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职业学校学生的特殊性决定了学校教育的特殊性,学生的学习任务和学习重点也发生了一定的偏移。现阶段,职业教育相比于普通教育对学生的操作能力和实践能力的要求更高,相应的技术技能型学科要求也更高。图像处理(Photoshop)是职业学校技能训练的重要科目,相比于其他基础学科已完善的教学法体系而言,如何根据图像处理学科的自身特点,构建一套行之有效的系统性教学方法尤为重要。
图像处理属于计算机软件学习的基础学科,从属于信息技术类学科,但是它与中小学开设的其他课程有很大的差别,具有很强的应用性、实践性。在教学中,图像处理学科教学在实践教育领域主要表现为两个方面的观点:课程核心内容論和应用软件核心内容论。布鲁纳对于教学过程的观点是:“不论我们选什么学科,务必使学生理解该学科的基本结构。”他认为学习结构就是学习事物是怎样相互关联的,因此教学的核心内容是了解学科的内部结构。而软件核心内容论强调对软件操作性和实践性的学习,指出了长期以来学校教育重理论、轻实践的观点已经不适合这种操作性学科的学习。根据这两种观点,图像处理教学既要注意教学的结构性和系统性,同时又要注意教学内容的可操作性和实践性。
一、图像处理课堂教学系统分析
图像处理课程的教学系统和其他操作性学科教学系统一样,影响该学科课堂教学的构成要素有4个,即学科教师、学生、图像处理课程(或称为教学内容)和条件(或称为媒体)。师生是人员要素,课程是信息要素,条件是物质要素。
在这个系统中,主体活动的特点主要表现在两个方面:
(1)多维度实践:教师活动和学生活动都具有“认识”和“实践”两个系列,但与基础类学科有所不同,图像处理学科教学中学生应侧重于“实践”,教师侧重于“认识”,即学生的中心活动都是实践中学,而教师的中心活动是教学中导的特点。
(2)多层次思考:图像处理教学的活动具有层次性。第一层次是“教学”,包括教师的教和学生的学,核心目标是学;第二层次是“学习”,包括认知、动机、意志、练习等活动,这里的核心目标是认知;第三层次是“认知”,有观察、想象、思维等活动,其核心目标是思维;第四层次是“思维”,目的又着眼于创造性思维的培养。这样,各层次的核心活动就构成了教学活动的“中轴”,具体如图1所示。
二、教学方法的选取和实施策略
根据图像处理课程的教学系统及特点,按照新课标的要求,笔者选取了5种教学方法进行对比分析和研究,分别是:任务驱动教学法、演示练习教学法、基于项目的教学法、基于案例的教学法和WebQuest教学法。这些教学方法中,既有传统的教学方法,也有反映了新的学习方式要求的新型教学方式,包含认知心理学、建构主义以及人本主义三大观念的代表作,有些适合培养学生的知识和技能,有些适合培养学生的情感态度和价值观,有些适合全班教学,也有一些适合小组和个别化教学。当然,适合图像处理教学的方法不可能只有这些,随着现代教育技术研究与实践的深入与发展,会有更多有价值的教学方法的产生。同时以上几种教学方法不存在好坏之说,也并不是可以完全区别对待的,它们很多在教学中都是相互联系相互补充的。当我们掌握了它们的内涵,就能较好地迁移到其他教学方法的应用过程中,也能更好地服务于我们的教学目标。
1.任务驱动法在图像处理教学中的应用
(1)图像处理课堂中的任务驱动法
任务驱动法强调把学生的学习设置到复杂而有实际意义的任务情景中,通过学生完成任务来习得知识和技能。任务驱动法是建构主义理论在教育教学中的一种具体应用。在教学中最关键的就是任务的设置,好的任务能够帮助学生理解课程与其他课程的关联,激励学生完成富有挑战的任务的同时,掌握知识与技能,并能让学习与生活世界有效连接。
