對高中數(shù)學課堂有效教學的再思考——有感于2011年浙江省課堂教學評比與觀摩活動

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(寧波市教育局教研室 浙江寧波 315000)

對高中數(shù)學課堂有效教學的再思考——有感于2011年浙江省課堂教學評比與觀摩活動

●馮斌

(寧波市教育局教研室 浙江寧波 315000)

筆者有幸參加了2011年浙江省課堂教學評比與觀摩活動，并作了大會發(fā)言交流.本次活動的宗旨是交流全省各地市高中數(shù)學課堂教學改革的經(jīng)驗，探討高中數(shù)學課堂教學的有效性，提升高中數(shù)學教師的執(zhí)教能力.全省各地市的12位優(yōu)秀青年教師代表用他們扎實的數(shù)學功底、先進的教學理念、獨特的教學設(shè)計、精準的教學語言、嫻熟的多媒體技術(shù)為學生和觀摩教師呈現(xiàn)了一節(jié)節(jié)精彩紛呈的數(shù)學課，每節(jié)課更是凝聚了參賽教師背后每個優(yōu)秀團隊的實力和付出的艱辛勞動.筆者在享受豐盛的知識大餐的同時，也激發(fā)了對高中數(shù)學課堂有效教學的進一步思考，以下是筆者對比賽課之一的“人教版數(shù)學必修3第三章3.1.1隨機事件的概率”這節(jié)內(nèi)容聽課后對高中數(shù)學課堂有效教學的再思考，以拋磚引玉.

1 課堂教學過程回顧

本課時的主要教學任務(wù)是:(1)通過實例使學生能夠從實際問題中抽象歸納出事件、概率等相關(guān)概念.(2)通過經(jīng)歷“試驗—觀察—探究—發(fā)現(xiàn)—歸納”的過程，體會隨機事件發(fā)生的不確定性、隨機事件的統(tǒng)計規(guī)律性及其頻率的穩(wěn)定性，了解通過大量的重復試驗，用頻率估計概率的方法，正確理解概率的統(tǒng)計定義，理解頻率與概率的聯(lián)系與區(qū)別.(3)通過數(shù)學實驗，培養(yǎng)學生觀察、動手、歸納能力；通過隨機事件規(guī)律性地尋找，樹立辯證唯物主義思想觀，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度、團隊合作和勇于探索的精神.6位執(zhí)教的青年教師根據(jù)學生的思維發(fā)展水平和教學任務(wù)，結(jié)合課程標準，很好地領(lǐng)會了教材的意圖，科學、準確地把握了教學目標，并按教師教學用書中的教學建議嚴格組織教學過程.

雖然這6位青年教師上的是6節(jié)同課異構(gòu)的課，但最終都經(jīng)歷了以下5個階段：創(chuàng)設(shè)情景引入“必然事件、不可能事件、隨機事件”這3個概念；動手試驗用頻率來估計隨機事件發(fā)生的可能性的大??；通過數(shù)據(jù)分析引入度量隨機事件發(fā)生的可能性大小的量——概率及其統(tǒng)計定義；借助試驗結(jié)果剖析頻率、概率的區(qū)別與聯(lián)系；小結(jié)并布置作業(yè).所不同的是情景的具體內(nèi)容、學生動手試驗的內(nèi)容、試驗后數(shù)據(jù)的處理分析方法、概念形成的方式、組織教學活動的手段等.

2 課堂有效教學的再思考

2．1 情景引入的思考——關(guān)注情景的針對性和必要性

6位教師在引入新課時，都獨具匠心地創(chuàng)設(shè)了教學情景，有學生感興趣的體育比賽，如麥迪時刻和劉翔跨欄；有身邊的名人事跡，如榮獲2011年拉斯克臨床醫(yī)學獎的屠呦呦教授獲諾貝爾獎的可能性；有學生熟悉的游戲引入，如拋硬幣、擲骰子、剪刀石頭布等；有改編后的童話故事，如喜羊羊與灰太狼等；有改編后的寓言故事，如守株待兔、龜兔賽跑等.目的是激發(fā)學生的聽課熱情，引發(fā)學生對生活和社會的感性認識和理性思考，也為后續(xù)的思維活動建立起感性認識基礎(chǔ)．但是在關(guān)注情景創(chuàng)設(shè)的趣味性、啟發(fā)性、時代性的同時，更應(yīng)關(guān)注其針對性、必要性、簡潔性.對本節(jié)課而言,在初中階段學生已接觸過“必然事件、不可能事件、隨機事件”這3個概念，本節(jié)課的主要任務(wù)是使學生對這些概念表述得更加清楚和簡潔，沒必要對情景過度渲染與包裝，教學重點是突出求隨機事件概率的必要性、隨機事件概率的統(tǒng)計定義.

