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美國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)中解題策略的教學(xué)
一 加強(qiáng)解題策略教學(xué)的重要性
近年來(lái)美國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)中一項(xiàng)重要的改革就是加強(qiáng)解問(wèn)題策略的教學(xué)。80年代初,美國(guó)全國(guó)數(shù)學(xué)教師協(xié)會(huì)曾提出解問(wèn)題是中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重點(diǎn),同時(shí)也提出數(shù)學(xué)的基本技能應(yīng)包括比計(jì)算能力更多的內(nèi)容,其中就有關(guān)于解題策略的問(wèn)題。1988年在第六屆國(guó)際數(shù)學(xué)教育會(huì)議上也提出使學(xué)生學(xué)會(huì)使用解題的策略。80年代末,美國(guó)新擬訂的《中小學(xué)數(shù)學(xué)課程和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中,對(duì)這方面進(jìn)一步加以強(qiáng)調(diào),每個(gè)學(xué)段的第一條標(biāo)準(zhǔn)就是學(xué)習(xí)和應(yīng)用解問(wèn)題的策略。此后陸續(xù)在美國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)教科書(shū)中編入了有關(guān)解題策略的內(nèi)容。
為什么美國(guó)如此重視解題策略的教學(xué)呢?這是為了適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需要。美國(guó)數(shù)學(xué)教育工作者認(rèn)為,美國(guó)已進(jìn)入信息社會(huì),需要能處理信息的人,能用數(shù)學(xué)方法解問(wèn)題的人,因此使學(xué)生掌握解題的策略就成為數(shù)學(xué)教學(xué)必不可少的內(nèi)容。這與過(guò)去美國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)中側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力有很大不同。過(guò)去的小學(xué)數(shù)學(xué)中解問(wèn)題的教學(xué)目的只限于了解實(shí)際問(wèn)題和能夠解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題本身。而現(xiàn)在除了要達(dá)到上述目的以外,還要使學(xué)生掌握解問(wèn)題的各種策略,培養(yǎng)一般的解題能力和處理信息的能力,開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力,使學(xué)生能夠適應(yīng)不斷變化的社會(huì),即使遇到新的問(wèn)題也能夠應(yīng)用已掌握的解題策略予以解決。顯然這是美國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)重大改革措施。
二 教學(xué)解題策略的內(nèi)容
美國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)中不采用“解應(yīng)用題”這個(gè)名稱(chēng),而叫“解問(wèn)題(solving problem)。”問(wèn)題的范圍比我國(guó)所說(shuō)的應(yīng)用題的范圍廣泛,既包括實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題,也包括一些非實(shí)際應(yīng)用的文字題、思考題。因此解題的策略也比較廣泛。既有一般的解題策略,又有特殊的解題策略;另外為適應(yīng)現(xiàn)代信息社會(huì)的需要,還提出一些初步應(yīng)用近代、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法解題的策略。下面分別作一簡(jiǎn)單介紹。
。ㄒ唬┮话憬忸}策略
在一般解題策略方面,主要是教學(xué)解題的一般步驟,這與我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)中講的應(yīng)用題的步驟基本相同。美國(guó)把解題步驟分為以下四步:1.理解題意;2.做解題計(jì)劃;3.按計(jì)劃解答;4.回答和檢驗(yàn)。在課本中有時(shí)舉例集中進(jìn)行全面的講解,有時(shí)進(jìn)行單項(xiàng)的講解和練習(xí)。
1.關(guān)于第一步,十分重視數(shù)據(jù)的收集。各套課本中都安排較多的使用統(tǒng)計(jì)圖表中數(shù)據(jù)收集的練習(xí)。低年級(jí)多以形象圖的形式出現(xiàn),高年級(jí)多以統(tǒng)計(jì)表的形式出現(xiàn)。例如,五年級(jí)出現(xiàn)如下的表:
。1)溫度0°c,風(fēng)速10千米時(shí),風(fēng)冷系數(shù)是多少?
。2)溫度—5°c,風(fēng)冷系數(shù)—16°c,風(fēng)速是多少?
