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模型“出”“入”有门路

2017-05-31罗文清

湖北教育·教育教学 2017年5期
关键词:鸡兔同笼列表建模

罗文清

模型思想是数学研究与学习中基本的数学思想之一。广义而论,数学的法则、定律、公式、规律均可视作数学模型。狭义来看,在小学数学教材中,鸡兔同笼、植树问题、找次品、鸽巢问题作为数学模型教学的四个专题被编入数学广角(共计10个专题),占比近半,足见模型思想的重要性。

模型教学涉及两个核心要素,“建”与“用”,建模是关键,是基础;用模是重点,是归宿。建模的质量直接影响用模的水平,建得自主,建得积极,则用得自如,用得灵活。如果把“模型”当作“模具”交给学生,那么学生只会是照葫芦画瓢,生搬硬套,不可能实现真正意义上的用模。如何实现模型的有效建构,让模型来时有门,去时有路呢?下面笔者结合“鸡兔同笼问题”的教学实践谈谈自己的一些体会。

一、找准起点,积累经验

建立数学模型和解决其他数学问题一样,需要经过一系列具体或抽象的操作与思维活动,这些活动的展开同样需要以学生已有的生活和知识经验为起点,层层深入,不断积累建立模型所需要的完整活动经验。

以“鸡兔同笼问题”为例:鸡兔共有8只,脚共有26只,问鸡兔各几只?

列表与假设是解决这类问题常用的两种方法,教学中往往呈现这样的景象:依序列表时,学生得心应手,轻松自如,但到了研究假设法时,多数学生理解困难,有的更是一脸茫然。

究其原因,是因为教学中我们往往将列表与假设割裂,没有认识到列表过程中同样蕴含着假设。

如何破局?细作分析,无论是列表法,还是假设法,都遵循“假设——计算——推理——调整”的解决策略与程序,如果在列表过程中让学生直觉感悟到这样的思维过程,就会为后面抽象的说理做好准备,降低学生理解的难度。

当学生利用上表找到答案后,教师应及时引导学生对表中的数据加以分析:第一组数据是先假设8只全部是鸡,然后计算出只有16只脚,与实际26只不符,需要对假设做出调整;接着重新假设有7只鸡,1只兔,计算出共有18只脚,仍然与实际26只不符;依次下去,直至鸡3只,兔5只时,脚正好26只。最后非常关键且重要的一点,教师要有意识地引导学生反思这一过程中的基本程序与思路,即“假设——计算——推理——调整”,当学生有了充分的感知之后,就为后面理解假设法积累了相关经验。

二、抓住重点,主动建模

有了上面的基本策略与路径之后,如何让学生深层理解作出假设之后题中存在的数量关系,如何用算式表示出它们之间的关系,就成了接下来的教学重点,因为这是学生实现主动构建模型的关键所在。

师(出示表1):刚才同学们从全是鸡,或全是兔开始列表尝试,现在老师又是怎样想的呢?你能接着想下去吗?

生1:先假设鸡兔各有4只,可以计算出这时脚共有24只,只要增加1只兔,减少1只鸡,就可增加2只脚。所以鸡有3只,兔有5只。

师:你怎么知道调整时要增加1只兔,减少1只鸡的?

生1:因为算出的脚数24只比实际26只少2只,1只兔比一只鸡就多出了2只脚。

师(出示表2):现在你能看懂表中的数据和想法吗?你能接着往下找到答案吗?

生2:先假设有6只鸡,2只兔,通过计算6×2+2×4=20,比题中26只脚少了6只,列式为26-20=6,调整时需要增加3只兔,减少3只鸡。

师:为什么要增加3只兔,减少3只鸡,能说得明白点吗?或者用个式子表示出来?

生2:1只鸡与1只兔相差2只脚,现在共相差6只脚,就是算6里面有几个2,算式是6÷(4-2)=3。

师(出示表3):现在呢?你能不能像刚才大家分享的一样,用算式表示出思维过程呢?

(学生独立思考后展示交流。)

生3:假设全为鸡,共有8×2=16只脚,少了10只脚,调整时需要增加5只兔,减少5只鸡,就是算10里面有几个2,列式为10÷(4-2)=5。

在上面的教学片断中,通过三组数据,遵循“假設——计算——推理——调整”这一过程,引导学生由近及远,由特殊到一般逐步抽象出解决鸡兔同笼问题的数学模型。

三、紧盯难点,灵活用模

用模是研模、建模的最终目的,体现了模型的现实意义与应用价值,是模型教学中的重要环节。用模能力的高低取决于建模的质量和学生的识模能力,学生能否将现实情境中的具体信息逐一与模型中的量联系起来,建立对应关系,实现从问题到模型的抽象,这是用模阶段的一大难点,教学中应设法突破。

在“鸡兔同笼问题”模型的应用环节,笔者设计了以下三个层次的识模体验:①基础性识模,龟鹤同游,从上数,共有40个头,从下数,有112条腿。龟、鹤各有几只?②游戏化识模:(课件演示)这是一个信封,里面装了5元和2元的纸币,共7张。你能猜猜信封里一共有多少钱吗?让学生在猜的过程中感悟不少于14元,不多于35元。之后再补充信息“共有29元”,现在你能知道5元、2元纸币各有多少张吗?③生活化识模:师生共38人去划船,共租了8条船,恰好坐满,每条大船坐6人,每条小船坐4人,大船和小船各租了几条?在每一轮的练习中,笔者会让学生思考:它们与今天研究的“鸡兔同笼问题”有联系吗?如果有,是怎样的联系?以此训练学生的识模能力,提高应用水平。

建模与用模组成了模型教学的两条腿,只有建模时有“门”,才能做到用模时有“路”。

(作者单位:松滋市黄杰小学)

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