得益于上海中学的导师计划,这学期有幸和学生一起开展计算机方面的发展课。在这短短半年的时间里,我有很多收获,其中包括个人职业的一个认知、教学方法的反思,以及个人视野的扩展。
在本次发展课的开展中有不同学校的教授,他们有着不同的研究方向,起初我还对这个项目抱有怀疑态度,觉得对于高中生来讲,教授所传授的知识会不会太过深奥,学生听不太懂。可是,整个过程听下来就打消了此般疑虑,教授都能从学生的角度出发切入课题,以通俗易懂的视角将深奥的知识传授给学生。交大的施勇教授在讲到网络攻防的时候,也采用很多有趣的案例进行讲解,并且以情景带入的方式让学生切身感受网络漏洞的存在以及可能应用的防御办法。很清楚地记得,他讲了一个很有趣的案例,在这个案例中薯片的袋子也可能成为泄密的工具,声音的震动会导致桌子上的薯片袋子以一定的频率震动,当外部窃取薯片袋子的震动频率便可以据此推断出说话的内容。教授在讲到此部分内容的时候,学生有很大的兴趣去听,并且活跃的讨论起其他可以应用的场合以及可被用来作为窃听器的物品,学生同时向教授提出了很好的问题。这样一个小例子既可以引发学生的学习热情又以一种简单易懂的方式向学生传授所要讲授的知识点。其实,这样的教学魅力是要经过长期打磨的。可见,教授的教学功力之深厚。假借这个情景案例,教授又进一步提出一个问题,在他的教学环节中哪一部分最容易造成信息的泄露。又是借助教学环境的情境,将学生置身于教学环境中发问,这样一个问题的抛出立马引起了学生的浓厚兴趣,大家开始讨论并且踊跃地表述自己的看法。最后教授对每位学生的发言都进行了简单的总结,并不单单是对与错的总结,更是对学生的推理思路进行了评估,让学生知道以后再碰到相同问题的时候如何去思考,颇有一种授之以鱼不如授之以渔的感觉。这一教学模块指引下时间过得飞快,我当时观察了一下课堂,每个学生都很认真地在听每一句话,全神贯注地参与课堂的每一个环节,最后的总结与发表看法的环节学生也是侃侃而谈,纷纷表达自己对本堂课的理解,整个课堂氛围异常活跃。这是我在此次发展课中学到的很关键的一点。
我的教学的反思:教师可以通过有趣的案例以及利用课堂的教学环境引导学生做一些思考,教师在教学过程中不应只注重结果,更应该关注学生的思考过程,教会他们遇到问题的解决思路比单纯的告诉他们解决办法更有效果。另外,教师针对不同的学生群体应该用不同的教学方式,相信同样的知识内容教授在给研究生或者本科生讲授的时候会和这堂课完全不同。所以,另一个很重要的就是对于相同的教学内容,不同教学对象也应该有不一样的教学设计。在教学过程中要对教学对象进行简单的分析,然后根据他们的特质做出对应的教学内容。在教学的过程中也要根据学生的接受程度对教学作出调整,学生是发展的人,我们要以发展的眼光看待。这其实是一种教学机智。
研究内容本身也是决定讲座氛围的一个重要因素,记得复旦大学的卢暾教授给我们讲的课题内容是群智行为对人的影响,该研究内容非常有趣,将人文社科的知识点与计算机相结合,融入大数据相关的知识点是一种融合多学科多领域的交叉学科。并且,在研究过程中设计的案例都跟学生关注的焦点息息相关,比如一些娱乐信息以及一些网络帖子的分析,学生在这些案例的吸引下自然集中注意力去听取这些知识。这一点就体现出教师要对自己的研究内容进行深究,只有对所研究领域的内容非常熟悉才能够以一种非常好的姿态以及无比自信的态度将内容授予学生。作为老师,我们要对自己的教学内容进行深究,寓教于乐增加知识的趣味性,并且要学会以一种能够吸引大家兴趣的方式去教授知识。同时,卢教授的研究也给我好好地上了一课,扩宽了我的事业,对计算机领域的重新认识,颇有一种原来大数据也可以应用在这么多方面的感觉。这一点对于我自己的知识汲取也是有很大的帮助的。虽然在国内进行该部分的研究比较少,但是这个研究领域在国外是相当火热的,我们现在处在互联网时代,每天都在产生大量的数据,我们生活的方方面面都可以用数据来实现,可以用数据来分析。将计算机领域与其他领域相结合可以实现更多的应用,这就对研究者的视野有不断拓展的要求,不应该仅仅聚焦于计算机领域,对于其他人文或者社科类的知识也应该去涉猎,只有自己视野足够宽广才能找到融合的切入点。作为教师应该有不断更新知识的要求,广泛涉猎各种知识,从中发现可以引入教学研究的部分。教师在做好自己教学本职工作的同时也应该不断地扩展自己的视野,不断汲取新的知识,终身学习永远是教师要遵循的准则。
