关于“鸡兔同笼”的教学实践思考
2021-01-11潘建娥
潘建娥
【摘要】小学数学是小学阶段最重要的课程之一。除去常规运算以外,数学教师还要有针对性地培养学生的数学综合素养。其中,数学思维能力属于一种宏观思维,是通过不断积累数学知识,解决数学问题逐渐形成的。在解决各种数学问题时,我们必须重新转变数学思维,借助特定的条件创新数学思维。“鸡兔同笼”问题就是培养小学生数学思维的典型手段。本文就此进行简要分析,以供教育同仁借鉴。
【关键词】小学数学;数学思维;鸡兔同笼
一、“鸡兔同笼”问题概述
提及“鸡兔同笼”,我们有必要说一下《孙子算经》这部书,其成书大概在公元四、五世纪,最为典型的数学题当数“孙子算经三三数之剩二”和“鸡兔同笼”等。就“鸡兔同笼”问题而言,涵盖了特殊的阶梯思维。借助“鸡兔同笼”问题,我们可以延伸出典型的思考方式和解题思路。借助其背后的数学思想,能潜移默化地培养小学生的数学思维。
二、“鸡兔同笼”问题分析
“鸡兔同笼”原题可以进行如下讲解:同一只笼子中有鸡和兔子两种动物,若清点动物的头,共计35个。但从脚下数,两种动物的脚则有94只。问两种动物各有多少只?通过列式可以得出:兔子=(94÷2)-35=47-35=12(只)。上述算法被称作:化归法。这种数学思维方式非常特殊,是从动物的总脚数出发,将94只脚都视为鸡的脚(每个各有两只脚),算出若是鸡,则有47只,但事实上仅有35只动物,则多出来的部分(脚)就是兔子的。
现代教材中多选用“假设法”,如:同一笼中鸡和兔子两种动物,有90个头,228只脚,问鸡和兔子各有多少只?若假设所有动物均为鸡,则脚的总数为2x90=180只;对比题中脚数(228只)少了48只,由于兔子有4只脚,则这48只脚均为兔子的脚,则兔子的数量是48÷2=24(只),上述解题中,兔子(24只)的另2只脚,已经在第一次计算(鸡)时所包含,故第二次就按照2只脚计算。反之,假设所有动物均为兔子,也能用多出来的脚数算出鸡的总数。
三、“鸡兔同笼”问题所包含的数学思维
1、猜想思维
此类问题给学生的第一印象就是“应该有多少只鸡和兔子呢?”。当学生的猜想被否定时,或者被肯定时,大家的积极性就会被激发出来。大家带着探究的动力去思考问题,奠定了猜想基础,并在猜测和计算过程中探寻出相应的规律,在随后的检查时验证自己的猜测和计算。其实,解决所有的数学问题都是以猜想为基础,在不断地开拓探索中获取准确的答案。正因如此,猜想思维对于学生解决问题,乃至提升个人数学素养有百利无一害。
2、列举思维
此处说的“列举”是排列出所有的猜想。仍以“鸡兔同笼”问题为例,教师可以让大家绘制一个表格,并将各种假设数据填写到表格之中。通过该表格,大家可以观察出相应的规律,并能借助规律解决同类问题。除去表格以外,还可以用画图的方式进行列举(总数不宜过大),这需要大家画出鸡和兔子的头(可以用※或△等代表),以及动物脚的数量,通过匹配,会有若干只剩余的脚,这样就能得出兔子脚的只数以及兔子数量。可以说,列举是建模的“初级”形式,但相比建模更为快捷。
3、转化思维
转化思维可以用在同一类问题上,很多“鸡兔同笼”问题会在头、脚数目上存在增减变化,其实质就是转化思维。转化思维包括:化繁为简、抽象思维(问题归类),这也是我们常说的“举一反三”。学生们应该巧辨题目,掌握题目之间的异同点,并能分析出题目转化的过程,然后进行科学地推理,准确的计算。
4、代数思维
“鸡兔同笼”问题还可以用一元一次方程的方式解决,即:假设有X只兔子,则鸡的数量=总数-X。这种思维就是典型的代数思维,借助这种思维我们能将复杂的陈述瞬间转化为代数式。借助已知和未知数量解决复杂的问题。学好小学阶段的方程知识,将为今后复杂方程式计算奠定良好的基础。
四、巧借“鸡兔同笼”问题培养学生的数学思维
1、强化小学生的思维意识
可以说,数学思维是小学数学教学的重点和难点。而“鸡兔同笼”问题有利于培养小学生的数学思维能力。大家最常见的动物多为2足或4足,鸡和兔子也是小学生较为喜欢的动物。通过探究两种动物数量关系,能够探索到其背后的思维方式。在日常教学中,部分数学教师未能重视数学思维的重要性。因此,我们要扭转思想观念,在吃透教材的前提下,及时向小学生渗透数学思维。
2、选择适宜的思维方式
培养学生的数学思维不是简单的背诵定理公式,也不是某几个例题的“堆砌”就能实现的。这需要数学教师采取循序渐进的原则,以“润物细无声”的形式引导学生。小学生在探索数学问题时慢慢接触数学思维,并逐渐汲取相关的理论精华,逐渐内化为自己的思维意识,并经过沉淀提炼形成数学思维。上文中提到“鸡兔同笼”涉及到转化思维、列举思维、猜想思维,这些思维之间有一定的区别,但又存在关联性。数学教师应该针对学生的特点加以选择,如:针对低年级学生宜采用猜想思维,以此提升他们的运算能力;针对高年级学生则宜采用转化思维,有助于帮助学生提升自我。
总结:
综上所述,数学思维是非常抽象的能力。数学教師应该将实际问题与理论有机地结合在一起,“鸡兔同笼”问题就是典型的“案例”。此类问题有助于教师调整教学观念,培养学生的数学思维,有效提升教学效果。