情景教學(xué)中形象主體的創(chuàng)設(shè)及信息技術(shù)構(gòu)建方法

王書營(yíng)

(南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 文理學(xué)院，江蘇 南京 210023)

情景教學(xué)是近年來發(fā)展較為迅速的教學(xué)法，由于它能有效地運(yùn)用信息技術(shù)，因而受到人們的普遍歡迎。采用情景教學(xué)法，能使課堂教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)水乳交融，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣，發(fā)展學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。創(chuàng)設(shè)各種各樣合理的教學(xué)情境，是運(yùn)用情景教學(xué)法的關(guān)鍵，許多專家學(xué)者介紹了各種情景的靈活運(yùn)用，卻很少談及情景的創(chuàng)設(shè)方法和具體的實(shí)現(xiàn)手段［1-5］。情景的創(chuàng)設(shè)就好像完成一幅畫一樣，從一點(diǎn)開始圍繞主題逐漸擴(kuò)展區(qū)域直至整個(gè)畫面。本文正是基于這樣一個(gè)過程，在情景教學(xué)原則指導(dǎo)下，定義了表現(xiàn)可視化形象的承擔(dān)者——形象載體，對(duì)其進(jìn)行細(xì)分，提出了一系列表現(xiàn)形象的概念，結(jié)合讀者最熟知的勾股定理，給出形象主體的創(chuàng)設(shè)思路、步驟以及信息化構(gòu)建方法，從實(shí)用性的角度出發(fā)，對(duì)形象主體的綜合應(yīng)用，提供了設(shè)計(jì)和制作綜合場(chǎng)景的方法和建議。

1 情景教學(xué)

情景教學(xué)法是指在教學(xué)過程中，教師有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動(dòng)具體的場(chǎng)景，以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗(yàn)，從而幫助學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容，并使學(xué)生的心理機(jī)能得到發(fā)展的教學(xué)方法。它注重直觀、形象、生動(dòng)的知識(shí)表現(xiàn)和豐富、深刻、具體的實(shí)踐鍛煉，有利于激發(fā)學(xué)生積極的情感體驗(yàn)和學(xué)習(xí)主體作用，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度［6］。

教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，首先應(yīng)該是直觀感性的、可視的、摸得著的，它能有效地豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，并促進(jìn)感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)化和升華;其次，應(yīng)該是形象的、具體的，甚至通過一定途徑可以實(shí)現(xiàn)，它能有效地刺激和激發(fā)學(xué)生的想像和聯(lián)想，使學(xué)生能夠超越個(gè)人狹隘的經(jīng)驗(yàn)范圍和時(shí)間、空間的限制，既讓學(xué)生獲得更多的知識(shí)、掌握更多的事物，又能促使學(xué)生形象思維與抽象思維互動(dòng)發(fā)展。

生動(dòng)的場(chǎng)景是情境教學(xué)的鮮明特色，場(chǎng)景中離不開表現(xiàn)教學(xué)信息的可視化載體，那么，載體的創(chuàng)設(shè)與構(gòu)建是情景教學(xué)的關(guān)鍵。

2 形象主體

形象載體，用來表現(xiàn)形象并能可視化的有形載體，如城市中的雕像、影視作品中人物的扮演者、表演者所用的道具，在信息技術(shù)中，由形狀、符號(hào)、色彩、亮度等素材表現(xiàn)的圖像。在情景教學(xué)中，形象載體是指各個(gè)場(chǎng)景中承載教學(xué)內(nèi)容反映教學(xué)意圖容易被學(xué)生接受的自然景觀、實(shí)物、教具、演示模型、多媒體信息資料(圖畫、動(dòng)畫、視頻)等。它自身包含有一定的教學(xué)信息(如以形狀結(jié)構(gòu)功能反映概念原理關(guān)系等)，被熟悉它的使用者使用(展示解說操作等)能發(fā)揮出更大功能，被學(xué)習(xí)者認(rèn)識(shí)后能夠作為記憶中的想像體或運(yùn)用時(shí)模擬(模仿)對(duì)象。

