引言
在中小学教育中,工程问题不仅是一类重要的数学应用题,也是培养学生解决问题能力和逻辑思维的有效途径。如何有效地教授学生解决这类问题,成为教师们关注的重点。本文将探讨如何帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
理解工程问题的本质
工程问题的本质是什么?工程问题的本质是解决现实世界中的具体问题,这些问题通常涉及将科学原理、数学计算、技术知识、创新思维和实践经验结合起来,以创造或改进产品、系统、结构和服务。在小学阶段说简单点就是优化工作效率,工作时间的策略。用我们学生的一句话就叫:怎么干活又快又好。
定义与特点
工程问题通常涉及多个工作单位共同完成一项任务,需要计算每个单位的工作效率以及他们合作完成任务所需的时间。这类问题的核心在于理解“工作效率”这一概念,即单位时间内完成工作的量。
教学重点
教学时,首先应帮助学生明确“总工作量=工作效率×时间”的基本公式。通过具体的例子,如“甲乙两人合作修路”,引导学生认识到每个人的工作效率及其对总工作量的影响。
分析思考
面对工程问题,首要步骤是仔细阅读题目,明确题目中的已知条件和所求问题。例如,题目可能给出每个人单独完成某项任务所需的时间,要求计算他们合作完成同一任务的时间。
设定未知为已知
读题后发现,缺少条件,缺什么?工作总量没告知。怎么解决这种没告诉总量的问题呢?假设一个数据,用学生们自己假设的数据,不用课本例题展示的数据。目的是什么?其实就是为了让学生更有亲身经历的体验感,多举例,规律自然而然就发现了。最后引出举“1”为例,会怎么样?比较发现,举“1”更好用。好了,用单位1来假设工作总量,可以解决今天的工程问题
建立数学模型
根据题目的条件和设定的工作总量“1”,列式解答,例如,如果题目给出了甲乙两人单独完成任务的时间,可以通过计算他们的工作效率(即1/各自所需时间),再利用工作总量÷工作效率之和=合作时间,计算出甲乙两队合作的时间。计算两队合作时间数学模型就是:1÷(1/甲单独时间➕1/乙单独时间)
离开例题,灵活转变
其实,往往在我们的生活中,遇到的情况要比这种情况更复杂,我们单掌握这一种方法是远远不够。例如,我们会遇到告诉其中一个队单独完成任务的时间,和两队合作完成任务的时间,求另一队单独完成任务的时间。这就相比我们的例题,难度增加了,需要先算出两队的工作效率之和,再算另一队的工作效率,最后算另一队单独完成任务的时间。这种问题的解题关键是什么呢?那就是我们需要清楚:工作总量÷合作时间=工作效率之和,这一等量关系。
跳的出去,走的回来
再比如,好几个队合作的工程问题。如:甲和乙合作需要20小时完成,乙和丙合作需要15小时完成,甲和丙合作需要12小时完成,问甲乙丙各自独立完成需要多长时间?这个题型,不光是掌握等量关系就可以搞定的类型了,这就需要学生有很高的综合能力。这题怎么解决?从哪里突破?关键在于我们要引导学生拿到题目,要会分析,找得到突破口,而不是用教的模型去解。我经常教给我的学生看到一个条件,你想到了什么?可以解决什么问题?我还可以得到什么隐形未知的东西?要去联想,可能我们的联想与这道题目可能没有关系,但是没关系,我们要从我们联想到的东西里面提取出有关的。会联想就是会思考,那就是再用数学的思维思考现实问题。想解决这道题目,离不开联想。不要禁锢在我们这段时间所学的模型里面,要跳的出去,怎么叫跳出去?通过两队合作的时间,我们可以得到两队的工作效率之和,下一个联想很重要,把这三个合作的效率之和加起来,再除以2得到的是什么?为什么除以2?得到的三个队的效率之和有什么用?又可以得到什么东西?这几个问题就是联想的关键,这就要跳出我们的此段时间学习的数学模型。那么还要走的回来,又要回到工程问题的数学模型:工作总量÷工作效率=工作时间,依次全部都解出来了。
写到最后
数学来源于生活,生活离不开数学,我们学生学习数学不能只是学数学知识,更应该学的是思维。数学学的好的学生绝对是很会思考的学生,越会思考,数学越有意思。数学千变万化,但也万卷不离其宗,看你自己能不能总结归纳出其中的规律。最后还是想说一句:数学真的很简单。我们要树立学习数学的信心,不要被“数学”这两个字打败。
做一个有温度的引路人。
——张添玉