刘莉老师推荐的案例研究文本呈现模板《植树问题》(一)

“植树问题”的再思考和实践

“植树问题”是一个经典的问题,课改后,人教版教材将它以教学广角的形式安排在四年级下册。在实践中,众多教师对“植树问题”感到难教(或说例题好教,习题难做),多数学生感觉难学,这引起了我们的关注。
一、调查分析
1、样本选择。
我们对已经学过这个内容的五、六年级的学生进行了“测查问卷”和“访谈”。为尽可能地减少误差,选择了由不同教师执教的两个六年级和两个五年级,共138名学生作为调查样本。
2、问卷题目。
由于教学参考书明确提出“不要对例题进行过多的变式、提高问题的难度”,所以问卷调查题基本来自教材的例题和习题。题目如下:
(1)在操场边,有一条长20米的小路,学校计划在小路的一边种树,如果每融5米种一棵树,需几棵树?
(2)你还记得“植树问题”是怎么学会(或老师是怎么教)的吗?
(3)你对“植树问题”印象最深的是什么?
(4)同学们在全长100米的小路一边植树,每隔5米栽一棵(两端要栽),共需要多少颗树苗?
(5)奇奇到家要走64级台阶,每上一层楼要走16级台阶,奇奇家住在几楼?
(6)一根木头长32米,要把它锯成每4米一段,每锯一段需要8分钟。锯完一共要花几分钟?
(7)广场上的大钟5时敲5下,8钞钟敲完,12时敲响12下,需要多长时间?
其目的是想通过这些题目搞清楚学生学习植树问题后,到底留下了什么。如第1-3题是开放题,它有多种答案,是想了解学生最容易回忆起的是哪种类型,能主动回忆起三种类型的学生有多少,等等。
3、数据分析和学生访谈。
标准情境与异情境前测对比表

班级
植树问题
锯木头问题
上楼梯问题
钟声问题

正确
人数
正确率
正确
人数
正确率
正确
人数
正确率
正确
人数
正确率

五2
39
75%
40
76.92%
12
23.07%
4
7.7%

五5
38
71.69%
37
69.81%
11
20.75%
1
1.9%

六1
23
42.59%
36
66.76%
14
25.92%
0
0

六2
38
79.16%
38
79.16%
21
43.75%
2
4.16%

总计
138
66.66%
151
72.94%
58
28.01%
7
3.38%

(为了研究的方便,我们提出了标准情境和异情境两个概念:与教材例题1情境相同的称之为标准情境,与例1情境不同,数学结构相同的问题情境称之为异情境。
(1)题目4的分析。
从数据上看,它正确率达到了66.66%,这样的数据说明学生对解决这一类问题,似乎没有什么问题,但事实真是如此吗?是不是因为有了正确的结果,就可以认为学生真的理解了?带着这些问题,笔者对学生进行了访谈。
访谈片段一
师:为什么要“+1”?
生:因为写着两端都要种,所以要“+1”。
师:100÷5=20(个),20表示间隔数,为什么“20+1=21(棵)变成棵数?
76.61%的学生无法理解清楚这是为什么,而是反复强调一句“它是两端都种的,因此要‘+1’”。说明多数学生是直接套用了“两端都种,要‘+1’”这个知识点,对棵数与间隔数之间的关系并不清晰。这个观点在另外的两个问题的统计中得到进一步佐证,如下图:
你还记得“植树问题”是怎么学会(或你还记得老师是怎么教)的吗?
老师说:如果两头都种,那就总路程÷树与树之间的距离+1,有一头种,一头不种就总路程÷树与树之间的距离,两头都不种就总路程÷树与树之间的距离-1。
你对“植树问题”印象最深的是什么?
在算有两头都和都不种的时候,容易把它们弄反。
(2)题目5的分析。
为何同模型的楼梯问题和钟声问题的正确率一落千丈?楼梯问题是28.01%,而钟声问题只有3.38%?
访谈片段二
师指着算式64÷16=4(楼),问:“你是怎么想的?”
生:以前就不太会,现在考就这样子了。
师:这个样子是什么意思?
生:做这种题目是先除的。不过刚刚搞明白了, 一楼也是一楼,但它不用走楼梯,就应该+1。
师:刚刚搞明白是什么意思呢?
生:刚从同学那里知道要问这个问题,就和他从一楼到四楼走了一趟,又商量了一下。
师:题目4和题目5有联系吗?
生:(愣了好一会。)哦!如果把题目5看成种树的话,就像64米的路,每隔16米种一棵了。
这是一个成绩属于中下的学生,从他的话可以看出,一开始,他并不会用植树问题的方法去分析同模型的楼层问题,然而只要引导他去经历这种过程,他还是能把两种不同情境的植树问题进行有效连接的。
(3)题目6的分析。
锯木头问题的正确率为何有72.94%?在访谈中发现,64.15%的学生都提到“老师说过最后一段不用再锯了”,有的还用“一刀两断”来解释。这说明,当生活经验刚好与解题思路重叠时,再加锯木头的特定情境及解决方法又容易记住,才有这么高的正确率。
4、 结果分析。
从测查和访谈的情况看,绝大多数学生解决植树问题的思维过程大致可分为三步:看到植树问题情境,首先想到用除法:路的总长÷间距=棵数;其次接着看,题中是否有“两端都种”的明确提示语,有,就“+1”,没有,就凭自我感觉决定“+1”“-1”或“不加也不减”。
从以上分析可知:解决植树问题,多数学生并不会数学分析,而是靠死性的记忆、机械模仿和已有经验的推广。
二、教材解读、教师访谈和收集资料的对比研究
以上情况会不会是由于个别教师的教学方法引起的?我们对教材、执教教师(包括校外)、收集的五十余份相关资料进行对比分析,发现了三者一些共同之处。
1、特别重视“植树问题”的三种不同类型的区分。三者都认为“两端都种”“只种一端”与“两端都不种”三种类型是植树问题的基本教学模型。
2、把三种类型的获得归结为“规律的发现”,把教学的注意力集中到结果的获取上。在教学中,很多教师都用列表的形式,让学生比较容易地发现棵数与间隔之间的关系,如下图:

总长
间隔
(米)
两端都种
只种一端
两端不种

间隔数
棵数
间隔数
棵数
间隔数
棵数


20米
5







1







2







4







10







20







我们不否认“棵数与间隔数”这种结果的重要性,但可能是这种过度强调结果获取,导致了分析能力的缺失,使学生失去了最具有生命力的知识。
3、突出强调“化归思想”。由于教学参考书中比较明确地提出,让学生经历“化繁为简”这么一个过程,多数教师把“化归思想”的渗透,当做植树问题教学的重中之重。
执教老师也基本按教学参考书这么教的,为何还会出现这么多问题?教学参考书的定位是否真的合理?