小學(xué)數(shù)學(xué)中的“解決問題”可以廣義地理解為通過思考,設(shè)計(jì)某種程序或行動(dòng),使“他”從當(dāng)前的狀態(tài)到達(dá)所期望的目標(biāo)的狀態(tài)。這里所說的“問題”,是指他有一個(gè)目標(biāo),但他不能用原有的經(jīng)驗(yàn)直接到達(dá)目標(biāo),即當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間存在障礙,故解決問題重在過程。顯然,“解決問題”應(yīng)該是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基本方式,是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的“常態(tài)”。數(shù)學(xué)概念、計(jì)算法則、空間知識等的學(xué)習(xí),都應(yīng)該體現(xiàn)為解決問題的過程,只有在過程中,學(xué)生才能真正學(xué)會(huì)探索、學(xué)會(huì)應(yīng)用、發(fā)展思維。 然而,當(dāng)我們提及“解決問題”教學(xué)時(shí),其內(nèi)涵往往是特指教材中以“解決問題”為標(biāo)題或以此為指向的例題和單元。這樣理解未嘗不可,但容易產(chǎn)生一個(gè)問題:將“解決問題”與原來的“應(yīng)用題”等同起來。 狹義地講,數(shù)學(xué)中的“解決問題”是根據(jù)數(shù)學(xué)情境,理解與簡化信息,綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識,分析問題結(jié)構(gòu),提煉數(shù)量關(guān)系與方法模型,獲得問題結(jié)果或解決的程序,積累數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)、發(fā)展數(shù)學(xué)思維的過程。因此,無論是廣義還是狹義的理解,“解決問題”教學(xué)與“應(yīng)用題”教學(xué)都是有區(qū)別的。傳統(tǒng)的應(yīng)用題教學(xué),其目標(biāo)是使學(xué)生熟練解答各類形式化的習(xí)題,一類一例,分類訓(xùn)練,以便再次碰到相同類型的問題時(shí)能正確回憶,順利解決。重視的是解題,關(guān)注的是形式,造成了應(yīng)用題與其他數(shù)學(xué)內(nèi)容割裂封閉,獨(dú)立成體系。新課程里的“解決問題”,旨在通過讓學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識,解決帶有現(xiàn)實(shí)背景的數(shù)學(xué)問題,從而提高學(xué)生的知識運(yùn)用能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,發(fā)展數(shù)學(xué)思維。因此它更關(guān)注解決問題的過程與策略,關(guān)注學(xué)生從問題情境中獲取信息、提煉方法模型的經(jīng)歷,關(guān)注學(xué)生在解決問題過程中表現(xiàn)出來的思維的個(gè)性化和創(chuàng)造性,關(guān)注由此積累起來的解決實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn)和這種經(jīng)驗(yàn)的遷移能力,從而提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)。 由此可見,“解決問題”教學(xué)的核心是發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,而這也是數(shù)學(xué)教育的根本目的。本文就從這個(gè)角度提出“解決問題”教學(xué)應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)。 一、見樹見林,整體把握“思維梳理”的階梯。 從教師的角度看,胸中有全局,了解并熟悉小學(xué)數(shù)學(xué)各個(gè)學(xué)習(xí)階段“解決問題”的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)及學(xué)習(xí)過程中的思維關(guān)注點(diǎn),是十分重要的。唯此,我們才能避免教學(xué)中的“見樹不見林”現(xiàn)象,保持思維梳理的延續(xù)性,這在當(dāng)前傳統(tǒng)的應(yīng)用題內(nèi)容與教法體系被完全打破,而新的內(nèi)容與教法體系尚處混沌初開的時(shí)節(jié)顯得尤為必要。 1.把握解決問題的縱向發(fā)展階段。 