时间:2023-01-25 09:51:31
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇设计案例,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:《找规律》;案例设计;小学数学;生活情境
教学内容:人教版二年级下册。本册教材是在学生已有的知识与经验的基础上,继续让学生通过观察、猜测、验证等活动探索图形的排列规律。
在一年级下册教材中,学生已经学习了一些图形和数的简单重复排列规律,本节课的“找规律”与一年级的“找规律”相比难度加大了,对学生的空间想象能力的要求也提高了。过去的规律只停留在简单的排列上,现在却是一种循环移动的变化规律。旨在通过观察、猜测、实验等活动,发现图案中图形组合的循环移动规律,体会自主探究学习的乐趣。能用学到的知识排列出有规律的图案,提高应用意识和实践能力。
教学目标:
(1)通过动手操作、观察比较、讨论交流、联想推理等活动,让学生发现图形的循环排列规律。
(2)初步渗透观察比较、抽象概括和迁移类推等数学思想方法。
(3)初步培养发现和欣赏美的意识,让学生感受生活中事物有规律的排列中隐含着数学知识,激发学生的学习兴趣。
教学重点:知道循环排列的规律。
教学难点:在抽象的图形中,从不同的角度(方向)找出排列规律。
教学用具:多媒体课件,学具,白纸。
教学过程:
一、创设情境,引入新课
(1)教师导入。师:小朋友们,今天动物王国将举行盛大的运动会,你们想去看看吗?我们叫上小兔一起去吧!(课件出示:小熊正在敲小兔家的门,“咚、咚咚、咚咚咚、咚、咚咚、咚咚咚……”)小兔怎么还不开门呢?小朋友们,我们一起来帮小熊敲门好吗?(学生用手在桌面上有节奏地敲)你们发现这敲门声有什么特点呢?
(2)学生汇报规律。
(3)教师小结:像这种重复出现的排列规律,是我们一年级已经学过的,今天我们继续学习找规律。
(板书课题:找规律)
师:有了小朋友们的帮忙,小兔终于听到了敲门声,看,她出来了!我们一起去运动场吧!
二、引导探究,寻找规律
师:瞧,动物们从四面八方赶来了,大家都争先恐后地往比赛地点跑去(课件演示)。这时,裁判长小鸟发话了:别挤,别挤,大家还是排队入场吧!机灵的小兔马上跑到了最前面,当了排头,后面依次跟着小牛、小熊和小猪(教师边说边在黑板上依次贴出动物卡片)。小鸟见了连声说:好,好。但为了公平起见,大家还是轮流当排头吧!于是,第二场比赛时,小兔很自觉地排到了最后一个,小牛、小熊和小猪都往前进了一位(教师贴出第二排动物卡片)。
师:聪明的小朋友们,你们知道第三场该是谁当排头了吗?(指名上台贴卡片)那第四场又该怎么排呢?(再请一名同学上台贴)。
师:大家有什么想问这两位同学的吗?
生问:第三场你为什么让小熊当排头啊?
生答:因为第二场的排头小牛去最后了,小熊、小猪和小兔就都要往前移一位。
生问:第四场为什么要这样排呢?
生答:因为第三场的排头小熊去最后了,小猪、小兔和小牛就都要往前移一位。
师:大家再仔细找一找,这些动物的排列还有一些什么规律呢?研究的时候请思考,每行都有哪些动物?动物的排列顺序又是怎样的?(分组讨论,然后汇报)
生1:每一横排中都有小熊、小猪、小兔和小牛这四种动物。
生2:每一竖排中也都有小熊、小猪、小兔和小牛这四种动物。
生3:横着看,上一排第一个动物都移到了下一排的最后一个,后面三个动物都往前面移动了一位。
生4:我发现竖着看也有同样的规律。
生5:往左边斜着看,每一斜排都是同一种动物。
……
师:小朋友们真了不起!我们学会了从不同的角度进行观察,找出了动物的排列规律。我们也按这样的规律来玩一个队列游戏好吗?(5人一排,轮流变换位置)。
师:运动会开完了,小兔邀请大家去她家做客,她提着茶壶给大家倒茶,小动物们惊喜地发现:茶壶上有一圈有趣的文字呢!(实物出示,学生分别从不同角度起读,课件逐句出示)
可以清心也,
以清心也可,
清心也可以,
心也可以清,
也可以清心。
师:我们再竖着读读看?(生读,非常兴奋)
师:我们无论从哪个字开始读起,都是一句完整的话,首尾回环,这样的文字称为回文,在我国古代就早有运用。我国的语言文字真是奇妙啊!
师小结并揭题:像那些动物和文字按照一定的规律不断地变换自己的位置,形成几行一组循环排列的现象,这样的规律,我们就把它叫作循环排列规律。
三、变式练习,拓展规律
1.摆一摆
师:大家喝完茶,就去小兔的房间参观,哇,小兔房间的活动地板被弄得乱七八糟的,你能用刚刚学会的排列规律帮小兔摆摆吗?(学生用红色、黄色、绿色和蓝色的方形各四个进行操作)
师(在投影仪上展示学生作品):现在漂亮了吗?这就是规律创造出来的美。
2.猜一猜
摆好地板砖,动物们回客厅看电视了,中央电视台正在播放魔术大师刘谦叔叔给大家玩数字游戏的节目呢!猜一猜,他接下来会变出什么呢?
①12345?34512?51234?()
②ABCD?DABC?CDAB?()
四、自主设计,创造规律
1.欣赏美图
师:在我们的身边,有许多有规律的事物在美化着我们的生活,我们一起来欣赏(媒体播放蜡染及有着精美的循环排列图案的陶瓷等图片,同时播放轻音乐)。师旁白:你们觉得美吗?这些精美的艺术品都是我们勤劳的人民用他们灵巧的双手创造出来的。
2.课外作业
同学们想不想自己动手来创造规律啊?老师请同学们当一回设计师,每个小朋友回家后运用今天学的规律知识在白纸上设计有规律的漂亮图案,明天把你的设计带来学校,跟大家一起欣赏,好吗?
五、课堂总结,内化知识
1.学生反馈
生1:这节课很有趣,我学到了很多东西。
生2:我发现我能找出很多生活中的其他规律,像车子的轮子都是圆的,两个三角形可以组成一个四边形……
生3:我作业的设计方案都已经想好了,我的设计一定是最好的!
……
2.教师总结
同学们,其实规律就藏在我们的周边,只要你有一双善于发现的眼睛,一颗会动脑的小脑袋,一双勤劳的小手,你们一定能发现很多生活中和数学中的奥秘。数学学习其实很容易,也很有趣,只要你们善于发现,善于思考,一定能学好数学。
教学反思:
本节课我本着“有效、有趣”的原则,力图在数学课堂教学中体现数学和生活相结合,且面向全体学生来设计教学。通过教学实践,个人认为本节课有以下几个特点:
1.注重趣味性,学生学习兴趣浓厚
数学是思维的体操,小学数学就是一门让学生的思维舞动起来的学科。新课改重在落实对少年儿童的素质教育,促进学生的全面发展。所以我们教师要激发学生的学习热情和学习数学的兴趣,增强学生的学习自信心,培养学生的自我学习能力。
本堂课从引入新课,到讲授新课,再到巩固练习,都以学生感兴趣的小故事贯穿始终,再加上学生喜欢的小动物及小游戏,不断吸引着他们的注意力,学生学习热情高涨。
注重师生、生生之间的交流对话。本课中不但有师生之间的交流,还有学生之间的研究讨论以及学生之间的相互问答,充分调动了学生的积极性,学生真正成了学习的主人。
关注数学与生活联系,数学“源于生活,又用于生活”。本课不管是例题材料的选择还是练习设计,均来自学生身边喜闻乐见的事物,如“敲门,给小动物排队,学生自己排队,摆图形”等,无不使学生感受到数学与生活的联系,激发了学生学习的极大热情和兴趣。
2.注重数学与其他学科的整合,丰富发展数学的内涵
数学是一门学科,更是一种文化。在教学中,如果我们能根据教材的特点,以数学知识为基础,进行灵活处理、巧妙设计,并充分整合其他学科资源,丰富发展数学的内涵,从而领略数学的精彩,为数学教学所用,那么,数学课堂一定是开放的、充满生机与活力的,更是学生们所喜爱的。
一、在电子设计自动化教学中引入案例教学法的必要性
传统的电子设计自动化课程的教学往往采用讲授法,以“教”为中心,即以教师为主体,由教师提供教学资料,组织和控制教学过程。“教法”制约了“学法”,造成学生只能“照葫芦画瓢”,完全被动,使学生的知识迁移能力大大下降,阻碍了学生创造性的发挥,不利于培养学生独立思考、分析、解决问题的能力[2]。案例教学法则通过教师采用案例引导来说明理论知识,学生通过案例的研究分析加深对理论知识的理解。在教学实践中通过深入讨论,激发学生的兴趣,增加他们的感性认识,提高他们的分析、归纳、总结能力。在电子设计中,对于同一工程可能有不同的设计方案,因此,围绕同一案例,促使学生思考,激发学生的潜能非常重要。此外,在教师指导下学生通过对电路实例故障的思考、分析和辩论,就问题做出判断和决策,可以进一步提高学生思考、分析和解决问题的能力。教学过程不仅是学生掌握知识的过程,更是学生学会学习、获得经验、启发创造、激励探索、提高能力的过程。在电子设计自动化的教学中引入案例教学法,对于适应课程的实践性和综合性要求,解决课时少、容量大的矛盾,调动学生学习的自觉性和主动性,提高学生自学能力和实践能力,改善教学效果,大有裨益。
二、电子设计自动化教学中案例设计及选择的原则
案例教学法以案例为教学的起点,选择恰当的案例是成功实施案例教学的前提。案例也称个案、个例、事例或实例,具体来讲是指社会存在的、能够对教学中的基本理论或原理进行说明、阐述、分析以及引起争鸣讨论的行为或事件[3]。教学案例的选择直接影响教学效果的优劣。案例教学的目的是让学生在“做中学”,通过案例操作,掌握课程中的理论、原理、操作方法、技巧等,加深对课程重点和难点的理解和掌握[4]。一般而言,在选择电子设计自动化课程的案例时应把握以下原则。
