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《义务教育数学课程标准(2011年版)》在总目标中具体阐述问题解决时提出“获得分析问题和解决问题的一些基本方法,体验解决问题方法的多样性,发展创新意识”,而“变教为学”的主旨也在于让学生自己“发现”和“发明”。本着这样的理念,我们在执教人教版“数学广角——鸡兔同笼”问题时,产生了新的想法。
一、放手——培养学生自主解决问题的意识
【例题】笼子里有鸡、兔共8只,腿有26条,鸡、兔各几只?
在基本理解题意的基础上,放手让学生自己想办法解答,在交流汇报中梳理、归纳、提炼。设计意图:尊重学生,给学生充分的思考和交流时间,从学生最朴实的“猜测”的方法基础上,引出列表法,在此过程中让学生发现变和不变的规律;同时,渗透优化的思想,让学生认识到列表方法的局限,引出“极端假设”的方法。
1.猜测(列表)法
生:我是猜的。我猜有5只鸡、3只兔,这样算出来腿只有22条。
师:那不符合原题的信息,怎么办呢?
生:我发现腿数少了,因为兔是4条腿,鸡只有2条腿,应该是兔的只数猜少了。
师:哦,看来你的猜测和推理是有根有据的,接着你又怎么办?
生:我就减少1只鸡,增加1只兔,变成4只鸡4只兔,这样算出来腿就是24条了。但是腿数还是少了2条,我又减少1只鸡,增加1只兔:变成3只鸡5只兔,这样算出来腿就是26条了。
教师根据学生的回答,完成表格的填写,并引导学生及时观察、分析表格:有什么变化?什么没变?
(1)鸡和兔的只数有变化,腿数有变化。为什么会有这样的变化?(引出:每把1只鸡换成1只兔,都会增加2条腿;反之,每把1只兔换成1只鸡,就会减少2条腿)
(2)鸡和兔的总只数没有变化,合起来都是8只。
师:这个猜测列表然后一步一步调整的方法真是好,居然解决了一道千年趣题。那以后我们就用这种方法来解决类似的问题,如何?(引出:不断调整很麻烦,从而引出画图法)
2.画图法
师:说说你画的是什么意思。
生:我先画了8只鸡,共有16条腿,发现少了10条腿。因为1只鸡比1只兔少2条腿,我就2条2条地加腿,把鸡1只1只变成兔。要增加10条腿,就要把5只鸡换成兔。
生:我和她画的相反,我先画了8只兔,共有32条腿,发现多了6条腿。因为1只兔比1只鸡多2条腿,我就2条2条地减腿,要减少6条腿,把3只兔换成鸡就可以了。
师:这样画图似乎比猜测调整来调整去的方法要快捷些。那以后我们就用这种方法来解决类似的问题,又如何?(引出:画图也比较麻烦,从而引出用算式解决问题的方法,同时进一步完善表格,提炼为:假设的思想)
3.算式法
(1)假设全是鸡。
8×2=16条(一共应该有多少条腿)
26-16=10条(比实际少了的腿,因为其中的兔也被假设成了鸡,所以腿就会少一些)
4-2=2条(1只兔被假设成1只鸡会少几条腿)
10÷2=5只(兔)
8-5=3只(鸡)
(2)假设全是兔(解题过程略)。
师小结(如下图):无论猜测列表法、画图法、算式法,其实都是用假设的思想来解决问题。
二、推进——培养学生创新解决问题的方法
至此,学生的思维基本上就局限在假设的层面,很多教师也就此打住,用学生想到的上述方法练习深化。但如果教师再往前推进一步,创设一定的情境,能有效地发展学生的创新意识,让学生在创新的过程中体验解题的快乐,在解题的过程中发展创新意识。更可贵的是,就此而打破了传统的“鸡兔同笼”用假设法、方程法解答的瓶颈,极大地拓宽了学生的思维。
(一)创设问题情境,引发创新思考
草地上有一群鸡兔在玩耍,突然,鸡对兔说:“我们的本领可大了,可以做金鸡独立。”说着每只鸡就抬起1只脚,只用1只脚站着。兔子们见了,也不甘示弱:“这有什么了不起,看看我们兔子作揖。”说完,每只兔就把2只前脚提起来,只留下2只后脚站着。这个故事实际上就是“鸡兔同笼问题”中的“抬脚法”。
教师可以激励学生:由此,你们还能想出解决这个问题的其他方法吗?
