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波利亚解题思想在小学数学教学中的应用探析

2018-02-24杨刚

小学教学研究·理论版 2017年10期
关键词:问题解决小学数学

杨刚

【摘要】波利亚在《怎样解题:数学思维的新方法》中提出“问题解决”的思维过程,将“问题解决”作为数学教育的重要内容。小学数学是基于问题解决的学科,利用“问题解决”教学思路来探讨小学生自主解答、解题方法多样性问题,更有助于引导小学生从“问题”中探究解题能力。

【关键词】小学数学 波利亚解题思想 问题解决

小学数学新课标将“问题解决”作为一项能力目标,并要求学生能够运用数学知识来解决数学实际问题。波利亚是著名的数学家,他提出的“问题解决”数学教育思想,将“问题解决”作为一门学科,并引导学生从知识技能、数学思考、问题解决、情感态度等方面来获得数学解题能力。为此,接下来笔者将着重从“问题解决”思维培养上来进行探究和分析。

一、波利亚数学解题思维的一般方法

在面对数学问题时,“一个好的想法是如何想出来的”成为波利亚研究解题思维的关键点,也是贯穿于其著作《怎样解题:数学思维的新方法》一书中。解题思维是如何产生的,解题过程又是怎样的步骤?依据波利亚的解题理论,将之细化为四个步骤:弄清题意、拟定计划、实施计划、检验与回顾。第一步,了解题意是前提。每一道数学题,都有其语言陈述部分,应先了解提供了哪些已知条件,哪些是未知的,如何结合现有的条件来解决设定的问题。当然,在如何梳理解题步骤时,明确题意,了解现有的已知信息,将是获得解题思路的重要步骤。第二步是拟定解题的计划,也是解题思路的核心环节。当了解题意后,确立需要解决的问题,就需要从这些条件中来探究未知量与已知量之间的关系,如何拟定一个破解问题的方法。比如通过观察已知量,来获得未知量与已知量的某一关系,并按照这个关系来获得解题方法。当然,如果无法找到未知量与已知量之间的直接关系,这时就需要考虑辅助题目,要尝试其他解题路径来获得与原题目相关联的解题方案。第三步是实施计划,即对解题思路进行解答的过程。每一道数学题都需要从解题中来完成,通过确定解题计划,然后实施解题步骤,从而获得解题结果。如果计划是不完善的,则需要重新进行完善计划,再进行解题过程。事实上,在数学解题过程中,也会遇到一些困难,对原来设定的解题计划需要推翻重来。第四步是检验与回顾,这一环节主要是对前面所解题的方法进行检验,是否符合解题任务和目标,并对解题的答案正确性进行验算。小学数学中的验算也是对解题思路进行回顾的反向过程,通过检验,来确定解题思路的正确性,并为以后的解题提供知识积累。波利亚对第四步的检验与回顾给予充分的重视,并提出“领会方法的最佳时机”就是去检验计算的过程,增强小学生对数学问题的探究力。

二、以波利亚“问题解决”思路来解决小学数学问题

了解了波利亚“问题解决”解题思路,我们需要从小学数学问题的应用中来检验波利亚的解题思想。

1.以“问题解决”思路来探究人教版小学数学例题设置。

通过对人教版小学数学教材一至六年级相关数学例题的梳理,从宏观上来看,在小学一至三年级教材中,基于“问题解决”思路的例题数量相对较多,约有51道例题;四至六年级的“问题解决”思路的例题数量相对较少,约有30道例题。不过,从实际数学例题的安排来看,人教版教材对小学生数学解题能力是很关注的,特别是将数学知识与生活实际问题的联系,鼓励小学生从生活性数学问题中来应用数学意识。