(一)针对性教师在课前要依据教学目标有针对性地选择案例,做到有的放矢。案例的内容要与知识点有机结合。此外,还要考虑案例在教学环节中的适用性。
(二)实效性电子设计自动化技术的发展非常迅猛,教师要多选用一些紧扣时代脉搏的典型事例作为关注点,这样可以点燃学生的学习激情。
(三)趣味性从案例内容来讲,趣味性是可读性的主要元素;从学生心理来讲,趣味性可以启发学生的学习动机。因此,所选案例应生动有趣,内容丰富多彩,贴近学生生活。
(四)适中性案例的选择要考虑学生的年龄特征和认知水平,做到难易适当。太难的案例往往使学生因知识储备不足而无从下手,进而丧失参与的兴趣;太简单的案例,不仅降低了教学的要求,而且也无助于学生思维的锻炼。
(五)完整性案例教学不同于通常教学中的举例,其最大区别是案例具有完整性、综合性特征。
三、案例教学法实施实例
案例教学法是一种与传统的教学方法迥异并且有诸多优点的教学方法。尽管这种教学方法可以迁移到电子设计自动化的教学中,但如果教师对此不做深入的探究,实施起来很容易陷入误区。作为一种比较成熟的教学方法,案例教学法具有相对稳定的操作模式(见图1)。下面笔者以图形输入和文本输入混合设计这一教学环节为例,谈谈电子设计自动化课程教学中案例教学法的实施过程。
(一)案例设计对于这一教学环节,笔者设计了一个生活中常见的四人智力竞赛抢答器的案例。以此为契机,指导学生阅读案例要求,力求引起学生的反应,唤起学生的问题意识,为下面的讨论、交流奠定基础。
(二)案例分析与功能分解笔者首先对相关资料用多媒体展示,引出数字电路设计过程,提出自上向下的设计思想,并用多媒体演示框图,然后与学生一起分析讨论,即以半开放式分析,指导学生从数码显示器到译码器、编码器分步设计电路[5]。这时教师要对学生提出预先设计好的问题,例如如何使译码器正确显示三号和四号选手的数码3、4,以及如何使译码器和编码器正确衔接,通过人为地在电路中设置故障,引导学生围绕问题对案例进行分析,促使学生运用理论知识和实验技能进行独立思考和分析,发挥学生在教学过程中的主体作用,逐步提高学生分析问题和解决问题的能力。在这个阶段,根据实际情况引导学生从多角度进行独立思考或小组讨论。
(三)设计理论与方法讨论经过前面的“思维过程”,学生的情绪达到了亢奋状态,急需交流自己的所看、所思、所想、所惑,急需针对老师提出的问题发表自己的看法。这时,笔者安排学生汇报分析结果,并组织学生评议。之后,再对案例进行全面、深刻的分析、讲解、释疑,概括出规律性的知识,帮助学生形成完整的认知体系。
(四)案例综合评价,提升学习水平学生在分析案例的过程中经常会跟着思维惯性走,这样在认识上难免产生一些偏差。为了规避这些偏差,笔者运用多种方式从阅读案例的能力、分析案例的能力、已有经验、合作参与意识、思维拓展情况、知识迁移能力、语言表达能力等方面对学习活动的整个过程进行了总结、评价、反馈,促使学生查缺补漏,自我改进。
(五)及时进行总结反思在案例学习结束后,笔者要求学生简要写一个案例学结报告。该报告中包含是否达到案例设计的目的和要求;在案例的基础上是否有拓展和创新,并写出创新和拓展的内容与方案;对设计中仍然存在的困惑,通过反思进一步加深对案例的认识,真正做到理论和实践的相结合[5]。而笔者在课后也及时地从以下几方面进行总结,以便更好地在教学实践中运用案例教学法,包括案例的选择是否合理,换成其他案例效果如何?教师的组织是否到位,学生的参与程度如何?案例分析是否深刻?讨论氛围是否和谐?评价是否科学合理?创新、不足之处分别在哪里等。这样的总结和反思具有批判性和总结性的属性,有助于使教和学双方都显得有活力,形成一种较好的良性循环。在电子设计自动化的理论授课过程中,我们实施了案例教学法,学生很好地掌握了本门课程的重点内容EDA设计软件及VHDL语言。在电子设计自动化的课程设计中同样采用了案例教学法,学生发挥主观能动性做出了各种各样的作品。通过案例教学法的实施,学生在系统设计、方案论证、整机装调、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,学习过电子设计自动化这门课程的学生中有多人因为熟悉了现代数字系统的设计方法,有很强的思维能力及电子产品开发、设计制造、故障分析及调试维修的能力,在全国大学生电子设计大赛以及大学生桃战杯中曾获得全国一、二等奖及河南省一、二、三等奖。这类学生在毕业设计和科研中,独立工作的能力较强,有很强的团队协作精神,受到了教师的欢迎和好评,在应聘时全被用人单位优选。
四、电子设计自动化课程案例教学法中需要注意的问题
案例教学法作为一种交互式教学方法,能够调动学生学习的积极性、主动性和自觉性,提高理论知识的学习效率,促进学生思考能力和实际操作能力的提高。但在实施过程中也发现一些需要注意的问题,主要有以下几方面。
1.案例教学法不能替代传统的理论学习和讲授,在课时安排上要兼顾理论讲授和案例教学,教学方法本身并不具有普遍意义任何一种教学方法都有一定的适用性,案例教学法也不例外。电子设计自动化技术具有综合性、实践性、工具性、时代性等特点,基于这些特点,教学过程可采用多种教学方法。但无论采用哪种方法,都要考虑到教学方法本身的特性以及教学内容的需求。在电子设计自动化课程的教学中,案例教学的比例不能强求,要因内容不同而选择适当的教学模式。基本概念、基本原理和基本方法必须通过课堂讲授,要注意适当的选择案例,选择合适的讨论内容。
2.案例教学法就目前的运用效果来看,仍然存在一些局限性案例的合理设计,特别是内容丰富、结构新颖、可以举一反三、触类旁通的有典型代表意义的案例设计较为困难,需要教师花大量的时间和精力。学生长期接受传统的讲授法教学模式,学习积极性不高,难于适应勤于思考,踊跃发言探讨的案例教学模式,所以教师要善于引导,牢牢把握教师主导、学生主体的宗旨,要采用多种教学手段,营造良好的学习氛围,避免教学过程中的冷场。
3.不能将案例教学法和举例教学法混为一谈举例教学法是从理论联系实际的角度出发,在讲解理论时列举一些典型的例子来说明理论。而案例教学法以案例为基础,通过师生的分析、讨论、交流,旨在发现案例中所蕴涵的基本理论或原理。
设备安装
1)总配电柜挂墙安装底边距地1.2m,配电箱为嵌墙暗装,安装高度为底边距地面1.4m。2)除注明外,开关底边距地1.3m、插座底边距地0.3m暗装。开关选用跷板开关,插座均采用安全型插座。
导线选择及敷设
1)室外电源进线由上一级配电开关确定校验后再行最终确定。2)进线选用YJV22-1kV铠装铜芯电力电缆,应急照明支线选用ZR-BV-500V铜芯阻燃导线;照明支线选用BV-500V聚氯乙烯绝缘铜芯导线。干线、分干线沿桥架或穿SC钢管暗敷设;支线均穿SC管沿墙及楼板暗敷设,保护层厚度不小于15mm。3)消防配电线路敷设具体要求可参见《建筑设计防火规范》相关条文。
照明系统
1)光源:一般场所选用T8三基色荧光灯管配节能型电子镇流器或紧凑型三基色节能灯。2)在走廊、主要出入口等处设置疏散照明。安全出口灯、疏散指示灯,以及应急照明灯采用带蓄电池的灯具,应急照明供电时间应保证不低于30min。应急照明灯具应带不燃型保护罩。应符合GB13495和GB17945国家标准。3)照明配电装置的线路,增设一根PE保护接地线。4)开关、插座和照明灯具靠近可燃物时,应采取防火保护措施。其他类型灯具防火保护措施可参见《建筑设计防火规范》相关条文。
节能措施
1)光源:灯具均选用三基色灯具高效节能型,荧光灯灯管为节能型三基色T8灯管。采用电子镇流器或节能型电感镇流器,灯头补偿功率因数应大于0.9。荧光灯灯具效率应满足GB50034-20043.3.2-1表要求。照明灯具选择镇流器应符合GB50034-20043.3.5表要求。2)照度要求:门厅100lx,走道50lx,宿舍100lx,图书阅览室300lx,活动室100lx。3)照明功率密度最大值要求:门厅6W/m2,走道4W/m2,宿舍7W/m2。图书阅览室11W/m2,活动室7W/m2。
避雷、接地系统及安全防范措施
1公寓楼避雷
1)此项公寓楼工程避雷级别按三类设计。公寓楼的避雷设施应能满足阻止直击雷和雷电波的侵入,在地下1层总配电箱旁设总等电位箱。2)接闪器:在公寓楼屋顶避雷接闪器为10的镀锌圆钢;避雷带在檐口顶板明敷或在屋面明敷;网格公寓楼应小于20m×20m或者24m×16m,采用镀锌圆钢作避雷带支架,支架间距为1m,高为0.1m。避雷带与做引下线的柱内主筋应可靠焊接,所有外露焊接部分应做防腐。3)接地极与引下线的施工做法按相关图集及规范要求设计,这里不再详述。
2接地系统及安全措施
