《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》要求,讓學(xué)生經(jīng)歷解決實(shí)際問題的過程,提高應(yīng)用意識,積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗,感悟數(shù)學(xué)的價值。考慮到小學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn),教師應(yīng)更多著眼于生活中的實(shí)際問題,從合理的、真實(shí)的情境出發(fā),引領(lǐng)學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)。
情境化數(shù)學(xué)問題是指將抽象的數(shù)學(xué)知識融入具體的生活情境,通過情境模擬向?qū)W生提出的數(shù)學(xué)問題,旨在幫助學(xué)生將數(shù)學(xué)理論知識與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系,從而更好地理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識。這種問題形式強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)知識的實(shí)用性,鼓勵學(xué)生從實(shí)際情境中抽象出數(shù)學(xué)問題,并運(yùn)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行解決。而問題解決能力是指在解決方法不明顯的情況下,個體進(jìn)行認(rèn)知處理以理解和解決問題的能力,包括參與解決問題的意愿。
小學(xué)生正處在由具體形象思維向抽象邏輯思維轉(zhuǎn)變的時期,在解決情境化問題時面臨一些問題,主要體現(xiàn)在:理解題目情境需要耗費(fèi)很長的時間;不能準(zhǔn)確地從真實(shí)問題情境中提煉出數(shù)學(xué)信息,進(jìn)而轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題;對于文字量較大、情境較為陌生、信息較多的問題,無從下手,難以建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型;等等。為此,教師應(yīng)該如何做呢?
聯(lián)系生活,創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境
小學(xué)數(shù)學(xué)中的許多概念和原理都可以在日常生活中找到實(shí)例。在教學(xué)過程中,教師應(yīng)從生活中的真實(shí)現(xiàn)象和實(shí)際問題出發(fā),抽象出數(shù)學(xué)問題并引導(dǎo)學(xué)生加以解決。這樣一來,可以增強(qiáng)學(xué)生對知識的熟悉感,在其頭腦中形成表象,從而激活相關(guān)的知識模塊,促進(jìn)知識遷移和創(chuàng)造性思維的形成,讓學(xué)生體會到學(xué)有所用。
在創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境時,教師可以從以下幾方面著手——
其一,情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)堅持“低起點(diǎn)、寬口徑”的設(shè)計原則,即要關(guān)注到學(xué)生的差異性,讓低層次的學(xué)生能參與、高層次的學(xué)生能表現(xiàn),給更多學(xué)生機(jī)會。例如,在探究圓的面積時,有這樣兩個活動方案:①你能把圓轉(zhuǎn)化成長方形,并計算它的面積嗎?②你能把圓轉(zhuǎn)化成已經(jīng)學(xué)過的平面圖形,并計算它的面積嗎?對比以上兩個方案,哪個更有利于開展問題解決的教學(xué)?很明顯,第二個方案更能激活學(xué)生多樣化的思維。
其二,除了利用生活實(shí)物、模擬生活場景外,兒童讀物或一些文學(xué)作品中的素材也可以作為情境的載體。例如:《西游記》中孫悟空的金箍棒重一萬三千五百斤(6750千克),能大能小,能粗能細(xì),變化隨心。不用時,可變成一根細(xì)小的繡花針藏于耳中。通過這段素材,教師可以設(shè)計出諸如“金箍棒的重量和一名普通成年男子的體重(約60千克)的比值是多少?”等很多數(shù)學(xué)問題。
其三,在設(shè)計數(shù)學(xué)問題時,教師可以根據(jù)社會熱點(diǎn)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,將學(xué)生對熱點(diǎn)的關(guān)注和熱情轉(zhuǎn)移到對數(shù)學(xué)知識的探索上,激發(fā)其學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。同時,這也能夠讓學(xué)生將數(shù)學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際生活中,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會,增強(qiáng)社會責(zé)任感。例如,教師可以借助航天工程、環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約等時事熱點(diǎn),設(shè)計出真實(shí)情境下的數(shù)學(xué)問題。
此外,教師還可以設(shè)計跨學(xué)科的情境任務(wù),如體育中的數(shù)學(xué)、旅行中的數(shù)學(xué)等。
