微课教学在行程问题中的应用

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  行程问题在小学数学中属于难点问题。将微课带入行程类应用题的教学中,能帮助学生提高解决实际问题的能力,促进学生综合素质的发展。
  一、基于创设情境的微课设计
  行程问题从路程情境上可分为直线行程问题、环形行程问题以及顺逆水问题,从时间情境上可分为不同时出发和走走停停问题,从速度情境上可分为变速问题和往返问题。
  以“环形”行程问题为例:如图1,在一个摩天轮上,小明距离摩天轮中心的距离为30米,当小明到达摩天轮顶部位置时时间是下午5:40,当小明再次到达摩天轮顶部位置时时间是下午5:42,问摩天轮的速度是多少([π]取3.14,单位取米/秒)。
  这道题考查了三个知识点,一是圆的周长公式,二是单位换算问题,三是环形跑道行程问题。首先,我们把小明模拟成一个半径为30米的大圆上的一点,绕着大圆运动,从第一次到达摩天轮顶部和第二次到达摩天轮顶部,小明实际走了一个圆周。根据摩天轮半径求出摩天轮的周长是[C=2πR=][2×3.14×30=]188.4(米)。完成该运动过程的时间可以由两次钟表的时间差得到,即:[t=42-40]=2(分钟)。很多学生可能说速度是“[v=C÷t=94.2](米/分)”,这时候需要提醒学生审题,问题的速度单位是米/秒,而这样求出的速度单位是米/分。
  这时候就有两种不同的计算方法:第一种是在计算时间时直接把时间单位由“分”换成“秒”,那么时间就是2分钟,即120秒,然后再求出速度为[v=C÷t=188.4÷120=1.57](米/秒);第二種是直接对速度进行单位换算,即94.2(米/分)[=1.57(米]/秒)。
  再如“走走停停”行程问题:在一条长度为100米的直线赛道上,乌龟和兔子同时从起点出发,兔子每秒跑2米,但是每跑10秒要休息200秒,乌龟每秒爬行0.1米,但是一直持续爬,谁能先到达终点?这个问题较复杂,我们可以使用教学软件进行模拟——在软件中用动画模拟龟兔赛跑的实际情形,最终发现乌龟先到达终点。对于此类问题,不可将问题设置得过于复杂,比如问乌龟到达终点时兔子距离终点还有多少米,只需要让学生了解这种周期性走走停停的概念。该问题的设置实际上是激发学生对复杂实际问题的探究兴趣,让他们了解行程问题在实际生活中的应用。
  上述两种不同的结果既可以让学生弄清楚行程问题的运动规律,又可以让学生明白勤能补拙的道理,培养学生刻苦努力的优良品质。
  二、基于强化概念的课堂设计
  在微课教学中,基于强化概念的课堂设计通常有两种。
  一是借助多媒体呈现复杂的问题情境。利用多媒体建立问题情境是演示的一种方法,其核心是数形结合思想。例如:甲、乙两站相距625千米,一辆小汽车从甲站开往乙站,同时一辆中巴车从乙站开往甲站,已知小汽车每小时行驶70千米,中巴车每小时行驶55千米,从开始到两车还相距50千米用了几小时?这是一道考验学生对速度公式运用的行程问题。教师可以利用多媒体插入动态图片,表示出甲乙两站之间的总路程,然后点击小汽车,行驶一段距离后,点击中巴车,也行驶一段距离,中间相差50千米。教师问学生:“小汽车与中巴车一共行驶了多少千米呢?”学生很快得出625-50=575(千米)。求出关键信息之后,利用速度公式便能算出时间。
  二是借助多媒体演示动态变化的过程。多媒体的特殊性让题目中的数量关系皆能转化为动态的画面。教师可以为学生演示数学模型的建立过程,让学生直观地把握数量关系,学习解题方法。如图2,从A到B是1千米下坡路,从B到C是3千米平路,从C到D是2.5千米上坡路,小张和小王步行,下坡速度都是6千米/小时,平路速度都是4千米/小时,上坡速度都是2千米/小时,小张和小王分别从A、D同时出发,相向而行,多长时间后他们会相遇?
  与只给出数值的题目不同,这道题给出了图,并用三种不同颜色进行表示,但本质仍旧是追及问题。教师可以将此图投影在多媒体上,添加两个能够自由移动的点代表小张和小王,并问学生:“按照题目要求,我们应该如何移动呢?”教师在学生的指挥下移动,并告诉学生这就是在建立数学模型。由于学生参与了数学模型的建立过程,所以学习积极性高。
  三、基于分层复习的课后练习设计
  基于分层复习的课后练习,指针对不同学生的数学基础和兴趣方向进行不同的课后作业设计,让不同学习水平的学生都能得到提升。
  例如:有一条100米长的跑道,一只小狗始终匀速跑,每秒钟跑4米,小狗从起点出发,每跑10米就后退6米,经过多长时间小狗可以跑到终点?该问题引入了“速度”这个量,旨在培养学生的发散思维能力。该问题可总结为周期性运动警戒线问题,小狗每跑16米路程,实际上距离之前4米,小狗每跑16米为一个周期,这正可以让学生复习距离和路程之间的关系。许多学生在做的时候可能会认为小狗跑了[100÷4=25]个周期就会到达终点,进而认为总路程为[25×16=400](米)。然而,该思路是不正确的。这就需要教师在讲评的时候引入“警戒线”的概念,即在一个周期中“最危险”的时刻是小狗跑完10米的时候,这时候小狗最有可能到达终点,如果这个时刻小狗没有到达终点,那么小狗就是“安全”的,也就是小狗在该周期不会到达终点。因此我们将小狗在周期末的位置作为参考,也就是小狗只要在周期末的位置距离起点[100-6=94](米),小狗在该周期内就不会到达终点,即用[94÷4=23……2],得知小狗前23个周期是安全的,不会到达终点,并且在23个周期末小狗距离起点[23×4=92](米),则在第24个周期内,小狗跑剩下的8米直接到达终点,至此运动过程分析完成。最后进行计算:总路程[S=]23×16 8=376(米),而小狗的速度为4米/秒,故小狗的运动时间为[t=S÷v=376÷4=94(秒)]。
  通过对这类题型的理解,学生对周期性往返行程问题更加熟悉。对学有余力的学生来说,也是一次思维和分析理解问题能力的锻炼。
  (作者单位:武汉市光谷第六小学)
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