(二)理解“多一原理”,巧妙解决问题
关于鸡兔同笼的问题,在解答的过程中,一般都用假设法解答(含列表法、画图法),或列方程解答,实际上如果理解了抬脚法,用抬脚法来解答更为简单。解法如下:
26÷2=13条(都抬起一半的腿后,还剩下多少条)
13-8=5只(兔)
8-5=3只(鸡)
实际上,如果鸡和兔都抬起了一半的腿,腿的总数就变成了原来的一半。这时产生了一个结果:对于鸡来讲,1只鸡还余1条腿,即鸡腿的条数和鸡头的只数就一一对应了;但1只兔还余下了2条腿,兔余下的腿数比兔的只数 “多1”。因为鸡腿的条数和鸡的只数是一一对应的,有兔才会出现多腿的情况,有1只兔就会多1条腿,有几只兔就会多几条腿。反之,如果多了几条腿,就有几只兔。这个原理我们可以称之为“多一原理”。所谓“多一”,指两种事物相比较,一种事物某个方面的数量和这种事物的个数相等,另一种事物这个方面的数量刚好比它的个数多一。在这种特殊情况下,用这两种事物这个方面的总数量减去两种事物的总个数,结果就刚好是“多一”的那种事物的个数。
三、变通——提升学生灵活解决问题的能力
在实际生活中,符合这种条件的事物实际上比较少,但是,如果我们想办法变通,使它们产生“多一”特性,就能比较简单地解答一些实际问题。
【例题】30名同学共植树80棵,男同学每人植3棵,女同学每人植2棵,男、女同学各几人? 初一看,这道题没有“多一”特性。细分析:如果用总棵数除以2,女同学的人数和棵数就一一对应了,男同学每人对应的就不是2棵,而是1.5棵,多出了半棵,即每0.5棵对应就有一个男同学了。解答方法如下:
80÷2=40棵
40-30=10棵
10÷0.5=20个(男同学)
30-20=10个(女同学)
实际上还可以再变通一下,第一步不除以2,而把每个同学植树的棵数都减去1,解答会更简单。把每个同学植树的棵数减少1后,女同学每个人就只植树1棵,出现了棵数和人数一一对应;男同学每个人则植树2棵,植树棵数刚好比人数多1,多了几棵,就有几个男同学。解答方法如下:
80-30=50棵
50-30=20个(男同学)
30-20=10个(女同学)
【例题】小明用同样长的80根小棒摆正方形和正五边形共18个。正方形和正五边形各摆了几个?
在这道题中,由于正方形用的是4根小棒,正五边形用的是5根小棒,因此,不管除以2,还是减去1,都不可能得到“多一”的特性。但如果进一步思考就会发现,有以下两种变通方法。
变通一:用总根数除以4,正方形的个数和小棒根数就一一对应了,每个正五边形对应的小棒就不是2根,而是5÷4=1.25(根),多出了0.25根,即每0.25根对应就有一个正五边形了。解答方法如下:
80÷4=20根
20-18=2根
5÷4-1=0.25根
2÷0.25=8个(正五边形)
18-8=10个(正方形)
变通二:把正方形和正五边形都减去三条边,就得到正五边形“多一”这个特性。这时正方形个数和边数一一对应,正五边形剩下的边数刚好比正五边形的个数多1。解答方法如下:
3×18=54根(一共要减去的根数)
80-54=26根(还剩下的根数)
26-18=8个(正五边形)
18-8=10个(正方形)
由此可见,“多一原理”实际上运用的范围还是比较广的。不管怎样,解决问题才是硬道理。只要在解决实际问题时,结合实际灵活去思考问题,不害怕困难,敢于去挑战困难,许多题的解法可以说是“殊途同归”的。
总之,创新无处不在,解题奥妙无穷!在“变教为学”的课堂上,教师永远不要低估学生的力量!
