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關鍵詞:現代化媒介;計算機教育;新時代
計算機是一種用于高速計算的電子計算機器,可以進行數值計算,又可以進行邏輯計算,是能夠按照程序運行,自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。而現代化是一個“集大成”的過程,它具體表現為“心靈、技巧、管理妙、環境好”的嚴整多層的集成過程。兩者的碰撞為軍事、醫療、交通、教育等各個領域帶來了新的火花(即計算機現代化)。尤其是在計算機教育領域的應用,為我國教育事業而言可謂是如虎添翼,效果更為明顯。由于計算機現代化技術的先進性、高效性,使得計算機現代化媒介為新時代的學生帶來了除教師外的新知識領域。而將計算機現代化作為新的媒介對新時代學生教育帶來了一定的促進作用。計算機教育改進過程中,由于現代化媒介的進入,給新時代學生對計算機的學習過程帶來了巨大活力,同時也給學生計算機教育改革帶來了巨大的影響。本文主要通過現代化媒介對學生計算機教育的促進作用和影響進行了詳細的分析,為計算機教育改革提供理論基礎。
1傳統計算機教育的優缺點
傳統的計算機課程教學,教師主要依靠教材進行計算機相關知識的講授。教師占絕對主導作用,教師可以很好地掌握課堂節奏,知識的重現性好。但這種傳統的教學方式也存在很大的問題,主要表現在知識的更新性不夠,無法反映最新的成果和資料;而且,利用傳統計算機教育方式也很難將一些抽象理論和具體實踐過程闡釋清楚,導致學生在整個學習過程中被動地學習,不能真正理解消化計算機課程,導致計算機教學過程中教學質量和教學效果大打折扣,無法滿足計算機教育改革的需求。隨著現代化多媒體技術的快速發展,現代化媒介的出現對傳統的計算機教育帶來了較大的影響。一些新興的現代化媒體技術進入到了計算機教學的各個領域?,F代化媒介的進入給計算機的學習過程帶來了巨大活力,同時也給計算機教育改革帶來了巨大的影響。
2現代化媒介對學生計算機教育的促進作用
2.1更新教育觀念,改變知識結構
在計算機教育改進過程中,現代化媒介在學生計算機教育的改進具有一定的促進作用?,F代化媒介可以更新教育觀念,改變知識結構。一部分計算機專業教師在傳統教學模式的潛移默化之下,教學手段和教學方法單一,毫無創新之處,無法提高學生對計算機學習的興趣?,F代化媒介的進入,可以以現代化媒介為主導,進行計算機教育的改進,使計算機教師改進自己的知識體系和知識結構,增強知識儲備,由此提高教師的自身素質。傳統計算機教育中,教師在課堂上只用板書的形式進行計算機教學,現代化媒介的出現使計算機教師掌握了利用現代化技術處理教學信息的能力,并能制作質量較高的教學課件,在課堂上能夠熟練的與課件相結合進行計算機教學,讓學生對枯燥的計算機知識產生興趣,從不同方面進行學習。
2.2使教師成為學生學習的指導者
在計算機教育改進過程中,現代化媒介的出現,使教師的角色發生改變,逐漸形成多元化趨勢。教師從傳統的“傳到授業解惑”中的知識傳授者,轉變成為學生學習的指導者、教學的設計者、學生進行計算機實踐的導演者。在這種背景下,在不同的情景中,學生可以擺脫傳統的“手把手”式的教學模式,只需在教師的指導下,就可以合理的利用有效的學習資源,通過多元化的學習方式獲得大量的、最前沿的計算機專業知識,提高了學生自主學習和獨立思考的能力,并將這種能力應用到日常生活中去。這樣一來,教師扮演的不同角色都能很好的發揮其作用。使學生由消極的知識接受者逐漸轉變為積極的知識探索者和能力的進取者。
2.3增強師生、生生之間的互動性
在傳統計算機教育過程中,如果學生在學習過程中出現困惑時,就必須去找相關教師進行答疑解惑。但是這種方式,由于被地理因素、時間因素等外部條件制約時,不能做到教師與學生、學生與學生之間的直接交流。現代化媒介的出現,是增強師生、生生之間互動性的有效途徑之一。學生可以通過這些新興的現代化媒介,與互聯網相結合為教師答疑解惑、學生提問、教師與學生、學生與學生之間的相互探討、交流和共同學習提供了平臺。這種師生之間的探討方式往往對學生有著潛移默化的影響,在無形中提高了學生的學習熱情、激發學生的學習興趣,使學生能夠主動的對知識進行學習與探索。在這種環境下,學生可以自由選擇不同的現代化媒介進行學習和互動,將“要我學”變成“我要學”,大大提高了學習效率,達到了計算機教育的目的。
3現代化媒介對學生計算機教育改進的影響
但是,過多的依賴現代化媒介,在課堂上,會使教師的主導地位和學生的主體地位面臨威脅,產生一些負面影響,主要表現在以下四個方面:(1)由于現代化媒介帶來的巨大的信息量,使教師不能良好把握計算機教學知識的難易程度,使教師授課內容增多、計算機知識本來就晦澀難懂,這樣無形中增加了計算機授課難度,使學生無法對知識進行理解并消化吸收,只能被動的接受知識,缺乏獨立思考的過程,導致計算機教學的重點不突出。(2)由于現代化媒介的進入,在計算機教育改進過程中,計算機教育的教學手段會發生一定的改變,但是教學目的還是要遵循學生身心發展的普遍規律,導致教師忽略了學生的主觀能動性,使現代化媒介不能很好的適應學生的年齡特點和學科特點,現代化媒介的交互作用沒有很好的發揮出來。(3)無論所授的計算機課程是否需要現代化媒介,如果在計算機教學中都使用的話,就會使教師失去對教學應有的控制地位,甚至出現一些離開現代化媒介后無法進行教學授課的情況;對于學生而言,如果現代化媒介出現過多,反而會使學生大腦疲勞達不到預期的教學效果,降低了學生對計算機課程的熱情。(4)運用現代化媒介需要教師具備較強的計算機操作能力,而且要求教師有充足的時間和充沛的精力。可以采用傳統教學方式就能達到良好的教學效果,但是有些教師為了彰顯所謂的“高大上”,花費大量時間與精力去學習運用現代化媒介,相反卻忽略了對教學方式、教學內容的研究,導致不能達到良好的教學效果,不利于教師對整體教學的設計。
4小結
本文主要通過現代化媒介對學生計算機教育的促進作用和影響進行了詳細的分析,為計算機教育改革提供理論基礎。計算機教育工作者應該正確理解現代化媒介的作用,才能揚長避短,現代化媒介才能被合理運用在日常的計算機教學中,在計算機教學改進過程中真正的發揮作用。
作者:彭兆軍 單位:鄭州財經學院信息工程學院
參考文獻:
[1]郭叢斌,閔維方,劉釗.保研學生與考研學生教育產出的比較分析——以北京高校碩士研究生為例[J].教育研究,2015.3:47-55.
