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初一数学论文

时间:2023-03-23 15:08:35

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初一数学论文

第1篇

【关键词】初中数学;以学定教;以学生为中心;教学效率

在初中数学的教学实践中,有的数学教师反映自己教学很卖力,学生也在认真地听讲,可是学生的数学成绩就是上不去,面对这样的教学疑惑,其实教师自己应当反思,个人制订的教学方案是否以学生为中心,保证了学生在数学学习中的主体地位,如果一味让学生在课堂上被动的听讲,进行机械性的学习,那么显然很难保证学生的学习效率和学习成果.因此,初中数学教师要树立以学生为本的教育理念,深入理解“以学定教”的内涵和执行策略,调动学生在数学课堂上的学习兴趣和热情,这样才能实现数学教学质量和学生学习效率的不断提升.

一、坚持以生为本,面向全体学生

在传统的初中数学教学中,“以案定教”“以教定教”等教学模式,基本是填鸭式、灌输式的教育,教师的教学目标、教学内容、教学评价标准都是统一的,但是这样的教学模式只能面向部分学生的学习需求,却无法面向全体学生开展有针对性的教学.同时,有些数学教师过分强调自己的教学中心地位,所以与学生的互动交流比较少,无法对班级内每名学生的数学学习兴趣、数学学习情感以及知识缺陷等情况都有一个全面的把握,所以“以学定教”也就无从谈起.所以说,初中数学教学中的“以学定教”,需要教师深入贯彻和落实以生为本的教育理念,在制订教学方案时必须首先全面了解学生,对班级学生的学情有一个准确的把握,然后制订出有针对性的教学目标,科学选择教学内容和确定教学难度.例如,在初中数学“一元二次不等式组”的教学中,初中数学教师应当先带领学生复习一下“一元二次不等式”“一元一次不等式组”的相关知识,看学生在学习“一元二次不等式组”时对基础知识掌握的熟练程度,如果学生的学习基础比较薄弱,就应当先让基础差的学生复习一下旧知识,学习基础好的学生则可以提前预习新知识,这样方能实现初中数学教学的以生为本和面向全体学生,真正做到“以学定教”.

二、尊重学生的个性特征,坚持“因材施教”

在素质教育背景下,“因材施教”的教育理念已经深入人心,而“以学定教”的教育理念与“因材施教”在教学理念上有着异曲同工之妙.尤其是面对应试教育等落后教育思维的影响时,初中数学课堂容易变得枯燥、乏味和无趣,学生也容易在数学课堂上变得无精打采.初中数学教师应当在全面了解学生“学情”的基础上,重视对学生的合理分类,然后分别制订差异化的教学目标、教学内容、教学方式和评价策略.同时,基于学生在数学课堂上表现出的个性差异,初中数学教师必须摒弃过去标准化的教学形式,要鼓励学生针对同一问题寻找多种解决途径,促进学生个性化素质的培养.例如,在初中数学的习题教学中,针对部分学生选择题解题方法匮乏的问题,数学教师可以引导学生通过常规方法进行解题,也可以通过排除法、代入法、数形结合法等方法进行解答,初中数学教师要减少标准答案的灌输,多尊重学生个性化的学习需求和学习方法,积极培养学生的创新力和创造力,增强学生一题多解的意识,这样才能真正激发学生的学习兴趣和学习潜能,让学生逐渐养成良好的数学学习习惯.

第2篇

摘 要:有效教学就是能够最大限度地促进学生学习进步与发展的教学。数学课堂有效教学是师生遵循数学教学活动的客观规律,以最优的速度、效益和效率促进学生在数学学习的知识与技能、过程与方法、情感与态度“三维目标”上获得整合、协调、可持续的进步和发展,有效地实现预期的教学目标而组织实施的数学教学活动。

关键词:有效教学 以人为本 高效课堂

有效课堂教学能使教师以尽可能少的时间、精力和物力投入,取得尽可能好的教学效果,从而完成指定的教学目标。有效教学追求社会化、人性化教育,强调有效果、有效率、有效益。要提高数学课堂教学的有效性,可尝试从以下几方面着手:

一、建立和谐的师生关系

和谐的师生关系是有效课堂教学的前提,教师善意的批评、提醒能被学生接受和理解甚至感激;如果师生关系不和谐,那么善意的批评、提醒则不被学生接受和理解,有时甚至会导致师生冲突,影响课堂教学。教师的魅力在于引导学生,让学生在短短四十分钟的教学空间中真真实实地学有所获,摆脱传统的为考试而学、为分数而学的束缚,将“要我学”变成“我要学”。教师不再是简单地按教材而教,而是要对教材进行再创造,努力挖掘教材中能激发学生学习热情的内容,让课本成为学生的开心词典。

建立和谐的师生关系还要靠教师“牺牲”大量的休息时间,主要利用课间或课余等学生休息时间以朋友或大姐姐的身份和学生“亲密”接触,或聊天,或活动(打球、游戏、讲故事、讲笑话等等),同时在活动中不忘适当的建议和引导,使学生“亲其师”,从而能“信其道”。

二、备课要以本为本、以人为本

新课程理念下,成功的数学课堂不是周密细致教案的展开,也不是课前预设的实际演练,而是根据课堂现实情景、学生活动状况与情绪变化动态生成的。这并不能否认课前预设的重要性,恰恰相反,课前的备课准备更为重要。这就要求教师在备课中,要围绕本课教学的基本目标,依据学生的认知规律、思维习惯及情感变化状况,以灵活机智的应变策略设计教案,这样的教案是开放的,而不是一成不变的。所以备学生是提高有效课堂教学的一个重要方面。

三、营造轻松愉快的高效课堂

教师要营造一个轻松愉快的课堂氛围,就要转变传统观念,打破正统的教学方式。有老师认为数学是一门严谨的学科,所以教师的语言表达就得非常精炼,不能说一个与教学无关的字。

我却不认同,试想本来就单调枯燥的数学,再加上正统的教师、呆板一平如镜的语言,我们那活泼好动的学生能坚持45分钟吗?所以教师口头语言的抑扬顿挫、肢体语言的形象生动甚至搞笑,都能及时唤起学生集中注意力,一些重要的话语往往在语言的波峰或低谷时说出会更有效果。所以课堂里只要有一两句风趣的话或者一两个幽默的动作,就足以引起学生们的兴奋,然后再将他们的兴奋点迁移到学习上来。

1、注重课堂教学中的引入环节。在课堂引入中,要设计各种形式、运用各种手段把学生调动起来,唤起他们的参与意识。如教学“七巧板”时,我一开始就用事先准备好的七巧板拼出了一些优美的图案,提出:这些图案是由哪些基本图形组成的?它们的边与边之间有什么关系?待学生思考回答后再进行总结,最后让他们自由合作进行制作,也拼出一些优美的图案。这样,通过简单的表演,把问题设置于适当的情境下,从而营造了一个生动有趣的学习环境。

2、充分让学生参与实践操作。新教材还针对七年级学生喜欢观看、喜欢动手的性格特征,安排了大量的实践性内容,要求尽可能利用自制教具优化课堂结构,以激发学生的学习兴趣。在教学中,我把学生分成了几个小组(自由组合),请他们做我的助手,一道准备实验器材、进行实验演示。通过实验操作,既规范了学生的劳动、行为习惯,又使他们在参与活动中认识了“自我”,产生了兴趣和求知欲。

四、重视教学方法,提高学习效率

教学中绝对的、万能的、最好的教学方法是没有的,但不管采用何种方法,都应落脚于是否调动了学生的学习积极性、是否产生了良好的教学效果,否则任何方法都是失败的。计算、概念、几何、应用题等不同的教学内容具有不同的特点,教师选用的教学方法必须适宜于内容的不同特点,才能提高教学效果。

每个教师为提高学生的数学成绩,很好地完成自己的教学任务,必须重视对教学方法的学习与研究。这就要求教师在课堂教学中注意从学生熟悉的生活经验和知识背景出发,通过观察比较、分析综合、抽象概括和必要的逻辑,推理出数学概念和规律,要力戒照本宣科、死记硬背、题海战术,要注重知识、技能、能力三者之间相互依存、相互促进的辩证关系,精心安排解题教学,为学生安排更多的动眼、动口、动手、动脑观察归纳的机会,在教学过程中拓展学生的思维。

第3篇

新课改下如何确保教育教学质量的稳中有升,给每个教师提出了严峻的挑战,其中,如何提高课堂教学效益是最为核心的问题,那就是得在课堂教学改革上下功夫;而要提高课堂效率充分实施有效教学,对备课进行重大的调整,教学就更要有“教学创意”。

一、“教学创意”先于“教学设计”

教学创意就是充满新意的、有个性的、带有一定创造性的教学构想,就是准备实施教学的新点子、新角度、新思路、新方案、新策划。侧重于教学方式的创新,侧重于教学过程的构想,侧重于教学内容独特性,侧重于教师的个性教学,是教师的教学素养和教学智慧的集中表现。

简言之,所谓创意教学就是教师将创造力表现于教学中,不会按照相同既定模式进行教学,但也并非指某一种教学过程为全新的教学方法,是一种透过教师不断的自我充实发挥创造力,去重视学生的需求和感受,最终能激发学生主动学习参与知识探索的能力。正符合新课标下提出的“课有常而教法无常即教无定法”这一教学理念。

二、创意教学不是仅追求“求异”,更呼唤“求真”“求实”

【案例一】高一的某公开课《集合》

流程一:课前谈话老师围绕“我既喜欢…又喜欢…”、“我喜欢…”、“我只喜欢…”三种句式展开,明确分辨三个不同词句的含义,由此过渡到集合问题的分析理解,这样的设计是自然的,有必要的,完全符合新课标理念下的创设课堂问题相应的情景。

流程二:“拿到黄花的同学有6人,拿到红花的同学有7人,其中有3人既拿到红花又拿到黄花,一共有多少位同学拿到花?”

