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文檔簡介
鴿巢原理教學(xué)設(shè)計
【教學(xué)內(nèi)容】
《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書數(shù)學(xué)》六年級下冊第70-71頁的內(nèi)容。
【設(shè)計理念】
本課通過創(chuàng)設(shè)情境、直觀和實際操作,使學(xué)生進一步經(jīng)歷“抽屜原理”的探究過程,并對
一些簡單的實際問題“模型化”,從而在用“抽屜原理”加以解決的過程中,促進邏輯推理能力
的發(fā)展,培養(yǎng)分析、推理、解決問題的能力以及探索數(shù)學(xué)問題的興趣,同時也使學(xué)生感受到
數(shù)學(xué)思想方法的奇妙與作用,在數(shù)學(xué)思維的訓(xùn)練中,逐步形成有序地、嚴(yán)密地思考問題的意
識。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.經(jīng)歷“鴿巢原理”的探究過程,初步了解“鴿巢原理”,會用“鴿巢原理”解決簡單
的實際問題。
2.通過操作發(fā)展學(xué)生的類推能力,形成比較抽象的數(shù)學(xué)思維。
3.通過“鴿巢原理”的靈活應(yīng)用感受數(shù)學(xué)的魅力。
【教學(xué)重點】
經(jīng)歷“鴿巢原理”的探究過程,初步了解“鴿巢原理”。
【教學(xué)難點】
理解“鴿巢原理”,并對一些簡單實際問題加以“模型化”。
【教學(xué)準(zhǔn)備】多媒體課件、每小組4個杯子、5根小棒。
【教學(xué)課時】一課時
【教學(xué)過程】
一、呈現(xiàn)問題,引出探究
“從1、2、3..............100中任意取51個不相同的數(shù),總有兩個數(shù)一定是互質(zhì)
數(shù)。你知道這是為什么?”
1.出示名題。
師:今天老師給大家?guī)砹艘坏朗澜缂壝},據(jù)說匈牙利有一個9歲神童波沙用了不到
10秒鐘的時間,就輕松解答出來了。想不想試一試?請看大屏幕:
2.師:時間到,誰能解釋一下?
3.師:這道題好像有些難,怎么辦呢?以前我們遇到復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題,通常我們都會怎
么做?那好,今天我們就先從簡單問題開始研究。簡單到什么程度呢?就從王爺爺家養(yǎng)鴿子
的事情說起吧。養(yǎng)鴿子總少不了籠子板書:(鴿子、籠子)
二、操作探究,發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
(一)探究一:研究鴿子比鴿籠多1的情況。
題目1:3只鴿子,有2個鴿籠,鴿子進籠,會有幾種不同的進法?有什么發(fā)
|現(xiàn)?
(1)師:3只鴿子,有2個鴿籠,鴿子全部進籠,有幾種不同的進法?有什么發(fā)現(xiàn)?
請同學(xué)們利用你手中的學(xué)具,以小組為單位,先擺一擺,再畫一畫,然后在小組里交流討論。
(2)師:下面哪個小組上來匯報一下,你們小組的學(xué)習(xí)過程。(1,2)(2,1)(3,
0)(0,3)
請同學(xué)們觀察:第一種進法,籠子里最多有幾只?第二種進法,籠子里最多有幾只?
(3)師:通過剛才的操作,觀察這兩種進法,鴿子最多的那個籠子里的只數(shù)有什么共
同點?你們有什么發(fā)現(xiàn)?
結(jié)論:不管怎么進,總有一個鴿籠里至少飛進了2只鴿子。
(4)師:總有和至少是什么意思?
題目2:4只鴿子,3個鴿籠,鴿子進籠,你又會有什么發(fā)現(xiàn)?
(1)師:依次推下去,4只鴿子,3個鴿籠,鴿子進籠,再來擺擺看,你又會有什么發(fā)
現(xiàn)?
(2)現(xiàn)在請每個小組的同學(xué),注意分工,注意邊擺邊記錄下來。
(3)請一個小組的同學(xué)上臺完成發(fā)現(xiàn)過程。
題目3:6只鴿子,想飛進5個鴿籠,又會怎么飛呢?
(1)師:我們再往下想,6只鴿子,想飛進5個鴿籠,你感覺會有什么結(jié)果?
