欢迎来到优发表网,发表咨询:400-888-9411 订阅咨询:400-888-1571股权代码(211862)

购物车(0)

期刊大全 杂志订阅 SCI期刊 期刊投稿 出版社 公文范文 精品范文

图论在化学中的应用(合集7篇)

时间:2023-08-16 17:05:30
图论在化学中的应用

图论在化学中的应用第1篇

【关键词】概念图;高中化学;应用

高中化学需要理解和记忆的概念繁多而其教学重点不仅包括学生对化学概念理解和掌握,还要求学生能够熟练运用概念知识理解化学实验过程,掌握高中化学的知识结构。可见,对概念的掌握和理解是高中化学教学达到最终教学目的第一步。万丈高楼从地起。学生要想真正对化学内容感兴趣,并掌握了化学的思维逻辑,首先就需要老师能够将基础概念深入浅出的呈现给学生,让学生对基础概念理解够深刻够全面,这样才不会影响化学后续课程的学习。因此,对概念的教学一定要打好基础。概念图是针对概念内容的一种良好的教学工具。

一、概念图概述

概念图,又名概念构图,或概念地图,指的是一种用节点代表概念、连线表示概念间关系的图示法。运用概念图主要是将头脑中的思想、概念显性化、可视化,便于思考、交流、表达。节点、连线、层级和命题是概念图的四要素。一副完整丰富的概念图能够囊括许多用语言无法描绘的内容,是不同概念内容之间相互关系的一种直观体现。

概念图在学生的学习生涯中意义重大。能够帮助学生理解所学内容的关键概念;在各概念之间建立起有意义的联系;还有利于学生在学习掌握之后,用具体的知识或事实充实相应的概念。这样,学生对于概念的理解和认识更加丰满。另外,概念图能够以清晰、简要的方式帮助学生展示其认知结构,有利于老师检查学生对于概念的理解,及时跟进教学内容,并有利于学生之间的交流。

二、概念图在高中化学教学中的功能

1.用于教学设计,帮助老师建构宏观的教学过程和教学指导方案

概念图可以像数学中的树状图一样清晰的展示教学的所有章节中的知识点、重点难点难容以及老师的教学计划。应用得当,老师可以用其来向学生呈现宏观的教学方案及进度。例如,老师在学期开始,向学生概述本学期整体教学内容时,就可以将整个学期的待讲内容以概念图的形式宏观地呈现给学生,这样,学生对于整个学期将要学习的知识有一个整体的了解,并在每次开始新的章节的时候,老师可以重新拿出学期开始时的宏观结构图再次向学生讲解新知识在整体结构中的位置。这样,学生可以更轻松的在脑中建构起来各部分内容的知识结构地图,老师对整个学期的教学进度的安排也更加有计划。

2.用于教学反馈

概念图不仅仅局限于由老师制作。教师可以在教学中,要求学生对已学习的内容制作概念图。可以单人完成,也可以分组以小组的形式完成。这样,老师可以通过学生对已学内容制作的概念图来了解教学质量,了解学生对于过去内容掌握的程度。若老师还要求学生针对自己梳理知识后绘制的概念图进行讲解,还可以让学生再次系统复习所学内容,并促使学生将内容有机的整合在一起。这样的使用方法有利于老师及时了解学生学习的情况,并在必要时根据学生掌握的情况调整教学方法和进度。

3.提高学生的宏观思维能力

往往在学习单独的章节时,只是片面地学习本章节的内容。而教材中,多是几个章节之间也有一定联系。用概念图来辅助教学,可以让学生清晰单独章节在整体知识结构中的位置,有助于学生形成良好的宏观思维。在每次讲解的时候,老师都可以告诉学生,新的知识在已有概念图上的新的位置,并让学生在学习本章知识之后明确的把新旧知识整合在一起。

三、概念图应用在教学中需注意的问题

1.合理建构

概念图只有必要的元素,却没有固定的结构。不同的教学内容,甚至不同的表达主题都可以绘制不同的概念图。这要看老师的思维构架以及教学设计。而在教学中,效率最高的建构概念图的方式应是建构在旧概念与新概念之间,既在概念图中,有已知概念的位置,也需要同学讲新概念添入其中,这样,新概念就与旧概念有机整合在一起。与思维导图相似,概念图也是思维的显性表现,那么,这样建构出的概念图说对应的认知地图也是效率最高的。

2.需结合使用其他学习策略

概念图这一工具最适合的学习内容即是基础概念,以及概念之间的关系。然而高中化学教学内容中,除了基础概念之外,还有丰富的实践经验、思维方式、逻辑关系需要理解、记忆。基础概念是重要基础,但不是唯一内容。因此,运用概念图表征情趣概念的地位以及其与其他概念之间的关系后,还需要其他学习策略来加强知识的迁移训练,有针对性更加强的重点练习等等。这样才能真正促进学生能力的全方位提高。

3.根据不同教学内容灵活使用概念图

概念图的使用既可以放在课堂主要概念之中,也可以放在复习课上整合所学知识结构上,也可以利用概念图进行预习。但是不同的教学目的对于概念图的使用上也略有差异。在学习新知识时,老师应着重强调的是新概念的理解、其外延内涵的具体内容;复习课上需要尽量让同学在脱离课本的情况下联合几章的内容制作综合的概念图,主要目的是将前后的知识有机串联起来,形成完整的更符合实际生活的认知结构地图,有利于知识的记忆以及对教学内容的整体把握。而用在预习上,老师应强调学生,不必要必须绘制出概念图,但需要在已学内容的概念图上找到新知识点的位置,以及新内容的地位如何。

4.应以教学内容为主线

虽然概念图的主题可以是任何内容,但在教学中使用时,老师还是要尽量以当时内容的重点、难点为主线展开。由于概念图主要有多个或多组概念组成,故需要教师尽量突出主题,不要过多使用与教学内容相关性不大的概念或内容,以免分散了学生的精力。

5.鼓励师生的互动与交流

学生是学习的主体,老师是学习的主导。高中生的性格特点鲜明,且已经形成一定的认知模式,故,每个学生的情况可能都会有所不同,因此对于过去知识的掌握情况、新知识的构建方式、最佳学习点等都有所不同。老师若仍然使用过去的“一刀切”的方式,不管不顾学生的个性化特点,那么概念图的使用也是徒劳的。因为概念图所直接对应的就是学生脑中的认知地图,而每个人的认知地图可能都不相同,所以概念图也应该因人而异,需要尊重学生的个性。这就需要老师对学生有充分的详细的了解。老师可以在绘制整体的概念图时,邀请一位或几组同学与其共同完成一副概念图。在完成这副结构图的过程中,老师与学生有了心灵之间的沟通。可以说,当老师与学生的心的距离更近时,教育的影响力也最大。

另外,同学们分组共同完成概念图也是一种小组自主合作学习的优良方式。笔者的班级中就有几个这样的兴趣小组,在课堂之余会利用各种实践几何绘制新的化学概念图。在绘制概念图的过程中,发现了已学知识中自己尚未掌握的内容,他们会回去重新学习;发现了一些内容的疑问,便会马上回来问老师;若找到一些他们的疑惑,就会去图书馆查找资料求解。有几个小组甚至研究到了当前科学的前沿。这样,学生在形成有机的知识整体架构的基础上去发散思维、探究科研,他们就成为了未来的科学家、实干家。