流程三:关于这个问题的理解,老师安排了好多的形象呈现,先是请拿花的同学上台,用两个布圈分黄花、红花圈出来,重点讨论既拿红花又拿黄花的同学怎么办。

流程四:学生演示完毕后再让他们画图表示出条件,然后再课件演示韦恩图。自始至终,老师都在引导学生关注韦恩图每一部分的字面解释,而从未涉及“只拿到红花的有几人、只拿到黄花的又有几人”的讨论,更没有明确重复的3人实际上是数了两次的结果。

流程五:列式计算环节,老师更多关注算法多样化,关于为什么要减去3的讨论一带而过。其实当时一个孩子说得挺好的:“重复的,所以要减3”,这时若老师再给孩子一点时间讨论,适当引导,大家定能明白:6人里有3,7人里也有3,3算了两次,所以要减掉一个3。这样,就不会有那么多同学雾里看花,仅凭模仿答题了。

整节课,每个环节象蜻蜓点水,只凸现出学习方式的外县性,忽视学习方式的内涵。忽略了课堂的主要内容,忽略了这节课重点和难点这虽说是课堂有创意,这是有悖于日益理性的数学课堂。

反思这节课,从表面看,是教师挖掘教材深度不够,导致创设情境流于形式。实质上,我们看到许多课堂都有这样的倾向:先创设一个所谓“情境”,再钓鱼式地引出问题,然后就将“情境”抛在一边,直接去解决“问题”了。“情境”其表,“灌输”其里。实际上,还是一个观念问题。这就要我们反思一下,我们为什么要“创设情境”,或者,“创设情境”应达到什么样的目的?仅仅是为了给传统教学“包装”一下,给传统教学加点“味精”吗?我想不是。

上述现象的出现,也正是教者追求形式化,忽略这一基本需要的缘故。如果情境创设不能提高学生学习热情,如果情境创设不能科学引导学生解决问题,如果情境创设不是促进学生认知能力的协调发展,甚至是伪造的情境,这样的情境要坚决摒弃。我们一个追求“求异”的教学创意,更呼唤“求真”“求实”的教学创意。

三、创意教学要把握新课程理念下的建构主义的学习观

建构主义认为:学习不是由教师把知识简单地传递给学生,而是由学生自己建构知识的过程。也就是说学生不是简单被动地接收信息,而是主动地建构知识的意义,这种建构是无法由他人来代替的。因此我们在课堂教学教学方法的设计时,要时刻注意学生在原有知识的基础上对所学新知识的建构

1.创意教学不能脱离了学生的“最近发展区”

【案例二】《复数的几何意义》教学片段

师:我们前面学习了复数的四则运算,是‘数’的角度来研究复数的,这节课我们要从‘形’的角度来研究,运用多媒体创设思维情景,屏幕上显示:

问题1:在几何上我们用什么来表示实数?

生1:数轴上的点来表示;

屏幕上显示:实数(数)数轴上的点(形)

师:回忆复数的一般形式:Z=a+bi(a,b∈R),一个复数由什么唯一确定?

生2:有实部与虚部唯一确定;

问题2:类比实数的表示,可以用什么来表示复数?

生3:用y=ax+b来表示(学生的想法很独特,偏离了教师的预设,不过执教老师没有批评,竭尽全力加以引导,保护学生的积极性,做得还是比较好)。

在教学过程中,为什么学生启而不发,学生的回答远远偏离教师的预设?教师在创设探究问题情境的设计中脱离了学生的“最近发展区”,问题1与问题2之间的跨度太大,这样探究的新问题与学生原有知识固着点之间的距离太大,以至学生在建构知识的过程中找不到附着点。如果我们在问题1与问题2之间增加问题3:平面上的点用什么来表示?(用一对有序实数来表示,点和有序实数对是一一对应关系,这样学生自然会意识到实部和虚部组成一对有序实数是否与点对应,这样可以用点来表示)。因此,在方法与过程的设计中,要符合学生的“最近发展区”。

2.创意教学需搭建合适的“脚手架”,做到“道而弗牵,强而弗抑,开而弗达”。

【案例三】《等差数列的前n项和》教学片段

问题1:著名数学家高斯10岁时,曾解过一道题:1+2+3+…+100=?,你们知道怎么解吗?

问题2:1+2+3+…+n=?(在探求中有学生问:n是偶数还是奇数?教师反问:能否避免奇偶讨论呢?并引导学生从问题1感悟问题的实质:大小搭配,以求平衡)

设Sn=1+2+3+…+n,又有Sn=n+(n-1)+(n-2)+…+1

2Sn=(1+n)+[2+(n-1)]+[3+(n-2)]+…+(n+1),得Sn=n(n+1)/2

问题3:等差数列{an}中,前n项和Sn=a1+a2+a3+…+an

(学生容易从问题2中获得方法(倒序相加法)。但遇到a1+an=a2+an-1=a3+an-2=……=an+a1呢?利用等差数列的定义容易理解这层等量关系,进一步的推广可得重要结论:m+n=p+q得出am+an=ap+aq

问题4:还有新的方法吗?(引导学生利用问题2的结论),经过讨论有学生有解法:设等差数列的公差

,则a1+a2+a3+…+an=a1+(a1+d)+(a1+2d)+…+[(a1+(n-1)d]=na1+n(n-1)d/2(这里应用了问题2的结论)

等差数列的求和对初学数列求和的离学生的现有发展水平较远,教师通过“弱化”的问题1和问题2将问题转化到学生的最近发展区内,由于学生的最近发展区是不断变化的,学生解决了问题2,就说明学生的潜在的发展水平已经转化为其新的现有发展水平,在新的现有发展水平基础上教师提出了问题3,学生解决了问题3,他们潜在的发展水平已经转化为其新的现有发展水平,在此基础上教师提出了问题4,这个案例的设计体现教师搭“脚手架”的作用不可低估,教师自始至终都应坚持“道而弗牵,强而弗抑,开而弗达”(《礼记·学记》),诱导学生自己探究数学结论,处理好“放”与“扶”的关系,从而让学生独立探索、自主建构知识。

另外在创意教学设计上我们要注意两点

1.教学方法的设计不仅要顾及好学生,而要更重视学生全体可以通过几个不同层次探究问题的设计,让学生从不同角度去审视问题,揭示其内部联系及规律,以求得认识更全面,更深刻,满足不同层次学生的需要,从而实现教学目标的最大化。

2.教学方法的设计不仅注重知识领域的目标,而要更注重其他目标

比如说可以对典型例题通过类比、引申、拓展延伸,提出新的问题,让学生深切体验到“新”知识的产生过程,体会数学学科严谨、求实、继承、创新的理性思维特征,在层出不穷的新知识、新问题、新体验中得到动力,同时也深深感受到探究的乐趣,培养了发现问题,探究究问题的能力。

第4篇

【关键词】物理教学;提问艺术;教学效果

【中图分类号】G203.12 【文章标识码】C 【文章编号】1326-3587(2014)03-0083-01

在新课程背景下,教师成为教学的组织者、引导者,并帮助学生建立新型的学习方式。在物理教学中,改变传统的教师传授知识,而是把学习内容以问题的形式给学生,让学生去发现、去思考、去探究,逐步培养学生的问题意识,让学生在课堂上始终保持强烈的求知欲望,这种学习方式将影响学生的思维品质、思维习惯、思维能力,进而提升学生的学习能力。从课堂教学的实际来看,课堂提问的设计是一门技术,更是一门艺术。提问得当可以激发学生的学习动机,提高学生学习的热情,促进学生思维能力的发展,提升学生的智力水平。提问不当,不仅无益于教学,还会窒息课堂气氛,禁锢学生思维。