課本中還注意安排有多余或缺少信息的題目的單項(xiàng)練習(xí)。例如,“托姆有4只小狗,薩姆有3只小貓,巴布有5只小狗。一共有多少只小狗?”“同學(xué)們?nèi)メ烎~(yú),一半人沒(méi)去過(guò),沒(méi)去過(guò)的有多少同學(xué)?”通過(guò)這樣的題目,可以使學(xué)生根據(jù)問(wèn)題正確選擇必需的已知數(shù),從而有助于提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力。
2.關(guān)于第三步,十分注意正確選擇運(yùn)算方法的訓(xùn)練。例如,給出同樣的已知條件,如兩種物品的數(shù)量,先提問(wèn)求它們一共有多少,再提問(wèn)求它們相差多少。此外也出乘、除法對(duì)照的應(yīng)用題。
3.關(guān)于第四步,十分注意檢驗(yàn)答案的正確性。一方面教給學(xué)生檢驗(yàn)的方法,如用減法驗(yàn)算加法,用乘法驗(yàn)算除法等,通過(guò)不同的運(yùn)算方法檢查計(jì)算結(jié)果是否正確;另一方面教給學(xué)生用估算檢查計(jì)算結(jié)果的高位數(shù)是否無(wú)誤。此外還注意教學(xué)生判斷答案是否合理。一是注意得數(shù)怎樣才算合理。如下面幾道題都要算150除以60,但是答案不一樣:“150支鉛筆,均分給60個(gè)學(xué)生,每人分得幾支?”(答:2支)“150個(gè)同學(xué),每只船可以乘60個(gè)同學(xué),需要幾只船?”(答:3只)“一部電影放映150分鐘,要放映多少小
磯有480千米,汽車(chē)一小時(shí)行80千米,到那里要多長(zhǎng)?選擇答案:60小時(shí),60千米,6小時(shí)。
(二)特殊解題策略
一般有以下幾種:
1.畫(huà)圖:通過(guò)畫(huà)圖幫助理解數(shù)量關(guān)系。例如,“俱樂(lè)部成員鋸木做家具,要把一塊木板鋸成10塊,每鋸一次需用5分鐘,一共需用多少分鐘?”通過(guò)畫(huà)圖可知需要鋸9次,從而容易算出需用的時(shí)間。
2.簡(jiǎn)化題目:一種是把原題里較復(fù)雜的大數(shù)改換為簡(jiǎn)單的較小的數(shù),使題目變得容易。另外一種是把敘述較為復(fù)雜的題目改換為敘述較為簡(jiǎn)單的題目,使題里的數(shù)量關(guān)系更清楚。
3.嘗試和猜想:通過(guò)猜想試算,逐步調(diào)整試算結(jié)果求得正確答案。例如,“索尼亞買(mǎi)3本書(shū)共付22.5元。其中《神秘的洞穴》比《隱藏的財(cái)寶》少1元,《隱藏的財(cái)寶》比《奇怪的城市》少1元。每本書(shū)的價(jià)錢(qián)是多少?”第一次嘗試:21接近22.5,能被3除盡,平均每本書(shū)的價(jià)錢(qián)是7元;試把《隱藏的財(cái)寶》定作7元,則 6+7+8=21(元),接近 22. 5元,但還差 1. 5元。第二次嘗試:給每本書(shū)加 0. 5元,則 6. 5+7. 5+8. 5=22. 5(元),總錢(qián)數(shù)正好是22.5元。由此可知每本書(shū)的價(jià)錢(qián)。
4.逆推:有些逆向思考的題目可以采用逆推的方法。例如,“阿伯特工作3小時(shí),得到的錢(qián)買(mǎi)了一束花,用去9.8元,還剩2.95元。她每小時(shí)工作得多少錢(qián)?”畫(huà)圖幫助分析:
逆推時(shí)用相反的運(yùn)算。
5.用方程解:因?yàn)椴粚?zhuān)門(mén)講簡(jiǎn)易方程,所以把用方程解問(wèn)題作為解題策略的一部分。一般只限于含有一兩步計(jì)算的。
6.用公式解:如求長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)或面積,求長(zhǎng)方體的體積。
(三)用近代、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法解題的策略
這是美國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)解題策略的一個(gè)重要特點(diǎn)。通過(guò)教學(xué)使學(xué)生既初步了解一些近代、現(xiàn)代數(shù)學(xué)的思想方法,又提高處理信息和解實(shí)際問(wèn)題的能力。一般有如下幾種:
1.分類(lèi):從低年級(jí)起就注意做分類(lèi)的練習(xí)。例如,把同類(lèi)的物品圈起來(lái)。較高年級(jí)讓學(xué)生把有關(guān)的物體集合用圖表示。例如,出示下面兩圖:
然后讓學(xué)生把兩個(gè)集合圈合并畫(huà)在一起,成下圖
2.組織數(shù)據(jù):滲透統(tǒng)計(jì)思想和方法。例如,文具店統(tǒng)計(jì)幾種物品的數(shù)量如下,然后列表計(jì)算。
3.樣本與預(yù)測(cè):滲透統(tǒng)計(jì)思想和方法。例如,有4000人要進(jìn)城游行,市里讓他們填卡片,寫(xiě)出姓名和住址。要知道他們住哪個(gè)區(qū)各有多少人,不翻遍所有卡片,該怎樣做才能知道?可以用樣本來(lái)預(yù)測(cè)。從4000張隨意抽出100張卡片,分給5個(gè)人,每人20張,分別做出統(tǒng)計(jì)如下表:
4.計(jì)算概率:例如,6個(gè)小正方體,其中有2個(gè)是蘭色,2個(gè)是綠色,
5.使用范型:即找出數(shù)或形的排列規(guī)律,然后運(yùn)用規(guī)律進(jìn)行計(jì)算或判斷。例如,愛(ài)德沃今天在銀行存1分,明天存2分,次一天存4分,第四天存7分,第五天存11分……照這樣繼續(xù)下去,第十天該存多少錢(qián)?為了解這道題,可以做如下的表,找出范型。
從表中找出范型是每天存的錢(qián)數(shù)依次比前一天分別增加1、2、3、4、5……分,第十天應(yīng)存46分,也就是比第一天多存1+2+3+4+5+6+7+8+9=45(分),即存 1+45=46(分)。
6.使用樹(shù)圖:例如,商店有兩種電話機(jī),一種是按鍵的,一種是轉(zhuǎn)盤(pán)的。每種電話機(jī)又有紅、黃、綠3種顏色。每種顏色的電話機(jī)又有方、圓兩種形狀。一共有多少種可供顧客選擇?為了解這道題,可畫(huà)樹(shù)圖如下
從圖中可以看出一共有 12種。寫(xiě)成算式是 2 × 3× 2=12(種)。
7.開(kāi)放性題目:一般有兩種情況。一種是一道題有不同解法的,另一種是一道題有不同答案的。對(duì)后一種舉例如下。
例1:畫(huà)出幾種物品,分別注明單價(jià),如襯衣10.99元,褲子13.5元,唱片5.98元,玩具車(chē)3.92元,臘筆1.6元。塔德要花8—10元,他能買(mǎi)上面哪些物品?
例2:停車(chē)場(chǎng)有汽車(chē)和摩托車(chē),共42個(gè)輪子,可能各有幾輛?可以列表如下:
從表中看出,可以有10種答案。
8.做決策:這是現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法中的一種。在小學(xué)只能出現(xiàn)極簡(jiǎn)單的具體的。例如,“唐納要買(mǎi)輛自行車(chē),價(jià)值290元。他已儲(chǔ)蓄了225元,每周打工可以掙40元。有3種選擇,可以根據(jù)具體情況做決策。
。1)儲(chǔ)蓄到夠290元再買(mǎi)。
。2)當(dāng)時(shí)付90元,然后每月付19元,付一年。
。3)當(dāng)時(shí)不付款,每月付28元,付一年。
需求出每種選擇所付款的總數(shù),然后比較哪種有利,哪種不利。
。1)哪種選擇付款最少?
。2)哪種選擇可以立刻得到自行車(chē)?
。3)唐納能掙夠錢(qián)數(shù)來(lái)支付每種選擇所需的款嗎?
。4)唐納按哪種選擇付錢(qián)要少些,是第二種還是第三種?
。5)如果你是唐納,你選擇哪一種?
可以看出上述幾個(gè)問(wèn)題,并不都是只有一個(gè)答案,至于第(5)小題更是因人而異。
9.邏輯思考:包括的內(nèi)容很多,這里只舉幾個(gè)有代表性的例子。
例1:琴娜可能買(mǎi)胡蘿卜或梨,她不想買(mǎi)胡蘿卜,她想買(mǎi)什么?
例2:甲不如乙高,但他比丙高。誰(shuí)最矮?
例3:甲乙丙三人分別是鉗工、電工和園丁,但甲不是鉗工也不是園丁,乙不是鉗工。確定他們每人的職業(yè)。
找出答案的一種方法是建立一個(gè)表,如右表所示。
想:甲不是鉗工也不是園丁,因此是電工。
乙不是鉗工也不是電工,因此是園丁。
那么丙不是電工和園丁,必是鉗工。
例4:四年級(jí)有學(xué)生28人,其中14人參加樂(lè)隊(duì),9人參加游泳隊(duì),有4人參加了這兩種活動(dòng)。多少人未參加這兩種活動(dòng)?
