《鸡兔同笼》教学设计
教材分析:为了让学生通过生动有趣的古代数学问题感受我国古代数学文化,了解解决问题的不同方法和策略,教材在四年级下册数学广角中安排了“鸡兔同笼”问题的教学内容。“鸡兔同笼”问题是我国民间广为流传的数学趣题,最早出现在《孙子算经》中。本单元的主要内容是解决“鸡兔同笼”问题及相关变式问题,由于还没学方程解法,因此本单元主要引导学生在探究、解决问题的过程中,理解和掌握用列表法、画图法、假设法三种不同的方法解决问题;也让学生了解和感受古人巧妙的解题思路,培养学生猜测、有序思考及逻辑推理的能力,让学生学会用代数方法解题。
学生分析:四年级学生已经进入第二学段的学习,他们的求知欲和好奇心都较强,同时动手操作能力、自主探究能力都有所提高,但运用能力还不够,抽象概括能力不强,思维方式还处在从形象思维过渡到抽象思维的过程中。因此用列表法解决“鸡兔同笼”问题对于他们来说并不难,但是对于“假设法”的理解掌握还有一定的难度,所以运用假设法解决生活中的实际问题是教学的难点。
教学目标:
1.会用画图法、列表法、假设法等解决“鸡兔同笼”问题,知道用不同方法之间的内在联系,体验解决问题策略的多样化。
2.通过自主探索、合作交流,培养学生的合作意识和逻辑推理能力,体会解题策略的多样化,渗透化繁为简的思想。
3.能结合实际情境,初步感受“鸡兔同笼”问题模型的普适性,初步把握与之相关问题的本质联系,发展逻辑推理能力和问题解决能力,增强模型意识和应用意识。
4.了解“鸡兔同笼”问题,感受古代数学问题的趣味性,感悟数学文化。
教学重点:会运用列表法、假设法解决“鸡兔同笼”问题,感悟推理与模型思想。
教学难点:理解推理过程,能初步把握该类问题的本质联系,并运用不同的方法解决实际问题。
教法:创设情境,引导学生探究;学法:自主探究,小组合作讨论。
课时安排:1课时。
教学媒体与资源的选择与应用:课件、学习任务单。
教学实施过程:
历史激趣,古题引入。
1、师:大家喜欢看书吗?今天老师给同学们带来了一部我国古代数学名著《孙子算经》,里面记载着许多有趣的数学名题,你们想了解吗?(课件出示教材第99页“鸡兔同笼”的情境图)
【设计意图】开门见山呈现“鸡兔同笼”趣题,可以激发学生学习的兴趣,调动学生的积极性,并引发学生主动思考。
2、师提问:寥寥数语却描述了一个经典的数学问题,你能说说这道题目的意思是什么吗?
学生小组内讨论,再指名汇报。
学情预设:笼子里有若干只鸡和兔。从上面数,有35个头,从下面数,有94只脚。鸡和兔各有几只?(课件出示译题)
师:大家翻译得真准确,这就是我们今天要学习的“鸡兔同笼”问题。(板书课题:鸡兔同笼)
【设计意图】引导学生翻译题目,有利于帮助学生理解题意,为解决下面的问题做了一个很好的铺垫。
3、师:那么大家能从题中得到哪些数学信息?
生1:鸡和兔共有35只,鸡和兔共有94只脚。
生2:要求的问题是:鸡有几只,兔有几只?
4、师:联系生活常识,题中还隐藏了什么已知条件?
学情预设:鸡有两条腿,兔有四条腿。
【设计意图】通过提取题目中的相关信息,有利于学生厘清信息,初步理解“鸡兔同笼”问题的结构特点。
二、合作探究,学习新知。
1.猜测验证,化繁为简。
(1)请同学们先猜一猜:鸡有几只,兔有几只?
学情预设:学生沉默或回答不能或答错。
如何验证猜测呢?
学情预设:看头的数量和脚的数量是否正确。
当我们遇到复杂的问题时,我们可以怎么办?
学情预设:可以把数据变小一点,题目变简单一点就可以试出来或者猜出来。
小结:同学们的想法非常好。从简单的问题入手研究,在数学上我们称之为化繁为简。下面我们就把这题化简来研究。
【设计意图】通过猜一猜,验一验的学习过程,有利于引导学生关注头和脚之间的数量关系;通过这个学习过程,学生感受到了古题的复杂,从而引出“化繁为简”的数学思想,让学生体会到从简单问题入手的必要性,初步感受化繁为简是探究解决问题策略的有效途径之一。
2.探究解法。
师:是啊,数字大了就很难猜出来,那我们把数字改小些试试看。
课件出示教科书P99例1。
笼子里有若干只鸡和兔。从上面数,有8个头;从下面数。有26只脚。鸡和兔各有几只?
