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从应用题到解决问题
从“应用题”到“解决问题”
周玉仁(北京师范大学)
应用题从来是我国小学数学教学中的一个棘手问题。
2006年课程改革中将应用题更名并扩大为解决问题,最近几年来已取得必然进展,固然还存在一些问题。
本着“回忆历史,面对现实,展望以后”的精神,本文提出以下几个有关问题和同行们研讨。
一、应用题教学的历史回忆
历史是一面公正的镜子,它能折射出人们在推动社会进步中所作的奉献与不足,从而总结体会,吸取教训,以利进一步增进社会的进展。
在关键时期,适时地作一些历史回忆是十分必要的。
我国古代数学有很多辉煌的成绩,如“九章算术”、“孙子算经”等。
可是,由于封建桎梏,闭关自守,作为一门数学课程列入中小学教学打算中,已到了清末民初了。
民国初年出版的算术教科书,都是依照那时的《课程暂行标准》编写的,体例大多随美、日,内容除整数、小数、分数、复名数、简单簿记之外,还都包括很多的应用题。
这些内容可能和我国的数学传统有较大关系。
大伙儿明白,古代的东、西方数学是不同的。
吴文俊院士曾说过:
“西方重证定理,而中国的古代数学不考虑定理,不考虑如何概念公理,不考虑定理如何证明,而着重在解决各式各样实践中显现的具体问题,因此重在解方程……解多项式方程就变成中国古代数学进展的主线。
”①事实的确如此,以几乎集中了过去和那时全数数学知识的“九章算术”为例,将246个问题分为九章,其中很多是人们在实践中碰到的各类具体问题,有的还流传至今。
下面再结合建国后的教学大纲研究一下小学应用题教学的演变。
2001年课程改革以前,我国小学算术(数学)教学大纲历经修改,归纳起来可分为下面两个时期。
第一时期从建国到1965年。
那时的算术课程十分重视应用题,1956年《小学算术教学大纲(修订草案)》中规定:
“应当用算术课和算术课外作业总时刻的一半左右来解许诺用题”。
同时把应用题按前苏联的体会分为“简单”、“复合”和“典型”三大类②,每一大类又细分为很多类型。
1963年《全日制小学算术教学大纲(草案)》将简单应用题分为12种,复合应用题学到2~5步(按解答步骤多寡而分),典型应用题多达1一、12种。
其中典型应用题大多是我国传统的数学题型,每一种题目都有其特殊的解题规律或方式,如相遇、追及、流水、工程、植树、盈不足、年龄、方阵、鸡兔同笼、和差、和倍、正反比例、求平均数等问题。
由于人为分类过细,要求又高,加上教学不甚得法,养成了学生找类型、背结语、死套公式的弊病,有的学生乃至用找关键词来代替分析数量关系(如见“还剩”就“减”,见“一共”即是“加”,见“倍”就“乘”,见“平均”就要“除”),题目稍一转变,便惊惶失措,增加了学生的学习负担,应用题那个“老大难”的问题凸显了出来。
第二时期从1978年实施义务教育大纲。
1978年通过“文革”十年骚乱,依照邓小平同志提出的“教材要反映显现代科学文化的先进水平,同时要符合我国实际情形”的精神,制定了《全日制十年制学校小学数学教学大纲(试行草案)》。
大纲明确指出“使学生能够应用所学的知识解决日常生活和生产中简单的实际问题”,课程内容增加了代数初步知识,并将“小学算术”易名为“小学数学”课程。
在1978年以前,我国中小学算术与代数从来是泾渭分明,小学只学算术,初中才正式学习代数。
从数学进展史来看,算术碰到不能解答的应用题时才增进了方程理论的研究,而方程的显现又简化了算术应用题的解答。
因此,那时在小学时期正式引入一些简易方程,既遵循了从算术到代数的由浅入深的熟悉规律,重演了历史进程,又因势利导、由高到低地大大缩短了人们的熟悉历程,应视为我国小学算术具有重要意义的一次大改革。
于是,自1978年以后的二十年,一步应用题再也不人为分类,而按加、减、乘、除意义自然归类,复合应用题只学到4步(义务大纲只到3步),典型应用题也大幅度地简化,把过繁的删去,只保留求平均数、相遇和工程问题,把一些逆试探的题目如分数除法应用题、正反比例应用题等均列方程求解。
如此,应用题的“老大难”问题取得必然程度的减缓,小学生的解决问题能力也有了提高。
纵观半个世纪的历史,我国小学应用题教学的改革是处在一个由繁到简、由单一的算术方式到算术与代数方程灵活运用的渐变进程,那个地址有继承、有借鉴,也有创新。
二、新课程改革大大打破了传统应用题的格局
