初一地理教學(xué)設(shè)計精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇初一地理教學(xué)設(shè)計，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

課堂是造就學(xué)生進(jìn)步，學(xué)習(xí)知識和掌握技能的空間，講臺是展現(xiàn)老師才能的場所。要使自己在課堂小天地，運籌帷幄，游刃有余，教師應(yīng)該注重課前備課，因為備課是成功的前提。一堂課是否順利地實施教學(xué)，完成教學(xué)任務(wù)，課前準(zhǔn)備十分重要，因為教師在備課時會對教學(xué)過程進(jìn)行全面的設(shè)計。

一、就個人備課而言，備課有各種分類法，但從時間上可分為長期無序備課和短期有序備課。

1．長期無序備課。長期無序備課就是教師利用閑暇時間結(jié)合自己的情趣，有意識地對教學(xué)有關(guān)有用的各類資料廣泛收集，建立有效的增量知識體系。這種體系的建立會使教學(xué)獲益匪淺，特別是地理課講授內(nèi)容涉及廣泛，既有“人性”的弘揚，也有“理性”的擴(kuò)張；既有宏觀世界的展示，也有微觀世界的探奧；既立足現(xiàn)在，又展望未來。時間之長，空間之大，內(nèi)容之多是地理學(xué)科特點，如果沒有較多的課外增量知識，就難于把課講活，講好。教師應(yīng)將有關(guān)知識變成自己教學(xué)的實用知識，使自己有扎實的功底，較高的素質(zhì)。

2．短期有序備課。短期有序備課是指課前對一定教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行個人設(shè)計。既備知識，又備教法；既備練習(xí)訓(xùn)練，又備學(xué)法指導(dǎo)；既備資料收集，又備板書設(shè)計等多層次全方位備課法。這種備課量雖大大加重，但對教學(xué)十分有幫助。當(dāng)然，備知識是重點，備教法是改革，學(xué)法指導(dǎo)，板書創(chuàng)造才是關(guān)鍵。另外，要充分利用多媒體現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行地理課堂教學(xué)。作為教師自己學(xué)懂了不算本事，把學(xué)生教會，教懂，教好，才算本事，這就依賴于教師在備課時對教學(xué)全過程進(jìn)行精心的設(shè)計。

二、課堂教學(xué)過程設(shè)計基于下列原則：巧妙的導(dǎo)入，流暢自然的銜接，形式和內(nèi)容的有效統(tǒng)一，布局合理的設(shè)計，良好的結(jié)束。并始終注重將時代性，現(xiàn)實性，趣味性，知識性，雙邊互動性等貫穿整個教學(xué)過程。

1．巧妙的導(dǎo)入新課。在地理課堂教學(xué)中，新課的導(dǎo)入至關(guān)重要，教師巧妙導(dǎo)入新課是創(chuàng)造良好教學(xué)情境的基礎(chǔ)。只有這樣，才能激起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，使之進(jìn)入最佳求知狀態(tài)。要做到巧妙導(dǎo)入新課，這就要求老師在講授新課前針對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實際情況提出問題，讓學(xué)生尋求解答：或創(chuàng)設(shè)情境激起想象，或運用對比引入思維，從而喚起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。例如，當(dāng)我們在講地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，是這樣設(shè)計導(dǎo)入的：當(dāng)今世界英俄法各國都不遺余力，不惜巨資，投入對外層空間的研究開發(fā)，而對地球內(nèi)部深層次研究開發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，因為人們在“天堂”和“地獄”之間，選擇了“天堂”，故時至今日，人們對地球內(nèi)部只能靠地震波研究，下面我們可以從地震波的變化看出地球的大略結(jié)構(gòu)。

2．通暢自然的銜接。―堂地理課的內(nèi)容，貌似整體，實是知識匯編，有許多“斷層”帶。如何用簡潔的語言承前啟后，使知識點轉(zhuǎn)換自然，使段落環(huán)環(huán)相扣，達(dá)到自然銜接，給人一種流暢的美感，這也是課堂教學(xué)設(shè)計必須給予重視的一點。例如，在講降水類型時，一般教師把降水類型分類對比，各類型之間坐直通車法講授，而筆者先講梅雨（鋒面雨），然后用久雨必有久晴引出伏旱（反氣旋），再用久晴必有雨點出臺風(fēng)雨（氣旋雨），并通過課前準(zhǔn)備好的多媒體課件《鋒面雨的形成》，《臺風(fēng)雨的形成》進(jìn)行講解。

3．形式和內(nèi)容必須統(tǒng)一。沒有形式的內(nèi)容是單調(diào)乏味的講解，沒有內(nèi)容的形式是華而不實，夸夸其談解說。有的地理老師墨守成規(guī)，書云亦云，沒有任何變通，語言干澀；有的老師上課舌綻蓮花，口吐珠璣，滔滔不絕，可是離題萬里。這也是不可取的。只有形式與內(nèi)容的高度統(tǒng)一，才能啟迪學(xué)生追思求索的靈感，形成有效記憶，增加理解，活躍氣氛，達(dá)到事半功倍的效果。如，采用文學(xué)表述手法，運用詩歌，散文等文學(xué)語言來描述具體生動有趣，緊扣學(xué)生心弦。從而創(chuàng)造出良好的教學(xué)情境。例如，在講梅雨天氣特征時，就設(shè)計引用古詩“黃梅時節(jié)家家雨，青草池塘處處蛙。”在講水分循環(huán)時，對引用的古詩做了幽默的處理，即“一江春水向東流，奔流到海不回頭，否則成了大陰溝。”

