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基于深度研究的能力提升——浓度变化问题

 慢点数学 2023-02-14 发布于江苏

这是六年级上册的百分数问题如:要把浓度为40%的糖水400克,变为浓度为50%的糖水,你打算怎么办?说说你的办法。

学生很快就说出操作的方法,要么向400克糖水里加糖提高浓度到50%,要么蒸发这400克糖水中的水提升浓度到50%。当向糖水里加糖时,利用水的质量不变的道理便可以求出加糖的质量,即400×1-40%)=240(克),240÷50%=480(克),480-400=80(克);当利用蒸发水来提升浓度时,利用盐的质量不变的道理便可以求出蒸发水的质量,即400×40%=160(克),160÷50%=320(克),400-320=80(克)。

只有这两种改变糖水浓度的方法吗?学生思考许久后提示,能不能向该糖水里加入更高浓度的糖水?如果可以,你认为应该加入浓度为多少的糖水多少克呢?此时出现了两个未知的量:加入糖水的浓度和加入糖水的质量,如果设两个未知数列方程,学生不会解答,如果用算术方法解答,一时找不到头绪。怎么办?

确实,从正面进行突破难度不小,能不能想办法从侧面打开局面呢?

现在400克糖水的浓度为40%,如果再加入400克糖水,把它变成浓度为50%的糖水,那么再次加入的这400克糖水的浓度为多少呢?学生的灵感来的真快!再次加入的这400克糖水的浓度为60%。为什么?因为(60%+40%)÷2=50%。检验一下是否正确,学生给出算式:400×40%=160(克),400×60%=240(克),(240+160)÷400+400)=400÷800=50%。学生十分兴奋!

如果再加入的糖水是200克,那么它的浓度是多少呢?一部分还是认为浓度为60%,但经过检验不正确;一部分认为浓度为80%,但经过检验也不正确。但在检验的过程中,他们发现加入200克浓度为60%的糖水时,配制的糖水浓度比50%低;加入200克浓度为80%的糖水时,配制的糖水浓度比50%高。于是猜测加入的糖水浓度为70%,经过检验十分正确。

这到底有怎样的规律呢?

有一部分学生想到了用字母x表示加入的糖水质量,则总的糖水质量就为(400+x)克,而此时糖水的浓度为50%,所以此时糖的质量就是(400+x)×50%=200+0.5x,就比原来糖的质量多200+0.5x-400×40%=0.5x+40(克)。这样就找到了加入糖水中的糖与糖水质量之间的关系,因此在加入的200克糖水中应含糖0.5x+40=140(克),所以加入的糖水浓度为140÷200=0.7=70%。注意,这里的x应大于80克,学生经过讨论完全可以理解。

有了这样一个规律,不论再次加入的糖水多少克(>80),我们都能找到加入该糖水的浓度,这便是从特殊到一般、从个别到普遍的过程,经历这样的过程便可以实现对问题的深度理解,达到掌握问题本质的目的,同时也提升了分析问题、解决问题的能力。

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