文|黃麗娟
在新課標背景下,通過學習“雞兔同籠”內容,學生要在現實生活中體會到“發現—抽象—簡化—解決—處理”這一思想活動的全過程。在“雞兔同籠”問題探索活動中,教師可以讓學生通過觀察、實驗、猜想、驗證等活動培養理性思維能力,較清晰地表達自己的思維過程和結果。同時,能在簡單的“雞兔同籠”問題上,探索出一套行之有效的分析問題、解決問題的方法,使學生了解數學的重要性,并將其應用于實際問題中。
新課標提倡將化繁為簡、數形結合的理念融入探究和創造的過程中,讓學生積累更多的思考經驗,逐步形成理性思考方式,構建數學模型,并用其來解決現實中的問題。所謂“模型意識”,即對數學模型的普遍性有初步的認知,認識到其能用于某一類問題的求解,這是一種數學應用的基本方式。在實際生活中,很多問題都和數學相關,并且可以用數學的概念和方法來解釋,引導學生學習“雞兔同籠”問題,可提高學生的應用能力,讓學生在應用定律的過程中,提高交流能力,最終形成推理能力。
“雞兔同籠”問題最早見于《孫子算經》,是在中國民間廣泛流傳的趣味算術題?!半u兔同籠”的教學,目的是讓學生從古代數學題目中感受到我國的數學文化,讓學生更好地理解各種解題的方式?!半u兔同籠”問題的求解方法有列表法、假設法、方程法等,因為學生還沒有學會這一單元的公式,所以這節課的重點是讓學生自己去猜測、思考,進行推理。
“雞兔同籠”的學習既能訓練學生的邏輯思維,又能讓學生感受到一般的代數方法,具有較強的應用價值。在解答此類問題時,教材呈現出由學生一步一步地解題的步驟。運用“假設法”可以訓練學生的邏輯思維,而用“方程式”可以使學生感受到一般的代數方法。所以,對于“雞兔同籠”的解題,學生可以選擇任何一種解題方式,這就需要學生形成良好的思維能力。
1.運用列表、假設方法來解答“雞兔同籠”的題目,培養學生的思考能力,體驗猜測驗證、假設建模等數學思維方式。
2.培養學生的思維能力,提高其運用數學知識的能力。
教學重點:通過“雞兔同籠”問題的解答,找出幾種不同的解決辦法。
教學難點:靈活運用方法解決“雞兔同籠”問題。
師:今天我們這節數學課是一堂趣味的數學課,在這節課之前,我要和同學們做一個游戲,我畫,你們猜,大家猜一猜,我畫的這是什么。(小雞)一個圓形代表頭部,兩條垂直的直線代表腿部。還有一個小動物,有兩只長長的耳朵,這是什么動物?(兔子)大家都猜出來了吧,我們這節課的主角是兔子和小雞,下面讓我們開始今天的學習吧!
師:我們國家有很長的數學學習歷史,有很多古老的、有趣的故事,至今還在我們的生活中流傳著。今天我們要講的是一道很有意思的古代數學題——雞兔同籠。
多媒體出示:籠子里關著小兔和小雞,上有35只頭,下有94 只腳,請問一共有多少只兔子、多少只雞?
(板書:數學廣角——雞兔同籠)
師:現在請大家猜猜看有幾只雞、有幾只兔子。
生1:我想應當是雞有10 只,兔有25 只,如果這35 個腦袋都是雞,那就是70 條腿,94 只腳比70 條腿多。因此,我想應當是兔子更多一些。
生2:我不同意她的觀點,我覺得應該少一些兔子,多一些雞。我猜想,若有35 個兔子腦袋,那就該有140 只腳,140 比94 更多,那就證明兔子的數量多了,因此我猜想有13 只兔子,21 只雞。
師:看來大家都有濃厚的探索興趣,看著大家各抒己見,我真的感到十分欣慰!那就請大家在練習本上嘗試自己檢驗一下吧!
相信在上一個環節,大家對“雞兔同籠”都有所了解了,現在讓我們看一下課件。有沒有人能帶著感情念出來?能不能說清楚?
多媒體出示:
?《孫子算經》中“雞兔同籠”原文內容:今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足。問雉兔各幾何。
師:你能從中得到什么資料?結合日常生活中的常識性知識,你還可以得出什么結論?(點名報告)
師:根據以上的資料,讓我們先來猜測一下,這個籠中有多少只雞、多少只兔子?(給學生一點時間去猜)你怎么知道是對是錯?(確認了腳的個數)這能否隨便猜?要把握什么?
師:每個人都猜測出了幾組數字,但都被證明是錯的,那么多人怎么會猜錯?(數據過大)事實上,我們在做數學研究時,往往會將復雜的事情簡單化,將數字變小,從簡單的問題開始。例如,我們可以先猜測5 只雞和5 只兔子的腳的總數,再逐步增加難度。這一次我們能不能猜對?請你自己計算、思考,把答案寫在卡片上!
在呈現教學情境的過程中,利用古代數學問題,讓學生感受到我國古代數學文化的源遠流長,在感受數學文化時,還能激發出學生的民族自豪感和愛國熱情。同時,學生通過對結果的猜測和修正,可得出正確答案。如果學生不能得出正確的結論,教師就可以進行下一步的教學,適當刺激學生對問題的探索,也為下一步“化繁為簡”打下良好的基礎。
1.列表法
籠子中有若干只雞和兔子,從上面看一共是8個頭,從下面看一共是26 只腳,你是否能知道兔子和雞都有多少?
