模型出入有门路以鸡兔同笼问题教学为例
模型出入有门路以鸡兔同笼问题教学为例 模型思想是数学研究与学习中基本的数学思想之一。广 义而论,数学的法则、定律、公式、规律均可视作数学模型。狭义来看,在小学数学教材中,鸡兔同笼、植树问题、找次 品、鸽巢问题作为数学模型教学的四个专题被编入数学广角 (共计10 个专题),占比近半,足见模型思想的重要性。
模型教学涉及两个核心要素,“建”与“用”,建模是 关键,是基础;
用模是重点,是归宿。建模的质量直接影响 用模的水平,建得自主,建得积极,则用得自如,用得灵活。
如果把“模型”当作“模具”交给学生,那么学生只会是照 葫芦画瓢,生搬硬套,不可能实现真正意义上的用模。如何 实现模型的有效建构,让模型来时有门,去时有路呢?下面 笔者结合“鸡兔同笼问题”的教学实践谈谈自己的一些体会。
一、找准起点,积累经验 建立数学模型和解决其他数学 问题一样,需要经过一 系列具体或抽象的操作与思维活动,这些活动的展开同样需 要以学生已有的生活和知识经验为起点,层层深入,不断积 累建立模型所需要的完整活动经验。
以“ 鸡兔同笼问题”为例:鸡兔共有8只,脚共有26只, 问鸡兔各几只? 列表与假设是解决这类问题常用的两种方法,教学中往 往呈现这样的景象:依序列表时,学生得心应手,轻松自如, 但到了研究假设法时,多数学生理解困难,有的更是一脸茫然。
究其原因,是因为教学中我们往往将列表与假设割裂, 没有认识到列表过程中同样蕴含着假设。
如何破局? 细作分析,无论是列表法,还是假设法, 都遵循“ 假设——计算—— 推理—— 调整”的解决策略 与程序,如果在列表过程中让学生直觉感悟到这样的思维过 程,就会为后面抽象的说理做好准备,降低学生理解的难度。
具体做法是:
当学生利用上表找到答案后,教师应及时引导学生对表 中的数据加以分析:第一组数据是先假设8 只全部是鸡,然 后计算出只有16 只脚,与实际26只不符,需要对假设做出 调整;
接着重新假设有7只鸡,1只兔,计算出共有18只脚, 仍然与实际26 只不符;
依次下去,直至鸡3 只,兔5 只时, 脚正好26只。最后非常关键且重要的一点,教师要有意识地 引导学生反思这一过程中的基本程序与思路,即“假设—— 计算—— 推理—— 调整”,当学生有了充分的感知之后, 就为后面理解假设法积累了相关经验。
二、抓住重点,主动建模 有了上面的基本策略与路径之后,如何让学生深层理解 作出假设之后题中存在的数量关系,如何用算式表示出它们 之间的关系,就成了接下来的教学重点,因为这是学生实现 主动构建模型的关键所在。
请看下面的教学片断:师(出示表1):刚才同学们从全是鸡,或全是兔开始 列表尝试,现在老师又是怎样想的呢?你能接着想下去吗? 生1:先假设鸡兔各有4 只,可以计算出这时脚共有24 只, 只要增加1 只兔,减少1只鸡,就可增加2只脚。所以鸡有3 只,兔有5只。
师:你怎么知道调整时要增加1 只兔,减少1只鸡的? 生1:因为算出的脚数24 只比实际26 只少2 只,1 只 兔比一只鸡就多出了2只脚。
师(出示表2):现在你能看懂表中的数据和想法吗? 你能接着往下找到答案吗? WWw.dYLw 生2:先假设有6 只鸡,2 只兔,通过计算6×2+2×4=20, 比题中26 只脚少了6 只,列式为26-20=6,调整时需要增加 3只兔,减少3只鸡。
师:为什么要增加3只兔,减少3只鸡,能说得明白点吗? 或者用个式子表示出来? 生2:1只鸡与1只兔相差2只脚,现在共相差6 只脚,就 是算6 里面有几个2,算式是6÷(4-2)=3。
师(出示表3):现在呢?你能不能像刚才大家分享的 一样,用算式表示出2,列式为10÷(4-2)=5。
在上面的教学片断中,通过三组数据,遵循“ 假设— — 计算—— 推理——调整”这一过程,引导学生由近及远, 由特殊到一般逐步抽象出解决鸡兔同笼问题的数学模型。三、紧盯难点,灵活用模 用模是研模、建模的最终目的,体现了模型的现实意义 与应用价值,是模型教学中的重要环节。用模能力的高低取 决于建模的质量和学生的识模能力,学生能否将现实情境中 的具体信息逐一与模型中的量联系起来,建立对应关系,实 现从问题到模型的抽象,这是用模阶段的一大难点,教学中 应设法突破。
在“ 鸡兔同笼问题”模型的应用环节,笔者设计了以 下三个层次的识模体验:①基础性识模,龟鹤同游,从上数, 共有40 个头,从下数,有112 条腿。龟、鹤各有几只?② 游戏化识模:(课件演示)这是一个信封,里面装了5元和2 元的纸币,共7 张。你能猜猜信封里一共有多少钱吗?让学 生在猜的过程中感悟不少于14 元,不多于35元。之后再补 充信息“ 共有29 元”,现在你能知道5 元、2 元纸币各有 多少张吗? ③生活化识模:师生共38 人去划船,共租了8 条 船,恰好坐满,每条大船坐6 人,每条小船坐4 人,大船和 小船各租了几条? 在每一轮的练习中,笔者会让学生思 考:它们与今天研究的“ 鸡兔同笼问题”有联系吗? 如果 有,是怎样的联系? 以此训练学生的识模能力,提高应用 水平。
建模与用模组成了模型教学的两条腿,只有建模时有 “门”,才能做到用模时有“路”。思维过程呢? (学生独立思考后展示交流。)生3:假设全为鸡,共有8×2=16 只脚,少了10 只脚, 调整时需要增加5 只兔,减少5 只鸡,就是算10 里面有几 个