四、结论

深刻理解化学概念,有利于学生更好地理解并记忆化学实验、原理公式、元素等其他化学知识。这样化学的结构化知识阶梯就搭建了起来。因此,教师有必要加深化学概念在学生学习中的重要地位,在教学中多使用概念图,并运用好它。

参考文献:

[1]陈连清.高宗化学概念地图[J].考试周刊,2009(04)

图论在化学中的应用第2篇

【关键词】 教学 生物化学 图表式

生物化学作为一门基础学科是连接基础课与临床课的桥梁,在医学本科教学中具有非常重要的作用。然而,该学科概念抽象,分子结构繁多,代谢途径错综复杂,学生普遍认为难以理解和记忆。2007年9月~2008年2月对教学方法进行“图表式”改革,收到良好的效果,现报告如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象

随机选取以传统教学为主的80名学生作为对照组,以“图表式”教学为主的80名学生作为实验组,两组学生在上生物化学课以前学习成绩无明显差异。

1.2 教学方法

以《生物化学》第6版[1]第1章“蛋白质化学”到第7章“氨基酸代谢”为本次教改的授课范围。对照组同学以文字讲解为主描述每章的主要内容,实验组同学根据每章节内容设计图表,以图表来概括讲述章节的主要内容。

1.3 教学效果评价

采用师生恳谈与自行设计的调查问卷方法。参考文献[2]和[3]设计问卷了解学生对“图表式”教学方法的评价及对基础知识掌握情况;抽取期末考试这7个章节的题目,按百分比值校正学生的实际分值,≥80分为优,60~79分为良,<60分为差;通过2组学生在这些题目中取得的成绩来判断“图表式”教学方法的效果

1.4 统计学处理

用SPSS10.0 统计软件,实验数据用x±s表示,以t检验及χ2检验进行差异的显著性检验。

2 结果

实验组学生对“图表式”教学方法的评价结果:很好为30 %,较好为50 %,一般为20 %。实验组学生对课堂内容理解率达到60.4%,比对照组50.3%提高10.1个百分点;实验组学生对课堂内容不理解率为10.5%,比对照组24.9%下降14.4个百分点。调查表明,实验组课后能记住50%课堂内容的学生>85 %,而对照组中能在课后记住50%课堂内容的学生为60%~70 %。两组学生期末成绩,见表1。表1 实验组与对照组《生物化学》期末考试成绩比较(略)注:(1)实验组与对照组比较,P<0.05。

3 讨论

生物化学理论知识比较抽象,难以理解,需要记忆的知识点很多。因此,改进教学方法,帮助学生克服困难,是提高教学质量的重要环节[4]。“图表式”教学具有形象直观,变复杂为简明,看后不易忘记等优点,克服了文字抽象、拖沓等缺点。利用图表的优点,可以帮助学生形象直观地掌握课程的重点和难点。上课时以讲解图表为主,教师讲起来有逻辑性,学生听起来易懂便于记忆。如在讲“酶的化学组成”这一节内容时,传统的授课方法安排半个学时给学生讲解酶的组成成分及相关功能,课后仍有部分学生混淆全酶中蛋白质部分和非蛋白质部分的功能,而“图表式”教学方法只用一个结构图就可以清楚讲解要求学生掌握的基本内容。实践证明,“图表式”教学不仅可以大幅度提高教学过程中的信息传递量,而且加深学生对知识点的理解,增强记忆,收到事半功倍的效果。

以物质代谢为主的动态生化是生物化学的主要知识点之一,生物体内各种物质代谢不是孤立的,横纵向之间相互联系构成网络式知识结构体系,所以必须用联系的观点学习物质代谢[5]。传统的教学方法在这方面做得不够,但“图表式”授课方式显示出它的优越性。如在讲完三大物质代谢后,可以让学生把三大物质代谢的主要代谢过程用“箭头反应式”画在同一张纸上,代谢过程中反映代谢途径特点的步骤,如关键酶催化的步骤、产生能量的步骤等,用不同颜色的笔标记出来;另外不同代谢途径的交叉点也用记号笔标记出来。这样,在图表上可以一目了然地知道每个代谢途径的特点,不同代谢途径的联系点。学生在反复复习这个图表后,不仅容易记忆生物化学涉及的主要代谢途径,而且融会贯通这些代谢过程,掌握它们之间的联系,达到学活知识的目的。

“图表式”教学有利于课堂总结。由于课时的安排,学生2~3周才能学完1章的内容,这可能会直接影响学生对本章内容认识的整体性和记忆的深刻程度,“图表式”教学方法利用图表具有概括性的特点弥补这方面的不足[6]。在一章知识学完后,利用几个能概括整章主要内容的图表串联知识点,师生共同总结本章节的主要内容。这样,使学生学习时总体思路明确,条理清楚,有利于连贯性地掌握知识。另外“图表式”教学方法有利于引导学生总结新旧知识的差异,通过总结,不但复习巩固了所学的知识,而且加深了对新学知识的理解。

“图表式”教学最大的问题是如何设计出合格的图表。图表要具有简捷直观、方便记忆,而且还要求具有全面性,包含章节要求掌握的主要内容,这些对教师是严峻的考验,目前对于一些章节的图表还没有特别理想的设计,需要进一步深入研究。

参考文献

[1]周爱儒.生物化学[M].6版.北京:人民卫生出版社,2004:7-185.

[2]蒋鸫,肖朝伦,王景传.“学生主讲、老师助讲”在系统解剖学实验课的应用[J].贵阳医学院学报,2006(3):279.

[3]杨勤,杨婷,方丽,等.CAI课件作为概括性总结在《病理生理学》教学中的应用[J].贵阳医学院学报,2005(5):469-470.

[4]高涵.浅谈生物化学的教学方法[J].齐齐哈尔医学院学报,2006(18):2250-2251.

图论在化学中的应用第3篇

关键词: 图式理论大学英语立体化教材编写应用

随着信息时代和经济全球化的到来,世界各国都以发展与变革教育来应对日趋激烈的国际竞争。在这样的时代背景下,知识不再是迟缓、有限、稳定的,而是正在不断增加和更新的。教材作为教师和学生学习学科知识的主要材料,对实现教学目标有举足轻重的作用,起着承载课程内容、预定教学计划、传递教学信息的作用。我国的大学英语教学大纲经过三个阶段的改革转变,从最初以语法为主,后来改为以阅读为主,到现在以听说能力为主。大学英语教学改革要求教材做到教学理念先进化、教学内容立体化、教学手段现代化。[1]

一、立体化教材

为了从宏观上认识教材的多元化发展,更新教材观念,充分利用各种学习资源,丰富和补充教学内容,正确认识教材与教师的关系,正确理解教材的定义显得至关重要。[2]

《辞海》对“教材”的定义是:根据教学大纲编选的供教学用和要求学生掌握的基本材料。有文字材料,如教科书、讲义、讲授提纲等;视听材料,如挂图、投影(幻灯)片、音带、录像等多种形式。程晓堂将教材分为广义和狭义两种,其中广义的教材指课堂上和课堂外教师和学生使用的所有教学材料,包括课本、练习册、辅导资料、自学手册、录像带、光盘、报刊杂志、广播电视节目、网络上使用的学习材料,等等。总之,不一定是装订成册或正是出版的书本,只要是有利于学生学习的材料都可以称之为教材。狭义的教材才是课堂教学中使用的教科书。我国传统教材主要建立在纸介质基础上,信息技术的发展正在使教材的形式和内容发生巨大变化,已经从单一的书本发展到多种媒体形式的立体化状态。