形象主體，在同一場(chǎng)景中表現(xiàn)形象的載體可能有許多，把其中能表現(xiàn)形象主要特征的載體稱為形象主體，簡(jiǎn)稱主體。在情景教學(xué)中，形象主體是學(xué)習(xí)者產(chǎn)生形象認(rèn)知的基礎(chǔ)和主要源泉，形象主體的改變會(huì)影響到學(xué)習(xí)者對(duì)其形象的認(rèn)知。

形體主元，形象主體中起關(guān)鍵作用的部分稱為形體主元，簡(jiǎn)稱主元。它是形象主體的最明顯標(biāo)志，它的出現(xiàn)意味著形象主體的存在。情景教學(xué)中，形體主元是由關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)或重要知識(shí)點(diǎn)生成的“像源”，它相對(duì)獨(dú)立，是表現(xiàn)形象特點(diǎn)的最小單元。

主像點(diǎn)，形體主元中的核心點(diǎn)，是形象表現(xiàn)的最終結(jié)果，形體主元是圍繞主像點(diǎn)生成的。

3 形象主體創(chuàng)設(shè)

按照相似原理，事物的存在形式或表象可能不同，但它們之間具有同一性，由此，可以把學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的知識(shí)用多種形式來表現(xiàn)，如文本描述、圖式展現(xiàn)、聲光合成、形體蘊(yùn)含、實(shí)物說明等，在情景教學(xué)中，形象主體創(chuàng)設(shè)就是把文本內(nèi)容轉(zhuǎn)化為形象主體，通過形象主體的形成和展現(xiàn)過程來表現(xiàn)教學(xué)目的。

創(chuàng)設(shè)要求:情境教學(xué)中的模擬要以文本中的形象和教學(xué)需要的形象為對(duì)象，情境中的形象也應(yīng)和學(xué)生的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相一致。

創(chuàng)設(shè)過程:以問題本身或最主要的知識(shí)點(diǎn)為主像點(diǎn)，使其生成形體主元，把形象主元做為核心，以包含或接近的方式進(jìn)行擴(kuò)充，使其成為看得見摸得著的形象主體，通過形象主體的外形特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)功能或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等方式，表現(xiàn)教學(xué)意圖，必要時(shí)可以組合多個(gè)主體形成系列化或系統(tǒng)化的形象。創(chuàng)設(shè)步驟大致經(jīng)過:熟悉內(nèi)容、主像點(diǎn)選定、主元生成、主體雛形、功能賦予(命名、定義、賦值等)、主體初成、可視化修飾、主體運(yùn)用。下面以平面幾何中勾股定理的證明為例說明形象主體的創(chuàng)設(shè)過程。

教學(xué)內(nèi)容:證明:在平面上的一個(gè)直角三角形中，兩個(gè)直角邊邊長(zhǎng)的平方和等于斜邊長(zhǎng)的平方。教材提供的證明方法是用相似三角形，通過比例關(guān)系得到結(jié)論。

這是一個(gè)最古老的基本定理，古今中外的學(xué)者對(duì)它的證明多達(dá)400余種，他們都是結(jié)合圖形，利用三角形的相似性，或?qū)D形進(jìn)行截割拼補(bǔ)，在代數(shù)式的輔助下進(jìn)行的推理證明，這種絕對(duì)傳統(tǒng)的靜態(tài)證明，固然是用事實(shí)說明問題且簡(jiǎn)單明了，教師也易于操作，而學(xué)習(xí)者的感受是單調(diào)甚至乏味:沒有把興趣激發(fā)到最大證明就結(jié)束了，有余興未盡的感覺，缺少情緒釋放和印記理解的過程。

