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从“树木”走向“森林”——苏教版“解决问题的策略——整理”新旧教材对比研究

  • 投稿丁丁
  • 更新时间2015-09-02
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王 翠

(江苏省南京市力学小学,210024)

“解决问题的策略”体系的编排是苏教版小学数学教材的一大特色。一般地,在解决问题的过程中,学生需要经历两个转化:一是从纷乱的问题情境中获取有用的信息,抽象成数学问题;二是分析其间的数量关系,利用数学方法求解,并回到实际中检验。但在教学中,却存在着种种误区:有的割裂了这两个转化,使得整理信息与分析数量关系“各自为阵”;有的过多地关注信息的收集、整理,弱化了数量关系的形成、分析,等等。

作为一线教师,我们更希望教材在“解决问题的策略”的编写中能有所突破,有效架构“整理信息”和“分析数量关系”之间的桥梁。2014年,苏教版小学数学教材进行了全面的修订。以四年级上册“解决问题的策略——整理”为例,新教材从数学本源问题出发,厘清、摆正了整理策略的本末,从“有形的列表”到“无形的整理”,从“强调列表的策略”逐步走向“凸显整理的策略”,让学生在经历实际问题解决的过程中建构、生成对策略的认识,最终切实领悟并真正拥有策略。

一、问题情境从“简单”到“丰富”,策略需求从“外部输入”到“内部产生”

问题情境的实质是一种“有目的但不知如何达到”的心理困境,一种“接触到的学习内容与其原有的认知水平不和谐、不平衡时,亟需解决疑难问题”的心理状态。所以,在“解决问题的策略”教学中,必须为学生创设典型、适切的问题情境,促使他们产生寻找策略的需求。而对问题情境的编写,新旧教材之间就有很大的变化。

旧教材中呈现的问题情境(如图1)相对简单。而且,由于对“归一问题”中隐含的数量关系掌握得比较好,多数学生不列表也能解决,很多学生甚至会在心里嘀咕:“我都会做了,干吗列表格?”学生没有列表整理信息的内在需求,觉得列表只是老师要求的、强加的,多此一举。这样,不仅体现不出列表整理信息的重要性和优越性,更难以让学生感悟策略的作用和价值。为了解决这一难题,很多教师在新授教学时会大费周折,通过改变图示或者利用录音等方式呈现教材例题中的信息。

新教材中呈现的问题情境(如图2)则有以下三个特点:一是已知条件较多;二是条件之间的直接联系比较清楚;三是要选择有关条件来解决所求问题。学生在初步读题时就能感受到这些特点,会想办法整理题目中的条件。面对这样的问题情境,学生能感受到条件与条件、条件与问题之间关系的复杂,处于一种难以展开思维活动的心理困境中,就会想办法筛选条件中的信息,并让这些信息变得形象、直观,引导顿悟。由此,学生对于整理信息的需求是由内而外自发的,策略意识也自然而然地被催生出来。

二、整理方法从“单一”到“多维”,数量关系从“人为割裂”到“自觉关联”

整理信息的目的是理解题意,而按条件之间的直接联系进行整理,便于数量关系的分析。它让学生通过对已经习惯的、用图画与文字讲述的问题呈现方式进行必要的信息加工,排除(或淡化)无关的内容,保留有价值的信息,并把分散的重要数据重新组织起来,在头脑中表征它们的相互关系,从而为问题的解决作出准备。整理的方法有很多种,如直接在题目上勾勾画画、摘录信息、箭头表示对应关系、列表等,虽然形式不同,但本质却是统一的,都是把有关联的信息整合在一起去分析数量关系,都是对应关系的具体演绎,都是为了将整理的方法和数量关系的分析有效地加以融通。而在整理方法的呈现上,新旧教材之间也有很大的差别。

旧教材中呈现的整理方法只有“列表”这一种(如图3)。于是,很多教师就单一地认为整理就是列表,从而把课堂的重心变为引导学生体会列表整理信息的简洁性、条理性,再引领学生简化列表整理信息的方法,这就使得分析数量关系与列表整理信息完全割裂了开来。虽然课堂上也会有数量关系的分析,但往往都是在列式计算时才进行。所以,学生不能透彻地领会完整的列表策略,也很难把解答与列表融合在一起。其实,列表只是整理的一种外显的形式,而无论是勾勾画画,或是摘录信息,或是画图,都是整理的方式。如果我们只注重了表格的“形”,而割裂了数量关系,则显然是不妥当的,更不利于学生对策略的感悟。

新教材则准确把握了学生认知的实情,呈现了学生最容易想到的两种整理的方法:第一种是按果树的种类整理条件,第二种是根据问题选择有关的条件并利用表格整理(如图4)。其中,有横着整理的,也有竖着整理的;有“有框”的表格形式,也有“无框”的表格形式。这几种方法虽然有外在的差异(形式不同),但都有共同的属性——把相关联的条件整理在一起,利用条件之间的直接联系进行整理,既可以采用表格形式,也可以采用非表格形式。