2．2 拋擲硬幣試驗的思考——遵循“以學定教”的教學理念

“以學定教”是有效教學的一條鐵律.筆者以為教師應(yīng)該：(1)根據(jù)學生的原有知識、經(jīng)驗、認知規(guī)律來確定教學內(nèi)容；(2)根據(jù)學生的興趣、思維狀態(tài)來調(diào)整教學過程；(3)高中數(shù)學課的主要活動是思維的活動，只有學生的思維得到了發(fā)展才算有效，其他一切活動都是為激發(fā)學生的有價值的思維活動服務(wù)的.

教材要求學生實際動手操作而且必須認真做好拋擲硬幣試驗，雖然學生在初中階段已經(jīng)做過這個試驗，但它對理解隨機事件的隨機性和頻率的穩(wěn)定性有重要的意義.筆者認為拋硬幣試驗的思維點有：(1)初中已做過的試驗，為什么高中還要動手做？拋硬幣試驗是取是舍？如何制定規(guī)則？(2)試驗后，為什么要把各小組的數(shù)據(jù)進行累加？如何統(tǒng)計、分析、處理數(shù)據(jù)？(3)拋7萬多次硬幣需要20多個小時，除科學家堅韌不拔的意志品質(zhì)外，是什么驅(qū)使科學家做這么多次的試驗？(4)大量重復試驗后，頻率有什么變化規(guī)律？

教學片段1摸球游戲的設(shè)計(臺州楚門中學：施小斌)

學生試驗：給每組學生提供一個黑色不透明的袋子，袋中裝有10個大小、質(zhì)地完全相同的2種顏色(黃色和白色)的乒乓球，讓學生通過摸球試驗猜測袋中黃球有幾個？

試驗的教學步驟：(1)明確試驗規(guī)則與注意點；(2)統(tǒng)計試驗結(jié)果；(3)表示實驗所得數(shù)據(jù)；(3)分析數(shù)據(jù)特點；(4)尋找數(shù)據(jù)規(guī)律.

評價這個教學設(shè)計將教材中的試驗進行了加工改變，這種改變使得數(shù)學試驗的功能從對已知的驗證變成了對未知的探索，學生的參與欲望更高，學生的學習更加主動.這個具有探索意味的數(shù)學試驗設(shè)計，使得學生積極主動地體驗數(shù)學概念、結(jié)論逐步形成的過程，有效促進了學生的數(shù)學理解.

2．3 合作學習的思考——把握好合作學習的度

合作學習是新課程標準下倡導的一個學生學習的很重要方式，已被教師們接受和采納.在本次課堂教學評比中可謂百花齊放，他們以自己的理解方式自主設(shè)計和大膽嘗試不同的合作學習內(nèi)容、合作學習方式.筆者以為合作學習應(yīng)注意度的把握：(1)選擇合適的內(nèi)容；(2)把握有利時機；(3)運用恰當?shù)姆椒?

選擇合適的內(nèi)容是教師們最糾結(jié)的事，筆者認為：首先要考慮合作的必要性，合作學習要處理的是個人力量難以解決，通過合作發(fā)揮團隊集體智慧，以提高每個人的能力；其次要考慮合作的可能性，內(nèi)容是在學生最近發(fā)展區(qū)內(nèi)并與他們的知識、經(jīng)驗、能力相當?shù)?，且合作所需的時間是課內(nèi)允許的.

教學片段2合作學習的設(shè)計(寧波效實中學：梁毅)

前后4人一組選擇以下1～2個問題進行討論：(1)頻率的特點；(2)概率可以如何定義？(3)頻率與概率的區(qū)別與聯(lián)系.要求有文字記錄，小組討論后進行班級交流，發(fā)言要精煉、完整、準確，不重復其他人發(fā)言內(nèi)容.

評價這個合作學習設(shè)計的特點是：(1)討論的問題設(shè)計得好：首先控制好了問題的深度，能夠使學生“跳一跳摘到桃子”；其次把握好了問題的跨度，既抓住了本節(jié)課的重點、難點，又從整體出發(fā)，抓住了知識的內(nèi)在聯(lián)系和前后的銜接；同時掌握好了問題的寬度，問題針對大多數(shù)學生的知識水平、生活經(jīng)驗和學習能力.(2)對合作學習提出了適切的要求：只要求討論其中的1～2個問題,要有文字記錄以及發(fā)言的具體要求.(3)選擇了合適的時機，拋硬幣試驗探究后，通過安排這樣的合作學習，促進學生對知識的認識從模糊到清晰，從經(jīng)驗到科學.

2．4 對數(shù)據(jù)收集、處理、分析的思考——體現(xiàn)數(shù)學的理性精神

數(shù)據(jù)是從具體背景里產(chǎn)生的，即從存在事物的全體或樣本的觀察、試驗搜集而來或通過模擬產(chǎn)生.拋擲硬幣試驗的數(shù)據(jù)收集有3條途徑：(1)從學生課堂現(xiàn)場試驗中采集；(2)計算機模擬所得；(3)歷史上數(shù)學家的實驗數(shù)據(jù).

