初中生数学应用题解题能力发展策略

2023-07-28 22:01:47李芳
数学教学通讯·初中版 2023年6期
关键词:解题能力初中数学教学方法

李芳

[摘  要] 初中数学应用题部分给学生提出了较高的要求,既需要他们掌握扎实的基础知识,又需要他们对知识的应用有最基本的理解,并针对不同内容做适应性呈现. 因此,教师教学时应随时关注学生的知识掌握情况,结合具体问题进行指导训练,以提升学生的综合素养. 在此过程中,对于解题能力的发展,研究者认为,提升审题分析能力、发展模型构建能力、拥有必要的解题技巧是几个关键点. 文章从这几个关键点着眼,展开具体的探索.

[关键词] 初中数学;解题能力;教学方法

初中数学的教学目标是,以所学教材知识为蓝本,教会学生顺利处理生活中的各类问题. 这一目标既是学生学习数学的初衷,又直接与社会经济的发展需求相关联. 换言之,教育的最终目的是服务学生发展和社会发展. 所以教师教学时应重视培养学生答题、解题的能力.

解題能力的培养对初中数学教学来说是一个老生常谈的话题. 尽管是一个老话题,但具有一定教学经验,尤其是具有教学研究经验的教师都知道,这个话题在任何教育背景下都有探究的意义和价值. 无论是从应试的角度看,还是从学生可持续发展的角度看,解题能力的培养都是一个绕不开的话题. 毕竟无论在怎样的教育理念之下,解题能力都反映着一个学生的学习能力,而学习能力是分析能力、逻辑思考能力、概括能力等诸多能力的组合. 正是这些能力的组合运用,才使得学生学习新知识后能表现出相应的解题能力.

在传统教学中,教师为了提高学生的应用题解题能力,常采用让学生进行多种题型的重复训练的方法. 坦率地说,这种教学方法成本较低(教学成本低与学习成本低是不同的概念),因为对教师来说,只要在日常的训练题目当中,尤其是考试题目当中,把题目综合起来,然后分类,再让学生系统训练,就可以培养学生相关的解题能力了. 但这种培养能力的思路有一个缺点,那就是对于训练过的题型,学生具有相应的解题思路,但对于新颖的题目,他们往往束手无策. 在这种情况下,教师只能想方设法地搜集更多的题型让学生训练,不过归根结底,这种教学方法并没有让学生形成属于自己的解题策略和能力.

要改变这种教学现状,教师就必须寻找新的培养学生解题能力的策略. 基于此,教师首先要明确:应用题来源于生活,而且很多都来自平时的生活现象. 应用题教学能让学生潜移默化地学到如何用所学知识去审视、处理生活问题,同时解题过程具有巩固数学基础知识、积累学习方法的作用,所以能不断拉近学生与数学学科之间的距离.

帮助学生提升审题分析能力

解决具体问题时,审题是关键,不仅如此,审题还是解决问题的前提. 应用题有较多的文字描述类内容,同其他题型相比,信息量非常大. 对于应用题,关键信息、核心问题等均融于文字叙述中,所以需要学生拥有足够的审题能力. 从另一个角度来看,审题能力其实可以理解为阅读理解能力. 在实际教学中,审题不清是一个比较典型的、难以避免的学生常犯的错误. 因此,教师要在教学期间培养学生的审题能力. 那如何培养呢?方法有二,一是教师要引导学生形成提取信息的意识,即注意到应用题的文字叙述并非所有内容都和解题有关,要从整段文字中找到与解题有关的内容,提取关键词汇、关键数字,并留意单位及“不超过”“不少于”等说法;二是教师要致力于培养学生分析信息、处理信息的能力,要让学生在完成信息提取任务后,自觉地做好信息的分析与整理工作,并将分析与整理好的信息运用到解题当中.

提升分析能力是解决应用题、发展应用题解题能力的基础. 要培养初中生的数学分析能力,需建立在前述审题能力形成的前提之下. 学生通过审题,可以提取到足够多的有效信息,接下来只要分析这些有效信息,就能发现正确的求解思路. 通常,应用题的背景均是学生比较熟悉的生活情境,所以分析应用题,也是培养学生分析生活问题能力的绝佳机会. 审题完成后,教师可以同学生一起利用作图、列表等方式,研究题目中条件与条件之间的关联,从逻辑的角度,确认列式步骤与正确算法,最终得到答案. 总的来说,审题是解题的前提,分析能力是解决应用题的中心环节.

此处需特别说明,在日常教学中,教师一定要给学生强调,审题时不要肤浅地理解题意. 日常教学中,教师常常让学生画出题目中的关键词. 这种策略能否有效提升学生的解题能力呢?笔者通过多年的跟踪观察及对比研究,发现这种策略对提升学生的解题能力来说基本无效. 其中一个明显的现象是,一些成绩较差、解题能力较弱的学生也在题目上圈圈画画,但他们圈画的很多不是关键词,即使是关键词,也是碰巧,属于“瞎猫碰上死老鼠”. 这种模仿式的圈画关键词,对他们来说就是走了一个形式,并不能让他们真正地学会审题. 所以,审题实际上是一个互动过程,学生通过阅读题目,把题目中的信息输入大脑,大脑将这些信息与已有信息进行互动、连接,并结合题目所提问题进行判断,看看题目中的哪些词语能够对解题产生关键作用. 有了这样的基础,学生才能判断出哪些是关键词,而为了避免后续解题时忘记这些关键词,就需要对这些关键词进行圈画. 所以,圈画关键词实际上是审题的结果,而不是审题的前提. 如果弄错了这个关系,审题就本末倒置了,而所谓的培养学生的审题能力,也会变得形式化.

促进学生发展构建模型的能力

建构模型的能力对解题而言至关重要,且不说数学学科核心素养强调数学建模,就拿日常的习题教学来说,无论学生是否意识得到,都存在一个基本规律,那就是要想成功解题,就必须建构相应的模型. 此处提到的模型并不是一个抽象的概念,它对应着学生解题的思路与框架,反映着学生基于题目所给的信息进行加工的能力. 一般来讲,当学生面对一道题目时,要想成功建构模型,就必须认真审题,加工题目中的关键信息,并将这些关键信息的逻辑关系梳理清楚,从而形成一个符合逻辑的因果推理关系. 当学生清楚地认识到这种关系时,模型实际上就已经建构了. 所以,要发展学生建构模型的能力,除了要培养学生的审题能力,还要引导学生发现关键信息之间的联系,让学生借助数学逻辑关系,将这些信息串联起来. 当学生经历这样一个建构模型的过程后,他们的模型建构能力就能得到发展.

一般地,应用题涉及的对象比较多,且数量关系、空间形式以及需求关系等也有极为丰富的表现. 所以初中数学应用题涉及多种形式:一,数学本学科内的一些典型问题,如数字、角度、长度、体积等;二,与其他学科交叉的一些问题,如热学、光学、力学、电学问题等;三,和现实生活相关的一些问题,如购物问题、工程问题等. 在这些应用题中,有些应用题由于学生对原型了解的程度不够,所以有必要对题目原型展开丰富的联想,这样才有可能顺利理解题意,发现题目中隐含的数量关系. 而对题目原型展开联想,可采用如下方法:从题意出发,对曾经见过的、能够被认知的场景做出回想;发现和类比与题意相接近的场景;从原有题意出发,进行相关实际场景的想象. 上述几种方法的恰当运用,能将实际模型构建过程勾勒出来,于是可以把实际模型抽象、转变为数学模型,给解题提供正确的思路.

例如,将一根长56 cm的铁丝剪成两段,让每段铁丝都可以围成一个正方形. 若由两段铁丝围成的正方形面积之和为100 cm2,那么怎么剪这根铁丝合适?本题是初中数学应用题的常见类型,教师可以借助作图的方法,启发学生构建抽象模型:若围成的一个正方形的边长为x cm,而另一个正方形的边长为y cm,那么可以通过列方程组求出答案. 总之,在应用题教学期间,教师要强化学生在应用题方面的训练,特别是与模型构建有关的训练,这是学生解题方法与技巧产生的主要环节.

引导学生形成解题思想、技巧

教师需要在培养学生审题能力、分析问题能力、构建模型能力的同时,让学生在解题思想和解题技巧方面有所收获. 实际上,每个学生在解题的过程中都会有属于自己的认识,只不过这些认识对于有些学生来说是清晰的,对于有些学生来说则是模糊的. 对于后者,教师要想方设法让模糊的认识显性化. 而对于所有的学生来说,他们需要认识到自己的解题心得是否存在缺陷,假如存在缺陷,则需要采取一定的措施让缺陷消失. 事实证明,对于初中数学应用题,可以采用概念对比、逆向思维等策略来求解,下面进行详细说明.

对于概念对比,学生可能潜意识里认为概念属于基础知识,能在提高学习质量方面起到一定的作用,但在提高解题能力方面作用不大. 这种矛盾心理造成很多学生忽视概念学习、认知与应用题解决之间的关系,继而让应用题中的关键字词等重要信息被忽视,导致主观臆断等错误情况发生. 所以,初中数学教师需加强学生概念对比方面的培养,使学生在解题时认真审视概念的内涵和外延,并在对其进行归纳和总结时,采用分析、对比的形式,以理解题意,顺利解决问题,同时发展解题思想.

正向思维和逆向思维对比法是值得重视的技巧. 在传统教育模式的影响下,学生的解题思路过于单一,针对逆向思维的变式题探索力度不够. 针对这种情况,数学教师有必要在进行应用题教学时,同时从正向、逆向两个角度做好变式训练的提升与巩固工作,这是学生解题技巧提升的有效策略之一. 例如下面两个问题的同时展示,便是一种很好的正向思维、逆向思维技巧训练方法.

问题1如图1所示,△ABC是等腰三角形(AB=AC),直线d是线段AB的中垂线,直线d交AC于点D. 若∠BAC=50°,求∠DBC的度数.

问题1比较基础,无论是否把它置于生活应用场景,学生都能顺利解答.

问题2 如图1所示,△ABC是等腰三角形(AB=AC),直线d是线段AB的中垂线,直线d交AC于点D. 若∠DBC=15°,求∠BAC的度数.

很明显,问题2是问题1的逆向推理问题. 采用正向思维求解问题2虽然行不通,但可以采用方程思想. 学生可以根据教师的提示,得到正确答案:设∠ABD=x°,则∠BAC=x°. 因為∠ACB=∠ABC=x°+15°, ∠ACB+∠ABC+∠BAC=180°,所以2(x°+15°)+x°=180°,解得x=50. 所以∠BAC=50°.

解决问题1采用的是代数方法,解决问题2采用的是方程思想. 解决这两道题所需要的思维深度不同,思考角度也各有侧重. 同时呈现这两道题,有利于学生培养逆向思维.

总结

总而言之,针对初中数学应用题教学,教师既要主动做好新型高效课堂教学模式的探索工作,又要做好强化学生分析能力与归纳能力的工作,只有这两方面的工作同时做好,才有助于提升学生的数学问题分析能力与思考能力,从而达到课堂学习期间学生主动提出想法、创新解题思路的效果. 在此期间,教师应以模式探索和学生指导工作为指引,全面关注提升学生审题分析能力、发展学生模型建构能力、让学生拥有必要的解题技巧等几个方面,并采取切实可行的措施,给学生未来充分、深入地学习数学知识奠定基础.

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