小学生数学思维启动系列之四:坑爹的“找规律”

网友投稿 2018-07-04 12:20

      近年来,广泛流传很多奇葩的小学奥数“找规律”题目,为人诟病。这种题目,不仅坑了孩子们的爹,而且顺带坑了奥数的名声,让人以为奥数题都是怪老师https://cdn.china-scratch.com/Public/Home/images/grey.gif想出来折腾小孩子的。

          其实我觉得,奥数肯定是训练孩子思维的好工具,只是有一些歪嘴和尚把好好的经给念歪了,搞到本末倒置,迷失初心。“找规律”问题应该只是其中一个缩影,还有很多背离初衷的所谓奥数题目,这里就不一一列举了。本文仅以找规律为例,说说这些题目到底要让孩子学到什么?

         往大里说,人类科技史上,很多进步都是通过观察,总结出规律(猜想),然后验证(实验或数学证明)来完成的。从小里说,通过观察总结规律也是数学解题的一大法宝。

          当我们面临一个复杂的问题,或者数目很大的情况,往往可以从小的数字,简单的情况着手试验。如果可以观察总结出规律,那么就可以“猜”出结果。整个思路应该是:1)化繁就简,从小数字出发考虑问题,把问题转换为数列或其他数学表述;2)根据简单情况,总结规律,“猜出”答案(猜出后的证明,超出了小学的范围),回归原本的问题。实际上真正重要的思想主要在第一步,这是贯穿数学乃至科学很多方面的重要解决问题的思路,需要潜移默化传输给孩子们。现在很多所谓奥数找规律题目,往往在第二步的数列找规律大做文章,人为制造复杂奇葩的数列,我认为都是喧宾夺主,本末倒置(关于坑爹“找规律”的情况,可以百度一篇名为“万能公式:找规律什么的都弱爆了”的文章)。这种奇葩数列,即使找出规律,对原来问题(如果有的话),也毫无帮助了。

           我教孩子们的时候,曾经编过几个“披萨饼店的故事”,这里由易到难罗列一下,或许可以在具体问题里面体现找规律的思想。(限于篇幅,我只配了非常简单的解答,其中的数学式子只是为了便于家长理解而写的。)

           聪明的小熊和小猪两个小伙伴,都喜欢根据身边的事物出题目考验对方。这天他们一起去披萨饼店吃披萨,在店里发生了一些有趣的故事。

          小熊和小猪在披萨店坐下以后,点了大家喜欢的菠萝口味披萨饼。调皮的小猪对服务员说:“阿姨,披萨烤好以后,先不要切。我们想自己决定怎么切披萨!”服务员虽然觉得有点奇怪,但还是答应了他们的要求。

          不一会,热气腾腾的一个披萨饼被端上了桌子。小猪笑嘻嘻地对小熊说:“我来出个题目哦。如果我们请服务员阿姨切披萨,每一刀都要穿过中心切开披萨饼。那么,如果切10刀,一共可以切成几块呢?”

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         小熊挠了挠头,又试着用手比划着试验了几下,又拿出纸笔写了起来:2,4,6,...。最后他高兴地跳起来喊道:“我知道了!是 *** 块!”小猪说:“嗯,你做对了!” (提示:从一刀,两刀,三刀等简单情况开始,可以找到规律:每切一刀,块数是刀数地2 倍,或者:每切一刀,块数比原来增加  2。数学上说,就是  x_n= f(n),这里 f(n) = 2n,或者x_n=x_(n-1)+C, 这里 C=2。答案 20块

           小熊说:“哼,我也要出一个题目!”

           他接着说:“如果我们请服务员阿姨切披萨,每一刀不一定要穿过中心,但也要从一段到另一端切开披萨饼。那么,如果切10刀,最多可以切成几块呢?”

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        这次轮到小猪抓耳挠腮了:“哎呀,这道题还真难!”不过他没有气馁,也试着用手比划着试验,最后又拿出纸笔写了起来:2,4,7,...。

       最后小猪高兴地跳起来喊道:“我知道了!是 *** 块!”(提示:从一刀,两刀,三刀等简单情况开始,可以找到规律:切第 n 刀,块数最多比原来增加  n。数学上说,就是  x_n=x_(n-1)+f(n), 这里 f(n)=n。答案 56 块) 

        小熊惊讶道:“啊,这么难的题目你也能做出来?”

       这时。小猪想上厕所。服务员阿姨说厕所在楼上。小猪三步并作两步地冲上楼小便。等小猪下楼的时候,狡黠地对小熊说:“我刚才冲上楼的时候,有时一步跨一级楼梯,有时一步跨两级楼梯。所以我想到一个更难的题目给你做!”

       “楼梯一共有 10 级,如果每一步允许跨上一级楼梯,也可以跨上两级楼梯,那么从下向上走完 10 级 楼梯,一共有多少种走法?”小猪得意洋洋地对小熊说道。

       不过这个难题也难不倒聪明的小熊,他很快给出了正确的答案。聪明的小朋友们,你们能解决这个难题吗?赶快拿起纸笔试一试!(提示:从一级,两级,三等简单情况开始,可以找到规律:走到第 n 级,可以是从 n-1 级跨一步上来的,也可以是从 n-2 级跨两步上来的,所以是(到  n-1级的走法) + (到  n-2级的走法) 之和。数学上说,就是  x_n = f( x_(n-1), x_(n-2)),   这里  f( x_(n-1), x_(n-2)) =  x_(n-1)+ x_(n-2)。答案 89 种。这也是斐波那契数列地变形。

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        (下面是供父母们娱乐的彩蛋https://cdn.china-scratch.com/Public/Home/images/grey.gifhttps://cdn.china-scratch.com/Public/Home/images/grey.gifhttps://cdn.china-scratch.com/Public/Home/images/grey.gif,不是找规律题目,而是一个易错的披萨饼思考题)

         正当小朋友开始打算吃披萨的时候,他们的好朋友小羊从门口路过。于是小熊和小猪邀请小羊一起来吃披萨。披萨饼最后被均匀地切了6块,每个小朋友喜滋滋地吃了两块。由于披萨店搞活动,可以用折扣券抵换披萨。结账时小熊和小猪分别拿出了 5 张和 3 张折扣券,正好付了披萨的账单。小羊觉得自己白吃了披萨饼很不好意思,于是拿出 8 块钱给小熊和小猪。她说:“我不能白吃啊,为了公平起见,请小熊收下 5 块 钱,小猪收下 3 块钱。”小熊和小猪想了一下,齐声说:“这样分也不公平!公平的分法应该是小熊拿 7 块,小猪拿 1 块!” 你们知道为什么这样才公平吗?

          回到正题,象找规律这种题目,我觉得应该给孩子们带来一种思路:面对困难问题,可以尝试从简单情况着手观察,看看能否找到规律,回来解决复杂困难的问题。在讲找规律的时候,应该潜移默化地贯穿这种思想。

前期文章链接:

死背能学好数学?

小学生数学思维启动系列之一:序

小学生数学思维启动系列之二:兴趣引导主动思考

小学生数学思维启动系列之三:一分钟之后的思考

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