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摘要:研究和解决问题的方法是多种多样的,控制变量是重要的方法之一,在数学教学中针对学生思维特点,把控制变量这种思维方法有机的融入学习活动中,可以极大地激起学生学习的内因和动力,为以后的学习和探究打下坚实的基础。
关键词:控制;变量;探究;思维;变化
中图分类号:G4 文献标识码:A
物理、化学研究中常用的一种研究方法——控制变量法,所谓控制变量法,就是在研究和解决问题时,对影响事物变化规律的因素加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。从探究、解决问题方面来说,思维决定行动,是行动的先导和动力。
《小学数学新课程标准》指出,通过义务教育阶段的数学学习,学生能够初步学会用数学的思维方式去观察分析现实生活,去解决日常生活中和其他学科学习中的问题,增强应用数学的意识,体会数学与自然与及人类社会的密切联系,了解数学的价值,增进对数学的理解和学好数学的信心,具有初步的创新精神和实践能力。学生的数学学习内容应当是现实的,有意义的,富有挑战性的这些内容,要有利于学生主动地进行观察实验,猜测,验证,推理与交流等数学活动。在小学阶段进行控制变量思维的训练,就能为以后的学习和探究活动打下坚实的基础。
探究既是学生的学习目标又是重要的学习方法之一,学生在探究性学习活动中可以体验探究的乐趣,学习探究方法,使学生从被动接受知识向主动获取知识转变,从而培养学生的探究能力,实事求是的科学态度和敢于创新的精神。许多研究对象的因素,在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错共同作用的,应用控制变量法。可以使量的变化简化为分别与各个单因素的变化有关的问题,这样能起到突出主要因素忽略次要因素和干扰因素,创设理想的研究环境,有利于问题的解决。其实,我们在日常生活和解决问题中,无形之中已经运用了这种思维。对于一些数学问题运用控制变量思维来解决,往往能起到事半功倍的效果。下面是我的一些运用,希望能起抛砖引玉的作用。
[例1]老张购买学习和生活用品捐赠给山区贫困小学生。三个笔盒、两个皮球和4个杯子一共89元,4个笔盒、3个皮球和6个杯子一共127元,则一个笔盒多少元?
解析:这里前后有三个变量,求的是一个笔盒多少元?我们可以把皮球和杯子这两个变量变成不变的量,这样就只有一个变量,就能得出因为笔盒数量的变化引起了价钱的变化,皮球和杯子前后数量之比都是2:3,第一条件扩大3倍,第二条件扩大2倍,问题就解决了。
解:89×3-127×2=13元
答:一个笔盒13元。
[例2]鸡兔同笼共80个头,208只脚,鸡和兔各有几只?
这就是鸡兔同笼问题,有鸡兔两个变量,我们可以假设其中一个量数量为0,变为一个量,然后分析这个量造成了结果怎样的变化,从而解决问题。
解析:假设这80头全是鸡,那么,脚应是2×80=160(只),比实际少208-160=48(只)脚,这是因为1只兔有4只脚,把它看成是2只脚的鸡了,每只兔少算了2只脚,共少算了48只脚,48里面有几个2,就是几只兔。
解:兔:(208-2×80)÷(4-2)=48÷2=24(只)
鸡:80-24=56(只)
答:鸡有56只,兔有24只。
[例3]某校安排新生宿舍,如果每间住12人,就会有34人没有宿舍住;如果每间住14人,就会空出4间宿舍。这个學校有多少间宿舍?要安排多少个新生?
解析:前后两个方案中,房间的数量是不相同的,控制变量,我们可以把方案二转换一下条件,变成把宿舍住满,那么题目就变成:每间住12人,则剩余34人没有宿舍住;每间住14人,则缺少14×4=56人。相差90人,为什么呢?就是因为每间房间相差2人,这样问题就迎刃而解了。
解:宿舍间数:(34+14×4)÷(14-12)=45(间) 新生人数:45×12+34=574(人)
答:学校有45间宿舍,要安排574个新生。
[例4]某社团组织周末自驾游集合后发现小王和小李未到,由于每辆小车限坐5人,按照现有车辆,恰有一人坐不上车为难之际,小王和小李分别开车赶到,于是所有人都坐上车,且每辆车人数均相等,那么,参加本次自驾游的小车数为多少?
