鸡兔同笼问题的另类教学Word下载.docx
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有个问题,它历史悠久,至今已经有了1500多年了;
它流传广泛,世界上许多国家的大人孩子都研究过它;
它出自我国古代的数学名著《孙子算经》;
问题里提到两种常见的动物——
生:
“鸡兔同笼”!
知道“鸡兔同笼”的请举手!
(全班都举起了手。
)
大家都知道啊!
既然这样,说说看,你都知道些什么吗?
生1:
就是鸡和兔关在一个笼子里,告诉你有多少个头,多少只脚,然后问你有几只鸡,几只兔。
生2:
我还知道解决这个问题,用假设法。
就是假设全是鸡,然后算算有多少只脚,再和题目中的脚数相减,看看相差多少,然后要用鸡换成兔,就能求出兔的只数。
有多少同学会他说的这种假设法?
(大部分学生举起了手。
二、引导尝试。
这么多同学都会。
那这节课我们还干什么呢?
这样,我教你们另外一种方法,你们还想学吗?
(生点头)
(故作不解地)为什么?
我认为只有自己的方法是不够的,学习新的方法可以提高我们的思维能力。
学习新方法,不但可以完善自己原来的方法,而且可以检验一下原来的是不是对。
生3:
不同的方法可能有它不同的适用范围!
说得真好!
我这儿就有一个“鸡兔同笼”问题。
(出示:
鸡兔同笼,有12个头,30条腿。
鸡、兔各有几只?
)我向大家推荐的方法是——(板书)尝试。
什么是尝试呢?
我认为就是自己想一个数,再到题目里检验一下,看看对不对。
是的,“尝”在字典里就是“试”的意思,尝试就是(生插话——试试)。
说到尝试,其实同学们一定不陌生,生活中经常用到。
比如,我给你一串钥匙,让你去开办公室的门,你要不知道是哪把钥匙的话,这时就要——
一把一把地试。
一般来说,尝试一次就成功不太可能。
你准备先试什么,再试什么,有一个初步的考虑后,拿出课前发的表格,把尝试的过程写在表里。
(学生独立尝试,教师巡视。
约3—4分钟后,小组交流。
教师深入2—3个小组倾听,偶尔提问。
三、汇报交流。
小组讨论非常热烈!
哪个小组愿意把你们组都认可、欣赏的方法推荐给大家?
简单说出推荐理由。
组1:
(呈现如下表格)
鸡(只数)
兔(只数)
腿(条数)
1
11
46
2
10
44
3
9
42
4
8
40
5
7
38
6
36
34
32
30
我们先尝试鸡是1只,兔是11只,这样算,一共有46条腿。
接着,我们又试了鸡是2只,兔是10只,腿有44条,还是不对;
我们再试了鸡是3只,兔是9只,腿就有42条——
孩子们,我想,你们试的过程,我们大家从表格里都能看的很清楚,我们现在想知道的是,你们为什么要推荐它?
组1生1:
我们推荐这种方法,是因为它很简单,适合我们全体同学。
组1生2:
在表格里,大家能很清楚地看到数据是怎么变的:
每一次鸡增加一只,兔子减少一只,腿的总数就少2。
这样就能很快找到答案。
这就是我们的推荐理由。
谢谢大家!
(全班学生给予掌声表示欣赏赞同。
台上学生欲拿回作品回座位。
别着急,同学们还有问题想问你们呢!
后来你们再试的时候,为什么你们只试鸡的只数增加的情况却不试鸡的只数减少的情况呢?
我们是从1只鸡11只兔,(也就是)从头开始试的,鸡最少有1只,当然只能慢慢增加不能减少了!
我还有个问题,既然你们看出1只鸡、11只兔有46条腿,腿数远远大于30,为什么你们还要一点点地增加,不一下子把鸡的只数多增加一些呢?
这样不变更简便了?
施老师发现你的水平很高,已经在很巧妙地介绍另外的方法了。
一会儿我们再来听你说,好吗?
我们一起再来看这张表。
他们成功地找到了结果了,那他们的尝试有什么特点?
