王開興
(福建省莆田市涵江區(qū)江口豐山小學(xué),福建 莆田351117)
小學(xué)第一到第三學(xué)段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)都有解決問題教學(xué),其貫穿于各個(gè)知識點(diǎn)中,能結(jié)合各個(gè)知識點(diǎn)設(shè)置問題來考查學(xué)生。由于解決問題具有條件復(fù)雜、題干較長、對抽象思維要求高等特點(diǎn),學(xué)生都對其心生畏懼,其也成為學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)路上名副其實(shí)的“攔路虎”。以人教版為例,教材是以基于知識點(diǎn)的螺旋上升、豐富發(fā)展為編排思路,而非根據(jù)具體題型來編排教學(xué)內(nèi)容,因而沒有專門的解決問題教學(xué)單元,這不利于幫助學(xué)生系統(tǒng)地建構(gòu)解決問題的方法策略。筆者學(xué)習(xí)觀摩了蘇教版的小學(xué)數(shù)學(xué)教材,其中3 年級上冊到6 年級下冊每冊教材都編排有一個(gè)專門的“解決問題的策略”教學(xué)單元,每個(gè)單元有一個(gè)主題策略,逐層深入地講授了體現(xiàn)解決問題一般規(guī)律和問題本質(zhì)的若干典型策略,這給筆者的解決問題教學(xué)以深深的啟發(fā),那就是要將解決問題的典型、實(shí)用、結(jié)構(gòu)性策略滲透到解決問題的例題、習(xí)題講解中去,幫助學(xué)生建構(gòu)起豐富、靈活、有效的解決問題策略模型,最終舉一反三、觸類旁通地解決好常見的數(shù)學(xué)解決問題。
在解決問題中,審題是至關(guān)重要的一環(huán),由于審題不清導(dǎo)致的錯(cuò)誤在解決問題錯(cuò)誤中占據(jù)著較大的比例。因此,指向?qū)忣}的解決問題策略是每個(gè)學(xué)生必須具備的解決問題能力和素養(yǎng)。在解決問題的審題中,由條件及問題,是最基本同時(shí)也是最重要的策略,這是由于,條件對問題產(chǎn)生著決定性影響,而條件的改變直接導(dǎo)致解決問題方法的改變,所以抓住解決問題題干中的顯性條件和隱性條件,分析重要的數(shù)量關(guān)系,思考解決問題的方法和步驟,借助邏輯思維將抽象的數(shù)學(xué)語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)符號語言,從而實(shí)現(xiàn)解決問題的順利解題。
以人教版三年級上冊第三單元練習(xí)七的第7 題為例,題目如下(圖略):
28 人去劃船。小船限坐4 人,大船限坐6 人。
1.如果每條船都坐滿,可以怎樣租船?
2.如果租一條大船50 元,租一條小船40 元,哪種租船方案更省錢?