学生通过整理,感受到行数与每行棵数是相关的两个条件,利用条件能够分别算出桃树、梨树、杏树的棵数;要想求出桃树和梨树一共有多少棵,就需要知道桃树和梨树分别的棵数。这些感受是从条件向问题的推理和从问题向条件的推理,是分析数量关系的策略,是产生解决问题的计划与步骤的过程。其实,当学生的思维发展到一定的阶段,他们甚至还可以从有形的整理(列表或画图),到直接勾画相关联的条件,再到无形的整理(把表或图想在脑中)。这样的编排顺应了学生认识的“藤”,也真实反映了学生对信息整理的客观认识水平——为什么要整理,有效地在“整理信息”和“分析数量关系”之间架构了桥梁。

三、检验环节从“无”到“有”,数量关系把握从“零散总结”到“全面聚焦”

及时检验答案是一种良好的学习习惯,不仅能保障解决问题的正确结果,更重要的是能促进学生更好地把握实际问题中的数量关系,发展推理能力。检验通常有三种方法:(1)再算一次,看两次得到的结果是否相同。这种检验本质上是计算的检验,而很难发现解题思路的错误。(2)用另一种方法解题,看两次解题的结果是否相同。不过,如果问题本身只有一种解法。就无法采用。(3)把求得的结果作为一个已知条件,而把原来的某个条件改成问题,编出一道新的实际问题,解答编出的问题。如果结果和原来的条件相同,表明解题正确;否则,就是错误的。这种检验解答了与原来问题不同的另一个问题,不仅检验了原题答案,而且因为解题时学生需要把握新的数量关系,从而有效地发展了逆向思考能力。相比旧教材,新教材在检验环节有了非常大的突破。

旧教材没有明确设计检验环节。而且,大多数教师对检验的理解也很肤浅,很少有教师把检验和把握数量关系联系在一起。在实际教学中,很多教师对学生检验的过程要求也不一样:有的教师可能会忽略检验这一环节,让学生仅仅止步于做出答案;一些经验丰富的教师虽然会让学生再次检验,但往往会忽略方法的指导,导致学生的检验流于形式,多数只是再算一遍。如此之下,学生对数量关系的把握是零散的、单一的,仅仅局限于“归一问题”和“归总问题”的顺向思考,不会举一反三。

新教材则凸显了检验的环节(如图5)。比如,例1只有一种解法,所以应该采用上述的第三种检验方法。在求出桃树和梨树一共41棵以后,可以改编成求桃树每行多少棵的问题,即:3行桃树和4行梨树一共41棵,梨树每行5棵,桃树每行多少棵?当然,改编成求梨树每行多少棵的问题,或者求桃树有几行、梨树有几行的问题也是可以的。学生在变化的问题情境中加深了对数量关系的理解,增强了举一反三的能力;在验证的反推中运用了新的数量关系——这时数量关系的分析较之原题可能还要复杂一些,但学生正是在反刍推理中全面把握了实际问题中的数量关系。其实,数量关系承载着学生认知的由表及里、由浅入深的飞越,只有积累基本的数量关系和结构,掌握基本的分析、综合的方法,并进行正向分析和反向推理,学生的知识体系才能逐渐地完整。

四、反思步骤从“残缺”到“完整”,策略感悟从“蜻蜓点水”到“提升内化”

策略的有效形成必然伴随着对解题行为的反思。这就要求教师组织学生回顾解决问题的全过程,进行恰当的总结、归纳,使学生更清晰地体会整理策略的完整过程,并把整个过程有机地融合在一起。相比旧教材,新教材在回顾反思环节也有了较大的突破。

旧教材中没有回顾反思的环节。于是,反思成了学生和教师遗忘的角落。其实,多数学生真实的心理状态是:在面对问题情境时,只关注具体问题的解决,倾力于寻找解决问题的具体思路、方法、答案,以找到正确的答案为终极目标。一旦找到了正确的答案,便有了大功告成的满足感,而很少自觉地再去就解决问题的思路与方法作策略性的理性反思、再认与升华。如此之下,解决问题的意义和价值基本还是定位在具体问题的解决上,学生虽然有对策略潜在的、零散的、无意识状态的心理体验,但终究还是难以形成策略的认识与意识。

新教材就特别注重回顾反思环节(如图6)。在学生解题后,教材让学生反思如下两个问题:(1)解决问题主要经历了哪些步骤?(2)分析数量关系可以采用哪些方式?学生在反思第一个问题时,就会不自觉地将自己解决问题的整个脉络清理一遍:整理条件一分析数量关系一列式解答一检验一回顾反思。这与著名数学家波利亚在“解题表”中提出的“弄清问题、拟定计划、实现计划、回复反思”的步骤不谋而合,使学生的探究过程趋于完整。对于数量关系的反思,学生会回顾在分析数量关系时所进行的推理和使用的方法,既能从条件出发向问题推理,也能从问题出发向条件推理,甚至可以将两种推理相结合。对这两个问题的反思,将学生从单一的解题状态中解放了出来,从解题技法的掌握走向了策略的生成与升华。学生在回顾反思中不断积累经验,体验策略的价值,触摸策略的本质,达到对策略的深度理解,最终实现策略的升华。

经过对新旧教材的深入剖析,我们可以感受到,新教材有宏观的视野和整体的思维,整体把握和架构了策略教学,把“整理信息”和“数量关系的分析”无缝连接,促使学生对策略的领悟更丰厚、更深刻。因此,教学时,我们要深刻把握新教材的要领,让数量关系这朵“羞答答的玫瑰”盛艳艳地开,也让学生真正触摸到数学的本质。