在图像处理课堂中,任务驱动法的合理运用可以让学生感到需要解决某个困难,所以必须要通过某些功能,提高学生学习兴趣。另外,大大小小的任务会让学习者在学习软件知识功能的同时,也渗透各功能的综合应用和思维方法的训练,有利于知识、技能和价值的同步推进。
(2)实施过程分析
任务驱动法实施中通常包括任务的设置、学生独立探索任务、教师指导、完成任务及贯穿始终的教师交流引导等过程,如图2所示。
在这个过程中,首先,教师要对图像处理课程的目标进行深入分析,同时还要分析学生的基础和兴趣,结合两点完成学习任务,任务的合理编排是教学成败的关键。
其次,课堂上,教师要引导学生对大的任务进行分析,合理地分成子任务,哪些是学过的,哪些是没学过需要去探索的。任务分解可以激发学生的激情又不至于让学生放弃,对于中职学生能更好地激发他们的自我效能感。
最后,学生在独立完成任务的过程中,教师参与帮助和引导,监控学生完成任务的进度、过程及完成任务中的倾向性问题,进行全班的讨论和归纳。
(3)需要注意的问题
对于应用软件技能方面的教学,任务驱动法比较适合。但是对于图像处理中图像的构成、色彩的搭配以及空间构图等知识不一定适合任务驱动法。
另外,任务驱动法存在一定的局限性,由于任务在工具的学习覆盖上不可能面面俱到,可能对某些教学任务的强化和渗透有所欠缺。而且,还应该注意的是,任务都是为了驱动教学而设计的,是为了达到教学目标,不要让任务变成了教学的目标。
2.演示练习教学法在图像处理教学中的应用
(1)图像处理课堂中的演示练习教学法
以奥苏贝尔的同化理论为心理学基础产生了言语讲授和有意义的教学,由此演变出我们现在图像处理课堂中的演示练习教学法。这一理论以认知心理学的观点探索了意义学习的实质和规律。
传统的讲授教学法一般模式是教师讲授操作步骤,学生跟着一步步练习,在实施中,部分教师担心学生操作有困难,不停地重复讲授,学生实践的时间减少,不仅违背了课程实践操作性的特点,而且不符合以学生为中心的教学理念。 图像处理教学中采用的演示练习法的主要理念应该是以学生为主体,围绕某个学习任务组织练习某个技能为主的学习活动,并按照学生的个体差异在学生操练中给予个性化的指导。演示练习教学法比较适合群体学习倾向基本一致时使用,由教师提出任务与注意事项,然后学生操练,教师根据倾向性问题进行集体指导,然后归纳与交流。
(2)实施过程分析
演示练习教学法的实施过程核心是以学生为主体,教师为主导,与一般的讲授或演示有根本性的区别,其过程如图3所示。
在这个过程中,教师首先要确定课程目标,让学生知道本节课的学习和实践的方向以及要达到的目标,明确做什么。还要指出操作中的注意事项,特别是分析方法和思维方法上的要点。其次,学生实践操作中,教师要针对学生练习中的情况和问题进行指导和正确操作的讲解演示,帮助学生掌握技能,形成正确的学习方法和思维方法。最后,师生通过交流进行知识的总结归纳。
(3)注意事项
演示练习法在实施过程中很容易变成简单的演示法或学生练习操作法,因此在具体活动中要注意几个方面:
首先,明确学生任务,让学生了解学习任务与学习课题的关系。在图像处理教学中,学生很容易跟着教师提供的试验指导机械地完成实训任务,而忘记了练习这个任务的最终目的,这也是为什么很多学生课后反映学过就忘的本源所在。例如,让学生练习“色彩范围”抠图实例时,如果让学生跟着实训指导一步一步操作,他们完全可以达到想要的效果。但是,再次碰到需要用“色彩范围”进行抠图的题目时,他们完全不会想起这种工具。这里就要注意,先让学生用自己想到的抠图法,然后引入色彩范围这一方法的神奇效果,接着再练习,既发挥了学生自己创造和主动思考的能力,又让他们更愿意主动地去体验。