1)本公寓楼的各接地系统的接地共同采用同一的接地极,接地电阻要求应小于1Ω,实测电阻不满足要求时,要增加人工接地极。2)在公寓楼的地下室设总等电位联结,要求MEB箱应与各类金属管道及强,弱电进线管以及避雷引下线和基础接地极等做必要联结。3)公寓楼的接地形式为TN-C-S系统,电源线在入楼处做重复接地。4)引至进线柜PE母排的MEB线采用BV-1×16铜线,穿PC25管沿墙、地板暗敷设,其余MEB线采用40×4镀锌扁钢沿地下室底板暗敷设,预埋件与基础钢筋网连接,做法参见国标02D501-2。5)水平与竖向敷设的金属管道及桥架两端就近与接地干线相连。6)过电压保护:在总电源配电柜内设置第一级电涌保护器(SPD)。7)综合布线引入端等处设过电压保护装置。8)接地支线必须独立和接地干线相互联结。9)带有淋浴设施的厕所应设局部等电位联结,并在厕所内引两根大于16钢筋到LEB箱,应将厕所的金属管件做联结,局部等电位箱暗装底距地0.3m。
综合布线系统
1)由室外引来的数据网线(大对数电缆)至1层的弱电总箱,再由配线柜配线给各层的用户。机房设备由电信部门设计,本设计仅负责总配线架以下的配线系统。2)本公寓楼网络和通讯设计为非屏蔽综合布线系统,出桥架后穿镀锌钢管暗敷。网络的垂直干线选择光纤,水平一般可以选用超5类电缆。3)语音与数据插座,可用RJ45超五类型插座。
[关键词]教学改革;分子对接;AutoDockvina软件;虚拟筛选;药物化学
药物设计是药物化学的重要研究内容,药物设计主要基于经典的药物化学原理、生物大分子的结构信息和已知化合物的结构信息,构建具有药理活性的小分子化合物,旨在提供候选药物,为创新药物的研究提供物质基础。药物设计学课程的目标是让药学本科生掌握药物分子设计的基本原理、研究内容和研究方法,建立药物分子设计的思路和理念[1]。分子对接(MolecularDocking)是两个或多个分子之间通过几何匹配和能量匹配而相互识别的过程[2-3]。分子对接在药物分子设计中具有十分重要的意义。分子对接也是药物虚拟筛选的一种常用方法,通过分子对接可以从化合物库中筛选出潜在的活性先导化合物,也可以揭示药物小分子和生物靶点之间的相互作用方式,预测化合物的亲和力及活性,也可以用于先导化合物的结构优化等[4]。目前,多重耐药菌以及耐药菌感染引发的死亡等问题已成为全球关注的医学与社会问题,严重地威胁着感染性疾病的治疗,为此迫切需要能够抵抗多重耐药菌的具有新结构与新作用机制的抗菌药物[5-6]。而细菌RNA聚合酶已成为最热门的一类抗菌药物靶标,开发其相应的抑制剂克服已有抗生素的耐药性具有重要的意义[7]。分子对接作为药物设计学课程中主要内容,既是学习的重点也是难点。笔者根据多年从事新型抗菌药物的研究经历,结合科研工作实践,在桂林医学院药学专业的药物设计学课程的教学案例中,以“虚拟筛选细菌RNA聚合酶抑制剂”作为教学切入点,以AutoDockvina、PyMOL和LigPlot等药物设计软件来进行虚拟筛选,通过自建的小型化合物库,虚拟筛选细菌RNA聚合酶抑制剂。本案例的设计目的是让学生熟悉如何从数据库选择合适的靶点作为研究对象,化合物库的构建,蛋白及小分子的预处理,以及AutoDockvina的对接流程,PyMOL和LigPlot的作图方法等,激发学生的学习兴趣,了解和熟练掌握通过虚拟筛选的手段从化合物库中发现新型活性先导化合物的方法。
1教学案例的设计
1.1软件介绍
AutoDock是由美国Scripps研究所的OIson小组开发的分子对接软件包[8-9]。AutoDock程序目前最新的版本为4.2.6。AutoDockvina是一个开源的分子对接程序[10],最初由OlegTrott博士在Scripps研究所的分子图形实验室设计和开发的。AutoDockvina与AutoDock相比,前者大大提高了准确性,而且AutoDockvina可以利用系统上的多个CPU或CPU内核来显著缩短运行时间。AutoDockvina是目前最为广泛使用的虚拟筛选软件之一。PyMOL是一款经典的三维分子结构显示软件[11-12]。PyMOL已广泛应用于正式发表的科学研究文献中的三维分子结构显示。本教学案例使用的PyMOL版本为1.7.4。LigPlot是一款针对学术用户的软件[13],是免费、开源二维的结构显示软件,可自动生成二维配体-蛋白质相互作用图,最新版本是LigPlot+v2.2,能够链接到PyMOL软件。
1.2AutoDock分子对接方法的建立
1.2.1小分子化合物库的建立在本次教学案例中,首先安排学生在课前进行化合物库的建立。从文献中收集具有抗菌活性的中药单体化合物,先使用ChemDraw软件绘制出单体化合物的结构,再用Caculations-MM2-MinimizeEnergy模块对小分子化合物进行能量优化,并保存成mol2格式。用raccoon软件将mol2格式批量转换为pdbqt格式,创建一个包含5个化合物(化合物1-5)的小型数据库。1.2.2蛋白的预处理从PDB数据库获取细菌RNA聚合酶三维结构(PDBID:3DXJ)。利用PyMOL1.7.4软件,保留蛋白的C和D链,除去其他链,除去水分子(保留D链的H2O1539),除去金属离子,将处理好的蛋白保存为3dxjp.pdb。在AutoDock4.2软件中,将3dxjp.pdb添加氢原子,计算电荷,设置原子类型为AssignAD4type,并保存为3dxjp.pdbqt格式。1.2.3配体小分子的预处理利用PyMOL软件,从蛋白晶体复合物中提取出共晶配体NE6,并保存为NE6.pdb格式。将NE6.pdb在Chem3DPro14.0中使用MM2力场进行构象优化,保存为pdb格式。在AutoDockTools中的Ligand模块打开此配体,在Ligand模块中选择ChooseTorsions弹出的TorsionCount对话框,并保存为NE6.pdbqt文件。1.2.4设置Grid参数打开3dxjp.pdbqt和NE6.pdbqt,设置Grid参数,以蛋白的活性位点(centerx=-11.5,centery=58.49,centerz=4.587)为中心;设置x=50,y=50,z=50,xyz分别表示在各方向上的格点的数量;Spacing设置为0.375Å,设置完成后保存为grid.gpf文件。1.2.5设置Docking参数在AutoDockTools中的Docking模块打开保存好的两个pdbqt文件,SearchParameters选择遗传算法(GeneticAlgorithm),NumberofGARuns设置为10,MaximumNumberofevals设置为250000,其他参数为默认,输出文件保存为dock.dpf文件。1.2.6执行运算在键盘运行win+R,输入cmd命令,使用cd命令进入工作文件夹。输入autogrid4-grid.gpf-lgrid.glg运行程序,输出grid.glg文件。再输入autodock4-pdock.dpf-ldock.dlg,输出dock.dlg文件。在AutoDockTools的Analyze板块中对dlg格式文件进行分析,保存最优构象。为检查Autodock4.2参数设置的合理性,将共晶配体NE6与蛋白3DXJ按上述参数设置进行分子对接,然后把对接前后的NE6的结构相比较。在VMD1.9.3软件中,对NE6和保存的最优构象计算均方根偏差(RMSD)值,如果RMSD值<2Å,说明建立的分子对接模型可靠性较高。也可以利用PyMOL软件比较对接前后的共晶配体的构象(图1),如果叠合度很高,也能说明对接模型的可靠性较高。
1.3AutoDockvina虚拟筛选
根据以上建立的分子对接模型,将对接参数写进AutoDockvina的配置文件conf.txt,这个文件里面写上用于对接的详细参数。然后通过win+R进入运行窗口,输入“cmd”进入命令行窗口,进入AutoDockvina工作文件夹。输入“vina--configconf.txt”,回车,运行该程序完成对接的虚拟筛选。所得对接结果如表1所示。对接结果显示Ser1084、Gln1019、Gly620、Leu618等关键氨基酸分别与化合物4上与氮原子直接相连的羰基、羟基及六元环上氧原子存在氢键相互作用;而其他氨基酸如Val1466、Trp1038、Val1037、Glu1034、Leu619、Asn617、Lys621、Ile1467等与该化合物有疏水作用。
2教学效果及学生反馈
