李柳英
[摘 要]“数学广角”是人教版小学数学教材中的特色板块,因为内容选材上引用了学生熟悉的、富有童趣的经典数学问题,受到一线教师和学生的欢迎。在各级各类优质课评选、公开课中,“数学广角”教学频频亮相,学生在探究、发现等体验过程中,能发现事物隐含的数学规律和数学思想方法,发展创新思维。
[关键词]数学广角;运筹;优化;烙饼问题
[中图分类号] G623.5[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068(2021)02-0023-02
“烙饼问题”是人教版“数学广角”的内容,主要渗透的数学思想方法就是“优化”。“优化”是我们工作、学习和生活的共同目标,方法优化、过程简化等都体现数学思想方法。如何让每个学生在解决“烙饼问题”的同时能感悟、体验优化的思想,并且能跳出“烙饼问题”看问题,将优化应用于生活中,这是本课的目标定位,也是教师需要重点思考和不断实践的地方。
一、 教材分析解读
教材借助三个简单的例子,从最省时间、最优策略来渗透优化的数学思想和方法。“烙饼问题”从生活出发,“每次最多只能烙2张饼,两面都要烙,每面3分钟。爸爸、妈妈和我每人1张饼,怎样才能尽快吃上饼?”教材以这个问题为主线,通过独立思考、动手操作、合作探究,在多种方法比较中得出最合理的方法,从而得出“每次都烙2张饼,别让锅空着,这样最省时”的结论,进一步思考“要烙4张、5张、6张饼……呢?你发现了什么?”从生活问题上升到数学问题,从“烙饼问题”中“别让锅空着”联系到生活中尽量不浪费,优化思想贯穿始终。
二、教学实践思考
下面以“烙饼问题”为例,结合几个教学片段,谈谈对“数学广角”教学该如何准确把握目标定位的几点思考。
[思考1]“生活化”还是“数学化”?
烙饼是常见的生活情景,课堂上我一谈起烙饼,便激发了学生的生活经验,学生积极性特别高。
师:爸爸、妈妈和我每人1张,怎样才能尽快吃上饼?
(学生开始动手操作,把烙饼的过程画了出来)
生1:
生2:
(一切都在教师的课堂预设中。这时,生3冒出一句话)
生3:按生1的方法,第三张饼烙好时,第一、二张饼已经冷了,不好吃了。(很多学生表示赞同)
生4:我觉得还是先把第一张和第二张饼烙好,而在烙第三张饼时,把饼从中间撕开成两片,这样正面和反面就可以一起烙了,也是烙三次,共9分钟。
课堂的生成与预设在这时有了冲突,交替烙的方法遇冷。生4从生活经验出发,将最后一个饼撕开烙,教师一旦肯定了这种方法,那课还怎么继续,数学思维在这节课又该如何体现?像这类的数学课应该注重“数学化”还是“生活化”?其实细想,这个问题也没有太大的冲突,只要教师处理得当,这未尝不是一个绝佳的生成性资源。
师:同学们都是生活的有心人,能想到用这样的方法。我们来观察一下,生2的烙饼方法有值得你欣赏的地方吗?
生5:餅没有被破坏,也很省时间……
通过比较,学生又将目光集中到了3张饼交替烙的方法中。对于生4撕开烙的方法,我在后期再次将其引出来分析:烙几次就等于烙的总面数除以每次烙的面数,即把1个饼看作两面,撕开来相当于1个饼就烙了一次。学生恍然大悟,“生活化”和“数学化”在此时完美结合了。
“烙饼问题”是一个载体,意在通过这样的载体凸显优化思想,因此它不仅需要具象,也需要抽象,对学生来说,能够借助生活情景理解数学,“生活化”和“数学化”何尝不是一个最佳组合呢?
[思考2]“基础知识、技能”还是“基本思想方法”?
学生在经历体验了3张饼的交替烙后,发现了这样烙最节省时间,再结合“2张饼需要烙2次,3张饼需要烙3次”,学生心里就会想:是不是几张饼就要烙几次呢?
师:3张饼可以交替烙,共烙3次,每次3分钟,共9分钟;4张饼不用交替烙,共烙4次,共12分钟;5张饼呢?
生6:5张饼一共烙5次,共15分钟。
师:那6张、7张饼呢?你发现了什么?
生7:6张饼烙了6次,7张饼烙了7次,分别是18分钟和21分钟。我发现了有几张饼就烙几次,一共需要几个3分钟。
(全班报以热烈的掌声)
师:那如果是20张饼,需要几分钟?50张饼呢?