其次,根据学生的差异进行有针对性的演示指导,马梯尼兹曾经提出学习倾向的理论,他认为对于不同类型的学生需要采取不同的指导方法。例如,对于变通型学生可以鼓励他们发挥敢于创新、勇于探索的精神。在他们进行图像处理时鼓励他们进行更多的作品创造。对于实干型学习倾向的学生,则要不断提供来自于外界的压力,保持积极向上的态度。例如,在平时的作业中要不断帮助他们发现不足的地方,然后告诉他们可以通过学习新的技能,使作品更加美观,等等。
3.Webquest教学法在图像处理教学中的应用
(1)图像处理课堂中的Webquest教学法
Webquest教学方法是建立在建构主义理论基础上的一种新型的教学方法。它整合了探究学习和合作学习的理论。Webquest的优势在于帮助学生多种智能同时发挥作用,达到思维和分析的标准要求,对社会研究和科学研究很有帮助。Webquest课程资源来源广泛、内容丰富,它使课堂不再局限于一间教室,学生可以在课堂上获得更多的教育资源,甚至可以向在线的专家直接讨教问题,教师概念也因此发生变化。它支持教学评价方法的多样性和评价标准的多元化。
在图像处理课堂上,Webquest更适合做一些开放性的作品创作,比如网页设计、广告设计等,它需要学生有一定的知识和技能基础。因此,不适合在入门知识阶段使用。
(2)实施过程分析
Webquest教学法的实施过程可以从三个阶段来进行,如图4所示。
首先,对于问题和任务的可行性,要符合目前阶段学生的学习发展状况。其次,主题是否能激发学生兴趣和具有挑战性,即完成任务和回答这个问题是否需要更高级的思维水平,如果这个主题下的任务或问题可以轻而易举地解决,那么它就不适合Webquest教学方法了。比如“利用钢笔工具制作一个标志”这个任务就不太合适,如果换成“班级网页设计”这一课题就好很多。
其次,方案设计中需要教师花大量的时间搜集资料和设计Webquest方案,搭建通往高级思维水平学习的“脚手架”。但对于长期的教学来说,所经历的整个思考过程将是受益无穷的。
最后,组织实施教学,我们虽然可以从精细讲解中解脱出来,但并不意味着我们现在在课堂可以高枕无忧了,让学生参与执行需要教师时刻的监控。
(3)注意事项
图像处理课堂中采用Webquest基本上综合了基于项目的学习模式和基于问题解决的学习模式的优点,但是比较适合开放性的探究,所以选题和任务设置很重要。最好从学习目标和学生特点进行双重考虑。
教师在准备资源上耗时很多,不仅需要教师具备丰富的经验,还需要很强的课堂调控能力和亲和力,否则容易形式化。
4.基于案例的教學法在图像处理教学中的应用
(1)图像处理课堂中的案例教学法
案例教学的基本思想虽然有很多种不同的解释,但总的思想可以归纳为:组织教养性学习、促进学习者独立,并把他们引向连续作用的知识、技能和态度。 教学中的案例每一个都要具备代表性,是个别的但能反映整体性。
图像处理课堂中通过案例教学可以把学生变为教学过程的主体,调动他们的积极性,并让他们有机会进行主动独立的学习,而各个案例之间的内在联系,可以让学生习得一种生产性的知识,符合克拉夫基提出的“发生的学习”这一观点。
(2)实施过程分析
案例教学法的实施需要教师对案例进行充分的教学分析,将教学重难点与案例有机地结合起来,实施过程如图5所示。
①个案例阶段:教师需要根据目标现象提出问题,激发学生思考,引出案例,对个案进行典型性分析和练习。比如以“选区工具”中的“矩形选区”为例讲解图像重组的方法,让学生了解选区的应用方法和技巧。