篇2

關(guān)鍵詞:地理;課堂設(shè)計;學(xué)生;主體

中圖分類號:G633.92文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1003-2851(2009)09-0057-01

素質(zhì)教育的主體性要求教師尊重學(xué)生在教育教學(xué)過程中的自覺性、自主性和創(chuàng)造性,要尊重學(xué)生獨立的人格,尊重學(xué)生的人格價值和獨特的品質(zhì)。教師要把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生,要善于激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,要讓學(xué)生有自主學(xué)習(xí)的時間和空間。建構(gòu)主義的理論也認(rèn)為教學(xué)的中心應(yīng)該在于學(xué)生而不在于教師。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)該是引導(dǎo)者、促進(jìn)者和幫助者,教學(xué)過程應(yīng)該關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,進(jìn)而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。

根據(jù)多年的教學(xué)實踐以及對學(xué)生各方面特點的研究,我在地理課教學(xué)中精心設(shè)計了一套五步教學(xué)環(huán)節(jié),并不斷加以完善,效果非常理想。這五步教學(xué)環(huán)節(jié)是:自主學(xué)習(xí);合作交流;學(xué)習(xí)展示;問題探究;學(xué)習(xí)評估。

下面我就在這五個環(huán)節(jié)中的具體要求和做法做一個詳細(xì)的介紹。自主學(xué)習(xí),簡而言之,就是學(xué)生自己主動的去學(xué)習(xí)。我把自主學(xué)習(xí)放在第一環(huán)節(jié),同時給學(xué)生提出了具體要求:

1.認(rèn)真讀我設(shè)計的學(xué)習(xí)導(dǎo)引;

2.讀教材、地圖冊,要認(rèn)真仔細(xì);

3.手中拿著筆,邊讀邊做標(biāo)記,劃劃、圈圈、標(biāo)標(biāo)、寫寫;

4.盡最大可能的把知識學(xué)到手;

5.善于發(fā)現(xiàn)問題并把發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來;

6.作好筆記。

活動導(dǎo)引是給學(xué)生的學(xué)習(xí)指南,所以在一開始的時候,我設(shè)計的活動導(dǎo)引比較細(xì),幾乎覆蓋了所有內(nèi)容,但也只是如何去學(xué)習(xí)的提示,具體學(xué)到什么內(nèi)容有學(xué)生自己的學(xué)習(xí)能力來決定。時間長了,學(xué)生的能力提高了,活動導(dǎo)引可以免去或者讓學(xué)生自己去設(shè)計。慢慢的,通過這個環(huán)節(jié),學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力便得到很大提高。假如再給學(xué)生一些內(nèi)容,讓他自學(xué),學(xué)習(xí)什么、怎么學(xué),學(xué)生們便能做到心中有數(shù)自如的去學(xué)習(xí)了。

合作學(xué)習(xí),就是以幾人組成一個小組,以小組為學(xué)習(xí)單位,共同學(xué)習(xí)、相互交流、共同探索與研究問題的學(xué)習(xí)方式。在課堂上,我以6人為一小組(個別的是5人或7人),為保證合作學(xué)習(xí)收到成效,我提了以下幾點要求:1.每組自選小組長,小組長負(fù)責(zé)本小組的活動,這樣就使小組學(xué)習(xí)在民主、有序的狀態(tài)下進(jìn)行;2.以小組為單位相互交流、共同探究;3.成員要按組長安排,積極發(fā)言,把你所學(xué)的告訴別人,同時虛心想別人學(xué)習(xí);4.把你自主學(xué)習(xí)過程中遇到的問題提出來小組共同探究解決。在每個小組選出組長后,我多次給小組長開會,讓其明確自己的職責(zé),在如何組織本小組學(xué)習(xí)上給以指導(dǎo)。實踐證明,在這種充滿合作機(jī)會的個體與群體的交流中,有助于學(xué)生學(xué)會溝通、學(xué)會互助、學(xué)會分享,既能夠尊重他人、理解他人、欣賞他人,同時也能使自己更好地 得到他人的尊重、理解與欣賞。

學(xué)習(xí)展示主要有小組內(nèi)成員相互展示;班內(nèi)進(jìn)行展示;班外校內(nèi)展示。前兩個展示都是在課堂上完成的,采取的形式有上講臺演講、辯論、知識檢測等等。班外校內(nèi)展示主要是根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容來確定,比如辦手抄報等。

問題探究,就是學(xué)生把學(xué)習(xí)過程中遇到的困難提出來,在班內(nèi)小組討論的形式來解決,有的是對老師專門設(shè)計的問題進(jìn)行探究。老師把問題交給學(xué)生,同時老師交給學(xué)生方法,老師也適時地參與小組探究,給學(xué)生指導(dǎo)、提示;同時要注意探究的問題要明確,要學(xué)生在短時間內(nèi)可以解決的,即處于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)內(nèi)”;再就是要提供充足的探究時間,讓學(xué)生有機(jī)會充分的參與討論、交流,整合意見和觀點。

