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普通高中技术课程标准(实验)7

 雨虹 2008-12-18
普通高中技术课程标准(实验)
作者:佚名 文章来源:佚名  更新时间:2006-8-28 14:19:21

 

六、案例

案例1

标    题:南极洲探险

涉及标准:模块“信息技术基础”;条目(一)信息获取(1)(2)(3)(4),(二)信息加工与表达(1)(2)(3)(4),(三)信息资源管理(1)(2)(3),信息技术与社会(1)(2)(3)(4)(5)。

建议学时:6

学习目标:

(1)说明当前信息技术的变化及这些变化对学习、工作和社会所产生的影响。

(2)能够选择恰当的工具和软件来支持学习和研究。

(3)与他人合作,利用远程通信手段和协作工具来研究与课题相关的问题。

(4)选择和利用适当的工具和信息资源完成各种任务并解决问题。

(5)研究和评价在实际问题中,信息资源的可靠性、相关性、综合性。

过程设计:

(1)将全班学生分组,3~5人一组,各组确定一名组长,并填写下表1。

表1  小组分工表

组长:

组员 性别 年龄 分工 主要工作
        1.收集资料
2.整理资料
3.问题解决
4.演示制作
5.汇报讲演
       
       
       
       

(2)每组从后面的主题选择建议中,通过抽签方式任选一个主题进行研究。

(3)为了更好地探讨研究主题,每个小组要列出所选主题所应研究或解决的若干问题,并填写在下表2中。

表2    研究问题及计划

项目主题:

编号 需要研究或解决的问题 需要使用的工具、软件、手段 所需时间 可能出现的困难
1
       
2
       
3
       
4
       
5
       
6
       

(4)确定获取资料的来源(因特网、报刊书籍、广播电视、访问科学家或研究人员或家庭成员),通过各种手段获取资料,并按一定规则或原则对资料分类。形成小组资料文件夹(表3给出了一种参考的分类方式)

表3     资料的分类

编号 资料主题 资料类别 已有资料 需要搜集的资料 负责人
1   文本      
  图像      
  音频      
  动画      
  视频      
  其他      
2   文本      
  图像      
  音频      
  动画      
  视频      
  其他      
3   文本      
  图像      
  音频      
  动画      
  视频      

(5)各组选派一名代表,共同整理各组获取的资料,并对资料进行有效管理,供各小组共享。分类方法可参考表3。

(6)小组讨论确定解决问题的策略与方法,并开始实施。

(7)每组选择一种或多种方式(电子文档、多媒体、动画、表格、网页、程序设计等)呈现所研究的结果。

(8)完成主题研究后,各组在全班对其研究结果进行汇报演示。

(9)师生共同制定评价内容、标准,各小组间对汇报进行自评、互评。可参考表4。

表4   评价参考表

评价内容
分值
标准
小组自评
小组互评
教师评价
           
           
           

(10)师生对所做主题研究进行总结。

主题选择建议:

(1)利用因特网获取有关人类在南极定居的历史、文化以及环境变化的信息,采用适当方式展示出来。

(2)利用书籍、文章、因特网研究一名南极探险者,并用文字处理软件来创办一份期刊,假设内容是一位探险者写的。

(3)利用因特网获取和记录南极的天气统计数据。编制一个图表,把这些数据与自己家乡的天气统计数字作比较。创立一个数字化的天气预报,进行报道,并比较这些数据。

(4)写一份一个月的南极旅行计划,并对所需经费进行预算。

(5)利用因特网研究南极的动物。利用文字处理软件描述一种非常适应南极环境的遗传变异动物;利用多媒体软件画一幅动物的解剖组织结构图;用交互式的手段来阐明环境适应问题。

(6)利用因特网研究南极上空的臭氧层。绘制一个比较本地与南极臭氧层数值的图表或用软件建立一个三维模型;为全球臭氧层的发展做一个预测。利用视频、演示或多媒体创作软件设计一个关于臭氧层的公益广告。

