小学数学教师培训材料:数与代数应用问题的内容主线和教学建议教程文件.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。小学数学教师培训材料:数与代数应用问题的内容主线和教学建议-小学数学教师培训材料:数与代数应用问题的内容主线和教学建议这里所指的“数与代数应用问题”(以下简称应用问题)是指运用数与代数的知识和方法解决实际生活中的问题,这无疑是学生学习数与代数的重要目标。要讨论这个主题,首先需要说明的是本问为什么使用这个提法,却没有使用大家熟悉的“解决问题”和“算术应用题”。与“应用问题”相比,“解决问题”无疑是个更大范畴的概念。这既包括所涉及的领域不仅仅是数与代数的应用,还包括空间与图形、统计与概率以及综合运用所有领域
2、的知识和方法;同时解决问题也不仅仅局限于解决实际问题,还包括解决数学内部的问题。更为重要的,本文所持的观点是把解决问题中的“问题”解释为“非常规”的,学生必须经历探索、适当的创造并综合运用数学知识和方法加以解决的问题,即“问题解决”(ProblemSolving)。即使都是解决实际问题,解决问题中的“问题”是具有真实意义的问题,它与学生的实际生活密切相关,往往需要考虑现实生活中的诸多因素,从而具有开放的特点。解决这些问题,学生并无类似熟悉的题目和解法去模仿,需要学生进行探索、讨论和一定的创造。而应用问题中的“问题”,尽管提倡要符合学生实际,并且力求具有一定的开放性,但总体来说,问题已经经过了一
3、定的简化,背景相对简单,其中蕴含的数量关系也往往是学生熟悉的,因此学生所做的工作主要是分析出其中的数量关系,并联系所学的知识和方法加以解决。需要指出的是,对比两者并不是说我们不提倡解决问题,而主要是为了界定这里所讨论的主题。实际上,我们更应以解决问题为理念和目标,指导应用问题的教学,比如注重学生思考的过程,设计的题目要符合学生的生活经验,适当设计具有开发性的问题。算术应用题是传统小学数学课程的重要内容,在全日制义务教育数学课程标准(实验稿)(以下简称标准)中没有使用算术应用题的名词,并且提倡将计算和应用结合起来,这并不是削弱应用题的教学。实际上,传统算术应用题教学在整个小学阶段对学生发展产生了
4、重要的作用,但也确实存在着一些问题:第一,在学生解答的应用题中,很大一部分的内容远离他们的生活,造成了应用题“不应用”。第二,过于注重问题的类型和固定解法,套搬题型的现象比较严重。诚然,这样做可以提高学生解符合“题型”的问题时的速度。但设置应用题的目的是培养学生解决实际问题的能力,如果忽视对问题实际意义和数学意义的理解,只是套搬题型,学生的解决问题的能力又如何能提高?同时,原有应用题的分类,在数学逻辑上无疑是正确的,但是否是学生真正思考问题和解决问题的途径呢,学生是否必须要经历分辨题型才能解决问题呢,这些都需要认真思考。第三,呈现形式单一,基本上是纯文字叙述,同时所提供的信息往往是不多不少,这
5、既无法激发学生解决问题的动机,又与信息及其呈现形式丰富的现实世界不相符合。这些问题都在一定程度上造成了学生一接触到生活中的实际问题,往往感到无从着手。第四,目前在小学高年级将使用方程解决应用题,再使用算术应用题的提法显然也不科学。随着代数的方法不断地渗透到小学数学中来,一些繁难的应用题的算术解法应该得到淡化。综上所述,为了既继承原有的算术应用题教学中的优势,又避免其中的问题,更好的反映小学数学课程所追求的目标,本文没有使用“算术应用题”,而采取了“应用问题”的说法。经过几年实践,教师们对于标准中应用问题设计的理念普遍认同,但在具体教学中又出现了一些新的疑惑。实验教材将应用与计算结合在一起出现,
6、将解决实际问题作为数与运算学习的自然组成部分,这无疑是重要并且应该坚持的。但由于缺乏相应的系统思考和研究,造成教师们在教学时往往把握不好每节课应该以应用为重还是计算为重?另外,不以传统的类型为线索,实验教材在应用问题的安排方面是否存在其他基本线索呢?没有传统的应用题类型,不去训练学生记忆一些基本应用题的类型,如何指导学生去分析问题和解决问题呢?这些问题无疑都是需要认真思考和交流的。图1呈现了笔者认为的应用问题内容中的基本线索。下文将具体阐述这些线索,并提出一些教学策略和建议。应用问题运算的实际背景表征和分析数量关系分析问题和解决问题的策略基本的数量关系解的检验图1应用问题的内容主线一、以四则运