學(xué)習(xí)評估,就是對學(xué)生的評價。新課程評價應(yīng)該把學(xué)生作為評價主體,在評價過程中,學(xué)生不是一系列評價的消極應(yīng)付者,而應(yīng)該是主動參與者。新的評價方式應(yīng)成為促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的有效手段。評價不是為了給出學(xué)生在群體中的位置,而是為了學(xué)生在原有基礎(chǔ)上謀求實實在在的發(fā)展。它關(guān)注讓學(xué)生學(xué)會更多的學(xué)習(xí)策略,給學(xué)生提供表現(xiàn)自己所知所能的各種機(jī)會,鼓勵學(xué)生之間的合作,通過評價形成學(xué)生自我認(rèn)識和自我教育、自我發(fā)展的能力。

總起來看,這個五個教學(xué)環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體,對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,開拓創(chuàng)新意識等方面收到了很好的效果。總之,發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性,不能簡單理解為由教師來“解放”學(xué)生,而應(yīng)逐步培養(yǎng)學(xué)生“解放自己”和“自主”的能力。這就要求教師不僅應(yīng)具備較全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和研究能力,更關(guān)鍵的是,教師要具備教育學(xué)和教育心理學(xué)的系統(tǒng)知識,具備學(xué)情調(diào)控和心理調(diào)適能力,從而有效地通過教與學(xué)的契合互動過程,將這些能力逐步轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己的能力,實現(xiàn)“教”是為了“不教”的目的,讓學(xué)生的主體性得到最大程度的發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

篇3

一、高一地理教學(xué)出現(xiàn)困境的主要原因

1.基礎(chǔ)知識不夠扎實。

許多學(xué)生在進(jìn)入高一地理學(xué)習(xí)之后,感覺到自己的地理基礎(chǔ)知識不夠,無法實現(xiàn)初高中之間地理學(xué)習(xí)的順利銜接。出現(xiàn)這一情況的根源在初中階段,由于中考應(yīng)試教育的影響,許多學(xué)校對于地理教學(xué)的重視程度不夠,在初一初二階段,只是將地理學(xué)科當(dāng)作“副科”來處理,教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)時間都得不到保障,一到期中或是期末檢測復(fù)習(xí)時期,地理教學(xué)時間通常會被語數(shù)外等學(xué)科所占用。即使在初三的地理教學(xué)中,許多教師也是針對考試大綱要求,對學(xué)生進(jìn)行“惡補(bǔ)”,教學(xué)內(nèi)容具有明顯的應(yīng)試性質(zhì),速記速忘,或是壓根就理解不夠全面。在這樣的“夾生飯”教學(xué)下,學(xué)生進(jìn)入高中階段以后,地理學(xué)習(xí)困難是不可避免的事情。

2.學(xué)習(xí)方法不夠科學(xué)。

在初中地理教學(xué)中,許多教師遵循“重記憶輕理解”的教學(xué)模式,教學(xué)過于強(qiáng)調(diào)機(jī)械記憶,在這樣的教學(xué)模式下,學(xué)生學(xué)習(xí)地理更多地采取死記硬背的學(xué)習(xí)方式。采取這樣的方式,雖然能夠暫時將地理知識記住,但是由于缺乏深刻的理解作為基礎(chǔ),掌握程度其實是比較薄弱的。進(jìn)入高中階段地理學(xué)習(xí)以后,教學(xué)內(nèi)容對理解性要求越來越高,而學(xué)生如果還是采取死記硬背的學(xué)習(xí)方式,顯然是不適應(yīng)高一地理教學(xué)要求的。

3.學(xué)習(xí)能力不夠自主。

新課程理念要求高中地理教師充分尊重學(xué)生的主體地位,將學(xué)習(xí)主動權(quán)交給學(xué)生。許多教師在高一地理教學(xué)中貫徹了這一理念,結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生不太適應(yīng),許多學(xué)生還是習(xí)慣于教師灌輸式地給予,對于需要自己動腦筋獲得問題答案的教學(xué)方式不夠適應(yīng)。這種現(xiàn)象說明了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng),這些本應(yīng)該在初中地理教學(xué)之中得到充分鍛煉的學(xué)習(xí)能力,在很大程度上并沒有得到重視,相當(dāng)比例的初中地理教師在教育教學(xué)工作中的出發(fā)點還是圍繞著應(yīng)試教育的指揮棒,只要學(xué)生將考點內(nèi)容掌握透徹就行了,至于能力發(fā)展情況,則不是自己最為關(guān)心的問題。正是由于初中地理教學(xué)中存在著這樣的觀點,一些學(xué)生在學(xué)到地理知識的同時,學(xué)習(xí)能力發(fā)展出現(xiàn)了不平衡現(xiàn)象。

二、突破教學(xué)困境的途徑

對于學(xué)生在高一地理學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的這些現(xiàn)象,一味地抱怨是解決不了問題的,只有立足教材與學(xué)生實際,潛心研究教學(xué)方法,才能夠有效破解這些教學(xué)困境,提升地理教學(xué)成效。我在高一地理教學(xué)中,主要從以下三個方面開展努力,突破教學(xué)面臨的困境。

