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科研动态

优化习题:激发学生思维进阶

作者:刘萍  日期: 2023-02-15  点击:

【摘要】当前小学数学课堂教学中,习题设计存在形式单一、内容孤立、难度统一等误区。在当前“双减”背景之下,教师要立足核心素养的培养,开展优化习题的研究,注重习题的运用与创新,做到减量不减质。注重习题改编,使呈现形式多样化;实现习题重组,使练习内容结构化;加强习题创编,使练习难度多元化。

【关键词】习题改编  习题重组  习题创编

《数学课程标准》提出:教材编写应体现一定的弹性,以满足学生的不同学习要求,使全体学生都能得到相应的发展。[1]在小学数学教材中,每一个习题背后都体现着编写者的精心设计,渗透着对学生思维能力与学科素养的提升。在当前“双减”背景之下,笔者立足核心素养的培养,开展了优化习题的研究,注重习题的运用与创新,做到减量不减质。

(一)缘起:习题设计现状分析

当下的小学数学课堂教学中,有些老师没能细心揣摩习题编写的意图,没能研究教材的知识结构体系,也不考虑学生之间的差异,在习题的设计中通常会呈现下列误区:

一、习题形式单一

在课堂练习中,老师没能把握习题的设计意图,仅仅是按照教材编排,静态地逐题呈现,让学生一题接着一题进行练习,呈现形式单一,学生为做题而做题,觉得练习单调、重复、毫无趣味。

二、习题内容孤立

    数学的各个知识点之间不是孤立的,是有联系的,相互之间构成知识结构体系,学生的数学学习就是不断地重构与完善自身的知识体系。有些教师在课堂教学中呈现的习题却是相互独立的,每一题只达成一个教学目标,而不是题组式的由解决一个问题引发一类问题。这样就会造成学生只会解决一些简单易操作的题型,当遇到稍许综合的问题时,往往感到无从下手,找不到合适的解题思路,学生的综合运用知识解决实际问题的能力就得不到提升。

   三、习题难度统一

    我们经常会看到这样的现象:教师在课堂上呈现需要学生解决的问题后,无论你是优秀生,还是学困生,一视同仁,大家一起解决这个问题,再来交流反馈。实际上,学生相互之间是有差异的,优秀生始终吃不饱,永远在等待,学困生始终吃不完,永远在追赶。长此以往,优秀生会越来越没劲,学困生会越来越无趣,导致课堂气氛沉闷,学习效率低下,学生的思维得不到发展。

(二)实践:习题设计策略研究

一、习题改编——呈现形式多样化

1.化静为动,促进思维有理化

教材是静态的呈现,我们在教学中不妨将静态的呈现变为动态的展示,一方面可以创设适当的情境,提升学生学习的兴趣,另一方面也可以将学生难以理解的内容具体化、可视化,让学生的思维变得更有条理。

如苏教版《义务教育教科书·数学》六年级上册“练习四”中这样一题:一个长方体,如果高增加2厘米,就变成一个正方体。这时表面积比原来增加56平方厘米。原来长方体的体积是多少立方厘米?如果像教材一样简单呈现,对学生的空间观念是一大挑战,大部分学生对习题难以理解,也就无法找到解决问题的切入点。在教学中,如果能结合图示,逐步呈现“长方体→高增加变成正方体→凸显增加部分”,动态的呈现之后引导学生观察增加部分,学生很容易理解四周各个面增加部分的面积是相同的,先用56÷4÷2求得正方体的棱长,从而发现问题的切入点,找到了解决问题的办法。

这样的习题呈现方式的改变,让习题内容可视化,适应了学生的个体差异,让学生思维条理清晰,提升了学生思维的品质。

2.藏头缩尾,提升思维灵活性

教材中的习题从条件到问题基本上是完整的呈现,而《数学课程标准》总体目标中指出:学生初步学会从数学的角度提出问题、理解问题,并能综合运用所学的知识和技能解决问题,发展应用意识。[1]学生不仅要理解问题、解决问题,也要会从数学的角度提出问题。在习题的改编中,我们一线教师可以根据教学内容需要,隐藏习题的条件或问题,让学生自主编题,自主提问,自主解决,提升了学生解决问题的能力,发展学生思维的灵活性。

如苏教版《义务教育教科书·数学》六年级上册“练习二”第3题:已知长方体铁盒的长、宽、高,问题是做这个铁盒至少要用铁皮多少平方厘米?这题是在学习了长方体、正方体表面积计算方法后的巩固练习,在教学中,我们可以做些改变,出现条件,隐藏问题,呈现下列算式:①25×20  ②25×15  ③15×20×2  ④25×20+25×12+20×12  ⑤(25×20+25×12+20×12)×2  ⑥25×20×2+25×12×2+20×12×2  ⑦25×12×2+20×12×2让学生说说这些算式解决的是什么问题。或者也可以让学生提出一些问题,自己尝试解决。

