宋樟興
“問題解決”是小學數學教學的重要內容之一. 能否正確解讀信息和問題表征是問題解決的關鍵,“解讀”即學生“通過自己的分析來理解”信息,在課堂教學中,“問題表征”就是學生審題并對題意深刻理解的過程. 學生對信息、問題的正確解讀與表征,就是用自己的方式重新組織問題情境中的信息,并根據自己的經驗和知識對有關信息進行區分和整理,明確信息是否與問題相關,尋找解決問題的突破口,逐步形成問題解決的思路.
一、引導學生用多種形式進行解讀與表征
問題表征的方式一般分為內部表征和外部表征兩種. 內部表征,是指在頭腦中表征問題,即在頭腦中考慮信息與信息之間、信息與問題之間的關系. 對于一些信息較少、數量關系較簡單的問題,學生一般只要用內部表征就能把問題想清楚. 外部表征是指把有關信息與問題用圖形、表格等方式表示出來. 外部表征的形式很多,有信息摘錄、相關連線、畫圖呈現、分類列表、分組排列、實物模擬、構造模擬等. 借助外部等表征能幫助學生更好地整理信息與問題,減輕解決問題過程中的記憶負擔,有利于學生的思考和問題的解決. 根據小學生的年齡特征,教師應該在各年級有序地進行外部表征方式的指導,提高學生表征問題的能力.
1. 摘錄. 在現行的新課程教材中,很多數學應用問題是以現實生活為背景的情境圖的形式呈現的,解決問題所需要的信息或問題并沒有十分清晰地告訴學生. 因此,在分析問題前,學生需要經歷一個收集信息的過程,這個過程可以采用摘錄的方式進行.
2. 畫圖. 圖式表征是一種有效地解讀信息、表征問題的方法,它可以清楚地呈現信息間的關系或規律,有利于發現解題的結果或方向,繪制適當的圖形,是對問題進行表征的有利手段. 圖式表征符合小學生的思維特點,可以使數學問題變得直觀、明了. 圖式表征包括畫線段圖、示意圖等. 線段圖是一種常見的圖式表征的形式,教師從低年級開始就應注意畫線段圖表征問題方法的指導,使學生逐步學會看線段圖、畫線段圖. 畫示意圖是指用圖來模擬具體情境或事物運動變化的過程.
如這樣一個問題:小船最初在南岸,從南岸駛向北岸,再從北岸駛向南岸,不斷往返. 小船擺渡21次后,船在南岸還是在北岸?為什么?有學生在教師的引導下畫出了示意圖,學生通過觀察示意圖后得出結論:擺渡奇數次后,船在北岸;擺渡偶數次后,船在南岸. 因為21是奇數,所以船在北岸.
可以用線段圖把問題畫出來(見下圖).
此問題通過畫線段圖,可以清晰地看出560人相當于7份,這樣通過畫圖很容易地解決了一個比較復雜的分數應用問題.
3. 列表. 列表也是一種非常有效的解讀信息、表征問題的形式,列表能使信息條理化,并去除無關信息,有利于學生分析數量關系,尋找解決問題的方法. 教學中,教師要指導學生根據問題設計表格,并將有關信息填入表格中,利用表格分析數量關系、探索解決問題的方法.
如下題:王老師為同學們買學習用品,買了3盒水彩筆、8本日記本和5把三角尺. 買日記本和三角尺一共用去多少錢?買水彩筆用去的錢比買日記本多多少元?本題的信息比較多:
教師可以引導學生根據問題設計表格,選擇有用的信息填在表格里,然后分析數量關系,找到解決問題的方法. 如一名學生根據第一個問題設計、填寫了以下表格:
再根據表格列式計算,8 × 3 = 24(元),5 × 2 = 10(元),24 + 10 = 34(元).
教材中有的問題解決有多種方案,思考比較復雜, 如“租車”“嘗試與猜測”等,我們都可以用列表策略來幫助分析和解決.
二、引導學生關注信息之間的關系,提高學生運用“問題模型策略”表征問題的能力
心理學研究認為,解決數學問題時有兩種基本的心理表征策略——直接轉換策略和問題模型策略. 直接轉換策略的學生在面對數學問題時,只對題中的表面內容進行理解,往往只選擇問題情境中的數字和關鍵詞(多、少、一共、相差、比……多等),再進行數字加工;而使用問題模型策略的學生首先理解問題情境,對每個信息都進行表征,關注的是理解各個信息之間的關系,再進行情境模型策略建構. 運用何種表征策略往往是問題能否得到解決的關鍵,也是學生解決問題能力有高低之分的原因之一. 因此,教師要加強學生表征策略的研究,用觀察、訪談等方式了解學生表征問題的策略,如可以采用個別測試、訪談的方式,選擇一個數學應用問題,要求學生拿到問題后,馬上嘗試列出式子,不一定進行計算. 然后,教師讓學生說說自己的思考過程,記錄學生的“口頭報告”,從中分析學生表征問題的策略. 如這樣一個問題:學校體育室共有30個足球,四(1)班借了20個,又還回來8個,四(1)班還有幾個足球沒有還?如果學生的口頭報告是這樣的:“共有30個足球,借走了20個,算式是30 - 20,又還回來8個,所以算式是30 - 20 + 8. ”這說明學生使用的是直接轉換策略. 如果學生的口語報告是這樣敘述的:“借走20個,還回來8個,所以沒有還的籃球數是20 - 8. ”30這個數在這個問題中不需要用,這說明學生使用的是問題模型策略. 在了解學生表征問題策略的基礎上,教師要進行有針對性的指導,引導學生關注信息之間、信息與問題之間的關系,提高學生運用“問題模型策略”表征問題的能力.
在問題解決的教學中,我們要基于學生的認知特點和已有的知識基礎,幫助學生選擇適合他的正確的表征方式,從而整體上把握問題,避免問題解決中信息的遺漏,更加直觀和清晰地了解問題解決的實質和關鍵.