据研究发现,目前中学物理教师的课堂教学提问情况并不如人意,主要表现在:问题数量随意性大,一节课最多的可提二十多个问题,最少的只提一个问题;提问仍然是从教材内容出发,而没有从学生发展的角度出发;事实性问题和理解性问题比例较高,基本没有答案开放的,鼓励学生阐述观点,进行分析、评价的问题;学生回答问题时,教师反复重述、打断学生发言的情况比较严重;参与回答问题的学生比例不高;教师几乎没有为学生留出提问的时间,也几乎没有学生主动提出问题,这些表现是目前课堂教学提问比较普遍的现象。它反映的不仅仅是教师的提问技能,透过该现象能更深层地反映出目前教师的教育观念中教学仍然以传授知识为主,注重知识的掌握,教师仍然在课堂上唱着主角,学生并没有成为自主学习的主体。这种观念对课堂教学提问的影响在于,它使教师对提问的功能、目的、类型、作用等的认识和实际运用机械、单一,针对性不强,在培养和提高学生的思维能力、表达交流能力以及创新精神等方面的效果较差。这样的教育观念和提问现状根本无法满足新课程改革的要求。因此,笔者认为提出教师有效课堂教学提问的问题并进行研究,对新课程的实施,素质教育的推进,是十分必要和有意义的。

一、温故知新,联系已有知识

教学要真正启迪学生的心智,培养学生创新思维,必须多提问,让学生在学习中思考,在思考中发现,在发现中创造。任何一个物理教师在上课时都不希望自己上演“独角戏”,学生无动于衷。在教学双边活动的开展过程中,课堂气氛的营造,需要教师去调动,去激活。在讲解串联电路的特点时,我设计了如下问题:改变电流大小有哪些方法?改变电阻有哪些方法?我们学过的什么仪器可调节电流的大小?滑动变阻器如何连接在电路中?进而提出滑动变阻器串联到电路中后,各部分电路中的电压、电流如何?自然导入了新课。这样设计的问题,结合学生熟悉的事物,容易引起学生的兴趣。而且通过联系已有的知识,也可以帮助学生复习以往知识,达到温故而知新。

二、列举提问,联系生活实际

物理与生活是紧密联系的,生活离不开物理,物理也离不开生活。在单元或综合复习时,由学生联系所学的物理知识,列举日常生活中的实例,来说明物理现象或原理。例如“举例说明分子是运动的”“举例说明应用杠杆原理的工具”这一类问题有利于激发学生积极思考,努力搜寻记忆中的生活知识,在相互启发下,可举出更多的例子。我处理这一类问题的方式,一般是将学生举的例子简要记在黑板上,再由学生分辨哪些举例是对的,哪些错了。然后再把对的进行分类。例如上面举例中的第一题可分成气体、液体、固体三类分子运动现象;第二题可按省力、费力、既不省力也不费力的杠杆分类。这样处理可以培养学生的分析综合能力,加深对知识的理解,又能将物理知识渗透到生活中去。

三、创设情境,培养问题意识

问题是物理教学的核心,物理教学的过程应当是一个不断地提出问题和解决问题的过程。在教学液体的蒸发时,先给学生呈现如下现象:用扇子对着一支温度计扇,温度计的读数不变;将温度计的玻璃泡包上棉花,将棉花浸入酒精中,然后从酒精中取出,再用扇子扇,温度计的读数迅速下降。如何解释这一现象?这就给课堂教学创设了一个问题情境。又如,通过列举有待解释的事例来创设问题情境。在教学惯性知识时,教师举例:人绊倒时通常是向前扑,而人滑倒时往往是向后仰,如何解释这一现象?这是一个司空见惯的现象,但学生在学习惯性知识之前却难以做出正确的解释,于是容易产生解答问题的内在需要,从而进入问题情境。

四、学以致用,采取应用提问

学生如果在教师的启发下,运用学过的物理知识成功地解释或解决日常生活中的一些现象和问题,他们不但会感到一种学以致用获得成功的喜悦,而且还能激发积极思考,培养运用所学的知识动手动脑解决实际问题的好习惯。“热水瓶是如何防止热传递的?”这是教师提问的一般方式,学生也能做出正确回答。我尝试改成这样的问题:热水瓶外层玻璃破碎后为什么不保温?新买的热水瓶不保温可能是什么原因?对照实物让学生对不锈钢保温杯与常见的玻璃保温杯的保温原理和保温性能进行分析及比较,在课堂上引导学生做出正确解答。如果有条件,针对课堂提出的问题,安排学生课后进行一些小实验、小修理、小制作,对加深知识的理解和记忆更有帮助。

五、引起争论,激发思考提问

争论可使学生的思维始终处于活跃状态,通过争论解决的问题,理解特别深刻,其效果是一般性讲解所无法达到的。容易引起争论的,往往是生活中碰到的现实与物理原理表面上相“矛盾”,或者平时形成的概念与严格定义的物理概念不一致的问题,设计一些问题,引起学生的争论,对澄清学生的错误认识大有好处。例如力学中“力是不是物体运动的原因?”和“在平地上挑着东西前进做不做功?”等问题,引导学生对照所学的知识进行分析辩论,这样既达到解决这些问题的目的,也可以把有关知识融会贯通,收到效果比单一的讲解要好得多。

总之,新课程理念下的物理课堂教学是教师组织、引导、参与和学生自主、合作、探究学习的双边活动。为此,课堂提问要针对初中学生的特点,尽量结合生活实际,设计能引起学生兴趣、激发学生积极思考的问题,并注意在提问中点拨启发学生分析问题,提高学生能力。

【参考文献】

第5篇

论文摘要:随着医学成像和计算机辅助技术的发展,从二维医学图像到三维可视化技术成为研究的热点,本文介绍了医学图像处理技术的发展动态,对图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。在比较各种技术在相关领域中应用的基础上,提出了医学图像处理技术发展所面临的相关问题及其发展方向。

1.引言

近20多年来,医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一,其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。20世纪70年代初,X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命,与此同时,核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用,使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展,同时将各种成像技术得到的信息进行互补,也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。

在目前的影像医疗诊断中,主要是通过观察一组二维切片图象去发现病变体,往往需要借助医生的经验来判定。至于准确的确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织的空间关系,仅通过观察二维切片图象是很难实现的。因此,利用计算机图象处理技术对二维切片图象进行分析和处理,实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、三维重建和三维显示,可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析,可以大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。此外,它在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起重要的辅助作用。

本文对医学图像处理技术中的图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。

2.医学图像三维可视化技术

2.1三维可视化概述

医学图像的三维可视化的方法很多,但基本步骤大体相同,如图.。从#$/&’(或超声等成像系统获得二维断层图像,然后需要将图像格式(如0(#1&)转化成计算机方便处理的格式。通过二维滤波,减少图像的噪声影响,提高信噪比和消除图像的尾迹。采取图像插值方法,对医学关键部位进行各向同性处理,获得体数据。经过三维滤波后,不同组织器官需要进行分割和归类,对同一部位的不同图像进行配准和融合,以利于进一步对某感兴趣部位的操作。根据不同的三维可视化要求和系统平台的能力,选择不同的方法进行三维体绘制,实现三维重构。

2.2关键技术:

图像分割是三维重构的基础,分割效果直接影像三维重构的精确度。图像分割是将图像分割成有意义的子区域,由于医学图像的各区域没有清楚的边界,为了解决在医学图像分割中遇到不确定性的问题,引入模糊理论的模糊阀值、模糊边界和模糊聚类等概念。快速准确的分离出解剖结构和定位区域位置和形状,自动或半自动的图像分割方法是非常重要的。在实际应用中有聚类法、统计学模型、弹性模型、区域生长、神经网络等适用于医学图像分割的具体方法。

由于可以对同一部位用不同的成像仪器多次成像,或用同一台仪器多次成像,这样产生了多模态图像。多模态图像提供的信息经常相互覆盖和具有互补性,为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,需要对各个模态的原始图像进行配准和数据融合,其整个过程称为数据整合。整合的第一步是将多个医学图像的信息转换到一个公共的坐标框架内的研究,使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,称为三维医学图像的配准问题。建立配准关系后,将多个图像的数据合成表示的过程,称为融合。在医学应用中,不同模态的图像还提供了不互相覆盖的结构互补信息,比如,当CT提供的是骨信息,MRI提供的关于软组织的信息,所以可以用逻辑运算的方法来实现它们图像的合成。

当分割归类或数据整合结束后,对体数据进行体绘制。体绘制一般分为直接体绘制和间接体绘制,由于三维医学图像数据量很大,采用直接体绘制方法,计算量过重,特别在远程应用和交互操作中,所以一般多采用间接体绘制。在图形工作站上可以进行直接体绘制,近来随着计算机硬件快速发展,新的算法,如三维纹理映射技术,考虑了计算机图形硬件的特定功能及体绘制过程中的各种优化方法,从而大大地提高了直接体绘制的速度。体绘制根据所用的投影算法不同加以分类,分为以对象空间为序的算法(又称为体素投影法)和以图像空间为序的算法!又称为光线投射法",一般来说,体素投影法绘制的速度比光线投射法快。由于三维医学图像的绘制目的在于看见内部组织的细节,真实感并不是最重要的,所以在医学应用中的绘制要突出特定诊断所需要的信息,而忽略无关信息。另外,高度的可交互性是三维医学图像绘制的另一个要求,即要求一些常见操作,如旋转,放大,移动,具有很好的实时性,或至少是在一个可以忍受的响应时间内完成。这意味着在医学图像绘制中,绘制时间短的可视化方法更为实用。

