基于数学核心素养培养小学生解决问题能力的策略

2023-06-21 11:22蒲秋莲
幸福家庭 2023年4期
关键词:梯形平行四边形审题

蒲秋莲

《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称《课程标准》)指出,小学数学核心素养由“会用数学的眼光观察现实世界”“会用数学的思维思考现实世界”“会用数学的语言表达现实世界”这三个要素构成。在小学数学教学活动中,教师应鼓励学生质疑问难,引导学生在真实情境中发现问题,利用观察、猜测、实验、计算、推理、验证、数据分析、直观想象等方法分析和解决问题,从而培养小学生解决数学问题的能力。在本文中,笔者从自身实践经验出发,谈谈基于数学核心素养培养小学生解决问题能力的策略,以供参考。

一、设置真实问题,激发问题解决动力

《课程标准》指出,小学数学中的解决问题,是解决现实世界、实际情境中的问题,是真实的问题。由此可见,数学离不开生活,教师要想培养学生的问题解决能力,就要结合实际生活。

(一)利用校园素材

教师可以利用校园环境中的数学素材,渗透数学问题,激发学生解决问题的动力。例如,在人教版数学二年级上册“100以内的进位加法”相关内容的教学中,为了培养学生运用进位加法解决问题的能力,教师可以围绕校园环境设计问题:“校园内现有三角梅37盆,杜鹃花48盆,请算一算,校园里的三角梅和杜鹃花一共有多少盆?”对于“校园内有多少盆花”这一问题,学生本就存在一定兴趣,自然可以形成较充足的解决问题的动力,并能自觉对照教材例题,列出算式,进行竖式计算,并得出正确结果。在此过程中,学生可以熟练运用“个位相加满10,向十位进1”的进位加法,这提高了学生运用数学知识解决实际问题的能力。

(二)对接社会生活

小学数学教师在教学过程中,应用心观察社会生活,并从中归纳与学生需求相匹配的问题,唤醒学生的生活经验,引导学生分析和解决问题。例如,在人教版数学四年级下册“平均数与条形统计图”相关内容的教学中,为了培养学生解决相关问题的能力,同时发展其数据观念、应用意识等数学核心素养,教师可设计以下随堂训练问题:“如表1所示,明珠花园展开了一项运动调查,调查受访居民对社区活动的喜爱情况。请根据该表中的信息绘制条形统计图,并说明喜欢哪项活动的人最多,喜欢哪项活动的女性最少?”

依据表1中的信息,学生可绘制出复式条形统计图,见图1。

对照该统计图,学生可以准确回答以上问题:“喜欢乒乓球的人最多,喜欢足球的女性最少。”此外,教师还可以追问:“通过统计图,你们还能发现哪些信息?”引导学生对统计表、统计图进行综合分析,从而更好地培养学生的数据统计能力。

二、经历探索过程,建立问题解决思维

(一)数学化的过程

荷兰著名数学家、教育家弗赖登塔尔认为,完整的数学化过程,是对非数学事物进行数学化,使其符合数学的应用要求,接着对数学事物进行局部组织,将数学化进行到下一层次,构建可以拓展应用的数学模型。笔者认为,小学数学教师在教学实践中,可以此为指导思想,培养学生解决问题的能力。例如,在人教版数学五年级上册“实际问题与方程”相关内容的教学中,教师可以通过课件展示如下素材:乒乓球表演赛结束后,体育老师带领同学们收拾地面上的乒乓球。他们一共捡起来128个乒乓球,每7个装一桶,装完后还剩2个。该素材便是“非数学事物”。学生观察后会发现,素材中并未说明“装了几桶乒乓球”。学生观察素材的过程就是他们对非数学事物数学化的探索过程,这有助于提高学生发现问题、提出问题和解决问题的能力。这时,教师要指导学生将数学化问题转化为更直观的数学化解题语言,借助表格整理问题已知信息,如表2所示。

结合表2,学生进一步明确了“乒乓球总数”“乒乓球桶容量”“剩余乒乓球”与“乒乓球桶数”四者之间的关联,区分了已知条件与未知数。紧接着,教师可以引导学生讨论如何求得一个问题的未知数,使学生自然而然地迁移前期的学习经验,运用列方程的方法,将已装满乒乓球的球桶数量设为未知数x,并列出方程7x+2=128,经过移项、做除法,顺利解出方程式。在这个过程中,学生提高了运用简易方程解决实际问题的意识和能力。此外,教师还可以结合方程建立、运算、求解过程,进行拓展教学,让学生掌握含有复杂未知数问题的解决方法。这种教学方式既提高了学生的问题解决能力,也深化了学生的数学模型意识。

(二)实验化的过程

实验可以培养学生解决问题的能力。通过动手操作数学实验,学生能将对问题的抽象感知转化为动态分析,从而在具象、直观的思考中找到解决办法,这有助于学生建构数学模型思维,提高解决问题的能力。例如,在人教版数学五年级上册“梯形的面积”相关内容的教学中,为使学生扎实掌握梯形面积计算公式S梯形=(上底+下底)×

高÷2,教师可通过问题引导学生自主探究公式推导过程。教师可由平行四边形切入,设计实践性问题:“能否将一个平行四边形裁剪為两个完全相同的梯形?如果能,裁剪后的梯形与裁剪前的平行四边形有怎样的关系?”之后,教师可以引导学生自创裁剪方式,借助卡纸完成实验。学生通过探究发现,一个平行四边形可裁剪为两个大小完全相同的梯形。教师又问:“裁剪前后的图形存在怎样的面积关系?”学生通过对比裁剪前后的图形发现,两个直角梯形面积与平行四边形面积相等,用数学语言可表示为2S梯形=S平行四边形。教师继续提问:“根据已经掌握的信息,你们是否能推导出梯形面积计算公式?”学生此前已经

学习过S平行四边形=底×高的计算公式,在此基础上再次观察已知图形,学生发现,直角梯形上下底之和与平行四边形底边相等,直角梯形直角边(高)也是平行四边形的高,若设梯形上底、下底分别为a、b,平行四边形底边为c,则a+b=c,高度可表示为h。紧接着,学生将以上发现代入公

式S平行四边形=底×高,平行四边形底可表示为a+b,

即S平行四边形=(a+b)×h。梯形面积为平行四边形的一半,即S梯形=(a+b)×h,从而得出梯形面积计算公式。

学生在教师的问题驱动下,通过“实验+探究”的方式自主发现了两种多边形的内在联系,这一方面夯实了学生的梯形面积基础知识,为培养其相关解题能力奠定了基础,另一方面使学生的逻辑思维、数学意识得到了发展,核心素养得到了提升。

三、转变教学重心,学习问题解决方法

学生要想解决小学数学问题,不仅需要掌握数学知识,提高思维水平,还要掌握一些问题解决方法。因此,为了培养学生解决问题的能力,教师应适当转变小学数学课堂的教学重心,加大对“问题解决方法”这一方面的教学力度。

(一)数形结合方法

数形结合是解决小学数学问题的重要方法之一。把抽象的数学语言、数量关系与直观的几何图形、位置关系结合起来,是使抽象问题具体化、复杂问题简单化的重要方式,对解决问题有极大的促进作用。教师要培养学生数形结合的能力,进一步提高学生的问题解决能力。例如,在人教版数学五年级上册“植树问题”相关内容的教学中,教师在带领学生探究教材例题“同学们在长100m的小路一边植树,每隔5m栽一棵(两端都要栽树),一共栽多少棵树?”时,一些思维活躍的学生已经猜到植树数、植树总距离和植树间隔距离三者之间有关联,但是对于它们之间具体是什么关系不太清楚。对此,教师可以在后续教学中指导学生用画线段图的方式验证猜想。由于“100m的小路”画起来有很大难度,教师可以先引导学生将100m的小路转化为“20cm的小路”,也就是在白纸上画下一条20cm长的线段。此时,植树间隔距离也应等比例缩小,学生可每隔5cm画一个标记,代表一棵树(见图2)。

由该线段图可以看出,当两端都要栽树时,每隔5cm栽一棵树,一条长20cm的小路可以栽5棵树。基于此,教师可以点拨学生看图并归纳以下信息:两端都栽树的情况下,栽树总数应该是“总距离÷间隔长+1”。在这个过程中,学生自主建构“两端植树”问题解决模型,初步掌握了植树总距离、植树间隔数、植树数三者之间的关联,深化了自身的数形结合意识。

(二)深度审题方法

审题是解决问题的关键步骤,没有出色的审题能力,学生就会在解决问题时难以理清头绪。为了提高学生的审题能力,教师应让学生掌握深度审题的方法和技巧,让学生先在题目上画出关键信息,再将其转化为数学语言,或者用表格整理重点信息、刨除无关要素等,从而提高自己的解题能力。例如,在教学人教版数学三年级下册“简单的小数加、减法”相关内容时,教师可以设计这样一个问题:“7岁到9岁时,慧慧的体重分别是22.7kg、24.6kg、29.8kg,周周的体重分别是23.5kg、24.4kg、28.8kg,两人在几岁时体重相差最大?”针对该题,教师可以指导学生先用不同标记画出关键信息,然后绘制慧慧和周周的“年龄—体重”关系表(如表3),并根据该表梳理题目中的已知条件。该表中的信息一目了然,慧慧和周周在不同年龄的体重数上下对应,学生可以对照表格展开以下解题步骤:7岁时体重相差23.5-22.7=0.8kg;8岁时体重相差24.6-24.4=0.2kg;9岁时体重相差29.8-28.8=1kg。因为1kg﹥0.8kg﹥0.2kg,所以慧慧和周周在9岁时体重相差最大。

问题成功解决后,教师还要引导学生回顾审题过程,总结出“先画出关键词,再列表整理信息”的审题方法。这种教学方式可以在潜移默化中提高学生的审题能力,让学生的问题解决能力随着审题能力的发展而不断提高。

四、落实变式训练,掌握问题解决规律

教师要引导学生运用所学知识与方法解决实际问题,并在此基础上深刻领会知识与方法,掌握问题的解决规律。教师可以在变式训练中,改变问题形式,让学生举一反三地探究问题,对问题解决规律形成深刻认识,提高其问题解决能力。例如,在人教版数学四年级下册“小数加减混合运算”相关内容的教学中,教师可以在学生掌握“小数加减法的混合运算要先算加法,后算减法”的知识后,围绕教材上的填空题和解答题设计变式,教材上的填空题和解答题与变式的形式虽然不同,但本质都是检验学生对“小数加减混合运算法则”的掌握程度,培养其解决“小数加减混合运算”问题的能力。通过对变式的练习,学生深入探索了“有括号的小数运算”问题,掌握了解题规律。由此可见,变式问题的进阶,有效促进了学生对问题解决规律的认识,有助于深入培养学生解决问题的能力。

(作者单位:天柱县第八小学)

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