解析:前后车辆数量不同,控制变量,把第一条件改成和后面一样的车辆数,这时前面有(10-1)个空位,比后面多了7个空位(9减去小王和小李两人)。而且每辆车人数均相等,所以这7个空位只能平均分到各辆车上。7=1×7,一辆车是不题意的,只能是7辆车了。
解:10-1-2=7(个) 7=1×7 1辆不合题意舍去 7辆符合题意
答:参加本次自驾游的小车数为7辆车。
[例5]李叔叔与王叔叔8月份收入的钱数之比是8:5,支出的钱数之比是8:3.月底李叔叔结余8000元,王叔叔结余9800元。8月份两人各收入多少元?
解析:根据控制变量原则,我们可以把条件二支出的钱数之比改成8:5,那么李叔叔与王叔叔月底结余之比也应该是8:5,既然李叔叔结余8000元,王叔叔应结余5000元。事实王叔叔结余9800元,比5000多4800,为什么呢?因为王叔叔支出改成了5份,实际是3份,多了2份,这两份就是4800元,王叔叔实际支出是4800÷2×3=7200元,总收入就是7200+9800=17000元,李叔叔支出就是4800÷2×8=19200元,总收入就是19200+8000=27200元。
解:(9800-5000)÷(5-3)=2400元
王叔叔:2400×3+9800=17000元
李叔叔:2400×8+8000=27200元
答:八月份王叔叔收入17000元,李叔叔收入27200元。
[例6]水果店运来的西瓜个数是哈密瓜个数的4倍,如果每天卖130个西瓜和36个哈密瓜,那么哈密瓜卖完后还剩下70个西瓜,该店共有西瓜和哈密瓜多少个?
解析:把第二个条件中,西瓜和哈密瓜卖出的数量比改成4:1,这样就和条件一的数量比相同,也就是每天卖144个西瓜和36个哈密瓜,那么哈密瓜卖完后,西瓜也卖完了。而实际还剩下70个西瓜,是因为每天少卖(144-130)个西瓜造成的,70个西瓜就需要卖70÷14=5天,所以共有900个。
解:70÷(36×4-130)=5(天)
(130+36)×5+36=900(个)或36×5×5=900(个)
答:该店共有西瓜和哈密瓜900个。
在教学中教师应有意识的创造教学活动情境,激发学生探究,让学生在探究活动中学习知识,在探究性学习中掌握控制变量法,在探究活动中培养学生的探索精神和创新能力,在探究中体会变量的概念,建立控制变量的初步意识。
参考文献
[1]《小学数学新课程标准》北京师范大学出版社。
[2]《学科教育研究法导论》周学海编著,广西教育出版社。
关键词:控制;变量;探究;思维;变化
中图分类号:G4 文献标识码:A
物理、化学研究中常用的一种研究方法——控制变量法,所谓控制变量法,就是在研究和解决问题时,对影响事物变化规律的因素加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。从探究、解决问题方面来说,思维决定行动,是行动的先导和动力。
《小学数学新课程标准》指出,通过义务教育阶段的数学学习,学生能够初步学会用数学的思维方式去观察分析现实生活,去解决日常生活中和其他学科学习中的问题,增强应用数学的意识,体会数学与自然与及人类社会的密切联系,了解数学的价值,增进对数学的理解和学好数学的信心,具有初步的创新精神和实践能力。学生的数学学习内容应当是现实的,有意义的,富有挑战性的这些内容,要有利于学生主动地进行观察实验,猜测,验证,推理与交流等数学活动。在小学阶段进行控制变量思维的训练,就能为以后的学习和探究活动打下坚实的基础。
探究既是学生的学习目标又是重要的学习方法之一,学生在探究性学习活动中可以体验探究的乐趣,学习探究方法,使学生从被动接受知识向主动获取知识转变,从而培养学生的探究能力,实事求是的科学态度和敢于创新的精神。许多研究对象的因素,在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错共同作用的,应用控制变量法。可以使量的变化简化为分别与各个单因素的变化有关的问题,这样能起到突出主要因素忽略次要因素和干扰因素,创设理想的研究环境,有利于问题的解决。其实,我们在日常生活和解决问题中,无形之中已经运用了这种思维。对于一些数学问题运用控制变量思维来解决,往往能起到事半功倍的效果。下面是我的一些运用,希望能起抛砖引玉的作用。
[例1]老张购买学习和生活用品捐赠给山区贫困小学生。三个笔盒、两个皮球和4个杯子一共89元,4个笔盒、3个皮球和6个杯子一共127元,则一个笔盒多少元?
