提高学生数学问题解决能力的策略

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  在上个世纪80年代,美国数学协会最先提出“解决问题”这一概念。这一概念的提出,世界各国便掀起了就数学学科解决问题的研究浪潮。随后许多国家便开始了对数学课程设计的改革,新课标的设计,确定在问题情境中解决问题是学习数学的价值所在,强调学生解决问题的能力。随着社会的信息化发展,数学的应用也在不断地深化和扩展,为适应新课标的要求,我们作为小学数学教育者,有义务引导学生主动学习探索在问题情景中学习数学和解决问题,帮助学生构建多样化的问题解决策略,形成自己解决问题的策略,以提高他们的数学问题解决能力。结合自己的教学实践和相关的教育理论将问题解决的教学策略设计如下:
  创设情景,收集信息
  解决问题具有开放性,主要有纯图片、半文字半图片、纯文字的。信息内容以关注日常生活的方方面面,贴近学生的现实,信息趋于多样化和开放性。在教学中,先感知问题,指导学生通过文字描述、画面或其它形式所提供的信息,了解问题给定了哪些已知条件和有用的信息,在此基础上明确问题中有哪些可供利用的有用信息;然后进一步了解问题所提供的目标信息,即知道要解决什么问题,由此在头脑里形成问题事件的表象,明确问题的初始状态和所要达到的目标状态。书面语言对于低年级学生的理解会有一定的困难,可以通过借助多媒体辅助教学,创设生动有趣的教学情境,活化题目信息,把抽象的数学知识与生活实际联系起来,这样特别直观、形象,从中不需要教师多言语学生就可以自己感悟到数学信息。信息比较分散时,指导学生多看几次图,把信息尽量找到,学会用多种方法收集和处理情景中的信息;信息比较隐蔽时,引导学生仔细看图、理解,学会从问题中发现隐含的数量关系;信息数量较多时,要引导学生根据问题收集相关的信息,学会从多个角度思考问题,让学生主动通过探索和实践来解决问题。在解决问题的过程中,学生能体验到探索者、研究者和发现者的角色,并且能够有效地培养学生收集信息和处理信息的能力,能创造性地解决问题。
  例如,“新年快到了,老师想用20元买一些鲜花布置教室。花店:康乃馨5支10元,月季 3支12元,满天星 2支6元,用这20元钱买花有几种不同的买法?”有的学生设计出了一两种方法,有的则有数十种,他们不知不觉地利用生活经验去解决问题,让全体学生领会到成功的愉悦,也培养了学生分析、解决实际问题的能力,学生在构建“策略”这一过程中对解决问题有了一个完整的认识,并内化为一种认知结构,在今后遇到类似情境时会形成自觉的行为,能够逐渐运用抽象思维进行分析、推理,形成解决问题的策略,从而提高了解决问题的能力。
  注重数学思考,关注“解决问题”策略的形成
  “解决问题”策略的形成要根据获得的条件信息、目标信息、问题及学生头脑里形成的问题目标状态选择解题方法,这是实现问题解决的最关键的一步。引导学生用“用数学的方法和策略思考问题”,有意识地向学生渗透一些基本的“解决问题”的策略方法,培养学生分析问题、解决问题的能力。教师要从教学目标、教学过程、教学评价等各个方面挖掘可以利用的素材,掌握重点和难点,有意识地向学生揭示解题策略的巧妙之处。要让学生通过解决一些具有代表性的数学问题来巩固他们对各种数学策略方法的理解。其次教师要引导学生对解决问题的过程进行反思,让学生自己在反思过程中领悟,使得学生对这些策略方法的理解由量的积累发展到质的飞跃,从而形成正确“解决问题”策略。在数学问题解决过程中较多的可以采用直观操作、化繁为简、画图法、策略多样等策略:
  直观操作
  在教学中,有意识地让学生通过动手操作,在“动手做”中寻找解题的线索,明确简单的数量关系。这样在动手操作中学生直观地感受到了部分与总数之间的数量关系。例如在教学求两数相差多少,求比一个数多几(或少几)的数的应用题时,我以简单的操作进行辅助,让学生们摆一摆学具,第一行摆5个△,第二行摆一样多的○,学生摆好后我问:你是怎样摆最容易看出○和△同样多?接着又提出:△不变,继续摆○,摆○的比△多3个。因为有了具体形象的直观的操作,学生很快有了回应,第一行摆5个,第二行也摆5个,把○和△一个一个地对起来摆。摆5个,先和△对起来摆5个,再多摆3个,摆的○比△多3个,应摆8个。通过学生操作和教师直观演示,使学生明确:甲数比乙数多,那么甲数就包括两部分,其中一部分和乙数同样多,另一部分是比乙数多的部分,从甲数里去掉和乙数同样多的部分,剩下的就是比乙数多的部分,所以用减法计算。这样教学使学生对应用题的数量关系比较清楚,掌握了一类问题的分析思路,从而避免小学生仅仅依靠对题中某些词语的臆断或盲目尝试来选择算法。既培养了学生的解题能力,又初步发展了学生的分析、推理能力,为今后解更复杂的解决题打下基础。实践证明学生不会做,往往缘于不理解题意。一旦了解题意,其数量关系也将明了。
  化繁为简
