李國品
[摘 要]教學有法,而無定法,“雞兔同籠”問題的教學,確實讓教師們絞盡腦汁。只是因為它比較抽象,學生難以接受,因此培養(yǎng)學生的思維能力、實踐能力迫在眉睫。
[關鍵詞]教學;數(shù)學;學習;小學生;興趣;方法
一、數(shù)學廣角——“雞兔同籠”問題的意義
“雞兔同籠”問題集趣味性、解題策略的多樣性、應用的廣泛性于一體,具有訓練智能的教育功能和價值,是實施開放式教學的好題材。教材呈現(xiàn)兩種基本的解題思路:列表法和假設法。列表法能直觀反映數(shù)據(jù)的變化,學生比較容易接受,但數(shù)據(jù)較大時比較繁瑣,適用性有限;假設法是一種算術方法,計算比較簡便,是解決此類問題的一種策略,但算理抽象,理解有一定難度。對于“雞兔同籠”問題,一部分學生在此以前接觸過,比如參加過“奧數(shù)”的,但多數(shù)學生還缺少獨立解決問題的策略,沒有體會到解決問題策略的多樣性。所以,教學中,主要采用教師適當講解與學生自主探究相結合的教學方式,讓學生在嘗試探索交流比較中,弄清“雞兔同籠”問題的結構特征和解題策略,經(jīng)歷多樣化解題的過程,初步形成解決此類問題的一般性策略。在掌握解決問題的方法后,引導學生反思提升,通過雞兔同籠問題與生活中類似問題的比較,幫助學生建立“雞兔同籠”結構特點和解決模型。
二、“雞兔同籠”問題的教學方法
1.創(chuàng)設情境,激發(fā)學生的學習興趣。數(shù)學教學活動必須激發(fā)學生的學習興趣,調(diào)動學生積極性,引發(fā)學生的思考。上課伊始,教師出示主題情景圖,利用《孫子算經(jīng)》中的“雞兔同籠”這一著名的數(shù)學趣題作為故事引入,生動地呈現(xiàn)出“雞兔同籠”問題,對學生進行我國古代數(shù)學文化的熏陶和感染。隨后,教師提出:“雞兔同籠”問題為什么會流傳至今呢?這既能讓學生領略到這些問題的數(shù)學魅力,又能引發(fā)學生對學習和研究這類問題的數(shù)學價值產(chǎn)生更深入的思考,激起了他們探究這一數(shù)學問題的興趣和欲望。
2.尊重學生差異,讓學生體會解決問題的不同思路和方法。在教育教學中,教師要學生體會解決問題的不同思路和方法是很關鍵的。注意滲透化繁為簡的思路。針對“雞兔同籠”問題原題中的數(shù)據(jù)較大,不利于首次接觸該類問題的學生進行問題的探究,因此采用教材的資源進行教學。意圖是從比較簡單的問題入手,讓有個體差異的學生嘗試解決,并結合討論,著力引導學生從體驗“雞兔同籠”中雞兔的頭數(shù)和腳的只數(shù)關系到用猜測法、列表法、假設法和列方程解答的方法,經(jīng)歷逐步解決問題的過程。給予他們充足的空間多角度地思考,運用不同的方法探索問題的解決,進而達到方法的優(yōu)化,實現(xiàn)了轉化學生的學習方式,培養(yǎng)他們實踐能力的目的。在問題的解決過程中,教師根據(jù)學生的不同解題思路和方法,適時地加以總結和歸納,注意引導學生理解解決這類問題的三種方法:
第一種方法是列表法。這種方法實質(zhì)是枚舉法,適合于問題中的數(shù)據(jù)比較的情況。因為列表法直觀,所以學生也容易接受和理解。教師先出示表格,讓學生試著把表格補充完整,最后根據(jù)腳的總只數(shù)去判斷哪一組數(shù)據(jù)是正確的。如人教版數(shù)學第八冊第104頁例1,籠子里有若干只雞和兔。從上面數(shù),有8個頭,從下面數(shù),有26只腳。雞和兔各有幾只?