在实际的教学中,学生对受体蛋白的预处理和对接过程会遇到一些困难,老师会重点解答同学们的以下几个疑问:(1)为什么要对受体蛋白进行加氢处理?蛋白晶体复合物结构中通常会缺少氢原子的坐标,而氢原子尤其是极性氢原子对计算静电作用是必须的。因此,在利用AutoDock进行对接时,需要给蛋白加上氢原子,也可以利用PyMOL软件来快速完成这个操作,依次点选Edit-Hydrogen-Add-Polaronly,加上的氢原子会以白色短线形式出现。(2)可以通过几种途径来准备配体小分子?①利用ChemDraw软件准备配体小分子。如果是未有文献报道的小分子化合物,先在ChemDraw2D画好结构式,然后复制到ChemDraw3D做能量优化。能量优化步骤:Caculations-MM2-minimizeenergy-Run,然后File-Saveas-SYBYL2(*.mol2),留待在AutoDock中进一步处理备用。②利用PubChem数据库下载复杂分子。如果是已知的化合物,尤其一些结构比较复杂的分子,例如细菌RNA聚合酶抑制剂利福霉素(Rifamycin),如果我们还是用ChemDraw2D来画结构式,会很容易画错,所以建议大家直接登录PubChem数据库下载2D或者3D结构。那么怎样选择一个合适的蛋白作为研究对象呢?在实际的课堂教学中,我们一般会建议学生基于如下条件选取晶体结构:解析度尽可能高、尽可能未有氨基酸残基缺失或突变、优先选择人源、有文献报道的且带有共晶配体的复合物晶体等。总之,我们建议同学们在不知道怎么选蛋白作为研究对象的情况下,就多看文献找思路。(3)如何在分子模拟水平上验证分子对接结果的可靠性?如果已经有明确的共晶配体分子的晶体复合物作为研究对象,我们在建立分子对接模型用于虚拟筛选之前,必须进行晶体复合物重现性研究,即Re-dock研究。也就是要用复合物中的共晶配体作为配体小分子,在AutoDock中设置相关参数,对接以后得到的构象,再与对接前的原配体的构象进行比较,以RMSD值来评价两者之间相似度的差距。一般认为RMSD<2Å,才能说明对接后得到的构象与原配体差别较小,如果分子对接可以很好重现了复合物中蛋白与配体小分子的结合情况,即侧面证明了分子对接方法可靠性较高。本课程的授课对象为药学三年级的本科生,学生已学习过药物化学、生物化学、药理学等专业课程,具备一定的药学专业知识基础,也具有一定药学实验基础。但是,部分同学初次接触计算机辅助药物设计软件,专业外语的基础薄弱,导致在学习药物分子设计的软件过程中会遇到许多困难。通过对以上学情的分析,笔者在本案例的教学过程中,首先通过雨课堂的方式把相关药物分子设计的软件操作教程提前发送给学生,并录制软件的操作视频,让学生课前充分地熟悉软件的使用方法。在实际的课堂教学中,老师从小分子化合物库的构建及预处理,蛋白大分子的下载以及优化等最简单的步骤开始演示,对学生的疑问进行现场解答。鼓励学生自主学习与探索,采用小组交流讨论,鼓励同学之间互相帮助。通过这些举措,学生可快速学会软件的用法,显著提高了学生的积极性和学习兴趣。该教学案例的设计也融入药物设计学课程考核中,是重要的考核内容。药物设计学课程的成绩组成为:期评成绩=教学案例的课程作业+文献报告+课堂表现+PPT制作及讲解。我们要求学生在实施这个教学案例后,把分子对接的结果发送给老师,以及通过PyMOL和LigPLot软件制作小分子与蛋白靶标的相互作用图,通过PPT制作与讲解,鼓励和引导学生走上讲台,加深对知识点理解的同时,培养了学生分析解决问题能力、团队协作能力以及表达能力。在课后调研过程中,学生均表示了对药物设计软件的欢迎,也有同学表示在老师课堂演示之后,分子对接实践由学生自行开展,对软件的安装、熟悉和使用需要花费一定的时间精力,部分学生由于计算机基础较弱,学习具体操作存在一定困难,而被卡在某操作环节,这个时候更加需要老师和同学帮助其解决技术难关。调研结果同时表明,学生很喜欢这种极具实战性的药物分子虚拟筛选的案例课程,也希望学校多配置高性能计算机,多开展专门的药物设计软件的系统培训,从而帮助我校药学专业学生更好地熟悉软件的使用,提高学生药物分子设计和虚拟筛选的能力。
3结语
作为促进教学方式方法变革利器的翻转课堂模式,在全球范围内引起教育人员及科研学者的广泛关注和实践探索。翻转课堂翻转了教学
结构,学生在课后通过教师提供的微视频、电子教材等媒体资源及数字化环境进行自定步调的个性化学习,获取知识,在课上通过完成作业、应用讨论、协同创新等活动完成知识内化,课后学习的衡量标准是学习情况达到了传统课堂中教师讲授的效果,课上学习的衡量标准是学生完成了本次课程内容的内化[4]。翻转课堂根植于教育实践,是一种以改进实践为导向的自下而上的教改模式[5],目前,翻转课堂的实践在基础教育和高等教育领域开展得较为广泛、深入。基础教育领域,杨刚等人系统整理了美国明尼苏达州斯蒂尔沃特市石桥小学、美国高地村小学、林地公园高中、柯林顿戴尔高中、马里兰州波托马克市的布里斯学校等十大翻转课堂经典案例,其中美国林地公园高中的教师JonBergmann和AaronSams,录制PPT及讲课声音形成学习视频并上传到网络以便缺席学生补课,进而应用这些视频形成了在家看视频、课堂完成作业及指导的翻转课堂模式,堪称是翻转课堂的起源地[6]。在高等教育领域比较有代表性的包括:Strayer在统计学入门课程中的实践[7],加州州立大学基于合作项目理念的实践[8],Papadopoulos及Roman在电气工程课程中的实践[9],Johnson等人在计算机应用课程中的实践[10],以及我国杨九民教授等学者针对“现代教育技术”实验课程所进行的应用实践等[11]。对翻转课堂模式的理论探讨,比较有代表性的是美国RobertTalbert教授所总结的包括课前观看教学视频与针对性的课前练习,课中快速少量地评测、解决问题并促进知识内化及总结与反馈的翻转课堂结构模型[12]。张金磊根据翻转课堂的内涵以及建构主义学习理论、系统化教学设计理论,构建了包括课前设计模块(教学视频的制作、课前针对性练习)及课堂活动设计模块(确定问题、独立探索、协作学习、成果交流、反馈评价)两大关键环节的教学模式[13]。在关于翻转课堂的教学模式研究中,我国学者还很注重结合学科特点或依据具体教学理念进行教学活动及模式研究,比较有代表性的是基于游戏化学习理念的翻转式教学模式设计[14]、面向化学实验教学的翻转课堂模式构建[15]等。当前,对翻转课堂模式的实践与探讨主要聚焦于创建教学视频以完成知识传授、设计课堂环节以完成知识内化,而无论课上课后都需要学生能够主动、积极参与到学习活动中,因此,活动设计是否合理直接影响翻转课堂成功与否。活动理论为有效活动设计提供了很好的理论依据与参考,从主体、工具、客体、分工、共同体和规则六大要素及生产、分配、流动和消耗四个子系统分析活动系统[16],其最终目标是将客体转变为结果,而力图使得转变过程中,所有系统要素之间的矛盾尽可能小,而所达成的效果和效率尽可能大。本文将基于活动理论六要素分析翻转课堂经典案例和研究经验,提炼与归纳翻转课堂得以顺利实施的策略影响因素,如表1。
二、网络学习空间构建维度架构
作为数字化学习环境的新方向,网络学习空间建设维度的相关研究引起国内外学者的广泛关注。NGLS(NextGenerationLearningSpaces)项目构建了教法———空间———技术(pedagogy-space-technolo-gy)学习空间设计与评价框架[17],澳大利亚教学委员会则提出了包括设计———建立———应用(Design-Build-Occupation)三大循环环节的学习空间基线开发评估模型[18]。我国学者祝智庭教授从空间结构、接入环境、支持服务和用户能力四个维度建构“人人通”建设一般框架,其中空间结构包括角色空间、资源空间、工具空间、过程信息空间以及协调机制等[19]。关于学习空间的研究中,有的学者基于技术的视角进行空间划分,例如挪威科技大学在移动学习视角下将学习空间划分为听报告、校内活动、校外活动三类[20];还有的学者基于具体教学模式进行空间划分,如CindyE.Hmelo-Silver则基于问题的学习模式构建了由问题空间和相关概念空间组成的学习空间[21]。本文将引入TPACK分析网络学习空间构建维度,TPACK框架提出的本质是基于技术与教学融合的需求,这一点恰和网络学习空间的建设实质吻合,即在技术发展的基础上,根据不同的教学需求构建个性化的学习环境[22]。本部分将基于TPACK脉络层次,系统分析网络学习空间应具备的特点和功能,将网络学习空间各模块应具备的功能特性与TPACK中的要素相融合,提出以教学法维度、技术维度、学科内容维度为基点支撑,引入学习者能力维度和沟通管理维度,并在每个维度中涵盖教师、管理者及机构等相关要素,从而形成以“个性化、连通、灵活、智能”为特点的网络学习空间整体维度建构(如图1所示)。(一)需求分析在该维度中将教学法定义广义化,包括在网络学习空间中教师运用的教学模式、教学方法、教学策略,在教学过程中体现的教学理念、教学结构等。网络学习空间中信息技术手段丰富了教学法,教师可以运用多种教学方式进行教学。不同的教学法对学习空间有不同的要求,所以,网络学习空间的设计要根据不同的教学功能来完成相应的教学目标及任务。(二)技术维度技术维度将主要划分为两个方面,其一是对整个网络学习空间底层技术的支持,称之为内部支撑技术,包括云计算、Web2.0、Web3.0和利用丰富的网络接入技术、智能感知识别技术来确保空间的稳定性、灵活性和安全性。其二是整个学习空间中各模块供教师及学生使用的教学软件、社交工具等,称为外部技术配置。在技术支撑方面应考虑到技术的最新发展,通过技术的要素来改变学生的学习环境,以满足不同学生的学习需求,如以大数据为基础,运用学习分析技术记录学生在空间中的学习轨迹等。(三)学科内容维度学科内容维度主要是协助教师与学生进行学与教,根据不同学科的知识特点进行对应模块的学科内容设置,主要包括教学资源(教案、课件等)、学习资源(视音频、动画、图片、文本等)、学习工具,作业与考试系统、学生档案袋等类别。(四)学习者能力维度网络学习空间能否真正实现应有的功效,从实质上完成学与教的革命性变革,很大程度上取决于学习者对于学习环境、学习资源、学习工具的驾驭能力。学习者包括学习个体与学习共同体两类学习对象,能力维度包括知识建构能力、资源利用能力、自我控制能力、协作交流能力、创新反思能力和评价激励能力六大方面。(五)沟通及管理维度这一维度主要是确保各类目标人群可以无障碍随时沟通,网络学习空间整个体系的完整运行,以及管理机构完成对教学的管理、对教学质量的监督等作用。主要包括信息、互动答疑、教学质量监督、家校沟通、私密安全等要素。
