現今社會發展迅速,科技一日千里,資訊爆炸,經濟急速轉型,為使我們的學生有能力應付未來社會日新月異的急劇改變與挑戰,香港課程發展議會於二○○一年六月公布了《學會學習——課程發展路向》,其中指出發展學生共通能力的重要性,從強調知識的灌輸轉為著重學生「學會學習」、懂得如何思考及解決問題。課程改革也從以往只偏重學術的研習,轉為強調多元化的全人發展。 
             九種共通能力的其中一種是解決問題的能力,提升學生解決問題的能力,不但是現今教學的重點工作之一,也是現代數學教育的重要發展方向。因此,提升學生解決問題的能力實為家長、教師與學生三方面的共同願望。但我們應從哪裡起步?應做甚麼?應怎樣做?哪些地方要加強?哪些問題應避免?……這些問題都使人感到困擾,但教師又不能不深思熟慮,作出針對性的課程策畫和調節教學工作,以達到提升學生解決問題的能力。 
             「知彼知己,百戰百勝。」教師必須先了解學生有甚麼困難,才能收到良好的教學效果。現略述學生常遇到的困難如下: 
            
              -  對某些數學語言未能掌握,或因語文程度不及而未能理解題意。
 
              -  未能掌握數量關係。
 
              -  未能有效地運用思考工具,以協助他們分析重點及解決問題。
 
              -  認識解決問題的步驟,及切實嘗試按步地解決問題。
 
              -  欠缺一般解決問題策略的知識,甚至從未接觸過非常規的問題。
 
              -  由於上述的不足,一般學生對問題都有恐懼感,部分學生更因欠缺自信心而導致對數學不感興趣。
 
             
             解決學生上述的各種困難,非三言兩語可說得清楚,各校學生的能力和興趣都不同,學生的個別差異情況也非一致。因此,各學校宜因應該校的需要,來擬定校本解難的教學策略,以下是其中一些可提升學生解決問題能力的建議: 
            
              
                甲、  | 
                強調數據關係及協助學生掌握與各學習範疇有關的數學語言及概念 
                    比較以下兩個數據:  
                    甲有 80 元    乙有
                    60 元 
                   以下是一些描述以上的數據關係的例子: 
                    1) 甲有的款項比乙的多 20
                    元 
                    2) 乙有的款項比甲的少 20
                    元 
                    3) 甲有的款項是乙的 1  
                    4) 乙有的款項是甲的   
                    5) 甲有的款項比乙的多   
                    6) 乙有的款項比甲的少   
                    7) 甲有的款項比乙的多 33.3% 
                    8) 乙有的款項比甲的少 25%  | 
               
             
             以上的描述是學生經常不能理解,但又常常在數學問題中出現的數學語言。因此,教師必須使學生清楚理解:哪一個數量較多?多了多少?在比較甲、乙兩個數據時,必須知道哪一個數據是用作比較的依據?哪一個可用作分母?哪一個用作分子……等。在數學語言的運用上,教師還需要看看學生是否能正確地運用數學符號,及有關「度量」、「圖形與空間」和「代數」等概念。 
             乙、建構正確的加、減、乘、除等的概念 
              常聽到很多教師說,學生的計算題成績很好,但對應用題或開放題目則束手無策。 
             事實上,初小的「加法」、「減法」及「加和減的關係」;「乘法」、「除法」及「乘和除的關係」都是重要的課題,不容輕視。例如: 
            
               加法概念如添加、合併、改變、比較; 
                減法概念如改變、取去、比較; 
                乘法概念如同數連加、倍、率; 
                除法概念如連減、均分、包含……等。 
             
            這些概念都應在初小時明確地介紹清楚。至於加、減、乘、除法的題型很多,本文不準備詳作介紹,但筆者想請讀者比較下面兩題:
            
              
                |   小一題目:  | 
                小明有
                  3 塊餅,家希有的餅比小明多
                  2 塊。兩人共有餅多少塊? | 
               
              
                | 小六題目: | 
                 小明有 28.5
                  元,家希有的款項比小明多
                  15.7 元,兩人共有多少元? | 
               
             
             從上述兩題常規應用題中,我們不難發現它們所涉及的數理完全相同,只是數據不同而已。數學課程雖然是以螺旋式推進,但若學生在低年級時的基礎學得不好,必會影響他們在高年級的學習。 
             部分教師認為初小的數學課程太淺,不會花時間與學生多做活動和討論。部分學校更有偏見地選派數學教學能力較弱的老師,任教低年級數學科,此舉實屬不智。 
             正確的數學概念是需要學習者自己建構的,教師可以透過有趣的活動或遊戲等形式,以數學教學重點為主幹,實物教具或電子教具等資源為輔助,引導學生透過具體的操作,探索數學世界。(參看圖例(一)) 
               