[2]穆建亞.微信場域中高校學生教育管理長效機制的構建[J].中國電化教育,2015.7:127-131.
[3]朱玉彬,陳堅林.基于語料庫的計算機輔助翻譯教學平臺的理論構想與工程實踐[J].外語電化教學,2015.4:52-57.
[4]范文靜,胡曉毅.自閉癥兒童計算機輔助教學單一被試研究綜述[J].中國特殊教育,2015.8:30-37.
[5]劉大允,李靖茂.論高校和諧學生教育管理模式的構建[J].教育導刊,2010.3:49-52.
[6]馬沖宇,陳堅林.基于虛擬現實的計算機輔助語言教學——理論、方法與技術[J].外語電化教學,2012.6:28-33.
[7]趙凡.計算機輔助教學的現狀及發展[J].科技信息,2011.23:206+210.
[8]佟礦.計算機輔助教學的現狀與發展[J].中國醫學教育技術,2013.3:255-257.
[9]李靜.淺談多媒體教學對課堂的作用[J].軟件:教育現代化,2015(10):251-252.
[10]高媛.計算機技術對教育的重要影響[J].天津科技,2015.42(2):32-33.
[11]黃海洋.新媒體對高校學生價值觀的影響及教育路徑研究[J].電子制作,2015(11).
[12]倪秀榮.如何通過小學計算機教改提升學生創新能力[J].才智,2015(13).
[13]嚴軍峰.研究教育教學方面的計算機多媒體技術應用[J].新課程•下旬,2015(3):74-74.
關鍵詞:化學;教學;教育技術;應用
中圖分類號:C633
文獻標識碼:A
文章編號:1003-949X(2008)-07-0121-02
隨著信息技術和多媒體計算機技術輔助教學飛速發展,越來越多的現代教育技術應用于中學課堂教學,并逐步走向成熟和智能化,特別是計算機軟件進入課堂輔助教學,更是使現代教學手段發生了巨大的變化。但是,對于化學學科,什么樣的化學知識內容適合采用現代教育技術?化學課中采用現代教育技術該如何操作?如何把傳統的教學手段與現代教學媒體有機地結合應用于課堂教學?在中學化學教學中,現代教育技術的優勢如何充分發揮?
一、首先教師要掌握現代教育技術,提高自身的信息素養
教育信息化的過程是一個教育教學思想、觀念的轉變過程,是以信息的觀點來對知識的傳授進行分析、認識、管理和應用的過程。因此,教師應主動接受和學習新的教育教學思想和觀念。學習新的教學工具及方法,教育信息化畢竟是一個新技術的應用過程,是以網絡技術為代表的信息技術為物質基礎的,我們不應簡單地認為將信息技術引入教育教學的過程就是教育信息化,更不能簡單地認為是計算機化或是網絡化。教育信息化的具體工作要求教師必須具備信息的檢索、評價、處理和運用等信息素養方面的能力。教師須克服對信息技術等新技術的恐懼和排斥,學習掌握計算機應用技能,不斷提高自己的信息素養。
二、發揮計算機輔助教學,激發學生學習化學的興趣
多媒體電化教學是現代化教學手段在教學實踐中的應用。多媒體包括聲、光、圖形多種教學手段和途徑。其特點是直觀、生動、形象。運用多媒體電教手段可以增強學生的學習興趣和加深對知識的理解,對提高課堂教學效率有很大的助益。例如:在教學序言這節課時,一般由教師滿堂灌,夸夸其談地將自己所教專業作一番描繪,雖然這也能收到一定效果,但終不能改變學生的被動狀態?,F在就利用多媒體向學生們展現化學的發展史,中國在化學上取得的成就,通過投影觀察,激發學生學習興趣。又如:在教學《鈉》這節課時,一上課就向學生展示鈉的一系列的化合物,食鹽、蘇打、小蘇打、肥皂、洗滌劑等,以及大霧天路旁發出黃色光的高壓鈉燈……看到這兒,我就問學生,鈉離我們的生活遠不遠?想不想了解它?這樣就把學生的學習的激情激發出來了。這種導入新課方法,調動了學生學習的主動性和積極性。
三、利用計算機輔助教學,突破化學課堂教學難點
現代計算機技術對圖形處理能力高超,利用這一特有功能可以變抽象為具體,變靜態為動態,將微觀過程進行宏觀模擬,把宏大場景作縮微處理,對瞬變搞定格分析,化枯燥為生動?!皩W習障礙”的存在是教學難點的成因之一。抽象思維的障礙、邏輯思維的障礙、語言表達的障礙等在計算機技術的上述功能下被打通了、降解了、消失了。從而降低了學習難度,使教學難點得以順利突破。學生也為其形式之新穎,聲畫之精彩而耳目一新,從而產生樂學情緒。例如,在《氣體摩爾體積》的課堂教學中,由于學生對微觀粒子的運動缺乏感性認識,對物質三態變化過程中,分子間的距離變化不易想象。若用多媒體課件來演示固態、液態、氣態物質中分子的運動特征,將固體、液體、氣體分子間的距離大小用Flash軟件制成三維動畫。則會準確直觀地描述出固體中的分子在質點周圍振動;液體中分子間距離增大、運動范圍有所擴大、分子作無休止的無序運動;氣體中分子間距離增大很多,約是分子直徑的10倍左右,且在相同狀況下,平均距離約相等的微觀粒子運動圖像。通過模擬加熱時,液態物質分子之間的距離逐漸增大,直到形成氣態物質時,分子間的距離增大很多的演示,則讓學生很容易理解:在通常狀況下,常狀況下,相同質量的氣態物質的體積要比其固態或液態時的體積大1000倍左右的實驗事實。又如,在《鹽類的水解》的教學過程中,學生對強堿弱酸鹽CH3COONa的水解過程以及溶液呈堿性的原因難以理解,但通過計算機用Flash軟件制作的動畫:CH3C00-與水電離出來的H+結合,生成CH3COOH和OH-的過程微觀模擬,可形象、生動地將鹽類的水解過程呈現出來,為突破教學難點起到了重要的作用。