未来的三维可视化技术将与虚拟现实技术相结合,不仅仅是获得体数据的工具,更主要的是能创造一个虚拟环境。

3.医学图像分割

医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。目前,主要以各种细胞、组织与器官的图像作为处理的对象,图像分割技术主要基于以下几种理论方法。

3.1基于统计学的方法

统计方法是近年来比较流行的医学图像分割方法。从统计学出发的图像分割方法把图像中各个像素点的灰度值看作是具有一定概率分布的随机变量,观察到的图像是对实际物体做了某种变换并加入噪声的结果,因而要正确分割图像,从统计学的角度来看,就是要找出以最大的概率得到该图像的物体组合。用吉布斯(Gibbs)分布表示的Markov随机场(MRF)模型,能够简单地通过势能形式表示图像像素之间的相互关系,因此周刚慧等结合人脑MR图像的空间关系定义Markov随机场的能量形式,然后通过最大后验概率(MAP)方法估计Markov随机场的参数,并通过迭代方法求解。层次MRF采用基于直方图的DAEM算法估计标准有限正交混合(SFNM)参数的全局最优值,并基于MRF先验参数的实际意义,采用一种近似的方法来简化这些参数的估计。林亚忠等采用的混合金字塔Gibbs随机场模型,有效地解决了传统最大后验估计计算量庞大和Gibbs随机场模型参数无监督及估计难等问题,使分割结果更为可靠。

3.2基于模糊集理论的方法

医学图像一般较为复杂,有许多不确定性和不精确性,也即模糊性。所以有人将模糊理论引入到图像处理与分析中,其中包括用模糊理论来解决分割问题。基于模糊理论的图形分割方法包括模糊阈值分割方法、模糊聚类分割方法等。模糊阈值分割技术利用不同的S型隶属函数来定义模糊目标,通过优化过程最后选择一个具有最小不确定性的S函数,用该函数表示目标像素之间的关系。这种方法的难点在于隶属函数的选择。模糊C均值聚类分割方法通过优化表示图像像素点与C各类中心之间的相似性的目标函数来获得局部极大值,从而得到最优聚类。Venkateswarlu等[改进计算过程,提出了一种快速的聚类算法。

3.2.1基于模糊理论的方法

模糊分割技术是在模糊集合理论基础上发展起来的,它可以很好地处理MR图像内在的模糊性和不确定性,而且对噪声不敏感。模糊分割技术主要有模糊阈值、模糊聚类、模糊边缘检测等。在各种模糊分割技术中,近年来模糊聚类技术,特别是模糊C-均值(FCM)聚类技术的应用最为广泛。FCM是一种非监督模糊聚类后的标定过程,非常适合存在不确定性和模糊性特点的MR图像。然而,FCM算法本质上是一种局部搜索寻优技术,它的迭代过程采用爬山技术来寻找最优解,因此容易陷入局部极小值,而得不到全局最优解。近年来相继出现了许多改进的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究热点。FFCM算法对传统FCM算法的初始化进行了改进,用K-均值聚类的结果作为模糊聚类中心的初值,通过减少FCM的迭代次数来提高模糊聚类的速度。它实际上是两次寻优的迭代过程,首先由K-均值聚类得到聚类中心的次最优解,再由FCM进行模糊聚类,最终得到图像的最优模糊分割。

3.2.2基于神经网络的方法

按拓扑机构来分,神经网络技术可分为前向神经网络、反馈神经网络和自组织映射神经网络。目前已有各种类型的神经网络应用于医学图像分割,如江宝钏等利用MRI多回波性,采用有指导的BP神经网络作为分类器,对脑部MR图像进行自动分割。而Ahmed和Farag则是用自组织Kohenen网络对CT/MRI脑切片图像进行分割和标注,并将具有几何不变性的图像特征以模式的形式输入到Kohenen网络,进行无指导的体素聚类,以得到感兴趣区域。模糊神经网络(FNN)分割技术越来越多地得到学者们的青睐,黄永锋等提出了一种基于FNN的颅脑MRI半自动分割技术,仅对神经网络处理前和处理后的数据进行模糊化和去模糊化,其分割结果表明FNN分割技术的抗噪和抗模糊能力更强。

3.2.3基于小波分析的分割方法

小波变换是近年来得到广泛应用的一种数学工具,由于它具有良好的时一频局部化特征、尺度变化特征和方向特征,因此在图像处理上得到了广泛的应用。

小波变换和分析作为一种多尺度多通道分析工具,比较适合对图像进行多尺度的边缘检测,典型的有如Mallat小波模极大值边缘检测算法[6

3.3基于知识的方法

基于知识的分割方法主要包括两方面的内容:(1)知识的获取,即归纳提取相关知识,建立知识库;(2)知识的应用,即有效地利用知识实现图像的自动分割。其知识来源主要有:(1)临床知识,即某种疾病的症状及它们所处的位置;(2)解剖学知识,即某器官的解剖学和形态学信息,及其几何学与拓扑学的关系,这种知识通常用图谱表示;(3)成像知识,这类知识与成像方法和具体设备有关;(4)统计知识,如MI的质子密度(PD)、T1和T2统计数据。Costin等提出了一种基于知识的模糊分割技术,首先对图像进行模糊化处理,然后利用相应的知识对各组织进行模糊边缘检测。而谢逢等则提出了一种基于知识的人脑三维医学图像分割显示的方法。首先,以框架为主要表示方法,建立完整的人脑三维知识模型,包含脑组织几何形态、生理功能、图像灰度三方面的信息;然后,采用“智能光线跟踪”方法,在模型知识指导下直接从体积数据中提取并显示各组织器官的表面。

3.4基于模型的方法

该方法根据图像的先验知识建立模型,有动态轮廓模型(ActiveContourModel,又称Snake)、组合优化模型等,其中Snake最为常用。Snake算法的能量函数采用积分运算,具有较好的抗噪性,对目标的局部模糊也不敏感,但其结果常依赖于参数初始化,不具有足够的拓扑适应性,因此很多学者将Snake与其它方法结合起来使用,如王蓓等利用图像的先验知识与Snake结合的方法,避开图像的一些局部极小点,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等将径向基网络(RBFNNcc)与Snake相结合建立了一种混合模型,该模型具有以下特点:(1)该混合模型是静态网络和动态模型的有机结合;(2)Snake的初始化轮廓由RBFNNcc提供;(3)Snake的初始化轮廓给出了最佳的控制点;(4)Snake的能量方程中包含了图像的多谱信息。Luo等提出了一种将livewire算法与Snake相结合的医学图像序列的交互式分割算法,该算法的特点是在少数用户交互的基础上,可以快速可靠地得到一个医学图像序列的分割结果。

由于医学图像分割问题本身的困难性,目前的方法都是针对某个具体任务而言的,还没有一个通用的解决方法。综观近几年图像分割领域的文献,可见医学图像分割方法研究的几个显著特点:(1)学者们逐渐认识到现有任何一种单独的图像分割算法都难以对一般图像取得比较满意的结果,因而更加注重多种分割算法的有效结合;(2)在目前无法完全由计算机来完成图像分割任务的情况下,半自动的分割方法引起了人们的广泛注意,如何才能充分利用计算机的运算能力,使人仅在必要的时候进行必不可少的干预,从而得到满意的分割结果是交互式分割方法的核心问题;(3)新的分割方法的研究主要以自动、精确、快速、自适应和鲁棒性等几个方向作为研究目标,经典分割技术与现代分割技术的综合利用(集成技术)是今后医学图像分割技术的发展方向。

4.医学图像配准和融合

医学图像可以分为解剖图像和功能图像2个部分。解剖图像主要描述人体形态信息,功能图像主要描述人体代谢信息。为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,常常需要将有效信息进行整合。整合的第一步就是使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,这一步骤称为“配准”。整合的第二步就是将配准后图像进行信息的整合显示,这一步骤称为“融合”。

在临床诊断上,医生常常需要各种医学图像的支持,如CT、MRI、PET、SPECT以及超声图像等,但无论哪一类的医学图像往往都难以提供全面的信息,这就需要将患者的各种图像信息综合研究19],而要做到这一点,首先必须解决图像的配准(或叫匹配)和融合问题。医学图像配准是确定两幅或多幅医学图像像素的空间对应关系;而融合是指将不同形式的医学图像中的信息综合到一起,形成新的图像的过程。图像配准是图像融合必需的预处理技术,反过来,图像融合是图像配准的一个目的。