三、翻转课堂视角下网络学习空间模型设计
为了有效落实翻转课堂视角下的个性化学习,网络学习空间需要能够支撑翻转课堂模式及有效策略,提供学生在学习视频后及时测试学习效果、教师及时有效地跟踪学生学习情况,以便实施个性化辅导、课堂中协作学习与知识管理一系列必要活动等功能。本部分将基于翻转课堂教学模式影响策略及网络学习空间五项构建维度,以自适应学习系统参考模型为核心部件,探索设计可以为学习者提供自适应学习服务、突出“个性化学习”理念、又能将教研、学习、管理,即教、学、管三大模块涵盖在内的翻转课堂模式网络学习空间模型。(一)翻转课堂有效实施策略与网络学习空间构建维度的耦合分析本文通过对翻转课堂经典案例和研究经验的系统分析,从活动理论的主体、工具、客体、分工、共同体、规则六方面提炼与归纳了翻转课堂得以顺利实施的策略影响因素,并以TPACK为基础提出了包括教学法维度、技术维度、学科内容维度、学习者能力维度和沟通管理维度的网络学习空间构建维度,翻转课堂策略影响因素和网络学习空间构建维度都将直接影响网络学习空间模型的构建,二者的关系分析如下:(1)学习者能力维度是主体及共同体的核心要素,学习者包括学习个体和学习共同体两类对象,能力维度包括6大类能力,只有准确诊断和把握学习者的能力维度才能为学习者推荐更加合理、有效的学习目标、学习内容和学习过程。(2)教学法维度直接影响工具、规则及分工,教学法维度包括教学模式、教学方法、教学策略、教学理念、教学结构等,这些要素恰恰是工具设计当中非常重要的影响策略,并对相关工具的选择具有明显影响。教学法维度的核心要素还将制约整个活动系统的分工与规则。(3)技术维度是工具的有效保障,在翻转课堂的策略影响因素中,工具既包括理念层面、软条件方面,也包括硬件方面,而技术维度包括内部支撑技术和外部技术配置两部分,是工具类影响策略的有效保证。(4)学科内容维度是工具的中心要素,翻转课堂的工具类影响策略直接与学科相关,无论媒体、资源、环境、活动、设备的选取都要符合学科内容的特点,进而进行对应模块的内容设置。(5)沟通管理维度为分工、规则提供有利机制,沟通管理维度促进整个系统的完整、灵活运行,管理既包括师生间的课堂管理也包括纵向行政管理,这都为活动系统提供了分工、规则方面的依据。(6)网络学习空间的五个单一维度复合支撑主体活动生成客体,只有在充分尊重学习者能力维度的基础上,有效运用教学法维度、技术维度、学科内容维度和沟通维度,才能达成知识接受和内化。(二)自适应学习系统参考模型选取翻转课堂充分体现了以学习者为中心的个性化学习特点,同时具有鲜明的信息技术支撑特色,网络学习空间是数字化学习环境的一种,能够为翻转课堂的实施提供支持。自适应学习系统在本质上是一种支持个性化学习的网络学习环境[23],因此,可以作为构建网络学习空间的参考与依据。黄伯平、赵蔚等人对目前比较有代表性的自适应学习系统从领域模型、各模型所具有特点、依据相关模型开发系统所具特性等角度进行了对比分析,并认为LOAS更适合于现实开发自适应学习系统[24]。本文将以LOAS为参考模型作为翻转课堂模式网络学习空间模型的核心构件。LOAS自上而下包括DM、GM、UM、AM、PM五层,针对不同层给出了具体的操作符。DM指的是领域模型,通过目标进行概念图的界定;GM是目标和约束模型,目标定义关注点,约束界定搜索空间;UM是用户模型,由变量之间的关系所表达;AM是自适应模型,提供自适应机制;PM指的是呈现模型,将在考虑物理属性和环境特征的情况下产生针对指定平台的代码[25]。(三)翻转课堂模式的网络学习空间模型构建翻转课堂具有明晰划分课后活动与课上活动的特点,基于翻转课堂模型的网络学习空间既要突出该典型特征、有利于翻转课堂有效实施影响因素的达成,又需要符合所总结的五项构建维度。本文所设计的翻转课堂模式网络学习空间模型是以构建网络学习空间的五个单一维度和复合维度为根本基础,以落实翻转课堂为指导理念,将整体模型功效分为:底层支撑基础、学习空间、研训空间、管理空间及沟通空间。模型以学习者为中心,教研、管理为辅,主体部分以翻转课堂课后学习与课上学习为落脚点,把关于学习内容的正式学习情境与非正式学习情境均架构在以自适应学习系统为中心的网络学习空间模型中。1.底层支撑基础对应前文所阐述的网络学习空间技术维度中的内部支撑技术,这是网络学习空间建设所需要的最基本底层支撑基础,包括服务器虚拟化、云存储技术、安全系统和网络接入四部分,只有具备这些最基础的底层保障,才能够支撑网络学习空间中每个模块正常、优良运行。2.学习空间该模块是整个网络学习空间中最核心的部分,也是落实翻转课堂策略影响因素和网络学习空间五维建构要素的具体体现。学习空间的主体是学习者,其能力维度是构成用户模型(UM)的主体要素,在学习目标清晰的前提下,学习者通过工具的支持、共同体协作和遵守分工职责与相关规则,将在课后完成知识传递,在课上达成知识内化。该模型以LOAS为核心部件,也包括DM、GM、UM、AM、PM核心要素,但是,根据翻转课堂的典型两阶段模式,将每个要素都分为了知识传递和知识内化两个阶段,分别在图中以t和i进行标识。在知识传递阶段主要集中于如何将传统课堂学习的内容以适合的资源类型及学习序列呈现给学习者。通过对学习者学习风格和认知风格的分析得出学习者的学习偏好和认知状态,运用数据挖掘、学习分析技术等为学习者编制适合的学习目标、呈现符合其认知特点和学习风格的媒体类型,并且通过符合其能力的测试项目让教师掌握其学习情况,从而使学习者完成知识传递过程。在知识内化阶段主要集中于对教师所实施的翻转课堂模式课程组织中学生参与课堂活动的观察和分析,通过对学习者个性特点的分析为其推荐个性化的学习策略,通过自适应引擎将学习活动序列和学习内容适应性地呈现给学习者,以完成网络学习空间中个性化学习活动和学习过程跟踪评价等功能。3.研训空间研训是促进教师专业发展的重要途径,研训空间主要为提高教师教育教学素质、优化课堂质量提供支持。能够通过视频录制工具、学科工具软件和仿真实验室等支持学科内容资源与媒体的编写与创作,支持个体备课、集体备课、教学观摩、专家培训、交流研讨等,从而促进翻转课堂模式的更好落实。4.管理空间管理空间有效支撑网络学习空间沟通管理构建维度中的管理功用,为网络学习空间进行正常优质教育教学提供了牢固的保障机制。该空间既包括了教师对学生的管理,如及时掌握学生课前学习进度和掌握情况、课堂中参与各项活动的效果,对学困生预警预报等;该模块还按照工作流程支持不同级别的管理人员灵活掌握整体教育教学情况及质量。5.沟通空间会话与沟通是教育教学质量的核心所在,在翻转课堂模式中无论课前学习还是课堂活动组织,只有能够有效达成师生间、生生间的有意义会话,才能确保学习的有效性。沟通空间是网络学习空间沟通管理构建维度中的沟通功用的集中体现,将负责教师、学生、家长、管理者甚至社会公众在整个网络学习空间中信息的传递与分享,另外该空间将与学习空间相辅相成,共同促进深度学习的发生。
四、翻转课堂视角下网络学习空间案例分析与设计
翻转课堂模式网络学习空间模型包括一个基础、四类空间,其中基础指的是网络学习空间赖以实施的硬软件及网络基础,四类空间分别是面向学习者的学习空间、面向教师的研训空间、面向管理者的管理空间,以及各类空间都需要的沟通空间子模块。在四类空间当中,面向学习者的学习空间无法脱离底层支撑基础及其他三个空间而独立存在,但却位居四类空间中的核心重要位置。下面将从翻转课堂模式网络学习空间总体设计及学习空间设计两方面进行案例分析与设计。(一)空间总体设计案例分析从空间服务对象的角度,可以划分为个人空间和机构空间。其中个人空间又可以根据建设目标及服务范围细化为学生空间、学科教师空间、班主任空间、教研主任空间、教研员空间、家长空间等,机构空间也将根据建设目标及服务范围细化为班级空间、教研组空间、学校空间、教育局空间等不同类型。在应用翻转课堂模式的网络学习空间模型构建实际空间时,需要根据不同类别用户或机构的个性化需要延伸模型的核心部件进而构建相适应的功能与服务。在图3所示的网络学习空间建设支撑系统[26]中,包括了学生空间、管理者空间、班主任空间、教研员空间、科任空间、家长空间6项个人私有空间,班级空间、年级空间、教育组空间、学校空间、教育局空间等机构空间,覆盖了面向学习者的学习空间、面向教师的研训空间、面向管理者的管理空间,其中也内在涵盖了沟通空间。该网络学习建设支撑系统包括了云操作系统、数据库平台、云安全系统、云分布存储、异地容灾备份、网络设施、服务器资源池、云存储资源池等基础支撑,覆盖了翻转课堂模式网络学习空间模型中的底层支撑基础。(二)学习空间案例设计如上分析的案例,虽然能够覆盖翻转课堂模式网络学习空间模型的一个基础、四个空间,但是,却未必能够有效支撑翻转课堂模式网络学习空间模型的核心模块学习空间的内在机制与原理。