四、計算機輔助教學能優化課堂教學
現代教學方法的根本點是,讓學生積極主動地獲取知識,全面提高各種能力,使每個學生獲得充分發展。堅持整體觀點,重視多樣化,貫徹綜合觀點,力爭最優化是我們努力的方向。例如,我們幾個化學教師共同制作了一個課件。在這個課件中,教師可根據自己的教學風格和學生的學情,點擊主頁上的下拉菜單或按鈕,利用計算機靈活、強大的交互性,任意組合、安排課堂教學,從而設計出更合理、更科學的課堂教學過程,使教師、計算機、學生形成一個有機的組合。教師通過計算機教懂、教準、教活、教精,又促使學生樂學、善學、勤學、活學,師生共同進入教與學的自覺狀態和最佳狀態,使課堂教學具有嚴謹性、靈活性、多樣性,增強了課堂教學的活力,優化了課堂教學過程。
關鍵詞:工業信息化;計算機教育;計算機圖形學;計算機仿真;程序設計
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
2008年11月1日,在計算機科學與技術專業教學指導分委員會第三次全體會議上,教育部高等教育司理工處李茂國處長指出:“我國的工業發展正處于轉折期,這一轉折的重要特點是信息技術對傳統工業的改造,這就提出了信息化技術如何更好地滲透到其他學科的問題……高等理工科教育要為工業化的發展和產業改造提供支撐,要為這一轉折培養大批合格的人才。特別是計算機科學與技術專業,要認真研究這一轉折,不僅要研究如何緊跟學科和專業發展,不斷更新教學內容,更要深入研究如何根據工業信息化的需求,加快計算機科學與技術專業的改造,盡快實現專業結構的調整,真正解決結構失衡的問題”。由此,對計算機教育提出了新要求。
2目前國內計算機教育中存在的幾個問題
2.1計算機教學模式單一
我國計算機專業的教學模式主要傳承美國大學的教學模式,這是因為美國是當今世界上計算機工業與計算機教育最先進、最發達的國家。美國的計算機教育是基于它在計算機的基礎、核心地位,并向全世界推銷硬件、軟件產品這一思路而構造的計算機教育模式,同時用法律方式來保護自己的知識產權,這是美國計算機教育的第一個特點;第二個特點是全美計算機教育體系的完整性,這種教
育對計算機的理論與應用的各個方面都涉及,例如同樣一門計算機的主課在各個學校的授課都有不同的特點與主攻方向、并有非常多的輔助課與提高課程、參考文獻等供讀者選修,直至指導你走向學科的最前沿與其商業開發等。雖然他們各校的計算機的授課不一定很全面、很權威,但全美各個學校的所有計算機課程的集合能構成計算機教育的完整體系,這是他們計算機教育多年來自然形成的相互創新競爭機制、并最后形成均衡發展勢態鑄就的成果,是我們在進行計算機教育改革時不能忽視、目前暫時沒法做到的兩點。
由于上述按照美國人計算機專業教學模式培養人才的教學體系在國內占主導地位,這導致國內計算機教育模式單一,絕大部分高等院校培養的計算機專業的學生具有相同的知識結構。而中國社會對計算機的需求不同于美國社會,中國目前還不可能有像美國那樣的計算機硬件工業與核心軟件商業公司,也不可能像美國那樣向全球推銷自己的產品等,但國內絕大部分的計算機需求是計算機應用軟件的開發、并且各行各業的計算機應用有很大差異,而上述單一的計算機教育模式無形之中把這種多樣差異的社會需求排斥在計算機的核心教育之外。
教育部計算機教指委等部門針對這一問題,提出計算機專業按照社會的需求進行“分層分類”教育模式,并出臺了多種計算機教學方案供人們選擇。而要全面解決這一問題,教育思想的轉變是計算機教育深化改革的前提與關鍵。
2.2課程教學內容不足
常見很多C語言等教科書被冠名為計算機程序設計課程,這類課程明明是介紹算法語言的語句功能、語法與語句的基本操作使用(描述算法的具體實現過程),初學者有了這種知識后,雖能設計一些簡單的程序,但由于此時初學者沒有數據結構等知識,故他們還不能設計功能齊全的計算機應用程序。西方學者的算法語言教科書一方面是向讀者介紹語句的功能與使用,另一方面為算法語言的編譯系統課程做鋪墊。很多國內教科書試圖從算法語言的角度向初學者闡述這門課程似乎就是程序設計的原理或把這種課程冠名為計算機程序設計,已被證明是不全面的。
計算機加工計算各種數據,但計算機中被處理的數據如何在計算機內存中存儲、管理并被計算機快速檢索得到是“數據結構”課程要解決的主要問題,這個問題解決得好,能大幅度提高計算機解決計算問題的效率。一般計算機專業都是在算法語言與“數據結構”課程之后,通過具體大型編程作業或實際應用課題的訓練使初學者掌握程序設計的基本方法。若此時把缺失的軟件系統與數學模型等內容都加入到“數據結構”課程的教學中,試圖使初學者從理論上直接掌握應用程序設計的基本方法,則會遇到如下困難:(1)無足夠的課時;(2)會改變“數據結構”課程的授課性質;(3)是早期不具有多個大規模實用復雜數學模型的通用教學案例。這導致國內計算機程序設計教學停留在經驗教學模式上長期徘徊不前。
“軟件工程”課程是計算機專業培養初學者從整個軟件的生命周期出發、全面介紹軟件開發過程中要遵循的規則與采用的基本方法,培養大型軟件項目開發過程中的團隊協同能力與組織、管理方法等。但在軟件工程的課堂教學中,由于前期已講授過的計算機課程教學內容缺少好的通用教學案例作為軟件工程的實習對象,故人們多注重軟件工程內容的理論介紹,輕視軟件工程中的案例教學,輕視實際軟件開發訓練與經驗的積累,結果往往導致該課程的教學內容空洞,教學效果欠佳!