2.“问题解决”解题思路的应用探析。

结合小学数学新课标,依托现有人教版小学数学教材,从“问题解决”思路来探析小学数学解题方法,主要是通过设置与“问题解决”相关联的教学内容,来体现小学数学教学特点。比如在教材知识点安排顺序上,往往在新知识之后安排与实际问题相关联的“实例”,让学生能够从前面所掌握的基本知识中,来解决实际的数学问题。比如在三年级上册第五单元有“倍数的认识”一课,该课教学目标是探讨“一个数是另一个数的几倍”问题。通过前面对“倍”的理解,让学生了解“倍”的概念及内涵,将之延伸到生活实际问题中,鼓励学生提高应用数学意识解决数学问题的能力。比如“已知一个数,求这个数的几倍是多少”,“求一个数是另一个数的几倍”等。在实例中,例2、例3都是实际问题,需要学生从“倍”数知识来解决,也是很好地将所学知识进行迁移實践的过程,体现了波利亚所强调的“问题解决”解题思维。

3.将“问题解决”应用到具体的问题呈现中。

如何呈现数学问题,如何教学生从数学问题中来提炼解题方法,并从解题后的检验与反思中解决实际问题。对于每一道数学例题的安排,都可以分成三个步骤来呈现“问题解决”。对于小学一、二年级的数学教材,由于小学生的数学思维具有形象化特点,因此在进行数学解题方法的呈现上,要以易于理解的语言表达来探析。比如在二年级下册第五单元有“混合运算”例题,主要考察小学生运用加法、减法或者只有乘法、除法的解题顺序。再如对于某一实际问题:我们需要烤90个面包,每次烤9个,已经烤了36个,问还需要烤几次才能烤完。对于该例题在进行“问题解决”思路分析时,首先要明确解题步骤:该题的已知是什么,其次是如何解决问题,最后是对解题的答案进行检验。正好印证了波利亚所提出的“问题解决”思路。本题已经告诉学生的有:每次能烤9个,一共需要90个,已经烤了36个;对这些信息的了解,有助于我们“弄清题意”。对于怎样解答,就需要从现有的已知、条件、未知之间的关系上,进行探究。我们可以将该问题设置为图表分析法,然后分析问题解决的具体操作过程,与波利亚所提出的“怎样解题表”中的“拟定计划”“实施计划”是一致的。在这个过程中,学生能够从中受到启发,并从题目的分析中,来设置相应的解题方法。比如问学生知道那些信息,每次烤9个;总共需要烤多少个?一共要烤90个;已经烤了多少个?已经烤了36个;还剩下多少个没有烤?90-36=54(个);对于剩下的54个,如果每次烤9个,需要烤几次?可以得出54÷9=6(次);这个解题思路是分步的,如果要列入综合算式,该如何进行表述呢?同样道理,我们先算出还剩下多少个没有烤,将(90-36)作为前提,然后计算出每次9个需要烤多少次?即(90-36)÷9=6(次)。

三、运用波利亚解题思想的几个建议

1.让学生多些自主解题的机会。

针对人教版小学数学教材中“问题解决”思想的运用,正好与波利亚的“怎样解题”思路具有一致性,从其解题思路细化来看,审清题意,分析解题方法,检验和回顾正好是贯穿始终的解题步骤。因此,对于小学低年级学生,要引导学生从题意梳理上,明确那些是已知的,那些是未知的,如何由已知来推导未知,得出解题思路,并将解题的过程交给学生,让学生从中来体验,渐进领会解题思想。

2.注重解题方法的多样性呈现。

对于小学数学问题的解决,人教版教材注重“问题解决”方法的训练,特别是从实际问题人手,来呈现多种解题思路,便于激发学生的数学解题意识,增进“一题多解”,促进学生发散思维的培养。

3.强调对解题过程的反思与检验。

波利亚“问题解决”思想注重解题方法的检验与回顾,对于小学生,应该养成良好的解题检验的习惯,特别是对于小学高年级学生,要注重解题反思,要突出解题方法的归纳与完整呈现,提升学生的数学解题能力。

总之,波利亚的数学教育思想十分丰富,教学中,我们应通过波利亚“问题解决”思路来解决小学数学问题,更好地优化教学,不断提高学生解题能力及自我总结能力,为学生核心素养的提升奠基。endprint

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