立体化教材建设的提出是基于20世纪末风行的建构主义学习观,该观点强调以学习者为核心的学习模式。所谓教材编写的立体化,就是说现在的教材不再像以往那样只有几本形单影只的教科书,而是由教科书、练习册、录音带、录像带、光盘、卡片、挂图、教师手册等组成的一个教材包(a package of materials)。[2]但人们对它的理解存在一定的误区,通常认为既有纸介质又有光盘或网络形式的教材就是立体化教材,这样的理解是不全面的。“媒介表现形式的多样化只是教材的外在形式,其内在本质是内容编排与呈现方式的立体化设计,主要指以现代教育教学理论尤其是建构主义理论为指导,以网络、多媒体等信息技术为依托,提供一整套能够最大限度地满足教与学需要的整体解决方案,其目的是更新教学观念和教学模式,提高教学质量和效益”。[4]

根据《大学英语课程教学要求(试行)》(2004),我国大学英语教学指导思想由原来重视语言基础教学转变到在重视语言基础教学的同时更加重视学生实际能力的培养,以提高大学生的综合英语应用能力。[14]在此基础上,一系列立体化教材应运而生,其中包括高等教育出版社出版的“大学体验英语”。

二、图式理论

“图式(schema)”一词来源于古希腊,18世纪康德曾对其进行哲学论述,他认为人的大脑中存在纯概念的东西,图式是连接概念和感知对象的纽带。后来该概念被完形心理学所接受,认为大脑的组织形式倾向于尽可能地完满和连贯,即简单、有规律和对称。当代认知语言学接受并发展了图式理论。[6]对图式含义的理解各家不尽相同,但总的来说,图式是大脑为了便于信息储存和处理,而将新事物与已有的知识,经历有机的组织起来的一种知识表征形式,是相互关联的知识构成的完整的信息系统。它具有结构性、抽象性和灵活性等特征。[12]因此,人们对新事物的理解和认知在一定程度上依赖大脑中已经形成的图式。

因图式理论具有较强的概括性和解释能力,并在知识的组织中起中心的作用,对于外语教学有着诸多启示,已被广泛应用于外语阅读、写作、听力及至语言学等学科研究中。笔者以大学体验英语为例,尝试探讨其在大学英语立体化教材编写中的应用。

三、图式理论在大学体验英语中的应用

《大学体验英语》系列教材由高等教育出版社组织全国知名专家学者基于当代最新外语教学理论编写而成。这套教材2002年6月出版,2004年2月出齐,被教育部列为“普通高等教育‘十五’部级规划教材”和教育部“新世纪网络课程建设工程项目”。笔者试着探讨图式理论在该系列教材编写中的运用。

1.内容安排遵循认知规律,以主题为中心循序渐进。

大学体验英语系列教材包括综合教程、听力教程、扩展教程、网络教程,光盘等。与其它教材不同,该系列教材每个单元都选定一个富有时代性的主题,所有材料均围绕该主题展开。以第一册第一单元为例,该单元的话题为校园生活,《综合教程》的两篇文章和两段对话,《扩展教程》的两篇文章,网络课程的四篇文章都是围绕该主题,提供了足够的输入,让学生学习完一个主题后,增加的不是零散的词汇和语法,而是关于一个主题的整体的把握。

在内容安排方面,册与册之间,不仅词汇、语法和篇章结构难度在递增,而且单元主题在由近及远地逐渐延伸。其从与学生生活息息相关的大学生活、独立生活、学习策略等,到工作与就业、成功之路、关注地球、克隆、滥用等社会生活方面,最后上升到文化和道德层面;单元内部各组成部分打破了传统教材单单以阅读为主的模式,从最能激发学生学习主动性的“交际对话”为切入点,逐步扩展深化,使多种语言技能在同一主题下通过多种交际环境和练习形式反复循环、深化、巩固、加强,充分体现“学―练―会―用”的完整学习过程。这种安排符合语言学习和人类的认知规律。

2.语言材料真实,贴近学生生活实际。

当代语言观认为,语言是关乎人类生存与发展大计的手段,[13]这充分说明了语言作为信息交流工具的重要性。因此,材料的选择运用对教学的成功起决定作用。大学体验英语系列教材中的大部分材料都来自英文报刊杂志,很少源于大家之作,紧贴学生实际生活。这有助于学生对知识的学习、理解与运用,激发并保持学生的学习兴趣,提高学习效率,还有利于培养学生通过阅读英文报刊杂志来获悉当前最新信息的能力。材料内容主要针对学生在今后工作和学习生活里常见的交际任务,加强他们口头和书面实用表达能力的训练与培养。

根据图式理论,选用与学生生活紧密相关、富有时代性的材料有助于激活学生大脑中已有图式,对新旧知识形成关联,并有利学生增添逻辑推理,或信息的连续,或有关例子和细节等新信息,补充与完善原有图式,形成新的、更为丰富和完备的图式。

3.练习设计形式多样,注重操练,完善图式。

科学设计练习不仅可以巩固和加深学生对语言的理解,而且有利于开启学生的思维,培养学生的创新思维和创新精神,促进学生全面发展。大学体验英语的练习活动除了传统的笔头练习,还有口头练习,能激发学生参与,巩固学生对所学材料的记忆。这些练习不是机械地重复所学内容,而是让学生在做练习中无意识地增添新信息,加深语言理解,最终熟练运用。以《综合教程》为例,“Lead in”激发学生的学习兴趣,同时激起学生已有的相关图式;“Content Awareness”检测学生对所学内容的掌握程度;“Language Focus”给学生提供了复习所学语法知识,并进行实践运用的平台,特别是新题型“Read and Simulate”和“Practical Writing”,让学生在所学内容的基础上拓展信息,对头脑中的已有图式进行补充和完善。

4.教材设计图文并茂,激发图式,促进理解。

教材的设计形式指教材的媒介形式、篇幅长短、版面安排、开本大小、图文形式和色彩等。它“具有很大的教育、教养作用,历来受到重视,只是研究不足”。[11]关于媒介形式,《大学体验英语》依托网络和信息技术,用音、像、图等手段让学生立体地感受到所学的语言环境,接受多种感官的“刺激”,培养学生的多模态识读能力;关于教材的图文形式,其编者在前言中讲道:《大学体验英语》有大量与主题相关的启发性强的图片,为语言学习提供了形象的立体的训练情景,加强了学生对学习和使用语言的实际体验。[5]经统计,仅综合教程1中,就有113张彩色高度清晰图片。

在学习过程中,如果材料信息与学习者已有图式之间具有关联,则对其不同程度的理解成为可能,关联性越强,对材料的处理越顺利、越深入。因此,给相对于学生语言难度较大的材料和全新的信息配上相关的插图,一方面可以将学生暂时未能理解的内容以图画的形式呈现出来,激活已有的图式,加速信息处理过程,促进对该内容的理解。另一方面,对学生来说,全新的信息在学生的头脑中没有相关的图式,而“新的信息与已有图式结合时发生同化;如果找不到能解释新信息的现存图式,就要创造新的图式去解释新材料信息,或对现有图式加以修改,使新的信息能与之相符”,[8]借助图片的文字材料可对加快新图式的建立和增添修改已有图式。同时配有精美图片的文字材料对学生更具吸引力,能增加学生探究的兴趣和欲望,缓解各种畏难情绪和消极心理,帮助理解。

外语学习是在头脑中建立起一种母语以外的知识图式,包括语言图式、内容图式和形式图式。[7]但其教学质量和教学效果在很大程度上取决于教材。[10]作为教材建设新发展方向的立体化教材,“不仅对推进教学现代化、提高教材质量有明显的效果,而且对创新意识和创新价值规律的培养也有积极的促进作用”。[9]笔者以大学体验英语为例,探讨了图式理论在立体化教材编写中的运用,从文献看,从图式理论的角度来分析立体化教材的研究还不多见。因此,笔者坚信,图式理论在大学英语立体化教材中的运用绝不仅限于本文之列举,随着大学英语立体化教材系统发展的完善和对其认识与研究的深入,人们将领悟到其对推动我国英语教学,提高整体英语教学质量和效率潜在的优越性。

参考文献:

[1]陈坚林.大学英语教材的现状与改革――第五代教材研发构想[J].外语教学与研究,2007.

