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“鸡兔同笼”问题

2019-07-10徐仁义

教师·下 2019年5期
关键词:鸡兔同笼数学思想建模

徐仁义

摘 要:“鸡兔同笼”作为经典名题,在小学三至六年级有层次地被学习。根据学生身心发展特点巧用列表法、画图法、假设法和列方程等方法进行解决,有效地渗透并发展了学生数形结合、化归枚举、代数等数学思想方法,促进了学生数学素养的提升。

关键词:鸡兔同笼;数学思想;建模

中图分类号:G623.5 文献标识码:A 收稿日期:2019-01-20 文章编号:1674-120X(2019)15-0060-02

“鸡兔同笼”是我国古代非常有名的趣题,最早记载于《孙子算经》中。当下,鸡兔同笼问题已经编入数学课本。如何让学生真正掌握鸡兔同笼问题的解题方法,從而培养学生的数学思维和数学思想呢?

一、教材解读

“鸡兔同笼”作为经典名题,在各版教材中都有编排,其目的是“介绍一些比较著名的数学问题,让学生在解决这些问题的过程中,能主动尝试从数学的角度寻找解决问题的策略,在经历猜想、实验、推理等数学探索的过程中渗透数学思想方法,培养学生解决问题的实践经验和能力,激发学生对数学的好奇心和求知欲”。(摘自《义务教育数学课程标准(2011年版)》)

笔者对各版本教材有关鸡兔同笼问题的内容进行了研读,并统计成下表:

苏教版六年级下册将它作为一题练习题来巩固“假设和替换”的策略;北师大版五年级上册“尝试与猜测”中用它来让学生学会表格列举;而人教版更是浓墨重彩,从原来的六上调整到四下,教学要求也有所改变。六上要求学生掌握列表法、假设法、方程等方法,同时也蕴含着丰富的思想方法:化归、枚举、数形结合、方程、建模等。四年级只需要掌握列表调整和假设法,其他方法不涉及。对四年级学生而言,经历猜测、尝试、调整的过程,培养有序思考的习惯、体验假设思想、积累学习经验才是最重要的。

二、教学策略

人教版教材将“鸡兔同笼”安排在四年级,其实它可以放在三至六年级进行学习,体现层次性和系统性。

(一)三年级:巧用数形结合来表征

三年级学生初次接触“鸡兔同笼”问题,受所学知识的局限,如同一个手无寸铁的小孩面对高大狰狞的“猛兽”,感到无助和害怕。要想战胜它,只有通过数形结合,运用观察、比对的思想方法,才能找到解决问题的突破口。

【例1】养殖场,养了鸡、兔共8只,脚共有22只,问养殖场有鸡、兔各多少只?

1.表格法

学生根据鸡、兔共8只,可以得到下表:

再根据表中鸡和兔的具体数量分别计算出每种情况脚的总数,最后根据脚的总数比较得到鸡5只、兔3只。

采用表格法解题,优点在于便于学生理解思路,掌握方法;缺点是当数量较大时,计算麻烦。

2.画图法

用8个小圆圈表示8个动物的头(如图1)。

两种动物混在一起,每种动物的脚数又不同,三年级学生思考起来比较复杂。为了将问题简单化,先假设只有一种动物,假设都是鸡,就在每个圆圈下面画上2只脚(如图2)。

假设:假设都是鸡,鸡的脚数一共:8×2=16(只)。

比较:与实际的22只脚相比少:22-16=6(只)。

找原因:把兔错当成了鸡,每只兔错当成鸡,就少算4-2=2(只)。

调整:把兔少算的2只脚补上去。每只鸡补上2只脚就成了兔。

列式计算:兔的只数=相差总数÷每只相差数=6÷2=

3(只)(如图3)。

学生借助作图法解题,自主探索到“假设法”解题的思维过程。就这样,学生运用图表直观地表征了各种思想方法,经历了从“图表化”到“数学化”逐步抽象的过程,把复杂的数学问题变得简洁而形象。

(二)四年级:巧用假设法来突破

学生初步感知了数形结合的解题方法后,面对“鸡兔同笼”,再也没有了“小孩面对猛兽”时的窘状,倒像是手拿武器的战士,充满自信前去勇斗。四年级学生主要学习运用比较和分类、分析和综合等思想方法,掌握用假设法解决“鸡兔同笼”问题的基本方法。

【例2】某养殖场,养了鸡、兔共35只,鸡的脚比兔的脚多22只。问鸡、兔各多少只?

方法一:假设都是鸡

(1)假设:鸡脚比兔脚多:35×2-0×4=70(只)。

(2)比较:与实际的多22只脚相比相差:70-22=48(只)。

(3)找原因:把兔错当成了鸡,每只兔错当成鸡,就少算4+2=6(只)。

(4)调整:48里面包含几个6,就是兔的只数。

(5)列式计算:

兔:(70-22) ÷(2+4)=8(只),鸡:35-8=27(只)。

方法二:假设都是兔

鸡:(35×4+22)÷(4+2)=162÷6=27(只)。

兔:35-27=8(只)

(三)五年级:活用假设法来拓展

通过四年级的学习,学生发现解决“鸡兔同笼”问题不仅仅只有“假设法”,而 “假设法”也不是只能解答“鸡兔同笼”。这好比一个刚从迷宫出来的人,突然觉得天地豁然开阔,感受到生活中很多问题,都能用“假设法”解决。

【例3】数学竞赛中,有12道计算题,评分规定:每答对一道题得10分, 答错一道题要倒扣 4 分。丁丁答了全部题目,但最后只得了50分,他答错几题?

思考:把什么类比成总头数?把什么类比成总脚数?把什么类比成鸡、兔的脚数?

方法一:假设都答对

答错题数:(12×10-50)÷(10+4)=70÷14=5(题)。

方法二:假设都答错

答对题数:(50+12×4)÷(10+4)=98÷14=7(题)。

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