1.回顧溫習(xí)相關(guān)知識,實現(xiàn)前后有效鏈接。

對于學(xué)生在初中地理教學(xué)中存在的“欠賬”,高一地理教師應(yīng)當(dāng)以適當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行“回頭看”,幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺,促使學(xué)生實現(xiàn)初高中之間的知識鏈接,順利進(jìn)入高中階段學(xué)習(xí)。我主要采取了三種方式幫助學(xué)生回顧薄弱知識。一是開展集中補(bǔ)習(xí)。我把現(xiàn)行高一地理教材中與初中地理教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)比較緊密的內(nèi)容篩選出來,采取問卷調(diào)查或是書面測試的方式,全面了解學(xué)生對于這一部分內(nèi)容的掌握程度,選取其中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行集中重講,提高學(xué)生的掌握程度。二是進(jìn)行隨堂補(bǔ)習(xí)。采取這一方式一般占用課堂教學(xué)時間,我在新授內(nèi)容教學(xué)中,涉及哪些內(nèi)容的,在新課教學(xué)之中就對這些已學(xué)知識進(jìn)行簡要回顧,幫助學(xué)生加深認(rèn)識,將對初中地理知識的復(fù)習(xí)回顧放在日常教學(xué)之中穿行。三是進(jìn)行自主補(bǔ)習(xí)。采取這種方式,就是在教學(xué)中,將所需要用到初中地理教學(xué)內(nèi)容之中的一些知識點羅列出來,安排學(xué)生利用課后時間進(jìn)行回頭溫習(xí),分步分階段進(jìn)行自主復(fù)習(xí),有效鏈接初高中地理教學(xué)內(nèi)容。

2.開展學(xué)習(xí)方法指導(dǎo),提高地理學(xué)習(xí)效率。

在高一地理教學(xué)中,提高教學(xué)成效的有效途徑之一就是對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)。授之以魚,不如授之以漁,教師要強(qiáng)化對學(xué)生的學(xué)習(xí)方法指導(dǎo),提高學(xué)習(xí)效率。一要使學(xué)生學(xué)會正確解讀教材。如對概念的掌握方面要注重消化吸收,對教學(xué)活動中所設(shè)計的概念進(jìn)行一一理解透徹,特別是對于容易混淆的地方,要羅列出來,如:地球公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn),天體、天體系統(tǒng),等等,通過對比深入了解概念。對于原理的學(xué)習(xí)要注重理解,結(jié)合實際事例加深對地理原理的掌握。二要強(qiáng)化地圖的閱讀使用。地圖是地理學(xué)習(xí)的重要工具,要想學(xué)好高一地理,教師必須強(qiáng)化對學(xué)生的識圖、用圖能力培養(yǎng),指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中將看書與看圖相結(jié)合,將地理知識在圖中找出對應(yīng)之處,將所學(xué)地理知識在腦海中進(jìn)行形象再現(xiàn),并能夠從地圖中獲得有價值信息。三要強(qiáng)化學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。教師要有意識地創(chuàng)設(shè)實際運用情境,引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識運用于模擬實踐之中,并通過課外閱讀、社會實踐等途徑,培養(yǎng)學(xué)生搜集信息、歸納信息、提煉信息的能力,培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)高效的地理學(xué)習(xí)方法。

篇4

關(guān)鍵詞：無線充電傳感網(wǎng)；CDIO；人才培養(yǎng)模式；教學(xué)計劃

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）50-0160-03

一、引言

2014年6月，在國新辦舉辦的職業(yè)教育改革和發(fā)展情況新聞會上，教育部相關(guān)負(fù)責(zé)人證實了國家將推動600所本科院校轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型高校的戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略提出的背景是，我國目前擁有1000多所地方本科院校，其中絕大部分與國家重點培養(yǎng)的211與985高校在辦學(xué)宗旨、專業(yè)設(shè)置、培養(yǎng)計劃等方面高度雷同。211及985高校注重科研與創(chuàng)新，重點培養(yǎng)學(xué)生的理論水平，強(qiáng)調(diào)對前沿或不成熟技術(shù)的跟蹤與持續(xù)深入。但是，社會上廣泛需要大量的人力資源來從事成熟技術(shù)的使用和集成創(chuàng)新，重視以團(tuán)隊協(xié)作方式完成任務(wù)，并不強(qiáng)調(diào)個人理論上的深入。因此，目前高校過于追求研究型、理論型的人才培養(yǎng)模式，很難適應(yīng)社會上對應(yīng)用型、團(tuán)隊型人才的需求。

雖然很多研究者針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了廣泛的探索和研究，但是目前的大量研究只是突出培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，而對于學(xué)生的思維能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和管理能力的培養(yǎng)存在明顯不足。此外，傳統(tǒng)教育模式需要學(xué)校投入大量的師資、教學(xué)資源和社會實踐機(jī)會，這些要求所帶來成本是高校難以負(fù)擔(dān)的。因此，導(dǎo)致目前大量高校即使知道培養(yǎng)的畢業(yè)生不符合社會需要，就業(yè)率不斷下跌，但是仍然不得不繼續(xù)當(dāng)前的人才培養(yǎng)模式。

為了緩解當(dāng)前高校人才培養(yǎng)模式與社會需求的矛盾，我們提出以當(dāng)前我們正在從事的科研項目――2015年廣西高校科技研究項目“大規(guī)模無線充電傳感器網(wǎng)自適應(yīng)充電及路徑規(guī)劃研究”為基礎(chǔ)，通過具體的事例和科研平臺，設(shè)計信息類專業(yè)中的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)計劃，以此為試點，探索一條更高效、低成本的人才培養(yǎng)道路。