在1 的解答中,學(xué)生由于缺乏嚴(yán)密的數(shù)學(xué)邏輯思維,很難用到窮舉的思維來分析條件——每條船都坐滿,即不能有剩余,既可以只租大船或小船,也可以同時(shí)租小船和大船,這就需要用到分類討論。教師啟發(fā)學(xué)生:有哪幾種可能,讓28 人剛好坐滿?我們不妨就以小船為例。
小船0 條,則都為大船,28 不是6 的倍數(shù),不符合坐滿的條件;小船1 條(4人),則大船4 條(24 人),符合;小船2 條(8 人),剩余20 人,非6 的倍數(shù),不符合;小船3 條(12 人),剩余16 人,非6 的倍數(shù),不符合;小船4 條(16),剩余12 人,大船2 條,符合;小船5 條、6 條都不符合;小船7 條,每船4 人,剛好坐滿。因此,符合要求的情況一共有三種,分別是小船1條,大船4 條;小船4 條,大船2 條;小船7 條。
解決了問題1,問題2 的解決也就水到渠成了,學(xué)生可以分別算出三種情況下個(gè)需要多少租船費(fèi)用。第一種(小船1 條,大船4 條):40+50+50+50+50=240(元);第二種(小船4 條,大船2 條):40+40+40+40+50+50=260(元);第三種類(小船7 條):40+40+40+40+40+40+40+40=280(元)。所以第一種方案小船1 條,大船4 條的方案最省錢。
縱觀這一解決問題,“坐滿”這一條件隱藏著豐富的信息,也對整個(gè)租船的方案產(chǎn)生著決定性的影響。學(xué)生要能抓住解決問題題干中的核心條件來挖掘信息,運(yùn)用抽象思維和邏輯思維來分析問題,做到綜合、全面分析問題,不遺漏符合條件的問題情形。因此,基于“條件—問題”的解決問題策略,讓學(xué)生具有良好的認(rèn)真審題意識、邏輯思維品質(zhì),從條件中發(fā)現(xiàn)隱藏的信息并探尋解決問題的有效途徑,這是第一、二學(xué)段需要著重強(qiáng)調(diào)和培養(yǎng)的解決問題能力。
小學(xué)生的思維以形象思維為主,對抽象的數(shù)學(xué)解決問題難以直觀理解,這就需要化抽象為直觀,化復(fù)雜的數(shù)學(xué)語言為直觀的符號語言,幫助學(xué)生更好地獲得解決問題的思路。數(shù)形結(jié)合作為一種重要的數(shù)學(xué)思維方法,在解決問題中體現(xiàn)為“圖畫—列表”策略,即引導(dǎo)學(xué)生在解決問題過程中,用圖示法,借助畫圖和列表來分析數(shù)學(xué)問題,讓復(fù)雜的條件變得直觀。
首先是列表策略。列表整理?xiàng)l件和問題,能夠讓解決問題解題過程直觀清晰,幫助學(xué)生理清思路,更好地解答問題。列表策略在各個(gè)階段、各種題型中具有廣泛的使用價(jià)值。如四年級上冊“三位數(shù)乘兩位數(shù)”的解決問題:張大爺家的農(nóng)場養(yǎng)了雞、鴨、鵝三種家禽,雞的數(shù)量為50 只,鴨的數(shù)量為78 只頭,鵝的數(shù)量為66 只,雞的價(jià)格為110 元每只,鴨的價(jià)格為122元每只,鵝的價(jià)格為145 元每只。問:雞、鴨、鵝分別賣多少錢?雞鴨鵝一共能賣多少錢?學(xué)生在解答過程中,關(guān)鍵的是找到對應(yīng)的數(shù)量關(guān)系,不張冠李戴。教師可以讓教授學(xué)生列表進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)(如下表所示),增強(qiáng)解題過程的條理性和思路的清晰度,避免因?qū)?yīng)錯(cuò)誤引起的計(jì)算失誤。這是一種良好的解決問題習(xí)慣以及實(shí)用的解決問題技巧。
品種 雞 鴨 鵝數(shù)量(只) 50 78 66單價(jià)(元) 110 122 145售價(jià)(元) 5500 9516 9570總價(jià)(元) 5500+9516+9570=24586
