学生在解题时,到底要训练什么——以四年级学生解一道思考题为例
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听一听:问题解决的教学目标是什么
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试一试:做一道题
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——摘自《数学学习的心理基础与过程》(鲍建生、周超 著)
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数学学习离不开做题,波利亚说过:“掌握数学意味着什么呢?就是善于解题,不仅善于解一些标准的题,而且善于解一些要求独立思考、思路合理、见解独到和有创造发明的题。”(波利亚,1982)。从“了解”(知识)到“掌握“(知识)的过程中,学生需要有质量地完成一些习题。
学生在解题时,到底应该训练哪些能力呢?从解决问题的认知过程看,主要训练的是以下三种能力:对问题的理解及识别、对策略的选择与应用、对过程的监控与评价。
下面,笔者以一道四年级的数学思考题为例,具体加以说明。
测试题目:
请你从1、2、3、4、5、6、7、8中选三个不同的数字,组成一个能被3整除的三位数。想一想,有几种可能?把你思考过程写下来。
(注:若选择了“1、2、3”这三个数,那么由这三个数字所组成的任意三位数都只算一种可能。)
测试背景:
被测的162名四年级学生使用的是《浙教版》教材,3月4日学习了“能被3整除的数的特征”,6月中旬进行了测试。测试时间为20分钟,教师不解读、不指导。
我们先来看看总体的情况:
从上表中,我们看到学生的水平差异较大。面对一道从未遇到过的问题,学生没有任何“套路”可用,只能凭着自己对题目的理解,去选择合适的策略,在解题过程中不断反思、调节,尽可能多地写出答案。
1、对题目的理解与识别
学生拿到一道题,首先要认真审题,带着思考来读题目,划出关键的字、句,明确题目的要求。这是比较基本的要求,但一线的老师们都知道,有部分学生不会审题,扫了一眼题目,有时只看到几个词就开始做题……
这位同学完成了一个关于“能被3整除的数”的思维导图,举了正例,也举了反例,把特征表达得准确又清晰。这个学生对该知识点的掌握得不错。但他显然没有读懂题目。
这位同学写了七种答案,说明部分理解了题目的要求。但他花了很多时间去解释了为什么能被3整除的数有这样的特征,理解到位,表达也清楚。但这样的解释并不能帮他写出所有的答案。
这位同学是理解题意的,她明知道“1、2、3”所组成的数都只算一种情况,但还是不放心似的,把一组里六个不同的三位数都写出来,在写这些数上花了不少时间。
2、对策略的选择与应用
审题,对学生选择策略有很大的影响。
这位同学非常明确题目的意思,她识别出题目中的三个要素:1、能被3整除的数的特征;2、要写出所有答案,需要从小到大想(这就是关键策略);3、在一种情况里,数的顺序可调换。由于策略得当,她写的数几乎没有涂改、一气呵成,思维流畅。
这位同学选择写加法算式,先从1+2+3开始,逐一罗列并加以判断。她其实是知道3的倍数的特征的,但并没有进一步思考:“1+2+3”能被3整除,那么“1+2+4”只增加了1,一定不能被3整除,可排除。同时,她没有继续考虑“1+3”、“1+4”等情况,答案不够周全。
这位同学的策略与上一位同学的相近,按从小到大的顺序一一罗列,最终找到了所有的答案。他做完后,有点不好意思:“我用了最麻烦的方法。”我对他说:“你做得很棒!”当然,方法策略的选择有提升的空间,但他能把答案写全,也真不容易呀!
这位同学一开始也是从小到大写了一些答案,但他并没有罗列出所有答案,而是选择了“找规律”的策略,由于第一列漏了一个答案(1、6、8),他正好“发现”了“规律”:可以用6+5+4+3+2+1算出最终答案。显然,策略与结论都是错误的。
这位同学先考虑三个数的和,写出6、9、12等3的倍数,然后再分别写出那几个数相加等于这些和。但她与上一位同学一样,写了三行后,突然想到:会不会形成有特殊规律的数列呢?错误的策略、方法导致错误的结论。
这个学生打破了常规思路,不去枚举出所有可能,而把“1—8”分成三类(除以3余1、余2、没有余数),由于余数1加余数2等于3,一定能被3整数,因此可用“组合”方法来解决这个问题,3×3×2=18,再加上1、4、7与2、5、8这两种,一共有20种答案。
写出15—20种答案的68名同学分别采用了什么策略呢?
看来,确定首个数(如:123、125……)是大多数同学喜欢的策略。有6位同学能用到组合的方法(3×3×2+2),超过预期(上一次研究中,只有两位五年级学生出现这种方法)。其它的方法指的是,先算出从“1—8”选三个数的所有可能,再减去三个数相加不是3的倍数的可能,这里不展开。
3、对过程的监控与调节
解决问题能力强的学生,具有较强的自我监控与调节能力。有人习惯在解决过程中随时监控,每完成一个步骤都会稍作停留;有人会在结束后复盘整个过程,并做出评价与调节;有人兼而有之。大多数学生都知道检查的重要性,但实际上,不少同学写完答案就松了一口气,无心检查。
这位同学一开始选择了从1开始思考的策略,但写完所有1开头的7个答案后,思维跳跃了,她想到连续的自然数的和能被3整除,相邻两个数的差是2、3也都可以被3整除。我们看到她用箭头把重复的数连起来,最后还能补上漏掉的数,说明她的监控能力强,随时做出调整。不过,这样的策略容易遗漏,最后还少一个答案,她就很难查出来。
这位同学的思路条理清晰,他在最后还做了检查,给自己打了“√”。这也是具有一定监控能力的体现,虽然漏了一个答案。
这位同学运用了多种策略,先考虑和,最大的和是6、最小的和是21;然后列表格,分别写出相应和的加法算式,思考非常有序。还特别注明:(第一个加数)从“1”开始,到“6”结束。最后写出算式和答。我们可以看出,她的监控贯穿在整个思考过程中。
结束的话
七年前,我把这道题给当时的四、五、六年级的部分学生做过,写了一篇学生思维水平层次分析的文章,现在看来并不满意。有机会重新教四年级时,我给所有的学生都做了这一道题,但注意力不再放在水平分层上。学生的策略与答案五花八门,即便是错误的答案,我也看到了价值,颇感有趣。
借着这道题,我们一起思考:学生在做题时,到底要训练什么?主要是三点:审清题意、选择策略、监控过程。即便有同学对某个知识点(如:能被3整除的数的特征)掌握得很好,没有对题目的理解与识别,也会无从解答或答非所问。审题一定会对学生选择策略产生影响,学生选择的策略也许不同,有时选择了不错的策略也会出错。这就需要对自己的思考进行监控,及时检查评价,并做出调节。如果学生在做题时,都能有意识地训练这三种能力,一定能提升数学学习水平。
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试一试
问题:0—9这十个数字,可以组成多少个能被3整除的数(3的倍数)?
恭祝大家牛年快乐!平安喜乐每一天!
图 by 银洛
你若盛开 蝴蝶自来
审核人:孙旻晗 戚国琴