1983年新加坡首次引入建模理論,2006年“應用與建模”被列入新加坡中小學數學教學大綱。因爲近幾年新加坡數學教育在TIMSS和PISA的優秀表現,建模法備受國內外教育界的廣泛關注。這一段時間,我們詳細講解了建模法的知識,不知道大家理解的怎麽樣?本質上說,用圖形法解題能讓孩子們更直觀地找到不同變量之間的數學關系。操作上也簡單實用,很容易上手。這裏,我們進一步和大家分析,在使用模型法時,應該注意到的幾個難點:
1,畫精確的模型圖
在用模型法解答數學應用題時,難點在于畫出一個精確的數學模型。這裏的精確不是指嚴格的比例縮放,而是孩子們畫出的模型圖應該足夠好,能幫助他們推斷出已知量和未知量之間有用的數量關系。可以這樣說,如果孩子們能畫出一個比較精確的模型,說明他們已經理解了這個問題。
例1:A的年齡是B年齡的1/4。5年後,A的年齡是B年齡的1/3。請問,A現在多大?
解答:首先以A的年齡長度(A的箱子)爲基准,分別畫出現在和五年後,A和B兩人的年齡比例關系:
現在:
五年後:
然後,對B的模型重新排列:
利用現在的模型,我們在B模型基礎上加5,得到B五年後的另外一個模型表示:
通過比較B的兩個模型,我們知道:
所以A的年齡是10歲。
需要注意到的是,兩個五年後B的模型長度是不一樣的,盡管實際上它們是一樣的值。
類似這種情況,我們在畫模型比較的過程中會經常遇到。因爲用于表示A箱子的初始長度和表示年齡“5”的箱子長度關系未知,從圖中看出,我們要加長箱子的長度(等于10年的長度),這樣B的兩個模型長度就會一致。因此,在稿紙上的思考過程完成後,我們需要對模型做一定的改進。
例2:Devi和Minah總共有520元。如果Devi花掉她錢的2/5,Minah花掉40元,他們將剩一樣多的錢。請問,Devi有多少錢?
解析:根據已知條件畫模型圖
把Minah的模型也分成3份,
8個箱子 —–> 520 – 40 = 480
1個箱子 —–> 480 ÷ 8 = 60
Devi的錢 —–> 5 × 60 =300
在模型中,我們一開始假設一個單元(箱子)的長度比表示“40元”的箱子長度短,但計算得到一個箱子表示60元,所以,我們要把表示40的箱子縮短。
例3:A,B,C,D四個人每個月掙得錢一樣多。A花的錢是B花的錢的3倍,B存的錢是A存的錢的2倍。D花的錢是C花的錢的2倍,D存的錢是C存的3倍。找到B存的錢和D存的錢的比例關系。首先,畫出A和B的關系(深色表示花錢,白色表示存錢)
可以進一步對A和B的關系做一個分割
然後,畫出C和D的模型關系
進一步對C和D的模型做分割
因爲,A,B,C,D四個人每個月掙的錢一樣,而且,從分析中看到,他們的錢都是可以平均分成5份的,所以,A,B,C,D模型中最小的箱子是應該一樣長的,聯合可以得到下面的模型
所以,B和D的存錢比例關系是 4 :1
總結:在指導孩子們的時候,需要讓他們知道,繪制一個更加精確的模型通常是一個複雜的過程;在一個有用的模型完成之前,可能需要在稿紙上多次繪制,來細化和糾正。
2,模型圖的分割
在遇到數學應用題,尤其是比例問題,需要把箱子劃分成更小的單元時,孩子們往往束手無策。模型圖的分割是另外一個難點,我們來看兩個例題。
例4:Sam和Jane有郵票的數量比例是7:8。Jane給了Sam 200張郵票之後,他們郵票的比例變成了11:4。請問,兩人一共有多少張郵票?
首先,我們看到題目中的7:8和11:4,兩個人郵票的總和在變化前後是恒定不變的(恒定總量問題),變化前後都是分成15等分,因此變化前後的最小單元(箱子)是一樣長的。模型如下:
4個箱子 —–> 200張
1個箱子 —–> 50張
總共15個箱子 —–> 15× 50 = 750 張。
我們鼓勵孩子們對框圖做具體分割來推導變量之間的數量關系,這樣做往往立馬能夠得到答案。當要分割太多份時,我們也應該幫助他們慢慢脫離依賴一個大數值的分割,因爲過分強調把一個框圖分割成很多部分,常常會讓我們的思考過程短路。要從一個模型的各個部分提取出更深層次的關系,我們的思考過程是至關重要的。
有一種方法可以幫助孩子們減少對具體分割的依賴性,那就是在我們設置的問題中使用相對較大的數字,把方框圖具體分割變得難以操作。當不做具體分割時,我們怎麽解答題目呢?用下面這個例題我們仔細體會一下。
例5:有兩包糖A和B。A和B的質量比是4:1。如果從A中拿10g放入B,A和B的質量比變成了7:5。請問,兩包糖總共多重?
解析:變化前後,A和B的總質量一定,變化前總共分成了5份,變化後總共分成了12份。最小份數要取12和5的最小公倍數60。所以,
變化前:A和B的比例可以寫成48:12
變化後:A和B的比例可以寫成35:25
A的份數減少了13,而由已知A少了10g
因此,
13個單元 —-> 10 g,
1個單元 —-> 10/13 g,
兩包糖總共60個單元 —-> 600/13 g。3,重視一題多解在數學學習過程中,一定要培養孩子們養成多思考、勤動手的好習慣。在分析一道題目時,家長要引導他們多想想是否有更好的解題方法,並讓他們對不同的方法親自動手體會優缺點,這樣做能讓孩子的數學思維更加敏銳,也能增加他們對數學的興趣。
我們一起來看看這道年齡問題:例6:兩年前,他的年齡是他兒子的7倍;三年後,他的年齡是他兒子的4倍。請問,現在他倆的年齡分別多大?
解法1:
兩年前:
3年後:
對(2)重新排列,並且和(1)比較:
因此,
1個單元 —–> 5歲,
兒子年齡—–> 5 + 2 = 7歲,
父親年齡—–> 5 × 7 + 2 = 37歲。
解法2:
解析:運用前面講過的“恒定差值”問題解法。
2年前:
三年後:
6個單元等于3個單元加15歲
3個單元 —–> 15歲,
1個單元 —–> 5歲,
兒子年齡 —–> 5 + 2 = 7歲,
父親年齡 —–> 5 × 7 + 2 = 37歲。
解法3:
2年前:
3年後:
從差值來看,1個灰色的箱子等于2個白色的箱子,
1個灰色的箱子 = 1個白色箱子 + 5歲。
所以,1個白色箱子表示5歲。
至此,建模法基本講解完畢。如果大家還有不明白的地方和數學問題,可以後台聯系作者。之後,我們會推出“珠心算”系列的內容分享,敬請期待。