江蘇灌南縣湯溝小學(xué)(222535)
【問題緣起】在一次教研活動(dòng)上,我們數(shù)學(xué)教研組首先圍繞“數(shù)學(xué)好題”展開討論,有的教師認(rèn)為教材中基礎(chǔ)性的題目就是“數(shù)學(xué)好題”,因?yàn)樗鼈兡苈鋵?shí)新課標(biāo)的知識(shí)和能力目標(biāo);有的教師認(rèn)為奧數(shù)中的題目就是“數(shù)學(xué)好題”,因?yàn)樗鼈兡荛_闊學(xué)生的視野,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維;有的教師認(rèn)為教材中能用多種方法來解決的一類題目就是“數(shù)學(xué)好題”,因?yàn)樗鼈儾粌H有助于不同思維層次的學(xué)生都尋找到適合自己的解決問題方法,還有助于教師把握學(xué)生的數(shù)學(xué)思維水平。接著,我們進(jìn)一步篩選“數(shù)學(xué)好題”的經(jīng)典范例,最終大家一致推選《孫子算經(jīng)》中的“雞兔同籠”問題、“進(jìn)水出水”問題等為“數(shù)學(xué)好題”。
在實(shí)踐中,我們選擇一道典型的“雞兔同籠”題目“雞兔同籠,共17個(gè)頭,42條腿,問雞和兔各有多少只?”來讓不同年級(jí)的學(xué)生解決。從上交的作業(yè)中,我們發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都得到了正確答案,但是他們的解法并不相同。比如二年級(jí)學(xué)生,有的采用畫圖的策略,先畫出一些簡(jiǎn)單的幾何圖形表示雞和兔,在不斷修改中促使雞和兔的腿是42條,從而順利地找到雞和兔的數(shù)量;有的學(xué)生運(yùn)用乘法口訣來湊數(shù),計(jì)算出雞和兔的數(shù)量。三、四年級(jí)學(xué)生除了畫圖、湊數(shù)以外,有的學(xué)生用列表法將所有可能的答案先羅列出來再進(jìn)行選擇;有的學(xué)生選擇用假設(shè)法來解決問題,如先假設(shè)17個(gè)頭全是雞或者全是兔,再根據(jù)“雞與兔的腿相差2條”這個(gè)信息調(diào)整雞與兔的數(shù)量。五、六年級(jí)學(xué)生解決“雞兔同籠”問題的方法更加多樣化,除了上述方法外,他們還能運(yùn)用列方程的方法來解決問題,比如設(shè)雞有x只,那么兔有(17-x)只,根據(jù)“腿有42條”列出方程2x+4×(17-x)=42求出未知數(shù)x的值,最后推算出雞和兔的數(shù)量。
【本質(zhì)探求】“雞兔同籠”問題是中國(guó)古代著名的趣題之一,它共有8種解法:(1)列表法;(2)畫圖法;(3)“金雞獨(dú)立”法:讓每只雞都一只腳站立著,每只兔都用兩只腳站立著,那么此時(shí)雞和兔地上的腳數(shù)是總腳數(shù)的一半,即雞的腳數(shù)與其頭數(shù)相同,而兔的腳數(shù)是其頭數(shù)的2倍;(4)吹哨法:假設(shè)雞和兔接受過特種部隊(duì)訓(xùn)練,吹一聲哨,它們抬起一只腳;再吹一聲哨,它們又抬起一只腳,這時(shí)雞都坐在地上,兔子還有兩只腳立著,這些腳都是兔子的,用此時(shí)的腳數(shù)除以2就是兔子的只數(shù)了;(5)假設(shè)法:假設(shè)全部是雞或者全部是兔;(6)“特異功能”法:假設(shè)雞有特異功能,把兩只翅膀變成2只腳,那么雞也有4只腳,或者假設(shè)雞和兔都有特異功能,雞飛起來,兔立起來,那么站在地上的腳全是兔子的;(7)砍足法:假如把每只雞砍掉1只腳、每只兔砍掉2只腳,則每只雞變成“獨(dú)角雞”,每只兔變成“雙腳兔”。若籠子里有一只兔子,則它的腳的總數(shù)就比頭數(shù)多1;(8)方程法:設(shè)雞或兔的只數(shù)為x,列出方程后計(jì)算出雞和兔的只數(shù)。
【教學(xué)反思】“數(shù)學(xué)好題”,一好在能夠一題多解,能讓不同思維層次的學(xué)生都能得到解題方法,二好在具有開放性,能讓學(xué)生開動(dòng)腦筋、暢所欲言;三好在具有層次性,能讓不同思維層次的學(xué)生都能完成對(duì)應(yīng)層次的題目,如讓學(xué)優(yōu)生不斷挑戰(zhàn)高層次題。顯然,“雞兔同籠”問題是一道數(shù)學(xué)好題,理由如下。
1.一題多解,拓寬學(xué)生數(shù)學(xué)思維?!半u兔同籠”問題,能夠讓不同年級(jí)的學(xué)生都找到適合自己的解題方法。當(dāng)然,這些方法有的是低階思維,有的是高階思維,因此在中高年級(jí)教學(xué)時(shí),教師不妨將學(xué)生動(dòng)腦筋想出來的方法進(jìn)行比較分析,引領(lǐng)他們從低階思維走向高階思維。
2.舉一反三,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。學(xué)生解決“雞兔同籠”問題的過程就是一個(gè)數(shù)學(xué)建模的過程,“雞兔同籠”問題還可延伸到購物問題、工程問題、年齡問題、劃船問題等,只要把題中的事物看成“雞兔同籠”問題中的“雞”和“兔”即可。而當(dāng)學(xué)生掌握“雞兔同籠”問題的解題方法和學(xué)會(huì)建立“雞兔同籠”問題模型后,他們遇到同類數(shù)學(xué)問題或者相似的數(shù)學(xué)問題就能舉一反三、觸類旁通。
總之,教師要充分利用每一道“數(shù)學(xué)好題”,讓學(xué)生經(jīng)歷充分思考、小組討論、全班分享、個(gè)人糾錯(cuò)等活動(dòng),教師還要從一道“數(shù)學(xué)好題”走向一組“數(shù)學(xué)好題”,在一組題目中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)建立數(shù)學(xué)模型、靈活思考和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí),從而發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。