通過分析可以知道,小學(xué)數(shù)學(xué)“解決問題”總體上呈現(xiàn)如下特征:問題情境從“非形式化、非良構(gòu)型、非類型化”向“形式化、良構(gòu)型和適度類型化”發(fā)展;解答方法從“倡導(dǎo)自主多樣”向“構(gòu)建基本模型”發(fā)展。事實(shí)上,這個(gè)過程正反映了“生活數(shù)學(xué)”向“學(xué)校數(shù)學(xué)”的上升過程,其間對思維訓(xùn)練的要求逐步提高。 “解決問題”在內(nèi)容上則呈現(xiàn)出以下階段性的特征: 由此可見,只有把握好各個(gè)教學(xué)階段的思維梳理重點(diǎn),才能將“解決問題”的教學(xué)目標(biāo)落到實(shí)處,有效有序地促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。 2.注意解決問題類型的橫向拓展。 現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教材所設(shè)計(jì)的“解決問題”的例題與以往的教材相比,大大地減少了。在這樣的背景下,我們必須思考:“解決問題”是否就是學(xué)習(xí)這幾個(gè)例題所呈現(xiàn)的問題類型?學(xué)生解決問題的能力如何得到真正的提高?筆者的觀點(diǎn)是應(yīng)該采用“由典型例題向一般數(shù)學(xué)問題拓展”的設(shè)計(jì)思路,改變以往那種“通過大量的例題學(xué)習(xí)與形式訓(xùn)練讓學(xué)生掌握各類問題的解答方法”的教學(xué)思路,將例題所提供的解決問題的方法作為基本的思考模型,去實(shí)現(xiàn)“多情境、跨領(lǐng)域”的問題拓展。例如: 這些拓展性的問題,擁有共同的解法模型,但卻不局限于例題的類型,使學(xué)生能不斷面臨新的問題,主動(dòng)思考。 二、突出關(guān)鍵,明確解決問題的思維過程。 這是在明確各階段的教學(xué)內(nèi)容和思維梳理重點(diǎn)基礎(chǔ)上的又一個(gè)關(guān)注點(diǎn),它應(yīng)體現(xiàn)兩個(gè)方面:一是面對具體問題時(shí)知道解決的思維過程,二是清楚解決該問題的關(guān)鍵所在。它涉及問題能否被順利解決這一基本目標(biāo)。 1.梳理解決問題的思維過程。 如果將G·波利亞關(guān)于數(shù)學(xué)解題過程的論述作一個(gè)簡化提煉,應(yīng)該可以用“理解、轉(zhuǎn)換、實(shí)施、反思”八個(gè)字來表示,而這正是教師在解決問題的教學(xué)中需要通過思考、交流與梳理讓學(xué)生領(lǐng)悟到的解決問題的一般過程,并且前兩個(gè)步驟應(yīng)該成為我們梳理的重點(diǎn)。因?yàn)?#8220;理解與轉(zhuǎn)換”實(shí)際上反映了“數(shù)學(xué)信息的獲取與有效信息的篩選、數(shù)量關(guān)系的分析與數(shù)學(xué)語言的表達(dá)、解題思路的把握和解題計(jì)劃的確立”這些重要的思維環(huán)節(jié),它們是整個(gè)解決問題過程中思維的核心。 例如,下圖是某教材三年級下冊“解決問題”中的一個(gè)例題。筆者認(rèn)為類似問題的教學(xué)不應(yīng)僅僅滿足于學(xué)生能列式解答這一例題,而應(yīng)以此為載體,讓學(xué)生領(lǐng)悟到解決一個(gè)數(shù)學(xué)問題的完整的思維過程,否則,我們將失去數(shù)學(xué)促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的功能與價(jià)值。因此本題應(yīng)讓學(xué)生經(jīng)歷以下的數(shù)學(xué)思考過程: (1)通過觀察與交流獲取有效的數(shù)學(xué)信息,理解情境并形成完整的數(shù)學(xué)問題——某場團(tuán)體操有60人參加表演,他們分成2個(gè)大圈,每個(gè)大圈由5個(gè)小圈組成,問每個(gè)小圈有多少人? (2)分析信息之間的關(guān)系,并用數(shù)學(xué)語言表述數(shù)量關(guān)系——其一,每個(gè)大圈的人數(shù)÷小圈的個(gè)數(shù)=每個(gè)小圈的人數(shù);其二,參加的總?cè)藬?shù)÷小圈的總個(gè)數(shù)=每個(gè)小圈的人數(shù)。這實(shí)際上揭示了兩種解決問題的思路。 (3)選擇解決問題的思路,并思考:根據(jù)所選擇的解題思路,應(yīng)該先算什么,再算什么。 (4)列式解答并反思答案的合理性和問題的解決過程。 以上過程并非多余,它能促進(jìn)學(xué)生在解決問題的過程中思維更有條理,是“問題情境——建立模型——解釋應(yīng)用”過程的具體化,如果通過不斷的領(lǐng)悟而使學(xué)生內(nèi)化為自己的一種思維習(xí)慣,將有助于學(xué)生面對更復(fù)雜的問題時(shí)擁有正確的思維過程。 