(2)你能不能只擺一種方法,就直接證明這個結(jié)論是對的。
(3)試試看,小組一起交流交流。
(4)請一個同學(xué)上臺展示學(xué)習(xí)過程。一邊擺一邊說。
(5)師問:你是怎么擺的?(強化平均分),將6只鴿子飛入5個鴿巢中。為什么要這
樣擺呢?能不能用算式表示剛才分的過程。
(6)誰會用完整的話語再說一說6只鴿子飛進5個鴿籠的發(fā)現(xiàn)。
(7)電腦演示分的過程。
題目4:出示7只鴿子,想飛進6個鴿籠;10只鴿子,想飛進9個鴿籠里;100只鴿
子放到99個籠子里。
師:用這種方法,結(jié)果會怎么樣?理由是什么?
5.總結(jié)規(guī)律:這么大的數(shù),你們一口就說出來,有什么規(guī)律呢?
規(guī)律:只要鴿子的數(shù)量比鴿籠的數(shù)量多1,就總有一個鴿籠里面至少有兩只鴿子。
師:如果用字母表示,你會嗎?
總結(jié):你們太牛了,明日的數(shù)學(xué)家肯定就是你了!
(二)探究二:研究鴿子數(shù)比鴿巢數(shù)多2、多3的情況。
出示:如果5只鴿子飛進3個鴿巢里,會有什么結(jié)果?
L過渡語:我們發(fā)現(xiàn)了鴿子的數(shù)量比籠子的數(shù)量多1,總有一個籠子里至少有2只鴿子。
那如果鴿子的數(shù)量比鴿巢的數(shù)量多2、多3,多4又會有什么樣的結(jié)果呢?想不想試一試?
2.出示題目。
3.大家再來擺擺看,每個鴿巢里分得1只鴿子,余下的2只鴿子,要想求至少數(shù),又該
怎么分呢?算式應(yīng)該怎么列?
4.回答:把5只鴿子放進3個鴿巢里,會有什么結(jié)果呢?
5.思考:剛才是鴿子數(shù)比鴿籠數(shù)多1的情況,現(xiàn)在鴿子數(shù)比鴿籠多2只,為什么還是''至
少有2只鴿子要飛進同一個鴿舍里”?
(三)探究三:研究鴿子數(shù)比鴿巢數(shù)的2倍多、3倍多…等情況。
題目:如果9只鴿子飛4個鴿巢里,把15根鴿子放在4個鴿巢里,分別又會
有什么結(jié)果?
1.小組內(nèi)討論,再請同學(xué)說結(jié)果和理由。
2.總結(jié)規(guī)律:研究到這里,你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?
規(guī)律:
把鴿子放入鴿巢里,平均分后有剩余,不管怎么放,總有一個鴿籠里至少放(商+1)個
鴿子。
(四)看有關(guān)抽屜原理資料,讓學(xué)生感受古代數(shù)學(xué)文化。
師:同學(xué)們發(fā)現(xiàn)的這一規(guī)律,是一個非常著名的數(shù)學(xué)原理,也就是我們今天研究的第五
單元數(shù)學(xué)廣角“鴿巢問題”(板書課題)。關(guān)于鴿巢問題,還有一段歷史史料,我們一起看:
鴿巢原理,也稱為“抽屜原理”,是組合數(shù)學(xué)中的一個重要原理,最早發(fā)現(xiàn)
這一規(guī)律的人是19世紀(jì)德國數(shù)學(xué)家狄里克雷,人們?yōu)榱思o(jì)念他從這么平凡的
事情發(fā)現(xiàn)規(guī)律,所以該原理又稱“狄里克雷原理”。
對于這段歷史史料,我們中國人多多少少還是有那么一些遺憾的,我國古代文獻中,有
不少成功運用鴿巢原理來分析問題的例子,如:宋代學(xué)者費袞在《梁溪漫志》中就曾運用抽
屜原理來批駁過“算命”。清代的《潛研堂文集》《茶余客話》中都有類似的文字,但中國
的學(xué)者沒將它及時抽象成一條普遍的原理,最后不得不將這一原理冠以數(shù)百年后西文學(xué)者狄
里克雷的名字。
(五)質(zhì)疑引思:
1.通過剛才的學(xué)習(xí),鴿巢問題都會解釋了嗎?有沒有什么疑問?
2.那老師現(xiàn)有一個疑問:鴿巢問題在生活中是平凡的的不能再平凡的小事,為什么會從
遙遠的德國流傳到中國?200多年過去了,這個問題還像寶物似被專家引起我們的課本?我
想問同學(xué)們:“鴿巢問題”有什么獨特的魅力呢?(課件出示)
三、應(yīng)用“鴿巢原理”,感受數(shù)學(xué)的魅力。
1.完成做一做第2題。
(1)出示做一做第2題。
思考:這個問題和我們研究的鴿巢問題有聯(lián)系嗎?有什么聯(lián)系?在這道題中,可以把什
么當(dāng)作鴿籠?把什么當(dāng)作鴿子呢?
