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海韵教育丨一题多解的巨大意义(鸡兔同笼)

海韵学堂 632

前言:

眼前姐妹们对“鸡兔同笼25只鸡脚比兔脚少22只”大体比较关怀,你们都想要分析一些“鸡兔同笼25只鸡脚比兔脚少22只”的相关资讯。那么小编也在网摘上搜集了一些有关“鸡兔同笼25只鸡脚比兔脚少22只””的相关文章,希望姐妹们能喜欢,各位老铁们快快来学习一下吧!

  我们一直反复在说,要尽可能吸收题目的营养,要提升做题效率。用较少的习题,达到较多的训练效果,这是脱离题海困境唯一的路。

  但“吸收营养”、“提升效率”,这些说法都太虚了,谁不想做一题顶十题,可关键是要怎么做才能达到这个效果?

  对于中高年级来讲,有一种方法对此帮助极大,也就是今天要讲的一题多解。

  今天不妨以大家极为熟悉的鸡兔同笼问题为例,给家长们谈谈一题多解的重要性。

  当然,对于孩子来讲,光说重要性就远远不够了,因为人有天生的惰性,几乎不可能为了长远的重要性,而心甘情愿在当下付出数倍努力。

  所以在给孩子讲为啥要一题多解时,难度就要大很多。这要求老师在引入一种方法时,还要给出与之匹配的提升问题,倒逼孩子们感受到其他方法的局限性。

  这样的体验多了,他们才能切身感受到单一方法的局限,以及其他方法的妙处,才能慢慢摆正心态,接受一题多解的学习方式。

  在下面的讲解过程中,我们也会提供这方面的引导。

  鸡兔同笼的标准问题,是这样的。

  例1:笼中装有鸡和兔,共有头10个,共有脚32只,请问鸡和兔各有几只?

  这题的解法相当多,通常大家在3、4年级奥数题里,会讲这些方法。

  方法1:假设法

  先假设全是鸡,那么应该有10×2=20只脚,但是实际有32只脚,因此我们假设的不对,需要把某些鸡换成兔。那么换几只呢?

  把1只鸡换成1只兔,脚从2只变成4只,即增加2只,现在我们共需要增加32-20=12只脚,因此需要换12÷2=6只,因此有6只兔,4只鸡。

  上述过程,可以简单用下图来表示。

  方法2:抬脚法

  让鸡和兔都抬起两只脚,共抬起10×2=20只脚,还剩32-20=12只脚。这样鸡就没有脚了,而兔子还剩两只脚。此时的脚全部都是兔子的,因此兔子有12÷2=6只。

  上述过程,可以简单用下图来表示。

  方法3:公式法

  这个没啥好说的,属于我们最不推荐的那一种。

  兔子只数=(鸡兔的总腿数-2×鸡兔的总只数)÷2

  =(32-2×10)÷2

  =6只

  大家不难发现,这个公式本身就是上述两种思路的推理结果,只是非要跳过过程,强行总结出一个公式出来,实在是莫名其妙。

  好了,中低年级常见的三种方法已经介绍完了。除了第三种完全不推荐,一二两种方法都挺巧妙,对训练中低年级数量关系有一定帮助。

  多数同学,学到这里就会非常满足了。因为无论用方法1还是方法2,都可以完美解决标准的鸡兔同笼问题。

  但实际上,这是远远不够的。为了说明这一点,这里要出一个扩展案例。

  例2:笼中装有鸡和兔,共有头10个,鸡脚比兔脚少22只,请问鸡和兔各有几只?

  这题唯一的变化,是把鸡脚和兔脚的和,变成了鸡脚和兔脚的差。

  不少同学,遇到这点局部变化就不会下手了,就是根本还没理解题目的精髓。

  首先,如果学的是公式法,将会被直接淘汰掉。因为公式的局限性极大,只能适应标准问题,根本无法做到举一反三。

  而一些技法,还可以拿来用一用。比如这题,利用假设法还是可以处理的,但有些局部需要调整,这需要学生自己分析出某些数量关系,要求就高了一些。

  假设法:

  假设全是鸡,那么鸡脚有10×2=20只,兔脚有0只。此时鸡脚比兔脚多出20只。如果换一只兔,鸡脚少2只,兔脚多4只,二者之差就变化6只。因此需要换(20+22)÷(2+4)=7只兔。