我們計劃結(jié)合CDIO[1][2]工程教育模式來進(jìn)行改革，它是目前國際上一個正在受到日益重視的人才培養(yǎng)方法。CDIO的主要思想是圍繞構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）及運作（Operation）這4個工程項目開發(fā)的主要環(huán)節(jié)來建立人才培養(yǎng)方案。它的特點是以實際工程項目為背景，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動參與，通過在具體實踐中增加各方面的能力（包括專業(yè)基礎(chǔ)知識的消化和吸收，實踐應(yīng)用的設(shè)計和組織管理，大型項目的運作和協(xié)調(diào)，技術(shù)的運用和實現(xiàn)，思維能力和世界觀及人生觀等）。可以看出，CDIO是具有綜合能力培養(yǎng)目標(biāo)的一種教育模式。

我們將CDIO的綜合性和目前本校已經(jīng)開展的基于無線充電傳感網(wǎng)項目的前沿性相結(jié)合，利用當(dāng)前已有科研平臺和科研成果的低成本性，設(shè)計新的人才培養(yǎng)模式。我們選擇以具體范例研究改革“程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程的教學(xué)計劃和教學(xué)模式作為試點，通過在多個年級和班級的應(yīng)用，獲得了初步的教學(xué)改革經(jīng)驗，為持續(xù)深入推進(jìn)整個信息類專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學(xué)改革打下了良好的基礎(chǔ)。

二、無線充電傳感網(wǎng)研究

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等多個領(lǐng)域具有重要而廣泛的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能量通常是有限的，因此網(wǎng)絡(luò)的生命周期成了制約網(wǎng)絡(luò)長期部署及應(yīng)用的瓶頸，不利于傳感器網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。近年來，通過無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)[3]的自適應(yīng)充電方法來解決這一問題已成為該領(lǐng)域的研究熱點問題。

采用無線的能量傳輸技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)中部署若干臺充電車，將電能以無線的方式傳輸給能量即將耗盡的節(jié)點，可以極大地延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。本項目在已有的周期性、靜態(tài)自適應(yīng)充電機(jī)制的基礎(chǔ)上，主要考慮非周期性和動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)因素對充電車的影響，通過綜合考慮路徑規(guī)劃、實時控制、分布式調(diào)度等理論，建立適用于大規(guī)模無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與充電車的自適應(yīng)充電模型，規(guī)劃短距離的充電車行走路徑，在合理時間內(nèi)訪問需要充電的節(jié)點并完成充電，提高網(wǎng)絡(luò)生命周期。

本文作者所在的廣西大學(xué)行健文理學(xué)院目前已經(jīng)建立了電工電子實驗室、電工實驗室、電力電子與電機(jī)控制實驗室、控制工程實驗室、計算機(jī)原理與單片機(jī)實驗室、網(wǎng)絡(luò)實驗室、電力系統(tǒng)實驗室、檢測技術(shù)實驗室、計算機(jī)軟件實驗室等9個相關(guān)實驗室，擁有計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制計算機(jī)、單片機(jī)開發(fā)裝置、可編程控制器、印刷電路板設(shè)計制作裝置等一批軟硬件設(shè)備，滿足項目開展的需要。

三、CDIO簡介及標(biāo)準(zhǔn)

1.CDIO簡介。CDIO是由美國麻省理工大學(xué)MIT提出的一種基于工程教育模式的人才培養(yǎng)方法[4][5]。經(jīng)過20多年的實踐、研究和改進(jìn)，該方法已經(jīng)在國際上得到了廣泛的認(rèn)可，成功推廣到了數(shù)十個國家。該方法的主要思想是以工程項目管理中，從開始的項目構(gòu)思、過程設(shè)計、具體實施到系統(tǒng)運行的一個完整流程為背景，設(shè)計以學(xué)生主動參與為主的課程模式和實踐方案，讓學(xué)生在實際項目中邊做邊學(xué)。這樣可以由實踐引出理論需求，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和出自內(nèi)心的興趣。在此過程，學(xué)生不僅能積累良好的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，而且能以更實際和直觀的形式理解專業(yè)理論，利于學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和擴(kuò)展應(yīng)用。

2.CDIO標(biāo)準(zhǔn)。CDIO能夠在國際上得到廣泛的認(rèn)可和推廣，得益于其規(guī)范而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)標(biāo)準(zhǔn)和評價體系。從它被創(chuàng)建之初，MIT及多個國際組織就對它的內(nèi)涵、形式、實施及評價等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，提出了一系列切實可行的規(guī)范，便于不同的學(xué)校采用。此外，還可以根據(jù)學(xué)校自身情況對CDIO體系進(jìn)行合理的調(diào)整和擴(kuò)充，使其具有廣泛的適用性和靈活性。

基本的CDIO教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)有12條[6][7]：（1）通過項目為實例讓學(xué)生參與；（2）教學(xué)目標(biāo)；（3）與項目實例結(jié)合的教學(xué)計劃；（4）項目實施的工程化導(dǎo)引；（5）項目的設(shè)計和實現(xiàn)；（6）項目具體實踐環(huán)境；（7）多方面的綜合性學(xué)習(xí)；（8）培養(yǎng)學(xué)生主動性；（9）培養(yǎng)教師實踐能力；（10）培養(yǎng)教師的教學(xué)能力；（11）綜合性學(xué)習(xí)評價和考核；（12）教學(xué)評估等。圍繞這些標(biāo)準(zhǔn)，可以設(shè)計具有綜合實踐和理論培養(yǎng)的課程教學(xué)體系。CDIO目前已經(jīng)在推廣過的學(xué)校得到了廣泛認(rèn)可，社會承認(rèn)度也很高。以這些標(biāo)準(zhǔn)為中心，實施的高校可以加入適合本校人才培養(yǎng)目標(biāo)的環(huán)節(jié)，也可以與其他實施CDIO體系的高校進(jìn)行課程聯(lián)合和交換，促進(jìn)多方面的交流和互補(bǔ)。