上世纪80年代,随着信息社会信息传递的快速,必需随时依照转变作出选择,于是世界各国都开始注意把数学应用于现实世界的“问题解决”当中。
依照数学普遍应用的大体特点,西方(尤其美国)将“问题解决”作为数学改革的行动纲领,并进展成为世界性的口号;同时,数学教育家波利亚提出的“问题解决”教学也已成为世界各国数学教育界的共识。
鉴于我国小学传统应用题数学存在着很多短处,《课程标准》制按时,为了与之“拉开距离”,干脆将应用题取名为“解决问题”,与国际接轨③。
近一个世纪以来,我国小学算术(数学)把应用题作为一个独立领域的传统格局被完全打破了,并把应用题融于“数与代数”、“空间与图形”、“统计与概率”、“实践与综合应用”等领域之内,把它作为各领域解决其相应的实际问题的有机部份而呈现。
这种安排,与世界绝大多数国家的小学数学教学大纲相一致,比较合理,也比较符合逻辑。
把应用题改成“解决问题”,固然不是一个简单的易名。
原《课程标准》编制组要紧负责人之一孙晓天教授曾说过:
“解决问题脱胎于应用题,但绝不同于应用题。
”④究竟二者有什么区别?
不妨从西方提出“解决问题”的原意来试探。
解决问题是个体在一个新情境下,依照已有的知识和体会对发觉的新问题寻求答案的心理进程。
所谓“问题”,本身确实是被意识到的一种矛盾,一种空缺。
而那个地址讲的问题是第一次见面的“新”问题,解决问题的策略也是新的;具体说来,是无法从把握的知识或体会中直接找显现成的方式以达到问题的解决的,至少要利用已有的知识、技术、方式复杂的加工,它是学生一种克服各类障碍的探讨活动。
问题一旦解决,通过解决问题进程所取得的方式、途径、策略又能够作为学生认知结构中的一个组成部份,变成已知的策略、方式;也确实是说,再用这种方式、策略去解决其它问题,就再也不是“解决问题”,而是一样的练习作业了。
为此,《课程标准》把“解决问题”列为整体的四大目标(知识与技术、数学试探、解决问题、情感与态度)之一,并贯穿于四大内容的整个教学进程当中,具体要求能够归纳为:
使学生学会从数学角度发觉问题、提出问题、分析问题和综合运用数学知识解决简单的实际问题;取得解决问题的一些大体策略(方式),体会解决问题方式的多样性,进展应用意识、创新意识和实践能力;学会与同伴合作交流;养成评判和反思的意识。
而传统的应用题呢?
只是众多数学内容中的一个内容,教学中又往往是见“题”论题,目标确实是让学生会“解题”,固然也注意到逻辑思维的训练,可是总的说来任务是比较单一的。
由此可见,解决问题与应用题教学二者在其功能和价值取向方面都有着明显的区别。
再者,解决问题是以解决数学问题为研究对象的,它既包括四那么运算、找规律等纯数学的题目,也包括融于课标四大内容当中类似原应用问题模式的题目,更包括直接指向生活实践的综合实践活动的课程,后者更具有综合性、多元性、开放性和挑战性,有助于学生积存数学活动体会,并在综合运用已学知识解决实际问题中感悟到数学各部份知识的联系,数学与其他学科的关系。
通过一轮的课改实验,解决问题的功效已初见成效,固然还存在很多有待研究的问题,拟在第三个问题中进行讨论。
三、实现解决问题教育功能的几点试探
(一)两个转化,一个也不能少
小学生在解决问题的进程中,实质上是完成了熟悉上的两个转化。
第一个转化指从纷乱的实际问题中,搜集、观看、比较、挑选有效的信息,抽象成数学问题。
这种从现实生活原型中抽象出数学问题的能力,在现今信息社会中是十分重要的。
因为从某种角度上看它是“建模”的起点。
在小学时期咱们一样不明确提出“建模”,因为方程、方程组、不等式、函数等是大体的数学模型,小学生由于所学数学知识之限,尚未真正地完全接触到这些数学本质的东西。
第二个转化是依照已抽象出来的数学问题,分析其中的数量关系,探讨解决问题的方式并求解或近似解,进而在实践中查验,必要时还能反思自己解决问题的全进程。
以上两个转化相辅相成,缺一不可。
在以往的数学教学中,往往重视的是第二个转化,引导学生分析条件和问题间的关系,依照数量关系列式解答并查验,这是解决问题必需具有的大体能力,应予以确信。
可是,最大的缺失是轻忽第一个转化,呈现的文字应用题条件一个不多也很多,与问题完全匹配,全然不需要学生自己去搜集信息,去发觉问题和提出问题,换句话说,第一个转化完全由教材或教师包办了,这是我国传统应用题教学中的一大弊病。
而课改后的新教材呢?
