【摘" "要】“問題解決”是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。在數(shù)學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建問題“經(jīng)驗鏈”,能夠幫助學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程中,發(fā)展多樣化問題解決的思維、經(jīng)驗及能力,從而使學(xué)生能在問題解決的過程中體會其道理,解釋計算結(jié)果的實際意義,感悟數(shù)學(xué)與現(xiàn)實世界的關(guān)聯(lián),形成初步的模型意識和應(yīng)用意識。
【關(guān)鍵詞】問題解決;問題“經(jīng)驗鏈”;有余數(shù)的除法
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》在第一學(xué)段(1~2年級)的目標(biāo)中明確提出,學(xué)生要能“在教師指導(dǎo)下,從日常生活中提出簡單的數(shù)學(xué)問題,嘗試運用所學(xué)知識和方法解決問題;在解決問題的過程中,感悟分析和解決問題的基本方法,感受數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用”。在第一學(xué)段的問題解決中,構(gòu)建問題“經(jīng)驗鏈”是指在教師的指導(dǎo)下,基于真實情境發(fā)現(xiàn)問題,運用數(shù)量關(guān)系深入分析,借助比較歸納的方法解決問題,并在檢驗遷移中反思解決的過程。實現(xiàn)學(xué)生問題解決“經(jīng)驗鏈”的有效構(gòu)建,可有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)力的提升。
在當(dāng)前的問題解決教學(xué)中,存在過程體驗不連貫、探究分析不深入、策略運用不熟練、價值感悟不充分等現(xiàn)象。波利亞在《怎樣解題》中,將解題過程劃分為弄清問題、擬定計劃、實現(xiàn)計劃和回顧反思四個階段。因此,讓學(xué)生全面參與、充分經(jīng)歷問題解決的全過程,積累問題解決的基本經(jīng)驗,就顯得至關(guān)重要。
一、構(gòu)建發(fā)現(xiàn)問題“經(jīng)驗鏈”
問題是數(shù)學(xué)的心臟。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力直接影響學(xué)生問題解決的水平。學(xué)生通常通過讀題或讀圖獲取相關(guān)信息,并在情境或生活實際中抽象出數(shù)學(xué)問題。因此,教師應(yīng)鼓勵學(xué)生采用多元化的方式,挖掘隱含在問題情境中的各類問題,使學(xué)生充分經(jīng)歷問題發(fā)現(xiàn)的過程,逐步形成發(fā)現(xiàn)問題“經(jīng)驗鏈”。
(一)情境式:情境發(fā)展,感知信息
針對小學(xué)生的年齡特點及思維特征,教師在引導(dǎo)學(xué)生解決問題時,應(yīng)致力于創(chuàng)設(shè)富有啟發(fā)性的解題氛圍與情境。目前,許多教師已成功運用游戲、故事、角色扮演及現(xiàn)實生活元素等手段創(chuàng)設(shè)情境,幫助學(xué)生在真實情境中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。
例如,在“有余數(shù)的除法”教學(xué)中,為了使學(xué)生深化對余數(shù)概念的理解,教師需借助于“分”這一現(xiàn)實情境。因此,本單元的教學(xué)設(shè)計以“表內(nèi)除法”中的平均分為基礎(chǔ),進(jìn)一步探討分物過程中“均分以后有余”的情況。教學(xué)時,教師可直接引入情境:“有10根小棒,用以擺三角形?!睂W(xué)生在這樣的情境下自然會提出問題:“能擺多少個三角形?”隨著操作的進(jìn)行,學(xué)生會進(jìn)一步提出問題:“如果小棒有剩余,但不足以擺成一個完整的三角形,該怎么處理?”在揭示剩余小棒即為余數(shù)的概念后,學(xué)生自然會詢問:“余數(shù)在書寫時該如何表示?”由此,通過情境化的引導(dǎo),學(xué)生在潛移默化中理解了數(shù)學(xué)問題的本質(zhì),并能隨著情境的發(fā)展自然地提出數(shù)學(xué)問題。