計算機專業教育注重學科的發展與專業教學,計算機基礎教育注重計算機應用的教學,兩者應形成互補之勢。計算機應用軟件的4個基本領域分別是數據計算、數據存儲與檢索、數據的聯網通信、計算機控制。但是國內計算機基礎教學只注重數據庫與計算機網絡的教學,沿用計算機專業用算法語言與數據結構課程的教學模式,并以此來代替數據計算與程序設計課程的教學,而非計算機專業的初學者又沒有計算機專業那樣充足的課程設計時間、并通過實際應用軟件編程訓練來掌握程序設計的基本方法,這導致非計算機專業的人員程序設計能力的弱化。
3解決問題的方法
新時期國家工業信息化建設對計算機教育提出的新要求,本質上是加強計算機的應用教學,使各行各業的人員通過選修計算機專業的核心課程,能很快地掌握計算機的編程原理,尤其是把數學建模的結果(它們描述了用戶解決實際應用問題的數學框架)轉換成計算機程序,而不是按照傳統的計算機專業培訓方案,通過大量的課時與實習等編程訓練掌握程序設計的基本原理與方法。這樣將使非計算機專業的人員能有充裕的時間把各自研究領域內的理論研究問題、解決這些問題的理論模型與成果等轉換成計算機能接受的數據模型與算法,并能用計算機仿真的方法繼續深入研究各種理論問題與實際應用領域的系統設計等工作,使計算機的應用在各個行業走向深入,而不是僅僅停留在用計算機進行各種行業的累積數據存儲、管理、查詢與聯網通信等工作層面上,計算機圖形學課程可以較好的承擔這個重任,理由如下。
3.1計算機圖形學是用計算機仿真的方法在計算機中實現三維圖形的顯示
計算機圖形學教育的核心內容是:①通過建立描述自然景觀(虛幻世界)的幾何數據模型(包括其運動、變形與碰撞檢測)、確定幾何模型表面上每點的顏色與亮度的諸多物理數學模型(燈光模型、顏色模型、照明模型、物體表面的材質模型與紋理模型等)、顯示圖形的照相機模型與圖像的融和算法等,或仿真光線在物體之間的相互傳播以確定物體表面上每點的顏色與亮度進而在照相機中產生的顯示效果(即光線跟蹤算法、輻射度算法)或把光線傳遞的效果(即照片)映射至物體表面上所產生的顯示效果(即紋理映射算法),以達到用編程的方法把這些模型的描述數據通過仿真算法轉換成在計算機顯示器中顯示自然景觀圖像的目的。②在計算機圖形學中,光線傳播所涉及的所有物理現象均能成為計算機圖形學的研究對象,它們構成了光線傳播仿真實驗所需要的仿真系統。③人們通過比較計算機生成的三維圖形的顯示效果與實際照片的差異,可不斷提出用新的數學模型與仿真算法等對其已有的計算模型進行漸進改進,使計算機圖形學的數學仿真過程不斷的逼近現實物體模型(包括剛體、軟體、流體、氣體)的構造、運動和變形與反光效果的顯示這一真實的物理變化過程。④即人們很好的用計算機仿真的4個典型過程――系統、建模、仿真算法、評估說明了各種圖形在計算機中的生成過程。這里所謂仿真算法即把數學計算模型中模型描述數據的計算處理步驟與方法等用算法語句逐個描述,并用基本的數據結構方法動態地描述、保存待處理模型數據的代碼集合,此仿真算法即讀者學習計算機圖形學課程后的主
要實習任務與練習。計算機圖形學的上述全新定義與主要過程,很好地說明了該學科本質屬計算機仿真的一種基本形式。
計算機圖形學的教學內容很好的展示了科學計算的基本內涵。這是因為科學計算就是用計算機處理科學研究和工程技術中所遇到的數學計算問題,而計算機仿真是科學研究中常用的一種基本方法,計算機圖形學屬于計算機仿真的一種基本形式并在工程實踐中有大量的應用,計算機圖形學所涉及的各種建模都是各類數學工具與方法的具體應用,對計算機圖形進行基本的運算處理即對數學模型進行各種處理,這種處理屬典型的數學計算問題,由此首次證明了計算機圖形學為科學計算的一種典型的具體應用形式與載體。當然,更全面的科學計算工具,可以通過學習Matlab軟件來獲得。
3.2計算機圖形學課程講授的程序設計基本方法對應用軟件的開發具有重要的指導意義
所謂計算機程序設計即約定對多種類型的數據進行的各種處理方法,并用算法語言的語句正確地描述這種處理過程所形成的代碼集合,這通常被簡稱為“程序設計=數據結構+算法”。這里有幾個問題是該定義所應包含的內容:①該程序設計定義所涉及的數據與處理方法是數學模型的映射,它不是從天上掉下來的。歸根到底,數學模型是應用程序設計的基礎;②程序編碼之前,要理清這多個數學模型之間的相互關系、特別是它們是否能有效的解決用戶待解決的問題;③編程的代碼是固定的,應提交給計算機并被計算機執行;而用戶待處理的問題通常用模型數據來描述,顯然程序自動運行所涉及的數據處理流程也是程序設計必需全面考慮的基本問題,這個數據處理流程一般不被上述各數學模型所包含。即要用編程的方法處理用戶提交待解問題的模型描述數據、在計算機內存中保存并動態管理這些模型的描述數據、編程處理這些模型描述數據并保存運算處理之后的結果數據、最后輸出顯示整個問題的處理結果,這4個基本過程是一個完整自動運行的商業軟件所具有的最基本的結構,它正確地反映了程序設計所涉及的軟件系統與軟件結構的基本概念。該內容的介紹是目前多數算法語言與數據結構課程所欠缺的,缺少大型應用軟件編程訓練的初學者一般缺少這種軟件系統與軟件結構的基本概念,這是導致初學者程序設計概念不全的原因之一。
計算機圖形學的教學是這樣解決應用程序設計的基本方法并使讀者獲得計算機自動生成圖形的完整概念:①在計算機圖形學中,由于二維圖形的簡單性,它非常適用于向初學者介紹軟件系統的概念。二維圖形主要是點、直線、曲線、實面積多邊形與顏色等概念,它主要以數學上的幾何模型表現形式出現在計算機顯示屏中,文獻[2]主要用線段圖型的生成、實面積圖形的生成、圖形的基本運算(包括幾何變換與集合運算)、圖形的觀察運算(相當于三維圖形的照相機模型的功能)、圖形的數據輸入(包括編程輸入數據、交互輸入數據、文件輸入數據)、圖形的數據結構與數據處理流程等6章完整的講解二維圖形軟件系統的概念,該內容很好的說明了“軟件系統是一個能自動運行的綜合執行程序,它能從輸入、存儲、運算處理、輸出等方面全面處理用戶在某個領域中解決特定問題而提出的諸多數學模型并完成其模型描述數據的加工任務,使用戶很容易明確這種軟件的組成、功能、使用范圍與系統流程”。②三維圖形學主要是用計算機仿真的方法實現三維圖形的顯示,而計算機仿真的關鍵在仿真模型的創建上,并理清各模型之間的相互關系。