(2)通過這個游戲,你發(fā)現(xiàn)鴿巢問題有什么魅力?
總結(jié):鴿巢問題它不只是代表鴿巢問題,就像我們原來學(xué)過的雞兔同籠問題一樣,它好
像是一個模型,代表的是一類數(shù)學(xué)問題。把人比作鴿子雖然不雅,但是從研究的角度大家確
實是找到了他們數(shù)量間的聯(lián)系。
2.三人行,必有兩人性別一定相同,行嗎?說說你的理由。
師:從剛才大家的課堂表現(xiàn),我突然想起圣人孔子的一句話:三人行,必有我?guī)?。今天?/p>
我想把這句至理名言改一改:三人行,必有兩人性別一定相同,行嗎?說說你的理由。
4.解決課前的問題。
師:是呀,鴿巢問題不只是代表鴿巢問題,它是一個模型,在生活中,我們都能找到他
的影子,現(xiàn)在讓我們再回到課前的那道世界名題,想一想,能不能用模型的思想解決這個問
題。找找看,誰代表鴿子,誰又代表籠子呢?這就是模型的力量。
3.鴿巢問題有什么魅力?
四、全課小結(jié)。
師:現(xiàn)在我們一起來回憶一下我們的研究過程。剛才我們通過一個具體的數(shù)學(xué)問題出發(fā),
研究解法,并上升到一種模型,最后進行應(yīng)用,其實數(shù)學(xué)就是這樣發(fā)展起來的,如果我們在
學(xué)習(xí)各種數(shù)學(xué)問題時能有一種“模型”意識,舉一反三,觸類旁通,那么你必將會走向數(shù)學(xué)
學(xué)習(xí)的自由王國。
五、推薦讀物:
《晏子春秋》里的“二桃殺三士”的故事。
六、板書設(shè)計。
“鴿巢問題”
問題—方法----模型----應(yīng)用
鴿子+籠子=商……余數(shù)至少數(shù)=商+1
322=1
+1
432=1
+1
64-5=1...12=1+1
54-3=1...22=1+1
74-4=1...32=1+1
94-4=2...13=2+1
154-4=3...34=3+1
m4-n=k...c(m>ncWO)k+1
【鴿巢問題】學(xué)情分析
《鴿巢問題》在生活中應(yīng)用廣泛,是一類較為抽象和艱澀的數(shù)學(xué)問題,六年級的學(xué)生
既好動又內(nèi)斂,學(xué)生理解能力、學(xué)習(xí)能力和生活經(jīng)驗己達到能夠掌握本章內(nèi)容的程度。但并
不能從數(shù)學(xué)的角度來理解和運用“抽屜原理”,因此教學(xué)中應(yīng)有意識地讓學(xué)生理解“鴿巢問
題”的“一般化模型”。應(yīng)該說理解并抽象出抽屜原理具有一定的難度。
抽屜原理之所以難,一是難在模型的建立上,比如,思維能力較弱的學(xué)生不能靈活、準(zhǔn)
確的使用特定的術(shù)語(總有、至少)來表述結(jié)論;二是難在它的具體應(yīng)用上,如何找到一些
實際問題與抽屜原理模型之間的聯(lián)系,如何來思考一些變式的情況,有時學(xué)生常常會感到無
從下手。
根據(jù)學(xué)生的實際情況,在教學(xué)時,我們一方面要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,選擇學(xué)生感興趣
的材料作為學(xué)習(xí)素材,緩解學(xué)習(xí)難度帶來的壓力,調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性,鼓勵學(xué)生借助學(xué)具、
實物操作、或畫草圖的的方式進行“說理”。另一方面要發(fā)揮學(xué)生的主體性,六年級學(xué)生的
邏輯思維能力、小組合作能力和動手操作能力都有了較大的提高,在教學(xué)中要創(chuàng)造條件和機
會,讓學(xué)生充分發(fā)表自己的見解,發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,將具體實際與數(shù)學(xué)原理結(jié)合起來,
有助于提高學(xué)生的邏輯思維能力和解決實際問題的能力。
“鴿巢問題”教學(xué)時要引導(dǎo)學(xué)生,先判斷某個問題是不是鴿巢問題解決的范疇,能不能
將這個問題同“鴿巢原理”結(jié)合起來,是本次教學(xué)能否成功的關(guān)鍵。所以,在教學(xué)中,應(yīng)有
意識地讓學(xué)生理解“鴿巢原理”的“一般化模型”。
