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以终为始:结果导向型思维在数学教学中的应用研究

来源:专题范文 时间:2024-05-28 10:38:01

陈莹

[摘 要]结果导向型思维方式是从最终的结果出发,反向分析过程或原因,寻找关键信息,找到解决问题的方法。在小学数学教学中培养学生的结果导向型思维,以终为始,有利于学生打破思维定式,提升解决问题的效率。结果导向型思维可以运用于运算、解决问题、几何图形等领域,改变学生的固有思维,拓宽学生的思维广度。

[关键词]结果导向型思维;
解决问题;
数学游戏

[中图分类号] G623.5[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068(2023)11-0074-04

一、现状分析

自2013年起,笔者所在的数学团队就开始实践数学游戏教学。在多年的一线教学中笔者发现,大部分学生在解决数学游戏问题的过程中会选择最容易想到的方式,而非最便捷的方式。

比如,解决人教版教材四年级上册中的“汉诺塔”问题(如图1)。

对于这个问题,笔者在不同学校给不同班级的学生讲授,并统计了学生在第一次自主探究环节的探究结果(见表1)。

回答正确的学生认为第一次选择对了杆,就比较节省时间,如果第一次选择错误了,就要再一次尝试。只有3个珠子时,移动的次数较少,一般通过一两次尝试都能成功,因此正确率相对较高。有4个珠子时,移动的次数多了,在移动的过程中,要选好杆,若选错了,就得从头再来,因此,有4个珠子时,正确率较低,耗费的时间较多。

又如,学生最开始接触“算24点”时,大都用已知数进行加、减、乘、除,以凑出结果。“用四则运算去凑出结果”成了学生唯一的解决问题的方法,这样的方式是耗时费力的。这样看来,思维方式会直接影响解决问题的效率。

二、原因分析

1.思维定式

学生在解决问题的过程中,最常用的是正向思维,即根据已知条件,通过假设法、尝试法等解决问题。这是学生惯用的思维方式,也是一种定式思维,定式思维一旦形成,若没有新的思维方式介入,就难以改变。

2.目标离心

学生在解决问题的过程中,总会被一些因素干扰而忘了最终目标。目标一旦不够明确,解决问题的道路就会又难又长。

三、结果导向型思维在课堂教学中的立论依据

1.以终为始,打破思维定式

结果导向型思维是一种逆向思维,即从最终的结果出发,反向分析过程或原因,寻找关键信息,找到解决问题的方法。用结果导向型思维思考问题,或许会使问题简单化。

2.少走弯路,提高解题效率

运用结果导向型思维思考,探求有效的解题策略和方法,能够提高解题效率。

3.全面剖析,提高解题正确率

运用结果导向型思维全面分析,是从结果倒推出解题步骤,是为寻找正确答案而做出的科学选择,这样的选择是有正确性保障的。

四、结果导向型思维在“汉诺塔”游戏教学中的范式应用

一个人要新建一种思维方式是不易的,因此载体的选择尤为重要。游戏是学生喜欢的娱乐项目,笔者认为,以数学游戏为载体建立结果导向型思维,不失为打开学生思维大门的好办法。

笔者将课堂作为渗透结果导向型思维的主阵地,以数学游戏“汉诺塔”作为教学内容进行了尝试教学。

1.充分试错,体会优势

在课堂教学中,学生是主体,教师应该扮演好组织者、引导者与合作者的角色。教师应做到“不愤不启,不悱不发”,只有在学生充分体验和尝试后仍无法解决问题时,再进行引导,才能让学生充分理解和接受所学知识。

要让学生体会结果导向型思维的优势,就先让学生感受固有思维方式的不足。在玩“汉诺塔”游戏的过程中,学生经过多次尝试,逐渐发现从一开始就要考虑第一个珠子往哪个杆移,运用尝试法非常耗时费力。在教师的引导下,学生感悟到,原来从结果出发,倒过来思考第一步,能少走很多弯路,就好像玩“走迷宫”游戏时,从出口倒着寻找路线会快一些。经过对比,学生充分感受到了结果导向型思维的优势。

【教学片段】

活动:3个珠子的移动。

合作要求:(1)两人合作玩“汉诺塔”游戏,探究3个珠子最少需要移动几次;
(2)达成一致后,一人移动珠子,一人将过程画在探究单(如图2)上;
(3)合作时间为6分钟,完成后,可以再玩一玩“汉诺塔”游戏。

师(展示一张已完成的探究单,图略):这张探究单上的内容有错吗?错在哪里?

