教學設(shè)計一直被稱為學習理論與教學實踐之間的紐帶,瑞格魯斯提出:“教學設(shè)計是一門聯(lián)接的科學,它是一種為達到最佳的預(yù)期教學目標,如成績和效果,而對教學活動做出規(guī)范的方法體系.”當前的數(shù)學教學設(shè)計發(fā)生了很大的變化,教學設(shè)計已經(jīng)不僅是教材設(shè)計,而是針對整個教學系統(tǒng)、各類教育資源和教與學全過程的總體設(shè)計和開發(fā),即教學系統(tǒng)開發(fā)(ID—Instructional ystem Development).在這樣的潮流之下,教學設(shè)計的內(nèi)涵變得更加寬泛.1“ID”模式具體內(nèi)涵
ID通常包括“分析、設(shè)計、開發(fā)、實施和維護”五個階段.“分析階段”指對教育的變化、教育的價值和價值標準、教學任務(wù)、教學人員、資金、技術(shù)、風險等方面進行分析,不僅要基于教學系統(tǒng)設(shè)計的理性思考,更要著重考慮開發(fā)是否成功的現(xiàn)實可行性;“設(shè)計階段”指的是要拿出一個綜合性的、全面的總體設(shè)計方案,針對具體教學情境作進一步的細化分析;“開發(fā)階段”則是根據(jù)“設(shè)計階段”確定的具體方案對教學資料進行制作、調(diào)試、修改和發(fā)送,這是一個把設(shè)計方案變成具體形式的過程;而在“實施階段”,要完成整個教學系統(tǒng)的檢測、形成性評價,并提供學習支持服務(wù),特別是對開放的教學系統(tǒng)開發(fā)來說,各種學習支持服務(wù)是必不可少的;最后是“維護階段”,則要保證教師與學生的交流能順暢進行,并要及時獲得反饋信息,以便據(jù)此對教學系統(tǒng)開發(fā)做出更新、優(yōu)化甚至修改.這五個階段中,“設(shè)計階段”和“開發(fā)階段”至關(guān)重要,這在很大程度上決定了開發(fā)的成敗.教學系統(tǒng)開發(fā)的“設(shè)計階段”不僅包括宏觀層面的教學系統(tǒng)設(shè)計,更強調(diào)微觀層面的“細化設(shè)計”.而微觀層面的細化設(shè)計主要是指依據(jù)學習者特征和教學策略,運用視覺傳播理論、交互學習原則以及美學等方面的知識對教學訊息進行具體的設(shè)計.2以“ID模式細節(jié)設(shè)計”引領(lǐng)新時期數(shù)學教學
當前教學設(shè)計應(yīng)該做到什么樣的廣度和深度?怎樣調(diào)和新課標教學內(nèi)容與考試難度之間的矛盾?如何有效提升學生思維的多樣性和創(chuàng)造性?筆者認為“ID模式”是非常適合當前教學發(fā)展的,具體教學中找準適合學生的教學設(shè)計對學生的有效學習尤為重要,通過“ID模式”理論調(diào)整、組織課堂教學,讓教學更富有組織性,讓學生真正體會到高中數(shù)學的魅力,從而達到有效學習的目的.
其中,“ID模式”中微觀層面的“細化設(shè)計”則特別重要,實際教學中,學生思維往往會通過一些課堂提問反映出來,也許某些提問在老師看來過于簡單,有的出人意料,有的甚至不可思議,但是這些問題確實是客觀存在于學生頭腦之中,同時也暴露著學生的思維活動,這些“微觀”、“動態(tài)”的細節(jié)信息應(yīng)該引起老師的關(guān)注與重視,千萬不可一掠而過.相反教師能敏銳地捕捉其中的信息,并針對學生的困惑,迅速展開反思,深入挖掘,便可抓住“ID模式”中的“設(shè)計階段”的核心關(guān)鍵,從而產(chǎn)生巨大效應(yīng).如以下兩個教學設(shè)計案例:
案例1橢圓第二定義的穿插教學(背景:新課標對橢圓第二定義只是引入了一個習題,但實際教學中第二定義的應(yīng)用對解決橢圓問題還是具備一定價值)
人教版課本習題:點M(x,y)與定點F(c,0)的距離和它到定直線L:x=a2c的距離的比是常數(shù)ca(a>c>0),求點M的軌跡.
