摘要:“雞兔同籠”是一類問題的總稱,用哪種方法教,哪種方法更易讓學(xué)生接受,這要根據(jù)學(xué)生的年齡特征來判斷?!半u兔同籠”的教學(xué)要重視向?qū)W生滲透數(shù)學(xué)思想方法,關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,它不能僅僅停留在知識的層面,它在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維以及化歸、枚舉、數(shù)形結(jié)合、假設(shè)、建模等數(shù)學(xué)思想方法,還有關(guān)注孩子思維成長方面具有較高的研究價值。而這些數(shù)學(xué)思想方法對不同年級的學(xué)生來說,會產(chǎn)生不一樣的選擇傾向。教學(xué)中要讓學(xué)生在充分感知的基礎(chǔ)上,通過觀察、思考、發(fā)現(xiàn)、比較,應(yīng)用畫圖、列表、假設(shè)、方程等方法來解決,揭示感性經(jīng)驗背后理性抽象的數(shù)學(xué)經(jīng)驗,讓學(xué)生獲取具有概括性、普遍性的數(shù)學(xué)知識,實現(xiàn)從感性到理性的轉(zhuǎn)變。
關(guān)鍵詞:經(jīng)歷;經(jīng)驗;生長;不同學(xué)段
一、 理論篇
“今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?”這是我國古代數(shù)學(xué)名著《孫子算經(jīng)》中的一道趣題?!半u兔同籠”教學(xué)要讓學(xué)生經(jīng)歷自主探究問題解決的過程,培養(yǎng)邏輯推理能力,增強應(yīng)用意識和實踐能力。就解題的角度來說,有一系列的方法:畫圖法、列表法、假設(shè)法、方程法、二元一次方程組等。這個問題的多種解法中,同時對應(yīng)著一定的數(shù)學(xué)思想。比如,列表與枚舉,畫圖與數(shù)形結(jié)合等。學(xué)生在運用多種解法解決問題的同時,對數(shù)學(xué)思想會有一定的感悟。可以說,“雞兔同籠”教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)中可挖掘的資源非常豐富,是學(xué)生積累數(shù)學(xué)基本活動經(jīng)驗和滲透數(shù)學(xué)思想方法的典型的課。它的教學(xué)價值追求不應(yīng)局限于問題本身,而在于其學(xué)習(xí)價值的實現(xiàn)。
但,僅用一個課時教學(xué),教與學(xué)都容易“囫圇吞棗”。更何況基本活動經(jīng)驗和數(shù)學(xué)思想方法的形成需要一個長期的過程,教師要提供不斷地組織學(xué)生參與的數(shù)學(xué)探究過程,只有學(xué)生參與了多樣化的數(shù)學(xué)活動,經(jīng)歷多次調(diào)用和加工后才能逐漸達(dá)到理性的感悟。由于各版本教材編排的學(xué)段、價值取向和教材解讀定位不同,許多教師不知道如何定位雞兔同籠問題,如北師大版教材安排在五年級上冊,重點在列表法,人教版教材安排在四年級下冊,重點是假設(shè)法。那么,是否可將解法的難易度與學(xué)生的可接受水平結(jié)合起來考慮?就雞兔同籠問題在低、中、高年段進(jìn)行連續(xù)課教學(xué),根據(jù)學(xué)生不同年齡的特點,選擇合適的教學(xué)法。如:二年級選擇畫圖法,五年級選擇列表法,六年級選擇假設(shè)法或方程法,七年級選擇二元一次方程組。為此,筆者進(jìn)行了實踐。
二、 實踐篇
(一) 二年級教學(xué)片段
教學(xué)價值取向就是引導(dǎo)和幫助二年級的小朋友借助畫圖的方法進(jìn)行嘗試與猜測,解決雞兔同籠問題。
情境:雞和兔關(guān)在同一個籠子里,上面數(shù)有8個頭,下面數(shù)有26條腿,請問雞、兔各有幾只?
(學(xué)生嘗試解決問題)
師:你是怎么做的?
