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找次品
【课前慎思】
“找次品问题”是经典的数学智力问题,细分为许多类型,有的类型解决起来相当复杂。《找次品》一般安排在五年级下册,是选择了比较简单的一类作为例题,即“若干个外表完全相同的零件,已知其中一个是次品,次品比正品重一些(或者轻一些)。使用一架没有砝码的天平,至少几次就一定能找出这个次品?”这样的课不好上,常常是草草收兵。
一、存在问题是什么?
第一,目标太多。这节课综合了操作、观察、猜想、验证、归纳、推理等活动,再加上其内在规律的隐蔽性,一堂课下来,学生们一头雾水,教师也被绕得头昏脑涨。最惨的是一节课就想让学生体会优化策略、记录推理过程,懂得化归思想,进而形成统计表格、观察表格、发现规律。
第二,心太急。这节课可以讲的内容很多,小学生该学些什么?优化的策略,将待测物品分成三份去称,是最主要的吗?应该直奔这一主题而去吗?太直接,太功利,一定会缺失了情趣,少了沿途的风景。
第三,不甚明了。有的讲课老师对“找次品问题”的思想方法说不清道不明,只知道“分3份”,进一步的知道“尽可能平均分成3份”;有的老师知其然但不知其所以然。以其昏昏岂能使人昭昭?
二、这节课有难度,难度在哪?
难在理解题意?如果开始不出示“至少称几次就一定能找出次品来”,还难吗?“至少”和“最少”是有区别的,“至少”包含了“最少”,比“最少”多的也行。但在这类题目中,用“最少”行吗?是否不伤害这道题的价值?
难在图示表达?图示表达怕不是这一教学内容主要要去关照的,是否“随风潜入夜”就好?图示方法也是五花八门,什么样的图示比较好?是9(3,3,3)→(1,1,1),还是2015年启用的新版教材上的?
难在逻辑推理?学生要经历一系列严谨而缜密的推理过程,需要长时间去思考一个问题,这可能是学生未曾经历的。因为原来解决问题,一般只需要一步、两步,现在有七步、八步之多。“花开两朵,先表一枝”的分类讨论,也是学生初次邂逅。
三、需要推敲的是什么?
我思考操作的价值——
这节课需要学生动手操作吗?需要实物天平吗?需要模拟天平吗?新版教材上的活动有价值吗?
这节课是用天平“称次品”还是用天平原理“找次品”?天平在这节课中,是不是以一种抽象的数学化的形式存在于学生头脑中更好?因为一旦拿一架实物的“天平”进行试验,就不会出现“如果平衡......那么”“如果不平衡......那么”的情况,而只会出现其中的一种。
磁珠、数字卡片、扑克牌都是很好的学具,有这些“道具”拿在手上,学生更容易“入戏”,那么还有没有可能存在更好的学具?
我思考待测物品的数量——
要积累“找次品”的活动经验,一定是多次“找次品”,那么待测物品的数量该以怎样的次序出现?大家研究中,待测物品的数是2,3,5,8,9....为什么没有4,6,7?
一位老师开课提出在“2187瓶中有1瓶是次品”的问题,让学生猜测,然后3瓶、5瓶、9瓶、27瓶地研究,最后解决从2187瓶中找1瓶次品,只要7次,进而感慨“数学思考的魅力”,确实漂亮!但是,先繁后简再繁的教学结构是否让本已不堪重负的《找次品》雪上加霜?
“治大国如烹小鲜”,是否不要翻来覆去,而是抓住一个简单的,好好回味、咀嚼,品悟出其中的奥妙,这样更利于“并不玲珑”的学生接受?因为把“找次品”编入了普通教材,就不再是“数学精英们”的游戏了,而是飞入寻常百姓家的小燕子。让孩子们都能喜欢,是值得追求的。
不少课都是从3瓶中有一个次品开始研究的,那么我要问为什么不研究2瓶中有一个次品?没有价值吗?只怕是没有联系起来思考。
不少课是“3—5—9—8”的次序,自有存在的道理,但总觉得不美,给人凌乱的感觉。是否“3—5—8—9”,更有序,更舒服?为什么要躲“8”呢?天平有左右两个托盘,分成2份找次品是不是最自然、最朴素的思考?2015年启用的新版教材例2就是“8个零件中有1个是次品”,编者是怎么思考的呢?可惜的是我现在还看不到新版教材配套的教参。
我思考教学目标——
“任凭弱水三千,我只取一瓢饮。”用心观摩了10多节《找次品》的现场课,竭泽而渔地搜索60多篇有关《找次品》的文章之后,我制订的《找次品》第一课时教学目标是——
会解决简单的“找次品”问题。
会“如果...那么”数学地思维。
积累数学活动经验。
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