朱瑩瑩
[摘 要]】數學是“思維的體操”,無論課程改革倡導怎樣的教學方式和學習方式,數學教師都要關注學生的學習過程,為促進學生的思維發展而教?!半u兔同籠”作為新增的一個教學內容,教師可以它為載體,引導學生經歷知識形成的過程,讓學生在觀察、分析、抽象、概括的過程中積累數學活動經驗,促進學生思維的發展。
[關鍵詞]小學數學;學生思維;雞兔同籠
[中圖分類號] G623.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068(2018)08-0024-02
“雞兔同籠”是我國古代著名趣題之一。以前,雞兔同籠問題只是作為小學奧數的常見題型。新課改后,不少版本的教材都新增了一個教學內容——“雞兔同籠”。人教版教材在六年級上冊《數學廣角》中詳細介紹了“雞兔同籠”問題的出處、幾種典型解法及實際應用,突出“解決問題策略的多樣化”。在北師大版教材中,“雞兔同籠”是作為研究問題的載體,意在讓學生經歷列表、嘗試和不斷調整的過程,體會解決問題的一般策略——列表。教材不僅呈現了“雞兔同籠”的情境和出處,還給出了三個表格,第一張表格是逐一列表法,第二張表格是跳躍列表法,第三張表格是取中列表法。下面就說說如何借助“雞兔同籠”這一載體,促進學生思維的發展。
通過課前調查發現,有少數學生在課外就已經接觸過“雞兔同籠”問題,能用假設法解決問題,但大部分學生都沒接觸過。這樣一來,如果讓全體學生都用列表法解題,已經學過的學生就會說:“我會用假設法解決問題,多快!何必用列表法。”是呀,為什么一定要用列表法呢?雖然這節課的一個教學目標是讓學生學會用“嘗試與猜測”解決問題,但是強迫學生用列表法解題,學生只會是為了列表而列表,會失去解題的動力。從大部分學生的學習起點考慮,教學目標“結合解決‘雞兔同籠的問題,借助列表法體驗嘗試與猜測的解題策略”沒有錯,但面對學習起點不一樣的學生,如何預設課堂,才能讓每個學生都能主動參與學習,思考問題呢?
分析假設法和列表法,我們不難發現,列表法是先假設雞或兔的腿數,再一個一個地進行嘗試和推算;假設法是先假設全是一種動物,再根據腿數的差距,求出只數。細細想來,假設法也是“先假設——調整——結論”,和列表法是在“做”一樣的事,從思維層次上講:假設法是列表法的一種表現形式,假設法可以看成是對列表法的進一步抽象和提升,而列表法在本質上就是假設法,列表過程的每一步都是假設。
于是,我先讓會用假設法解決問題的學生思考問題:“能不能把用假設法解題的過程記錄在表格里呢?”學生對這個新任務很感興趣,在表格里嘗試記錄假設法解題的思考過程,不敢懈?。ㄈ绫?)。接著,讓學生介紹自己的方法,解釋為什么這么快就能找到正確答案。“80-54=26(條),多了26條腿說明兔子多了13只,也就是雞要增加13只”。學生在介紹方法的過程中就能感悟到:假設法和列表法這兩種方法是有聯系的,在列表法中也能找到假設法的影子。
這樣的處理方式,既可以調動學生學習的積極性,使他們能夠主動地參與課堂學習,也點破了列表法和假設法之間的關系,可謂一舉兩得。
著名的數學教育家波利亞認為:“學習任何知識的最佳途徑,都是由自己去發現、探究,因為這種理解最深刻,也最容易掌握其中的內在規律、性質和聯系?!币虼?,教師要有效引導學生經歷知識形成的過程,讓學生在觀察、辨析、判斷、分析、抽象、概括等具體的數學活動中積累基本的數學活動經驗,提升數學思考的能力。
在引導學生借助表格進行猜測與嘗試解決“雞兔同籠”問題時,除了給出教材上介紹的三種方法“逐一列表法、跳躍列表法、取中列表法”,還可介紹三步列表法(如表2):先假設雞有1只,再假設雞有2只,從中發現規律“每增加一只雞,減少一只兔,腿數會著減少2條。而76比54多了22條腿,所以要增加11只雞”。
分析這幾種列表方式,發現它們的思維含金量是不一樣的。逐一列表法是學生一個一個去嘗試,學生有沒有根據前一次猜測的腿數對雞和兔的只數進行調整呢?我采訪過幾位學生,發現他們不是在調整,只是在一個一個地嘗試,進行地毯式的搜索,尋找答案;對于跳躍列表法,學生會根據腿數的多少進行調整,相差大,調整的幅度就大些,相差小,調整的幅度就小些,其思維含金量不言而喻——比逐一列表法要高;而取中列表法是學生對題中數據進行分析,再對答案進行估計:可能雞兔的只數相差不大,所以從中間開始猜測,再進行調整;最后一種是三步列表法,它要求學生利用“每增加一只雞,減少一只兔,腿數會著減少2只”這個規律,一步調整到位。