《鴿巢問題》的效果分析
鴿巢問題是學(xué)生從未接觸過的新知識,難以理解其真正含義,所以本節(jié)課只有學(xué)生主
動參與到學(xué)習(xí)活動中,才是有效的教學(xué)。
這節(jié)課我讓學(xué)生充分利用學(xué)具操作,為學(xué)生提供主動參與的機會,讓學(xué)生想一想、分一
分通過小組合作,把抽象的數(shù)學(xué)知識同具體的實物結(jié)合起來,化難為易,化抽象為具體,讓
學(xué)生體驗和感悟數(shù)學(xué)。這節(jié)課我還充分為學(xué)生營造寬松自由的學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)空間,能讓學(xué)
生自己動腦解決一些實際問題,從而更好的理解鴿巢問題。
知識掌握上,六年級的學(xué)生對于總結(jié)規(guī)律的方法接觸比較少,尤其對于“數(shù)學(xué)證明”。
因此,在教學(xué)中,我耐心細致的引導(dǎo),重在讓學(xué)生經(jīng)歷知識的發(fā)生、發(fā)展和過程,而不是生
搬硬套,只求結(jié)論,力爭讓學(xué)生不但要知其然,更要知其所以然。
創(chuàng)設(shè)情境中,我利用了一道世界級的名題,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引發(fā)了學(xué)生的求知
欲。在整個教學(xué)過程中,學(xué)生的思維火花一次次閃亮,學(xué)生親身經(jīng)歷將實際問題抽象成數(shù)學(xué)
模型并進行解釋與應(yīng)用的過程,體會到數(shù)學(xué)就在身邊。活動化的數(shù)學(xué)課堂,學(xué)生在生動、活
潑的數(shù)學(xué)活動中主動參與、主動實踐、主動思考、主動探索、主動創(chuàng)造;學(xué)生的數(shù)學(xué)知識、
數(shù)學(xué)能力、數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)情感得到充分的發(fā)展,從而達到動智與動情的完美結(jié)合,全面提
高學(xué)生的整體素質(zhì)。
不足之處在于教學(xué)過程中沒能夠更多的關(guān)注學(xué)困生的思維活動,一節(jié)課一直擔(dān)心時間問
題,所以很多環(huán)節(jié)優(yōu)生代替了學(xué)困生,缺少了對學(xué)困生及時的給予認(rèn)可和指導(dǎo)。
《鴿巢問題》教后反思
《抽屜原理》以前是奧數(shù)的教學(xué)內(nèi)容,自從人教數(shù)學(xué)課本中增添了數(shù)學(xué)廣角后,《抽
屜原理》就走進了孩子們的視線中,反復(fù)改編教材后,《抽屜原理》又被改為《鴿巢問題》,
為了上好這一內(nèi)容,我搜集學(xué)習(xí)了很多資料,對我?guī)椭容^大的是教參上一篇題為《解讀“抽
屜原理”教材——對人教版六年級下冊第五單元《數(shù)學(xué)廣角》的剖析》的文章,解決了我的
很多疑惑。
疑惑:
疑惑一:為什么教材上原來叫做《抽屜原理》,現(xiàn)在卻改為《鴿巢問題》?
疑惑二:《鴿巢問題》有什么獨特的魅力?如何幫助學(xué)生建立清晰的數(shù)學(xué)模型?
第一個疑惑。
為什么教材上原來叫做《抽屜原理》,現(xiàn)在卻改為《鴿巢問題》?
我上網(wǎng)查閱資料,沒見到相關(guān)資料,很多資料上都提到關(guān)于狄里克雷原理,也叫做抽屜
原理,還叫做鴿巢原理,至于,原來教材上稱為《抽屜原理》,現(xiàn)在為什么改為《鴿巢問題》
沒作解釋,于是我就到我們臨沂數(shù)學(xué)智慧坊里問老師們,結(jié)果老師們給我的解釋是:抽屜物
體太抽象,鴿子籠子更形象。聽了他們的解釋,感覺有道理,于是我的整個教學(xué)過程就圍繞
著鴿子和籠子展開教學(xué),事實證明,孩子是挺喜歡的。課堂上出現(xiàn)很多有趣的童言,如:六
只鴿子放進五個籠子里面,每個籠子里面放一只,剩下的一只你總不能讓它在外面過夜吧,
所以,不管怎么放,總有一個籠子里面至少放2只鴿子……
第二個疑惑。
《鴿巢問題》有什么獨特的魅力?如何幫助學(xué)生建立清晰的數(shù)學(xué)模型?