設(shè)計思路:傳統(tǒng)的教學設(shè)計是在求出點M的軌跡后順便給出了橢圓的第二定義.此時就有學生對此定義感到十分困惑,會問:“為什么會想到用這種方式給橢圓下定義呢?”教師面對學生這樣的問題往往很多情況是比較被動的,也許不了了之.但如果能對學生的提問進行反思,便可體會到:學生對第二定義給出的方式感到突兀,比較別扭,因為第一定義已經(jīng)牢牢在學生腦海中“扎根”.以至于對第二定義有排斥之感覺.這種現(xiàn)象心理學上稱為“功能固著”.因此從學生認知結(jié)構(gòu)出發(fā),進行“細節(jié)設(shè)計”,從已有的第一定義拓展到新知識點第二定義,教學設(shè)計做出調(diào)整,我們可以這樣安排教學:
解析 設(shè)M(x,y)是橢圓上的任意一點,橢圓的焦距為2c(c>0),M與F1和F2的距離的和等于正常數(shù)2a,則F1和F2的坐標分別是(-c,0)和(c,0),則橢圓就是集合P={MMF1+MF2=2a},因為MF1=(x+c)2+y2, MF2=(x-c)2+y2, 所以 (x+c)2+y2+(x-c)2+y2=2a,把這個方程移項,兩邊平方,得a2-cx=a(x-c)2+y2,將系數(shù)[X(]c[]a[X)]提出來,得ca(a2c-x)=(x-c)2+y2,由于a,c,(x-c)2+y2均是正數(shù),則很容易整理成(x-c)2+y2a2c-x=ca.
這是個全新而富有明顯幾何意義的關(guān)系式,通過這樣的“細節(jié)設(shè)計”處理,就可以水到渠成,順理成章地引入橢圓第二定義,因勢利導(dǎo)地幫助學生解決了認知中的困惑,找到了實施教學的最佳境界.
案例2 一道平面幾何競賽題解題的“藝術(shù)化”處理
(2014年全國高中數(shù)學聯(lián)賽第7題)設(shè)等邊三角形ABC的內(nèi)切圓半徑為2,圓心為I.若點P滿足PI=1,則△ABP與△APC的面積之比的最大值為.
設(shè)計思路:“逆鋒起筆”和“露鋒起筆”是書法技術(shù)層面的基本功,目的是增加書法的藝術(shù)審美功效,而在數(shù)學解題中注重“細節(jié)設(shè)計”,應(yīng)用美學等方面的知識,比如在本題教學中多增加一點書法上的類似“藝術(shù)化”處理,點撥更透一點,學生也會對題目有更多感悟,解題境界也必將愈加精進.
藝術(shù)化處理方向一:形化數(shù)——“逆鋒起筆”
當幾何角度直接切入比較困難的時候,坐標法的作用價值就能體現(xiàn).坐標法不僅可以把幾何問題通過代數(shù)的方法解決,而且還把變量、函數(shù)以及數(shù)和形等重要概念密切聯(lián)系起來.本題在處理的時候,后退一步,換個思路,純粹從坐標思想切入,如書法上講究的“逆鋒”,先逆行,然后再轉(zhuǎn)回行筆,有異曲同工之妙.
圖1
解析如圖1,以圓心I為坐標原點,等邊三角形ABC的高為縱軸平面直角坐標系,則因PI=1,知P的軌跡方程為x2+y2=1,可設(shè)P(cosθ,sinθ),因AB=AC,則△ABP與△APC的面積之比即可轉(zhuǎn)化為P到AB和AC兩條直線的距離之比,通過等邊三角形ABC的內(nèi)切圓半徑為2這一條件,易求得直線AB方程:3x-y+4=0和AC方程:3x+y-4=0,利用點到直線距離公式求得:△ABP[]△APC=|3cosθ-sinθ|[]|3cosθ+sinθ|,接下去利用導(dǎo)數(shù)求最值或令t=|3cosθ-sinθ|[]|3cosθ+sinθ|,化簡轉(zhuǎn)化為(3t-3)cosθ+(t+1)sinθ=4t+4,合一變形后利用三角函數(shù)的有界性,|sin(θ+φ)|=|4t+4|[](3t-3)2+(t+1)2[X)]≤1,兩邊平方后求得t的范圍,進而求出△ABP[]△APC最大值為3+5[]2[X)].
利用坐標法思想求解平面幾何中的較復(fù)雜問題,看似把簡單的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,是一種“倒退”,但對于學生的思維特點來說,“逆鋒起筆”往往能化整為零,逐個突破,在實際教學訓練中值得更加重視,讓坐標法思想滲透的更徹底.在時間緊迫,計算量大的數(shù)學競賽和高考中,當幾何角度無法立刻突破之時,不失為臨場解題的一個很好的“后招”.