四、以無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)為例設(shè)計基于CDIO的“程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)計劃的實施

1.背景。由于對CDIO的理解還處于初級階段，不適宜立即推廣到整個專業(yè)的全部課程。我們選擇信息類專業(yè)最基礎(chǔ)的專業(yè)課程――“程序設(shè)計基礎(chǔ)”作為試點。長期以來，雖然“程序設(shè)計基礎(chǔ)”受到教師的高度重視，但是教學(xué)效果不佳。綜合原因主要有以下幾點：

（1）學(xué)生興趣度不高。學(xué)生主要希望能學(xué)習(xí)目前比較熱門的編程語言，但是“程序設(shè)計基礎(chǔ)”主要是教授學(xué)生編程的基本原理和技巧，比較枯燥。

（2）學(xué)生動手機(jī)會少。目前學(xué)校能安排的上機(jī)時間只是一個學(xué)期不到20學(xué)時，這對于掌握深入的編程技巧遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

（3）學(xué)生課后繼續(xù)跟進(jìn)學(xué)習(xí)較少。雖然目前大部分學(xué)生都有電腦，但是課后主要的活動是娛樂，主要精力并不會主動投入到復(fù)習(xí)和擴(kuò)展學(xué)習(xí)上。

（4）學(xué)生協(xié)作機(jī)會不多。課程的學(xué)習(xí)主要依靠個人學(xué)習(xí)為主，學(xué)生之間缺乏相互合作完成任務(wù)的基礎(chǔ)，導(dǎo)致學(xué)生之間的協(xié)作較少。

基于以上原因，我們選擇利用目前已經(jīng)開展的無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究為背景，設(shè)計課程實例，把最新的科研信息展現(xiàn)在學(xué)生面前，調(diào)動他們的積極性。此外，通過相互合作完成一個大型任務(wù)，提高學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。最后，由于我們已經(jīng)開展了前期的研究工作，獲得了一定的研究基礎(chǔ)，能以較低成本提供實踐環(huán)境和內(nèi)容給學(xué)生進(jìn)行參與。

2.實施方案。我們將無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究分為4個模塊，分別對應(yīng)CDIO 4個方面技能的培養(yǎng)目標(biāo)。

（1）大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)部署的構(gòu)思。在網(wǎng)絡(luò)中，存在大量的節(jié)點，這些節(jié)點需要協(xié)同地開展監(jiān)測、跟蹤、定位等工作。為了滿足用戶在實時性、低成本、能量有效性、安全性等方面的要求，節(jié)點需要采取不同的部署策略，例如：隨機(jī)部署、區(qū)域部署、柵欄部署、興趣點部署等。選擇合適的部署策略，并且編寫模擬實現(xiàn)的程序，是學(xué)生編寫程序的基本任務(wù)。完成該模塊有助于培養(yǎng)學(xué)生整體構(gòu)思的能力。

（2）充電模式的設(shè)計。在網(wǎng)絡(luò)中，選擇哪些節(jié)點進(jìn)行充電，直接影響網(wǎng)絡(luò)的性能。比如：有10個節(jié)點的能量即將耗盡，如何選擇最短的路徑，讓充電車訪問所有的節(jié)點并完成充電，對網(wǎng)絡(luò)保持持續(xù)的監(jiān)測能力至關(guān)重要。學(xué)生將被要求設(shè)計合理的充電模式和路徑規(guī)劃，保證網(wǎng)絡(luò)持續(xù)工作。該模塊有助于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力。

（3）網(wǎng)絡(luò)模擬的實現(xiàn)。如果將整個網(wǎng)絡(luò)工作的過程展示給用戶，是關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)能否得到用戶支持和信心的關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)模擬需要開發(fā)直觀的圖形界面，考查學(xué)生綜合使用不同軟件工具的能力。此外，模擬展示的環(huán)境需要呈現(xiàn)各個學(xué)生負(fù)責(zé)模塊的結(jié)果，這需要學(xué)生協(xié)作完成模擬器的開發(fā)。

（4）網(wǎng)絡(luò)的運作。系統(tǒng)評價的指標(biāo)是網(wǎng)絡(luò)能否按用戶的要求正常運行。學(xué)生需要協(xié)作地把不同的網(wǎng)絡(luò)功能組件實現(xiàn)并聯(lián)調(diào)，使得網(wǎng)絡(luò)可以穩(wěn)定地開展工作。教師通過評價網(wǎng)絡(luò)運行的效果，考核學(xué)生的能力。此外，學(xué)生也可以進(jìn)行自我評價。

五、效果和經(jīng)驗

1.改革的效果。經(jīng)過將一年多的改革試點，我們的改革取得了一定的效果。

首先，教師通過課程的改革，獲得了更多的提升的空間，對自我教學(xué)能力的提高有了更明確的方向和實際的開發(fā)能力。并且，通過學(xué)生在課程中的參與度的提高，教師與學(xué)生從多角度、多渠道建立良好的融洽的親近感情，使學(xué)生愿意接受教師，更有利于教學(xué)效果的體現(xiàn)。