解析:这里前后有三个变量,求的是一个笔盒多少元?我们可以把皮球和杯子这两个变量变成不变的量,这样就只有一个变量,就能得出因为笔盒数量的变化引起了价钱的变化,皮球和杯子前后数量之比都是2:3,第一条件扩大3倍,第二条件扩大2倍,问题就解决了。
解:89×3-127×2=13元
答:一个笔盒13元。
[例2]鸡兔同笼共80个头,208只脚,鸡和兔各有几只?
这就是鸡兔同笼问题,有鸡兔两个变量,我们可以假设其中一个量数量为0,变为一个量,然后分析这个量造成了结果怎样的变化,从而解决问题。
解析:假设这80头全是鸡,那么,脚应是2×80=160(只),比实际少208-160=48(只)脚,这是因为1只兔有4只脚,把它看成是2只脚的鸡了,每只兔少算了2只脚,共少算了48只脚,48里面有几个2,就是几只兔。
解:兔:(208-2×80)÷(4-2)=48÷2=24(只)
鸡:80-24=56(只)
答:鸡有56只,兔有24只。
[例3]某校安排新生宿舍,如果每间住12人,就会有34人没有宿舍住;如果每间住14人,就会空出4间宿舍。这个學校有多少间宿舍?要安排多少个新生?
解析:前后两个方案中,房间的数量是不相同的,控制变量,我们可以把方案二转换一下条件,变成把宿舍住满,那么题目就变成:每间住12人,则剩余34人没有宿舍住;每间住14人,则缺少14×4=56人。相差90人,为什么呢?就是因为每间房间相差2人,这样问题就迎刃而解了。
解:宿舍间数:(34+14×4)÷(14-12)=45(间) 新生人数:45×12+34=574(人)
答:学校有45间宿舍,要安排574个新生。
[例4]某社团组织周末自驾游集合后发现小王和小李未到,由于每辆小车限坐5人,按照现有车辆,恰有一人坐不上车为难之际,小王和小李分别开车赶到,于是所有人都坐上车,且每辆车人数均相等,那么,参加本次自驾游的小车数为多少?
解析:前后车辆数量不同,控制变量,把第一条件改成和后面一样的车辆数,这时前面有(10-1)个空位,比后面多了7个空位(9减去小王和小李两人)。而且每辆车人数均相等,所以这7个空位只能平均分到各辆车上。7=1×7,一辆车是不题意的,只能是7辆车了。
解:10-1-2=7(个) 7=1×7 1辆不合题意舍去 7辆符合题意
答:参加本次自驾游的小车数为7辆车。
[例5]李叔叔与王叔叔8月份收入的钱数之比是8:5,支出的钱数之比是8:3.月底李叔叔结余8000元,王叔叔结余9800元。8月份两人各收入多少元?
解析:根据控制变量原则,我们可以把条件二支出的钱数之比改成8:5,那么李叔叔与王叔叔月底结余之比也应该是8:5,既然李叔叔结余8000元,王叔叔应结余5000元。事实王叔叔结余9800元,比5000多4800,为什么呢?因为王叔叔支出改成了5份,实际是3份,多了2份,这两份就是4800元,王叔叔实际支出是4800÷2×3=7200元,总收入就是7200+9800=17000元,李叔叔支出就是4800÷2×8=19200元,总收入就是19200+8000=27200元。
解:(9800-5000)÷(5-3)=2400元
王叔叔:2400×3+9800=17000元
李叔叔:2400×8+8000=27200元
答:八月份王叔叔收入17000元,李叔叔收入27200元。
[例6]水果店运来的西瓜个数是哈密瓜个数的4倍,如果每天卖130个西瓜和36个哈密瓜,那么哈密瓜卖完后还剩下70个西瓜,该店共有西瓜和哈密瓜多少个?
解析:把第二个条件中,西瓜和哈密瓜卖出的数量比改成4:1,这样就和条件一的数量比相同,也就是每天卖144个西瓜和36个哈密瓜,那么哈密瓜卖完后,西瓜也卖完了。而实际还剩下70个西瓜,是因为每天少卖(144-130)个西瓜造成的,70个西瓜就需要卖70÷14=5天,所以共有900个。
解:70÷(36×4-130)=5(天)
(130+36)×5+36=900(个)或36×5×5=900(个)
答:该店共有西瓜和哈密瓜900个。
在教学中教师应有意识的创造教学活动情境,激发学生探究,让学生在探究活动中学习知识,在探究性学习中掌握控制变量法,在探究活动中培养学生的探索精神和创新能力,在探究中体会变量的概念,建立控制变量的初步意识。
参考文献
[1]《小学数学新课程标准》北京师范大学出版社。
[2]《学科教育研究法导论》周学海编著,广西教育出版社。