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基于“三教”模式的公开课设计:以回归方程课程为例

2022-04-20张榜容

科教创新与实践 2022年2期
关键词:中学数学教学回归方程

张榜容

摘要:“三教”是一种针对中学数学课堂提出的“教思考、教体验、教表达”的课堂模式。本文基于这一教学模式,以回归方程为例,设计了一节公开课,并对课程内容进行了详细的分析与总结。文章认为,“三教”模式的课堂,能够让学生对所学知识理解更加透彻、掌握更加全面。

关键词:“三教”;中学数学教学;回归方程

1.引言

“三教”是贵州师范大学吕传汉教授针对中学数学所提出的一种新教学模式。所谓“三教”,指的是“教思考、教体验、教表达”。已有的一些教学试验研究表明,这种教学模式对比传统的传授式课堂效果更好。但是在课程设计的细节方面,并没有学者详细地总结过。因此本文以课程设计为核心目标,将“三教”模式作为一种指导思想,开展了一次公开课设计。公开课所选择的内容是回归方程。

回归方程这一节内容适合用于“三教”课堂设计试验。在高中数学课程中,回归方程属于教学中的难点。这部分来自于课程体系结构自身的问题。概率统计与函数、立体几何等内容所依据的基础概念体系相差较大。因此在教学过程中,学生很难快速理解概率统计中的基本概念。在以往的教学中,经常存在“记忆式”教学。然而概率统计却是数据分析的基础理论知识。对于成长在互联网大数据时代的学生来说,学习分析数据、理解数据是必不可少的基础技能,因此概率统计部分的内容越来越成为高中数学课堂中的重点。在概率统计部分,回归方程是极为重要的一节。因此本文将以回归方程为案例,设计一堂基于“三教”模式的公开课。

2教学引入:情景构建

2.1教体验:引导学生思考

引例:2020年初,一场新型冠状病毒引发的肺炎疫情在全国爆发。为此,全国人民上下同心,全力抗击疫情,其中一个重要的环节便是精准播报每日感染的确诊病例,并预测疫情的发展趋势。从1月24日至2月11日湖北每日的累计确诊人数如下(表1),请用:2月12日需要再多准备多少张床位呢?

师:我们需要预测。但是,如果预测数据高了,会浪费资源,预测数据低了,又会资源紧缺。所以我们需要一个有把握的、比较稳妥的预测结果。那么,凭什么预测呢?

生:根据已有的病例增长情况。

师:对。可以根据已有的数据,做一个大致的判断。但是正如前面所说,要做到有把握,那就不能随便判断一个数据,而是根据一定的数学原理。同学们能想到什么数学原理吗?

生:寻找前面数据的规律,推测后来的数据。

师:这个思路是正确的。在历史上已经有很多人替我们总结出了“找规律”的办法。那大家觉得找规律的方法有哪些呢?能不能先尝试自己寻找规律?如果有的话可以把你们的思路写下来或者画下来。

(给学生1分钟时间思考、回答)

2.2教思考:引导学生提问方向

师:其实早在100多年前科学家研究人身高的时候就思考过这个问题,孩子的身高跟父母的身高有一定的关系。这种现象被总结为“回归”,我们今天要学习的预测方法,或者说找规律的方法,就是回归方程。那么以前的科学家是怎么发现这种“回归”现象的呢?

(等待学生30秒)

师:画图。数学是形与数的學科,面对一堆数据,先把它画出来。以新冠肺炎确诊病例为例,我们以时间为横轴,数量为纵轴,先画图看看。(图1)

(展示散点图)

师:这个图叫做散点图。有的同学们可能已经发现了,这张图中还有一条虚线,散点都围绕着这条虚线分布。这条线就是已有数据的趋势线。那么接下来我们只需要确定这条线的公式,并且沿着时间外推,就能解决预测的问题了。同学们觉得有什么问题吗?

(等待学生1分钟)

2.3教表达:归纳数学语言

师:有一个问题,如果我们随意地画一条线,似乎也能描述这些散点的趋势。这样一来每个人预测的结果可能都会不一样。所以我们必须总结出一种可靠的方法,计算出一条比较稳妥的趋势线,用来预测。这种算法前人已经归纳总结好了,这种算法叫做最小二乘法。通过最小二乘法,我们可以计算出这条最合适的趋势线。

3教学总结

本次公开课的设计按照“教思考、教体验、教表达”的思路进行。在一开始,课程就引入了新冠肺炎的案例,用一个与我们的生活息息相关的事件引起学生的注意,让学生理解数学在现实中的运用。紧接着,通过教师的指引,将学生引向与课程回归方程相关的问题,如何才能找到最稳妥的解决方案,让学生自己动手尝试。在学生回答完成后,老师向学生展示散点图的绘制,让学生理解趋势线的含义并引出最小二乘法。最后,教师系统总结上述过程中涉及到的各个步骤,并介绍回归方程的求解方法,演示重要公式的推理过程,让学生掌握使用数学语言表达此类问题的能力。

在“三教”模式的指导下,回归方程的介绍十分自然地融入到了一个现实问题求解过程之中。学生也参与了找寻回归方程的过程。最后教师以归纳的方式介绍回归方程的公式。这种教学模式比起填鸭式教学更加生动,学生在体验、思考、表达的过程中,对课堂知识留下了更深的印象。在“三教”模式的课堂逻辑之下,教师的课堂教授内容也顺理成章地层层递进,由浅入深,效果更佳。因此,本文认为这次公开课可以在更大的范围内推广。

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