              圖例(一)減法活動 
             (1)從數的分裂(分解)與組成(合成)到加減關係 
              「數」範疇佔小學數學課程中一個極大的比重。小一課題中有「數的分裂與組成」,這是學生正規地學習加法和減法之前的準備階段。 
             學生要從具體的實物操作、圖畫表達、反復活動及初步探索這些數據關係與加減關係。(參看圖例(二)) 
               圖例(二) 
             另一階段的學習是透過實物操作,讓兒童理解及懂得用不同的方法去描述數量關係。英國數學教育家利碧嘉(P.
              Leibeck)認為兒童學習數學的認知程序,可以概括為經驗(Experience),語言(Language),圖像(Picture)和符號(Symbol)四個環節。由此可見兒童學習數學,應透過活動、體驗及觀察事物去建構數學概念。同時,更要把文字、語言和有關的事物或情境連結及配合,以達到理解及掌握有關的數學語言。例如:排棋子活動(參看圖例(三)) 
               
               圖例(三) 
             隨著「+」、「-」、「=」等符號的介紹,該等數量關係及有關加法和減法的活動經驗,亦可以由下列右方的幾題算式總結起來,建構加減的運算是互逆的概念。(參看圖例(四)) 
               
              圖例(四) 
             以上為一般加減法的題型結構,每一題型都涉及三個數量。至於應該用加法或減法去解決問題,則視乎三個數量中哪一個是未知數。 
             學生經過足夠的活動或實際情境的體驗,可以用言語來描述,並且在腦海中形成圖像,再概括成上面的算式,建構加和減的運算是互逆的概念。
                
            (2)由數的分解與合成到乘除關係 
              我們也可以從數的分解與合成理解乘和除的關係,對於不含 0
               的數據,乘和除是互為逆運算的。 
            
              a)
                數量的乘積(Product
                of Measures) 
              
                3
                  和 4
                  相乘中,3 和 4
                  是因數,12 是積。 
                     
                 日後進一步的學習亦以上述概念為基礎。例如: 
                    
                   
                  由甲地至丙地共有 (3 x 4)
                  條路徑。 
               
               
                b) 乘法概念中的同數連加、倍或率與等分除法和包含除法的關聯在於數量的同構(Isomorphism
                of Measures)。例如: 
              
                   
                  經過活動及討論,學生總結經驗為: 
                    
               
               經過活動及討論,學生總結經驗為: 
                速率 x  時間 
                = 距離 
                距離  ÷
                時間 = 速率 
                距離  ÷
                速率 = 時間 
             
            丙、提供思考工具 
              理解問題是解決問題的第一個步驟,這包括理解文意、問題的情境、分析問題的核心、已知和未知的條件等。畫圖、列表等都是有助理解問題的好方法。現簡述一些解決問題的方法: 
             1) 圖解 
              小明有一個木畫框,畫框的每邊闊
              10 厘米。框內的圖畫長 74
              厘米,闊 35 厘米。畫框的周界是多少厘米? 
                
              畫框的長是:74
              + 10 + 10 = 94(厘米) 
              畫框的闊是:35 + 10 + 10 = 55(厘米) 
              畫框的周界是:(94 + 55) x 2 =
              298(厘米) 
            根據題意畫圖,再標示出提供的數據,畫框的長度和闊度是否已一目了然呢?有了找出答案所需的條件
              —— 畫框的長度和闊度,便可解決問題了。 
            2)
              線段圖 
              海洋館內有小丑魚 982 條,孔雀魚比小丑魚多
              3150 條,而神仙魚比孔雀魚少
              2180 條。海洋館內有神仙魚多少條? 
                
              海洋館內有神仙魚: 
              982 + 3150 - 2180 
              = 1952(條) 
             3)
              表列 
              小狗重 6 公斤,小貓比小狗輕
              2 公斤,牠們共重幾公斤? 
                
              牠們共重: 6 + 6 - 2 
              = 10(公斤) 
             4)
              樹狀圖 
              水果店有 80 個橙,120
              個蘋果和 60 個梨,楊桃的數量是蘋果和橙數量的和,菠蘿比楊桃少
              75 個,有菠蘿多少個? 
                