翻转课堂的典型两阶段分别指向知识传递和知识内化,知识传递环节的推理机制与传统自适应推理机制很类似,因此,在学习空间案例设计中,将针对知识传递环节直接给出空间设计界面,针对知识内化环节给出系统流程图。在知识传递环节,学习者将见到如图4所示的学习界面,其中明确指出学习目标和学习指导,媒体资源是系统根据学习者学习行为进行特点分析得到的学习特点、学习风格,与资源媒体属性(如抽象或具体、时间长短、背景知识、媒体类型等)进行匹配程度近似计算而甄选的。为了确保学习者的学习投入度,还将设置测验锚点,在学习过程中监测学生的注意力、在学习结束后测验学生的学习效果。另外,在该环节,学生还可以进行求助教师解答、与同学交流等其他活动。图4知识传递界面知识内化环节贵在学习活动的组织,在翻转课堂当中,比较集中的活动方式是学生完成作业、教师进行个别化指导、教师讲解共性问题及讨论,这就需要提供观察和分析学生学习过程和效果的功能。随着翻转课堂的逐渐深入,在课堂中将逐渐引入与选择教学模式相关的讨论、科学实验、互动、创新协作、提问等丰富多样的活动,因而,学生的活动既包括必选活动,又包括通过对学习者个性特点分析为其推荐个性化的学习策略和活动。本案例将知识内化环节设计为首先查看学生的课前学习情况及反馈(对应学情分析功能),对学生所遇到的集中问题将进行集体解析,对个别学生遇到的非普遍性问题教师则会采取个性化辅导的方式(对应个性辅导功能);然后系统判定是否有其他活动(讨论、科学实验、互动、创新协作、提问等),如果有其他活动,自适应模型将根据教师教学活动安排、用户模型、约束模型、领域模型的综合推理,进而呈现适合学习者的活动序列并让学习者依次参与活动。
五、结语
20xx信息化教学设计案例范文1一、概述
《保护我们共同的家园》是高中生物(人教版)必修三第六章第二节,是环境教育的一个重要教学内容。国际环境保护形势的发展和我国严峻的环境保护形势,迫切需要加强环境教育,环境教育是一种终身教育,每个人从小开始直到离开人世以前一直要接受环境教育。本节内容包括关注全球性生态环境问题、保护生物多样性和可持续发展人类的必然选择。涉及范围广,知识跨度大,生物圈中种群的数量非常之多,形态各异、结构复杂,生命现象表现丰富多彩,其使用价值也就更加多样化了,学习这节课学生不仅需要扩散思维、概括、综合能力,而且更需要学生的信息获取、处理和表达能力。以往采用传统的讲授法教学,课堂上无法呈现丰富资料、无法创设交互情境、更无法培养学生的信息能力。利用计算机信息存贮量大,处理迅速,方便的人机交互功能,提供了良好的个别化学习环境等优点,使学生能根据自己的学习能力、理解能力和发展水平,调节学习进度和难度,实现因材施教。二、教学目标分析
1.知识目标描述生物多样性面临的威胁及其原因,描述所熟悉的珍稀动物的生存现状。概述生物多样性保护的意义和措施。
2.能力目标
(1)通过小组讨论,制定保护生物多样性的主要方案,在角色扮演活动中,培养学生收集资料、处理信息、口头表达、与人合作能力和民主思想;
(2)理解和学会处理在实施保护生物多样性过程中,所涉及到的重大问题及各种关系,发展解决实际问题的决策能力。
3.情感、态度与价值观目标
(1)通过辩论和协商怎样保护白头叶猴的活动,使学生关注我国特有的珍稀动植物,进一步增强学生关爱生命、热爱祖国的情感,形成保护生物多样性的参与意识和公民意识,真正把保护生物多样性付诸于行动上。
(2)健全法制观念,认识到保护生物多样性应全球合作,树立人与自然和谐发展理念。
(3)形成保护环境需要从我做起的意识。
三、学习者特征分析
学生在初中阶段学习过人是生物圈的一员等知识,分析过人类活动破坏生态环境的实例,在本模块中也学习了生态系统的稳定性,在实际生活中也接触了生物多样性在减少,需要树立可持续性观点等知识。因此在教学中尽量发挥学生自主学习的能力,关注生态伦理的道德问题,形成与自然和谐发展的情感态度和价值观。
四、教学策略与设计
根据现代认知心理学的理论,本节教学应注重知识的条理性和结构化,强调与学生已有的认知结构相匹配,使其在原有认知结构基础上,通过计算机的辅助达到同化和顺应,从而形成新的认知结构。使CAI更注重于学生学习能力的形成、学习策略的掌握和提供更多的个别化教学选择,强调教学的主体性,强调充分发展学生的个性。
根据教材和学生的特点,结合教学目标,本课可采用的最好学习方法便是学生自主学习方法。这种教学方法是建立在现代建构主义学习理论和创造教育基础之上的。以学生为中心,教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情景、协作、会话等学习环境,充分发挥学生的主动性、积极性和创造精神,最终达到使学生有效地建构当前所学知识的意义与目的。与传统教学相比,师生关系发生了互位变化,同时教材变成了学生主动建构意义的对象,多媒体则成了学生认知的工具。这种教学方法有利于学生认知能力、实践能力以及创造能力的培养。在多媒体课堂教学活动中,创设多元化的软、硬件学习环境,使学生方便地利用多媒体计算机技术,通过人机交互作用去主动地发现、探索、思考,从而使学生高质高效地获取知识,培养创造能力。
五、教具准备
1、学校多媒体网络教室。
2、《生物多样性及其保护》网页式课件。
六、教学及课件设计思路
依据本节教材内容和教学目标,采取以下的教学流程:问题导入自主探究交流合作归纳小结练习反馈。通过讲授和学生操作计算机,以讨论、谈话组织整个教学过程。
让学生自己通过网页浏览,自主、主动地参与探究,可以懂得知识是怎样从对资料的解释中产生的,可以把学生引向一个涉及到方法论且充满了探究精神的研究过程,从而有助于学生理解科学的本质和科学探究的一般方法。
20xx信息化教学设计案例范文2教学目标:
1、认识11个生字,认识两个偏旁虫目
2、正确流利地朗读课文,背诵课文
3、知道小鸡、小鸭、小狗、小马这四种动物爪蹄子的不同形状以及青蛙冬眠的特点。
教学重点:识字及朗读
教学难点:四种动物爪蹄子的不同形状以及青蛙冬眠的特点
教具:小鸡图、小鸭图、小狗图、小马图、多媒体课件
教学过程:
一、游戏激趣。
师:小朋友们好,今天上课教室里有什么不一样啊?这么多老师想知道哪位小朋友今天表现最棒呢!想不想好好表现啊?(想)真好。那老师们要先看哪位小朋友坐得最端正,坐姿最美!我们把自己准备好的礼物送给后面的老师好不好?
生:展示自己的画画作品。老师边收集,边肯定。并建议自主送给后面的老师。
师:大家画得真棒!你们真是小画家。(边说边板书课题:小画家)
请大家读出来:并自豪的说:我是小画家!
老师也想做个画家,想练习画画,可是没有颜料也没有笔。怎么办呢?嗯,办法有了。(老师手蘸白粉在黑板上作画)你们看老师画的是什么?挺神奇吧?像不像魔术师啊?
师:(过渡句)孩子们,又一个魔术师来啦!请看大屏幕。
课件出示:冬天雪景,一、二、三张。(贴四张动物图片)他们说他们也是小画家,他们在雪地里作画,他们是:雪地里的小画家(板书:雪地里的)齐读题:雪地里的小画家
二、初读课文,解决生字词
1、配乐范读课文
雪地里的小画家们给我们带来了一份礼物一首好听的儿歌你们听。
(课件出示)
这首儿歌好听吗?它就藏在我们的课本里的p123页里呢。大家赶紧去找找看!(生找老师出示课题)请齐读课题
2、我们也想读读它是吗?请用自己喜欢的方式读课文吧。注意要读准字音哦。
3、检查生字词掌握情况
a小鸡给我们送来了一些字词卡呢。我们一起试着认认它们好吗?
课件出示:字词卡
b小狗说:这样还不算识字大王呢,要把生字娃娃单独认清就送给你神秘的礼物呢。想不想试试?好!
课件:带拼音的生字苹果树(读拼音,想记法。)
小鸭说:要把生字宝宝送回去,苹果就给你吃啦!
课件出示:没有拼音的生字苹果树(指名读,开火车读。齐读)
小马说:大家读得多认真啊,这样吧,我就请你们这些小画家们一起去欣赏欣赏我们小动物们雪地作画吧!愿意去吗?那好。咱们出发吧!
三、学习课文
1、过渡句:这天我们在动物们的家推开窗户一看:呀----下雪啦!下雪啦!
课件出示:下雪啦!下雪啦!这句话(抓住朗读指导、感叹号的认识来教学)
学习第二句(出示课件)抓住一群来讲。引出成语三五成群
口头练习:老师一人站在讲台上。
后面有一听课的老师。
3、学习第三、四句他们都是谁呀?画了什么画呢?课件出示四种动物在雪地走过的图
4、学习第五句这些小画家是怎样画画的?
出示第五句这些小画家真了不起啊!在雪地里能画出这么漂亮的画来,它们可开心了。都在互相欣赏着这一幅幅美丽神奇的画呢
5、学习第六、七句
师:呀!突然小狗想起来了:咦!好朋友青蛙去哪了?
课件出示六、七句大屏幕青蛙为什么没参加?(它在洞里睡着啦!)
我们去叫醒它,让它和小画家们一起画画好吗?生:(不好)
师:为什么呢?(了解冬眠)课件出示冬眠的两幅图
四、小结全文
今天我们一起去参观了动物们雪地作画,可漂亮了!小画家们不但能画画,还能写诗呢!我们再去读读它,好吗?
课件出示全文的内容。要求齐读,小组读。男女生读。
五、复习巩固:帮小画家找作品
1、小画家们回家了。它们的作品还在呢。可老师忘了谁画什么了。谁愿意上台来帮帮老师啊?(生上台贴画)
2、大屏幕检查是否正确
3、为什么它们能画那些画呢?谁最聪明来告诉大家?