(四川省乐山市教育科学研究所 614000
四川省乐山市夹江县土门小学 614000)
一、放手——培养学生自主解决问题的意识
【例题】笼子里有鸡、兔共8只,腿有26条,鸡、兔各几只?
在基本理解题意的基础上,放手让学生自己想办法解答,在交流汇报中梳理、归纳、提炼。设计意图:尊重学生,给学生充分的思考和交流时间,从学生最朴实的“猜测”的方法基础上,引出列表法,在此过程中让学生发现变和不变的规律;同时,渗透优化的思想,让学生认识到列表方法的局限,引出“极端假设”的方法。
1.猜测(列表)法
生:我是猜的。我猜有5只鸡、3只兔,这样算出来腿只有22条。
师:那不符合原题的信息,怎么办呢?
生:我发现腿数少了,因为兔是4条腿,鸡只有2条腿,应该是兔的只数猜少了。
师:哦,看来你的猜测和推理是有根有据的,接着你又怎么办?
生:我就减少1只鸡,增加1只兔,变成4只鸡4只兔,这样算出来腿就是24条了。但是腿数还是少了2条,我又减少1只鸡,增加1只兔:变成3只鸡5只兔,这样算出来腿就是26条了。
教师根据学生的回答,完成表格的填写,并引导学生及时观察、分析表格:有什么变化?什么没变?
(1)鸡和兔的只数有变化,腿数有变化。为什么会有这样的变化?(引出:每把1只鸡换成1只兔,都会增加2条腿;反之,每把1只兔换成1只鸡,就会减少2条腿)
(2)鸡和兔的总只数没有变化,合起来都是8只。
师:这个猜测列表然后一步一步调整的方法真是好,居然解决了一道千年趣题。那以后我们就用这种方法来解决类似的问题,如何?(引出:不断调整很麻烦,从而引出画图法)
2.画图法
师:说说你画的是什么意思。
生:我先画了8只鸡,共有16条腿,发现少了10条腿。因为1只鸡比1只兔少2条腿,我就2条2条地加腿,把鸡1只1只变成兔。要增加10条腿,就要把5只鸡换成兔。
生:我和她画的相反,我先画了8只兔,共有32条腿,发现多了6条腿。因为1只兔比1只鸡多2条腿,我就2条2条地减腿,要减少6条腿,把3只兔换成鸡就可以了。
师:这样画图似乎比猜测调整来调整去的方法要快捷些。那以后我们就用这种方法来解决类似的问题,又如何?(引出:画图也比较麻烦,从而引出用算式解决问题的方法,同时进一步完善表格,提炼为:假设的思想)
3.算式法
(1)假设全是鸡。
8×2=16条(一共应该有多少条腿)
26-16=10条(比实际少了的腿,因为其中的兔也被假设成了鸡,所以腿就会少一些)
4-2=2条(1只兔被假设成1只鸡会少几条腿)
10÷2=5只(兔)
8-5=3只(鸡)
(2)假设全是兔(解题过程略)。
师小结(如下图):无论猜测列表法、画图法、算式法,其实都是用假设的思想来解决问题。
二、推进——培养学生创新解决问题的方法
至此,学生的思维基本上就局限在假设的层面,很多教师也就此打住,用学生想到的上述方法练习深化。但如果教师再往前推进一步,创设一定的情境,能有效地发展学生的创新意识,让学生在创新的过程中体验解题的快乐,在解题的过程中发展创新意识。更可贵的是,就此而打破了传统的“鸡兔同笼”用假设法、方程法解答的瓶颈,极大地拓宽了学生的思维。
(一)创设问题情境,引发创新思考
草地上有一群鸡兔在玩耍,突然,鸡对兔说:“我们的本领可大了,可以做金鸡独立。”说着每只鸡就抬起1只脚,只用1只脚站着。兔子们见了,也不甘示弱:“这有什么了不起,看看我们兔子作揖。”说完,每只兔就把2只前脚提起来,只留下2只后脚站着。这个故事实际上就是“鸡兔同笼问题”中的“抬脚法”。
教师可以激励学生:由此,你们还能想出解决这个问题的其他方法吗?