他们是按每次增加一只鸡,减少一只兔这么个办法来试的。
我发现他们的尝试特别有顺序。
是的,他们把鸡、兔共12个头的情况有序地列举出来,(板书:
有序列举)这么有序地一一列举,有什么好处?
这样就不会漏掉哪种情况,而且不会有重复。
是啊,地毯式大搜索会特别保险,保证不会有“漏网之鱼”。
有序地列举,还容易发现规律。
哦,还有这个好处:
能发现规律?
同学们发现了什么规律?
我发现鸡增一只,兔子减少一只,腿就减少两条。
(学生点头认可。
发现这个规律有什么用?
发现这个规律,我们就不用死算了,就可以根据这个规律去找。
每次腿减少条就行了。
我补充:
46条腿比要求的30条腿多了16条,是两个8,所以鸡要增加8只,兔要减少8只。
鸡就是1+8=9只。
真厉害!
发现了规律,都不用再试了,可以直接跳到正确的结果。
其实这个方法和一开始同学说的假设法是不是很想似?
(停顿。
)其他组有不同的推荐方案吗?
组2生1:
我们组的方法和他们差不多,也是先想1只鸡、11只兔,有多少条腿,再一个一个地往下试。
但我们是先从鸡、兔各有一半开始试的。
6只鸡、6只兔共有36条腿,比30只多,我们认为鸡一定比兔子多,这样我们再一个一个地试,最后试到9只鸡3只兔是30条腿。
组2生2:
我们认为这种方法比较简便。
组2生3:
我们不像他们组那么麻烦,度了那么多次。
6
等一下,你们这个方法确实很简单,我们从表里能看到,只试了4次就找到结果了。
凭什么这么简单?
如果简单是因为碰巧运气好,那我们也没法学,简单的背后原因到底是什么?
(许多学生跃跃欲试)
你们的知音还真不少!
看看他们能不能说出你们的心里话?
从鸡和兔各占一半开始试,试完之后就能看出到底是哪种动物多了。
从鸡、兔各一半开始试,就是36条腿,离正确答案更接近。
先假设鸡和兔各占一半,如果算出腿的条数比30条多,那就增加鸡减少兔,如果算出的腿数比30条少,那就反过来。
这样就能更快地找到答案。
生4:
从中间开始试,就可以尝试的范围缩小两倍。
生5:
我同意你的观点,但给你纠正个说法:
尝试的范围缩小了一半,不是两倍。
(板书:
分析调整)从刚才几个同学的发言中我听到了这两个词(指板书),你们的尝试不是没有根据的,而是通过对问题进行分析后再作调整,才使尝试的过程变得简便。
6只鸡6只兔,是36条腿,有的人只看36≠30,这是一次失败的尝试;
而咱们好多同学还能从中分析得到更多的信息:
36不仅不等于30,36>30,腿多了,说明(生:
兔子多了),兔子多了,当然要减少兔子增加鸡,所以我只会往鸡增加这个方向再去尝试,大大缩小了尝试的范围。
通过思考分析之后作出调整,就能更快地成功!
我记得刚才有个同学还有个好方法要介绍,是吗?
请——
我是从1只鸡11只兔开始试的,但我是跳着试的,所以也很快找到了结果。
(故意地)你一下子从1只鸡跳到了5只鸡,你就不怕把正确答案给跳过了?
我是看到腿多了很多,估计鸡要增加不少,所以说我跳着试是有根据的!
我喜欢这样有根据的跳跃!
(激动地)我给她补充:
就算发现跳过了,也没关系!
再回头试,那样就不用再把鸡的(只数),往大里试了,范围也缩小了很多!
(老师点头赞许。
我们是从11只鸡、1只兔开始试的,这样算总共有26条腿,离结果30很接近,所以这种方法更简便。
我第一步就试了8只鸡4只兔,有32条腿,第二步就成功了。
因为我通过分析条件,12个头才30条腿,平均一只动物不到3条腿,我就知道鸡的只数一定比较多!
大家的方法各不相同。
但这些不同的方法中,却有着相同的地方!
