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摘要:问题解决是我们学习中的重要内容,能不能有效地解决问题,也是检验计算机任务协作式学习效果如何的一个方法。我们要认识到现实生活中蕴涵着大量的计算机信息,计算机在现实世界中有着广泛的应用;面对实际问题时,能主动尝试着从不同的角度运用所学知识和方法寻求解决问题的策略。主要探讨基于问题解决的计算机任务协作式学习。
关键词:问题解决;计算机;任务协作式;学习
中图分类号:F49文献标识码:A文章编号:16723198(2013)23017302
面对新的计算机知识时,能主动地寻找其实际背景,并探索其应用价值。为此,本文着重让大家了解一些计算机任务协作式学习的思想和方法,形成解决问题的一些基本策略,体验解决问题策略的多样性,发展实践能力与创新精神。在实际的问题解决过程中,有时需要一些特殊的分析和解决问题的方法,以拓宽自己的解题思路,提高自己的学习能力,并能灵活地应用这些方法去解决生活中的实际问题,从而逐步培养对计算机专业的兴趣和爱好,使自己变得更加聪明。
1问题解决思想的概述
事实上,每个人都是问题解决者,人类文明史也是一部问题解决史。我国学者认为,问题解决包括发现问题、分析问题、提出假设和验证假设四个相互联系的阶段。
(1)发现问题。又称提出问题,即认识到问题的存在,产生解决问题的需要和动机。发现问题是解决问题的开端。在日常生活中,有些现象司空见惯,许多人对其熟视无睹,有的人却能够从中发现问题。善于发现问题是一种十分重要的心理品质。爱因斯坦说:“提出一个问题比解决一个问题更重要,因为后者仅仅是方法和实验的过程,而提出问题则要找到问题的关键、要害。”可见,发现问题并非易事。有人甚至说,大学生或研究生在做毕业论文时,发现一个好问题就等于成功了一半。能否发现有价值、意义重大的问题主要取决于以下方面:①有强烈的好奇心。拥有一颗好奇心对发现问题来说十分重要。②有旺盛的求知欲。有强烈求知欲的人,面对某一事物或现象时,能积极、主动地进行思考,善于及时捕捉其中有用的信息,发现有价值的问题。③有丰富的知识经验。知识经验不足会妨碍问题的提出,即缺乏某方面的知识,就不具备相应的发现问题的能力,也就不容易提出问题。
(2)分析问题。又称明确问题,即对所发现的问题加以剖析,弄清楚问题的要求和条件各是什么,问题和要求之间有什么联系,问题的关键及核心在哪里,解决问题的方向是什么。分析问题可以使思维更具有方向性,有助于问题的顺利解决。分析问题主要与以下因素有关:①全面、系统地掌握材料。问题总是在具体事实上体现出来。个体对产生问题的具体事实与材料掌握得越全面、越深入,就越能把握问题的关键所在。②知识经验。个体的知识经验越丰富,就越容易从一系列矛盾中找出主要矛盾,从大量的事实中抓住问题的本质。
(3)提出假设。即形成解决问题的方案并找出解决问题的步骤,这是解决问题的关键环节。提出假设时应注意:①从当前问题出发,以对问题的分析为依据。只有对问题进行深入、细致的分析,才能提出合理的、切合实际的解决方案。②借助已有的知识经验。知识经验越丰富,提出的假设就越具有可行性。③依靠直观的感性形象。特别是在遇到复杂问题时,借助实物、模型、图表等,可以更容易地找到解决问题的方法、策略。此外,提出假设有时还需要经过必要的试误活动。
(4)验证假设。即通过一定的方法确定假设是否符合实际、符合原理,这是问题解决的最后环节。验证假设有两种方法:一是实践检验,即在科学实验、生产实践等活动中检验假设是否符合实际情况;二是智力检验,也叫逻辑证明,即在头脑中进行逻辑推理,以检验所提出的假设是否正确。
2计算机任务协作学习模式的特点
