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浅谈鸡兔同笼问题的学习

(2021-01-24 13:05:51) 下一个

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千古流传的鸡兔同笼问题,不仅仅出现在小学课本中、奥数练习中,就连加拿大的一年级级别的数学竞赛中也作为保留题目经常出现。2014年人教版数学教改,“鸡兔同笼问题”从小学六年级上提前到了四年级下。并且越来越多的人为这道著名的题目提供了适应各个数学程度的解题方法。常见的有:

二年级解法画图法

 

三年级解法列表法

 

四年级解法抬脚法

波利亚,提供了另外一种解法,可以说是巧解鸡兔同笼问题的一个典范。

“抬起一半的脚来!”面对这群鸡和兔。

现在,只算站在地上的脚的数目。显然,鸡头数目和鸡脚数目是相等的;而兔脚数目是兔头数目的两倍,也是原来兔脚数目的一半。

六年级解法方程法

 

面对上述(包括其它很多对鸡兔同笼问题的奇思妙想),在家长们和教育工作者中常出现两种截然不同的意见。一种认为这就是解方程的思路,孩子不必这么小就提前接触那些“奇技淫巧”的解法,等学会了方程组一切问题都迎刃而解;另一类观点认为,那些针对这个问题的特殊解法,第一能够帮助还没学过代数的孩子有条件解决这个“难题”,在理解的同时也能够开发思维能力。

对于上面观点,笔者认为都有道理,但又稍有片面。当然这还要取决于孩子们通过对鸡兔同笼问题的学习,最终在数学和思维能力培养上能够获得什么帮助。对此,笔者设计了一种更加快捷的教学方案,并且在自己孩子身上尝试成功。

《具体数学》上有一句话,相信会让人念念不忘:“数学的最终目的就是不需要奇思妙想”。

当代数学的框架是在代数和几何基础上搭建起来的。代数的概念本身是对小学阶段学习的算数思维的颠覆与发展。简单的代数思维并不需要孩子具有抽象思维能力之后才能理解。换句话说,不要等到孩子到了小学5-6年级之后才开始代数教学,那个时候孩子们已经形成了算数思维的定式。而是在孩子学会加减法之后就应立刻同步开展代数学习。代数等式的5大定律当孩子们的大脑是一张白纸的时候是很容易理解的。

所以说,如果孩子已经熟悉整数加减乘除的算术计算,并且领会了代数等式计算的定律。无论什么年级,多大的孩子,完全可以直接教授以代数的形式来解决鸡兔同笼问题。这个方法的好处就不用多说了。在列方程的过程中,就是把应用题的文字转化为数学语言的过程。一旦完成了这步“翻译”,那些小学奥数中引以为豪的奇技淫巧全都变成很简单的代数变换。

当然,孩子是不可能一下子就学会找未知数、列方程组运算的。这个过程还需要一些循序渐进的技巧的。

首先应该让孩子熟练掌握简单的等式运算,就是熟悉交换律、结合律、分配律等等5大定律的运算规则并能够独立运算。

然后通过带领孩子一同阅读应用题,引导孩子找到那些是未知数,怎么将常见的句式翻译成数学等式。

当孩子解决了上述两点,如鸡兔同笼般简单的代数问题全都可以迎刃而解。

那么,我们说到这里。是不是代表了孩子应该直接开始代数环节学习,其它针对鸡兔同笼问题的特殊解法都没有必要了解了呢?

也不尽然。如果学习的目的是为了单纯解决鸡兔同笼问题,学会代数方程,这已经足够了。如果想更深入一点,想感受人类几千年间数学的发展和思维能力的提升,带着兴趣去了解鸡兔同笼的特殊解法还是很有好处的。它们能让孩子切身感受到人类认识问题总是由特殊到一般,由具体到抽象的。就像我们不去了解古埃及、古巴比伦、古玛雅的算术,就体会不到0的妙处和10进制阿拉伯数字计算的方便;不晓得鸡兔同笼的各种奇思妙想,就体会不到代数工具是怎么发挥屠龙刀和倚天剑的作用。

而当前的教育系统设计,让孩子们在1-6年级间不断学习强化算数知识,不能不说已经与时代脱节。孩子在初中开始学习方程,同时初中物理也慢慢开始使用方程来理解物理过程与解体。如果孩子能够在小学阶段就能从数学上掌握方程的解题技巧,那么初中物理学习过程中将会更容易体会到解方程的好处和它的真正内涵。

而孩子在高中以至于大学的学习中,列方程可以培养用数学思考问题的习惯,任何一句关于数量关系的自然语言都能准确翻译成数学语言是所有理工科学习的基本功,这种思维习惯比任何技巧都更重要。

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