妈妈在厨房烙饼,孩子在一旁好奇地看着,突然,一道数学题跳进了作业本:“一个平底锅每次最多能烙两张饼,每烙熟一面需要3分钟,请问烙熟3张饼最少需要多少分钟?” 孩子皱起了小眉头,别急,这道题考察的是优化和时间统筹的数学思维,掌握了方法其实很有趣!
关键在于理解“锅的时间”和“饼的时间”
平底锅是资源,它一次最多能同时烙两张饼的一面(共用3分钟),每张饼需要烙熟两面,所以单独烙熟一张饼需要6分钟(3分钟一面 + 3分钟另一面),但题目问的是3张饼一起烙的最少时间,我们就需要让锅尽量不闲着,同时也要保证每张饼的两面都烙熟。
最优解法的分步演示:
我们给三张饼分别命名为饼A、饼B、饼C。
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第1个3分钟:
- 锅放上饼A(正面)和饼B(正面)。
- 同时开始烙这两张饼的正面。
- 3分钟后,饼A和饼B的正面都烙熟了,饼A和饼B都只完成了一面。
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第2个3分钟:
- 把饼B暂时拿出来(它的反面还没烙)。
- 锅放上饼A(反面)和饼C(正面)。
- 同时开始烙饼A的反面和饼C的正面。
- 3分钟后(总耗时6分钟):
- 饼A(反面)烙熟了!饼A完全烙熟。
- 饼C(正面)烙熟了,但反面还没烙。
- 饼B只烙了正面,反面还没烙。
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第3个3分钟:
- 锅放上饼B(反面)和饼C(反面)。
- 同时开始烙饼B的反面和饼C的反面。
- 3分钟后(总耗时9分钟):
- 饼B(反面)烙熟了!饼B完全烙熟。
- 饼C(反面)烙熟了!饼C完全烙熟。
结果: 三张饼全部烙熟,总共用了 9分钟。
为什么这是最省时的?
- 充分利用锅的空间: 在第一步和第二步,锅都同时烙了两张饼(虽然组合不同),没有浪费锅的“工位”。
- 避免“锅闲着”或“饼只烙一面干等”: 在整个过程中,锅一直在工作(三个3分钟段都在烙饼),没有闲置时间,每张饼在完成一面后,都尽快(在后续步骤中)安排了烙另一面,没有长时间只烙一面干等着。
常见的错误思路:
- 一张一张烙: 烙熟饼A(6分钟) + 烙熟饼B(6分钟) + 烙熟饼C(6分钟) = 18分钟,显然太慢,没有利用锅可以同时烙两张的优势。
- 前两张一起,第三张单独: 先同时烙饼A和饼B(需要6分钟,因为每张饼要两面),然后再烙饼C(6分钟),总共12分钟,这比最优方案慢了3分钟,因为烙前两张饼时,最后3分钟锅只烙了一张饼(饼A的反面和饼B的反面本可以同时进行)。
引导孩子的小技巧:
- 动手模拟: 用三张纸片代表饼,标记好正反面,让孩子动手操作,按照步骤“烙饼”,体会时间安排。
- 画图记录: 让孩子画一个简单的时间轴表格,记录每个3分钟锅里放了哪张饼的哪一面,以及每张饼的状态变化。
- 问关键问题: “锅每次都能烙两张,我们怎么让它在烙三张饼时也尽量每次都烙满两张?” “怎样安排能让饼的两面尽快都烙上,减少等待?”
- 拓展思考: 如果是4张饼呢?5张饼呢?(4张饼最少需要12分钟:两个“3张饼模式”的优化组合;5张饼需要15分钟)。
可别小看这道“烙饼题”,它蕴含的优化思想在日常生活和未来的数学学习(比如运筹学)中都非常重要,作为教育工作者,我认为让孩子在解决这类实际问题中体会数学的实用性和趣味性,远比死记硬背公式更有价值,当孩子理解了如何让锅和饼的“工作时间”配合得天衣无缝,那种豁然开朗的成就感,正是数学思维萌芽最动人的时刻。
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