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趣题巧解点石成金

2014-04-29秦琦

科学大众·教师版 2014年12期
关键词:公倍数纵队数学家

秦琦

摘 要:克莱因曾说:“在最广泛的意义上说,数学是一种精神,正是这种精神,试图决定性地影响人类的物质、道德和社会生活,试图回答有关人类自身存在提出的问题。”我们在教育教学中不能淡化传授数学精神的意识,要始终坚持不仅教给学生知识,而且注重在知识的潜移默化中让学生领悟数学精神,感悟数学文化。

关键词:数学教学; 趣题巧解

中图分类号:G623.5 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2014)12-051-001

数学的抽象性、严密性和应用的广泛性常常会使学生不理解,甚至望而却步。有些抽象、枯燥的数学知识对于学生来说,就像是一颗颗顽石拦在他们面前,学生只能避让或绕道而行。

苏教版数学五年级下册“最大公因数和最小公倍数”是非常有趣的知识,通过书本的学习,学生观察概括、探索并理解了公倍数、最小公倍数的含义,掌握了求两个数的最小公倍数的方法。学生除了课堂上书本中的知识,更希望汲取更多的知识养分。在此基础上,笔者大胆设想上一节思维训练课《有趣的公倍数》,决定打破以往固有的“非此即彼”的思维方式,坚定“一课一得”的目标。不仅仅着重于知识点的讲授,而在于对“同余问题”的深刻理解和数学思维的强化训练,以及对数学兴趣的培养。

一、趣题——迸发思维火花

在思维训练课中习题是重要组成部分,老师选择什么样的题目,是学生对所学知识的实践应用,是促进学生拓宽知识面,发展思维的重要手段。在这节数学课中,笔者结合历史故事“韩信点兵”作为问题主线设计了一系列递进式数学问题。第一层次——基本“同余”问题。“营地士兵六百有余,先分七路纵队站好,结果多3人,改成九路纵队,结果还是多3人。营地的士兵至少有多少人?”通过几次追问让学生理解题意,“如果把这些士兵分成七路纵队没有剩余,那么说明士兵人数是7的——?”“如果分成九路纵队也没有剩余,那么又说明什么呢?”“如果分成七路纵队没有剩余,分成九路纵队也没有剩余,那么士兵人数就是——(7和9的公倍数)。”第二层次——复杂“同余”问题。“一队士兵隔墙站队,每三人站成一排,最后一排少一人。每五人站成一排,最后一排少三人。这队士兵至少有多少人?”这次的同余并不是那么容易发现的。第三层次——“同少”问题。“士兵数量不超过80人,每6人站一排,最后剩4人;每9人站一排,最后一排少了2人。士兵最多有多少人?”这也是同余问题的一种题型,只是平均分后不是剩余而是缺少。

二、趣闻——丰富知识内涵

数学阅读是培养学生数学素养的有效途径之一,一堂课的教学时间是有限的,而数学阅读不只包括对数学教材的阅读,还包括对与数学有关的科普知识及课外材料的阅读,因此教师在课堂上必须注重阅读延伸,提升学生的数学素养。这节课可以结合公倍数的知识引出《孙子算经》中的经典数学题——“今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?”并透过这类问题向同学们介绍宋朝数学家秦九韶。从《孙子算经》的“物不知数”题到秦九韶的“大衍求一术”,我国古代数学家对一次同余式的研究,在世界数学史上取得了辉煌的成就。相同的理论,西方晚了五百多年。

在这些介绍和了解中,学生自然感悟到每一个数学规律的发现,定理的归纳都是一部数学发展史,它们都经历了漫长的历史时期,其间的每一项成就都是以无数次的挫折和失败为代价,无不包含着数学家对数学刻苦钻研、勇于探索,并为之奋斗终身的精神;无不包含着数学家对数学发展所起的巨大推动作用。

三、趣解——提升数学素养

在这节课中就“解题”本身,笔者在设计中强调了以下几点:第一,加深对同余问题的理解。从抽象、逻辑上理解这种类型的习题,而不能流于直观化、表面化(而这正是大多数学生的问题所在)。本节课为了让学生了解《孙子算经》中“物不知數”题的经典解题方法,教师特意设计了递进式的习题,通过多思考、多分析,并向学生展示思考过程,鼓励学生从不同的角度去观察问题,分析问题。第二,学会对概念与公理的运用,形成本能。如果学生能潜意识运用知识和解题方法,这将会培养学生深刻理解问题本质,从基本假设出发建立理论体系的能力,这些对学生日后的学习发展将有不可估量的影响。第三,分散难点,让学生乐于思维。比如较难的同余问题,可以引导学生找到关键句,并把它转化成容易理解的基础同余问题。“一队士兵隔墙站队,每三人站成一排,最后一排少一人。每五人站成一排,最后一排少三人。这队士兵至少有多少人?”其中两个条件可以转化成同一句话“最后一排多2人”。这样把较难的问题根据学生的实际情况,适当分解,减缓坡度,也就创造了条件让学生乐于思维。在课上笔者还向学生介绍《孙子算经》这本古代数学专著,里面记载着我们熟悉的“鸡兔同笼”题,还有“物不知数”题。不仅引导学生解答有关公倍数的难题,还出示了明代数学家程大位写的诗歌——“三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆月正半,除百零五便得知。”这是这类问题的另一种解法,学生们非常感兴趣。部分学生在理解的基础上还会运用此类方法解答其他“物不知数”题——“今有物,二百至四百间,三三数之,剩二,七七数之,剩三,八八数之,剩五,问物几何?”

虽然思维训练课的内容是课本知识的深入拓展,题目难度增加,学生解题能力有差异,有不少学生心有余而力不足,但是他们并未因此而轻易放弃,部分学生钻研难题的积极性和学习氛围感染了班级里更多的学生,他们都愿意投入到探索研究中来。学生不仅通过解决难题的过程获得所需的数学知识、思想方法,更培养了他们勇于探索、勇于创新的数学精神。这种精神,作为数学知识深处的本质力量,已经被激发出来,变为“点石成金”的神奇“催化剂”。

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