②类案例阶段:由个到类,对个别事例进行归类,完成学习迁移。比如图像处理中“选区工具”的学习,7种选区选讲“矩形选区”,让学生掌握特征和方法,其他的也可以触类旁通。
③规律掌握阶段:这一阶段,教师的作用在于引导学生进行归纳总结,帮助学生深入认识到案例背后的普遍特征和一般规律。
图像处理属于计算机软件学习的基础学科,从属于信息技术类学科,但是它与中小学开设的其他课程有很大的差别,具有很强的应用性、实践性。在教学中,图像处理学科教学在实践教育领域主要表现为两个方面的观点:课程核心内容論和应用软件核心内容论。布鲁纳对于教学过程的观点是:“不论我们选什么学科,务必使学生理解该学科的基本结构。”他认为学习结构就是学习事物是怎样相互关联的,因此教学的核心内容是了解学科的内部结构。而软件核心内容论强调对软件操作性和实践性的学习,指出了长期以来学校教育重理论、轻实践的观点已经不适合这种操作性学科的学习。根据这两种观点,图像处理教学既要注意教学的结构性和系统性,同时又要注意教学内容的可操作性和实践性。
一、图像处理课堂教学系统分析
图像处理课程的教学系统和其他操作性学科教学系统一样,影响该学科课堂教学的构成要素有4个,即学科教师、学生、图像处理课程(或称为教学内容)和条件(或称为媒体)。师生是人员要素,课程是信息要素,条件是物质要素。
在这个系统中,主体活动的特点主要表现在两个方面:
(1)多维度实践:教师活动和学生活动都具有“认识”和“实践”两个系列,但与基础类学科有所不同,图像处理学科教学中学生应侧重于“实践”,教师侧重于“认识”,即学生的中心活动都是实践中学,而教师的中心活动是教学中导的特点。
(2)多层次思考:图像处理教学的活动具有层次性。第一层次是“教学”,包括教师的教和学生的学,核心目标是学;第二层次是“学习”,包括认知、动机、意志、练习等活动,这里的核心目标是认知;第三层次是“认知”,有观察、想象、思维等活动,其核心目标是思维;第四层次是“思维”,目的又着眼于创造性思维的培养。这样,各层次的核心活动就构成了教学活动的“中轴”,具体如图1所示。
二、教学方法的选取和实施策略
根据图像处理课程的教学系统及特点,按照新课标的要求,笔者选取了5种教学方法进行对比分析和研究,分别是:任务驱动教学法、演示练习教学法、基于项目的教学法、基于案例的教学法和WebQuest教学法。这些教学方法中,既有传统的教学方法,也有反映了新的学习方式要求的新型教学方式,包含认知心理学、建构主义以及人本主义三大观念的代表作,有些适合培养学生的知识和技能,有些适合培养学生的情感态度和价值观,有些适合全班教学,也有一些适合小组和个别化教学。当然,适合图像处理教学的方法不可能只有这些,随着现代教育技术研究与实践的深入与发展,会有更多有价值的教学方法的产生。同时以上几种教学方法不存在好坏之说,也并不是可以完全区别对待的,它们很多在教学中都是相互联系相互补充的。当我们掌握了它们的内涵,就能较好地迁移到其他教学方法的应用过程中,也能更好地服务于我们的教学目标。
1.任务驱动法在图像处理教学中的应用
(1)图像处理课堂中的任务驱动法
任务驱动法强调把学生的学习设置到复杂而有实际意义的任务情景中,通过学生完成任务来习得知识和技能。任务驱动法是建构主义理论在教育教学中的一种具体应用。在教学中最关键的就是任务的设置,好的任务能够帮助学生理解课程与其他课程的关联,激励学生完成富有挑战的任务的同时,掌握知识与技能,并能让学习与生活世界有效连接。
在图像处理课堂中,任务驱动法的合理运用可以让学生感到需要解决某个困难,所以必须要通过某些功能,提高学生学习兴趣。另外,大大小小的任务会让学习者在学习软件知识功能的同时,也渗透各功能的综合应用和思维方法的训练,有利于知识、技能和价值的同步推进。
