美国管理学作家DrTonyTurrill评价说：思维导图可以让复杂的问题变得非常简单，简单到可以在一张纸上画出来，让你一下子看到问题的全部。它的另一个巨大优势是随着问题的发展，你可以几乎不费吹灰之力地在原有的基础上对问题加以延伸。波音公司将原本须费时一年才能上完的关机维修技术的培训，运用思维导图方法重新整理课程之后（将所有的飞机维修工作手册绘成一张25英尺的思维导图），仅花了短短数周便有效地执行完成了训练计划，估计因为运用思维导图作为教育训练工具所节省的经费达美金一仟一百万。
思维导图如何有效的应用到教学中，在我们国家许多人也做了大量的尝试，最有影响力的是全国教育信息技术研究十二五规划（2011）重点课题《思维可视化技术与学科整合的理论和实践研究》，是由华东师范大学现代教育技术研究所特聘研究员、思维可视化教学实验中心主任刘濯源教授主要开展，他是思维可视化教学模式系统架构设计者、总培训指导师，他提出学科思维导图的概念，作为一种基于系统思考的知识建构策略强调了以学科知识为载体，以发展学生的学科逻辑思维能力为目标的理念，是一种较好的思维导图与学科知识教学学习相结合的思路策略，已被全国五百多所课题实验学校引进，并在教学实践中取得显著成效。
2.思维导图的制作过程
目前制作思维导图的工具很多，除了word、PPT外，还有专门制作思维导图的专业软件如mindmanager、mindmapper等。现就简单的手绘给予介绍一下。
制作准备：几张白纸和多种颜色笔。
制作步骤：
⑴把主题画在纸的中央。主题可以用关键字和图像来表示。所谓关键字，是表达本节或本学科相关核心概念的字或词，或用我们数学中的符号语言或图来代替。其应该是表示学科内具体的容、有体现对学科内容理解的意义。这样，有助于我们进行理解记忆。
⑵次主题，也就是在上一层主题下延伸的具有某种逻辑关系的知识点或环节。次主题关键词的提炼，同主题关键词的提炼一样。
⑶次主题后，罗列更为细节的具有逻辑关系的要点。这个时候要注意的是，任何一个要点出现的时候，尽可以自然地将它用学科关键词的方式表达出来，并把它和最相关的次主题连接起来。
⑷整理思维过程时，任何一个次主题都要用一种颜色来表示。而且，如果可能的话，要尽可能用直观的相关数学符号语言或图像来表达知识的内涵，这可以大大加深理解和记忆。
3.思维导图辅助数学教学的优势
在初中数学的学习过程中，学生需要记忆和理解的知识点较多，基本概念、定义、公理、运算的法则和技巧等。内容多、易混淆，严重影响了学生的学习能力，增加了学习负担，加上还有些学生听课时不善于整理笔记，往往以记的不全面、完整造成笔记质量不高，思路不清，对知识形不成完整的认识，和对知识间的逻辑关系缺少思考，不会迁移等，更加影响了学生学科思维的形成，也谈不上分析问题解决问题能力的提高。
而思维导图可以让学生的学习变得轻松而快乐。思维导图是一种记忆与思维方式，它以直观形象的图示建立起各个概念之间的联系。思维导图仅用关键词、图形和各种颜色的连线等可以把一节课、一个单元的知识甚至一本书、一门课程的内容梳理并压缩成由关键信息及其显现的逻辑关系所组成的一张图，去除了冗余杂乱的信息，保留了关键内容，这不仅便于加速资料的累积量，大大减轻了记忆的负担，更将知识点内容依据本学科的知识系统的逻辑关系分层分类管理，使资料的储存、管理及应用更加系统化，从而提高大脑的思维能力的发展，使学习者在浩瀚无边的知识海洋中能够快速获取所需的知识，体验知识的逻辑关系，提高对知识的理解迁移能力，获得成就感。思维导图和传统的记笔记方法相比有较大的优势。⑴它顺应了学科的逻辑思维模式，可以让我们对学科知识的各种观点自然地在图上表达出来。⑵能够加强记忆，因为在图示中通过使用关键词，既可以积极地听讲，又强迫我们在做笔记的时候就要思考知识体系的要点到底是什么。⑶激发右脑，因为在创作导图的时候还使用颜色、形状和想象力。