其次，通過項目式的教學(xué)內(nèi)容要求，學(xué)生獲得更多的目標(biāo)性和實踐性的鍛煉，由原來的單一重復(fù)和模仿練習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘀氐娜蝿?wù)型和開發(fā)性訓(xùn)練，從被動地完成作業(yè)轉(zhuǎn)變到作為重要角色參與項目并完成自選模塊，從參與過程中開始的無所適從到后來慢慢適應(yīng)并追趕，學(xué)生對“程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程的興趣得到明顯提高。

另外，學(xué)生能更主動地學(xué)習(xí)其他課程專業(yè)知識，同時更積極參加課外挑戰(zhàn)比賽，如：程序設(shè)計大賽。

取得的這些成果說明，當(dāng)前的改革思路是具有一定的積極意義的，我們可以繼續(xù)深入研究并推廣當(dāng)前的模式。

2.改革的經(jīng)驗。通過回顧改革的整個過程，我們總結(jié)了部分的實施經(jīng)驗：

（1）教學(xué)的內(nèi)容需要不斷更新但要保持實際。學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)的一個基本原因是傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，教學(xué)內(nèi)容長久不更新，缺乏新意，和社會需求脫節(jié)太大。如果能選擇一個當(dāng)前社會上研究的熱點問題作為背景，將在傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上套上華麗的外衣，吸引學(xué)生的注意力。此外，具體實際的內(nèi)容，更具有可探討性，可以吸引學(xué)生深入?yún)⑴c到構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作等環(huán)節(jié)。

（2）教學(xué)方法上需更側(cè)重放手給學(xué)生探索。傳統(tǒng)教學(xué)存在教師掌控全過程，學(xué)生被動接受的缺點，這樣大量的學(xué)生只會等待老師灌輸知識，缺乏主動性和自學(xué)能力。通過CDIO模式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生可以獲得很高的學(xué)習(xí)自，由接受“魚”轉(zhuǎn)為開展“漁”。學(xué)生在探索中的錯誤，將被淡化，更多得到的是鼓勵和支持，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生找到正確的答案。

（3）教學(xué)手段上更注重實際項目為背景。CDIO突出工程項目為背景的教育，我們以當(dāng)前開展的科研項目為背景，能以低成本的方式提供給學(xué)生進(jìn)行實踐。對于學(xué)生，可以了解最新專業(yè)科技前沿的信息；對于老師，可以讓更多本專業(yè)的學(xué)生關(guān)注科研動態(tài)，提升對專業(yè)知識的理解能力。

（4）教學(xué)資源的選擇需要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化平臺。教學(xué)資源缺乏一直是困擾高校教學(xué)的一個方面，購買實體教學(xué)資源不僅成本高昂，而且占用教學(xué)場所。充分利用海量的網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化教學(xué)資源庫，可以提供更多的信息給學(xué)生進(jìn)行選擇，同時大大降低教學(xué)過程實施的成本。

（5）重視科研與教學(xué)的關(guān)聯(lián)。長期以來，教師的科研與教學(xué)是分離的，導(dǎo)致部分教師不重視教學(xué)，自己的科研成果也無法讓學(xué)生接觸。通過本次改革的試點，我們將科研與教學(xué)進(jìn)行了相互融合，積極轉(zhuǎn)化科研成果為教學(xué)服務(wù)，取得了較好的效果。

六、總結(jié)

當(dāng)前社會亟須大量的具有綜合能力的應(yīng)用型人才，這些人才需要具有寬廣的構(gòu)思、設(shè)計、協(xié)作及動手能力。傳統(tǒng)教學(xué)模式僅僅突出培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，不足以滿足社會發(fā)展的需要。我們提出以我們正在開展的科研項目――無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)研究為例，設(shè)計基于CDIO的課程教學(xué)模式，以低成本的方式實現(xiàn)多維度的人才培養(yǎng)。通過在“程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程的試點改革，取得了不錯的效果，獲得了初步的經(jīng)驗。下一步，我們將繼續(xù)深入研究如何將科研與教學(xué)改革進(jìn)行融合，尋找具有更高經(jīng)濟(jì)性和可行性的教學(xué)方案，培養(yǎng)能力更全面的綜合性高素質(zhì)人才。

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篇5

關(guān)鍵詞：地理教學(xué)；比例尺；講解分析

由于對于地圖的認(rèn)識貫穿于整個地理教學(xué)的始終，因此，學(xué)生必須熟練掌握關(guān)于比例尺的各項知識，同時能在觀察地圖時熟練地應(yīng)用所學(xué)到的各項知識。但是關(guān)于比例尺的知識卻是有些枯燥的，若是不能讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣，那么對比例尺的具體講解就會產(chǎn)生事倍功半的效果，因此，在具體講解時應(yīng)當(dāng)多聯(lián)系身邊以及生活中比較有趣的事物，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)比例尺的效率，以下是對其的具體講解。

一、比例尺的定義以及表示方法

1.讓學(xué)生觀察一張縮小的學(xué)校平面圖，對比與現(xiàn)實學(xué)校的差別，從而引入比例尺的定義，并就比例尺在地圖中的重要作用進(jìn)行講解，最好聯(lián)系實際生活中對比例尺應(yīng)用得較為有趣的案例，以加深學(xué)生的印象。

2.通過讓學(xué)生對比三幅不同地圖上的比例尺，讓學(xué)生了解比例尺的三種不同的表達(dá)方式：文字式、數(shù)字式、直線式。在此環(huán)節(jié)可以引導(dǎo)學(xué)生思考一下三種不同表達(dá)形式所存在的優(yōu)、缺點，并舉例，說明理由。