想:只參加樂(lè)隊(duì)未參加游泳隊(duì)的是14-4=10(人)。只參加游泳隊(duì)未參加樂(lè)隊(duì)的是9-4=5(人)。參加樂(lè)隊(duì)和參加游泳隊(duì)的一共是10+5+4=19(人)。所以未參加這兩種活動(dòng)的是28-19=9(人)。
三 教學(xué)解題策略的安排
美國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)課本中對(duì)解題策略的教學(xué),同其他內(nèi)容一樣,也十分注意合理的安排。具體地說(shuō),有以下幾個(gè)特點(diǎn)。
。ㄒ唬┻m應(yīng)學(xué)生的年齡特點(diǎn),從三年級(jí)開(kāi)始正式教學(xué)。解題策略的教學(xué),需要學(xué)生有一些數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ),適當(dāng)積累一些解題的經(jīng)驗(yàn),才比較容易接受。因此從三年級(jí)正式開(kāi)始教學(xué)解題策略是比較合適的。但是在一、二年級(jí)也注意適當(dāng)滲透一些有關(guān)解題策略的內(nèi)容,如從圖中找數(shù)據(jù),看形象統(tǒng)計(jì)圖,選擇運(yùn)算,初步認(rèn)識(shí)解題步驟,開(kāi)放性題目等。只是以更具體、簡(jiǎn)易的形式出現(xiàn)。如解題的四個(gè)步驟,在一、二年級(jí)是這樣出現(xiàn)的:(1)知道什么?求什么?(2)要解這道題該做什么?(3)做。(4)檢驗(yàn)。到三年級(jí)正式教學(xué)時(shí)在此基礎(chǔ)上再加以概括。
。ǘ┓稚才,與其他教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)配合。前面介紹的解題策略,分散安排在各年級(jí)的各單元中,都用小標(biāo)題標(biāo)出,而且很多解題策略,在不同年級(jí)重復(fù)出現(xiàn),其中計(jì)算的內(nèi)容盡量與本年級(jí)教學(xué)內(nèi)容相配合。例如,三年級(jí)學(xué)過(guò)一些小數(shù)加減法,估算內(nèi)容中就以小數(shù)加減法為主;四年級(jí)學(xué)過(guò)一些小數(shù)乘除法,估算內(nèi)容中就以小數(shù)乘除為主。又例如,講概率的計(jì)算需要有分?jǐn)?shù)的基礎(chǔ),就在分?jǐn)?shù)的認(rèn)識(shí)之后出現(xiàn)概率。
(三)遵循由易到難、由簡(jiǎn)到繁、由具體到抽象的編排原則。例如,找范型這一解題策略,在各個(gè)年級(jí)都出現(xiàn)了,但是題目的難易和繁簡(jiǎn)有所不同。低年級(jí)著重出現(xiàn)看圖找規(guī)律的,中年級(jí)除了繼續(xù)出現(xiàn)低年級(jí)的形式外,還出現(xiàn)看到一列數(shù)來(lái)找規(guī)律的,以后進(jìn)一步出現(xiàn)列表找規(guī)律的。又例如,邏輯思考這一解題策略,低年級(jí)出現(xiàn)使用“和”“或”的語(yǔ)句,中年級(jí)出現(xiàn)利用規(guī)律解題,高年級(jí)出現(xiàn)利用集合圖解題。
四 一點(diǎn)看法
從前面對(duì)美國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)中解題策略教學(xué)的簡(jiǎn)要介紹可以看出,加強(qiáng)這方面的教學(xué),有利于提高小學(xué)生的解題能力,促進(jìn)小學(xué)生思維能力的發(fā)展。盡管在安排處理上還存在不足之處,如有些解題策略的選取還值得研究,對(duì)多步題的練習(xí)少了些,有些解題策略的安排還缺乏層次性等,但是改革的方向是對(duì)的,是適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需要的。
美國(guó)加強(qiáng)解題策略的教學(xué)對(duì)我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題教學(xué)的改革有一定的啟發(fā)。建國(guó)以來(lái),我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題的教學(xué)做了一些改革,但是還很不夠,特別是還沒(méi)有跳出傳統(tǒng)應(yīng)用題教學(xué)的框框。應(yīng)用題教學(xué)的內(nèi)容,基本還局限在原來(lái)的范圍之內(nèi),只是做了一些簡(jiǎn)化和較為合理的安排;在解題思路方面開(kāi)始有所重視,在課本中也有所體現(xiàn),但是還缺乏系統(tǒng)的安排。同美國(guó)的解題策略的教學(xué)相比,存在一定的差距。
為了進(jìn)一步改革應(yīng)用題教學(xué),更好地提高學(xué)生的解題能力,發(fā)展
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學(xué)生的智力,希望我們的教科書(shū)編者、教研人員、廣大教師都來(lái)研究在小學(xué)數(shù)學(xué)中如何加強(qiáng)解題策略的教學(xué)。首先明確應(yīng)用題教學(xué)改革的方向,如何確定應(yīng)用題教學(xué)的內(nèi)容和范圍,如何適當(dāng)安排解題策略的教學(xué)。其次要大力開(kāi)展應(yīng)用題教學(xué)的改革實(shí)驗(yàn),支持帶有方向性的改革實(shí)驗(yàn),集中大家的智慧,使我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題更前進(jìn)一步,為培養(yǎng)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)需要的人才打好基礎(chǔ)做出更大的貢獻(xiàn)。
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