(2)师:从题目中你们能获取哪些数学信息?要求鸡和兔各有几只,咱们不妨猜一猜,好吗?
学生进行猜想并回答。
生1:我猜想鸡有4只,兔有4只。(鼓励学生大胆说出自己的想法)
生2:我猜想鸡有2只,兔有6只,因为鸡和兔一共有8只。(教师:不错!知道有根据地去猜想。)
生3:我猜想鸡有3只,兔有5只。因为我们不光要考虑鸡和兔一共有8只,还要看看是不是一共有26只脚。(教师:真是善于思考的孩子!考虑得真全面!)
3.探究列表法。
师:可能的情况有很多种,怎样才能知道哪一种符合题意呢?
(1)教师引导学生得出:鸡和兔一共有8只,再看鸡的脚和兔的脚加起来是否等于26只脚。
(2)师:鸡和兔一共有8只,有很多种情况,我们可以用表格一一列举出来。
学生试着填写教材P99表格,在小组内交流做法。
(3)展示交流。
呈现无序列表、有序列表和只列到鸡三只、兔5只、脚26只的表,指名学生讲解。
无序列表:
鸡 5 7 0 4 1 3 2 8 6
兔 3 1 8 4 7 5 6 0 2
脚 22 18 32 24 30 26 28 16 20
有序列表:
鸡 8 7 6 5 4 3 2 1 0
兔 0 1 2 3 4 5 6 7 8
脚 16 18 20 22 24 26 28 30 32
只列到鸡三只、兔5只、脚26只的表:
鸡 8 7 6 5 4 3
兔 0 1 2 3 4 5
脚 16 18 20 22 24 26
学生依次上台讲解列表的思路。
(4)为什么最后一位同学没有列完?
学情预设:因为已经找出了符合题意的答案。
(5)对比无序列表和有序列表,它们之间有什么相同和不同之处?
相同之处:先假设再列举,发现鸡有3只,兔有5只,都找到了正确答案。
不同之处:第一种方法是无序列举,容易遗漏和重复;第二种依次有序列举,不易遗漏和重复。
师:你们同意吗?大声地告诉我这道题的答案是多少。
(6)小结:同学们真不错!这些方法都用列表的方式呈现,都经历了先假设、再列举、最后得出结论的过程。方法1的假设过程无顺序,我们称这种方法为无序列表;方法2的假设过程有顺序,我们称之为有序列表。
(7)对比两种方法,哪种更有利于解决问题?
学情预设:有序列表。
(8)像这样利用表格按顺序列出所有的情况,进而找到问题答案的方法叫做列表法。这是在我们解决问题的过程中非常好的一种方法。(板书:列表法)
【设计意图】本环节通过引导学生经历猜想、有根据地猜想,从而引出列表法。列表法能直观反映数据的变化,有助于学生通过有序思考找到问题的答案,它是一种重要的解决问题的策略和方法,是一种回归思维原点的方法。最后,通过对比无序列表和有序列表,让学生感受有序思考的重要性,为学生学习运用假设法解决问题奠定了基础。
观察有序列表的规律。
学情预设:每少一只鸡,多一只兔,脚的数量就多2只。
【设计意图】观察有序列表的规律,发现鸡、兔和脚数之间的变化,为下一步讲解“假设法”作一个铺垫。
4、探究画图法,引出假设法。
(1)师:我们刚才用列表法解决了这个问题,但数据变大后,列举出的情况太多了,你还有其他的解题方法吗?(提示:把鸡或兔的只数假设成0只,计算起来会更简单。)
学情预设:通过让学生感受列表法的繁琐,引出用假设法解决“鸡兔同笼”问题的必要性。
(2)探究画图法。
师:如果从最特殊的情况出发,假设笼子里全是鸡,那么一共有多少只脚?