(2)实施过程分析
任务驱动法实施中通常包括任务的设置、学生独立探索任务、教师指导、完成任务及贯穿始终的教师交流引导等过程,如图2所示。
在这个过程中,首先,教师要对图像处理课程的目标进行深入分析,同时还要分析学生的基础和兴趣,结合两点完成学习任务,任务的合理编排是教学成败的关键。
其次,课堂上,教师要引导学生对大的任务进行分析,合理地分成子任务,哪些是学过的,哪些是没学过需要去探索的。任务分解可以激发学生的激情又不至于让学生放弃,对于中职学生能更好地激发他们的自我效能感。
最后,学生在独立完成任务的过程中,教师参与帮助和引导,监控学生完成任务的进度、过程及完成任务中的倾向性问题,进行全班的讨论和归纳。
(3)需要注意的问题
对于应用软件技能方面的教学,任务驱动法比较适合。但是对于图像处理中图像的构成、色彩的搭配以及空间构图等知识不一定适合任务驱动法。
另外,任务驱动法存在一定的局限性,由于任务在工具的学习覆盖上不可能面面俱到,可能对某些教学任务的强化和渗透有所欠缺。而且,还应该注意的是,任务都是为了驱动教学而设计的,是为了达到教学目标,不要让任务变成了教学的目标。
2.演示练习教学法在图像处理教学中的应用
(1)图像处理课堂中的演示练习教学法
以奥苏贝尔的同化理论为心理学基础产生了言语讲授和有意义的教学,由此演变出我们现在图像处理课堂中的演示练习教学法。这一理论以认知心理学的观点探索了意义学习的实质和规律。
传统的讲授教学法一般模式是教师讲授操作步骤,学生跟着一步步练习,在实施中,部分教师担心学生操作有困难,不停地重复讲授,学生实践的时间减少,不仅违背了课程实践操作性的特点,而且不符合以学生为中心的教学理念。 图像处理教学中采用的演示练习法的主要理念应该是以学生为主体,围绕某个学习任务组织练习某个技能为主的学习活动,并按照学生的个体差异在学生操练中给予个性化的指导。演示练习教学法比较适合群体学习倾向基本一致时使用,由教师提出任务与注意事项,然后学生操练,教师根据倾向性问题进行集体指导,然后归纳与交流。
(2)实施过程分析
演示练习教学法的实施过程核心是以学生为主体,教师为主导,与一般的讲授或演示有根本性的区别,其过程如图3所示。
在这个过程中,教师首先要确定课程目标,让学生知道本节课的学习和实践的方向以及要达到的目标,明确做什么。还要指出操作中的注意事项,特别是分析方法和思维方法上的要点。其次,学生实践操作中,教师要针对学生练习中的情况和问题进行指导和正确操作的讲解演示,帮助学生掌握技能,形成正确的学习方法和思维方法。最后,师生通过交流进行知识的总结归纳。
(3)注意事项
演示练习法在实施过程中很容易变成简单的演示法或学生练习操作法,因此在具体活动中要注意几个方面:
首先,明确学生任务,让学生了解学习任务与学习课题的关系。在图像处理教学中,学生很容易跟着教师提供的试验指导机械地完成实训任务,而忘记了练习这个任务的最终目的,这也是为什么很多学生课后反映学过就忘的本源所在。例如,让学生练习“色彩范围”抠图实例时,如果让学生跟着实训指导一步一步操作,他们完全可以达到想要的效果。但是,再次碰到需要用“色彩范围”进行抠图的题目时,他们完全不会想起这种工具。这里就要注意,先让学生用自己想到的抠图法,然后引入色彩范围这一方法的神奇效果,接着再练习,既发挥了学生自己创造和主动思考的能力,又让他们更愿意主动地去体验。
