潘建娥
【摘要】小學數學是小學階段最重要的課程之一。除去常規(guī)運算以外,數學教師還要有針對性地培養(yǎng)學生的數學綜合素養(yǎng)。其中,數學思維能力屬于一種宏觀思維,是通過不斷積累數學知識,解決數學問題逐漸形成的。在解決各種數學問題時,我們必須重新轉變數學思維,借助特定的條件創(chuàng)新數學思維?!半u兔同籠”問題就是培養(yǎng)小學生數學思維的典型手段。本文就此進行簡要分析,以供教育同仁借鑒。
【關鍵詞】小學數學;數學思維;雞兔同籠
一、“雞兔同籠”問題概述
提及“雞兔同籠”,我們有必要說一下《孫子算經》這部書,其成書大概在公元四、五世紀,最為典型的數學題當數“孫子算經三三數之剩二”和“雞兔同籠”等。就“雞兔同籠”問題而言,涵蓋了特殊的階梯思維。借助“雞兔同籠”問題,我們可以延伸出典型的思考方式和解題思路。借助其背后的數學思想,能潛移默化地培養(yǎng)小學生的數學思維。
二、“雞兔同籠”問題分析
“雞兔同籠”原題可以進行如下講解:同一只籠子中有雞和兔子兩種動物,若清點動物的頭,共計35個。但從腳下數,兩種動物的腳則有94只。問兩種動物各有多少只?通過列式可以得出:兔子=(94÷2)-35=47-35=12(只)。上述算法被稱作:化歸法。這種數學思維方式非常特殊,是從動物的總腳數出發(fā),將94只腳都視為雞的腳(每個各有兩只腳),算出若是雞,則有47只,但事實上僅有35只動物,則多出來的部分(腳)就是兔子的。
現代教材中多選用“假設法”,如:同一籠中雞和兔子兩種動物,有90個頭,228只腳,問雞和兔子各有多少只?若假設所有動物均為雞,則腳的總數為2x90=180只;對比題中腳數(228只)少了48只,由于兔子有4只腳,則這48只腳均為兔子的腳,則兔子的數量是48÷2=24(只),上述解題中,兔子(24只)的另2只腳,已經在第一次計算(雞)時所包含,故第二次就按照2只腳計算。反之,假設所有動物均為兔子,也能用多出來的腳數算出雞的總數。
三、“雞兔同籠”問題所包含的數學思維
1、猜想思維
此類問題給學生的第一印象就是“應該有多少只雞和兔子呢?”。當學生的猜想被否定時,或者被肯定時,大家的積極性就會被激發(fā)出來。大家?guī)е骄康膭恿θニ伎紗栴},奠定了猜想基礎,并在猜測和計算過程中探尋出相應的規(guī)律,在隨后的檢查時驗證自己的猜測和計算。其實,解決所有的數學問題都是以猜想為基礎,在不斷地開拓探索中獲取準確的答案。正因如此,猜想思維對于學生解決問題,乃至提升個人數學素養(yǎng)有百利無一害。
2、列舉思維
此處說的“列舉”是排列出所有的猜想。仍以“雞兔同籠”問題為例,教師可以讓大家繪制一個表格,并將各種假設數據填寫到表格之中。通過該表格,大家可以觀察出相應的規(guī)律,并能借助規(guī)律解決同類問題。除去表格以外,還可以用畫圖的方式進行列舉(總數不宜過大),這需要大家畫出雞和兔子的頭(可以用※或△等代表),以及動物腳的數量,通過匹配,會有若干只剩余的腳,這樣就能得出兔子腳的只數以及兔子數量??梢哉f,列舉是建模的“初級”形式,但相比建模更為快捷。
3、轉化思維
轉化思維可以用在同一類問題上,很多“雞兔同籠”問題會在頭、腳數目上存在增減變化,其實質就是轉化思維。轉化思維包括:化繁為簡、抽象思維(問題歸類),這也是我們常說的“舉一反三”。學生們應該巧辨題目,掌握題目之間的異同點,并能分析出題目轉化的過程,然后進行科學地推理,準確的計算。
4、代數思維
“雞兔同籠”問題還可以用一元一次方程的方式解決,即:假設有X只兔子,則雞的數量=總數-X。這種思維就是典型的代數思維,借助這種思維我們能將復雜的陳述瞬間轉化為代數式。借助已知和未知數量解決復雜的問題。學好小學階段的方程知識,將為今后復雜方程式計算奠定良好的基礎。
四、巧借“雞兔同籠”問題培養(yǎng)學生的數學思維
1、強化小學生的思維意識
可以說,數學思維是小學數學教學的重點和難點。而“雞兔同籠”問題有利于培養(yǎng)小學生的數學思維能力。大家最常見的動物多為2足或4足,雞和兔子也是小學生較為喜歡的動物。通過探究兩種動物數量關系,能夠探索到其背后的思維方式。在日常教學中,部分數學教師未能重視數學思維的重要性。因此,我們要扭轉思想觀念,在吃透教材的前提下,及時向小學生滲透數學思維。
2、選擇適宜的思維方式
培養(yǎng)學生的數學思維不是簡單的背誦定理公式,也不是某幾個例題的“堆砌”就能實現的。這需要數學教師采取循序漸進的原則,以“潤物細無聲”的形式引導學生。小學生在探索數學問題時慢慢接觸數學思維,并逐漸汲取相關的理論精華,逐漸內化為自己的思維意識,并經過沉淀提煉形成數學思維。上文中提到“雞兔同籠”涉及到轉化思維、列舉思維、猜想思維,這些思維之間有一定的區(qū)別,但又存在關聯性。數學教師應該針對學生的特點加以選擇,如:針對低年級學生宜采用猜想思維,以此提升他們的運算能力;針對高年級學生則宜采用轉化思維,有助于幫助學生提升自我。
總結:
綜上所述,數學思維是非常抽象的能力。數學教師應該將實際問題與理論有機地結合在一起,“雞兔同籠”問題就是典型的“案例”。此類問題有助于教師調整教學觀念,培養(yǎng)學生的數學思維,有效提升教學效果。