4.1医学图像配准

医学图像配准包括图像的定位和转换,即通过寻找一种空间变换使两幅图像对应点达到空间位置上的配准,配准的结果应使两幅图像上所有关键的解剖点或感兴趣的关键点达到匹配。20世纪90年代以来,医学图像配准的研究受到了国内外医学界和工程界的高度重视,1993年Petra等]综述了二维图像的配准方法,并根据配准基准的特性,将图像配准的方法分为两大类:基于外部特征(有框架)的图像配准和基于内部特征(无框架)的图像配准。基于外部特征的方法包括立体定位框架法、面膜法及皮肤标记法等。基于外部特征的图像配准,简单易行,易实现自动化,能够获得较高的精度,可以作为评估无框架配准算法的标准。但对标记物的放置要求高,只能用于同一患者不同影像模式之间的配准,不适用于患者之间和患者图像与图谱之间的配准,不能对历史图像做回溯性研究。基于内部特征的方法是根据一些用户能识别出的解剖点、医学图像中相对运动较小的结构及图像内部体素的灰度信息进行配准。基于内部特征的方法包括手工交互法、对应点配准法、结构配准法、矩配准法及相关配准法。基于内部特征的图像配准是一种交互性方法,可以进行回顾性研究,不会造成患者不适,故基于内部特征的图像配准成为研究的重点。

近年来,医学图像配准技术有了新的进展,在配准方法上应用了信息学的理论和方法,例如应用最大化的互信息量作为配准准则进行图像的配准,在配准对象方面从二维图像发展到三维多模医学图像的配准。例如Luo等利用最大互信息法对CT-MR和MR-PET三维全脑数据进行了配准,结果全部达到亚像素级配准精度。在医学图像配准技术方面引入信号处理技术,例如傅氏变换和小波变换。小波技术在空间和频域上具有良好的局部特性,在空间和频域都具有较高的分辨率,应用小波技术多分辨地描述图像细貌,使图像由粗到细的分级快速匹配,是近年来医学图像配准的发展之一。国内外学者在这方面作了大量的工作,如Sharman等提出了一种基于小波变换的自动配准刚体图像方法,使用小波变换获得多模图像特征点然后进行图像配准,提高了配准的准确性。另外,非线性配准也是近年来研究的热点,它对于非刚性对象的图像配准更加适用,配准结果更加准确。

目前许多医学图像配准技术主要是针对刚性体的配准,非刚性图像的配准虽然已经提出一些解决的方法,但同刚性图像相比还不成熟。另外,医学图像配准缺少实时性和准确性及有效的全自动的配准策略。向快速和准确方面改进算法,使用最优化策略改进图像配准以及对非刚性图像配准的研究是今后医学图像配准技术的发展方向。

4.2医学图像融合

图像融合的主要目的是通过对多幅图像间的冗余数据的处理来提高图像的可读性,对多幅图像间的互补信息的处理来提高图像的清晰度。不同的医学影像设备获取的影像反映了不同的信息:功能图像(SPECT、PET等)分辨率较差,但它提供的脏器功能代谢和血液流动信息是解剖图像所不能替代的;解剖图像(CT、MRI、B超等)以较高的分辨率提供了脏器的解剖形态信息,其中CT有利于更致密的组织的探测,而MRI能够提供软组织的更多信息。多模态医学图像的融合把有价值的生理功能信息与精确的解剖结构结合在一起,可以为临床提供更加全面和准确的资料。

医学图像的融合可分为图像融合的基础和融合图像的显示。(1)图像融合的基础:目前的图像融合技术可以分为2大类,一类是以图像像素为基础的融合法;另一类是以图像特征为基础的融合方法。以图像像素为基础的融合法模型可以表示为:

其中,为融合图像,为源图像,为相应的权重。以图像特征为基础的融合方法在原理上不够直观且算法复杂,但是其实现效果较好。图像融合的步骤一般为:①将源图像分别变换至一定变换域上;②在变换域上设计一定特征选择规则;③根据选取的规则在变换域上创建融合图像;④逆变换重建融合图像。(2)融合图像的显示:融合图像的显示方法可分成2种:空间维显示和时间维显示。

目前,医学图像融合技术中还存在较多困难与不足。首先,基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以致现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用,通用性相对较弱。研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主,超声等成本较低的图像研究较少且研究主要集中于大脑、肿瘤成像等;其次,由于成像系统的成像原理的差异,其图像采集方式、格式以及图像的大小、质量、空间与时间特性等差异大,因此研究稳定且精度较高的全自动医学图像配准与融合方法是图像融合技术的难点之一;最后,缺乏能够客观评价不同融合方法融合效果优劣的标准,通常用目测的方法比较融合效果,有时还需要利用到医生的经验。

在图像融合技术研究中,不断有新的方法出现,其中小波变换在图像融合中的应用,基于有限元分析的非线性配准以及人工智能技术在图像融合中的应用将是今后图像融合研究的热点与方向。随着三维重建显示技术的发展,三维图像融合技术的研究也越来越受到重视,三维图像的融合和信息表达,也将是图像融合研究的一个重点。

5.医学图像纹理分析

一般认为图像的纹理特征描述物体表面灰度或颜色的变化,这种变化与物体自身属性有关,是某种纹理基元的重复。Sklansky早在1978年给出了一个较为适合于医学图像的纹理定义:“如果图像的一系列固有的统计特性或其它的特性是稳定的、缓慢变化的或者是近似周期的,那么则认为图像的区域具有不变的纹理”。纹理的不变性即指纹理图像的分析结果不会受到旋转、平移、以及其它几何处理的影响。目前从图像像素之间的关系角度,纹理分析方法主要包括以下几种。

5.1统计法

统计分析方法主要是基于图像像素的灰度值的分布与相互关系,找出反映这些关系的特征。基本原理是选择不同的统计量对纹理图像的统计特征进行提取。这类方法一般原理简单,较易实现,但适用范围受到限制。该方法主要适合医学图像中那些没有明显规则性的结构图像,特别适合于具有随机的、非均匀性的结构。统计分析方法中,最常用的是共生矩阵法,其中有灰度共生矩阵(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩阵。杜克大学的R.Voracek等使用GLCM对肋间周边区提取的兴趣区(regionofinterest,ROI)进行计算,测出了有意义的纹理参数。另外,还有长游程法(runlengthmatrix,RLM),其纹理特征包括短游程优势、长游程优势、灰度非均匀化、游程非均匀化、游程百分比等,长游程法是对图像灰度关系的高阶统计,对于给定的灰度游程,粗的纹理具有较大的游程长度,而细的纹理具有较小的游程长度。

5.2结构法

结构分析方法是分析纹理图像的结构,从中获取结构特征。结构分析法首先将纹理看成是有许多纹理基元按照一定的位置规则组成的,然后分两个步骤处理(1)提取纹理基元;(2)推论纹理基元位置规律。目前主要用数学形态学方法处理纹理图像,该方法适合于规则和周期性纹理,但由于医学图像纹理通常不是很规则,因此该方法的应用也受到限制,实际中较少采用。

5.3模型法

模型分析方法认为一个像素与其邻域像素存在某种相互关系,这种关系可以是线性的,也可以是符合某种概率关系的。模型法通常有自回归模型、马尔科夫随机场模型、Gibbs随机场模型、分形模型,这些方法都是用模型系数来表征纹理图像,其关键在于首先要对纹理图像的结构进行分析以选择到最适合的模型,其次为如何估计这些模型系数。如何通过求模型参数来提取纹理特征,进行纹理分析,这类方法存在着计算量大,自然纹理很难用单一模型表达的缺点。

5.4频谱法

频谱分析方法主要基于滤波器理论,包括傅立叶变换法、Gabor变换法和小波变换法。

1973年Bajcsy使用傅立叶滤波器方法分析纹理。Indhal等利用2-D快速傅立叶变换对纹理图像进行频谱分析,从而获得纹理特征。该方法只能完成图像的频率分解,因而获得的信息不是很充分。1980年Laws对图像进行傅氏变换,得出图像的功率谱,从而提取纹理特征进行分析。

Gabor函数可以捕捉到相当多的纹理信息,且具有极佳的空间/频域联合分辨率,因此在实际中获得了较广泛的应用。小波变换法大体分金子塔形小波变换法和树形小波变换法(小波包法)。

小波变换在纹理分析中的应用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波变换(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各种小波变换被用于抽取纹理特征。传统的金字塔小波变换在各分解级仅对低频部分进行分解,所以利用金字塔小波变换进行纹理特征提取是仅利用了纹理图像低频子带的信息,但对某些纹理,其中高频子带仍含有有关纹理的重要特征信息(如对具有明显的不规则纹理的图像,即其高频子带仍含有有关纹理的重要特征)得不到利用。使用在每个分解级对所有的频率通道均进行分解的完全树结构小波变换提取特征,能够较全面地提取有关纹理特征。