師:通過猜測,你能猜出有多少只雞嗎?有多少只兔子呢?
生:3 只雞、5 只兔子。
師:怎樣才能確定這是正確的呢?
教師指導學生說出自己的解題思想和步驟。
生1:我是將8 個腦袋平均分成8 份,4 只雞、4只兔子,一共24 只腳,缺2 只腳,表示雞較多,兔較少,調整后3 只雞、5 只兔子。
生2:我先從1 只雞和7 只兔子開始計算。
生3:我先從7 只雞和1 只兔子開始計算。
……
師:同學們,如果我們用表來排列我們剛才所做的論證,這就叫列表法?,F在,請大家翻開課本第104頁,將第一個表格填滿。
生:老師,我沒有使用列表方法,我是用圖形來尋找答案的。
師:同學們,請你們站在黑板前面,向我們展示你的學習方式。(見圖1)

圖1
2.畫圖法
師:經過剛剛的練習,大家對“雞兔同籠”的問題都有了一定的認識,并且在討論中發現了一條非常簡便的思路,那我們再把這個思路繼續應用下去,如何才能使它變得更加簡便?
(學生討論:如果8 個腦袋都是雞,會比較容易計算。)
師:剛才我們用圖解法解決“雞兔同籠”問題,這是另外一種解題方式,除了畫圖法,還有假設法。
3.假設法
師:下面請大家用假設法進行解題。
生:首先,將8 個腦袋都看成是雞的,共有16 只腳。假設所有的雞籠都被關了起來,即8×2。其次,籠中共有26 只腳,我們只數出16 只,還少數出10 只腳,即26-16=10(只),這是一個很大的數字。最后,一只兔子比一只雞多出兩只腳,因此我們在第1 只雞上加出兩條腿,這樣就少計算出8 只腳,再在第2只雞上加出兩條腿,以此類推,總共為5 只雞加出2條腿,則圖中有5 個頭是4 條腿,4 條腿的是兔子,2條腿的是雞。求兔子的數量,是10÷2=5,雞的數量是8-5=3。
師:同學們,你能看到8 個腦袋都是兔嗎?現在,請學生在自己的習題冊上做一個簡單的計算。
教師引導學生自己試著去解答問題,分層次地進行討論和交流,目的是讓學生逐漸清楚地理解:總腳數的差值中有多少個2,而“2”就是兔子與雞腿的差值。
師:同學們,“雞兔同籠”這種從正向思維到逆向思維的方式來解決數學問題,很有難度。同學們,我們的先人很聰明,他們在1600 年前就找到了“雞兔同籠”這個題目,這個題目比較難,本來是要讓小朋友去體驗一個由淺入深的過程,但我們的先人認為,只要我們從最簡單的知識開始,就可以感受到其中的數學價值,用更多數學問題為生活服務。
學生在小組內查找“雞兔同籠”的數學資料。
數學文化的滲透,使學生能根據自己所學到的知識,來解答“雞兔同籠”這道古老的難題。在此基礎上,引入有趣的解法,從而營造出良好的文化氛圍,使學生能更好地學習數學,進一步激發學生學習數學的興趣,更能讓學生體會到我國數學文化的古老與美好,從而提升學生的民族自豪感。
請大家結合所學的“雞兔同籠”知識進行拓展練習。
1.有烏龜與仙鶴共40 只,烏龜與仙鶴共112 條腿。有多少只龜,多少只鶴?
2.自行車及三輪共10 輛,共26 個輪子,有幾輛自行車,幾輛三輪車?
3.小紅用13 塊6 毛錢買了35 枚面值分別為20分和50 分的郵票,請問這35 枚郵票中的兩種郵票各有幾枚?
師:同學們,請結合“雞兔同籠”知識,設想在上面這幾道題中找到“雞”和“兔”,并且分別求出“雞”和“兔”都有多少只?
師:上面這些題和“雞兔同籠”知識有什么相同點?
生:均采用假設法。
這些實踐題不管是題目本身,還是表達方式,都與“雞兔同籠”題有很大不同。然而,雖然表面上看起來與“雞兔同籠”無關,但學生卻能輕松地解答出來。這一正向遷移表明,學生對“雞兔同籠”的認識已由“特殊”上升到“一般”,并具有一定的數學視野,通過遷移使其結構得到完善,使其成為一種有效的學習策略,從而形成模式意識,提高以數學語言來表現現實生活的能力。
?在“雞兔同籠”問題的解法中,猜想是對這類問題進行探索和求解的方法之一,而列表法則有助于對這類問題進行有條不紊的思考,有助于對這類問題進行有效的推理,為這類問題提供了一種可操作的思路。在教學時,教師要給予學生充足的空間,有充足的時間去探究和討論解決此類問題的方法。
?假設法屬于一種算術方法,可以被分成四個主要的步驟,即假設—計算—推理—調整。假設法的計算相對簡單,但理解算理會有一定的難度,特別是推理和調整這兩個步驟很難理解,學生如果不能通過這兩個階段,就不能真正地掌握假設法。在教學時,教師要仔細分析學生存在的思維障礙。當學生完全掌握假設法后,教師還可以利用“半兔法”“抬腳法”等特殊的假想方法,讓學生體會到假想方法的精妙和靈活性,再將其應用到解題中,切實提高學生對這一部分知識的學習及應用能力。