数学课上，新知识产生，知识点归类、复习可用思维导图。学生借助他们自己喜欢的图形或关键词，把自己对学科知识系统的理解以导图的形式构建出来，不断完善就是不断对学科知识系统的不断思索，同时做到了思维可视化，知识内容具体化，达到抽象思维和形象思维的有机结合和转化。长期使用思维导图可以增强学生的概括分析能力，增强学生的立体思维能力，增强学生的总体把握能力，及记忆力。
思维导图在教学方面的使用可以帮助老师迅速了解学生对知识的理解掌握情况，并对教学策略作出调整，使教学更有针对性，更有成效；同时它的可视化也使学生理顺抽象的知识脉络结构的问题落到实处，具有很好的可操作性，提高记忆力，增强学习能力。思维导图也有利于老师的课堂教学，上好课的前提是要备好课，而以思维导图的形式备课比写出来更快，而且可以让讲课的人和学生始终都能掌握全盘内容。另外，它也能使教师的教案不仅不会随着年岁增加而变得相对僵硬，反而会更有弹性，更容易更改。
三、思维导图在数学教与学中的应用
1.学科思维导图在课前预习中的运用
课前预习是学生提高听课效果的重要环节。如何才能让学生们短时间内的预习能达到较好的效果呢？可尝试指导学生运用思维导图进行预习。学生在预习新课内容时，可以采用思维导图的方式。可以在原有知识的基础上延伸出新的知识，这个时候，思维导图就能清晰地展现了新旧知识间的关系，可以促进学生的有效学习。先让学生预习完新的学习内容之后，思考与旧知识的关系，完成本学科内已学过的相关知识网络，说出新旧知识的逻辑关系。具体做时，让学生在白纸的中央以一个常用的习惯的图像（例如一个太阳或一朵云）为中央主题，在绘制草稿图形时能让大脑一下子进入快速思考学习的步骤，此动作会接着产生一系列的学习思考动作。如画上一朵云后，在云朵中央用一个关键词或数学符号语言及几何图象等形式写下预习的主要内容所属的核心概念，同时从云朵中央向外画上几条曲线作为主要分支（视内容定分支数），在主要分支的基础上可以有更小的分支。在预习时快速阅读内容，思考知识产生的过程，找出概念中的关键词或符号语言及几何图形等形式，填到主要分支的线上。当该主要分支上还有更细小的分支时，则继续重复上述操作。完成所有关键词填写后，接着在思维导图上做好相关的标记。例如，在对已理解、有疑惑、完全不明白的各分支上用有色笔分别标注上、﹨、等等。
2.思维导图在数学课堂教学中的运用
（1）在学生听课中的运用
心理学家指出，中学生能持续集中精神听课的时间约20分钟左右。因此，听课过程中学生走神是很正常的现象。为避免或减少因学生走神而造成知识点遗漏的现象，很多教师都采取了多种有效的方法，例如在课堂教学设计时多让学生参与课堂教学活动、或运用多媒体教学吸引学生注意力等。除了运用上述方法外，运用思维导图的方法来引导学生听课也是不错的方法。在学生预习的思维导图的基础上，学生听课时要做的工作其实就是补充和完善该思维导图，把标有、﹨的地方认真听取老师或其他同学对知识的逻辑理解，并积极对知识进行拓展，拓展知识点前用+标注清楚。
例如，先在导图中心位置填写上本节内容；在新课导入时把老师导入的旧知识作逻辑上的整理、对导入的新问题如何解决给予提前的思考；而在老师讲到具体的知识点时，抽象出数学学科专业的知识点，并对知识点的产生、原理、应用环境等进行思考和认识，把自己对知识点的感知情况通过思维导图清晰地反映出来。当然，这一过程，学生是在不断地思索，不断地对学科知识进行再认识，不断地对数学学科知识的内核进行提炼，极大地促进了学生学科思维的提升，也就把培养用数学知识去分析问题、解决问题的能力落到了实处。