其次是畫圖策略。畫圖策略是基于數(shù)形結(jié)合的思想來解決問題,同樣可以達(dá)到化抽象為直觀的作用,在解決問題中用簡單的數(shù)學(xué)符號,如圓圈、五角星、線段、三角形甚至不規(guī)則圖形來代替解決問題中的相關(guān)事物以及問題中的數(shù)量關(guān)系,從而增加思維的直觀度。如在解決五年級上冊數(shù)學(xué)廣角的“植樹問題”及其同數(shù)學(xué)模型的解決問題時(shí),就可以用畫圖來體現(xiàn)數(shù)量、間距、長度之間的關(guān)系,十分直觀;在“雞兔同籠”相關(guān)問題中,用畫圖的解決問題方法,能讓學(xué)生的思維從混沌狀態(tài)變得清晰和有序,這對學(xué)生解決問題的條理化、清晰化十分重要。
小學(xué)數(shù)學(xué)中的解決問題成千上萬,題型卻只有數(shù)十個(gè),關(guān)鍵是要能夠通過所學(xué)習(xí)的一個(gè)個(gè)例子,找到舉一反三、觸類旁通的方法。進(jìn)而在解決問題時(shí)具有敏銳的思維與頭腦,能夠?qū)⒛吧?、位置的題型,轉(zhuǎn)化和替換成自己熟悉的、善做的問題,在思維的轉(zhuǎn)化中達(dá)到“柳暗花明又一村”的開闊境界。
一是替換的策略。這種策略較適用于解決“條件關(guān)系復(fù)雜、沒有直接方法可解”的問題,它是“用一種相等的數(shù)值、數(shù)量、關(guān)系、方法、思路去替代變換另一種數(shù)值、數(shù)量、關(guān)系、方法、思路從而解決問題”的一種策略。如解決問題:育才小學(xué)買了3個(gè)籃球和8 個(gè)皮球,正好用去92 元,籃球的單價(jià)是皮球的5 倍,那么每個(gè)皮球和每個(gè)籃球各是多少元?解決這一問題,就用到替換的解題策略,利用籃球的單價(jià)是皮球的5 倍這一數(shù)量關(guān)系進(jìn)行求解。皮球價(jià)格為:92÷(3×5+8)=4(元),籃球的價(jià)格為4×5=20(元)?;跀?shù)量關(guān)系,運(yùn)用替換策略,讓解決問題簡單化。
二是轉(zhuǎn)化的策略。這種策略主要適用于解決“能把數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化為已經(jīng)解決或比較容易解決的問題”的問題,它是“通過把復(fù)雜問題變成簡單問題、把新穎問題變成已經(jīng)解決的問題”的一種策略。轉(zhuǎn)化策略的本質(zhì)是模型化思想,這在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中有著十分廣泛的運(yùn)用空間。如解決問題:惠民超市五周年店慶開展優(yōu)惠大酬賓活動(dòng),凡消費(fèi)滿50 元可以獲得一抽獎(jiǎng)機(jī)會(huì)。共設(shè)置60 個(gè)中獎(jiǎng)名額,總獎(jiǎng)金為10000 元,其中一等獎(jiǎng)獎(jiǎng)金300 元,二等獎(jiǎng)獎(jiǎng)金100 元,問一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各有多個(gè)?這個(gè)解決問題比較新鮮,學(xué)生剛接觸問題時(shí)常常習(xí)慣性地將其看作新題,實(shí)際上這正是數(shù)學(xué)廣角——“雞兔同籠”的同一個(gè)模型。而“雞兔同籠”問題是學(xué)生很熟悉的問題模型,將中獎(jiǎng)問題和這一問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,就實(shí)現(xiàn)了新問題變成舊問題、已解決問題。解決過程就水到渠成了,用假設(shè)法進(jìn)行求解:假設(shè)都為一等獎(jiǎng),則總獎(jiǎng)金為60×300=18000 元,多出8000 元;每個(gè)一等獎(jiǎng)比二等獎(jiǎng)多300-100=200元,所以二等獎(jiǎng)個(gè)數(shù)為8000÷200=40 個(gè);一等獎(jiǎng)為20 個(gè)。這就與“雞兔同籠”問題的解法一致了。
