“系統而有步驟地滲透數學思想方法,嘗試把重要的數學思想方法通過學生可以理解的簡單形式,采用生動有趣的事例呈現出來”,是人教版義務教育課程標準實驗教材的總體設想之一。“數學廣角(抽屜原理)”人教版新課程教材把它放在六年級下冊(第68頁至第72頁例1一例3及相關練習)讓學生學習,說明這一教學內容具有很高的數學思維含量和廣闊的探究空間。在教學中,教師要準確把握教材,立足學生的發展,從現實生活中的問題人手,以“抽屜問題”為載體,滲透數學思想方法;引導學生通過觀察和實際操作活動,豐富對“抽屜原理”的感知,經歷抽象出數學模型的過程,體驗數學思想方法在解決實際問題中的應用,從而感受數學的魅力。
一、激活學生原有認知,注重動手操作。讓學生初步形成“抽屜”表象
教學要重視引導學生動手實踐,讓學生在“看一看,擺一擺,想一想”等操作中豐富感性認識,形成表象,掌握“抽屜原理”的基本特征。例如,教學例1時,由于例題中的數據較小,為學生自主探索提供了很大的空間。因此,讓每個小組分別準備4枝鉛筆和3個文具盒,先讓學生通過實踐驗證“將4枝鉛筆放在3個文具盒中,不管怎么放,總有一個文具盒里至少放進2枝鉛筆”,然后進行小組交流,逐步提高學生的邏輯思維能力。在此過程中,教師要適當給予指導,有意識地讓學生理解“抽屜”的“一般模型”,即題中的“文具盒”就相當于“抽屜”。在學生探究的基礎上,引導他們將教材中提供的兩種方法(枚舉法和假設法)進行比較,幫助學生理解“為什么要先考慮每個文具盒放1枝鉛筆的情況”,從而體會假設法的基本思想——盡可能地平均分。在解決了“4枝鉛筆放在3個文具盒”的問題后,教師進一步引導學生思考:把5枝鉛筆放進4個文具盒里,總有一個文具盒里至少放進2枝鉛筆,為什么?如果把6枝鉛筆放在5個文具盒里,結果是否一樣呢?把9枝鉛筆放在8個文具盒中呢?把10枝鉛筆放在9個文具盒中呢?把100枝鉛筆放在99個文具盒中呢?進而引導學生得出一般性的結論:只要“待分的數量”比“抽屜”的數量多,就必定有一個“抽屜”有“兩份”,即此題中要放的鉛筆數比文具盒的數量多1,總有一個文具盒里至少放進2枝鉛筆。接著,進一步啟發學生思考:如果要放的鉛筆數比文具盒的數量多2,多3,多4呢?學生會從中發現:只要鉛筆數比文具盒的數量多,這個結論同樣也是成立的。
教學例1的“做一做”,先啟發學生運用例題中的方法遷移類推,然后加以解釋,從而加深學生對“抽屜原理”含義的理解,以形成穩定的認知結構。
二、操作體驗,讓學生經歷將具體問題抽象為數學問題的過程
教學例2,首先根據教材提供的讓學生把5本書放進2個抽屜的情景組織學生操作。在操作過程中,學生發現不管怎么放,總有一個抽屜至少要放進3本書,從而產生探究的愿望。學生先采用枚舉的方法,把5分解成兩個數,有(5,0)、(4,1)、(3,2)三種情況。任何一種分法,總有一個數不小于3。之后,可以考慮更具一般性的假設法,即先把5本書“平均分成2份”(2個抽屜)。用有余數除法5÷2=2……1計算發現如果每個抽屜放進2本,還剩1本。把剩下的這1本放進任何一個抽屜,該抽屜里就有3本書了。
探究“把5本書放進2個抽屜”的問題后,教材進一步提出“如果一共有7本書,9本書,情況會怎樣”的問題,讓學生利用前面的方法進行類推,得出“7本書放進2個抽屜,總有一個抽屜至少放進4本書;9本書放進2個抽屜,總有一個抽屜至少放進5本書”的結論,進而使學生對“抽屜原理”達到一般性的理解。