顯然,三維圖形中的幾何模型(即點、線、面、體、場)的運動、變形與碰撞檢測等能很好的表示現實世界中各種物體(物質)運動等物理概念,燈光模型、顏色模型、照明模型、物體表面的材質模型、紋理模型等能很好的描述物體表面各點的反光顏色與亮度等物理過程,或用光線跟蹤算法、輻射度算法來仿真光線的傳播過程以確定物體表面上每點的顏色與亮度,照相機模型能把場景中的物體三維幾何模型描述數據投影變換成二維幾何模型數據、裁剪超出顯示范圍的幾何模型數據,并調用二維圖形的生成算法等生成對應的圖像顯示效果、或把紋理照片映射致物體表面上所形成的顯示效果;當物體的幾何模型、燈光模型、照相機模型運動之后,并在照相機模型中連續顯示對應場景中的圖像,就是人們所期待的計算機動畫效果。③編程實現時,利用二維圖形所建立的軟件系統的概念,把三維圖形模型的數學描述方法轉換成程序代碼,并把模型的描述數據輸入、存儲到計算機約定的動態數據結構等圖形文件中,再編程實現向動畫師提供操作這些模型的運動、變形等控制方法與手段(即計算機動畫中的數據運算處理方法),動畫師等用戶就能從最后的照相機模型中得到所期待的計算機動畫結果,此即國內計算機圖形學的基本教學內容。若用戶實時操作這些模型運動并具有故事情節,還要求實時生成對應的計算機動畫,同時配上聲音、操縱桿(體驗力反饋)等多媒體效果,加上聯網功能,就形成了計算機3D游戲。3D游戲是對人類社會活動實現的一種仿真,該技術的重點在于對場景模型、多媒體數據與聯網功能的實時動態管理與驅動(又稱3D引擎技術)。
由此可見,計算機圖形學的全部教學內容,很好地向讀者貫徹了計算理論中已有的“可計算性的實現前提”的三個條件:①待解問題被系統與模型形式化方法所描述;②這些描述被轉化成一個可執行的綜合算法;③算法要有合理的復雜度。即通過計算機圖形學的授課,能使初學者掌握數據計算類型的應用程序設計基本方法與計算機仿真過程的基本規律,這種教學內容對應用程序的設計具有普遍適用性與重要的指導作用。這一教育思想文獻[2]中已經得到充分有效地展現。
3.3把計算機圖形學作為計算機教育的公共核心課程,能彌補現行計算機教育中存在的多項不足
國內計算機圖形學教育經過20多年的發展,其教學內容主要以“光線在自然界與照相機中的傳播從而產生圖形的顯示效果”為主題進行計算機仿真與程序設計等相關教育,而目前美國人計算機圖形學的授課內容主要還停留在圖形標準的介紹上,他們沒有把計算機圖形學作為計算機學科的核心課程,這是因為他們把整個計算機圖形學的相關學科內容劃分過細,導致他們對計算機圖形學在計算機科學中的作用與地位認識不到位所致。例如僅停留在算法的層面上介紹二維、三維圖形的生成,而不是在數學建模這個各學科通識的層面上介紹計算機圖形學所研究的各種問題與解決這些問題的方法,且人為地把計算機圖形學的研究對象如物體幾何模型的構建與其圖形顯示分解成計算機輔助幾何設計與計算機圖形學這兩門課程,這直接導致圖形學課程教學內容缺少被處理的圖形顯示對象,加之計算機基礎課程與圖形學的教育又沒有軟件系統的概念,這樣安排雖然能滿足圖形標準等商業軟件的發展需求,但卻很難讓初學者全面掌握計算機圖形學學科系統性的概念、思想和方法與學科發展的基本規律。需要說明:①美國人這種圖形學授課內容的不足在于它易給人這種印象:好像計算機繪圖、信息數據的可視化就是計算機圖形學的全部內容。事實上,顯示各種圖形是計算機圖形學的最終目的,這種圖形顯示是程序數據輸出的外在表現;而實現這種目的的基本原理、方法與編程過程等才是計算機圖形學的內在本質,該內在本質是計算機仿真技術與應用程序設計的基本方法;圖形標準是解決計算機圖形學全部研究問題的一個子集,故圖形標準很難承擔向初學者介紹清楚計算機圖形學發展基本規律的重任;②一門講授圖形標準原理課程的教學內容不能反映出美國人在計算機圖形學上所取得的全部成果與教學水平,但這門課程講授的計算機自動生成顯示圖形的概念不完整,卻足以讓初學者對該課程的學習喪失信心。實際上,讀者只有用幾何模型等數據調用圖形標準并編程上機實習,才能獲得計算機生成圖形的概念。③由于美國人在計算機圖形學上取得的絕對領先地位,他們的這種教育思想長期以來主導國際學術界(因為這促使計算機圖形學朝通用實時圖形顯示這一專項計算工具方向快速發展并創造了巨大的商機),并深深地影響了國內外許多高校的計算機圖形學教育工作者。照此傳授該課程之后,人們覺得計算機圖形學授課內容沒有達到讓計算機自動生成圖形這一目的、這門課就講授完畢,這似乎很難理解、并得出計算機圖形學課程難教難學、不成熟的結論,甚至做出在計算機基礎教學中取消對初學者傳授計算機圖形學基本知識的決定,這實為沒有全部掌握計算機圖形學學科體系的精髓。這是目前中外計算機圖形學教育的主要差別。
計算機圖形學是計算機學科應用的一個重要發展方向,學習計算機圖形學課程之后,有利于讀者向科學計算、計算機仿真、計算機輔助設計、信息數據的可視化、動畫與游戲、虛擬現實、數字娛樂、數字設計與數字制造等計算機應用行業方向發展。事實上,根據本文對計算機圖形學的新定義,計算機圖形學就是這些計算機典型應用的專業基礎課程,這些行業都是我國工業信息化產業的典型代表,遺憾的是這些計算機應用行業目前多都沒有被包含在傳統的計算機專業教育目錄中。
顯然,國內算法語言、數據結構、軟件工程等課程的教學內容與方法非常成熟,計算機圖形學課程的教學很好地將這些課程銜接起來,由此構成應用程序設計教育的完整教學體系。
4結束語
綜上所述,是國內計算機教育體系的不健全導致國內計算機專業教學與應用發展的不平衡,這既與我們的計算機發展水平有關、也與我們計算機教育的指導思想對其應用不夠重視有關。經多年的努力,我們在國內外率先健全并理順了計算機圖形學課程知識體系與教學內容,有效地克服了國外以圖形標準作為計算機圖形學授課的主要內容、由此帶來人們對計算機圖形學體系結構如研究對象、研究方法、編程實現、工業應用等問題認識不足而產生的局限性;而向學習計算機知識的讀者普及計算機圖形學的課程教學,可以為解決以往計算機基礎教育不直接解決用戶面臨的實際應用問題這種尷尬、彌補現有計算機仿真與計算機程序設計等教育環節的缺失、使計算機應用程序設計從經驗教學培養模式走向科學理念式教學培養模式、以及為國家工業信息現代化建設等數據計算類型應用問題的解決起一個較好的示范作用。
參考文獻:
社會的發展、科技的進步是制約數學教育的主要因素,因此數學教育改革必須符合時代特征.新數運動正是在國際競爭特別是軍備競賽的社會背景下發起的一場數學教育現代化的運動.為了適應當前國際范圍內新技術革命的挑戰和培養高素質人材的需要,我國數學教育正朝著現代化的目標前進.因此,對新數運動進行回顧、反思,無疑對促進我國數學教育的現代化有著積極意義.著重從宏觀上進行分析.