7、算的实际背景为线索,注重学生对于运算意义的理解为了解决问题,学生首先需要学习在什么实际背景中应该用加法、减法、乘法或除法来解决问题,即四则运算的实际背景,有人也称之为四则运算的意义。四则运算实际背景的不断丰富构成了教材编写的一条线索,教师应该对此加以梳理,并且思考如何能帮助学生理解和积累这些背景。1.注重“实际背景”的积累“以加法做合并或移入的模型;以减法做拿走、比较、移出或加法逆运算的模型;以乘法做大小的变化、交叉相或比率因子的使用的模型;以除法做比、率、比率除法、大小变化除法或乘法的逆运算的模型”摘自詹姆斯T费撰写数量一文。出自林恩阿瑟斯蒂恩编.站在巨人的肩膀上M.胡作玄等译.上海:上海教
8、育出版社,2002:79。文中的“合并”、“移入”等笔者理解实际上就是指四则运算的实际背景。例如,对于乘法的学习,在二年级开始时,教材一般会提供一些具有“相等的数的和”的结构的实际情境,然后从中抽象出乘法;然后,学生将开始接触到具有“倍”的实际情境;在三年级面积学习时,学生又接触到乘法在“求长方形面积”的实际情境中的运用。这些对于乘法实际背景的积累将一直延伸到小数、分数的乘法,特别是对于“倍”的认识,将扩充到“几分之几”。有关“组合”的实际情境在小学教材中也出现,比如搭配问题,但在小学鼓励学生通过操作、画图等策略加以解决,意在发展学生解决问题的策略,而不需要总结公式。由于实验教材对于运算的实际
9、背景大多安排为“暗线”,这就需要教师对教材进行系统梳理,找到实际背景不断扩充的这条线索。有的教师可能会产生这样的疑问,这和原来的十一类简单应用题类型又有什么不同呢?首先,我们不难看出,实际背景更加丰富了,比如乘法中的面积计算的实际背景。更主要的是,教师明确这些蕴含一定“数学结构”的实际背景,不是要让学生去背诵类似“一个数的几倍是多少”的类型,而是提醒教师,学生此处增加了新的实际背景,学生也许不能从以前的实际背景的经验出发直接还原到运算意义,而是需要经历将新的实际背景与运算意义进行联系的过程,此时在教学中的重点应放在如何实现联系上了。至于二者到底还有什么区别,这正是一个值得研究的问题。2.生活经
10、验、操作、画图的重要性那么,进一步如何实现实际背景与运算意义之间的联系呢?为了使大家更好地理解,我们对比一下两条途径。第一条:问题情境问题类型运算意义第二条:问题情境经验、操作、画图等运算意义在第一条套用类型的教学中,学生需要将问题情境中的数量关系与类型相对应,然后决定用什么运算。比如,看一个在小学低年级学生理解比较困难的问题:例:小勇家养白兔8只,灰兔5只。白兔比灰兔多多少只?想:已知大数(白兔8只)和小数(灰兔5只),求相差数。(白兔比灰兔多多少只?)列式:85=3(只)。从上面可以看出,学生遇到了这个问题情境,需要寻找符合哪个类型,发现符合已知大数和小数求差的类型,所以用减法。这样的教学
11、固然可以使学生熟记这些类型,从而熟练套用类型达到快速解题的作用。但确实存在着一些弊端:第一,这些类型相对比较抽象,学生往往不能真正理解,所以就会出现学生找不到大数和小数的情况,或者片面的认识给出的数大就是大数,给出的数小就是小数等错误。第二,在实际生活中遇到没有现成类型的问题,学生往往束手无策。图2而目前新课程提倡第二类途径,当学生遇到这个问题后,如果能借助经验直接反映出运算意义就直接反映;如果不行,就借助操作、画图等策略帮助学生反映运算意义。看北师大版新世纪教材中的一个例子。如图2,学生在解决学生比老师多几个人的问题时,或者可以进行实际操作,将老师和学生进行一一对应从而得出答案,并且将这个过
12、程与减法的意义联系起来,从而选择用减法解决问题;或者运用记号等代表学生和老师进行模拟操作;或者直接在纸上画图。这样既避免背诵一些相对抽象的类型,同时又教给了学生操作、画图等基本的解决问题的策略。老师可能又会产生新的困惑:不要“类型”,按照第二种途径,仅仅依靠学生的经验、操作、画图行不行?有多少学生行?如果学生有困难怎么办?要回答这些问题最好的办法是做学生研究。下面列举一些学生研究的结果。案例1有多少学生行?此研究提供者北京教育学院石景山分院张岭,指导教师张丹对一年级没有学过“比较”问题的34名学生测试了如下的6道题目:=(个)=(盆)一支钢笔15元,比一支签字笔贵10元,一支签字笔多少元?测试
