「思維訓練」植樹問題教學分析

植樹問題一類典型的「平均分」問題,有助於除法的意義的理解,源於課內知識,又高於課內知識,蘊含豐富的思維方式和數學思想方法,對於課內思維訓練很好的補充。在植樹問題的研究過程中,通過實際情境問題的分析,歸納提出植樹問題的本質,提高學生的抽象思維能力。

植樹問題中,我們可以把樹木抽象成點,把樹木間距抽象成線段。通過對於實景的觀察,我們可以發現,樹木之間的間距是相等。

一、知識探究

對於一條線段,表示兩點之間的「距離」,有兩個端點。

我們可以觀察到:1條線段,2個端點

端點數m比線段數n多1,即m=n+1

在上麵線段基礎上,以始為終,繼續畫等長度的線段。

我們觀察到:2條線段,3個端點

端點數m比線段數n多1,即m=n+1

重複上面的操作,

我們觀察到:3條線段,4個端點

端點數m比線段數n多1,即m=n+1

通過上面的實驗,可以無限地增加線段數和端點數,但是端點數m線段數n的數量關係始終不變,即m=n+1

二、能力提升

「載幾棵樹」端點數m, 「兩棵樹間距」線段長b

在已知需要栽樹總長度a和兩棵樹間距b時,可以算出線段數(a÷b=線段數n),根據上面歸納的數量關係,可以輕鬆算出栽的棵數m,即a÷b+1=m.

同理,根據栽樹棵數m,線段長b,也可以計算兩樹間距數n,栽樹總長度a。乘除法的意義都學習到了,並且培養學生的逆向思維和抽象思維。

概括一下,植樹問題涉及

總長a:植樹路線的全長。

棵距b:兩棵數之間的距離。

段數n:總長中共有幾個棵距

棵數m:植樹的總棵樹

以上數量關係:

段數n=總長a÷棵距b

棵樹m=總長a÷棵距b+1

總長a=棵距b×(棵樹m-1)

棵距b=總長a÷(棵數m-1)

更多數量關係不在累述,請學生自己概括。

三、應用創新

1.按照端點種樹情況,可分為一下三類

(1) 路的兩端都要植樹

(2) 路的兩端都沒有植樹

(3) 路的一端植樹,另一端不植樹

2.分為單側種樹與雙側種樹

3.按照道路形狀,可分為直線型和環路型

另外,在實際生活中,植樹問題自身變化比較多,並且在不同情境下,衍生出更多的植樹問題,比如鋸木頭、爬樓梯、插旗子問題等等。關鍵還是抓住植樹問題的核心「平均分」,辨析清楚 「總距離」、「間隔長」、「棵數」的對應意義和數量關係,以不變應萬變。