(学生都能脱口而出)
整个环节,学生配合到位,课堂教学流畅,学生通过列举法进行不完全归纳,发现了有几张饼就烙几次的规律,同时学生也掌握了计算最少总时间的方法,可谓“双基”达成,是一堂非常成功的课!
但反过来细细思考:在“烙饼问题”这节课上,我们的目标定位真的仅仅是这些吗?如果仅是如此,不但学生的思维没有提升,优化思想更是无从体现。显然,这样的目标定位是不可取的。那我们又该何去何从呢?这就提到了策略方法的优化。同样的流程在另一个班的课堂上也卡住了。
师:如果是4张饼、5张饼呢?
(学生开始尝试在学习单上“烙饼”)
我通过观察发现,一部分学生在交替烙法里出不来了。见图(烙4张饼的情况):
学生刚学完了3张饼的交替烙法,拿到4张饼,自然而然就想到用这种方法。何为“优化”,就需要比较,进而优化。有了这样的体验,就能凸显同时烙的优势,学生就会有所选择,尤其是烙5张饼的时候,怎样让学生体会操作上的优化,而不只是简单地看到5张饼就是15分钟。在比较过程中,学生经历了思想上的冲击:原来同时烙和交替烙可以并行,这样操作更方便。当“优化”思想在学生的心中扎根,那么出现6张饼的时候,学生的目光就不会仅仅停留在18分钟这个最少时间上,而是在脑海中出现“2+2+2”和“3+3”的“优化”策略。
“数学广角”课堂不是解题课,更不是奥数课,它没有具体的知识目标,但并不阻碍数学思想方法的渗透。数学思想方法源于“双基”、高于“双基”,“数学广角”中的数学思想方法不应直接传授,而应通过渗透,重在“体悟”。
[思考3]“面向全体”还是“面向个体”?
有了前面的思考和实践,我对教学设计进行了调整,目的是让学生通过动手操作、仔细观察、分析比较,掌握“优化”思想,但同样的设计在不同的班级教学却出现了不同的情况。
生8:我们发现了2张饼烙2次,3张饼烙3次,也就是说有几张饼就烙几次,那么总时间就是几个3分钟。
师:大家都发现了这个规律,为什么会这样呢?是巧合吗?
(学生思考片刻后,有学生走上讲台)
生9:我们知道2张饼需要烙2次,如果是偶数张饼,那烙的次数肯定就和张数相同了。
生10:如果是奇数张饼,除去偶数张饼,剩下3张饼用交替法需要烙3次,那么合起來也与张数相同。
(学生纷纷表示赞同)
生11:把一张饼看成两个面,n张饼就有2n个面,每次最多只能烙2张饼,也就是烙两面,用2n除以2等于n,所以就是n次。
(全班报以热烈的掌声……)
但在另一个班级,同样的问题,学生你看看我,我看看你,好不容易有学生领悟到这个规律,但大部分学生还是一脸茫然。很显然,这个班的学生没有达到我既定的教学目标。“数学广角”到底应该面向全体还是面向个体?
“数学广角”是教学内容的拓展,它不像其他数学知识,考虑到学生的差异性,很多时候并不作为考试内容。对于思维敏捷的学生来说,即使条件变成每次最多可以烙3张、4张饼时也不是问题。但对于基础较差的学生来说,他们的思维就停留在从浅层次发现规律上,当出现变化,只能学着每次最多只能烙2张饼的方法慢慢探索。
对于不同的学生,我们的目标定位显然是不一样的,不仅仅是思维上要因人而异,其他方面也是如此。如果大部分学生通过操作、体验、感悟,能理解“只要别让锅空着,就最节省时间”,那就基本达到教学目标了。也就是说,教师既要顾全大局,同时也要鼓励学生不断发展提升。
“烙饼问题”是教学的一种载体,一种虚拟的情境,就如“鸡兔同笼”“田忌赛马”一样,它承载的是一种思想,连接的是生活中的模型。教师只有深度研读教材,准确把握目标定位,在课堂教学中做到生活化和数学化的和谐统一,基于双基,凸显思想方法的渗透,充分考虑学生的个体差异,努力做到全体和个体的再发展,这样才能发挥“数学广角”教学的真正作用,让学生能用数学的眼光去观察生活,进而解决生活中的数学问题!
(责编 李琪琦)