情景教學(xué)的核心是對(duì)學(xué)習(xí)者情感的激發(fā)，在傳統(tǒng)教學(xué)法的基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)設(shè)情景把學(xué)習(xí)者的注意力、情緒、思維和興趣等全部調(diào)動(dòng)起來，既解決本節(jié)課的教學(xué)，也能學(xué)習(xí)到許多相關(guān)知識(shí)，通過啟發(fā)還可以把所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效的遷移，應(yīng)用于其它課程的學(xué)習(xí)。情景的創(chuàng)設(shè)主要是形象主體的創(chuàng)設(shè):從三角形出發(fā)，以三邊邊長(zhǎng)為核心點(diǎn)(主像點(diǎn))擴(kuò)展為正方形(象體主元)，把長(zhǎng)度問題轉(zhuǎn)化為面積問題。由于面積圖形形狀的不完全可加性，把平面圖形擴(kuò)展為空間立體(主體雛形)，面積問題也就轉(zhuǎn)化為體積問題。把立體進(jìn)行可視化修飾成為液體容器，容器就作為形象主體。再利用液體的形變來反映容器間的容積關(guān)系，即把容器形狀的不變性與內(nèi)中液體的可變性結(jié)合起來，讓可變的液體脫離原容器進(jìn)入另一容器，在溫度壓力不變時(shí)，液體流動(dòng)前后雖然形狀改變但體積不變，由此可直觀表現(xiàn)側(cè)面面積關(guān)系的存在性及準(zhǔn)確性。創(chuàng)設(shè)步驟及原因分析如下:

第一 圖文一致。設(shè)直角三角形兩條直角邊長(zhǎng)度分別是a和b，斜邊長(zhǎng)度是c，證明結(jié)果用代數(shù)式表

由文本意義感生關(guān)聯(lián)(直接)形狀，建立數(shù)與形的統(tǒng)一體(圖1)。

圖1 數(shù)與形的統(tǒng)一

第二 主像點(diǎn)選定。從圖形本身無法直接觀察到式(1)的結(jié)果，要對(duì)三角形進(jìn)行直觀性改造，改造重點(diǎn)在于三角形三條邊的表現(xiàn)形式，因此，選定三角形的邊作為主像點(diǎn)。

第三 主元生成。根據(jù)“平方”的幾何含義，以三角形的邊為邊長(zhǎng)生成正方形 S1，S2，S3，如圖2，它們的面積分別是:S1=a2，S2=b2，S3=c2。式(1)可

把S1，S2，S3作為主元，式(2)左邊的直觀表現(xiàn)就是，圖形S1和S2要拼湊成一個(gè)整圖，如圖3。式(2)的要求是既要有量的相等還要求圖形形狀的一致，圖3僅可能表現(xiàn)量的相等，在保持圖形完整的情況下，拼圖不能做到與S3形狀相同，因此，要對(duì)主元進(jìn)行直觀性擴(kuò)張。

第四 主體雛形。分別以主元正方形S1，S2，S3為正截面，建立高為h的長(zhǎng)方體V1，V2，V3，體積依次是V1=hS1，V2=hS2，V3=hS3。式(2)的結(jié)果可轉(zhuǎn)化為

圖2 意義擴(kuò)張

圖3 面積和

把V1，V2，V3作為初步的形象主體，式(3)用直觀圖形表現(xiàn)如圖4。雛形V1，V2無論如何擺放，二者的結(jié)合體都不能與V3相同，因此，要對(duì)主體雛形通過增加內(nèi)在功能使其達(dá)到形式上與V3的一致。

圖4 立體

圖5 液體容器

4 構(gòu)建方法

創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景的手段有多種，如實(shí)物演示、角色扮演、實(shí)驗(yàn)操作、多媒體運(yùn)用等，其中應(yīng)用信息技術(shù)展現(xiàn)教學(xué)情景，有著極大的優(yōu)越性，它能把現(xiàn)實(shí)中不易實(shí)現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)困難的結(jié)構(gòu)、原理、運(yùn)動(dòng)特征等，通過各種圖像及其不同的表現(xiàn)形式展現(xiàn)出來，將認(rèn)知與情感、形象思維與抽象思維、教與學(xué)巧妙地結(jié)合起來，充分發(fā)揮課堂教學(xué)中學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。在Micorosoft Office Power Point 2007下，圖6中圖形的構(gòu)建及動(dòng)畫設(shè)計(jì)如下:

