在目前的高中数学教程中,概率是为数不多的与现实生活紧密结合的内容之一。概率概念包含直观的思维,但往往与我们生活经验中的直观期望不一致,给学生的学习带来一定的困难,对教师的教学提出了更高的要求。教学的困难主要体现在:一是一些与概率相关的概念相对隐蔽,难以察觉;其次,一些错误的概念似乎是合理和合乎逻辑的;此外,很难找出学生在解决概率过程中的真实思维。
对学生来说,概率是一个看似简单而相当困难的学习内容。学生对概率的认知在很大程度上缺乏与数学知识的联系,认为生活是直观的;往往对答案不确定,缺乏学习信心。在教学中,学生可以感受到概率概念的直观迷思。学生的直观思维如何影响概率内容的学习;数学教师如何调整概率内容的直观教学,帮助学生建立正确有效的概率直观,提高学习水平?
Fischbein将直观分为原始直观和二阶直观。原始直观是由个人生活经验发展而来的,即使在接受学校教育后也能出现。二阶直观是通过教育干预获得的科学概念。[1]对于同一个问题,二阶直观往往与原始直观相矛盾。直观可以影响学生的判断和学习。虽然它往往与正确的概念背道而驰,但由于它具有整体思维的特点,在解决问题的初始阶段有很大的帮助,即原始直观和二阶直观在学生的学习中起着重要的作用。学生在学习中需要直观,但必须正确直观。因此,帮助学生克服直观的迷思,重建正确的数学概念是非常重要的。
在概率问题上,直观的角色似乎比其他部分的数学学习更重要。直观的概率往往与数学计算结果相反,就像彩票中奖的概率如此之小,但实际上每周都有人中奖一样。概率包含直观的思维,但充满了迷思的概念。直观性需要通过数学知识来重建和清晰。[3]如果学生能对直观性有洞察力,它将有助于学习抽象的数学概念,教师需要向学生呈现直观的形式化表现,所以教学应该从例子开始,讨论例子中的现象,然后指出结构,然后进行定义。原始的直观性不会消失,即使通过教学干预被覆盖,也会潜在影响学生的判断,因此教师和学生必须面对直观性,在学习中分析和纠正原始的直观性。
由于概率的抽象性和不确定性,学生很难用解决确定性问题的思维方式来解决灵活的概率问题,这决定了概率内容教学方法的转变。为此提出以下建议:
(1)注重脚手架的教学
根据维果斯基提出的近侧开发区,(ZPD)从这个角度来看,教师可以根据学生的原始背景知识建立一个暂时的学习框架,帮助学生从实际发展水平进入潜在的发展水平,这也是一种支持式教学。[4]在实际概率教学中,教师必须根据学生的原始认知,根据教科书的内容和学生的特点,提供学习过程中所需的脚手架,脚手架应根据学生的实际学习情况不断调整,使学生能够培养独立学习的能力。同时,在教学活动的设计中提供适当的学习情境,使ZPD学生能够积极学习,帮助纠正学生的迷思概念,促进学生的自我反思,加强学习的概率。
(2)注重“类比”和“冲突干预”
类比教学是重组一系列数学问题,从锚定问题开始引出正确答案,通过桥梁问题引出迷思概念,然后对目标问题强烈暗示迷思概念。冲突教学使用一个问题来引出学生的错误答案,然后呈现一种与学生错误答案相冲突的情况,让学生意识到自己答案的错误。通过思维的影响,学生可以更直观地发现错误。教师可以收集学生在认知上的直观迷思,并将其融入到自己的教学实践中,进行有针对性的教学。
(3)注重知识网络建设
学生能否准确、快速地运用概率概念和模型来解决问题,取决于他们能否真正掌握每个概念和模型之间的联系和差异。所谓的“巩固基础,提高能力”本质上是指导学生掌握知识之间的差异和联系,并将教科书中的知识转化为自己的认知。因此,在概率教学过程中,教师应随时引导学生比较和比较新概念、新模型和现有概念和模型,找出它们之间的联系和差异,优化自己的知识结构。此外,学生可以在概率学习中使用表征作为媒介来获得抽象的结构,如画树形图,可以加速对组合概念和计算的理解。
(4)注意建模思维机制的提取
解决概率问题的关键是找到一个模型。概率模型的提取需要经过观察、分析、归纳、判断等复杂的思维过程。学生会误入歧途,因为他们对主题的理解不准确或对某个知识点模糊不清。因此,在教学过程中,教师需要充分展示建模的思维过程,让学生从问题场景中理解概率模型提取的思维,获得模型选择的经验。
(5)注重预测、实验和证实
为了建立正确和直观的观点,我们需要大量的反思活动经验。教师根据学生的生活、学习经验,创造丰富的问题场景,预测、实验和确认实际情况,改变学生的主观判断、个人错误经验,引导学生生产概念,发现计算规则,加深对概率概念的理解和认知。
(6)注意材料背景的变化
在教学中发现,一些迷思概念的使用与主题的背景有关。教学实验将使用硬币、骰子、扑克牌等,有些学生可以意识到,虽然活动材料不同,但本质相同,有些学生不是,主题背景改变,解决问题的策略也改变了。因此,教师在教学中应注意使用各种材料,有意识地训练学生用不同的实验材料模拟同一类问题,以促进学生的理解。当然,这种能力也是理解水平的反映。
(7)注重传统教学与信息技术的结合
在日常概率教学中,教师不仅要用传统的教学方法教授概率知识,还要引导学生利用计算机技术处理日常概率问题。在教学中,利用多媒体进行经典概率实验模拟和图形演示,可以让学生更直观、更深刻地理解概率知识。
总之,概率教学的目的是让学生理解随机现象和概率的意义,教师应将教学与日常生活实例相结合,鼓励学生进行实验,帮助学生理清生活中的一些神话概念,引导学生理解数学概率的随机思想,建立对生活中不确定现象的科学理解。