思維的發(fā)散性對學(xué)生解決問題的能力影響顯著。在小學(xué)數(shù)學(xué)的解決問題中,要打破傳統(tǒng)的單向的、定式的思維模式,通過逆向思維和發(fā)散思維,來增強(qiáng)思維的靈活性,從而在解決問題過程中獲得全新的視角與思路。
首先是基于倒推的解決問題策略。所謂“倒推”,就是借助逆向思維,倒過來想問題。在解題過程中,學(xué)生會(huì)遇到這樣一類問題,用正常的順勢思維很難找到問題的突破口,但是從結(jié)果——條件進(jìn)行倒推,反而能獲得新的思路。如五年級下冊的解決問題:甲乙兩杯果汁共400 毫升,甲杯倒入乙杯40 毫升后,現(xiàn)在兩杯果汁同樣多,問:原來兩杯果汁各有多少毫升?在解決這一問題時(shí),如果按照條件的先后來求解,學(xué)生很難找到思路,這時(shí),教師啟發(fā)學(xué)生從“兩杯果汁同樣多”著手思考——“最后甲乙各有多少?”(400÷2=200 毫升)“那么原來甲有多少?”(200+40=240 毫升)“原來乙杯有多少?”(200-40=160 毫升)這樣從問題結(jié)果到條件進(jìn)行逆推,順利地解決了問題。通過例題的講解和分析,教師要教育學(xué)生敢于打破定式思維,將正向思維與逆向思維結(jié)合起來思考問題,順利地找到解決問題的方法。
其次是基于假設(shè)的解決問題策略。假設(shè),是在不影響題意和改變結(jié)果的情況下,對問題中的條件要素進(jìn)行假定來找到數(shù)量關(guān)系與解題方法的解決問題策略,“等量代換”是假設(shè)策略的核心思想。以四年級下冊數(shù)學(xué)廣角的“雞兔同籠”例題(籠子里有若干只雞和兔。從上面數(shù),有頭8個(gè),從下面數(shù),有26 只腳。求雞和兔各有幾只?)為例,此時(shí)學(xué)生還沒有接觸方程,不能通過設(shè)未知數(shù)來快速求解,而借助假設(shè)與推理,將兩個(gè)未知數(shù)轉(zhuǎn)化為一個(gè)未知數(shù),則能找到解決問題的思路:假設(shè)都是雞,則有16 只腳,多了26-16=10 只腳;而一只兔子比一只雞多2 只腳,所以兔子的只數(shù)是10÷2=5 只,則雞為只。同理,教師也可以讓學(xué)生假設(shè)都為兔子,同樣能解決問題。通過假設(shè)進(jìn)行推理,能獲得解決問題的思路。解決問題的賦值假設(shè)同樣有助于學(xué)生解決問題,如行程問題、工程問題中,可以將行程、工程總量進(jìn)行賦值。如問題:加工一批零件,甲單獨(dú)完成需要10 天,乙單獨(dú)完成需要12 天,兩人合作完成需要多少天?通過假設(shè)零件的總數(shù)(任意)為120 個(gè),則甲每天做12 個(gè),乙每天做10 個(gè);那么兩人合作完成需要的時(shí) 間 為 120 ÷(12+10)=60/11 ≈5.45(天),這與傳統(tǒng)算法1÷(1/10+1/12)的答案是一致的,理解起來卻十分簡單。所謂“不管黑貓白貓,能抓老鼠的就是好貓。”解決問題的方法也可以有多個(gè)。通過上述假設(shè)策略的運(yùn)用,讓原本復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系和解題過程變得十分簡單,也未嘗不可取。
總之,對于小學(xué)數(shù)學(xué)的解決問題而言,題目是五花八門、變化無窮的,是做不完的,這就需要透過現(xiàn)象找到解決問題的本質(zhì)。正所謂“教學(xué)有法,但無定法,貴在得法”,要讓學(xué)生“得法”,就必須做到“授之以漁”,這個(gè)“漁”,就是解決問題的策略。只要學(xué)生掌握了解決問題的一般性策略,就能做到以不變應(yīng)萬變,在頭腦中抽象出各種各類解決問題的模型,能夠見到題時(shí)形成條件反射,以對應(yīng)的解題策略來又快又好地解決問題。因此,小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),要系統(tǒng)性地講授解決問題的策略,讓學(xué)生掌握條件分析、畫圖、列表、列舉、轉(zhuǎn)化、假設(shè)等多種實(shí)用有效的策略,強(qiáng)化學(xué)生解決問題的能力。