生1:第一步就错了。

师:如何确定第一步?

生2:假设第一步像这位同学一样,先把最小的珠子移到②号杆,那中间有重复的移动过程,这样步数不是最少的。因此,第一步要先把最小的珠子移到③号杆,然后把中间的珠子移到②号杆,再把最小的珠子也移到②号杆,这样③号杆就空出来了,最大的珠子就可以移到③号杆了。

师:如果第一次尝试失败了,是不是就会耗费很多时间呢?你们静下心来想一想,有没有别的办法,不用尝试,就可以直接判断最小的珠子先往哪根杆移动呢?

生3:假如……

(学生依旧采用尝试法,只是这次是在脑子里想移动过程)

师:要使步数最少,你们觉得哪个珠子要尽快移到③号杆,才会最节省步数?

生4:最下面的珠子。

师:这样我们的目标就非常明确了,就是要让最下面的珠子尽快移到③号杆。现在该如何确定最小的珠子移到哪号杆呢?

生5:可以倒着想,目的是把最下面的珠子移到③号杆,那中间的珠子就要先移到②号杆,最小的珠子就要先移到③号杆。

师:这种倒过来想的思维叫结果导向型思维。

2.难度升级,巩固方法

要巩固新的思维方式,就要选择相关活动让学生在实践中充分体验感知,收获成功经验。由于移动4个珠子的思考方法与移动3个珠子的一致,難度升级的幅度也靠近学生的最近发展区,因此选择移动4个珠子来帮助学生巩固结果导向型思维较为恰当。

【教学片段】

活动:4个珠子的移动。

师:这次要先考虑哪个珠子呢?

生:最下面的珠子。把最下面的珠子尽快移到③号杆,就要把从下往上数的第二个珠子移到②号杆,把从下往上数的第三个珠子移到③号杆,把最上面的珠子移到②号杆。

师:看来,你们已经会用结果导向型思维来玩“汉诺塔”游戏了,大家都动手试一试吧。

不过,要让学生内化结果导向型思维,并将其熟练运用于“汉诺塔”游戏中,仅移动4个珠子是不够的。因此,还要安排移动5个珠子的活动环节。学生要对“汉诺塔”游戏有兴趣,并在课后对更多个珠子的移动进行实践和探索,才能将结果导向型思维深植于脑海。笔者多次教学后发现,学生会把“汉诺塔”当成日常游戏,课余时间,会三五成群地玩“汉诺塔”游戏。这样,在不知不觉中,结果导向型思维也就深入学生心中。

3.拓展延伸,用于生活

在课堂小结的环节,强调结果导向型思维不但适用于“汉诺塔”游戏,也适用于其他数学游戏和其他数学问题、生活问题,从而让学生树立运用结果导向型思维解决问题的意识,在学习、生活中能够主动去运用,很多问题就能迎刃而解。

【教学片段】

师:在哪些方面能用到结果导向型思维呢?

生1:在算“24点”时,我们也是从最终目标“24”出发,去思考如何将数字进行组合的。

生2:在玩“走迷宫”游戏时,从出口倒着寻找入口,更容易找到正确的路线。

师:在生活中会用到吗?