由于医学图像及其纹理的复杂性,目前还不存在通用的适合各类医学图像进行纹理分析的方法,因而对于各类不同特点的医学图像就必须采取有针对性地最适合的纹理分析技术。另外,在应用某一种纹理分析方法对图像进行分析时,寻求最优的纹理特征与纹理参数也是目前医学图像纹理分析中的重点和难点。

6.总结

随着远程医疗技术的蓬勃发展,对医学图像处理提出的要求也越来越高。医学图像处理技术发展至今,各个学科的交叉渗透已是发展的必然趋势,其中还有很多亟待解决的问题。有效地提高医学图像处理技术的水平,与多学科理论的交叉融合、医务人员和理论技术人员之间的交流就显得越来越重要。多维、多参数以及多模式图像在临床诊断(包括病灶检测、定性,脏器功能评估,血流估计等)与治疗(包括三维定位、体积计算、外科手术规划等)中将发挥更大的作用。

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第6篇

【论文摘要】正确处理传统绘画基础和艺术设计基础教学的关系,强调艺术设计绘画基础教学的目的性。在艺术设计的绘画基础教学中,注重学生的创造性思维和创新能力的培养,运用恰当的评价方法,培养学生的学习兴趣,使学科发展更规范、更完善,为社会培养更多更优秀的艺术设计人才。

近年来,随着社会经济的发展,社会对艺术设计人才的需求越来越多,“美术高考热”不断升温,每年报考艺术类院校的考生日趋增加,艺术设计学科逐渐成为热门的学科,全国各大专科院校也纷纷增设艺术设计专业,如平面设计,环境艺术设计、包装设计、服装设计等专业。但对于报考艺术设计专业的考生和已经进入高等艺术院校的设计专业的学生来说,不能简单地把设计专业等同于绘画专业,尤其是在艺术设计专业中的绘画基础教学方面,不能轻易认为用绘画造型可以替代艺术设计中的造型基础,从而忽略艺术设计造型基础的独特个性。艺术设计中的绘画基础教学定位的是否准确,直接影响到我们艺术设计教育培养目标的实现。

素描、色彩,是所有学习美术专业学生必修的基础绘画课程,在艺术设计教学体系中,把它们作为基础绘画教育课程,有我国多年艺术教育的历史原因。长期以来,素描、色彩课程一直被认为是一切造型艺术的基础,但在学习设计的过程中,大多数学生很难把基础绘画课和设计专业结合在一起,只注重绘画写生和技法的训练,而忽视艺术设计的专业性,牵制了学生设计思维的发展。wwW.133229.cOm在过去,我们的艺术教育强调基础,强调绘画功底,在这种情形下着实培养了一批批写实功夫和艺术表现力过硬的画家,以至于这些画家至今还陶醉于花费数月表现一个比真的还真实的手工绘画作品的满足感受中。现在的书店里,我们会经常看到一些素描、色彩书籍被命名为“正规画法、正规范画”的字语,难道除了他们的画法外,其他人的绘画风格都是旁门左道吗?何谓“正规”,艺无止境,但凡形成一定的范式或风格,即是走到了终点,接下来就是必然要打破它,超越它,这样艺术才能进步,我们才能创新。如今是一个数字技术、多媒体影像可以轻松去复制作品,可设计艺术却不能去重复、去拷贝,因为设计追求的是原创性和创新性;目前我们的创新设计、原创设计和国际上一些优秀的设计相比显得有些滞后,看看近年来一些产品造型专业的萎缩状况,一些大型的优秀建筑环境艺术设计、服装设计都来自于国外的设计师即可而知。我们的一些设计师的创造力相对就显得有些苍白,这是不是过分强调基础忽视创造力培养的结果,是不是所谓“正规”的绘画基础教育造成的?这就需要每个从事设计艺术教育工作者重新思考、重新定位我们的“绘画基础”和功底的了。

过去,我们传统的素描、色彩绘画基础课的教学内容过分强调物体的造型、色彩搭配、明暗调子、质感、体积、透视关系等方面的要求,这在传统绘画教学中能体现出其合理的教学目的性,因为那毕竟是在培养画家;但在现在的设计教学中如果还过分强调虚实、强调素描明暗调子,而忽略艺术设计教学目标的目的性,忽视对学生创造性思维和创新能力的培养,花上过多时间去进行追求光影的虚实和物象的体积、质感的表现时,会不会觉有些得太奢侈,会不会有好的教学效果呢?既然我们培养的是设计人才,而不是画家、艺术家,那么它的必要性又有多少呢?一味的对着物象去表现、再现,对着石膏像磨来磨去,会使我们学生失去自己敏锐的观察力和表现力,更谈不上创造、创新了。所以把传统的绘画基础课放在课下,把能培养学生快速造型的设计素描、设计速写、设计色彩放在教学首位,不失为一种目的明确的基础训练。

第7篇

关键词:初中语文;课堂教学;语言;艺术

语言是思想的直接现实。课堂教学语言是教师开启学生心灵的门扉,是引导学生开启知识之宫千门万户的钥匙。它既是一门学问,又是一门艺术。要让语文课堂教学“活”起来,教学语言的艺术性尤为重要。

语文课堂教学离不开语言,语言是语文教师传授知识、传递信息的主要载体之一。语文教学语言艺术与语文课堂教学效果有密切的关系。苏霍姆林斯基说:“教师的语言修养在极大的程度上决定着学生在课堂上的脑力劳动的效率。我们深信,高度的语言修养是合理利用时间的重要条件。”因而从某种意义上说,语文课堂教学艺术首先是语文教学语言艺术。而所谓语文教学语言艺术,就是语文教师在教学过程中遵循语文教学规律和审美性原则,正确处理教学中的各种关系,把语文知识和信息正确有效地传递给学生的语言技能活动。

一、言之有情,情理交融

教师的情感对学生有直接的感染作用,讲课不能是一种简单的灌输,而应该建立在心理相容和情感共鸣的基础上,真正做到理中蕴情,通情达理。在语文课教学中,教师要带着饱满的热情讲课,做到情动于衷,形诸于外,教师还要善于创设情境,以形象为手段,以美育为突破口,以情感为纽带,激生情,启其疑,引其思,使学生心理处在兴奋状态,提高学习效率。教师在教学中要善于用眼神、表情姿态、手势、动作等教学中。教师的举手投足、一颦一笑,都带着鲜明的感彩,学生置身于情感氛围中,不自觉地就会受到熏陶和感染。如讲“风吹草低见牛羊”一句时,教师加以手臂舒缓起伏动作和远视的眼神,将学生带入了一个广阔的天地中,使之意会到草原的无边无垠。

二、言之有理,领悟其中

“理”是指人们对客观事物的正确认识。俗话说,有物讲理,理清楚;无物讲理,理难说。在语文教学中,教师应该言之成理,论之有据,以理服人,注意从已知到未知、感性到理性,注意观点和材料的统一,要让言语的科学力量征服学生,使学生从中领悟道理,并心悦诚服地接受指导。要有科学性,教师对问题的分析和认识要完整、严密,对所教内容要准确无误,切忌含糊其辞。

三、言之有物,生动形象

“物”是指语文教学的具体内容。在语文教学中,教师讲课应不夸夸其谈、不信口开河、不含糊不清、不空发议论、不离题太远,而应言之有物,论之有实,并能根据学生的心理特点,有意识地把已学知识与未学内容联系起来,把课本知识与现实生活联系起来,往往在教学过程中有意识地穿插有关的时代背景、作者生平、名人轶事、成语典故等,能最大限度地充实教学内容,做到言之有物,每举中的。李燕杰教授说过:“讲到最典型的人物,最生动的事例,最感人情节,要绘声绘色,细致刻画,使用听众如临界其境,如见其人,如闻其声。”语言生动形象,就能将抽象的化为具体,深奥的讲得浅显,枯燥的变风趣。

四、言之有序,条理清楚

“序”是指语文教学语言的逻辑性。在教学中,教师应该对每课教材做深入钻研和细致分析,弄清要讲的语文知识的来龙去脉,掌握其确切的含义及其规律,精心组织教学语言解读,确定怎样开头,怎样过渡,哪些应该先讲,哪些应该后讲,哪些应该贯穿课程始终,怎样结尾。这样在“序”上多下点功夫,思路井然有序,讲解就会条理清晰,使学生在重点、难点、疑点等关键问题上能够得到透彻的理解。

五、言之有趣,妙趣横生

兴趣在语文教学中具有很重要的作用,古代杰出教育家孔子云:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”要使学生觉得语文课“有趣”,关键在于教师讲授能设疑激趣,扣人心弦。而只有语文教师自己有较好的语言基本功和广阔的求知兴趣,才能通过多种途径影响和激起学生的求知欲,引发学习兴趣,强化学习动机,消除教学中师生的疲劳,改善课堂气氛,启发学生的心智活动,促使学生深入钻研问题,并使课堂气氛趣而不庸,活而不乱,严而不死。因此,语文教师要广采博闻,和教材密切联系的笑话、故事、游戏、佳联、格言、警句、成语、典故、诗词、顺口溜、民间谚语、俗语、当地方言、群众口语、歇后语、古语词、外来语、术语等均可引入课堂,随心所欲,调动自如,游刃有余,以塑造形象,创造气氛,让学生感到课堂新奇多趣,知识易于理解,从而吸引学生认真听讲。