教學例2時,教師可鼓勵學生用多樣化的方法解決問題,深化對“抽屜原理”的理解。在此過程中,教師還可適當加大“待分數”,如:“將113本書放在2個抽屜里呢?”學生可以應用有余數除法列出算式:113÷2=56……1,即:113本書放進2個抽屜,每個抽屜放進56本,還剩1本。把剩下的這1本放進任何一個抽屜,該抽屜里就有57本書了。說明把113本書放在2個抽屜里,有一個抽屜至少有57本書。但由于這個除法算式的余數正好是1,學生容易將求“某個抽屜至少有書的本數”的方法是“用商加1”錯誤地理解“商加余數”。因此,教學中教師應結合余數不是1的情況,引導學生進行對比,并讓學生在對比、辨析中更好地理解“抽屜原理”的實質。
教學例2的“做一做”,先讓學生想一想,算一算,說一說從而明確例1和例2的聯系與區別。
三、鼓勵學生大膽猜測,激發解決問題的動機
“學生學習應當是一個生動活潑的,主動的和富有個性的過程”,所以,應將數學知識置于學生熟悉的情境中,鼓勵學生大膽猜測、驗證,提高學生學習的積極性,進而激發學生的參與意識。由于“抽屜原理”的變式很多,應用更靈活,因此,能否將具體問題和“抽屜原理”聯系起來,能否找到問題與一般化模型之間的內在關系,是解決問題的關鍵。教學例3時,教師首先引導學生思考本例題的問題與“抽屜原理”是否有關系,有什么樣的聯系,如把“什么”看成抽屜,要分放的東西是什么。學生在思考這些問題時,一開始可能會缺乏思考的方向,很難找到切人點。此時,可以讓學生先自由猜測,充分說一說后再驗證。
例如,有的學生會猜測“只摸2個球就能保證這2個球同色”,類似說法只要舉出一個反例就可以否定,如摸出的兩個球正好是一紅一藍時,就不能滿足條件。再如,由于受題目中“4個紅球和4個藍球”這個條件的干擾,許多學生會猜測要摸的球數只要比其中一種顏色的個數多1就可以了,即“至少要摸出5個球才能保證一定有2個是同色的”。為了驗證這個猜測,學生自覺地把“摸球問題”與“抽屜問題”聯系起來,把兩種顏色看成兩個抽屜,根據5÷2=2……1可以知道,摸出5個球是沒有必要的。那么,猜測錯誤的原因在哪里?關鍵是在此事例中學生未搞清“抽屜”是什么,“抽屜”有幾個。弄清“抽屜”及其“個數”,就能推斷“要保證有一個抽屜至少有2個同色的球,分的物體個數至少比抽屜數多1”。現在“抽屜數”就是“顏色數”,結論就變成“要保證摸出兩個同色的球,摸出的球的數量至少要比顏色種數多1”。因此,要從兩種顏色的球中保證摸出兩個同色的,最少要摸出3個球。
在此教學過程中,要在實際問題和“抽屜問題”之間架起一座橋梁并不是一件容易的事。如果學生在理解時存在困難,可以引導他們這樣思考:球的顏色一共有兩種,如果只取兩個球,會出現三種情況:兩個紅球;一個紅球一個藍球;兩個藍球。如果再取一個球,不管是紅球還是藍球,都能保證三個球中一定有兩個同色的。
例3的“做一做”是例3解題思路的應用,教師要在生動有趣的情境中引導學生找出“抽屜”及判斷其“個數”,激發學生探究的欲望,讓學生自主合作解決問題。
四、重視聯系實際。發展學生的數學思維
數學教學要使學生感受數學與現實生活的密切聯系,感受數學的趣味和作用;教師要充分利用學生的生活經驗,讓學生通過動手擺一擺,做一做,算一算,想一想,從中理解數學,有意識地引導學生經歷把現實問題數學化的過程。教學練習十二中的習題時,教師要鼓勵學生多角度思考,合作探究,充分發揮學生的主動性,提高學生的思維能力和解決問題的能力。