20xx信息化教学设计案例范文3一、设计指导思想和理论依据
指导思想
坚持以学生为主体的教学思想,通过学生在教学中探索和教师点拨相结合,达到探究性学习的最大成效。在整个教学过程中,采取探究、讨论、答疑、实践等手段,始终贯穿探究性协作学习的精神,使得学生在自主学习与合作学习相辅相成的过程中获得一定的情感体验与知识、技能。
理论依据
坚持以教师为主导,以学生为主体的教育理念,以教师启发式学习和探究性协作学习相结合的教学思想,教师作为主导者的身份引导学生有所启迪,并协助学生顺利开展探究性协作学习。在整个教学过程中,始终鼓励学生敢于质疑,敢于发现问题,体现探究性协作学习在培养学生创新性思维,以及在实践中获得真实情感体验的优势。教学过程中充分发挥个体学习的主动性,使得学生在学习过程中学会思考、学会学习、学会合作。
语文课程既要注重语文知识的积累,也要注重学生的实践和情感体验对语文素养的提高,在鼓励学生探究性协作学习的同时,还要注重培养学生自行解决问题的能力,并以此收获一定的情感体验,促进学生正确价值观的形成。自学与合作学习并重,根据教授教学内容及学生特征分析和课堂教学的实际情况,灵活调整教学方式及学生学习方式。
二、教学内容分析、学习者特征分析
依据新课标以及培养信息化新型人才的要求,我们将根据以下四个维度对教学内容进行分析:
知识与技能
1、在朗读中培养学生的情感体验
2、让学生带着现代思辨的观念审读作品,树立正确的人生观和世界观。
3、增加学生的文言积累,提高学生阅读和赏析文言文的能力
1、熟悉掌握字词句,归纳总结。
(1)通假字属、凭
(2)一词多义:固、适、逝、苛、虽;
(3)词类适用:东、西、侣、友、舞、泣;
(4)特殊句式:客有吹洞箫者(定语后置)、何为其然也(宾语前置)、而今安在哉(宾语前置)。
2、学会理清文章的思路,扣住每段的写景主体或叙事、议论内容来归纳整合,写出每一段段落大意。
过程与方法
1、老师引导学生进行课文学习,通过朗读、讨论等手段增强学生的情感体验;
2、小组团队合作探究,培养探究和合作学习的能力;
3、教学过程教师发挥主导作用,引导培养学生的探究合作,调动学生的情绪,增加情感体验,提高理性分析的能力。
情感态度与价值观
1、了解作者的写作背景,体验作者情感;
2、培养学生的语文素养;
3、通过课堂协作、讨论培养学生的交流能力和合作能力。
4、从历史发展的角度理解古代作品的内容价值,用现代观念审视作品,从而树立积极健康的人生观、处世观。
信息素养
通过利用互联网进行探究性学习,培养学生信息检索、识别和运用的能力。
三、利用教学环境与资源分析
四、设计师生活动,确定教学模式与教学过程
大家都说了自己看了天门山的图片之后的感受,很多年前,诗人李白也去到了天门山,看到了这样的美景,很有感触,于是写下了《望天门山》这首诗。和大家分享相关的小学古诗教学设计案例资料,欢迎你的参阅。
古诗三首
《望天门山》
教学要求:
1.会认本课的7个生字,会写“断、楚、孤、帆”等13个字。
2.能理解古诗的意思,体会古诗表达的意境以及诗人所表达的思想感情。
3.正确、流利、有感情地朗读并背诵古诗。
4.能正确默写《望天门山》。
教学重点:
1.有感情地诵读古诗。
2.理解古诗大意。
教学难点:
体会古诗表达的意境以及诗人的思想感情。
课前准备:
多媒体课件;田字格贴。
教学时间:
1课时
教学过程:
一、观赏图片,揭示课题。
1.导语:同学们,我们的祖国幅员辽阔,山河壮丽。大家看--(课件播放天门山图片)
2.师:大家知道这是哪里吗?这就是位于安徽和县与当涂县西南的长江两岸。两山隔江相对,形同门户,所以又被叫做天门山,谁来说说自己看了这些图片之后有什么感受?
3.师抽答。
4.大家都说了自己看了天门山的图片之后的感受,很多年前,诗人李白也去到了天门山,看到了这样的美景,很有感触,于是写下了《望天门山》这首诗。
5.下面请大家齐读课题--《望天门山》(教师板书课题)
二、初读古诗,整体感知。
1.学生自由朗读,要求读准字音,读通诗句。
2.指导生字的读音。
3.全班齐读,分小组读,反馈读。
4.教师出示节奏划分,指导学生读出节奏及古诗的韵律。(课件出示)
三、逐句品读,理解诗意。
1.再请同学们自由朗读,标示出不理解的字、词。(教师将诗句写在黑板上)
2.指名反馈:哪些字、词无法理解?(天门:天门山。中断:从中间割断。至此回:到这里回旋。出:耸出来。孤帆:单独一只船。帆:船上的风帆,指代船。)
3.多媒体出示课文插图,引导学生图文结合,理解古诗的意思。(先抽同学逐句解释,再指导全诗一起说一说。)
诗文解释:浩荡东流的长江冲破天门山奔腾而去。碧绿的江水到这里突然转了个弯,向北流去。两岸的青山相互对峙,一只小船从太阳升起的地方悠悠驶来。
四、再现画面,体会意境。
1.教师示范阅读,学生闭目想象。
2.指名反馈:脑海中出现了怎样的画面?(一句诗,一幅画)
3.感悟动词“断、开、流、回”的气势磅礴。
4.指导学生读出雄伟磅礴的气势。
5.教师:同学们,这首古诗,紧扣一个“望”字,通过对天门山两岸景色的描绘展示了祖国山河的壮丽雄伟,诗人借景抒发了对祖国山河的热爱。(板书“雄伟秀丽、对祖国山河的热爱之情”)
6.配乐有感情朗读,熟读成诵。
五、课堂小结,布置作业。
1.指导书写“断、楚”。
2.教师总结:丽日照着江水,一叶轻舟在江上而行,驶过临江两岸的青山翠峰,这是一幅十分惬意和美好的图景。李白借助这些雄丽的景色,表达了对祖国河山的热爱,以及自己豁达、宽阔的胸襟。
3.背诵并默写古诗。
4.为生字“断、楚、孤、帆”组词。
板书设计:
望天门山
天门中断—楚江开
碧水东流—至此回
气势磅礴 雄伟秀丽
青山—相对出
孤帆—日边来
山水相映 对祖国山河的热爱之情
《饮湖上初晴后雨》
教学要求:
1.学会本课生字,理解诗句的意思。
2.有感情地朗读古诗,并能背诵。训练学生自我感悟诗句意思的能力。
3.体会诗人对大自然的热爱,对生活的热爱。
4.通过理解诗句,感受自然之美,语言文字之美,陶冶学生爱美的情趣,提高鉴赏美的能力。
教学重难点:
1.理解诗句,了解古诗所描写的景物,体会作者所表达的思想感情。
2.有感情地朗读古诗、背诵古诗。
课前准备:
多媒体课件
教学时间:
1课时
教学过程:
一、创设情景、激情导入。
1.播放古曲《春江花月夜》
2.激发想象:请同学们仔细聆听这首著名的曲子,想象一下你仿佛看到了怎样的景象,这使你产生了一种怎样的感受。
3.迁移导入:诗歌和音乐一样,它们的美需要我们用心去想象、感受、体会。提起这首诗的作者苏轼,可以说是家喻户晓,你愿意读读他的诗歌吗?(学生可以朗读、背诵、或用歌唱等多种形式来汇报,教师可以和学生共同吟唱《水调歌头》,既活跃了课堂气氛,又加深了对苏轼的了解。)
4.揭题:这节课我们就来学习、欣赏苏轼的《饮湖上初晴后雨》。教师范读。
二、引导自学,学有所得。
1.请同学们回忆一下自学古诗的方法,再根据自己的学习特点选择适合自己的方法来进行学习。学生交流自己设计的学习方法。
2.教师推荐学法,(1)熟读中理解题意、诗意。(2)借助字典、资料来理解题意、词意,讲出重点词的意思。(3)由词到句串讲诗意。(4)熟读成诵。(5)提出疑问,合作解决。
3.学生自学、教师参加入学习小组中,适时引导。
4.学生进行自学汇报:教师在汇报环节中主要起到引领作用,使学生汇报有序进行。可以先朗诵古诗,然后汇报题意,再讲词意诗意。
教师提出认真听取他人汇报的要求:
(1)学会聆听,找出优点。(2)不足之处,加以补充。(3)取人之长,补己之短。
三、欣赏古诗,体会意境。
1.过渡:刚才我们初步通过学习这首古诗,了解这首诗的大意,但如果我们想领略其中的美,还远远不够,你有什么好办法吗?
2.学生各抒己见,教师对好的方法要予以肯定。
3.教师提出诗歌审美三法:
第一法:读中感受诗歌韵律美。
第二法:想象中感受诗歌画面美。
第三法:用心体会诗歌意境美。
4.学生分组合作学习。
5.进行审美收获的汇报交流。
(1)学生汇报通过划停顿,标重读,来朗读诗歌感受到韵律美。教师要适时引导学生用多种方法,各种形式,来有感情的朗读古诗。
(2)学生汇报通过想象看到的美丽画面。教师引导学生展示自己的学习成果。喜欢表达的同学说说这里的山、水、雨是怎么样的美丽。喜欢画画的同学来画画西湖晴雨时不同的景象,从而感受画面美。
(3)感受西湖的人性美。(课件出示:美女西施)
让学生用自己的语言来形容一下她的美,注意体会浓妆与淡妆两种不同风格的美,同时教师要渗透正确的审美思想,使学生从小树立起正确的审美价值观。
引导学生质疑:为什么诗人把西湖比做西子呢?(课件展示:西湖晴天、雨天时两种不同的风光)
引发学生进行积极的联想,体会作者用西子的两种美丽来比喻西湖的晴雨不同之美,妙不可言。
(4)感悟意境,体会情感。
空蒙的山,闪动光影的水,迷蒙细雨构成了西湖的美,如果你置身其中,你能体会到什么样的意境呢,你想说些什么。
再引导学生进一步体会到诗人的感受——饱含对祖国大好河山的热爱之情。这时可以适时补充:杭州是苏轼的第二故乡,他深受百姓爱戴,所以对西湖有着特殊的爱恋之情。
(5)有感情的配乐朗读。
四、课外延伸:朗读描写西湖的诗词。
五、师生互相交流学习的收获。
板书设计:
饮湖上初晴后雨
西湖晴:水——潋滟
雨:山——空蒙比西子(娇艳、迷人)
《望洞庭》
教学要求:
1.正确、流利、有感情地朗读古诗,背诵古诗。
2.能凭借课文插图或通过理解古诗大意;课外吟诵刘禹锡的其它古诗。
3.感悟古诗的意境,体会诗人的思想感情,激发学生对洞庭湖的喜爱和赞美之情,使学生受到美的熏陶。
教学重点:
想像这首诗描绘的优美景象,感受诗人笔下的月夜洞庭山水的柔美皎洁和精美绝伦,背诵古诗。
教学难点:
理解词语“两相和”、“白银盘”和“青螺”,感悟诗境,体会诗人对洞庭湖的喜爱与赞美之情。
课前准备:
1.资料搜集:作者刘禹锡的生平,君山的传说。
2.电化教具:投影片、课文录音磁带。
3.实物准备:白盘子、青螺。
教学时间:
1课时
教学过程:
一、整体读,感知美。
1.导入:同学们,我们伟大的祖国地大物博,山青水秀,美不胜收。今天这节课,我们将追随唐代诗人刘禹锡的足迹,到湖南岳阳的洞庭湖走一走,看一看。
板书:望洞庭
2.指名说对刘禹锡和洞庭湖的了解。
刘禹锡,唐代思想家、政治家、文学家,字梦得,洛阳人。刘禹锡工诗能文,兼擅书法。所著有《刘宾客集》。
洞庭湖,我国第二大淡水湖,绵延八百里,烟波浩淼,水天相接,朝晖夕阴,气象万千。
3.播放朗读录音,学生边看插图边听读,整体感知美。
4.自己练读,达到正确、流利。
5.同位互相查读,力争人人过关。
二、理解读,洞察美。
1.导入:学习古诗,意在读出它的韵味,它的意境,读好古诗要做哪些准备工作呢?