(7)创建一个有关南极动物指南的网页,包括企鹅、海豹、鲸、海豚、磷虾群、鱼和鸟类等。

(8)研究埃里伯斯火山,制作这个火山的多媒体演示作品,内容可包括:火山的类型、结构,火山在极地板块构造学中的重要性,火山给生态系统带来的威胁……

(9)创建一个板块构造学的动画演示作品,说明南极洲是怎样与大陆分开而漂移到现在的位置的。

(10)研究以下问题:天气是怎样随着纬度的不同而变化的?天气的哪些方面(温度、降雨等)能通过纬度来预测?利用南极的数据、自己所在城市的数据、南极和自己所在城市之间地区的数据来支持这些发现,并选择一种适当且引人注目的方法来展示这些发现。

(11)研究教室里的计算机是以何种方式通过因特网与正在南极的科学家实现联系的。调查初露锋芒的新技术,并就今后十年可能出现的技术联结方式提出建议。

(12)研究因特网上几个讨论臭氧层的站点,为每个网站准备一份分析报告,内容包括网站的准确性、相关性、恰当性、综合性及可能出现的偏见。

参考网站:

(1)世界地理网:http://www./dh/dlyj/njz.htm

(2)南极洲旅行:http://www./seed/zh/watch/antarctica/

(3)中国科普博览—冰雪馆:http://www./gb/earth/icesnow/antarctica/

(4)地球村:http://world99./antorctica.htm

(5)北极在召唤:http://www./2_zhuanti/keji/bj/default.htm

(6)旅游网:http://travel.zaobao.com/spore/pages/leisure280300.html

(7)中国教育科研网—人与自然: http://www./20011101/3007739.shtml

(8)南极洲探险记:http://www./resource/southpole/soumain3.htm

(9)百科知识网:http://www./search/kdg.asp?kl=1418

(10)中国网:http://www./chinese/TEC-c/93573.htm

(11)地理教与学:http://dili./index.htm

(12)人民网:http://www.people.com.cn/GB/kejiao/42/154/20020124/654941.html

(13)中基网—南极考察:http://www./subject/geography/article.php?article_id=502

(14)自然地理杂志:http://www./

(15)Historic timelines:http://www./history.htm

(16)The Internet Public Library:http://www./div/news/browse/AQ/

(17)Antarctic Explorers: http://www./va/history/ages/discovery.html

(18)Discover 网站:http://www./

(19)Discover magazine:http://www.dc./magazines/discover/

(20)Gas Concentrations-ozone:http://www.acd./

(21)Data Product-Ozone:http://toms.gsfc./ozone/ozone01.html

(22)International AntarcticCentre:http://www./

(23)Mount Erebus Volcanic Observatory:http://www.ees./Geop/erebus.html

(24)Polar Star:http://www./

案例评析:

本案例以“南极洲探险”为主题,整合了信息技术、天文、地理、生物等学科进行研究。通过这一主题活动,培养学生选择合适工具、熟练运用信息技术获取、加工、管理、表达与交流信息的能力,以及运用信息技术解决实际问题的能力。

案例从多个角度提出子课题,将学生分成小组,每个小组完成一个子课题。其意义在于:第一,每组学生都可以经历一次完整的专题研究活动;第二,全班学生针对不同子课题的活动,在资源、方法、过程、成果等方面可以相互支持和共享,即协作不仅发生在小组内,还发生在小组之外;第三,合理解决了任务多与时间紧的矛盾,既完成了综合性主题活动,让学生多方位了解了南极洲,又相对节省了学生的时间,提高了学习效率。

本案例可以作为“信息技术基础”模块结束时的综合活动使用;本案例对软、硬件条件要求较高,比较适合城市或较发达地区采用。

案例2

标    题:画100个同心圆

涉及标准:模块“算法与程序设计”;条目(二)程序设计语言初步(1)

建议学时:1

学习目标:

(1)让学生体会并理解循环结构解决问题的基本思想。

(2)掌握循环语句的用法。

(3)能够用循环结构解决问题。

过程设计:

(1)教师给出题目“编程实现:在屏幕的中央画1个圆”。

(2)学生使用已有知识完成该题目。

(3)教师继续给出题目“编程实现:在屏幕的中央画10个同心圆”。

(4)学生做题,教师观察。可能出现的情况:一部分学生直接写出10条语句;一部分学生写出一条语句,利用复制命令复制九次;一部分学生感觉很繁琐,不愿做。

(5)教师继续提出问题“编程实现:在屏幕的中央画100个同心圆”,同时观察学生的反映。

(6)学生会发现,画100个同心圆的方法虽然简单,但用已有知识解决该问题很繁琐,可操作性差。

(7)教师引导学生分析:如果写出100条画圆语句,它们有什么特点?能不能像数学中的通式一样,用一条画圆语句概括描述100条语句?最后让学生总结出:(以下以QBASIC语言为例)