都是对问题、对尝试的结果进行分析,然后再作调整的。
真善于总结!
刚才小组交流的时候,我看到这样一幅作品:
那个小组没推荐它。
(学生小声议论:
没做完呢!
太乱了,没顺序!
算错了!
是的,试了几次,还没找到结果。
可以说,这几次尝试都失败了。
那么,这几次失败的尝试是不是毫无意义,和没试一样呢?
(一些学生附和:
“是。
”另有几个学生十分激动:
“不是。
”随后举起了手。
这几次尝试尽管失败了,但可以让人们知道,已经有三种想法被排除了!
所以不能说这些尝试是没有意义的。
认识真深刻!
你的话让我想到了一位科学家——爱迪生。
爱迪生在发明灯泡时,他试着用了一午多种材料做灯丝,助手灰心地说:
“你已经失败了一千多次了,成功很渺茫,我看你还是放弃吧!
”爱迪生却说:
“我不这么认为!
我认为我成功了!
我成功地发现这一千多种材料是不能做灯丝的!
”最后爱迪生在6000多次失败之后,终于成功找到了做灯丝的材料。
同学们,这位同学如果继续试下去,能成功吗?
能!
不能!
大家看,首先,他的尝试很没顺序,一会儿把鸡减少,一会儿又把鸡增加,试来试去,那就很容易把正确的给漏掉了!
大家再看,他这里还算错了!
8只鸡4只兔,不是40条腿!
所以我觉得他如果不思考,不调整自己的想法,是不可能成功的!
谢谢你,这么认真地对待别人的失败!
你的话让我们的分析变得深入!
(对作品的主人)孩子,通过刚才的讨论,你现在有什么想法?
(有一丝窘迫,小声但又很坚定地):
我的尝试也是有顺序的,我先是试着减少鸡增加兔子,但是我发现腿更多了,所以我就朝反方向去试,增加鸡减少兔,但是这次我算错了,算到腿仍然多了。
我就没再试下去。
再有点时间一定能发现自己的错误的!
你特别会反思!
(带头鼓掌)一次没完成的尝试,带给大家这么多的收获,真好!
四、巩固应用。
通过刚才的学习,同学们对尝试这一方法一定有了新认识,带着这些认识,我们再来看另外一个问题:
今年妈妈28岁,乐乐4岁。
几年后,妈妈的年龄是乐乐的4倍?
什么时候妈妈的年龄是乐乐的9倍?
这两个问题,你们准备怎么试?
把你们尝试的过程写在背面!
(学生独立尝试。
一会儿,一些学生兴奋地想说答案。
“解决了第一问的,可以想想第二问!
”老师示意暂缓,并与个别学生小声交谈。
数分钟之后——)
找到结果了?
第一问的答案是多少?
4年!
多少人通过自己的尝试成功解决了这个问题?
(约2/3的学生举起了手。
同样的结果,尝试的方法可能是不同的,好方法让我们大家来分享!
谁愿意先说?
我是这么试的!
1年后,妈妈29岁,不是4倍;
2年后,妈妈30岁,乐乐6岁,是5倍,还不行……直到4年后,妈妈32岁,乐乐8岁,正好妈妈的年龄是乐乐的4倍。
我只尝试了2次!
大家看,我只度了2年后,4年后,我是这么想的——
(打断)同学们,猜一猜他把1年后、3年后这些情况直接给排除了,是什么依据?
(数秒之后。
我知道了,因为最后要求妈妈的年龄是乐乐的4倍,那么妈妈的年龄一定是双数,所以只能两年两年地加!
怎么样?
欣赏这个方法吗?
欣赏!
他通过思考,排除了一些情况,使尝试更简便了!
第二问呢?
我度了好多次,还是试不出来!
(几个学生小声地响应:
“不可能!
”)
(激动地)我打到答案了,应该是1年前!
一开始我也是往后试,但是我发现了一个规律,越往后,妈妈年龄是乐乐年龄的倍数越来越小,所以我猜想妈妈年龄是乐乐的9倍应该是以前的事,我往前倒推,果然1年前妈妈27岁,乐乐3岁,正好是9倍!