  如果问题内容太复杂、太抽象,难以类化,教师要采取适当的措施降低难度,帮助学生把错综复杂的实际问题简化,使问题中的隐蔽条件明朗化;还可以利用适当改变问题内容的叙述方式,把逆向表述的问题变成顺向表述的问题,使问题内容同学生原有认知结构建立起直接的联系。这也是学生在已有经验基础上自主建构数学模型的重要过程,在解决问题时紧紧扣住问题的关键,寻找关键数与詞。让学生多进行化繁为简的简化题目训练,学生在尝试中,自然学会了对数学信息的取舍,并且感受到数学简化思想。在分析解答应用题的过程中,让学生用清晰、简洁、准确的语言,说出自己分析解答应用题的思维过程及相应的道理。课堂上由教师提出问题,引导学生思考,避免包办代替,注意指导学生复述思考过程。在练习时试着让学生自己去模仿思考,比较完整地叙述解题思路。在理解的基础上用学生自己的语言叙述。对每一道题的算法,教师都要认真说理,也要让学生去说理,使学生能够将数量关系从应用题的情节中抽象出来纳入到已有的概念中去。遇到问题尽量让学生自己去思考,然后集体分析讨论,使出错的学生明白错在何处,别人是怎样分析的,学着分析。分析能力的培养是一点一滴进行的,切忌操之过急,教师要注意帮助学生去归纳、总结,久而久之,学生的分析能力也就得到了提高。学生复述思考过程的同时,分析了数量关系,选择运算方法,培养了学生初步的推理能力,也培养了学生的解决问题能力。   画图法
  难题并不可怕,可怕的是你没有办法来对付它!在数学学习中,能用图清楚表示或符号准确提示,能检验学生对题目的理解程度。画图是学生隐性学习的显性思考,便于学生通过直观思维的方式,将思考过程和解题方法跃然纸上。在中低年级的学习中,结合具体的问题,恰当地对学生进行解题策略的渗透,可以提升他们的学习水平。小学生的思维正处在从具体形象到抽象的过渡阶段,画图这样比较直观的方法,是很容易被学生理解和接受的,如在解决空间图形的题目时,我渗透画图的方法。
  判断:一张长方体纸,长是11厘米,宽是6厘米。将它剪成长是3厘米、宽是2厘米的长方形,最多可以剪11个。
  在学生初练时,总是考虑到长11厘米既不正好是几个3,又不正好是几个2,因此,在操作时一定会出现“零头”,既然有“零头”就不会剪出11个了。因此这道题应该判错。我让他们动手把图形画出来试一试,最后他们发现,原来是可以正好用完原来的纸而不出现“零头”的。课堂上常常引导学生尝试着用图形来表达课本中一些习题的题意,虽然学生们的图不够精致、精确,但是,从他们自己绘画的图中,他们悟出了数量关系、悟出了算法,大家感受到通过画图来解决问题真是很有学问,很有作用!
  策略多样
  鼓励解决问题策略的多样化,是因材施教、促进每一个学生充分发展的有效途径。教学中要让学生互相探讨交流,展示自己解答问题的思路、过程、结果,这样可以让学生知道通过什么办法解决了什么问题,并引导学生分析比较方法,了解各个方法的特点,鼓励学生从多角度去思维,使得解决问题的手段和方法多种多样,加深对解题方法和过程的理解。二年级学生接触到“观察物体”,从上下左右前后观察物体,并画出观察到的图形。对于这个知识点,课堂上学生互相探讨交流想到几种解决策略,例如:拿一块透明玻璃,先后紧贴在需要观察的立方组合图形的各个面,在玻璃上临摹自己观察到的图形,就像用薄薄的纸张临摹字帖一样,这样,大家很快掌握了画法。有的出谋划策:把教具立方体的每一个面都画上一个大苹果,摆好组合图形后,分别站在正对各个面的位置,观察自己现在站在正面,思考可以看到几个大苹果?这是几个大苹果怎样排列的?诸如此类,侧面、上面都迎刃而解。学生形成的策略几乎都是从具体问题中获得的,这些策略可能仅仅是就事论事,但是学生通过独立思考,借助已有的知识和经验提出了解题设想。学生进行小组讨论、交流。使学生体会到:同一个数学问题可以从不同的角度去观察,可以有不同的解决方式。随着学习的深入,学生对策略的理解也会越来越深刻。
  解题策略的回顾和反思
  在数学解题过程中,解决问题以后, 学习者还应主动再回过头来对自己的解题活动加以回顾与反思,看解题过程是否合理、简便,结果是否正确。如果发现错误,应认真分析错误的原因,并及时纠正错误,使问题获得正确答案,这是非常必要的一个重要环节。这是数学解决问题过程的最后阶段,也是对提高学生分析和解决问题能力最有意义的阶段。回顾和反思时应注意分析问题还有无其它解答方法、还有哪些新的方法,这样有利于学生养成从不同角度去分析和解决问题的能力及思维习惯。解决实际问题的教学目的并不单纯为了求得问题的结果,真正的目的是为了提高学生分析和解决问题的能力,培养学生的创造精神,而这一教学目的恰恰主要通过回顾解决问题的教学来实现。所以,在数学教学中要十分重视解题的回顾,与学生一起对解题的结果和解法進行细致的分析,对解题的主要思想、关键因素和同一类型问题的解法进行概括,可以帮助学生从解题中总结出数学的基本思想和方法并加以掌握,并将它们用到新的问题中去,成为以后分析和解决问题的有力武器。
  总之,解题策略是帮助学生更好地锻炼思维,培养学生解决问题能力,增强学生综合能力的方式。培养了学生学会用数学眼光观察生活、发现和提出数学问题及能根据需要筛选和处理信息,积极寻求解决问题策略的能力,特别是这种教学策略的运用促进了学生学会观察、学会倾听、学会交流、学会反思等学习品质的养成,使学生体会到生活中处处有数学、处处离不开数学。
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