“用數(shù)據(jù)說話”是本節(jié)課的一個亮點，6位執(zhí)教教師都意識到了，但關(guān)鍵是如何引導學生借助統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖，掌握處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的能力.通過觀察數(shù)據(jù)和圖表，總結(jié)隨機事件呈現(xiàn)的規(guī)律，進一步弄清頻率與概率的聯(lián)系和區(qū)別：(1)頻率本身是隨機的，在試驗前不能確定，且每次試驗所得頻率有可能相同，有可能不同；(2)概率是一個確定的值，是客觀存在的，與試驗無關(guān)；(3)隨著試驗次數(shù)的增加，頻率會越來越接近概率.其次是通過數(shù)據(jù)和圖表的分析，讓學生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的全過程，從而培養(yǎng)學生歸納、抽象和概括的能力.

教學片段3分析拋硬幣實驗所得的數(shù)據(jù)(溫州中學：孫軍波)

師：(1)大家得到的頻率并不完全一致，這是為什么？

(2)如果我們再做一次，結(jié)果和現(xiàn)在一樣嗎？

(3)大家做出來的硬幣正面朝上的頻率并不是0.5，跟我們的猜測有出入，那是為什么？

(4)書本上要大家把小組實驗結(jié)果加起來，再把全班實驗結(jié)果加起來，目的是什么？能不能嚴格替代多次重復試驗？

用計算機模擬以下多次重復實驗，就模擬5組拋1 000次的情況，進行對比實驗.

(5)為了更好地分析數(shù)據(jù)，我們可借助統(tǒng)計手段“統(tǒng)計表”與“統(tǒng)計圖”(教師用Excel現(xiàn)場演示所得的統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖)，通過對比能發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？

接著介紹歷史上數(shù)學家所做的這個實驗的結(jié)果.

評價該教學設(shè)計中，教師是通過學生實驗、計算機模擬、數(shù)學家的實驗數(shù)據(jù)，并借助統(tǒng)計手段(統(tǒng)計表、統(tǒng)計圖)，對數(shù)據(jù)特點的分析(數(shù)據(jù)不一致、但有波動范圍)，尋找到了數(shù)據(jù)的規(guī)律：隨著試驗次數(shù)的增加，硬幣正面朝上的頻率從“不穩(wěn)定”到“在0.5附近擺動”到“逐步穩(wěn)定在0.5附近”.

以患者用藥效果為依據(jù)進行療效評定。顯效：患者治療后，其臨床癥狀改善顯著，且收縮壓、舒張壓下降幅度超過20 mmHg；有效：患者臨床癥狀有所改善，其收縮壓、舒張壓下降幅度在10～19 mmHg間；無效：患者臨床癥狀及血壓指標均未出現(xiàn)有效變化?？傆行?顯效率+有效率。

2．5 概率定義教學的思考——突出概念的本質(zhì)屬性

對于數(shù)學概念的學習，忌“一個定義，幾項注意”式的教學模式，概念學習并不僅僅能記住它的定義、認識代表它的符號，而是要真正能夠把握它的本質(zhì)屬性.數(shù)學概念的學習有2種形式：“概念形成”與“概念同化”.

在初中階段，學生雖已經(jīng)接觸過概率這個概念，但往往對概率只是模糊甚至是錯誤的認識，特別是對頻率與概率的辯證關(guān)系的理解上.教師對概率定義的教學過程不宜采取直接傳授法，應(yīng)讓學生親自動手試驗，觀察、歸納和總結(jié)蘊含的思想方法，親自參與知識產(chǎn)生、發(fā)展的過程，并啟發(fā)學生正確思考，及時歸納總結(jié)，采取“概念形成”的方式設(shè)計教學活動，使概率定義的教學既體現(xiàn)合理性又體現(xiàn)過程性.具體可分以下幾個層次：(1)特殊的試驗，如拋硬幣試驗：通過大量的拋擲硬幣試驗結(jié)果，借助統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖等手段，使學生感受到隨著試驗次數(shù)的增加，正面朝上的頻率在0.5附近擺動.(2)由特殊事件轉(zhuǎn)到一般事件.一般地，隨機事件A在每次試驗中是否發(fā)生是不能預知的，但是在大量重復試驗中，隨著試驗次數(shù)的增加，事件A發(fā)生的頻率穩(wěn)定于[0，1]中的某個常數(shù).(3)解釋這個常數(shù)代表的意義,可以用這個常數(shù)度量事件A發(fā)生的可能性大小.