[2]程晓堂.英语教材分析与设计[M].北京:外语教学与研究出版社,2002.

[3]辞海[M].上海辞书出版社,1999.

[4]黄荣怀,郭芳.立体化教材的设计与开发[J].现代教育技术,2008.

[5]孔庆炎,李霄翔,贾国栋总主编.《大学体验英语》系列教材[M].高等教育出版社,2002.

[6]王寅.认知语言学[M].上海外语教育出版社,2006.

[7]王艳艳,邵玲娣.图式理论在《新视野大学英语视听说教程》教学中的应用[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2008.

[8]亓鲁霞,王初明.背景知识与语言难度在英语阅读理解中的作用[J].外语教学与研究,1988,(2).

[9]张浩宇.立体化教材建设的思考[J].重庆文理学院学报,2008.

[10]张业菊.大学英语教材呼唤改革与创新[J].外语与外语教学,2001

[11]张正东.外语教学技巧新论[M],科学出版社,2001.

[12]赵艳芳.认知语言学概论[M].上海外语教育出版社,2001.

图论在化学中的应用第4篇

关键词:“思维导图”;高中新课程;化学教学;化学学习;应用

文章编号:1005-6629(2007)07-0018-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

1关于“思维导图”的认识

“给你的思维画一幅导图”,这是被誉为“世界记忆之父”托尼・博赞的一句名言。 基于图像和联想是大脑语言的“思维导图”,这是一种新的思维模式[1]。脑科学研究表明,大脑神经是一个由中心向外发散的神经元。因此,从某种意义上讲,“思维导图”是大脑思维的真实体现。运用“思维导图”,使人的思维方式更贴近大脑自身的思维方式,这样与大脑进行对话、交流就会变得直接、自然和简单。

关于“思维导图”绘制的操作步骤,博赞这样介绍:首先,将“主题”画在纸的中央,成为思考的中心。但“主题”应该是具体的和有意义的,这样更有助于回忆和想像。其次,考虑“次主题”,并由主题向外扩张分枝。主要的分枝个数最好维持在5-7个。最后,在“次主题”后面列出“关键词”,表达各分枝的内容。

在绘制过程中,还需注意:①尽可能使用颜色。因为颜色和图像,能使大脑兴奋,能进行充分联想和发散。②尽可能使用曲线。因为曲线则能吸引人的注意。③在用线条连接主要分枝、二级分枝以及三级分枝时,越接近主题时,分枝就越粗。当然,也可使用相关软件,如Inspiration、Mindmanager、Personalbrain、Brainstom等,进行“思维导图”的绘制。

2关于“思维导图”的实践

2.1“思维导图”在教师化学教学中的应用。

2.1.1利用“思维导图”,有助于我们从整体上认识和把握“高中化学新课程”的全貌。

在学习《普通高中化学课程标准(实验)》[2](以下简称, 课程标准)时, 笔者利用Mindmanager 5 Pro汉化版“思维导图”软件绘制了一幅“思维导图”(如图1)。【注:限于篇幅,每一个节点部分的内容没有张开,下同】

从图1可以看出,一幅“思维导图”的价值,不仅在于“浓缩”了近3.4万字的《课程标准》,更重要的是如果透过主题,向四周看,就犹如是一幅《课程标准》的全景图,让人感觉站在《课程标准》的最高点,对我们整体把握《课程标准》的全貌,是大有裨益的。如果我们再透过“分枝”向“中心”看,让人感觉到虽然思维在“分枝”,但始终不忘“中心”。真所谓“一幅图胜过千言万语”!

2.1.2 利用“思维导图”,有助于我们更好地开展校本教研,进行主题教学设计。

利用“思维导图”进行主题教学设计时,我们的做法是:首先,每位教师对将要设计的主题,绘制一幅“思维导图”。其次,备课组长召集小组成员,指定一名成员为记录员,各成员交流自己制作的“思维导图”,同时约定:在交流过程中,不允许批评别人的想法,所有的意见记录下来,任何人不作判断性的结论,集中注意力,不允许私下交流,尽可能地发散、联想。再次,备课组长对交流的相关信息,进行整理和归纳,对原有的“思维导图”进行改进、完善和丰富,形成凝聚集体智慧的主题教学设计。最后,将最终的主题教学设计,复制给小组成员。图2是在一次校本教研活动中,我们高一化学备课组讨论“酸雨与二氧化硫”教学设计时,最终绘制的“思维导图”。

2.1.3利用“思维导图”,有助于我们建立良好的师生关系,促进教学方式的变革。

“思维导图”的绘制,需要宽松的氛围。在宽松的氛围中,能促进师生之间和生生之间的有效交流。有效的交流,能进一步提高师生思维的“含金量”,让思维更加活跃,让思维更加流畅。因此,从某种意义上讲,“思维导图”带来的宽松氛围,有助于我们建立良好的师生关系。同样,良好的师生关系,也必将有助于营造宽松的氛围。利用“思维导图”进行组织教学,这种对话式、互动式的课型,使课堂将更好地围绕“主题”展开,让学生真正成为学习的主人。这种教学方式的变革,有助于探究式和发现式教学的开展,更有效地落实课堂教学中学生的主体性。

2.1.4利用“思维导图”,有助于我们达成教学的三维目标,更好地提高学生的科学素养。

利用“思维导图”进行主题教学时,可以更好地“调动”存储在学生大脑中相对应的化学知识,激活学生对该主题的思维,让学生的思维过程更加流畅、条理更加清晰。同时,促进学生综合运用多种方法,如比较、分类、归纳、概括等,对主题以及与主题相关联的知识进行加工和处理。当学生以“思维导图”的形式加以呈现该主题时,学生内心的喜悦溢于言表,这有助于培养学生学习化学的兴趣,同时也能感受到探究化学的艰辛和坎坷。这样的主题教学,不仅促进教学三维目标的达成,更为重要的是使学生领悟到“知识”背后蕴含的科学思想和科学方法,增强创新精神和实践能力,进一步提高学生未来发展所需的科学素养。

