初探小学数学问题解决策略

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初探小学数学问题解决策略

盘县乐民镇董家坟小学特岗教师丁武雄

摘要:在大多数情况下,数学解题接触的并不是标准的模式化了的问题,而是需要

创造性思维才能解决的。这就注定在数学解题活动中必然有策略问题。

关键词:问题解决策略

解题策略是指导我们具体解题的方针、原则和方案,是高层次的解题方法,要达到研究解题策略的目标,就必须要弄清楚什么是数学问题。

一、数学问题

A、含义

数学问题可以从不同的角度进行不同的描述,虽然没有一个统一的说法,但是并不妨碍人们对“问题”含义的理解,一般说来,问题是给定的信息和目标之间有某些障碍需要加以克服的情景。

所有的问题都会有三个基本成分:①给定,即一组给予的信息;②目标,即关于构成问题的结论描述;③障碍,即无法立即找到正确答案,必须通过一定的方式来改变给定状态,逐步达到目标状态。

B、特征

数学问题具有以下特征:

①客观性:数学问题对于主体来说救赎一种客观存在。

②障碍性:数学问题对于主体来说具有一定的困难,用习惯的反应或模式会失败,一是可能出现多次失败的尝试。

③挑战性:数学问题一旦为个人所感知,就对人的智能构成了一种挑战,迫使他去探究新的处理方式。

C、分类

数学问题的类型主要是数学习题的类型,采用不同的分类标准可以给出各种不同的分法。

1、按照弗里得曼的三分法可以分为求解题、证明或说明题、变换题或求作题;

2、按照奥加涅相等人的观点可以分为标准性题、训练性题、探索性题和问题性题;

3、按照成分分析分类法可以分为标准题、封闭性变式题、开放性变式题;

4、按问题层次分类可以分为识别练习题、算法练习题、应用问题、开拓------探究问题、情景问题。

二、解决策略

⑴、策略的一般认识

策略是指导行动的总体方针,同时也是增强效果、提高效率的艺术。数学解题的策略是指解答数学问题时总体上所采取方针、原则和方案。它不同于具体的解题方法,它是指导方

法的原则,是对解题途径的概括性认识和宏观把握,体现了选择的机智和组合的艺术,因而是最高层次的解题方法。它具有4条基本的特征:

1、普遍的适应性

它的层次比较高,适用面比较广,并以其全局性的指导意义而区别于具体的解题技巧。

2、直接的可用性

它是解题思想转换为解题操作的桥梁,完全可以使用来求解具体的问题,并以其直接的可用性而区别于抽象的解题思想。

3、方法的二重性

解题策略介于具体的解题技巧与抽象的解题思想之间,作为方法,一方面它是被用来具体解题的方法,另一方面它又是运用解题方法的方法,寻找解题方法的方法,创造解题方法的方法

4、选择的最优化

它具有迅速找到较优解题操作的基本功能,能够减少尝试与失败的次数(或任意性),能够节省探索的时间和缩短解题的长度,体现出选择的机智和组合的艺术。

策略反应了计谋,虽然数学解题具有较一般的、常用的某些策略,但是,是否了解和掌握这些策略,能否运用它们指导解题,效果却是大不一样。没有策略的解题是盲目的、无序的,有策略的解题则是有预谋的。但是,策略往往不止一个,还需要解题者进行策略的选择。解题策略的选择是一种有目的的思维活动,然而并不遵循严格的逻辑规则,往往有许多中间性的跳跃,它通常是依据知识经验和审美判断,对解决数学习题的途径和方法作出总体性的决策,带有一定程度的猜测性和预见性。

⑵、解题策略的类型

1、模型策略

心理学研究表明,人的认知心里中具有把原有的知识、经验检验出来的能力。

人们学过的数学概念、公式、定理、法则、性质、原理、图形、方法等知识以及各类问题及其解题规律,都会不同程度地保留在记忆之中,我们称为模型或模式。数学解题时,最基本的策略就是辨别题目的类型,把题目与已掌握的数学模型进行比较,以便与已有经验知识发生联系,这就是模型策略,或称为模式辨认。如果题目与已掌握的某种模型能够对应起来,解法也就自然有了,题目就能迎刃而解、游刃有余了。