綜上所述,聯(lián)系生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的一種有效策略。創(chuàng)設(shè)的情境要貼近學(xué)生生活,引發(fā)學(xué)生思考,便于學(xué)生操作與實(shí)踐。
理解情境,抽象出數(shù)學(xué)問題
面對一個新的問題,教師首先要思考學(xué)生的先驗知識有哪些,也就是學(xué)生在學(xué)這節(jié)課之前有沒有相關(guān)的數(shù)學(xué)經(jīng)驗或生活經(jīng)驗。當(dāng)學(xué)生的經(jīng)驗被激活時,機(jī)體便處于興奮狀態(tài),頭腦更靈活、行動更有力、經(jīng)驗間的聯(lián)系路徑更多元。此時教師采用情境再現(xiàn)、引導(dǎo)回憶、想象等方式讓學(xué)生參與其中,可以通過已有的認(rèn)知、掌握的方法和重溫的體驗幫助學(xué)生積累更豐富的感性經(jīng)驗,為理性再認(rèn)識、知識遷移和方法條理化提供可能。
可以說,問題情境的閱讀理解是以激活經(jīng)驗為目標(biāo)展開的。這就需要教師精心設(shè)計引導(dǎo)語,可以從以下幾方面著手——
其一,仔細(xì)閱讀問題所描述的情境,明確情境發(fā)生的場景,關(guān)注情境中的人物或?qū)ο?,了解他們的行為和關(guān)系。如問題描述的是在超市購物的情境,那就要聯(lián)想到商品價格、折扣、數(shù)量等相關(guān)概念,并思考解決這個問題需要用到的數(shù)學(xué)模型,如單價×數(shù)量=總量、原價×折扣=現(xiàn)價等。
其二,理解情境的本質(zhì),找出問題中的關(guān)鍵信息,這些信息通常是解決問題的重要依據(jù)。包括常規(guī)問題中的數(shù)字信息、隱含信息、非連續(xù)文本中的信息、對話情境中的信息、圖中有關(guān)的數(shù)學(xué)信息,以及能夠提示問題的類型和解題方法的信息,如“一共”“比……多”“比……少”“占……的幾分之幾”“大約”等。其中,“一共”通常意味著需要進(jìn)行加法運(yùn)算;“占……的幾分之幾”要關(guān)注到標(biāo)準(zhǔn)量是否已知,再決定用乘法或除法解決問題;“大約”通常要進(jìn)行估算;等等。
其三,明確問題要求解的是什么,是求圖形的周長或面積、物體的體積或容積、兩個量的比值或關(guān)系,還是判斷某種情況是否成立。
總之,審題不僅僅是對題目的字面理解,更是對題目背后邏輯關(guān)系、數(shù)學(xué)規(guī)律的挖掘和提煉。通過審題,學(xué)生可以逐漸培養(yǎng)起嚴(yán)密的邏輯思維能力,這對于他們后續(xù)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)至關(guān)重要。
明確策略,解決情境化數(shù)學(xué)問題
一個成功的問題解決者能夠有效調(diào)控自己解決問題的過程,根據(jù)問題的特點(diǎn)和變化,靈活選擇和調(diào)整解題策略,不斷優(yōu)化解決方案。
總體來說,解決情境化數(shù)學(xué)問題,有五大基本策略——
一是畫圖策略。畫出與題意相關(guān)的示意圖,如線段圖、集合圖等,幫助推理、思考,是解決情境化數(shù)學(xué)問題時最常用的一種策略。將疑難問題的文字翻譯成圖形,能夠立竿見影地理清思路,找到解題方法。
二是轉(zhuǎn)化策略。一方面,把較復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單問題,如在設(shè)計長(正)方形的花園時,把它轉(zhuǎn)化成畫已知直線的垂線問題;另一方面,把未知的問題轉(zhuǎn)化為已知的問題,如在推理圓的面積時,可以轉(zhuǎn)化成長方形、三角形、梯形的面積,等等。
三是列表策略。該策略又稱列舉策略,即將問題的條件信息用表格的形式列舉出來,便于從中發(fā)現(xiàn)問題、分析數(shù)量關(guān)系,從而排除非數(shù)學(xué)信息的干擾,找到解決問題的方法。如分段計費(fèi)問題、租船問題、可能性問題等,都可以用列表的方法把各種情況一一列舉出來,這樣就可以做到既不重復(fù)也不遺漏。
四是替換策略。這一策略可以用來解決幾個數(shù)量與總量之間的關(guān)系問題。運(yùn)用替換策略能把兩個量與總量的關(guān)系簡化為一個量與總量的關(guān)系,從而有助于解決情境化數(shù)學(xué)問題。例如用排水法求不規(guī)則物體的體積、和倍問題、雞兔同籠等。
五是逆推策略。逆推法,也叫倒推法、還原法,就是從事物的結(jié)果出發(fā),倒過去推想它最開始是什么樣的。例如算法逆推,也就是說,原來是加法,逆推過來是減法;原來是減法,逆推過來是加法;原來是乘法,逆推過來是除法;原來是除法,逆推過來是乘法。
回顧與反思
大量研究表明,回顧與反思在化解學(xué)生存在的迷思、促進(jìn)對問題的理解方面發(fā)揮著重要作用,是成功解決情境化數(shù)學(xué)問題的關(guān)鍵。學(xué)生在執(zhí)行解題策略后,要回顧解題的整個過程——從審題到分析問題、選擇策略、執(zhí)行策略再到得出答案,思考在每個環(huán)節(jié)中自己做了哪些正確的決策,又有哪些地方可以改進(jìn)。例如:在審題時,是否遺漏了一些關(guān)鍵信息;在分析問題時,是否從真實(shí)情境中抽象出數(shù)學(xué)模型并選擇了最合適的策略;在計算過程中是否出現(xiàn)了錯誤;等等。
通過回顧解題過程,我們可以總結(jié)出一些解決情境化問題的方法和技巧。這些方法和技巧不僅可以應(yīng)用于當(dāng)前的問題,而且可以在以后的解題中發(fā)揮作用。此外,我們還可以拓展自己的思維,思考是否有其他相似的情境,是否可以從相同的角度來理解不同情境下的問題。
【本文系鄭州市教育科學(xué)課題“提升小學(xué)生解決情境化數(shù)學(xué)問題能力的實(shí)踐研究”(項目編號:2024-ZJKYB-X02-064)階段性研究成果】
(作者單位:鄭州市中原區(qū)錦繡小學(xué))