体验分析问题的过程,感悟解决问题的多样化策略
——解决鸡兔同笼问题方法策略分析
2018-11-30甘肃省合水县西华池小学汤润会
甘肃省合水县西华池小学 汤润会
问题:“今有雉兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问雉兔各几何?”这是大约一千五百年前,我国古代数学名著《孙子算经》中的一道数学趣题——“鸡兔同笼”问题。这道题的意思是:笼子里有若干只鸡和兔,从上面数,有35个头,从下面数,有94只脚。问鸡和兔各有几只?“鸡兔同笼问题”是人教版小学数学四年级下册数学广角中的题目,这类题目包含的题型多,学生只有经历、体验了不同思路下解决问题的过程,感悟了解决问题的策略及方法的多样化,才能正确地解答鸡兔同笼问题的变式题目。由于原题中的数据比较大,不利于首次接触该类问题的学生进行探究,教材中渗透了“化繁为简”的思想,编排了数据比较小的题目例1:笼子里有若干只鸡和兔,从上面数,有8个头,从下面数,有26只脚。问鸡和兔各有几只?在教学中,我采用以下几种方法来加深学生对题意的理解,培养学生探究新知的能力,激发学生学习数学的兴趣,提高学生解决实际问题的能力。
1.猜测法。猜测法是探究解决此类问题的基础。如解答例题时,学生可以通过猜测。鸡的只数可能有1,2,…,7,共七种答案,则兔的只数可能对应有7,6,…,1,还是七种答案。经过验证,只有鸡3只、兔5只的答案是正确的。至此,教师可以继续追问:“如果数据变大了,还能用猜测法吗?”使学生认识到这种方法效率低,不具有普遍性。
2.列表法。列表法是猜测法的延伸。当学生通过猜测进一步明确了题目的数量关系,对头数与脚数的对应变化有了一些感悟后,再引导学生尝试列表法,并完成下表:
通过列表,让学生发现,鸡有3只,兔有5 只,符合题意。学生经历了有序列表以后,逐步发现和形成列表法是解决鸡兔同笼问题的简单策略,并且认识到如果数据太大,列表法太费时间,具有一定的局限性。
3.假设法。假设法是更具有逻辑性和一般性的解法。让学生先假设全部是鸡,则共有16只脚,比题目中数据少了10只。追问学生:“为什么少算脚了?少在谁身上了?”经过讨论,学生明确少在兔身上,一只兔少算了2只脚,则5只兔少算了10只脚。因此,兔有5只,鸡有3只。列算式为:8×2=16(只),26-16=10(只),4-2=2(只),10÷2=5(只),8-5=3(只)。
还可以先假设全部是兔,则共有32 只脚,比题目中的数据多了6只脚。追问学生:“为什么多算脚了?多在谁身上了?”经过讨论,学生明确,多在鸡身上,一只鸡多算了2只脚,则3只鸡就多了6只脚。因此,兔有5只,鸡有3只。列式为:8×4=32(只),32-26=6(只),4-2=2(只),6÷2=3(只),8-3=5(只)。
通过分析比较,让学生明确,如果假设的是鸡的只数,先算出来的就是兔的只数;如果假设的是兔的只数,先算出来的就是鸡的只数。学生经历了“假设——计算——推理——解答”的过程,体验到假设法是解决此类问题的算术解法中较为普遍的一种解法。
4.抬腿法。抬腿法其实是假设法的一种,它是古人解决鸡兔同笼问题的一种简便方法。让例题中笼子里的鸡抬起一只脚,兔抬起两只脚。这时鸡和兔脚的总只数只剩一半,即13只。并且从下面数每只鸡只剩一只脚,每只兔只剩两只脚。笼子里只要有一只兔,则脚的总数比头的总数多1,这时脚的总数与头的总数之差是5,就是兔的只数。列式为:26÷2=13(只),13-8=5(只),8-5=3(只)。
抬腿法解决鸡兔同笼问题,更为有趣、简便,学生更容易理解,在这里还能体会到古人的聪明才智。
5.方程法(主要针对教师)。虽然本单元列方程解应用题学生还没有学,但是,在随后的五年级上册中将要接触到。并且在以后的学习中,将会大量运用到列方程解应用题的方法。在这里可以让学生进行了解,激发学生的学习兴趣。对教师而言,是一种探索和研究。
鸡兔同笼问题列方程解可以有两种方法:一是设一个未知数,列一元一次方程解答;二是设两个未知数,列二元一次方程组解答。例题中,如果设一个未知数,设鸡有x只,则兔有(8-x)只,可列方程为:2x+4×(8-x)=26,解得x=3,8-x=5(只)。
或者设兔有x只,则鸡有(8-x)只,可列方程为:4x+2×(8-x)=26,解得x=5 ,8-x=3(只)。
如果设两个未知数,鸡有x只,兔有y只,可列方程组为:解得x=3,y=5。
引入方程法,不仅可以开阔学生的知识视野,还可以为以后的学习做好铺垫。
总之,学生通过猜测、列表的方法,把抽象的问题直观化,加深了对题意的理解。经历了假设、列方程的方法,明确了题目中的数量关系,体验到了解题策略的多样化。体验了抬腿法后,进一步感受到了数学学习的趣味性。在学生的数学学习中,建立了相关的数学模型,掌握了解决鸡兔同笼问题的多种策略,使得思维复杂,难以掌握的奥数题目变得简单起来。