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——妈妈,我想吃烤饼。
——吃,多吃点,3张够吗?
——够了,谢谢妈妈,妈妈真好。
可是锅里一次最多能放2张饼,饼的两个面都要烙,每一面需要1分钟,孩子迫切地想吃到烙饼,妈妈该怎么做,才能尽快让孩子一饱口福呢?
而看过田忌赛马故事的小朋友都知道,面对齐威王三种等级的战马,田忌只是稍动脑筋,调换了马的出场顺序,就轻松赢得了战果。
不管是烙饼问题还是田忌赛马,都向我们传达了一个重要的数学思想:优化思想。
什么是优化思想?
优化思想就是在有限种或无限种可行方案中挑选最优方案的思想,是一个很重要的数学思想,在小学数学思想方法中所占比例很大。
上面提到的烙饼问题,就是小学数学教材中优化思想的一个经典案例,其中“3张饼”是解决烙饼问题的关键点,该怎么抓住这个关键点呢?
火花L5课程用比较法,在对比中帮助孩子找出最优策略。
方案1
先两张一起烙用时2分钟,再单独烙一张还是2分钟,一共4分钟。
图片来自火花课堂
方案2
先烙1和2的正面,用时1分钟,再烙1的反面和3的正面用时1分钟,最后烙2的反面和3的反面,用时1分钟,比方案一节省了1分钟哦!
图片来自火花课堂
嗯......,绕得有点晕,到底是哪个的正面,哪个的反面?为什么1张饼和2张饼的所用时间一样呢?家长可以准备一个纸盘当作锅,剪下几个圆形当作饼并做标号,带着孩子动手摆一摆,体会一下这个过程。
先烙1张饼试试,记下一张饼所用时间:2分钟
再烙2张饼试试,记下两张饼所用时间:依然是2分钟。
这时候,别忘了问问孩子为什么烙1张饼和烙2张饼所用的时间是一样的?
为什么时间一样呢?
因为1张饼需要烙2次,而2张饼一起烙虽然饼的数量多了,但是次数不变,依然是2次,所以都是2分钟。唯一变化的就是,2张饼一起烙时,锅被充分利用了,没有空位置。
关于3张饼的烙法,在一次次的动手操作中,可以总结出以下几种方案:
3分钟的烙法:每次都烙2个面;
4分钟的烙法:有烙1个面的还有烙2个面的;
6分钟的烙法:每次都只烙1个面。
通过对比分析,孩子就会意识到只要锅没有歇着,即每次都保证有2个饼在锅内,那么就可以节省时间了。
那么如果是4张饼,又该怎么烙呢?5、6、7甚至更多的饼又该怎么烙呢?
双数饼的烙法很简单,每次都两两烙,就是最省时的做法了,那么单数饼呢?火花课程中,用“一组2,一组3”总结了单数饼的烙法:
图片来自火花课堂
三四年级的学生在解决“和倍问题”与“差倍问题”这类应用题时,已经接触过“线段图”,将线段图迁移应用到“烙饼问题”中,更加直观形象。
用不同样式的线条表示3张饼,用弧线表示每次烙饼的安排:
3分钟烙法
先烙1正2正;再烙1反3正;最后烙2反3反。
4分钟烙法
先烙1正2正;再烙1反2反;再烙3正;最后烙3反。
6分钟烙法
先烙1正,再烙1反,按照这个方法,一直烙完6个面。
借助线段图展示3张饼烙制过程更加直观,左右反映总时间,上下即同侧表示同时性和“烙饼”安排。不过同一个“饼”的正反面不能放在一个锅上同时“烙”,即相同样式的线段不可以上下搭配,应该交替组合,又将烙饼的优化问题转化为线段的分离组合,将知识点之间互相转化、互相联系,提高孩子灵活应用的能力。
不过在实际生活中不可能像“烙饼问题”中的方法去烙饼,但与“烙饼问题”相似的情境却经常出现:
客人来家中做客,怎么才能节省时间让客人尽快喝上茶:
图片来自火花课堂
出去游玩,怎样安排才能花最少的钱获得最大的满足感呢?
优化思想是数学学习中很重要的一个知识点,渗透在数学的方方面面,从计算中的“算法优化”如:2+7+8=2+8+7,到统计中的“统计方法优化”如有序排列组合,成为小学数学思想方法中的重要一个分支。
除了常见的时间统筹,在火花L5课程中还包含地点统筹,将优化思想和公交站点的设置联系起来,还有好玩的猎人—狼—羊—花的过河问题,不过,你知道公交站点的设置规则是什么吗?
快来加入火花,一起学习合理安排吧!
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