在分析學生可能出現的幾種思考方法后,我就可以做到有的放矢,由淺入深地組織學生學習。在組織交流逐一列表法時,我引導學生思考:“你是怎么猜測的?”重點觀察雞的只數、兔的只數及相應的腿數的變化規律。在組織交流跳躍列表法時,讓學生通過思考“腿數是多了還是少了”“說明了什么”“怎么調整”“為什么調整幅度這么大” “調整幅度怎么變小了”這幾個問題,進一步學習“調整”的策略。在組織交流“取中列表法”的過程中,學生就能感悟到:各種方法不是孤立的,要綜合運用,才能更快地解決問題。
一節課只有40分鐘,對于學生的一些錯誤,教師可以“放大”處理:拋出錯誤,讓學生在討論和爭辯中矯正思維,加深理解。在用列表法解決“雞兔同籠”問題時,如何根據已有猜測進行調整是教學難點,為了幫助學生把這個內容“踩實”,教師就要及時捕捉學生的錯誤,把其作為教學資源,引導學生在辨析錯誤的過程中鞏固正確認知。
有位學生給出了如表3所示的方法:在進行第二次猜測“雞有5只,兔有15只”時,他算出腿有70條,這70條說明腿多了。因此,在進行下一輪猜測時,就應該減少兔的只數,增加雞的只數,但這位學生還要增加兔的只數,顯然,他的調整是不恰當的。
我對這位學生的錯誤進行了放大處理?!?0說明了什么?接著你又假設雞有4只,兔有16只,為什么這么調整?你是怎么想的?”這樣的問題,能讓學生深刻認識到:腿多了,說明兔多了,應該要增加雞的只數,減少兔的只數。
做教師要細心,做數學教師更要細心,要關注到學生解題背后的思考過程“這樣的思考過程對不對,這樣的思考過程是否簡潔”,只有深入分析學生的思考過程,才能糾正學生的錯誤,才能發展學生的思維。
一節好的數學課應該讓學生懂得一個知識點,獲得一種思想,積累一類問題的學習經驗,形成簡單的數學模型,同時要讓學生在應用數學模型過程中,思維品質得到發展,思維能力得到拓展。在學生掌握了列表法之后,教師應從問題出發,提煉出“雞兔同籠”問題的基本模型,再帶領學生將這一簡單的數學模型應用到各種問題情境中,完成數學模型的建構與應用。
師:“雞兔同籠”問題是一個經典的數學問題。在日本也有此類問題的研究,日本人稱它為“龜鶴問題”。
師(出示龜鶴問題的圖片):日本人說的“龜鶴”和我們說的“雞兔”有聯系嗎?
生1:有聯系,龜相當于兔,都是四條腿,鶴相當于雞,都是兩條腿。
師:像四條腿和兩條腿的,假如不叫它“雞兔同籠”,也不叫“龜鶴問題”,是否還可以取個其他名字?
生2:人狗問題。
生3:鴨貓問題。
……
師:看來,“雞兔同籠”可以換成烏龜和仙鶴,人和狗等問題,但歸根結底,它們也是“雞兔同籠”問題。其實“雞兔同籠”問題只是這一類問題的模型。在生活中也有許多類似于“雞兔同籠”的問題。
(1)三輪車和自行車共11輛,總共有25個輪子。三輪車和自行車各有多少輛?
(2)樂樂的儲蓄罐里有1角和5角的硬幣共27枚,總值5.1元,1角和5角的硬幣各有多少枚?
師:這些問題和“雞兔同籠”問題有關聯嗎?
生4:第(1)題里的自行車相當于2條腿的雞,三輪車相當3條腿的兔。
生5:第(2)題里的1角相當于雞,而5角就相當于兔,27枚相當于頭數,5.1元相當于腿數。
師:看來,在生活中有很多類似的問題都可以看成是“雞兔同籠”問題。
在這樣一個建構與應用中,學生明白了“雞兔同籠”問題只是一個簡單的“數學模型”,雖然問題的情境在變化,但問題的本質是沒有變,學生在解決這些問題的過程中逐漸形成“雞兔同籠”問題的解題思路和策略。
通過教學“雞兔同籠”這個內容,我深刻地認識到:教師要為學生的思維發展而教!數學教學是數學思維活動的教學,作為一名數學教師,要把握課堂的每一個細節,尋找行為背后的原因,思考結果背后的過程,為提升學生的思維能力而努力。當然,提高學生的思維能力是一個長期的過程,“冰凍三尺,非一日之寒”,如果能帶著“發展學生思維”的理念展開教學,相信我們的數學課堂一定會實現更大的效能!
(責編 金 鈴)