圖6 液體注入

(1)對(duì)象產(chǎn)生。如圖1，在繪圖欄的形狀中選定直角三角線“⊿”，按一定比例畫直角三角形，在三條邊附近插入字母a、b、c(用文本框或公式編輯器皆可)，出現(xiàn)順序是直角三角形、字母。動(dòng)作設(shè)計(jì):選中對(duì)象，自定義動(dòng)畫:效果“進(jìn)入(擦除)”、速度“慢”、方向“自底部”。

(2)主像點(diǎn)選擇。在繪圖欄中選“”，畫出與邊a，b，c一樣的三條直線段，覆蓋在直角三角形上(可以用三種顏色區(qū)別)。

(3)主元生成。如圖2，在繪圖欄的形狀中選定矩形“□”，在三角形外側(cè)分別以主像點(diǎn)a，b，c為邊長(zhǎng)畫正方形(定好邊長(zhǎng)按“shift”鍵)，形狀填充:淺灰(或無填充顏色)，在圖形內(nèi)分別插入字母S1、S2、S3，排列對(duì)象“置于頂層”，出現(xiàn)順序是正方形、字母。

(4)主元表現(xiàn)。如圖 3，選中主元 S1，S2，S3，打開自定義動(dòng)畫:效果“動(dòng)作路徑(對(duì)角線向右下)”、速度“慢”、路徑“解除鎖定”，調(diào)整路徑的終點(diǎn)位置，使三個(gè)正方形從圖2中整體移動(dòng)到空白處，達(dá)到圖3的要求。

(5)主體雛形。如圖4，在繪圖欄的形狀中選定立方體“ ”，分別以主元S1，S2，S3為正側(cè)面(或底面)畫長(zhǎng)方體，它們的厚度(或高)相同(形狀填充:無填充顏色)，在圖形上面分別插入字母V1，V2，V3，排列對(duì)象“置于頂層”。選中長(zhǎng)方體 V1，V2，V3進(jìn)行移動(dòng)，使正側(cè)面與圖3中的主元正方形重合，排列對(duì)象“置于頂層”。打開自定義動(dòng)畫:效果“進(jìn)入(擦除)”、速度“慢”、方向“自左側(cè)”。

(6)主體形成。如圖5，分別復(fù)制 V1、V2、V3，形狀填充:V1，V2為“淺藍(lán)”(表明是綠色液體)，V3為“無填充顏色”(表明容器內(nèi)為空)。在圖形上面分別插入字母、，排列對(duì)象“置于頂層”。選中液體容器，移動(dòng)使其與 V1，V2，V3重合(置于頂層)，打開自定義動(dòng)畫:效果“進(jìn)入(擦除)”、速度“慢”、方向“自底部”。播放時(shí)會(huì)看到V1，V2中淺藍(lán)色液體有逐漸注滿之感。

5 結(jié)語

教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，需要教師在教學(xué)中不斷地探索，積累更多的形象素材，通過教學(xué)實(shí)踐的啟發(fā)感生出合理的景象。對(duì)于設(shè)計(jì)完成的形象主體，還要在教學(xué)中反復(fù)驗(yàn)證修改，使其更加完善。當(dāng)然，情景的創(chuàng)設(shè)因教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)對(duì)象的不同而不同，同一內(nèi)容不同的受教對(duì)象，所創(chuàng)設(shè)的情景也不同，本文只是結(jié)合數(shù)學(xué)方面的內(nèi)容給出創(chuàng)設(shè)思路和構(gòu)建方法，對(duì)于其他課程還需要去探索和挖掘，使情景教學(xué)能得到更多人的使用和普及。

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