同时,从教授的讲座以及研究态度中我被深刻地感染,因为热爱而去学习,因为学习而更热爱,卢教授在将自己的研究内容时双眼放着光芒,从他的言语中完全可以感受到他的热情,对自己研究内容的热爱,而这种热爱表达出非常有感染力。作为教师,也应该对自己的职业充满热爱,因为热爱促进自己更好地去提高自己的教学能力以及教学研究能力。作为教师,也要学会好好总结自己的教学经验,好好拜读前辈的教学研究论文,当然其他领域教师的文章也应该研习,以一种更宽广的视野更包容的心态去学习与吸纳知识。卢教授的讲座,让我对专业性以及教学研究的交叉性有一种更深刻的理解与渴望。让我对教师职业需终身学习的内涵有了更深刻的理解,不断学习新的知识,不断扩宽自己的视野,不仅仅局限于某一方面内容的理解,以一种包容的心态去学习各种知识点。
林翔教授的讲座给我另一层思考,林教授和初高中学校都有合作,他曾也在华育给初中生上过课。他的课程从一开始就时刻关注着教学群体,从一些桥牌和棋牌切入,从学生的日常生活中会接触到的事物入手,进而深入浅出地让学生对教学内容深深融入。林教授在上课前也和大家分享了他的一些感受,包括如何把教学知识有针对性地传授给初高中学生,如何让学生能够更有效的将高深的内容转化成自己的知识。教授的讲座内容从一些有趣的应用开始,讲到大数据人工智能在生活和生产中的应用,以及一些其他的应用场景。在应用一些场景吸引了学生的注意力以后就开始引入一些理论的知识,包括深度学习和机器学习。当然,对于这些理论知识进行了一个总体的介绍,理论知识讲到深处对于初高中生来说还是比较难以理解的,但是这些理论中也存在一些比较基础的,学生有一些概率基础就可以理解的,所以林教授以这个为切入点在介绍完一些理论基础上选取了一种比较简单的,学生可以理解的机器学习算法进行详细的讲解,然后针对这些讲解又设计了一些题目让学生练习,从而更深刻地对该部分知识点进行讲解。整个逻辑讲述过程,学生完全理解了算法,不仅对大数据机器学习的应用有所了解,而且对大数据应用机理方面有了更深层的理解。通过一种简单的算法详细讲解,让学生切身感受逻辑设计的步骤和过程,最后学生通过练习让自己对算法逻辑有更深一步的理解。这点对我的课堂启发非常大,我将此应用在过关课的开课上。信息技术的课程标准对于对接新技术发展有所要求,所以在学生具备了计算机硬件和软件知识初步了解的基础上进行简单机器算法学习,学生应该能够理解。在林教授的课堂上看到学生最后都能够理解朴素贝叶斯是怎么进行操作的。由此,我也针对九班的学生设计了这门课程。机器学习内容范围非常广泛,所以在考虑到讲授过程时间限制需要从一小的点进行切入。如果进行应用方面的讲解的话“点”有点大,并且知识点难免有点空乏,所以依赖于学生的数学基础,我决定从算法来切入,既然学生可以理解朴素贝叶斯,那么对于同样有概率要求的决策树这一方面的理解也没有问题。受林教授的启发我决定以机器学习的决策树构建来进行讲解。决策树的构建方式也是多种多样的,考虑到学生的数学基础与理解能力,我选取了最简单的ID3方法来构建决策树。此方法的好处有以下几方面:该方法主要是应用信息熵的增益来构建决策树的,在本学期的开始我们就学习了信息的基本特征,香农的信息论也提出信息熵和信息系统的混乱程度这些概念,所以在此处应用信息熵来构建决策树可以让学生能够对所学的知识进行巩固。受林教授讲座的启发,该课程选取生活中的一些场景作为背景。林教授选取判断感冒与否这个特征来进行讲解,与生活很贴近。受此启发,我选取了根据一些特征来判断西瓜的好坏这样一个背景来进行案例的分析与探讨。