2.2“思维导图”在学生化学学习中的应用。

2.2.1 利用“思维导图”,有助于学生对知识进行整理、巩固和记忆,提高核心概念的理解度。

在化学教学的过程中,笔者引入了“思维导图”指导学生学习化学。在学完一个化学章节或单元后,让学生利用“思维导图”,对所学知识进行整理。然后,在全班学生中,展示学生的“思维导图”作品,并由学生投票评选 “思维导图”优秀作品。对评选出的优秀作品,给学生积极的激励与评价,同时进行适当的奖励,如一本书、一本笔记本等,提高学生利用“思维导图”学习化学的积极性。因此,“学习化学并不再是一件难事,关键是我们运用什么样的学习方法。”下面一段叙述,是一位获奖学生的感言。

“起先,我觉得这与平时的知识整理没多大区别,但做着做着,我便发现以前混沌一片的化学性质、离子反应、氧化还原好像顿时清晰起来。通过‘思维导图’的绘制,就好像把所有学过的内容都详细地梳理了一遍,层次分明,条理清楚。以前,觉得又乱又繁的知识似乎简单了许多。我再次翻开练习,竟发现我已不用翻看笔记本,每道题要用的知识,就像电脑菜单一样,一级级呈现出来时,不仅复习了当前知识,还对相关联的知识进行了加深和巩固。利用‘思维导图’学习化学,真使我受益匪浅。”

2.2.2利用“思维导图”,有助于学生对知识注入更多的自我思考,提高化学学习的兴趣。

对同一个主题的“思维导图”而言,由于学生的知识结构、思维习惯、认知程度以及学习喜好的不同,其制作的“思维导图”也不同[3]。但这样的“思维导图”,使学生对知识注入更多的自我思考,并以图像的形式呈现出来。因此,这种个性化的“思维导图”能够充分体现学生的思维特点,有助于提高学生化学学习的兴趣。但学生不能为了“思维导图”而“思维导图”,应该带着主动的、积极的一种学习心态,去完成属于自己的“思维导图”。

2.2.3利用“思维导图”,有助于学生更好地掌握学习方法,转变学习方式,提高学习能力。

利用“思维导图”,可以帮助学生更有效地进行预习功课、做课堂笔记以及复习功课等工作,有助于提高学习效益。同时,利用“思维导图”指导学生开展综合实践活动,学生将有更大的发挥自我的空间,有助于学习方式的转变,使学生的自主学习、合作学习和探究学习成为可能,进一步提高学生的学习能力。如,对《元素周期律和元素周期表》这一课题开展研究性学习时,学生们利用“思维导图”设计了如下课题(图3)。同时,还可利用“思维导图”指导各项课题正常开展,进一步提高研究性学习的目的性、针对性和实效性。

2.2.4利用“思维导图”,有助于学生发散性思维和创造性思维的形成,提高分析问题解决问题的能力。

利用“思维导图”,学生可以更好地围绕主题,进行充分地联想、发散性的思考,将与主题相关联的知识分层分类进行管理,使“思维导图”真正成为我们的“学习地图”。同时,当置身于一个新的问题情境时,学生可以利用“思维导图”,对其所面对的核心问题,进行较为系统地分析与判断,找到解决问题的关键性因素或关键环节,利用存储在头脑中与核心问题相关联的“知识群”,而不是单一的“知识点”,加以分析、判断和解决。

3关于“思维导图”的思考

3.1 “思维导图”,不仅要循序渐进、积极使用,而且还要广泛交流、创造性使用

对于初学者来说,在了解“思维导图”的制作原理和基本方法的基础上,坚持绘制属于自己的“思维导图”,直到熟练为止。对于同一个主题可以多次制作“思维导图”,通过这种方法可以挖掘对主题的理解,发展自己的思维水平。同时经常与有制作“思维导图”经验的人进行交流和探讨,不断吸收别人的经验,提高自己绘制“思维导图”的水平。

3.2 “思维导图”,不仅是关于思维的一种工具,而且还是基于思维的一种思想方法

它给我们带来的,不仅是关于思维的一种工具,更重要的是蕴含在工具其中的思想方法。这种思想方法,使其应用的领域成为无限可能。

3.3 “思维导图”,不仅能加深我们对化学学科的理解,而且还能促进化学学科与信息技术学科间的整合

“思维导图”成为信息技术与化学学科整合的有效途径之一。现在有许多软件可以进行“思维导图”的绘制,为“思维导图”的美观、修改和增删提供了极大的便利条件[4]。

3.4 “思维导图”,不仅能促进教师个人的专业发展,而且还能促进学习型团队的建设

“思维导图”倡导与追求的,不仅仅是一种个人的智慧,更重要的是一种团队的智慧。在一种宽松的氛围中,大家围绕主题,进行坦诚交流、深度对话和思维碰撞。这样,更容易打破学科内部之间的“知识壁垒”,还容易使学科知识间融会贯通;另外,教师之间的“知识壁垒”也被打破,最终大家对讨论的主题一定会形成更全面、更深刻、更系统的认识。

参考文献:

[1]博赞(Buzan,T)(张鼎昆译).大脑使用说明书[M].北京:外语教学与研究出版社:2005.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[s].北京:人民教育出版社:2003.

图论在化学中的应用第5篇

关键词 模糊数学理论;图像处理;计算机;应用

中图分类号O1 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)81-0117-02

模糊数学理论于1965年提出,它是对模糊性现象进行研究和处理的方法和理论,模糊数学理论的基本概念是模糊集合。近年来,关于模糊数学理论的研究进一步加深,模糊技术在众多领域得到了应用。计算机图像处理技术是借用计算机的识别和运算功能来进行图像的处理,在图像处理的过程中也会用到模糊数学理论,简化图像处理和调整的方法,提高图像处理的准确度和精确度。

1模糊数学理论概述

在日常生活中,我们经常会用到高个、胖子、年轻、漂亮热、善、好等形容词,这些词语只是对事物的大致描述,边界比较模糊,在范围上不能进行明确的界定,这就和模糊数学理论相关。模糊数学理论就是对模糊性现象进行分析和研究的方法和理论,该理论要重点把握模糊数学和随机数学以及精确数学之间的关系,对模糊性现象进行界定。因此,不仅生活中的模糊性现象比较多,工作中还会有许多模糊的问题,比如在确定水是否烧开的时候要对水的状态和温度进行确定,但是由于模糊性,水的温度和状态都不能进行明确的界定,需要运用模糊数学理论来分析和解决问题。近年来,模糊数学理论在模糊识别与控制、模糊评判、系统理论、医学、信息检索以及生物学方面都得到了广泛的应用,而计算机领域是模糊数学的重点研究领域。模糊数学理论可以解决计算机过于精确化的问题,帮助计算机对模糊信息进行敏捷和灵活的处理。

2模糊数学理论在图像处理中的应用分析

图像处理是利用计算机来进行图像的编码、图像数字化、图像分割、图像增强、图像分析和图像复原,虽然图像处理可以通过模拟技术和光学方法实现,但是图像数字处理技术具有方便性和灵活性,数字图像处理技术得到了重要的应用。在用计算机进行图像处理的过程中,要对图像的清晰度、对比度和图像颜色进行处理,对图像的蓝、黄、红三大基色进行模糊的调动和处理,提高图像处理的质量。