的确为学生提供了很多新鲜而切近学生生活情境的、采纳画图、对话、表格和文字多种形式呈现的实际问题,让他们感到这些问题都来自自己熟悉的生活原型,有助于激发学习爱好,引导他们去发觉问题和提出问题,这是专门大的进步;可是,在完成第二个转化时,却又往往一带而过,显得比较单薄,乃至以为只要学生明白故情形节,就自然会解题。
却不知了解问题情境是顺利解决问题的必要条件而不是充分条件,让学生学会分析数量关系才是充分条件;只有如此,以后碰到各类变式,才能触类旁通,迎刃而解。
磨刀不误砍柴工,解决问题是个系统工程,不管是教材编者仍是从教的一线教师,都应瞻前顾后,通盘设计,做到“走一步,看两步,想到第三步”。
总之,只有同时重视学生在解决问题中的思维跨度——完成两个转化,才能大面积有效地提高解决问题的能力。
(二)解决“常规”及“超级规”问题,功能互补
新教材中的解决问题大体分两大类。
一类是融于“数与计算”等领域并作为解决相关内容的实际问题而呈现的“常规”的应用问题,它有利于巩固知识,培育初步的数学思维,学会解答简单的实际问题。
另一类是如新增设的“实践与综合应用”等,这是以现实问题为载体,引导学生综合所学的知识和体会,通过独立试探或与他人合作,经历发觉问题,提出问题,分析问题和解决问题的全进程,并能积存数学活动体会,培育学生的应用意识和制造性数学思维;这是一类具有多元性、开放性、综合性、挑战性的“超级规”问题,在课改中已显示其必然的功能。
在实际教学中,以上两类的问题解决是功能互补,和谐进展的。
就从小学生数学学习的特点来看,培育他们解决具有挑战性的、综合的、多元的、开放的实际问题的能力,还需从解决简单的、一元的、大体的常规问题着手。
正如盖一座综合功能的高楼大厦,必先从一砖一瓦、一块块预制板垒起一样,教材设计也应从简单到复杂,从一元到多元,由常规到超级规统筹安排。
目前教学中很多教师的困惑是“常规”的解决问题目标设置不透明,编排体系不清楚,教师往往只知今日不知明日,只见树木不见丛林。
广大教师希望各套教材编者对内隐在这些“常规”应用问题中的“红线”予以说明,以避免教学行为的失控。
尤其两步运算解决问题时,问题就比较突出。
有的教材在学习混合运算(“先乘除,后加减”,“先算小括号里的……”)时,就把所有的两步应用问题全数在练习中显现,在他们眼里,只要会“算”就自然会“用”,往往在同一节课内,要求同时达到“算”和“用”的两个目标,很多学生感到困难,教师不能不从练习中挑出一些题目作新课讲解。
另外,关于运算顺序的教学也有值得研究的地址。
以往的教材编排是先学运算顺序,并明确告知学生这是数学上的规定,接着按此规定进行混合运算式题练习,然后在解答两步运算应用问题时,列综合算式求解,以保证结果的唯一性;如此安排,层次清楚,无可非议。
此刻大多数新教材,都是先创设问题情境,从实际生活问题引入,其目的是便于小学生去明白得和同意这一规定,一样是合理的。
例如:
北师版二下教材显现“小熊购物”插图,并以对话形式呈现以下题目:
小熊买了4个面包和1瓶饮料,面包每一个3元,饮料每瓶6元,小熊应付多少元?
算式:
(1)3×4=12(元)12+6=18(元)
(2)3×4+6=12+□=□(元)
(3)6+3×4=□+12=□(元)
由此启发学生试探:
“有加又有乘,先算
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