(二)滲透式:賦予意義,形成意識
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。在日常教學(xué)中,教師應(yīng)對學(xué)生的問題意識進(jìn)行培養(yǎng)。教師可在幫助學(xué)生理解算理的基礎(chǔ)上,為算式賦予實際意義,并引導(dǎo)學(xué)生運用生活化的數(shù)學(xué)語言描述問題,從而使其逐步形成問題意識。
在“表內(nèi)除法”單元的教學(xué)中,為滲透問題意識,教師在學(xué)生理解除法算理的基礎(chǔ)上,結(jié)合自己身邊的生活情境,為算式賦予了實際意義。以12÷4=3為例,它可以表示把12平均分成4份,每份是3。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生依據(jù)這個算式創(chuàng)編實際問題情境,如“把12個蘋果平均分給4個學(xué)生,每人可以分到幾個?”通過結(jié)合實際、賦予意義,使學(xué)生逐步學(xué)會用數(shù)學(xué)的眼光觀察現(xiàn)實世界。
(三)生活式:聯(lián)系生活,提煉問題
數(shù)學(xué)來源于生活,又應(yīng)用于生活。從生活故事中尋找問題,是基于學(xué)生生活經(jīng)驗及認(rèn)知經(jīng)驗進(jìn)行教學(xué)的適宜場域。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將生活經(jīng)驗“數(shù)學(xué)化”,從中提煉數(shù)學(xué)問題,使問題具有指向性與目的性。
在日常生活中,學(xué)生皆有過“分零食”的經(jīng)歷,且經(jīng)常會遇到零食“平均分后有余”的情況。在教學(xué)中,教師可利用分糖果情境開展小組合作活動。例如,將一定數(shù)量的糖果平均分給每名同學(xué),每人可分到3顆糖果,據(jù)此可列出四個算式:12÷3=4(人)、13÷3=4(人)……1(顆)、14÷3=4(人)……2(顆)、15÷3=5(人)。在教學(xué)反饋環(huán)節(jié),教師提問:“你們能提出什么數(shù)學(xué)問題?”學(xué)生觀察后提出“余數(shù)總是1和2嗎?”“余數(shù)的變化是不是存在規(guī)律?”等問題。從生活經(jīng)驗出發(fā),重在“提煉”的過程。除了要讓學(xué)生經(jīng)歷完整的活動,還要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注余數(shù)的變化情況,提高所提問題的針對性。
二、構(gòu)建分析問題“經(jīng)驗鏈”
分析問題是問題解決的必備條件。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從已知信息之間的關(guān)系出發(fā),逐步分析已知信息與求解問題之間的關(guān)系。在此過程中,審題是基礎(chǔ),使用什么策略進(jìn)行分析是關(guān)鍵。針對第一學(xué)段學(xué)生的年齡特點及思維特征,可啟發(fā)學(xué)生通過圈關(guān)鍵字詞、畫示意圖、操作記錄等方式分析問題,逐步構(gòu)建分析問題的“經(jīng)驗鏈”。
(一)圈關(guān)鍵字詞,深化題意理解
當(dāng)問題陳述的語言表述發(fā)生變化時,學(xué)生解讀信息時可能會遇到困難。故教師需要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成仔細(xì)讀題和耐心思考的習(xí)慣,抓住題目中的關(guān)鍵字、詞或句,準(zhǔn)確理解其表達(dá)的意義。