            丁、執行 G.
            Polya 所提出四個解決問題的步驟:  
              
                (1)  | 
                弄清問題 
                  分析題目:問的是甚麼?已知數據是甚麼?條件是否充分?有沒有多餘的數據?以圖解、表列、樹狀圖或線段圖等思考工具,協助弄清問題。 | 
               
              
                (2)  | 
                擬定解決問題的計畫 
                  利用已知數據與未知數據的關聯,或簡化問題等方法,擬定解決問題的計畫。 | 
               
              
                (3)  | 
                執行計畫 | 
               
              
                (4)  | 
                回顧 | 
               
             
             驗算及看看有沒有其他可行的解法。   戊、建立解決問題的策略 
              解決問題的策略有很多,本文不能盡述,但一般適用於小學生的有以下幾種: 
              (1)簡化問題 
              (2)簡化數據 
              (3)試誤或猜想 
              (4)尋找規律 
              (5)倒推思考 
              (6)表列 
              (7)代數 
              (8)實驗與模擬 
             現以下列問題作例子,闡述有關解決問題的策略: 
             例一: 
              小明用一條長 40
              厘米的繩子圍出一個長方形,長方形的長和闊分別可能是多少厘米?(各答案在整數範圍) 
              先分析: 
            
              - 問題的目的是甚麼?
 
                (要找出長方形的長和闊分別可能是多少厘米) 
              -  已知數據是甚麼?
 
                (周界是 40 厘米) 
              -  已知數據和未知數據有甚麼關係?
 
                ((長 + 闊)x 2 =
                周界)
                 方法一:表列 
                    
                  方法二:圖解 
                    
                方法三:倒推思考   
               
             
            
              
                | 因為: | 
                長方形的周界 = (長 + 闊)x
                  2 | 
               
              
                | 這表示: | 
                長 + 闊  | 
                = 周界
                  ÷ 2 = 40 ÷ 2 | 
               
              
                |   | 
                = 20(厘米) | 
               
              
                | 所以: | 
                長 + 闊 = 20
                  厘米 | 
               
             
            
               
                在整數範圍中,兩數的和是 20
                的算式有:  
             
            
              
                | 10 +
                  10 = 20 | 
                15 +
                  5 = 20 | 
               
              
                | 11 + 9 = 20 | 
                16 + 4 = 20 | 
               
              
                | 12 + 8 = 20 | 
                17 + 3 = 20 | 
               
              
                | 13 + 7 = 20 | 
                18 + 2 = 20 | 
               
              
                | 14 + 6 = 20 | 
                19 + 1 = 20 | 
               
             
             利用以上方法,便可找到長方形可能的長和闊了。 
            例二: 
              213 加上 ______,結果可被
              5 整除。 
            
              方法:猜想 
                比 213 大的「5
                的倍數」有: 
                215、220、225、230、…… 
                所以,答案可能是: 
                2、7、12、17、…… 
             
            例三: 
              小怡有 100
              元,想買以下三件不同的衣服,應找回多少元? 
                
            
               方法:列及試誤 
                先找出小怡可以買哪三件衣服,再看看應找回多少元。 
                  
             
            己、提升提問技巧,著重啟發學生思考 
              教師的解決問題教學策略,重點並不在於如何教授,而在於如何啟發學生作多角度的思考、明確地弄清題意、理解數據的關係、增加課堂的互動性,讓學生自行建構解決問題的策略。 
             教師其中一個常犯的毛病,是未有給予學生足夠的時間思考,便急急作示範,鉅細無遺地把解決問題的方法向學生逐一解說,因為教得太多、說得太多,不但不能啟發學生的思考,只會扼殺了學生學習數學的興趣,剝奪了他們解決問題的機會,使他們只知模仿,不懂思考,更遑論提升他們解決問題的能力了。 
             教師宜盡力營造積極的討論氣氛,適當地利用標準及變式的例子,給予學生足夠的思考時間,多提出高層次思考性的問題,並積極跟進學生的問答,以引發進一步的討論及更深入的探究,藉以提升他們解決問題的能力。 
              
            參考資料 
            
              
                | 
                   1.  | 
                課程發展議會。《學會學習——課程發展路向》。香港:課程發展議會,2001
                  版。 | 
               
              
                | 
                   2.  | 
                 G. 波利亞(George
                  Polya)著;閰育蘇譯。《怎樣解題》二版。台北市:九章出版社,1993。 | 
               
              
                | 
                   3.  | 
                John A. Van De Walle
                  著;張英傑,周菊美合譯。《中小學數學科教材教法》初版。台北市:五南圖書出版公司,2005。 | 
               
             
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