提示学生画图表示。
学情预设:学生根据教师的要求画出8个圆代表鸡,然后画出相应的脚。
生发现:每只鸡2只脚,一共有16只脚,实际比假设还多出10只脚。
师:为什么会多出10只脚呢?(因为笼子里有兔。)
引导学生发现:每只鸡再加2只脚变成兔,10只脚需要把5只鸡变成5只兔。最后剩下的3只就是鸡。(教师动态演示课件)
【设计意图】画图是解决问题的一种好方法,用画图法解决“鸡兔同笼”问题是后续用假设法推理的一种浅显、直观的表现,既能培养学生直观想象能力,又为学生理解“假设法”做好准备。
(3)引出假设法。
师:刚才边画图边思考的过程能否用算式表示出来呢?两人一小组讨论完成下面的题目。(出示课件,学生在学习单上完成。)
a、假设8只全是鸡,一共有几只脚?
算式:
b、与条件26只脚相比相差几只脚?
算式:
c、把鸡换成兔,一只兔比一只鸡多几只脚?
算式:
d、相差的10只脚,能换出几只兔子?
算式:
e、鸡有几只?
算式:
学生讨论,教师巡视并给予相应指导。
【设计意图】假设法要求学生的推理思维要高度抽象,大部分学生理解和掌握起来比较困难。通过前面的画图法,学生基本上已经有了一个解题的思路,在这里我根据学生之前已有的思路,把问题一步步列举出来,有利于学生初步建立用假设法解决“鸡兔同笼”的问题,找准问题的着手点,厘清思路,减少学生反复试错时间。
(4)学生汇报讨论结果,教师相应板书。
学情预设:假设笼子里全是鸡,每只鸡2只脚,一共有脚8×2=16(只),还多脚26-16=10(只)。一只兔比一只鸡多脚4-2=2(只),也就有兔10÷2=5(只),鸡8-5=3(只)。
师:思路非常清晰。
师:为什么假设的全是鸡,先算出来的5只确是兔呢?(师引导多名学生说)
学情预设:因为10只脚表示把兔假设成鸡后少算的脚数,一只兔少算2只脚,除以2就是兔的只数。
【设计意图】这一步是假设法的关键点,也是假设法里的难点。在讲这一步的时候,通过引导学生多说,不仅可以让学生深刻感悟推理思想,还能培养学生数学语言的表达能力,更重要的是能让学生真正地把假设法学懂、学通。
(5)假设法的简单应用。
师:我们刚才用假设全是鸡的方法求得了答案,那么能否假设全是兔来解决呢?请大家试一试,在学习单上完成。
【学情预设】预设1:假设笼子里全是兔,每只兔4只脚,一共有脚8×4=32(只),多出脚32-26=6(只)。一只鸡比一只兔少脚4-2=2(只),也就有鸡6÷2=3(只),兔8-3=5(只)。
教师适时板书。
(6)教师小结。
师:刚才通过假设笼子里都是鸡或者都是兔的情况,发现规律,得出答案,这种解决问题的方法叫做假设法。这也是解答“鸡兔同笼”问题的一种基本方法。(板书:假设法)
【设计意图】本环节让学生充分经历了观察、比较、推理、归纳、概括等数学活动与数学思考,探究出用假设法解决“鸡兔同笼”问题。充分的探究活动,既培养了学生的推理能力,又有效促进了学生逻辑思维能力的发展。
厘清方法,找出三种方法之间的关联。
课件一一出示列表法、画图法、假设法。
师提问:这些方法之间有什么关联?
小结:其实,这些方法都与假设有关,都渗透了推理思想,我们都要先假设,再比较,最后调整。这也是用假设法解决“鸡兔同笼”问题的一般步骤。
板书:假设→比较→验证→调整
【设计意图】本环节引导学生厘清画图法、列表法、假设法之间的联系,让学生会思考,会观察,会表达,深刻体会“图中有算式,表中有算式”,知道这些方法都与假设有关,都渗透了推理的思想,经历了先假设再比较验证最后调整得出结论的过程,从而进一步理解假设法。
观看古人解决“鸡兔同笼”方法的视频。
【设计意图】通过观看视频,让孩子们了解古人是用什么方法来解决鸡兔同笼的问题,知道解决“鸡兔同笼”问题方法的多样性。
三、知识运用,巩固提高
1.解决“鸡兔同笼”数学趣题。
(1)师:我们已经用不同的方法解决了简单的“鸡兔同笼”问题。现在能解决《孙子算经》中的原题了吗?你会选择哪一种方法来解题呢?为什么?