其实,模型策略(或模式辨认)本质上是试图直接应用基础知、基本技能和基本方法解题的一种自觉性,有了这种自觉性,假如能够正确识别模式,便可以迅速缩小搜索的范围,向作出解答迈出了决定性的一步,同时也减小了思维的强度和负荷。但是,一个题目能否通过模型策略加以解决,这取决于题目本身和解题者已有模型的丰富程度,这正是模型策略的二重性确定的相对性。所以,已有模型、解题经验知识的积累显得必要又重要。

2、化归转化策略

当我们面对的数学问题不能用已知模型加以解决时,就会考虑其他意义上的解题策略,其中首要的是化归转化策略。化繁为简、化生为熟、化新为旧、化未知为已知,这就是人类认识的基本规律。

化,就是变化原问题,转化原问题,变换原问题;归,说的是变化、转化、变换原问题是有目的、有方向的,其目的就是变化出一个已知数学模型,就是通过变化使面临的问题转化为自己会解决的问题。

3、归纳策略

我们知道,许多数学命题都是再归纳的基础上概括形成的一般结论,可是,当我们面对一个一般性的普通命题,或研究某一对象集的共同性质时,由于没有从具体到抽象、从个别到一般的归纳过程作铺垫,往往造成数学解题的困难。这种情况下,我们常用的解题策略是归纳,或称为以退为进策略、特殊化策略,就是还原或补上从具体到抽象、从个别到一般这一归纳过程。先研究几个个别的较为具体的对象,先分析几种简单、特殊的情况,以从中发现解决问题的途径。归纳策略是从特殊到一般的一种考察对象、研究探索问题的思想,它符合人类认识的基本规律,也是数学研究和发现的重要方法

归纳策略常见的情形有:从一般退到特殊,从复杂退到简单,从抽象退到具体,从全部退到部分,从较强的结论退到较弱的结论,从高维退到低维,退到保持特征的最简单情况。由简单情况的解决,再归纳、概括、发现一般性。相应的具体做法表现为取值、枚举、递推、极端、试验、特殊化等。

4、演绎策略

与归纳策略相反,有些数学题的具体情境、具体细节可能会掩盖了更为一般化的普遍规律,从而不利于发现解题思路。这时,我们可以把具体问题一般化,通过对整体性质或本质关系的考察,使原问题获得解决,这种策略称为演绎策略,即推进到一般。归纳策略是先退后进,

先树木后森林;演绎策略是先进后退,先森林后树木。

5、类比策略

类比是一种间接推理的方法,也是一种科学研究的方法。类比是通过两类不同对象A、B间的某些属性的相似,而从A具有某种其他属性便猜想B也有这种属性。可见,类比是提出新问题和获得新发现的一条重要途径。

在数学解题过程中,常常需要借助类比,因为在将陌生对象和熟悉对象、未知规律和已知规律相互类比之后,往往能达到启发思路、举一反三的效果,实现认知结构的迁移。

6、数形结合策略

数量关系和空间形式是初等数学研究的对象,因而数形结合是一种极富数学特点的信息转换。许多数量关系方面的抽象概念和解析式,若赋之以几何意义,往往变得非常直观形象,并使一些关系明朗化、简单化;而一些图形的性质,又可以赋予数量意义,寻找恰当表达问题的数量关系式,即可使几何问题代数化,以数助形,用代数的方法使问题得到解决。这种将数与形融为一体考虑问题的策略称为数形结合策略。

其实质是将抽象的数学语言与直观图形结合起来,使抽象思维与形象思维结合起来,发挥数与形两种信息的转换及其优势互补与整合。

7、正难则反策略

数学问题千差万别、千变万化,如果拘泥于某几种习惯,是不会游刃有余的。在数学解题时,人们思考的习惯大多是正面的、顺向的,可是,有些数学问题如果正面的、顺向进行,则难以解决,这时就应转为反面的、逆向思考,这就是正难则反策略。