2.引導(dǎo)學(xué)生把握問題的關(guān)鍵和思路指向。 一個(gè)完整的、結(jié)構(gòu)良好的問題情境,應(yīng)該具有相關(guān)的數(shù)學(xué)信息和由此提出的數(shù)學(xué)問題,并且這些數(shù)學(xué)信息之間存在著內(nèi)在的、本質(zhì)的聯(lián)系,由此可以生成新的問題或結(jié)論。顯然,當(dāng)呈現(xiàn)的是一個(gè)較復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時(shí),現(xiàn)有信息的結(jié)論指向與問題所需的信息之間存在著思維的障礙,兩者不能直接連接,要將兩者順利對接,可能需要一個(gè)過渡性的問題或結(jié)論(中間問題),這便是解決問題的關(guān)鍵。無論是傳統(tǒng)的應(yīng)用題教學(xué),還是現(xiàn)在的解決問題教學(xué),這種思維的關(guān)鍵都是客觀存在的,只有清楚地把握并有效地突破思維過程中的關(guān)鍵點(diǎn),思路才會(huì)暢通,問題才能得以順利解決。 某教師對教材(人教版三年級下冊)例題做了改編: 蘭蘭和她的小伙伴到少兒圖書館參加實(shí)踐活動(dòng),他們碰到了下面的問題:要把400本新書放到書架上,平均一格要放多少本呢?(圖示兩個(gè)書架,每個(gè)有4格) 教師在教學(xué)中,首先讓學(xué)生獨(dú)立思考、嘗試解決,然后進(jìn)行算式展示和想法交流,最后在此基礎(chǔ)上討論、總結(jié)解決本問題的思路與關(guān)鍵,并用課件直觀演示: 這樣的梳理是必要的,學(xué)生能較好地把握問題的關(guān)鍵,了解不同的思路及相應(yīng)的思考方向,從而確定正確的解題計(jì)劃。 三、學(xué)會(huì)表征,掌握解決問題的思維方法。 問題表征,即將數(shù)學(xué)信息從紛繁的情境中提取出來,根據(jù)信息之間的內(nèi)在聯(lián)系,用數(shù)學(xué)化的語言與方式揭示信息之間的關(guān)系與結(jié)構(gòu),從而找到解決問題的思路與突破口。它是用可操作的方法將G·波利亞關(guān)于解題過程中的“轉(zhuǎn)換”環(huán)節(jié)加以具體化。 1.結(jié)合問題情境,有意義地表征數(shù)量關(guān)系。 從三年級開始,小學(xué)數(shù)學(xué)解決問題從以一步計(jì)算為主轉(zhuǎn)入以兩步計(jì)算為主,即開始兩重?cái)?shù)量關(guān)系的復(fù)合,因而解決問題的思路也變得豐富起來。到了四年級,類似于“速度×時(shí)間=路程”這樣一般化的數(shù)量關(guān)系正式成為學(xué)習(xí)內(nèi)容,而到五年級學(xué)習(xí)用方程解決問題時(shí),“相等關(guān)系”(數(shù)量關(guān)系的發(fā)展)已成為列方程不可逾越的前提。因此,在這一階段,應(yīng)結(jié)合具體的問題情境,引導(dǎo)學(xué)生表述并揭示其中的數(shù)量關(guān)系,理解每一種算法的思路與信息結(jié)構(gòu),這樣不僅有利于很好地解決當(dāng)前的數(shù)學(xué)問題,而且也能促進(jìn)學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)。 雞兔同籠問題(即籠內(nèi)雞兔若干,已知有8個(gè)頭,26只腳,問雞兔各幾只),學(xué)生并非完全陌生,很多學(xué)生會(huì)用“假設(shè)法”來解決,但不一定知道“為什么可以用假設(shè)法解決”,“用了假設(shè)思想以后數(shù)量關(guān)系發(fā)生了怎樣的變化”……因此,對于這樣的問題,教學(xué)時(shí)就更應(yīng)關(guān)注數(shù)量關(guān)系的揭示和算法思路的梳理。以下是一位老師的教學(xué)過程簡錄: 1.揭示問題情境,理解信息:你們能解決這個(gè)問題嗎? 2.學(xué)生嘗試解決問題。 3.匯報(bào)交流。 (1)展示解決問題的方法。 方法一:假設(shè)全部都是兔,4×8-26=6(只);雞有6÷(4-2)=3(只);兔有8-3=5(只)。 方法二:設(shè)兔有x只,得4x+(8-x)×2=26,x=5,雞有8-5=3(只)。 方法三:列表。 方法四:畫圖。 所以兔有5只,雞有3只。 (2)討論每種方法的思路和數(shù)量關(guān)系,理解算式的意義。 4.觀察交流:想一想,如果請你分類,你覺得這些方法可以分成幾類? (1)學(xué)生匯報(bào)并闡述理由: 生1:可以分成四類:假設(shè)法、方程法、表格法、畫圖法。 生2:我覺得前面兩種方法是一類,它們都是假設(shè)的,第三種方法一類,第四種方法一類。 