六、言之有韵,抑扬顿挫

语音是语言的物质外壳,本身虽无意义,但它是词汇意义和语法意义的物质形式,不但本身具有独立的音响美因素,而且还可以靠此提高语言的感染力、鼓动力,也有助于传情达意。因此,语文教师要注意用好教学语言,切忌平铺直叙,平淡无奇,而应使自己的语言尽量做到高低起伏,长短结合,疏密相间,快慢适宜,随着教学内容和教学实际的需要时轻时重,时缓时急,抑扬顿挫,有板有眼,错落有致,声情并茂,有一定节奏感和旋律美,和谐动听,使学生听起来舒服悦耳,精神饱满,兴趣盎然,津津有味,其优势兴奋中心能随着教学语言的声波和声调不断得到调节、转移和强化,提高教学效果。

七、言之有体,丝丝入扣

第8篇

关键词:多媒体技术;思维导图;小学语文

中图分类号:G62 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)12-0350-29

当前,社会经济发展迅速,人们开始越来越重视教育行业的发展,基于多媒体技术的思维导图由于具有对知识展示直观、形象和可视化的特点,所以,使得它的发展和应用更加适合于小学语文的教学。小学语文实现的是对学生形象思维的教学,基于多媒体技术为基础的思维导图应用,对促进小学语文的教学质量具有重要意义,也具有很大的开发潜力。

一、思维导图的概念及特点

(一)思维导图的概念

思维导图,又称为心智图,是一种体现放射性思维的有效工具,它的表现形式简单,但是效果非常好,具有很强的应用性,是一种重要的思维工作。思维导图采用的是图文并重的表现形式,帮助我们确立一定的思维过程,充分发挥大脑的机能,并不断进行延伸发展,形成一定的放射性图形。

思维导图实现了对放射性问题思考的具体化处理。放射性思考是一种大脑的自然思考方式,对于生活中进入大脑的任意感觉、记忆以及想法都会在大脑形成一个中心,并在此基础上进行无限的延伸和扩展,这些放射性的结构形成,就是一个大脑的数据库。

(二)思维导图的特点

1.放射性特点。思维导图的结构和目前研究中发现的大脑神经元结构网络分布十分相似。它的处理过程一般是从一个点或者关键词出发,就能进行无限的延伸和拓展,形成一个相互联系的脉络结构图。

2.思维导图具有直观形象性。思维导图的建立就是要实现将一些复杂的知识结构体系进行直观化和图像化的处理,并在这个过程中,进行一定的项目引用,对具体的内容进行解释和分析,增强大脑的理解和记忆能力。

3.思维导图的多元化。目前,思维导图的发展,灵活地运用和实现了包括图片、色彩、线条以及数字等综合表现形式,可以实现对不同知识和问题的有效形式表现,更好的展现思维的延伸和发展。

4.思维导图知识体系的立体关联性。思维导图对问题的处理强调的是立体化的思考方式,实现的是知识体系的多维度联想以及想象,不断扩展和延伸,形成一个立体化的网络结构。

5.思维导图的个性化设计。思维导图的设计充分考虑的是个体化的差异,因此,表现形式活泼,没有相对固定的形式,每个思维个体都会形成不同的思维过程,产生不同的思维导图。

二、小学语文教学中思维导图模式的分析

目前,思维导图在教学中的应用具体表现在教学过程中以及复习的过程中,其中,在教学过程中的表现形式就是教师备课,然后在教学中进行展示,并通过多种方式进行表示的过程。它的主要表现是教师、思维导图以及学生三个过程的表现。随着科学技术的发展和进步,多媒体技术在目前的思维导图应用和发展中起到了重要作用,不仅实现了多种信息资源的整合展示,并强化了学生对思维导图内容展示的理解和记忆。

在这个过程中,教师发挥了主导作用,一般情况下,教师所承担的是对资源的收集、整合以及思维导图的有效制作,引导学生的思维。学生是学习的主体,因此,要充分发挥学生的主体作用,实现学生探索知识的主动性和积极性,更好地学习知识和掌握知识,实现良好的学习效果。而且,思维导图的建立也很好地体现了目前新课改对教学工作提出的要求,教师在教学中发挥主导作用,突出学生学习的主体地位。因此,思维导图的建立,具有一定的科学性,并具有很大的发展潜力。

三、思维导图在小学语文教学中应用的优势分析

(一)有利于发挥学生的抽象思维能力,构建清晰的知识网络结构

小学语文教学,注重的是对学生抽象思维能力的培养,学习的知识内容以抽象性为主,而且小学生的知识经验都相对比较浅显,因此,思维方式主要体现出形象性的特点。目前,思维导图和多媒体技术的有效结合,加强了语文教学知识网络结构的清晰表达,同时,充分利用线条、色彩和符号等方式对复杂的知识结构进行可视化的表达,可以更好地帮助学生从整体上对课文结构进行把握,以及重难点问题的认识,因此,能够促进学生抽象思维能力的形成和发展。

(二)利用多媒体的展示,有利于培养学生的理解和记忆能力

思维导图是以一定的关键词为基础进行相关概念的延伸和扩展,因此,多媒体技术的广泛应用很好地实现了这一方面内容的展示,对思维导图的发展具有重要意义,也对教学质量的提高以及学生的学习效果改善具有重要的促进作用。小学语文教学中多媒体技术的应用,能够很有效地实现对学生抽象思维能力以及对知识的理解和记忆能力的提高。

(三)有利于培养学生的创新思维能力

目前,随着新课改的推行,将教学对学生创新能力的培养提升到了一个发展的重要方面。思维导图具有无限的发散性特点,在一个关键词的延伸和扩展中,实现了对知识的全面了解和深化。利用思维导图的模式和概念去教学,有利于学生创新思维能力的形成和发展。

(四)有利于加强对学生的思维引导,提高教学质量

新课改提出,学生在教学中处于主体地位,因此,结合互联网技术的思维导图在教学过程中,对知识点的表现形式更加灵活多样,吸引了学生的注意力,加强了对学生思维的引导和提高,从而提高了教学质量。

四、结语

思维导图是一种体现放射性思维的有效工具,目前,在社会生活的多方面都有一定的应用,并且效果相对较好。本文介绍了思维导图的概念以及特点,分析了小学语文教学中的思维导图模式,同时,详细论述了思维导图在小学语文教学中的优势条件。因此,可以看出,基于多媒体技术的思维导图对小学语文教学质量的提高具有重要作用,具有很大的发展潜力。

参考文献:

第9篇

关键词:新教材 新思维培养

在人才竞争日趋激烈的21世纪,版式新颖、图文并茂的中学数学实验教材(下文简称新教材)肩负着培养未来人才的重任,终于在2001年走进了中学课堂。新教材在理念、体系、形式和内容等方面都有了巨大的转变,体现了时展的要求和素质教育的宗旨。但正如所有改革的初始,新与旧之间总会产生磨擦与碰撞,新教材在带来新理念、新思维的同时,给中学课堂也带来了强烈的震撼,广大教师也面临着更大的机遇和挑战。如何领会新教材,把握新教材,使教法改革与教材改革达到完美统一,在蓬勃发展的教育改革中充分展示新教材的魅力呢?经过长时间的学习和实践,我认为,在新教材教学中我们应在教育观念、教学方法以及激发学生的学习兴趣、培养学生的数学思维等方面进行深入细致的探讨和研究。

一、深刻领会新教材的基本理念,切实转变教育观念

新教材的基本出发点是促进学生全面、持续、和谐的发展,其基本理念是突出体现普及性、基础性和发展性,关注学生的情感、态度、价值观和一般能力的培养,通过教授数学知识,使学生获得作为一个公民所必须的基本数学知识和技能,为学生的终身可持续发展打下良好的基础。新教材首先对教师的教育观念提出了挑战,要求教师不再作为知识的权威,将预先组织好的知识体系传授给学生,而是充当指导者、合作者和助手的角色,与学生共同经历知识探究的过程。对此,我们要有深刻的认识,要立足学生终身发展以及参与未来竞争的需要,切实转变教育思想,树立以育人为本的观念,适应时展和科技进步的要求,着力培养学生的创新精神和实践能力,促进学生的全面发展。教师教学思想的转变是用好教材、搞好教材实验、提高教学质量的重要前提。只有我们的教学观念与新教材基本理念相吻合,熟悉进而研究新教材和新的教学方法,从而逐渐过渡到熟练地驾驭新教材,才能变挑战为机遇,更好地使用新教材,使新教材充分发挥其作用。