例如,在解決“烘焙小組做了22塊蛋黃酥,要裝到盒子里。每個盒子最多裝4塊,他們至少需要準(zhǔn)備多少個盒子?”的問題時,教師要引導(dǎo)學(xué)生將“最多裝4塊”和“至少需要”兩個關(guān)鍵詞圈起來,并深入理解“最多裝4塊”表示“每盒可以裝4塊、3塊、2塊、1塊”,“至少需要”表示“最少需要準(zhǔn)備幾個盒子”,從而培養(yǎng)學(xué)生在分析問題時仔細(xì)推敲、咬文嚼字的能力,真正理解題意。
(二)畫示意圖,實現(xiàn)思維可視化
對于一些數(shù)量關(guān)系比較復(fù)雜或需較高觀察、推理意識的題目,應(yīng)鼓勵學(xué)生采用畫直觀示意圖的方式進(jìn)行分析,并用他們喜歡的方式呈現(xiàn)分析問題的過程。以此實現(xiàn)學(xué)生思維的可視化,進(jìn)而促進(jìn)其解答方法的多樣化,同時也為學(xué)生優(yōu)化解答策略提供思維準(zhǔn)備,使其充分體驗問題解決的過程,獲得成就感。
例如,在“用有余數(shù)除法的知識解決與按規(guī)律排列有關(guān)的問題”的教學(xué)中,教師出示題目(如圖1)后,學(xué)生會主動采用多種方法解決問題。方法一:依照已有圖形的規(guī)律繼續(xù)畫下去,直至畫到第16面旗幟,從而確定其顏色。方法二:在圖1的旗幟下方標(biāo)注數(shù)1、2、3、4、5……寫到數(shù)16所對應(yīng)的旗幟,進(jìn)而確定顏色。方法三:將3面旗幟為一組圈在一起,圈完4組后,根據(jù)規(guī)律,第5組需要從頭開始圈,確定第16面旗幟就是第6組的第1面旗幟,從而確定其顏色。方法四:根據(jù)除法算式16÷3=5(組)……1(面),利用余數(shù)確定第16面旗幟的顏色??梢?,從方法一到方法四,學(xué)生解決問題的方法逐步接近教學(xué)目標(biāo),這為后續(xù)優(yōu)化方法、達(dá)成共識奠定了思維基礎(chǔ)。而在這個教學(xué)過程中,學(xué)生運用畫圖策略分析問題的能力也得到了顯著提升。
(三)操作記錄,分解概念
在第一學(xué)段的數(shù)學(xué)教學(xué)中,讓學(xué)生動手操作并及時記錄,有助于加深其對概念的理解。
例如,在解決“用10根小棒擺三角形”的問題時,教師先讓學(xué)生獨立擺一擺。隨后,將操作過程分解為五個步驟:第一步,準(zhǔn)備10根小棒(即要分的小棒總數(shù));第二步,思考怎么分(就是求10里面有幾個3,用除法計算);第三步,拿出3根小棒擺一個三角形(即一個3);第四步,繼續(xù)擺三角形,直到剩余小棒無法再擺一個三角形(發(fā)現(xiàn)可以擺3個三角形,即3個3);第五步,將最后1根小棒放邊上(表示還多出1根)。
通過詳盡記錄這五個步驟,學(xué)生不僅清楚了分的過程,還能深入體會算式中每個數(shù)的來源與含義。這樣的方式有助于學(xué)生充分理解余數(shù)的含義,認(rèn)識到有余數(shù)除法的實際意義,實現(xiàn)對除法解決問題認(rèn)知的跨越。此外,及時記錄還能培育學(xué)生的符號意識。
三、構(gòu)建解決問題“經(jīng)驗鏈”
在問題解決教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生辨析題目,優(yōu)化方法,發(fā)展模型意識,以提升學(xué)生問題解決的綜合能力,發(fā)展他們的核心素養(yǎng)。為實現(xiàn)這一目標(biāo),教師可以采用對比分析、討論交流、變換問題等教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生自主提煉問題解決方法,逐步學(xué)會對比、歸納和應(yīng)用,有效構(gòu)建解決問題“經(jīng)驗鏈”。
(一)對比分析
在“有余數(shù)的除法”單元,教材中的例題和習(xí)題體現(xiàn)了平均分的兩種情況——包含和等分。為了區(qū)分這兩者的意義,教師可以借助對題組的對比分析,加深學(xué)生對其的理解。
例如,教師可呈現(xiàn)以下題組。
(1)17顆草莓,每人分5個,可以分給幾人?還多幾顆?