基于任务的学习强调的是学生的学习设置到复杂的、有意义的任务情境中,通过让学生完成真实性的任务,来学习隐含于任务中的知识与技能,也就是通过一个个的“任务”来驱动学生对知识与技能的意义建构,通常也叫“任务驱动”,这是一种近年来受到广泛重视的一种教学方式,它是建构主义教学理论基础上的一种教学方法。建构主义教学理论强调:学生的学习活动必须与有意义的真实任务或问题相结合,以探索问题来驱动和维持学习者学习兴趣和动机,学生必须拥有学习主动权,教师不断地挑战和激励学生前进,根据建构主义的观点,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助其他人,包括教师和学习伙伴的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得,基于任务的协作学习符合探索式教学模式,适用于培养学生的创新能力、独立分析问题和解决问题的能力。
思维从问题开始,目的是解决问题。因此,掌握问题解决的规律,对理解思维的规律以及更好地解决面临的新问题有十分重要的作用。问题解决是一种高级学习,问题一旦解决,个体学习也就有所得,能力也会随之发生变化。
3基于问题解决的计算机任务协作式学习策略
3.1讨论
讨论是指在教师的指导下,学生围绕某一主题或中心内容,积极主动地发表观点、互相争论,以掌握教学内容的学习行为。讨论在任何学科中都可以使用,通过讨论可以激发学生的学习热情和创造思维,增加学生之间的协作和交流,同时也能提高学生的思考能力、阅读能力和语言表达能力。整个讨论学习过程均由教师组织引导,讨论的问题也是由教师提出的。
计算机教学内容的讨论活动既可以设计为课堂面对面的讨论,也可以设计为利用网络交互工具开展的讨论。如果是利用网络交互工具设计的讨论,通常有两种不同情况:一是异步讨论,二是在线讨论。
在这个期限内学习者都可以在平台上发言或针对别人的发言进行评论。教师应该精心设计讨论的问题,选择开放性问题、能引起争论的问题、学科内容与现实紧密联系的有探究性的问题进行讨论。同时讨论的问题应该有一定的梯度与层次,设计能将讨论一步步引向深入的后续问题,尽可能地从多角度设问,问题的难度由易到难,由表及里,用于发展学生思维的广度和深度,也要考虑满足不同水平学生的需要,而且设计的问题之间要有一定的内在联系,有一定的逻辑性,以保证所学知识的系统性和完整性。问题的难度要适宜,要考虑站在稍稍超前于学生智力发展的边界上,具有一定的挑战性,难度适宜的标准为“难度大于个人能力,小于小组的合力”。对于学生在讨论过程中的表现,教师要适时做出检查和评价。 教师在讨论过程中应该认真、专注地倾听或在线浏览每位学生的发言,仔细注意每位学生的反应,以便根据学生的反应及时进行正确的引导,及时回答学生提出的问题;要善于发现每位学生发言中的积极因素(哪怕只是萌芽),及时给予肯定和鼓励;要善于发现每位学生通过发言暴露出来的、关于某个概念(或认识)的模糊或不准确之处,及时用适合于学生接受的方式予以指出(切忌使用容易挫伤学生自尊心的词语);讨论中发现偏离教学内容或纠缠于枝节问题时,要及时加以正确的引导;讨论结束时应由教师(或学生自己)对整个协作学习过程做出小结。
3.2协作交互学习
协作交互控制同系统中协作环境的传送模式有关。一个协作学习系统应能够积极地参与对协作的分析和控制,或者仅作为协作的传送工具。依据嵌入其中控制的数量,协作学习系统可以被区分为积极的或消极的系统,或者介于积极和消极的范围之间。
在一个给定的协作学习环境中,协作需要面对不同类型的任务。通常情况下,在协作学习环境中存在三种不同的任务类型,即:协作概念学习任务、协作问题解决任务和协作设计任务。在这三种任务中,概念学习是一种基于事实的任务,其他两种是基于分析/综合的任务。基于事实的任务和基于分析/综合的任务在协作中的区别非常明显,主要表现在某伙伴所处理任务的目标数量不同。在基于事实的协作中,伙伴们仅有一个目标,而且面向该目标而进行协作,例如,类似Rescue和People Power系统都有一个目标,它不能明确地区分为子目标。从另一方面讲,一个基于分析/综合的任务通常可以将给定的目标分解为子目标,伙伴们可以互相独立地处理子目标,如Integration.Kid系统可以将给定的集成问题分解为子问题,并尝试解决这些子问题。