(学生给予热烈的掌声。
掌声因何响起?
我很佩服他!
他在尝试的过程中像爱迪生那样,面对失败进行思考,发现规律,就找到了尝试的方向!
五、回顾总结。
对尝试这一方法,现在你怎么看?
我认为,并不是任何问题都有现成的方法能解决,许多时候需要我们去尝试。
同意!
面对新问题尝试法更有用武之地。
学数学,只有不停地去尝试,你才能取得成功!
生活中也是这样!
遇上一个问题,无从下手的时候,不见得非要想一个高明的方法,用这种有点原始的尝试法,一点点地去试,也能找到答案!
以前我觉得“鸡兔同笼”这个问题很难,用假设法步骤很多,我老要忘掉。
但用尝试法,我觉得就很简单!
尝试不是傻试,也要动脑子分析,思考得越多,排除的就越多!
是啊,尝试的学问还真不少!
尝试,首先需要像第一个吃螃蟹的人那样,勇敢地去试;
尝试过程必然伴随着失败,面对失败,不仅需要像爱迪生试灯丝时的那份坚持,更需要对尝试的结果进行不断地分析、调整,才能更快地成功!
(布置作业:
尝试解决《孙子算经》中另一道名题“有物不知其数”。
(作者单位系北京第二实验小学)
什么方法更有价值
——王尚志①教授访谈录
施银燕(以下简称“施”):
王教授,请教您一个问题:
“鸡兔同笼”问题自从进入小学教材后,老师们的教法有多种,比如说大家都推崇“假设法”,因为它十分巧妙,但因为比较难理解和掌握,所以老师们想出了讲故事、画图等办法来诠释这种方法,大家赞叹其生动、易接受。
也有老师非常欣赏《孙子算经》中的解法——“砍足法”,非常简捷并且还很有“文化”味。
相比而言,我们这节课用的尝试就有那么一点争议:
是不是太笨了?
在您眼里,您觉得这些方法哪种更好一些?
或者说在小学里怎么教更合适?
王尚志(以下简称“王”):
首先,我们先跳出这个问题,站在学生的的角度想一想,如果第一次碰到“鸡兔同笼”问题,12个头,30条腿,我们会怎么想?
从寻求解决这个问题的方法出发,我们可能思考得更深入。
也许,学生会觉得又是头,又是腿,很复杂,那么先从符合12个头这个条件想起:
可能12只都是鸡,或者11只鸡,1只兔;
10只鸡,2只兔……那么教师就可以充分利用学生的想法,鼓励学生沿着自己的思路走向成功。
当然,在这个过程中学生也许会出现无序、举不全的情况,教师可以顺势引导;
还有哪几种可能?
好教师帮助学生会不露痕迹,学生还以为是自己想出来的!
刚才这个方法我们不妨称为“穷举”法。
那么也有学生可能会从“6只鸡6只兔共36条腿”和题目要求的“30条腿”中去找差距,教师可以提醒“腿多了说明什么问题”,引导学生去发现!
这样学生可以通过不断地调整,找到答案。
在这个过程中,最重要的不是学生试了几次,而是能根据结果进行正确的推理,这样他们的认知水平就能很自然地迈向下一步。
施:
在这个调整的背后是不是有点逼近极限的意思?
王:
可以这么理解。
你要说在小学里教极限,教区间套,那不现实,但这里便完全可以渗透这些东西。
但是有的时候,老师往往太着急,急于走向既定的结果,于是学生就失去了锻炼推理能力的机会。
是的,只有过程充分展开了,方法的渗透才有可能。
再比如说你们说的假设法,讲得很生动,让兔子都起立,这样地上就只有24条腿,实际有30条,多的6条腿是谁的?
是兔子的前腿,于是问题就解决了。
而这里我们需要让学生思考的是,为什么要让兔子站起来?
也可能学生会根据条件想到,鸡+兔=12,这与学生原有认知接轨,很有道理,这不就是方程吗?