一、新數運動倡導數學教育現代化
眾所周知,新數運動是六十年起的一場席卷世界的數學教育改革運動,其主要目標“就是要以現代數學思想對傳統的數學教育進行改造,從而實現數學教育的現代化.”[1]新數運動對傳統數學課程進行了大刀闊斧的改革:“小學的數學已經全部作了重新考慮,‘結構’主要是代數結構成了中學課程的基礎,許多國家里,幾何作為獨立的實體趨向于從課程中消失.雖然作為補償,增加了圖像和圖像表示的應用.特別地,坐標幾何傾向于下放小學.”[2]
因此,新數運動所倡導的現代化,實質上就是數學內容的現代化,其前提是“要像20世紀的數學家所理解的那樣,去逐步向學生揭示數學結構,從而使學生們進一步領會、應用和愛好數學.”[2]但倡導者們的美好愿望因新數運動的受挫而破滅了.
二、從新數運動看數學教育的現代化
1.數學教育的現代化是一項系統工程
新數運動之所以受挫,就是因為過多地注重了數學內容的現代化,而忽視了數學教育現代化的其他方面.從系統論的觀點來看,數學教育現代化是一個系統工程,它由一系列相互聯系和相互作用的子系統組成,同時它又從屬于數學教育這一更大的系統.因此,在研究該系統時,既要從系統總體出發,綜合考慮諸子系統及其相互作用,又要把它放到更大的系統中,研究它和外界環境的關系.
1.1數學教育現代化必須綜合考慮
各子系統間的相互關系數學教育的現代化,簡言之就是創造符合時代要求的數學教育.其中,數學教育觀念的更新.數學內容的現代化、教學方法的現代化、教學手段的現代化、學習方法的現代化、師資隊伍的現代化、數學評價的現代化等要素均為該系統的子系統.諸子系統間存在著相互影響、相互作用、相互制約的關系.
新數運動的宗旨是實現數學教育的現代化,它順應了社會對數學教育的要求,是完全正確、合理的.但倡導者們沒有認識到,數學教育現代化是一個包含著一系列要素的大的系統工程.數學教學內容或學習內容突出了現代化,而數學教學方法、數學教師素質卻沒跟上現代化的步伐.用傳統的方法去實施新課程的教學,難免會出現“異化”、“落伍”的現象.同時教師面臨的是“放棄他們熟悉的東西而去追求他們感到陌生的東西,”[2]這樣,不僅存在心理上的障礙,而且有知識結構上的障礙.可見各子系統間若不相互配合,便會產生負作用.只有綜合考察,使它們相互促進、相互協作,才能形成實現數學教育現代化的合力.
1.2數學教育現代化必須置于數學教育這個更大的系統中考慮
數學教育現代化又從屬于數學教育這個大系統,因此研究數學教育現代化,還必須探討教育學、心理學、科學方法論等相關學科對它的影響,即考察它與環境間的相互關系.新數運動雖然符合社會發展,又有現代數學提供理論基礎,但它只注意充實現代化的內容,而沒考慮學生的心理結構,違背了教育學、心理學規律,以至學生接受不了新的數學課程體系,這是新數運動受挫的最直接原因.也就是說,新數運動沒有注意吸收相關學科的理論、方法或成果,忽視了和環境間的相互關系,從而導致了失?。?/p>
可見數學教育現代化是一項復雜浩大的系統工程,我們不僅要研究該系統的諸要素,而且要探討系統所處的環境,忽略其中任何一個因素,都會產生這樣或那樣的問題.
2.數學教育現代化需要有一個漸進的過程
任何一項教育改革都必須采取謹慎的態度,數學教育的現代化當然也不例外.缺少典型的實驗和評價過程也是新數運動失敗的原因之一.因此,實現數學教育的現代化必須要有一個漸進的過程.其一現代化的內容要漸進,其二現代化的范圍要漸進.現代化的內容要漸進是指,現代數學必須經過教材上的技術處理,將其思想方法由淺入深地滲透到中小學課程中去,以螺旋上升的形式出現,使學生逐步理解、接受現代數學思想.現代化的范圍要漸進是指,進行數學教育現代化的改革,必須要有一個從小范圍到大范圍、由試點到推廣的過程.首先在小地區、小范圍內進行試點,如果收效良好,則總結經驗,宣傳推廣,進而普及;如果出現問題,則及時修正、調整,再投入實驗,在完善的基礎上再進行大范圍普及.
數學教育的現代化也必須要有一個漸進的過程.一方面,數學教育改革不同于一般的實驗——具有可重復操作性,它的失敗將意味著付出貽誤一代人的慘重代價,從這個意義上來說,數學教育的現代化要盡量避免失敗,慎重從事.另一方面,突如其來出現的新事物,會給傳統的思想觀念在頭腦中已形成固定模式以巨大沖擊,人們于心理上難以接受,而且從知識水平上講也難以接受.從這個角度來看,缺少漸變過程的數學教育改革不易成功.新數運動就是典型的實例.
3.實現數學教育現代化必須充分調動各方人士的積極性
新數運動轟轟烈烈的展開是與歐美各國政府的支持、教育界的熱情歡迎分不開的.但由數學家和數學教育理論工作者組成的領導者們并不太了解學校教育的實際情況,除了他們是積極的參與者外,其他人士如教學第一線的數學教師、學校管理工作者等均是運動的響應者.因此新數運動的課程體系重視了現代數學的因素,但脫離了學校教育的實際情況,“居高”而不夠“臨下”.
新的課程結構使“許多父母因再無力幫助子女而擔憂”,“部分不知所措的父母把它看成是代溝的又一新象征”.[3]教育界雖然表現出“熱情地接受新課程、新概念、新符號”,[3]但教師自身素質達不到新體系的要求,面對一系列的新術語,他們也是一片茫然.因而,新數運動必然遇到來自社會、家庭、學校的阻力.
事實上,社會各方在數學教育改革中均發揮著一定的作用,尤其是教師,他們是改革試驗的直接實施者,熟悉、了解第一線的實際情況,因此來自他們的意見、建議是極有價值的.“如果教師是改革的發起人,或者在設置新目標、確定新目的或者在實踐中起了作用,或者就只是……要在他她那兒進行改革,那么他她實際上就是這項創新的一個‘股東’:他她得到一種明顯的激勵,這將有助于克服事業開頭所遇到的困難.然而,如果決定是上頭做出的——有時情況很可能是這樣的——,那么情況就大為不同了.這時就必須使教師信服改革的必要性,并對他們提供適當的支持和鼓勵.”[2]可見,使廣大教師成為現代化運動的積極參與者意義重大.同時,政府的支持、公眾的理解、家長的協助,對促進數學教育的現代化都起著重要作用.