        Circle(320,240),R,1

其中R代表半径。

(8)教师继续引导学生讨论,让学生提出“通过改变R的值,重复执行一条语句,画出100个同心圆”,这正是循环结构程序的思想。

(9)教师引出循环语句、循环结构程序的概念与功能,写出:

FOR R=2 TO 200  STEP 2

    Circle(320,240),R,1

NEXT  R

 (10)同类迁移:要求每个学生举出1~2个利用循环结构解决的实际问题,以达到举一反三的效果。

(11)教师提问,循环结构程序与其他结构程序有什么关系?能不能用一个实例将它们综合起来?

案例评析:

本案例通过设置认知上的冲突,让学生自己发现问题、提出问题,继而找出解决问题的办法。在此基础上,引入新知识——“循环结构程序”的概念,使学生感受到循环结构解决问题的优势。在这样的学习过程中,学生的主要活动是积极思考、广泛交流、主动探究。他们学到的不仅仅是新知识,更重要的是学会了解决问题的方法,知道了什么时候、在什么地方去应用所学的知识。

本案例是一个典型的以知识与技能为内容的课堂教学实例,也说明了在程序设计语言的教学之中,最最重要的是基本思想和方法的教学,而只要能够恰当地引导,就能够使学生准确地领悟思想,从而较好地掌握基本方法。

案例3

标    题:“植物分类顾问”专家系统的设计

涉及标准:模块“人工智能初步”;条目(二)推理与专家系统(1)(2)(3)(4)。

建议学时:6

学习目标:

(1)调查校园或所在社区的常见植物,总结、归纳它们的分类特征信息。

(2)用产生式规则来表示植物分类知识。

(3)利用给定的专家系统外壳,构建一个简单的植物分类专家系统。

(4)演示所完成的专家系统,并通过电子讲稿展示小组的工作成果。

过程设计:

(1)教师向学生讲解专家系统的基本原理以及一个简单的产生式专家系统外壳的使用方法。

(2)教师介绍简单“动物分类”专家系统实例的规则集,教师指导学生自己提出植物分类的基本特征、分类规则的组织方法。

(3)学生以3~8人为一组,分工合作开展实地考察,查阅网站和图书资料,收集、总结相关植物的外形特点、生活习性和应用价值等信息。经过分析,组织出分类规则(20条以上),画出这些规则所对应的“与/或图”(层次大于2层)。

(4)各组将规则输入计算机,通过专家系统外壳进行调试,实现相应的专家系统。

(5)演示、交流与评价:各组在全班范围内演示自己的成果,教师和其他小组给予评价。可以参照学习目标来制定具体的评价标准,从小组调查、分析与设计过程中的协作程度,所编写的产生式规则的科学性、产生式规则与层次的数量,所实现专家系统的实用性,电子讲稿的展示效果等多方面综合考虑。

(6)师生总结专家系统的基本思想,专家系统适用的问题解决类型,专家系统的应用对于社会经济活动的意义。

(7)该项活动的一部分工作需要在课余时间进行,在此期间可以通过E-mail联系或向教师请教。

案例评析:

本案例通过基于项目的学习,能够使学生体验到利用产生式规则的专家系统解决实际问题的全过程。在这一学习过程中,学生不仅可以学会使用专家系统外壳开发实际专家系统的基本方法,而且可以通过该过程感受人类专家分析、解决问题的基本思想,体会到用专家系统进行问题求解的优势。同时,还可以培养学生相互协作的精神。

本案例说明了针对看起来比较难的专题,也可以使学生通过亲自参与体验其基本方法与思想,取得成果获得成就感,从而形成有效学习。

本案例还说明,“人工智能初步”模块既适当地介绍了一些简单的人工智能应用,也介绍了人工智能语言的基本使用方法,其目的是使学生更好地理解人工智能技术思想与方法的特征,而不是要求学生掌握过多过难的技术。比如专家系统外壳的获得、修改或制作,技术难度较高,不能够硬性地要求学生去做,应该由教师来完成。

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