模糊数学理论对图像融合的作用。图像融合是提取有利信息来进行高质量图像的综合,提高原始图像的光谱分辨率和空间分辨率,提高计算机对原始图像信息的利用。传统的计算机图像融合方法是对两张图像的简单重叠,图像融合的准确性较低,模糊数学理论在图像处理中的应用就可以避免图像融合准确性较低的问题,图像经过处理之后的偏差率比较小。在图像融合的过程中,图像像素值会有一定程度的灰度值,图像的变化主要是由这些灰度值来决定的,如果灰度值达到了一定的程度,图像的性质就会发生变化。通过对灰度值和图像的关系分析可以发现,灰度值的变化影响着图像的变化以及图像效果的变化。因此,在利用计算机对图像融合处理的过程中,可以利用模糊理论,对灰度值与图像变化之间的关系进行进行快速的推断。计算机的运算能力和图像处理能力是非常强大的,通过对模糊数学理论的应用可以较快速的得到图像变化的范围和结果,实现图像融合的最佳效果。

模糊数学理论对图像调整的作用。图像调整一般都是对图像颜色的调整,通过不同的颜色来实现不同的视觉效果和应用效果,图像颜色调整可以通过对比度的调整来实现。图像效果有现代、古典、哥伦风、经典影楼以及其他效果,在利用计算机进行图像调整的过程中需要对图像颜色值进行调整,实现图像调整的最佳效果。但是在图像处理的过程中会有一些较为特殊的图像处理,在灰度值较大的图像调整和处理中,要首先对图像的灰度边缘进行调整,增加图像的灰度值,通过对比来进行图像效果的分析。如果图像的灰度值确定,可以通过灰度值的计算来掌握最大灰度值的计算,实现图像的对比调整。模糊数学在图像调整的过程中就是对对象对比度和图像颜色值的调整,由于图像处理效果没有明确的界定,处理人员可以通过模糊的调整来实现不同的图像处理效果。

模糊数学理论在其他图像处理中的应用。除了图像融合和图像调整,图像融合还包括了图像数字化、图像编码、图像分割和图像增强等,模糊数学理论在这些图像处理中的效果也是非常明显的。图像增强是指使图像变得更为清晰,使图像满足人们使用和计算机的要求。图像增强包括了边缘锐化、伪彩色处理和干扰抑制等,图像增强不需要保持原图像的色彩和强度,因此图像处理人员可以采用模糊数学理论来进行图像的增强。而图像分析是指对图像的数据信息以及度量进行抽取,得到图像的数值结果,对图像内容进行相关的描述,实现对图像信息的深度把握,图像分析只是对图像数值的简单抽取,处理人员可以利用模糊数学理论来解决图像分析和图像分割过程中的各种模糊问题,实现较好的图像处理效果,实现图像的增强和复合,解决图像处理中各种模糊问题。

3结论

模糊数学理论于上世纪的60年代提出,近年来在机械、化工、生物、医学以及计算机领域得到了快速的发展,解决了各种模糊性的难题。图像处理包括了图像数字化、图像分割、图像融合、图像增强以及图像分析,模糊数学理论可以对图像灰度值的变化范围进行分析和把握,解决灰度值变化和图像色彩变化之间的关系问题,通过采取合适的灰度值来实现较好的图像处理效果。因此,模糊数学理论可以有效的解决生活和工作中的各种模糊难题,实现问题的最佳解决。

参考文献

[1]郭川军.计算机指纹识别技术研究[J].中国科技信息,2011(5).

[2]赵永强,潘泉,张洪才.一种新的全色图像与光谱图像融合方法研究[J].光子学报,2010(1).

图论在化学中的应用第6篇

关键词:图论;教学改革;课程建设;分类教学

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)34-8235-03

图论及其应用是现代数学的一个重要分支,在自然科学、社会科学、机械工程中有重要的意义,生活中的大量事物之间可用图来描述,如交通图、规划图、调度图、关系图等。图论的发展历经大体上可以划分为三个阶段[1]:第一阶段是萌芽阶段,大约是从1736年到十九世纪中叶,欧拉提出的哥尼斯堡的七桥问题是最具代表性的工作;第二阶段是发展阶段,大约从十九世纪中叶到二十世纪中叶,图论相关问题得到研究者关注,如1852年的四色问题和1856年的汉密尔顿问题;第三阶段是二十世纪中叶到现在,大量的生活中的问题如生产管理、交通运输、通信、计算机等领域提出了一系列图论问题 [1]。特别是现代生活中,计算机的普及使得复杂问题的求解成为可能,图论及其求解思想渗透到自然学科的各个领域,如运筹学、IT科学、控制论、社会科学和经济学等不同领域。图论越来越受到研究者广泛的重视,并得到包含数学家在内的各个学科研究者的广泛关注,各种国际学术交流活动十分活跃。

由于图论的可视化数据结构可以对自然科学和社会科学中许多问题进行描述和建模,越来越多的高校把它单独作为一门课程来开设,特别是研究生教育的大规模发展,图论及其应用这门课程在很多工科高校中得到重视。当前,国内许多高校已为信息与计算科学、计算机科学与技术、信息工程、控制与管理科学等学科的研究生开设了图论课程[2]。我校通信类、计算机类、自动化类、经管类、物理类、系统科学类等学科的研究生培养方案把《图论及其应用》作为学位课来开设。教学规模逐年扩大,每年有近600人愿意修这门课程,而大约有400人成功选课,受益面非常广泛。由于图论课程具有基本理论严谨、系统性强、高度抽象、方法灵活、强调算法、证明方法奇特等特点,而且研究内容广泛且解决问题的方法千变万化。这些都给教学带来一定的困难,如不加以探讨和改进,势必影响这门课程的教学效果。因此,必需对图论课的教学进行探讨。我们从在图论的教学内容、教学形式、教材建设等方面积极探索与实践,逐步形成了一套适合本科生或研究生学习的教学方法和教学模式。下面简单介绍这些方法,希望能够与同行共勉。

1 图论课程的教学现状和存在问题

当前,图论课程教学虽然取得了长足的进步,基本能够适应学生对课程基本知识的需求。但是,在课程建设、教材建设、信息化建设、师资队伍建设等方面相对比较滞后,特别是作为以信息学科为特色的教学研究型大学的本科生的选修课,也是我校研究生教育的一门公共基础课,该课程的教学存在一些问题。

1.1 教学内容陈旧

当前,我校图论课程或离散数学的图论部分的教学内容重理论、轻应用。图论课程有概念多、公式复杂和定理难证明、难理解等问题,在一定程度上造成教学难,证明抽象度高,学生难以理解,学生不能真正理解图论思想,更谈不上灵活运用图论知识来解决各种实际问题。多数授课方式都是采用先讲概念,然后用大部分时间来讲解定理及其证明,这主要源于图论的任课教师多数都是数学教师的缘故。但这种以概念定理为主的教学方式对图论这门的课程来说不太适合,它会使学生感到图论的学习非常枯燥。其次,评价学生图论课程学习的好坏,仍然是以传统的笔试为主,试题主要以例题或习题为样题。而我校相关专业的研究生学习图论这门课主要是通过图论中各种算法的学习来培养自己的编程能力或提高解决问题的能力。在教学内容上,我校图论课程的教学侧重于图论知识体系介绍和定理证明,对图论前沿的研究型课题的介绍相对较少,没有很好的激发学生学习后的创新思考。