二、充分利用新教材良好的可接受性,努力激发学生的学习兴趣

心理学告诉我们,学习兴趣是学生对学习活动或学习对象的一种力求认识和探索的倾向。学生对学习产生兴趣时,就会产生强烈的求知欲望,就会全神贯注、积极主动、富有创造性地对所学知识加以关注和研究,因此,人们常说兴趣是最好的老师。新教材编排上版式活泼、图文并茂,内容上顺理成章、深入浅出,将枯燥的数学知识演变得生动、有趣,有较强的可接受性、直观性和启发性,对培养学生的学习兴趣有极大的帮助。如,在初一数学第一章节中加入了“丰富的图形世界”,从学生能看得见摸得着的实际物体出发,开辟了初中数学的一片新天地,一改旧教材中抽象的“字母表示数”,避开了教学的难点,使中小学知识的过渡变得自然、平和,消除了学生对中学数学的畏难心理,更有利于激发学生的兴趣,这些都只是新教材自身在内容和形式上的优势所在。在教学过程中,作为课程的执行者,我们应该对此加以强化。要善于运用幽默的语言、生动的比喻、有趣的例子、别开生面的课堂情境,激发学生的学习兴趣;以数学的广泛应用,激发学生的求知欲望;以我国在数学领域的卓越成就,激发学生的学习动机;还要挖掘绚丽多姿而又深邃含蓄的数学美,给学生以美好的精神享受,培养学生对数学的热爱。总之,我们应通过多种手段、多种方式、多种途径不断激发学生学习数学的兴趣,让大家感受到数学中充满了美,数学也是一门生动活泼的科目,以取得更好的教学效果。

如,在教初一数学“几何体”部分时,我们可以鼓励学生深入到生活中去寻找或制作教材中的几何体并拿到课堂上来。在寻找的过程中,学生就开始对几何图像有了感性的认识。当学生寻找、制作的东西成为课堂上的教具时,学生兴趣高涨,教学效果远比教师拿来现成的教具要好得多。又如“正方体的表面展开”这一问题,答案有多种可能性,此时,我们应给学生提供一个展示和发挥的空间,让学生自己制作一个正方体纸盒,再用剪刀沿棱剪开,展成平面,并用“冠名权”的方式激励学生去探索更多的可能性。这样,不仅充分调动了学生的积极性,而且也增强了学生的自信心,课堂上学生积极主动、兴趣盎然,无形中营造了一种活泼热烈、充满生命活力的教学氛围。

三、围绕过程与方法,加强学生创造性思维的形成和创新能力的培养

数学学习是再创造、再发现的过程,必须要有主体的积极参与才能实现。改革后的新教材也将数学知识形成的基本过程和基本方法贯穿始终,这是培养数学思想和创造性思维的重要方式。在新教材的教学中,我们应紧紧围绕这一点,从学生的实际出发,结合教学内容,设计出有利于学生参与的教学环节,引导学生通过实践、思考、探索和交流,获得数学知识,发展数学思维,提高创新能力。

1.引导学生积极参与概念的建立过程

传统的教学中,基本概念、基本知识常常是要求学生死记硬背。新教材给我们开拓了新的思路,我们应积极引导学生关注概念的实际背景与形成过程,使学生理解概念的来龙去脉,加深对概念的理解,培养学生数学思维的严谨性。

2.引导学生积极参与定理、公式的发现与证明过程

在这个过程中,让学生掌握数学证明的思想脉络,体会数学证明的思维和方法,培养学生数学思维的独创性。

3.利用新教材中多次出现的一题多解的例子,引导学生积极参与问题的不同角度、不同思路的探索过程

通过一题多解让学生寻求不同解法的共同本质和思考方式的共性,最终上升到多解归一、多题归一的高度,使学生初步掌握数学方法和思想。如第三章“a能表示什么”一节中,有一题是通过火柴棒摆正方形来研究正方形个数与火柴棒根数之间的关系。我们可以让学生分成不同的小组,从不同角度对这一问题进行探索和研究,答案虽然一样,却可以得到多种不同的表达方式。这一过程既让学生学会了分析问题的方法,又扩展了学生的思维空间。

4.鼓励学生积极参与开放性课题研究

在研究过程中,学生可以将数学知识运用到实际生活中,这也是一个极好的实践、思考、探索和交流的过程。如讲“水位变化”这一节时,在引导学生探讨完例题后,可以让学生从实际生活当中寻找与例题相似的数据处理问题,像股票的涨跌、潜艇的沉浮等。由学生自行设计数据表格、提出问题,利用所学知识解决问题、给出评价,做成一个小型的数学报告或数学论文。通过这种开放性课题的研究,学生既提高了数学语言的运用能力和逻辑思维能力,又加深了对知识的理解,获得了新的知识,增强了合作意识,发展了创造性思维和创新能力。

5.从实际生活中提出问题,创设具有挑战性的问题情境

没有对常规的挑战,就没有创造。而对常规挑战的第一步,就是提问。一个好的提问比一个好的回答更有价值。因此,我们可以将学习内容设计成具有挑战性的问题,来引发学生更多的提问,启发学生的思考,逐步使学生学会将实际问题转化成数学问题,学会用数学观点观察分析现实问题,并用数学方法解决问题,初步掌握建立数学模型的思路和方法。如,讲到“可能性”这一节时,可让学生对现实生活中的彩票中奖率进行研究,比较各种形式的彩票中奖率的高低。

6.营造以学生为主体的严谨活泼的课堂氛围

改变课堂上传统的老师问学生答的旧模式,更多地采取讨论、辩论等方式,让学生积极主动地参与到教学中。问题可由学生来提出,结论由学生来探究,方法由学生来摸索,结果由学生来评价,甚至可以让学生上讲台讲解。鼓励学生标新立异、挑战知识权威,使学生解放思想、开阔视野,促进学生创新思维的发展。

四、精确把握新教材的精髓,创造性地使用新教材

中学数学教学从“知识传授”的传统模式转变到“以学生为主体”的实践模式,着眼于数学思想方法的渗透和良好的思维品质的养成,注重学生创新精神和实践能力的培养,这既是实施素质教育的要求,也是新教材的精髓所在。在新教材的实践中,我们应精确把握其精髓,发挥主动性和创造性,在教学方法上进行深入地探索和研究,并结合近几年教改中涌现的激励式、探究式、发现式、情趣式等优秀的教学法,根据实际情况,结合新教材的特点,有选择地加以吸收利用,逐步形成有新教材特色的、符合自身实际的教学法,更好地开展新教材教学。

在课堂教学中,我们应积极主动地对课程进行适当的修正和调适,灵活使用新教材,设计出新颖的教学过程,把枯燥的数学知识转化为激发学生求知欲望的刺激物,引发他们的进取心,这也是衡量课程实施效果的一个重要因素。如,新教材中安排“想一想”、“做一做”、“试一试”等内容,我们可以利用新教材这种富有弹性的课程设置,结合学生智力发展水平和发展要求的个体差异,有针对性地实施因材施教;利用新教材相对较为宽松的课时安排,选择更为合适的时机和内容,开展更多的社会实践活动,让学生将所学知识应用于生活,从应用中体会数学的快乐;还可以通过多种方式将科学技术发展的新成果、新动向和新趋势,及时地应用在教学活动中,进一步体现数学的实用性等等。

在新教材的实践中,我们还应积极开发、利用各种教学资源,为学生提供丰富多彩的学习素材。如,在初一数学“几何体”的教学中,我们可以用三维动画制作成多媒体课件,立体、形象、直观地讲解几何体的各种要素,有条件时还可以鼓励学生自己编程制作课件。

在新教材的使用过程中,我们可能会遇到一些暂时难以理解的问题,对新教材的编排会产生一些困惑。对此,我们不能轻易地进行否定,而应该从创新教育的角度出发,创造性地去理解和使用新教材。如,初一数学“绝对值”这一节中的“试一试”,教材中提到“|a|”的问题,因为在此之前并未学习字母能表示数,所以学生难以理解。对于这个问题的处理有两种方法,一是可以把这部分题目挪到下一章去做;二是引导学生自己从书中其它章节找答案、找工具,来解决这个问题。第一种方法采取了回避困难的态度,这样做不利于学生良好的意志品质的养成,有悖于新教材的宗旨。我们应当选择第二种方法,它既可以激发学生的探索兴趣,又可以培养学生独立获取资料解决问题的能力。

在教法改革中,我们还应防止矫枉过正,避免走进以“满堂问”代替“满堂灌”、以“少讲少练”代替“精讲精练”的误区。

研究表明,课程改革的成功有赖于教师切实有效的实施。在创新意识强烈的优秀教师眼里,教学并不是一项普通的工作,而是一门艺术,只有结合教学规律以及教材和学生的特点,不断更新教学模式,创造性地使用新教材,才能真正达到新教材培养创新能力的育人宗旨,才能创造出教学之美,体会到教学之乐。