人教版數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)租船問(wèn)題是典型的優(yōu)化問(wèn)題。教師如何引導(dǎo)學(xué)生提出可能的租船方案,并通過(guò)調(diào)整找到最省錢的方案,形成解決這類問(wèn)題的基本模型和優(yōu)化思想呢?
構(gòu)建真實(shí)問(wèn)題情境。教師出示題目:“大客船45座,費(fèi)用900元;小客船28座,費(fèi)用700元。四年級(jí)416人春游時(shí)需要乘船,怎樣租船最省錢?”題中信息量較大,學(xué)生需要在準(zhǔn)確提取有效信息的基礎(chǔ)上,憑借生活經(jīng)驗(yàn)和數(shù)學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)“租大客船便宜”這個(gè)隱含條件,并結(jié)合生活實(shí)際尋找最省錢的方案?;诖?,教師給學(xué)生充足的時(shí)間,讓他們思考、提取有效信息。學(xué)生先讀題,提取出“416人乘船,大客船限乘45人、費(fèi)用900元,小客船限乘28人、費(fèi)用700元\"等信息,然后試算,發(fā)現(xiàn)矛盾沖突,即大客船人均成本低(20元/人)但會(huì)空位導(dǎo)致浪費(fèi),小客船座位安排相對(duì)靈活但人均成本高(25元/人)。教師據(jù)此提出核心問(wèn)題:如何組合租船能使總費(fèi)用最少?
把握優(yōu)化思維過(guò)程。教師引導(dǎo)學(xué)生按照以下路徑分析問(wèn)題,形成優(yōu)化策略,實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階。首先,教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題目信息算出大客船每個(gè)座位的均價(jià)為 900÷45=20 (元),小客船每個(gè)座位的均價(jià)為700÷28=25 (元),再通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)只租一種船不合算,初步形成優(yōu)化意識(shí)—一要盡可能多租座位均價(jià)更便宜的大客船、少租小客船。接著,教師引導(dǎo):如何找到大客船、小客船恰當(dāng)?shù)臄?shù)量呢?學(xué)生提出,假設(shè)全租大客船,根據(jù) 416÷45=9 (條)11(人),可知租9條大客船的情況下還剩11人未上船;剩下的11人租大客船或小客船均可,但由于每條小客船的費(fèi)用明顯比每條大客船少,所以加租1條小客船省錢。教師點(diǎn)撥:我們先假設(shè)全租大客船,算出需要幾條船、余幾人,如果余下的人剛好坐滿一條小客船(無(wú)空位),此時(shí)就是最優(yōu)方案,求出總費(fèi)用即可;如果余數(shù)比較小,余下的人不夠坐滿一條小客船(有空位),說(shuō)明有空位被浪費(fèi),我們還需要嘗試調(diào)整方案。然后,學(xué)生根據(jù)“租9條大客船和1條小客船”的方案,計(jì)算租船的總費(fèi)用為 900×9+700×1=8800 (元)。教師引導(dǎo):此時(shí)小客船上有空位,租9條大客船和1條小客船的方案究竟是不是最省錢的方案呢?學(xué)生分析:最后租的這條小客船上實(shí)際只有11人,有17個(gè)空位,很可能有更優(yōu)化的方案,我們可以嘗試減少大客船的數(shù)量、增加小客船的數(shù)量,看總費(fèi)用如何變動(dòng)。獨(dú)立探究并小組交流后,學(xué)生匯報(bào):去掉1條大客船,這條大客船上的45人和余下的11人正好可以坐滿2條小客船,此時(shí)總費(fèi)用為 900×8+ 700×2=8600 (元),也就是租8條大客船和2條小客船的方案更省錢。由此,學(xué)生感悟到既滿足“盡可能租大客船”又滿足“無(wú)空位”是最省錢的方案。
建立解決問(wèn)題模型。此環(huán)節(jié),教師引導(dǎo)學(xué)生反思解決問(wèn)題的過(guò)程,總結(jié)優(yōu)化策略,建立解決這類問(wèn)題的基本模型。根據(jù)學(xué)生的總結(jié)發(fā)言,教師梳理出如下內(nèi)容:如果乘船的總?cè)藬?shù)剛好坐滿全部大客船,則全租大客船省錢;如果乘船的總?cè)藬?shù)在盡可能租大客船的情況下有剩余,剩余人數(shù)租小客船剛好無(wú)空位,則剩余的人租小船更合算;如果乘船的總?cè)藬?shù)在盡可能租大客船的情況下有剩余且剩余的人乘小客船有空位,則采用“減大補(bǔ)小”的方法調(diào)整租船方案,并在調(diào)整中比較、確定最省錢的方案?;诖?,師生共同梳理解決租船問(wèn)題的基本模型:第一步,求單價(jià),做比較;第二步,求數(shù)量,做選擇;第三步,求總價(jià),做調(diào)整。
(作者單位:天門市競(jìng)陵西關(guān)小學(xué))文字編輯劉佳