列表法:
雞 8 7 6 5 4 3 2 1 0
兔 0 1 2 3 4 5 6 7 8
腳的只數(shù) 16 18 20 22 24 26 28 30 32
從表中數(shù)據(jù)可知雞是3只,兔是5只。
第二種方法是假設法。這種方法有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力。假設籠子里都是雞,那么兔就共有8×2﹦16只腳,這樣就比問題中多26-16﹦10只腳。因為剛才是把兔子當成雞,一只兔子少算了兩只腳,那么多出的10只腳就是兔子的只數(shù):10÷2﹦5只兔子。所以,雞就有8-5﹦3只。反之,可以假設籠子里都是兔子,那么就總共有8×4﹦32只腳,這樣就比問題中少32-26﹦6只腳。因為剛才是把雞當成兔子。一只雞多算了兩只腳,那么多出的6只腳就是雞的只數(shù):6÷2﹦3只。所以兔子就有8-3﹦5只。
第三種方法是列方程解。這種方法有助于學生體會代數(shù)方法的一般性。列方程解是一種順向思維,也便于學生的理解。雖然列方程解決問題是學生比較熟悉的,但是教師要著重注意引導學生找準問題中的等量關系,即,雞的只數(shù)+兔的只數(shù)﹦總頭數(shù),雞腳的只數(shù)+兔腳的只數(shù)﹦腳的總只數(shù)。這樣,學生不難理解,1.如果設雞有x只,那么根據(jù)總頭數(shù),兔就有(8-X)只,再根據(jù)每只雞兩只腳,每只兔四只腳的事實,結合題中的等量關系就能列出方程:2X+4(8-X)﹦26。2.如果設兔有X只,那么雞就有(8-X)只,根據(jù)題中的等量關系就可以得出方程:4X+2(8-X)﹦26。學生只要列出方程,解方程就會是一件輕而易舉的事情了。
三、拓寬視野運用知識模型解決問題
在日常的生活實際中,“雞兔同籠”問題有很多的變式,通過讓學生運用解決“雞兔同籠”問題的方法來解決現(xiàn)實生活中的相關問題,這對學生的學習有很大的幫助。教學中,充分利用教材“做一做”中的“龜鶴問題”。有龜和鶴共40只,龜?shù)耐群旺Q的腿共有112條。龜、鶴各有幾只?假設籠子里都是鶴,那么就共有40×2﹦80條,這樣就比問題中少112-80﹦32條。因為剛才是把龜當成鶴,一只龜少算了兩條腿,那么少出的32條就是鶴的只數(shù):32÷2﹦16只。所以,龜?shù)闹粩?shù)就有40-16﹦24只。反之,可以假設籠子里都是龜,那么就共有40×4﹦160條,這樣就比問題中多160-112﹦48條。因為剛才是把鶴當成龜,一只鶴多算了兩條腿,那么多出的48條腿就是鶴的條數(shù):48÷2﹦24只。所以龜?shù)闹粩?shù)就有40-24﹦16只。這是個流傳于日本的民間數(shù)學趣題,租船、植樹等三個問題資源來進行轉化,讓學生用解決“雞兔同籠”問題的知識模型解決這些變式題,收到了良好的效果,這一方面起到了鞏固知識的作用,學生感受到了數(shù)學方法之間的內(nèi)在聯(lián)系,另一方面拓寬了學生的視野,體會到“雞兔同籠”問題在生活中的廣泛應用,從而激起學生熱愛生活及學習數(shù)學的興趣,進而感受到數(shù)學學習的價值。
在練習設計中,我們要求學生自主探索、充分合作、互相啟發(fā),讓他們嘗試解決生活中的相關問題。通過練習,不僅促進學生進一步領略了數(shù)學文化的特有魅力,更是培養(yǎng)了他們的思維能力、邏輯推理能力、轉化能力、實踐能力等。
參考文獻:
[1]九年制義務教育《數(shù)學新課程標準》.
[2]斯苗兒,《“解決問題”教學的堅守與突圍》《小學數(shù)學教育》.2008(7).