1.2 图论教学没有很好地体现学科之间的渗透思想

图论课程是在不同学科发展基础上衍生形成的,它在很大程度上具有学科交叉、相互渗透的特点,因此图论的产生和发展得益于各学科的交叉与渗透以及各个学科对图的需求,如 “树”就是来源于化学、电子学和纯数学[3,4]。图论提供的理论和方法应用于不同学科,特别是我校的计算机学科和通信学科。各学科的发展和需求又为图论提供新的概念、新的课题、新的研究方法和新的研究目标,推进图论的理论发展。但目前来讲,由于教师专业方向的限制,我们的教学主要围绕图论的基本数学理论,缺乏内容上的交叉和渗透,使得教学有些枯燥乏味,有的学生是为了应付学分而选课。

1.3 图论教学改革缺乏创新

当前,我校研究生教育发展迅速,专业对图论课程知识的需求日益凸显,图论课程的重要性得以提高。但是由于师资队伍发展相对较慢,而且对任课教师的专业要求较高,整个教师队伍的教学方法还有待优化,教师授课基本沿袭本科的教学模式,即“理论+证明+例子”的传统教学模式,它不利于调动学生学习积极性,也不能体现这门课程的应用性和学科交叉性,教材上的例题有些陈旧,且形式固化,很少能够与研究生的专业问题结合起来,几乎没有体现专业的需求和差异。

鉴于上述这些问题,图论的教学改革迫在眉睫。学校高度重视“图论及其应用”和“离散数学”课程的建设,设立专项的研究生创新计划,以重点项目的形式对“图论及其应用”课程进行专项建设,希望获得阶段性和实质性的结果,推动图论及其应用课程的教学改革,提高本科和研究生的教育教学质量。

2 图论教学改革的思考与探索

针对我校图论教学中存在的诸多问题,我们成立了专门的课题组,对该课程进行重点建设,在教学改革、教材建设、网站建设等方面进行了思考和探索。

2.1 教学改革

“图论及其应用”作为研究生后续课程如“算法分析与设计”、“算法复杂性分析”、“运筹与控制”、“信号分析”、“人工智能”、 “网络优化”等的先修课程,也作为本科专业高年级的选修课,其重要性也是不言而喻的,很多研究生导师也要求学生选择这门课程。针对我校《图论及其应用》这门课程中概念比较多、论证方法独特而又千变万化的特征,再加上课时短(48学时),而且选修的学生遍及全校几乎所有的研究生专业和不同学科和层次(本科阶段有的同学没有学过),这些都给教学带来相当的困难,对这门公共基础课进行教学改革是我校研究生教学改革的重要方向。课题组在以下几方面试行教学改革尝试。

2.1.1 摸清学生底细,求同存异

作为一门研究生一年级的公共基础课,面对不同层次和专业(学科)的学生,求同存异是我们必然的选择。“求同”有两个方面的意思:一是尽管学生们各自情况不同,但要选修这门课应有一个基本的公共要求,这就是要求学生掌握图论中的基本概念和结论以及基本方法。二是摸清学生选修该课程的共同兴趣,为解决第一个问题,我们将在课堂教学上把主要精力放在基本概念的讲解上和透析上,着重在于方法的剖析和应用。为此,我们在教学中注重引入大量的实例使同学们首先弄清这些基本概念和图论中常用的基本方法,适当补充一些如狼羊过河、邮递员问题、作色问题等有趣味的问题,增加课程的科普性和应用性。同时,对一些难度较大的定理证明采用具体图例,讲清论证方法的基本思路和一些可能会使学生感到困难的关键地方。“存异”是力争保留同学们对图论这门课程知识需求的不同。在讲课时,我们将图论的知识点剖析后,收集和整理出这个知识点在不同学科中的应用,给学生抛出来,让他们根据自己的专业在课下去深究。如讲到最优二叉树时,我们可以引出通信的编码问题,让通信方向的学生自己去完善。因此,课堂上着重讲解使学生普遍感兴趣的应用,而专业性较强的应用,指出方向,让学生自己查阅文献去理解和学习。

2.1.2 针对专业需求,分类授课

由于我校研究生《图论及其应用》课程是公共基础课程,不同专业的需求和基础不同,为此,课题组试图分专业授课,增强授课的针对性,提高学生的学习质量,做到有的放矢。具体思路是,通过前几届学生选课情况的调查,并调研相关学院分管研究生教学的领导和部分代表性的研究生导师,了解相关学院和专业对《图论及其应用》课程的基本要求和专业要求。然后根据专业需求的不同,我们课题组将进行分组备课和分组教学,对基本的图论知识进行整体讲解,对不同专业需求的内容进行分组教学,最简单的操作方法是让学生尽可能根据专业需求和研究需求选课,我们课题组将公布不同教师的教学倾向和特点以及专业背景,让学生充分了解我们的意图,让图论课既有基础知识的学习,由于专业需求的深入教学,着力提高研究生教学质量。另外,我们试图开展专题讲座和讨论会的方式,来解答和讨论同学们提出的问题。对个别同学可以采用答疑、提供参考文献等方法来满足他们的求知渴望。

2.1.3 从接受学习到探究学习

教师如何将图论及其应用课程传统的接受学习方式转变为探究学习方式,从而提高学生的积极性,提高教学效率,是本课题组的尝试研究的一个重要内容。所谓接受学习[6]是以听讲和练习为主要方式的学习方式,以突出教学的结果为标志。在接受学习中,学习的主要内容是以定型的形式呈现给学习者的。因此接受学习是本科阶段的普遍教学方法,对于研究生来讲,面对知识总量不断增加,知识更新日益加快的当今社会,仅仅掌握一些基本的知识是远远不够的,因此,用这种学习方法为研究生教学无法实现研究生创新能力培养的目标。所谓探究学习指的是学生构建知识体系,形成科学研究方法的各种活动[6]。因此,在研究生的图论及其应用课程的教学过程中,引导学生探究学习的是本课题的重点。课题组试图研究《图论及其应用》的探究学习教学模式,旨在培养研究生的创新意识、应用知识的迁移能力、对待事实证据的科学态度、对科学探究所需要的多种能力。

2.2 教材建设

教材建设是课程建设的重要工作。课题组认为当前的教材虽然内容丰富,但有的内容过于理论化,有的内容体系复杂,对我校相关专业不太合适,有的内容过于简单,在一定程度上不能满足我校研究生教学的需求。为此,既要考虑到我校研究生的专业需求,又要结合研究生具有求知欲望强烈、勇于钻研的特点,同时兼顾各学科学生修课需要,我们正在组织编写一本深度和广度适中且具有我校特色的研究生“图论及其应用”课教材。课题组在为本科生多年开设离散数学和为研究生开设图论及其应用的教学实践基础上,试图编写“图论及其应用”新教材。该教材有以下几个特点。

2.2.1 突出现代特色,推出学科前沿课题

我们根据图论的本质和发展趋势,特别是信息学科的发展趋势和最新研究动态,重新编写教材,力争引进与我校学科相关的图论最新进展,强调图论在信息科学中的应用,特别结合通信背景、计算机背景、控制与自动化背景、光信息背景等介绍相关图的新理论,如Petri网与网络流的内容,增加哈弗曼编码及其应用的内容。从而引入学生去深入研究和讨论,激发学生的创新欲望和求知欲。

2.2.2 各学科的交叉和渗透

课题组通过多年的教学和调研发现目前的《图论及其应用》教材主要介绍图论在数学其他领域(如组合数学、矩阵论、拓扑学、群论、运筹学等)的应用,对信息学科中的应用介绍相对较少。本课题将在新的教材中除了介绍图论的基本理论和方法外,重点增加介绍图论在电子学、信息处理、管理科学、控制理论和计算机科学等方面的应用。并力争增加图论与其他数学分支的相互交叉和相互渗透上做一些介绍。借助于同构概念把图与群联系在一起,增加学科之间的渗透。

