数学学习:解决难题4步法

百科   2024-11-01 17:03   山东  

解决难题4步法

通过难题4象限模型,我们可以看出,要真正培养小朋友解决疑难问题的能力,我们需要帮助他们建立一个循序渐进的4步流程。

理解问题

这一步的核心目标是确保对问题有深刻的理解。

在小学数学的实践中,所谓的难题通常有三个层次:

  • 基本数学知识和应用场景掌握不牢固
  • 模型知识和应用场景掌握不牢固
  • 缺乏高水平的思维能力

以第一层次为例,基本数学知识和应用场景掌握不牢固。比如,这道题的划线部分实际上是在考察「闰年和闰月」的知识:

第二层次,模型知识和应用场景掌握不牢固。例如,在「小学数学四大模型」中提到的:

树上有8只麻雀,5只鹦鹉,飞走了3只麻雀,现在树上还有几只鸟?

这种题目,一旦模型知识和应用场景掌握不牢固,条件一多,或者多个模型叠加,孩子就容易感到困惑,开始胡乱猜测。

第三层次,缺乏高水平的思维能力。这也是我们在前面「通用思维」部分讨论过的。例如,鸡兔同笼、周期问题、可能性问题等。

具体如何实现对难题三个层次的理解,我们在前面部分已经做了详细阐述。例如,如何通透理解数学基础知识和概念、运用数形结合建立形象化理解、应用模型思维建立模型解题、运用通用思维解决难题等。

制定解决方案

通常来说,小学阶段的难题核心难点在于理解,少数难题即使充分理解了题目,设计出完整清晰的解决方案依然很有难度。

往往理解题目之后,我们有一个大体的解决方向,但很难分解成可落地的解决步骤。比如,前面案例二:

读完题目之后,小朋友就产生了一个解决思路:

要知道:租几辆大车和几辆小车费用最少?=> 需要知道:租大车和小车的各种情况?=> 枚举法列出所有组合情况=> 比较费用最少的组合。

但这里到底如何才能列举出所有情况呢?小朋友就有点晕。

在这里,作为家长,我们就需要辅导孩子学会分解的思路和相关工具。例如,线段、表格、流程图、思维导图等。

比如,上面这道题目,我们就用到了流程图和枚举表:

这种严谨的层层分解的思维能力是需要系统化训练的。学校教育更多关注掌握基本知识,在这方面相对欠缺。

除了解题中的思维训练外,一个有效的训练方式,是让小朋友学习编程,因为编程的要点就是把人的想法和解决思路,层层分解成计算机可执行的程序,一旦分解的思路不对,程序就会出错,这样孩子就会有个快速的反馈机制。

执行调整解决方案

对于一个复杂的难题,有可能我们制定的解决方案不能一次到位,需要反复调整。

复盘升华

在这一步,类似于错题的反思复盘。我们需要:

  • 首先复盘总结解题过程
  • 提炼升华概念、模型、方法等
  • 融汇贯通到其他领域
  • 把难题关联到相关知识点,进行数字化管理

综合案例分析

例如,下面这道题:

我们用解决难题4步法来分析:

1)理解问题

首先引导小朋友读题、理解问题:

抓住关键词,关联到关键概念和模型:

  • 关键概念:快慢=>速度
  • 关键模型:速度公式

2)制定解题方案

根据关键模型,小朋友制定了如下的解题方案:

  • 第一步,先求出小丁丁和小亚各自的看书速度。

  • 第二步,比较他们俩的速度,谁的速度快,谁看得就比较快。

3)执行调整解决方案

在这一步,小朋友首先执行了解题方案:

  • 求小丁丁看书的速度:根据速度公式,小丁丁的速度是45÷3=15页/时

  • 求小亚看书的速度:小亚半小时看了8页,小亚的速度是8÷半小时

这时,小朋友发现了一个新问题:

8页没办法除以半小时。

怎么办呢?这时就需要调整解决方案了。

调整解题方案:

  • 新问题:我们要求小亚看书的速度,就像小丁丁那样,我们需要知道「小亚每小时看了多少页」,但发现「8÷半小时」没办法求解。

  • 调整方案:思考如何用「小亚半小时看了8页」求出「小亚每小时看了多少页」?

  • 新发现:小亚半小时看了8页,而1个小时里有2个半小时,那小亚1小时就看了2个8页,也就是小亚每小时看了8x2=16页。

问题完美解决。

4)复盘升华

解决完问题之后,我们还需要带领小朋友进行复盘升华:

1)带着小朋友复盘整个解题过程,持续强化他们解决难题的能力和信心。

2)发展小朋友举一反三、融会贯通的能力。比如,比较快慢的方法有三种:

  • 路程一样,比时间:谁用的时间短,谁就更快
  • 时间一样,比路程:谁跑的路程多,谁就更快
  • 路程和时间都不一样,比速度(单位时间内跑的路程),谁的速度大,谁就更快

因此,这道题除了计算出小丁丁和小亚的速度来比较,还可以把他们的时间变成一样,比较在相同的时间里,谁看得书更多。

3)辅导小朋友提炼升华概念、模型,并应用到其他领域。比如把速度的概念和模型拓展到行驶速度、看书速度、工作速度、作业速度等。

最后,我们还需要把案例和解题过程收入案例库,并关联到相关知识点,方便后期针对性地复习巩固。

解决难题的方法和意义

回顾前面我们分享了「明确难点的4象限模型」和「解决难题4步法」:

明确难点的4象限模型:

解决难题4步法:

这种溯本解决疑难问题的辅导,有几个重要意义:

1)让小朋友拥有解决疑难问题的经验。

2)让小朋友有解决难题的信心和兴奋感。

3)让小朋友掌握把复杂问题简化的思维方式。

4)因为小朋友学习的是底层的思维能力,哪怕有拓展延伸,也能搞定。否则可能换个马甲就不认识了。例如图形转个90度、条件稍微变换就懵了。这样不仅提高了成绩,而且大幅度降低了刷题量。

5)在今天这样一个快速变化的时代,我们经常会面临未知挑战,很难凭熟练经验解决问题。从人生的角度,这种解决未知问题的能力,也至关重要。

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