13、的结果如表23:表23题目正确人数正确率第1题3294.1%第2题3088.2%第3题3191.2%第4题3088.2%第5题1647.1%第6题1338.2%从上面的结果可以看出,对于前四道题目学生已经有了较好的经验,通过自主思考就能够独立解决。即使对于学生困难较大的“反序”问题(第5题、第6题),也有不少学生能够独立完成。实际上,许多实验教材在一年级都不再要求此类问题,而是随着学生年龄的增长自然得到解决,或者运用方程来解决。对于这一点,笔者是表示赞同的。那么学生是如何思考的呢?下面摘录部分的访谈片段(括号内是笔者的注释):l 对第1题的访谈:黑松鼠有20个松果,白松鼠有25个松果,白松鼠比
14、黑松鼠多几个?师:你来说说这个(第1题)。生:我(黑松鼠)有20个松果,我(白松鼠)有25个松果,我比你多几个?就是用25-20还剩5个,所以它(白松鼠)就比它(黑松鼠)多5个。(此题学生借助以前的学习经验,直接“反映”出用减法解决。)l 对第4题的访谈:小亮有小汽车15辆,红红比小亮少5辆。红红有几辆小汽车?学生先拿出15个白棋子,摆成一行。又拿出10个黑棋子,摆成一行。教师让学生看着围棋子,说明各表示什么?生:15个白棋子表示小亮的,10个黑棋子表示红红的。师:少的5个棋子在哪?学生正确指出“空白处”,并列式:15-5=10。(此题学生借助操作得出答案,并且“反映”出用减法解决。)实际上,
15、学生正是通过经验、操作、画图等独立完成了题目,即使是对于困难较大的第5、6题,也有部分学生正确列式。案例2学生的困难是什么?如何帮助学生克服困难?此研究提供者北京教育学院石景山分院张岭,指导教师张丹通过访谈,我们发现学生的常见错误有如下几种:第一,不能理解题目中的比较关系,搞不清楚谁和谁比;第二,清楚题目中的比较关系,但不能和运算意义相联系;第三,“看到多就加,少就减”等定势。那么,如何帮助学生克服困难呢,通过操作和画图等手段是否能达到呢?我们还是从访谈中获取信息。下面的两位学生都是在进行第5题时,开始列出了错误算式“30-10=20”。老师分别对他们进行了访谈,括号内的文字是笔者的说明与感想
16、。l 对学生甲的访谈师:怎么列式?生:应该用减法,30-10。师:为什么用减法?生:因为“小亮比小红少跳10个”,“少”应该用减法。(这是学生中不理解的一个典型表现:见多用加、见少用减)师:你能不能画图表示一下这句话。学生画图。边画边解释。生:小亮跳了30个,小亮跳的少,小红跳的多,小红跳了多少个,我觉得应该用减法比较好?(虽然学生仍然没有改正,但画图已经使她产生了“冲突”,对用减法产生了疑问)师:你算一算小红跳了几个?生:30减10等于20,小红跳了20个。师:小红是跳了20个吗?生:不是,改用30+10=40。师:为什么又改用加法了?生:再次读题,上面用减法不对,所以用加法。(重新读题,用
17、数据进行检验,发现并改正了错误。)l 对学生乙的访谈学生读题:在跳绳比赛中小亮跳了30个,小亮比小红少跳10个,小红跳了多少个?列式:30-10=20。师:你是怎么想的?生:我想3减1,加一个10。(学生在说计算方法)师:这句话什么意思?(指“小亮比小红少跳10个”)生:小亮比小红多跳了10个。师:是吗?生:小亮比小红少跳的。(学生开始不能准确判断到底谁多。)师举例:假设我是小亮,你是小红,咱俩谁跳的多?(老师借助举例,实际上是和学生一起模拟题目中的情境)生:我。师:那我们看这道题,小亮跳了多少个?生:小亮跳了30个。师:小红应该跳多少个?生:小红跳了40个。师:哪你为什么这么做?(指学生的算