分解的含义是将给定的问题分解为不同的任务。每个任务都是给定问题的逻辑子单元,并且可以继续分解为多个目标,即学生们的学习目标。某目标序列即构成一个任务。针对某个任务提出目标即是定义。对目标的定义可以从任务状态追溯到目标状态。本质上说,批评意味着采用一个不同的假设反对由伙伴提出的假设。构思是比较各种假设和支持其中一种假设的行动。回顾是确保协作交互导致建构学习的工作。回顾者概括了在协作活动中为某特定目标所采取的行动。参考可以为某伙伴提供所需的事实和相关材料。
4结论
因此在协作学习领域,传授领域知识是复杂的、分等级的和最没有结构的。如果任务是完全过程化的,并且在没有包括很多理解的情况下,将很难观察到概念的改变。有些领域同其他领域相比缺少共享性,如解决变位词时,因为该过程包含难以用语言表述的内容。
参考文献
[1]蒋伟进,蒋星军,姚丽娜.基于MAS的动态协作任务求解模型与算法[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2013,(01):4246.
[2]余彦男.计算机协作学习模式在ACCESS教学中的应用[J].科教文汇(上旬刊),2013,(02):57,71.
[3]战荫伟.物联网发展需要政府、市场、社会的广泛协作[J].计算机光盘软件与应用,2013,(11):70.
[4]申忠宇,郑启文,王川,张少华,张倩.无线通信网络的多智能小车编队控制系统[J].东南大学学报(自然科学版),2013,(S1):1821.
[5]陈贺明,赵国敏.云环境下协作型任务资源分配模型设计[J].计算机测量与控制,2013,(07):18921894,1898.
[6]汤益芳.基于项目协作学习的高校计算机基础实践研究[J].中国电力教育,2013,(14):9192.
[7]杨淑珍.试述任务导向法在计算机教学中的应用[J].长春教育学院学报,2013,(18):106107.
作者简介:孙立(1980-),女,硕士,郑州航空工业管理学院讲师,主要研究方向为电子商务、品牌营销等。
关键词:问题解决;计算机;任务协作式;学习
中图分类号:F49文献标识码:A文章编号:16723198(2013)23017302
面对新的计算机知识时,能主动地寻找其实际背景,并探索其应用价值。为此,本文着重让大家了解一些计算机任务协作式学习的思想和方法,形成解决问题的一些基本策略,体验解决问题策略的多样性,发展实践能力与创新精神。在实际的问题解决过程中,有时需要一些特殊的分析和解决问题的方法,以拓宽自己的解题思路,提高自己的学习能力,并能灵活地应用这些方法去解决生活中的实际问题,从而逐步培养对计算机专业的兴趣和爱好,使自己变得更加聪明。
1问题解决思想的概述
事实上,每个人都是问题解决者,人类文明史也是一部问题解决史。我国学者认为,问题解决包括发现问题、分析问题、提出假设和验证假设四个相互联系的阶段。
(1)发现问题。又称提出问题,即认识到问题的存在,产生解决问题的需要和动机。发现问题是解决问题的开端。在日常生活中,有些现象司空见惯,许多人对其熟视无睹,有的人却能够从中发现问题。善于发现问题是一种十分重要的心理品质。爱因斯坦说:“提出一个问题比解决一个问题更重要,因为后者仅仅是方法和实验的过程,而提出问题则要找到问题的关键、要害。”可见,发现问题并非易事。有人甚至说,大学生或研究生在做毕业论文时,发现一个好问题就等于成功了一半。能否发现有价值、意义重大的问题主要取决于以下方面:①有强烈的好奇心。拥有一颗好奇心对发现问题来说十分重要。②有旺盛的求知欲。有强烈求知欲的人,面对某一事物或现象时,能积极、主动地进行思考,善于及时捕捉其中有用的信息,发现有价值的问题。③有丰富的知识经验。知识经验不足会妨碍问题的提出,即缺乏某方面的知识,就不具备相应的发现问题的能力,也就不容易提出问题。
