“雞兔同籠” 問題出自《孫子算經(jīng)》,是我國古代著名趣題之一,也是四年級數(shù)學(xué)教學(xué)里極具挑戰(zhàn)性與趣味性的知識點。它不僅能鍛煉學(xué)生的邏輯思維,對提升其解決問題的能力也大有益處。在教學(xué) “雞兔同籠” 問題的過程中,我不斷探索、反思,積累了不少寶貴經(jīng)驗。
一、初次教學(xué):遭遇挫折
我先是以經(jīng)典的雞兔同籠題目開場:“今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?” 隨后,直接向?qū)W生介紹了假設(shè)法。
假設(shè)籠子里全是雞,那么腳的總數(shù)應(yīng)為35×2=70只,可實際有 94 只腳,多出了94?70=24只腳。這是因為把兔當(dāng)作雞來算,每只兔少算了4?2=2只腳,所以兔的數(shù)量為24÷2=12只,雞的數(shù)量就是35?12=23只。
接著,我讓學(xué)生通過練習(xí)鞏固,可大部分學(xué)生一臉茫然,解題時錯誤百出。
對于這種現(xiàn)象我進行了問題剖析。一是我的方法抽象:對四年級學(xué)生而言,假設(shè)法過于抽象,他們難以理解為什么要這樣假設(shè),以及這樣計算的依據(jù)是什么。學(xué)生沒有真正理解假設(shè)法的本質(zhì),只是機械地套用公式,一旦題目條件稍有變化,就無從下手。二是缺乏鋪墊:在教學(xué)過程中,我沒有充分考慮學(xué)生的認(rèn)知水平,直接引入較為復(fù)雜的解題方法,沒有為學(xué)生搭建合適的思維臺階,導(dǎo)致學(xué)生難以跟上教學(xué)節(jié)奏。
二、二次教學(xué):調(diào)整策略
化繁為簡:我摒棄了經(jīng)典例題,選擇了一道數(shù)據(jù)較小的題目:“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?” 降低題目難度,減輕學(xué)生的畏難情緒。
直觀演示:借助圖片和動畫,直觀展示假設(shè)法的解題過程。假設(shè)全是雞時,在圖片上給每個頭配上 2 只腳,讓學(xué)生觀察腳的總數(shù)與實際數(shù)量的差異。然后,通過動畫一只一只地將雞換成兔,每換一次,讓學(xué)生計算腳的總數(shù)的變化,直觀地理解每把一只雞換成兔,腳的數(shù)量會增加 2 只。
引導(dǎo)探究:我設(shè)計了一系列問題,引導(dǎo)學(xué)生逐步思考?!凹僭O(shè)全是雞,腳的數(shù)量比實際少了多少?”“為什么會少?”“把一只雞換成一只兔,腳的數(shù)量會有什么變化?” 通過這些問題,啟發(fā)學(xué)生自主探究,理解假設(shè)法的原理。
這次教學(xué),學(xué)生的參與度明顯提高,大部分學(xué)生能夠理解并運用假設(shè)法解決簡單的雞兔同籠問題。然而,在練習(xí)環(huán)節(jié),當(dāng)題目出現(xiàn)一些變化時,仍有部分學(xué)生出現(xiàn)錯誤。
于是我深入反思。一是練習(xí)缺乏梯度:練習(xí)題目類型較為單一,缺乏從易到難、循序漸進的梯度,學(xué)生在面對變化較大的題目時,無法靈活運用所學(xué)知識。二是未建立模型:在教學(xué)過程中,我側(cè)重于讓學(xué)生掌握解題方法,忽視了幫助學(xué)生建立雞兔同籠問題的數(shù)學(xué)模型,學(xué)生沒有真正理解雞兔同籠問題的本質(zhì)特征。
三、三次教學(xué):鞏固提升
豐富練習(xí)形式:設(shè)計了基礎(chǔ)題、變式題和拓展題?;A(chǔ)題幫助學(xué)生鞏固基本解題方法;變式題改變題目條件,如將雞兔換成其他動物,或改變頭和腳的數(shù)量關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力;拓展題則增加題目難度,如涉及三個對象的類似問題,激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)欲望。
建立數(shù)學(xué)模型:引導(dǎo)學(xué)生回顧解決雞兔同籠問題的過程,總結(jié)這類問題的共同特征:已知兩種事物的總數(shù)以及它們各自某一屬性的數(shù)量和,求這兩種事物的數(shù)量。通過對比不同的題目,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)它們的內(nèi)在聯(lián)系,建立雞兔同籠問題的數(shù)學(xué)模型。
鼓勵多種解法:除了假設(shè)法,引導(dǎo)學(xué)生探索其他解題方法,如列表法、方程法等。列表法直觀易懂,適合數(shù)據(jù)較小的題目,能幫助學(xué)生初步理解問題;方程法具有通用性,為學(xué)生今后解決更復(fù)雜的問題奠定基礎(chǔ)。
經(jīng)過這次教學(xué),學(xué)生對雞兔同籠問題的理解更加深入,能夠靈活運用多種方法解決不同類型的題目。在后續(xù)的測試中,學(xué)生在這類問題上的正確率有了顯著提高。
四、教學(xué)感悟
關(guān)注學(xué)生認(rèn)知:教學(xué)要以學(xué)生為中心,充分考慮學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)特點。在教授新知識時,要由淺入深、由易到難,為學(xué)生搭建合適的思維臺階,幫助他們逐步理解和掌握。
注重方法引導(dǎo):授人以魚不如授人以漁,在教學(xué)過程中,不僅要傳授知識,更要注重解題方法和策略的指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。
強化練習(xí)鞏固:練習(xí)是鞏固知識、提升能力的重要手段。要設(shè)計多樣化、有梯度的練習(xí)題目,讓不同層次的學(xué)生都能得到鍛煉和提高。
促進知識遷移:幫助學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型,引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)不同問題之間的內(nèi)在聯(lián)系,促進知識的遷移和應(yīng)用,提高學(xué)生解決實際問題的能力。
通過對 “雞兔同籠” 問題的三次教學(xué)實踐與反思,我深刻認(rèn)識到教學(xué)是一個不斷探索、改進的過程。在今后的教學(xué)中,我將繼續(xù)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,不斷優(yōu)化教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量。