二、基于问题教学法的实施步骤
1.教师提出问题
教师在每次上课之前要精心设计适合学生自学的问题体系,目的是为了诱导学生的思维,激发学生的学习兴趣,让学生置身于特定的问题环境中,营造一种质疑、探究、讨论、和谐互动的学习氛围。这一步骤要求教师不仅需要熟悉教学内容,还必须更好地了解学生的实际情况,这是成功实施问题教学模式的基础。
2.积极分析问题
问题教学法的基本特点是教学环节由一连串问题组成,并且问题与问题之间的联系具有链接性和层次性。前一个问题是后一个问题的铺垫,后一个问题又是前一个问题的深化和拓展。在学生熟悉了相关知识的基础上,根据给出的实际问题,教师引导学生进行探索。探索活动一般包括自学教材、观察实验、小组讨论等方式。学生一方面要充分利用原有认知结构中存储的`有关知识信息,另一方面可以利用教材、实验或教师提供的阅读材料,获取解决问题的方法。在对问题讨论中教师要创设和谐民主的教学环境,要让学生充分发表自己的见解,大胆质疑,相互答辩,相互启发。
3.解决问题
当所有学生都对问题的解决方案有了一定的思路之后,教师组织课堂发言。让每一小组推荐一位表达能力强的学生,在课堂上把他们对解决问题的方法及结论的合理性进行讲解。在每组讲解完之后,其他学生可以对他们进行提问,而发言小组的学生要向其他同学和老师进行解释。教师在主持和引导的同时,也可以向学生提问。这样通过对一个又一个问题的提问,推动学生思考,将问题引向纵深层次,一步步朝着解决问题的方向发展。
4.对问题的结果进行评价
问题教学法不仅以问题为开端,还以问题为终结。教学的最终结果不是传授知识来消灭问题,而是在解决已有问题的基础上引发更多、更广泛的问题。因此教师在对问题的结果进行总结时要注意引导学生反思“这个问题为什么要这样解决”,“这个问题还可以怎样解决”,“从解决这个问题中我学到了什么”以及“这种解决方案还有什么不足之处”等等,从而激发他们提出新的问题,这是问题教学中最重要、最有教益的一个方面。
三、基于问题教学法的实施案例
在基于问题教学的过程中,每次讨论的问题都围绕某一专题进行讨论学习,下面以“公平的席位分配问题”[4]为例,说明在“数学建模”中如何运用问题教学法。
1.合理设计问题
奖学金评定是学生比较关心的问题,笔者根据学生的兴趣及认知水平选择“奖学金名额分配问题”。设某校有5个系A、B、C、D、E,各系学生数分别为345、72、894、68、39,现在有74个奖学金名额,问每个系分配几个名额比较公平?[5]在给出问题后,我们将相关问题印发给学生,并让学生课下先收集关于“公平的席位分配问题”的模型及相关求解方法并认真研读。
2.小组讨论分析问题
根据课下学生收集的求解方案,上课时首先以小组为单位初步讨论。首先提出如果让同学们进行分配的话,他们会使用什么方法进行分配,让他们进行讨论。学生首先会给出比例分配方案,如果按人数比例分配到各系的名额恰好都是整数,可以得到完全公平的分配方案。但在很多情况下,按人数比例分配到各系的名额带有小数。比如在这个问题中各系分配的名额数分别为:18.00、3.76、46.65、3.55、2.04,有小数部分。可以先把整数分配完,这时各系分配的名额数为:18、3、46、3、2。共分配了72名额,还有2个名额该如何分配?大家经过讨论,会提出谁的小数部分大就把名额给谁的分配方案,于是第73个名额给B系,第74个名额给C系。最终的方案是各系名额数分别为:18、4、47、3、2。接着老师会提出下面的问题,这种分配方案对谁最不公平?学生会进一步讨论每个名额代表的人数,A为19.17人,B为18人,C为19.02人,D为22.67人,E为19.5人,说明这种分配方案对D系最不公平,而B系最占便宜,两个系中每个名额代表的人数相差了4.67人。那么要重点讨论有没有相对来说比较公平的席位分配方案。
3.学生进行发言讨论
在所有小组都讨论完之后,教师组织各组学生进行课堂发言和讨论,让每组选一人报告本小组讨论结果。教师对各组的报告进行评价,指出在讨论过程中的问题及不足之处。在这个问题中,学生根据课下收集的文献资料会逐步提出Q值分配方案,Q值分配方案的改进,Q值+D’Hondt分配方案,席位分配的平均公平度方案等等。每种方案都是前面方案的改进,最后我们提出问题,这些分配方案公平度如何?让学生逐一讨论,从而营造出一个讨论主题鲜明、学习氛围良好的课堂环境。