其次,根据学生的差异进行有针对性的演示指导,马梯尼兹曾经提出学习倾向的理论,他认为对于不同类型的学生需要采取不同的指导方法。例如,对于变通型学生可以鼓励他们发挥敢于创新、勇于探索的精神。在他们进行图像处理时鼓励他们进行更多的作品创造。对于实干型学习倾向的学生,则要不断提供来自于外界的压力,保持积极向上的态度。例如,在平时的作业中要不断帮助他们发现不足的地方,然后告诉他们可以通过学习新的技能,使作品更加美观,等等。
3.Webquest教学法在图像处理教学中的应用
(1)图像处理课堂中的Webquest教学法
Webquest教学方法是建立在建构主义理论基础上的一种新型的教学方法。它整合了探究学习和合作学习的理论。Webquest的优势在于帮助学生多种智能同时发挥作用,达到思维和分析的标准要求,对社会研究和科学研究很有帮助。Webquest课程资源来源广泛、内容丰富,它使课堂不再局限于一间教室,学生可以在课堂上获得更多的教育资源,甚至可以向在线的专家直接讨教问题,教师概念也因此发生变化。它支持教学评价方法的多样性和评价标准的多元化。
在图像处理课堂上,Webquest更适合做一些开放性的作品创作,比如网页设计、广告设计等,它需要学生有一定的知识和技能基础。因此,不适合在入门知识阶段使用。
(2)实施过程分析
Webquest教学法的实施过程可以从三个阶段来进行,如图4所示。
首先,对于问题和任务的可行性,要符合目前阶段学生的学习发展状况。其次,主题是否能激发学生兴趣和具有挑战性,即完成任务和回答这个问题是否需要更高级的思维水平,如果这个主题下的任务或问题可以轻而易举地解决,那么它就不适合Webquest教学方法了。比如“利用钢笔工具制作一个标志”这个任务就不太合适,如果换成“班级网页设计”这一课题就好很多。
其次,方案设计中需要教师花大量的时间搜集资料和设计Webquest方案,搭建通往高级思维水平学习的“脚手架”。但对于长期的教学来说,所经历的整个思考过程将是受益无穷的。
最后,组织实施教学,我们虽然可以从精细讲解中解脱出来,但并不意味着我们现在在课堂可以高枕无忧了,让学生参与执行需要教师时刻的监控。
(3)注意事项
图像处理课堂中采用Webquest基本上综合了基于项目的学习模式和基于问题解决的学习模式的优点,但是比较适合开放性的探究,所以选题和任务设置很重要。最好从学习目标和学生特点进行双重考虑。
教师在准备资源上耗时很多,不仅需要教师具备丰富的经验,还需要很强的课堂调控能力和亲和力,否则容易形式化。
4.基于案例的教學法在图像处理教学中的应用
(1)图像处理课堂中的案例教学法
案例教学的基本思想虽然有很多种不同的解释,但总的思想可以归纳为:组织教养性学习、促进学习者独立,并把他们引向连续作用的知识、技能和态度。 教学中的案例每一个都要具备代表性,是个别的但能反映整体性。
图像处理课堂中通过案例教学可以把学生变为教学过程的主体,调动他们的积极性,并让他们有机会进行主动独立的学习,而各个案例之间的内在联系,可以让学生习得一种生产性的知识,符合克拉夫基提出的“发生的学习”这一观点。
(2)实施过程分析
案例教学法的实施需要教师对案例进行充分的教学分析,将教学重难点与案例有机地结合起来,实施过程如图5所示。
①个案例阶段:教师需要根据目标现象提出问题,激发学生思考,引出案例,对个案进行典型性分析和练习。比如以“选区工具”中的“矩形选区”为例讲解图像重组的方法,让学生了解选区的应用方法和技巧。
②类案例阶段:由个到类,对个别事例进行归类,完成学习迁移。比如图像处理中“选区工具”的学习,7种选区选讲“矩形选区”,让学生掌握特征和方法,其他的也可以触类旁通。
③规律掌握阶段:这一阶段,教师的作用在于引导学生进行归纳总结,帮助学生深入认识到案例背后的普遍特征和一般规律。