因此,進行數學教育改革必須充分發揮各方人士的積極性和創造性,特別要把“由數學教育理論工作者和數學家所組成的共同體在全國范圍內的領導作用,和廣大教師、教學管理人員及家長等在各個具體區域內的創造性工作”[1]協調起來,只有這樣,才能減少阻力,加快現代化的進程.
4.數學教育現代化具有動態性
其動態性主要表現在兩個方面:一是縱觀改革的歷史,它具有時代性和相對性;二是就每一項具體的改革而言,它具有過程性.
4.1數學教育現代化的時代性和相對性數學教育現代化是符合新的時代要求的數學教育,是時展的產物,因此它具有時代性.同時,隨著社會進步,現代化的內涵也必定不斷發展,因此就其內容而言又有相對性.從而數學教育現代化不是一個固定的、僵化的模式,而是一個不斷發展、變化的動態工程.六十年代正好是布爾巴基學派的結構主義思想時期,因此結構主義學派就為新數運動提供了理論基礎,所倡導的數學教育現代化就是以結構主義思想來重建數學教育.隨著信息時代的到來,計算機正在改變著我們的世界,當然也在影響著數學教育的發展,或者說數學教育要符合這一時代特征.因此近年來又出現了這樣的說法“數學教育的現代化就是要以計算機為基礎來‘重建’數學教育”.[1]可以預見,隨著時代的前進,數學教育現代化又必將有新的發展和突破.
4.2數學教育現代化的過程性新數運動的以現代數學思想改造傳統數學教育的指導思想是深入人心的,正因為此,人們對新數運動寄予了很大希望,也正因為如此,人們容忍不了它所暴露出來的弊病,以致招來暴風驟雨般的尖刻的批評、指責,令支持者也無力搖旗吶喊.
事實上,任何事物都是過程,都是作為過程而出現、而發展的,數學教育的現代化也必然是一個不斷發展、不斷完善的過程.當它以嶄新的面貌問世時,難免會有一些不盡人意之處,它在過程中得以成長、壯大、完善.充分認識其過程性,就可“善待”改革:數學教育的現代化很難一步到位,而需不斷發展,對其弊端,不應刻薄攻擊,而應客觀評價,也就是給它一個“寬裕”的反思環境,使之在調整中發展,在改進中完善.從新數運動的現代化一下子“回到基幢,“回到祖父一輩的數學上去”,就是沒有正視其過程性.
5.數學教育現代化具有可行性
新數運動所倡導的數學教育現代化,一直是世界各國數學教育改革的方向,我國在1958年~1960年間和1978年~1983年間,也進行了現代化改革的嘗試,增加了概率、統計、邏輯代數、微積分等近現代數學知識[5].但由于不符合我國實際情況,改革沒有實施下去或進行了調整,其情況與新數運動有某些相似之處.于是,人們不禁要問:究竟能否在中小學充實先進的數學內容?
布魯納認為,可以將任何數學教給任何水平的任何學生.A·A·斯托利亞爾指出:可以把現代數學的重要思想轉化為兒童能接受的語言[6].這就為數學教育現代化改革提供了理論支持.同時,新數運動并不是全軍覆沒,法國教改的成功,從實踐上論證了在中小學階段充實近現代數學內容是完全可行的.國外許多心理學家、數學家、教育學家也進行了一系列實驗,反駁了關于不可能進行小學數學現代化的意見[6].因此,我國應當對數學教育現代化充滿信心,不能因為新數運動的受挫而裹足不前.
一、新數運動倡導數學教育現代化
眾所周知,新數運動是六十年起的一場席卷世界的數學教育改革運動,其主要目標“就是要以現代數學思想對傳統的數學教育進行改造,從而實現數學教育的現代化.”新數運動對傳統數學課程進行了大刀闊斧的改革:“小學的數學已經全部作了重新考慮,‘結構’(主要是代數結構)成了中學課程的基礎,許多國家里,幾何作為獨立的實體趨向于從課程中消失.雖然作為補償,增加了圖像和圖像表示的應用.特別地,坐標幾何傾向于下放小學.”
因此,新數運動所倡導的現代化,實質上就是數學內容的現代化,其前提是“要像20世紀的數學家所理解的那樣,去逐步向學生揭示數學結構,從而使學生們進一步領會、應用和愛好數學.”但倡導者們的美好愿望因新數運動的受挫而破滅了.
二、從新數運動看數學教育的現代化
1.數學教育的現代化是一項系統工程
新數運動之所以受挫,就是因為過多地注重了數學內容的現代化,而忽視了數學教育現代化的其他方面.從系統論的觀點來看,數學教育現代化是一個系統工程,它由一系列相互聯系和相互作用的子系統組成,同時它又從屬于數學教育這一更大的系統.因此,在研究該系統時,既要從系統總體出發,綜合考慮諸子系統及其相互作用,又要把它放到更大的系統中,研究它和外界環境的關系.
1.1數學教育現代化必須綜合考慮
各子系統間的相互關系數學教育的現代化,簡言之就是創造符合時代要求的數學教育.其中,數學教育觀念的更新.數學內容的現代化、教學方法的現代化、教學手段的現代化、學習方法的現代化、師資隊伍的現代化、數學評價的現代化等要素均為該系統的子系統.諸子系統間存在著相互影響、相互作用、相互制約的關系.
新數運動的宗旨是實現數學教育的現代化,它順應了社會對數學教育的要求,是完全正確、合理的.但倡導者們沒有認識到,數學教育現代化是一個包含著一系列要素的大的系統工程.數學教學內容(或學習內容)突出了現代化,而數學教學方法、數學教師素質卻沒跟上現代化的步伐.用傳統的方法去實施新課程的教學,難免會出現“異化”、“落伍”的現象.同時教師面臨的是“放棄他們熟悉的東西而去追求他們感到陌生的東西,”這樣,不僅存在心理上的障礙,而且有知識結構上的障礙.可見各子系統間若不相互配合,便會產生負作用.只有綜合考察,使它們相互促進、相互協作,才能形成實現數學教育現代化的合力.
1.2數學教育現代化必須置于數學教育這個更大的系統中考慮
數學教育現代化又從屬于數學教育這個大系統,因此研究數學教育現代化,還必須探討教育學、心理學、科學方法論等相關學科對它的影響,即考察它與環境間的相互關系.新數運動雖然符合社會發展,又有現代數學提供理論基礎,但它只注意充實現代化的內容,而沒考慮學生的心理結構,違背了教育學、心理學規律,以至學生接受不了新的數學課程體系,這是新數運動受挫的最直接原因.也就是說,新數運動沒有注意吸收相關學科的理論、方法或成果,忽視了和環境間的相互關系,從而導致了失?。?/p>
可見數學教育現代化是一項復雜浩大的系統工程,我們不僅要研究該系統的諸要素,而且要探討系統所處的環境,忽略其中任何一個因素,都會產生這樣或那樣的問題.