（2）在探究式课堂教学中的运用
在探究式课堂教学中，学生以小组为单位进行讨论是非常普遍开展的一种学习交流方式，然而在通常的讨论过程中由于缺乏有效的沟通方式，小组交流以对答案为主，只重结果，而对解题的过程交流不多，或对解题过程进行口述及看对方繁琐的解题过程，这些都大大降低了沟通效果和速度，最终影响了小组或集体讨论效果，完全达不到交流讨论的目的。在讨论式教学中教学效率不高的现象是普遍存在的。要改变这种情况，只有将学生把对问题的理解及解题的思路过程用思维导图的形式可视化的体现出了，让别的同学一看就明白他思路的对错，或错在哪个环节，认识自己对数学问题的偏差。所以思维导图的可视化能更好的解决学生对学科知识思维的交流，完善学生对学科问题的再认识，重新完善自己的思维导图，提高了交流的深度、广度和速度，可以达到较好的教学效果。
3.思维导图在复习课教学中的运用
复习课是让学生将学过的学科知识概括性地整理归纳，达到对本学科知识体系的全面认识，形成完整的学科知识结构，同时从深度和广度上提出了更高的要求。它是从局部到整体的教学阶段，更注重知识的综合性考查。教学内容一般是把有逻辑关系的部分知识进行整理，从横纵角度将已学过的基本概念、基本原理和基本方法加以归类、细化，使之形成完整的学科知识网络。
多年来我总感觉学生复习效率不高，总是把书或者笔记从头到尾看一遍，然后把以前做过的题再看一遍。能够把这些工作做完的同学已经是很不错的了，但到考试后总听到很多同学讲有的题目在复习的时候看过了，可考试时候碰到了却还是不会，这就说明学生在考试前的复习效率非常的低下，很多都是无效劳动，浪费了大量的时间，结果是以前会的知识还会，以前不会的或已经遗忘的知识在考试时仍然不会，复习的效率很低。因此让学生学会有效的复习方法，运用学科思维导图构建良好的知识体系十分方便和简单。
在平时的局部知识学习时，同学们都整理了相应局部知识的思维导图，可视化的思维导图对局部知识复习效率很高，而学科整体的知识体系，就是把局部的可视化的思维导图进行逻辑关系上的拼接，就像小孩子玩积木一样进行拼接，进行再思考，再归纳整理，同学们对学科知识理解的角度不同，可能拼接的稍有不同，通过师生交流，这样更有利于学生对学科知识的体系的理解和提升了学生对学科思维的深度，增强了学生学科知识的综合度，这样学生对学科知识的学习深度和广度落到了实处，让学生具有了学科素养。在复习课中应用思维导图，不仅可以快速建立和完善知识网络，从整体上把握知识点，而且充分调动了学生的积极性，激发学生前所未有的学习热情。
4.在教师集体备课中的运用
备课是重要教学行为，如何才能提高备课的效果呢？除了教师自己认真研读教材、教学大纲、查阅有关资料之外，教师之间的讨论也是提高备课效果的重要方式，这样可以做到集思广益，智慧大家共享。然而在通常的备课过程中由于缺乏及时有效的归纳和整理，集体讨论效果不好，而且容易忘记。如果我们按照思维导图的方法，利用一些思维导图软件记录备课过程，然后进行必要的整理，就避免了上述情况。在整个讨论过程中，大家仅仅围绕讨论内容展开话题，由一名教师负责归纳整理下每个教师的观点，通过讨论确定各个部分的教学内容和教学方法。然后将讨论结果进行整理，分别分发给各位教师，这样大家就得到了一份凝聚着集体智慧的教学设计了。这种方式特别对青年教师适用，这样可以使他们尽早的熟悉教学规律和教学内容。
四、反思
1.在操作时要以学科知识为栽体，以培养学生的学科思维为目的，锻炼学生的各种能力。
2.思维导图作为一种思维方式，应该是逐渐养成的，所以不能急于求成，要让学生逐步养成这样的思维方式。
3.利用电脑软件来绘制思维导图快捷、美观，但如何更好在课堂上结合电子白板实现软件绘制思维导图需要不断探索。