这样进行改编后,既达成了教材原来的编写意图,巩固了长方体表面积的计算方法,同时又加深了学生对长方体各个面的认识,为下节课学习解决实际问题打下基础,学生的空间观念与解决问题的能力得到了进一步的提升。

二、习题重组——练习内容结构化

1.连线织网,促进思维结构化

教材中的习题编排是独立呈现的,我们在教学中应仔细研读习题的前后联系,对习题进行重组。如设计题组,开展对比练习,让学生边练习边比较,加深对本质的理解,充分发挥习题的结构功能,促使新旧知识串联起来,形成知识网络。

如苏教版《义务教育教科书·数学》六年级上册“整理与练习”中的8、9、10三道习题,分别是求棱长总和与表面积、体积与表面积(缺少上面)、占地面积与表面积(四周)体积,三题的设计各有侧重,但也存在着一定的联系,在教学中我们不妨将它们进行重组,设计一个生活情境:

有一种鱼缸,长10分米,宽4分米,高8分米。它的每条棱是用角钢做的,四周是玻璃,底面是铁板。

①现在要定做这样一个鱼缸,生产厂家至少要准备多少材料?

②鱼缸制作好了,需要用硬纸板包装后送到客户家中,至少需要多少硬纸板?(接头处忽略不计)

③鱼缸运送到客户家中,客户要合理安排摆放,要考虑鱼缸所占空间有多大?将鱼缸里放入7分米深的水,至少要准备多少升水?

解决第一个问题学生通常考虑三种材料:用多少角钢、用多少铁板、用多少玻璃;第二个问题是求长方体的表面积;第三个问题是求长方体的体积与容积。

要解决这一系列问题,学生必须综合运用刚刚学到的长方体、正方体这部分所有内容,这样在同一情境中解决不同的问题,既提高了学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,也提升了学生思维的结构化。正如数学教育家波利亚曾形象地说:“好问题同某种蘑菇,有些相像,它们都成堆地生长,找到一个以后,你应当在周围找一找,很可能附近就有好几个。”[2]

2.改头换面,提升思维发散性

每个习题在编排上都有各自的目的,有些习题变换角度可以发现它的不同价值,我们要深入研究习题,挖掘习题的内在潜能,充分发挥习题发展思维的功能。

如苏教版《义务教育教科书·数学》五年级下册“练习十六”第2题用分数表示涂色部分的第3小题(如右图),这是“解决问题的策略——转化”后的一道习题,许多公开课中都有涉及,很多学生最初都会误认为是16(9),后来经过观察、演示、对比后,才会恍然大悟,明白原来是8(5)

在总复习时,我将这题进行了改头换面,变成了这样一题:如图,每个小正方形的边长均为1,每个小正方形的顶点称为格点。请在图中画一个最大的正方形(要求以A为一个顶点,其余三个顶点也要在格点上)

这样的习题重组,赋予习题新的内涵,引发学生新的思考,发展了学生思维的发散性,同时也让学生的学科素养得到进一步提升。

三、习题创编——练习难度多元化

学生的学习能力差异是客观存在的,我们在设计习题时要充分考虑到学生的差异,要让每个学生都能有成功的体验,让不同的人得到不同的发展。

在学生学习长方体和正方体之后,我创编了这样一道题:一个学习小组的同学观察并测量了一个长方体。甲说:“它的底面周长是24分米。”乙说:“如果高增加1分米,它恰好是一个正方体。”丙说:“长方体前后左右四个面的面积之和是120平方分米。”丁说:“这个长方体的棱长总和是68分米。”四个人得到的数据都是正确的。

1)你能根据甲、乙两人的发现,求出这个长方体的体积吗?

2)你还能选择其他人的发现,求出这个长方体的体积吗?

2个问题其实就是两个层次:一般的学生可以通过思考后根据甲、乙两人的发现求出这个长方体的体积,而优秀的学生还可以筛选其他的条件来解决这个问题。这样,不同的人就采用不同的方法,解决了同一个问题,他们都能得到成功的体验,收获思维的生长。教师要善于挖掘知识中的潜在因素,设计开放性练习,不同的学生对所获信息采取不同的处理方法,学生全面参与,思维得到发展,创新能力得到培养。[2]

(三)思考:习题设计重质促思

总之,数学教材中的习题只是一种静态的呈现,每个习题是独立的存在,我们在习题设计时,要深入研究习题的内在联系,通过重组与创新,变静态呈现为动态展示,变独立成题为题组训练,变封闭单一为开放多元,以此来提高习题练习质量,促进学生思维生长,发展学生学科素养。