數學課程中的常見命題是反映數學基本事實,具有壹定認知功能和實踐功能的真命題。它們構成了中學數學知識結構的核心,其主要形式是公式、定理、原理和規則。
命題學習以概念學習為基礎,是比概念學習更高級的學習類型。主要學習過程包括命題獲取、命題證明和命題應用。
根據命題中的概念與原有認知結構中相關知識的關系,數學命題的學習可以分為三種形式:上位學習、下位學習和平行學習。無論何種形式的學習,“當壹個學習者能夠恰當地、正確地將壹個命題應用於壹些不同的條件時,他就學會了這個命題”。
命題學習是以壹系列動作(反應)來應對壹系列條件(刺激)的能力表現,在促進學生發展有效的、連貫的行為能力方面具有突出的價值。因此,命題教學在數學教育中受到了特別的重視。
案例:計數原理
計數問題是數學研究的重要對象之壹。計數原理既是組合數學的初始知識,也是學習概率統計、微積分等數學內容的基礎知識,在數學知識體系中處於最基礎、最重要的地位。由於計數的兩個基本原理與現實生活密切相關,也是處理日常問題的常用方法,學生很容易從親身經歷中發現和總結原理的基本內容,所以教學過程的重點是引導學生有壹個簡單直觀的認識,發展數學表達和應用的能力,建立壹個清晰系統的知識結構。
這壹課的內容雖然不難,但屬於較高層次的法學學習。“原理”是最復雜的數學對象,是概念的順序加上這些概念之間的關系。建構壹個原理需要學生“用壹系列的行動來回應壹系列的條件”。所以這門課的學習心理比較復雜,認知過程要經歷直觀體驗、前科學概念、數學概念、關系判斷、原理創造、算法形成、情景應用等活動,構成了這門課的壹個難點。
教好這樣壹堂看似簡單實則復雜的課並不容易,對老師來說是多方面的考驗。壹是準確把握數學知識和課程要求的實質,讓學生在給定的時間內掌握原理的實質和應用;第二,準確把握學生的認知特點,設計適應學生心理的課堂活動,讓學生鍛煉數學思維,發展數學建模、數學表達和數學交流能力。
本課的兩個核心知識點是分類計數原理和分步計數原理。分類計數原理也叫加法原理,它的知識基礎是:完成壹件事,分類和加法。分步計數原理也叫乘法原理,其知識基礎是:完成壹件事,分步,乘法。學習這兩個原則是為了在理解中明確以下問題:
壹件事是什麽意思,如何完成壹件事,是分類完成還是分步完成,完成壹件事有多少種方式或步驟,為什麽分類用加法,分步用乘法。這些問題是全面理解原則的認知基礎,是正確把握原則內涵的重要方面,也是運用原則時必須考慮的基本內容。如果克服了這些問題,兩個原則就基本掌握了。因此,在教學中,教師要引導學生明確原理的知識基礎,不斷強化學生對“完成壹件事”、“循序漸進”、“幾種類型”、“幾個步驟”的理解,把握原理的本質關系,建立清晰穩定的算法模型,從而在解決實際問題中正確判斷和運用相應的原理。
“做完壹件事”是壹個比較抽象的詞匯。在教學中,學生要結合實例加以區分,以便直觀把握,觀點明確,為後面的論述奠定統壹的認識基礎。
“分類”和“逐步”是區分兩個原則的唯壹標準,也是應用兩個原則和選擇算法的依據。在討論“完成壹件事”的時候,會涉及到完成的方法。進壹步分析已完成的方法與這件事的關系,會發現有些方法可以獨立完成這件事,而有些方法只能部分完成。當學生意識到這壹點,就已經抓住了“分類”和“分步”問題的實質,接下來就是對“分類”和“分步”的精細加工和數學處理。
綜上所述,本課的核心概念是分類計數和分步計數,掌握原理的重點是理解“完成壹件事”,掌握分類和分步的標準,正確選擇算法,正確計算步數和類數。貫穿這節課的主要思想是數學模型的形成和應用,實現了分析、綜合、歸納、概括的思維方法以及“以簡單控制復雜”的總體思路。因此,教學設計應采用“問題情境引導探究——歸納概括”的探究模式,引導學生分析典型案例,總結相同特征,進壹步總結本質特征,最後通過應用實例加深對概念和思維方法的理解。