“租船問題\"為人教版教材四年級下冊例5的教學內容(如圖1),旨在通過解決租船問題滲透優化思想,提升學生分析問題和解決問題的能力。教材先呈現“租哪種船便宜\"這一問題,引導學生尋找解決問題的方案,接著,由問題“如果不空座位,會不會更省錢?\"進一步引導學生進行探索,并調整租船方案,從而啟發學生全面分析問題,積累解決實際問題的經驗。

在教學“租船問題\"時,部分教師存在認識上的誤區,認為解決這類問題的策略應“租大船,無空位”。教師首先會引導學生發現大船單價較低,故應優先選擇租用天船;隨后學生通過計算 32÷6=5 (條)2(人),得出租船方案為:租5條大船、1條小船,共計174元;接著引導學生思考調整租船方案,即租4條大船、2條小船,共計168元;最后通過比較,確定最省錢的租船方案,并提煉出“既要考慮租大船,又要考慮不留空位\"的策略,簡稱“租大船,無空位”。
然而,此策略并不準確。比如,將大船的信息更改為“天船30元,限乘10人(單價更低)”,則該策略不再適用。此時,租3條天船和1條小船,盡管存在2個空位,但費用僅為114元,而采用“租大船,無空位\"的策略則為租2條大船和3條小船,費用為132元。顯然,該策略已不適用。
事實上,經驗豐富的教師明白租船問題還存在其他情況,“租大船,無空位\"的策略并不總是適用。例如,當總人數為27人時,無論怎么租,都將不可避免地出現空位,此時“無空位\"的策略又如何實現呢?
“租船問題”之所以復雜,是因為租金是否最低涉及多個變量,如總人數、大船單價和總價、小船單價和總價、大小船可乘人數等。這些變量之間的邏輯關系錯綜復雜,絕非“租大船,無空位\"這一簡單規則所能概括。可見,將“租船問題\"簡化為“租大船,無空位\"的策略是不恰當的,至少“無空位\"這一表述是不準確的。教師如何教學“租船問題”,使學生能夠應對各種情況并作出正確決策?即通法是什么?尋求通法,確實是解決數學問題所必需的意識。
筆者認為,解決“租船問題”的通法在于“有序列舉”一一只有將各種可能的情況列舉出來,才能計算出不同租船方案的費用,并通過比較找出最省錢的方案。
以27人為例,通過列舉和比較(如表1),可以準確地找到最省錢的方案為租用4條大船、1條小船,共計144元。(引導學生從租用大船開始列舉,此處不再贅述)


需說明兩點:一是列舉形式不必局限于表格,能夠有序寫一寫亦可;二是可乘人數可以用算式表達(起到檢驗作用),若學生口算能力強,亦可省略不寫。
或許有教師認為這種列舉過于煩瑣,不夠高效。然而,我們必須認識到有序列舉是一種解決問題的通法,任何復雜情況都可以通過有序列舉得到解決。何況,上述列舉僅涉及五種情況,并不復雜。
實際上,“租船問題\"的“前身”一人教版教材三年級的“運煤問題”,正是通過這種策略解決的。因此,從知識銜接或思想方法深化的角度引導學生運用有序列舉的方法,可能是更為合適的解決問題的方法。(注:筆者在撰寫此文后,與人教社相關專家進行了交流,得知在新一版教材中,此解題方法的編排將有所體現)
面對教材的編寫,教師只是在執行教材的教學要求,因此,若需改變,也應從改變教材開始。然而,教材并未要求學生列出兩個算式(調整一次),就確認后者方案更省錢。教材也未明確指出要采用有序列舉的方法來分析,兩個算式本身就是兩次列舉。教材更未明確表達“租大船,無空位\"的策略。在“回顧與反思”中提及的“解決這類問題,要考慮租哪種船便宜,還要…”是我們自己過度擴天了“這類\"的含義這聽起來似乎是在為教材辯解,但實際上是筆者想表達以下觀點。
1.教師應理性審視教材內容。教材內容僅為示例,未必最佳,甚至可能存在瑕疵。教師應深入解讀、理性審視教材中的每個例子,理解其內涵,思考其教法,特別是從學生角度考慮學習的疑問與困難,思考例子的適宜性。
2.教師應具備改編示例的意識和能力。如果發現教材的例子不太合適,如不符合本班學生的學習能力,或前后知識邏輯不連貫等,教師應勇于改變、主動創新。比如,更換情境、調整數據、修改要求、增加課時等。目的是使教與學的過程更科學,結果更有效。以“租船問題\"為例,如果我們認為該內容編寫存在不足,學生易陷人誤區,可以采用如下兩種微調方案。
方案一:改變例題。首先將例題中的總人數改為無論如何乘船都會有余數的情況(數據不宜過天),如27人。這樣可以引導學生從“一般情況”入手分析,自然排除“空位\"的非本質因素,避免陷入誤區。然后,將對例題的思考和分析交給學生完成,得出第一個式子 27÷6=4 (條)……3(人),在計算出總費用后,后續的式子可以讓學生自行書寫,促使學生自主調整,有序列舉,充分經歷尋找最省錢方案的過程,提煉出正確的解題策略。當然,將前文提到的“天船30元,限乘10人”作為示例也是可行的。
方案二:調整習題。在例題教學后,教師不提煉“租大船,無空位\"策略,而是讓學生通過練習鞏固解決問題的方法,在練習中設置一道變式題,如將總人數改為27人,然后讓學生完善認知結構,形成一般性的策略。這一思路體現了從“特殊到一般\"的思維方式,這非常符合學生的學習心理學生產生“無論怎么租船都有空位,那該怎么辦\"的疑問,只是沒機會提出來。
以上兩個方案并未“顛覆\"教材要求:教材原意是讓學生練習鞏固四則運算,能夠運用所學知識合理靈活地解決實際問題,并在此過程中感受優化思想;也未對教師提出“過分\"要求一教師只需在備課時更深人地思考問題,然后更精細地設計出教學過程即可。
或許作為讀者的您已經發現,如果一位教師在教學“租船問題”時,經歷了上述思考和實踐,其成果是令人欣喜的一一學生深刻地建構了知識,有效地發展了思維,教師和學生都避免了陷入認知誤區。更可喜的是,教師在此過程中,無形中提升了教學研究能力。
(浙江省杭州市濱江區教育研究院)