生:用畫圖的方法解決。我先畫了8個圓圈表示雞和兔子共有8只,在每個圓圈的下面都畫上2條腿,發(fā)現(xiàn)只有16條腿,還少10條腿,把這10條腿添到雞的下面。
師:大家都是這樣想的嗎?請一位小朋友上來給大家畫畫看。
在老師的引導(dǎo)下,學(xué)生全身心地投入到用畫圖解決問題當(dāng)中。滲透了數(shù)形結(jié)合的思想,比較直觀,易學(xué)好教,一道相對有難度的雞兔同籠問題就這么有趣地解決了。
(二) 五年級教學(xué)片段
在北師大版的教材中,強調(diào)用列表的方法解雞兔同籠問題。教材編排的價值取向就是讓孩子從無序的猜測到有序的整理,從逐一列表的繁瑣到跳躍列表法的彈性調(diào)整,最后選擇取中列表法。
情境:今雞兔同籠,上有35頭,下有94腿,問雞、兔各幾只?
(讓學(xué)生感受數(shù)據(jù)太大比較難解決)
再出示:“雞兔同籠,有9個頭,26條腿,雞、兔各幾只?”
……
生嘗試練習(xí)原題,選取典型三種列表法小組交流。
用列表法解決雞兔同籠問題,在枚舉和假設(shè)中讓學(xué)生經(jīng)歷列表、嘗試和不斷調(diào)整的過程,從原始逐一列舉到跳躍列舉,理透了數(shù)量關(guān)系間的變化后,大部分學(xué)生喜歡簡便快捷的取中列舉的方法。但教師有必要讓學(xué)生明白每一種方法各有各的優(yōu)點,應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的方法。
(三) 六年級教學(xué)片段
把雞兔同籠問題放在六年級上,是考慮六年級孩子的認(rèn)知水平和已有的知識經(jīng)驗有較好的基礎(chǔ),為理解假設(shè)法和用方程解決做好了準(zhǔn)備。
情境:今雞兔同籠,上有35頭,下有94腿,問雞、兔各幾只?
(小組合作,以小組為單位匯報)
生1:我們小組采用的方法有假設(shè)法、列表法、畫圖法三種方法。
生2:我是用畫圖法來表示的。
生3:我用的是列表法。(幻燈展示)
生4:我用假設(shè)法來算的。假設(shè)全部都是雞,35只雞就有70條腿,70條腿比94條腿少了24條腿,說明這24條腿是兔子的,我們把兔子都當(dāng)成雞來算了,每只雞比兔子少2條腿,所以24÷2就是兔子的只數(shù),35-12就是雞的只數(shù)。
師:那么可不可以假設(shè)都是兔子呢?
……
生5:我是用列方程來解決的……
(四) 七年級教學(xué)片段
七年級以“雞兔同籠”為突破口,認(rèn)識二元一次方程組。從已有的“方程”經(jīng)驗入手,借助并列的兩組等量關(guān)系,列出二元一次方程組,并學(xué)會用代數(shù)法或消元法解方程組,并注重結(jié)果的驗證。
情境:今雞兔同籠,上有35頭,下有94腿,問雞、兔各幾只?
師:今天我們學(xué)習(xí)用二元一次方程組來解決雞兔同籠問題。你們能從題目中得到哪些等量關(guān)系?
生:“雞只數(shù)+兔只數(shù)=總只數(shù)”和“兔腿+雞腿=總腿數(shù)”
師:設(shè)雞有x只,兔有y只。我們可以得到哪兩個方程?
