各位小學霸們,一定對“雞兔同籠”問題不陌生吧!雞兔同籠是中國古代的數學名題之一。
一千多年前的南北朝時期,中國又出現了一部數學著作《孫子算經》,在這部著作中最著名的一個問題就是“雞兔同籠”問題。
“今有雉、兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足。問:雉、兔各幾何?答曰:雉二十三,兔一十二。”
意思是說:現在籠子裡有雞(雉)和兔子在一起。從上面數一共有35個頭,從下面數一共有94隻腳,問一共有多少隻雞、多少隻兔子?
如今,“雞兔同籠”問題成為小學奧數經典題目,并成為小學課本裡的一節内容,也成為了許多人的童年噩夢。
2014年9月,人教版數學更換新教材,“雞兔同籠問題”從小學六年級上提前到了四年級下。(對,你沒看錯,是小學四年級課本!)
那麼問題來了!這道題怎麼解?
我想家長們都會,因為都學過二元一次方程。
對你們來說太簡單了,列個方程式,雞和兔加在一起 35 個頭,一個雞有兩條腿,一隻兔子四條腿,加在一起 94。
第二步,我們怎麼都學過怎麼解方程,把上面的方程①×2,然後 ②-① 嘛,就減出來了,所以兔就是 12 隻。
但是這個問題不是說怎麼解出來,是如何向小學生講明白怎麼做,小學生聽完之後什麼感覺?他根本不懂什麼叫方程。
那麼,問題又來了,向不同年級的小學生講明白這個事,怎麼講?解題方法都一樣嗎?
答案很肯定,不一樣。
不同年級,對學生的要求不同,講法也就不一樣。
咱們換個問法,為什麼不能在四年級的時候用方程解“雞兔同籠”問題?
表面上,是孩子們還沒學到這節課,根本原因是教學要尊重孩子的發展規律,這涉及到兒童發展心理學。
你不懂兒童發展心理學,就把成年人的思考模式套用在孩子身上,這就是現在很多家長輔導作業崩潰的原因。
舉個例子:
孩子在發育過程中,邏輯能力是逐步提高的。
孩子6個月時,你跟他玩遮擋的遊戲,他會笑。這是因為此時他還沒有推理能力,他認為他看不見的東西就是不存在的。因此,他看到這個遮擋動作,就像成年人看到一個孫悟空一下出現在面前一樣,他當然就笑了。
但孩子2歲時,那在這樣,他就不笑了,因為他開始有推理能力了。到5歲時,他的推理能力進展到了知道“張老師比王老師高,王老師比李老師高”。
對于成年人來說,這道題跟A大于B,B大于C,所以A大于C是一模一樣的。孩子理解這個時,早的在9歲,晚的在11歲。
著名的發展心理學家皮亞傑教授,最早發現了人類認知發展的規律,按照他的觀點,在進入青春期之後,少年的思維才會進展到“形式運算”階段,他們有了抽象思維的能力。
比如上面說的雞兔同籠的問題,小學生解決這個問題要用假設法:假設所有的雞和兔子都擡起兩隻腳,或者假設所有的兔子都變成雞,他們必須要過這個假設的過程,這就是年紀小,缺乏抽象思維的能力。
初中生就會把問題變成方程組:X Y=35;4X 2Y=94。
所有孩子的發展都是階段性的,孩子的抽象邏輯推理要到一個時點才開始發展。所以,尊重孩子發展規律,我們的教學也應該是階段性的。
上文說道,孩子的成長是有一定的客觀規律的,我們不能揠苗助長,“雞兔同籠”問題要用孩子聽得懂的方式給孩子講明白。
下面,多學君就為同學們講幾種适合不同年級的解法:
二年級解法畫圖法如果是二年級的孩子,我們需要把題目設計的再簡單一點,把數量減少一點。
如題:現有一籠子,裡面有雞和兔子若幹隻,數一數,共有頭14個,腿38條,球雞和兔子各有多少隻?
圖可以讓數學變得形象化,而且經常畫圖還有助于創造力的培養!假設14隻全部是雞,先把雞給畫好。
三年級解法列表法如果三年級小朋友做這道題,可以用列表法!直觀、易理解,還不容易出錯~好啦,我們來看一下!