【学情预设】预设1:数目比较小时,用列表法。
预设2:数目比较大时,列表法的计算量较大,有局限性,比较麻烦,用假设法比较好。
学生独立解答后,教师指名学生上台展示结果并说说是怎么想的。
龟鹤同游,共有30个头,80只脚。龟、鹤各有几只?
师:和我们的鸡兔同笼有关系吗?指名回答。
学情预设:龟——兔,鹤——鸡。
师:这是日本的“龟鹤算”问题,其实也是我国的“鸡兔同笼”问题演变来的。
学生独立解答,集体讲解。
【设计意图】日本的“龟鹤算”问题源于我国古代的“鸡兔同笼”问题,增强民族自豪感,感受数学是无国界的。
感悟模型,解决实际问题。
师:“鸡兔同笼”的问题并不仅仅局限在解决与动物有关的问题上,它在我们的日常生活中也有着广泛的应用。自行车和三轮车共10辆,总共有24个轮子,自行车和三轮车各有几辆?
(1)学生读题,独立解答,教师巡视,准备投影仪展示学生的答案。
(2)学生上台展示,说说自己是怎么想的。
【设计意图】学生通过自主探究比较后很容易得出假设法是解决“鸡兔同笼”问题的一般方法。围绕本课的教学重难点,解决实际问题,让学生感悟“鸡兔同笼”问题不仅仅是鸡兔问题,生活中的实际问题只要符合这种数量关系,就可以用类似的方法解答。有层次、有针对性地练习,能加深学生对本课所学知识的理解,培养学生思维的灵活性。
四、课堂小结,情感升华
1、师:今天我们研究了什么问题?你掌握了哪些解决“鸡兔同笼”问题的方法?
师:同学们,这是一道比较复杂的难题,却被我们四年级的同学解决了,真是不简单,我为你们感到自豪。让我们为自己今天的精彩表现鼓鼓掌吧!
【设计意图】让学生自己总结所学知识,不仅能进一步内化本课所学的内容,而且学生经历了自我总结、评价的过程,更能让学生在知、情、意、行等方面同时得到发展。
板书设计:
鸡兔同笼
列表法
假设法
假设→比较→验证→调整
假设全是鸡 : 假设全是兔:
8×2=16(只) 8×4=32(只)
26-16=10(只) 32-26=6(只)
4-2=2(只) 4-2=2(只)
兔:10÷2=5(只) 鸡:6÷2=3(只)
鸡:8-5=3(只) 兔:8-3=5(只)
答:鸡有3只,兔有5只。
教学评价与反思:纵观整个教学过程,达到了预期的目标。本节课,通过创设生动的问题情境,让学生主动投入解决问题的实践活动中去,主动研究、探索,经历数学学习的全过程,从而体会到假设的数学思想的应用与解决数学问题的关系。
在学习中我注重鼓励每个学生参与学习过程,注重学生之间的交流,使学生共同学习、共同进步、共同提高,使学生的主体意识和探究精神得到培养,创新潜能得到开发,让学生获得参与探究学习的积极体验。本节课主要体现以下几个特点,分别是:
关注每一个学生的发展,抓住学生认知起点设计教学。
课前,我通过充分的调查发现很多同学已经接触过鸡兔同笼的问题,有的学生会用画图法解决该类问题,有的学生会用列算式法解决该类问题。这样,学生的层次是不一致的。于是,我决定在这节课进行多种方法的融会贯通。为了更好地达到本节课的教学效果,课前我布置了学生预习,并了解解决鸡兔同笼问题的相关方法。这样即使没有接触此类问题的学生,也不会措手不及。
体现了解决问题策略的多样化与优化,提高了学生解决问题的能力。
本节课,师生共同经历了四种不同的解题方法:列表法、画图法、假设法、抬脚法。这些方法不仅从思维上层层递进,而且能更好地体现解决问题策略的多样化与优化,增强了通过多种途径获取信息和解决信息的能力。
注重数学思想、数学文化的传承,体会到数学就在我们身边。
教学中,我从我国古代的数学趣题引入,并解决该趣题,不仅是学生感受到古人的聪明才智,渗透这古代数学文化,更能让学生体会其中蕴含的丰富数学思想方法,充分激发了学生的学习兴趣。最后,通过练习还让学生知道假设的数学思想不仅可以解答古代趣题,还能解答我们身边的问题。加深了学生对“鸡兔同笼”问题的认识,帮助学生建立数学模型,掌握解决该类问题的方法。