藝術(shù)化處理方向二:形提煉——“露鋒起筆”
通過幾何角度來解題,往往更加快捷,更容易抓住重點,但前提是必須有對題目條件的“提煉”能力,要撥開籠罩在幾何圖形上的迷霧,讓核心條件現(xiàn)出原形,正如書法中的“露鋒”,起筆看似簡單,但一招抓住要領(lǐng),氣勢盡顯,掌控全局.
圖2圖3
解析如圖2,延長AP交BC于,作BD⊥AP延長線,CE⊥AP延長線,作AQ⊥BC交BC于Q,利用三角形面積公式△ABP[]△APC=1[]2[X)]AP·BD[]1[]2[X)]AP·CE,可轉(zhuǎn)化為BD和CE的比值,利用△BD∽△CE,轉(zhuǎn)化為求BC的最大值,此時容易發(fā)現(xiàn)A與P所在單位圓相切,如圖3所示,由條件易求AI=4,AQ=6,IP=1,AP=15.而△API∽△AQ,代入數(shù)據(jù)求得Q=2[]5[X)]15,又因為BQ=CQ=23,所以BC=BQ+QCQ-Q=3+152,通過觀察“提煉”,面積之比轉(zhuǎn)為線段長度之比,降了維度,計算甚是簡潔,“露鋒”之效果盡顯.
本題如果從形的角度進一步推敲,觀察幾何特征,聯(lián)系三角形面積的夾角正弦公式,則會發(fā)現(xiàn)△ABP[]△APC=1[]2[X)]AP·AB·sin∠BAP[]1[]2[X)]AP·AC·sin∠CAP,因∠BAP+∠CAP=π[]3[X)],很容易得到本題取到最大值時,只需∠BAP盡量大,由圖可知即需A與P所在單位圓相切,如能觀察到這個角度方向,則“提煉”之功力更佳,“露鋒”之效果也更好.3“ID模式”細節(jié)設(shè)計思想對教師的要求
ID的“分析、設(shè)計、開發(fā)、實施和維護”五個階段非常適合新課程新“課標”的要求,教師教學設(shè)計的真正目標就是有效達到新“課標”的要求.為此教師應(yīng)在平時做個有心人,以這五個階段為基本指引,提高自身的“微觀”細節(jié)設(shè)計能力,如深入研究“課標”和教材,仔細閱讀教材教學參考書,弄懂教材的真正編寫意圖,從而結(jié)合學生學習實際情況,采用更加貼合學生水平的教學范例.另外,不斷深入了解學生的思想狀況、心理特點、知識水平,以教材中最基本的概念、原理為中心,從縱、橫兩方面對教材進行更精細的處理.在教學過程中更要抓住關(guān)鍵,抓住“微觀細節(jié)設(shè)計”,由淺入深,循序漸進,培養(yǎng)學生分析解決問題的能力.同時需要我們自己不斷學習,提高個人知識水平,不斷提高對教材的理解能力,提高自己的細節(jié)處理水平,要給學生一碗水,教師必須有一桶水,只有不斷學習,才能圓滿完成教學任務(wù).4結(jié)束語
課堂教學是學生在校期間學習文化科學知識的主陣地,課堂教學不但要加強雙基,而且要提高智力;不但要發(fā)展學生的智力,而且要發(fā)展學生的創(chuàng)造力和社會適應(yīng)及活動能力;不但要讓學生學會,而且要讓學生會學,有良好的自學能力.同時在教學過程中,也不可把學生的課堂疑問輕描淡寫地一語帶過,一味地按照自己的固有設(shè)計按部就班地機械教學.要實現(xiàn)這樣的目標,“ID”教學中的“細節(jié)設(shè)計”模式確實有很大的參考價值,若能提高自己微觀層面的細節(jié)教學設(shè)計能力,則必能開拓教學,使學生真正成為學習和探索的主人,并真正做到教學相長,共同提高.
參考文獻
[1]張煜錕,陳曉慧,魏淼.近20年來教學設(shè)計國際觀評述[J].現(xiàn)代遠距離教育,2014(02).
[2]李建良.淺談數(shù)學課堂ID下的概念教學[J].中學生數(shù)理化,2012(04).
作者簡介 金偉兵,男,獲湖州市數(shù)學教師綜合能力、解題競賽、學案設(shè)計、試卷分析、信息技術(shù)、微視頻等一等獎,發(fā)表文章近20篇,湖州市2014年十佳青工提名,浙江省2014年青年崗位能手.