江蘇省寶應中學 崔成鳳
范例教學理論起源于德國,于二十世紀八十年代進入中國,在全國大范圍內(nèi)掀起了范例教學的熱潮。然而,八十年代的范例教學往往與填鴨式教育并存,很多一線教師誤解了“范例”的性質(zhì),認為“范例”即是由老師給學生做出正確示范,導致范例教學演變成了灌輸式教育,影響了教育的發(fā)展。新課改實施以來,范例教學逐漸退出了課堂,學術(shù)界鮮有關(guān)于范例教學的研究,這一教學理論幾乎被廣大教師遺忘。然而,范例教學也有其一定的教育功能,而前提是正確解讀“范例”,即與教學內(nèi)容相關(guān)的示范材料,包括發(fā)現(xiàn)數(shù)學、研究數(shù)學的過程、相關(guān)概念或定義的確立等等。通過這些范例,讓學生汲取成功經(jīng)驗,借鑒成功方法,對提高學習的有效性具有重要意義。對此,本文以高中數(shù)學教學為例,立足“算法案例”一課,探討了范例教學的課堂設計。
在課堂開始階段,學生們的注意力往往還停留在課外,被課外的某些事物所吸引,在這樣的前提下,新課的導入需要設計一個緩沖,即為學生能盡快適應課堂學習而創(chuàng)設情境,而其中可用的課程資源即包括范例教學中的示范材料。數(shù)學有著數(shù)千年的發(fā)展歷史,其間涌現(xiàn)了眾多膾炙人口的數(shù)學典故,教師可將這些典故作為范例材料應用于課堂開始,運用趣味范例活躍課堂氛圍,創(chuàng)設課堂情境,轉(zhuǎn)化學生的注意力,讓學生為學習新課做好充分的準備。
如“算法案例”一課的課堂開始,筆者首先通過課件展示著名的“韓信點兵”示范材料:將士兵列成三縱隊,則余2 人;列成五縱隊,則余3 人;列成七縱隊,仍余2 人。正當眾人茫然之際,韓信立刻算出了士兵的總?cè)藬?shù),即2333 人。
在這樣的情境下,根據(jù)范例導入新課:這道題屬于什么類型的數(shù)學問題?韓信運用了怎樣的方法來計算士兵的總?cè)藬?shù)?
在學生們交流討論的同時,筆者再次播放課件:今有物不知其數(shù),三三數(shù)之,剩2;五五數(shù)之,剩3;七七數(shù)之,剩2。問物幾何?
設問:對比“韓信點兵”和《孫子算經(jīng)》中的兩道題,它們之間有哪些共同點?
筆者歸納:“韓信點兵”問題運用到了剩余原理,即《孫子算經(jīng)》中的“孫子算法”。
設問:那么,如果用m 來表示“孫子算法”中所求的數(shù),要得到m,首先需要滿足哪些條件?
學生合作探究:3÷m 后余2,則mod(m,3)=2;5÷m 后余3,則mod(m,5)=3;7÷m 后余2,則mod(m,7)=2。
筆者歸納總結(jié):我們學過數(shù)學的自然語言,在這種狀況下,如果用自然語言來描述,則算法可以寫作:
S1 m ←1
S2 m ←m+1
S3 輸出m
S4 如果mod(m,3)=2,并且mod(m,5)=3 以及mod(m,7)=2,則執(zhí)行S3,否則執(zhí)行S2。
綜上,范例教學的課堂設計應遵循一條主線,即教學的核心內(nèi)容,在此基礎上,將學生的個人因素納入課堂設計的范疇,轉(zhuǎn)化學生的注意力,吸引他們?nèi)硇牡赝度氲秸n堂學習中來。因此,在“算法案例”課堂開始,筆者引入了“韓信點兵”這一趣味范例材料,讓學生通過破解“韓信點兵”的典故進入學習的正軌,并根據(jù)范例展開探究,從而激發(fā)他們的學習興趣,提高學習的有效性。
建構(gòu)主義理論指出,知識生成是一個動態(tài)的過程,在這一過程中,環(huán)境與知識、環(huán)境與學生心理、知識與學生心理三者之間必須建立起內(nèi)在聯(lián)系,從整體上實現(xiàn)有機結(jié)合,只有這樣,才能有效生成知識,提高學習質(zhì)量。因此,遵循“案例算法”的知識主線,在此基礎上用范例教學創(chuàng)設課堂情境,激發(fā)學生的探究欲,讓學生在范例的帶動下展開學習,是提高教學質(zhì)量的有效舉措。
如“算法案例”一課的授課環(huán)節(jié),此時學生們已基本了解了算法案例一課的研究方向、主要內(nèi)容和知識特點,在這樣的前提下,筆者再次用課件導入范例材料:十二世紀末,意大利著名數(shù)學家斐波那契發(fā)現(xiàn)小兔子出生兩個月后就有繁殖能力。由此他想到了一個有趣的問題,如果一對兔子在一個月的時間內(nèi)能生出一對小兔子,那么一年后可以繁殖多少只兔子?最后通過計算,他得出了答案,即144 只。
設問:這道題屬于什么類型的數(shù)學問題?他是怎樣計算出來的?
學生合作探究:屬于數(shù)列問題,其中任何一項的平方數(shù)都等于和它相鄰的前后兩項的乘積加1 或減1。
板書:偽代碼和流程圖。
讓學生閱讀教材,在此基礎上設問:斐波那契的數(shù)列中涉及了質(zhì)數(shù)和偽代碼,那么,如何概括上一環(huán)節(jié)中“孫子算法”的偽代碼?
學生合作探究:
m ←2
while mod(m,3)≠2
……
再次設問:可否根據(jù)前面的探究畫出算法案例的流程圖?
學生合作探究:
開始
m ←1
m ←m+1
……
練習:在三個連續(xù)的自然數(shù)中,最小的數(shù)能夠被15 整除,中間的數(shù)能夠被17 整除,最大的數(shù)能夠被19 整除,那么,如何用三個連續(xù)的自然數(shù)來滿足這一要求?
如此,通過在范例教學中引入相關(guān)材料,讓學生參照斐波那契的數(shù)列法去探究算法案例的核心內(nèi)容,引入流程圖和偽代碼的概念,使學生加深了對算法案例的認識。同時,用范例材料創(chuàng)設課堂情境,實現(xiàn)了環(huán)境與知識、環(huán)境與學生心理、知識與學生心理的有機整合,使學生能夠通過環(huán)境汲取知識,優(yōu)化知識的生成過程,從而提高了學習的有效性。
“范例”指向的是過去式,因此,“范例”教學的課堂設計既要兼顧前人的成功經(jīng)驗,即數(shù)學理論的發(fā)展過程,同時又要兼顧學生的學習經(jīng)驗,即學生的已學知識。將前人的成功經(jīng)驗作為范例,能夠提高學生的學習效率,而將學生的學習經(jīng)驗作為范例,則能夠起到復習、鞏固的作用,培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng)。因此,開展范例教學的課堂設計,對促進高中數(shù)學教學質(zhì)量具有重要意義。