(2)分析问题。又称明确问题,即对所发现的问题加以剖析,弄清楚问题的要求和条件各是什么,问题和要求之间有什么联系,问题的关键及核心在哪里,解决问题的方向是什么。分析问题可以使思维更具有方向性,有助于问题的顺利解决。分析问题主要与以下因素有关:①全面、系统地掌握材料。问题总是在具体事实上体现出来。个体对产生问题的具体事实与材料掌握得越全面、越深入,就越能把握问题的关键所在。②知识经验。个体的知识经验越丰富,就越容易从一系列矛盾中找出主要矛盾,从大量的事实中抓住问题的本质。
(3)提出假设。即形成解决问题的方案并找出解决问题的步骤,这是解决问题的关键环节。提出假设时应注意:①从当前问题出发,以对问题的分析为依据。只有对问题进行深入、细致的分析,才能提出合理的、切合实际的解决方案。②借助已有的知识经验。知识经验越丰富,提出的假设就越具有可行性。③依靠直观的感性形象。特别是在遇到复杂问题时,借助实物、模型、图表等,可以更容易地找到解决问题的方法、策略。此外,提出假设有时还需要经过必要的试误活动。
(4)验证假设。即通过一定的方法确定假设是否符合实际、符合原理,这是问题解决的最后环节。验证假设有两种方法:一是实践检验,即在科学实验、生产实践等活动中检验假设是否符合实际情况;二是智力检验,也叫逻辑证明,即在头脑中进行逻辑推理,以检验所提出的假设是否正确。
2计算机任务协作学习模式的特点
基于任务的学习强调的是学生的学习设置到复杂的、有意义的任务情境中,通过让学生完成真实性的任务,来学习隐含于任务中的知识与技能,也就是通过一个个的“任务”来驱动学生对知识与技能的意义建构,通常也叫“任务驱动”,这是一种近年来受到广泛重视的一种教学方式,它是建构主义教学理论基础上的一种教学方法。建构主义教学理论强调:学生的学习活动必须与有意义的真实任务或问题相结合,以探索问题来驱动和维持学习者学习兴趣和动机,学生必须拥有学习主动权,教师不断地挑战和激励学生前进,根据建构主义的观点,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助其他人,包括教师和学习伙伴的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得,基于任务的协作学习符合探索式教学模式,适用于培养学生的创新能力、独立分析问题和解决问题的能力。
思维从问题开始,目的是解决问题。因此,掌握问题解决的规律,对理解思维的规律以及更好地解决面临的新问题有十分重要的作用。问题解决是一种高级学习,问题一旦解决,个体学习也就有所得,能力也会随之发生变化。
3基于问题解决的计算机任务协作式学习策略
3.1讨论
讨论是指在教师的指导下,学生围绕某一主题或中心内容,积极主动地发表观点、互相争论,以掌握教学内容的学习行为。讨论在任何学科中都可以使用,通过讨论可以激发学生的学习热情和创造思维,增加学生之间的协作和交流,同时也能提高学生的思考能力、阅读能力和语言表达能力。整个讨论学习过程均由教师组织引导,讨论的问题也是由教师提出的。
计算机教学内容的讨论活动既可以设计为课堂面对面的讨论,也可以设计为利用网络交互工具开展的讨论。如果是利用网络交互工具设计的讨论,通常有两种不同情况:一是异步讨论,二是在线讨论。
在这个期限内学习者都可以在平台上发言或针对别人的发言进行评论。教师应该精心设计讨论的问题,选择开放性问题、能引起争论的问题、学科内容与现实紧密联系的有探究性的问题进行讨论。同时讨论的问题应该有一定的梯度与层次,设计能将讨论一步步引向深入的后续问题,尽可能地从多角度设问,问题的难度由易到难,由表及里,用于发展学生思维的广度和深度,也要考虑满足不同水平学生的需要,而且设计的问题之间要有一定的内在联系,有一定的逻辑性,以保证所学知识的系统性和完整性。