四年級解法假設法
到四年級的時候,就可以恢複到這道題的本來面目了,不用再簡化雞兔的數量。我們就可以用假設法來解題,下面幾種方法本質上都是假設法,隻是講法稍有不同,目的是讓孩子們更容易理解。
『 講法1 』前足變手法
雞有兩隻腳,兔有四隻腳,真的是這樣嗎?
不對,兔子有兩隻腳,另外兩隻是手,雞和兔都是兩隻腳,35 個頭,都有兩隻腳,加在一起是多少隻腳? 70,簡單吧。
你說94裡剩下的 24 是“手”,那是多少個兔子的手呢?一個兔子兩隻手,24除以2是不是12隻兔子,四年級小學生是不是就聽明白了。
『 講法2 』擡腳法
出生在匈牙利的美國數學家——解題大師波利亞,提供了另外一種解法,可以說是巧解雞兔同籠問題的一個典範。
“請擡起一半的腳來!”面對這群雞和兔,波利亞對它們說。
現在,隻算站在地上的腳的數目。顯然,雞頭數目和雞腳數目是相等的;而兔腳數目是兔頭數目的兩倍,也是原來兔腳數目的一半。
所以,現在腳的總數47(=94/2)減去頭的總數35得到的差12就是兔的數目。
答案出來了:雞23隻,兔12隻。
『 講法3 』吹哨法
假設雞和兔接受過特種部隊訓練,吹一聲哨,它們擡起一隻腳,還有94-35=59隻腿在站着,再吹一聲哨,它們又擡起一隻腳,這時雞都一屁股坐地上了,兔子還有兩隻腳立着。
這時還有59-35=24隻腿在站着,而這24隻腿全部是兔子的,所以兔子有24÷2=12隻,雞有35-12=23隻。
『 講法4 』砍足法
假如把每隻砍掉1隻腳、每隻兔砍掉2隻腳,則每隻雞就變成了“獨角雞”,每隻兔就變成了“雙腳兔”。這樣,雞和兔的腳的總數就由94隻變成了47隻;如果籠子裡有一隻兔子,則腳的總數就比頭的總數多1。
因此,腳的總數47與總頭數35的差,就是兔子的隻數,即47-35=12(隻)。所以,雞的隻數就是35-12=23(隻)了。 呵呵,這個方法是古人想出來的,但有點殘忍!
五年級解法和差法上面多學君講的是第一雞兔同籠問題,事實上,到五年級的時候,雞兔同籠問題開始變得複雜,出現第二雞兔同籠問題,已知總頭數和雞兔隻數的差數,求雞、兔各是多少?
簡化一下,就是已知兩個數量的和與差,求這兩個數量各是多少,這類應用題叫和差問題。
大數=(和+差)÷2小數=(和-差)÷2簡單的題目可以直接套用公式;複雜的題目變通後再用公式。
六年級解法方程法到了六年級,理性的思維開始扣響數學的大門,人們艱難地前行,探索問題的本質,想找出一把真正的鑰匙。
終于,鑰匙出現了。不是解題步驟,不是解題方法,而是思想,數學思想,方程的思想!
『 講法1 』一元一次方程
設雞的數量為x隻,則兔子有(35-x)隻,有2x 4(35-x)=94,解出x=23,所以有雞23隻,兔子35-23=12隻。
『 講法2 』二元一次方程組
此方法隻是作為學有餘力的同學了解一下。
設雞有x隻,兔有y隻。有2x 4y=94,x y=35,解出x=23,y=12,所以兔子有12隻,雞有23隻。
看完這些的解法,你是不是一身冷汗,原來我以前并不了解為什麼是這麼解出來的,他背後其實有更深刻的理解和它的道理。
今天多學君分享了雞兔同籠問題的幾種解題技巧,并非為了炫技,而是要告訴各位家長和老師們,兒童有其固有的發展規律,急不得,學的早了你會懷疑人生。
估計家長們也聽過“孩子不能輸在起跑線上”的理論,但我要告訴你,這句話是錯的。
如果把人生比喻成賽跑的話,那麼人生應該是馬拉松,而不是短跑。因為隻有對于短跑來說,輸在起跑線上才是緻命的。
但是,我為什麼一定要把人生比喻為賽跑呢?賽跑一定是有人赢,有人輸,人生一定是這樣嗎?
回到主題,我們的目标是培養孩子從解題到解決問題,從學會到會學,讓他們養成獨立思考的習慣,收獲學科核心素養,而不是對公式定理的死記硬背。
多學多問雙師課堂,教你“知其然”,也教你“知其所以然”!
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