(2)17顆草莓,平均分給3人,每人分到幾顆草莓?還多幾顆?
學(xué)生在經(jīng)歷分的過程后,就能理解這兩個算式雖然看起來相似,但實際意義截然不同,其算式的含義也不同。
(二)討論交流
問題解決的方法策略可以是多樣化的,但在多樣化的基礎(chǔ)上,教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過反復(fù)嘗試、討論,尋找便捷、高效的方法,提高問題解決的效率。
例如,在學(xué)習(xí)了“用有余數(shù)除法的知識解決與按規(guī)律排列有關(guān)的問題”之后,部分學(xué)生仍不會選擇用有余數(shù)的除法算式解決問題。此時,教師可繼續(xù)出示練習(xí)十五中的第4題(如圖2)。
在這一問題的基礎(chǔ)上,教師可進(jìn)一步提問:“第44顆珠子是什么顏色?第99顆呢?”隨著數(shù)不斷變大,此時再討論用除法算式解決問題的便捷性,學(xué)生便會充分認(rèn)可算式是相對最優(yōu)的解決方法。如此教學(xué),在保證前期算法多樣化的基礎(chǔ)上,使問題解決策略有了新發(fā)展,更能讓學(xué)生體會數(shù)學(xué)學(xué)科的簡約、高效之美。
(三)變換問題
第一學(xué)段學(xué)生的年齡較小,在解決問題時容易受思維定式的影響。為此,教師可以通過變換問題的方式,幫助學(xué)生形成一類問題的解決策略,增強他們靈活選擇策略解決問題的能力。變換問題的思路應(yīng)強調(diào)意義理解、算法優(yōu)化或形式多樣的數(shù)學(xué)表達(dá),旨在幫助學(xué)生形成某一類問題的解決思路,或是區(qū)分不同類型問題的不同特點,發(fā)展初步的模型意識。
四、構(gòu)建反思問題“經(jīng)驗鏈”
反思問題是問題解決的重要環(huán)節(jié)。在學(xué)生得到問題的答案后,教師應(yīng)引導(dǎo)他們對結(jié)果進(jìn)行反思,進(jìn)而積累問題解決的經(jīng)驗。這對低年級學(xué)生來說尤為關(guān)鍵。
(一)反思過程
教師需引導(dǎo)學(xué)生對問題解決過程進(jìn)行回顧與審視,如回顧運用了哪一種運算來解決問題,為什么要采用這種運算方式。
例如,在“用有余數(shù)除法的知識解決簡單的實際問題”的反思環(huán)節(jié),針對“至少要準(zhǔn)備多少個盒子”的問題(如圖3),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生反思“為什么用除法解答?”“計算是否正確?”以此深化學(xué)生對除法含義的理解,并鼓勵學(xué)生思考驗證方法,如通過乘法算式驗證答案的正確性。這一過程有助于培養(yǎng)學(xué)生回顧反思的習(xí)慣,促進(jìn)問題解決教學(xué)中反思問題“經(jīng)驗鏈”的形成。
(二)遷移方法
在問題解決的教學(xué)中,教師應(yīng)逐步引導(dǎo)學(xué)生思考:“這個方法是否可行?”“能否找到更好的方法?”“應(yīng)該從哪些方面來尋找更好的方法?”以此培養(yǎng)學(xué)生解決問題的靈活性,并發(fā)展他們跨學(xué)科問題的解決能力。
總之,無論是在數(shù)學(xué)問題解決還是跨學(xué)科問題解決中,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識和培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才都需要經(jīng)歷利用真實情境發(fā)現(xiàn)問題,通過數(shù)量關(guān)系分析問題,借助比較歸納解決問題,以及在遷移應(yīng)用中反思問題的解決過程。而將數(shù)學(xué)問題解決教學(xué)中的這些問題“經(jīng)驗鏈”有效遷移應(yīng)用到跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)中,將有助于學(xué)生應(yīng)用意識與創(chuàng)新能力的全面發(fā)展。
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