2.学生各抒己见。
3.学生读诗,先说说能够理解的词语的意思。
(1)自由理解。
(2)小组内研讨。
(3)全班交流。
相:相互 和:和谐 镜:铜镜,比喻洞庭湖水面
镜未磨:未被磨拭过的铜镜
遥望:远望
重点研讨“镜未磨”:为什么把湖面比喻成未经磨拭的铜镜呢?
引导学生想象:作者观察时恰逢晚间,在月光照映下,湖面迷迷蒙蒙,不是很清楚,而未经磨拭过的铜镜应该就是一种模糊的感觉。
4.凭借课文插图,叙说古诗大意。
(1)指导学生观察课文插图,发挥想象,大胆述说古诗意思。
(2)小组内练说,让平时不爱发言的同学先说,其余同学做好补充。
(3)指名到台前看投影上的插图解说。
重点指导理解“白银盘里一青螺”:
教师演示:一个大白盘子里放着一颗青螺。让学生谈看到的感受。
质疑:诗中的“白银盘”是指什么?“一青螺”又指什么?再与课文插图对照,洞察艺术之美。
古诗大意:秋夜,洞庭湖水清澈透明,与明月的清光交相辉映,显得十分宁静、和谐;湖上无风,迷迷蒙蒙的湖面就像未经磨拭的铜镜一样。在皓月银辉下,青翠的君山,清澈的湖水,浑然一体,远望如同银盘里放了一颗小巧玲珑的青螺,十分惹人喜爱。
5.练读,读出诗的韵味,感受诗的意境。
(1)自由练读,想象画面。
(2)同位赛读,欣赏插图。
(3)展示评读,美化诗境。
6.背诵古诗,水到渠成。
三、对比读,深化美。
1.投影映示:
望洞庭
潭面镜未磨, 潭面无风镜未磨,
湖光秋月和。 湖光秋月两相和。
洞庭山水翠, 遥望洞庭山水翠,
盘里一青螺。 白银盘里一青螺。
2.对比读,比较内容的不同之处,说说原诗的精妙之处。
3.自由理解的基础上,同位交流。
4.指名汇报。(正因无风,湖面才会如此宁静、和谐;正因作者在远望洞庭的山山水水,君山才显得小巧玲珑;之所以是“白银盘”,正因是在皓月银辉下。)
5.再读原诗,深化美。
四、延伸读,升华美。
1.投影映示:
题君山
雍陶
烟波不动影沉沉,
碧色全无翠色深。
疑是水仙梳洗处,
一螺青黛镜中心。
题君山
方干
曾于方外见麻姑,
闻说君山自古无。
元是昆仑山顶石,
海风吹落洞庭湖。
2.自由练读后,指名读。
3.师:自古君山的来历便充满神奇色彩,众说纷纭,流传着许多美丽的传说。
4.指名讲述课前搜集的有关君山的传说。
相传在远古时代,洞庭湖中并没有岛。每当狂风大作、白浪滔天时,来往船只无处停靠,常被恶浪吞没,当地人民苦不堪言。这事引起了水下72位螺姑娘的同情。她们忍痛脱下身上的螺壳,结成一个个小岛,后来连在一起,就成了今天的君山。君山上的72峰,就是72位螺姑娘变成的。
五、多样作业,表现美。
1.写一写:想象这首诗所描绘的景色,写下来。
2.画一画:把这首诗描绘的景色用多彩的画笔表现出来。
3.找一找:收集刘禹锡的其它诗作,与同学交流。
板书设计:
看到 联想 比喻
湖面镜未磨→把湖面比作铜镜
银盘→把湖面比作银盘
君山→青螺→把君山比作青螺热爱
教学反思:
关键词:任务驱动 odbc ado VB程序设计
中图分类号:G632 文献标识码: C 文章编号:1672-1578(2014)7-0255-01
1 教材分析
《VB程序设计》是软件专业的基础学科,对培养学生编程能力和科学思维起着至关重要的作用。本节课学习的主要内容――“ODBC(开放的数据库连接)和ADO(数据库控件)的应用”――是《VB程序设计》第九章“数据库技术”的开篇内容,它是对数据库连接技术的初步认识。数据库技术作为VB程序设计的高级应用,既是这一章的重点,也是本册教材的重点,并且对后续课程《MIS系统开发》的学习起着关键作用。
2 学情分析
《VB程序设计》课程的教学对象是我校计算机专业二年级学生,经过前一年的学习,他们已经具备了一定的编程能力,熟悉基本控件使用和管理系统界面制作,但对如何利用VB程序设计来管理数据库比较困惑,应用能力有待进一步加强。
3 教育教学目标
知识目标:初步掌握VB与数据库连接技术,了解客户端与服务器间简单的数据交换。
能力目标:提高学生综合运用VB和数据库技术解决实际问题的能力。
情感、态度与价值观目标:激发学生学习程序设计的兴趣,培养学生自主学习、互相协作的学习习惯和创新精神。
4 教学重点与难点
教学重点:利用ODBC数据源设置和ADO数据控件,实现信息注册、登录验证。
教学难点:数据库的连接技术应用―注册、验证。应用数据控件的连接和结果集对象的相关属性设置,访问服务器数据库。
5 教法分析
计算机专业教学大纲明确指出:知识及技能的传授应以完成典型“任务”为主。本课采用“任务驱动法”展开教学。注重模拟实际任务,通过学生交流,教师引领的方式,以实例作为知识的载体,由实例引导学生的行为,在对比探究过程中使之主动发现、分析和处理问题,从而获得真正的知识和能力。
前几章教学介绍基本控件使用、流程控制语句时都曾用到“模拟QQ聊天”这个实例,本章再次采用,便于学生形成系统深入的认识。
6 教学过程设计
6.1课前准备
【学生准备】(1)将此前所做QQ聊天程序与实际 “腾讯QQ软件”在功能上进行对比。(2)复习计算机英语中与本节相关单词。
【教师准备】基于SQL环境的QQ数据库及用户表。
6.2课堂教学
(1)创设情境,引出新课。
【提出问题】有关QQ的提问:“同学们对QQ聊天都不陌生,那么,大家是否知道QQ号是怎么来的?”,“申请QQ号码要填写个人信息,这些个人信息到哪里去了?”
【学生交流】学生经过分析得出结论:个人信息放到了腾讯的“数据库服务器”里面。向数据库服务器添加信息可以使用VB数据库连接技术。
【设计目的】创设问题情境,引出学生感兴趣的事例,激发学生的学习兴趣,顺利切入课题,学生主动愉快的开始学习。
6.3教学演示,示范新知
【学生探索】根据教材自主学习,进行系统DSN设置,完成应用程序与数据库之间联接。
【教师提示】注意三点:(1)驱动程序的选择;(2)服务器的选择;(3)数据库的选择
【教师归纳】开放的数据库连接设置和ADO数据控件引用的目的是,搭建服务器和客户端的桥梁。
【总结提升】“注册”要按连接数据库――访问数据表――写入数据三步走。
【设计目的】这一环节是本节课的重点内容,学生通过自主探究掌握ODBC创建数据源的方法,并结合教师演示模仿体验,理解ADO控件的联接和结果集对象的属性设置等复杂问题,初步掌握个人信息写入数据库服务器的程序编写,完成用户信息注册。
6.4任务驱动,层层深入
任务:编程,将申请资料中的“性别”、“密码”写入数据库。
(选做:“国家”、“省份”数据的写入)
【教师活动】提示学生注意单选按钮取值、密码一致性验证。
【学生活动】编程:将申请资料中的“性别”、“密码”写入数据库。
【教师活动】教师观察、指导、点评。对出现的共性问题,用广播进行示范。
【设计目的】本任务涉及单选按钮取值、密码一致性验证,目的是检验学生对新知识的掌握情况,同时避免学生浅表层次的思维活动,加深对数据库连接技术的理解。任务的层次性易于不同水平的学生接受新知,如:本任务中国家、省份的选择这样的下拉列表框给学有余力的同学预留更大的操作空间。
6.5课堂练习,巩固创新
(布置练习:“查看修改个人资料”)
【学生活动】在这一环节中,学生分为四个小组,以快速、准确编写“查看和修改个人资料”程序为题展开竟赛。各组互相交流、评价,展示优秀作品。
【教师活动】教师以一个帮助者、促进者、协商者的角色参与其中,给予学生引导和帮助,最后点评,鼓励学生能有所创新地完成任务。
【设计目的】巩固对教学重、难点的的理解掌握,并学会灵活、合理的运用。
6.6课下调查,灵活运用
通过以上一系列问题的探究,学生已经基本掌握了数据库的连接技术,并对教学难点数据库的连接验证有了初步的认识。在此基础上布置以下作业,对本节课的内容进一步拓展和深化,以便学生将来灵活运用所学知识。
(1)结合学生手中的国家助学金发放卡,进行自动取款机功能分析调查,分别画出取款、余额查询和密码修改的流程图。
(2)思考:你了解的数据库管理系统(如:新生入学登记、图书借阅),能用VB编程实现它的哪些功能?