“猜义”教学法研究

　　摘要：在“研究式”教学法的基础上，提出一种较为简化的技术性教学法，即“猜义”教学法。这种方法是学生在教师的引导下，猜测概念含义及其关系，逐步建立起理论体系，加强对概念的记忆。本文讨论了该方法的特点、适用情况、组织方法，研究了心理动因，并分析了就此方法所做授课效果调研的结果。
　　关键词：猜义；教学法；谓词逻辑；人工智能
　　
　　1 “猜义”教学法的提出
　　“研究式”教学法也叫探究式教学法、发现法等，是一种注重培养学生能力的教学方法，由美国认知主义心理学家杰罗姆•S•布鲁纳提出。这种方法要求学生在教师的认真指导下，能像科学家发现真理那样，通过自己的探索和学习，“发现”事物变化的因果关系及其内在联系，形成概念，获得原理[1]。这种方法不仅是一种知识教学，更是一种方法教学，使学生既牢固掌握现有知识，同时也能学习研究的方法，提高研究和创新能力。但这种方法花费的时间很多，因此只能有很少一部分课程可以采用这种方法教学。
　　笔者给本科生讲授人工智能概论，该课程课时少、概念多、理论繁杂，讲深了时间不够，讲浅了流于泛泛。而且人工智能理论的系统性不好，导致学生很难掌握，兴趣不高。同时，学生之间的差距较大，有的学生很优秀，有的学生基础较差。因此，教师授课时主要考虑如何提高学生的学习兴趣；提高他们的思考能力；节省时间、简化过程；满足学生的不同需求，使他们都能够比较公平地有所收获。笔者开始考虑了“研究式”教学法，但由于课时短，经过反复设计，发现还是很难操作。
　　于是，笔者试图寻找一种具有“研究式”教学法的某些优点，又更加简化省时的方法，提出了“猜义”教学法。该方法就是不直接讲述概念，给出要研究的问题，把概念按一定方式给出来，在教师的引导下，由学生猜测讨论其含义，经过一定深度的讨论后，教师再给出概念定义和理论。由于可以促进学生主动参与、积极思考，并且具有一定的趣味性，因此可以提高学生掌握知识的牢固度。
　　2心理动因分析
　　“猜义”教学法为什么能够吸引学生的注意力呢？从心理上来看，主要是可以激起学生的好奇心。猜测是一种动力较强的心理活动，猜对了使人有成就感，猜错了也没关系，因为在潜意识里，猜测的结果是不需要负责任的，参与者没有心理压力，可以很好地激发学生思考的内在动力。较强的内在思考动力和轻松的外部环境，使课堂授课成为一种令人愉快轻松的“脑力活动”，而不是辛苦的“脑力劳动”，如同“打球”对比“打扫卫生”。
　　杜和戎给出了教学美感的定义公式[2]：
　　J – D = M
　　其中，J是发展需要的激励和满足，D是所付出的心理代价，M就是美感。在“猜义”教学法中，猜对产生的成就感就是J，猜错产生的挫折感就是D，根据上面的分析，显然J>>D。因此，M值比较大，具有较强的美感。
　　从教学法心理上来说，“似是而非”、“朦胧”、“心中有而不能言”的状态会产生美感和好奇心，使人有一种欲言的动力。其实学生脑子里已经存在相应概念，甚至可以不自觉地使用，但是尚不能清楚明白地表达出来。这时候，他们就会有比较强烈的表达愿望，表现在课堂上就是学生积极踊跃回答问题。
　　另外，把大家的各种意见放在一起分析，最后总结出符合期望的知识，这种“比较”分析也是一种学生喜欢，并提高思维能力的授课方式。
　　3适用范围
　　“猜义”教学法适用于具有常识背景的知识，或者说适用于学生们具有相关基础知识的内容，例如人工智能中的“一阶谓词逻辑”相关问题。下面我们从概念形成过程对比“猜义”教学法和“研究式”教学法。
　　概念是怎样形成的呢？分析人们的学习过程，概念在人脑中的形成经历了如下步骤：感觉→内部概念→对应→外部概念。“猜义”教学法可以看成第三个步骤，即把内部概念和外部概念进行对应的过程。对比一下，“研究式”教学法要完成前面三个步骤，而“猜义”教学法要完成第三个步骤，因此，“猜义”教学法的任务量小一些。但这有一个前提，就是学生已经完成了前面两个步骤。这就给出了“猜义”教学法应用的前提条件：所讲授的知识应当具有常识性的基础，即学生应当有一定的相关基础知识，否则就成了瞎猜，起不到启发思维的作用。
　　在实际授课时，我们对“一阶谓词逻辑”的部分内容就使用了这种方式授课。学生对逻辑推理都有一定的理解，中学的时候学过“归纳推理”、“演绎推理”、“三段论”等相关概念和方法，大学又学了布尔代数，对谓词逻辑的前期知识已经基本了解，相当于谓词逻辑的发明者当时所具有的知识背景，因此可以进行一阶谓词逻辑方面的思考。绝大多数学生没有学过形式逻辑，即逻辑推理方面的知识不够系统，但我们每个人思考问题时都用了形式逻辑的推理方法，只是很多情况下是无意识使用，即脑子里已经存在相关概念，只是没有把它们明确表示出来。从概念形成的过程来看，思维处于第二个步骤，为在课堂上通过“猜义”完成第三个步骤提供了基础。因此，教师可以使用“猜义”教学法讲授一阶谓词逻辑知识。