二、比例尺的實際應(yīng)用

通過測量縮小的學(xué)校平面圖上的教室大小，與實際測量的教室大小做一個比較，并與地圖上的比例尺大小對比，得出比例尺的計算公式，以此擴(kuò)展，要求學(xué)生根據(jù)學(xué)校平面圖上的測量距離以及比例尺的大小計算出學(xué)校其他地方的實際大小，或是教室與學(xué)校內(nèi)某個地方的實際距離。而后，再利用其他地圖，使學(xué)生能通過比例尺對圖上距離、實際距離進(jìn)行熟練的換算，同時能根據(jù)圖上距離、實際距離以及比例尺三項中任意兩項計算出剩余一項，例如，知道實際距離與圖上距離，要求得出比例尺大小；或是知道實際距離與比例尺，算出圖上距離；或是已知比例尺與圖上距離，算出實際距離。

三、比例尺的大小

利用圖幅大小相同的兩張地圖，一幅為本縣或市地圖，另一幅為本市或省地圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩幅地圖的不同點。通過對比兩幅地圖所涵蓋范圍的大小、所描述事物的詳細(xì)程度以及兩幅地圖比例尺的大小，同時再仔細(xì)分析比例尺的計算公式，引導(dǎo)學(xué)生得出以下兩點：（1）辨別任意地圖比例尺大小的方法，即：令比例尺計算公式中的分子為一，其分母越小，則比例尺越大；分母越大，比例尺越小。（2）地圖所涵蓋范圍的大小與詳細(xì)程度和地圖比例尺大小的關(guān)系，即：地圖所涵蓋的范圍越小，包括的內(nèi)容越詳細(xì)，則其采用的比例尺越大；相反，若地圖所涵蓋的范圍越大，包括的內(nèi)容越少，則其采用的比例尺越小。

四、具體講解分析

地理教學(xué)主要并不是講解某種知識，或是教學(xué)生記憶某些知識，而是教給學(xué)生一種能力，即讀圖識圖以及分析剖析的能力，因此在地理教學(xué)中，切忌采用“填鴨式”的教學(xué)方法，只一味地向?qū)W生灌輸，而是引導(dǎo)學(xué)生自己去理解、去掌握。地理老師的主要職責(zé)并不是講解地圖或是比例尺，而是引導(dǎo)學(xué)生自己觀察地圖、認(rèn)識地圖，是一個引導(dǎo)者而非教授者。

在講解本章節(jié)時，應(yīng)當(dāng)按照遞進(jìn)的原則，層層深入，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)關(guān)于比例尺的各項基本知識，首先，通過對于比例尺概念以及表示方法的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對比例尺有一個基本的認(rèn)識，為接下來學(xué)習(xí)實際生活中比例尺的應(yīng)用做鋪墊，使學(xué)生能更加容易地掌握比例尺計算公式，并且能夠熟練地應(yīng)用。以上兩項基本知識是接下來關(guān)于比例尺大小學(xué)習(xí)的基本功，比例尺大小的學(xué)習(xí)是本次比例尺教學(xué)的重點、難點。先通過讀圖的方式，讓學(xué)生在心中有個大體的印象，而后，通過對比例尺公式的具體分析，突破這節(jié)難點。根據(jù)比例尺的公式，再加上幾個課后的小練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)學(xué)計算能力，明確比例尺公式中分式的大小，最后再回歸到地圖上，引導(dǎo)學(xué)生明確地圖涵蓋范圍、內(nèi)容的詳盡程度與比例尺大小的關(guān)系。

值得注意的是，本次教學(xué)中所采用的地圖都是學(xué)生比較熟悉的地圖，能夠最快地引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)的氛圍，引起他們的興趣，在具體講解本章時，一定要注意引發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。

本次關(guān)于比例尺講解的一個非常重要的部分就是提高學(xué)生的興趣，首先，通過學(xué)校的平面圖引入本章的內(nèi)容，其理由是學(xué)生對所在學(xué)校較為熟悉，看到平面的學(xué)校會比較感興趣，同時會找尋自己在地圖上的位置，從而與現(xiàn)實中的學(xué)校進(jìn)行對比，這時引出比例尺的概念會讓學(xué)生比較容易接受。而后測量地圖上教室的大小，與實際測量的教室大小做對比，并計算地圖上的一厘米代表現(xiàn)實中的多少米，自然引出了關(guān)于比例尺大小的計算，而后通過對實際地圖，例如中國地圖、世界地圖以及本市或縣的地圖的具體比對，引出比例尺在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。最后通過幾張不同的地圖考查學(xué)生對比例尺知識的掌握程度，同時為學(xué)生布置課后作業(yè)，畫出自己家的地圖，比例尺自定，要求標(biāo)明街道以及主要建筑物，加深學(xué)生對比例尺的印象。

比例尺的講解是地理教學(xué)中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)同時也是地圖認(rèn)識的基石。若是學(xué)生不能熟練掌握比例尺，對以后的地理教學(xué)就會產(chǎn)生非常直接的影響，因此，要求學(xué)生必須熟練掌握，但是本章內(nèi)容卻有些枯燥，這就要求授課教師通過聯(lián)系實際等方法提高學(xué)生的興趣，認(rèn)真學(xué)習(xí)比例尺，為以后的地理學(xué)習(xí)打下比較堅實的基礎(chǔ)。