2.2.3 弱化证明,注重应用分析

图论来源于实践又服务于实践。从这个意义上讲我们将在《图论及其应用》教材中把理论和应用放在重要同等的位置。按照“定义一定理一应用”的编写模式,每章节的前一部分是定义和理论部分,紧接着介绍知识的应用部分,主要是应用图论的知识解决具体的问题。对于专业性很强的应用,如通信方向、计算机或控制方向的问题,我们在章末给出阅读指南;对图论在计算机科学应用方面感兴趣的同学可参阅《图论与算法分析》等等。这样将使学生在学习中结合自己的专业有的放矢地学习和讨论。另外,弱化定理证明,着重分析图论算法的思想,重点在于这些图论算法的程序实现和应用。

2.3 网站建设

为了展示图论课程的相关信息,我们进行图论及其应用课程的网站建设,建设成适合我校研究生教学的课程网站,试图通过网站传递课程的性质和目的,将授课计划、考试大纲、应用实例、案例分析等问题在网站上展示出来,同时把很多先关的参考文献和最新的研究论文放在网站,共同学们下载学习。完善网站内容,把网站建成课程的展示窗口,同时将网站也建成老师与学生的交流平台。为将该课程建设市级优质课程打下基础。

3 结束语

总之,图论课程的教学改革蕴含着丰富的内容,包括教学思想、教学方法、教学手段、课程建设和网站建设等。对图论的教学并没有固定的模式可循,在教学过程中,教师要转变教学观念,“以教师为主导、以学生为主体”,因材施教,以提高学生素质为根本宗旨,把握学科教育的本质和目的,以培养学生的创新精神、学习能力和实践能力为重点,采取各种有效手段和措施,充分挖掘学生的创造力和潜力,培养学生严谨、认真、规范的科学态度,使学生能利用所学的知识和掌握的技能去解决实际问题。

致谢:特别感谢重庆邮电大学研究生教育创新计划资助项目(No.Y201110)、重庆市研究生教育改革研究项目(No.yjg123103)、重庆市高等教育教学改革研究(No.103161)和重庆市高等教育教学改革研究重点项目(No.1202033)的支持!

参考文献:

[1] 徐俊明.图论及其应用课程建设探索[J].教育与现代化,1997(2):41-46.

[2] 黄晓学,苗正科.从七桥问题看图论的本原思想与文化内涵[J].数学教育学报,2008,17(4):22-25.

[3] 图论课程教学改革的探索与实践[J].中国教育创新导刊,2010(26):53.

[4] 谢政,戴丽,陈挚.关于图论课教学的思考[J].数学理论与应用,2005,25(4):139-140.

图论在化学中的应用第7篇

关键词:图式理论;英语教学;应用

英语教学是初中教学的主要内容,英语学习包括听、说、读、写、译五部分。随着英语教学的不断发展,图式理论开始应用于英语教学中。为了使图式理论更好地发挥其在英语教学中的作用,加强对图式理论在英语教学中的应用研究十分必要。

一、图式理论的概述

康德于1781年最早提出“图式”概念,康德认为图式是一种认识的形式结构,是一个创造过程的实施规则。巴特莱特发展了康德的图式理论,从而揭示了图式在知识习得和应用中的作用。皮亚杰在前人研究的基础上,把图式理论与认识论相结合,提出了发展的图式理论,他认为认识的结构就是图式。现代图式理论的代表人物鲁姆哈特发展了图式理论,他认为图式理论是关于人的知识是怎样被表征出来的,怎样使知识的表征以特有的方式去应用知识的理论。

现代图式理论根据图式的性质和特点,把图式分为内容图式、形式图式以及语言图式。其中,关于物体、现象、思维的概念或与其有关的概念就是内容图式,它包括社会制度、某种文化或亚文化的生活方式等方面的知识,也包括具体阅读材料中与学科或专业知识有关的知识。形式图式则是关于文本篇章结构的知识,如文本的格式安排、结构排列等,形式图式也被称为结构图式。语言图式是关于读者对语言的语义结构以及形式结构等方面的了解。语言的语义结构、形式结构与哲学、民族、逻辑的思维方式有着很大关系,是理解文本的基础。

我国自80年代初开始研究图式理论。英语具有广泛的应用性,所以我国对图式理论的研究多集中在英语教学。图式理论首先被应用于阅读理解,之后才被应用于听力、翻译、口语、词汇等方面。

二、图式理论在阅读教学中的应用

图式理论在阅读教学中的应用可以从语言图式、形式图式、内容图式三方面进行分析。

1.语言图式

语言图式是学生读懂英语材料的基础和前提,是关于语言知识和运用语言的能力。教师在学生进行阅读前要激活学生的有关图式,使学生的图式空位被填充。这就要求教师在平时的教学中注重学生对词汇、语法、习惯用法等知识的掌握,还要使学生认识到语言图式在阅读中的作用,从而促使学生主动建立语言图式。除此之外,教师还可以利用同化和顺应理论,使学生更深切地了解和体会英语的语言特征,使学生能把新的阅读材料与相应的知识储备组块结合起来,进行恰当的推理或推测,丰富学生的语言知识,使学生积累更多的语言知识组块,便于学生在学习过程中举一反三。

2.形式图式

汉语和英语具有各自的语言特征。汉语在使用连接词、逻辑连接词时呈现出简约、灵活的特点,有意合的特征;英语在表达逻辑关系时必须使用连接词或逻辑连接词,有形合的特点。教师在英语阅读教学中,要使学生认识到英汉两种语言各自的特点、规律。英语重视形合,在造句时重视形式接应、结构完整,因此句子通常采用的是焦点句法,严密规范;而汉语重视意合,在造句时重视意念连贯,不要求结构整齐,因此句子一般采用散点句法。在学生了解了英汉两种语言的差异后,教师在英语教学中要重视学生对英语语句的分析,即找准句子的主谓语等主干部分,在分析形态时,对句意一目了然。此外,教师还要帮助学生创建与语言学习相关的图式知识。只有这样学生的英语学习才会上升一个新高度。

3.内容图式

学生做阅读理解的过程可以看作是阅读材料和学生背景知识相互作用的过程。阅读材料中的信息不断输入学生的头脑中,学生进行推测、验证、修正,使输入的信息和学生头脑中的背景知识相互作用,直到理解阅读材料的意义。在阅读过程中,如果学生对材料的背景知识不熟悉,就会产生一定的阅读困难。因此,教师要注重学生对新内容图式的建立,或者σ延械哪谌萃际浇行修正。此外,由于中西方文化背景的差异,教师要介绍与阅读材料有关的文化背景知识,让学生多了解西方的文化知识,在头脑中建立更多的内容图式,从而增强对阅读材料的理解,提高阅读效率。

图式理论在应用于英语阅读理解教学之后,也逐渐应用到听力、翻译等英语教学中,并产生了积极的作用。随着对图式理论研究的不断加强,图式理论将对英语教学的发展产生更大的作用。

图式理论是一种活跃的认知结构,是促进英语教学的有效手段,为了更好地发挥图式理论在英语教学中的作用。教师要帮助学生不断丰富语言图式、形式图式、内容图式,从而提高学生的英语水平。

参考文献: