多途径解决数学问题策略探讨

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  在《数学课程标准》提出的教学目标中,就把解决问题作为课程目标。这里的“解决问题”不是以往“识别题型,模仿例题,套用解题”的解题方式,而是要求我们教师在教学时,应着眼于学生的生活经验和实践经验,开启学生的视野,拓宽学生学习的空间,最大限度地挖掘学生的潜能,从而使学生体验数学与日常生活的密切联系,培养学生从周围情境中发现数学问题,运用所学知识解决实际问题的能力,发展学生的应用意识和形成解决问题的策略。
  “策略”是选择和使用方法的思想指导,意在指向顺利地完成任务,并能达到预期目标的思维与行动的最有效、最简洁的方式方法,完全是学生自身内部形成的。
  经过近几年的课改实践探索,我初步形成了一些解决问题的基本策略:
  一、作图
  这是一种具体化的策略,可以帮助学生审题、分析和检验。作图不仅指线段图,也包括实物简图等。小学生在纸上画画图可以拓展思路,对解题有一定的帮助,灵活运用这项解题策略,还能使学生的动手操作能力和空间想象能力得到充分的发展,也比较符合小学生具体形象性的思维特点。
  例如我让学生解答这样一道问题:在一个正方形池塘的四周种树,每边都种有20棵,并且四个顶点都种有一棵树,池塘四周共种树多少棵?很多同学都做出这样的答案:20×4=80(棵)。这时我就引导学生画出每边种4棵或5棵情况的示意图,来归纳总结规律。从示意图上可以看出,每边种4棵,一共要种12棵而不是4×4=16(棵),每边种5棵是16棵,而不是5×4=20棵。为什么不论每边种4棵或5棵,都是比原来设想的少4棵呢?学生通过仔细观察示意图,发现原来解答的错误在于把四个顶点上的4棵树计算了2次,所以都多算了4棵,正确的解答方法应该把重复计算的4棵减去。所以正确答案应是:20×4–4=76(棵)。
  画图本身是一种动手操作能力的培养,让学生在审题后画图,促使学生的空间想象能力得到了发展,而借助作图这一教学策略,难题也就迎刃而解了。
  二、列举
  列举是一种重要的数学思维形式,在解决数学问题时,有时依靠单纯的列式似乎存在一定的困难,如果把属于答案的这些对象逐一找到,问题的答案也就有了。而不重复、不遗漏地一一列举,需要学生有条理的进行思考,这是发展学生思维的好时机。
  例如:导游带着38个人去住宿,只有2人间和3人间的客房,怎样安排客房全部住满,有几种安排方式?象这样的解决问题采用列举法就能把所有可能有序罗列了:(38+1)=39通过列举法醒目地出现了7种安排方式,显得浅显而易掌握。
  三、转化
  所谓解决问题的转化策略,就是在解题过程中,不断转化解题方向,从不同的角度、不同的侧面去探討问题的解法、寻找最佳的方法。转化法是数学解题的一个重要技巧,分散难点,化繁为简,它把生疏的题目转化成熟悉的题目;把繁难的题目转化成简单的题目;把抽象的题目转化为具体的题目。
  如:在一个正三角形内画一个最大的圆,在圆内再画一个最大的正三角形。已知大正三角形的面积为48平方厘米,求小正三角形的面积是多少?
  乍一看图,简直“疑无路”。但转动小正三角形成图二时,学生顿时豁然开朗,一看便知道小正三角形的面积是大正三角形的1/4。
  再如,当学生品味到运用转化方法能从(已知)长方形面积中推得(未知)平行四边形面积公式时,要求学生通过剪拼,在独立思考中解决三角形、梯形的面积公式,实现自行转化策略解决问题。
  在平时的教学中,我们可以精心设计此类问题,引导学生多角度思考,在动态变换中获取问题解决的途径,锻炼学生的数学思维能力。
  四、假设
  假设法解题是奥数学习中一种常用的思维方法。假设法要求题中要有两个或两个以上的未知量,思考时可以先假设要求的两个或几个未知数相等,或者先假设两种要求的未知量是同一种量,然后按题中的已知条件进行推算,并对照已知条件,把数量上出现的矛盾加以适当的调整,最后找到答案。假设法对解鸡兔同笼问题特别适用。
  例如:笼子里有鸡和兔共30只,共有70条腿,问鸡和兔各有几只?
  此题无论是从条件出发用综合法去解答,还是从问题出发用分析法去解答,都很难求答案。因此,我们可以假设30只全是鸡,则脚的只数应为60只,比题目中的70只少了10只,因为每只鸡比兔少2只脚,所以10只脚就有10÷2=5(只)兔。列式:30×2=60(只)70-60=10(只)4-2=2(只)10÷2=5(只)30-5=25(只)答:兔有5只,鸡有25只。此题也可以假设全是兔,如果全是兔,则脚的只数为30×4=120(只),比题目中的70只多了50只,因为每只兔比鸡多2只脚,所以50只脚就有50÷2=25(只)鸡。
  假设法解题会出现数量上的差异,此刻再进行合理调整,就能分别解答几个不同数量的答案了。
  五、倒推
  数学教学中,有时也需要用倒过来推想的策略分析数量关系,这对发展学生的逆向思维是有价值的。所谓倒推有两个方面的含义:一是思维的倒推——即通过学生的逆向思维将问题进行倒推;二是计算的倒推——即计算时通过计算性质的变化进行倒推。
  例如:工人们修一段路,第一天修了公路全长的一半还多2千米,第二天修了余下的一半还少1千米,还剩20千米没有修完,公路全长是多少千米?从“第二天修了余下的一半还少1千米,还剩20千米”往前推算,20-1=19(千米)正好是第一天修后余下的一半,第一天修后余下的是19×2=38(千米)。再从“第一天修了公路全长的一半还多2千米”往前推,第一天修后余下的38千米加上2千米,得到38+2=40(千米),就是公路全长的一半,那么公路全长的是40×2=80(千米)。
  再如:某人在演算一道题时,应该将一个数用5乘,再被3除,但是他误用3乘,再被5除,因此得到45。正确的得数应该是多少?解答这题应该从逆运算关系求出原数(45×5÷3)×5÷3=125。用倒过来想的方法解答此类题型就显得非常简单了。
  著名数学教育家波利亚说过:解决问题是指在没有现成的解题方法时,寻找一条解题途径,是从困难中找到出路,寻找一条绕过障碍的道路,达到最终的解决问题。而策略的教学就是学生在学习解决问题的过程中来提升而来的,因此,解题策略是多样的、灵活的。教师在教学过程中,要增强学生应用解题策略的意识,加大学生体验成功的频率,提高他们利用数学解题策略的能力,达到“学以致用”的目的,促进学生数学素质的综合性提高,实现“柳暗花明”的效果。
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