生:x+y=352x+4y=94
師:我們可以組成一個方程組。(板書)
x+y=35①2x+4y=94②endprint
……
師:我們可以用代數(shù)法和消元法解這個二元一次方程組。
三、 思考篇
“雞兔同籠”問題在不同年級教學(xué)中大致的方法定位后,我們會面對一個追問:到七年級學(xué)了二元一次方程組后,學(xué)生馬上能夠解決這個問題,那么之前的那些“低級”方法有價值嗎?是的,就從解題的方法而言,價值不大!但我們要發(fā)掘的是雞兔同籠問題的教學(xué)價值以及教育價值。
(一) 在經(jīng)歷解決問題的過程中積累活動經(jīng)驗
“雞兔同籠”問題不管在哪個年段教學(xué)都應(yīng)該著眼于其教材的本質(zhì),解讀其解題策略的本質(zhì)屬性。重視學(xué)習(xí)過程中學(xué)生思維、情感的全程參與,在不斷地提出問題、解決問題的過程中,激活學(xué)生原有的經(jīng)驗,不斷修復(fù)有缺陷的經(jīng)驗,使粗糙的經(jīng)驗漸漸趨于精致,淺層次的經(jīng)驗得到提升,讓新生成的經(jīng)驗自然地嵌入已有的經(jīng)驗系統(tǒng)。“雞兔同籠”解題策略豐富多樣的背后也有同一性,即“假設(shè)法”。
無論是對解決問題方法、思路的總結(jié)以及方法的類比、遷移,最終的目的都是為了幫助學(xué)生積累經(jīng)驗,經(jīng)驗的獲得、能力的發(fā)展,并需要通過一節(jié)課一節(jié)課循序漸進(jìn)地積累。
(二) 獲得活動經(jīng)驗是智慧生長的重要路徑
美國數(shù)學(xué)家克萊因曾說過:“音樂能激發(fā)或撫慰情懷,繪畫使人賞心悅目,詩歌能動人心弦,哲學(xué)使人獲得智慧,科技可以改善物質(zhì)生活,但數(shù)學(xué)能給予以上的一切?!币虼?,教學(xué)中不能僅僅停留在知識的層面,“雞兔同籠”在各年段教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容都納入到原有的知識體系中,實現(xiàn)認(rèn)知體系的新建構(gòu),站在“學(xué)生未來發(fā)展所必須具備的解決問題的能力這一高度”思考其價值和意義,不斷刷新基本活動經(jīng)驗的高度,從而讓學(xué)生獲得智慧的無限生長。
不同學(xué)段不同的方法,反映了學(xué)生操作思維、表象思維、分析思維三種不同的思維水平,“雞兔同籠”的解題策略從“畫圖法→列表法→假設(shè)法→方程→二元一次方程組”體現(xiàn)了不同的思維層次。但它們一脈相承,有自己獨特的生長方式。
(三) 在經(jīng)驗積累中感悟數(shù)學(xué)思想
經(jīng)驗積累與思想感悟決定人的思維方式。而經(jīng)驗積累和思想感悟是悟出來的,想出來的,不是教會的?!半u兔同籠”教學(xué)不能過多地在“繁、難、奇、深”上下功夫,應(yīng)該在準(zhǔn)確把握文本教學(xué)價值的前提下,經(jīng)歷探究、思考、抽象、推理、反思的過程,積累觀察、操作、猜想、歸納、推廣等活動經(jīng)驗。從“雞兔同籠”問題的教學(xué)中,體驗“化歸”、“數(shù)形結(jié)合”、“枚舉”、“建?!钡鹊鹊臄?shù)學(xué)思想,感受數(shù)學(xué)的魅力。比如:在列表法中,鼓勵學(xué)生進(jìn)行枚舉,如果頭和腿的數(shù)目較多,可以在枚舉過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律然后進(jìn)行調(diào)整,如“發(fā)現(xiàn)腿數(shù)差很多,那就多增加兔子只數(shù)”,還可以從假設(shè)一半雞或兔子開始枚舉,來培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)感和估算能力??墒?,在實際教學(xué)中,很多老師往往不會這樣引導(dǎo)學(xué)生思考,覺得這是一個笨辦法。其實,這種方法是具有一般性的。教師要引導(dǎo)學(xué)生抓住學(xué)數(shù)學(xué)用數(shù)學(xué)的本質(zhì),學(xué)習(xí)“雞兔同籠”問題并非單純解決“雞兔同籠”問題,而是以“雞兔同籠”問題為載體,學(xué)習(xí)解決類似的實際問題的方法。
“雞兔同籠”問題不同年級連續(xù)課的教學(xué),應(yīng)充分認(rèn)識到可以挖掘的內(nèi)涵,使學(xué)生的收獲不僅僅停留在活動經(jīng)驗上,而是從知識技能、數(shù)學(xué)原理、思想方法、具體策略等多方面得到發(fā)展,教師要獨具慧眼,把握好教學(xué)時機。
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作者簡介:
楊凱明,浙江省義烏市江濱小學(xué)。endprint