(二)理解“多一原理”,巧妙解决问题
关于鸡兔同笼的问题,在解答的过程中,一般都用假设法解答(含列表法、画图法),或列方程解答,实际上如果理解了抬脚法,用抬脚法来解答更为简单。解法如下:
26÷2=13条(都抬起一半的腿后,还剩下多少条)
13-8=5只(兔)
8-5=3只(鸡)
实际上,如果鸡和兔都抬起了一半的腿,腿的总数就变成了原来的一半。这时产生了一个结果:对于鸡来讲,1只鸡还余1条腿,即鸡腿的条数和鸡头的只数就一一对应了;但1只兔还余下了2条腿,兔余下的腿数比兔的只数 “多1”。因为鸡腿的条数和鸡的只数是一一对应的,有兔才会出现多腿的情况,有1只兔就会多1条腿,有几只兔就会多几条腿。反之,如果多了几条腿,就有几只兔。这个原理我们可以称之为“多一原理”。所谓“多一”,指两种事物相比较,一种事物某个方面的数量和这种事物的个数相等,另一种事物这个方面的数量刚好比它的个数多一。在这种特殊情况下,用这两种事物这个方面的总数量减去两种事物的总个数,结果就刚好是“多一”的那种事物的个数。
三、变通——提升学生灵活解决问题的能力
在实际生活中,符合这种条件的事物实际上比较少,但是,如果我们想办法变通,使它们产生“多一”特性,就能比较简单地解答一些实际问题。
【例题】30名同学共植树80棵,男同学每人植3棵,女同学每人植2棵,男、女同学各几人? 初一看,这道题没有“多一”特性。细分析:如果用总棵数除以2,女同学的人数和棵数就一一对应了,男同学每人对应的就不是2棵,而是1.5棵,多出了半棵,即每0.5棵对应就有一个男同学了。解答方法如下:
80÷2=40棵
40-30=10棵
10÷0.5=20个(男同学)
30-20=10个(女同学)
实际上还可以再变通一下,第一步不除以2,而把每个同学植树的棵数都减去1,解答会更简单。把每个同学植树的棵数减少1后,女同学每个人就只植树1棵,出现了棵数和人数一一对应;男同学每个人则植树2棵,植树棵数刚好比人数多1,多了几棵,就有几个男同学。解答方法如下:
80-30=50棵
50-30=20个(男同学)
30-20=10个(女同学)
【例题】小明用同样长的80根小棒摆正方形和正五边形共18个。正方形和正五边形各摆了几个?
在这道题中,由于正方形用的是4根小棒,正五边形用的是5根小棒,因此,不管除以2,还是减去1,都不可能得到“多一”的特性。但如果进一步思考就会发现,有以下两种变通方法。
变通一:用总根数除以4,正方形的个数和小棒根数就一一对应了,每个正五边形对应的小棒就不是2根,而是5÷4=1.25(根),多出了0.25根,即每0.25根对应就有一个正五边形了。解答方法如下:
80÷4=20根
20-18=2根
5÷4-1=0.25根
2÷0.25=8个(正五边形)
18-8=10个(正方形)
变通二:把正方形和正五边形都减去三条边,就得到正五边形“多一”这个特性。这时正方形个数和边数一一对应,正五边形剩下的边数刚好比正五边形的个数多1。解答方法如下:
3×18=54根(一共要减去的根数)
80-54=26根(还剩下的根数)
26-18=8个(正五边形)
18-8=10个(正方形)
由此可见,“多一原理”实际上运用的范围还是比较广的。不管怎样,解决问题才是硬道理。只要在解决实际问题时,结合实际灵活去思考问题,不害怕困难,敢于去挑战困难,许多题的解法可以说是“殊途同归”的。
总之,创新无处不在,解题奥妙无穷!在“变教为学”的课堂上,教师永远不要低估学生的力量!
(四川省乐山市教育科学研究所 614000
四川省乐山市夹江县土门小学 614000)