　　由上面的分析也可看出，“猜义”教学法特别适合与常识紧密相关概念知识的讲授。从实际应用经验来看，这种方法需要的时间比正常讲解要多，安排讲课内容时，教师一般应多留出30%的时间，以免拖堂。虽然时间较长，但由于其培养能力、增强记忆的效果比较好，因此总体学习效率要高于普通讲解。
　　4课程准备
　　教师课前要精心准备，课上有效掌控讨论过程，并根据讨论情况适当引导和评价学生，才能使“猜义”教学法更好地发挥作用。应当做好的准备工作如下。
　　1) 精心选择授课内容。并不是所有的内容都适合使用“猜义”教学法，教师要选择学生具有一定相关基础的知识，即学生已经完成了概念形成的前两个步骤。课前应当详细了解学生的相关知识基础情况。
　　2) 学生背景知识准备。在详细了解学生背景知识后，教师应指导学生提前阅读一些材料，做好知识准备。有些学生有预习的习惯，教师要提前告知学生不要预习教材内容，否则就无法“猜义”了。
　　3) 精心设计授课过程。如何说明课程背景；怎样合理设问，以引导学生猜义和讨论；相关概念和知识以怎样的顺序出现，都需要精心思考和设计。另外，教师还应当设计好授课过程的阶段，每个阶段可能需要的时间，在时间不足时可以压缩的内容等。
　　4) 预测问题准备应对。教师应当预测学生的回答并做好引导准备。学生的“猜义”肯定会五花八门，经常出现意料之外的奇思妙想。教师要尽可能全面地预测学生的回答，并准备好解释和评价各种回答，考虑思路偏离时如何流畅地返回正题，同时保护学生提出独特见解的积极性。
　　5) 学生心理准备。由于学生保留着以前的学习状态，因此思考的积极性不高，不敢回答问题，这是“猜义”教学法的大敌。教师一定要实践教学民主[3]，培养学生的求异思维和想说、敢说的心理。告诉他们科学不是绝对正确的理论，而是在一定条件下适用但具有很多不足的理论，改进和完善现有理论是每一个人的权力，提出和传统不一样的见解就是创新。
　　充分的准备是讲好课的基础。一般6∶1的备课时间通常不够用。教师应当花足够的时间精心做好各种准备工作，以确保教学质量。
　　5课堂操作流程
　　“猜义”教学法通常按照如下步骤实施。
　　1) 说明课程背景。说明需要这些概念和理论体系的原因，要解决什么问题。必要时教师可先给出一两个应用实例，使学生的猜测有明确的目标。
　　2) 按照一定方式给出要讲解的概念。
　　3) 学生猜测概念的含义，提出不同的猜想，在时间允许的情况下一直猜到没有新猜测为止。
　　
　　4) 所有学生都指定自己支持的猜测。这样可以照顾到每一个学生，防止有人走神，或由于基础较差而无法参与猜测。
　　5) 解释每一种观点的含义和价值。即对每一种观点进行评价，分析其含义，揭示这种观点的价值，这是难点。需要教师具备广博的知识和快速的分析能力。教师应事先充分预测学生的回答，作好准备。
　　6) 指出符合目的的猜测。教师应说明为什么这样定义概念和建立理论体系，呼应第一步要解决的问题和要达到的目的，讲清它们的关联关系。
　　7) 表扬提出独特见解的学生，鼓励所有学生。
　　猜测过程中，老师要根据学生的反应随时调整和引导课程进程。如果大多数学生都猜不出来，应当给予适当引导，如给出部分含义、给出可类比的概念等；如果学生的猜测结果和期望结果偏差较大，及所猜测概念的含义和实际相差太远，教师要及时指出并引导回来，以免浪费时间。
　　6对教学效果的调研分析
　　笔者在讲授人工智能课程时，对知识与知识表示等内容的讲解使用了“猜义”教学法，其中比较典型的即一阶谓词逻辑。
　　在课上讨论时，大家对“命题”、“个体”、“个体域”、谓词的“元数”等概念的猜测比较准确，经过引导后，“函数”、“一阶谓词”、谓词的“阶”等概念也被学生猜出来了。在猜测和讨论过程中，学生逐步建立起“一阶谓词逻辑”的整个理论体系。第二次课的提问结果也说明，和前两级学生相比，本级学生对概念的记忆和理解效果明显更好。
　　为了进一步分析“猜义”教学法的效果，我们在学期末做了教学效果调研。关于“猜义”教学法教学效果的题目如下。
　　在讲解知识和知识表示内容时使用了‘猜义’教学法。对该教学法的效果，请选择一个你认为最合适的选项，同时填写你的改进意见：
　　A) 很好，明显提高了我的兴趣。
　　B) 较好，一定程度上提高了我的兴趣。
　　C) 一般，没什么特殊感觉。
　　D) 不好，还不如直接讲书上概念的定义。
　　思路很好，但是效果还不充分，缺点是：
　　还应该这样改进：
　　本次调研发放问卷60份，回收55份。调研结果如表1所示。
　　从调研统计结果可以看出，学生对“猜义”教学法比较认可，取得了较好的教学效果。同时，学生也提出了不少改进意见，在教学准备、课堂讨论中的引导、学生基础知识的准备、时间安排、如何强调重点等方面，我们还需要进一步提高。
　　
　　参考文献：
　　[1]