进一步:
兔×
4+鸡×
2=30。
可能我们老师比较容易忽视这种表达,非要xyz才是方程,事实上,符号是数学的语言,但符号是人定的!
我倒觉得这种很朴素的方法是我们希望看到的,但好像学生不太容易想到。
学生自然而然产生的方法究竟是怎样的,我们可以再去做个调查,这是很有意义的事。
现在老师们中间有一个认识值得讨论:
教最巧的方法是最好的,认为巧是聪明的标志。
我建议对好方法作重新思考:
对学生而言哪个更自然,可能更为重要。
因为一方面它能树立起学生的解决问题的信心,另一方面能给学生更多的空间。
不存在最好,各种方法都有其可取之处和不足之处。
从教学的角度看,我们首先需要思考的是:
什么方法更有潜能,它的适用范围更广泛?
是通性通法。
从这个角度看,我们绝不能贬低穷举法。
穷举在数学上可说是最朴素也最广泛的方法,它是我们分类思考必然的结果。
再比如我们刚才举的逼近的方法,6只鸡6只兔,一共36条腿,腿多了;
10只鸡2只兔,28条腿,腿少了,那么结果一定在这个范围之内,再不断调整。
这里体现的思想,在以后整个高等数学中都占十分重要的地位。
连续函数f(x),f(a)>0,f(b)<0,f(x0)=0(a<x<b)。
当然,这个东西我们老师了解即可,没有必要也不能向学生卖弄。
您说的对我们很有启发!
好方法,从学生的角度看,它是否自然,是否来自学生,也就是一定要有生成的基础;
从数学的角度看,得看它在整个数学体系中的地位,就是您说的是否有潜能。
我甚至觉得这两者往往是一致的,越是自然的,也越有潜能!
谢谢您!
①王尚志系《高中数学课程标准》研制组负责人之一、首都师范大学教授。
教育价值的追问
余慧娟
听了施老师的这节课,我感到十分诧异。
她走了一条很“另类”的教学道路。
这个另类,不只是因为她选择“通性能法”的独特价值判断,并引出一大串令人深思的问题。
从更大的教育视野来看,我以为,这个选择里,还包含了今天的义务教育中十分匮乏的大众教育思想。
试想一想。
这节课谁受益最大?
我以为,也不是那些最聪明的学生,而是大多数学业成绩中等乃至下等的学生。
通性通法,其内涵的另一种言说,就是“大众化”。
不仅适用范围广泛,而且也容易为多数人吸收、内化。
值得深思的是,教育的大众化,是否就意味着低级,意味着肤浅?
我看未必。
大众教育,最重要的思想,是让大多数学生能够以他们可接受的方式享有教育,让所有的学生,都能够从教育中获得一份自信,获得一种向上的精神状态,获得一种探究未知世界的勇气。
“鸡兔同笼”问题,前20年里,都没有深入教材,为什么?
恐怕很重要的原因,就是因为一直定位于教“假设法”。
这个门槛,对多数学生来说,实在太高了。
于是,它就成了学生“课外学习”(其实就是奥数学习)的一个经典题。
今天,它进入教材,恐怕是因为很多人又看到了它“亲切”的一面,它能够成为大多数学生的“朋友”。
施老师的教学,就是一个例证。
“可接受”,原本是教学中最基本的一个原则。
无奈的是,在升学的高压下之下,很多课堂放弃了它,在教学方式上崇尚高技能高技巧。
最终,教育生产出来的只是“学科匠人”,是催生物,而不是真正有良好潜质的“学科精英”、优秀公民。
在我看来,大众教育至少应该有两个维度:
宽度和深度。
宽度,就是前面谈到的可接受性。
而这里的深度,绝对不是难、不是类,而更多的是指空间,指的是其潜在的能量。
这种能量的存在,使有限时间内的课堂教学,能够让所有的学生都得到应有的生长。
义务教育,作为一种公共服务,理应做这样的价值取舍。
从这个角度而言,我以为,施老师的选择更加意味深长。
(责任编辑
余慧娟)