生3:我覺得好像可以把第一、第三、第四種方法分成一類,它們都有假設(shè)的意思,第二種方法是方程方法。 …… (2)教師引導(dǎo)學(xué)生對第三位學(xué)生的意見展開討論,逐步明確:第一、三、四3種方法本質(zhì)上都是假設(shè),只是第一種假設(shè)的全部都是雞或兔,而另外兩種實(shí)際上假設(shè)部分是雞或兔,所以要逐步調(diào)整,直到找到答案。 5.思考:假設(shè)的目的是什么? 通過討論,明確假設(shè)的目的是為了與實(shí)際的信息產(chǎn)生矛盾,即與總腳數(shù)之間產(chǎn)生一個(gè)差,然后抓住這個(gè)矛盾解決問題。 以上教學(xué)已不僅僅停留在解決單個(gè)問題上,更關(guān)注方法和思路的梳理,關(guān)注數(shù)量關(guān)系的提煉與清晰的表征,促使學(xué)生整體、靈活地掌握解決問題的方法,提高了應(yīng)用能力。 當(dāng)然,數(shù)量關(guān)系表征的方式可以是多樣的,讓學(xué)生自主表征與交流,同樣值得提倡。 另外,數(shù)學(xué)問題豐富多樣,變化紛繁,但是解決問題的思路卻是有章可循的,這就需要在表征數(shù)量關(guān)系時(shí)類化解決問題的思路。一直以來,幾何直觀作為揭示與分析數(shù)量關(guān)系的有效手段而在解決問題的教學(xué)中被我們所重視,同樣在促進(jìn)思路的類化中也具有不可替代的作用,將暗箱中的思維賦予形象化的載體,可以做到既有直觀性,又不失數(shù)學(xué)性,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和問題類化的能力。 2.關(guān)注思維方法,提高解決問題的有效性。 學(xué)生要從當(dāng)前的問題狀態(tài)達(dá)到需要的目標(biāo)狀態(tài),必須對數(shù)學(xué)信息和問題之間直接或間接的聯(lián)系進(jìn)行思考與分析,在這個(gè)過程中,綜合思維和分析思維這兩種思維方法起到了重要的作用。 簡單地說,綜合思維是從問題情境中的數(shù)學(xué)信息出發(fā),分析它們之間的關(guān)系,思考可以得出的可能結(jié)果;而分析思維則是從問題出發(fā),思考解決該問題所必需的信息是什么,從而有目標(biāo)地從問題情境中尋找相關(guān)的數(shù)學(xué)信息。應(yīng)該說,這兩種思維方法在解決問題的過程中具有同等重要的地位,它們都是對事物之間本質(zhì)聯(lián)系的把握。事實(shí)上,在解決問題的過程中,兩種思維方法常常是結(jié)合起來運(yùn)用的。綜觀現(xiàn)行小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教材,直接提供問題情境(主題圖或情境圖),讓學(xué)生觀察以后提出問題、再解決問題的設(shè)計(jì)可謂比比皆是,這樣的方式,使學(xué)生的綜合思維能力得到了發(fā)展。反過來,要求學(xué)生從問題出發(fā),思考解決該問題所必需的數(shù)學(xué)信息的設(shè)計(jì)卻十分稀少,這不能不說是一種遺憾。故筆者認(rèn)為,教師在教學(xué)中應(yīng)關(guān)注并補(bǔ)充類似的教學(xué)設(shè)計(jì),發(fā)展學(xué)生的分析思維。例如: 學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)上要給每位同學(xué)發(fā)一瓶飲料,根據(jù)現(xiàn)有的信息,請你提出一個(gè)需要兩步計(jì)算解決的數(shù)學(xué)問題,你覺得信息夠嗎?如果要請你解決“三、四年級每人1瓶,一共要花多少元”這個(gè)問題,需要補(bǔ)充什么信息? 小學(xué)數(shù)學(xué)課,具有公共基礎(chǔ)的性質(zhì),因此,它不僅僅追求某些方面的精深,更應(yīng)關(guān)注思維方式、方法各方面的均衡與和諧發(fā)展,從這個(gè)角度講,綜合思維與分析思維兩者不應(yīng)偏廢。 “數(shù)學(xué)問題的重要性主要的不僅僅在于其直接的應(yīng)用,而是其數(shù)學(xué)思維訓(xùn)練的價(jià)值和潛在的對發(fā)展智力的影響。”(任樟輝,《數(shù)學(xué)思維論》)我們之所以認(rèn)為,解決問題作為提高學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識、發(fā)展思維的有效載體,應(yīng)該結(jié)合教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的數(shù)學(xué)思維過程和思維方法作必要的訓(xùn)練與梳理,使學(xué)生積累必要的解決問題的經(jīng)驗(yàn),提高數(shù)學(xué)能力,皆是出于這一認(rèn)識。 |