18、式30-10=20。)生:错了。师:改一下。生改正30+10=40。师:刚才为什么用减法?生:我读错了,读成小红比小亮少了。师:提醒我们什么?生:不能读错。(其实学生不是简单地粗心看错题目,还是没有读懂比较关系。由此可见,深入地了解学生的思维过程是非常重要的。)以上访谈从一个侧面证明了学生可以通过操作、画图、模拟等手段分析清楚题目中的比较关系,并且联系运算意义的。特别是,做完题后的检验也是很重要的,学生可以将结果带回题目进行检验以做出正确判断。当然,还有哪些好的策略还需要教师们一起探索和实践。但有一点可以明确的是,依靠背题型来克服困难是不足取的。总之,在运算意义的教学中,应突出在实际问题抽象出
19、四则运算意义的过程,强调对问题实际意义和运算意义的真正理解,鼓励学生通过联系已有经验、实际操作、画图分析等手段,寻找问题中的数量关系,并联系所学数学知识的意义加以解决。3.可以适当鼓励学生总结自己对于运算的理解其实,对于运算意义的教学,还有许多需要研究的问题。比如,在学生经历了从实际情境中抽象出运算意义的基础上,还需要学生总结一些类似“求一个数的几倍用乘法”的规律吗?注意这里的总结和过去的套题型是不一样的。主要体现在:第一,总结的主体不一样。过去套题型大多是教师总结出来的,学生的工作主要是理解和记忆;而现在是学生在解决问题的基础上的自己总结。第二,总结的基础不一样。过去大多是刚刚引入运算在学生
20、还没有充分体验的基础上就提出题型,现在是在学生经历了多次解决问题的基础上加以归纳。第三,总结的目的不一样。过去主要目的是给学生一个“抓手”,以便快速地解决其他问题;现在的目的是进一步的提炼和概括,培养学生概括的能力,以进一步加深对运算的理解。因此,笔者认为可以适当鼓励学生总结自己对于运算的理解。但这里需要注意,这个总结不要过早,最好是学生学习了一段时间后的水到渠成。同时,要鼓励学生通过举例、画图、自己的语言来表达对于运算的理解,而不是统一要求背诵程序化的语言。所以,教师可以鼓励学生完成如下的学习任务:(1)举生活中不一样的例子,可以用加法、减法、乘法或除法来解决。(2)画图表示一个情境,可以用
21、加法、减法、乘法或除法来解决。(3)用自己的语言说说什么是加法、减法、乘法或除法。那么,到底什么时候该总结,学生哪些语言可以认为真正理解了运算,这些问题都值得进一步研究。研究的关键还是要了解学生真实的思维。二、以表征和分析问题为线索,鼓励学生探索如何分析数量关系当学生在学习了运算的意义,并能解决一些简单的问题后,学生将要学习解决一些复杂的问题。这些问题之所以复杂,有的是因为实际问题的背景比较复杂,学生不易读懂题目;有的是问题中蕴含的数量关系比较复杂,学生不易分析出来。因此,在这里就存在着两方面的问题,一是读懂问题;二是分析数量关系。在新课程中应用问题中的信息并不总是“正好”的,这就需要根据问题
22、来选择信息和收集信息。实际上,三者往往是交织在一起的,以下分开是为了更好地加以分析。1.如何读懂题目这里读懂题目指的是理解题目所表达的是一件什么事情,学生可以用自己的语言把这件事情说清楚,这一点应该得到重视。因为,读懂题目的意思是分析数量关系的基础,而小学生由于生活经验和阅读能力等的缺乏会出现一些理解上的困难,所以一些有经验的老师会深有体会地说:“许多学生做不出数学题是因为文字没读懂”。因此,在教学中,对于复杂的题目,教师要鼓励学生多懂几遍,尝试完整地用自己的语言叙述题意。当题目中出现一些学生不易理解的词语或句子时,教师可以采取情景表演、动作操作等方式帮助学生。这方面有一个比较经典的案例,吴正
23、宪老师在执教“相遇问题”时,首先鼓励学生采取情景表演的方式,理解“同时、相遇、相对、相向”等题目中相对比较难理解的词汇。同时,由于新课程提倡运用图、文字、表格等多种形式表达信息,这也给学生造成了一定的阅读困难,学生往往不能同时从不同的形式中捕捉信息,这就需要教师加以适当指导。下面就提供一个教师指导学生如何从图中获取信息的案例案例提供者平谷第六小学景彩凤,指导教师:张丹,王林华。案例3指导学生如何从情境图中获取信息教师呈现了一幅情境图,图中草地上有3个房子,还有6只兔子。一只小兔子提出问题:“平均每间房子住几只?”师:快看。从图上你看到了哪些数学信息?生1:草地上有3个房子,草地上还有6只兔子师
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