同时,在设置这个背景的时候带学生回忆了面对对象编程中的对象与属性这样一些基本知识点,强化他们对这些概念的理解。让这门课程不光是拓展课程,还能够联系课本基本知识点。在整个课堂的设计中为了引起学生的兴趣先以读心术这样一个小游戏导入课程,让学生对信息熵和信息增益这样的抽象概念有一个形象化的感受,在读心术的游戏过程中通过不同的猜测过程不断地缩小猜测的范围,最终猜测出被试者的内心想法。该堂过关课虽然有很多也是需要改进的地方,但是整堂课下来学生对决策树的构造原理和过程能够很好的理解,总体的教学目标实现了。但是,反思整个过程,还是有一些需要改进的地方,开始的活动过程占用时间太久,在进行评判比较的时候没有一个确定的标准。尤其是课堂内容需要删减,可以只设置一个点进行详细地讲解(比如只是对西瓜案例),学生可以通过属性自己先判断是好瓜还是坏瓜,分类完毕以后给出样本的实际判断结果。从讨论样本开始,把前面的读心术活动换成这样的活动。然后,给出样本分类结果以后就开始对数据进行分析,分析过程也是解决问题的思路过程,也即构造决策树的过程。最后,给该样本构造一个属性判断瓜好坏的决策树模型。这样一来整个的教学思路就非常清晰,能给出实际情况中样本的好坏。根据样本好坏和属性特征猜测哪些属性对西瓜的影响最大,然后引出信息熵和信息增益的概念以及如何应用信息增益来构建决策树。这样对课堂进行改进可以有效的将知识点集中在一个点上,从而让学生对这些知识理解更加精深,达到更好的教学效果。可见,从林老师的课程中我学到了教学应该适当做减法,不需要讲的内容有多宽泛,小而精的教学同样是很有效的方法,毕竟一节课的时间有限,我们不仅要教学生知识,还要让学生尽可能多地汲取知识,有时给教学内容做减法也可以达到好的效果。(www.daowen.com)
除了以上列举的一些教授的案例还有很多其他教授的讲座,每位教授都有自己的特点,有的教授上课非常有激情,善于与学生互动,有些教授深入浅出,时刻关注课堂动态学生反映对课程进行及时的调整,这些都给我带来了深刻的印象,也对自己的教学以及职业生涯有一种更加深刻地理解。非常感谢学校能给我机会参与发展课的带教,在这个过程中我和学生一起学习,不仅扩展了自己的视野,了解了更多计算机相关的知识,也让自己对一些教学方法有更多感悟。这些教授丰富教学经验给我的课堂教学活动带来了很大启发,并且对于刚刚入职的新教师,对自己的职业认识也有了更深一步的理解。
学生在选题的时候会遇到一些困惑,比如黄同学有自己的想法,想把古诗词转换成意向画,最初也只是这样一个不成熟的想法,至于用什么方式去实现,用什么来展示还是有些迷茫。我建议她查阅相关文献,并且时刻关注着讲座专家擅长的领域,让他主动与导师讨论,最终定下了具体的实施方案。用python进行实现,展现方式可以通过网站进行展示,用户输入诗词信息,提取关键词,从设置的图片库中找出与该关键词相关的图片进行拼接组合展现出与诗词意向相关联的画面。最终,通过多次交流讨论制订出这样一个计划。还有学生可能只是有个大概的方向,比如想做网络安全,但是具体做什么完全没有眉目。有的学生只是对某个算法感兴趣,但是对其应用的话也是不知道如何从创新点下手,通过向相关导师的讨教,渐渐明晰了自己的研究方向,不断将自己的想法细化到可以实现的入口。这些项目很好地让学生了解到计算机应用的方方面面,从而让他们可以联系实际问题确定自己的课题。
后续如何根据学生的课题按时联系相关导师,让学生的课题能够在导师的引导下很好开展下去还需要我努力与实施。这些事情都是第一次做,为了很好地开展课题后续还需要做的工作很多。总之,需要时刻关注学生在课题开展过程中会遇到的问题,就这些问题有针对性地与导师沟通。很感谢学校提供这样一个机会,不仅让我学习并了解到很多前沿知识,更能够锻炼自己的沟通与解决问题的能力。最后希望后续的工作能够顺畅进行。
(撰稿:田姣姣)
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