问题的难度要适宜,要考虑站在稍稍超前于学生智力发展的边界上,具有一定的挑战性,难度适宜的标准为“难度大于个人能力,小于小组的合力”。对于学生在讨论过程中的表现,教师要适时做出检查和评价。 教师在讨论过程中应该认真、专注地倾听或在线浏览每位学生的发言,仔细注意每位学生的反应,以便根据学生的反应及时进行正确的引导,及时回答学生提出的问题;要善于发现每位学生发言中的积极因素(哪怕只是萌芽),及时给予肯定和鼓励;要善于发现每位学生通过发言暴露出来的、关于某个概念(或认识)的模糊或不准确之处,及时用适合于学生接受的方式予以指出(切忌使用容易挫伤学生自尊心的词语);讨论中发现偏离教学内容或纠缠于枝节问题时,要及时加以正确的引导;讨论结束时应由教师(或学生自己)对整个协作学习过程做出小结。
3.2协作交互学习
协作交互控制同系统中协作环境的传送模式有关。一个协作学习系统应能够积极地参与对协作的分析和控制,或者仅作为协作的传送工具。依据嵌入其中控制的数量,协作学习系统可以被区分为积极的或消极的系统,或者介于积极和消极的范围之间。
在一个给定的协作学习环境中,协作需要面对不同类型的任务。通常情况下,在协作学习环境中存在三种不同的任务类型,即:协作概念学习任务、协作问题解决任务和协作设计任务。在这三种任务中,概念学习是一种基于事实的任务,其他两种是基于分析/综合的任务。基于事实的任务和基于分析/综合的任务在协作中的区别非常明显,主要表现在某伙伴所处理任务的目标数量不同。在基于事实的协作中,伙伴们仅有一个目标,而且面向该目标而进行协作,例如,类似Rescue和People Power系统都有一个目标,它不能明确地区分为子目标。从另一方面讲,一个基于分析/综合的任务通常可以将给定的目标分解为子目标,伙伴们可以互相独立地处理子目标,如Integration.Kid系统可以将给定的集成问题分解为子问题,并尝试解决这些子问题。
分解的含义是将给定的问题分解为不同的任务。每个任务都是给定问题的逻辑子单元,并且可以继续分解为多个目标,即学生们的学习目标。某目标序列即构成一个任务。针对某个任务提出目标即是定义。对目标的定义可以从任务状态追溯到目标状态。本质上说,批评意味着采用一个不同的假设反对由伙伴提出的假设。构思是比较各种假设和支持其中一种假设的行动。回顾是确保协作交互导致建构学习的工作。回顾者概括了在协作活动中为某特定目标所采取的行动。参考可以为某伙伴提供所需的事实和相关材料。
4结论
因此在协作学习领域,传授领域知识是复杂的、分等级的和最没有结构的。如果任务是完全过程化的,并且在没有包括很多理解的情况下,将很难观察到概念的改变。有些领域同其他领域相比缺少共享性,如解决变位词时,因为该过程包含难以用语言表述的内容。
参考文献
[1]蒋伟进,蒋星军,姚丽娜.基于MAS的动态协作任务求解模型与算法[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2013,(01):4246.
[2]余彦男.计算机协作学习模式在ACCESS教学中的应用[J].科教文汇(上旬刊),2013,(02):57,71.
[3]战荫伟.物联网发展需要政府、市场、社会的广泛协作[J].计算机光盘软件与应用,2013,(11):70.
[4]申忠宇,郑启文,王川,张少华,张倩.无线通信网络的多智能小车编队控制系统[J].东南大学学报(自然科学版),2013,(S1):1821.
[5]陈贺明,赵国敏.云环境下协作型任务资源分配模型设计[J].计算机测量与控制,2013,(07):18921894,1898.
[6]汤益芳.基于项目协作学习的高校计算机基础实践研究[J].中国电力教育,2013,(14):9192.
[7]杨淑珍.试述任务导向法在计算机教学中的应用[J].长春教育学院学报,2013,(18):106107.
作者简介:孙立(1980-),女,硕士,郑州航空工业管理学院讲师,主要研究方向为电子商务、品牌营销等。