2.數學教育現代化需要有一個漸進的過程
任何一項教育改革都必須采取謹慎的態度,數學教育的現代化當然也不例外.缺少典型的實驗和評價過程也是新數運動失敗的原因之一.因此,實現數學教育的現代化必須要有一個漸進的過程.其一現代化的內容要漸進,其二現代化的范圍要漸進.現代化的內容要漸進是指,現代數學必須經過教材上的技術處理,將其思想方法由淺入深地滲透到中小學課程中去,以螺旋上升的形式出現,使學生逐步理解、接受現代數學思想.現代化的范圍要漸進是指,進行數學教育現代化的改革,必須要有一個從小范圍到大范圍、由試點到推廣的過程.首先在小地區、小范圍內進行試點,如果收效良好,則總結經驗,宣傳推廣,進而普及;如果出現問題,則及時修正、調整,再投入實驗,在完善的基礎上再進行大范圍普及.
數學教育的現代化也必須要有一個漸進的過程.一方面,數學教育改革不同于一般的實驗——具有可重復操作性,它的失敗將意味著付出貽誤一代人的慘重代價,從這個意義上來說,數學教育的現代化要盡量避免失敗,慎重從事.另一方面,突如其來出現的新事物,會給傳統的思想觀念(在頭腦中已形成固定模式)以巨大沖擊,人們于心理上難以接受,而且從知識水平上講也難以接受.從這個角度來看,缺少漸變過程的數學教育改革不易成功.新數運動就是典型的實例.3.實現數學教育現代化必須充分調動各方人士的積極性
新數運動轟轟烈烈的展開是與歐美各國政府的支持、教育界的熱情歡迎分不開的.但由數學家和數學教育理論工作者組成的領導者們并不太了解學校教育的實際情況,除了他們是積極的參與者外,其他人士如教學第一線的數學教師、學校管理工作者等均是運動的響應者.因此新數運動的課程體系重視了現代數學的因素,但脫離了學校教育的實際情況,“居高”而不夠“臨下”.
新的課程結構使“許多父母因再無力幫助子女而擔憂”,“部分不知所措的父母把它看成是代溝的又一新象征”.[3]教育界雖然表現出“熱情地接受新課程、新概念、新符號”,[3]但教師自身素質達不到新體系的要求,面對一系列的新術語,他們也是一片茫然.因而,新數運動必然遇到來自社會、家庭、學校的阻力.
事實上,社會各方在數學教育改革中均發揮著一定的作用,尤其是教師,他們是改革試驗的直接實施者,熟悉、了解第一線的實際情況,因此來自他們的意見、建議是極有價值的.“如果教師是改革的發起人,或者在設置新目標、確定新目的或者在實踐中起了作用,或者就只是……要在他(她)那兒進行改革,那么他(她)實際上就是這項創新的一個‘股東’:他(她)得到一種明顯的激勵,這將有助于克服事業開頭所遇到的困難.然而,如果決定是上頭做出的——有時情況很可能是這樣的——,那么情況就大為不同了.這時就必須使教師信服改革的必要性,并對他們提供適當的支持和鼓勵.”可見,使廣大教師成為現代化運動的積極參與者意義重大.同時,政府的支持、公眾的理解、家長的協助,對促進數學教育的現代化都起著重要作用.
因此,進行數學教育改革必須充分發揮各方人士的積極性和創造性,特別要把“由數學教育理論工作者和數學家所組成的共同體在全國范圍內的領導作用,和廣大教師、教學管理人員及家長等在各個具體區域內的創造性工作”協調起來,只有這樣,才能減少阻力,加快現代化的進程.
4.數學教育現代化具有動態性
其動態性主要表現在兩個方面:一是縱觀改革的歷史,它具有時代性和相對性;二是就每一項具體的改革而言,它具有過程性.
4.1數學教育現代化的時代性和相對性數學教育現代化是符合新的時代要求的數學教育,是時展的產物,因此它具有時代性.同時,隨著社會進步,現代化的內涵也必定不斷發展,因此就其內容而言又有相對性.從而數學教育現代化不是一個固定的、僵化的模式,而是一個不斷發展、變化的動態工程.六十年代正好是布爾巴基學派的結構主義思想時期,因此結構主義學派就為新數運動提供了理論基礎,所倡導的數學教育現代化就是以結構主義思想來重建數學教育.隨著信息時代的到來,計算機正在改變著我們的世界,當然也在影響著數學教育的發展,或者說數學教育要符合這一時代特征.因此近年來又出現了這樣的說法“數學教育的現代化就是要以計算機為基礎來‘重建’數學教育”.可以預見,隨著時代的前進,數學教育現代化又必將有新的發展和突破.
4.2數學教育現代化的過程性新數運動的以現代數學思想改造傳統數學教育的指導思想是深入人心的,正因為此,人們對新數運動寄予了很大希望,也正因為如此,人們容忍不了它所暴露出來的弊病,以致招來暴風驟雨般的尖刻的批評、指責,令支持者也無力搖旗吶喊.
事實上,任何事物都是過程,都是作為過程而出現、而發展的,數學教育的現代化也必然是一個不斷發展、不斷完善的過程.當它以嶄新的面貌問世時,難免會有一些不盡人意之處,它在過程中得以成長、壯大、完善.充分認識其過程性,就可“善待”改革:數學教育的現代化很難一步到位,而需不斷發展,對其弊端,不應刻薄攻擊,而應客觀評價,也就是給它一個“寬?!钡姆此辑h境,使之在調整中發展,在改進中完善.從新數運動的現代化一下子“回到基幢,“回到祖父一輩的數學上去”,就是沒有正視其過程性.
5.數學教育現代化具有可行性
新數運動所倡導的數學教育現代化,一直是世界各國數學教育改革的方向,我國在1958年~1960年間和1978年~1983年間,也進行了現代化改革的嘗試,增加了概率、統計、邏輯代數、微積分等近現代數學知識.但由于不符合我國實際情況,改革沒有實施下去或進行了調整,其情況與新數運動有某些相似之處.于是,人們不禁要問:究竟能否在中小學充實先進的數學內容?
布魯納認為,可以將任何數學教給任何水平的任何學生.A·A·斯托利亞爾指出:可以把現代數學的重要思想轉化為兒童能接受的語言.這就為數學教育現代化改革提供了理論支持.同時,新數運動并不是全軍覆沒,法國教改的成功,從實踐上論證了在中小學階段充實近現代數學內容是完全可行的.國外許多心理學家、數學家、教育學家也進行了一系列實驗,反駁了關于不可能進行小學數學現代化的意見.因此,我國應當對數學教育現代化充滿信心,不能因為新數運動的受挫而裹足不前.