数学解题APP应用现状及开发思路
中图分类号：TP311
文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2015）005-0103-02
作者简介：金淑兰（1965-），女，吉林延吉人，硕士，华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心职员，研究方向为教育技术。
1 数学解题研究现状
美国数学家哈尔莫斯认为，问题是数学的心脏。数学中的公理、定理、证明、概念、定义、理论、公式、方法固然很重要，是数学的必要组成部分，但问题的解决主要还是靠数学家来解决。因此，数学的真正组成部分是问题和解。
数学问题可分为练习型和研究型两类。哈尔莫斯所指的主要是研究型问题，研究型问题具有较强的学术性，问题难度大，其中含有很多是连数学家都还未知的信息。而练习型问题主要针对教学，其结论是数学界或数学教师已知的，作为问题出现仅仅是在教学环境中，针对学习者而言[1]。
解题是数学研究与数学学习的主要活动。从数学教育的角度看，解题是以积极探索的态度，综合运用已具有的数学基础知识、基本技能和能力，创造性地解决来自数学课或实际生活和生产实际中的新问题的学习活动[2]。
我国自古就重视解题，古典名著《九章算术》就是采用问题集的形式，收有246个与生产、生活实践相关联的应用问题，其中每道题有问（题目）、答（答案）、术（解题步骤，但没有证明）。《九章算术》可谓是中国古代解题研究的经典之作。
如何训练才能快速提升答题速度，这是解题研究的重点。当前教学也是以考试为中心，对历届考题进行分析，寻找出题规律、解题思想，并预测命题趋势，甚至希望能押中原题。为考试而学习，确实存在弊端，想办法帮助学生提高解题能力，进而提升知识综合运用能力才是初衷。其中，使用信息技术加以辅助则是思路之一。
2 数学解题APP现状
移动学习是近年来的研究热点，它指移动设备支持下的能够在任何时间、任何地点发生的学习。移动学习具有两大特点：一是学习资料数字化，海量资源都可以轻松储存；二是学习网络化、移动化，便于教师、学生及相同兴趣爱好者共同探讨。特别是智能手机的普及，使得学习者从学习的时间和空间限制中解放出来，大大提高了学习效率。各种各样的手机APP应用软件，对移动学习起到了很好的促进作用。
根据手机的特点，即网络应用的移动性、内容的个性化及信息传播的交互性，可将基于手机的学习行为分为4种表现形式：信息浏览、信息发布、信息交流，以及寻找问题答案。借助的平台包括微博、微信、博客、贴吧等[3]。
在百度手机助手、360手机助手等平台上搜索数学相关APP，发现目前最盛行的是小学数学四则运算相关APP，功能强大且简单易用，下载量庞大，如数字游戏APP涂鸦数学（见图1），下载次数达2 776万次，充分说明数学APP具有广阔的市场前景。 此外，还有一些颇具特色的APP，如公式识别软件，只要通过手机拍照，即可被识别，同时解出方程，呈现结果。
目前，出国留学的人数日益增加，双语教学越来越重要，GRE考试就涉及数学知识。对于中国人而言，数学内容较为简单，而数学专业英语则成为了难点，此时需要借助专业词典。教学英语收录了数学基本词汇（英汉、汉英双向收词 16 000余条），是数学专业必备手册。海词词典（中国第一个在线词典dict.cn）携手外教社官方权威正版发布，具备手机上最便捷的查词功能（摄像头 查词、语音查词等），还有清晰发音、生词收藏、生词辅助记忆等学习功能。
作业通被称为家庭作业必备神器，拍照搜题，10秒答疑。题库由国内最专业的菁优网独家授权，覆盖小、初、高各年级，数千名名师每日更新，解题思路准确详细。
数学学习答疑系统是一款集音频学习、真人辅导、名师远程在线答疑功能为一体的新兴学习辅导工具。最大特点是面向全国中小学生提供随时随地真人答疑和在线名师辅导服务。当学生学习遇到困难，随时可以通过手机联系真人教师，然后和教师进行沟通实现答疑。
3 数学解题APP开发思路
基于数学解题APP现状，本文提出了一种综合型解题APP开发思路。以解题为中心，打造解题神器。尽可能吸收、集成现有成熟技术，不轻易去碰目前暂时难以实现的难题，走集成创新的道路。
思路如下：
Step1：学生遇到问题，用手机扫描。扫描后的题目保存为两种格式：图片格式和文本格式。转化为文本格式是为了便于搜索，如图片中的x2+x[]2要自动转化为x^2+x/2这样的文本形式。保存为图片格式是担心转化成文本有误，出现信息损耗。同时将该问题备份，收入试题库中，不断充实试题库。如果试题是英文形式，则扫描后自动翻译，形成英汉对照，可以选择性只翻译部分关键词。可借助Google、金山词霸等成熟软件功能，结合专业词典，以及中国知网翻译助手这样的专业翻译软件。
Step 2：通过多种渠道解决问题。
Step 2.1：直接搜索。由于大部分题目都不是原创，多数情况下，网上已经有了现成解析。以百度搜索为主，同时加强对一些网上的大题库进行重点搜索。
Step 2.2：调用计算软件解决。如果题目较为简单，如求解一元二次方程、三元一次方程组这样有成熟算法的问题，可调用相关计算软件直接解决。可实现一拍照，马上出结果。如需看过程，则进一步查看。
Step 2.3：利用工具探究。有些问题并不能直接由软件给出答案，但利用软件可以给予启发。如数形结合就是非常重要的解题方法，只是很多图形手工作图困难，而采用软件就比较简单。此时，可利用各种动态几何软件，以及各种资源。
Step 2.4：志愿者帮忙解答。学习者如果通过上述3种方式还找不到答案，可以求助。学习者进入该平台，可利用微信、QQ等，连上百度知道、新浪爱问、人教社论坛等知名问答平台，发帖求助。求助帖子发出后，平台根据志愿者的水平和特长，推送相关问题，使得问题能够得到解决。凡是答题者均可获得积分，分数达到一定程度，可由相关部门发放荣誉证书，表彰其乐于助人的行为。一考定终身存在诸多弊端，应重视学生平时考察，包括个人素质等多个方面。可打造一个国家级解题平台，让学习者在平台上学习，并帮人解题，平台上也均有相关记录，到时可作为评分依据。优秀的教师可通过这样的平台获得知名度，可以录制视频上传，并售卖视频。这样，通过多方合作，保证各方受益，合作才能长久。
Step 2.5：有奖征答。目前已经出现了基于手机或网络的在线答疑平台，相当于远程家教。可仿照滴滴打车，除正常付费外，可额外加小费，这有助于用户得到更优质的服务。
4 结语
本文根据数学解题教学实际需求，通过调研市面上的解题APP现状，提出了一种更符合学习者需求的数学解题APP开发思路。它基于实际开发技术，走集成创新道路，也即对现有产品或知识进行重组和搭配，以实现性能最优化。分析可知，若该解题APP研发成功，将具有广阔的应用前景。