生3:开学时,老师都会让我们制定学习目标,然后我们就会从目标出发,为实现目标而不懈努力。

师:结果导向型思维不但可以运用于数学学习,还可以用来解决生活中的问题呢。

五、举一反三,灵活运用结果导向型思维

1.结果导向型思维在计算中的应用

在运算中,结果导向型思维是最为常见且被普遍运用的思维。比如,减法是加法的逆运算,除法是乘法的逆运算,学生最开始接触减法和除法的时候,就是“想加算减”或“想乘算除”,如算15-7=(    ),就会想(    )+7=15;
算63÷9=(    ),就会想(    )×9=63。

通过逆运算得到答案,这就是运用了结果导向型思维,只是专业术语“想加算减”“想乘算除”“逆运算”等掩盖了结果导向型思维的本质。在计算教学中,教师可以让学生体验“想加算减”“想乘算除”是用结果导向型思维思考,以一法得通法。

2.结果导向型思维在解决问题中的应用

一般解决问题时会采用分析法,用分析法解决问题的思路分为以下几个步骤。

第一步,读题、收集数学信息。第二步,明确要解决什么问题。第三步,解决这个问题需要知道哪几个信息?它们之间有什么联系,为什么?第四步,接下来又要解决什么问题?需要知道哪几个信息?它们之间有什么联系?为什么?第五步,这样往下分析,直到把问题解决为止。

在解决问题的这些步骤中,最重要的就是“要解决这个问题需要知道哪几个信息?”这一思考过程,也就是从要解决的问题出发,倒过去找有用的信息,这样看,分析法的核心是结果导向型思维。这种解决问题的思路可以快速排除无关信息,有利于提高解决问题的效率。

3.结果导向型思维在图形与几何中的应用

图3是人教版教材二年级下册的“图形的运动(一)”第32页例4。该内容属于图形与几何领域,教材提供了尝试法解题思路。剪1个纸人:先对折,再画出半个图案。剪2个纸人:对折1次可以剪出1个纸人,对折2次就可以剪出2个。

笔者认为教学时可以不使用例题所呈现的方式,特别是要剪出4个手拉手的纸人,如果采用例题所给的方法,就比较复杂了。教师可以引导学生从最终要得到的4个手拉手的纸人出发,在脑海中想象把4个纸人的剪纸作品进行对折,对折1次可以剪出1个纸人,对折2次可以剪出2个纸人,因为纸人是左右对称的,所以需要再对折1次,也就是一共对折3次。于是,可以将一张长方形纸对折3次,然后在折痕处画上半个小人,为防止剪断,一定要将手脚朝向开口的地方,画的时候要“顶天立地”,这样就能剪出4个手拉手的纸人了。相比于例题所给出的方法,用结果导向型思维,显然节省了不少时间。

结果导向型思维在数学学习中广泛应用,对于很多数学问题,换一个角度思考,以终为始,可能会找到快捷的解决方法。但结果导向型思维往往与学生的一般思维方式相反,有些学生理解和接受起来有一定难度,要将其内化为自身的思维方式更有难度。这就需要教师在课堂教学中不断渗透,学生只有反复学习、巩固、运用,才能接受结果导向型思维,从而用它来解决更多数学问题。

另外,結果导向型思维不仅是在数学学习中非常有价值的思维方式,更是学生面向未来生活所需要的思维方式,因为结果导向型思维能让问题变得简单、明朗。一种思维方式的习得,不是简单的获取知识,而是获得一项技能,惠及终身,培养学生的结果导向型思维是面向未来的教学,是很有价值的!

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张奠宙,孔子坤,任敏龙,张园,殷文娣.小学数学教材中的大道理:核心概念的理解与呈现[M].上海:上海教育出版社,2018.

[2] 余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海:上海教育出版社,2017.

[3] 曹培英.跨越断层,走出误区:“数学课程标注”核心词的解读与实践研究[M].上海:上海教育出版社,2017.

[4] 史宁中.基本概念与运算法则:小学数学教学中的核心问题[M].北京:高等教育出版社,2013.

[5] 钱守旺.教好小学数学并不难[M].北京:北京大学出版社,2012.

(责编 黄 露)

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