2．6 預設(shè)與生成的思考——追尋兩者的動態(tài)平衡

預設(shè)與生成是課堂教學的兩翼，缺一不可.凡事預則立，不預則廢，課堂教學是有計劃、有目的的活動，不能沒有預設(shè)，但課堂教學本身是一個動態(tài)的建構(gòu)過程，課堂教學更因生成而精彩！我們的課堂教學實際上總是在努力追尋著預設(shè)與生成之間的一種動態(tài)平衡.課堂的生成雖是變化不定的，但學生意外生成資源的時機一般有：(1)被激發(fā)起“興奮”的學習狀態(tài)時發(fā)出的精彩火花；(2)展示、交流活動中因思維碰撞而出現(xiàn)的獨特見解、錯誤理解；(3)學生表情出現(xiàn)“細微”的變化.著名教育家蘇霍姆林斯基說過：教育的技巧不在于能預見到課堂的所有細節(jié)，而在于根據(jù)當時的具體情況，巧妙地在學生不知不覺中作出相應(yīng)的變化.教師要以敏銳的觀察力和判斷力捕捉、甄別、重組學生的各類信息：對消極的、負面的、價值低的“生成”，應(yīng)采取靈活機智的方法，讓其思維“歸隊”；對學生積極的、正面的、價值高的“生成”,要加以鼓勵、利用，以點燃學生智慧的火花，讓課堂煥發(fā)生命的活力.

教學片段4拋硬幣試驗探究(義烏中學:樓萍萍)

師：如何才能獲得隨機事件發(fā)生的可能性大??？

生1：生活中我們根據(jù)生活經(jīng)驗，估計得到.

生2：數(shù)學中我們根據(jù)數(shù)學試驗，收集、分析數(shù)據(jù)得到，或根據(jù)公式計算直接得到.

師：數(shù)學上用哪個量來刻畫隨機事件發(fā)生的可能性大?。?/p>

生3：求出試驗數(shù)據(jù)所得的平均值或標準差.

(學生的回答是教師教案中未曾涉及的.)

師：請同學們想一想數(shù)學中各種統(tǒng)計量的功能：標準差是用來刻畫數(shù)據(jù)的離散程度，平均數(shù)是用來刻畫數(shù)據(jù)的集中程度.

……

評價“不速之客”的意外發(fā)言“求出試驗數(shù)據(jù)所得的平均值或標準差”是教師在教學設(shè)計中沒有預料的，本教學設(shè)計中教師的處理方式不是直接否定，不一味拘泥于課前的預設(shè)，而是抓住生成的有利資源，切中學生錯誤的要害——學生沒有正確理解各種統(tǒng)計量的功能，從而進行了針對性的引導，也成了本節(jié)課的一個預料之外的精彩之舉.

2．7 教學手段的思考——板書與信息技術(shù)的有效整合

隨著計算機和軟件技術(shù)的發(fā)展，幻燈、動畫、圖片、音像等多種媒體以及各種仿真軟件全面進入到課堂，使課堂教學更加趣味化、直觀化、形象化，而且這些信息技術(shù)可以呈現(xiàn)以往難以呈現(xiàn)的內(nèi)容，為開發(fā)學習資源和探究數(shù)學問題提供強有力的工具，對教育的價值、目標、內(nèi)容、教與學的方式產(chǎn)生了重大影響，作用不可限量.但正如汽車飛機不能完全代替步行、自動化流水線無法取代手工一樣，板書也不可能被現(xiàn)代信息技術(shù)所完全取代,它在教學中的重要性是毋庸置疑的，它將會長久地在課堂上占有一席之地.我們在平時教學中，既要充分發(fā)揮信息技術(shù)的作用，又要充分發(fā)揮板書的作用，讓學生手、眼、耳、腦并用，充分提高課堂教學效率.

板書設(shè)計是運用文字、符號、圖表等書面語言,在黑板上進行表情達意、教書育人的創(chuàng)造性活動.數(shù)學板書設(shè)計有以下幾種類型：規(guī)范式、提綱式、對比式、構(gòu)圖式、表格式等.

教學片段5板書設(shè)計(舟山南海實驗中學:李意海)

(1)事件的分類

(2)

評價教師在“用重復實驗的方法估計簡單隨機事件發(fā)生的概率”的教學過程中，以學生的“自主、合作、探究”活動為主，采用多媒體輔助教學，利用Excel的計算功能、折線圖功能和函數(shù)功能，迅速記錄匯總試驗數(shù)據(jù)，并直觀地展示頻率的波動性和穩(wěn)定性.同時用簡要的數(shù)學文字語言和符號語言，把研究問題的思維過程及數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)的規(guī)律寫在黑板上，起到了概括作用.這些板書也是本節(jié)課要把握的知識點所在，起到了畫龍點睛的作用,也體現(xiàn)了內(nèi)容美與形式美的和諧統(tǒng)一.