  这里有两个难点,一个是换一只兔,脚差值不再是原来的4-2=2只,而是4+2=6只。第二个难点,假设时鸡脚比兔脚多,最后鸡脚比兔脚少,二者要相加20+22。

  经过测试,在没见过也不讲的前提下,能依靠原始假设法,同时把这两点想明白做对的同学,比例还是很少的。

  这是因为,大家在学习和使用假设法的时候,只关注如何去用,却从未想过方法是如何被总结出来的。这导致一旦假设路径变化,就用不出来了。

  讲到这里,就要再提出一种方法,列表法。

  这是苏教版6年级课本在讲鸡兔同笼问题时提供的方法,展示一下:

  方法4:列表

  考虑到鸡和兔都是整数,无非是某些组合而已,因此可以列表试探:

  如表,我们试探了4次,就直接把答案试探出来了,鸡为3只,兔为7只的时候,脚相差22只。

  有些同学非常鄙夷这种方法。因为课本问题比较简单,都是标准问题,直接套公式或者用假设法就能做出来的。

  但你发现,如果真的略有变化,比如这题要算脚的差值,那么通过列表就非常容易做,列算式反而不太容易了。

  甚至如果你观察比较仔细,从表中很容易就找到规律,即每增加一只兔,差异是要减少6。这样再去列算式,就会简单很多。

  所以列表法的精髓,并不是真的要去一行行列出来,比如鸡兔和有100只时,根本不会有人去这么干的。列表法真正的精髓,是把某几行的数据详细展示出来,并以此找到明确的规律,再利用这种规律帮助我们列式计算。

  从这个角度来看,列表法是比假设法更底层的方法。它适用的场景更多,更容易搞清局部变化,起点路径更灵活。至于假设法,只不过是列表法的一种结果而已。

  多说一句,大家应该非常重视列表法。它在枚举、找规律等领域是底层核心方法,除了鸡兔同笼问题以外,还能解决海量的问题。

  学到这里,有四种方法了,够了么?

  其实仍然是不够的,因为这题如果再变化一下,管你假设还是列表,都很难解决。

  例3:笼中装有八爪鱼和双头猫,共有头25个,共有脚80只,请问八爪鱼和双头猫各有几只?

  大家不要被这题的表层迷惑,认为是在故意难为大家。事实上,六年级试卷中有很多题目的底层结构,与此几乎一致,这里只不过以鸡兔问题的形式来阐述而已。

  这题假设法很难列出式子,列表法也很难找出规律(除非一种一种去列表试探)。究其原因,刚才那些题目很容易找到规律,主要在于无论如何换,它们的头总量是不变的。

  而这一题,在底层结构上变复杂了,因为一旦换鱼为猫,非但脚数会变,头数也会变,这就动摇了假设法的基础。

  类似的双变量问题,很显然是方程的解决领域。因此高年级的方程法,是必须要学,也必须要学好的。

  解:设猫为x只,则猫头有2x个,则鱼有(25-2x)只。

  鱼脚+猫脚=80

  8(25-2x)+4x=80

  解得 x=10

  答:双头猫有10只,八爪鱼有5只。

  方程法,才是解决双变量问题的绝佳方法。这也是我们到了高年级后,遇到复杂变量关系时,会首选方程法的主要原因。

  总结

  公式法、抬脚法这种,虽然看似直观,但属于局部小技巧,根本无法推广适用。

  假设思想,是具有一定推广意义的算法。但推广难度稍高,且有一定局限性。

  列表找规律,其实是假设法的源头。而且列表是很底层的分析方法,在枚举、找规律等多种问题中有广泛用处。

  至于方程,无需多言,双变量等更复杂的变量关系中,它是快速解决问题的王者。

  所以你看,看似一题,其实如果展开来讲,能帮助我们学习各种解题方法,同时理解它们的局限性,以及在某些领域内特定的优势。

  你掌握的方法越多,对每种方法理解越深刻,就越能把数学学成一个交叉体系。在今后的考试中,才有能力在短时间内找到最优方法,获得超高的解题性价比。

  而平时只满足于一种方法的孩子,是远远无法达到这个境界的。

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