“解惑”需要先“知惑”,教學(xué)要從學(xué)生的視角望出去,瞄準(zhǔn)學(xué)生的認(rèn)知障礙,否則會
造成“學(xué)生癢的地方?jīng)]抓到,不癢的地方倒是抓到了,結(jié)果還是癢?!痹趥湔n的時候,我反
復(fù)思考?,學(xué)習(xí)鴿巢問題的意義在哪?這節(jié)課的教學(xué)重點在哪?最后我確定,本節(jié)課的教學(xué)應(yīng)
該注重為學(xué)生提供自主探索的空間,引導(dǎo)學(xué)生在觀察、猜測、操作、推理和交流等數(shù)學(xué)活動
中初步了解“抽屜原理”,學(xué)會用“抽屜原理”解決簡單的實際問題。如何幫助學(xué)生建立清
晰的數(shù)學(xué)模型?
1、經(jīng)歷“數(shù)學(xué)化”的過程。
本節(jié)課運用“感知模型——建立模型一一驗證模型一一應(yīng)用模型”這一模式,讓學(xué)生經(jīng)
歷“鴿巢問題”的探究過程,從探究具體問題到類推得出一般結(jié)論,初步了解“抽屜原理”,
再到實際生活中加以應(yīng)用,找到實際問題和“抽屜原理”之間的聯(lián)系,靈活地解決實際問題。
讓學(xué)生經(jīng)歷“數(shù)學(xué)化”的過程,學(xué)會思考數(shù)學(xué)問題的方法,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
2、提供探索空間。
在試教的過程中,我采用的是四人一個學(xué)習(xí)小組,結(jié)果每個小組中有兩個同學(xué)是非常被
動的,所以在本節(jié)課我就讓兩人一個小組,一個擺,一個作記錄,充分放手,讓學(xué)生自主思
考,采用自己的方法“證明”“把3只鴿子放入2個籠子中,不管怎么放,總有一個籠子
里至少放進2只鴿子”,然后交流展示,評價各種“證明”方法,針對學(xué)生的不同方法教師
給予針對性的鼓勵和指導(dǎo),讓學(xué)生在自主探索中體驗成功,獲得發(fā)展。
3、注重引導(dǎo)提升。
本節(jié)課的教學(xué),我通過三次反復(fù)地問:《鴿巢問題》有什么獨特的魅力?很順利地完成
整個數(shù)學(xué)建模的過程。
第一次:”《鴿巢問題》有什么獨特的魅力”——感受模型
本節(jié)課經(jīng)過學(xué)生的動手操作,探索交流,小組合作后,學(xué)生探索出用一一列舉法、假設(shè)
法等方法解決《鴿巢問題》,這時候我提出:老師有一個疑問,鴿巢問題在生活中是平凡的
的不能再平凡的小事,為什么會從遙遠的德國流傳到中國?200多年過去了,這個問題還像
寶物似被專家引起我們的課本?我想問同學(xué)們:“鴿巢問題”有什么獨特的魅力呢?這個問
題提出來后,同學(xué)們一臉的困惑,一臉的不解,終于有那么一兩個同學(xué)舉起了手,膽膽怯怯
地說:“莫非鴿巢問題問題是一類問題?”
第一次發(fā)問,主要就是針對具體的、'‘原汁原味”的鴿巢問題問題發(fā)問,目的是激發(fā)學(xué)
生的探究欲望,向更高的學(xué)習(xí)層次邁進;
第二次:“鴿籠問題有什么獨特的魅力”一一體驗?zāi)P?/p>
同學(xué)們帶著這些疑問,我出示了兩道練習(xí)題:
1.5個人坐4把椅子,總有一把椅子上至少坐2人,這是為什么?
2.解釋:三人行,總有一種性別至少是兩個人。
經(jīng)過研究和對比,鴿巢問題不只是代表著鴿巢問題的問題,它就好像是一個模型!我們
可以找到很多它的影子。第二次發(fā)問:“鴿巢問題有什么獨特的魅力嗎?”進一步明確“鴿
巢問題”問題的結(jié)構(gòu)、模型,同時,又讓學(xué)生很好地經(jīng)歷更高層次“數(shù)學(xué)化”的過程;
第三次:“鴿巢問題有什么獨特的魅力”一一應(yīng)用模型
完成初步建模,體驗建模,我出示了課前一道題:
從1、2、3、……、100中任意取51個不相同的數(shù),總有兩個數(shù)一定是互質(zhì)數(shù)。你知道
這是為什么?
學(xué)生抽象變題:鴿51只,籠50個
第三次發(fā)問,“鴿巢問題有什么獨特的魅力嗎?”更深層次地幫助學(xué)生實現(xiàn)完整的“模
型”建構(gòu),實現(xiàn)“形式的"數(shù)學(xué)知識向現(xiàn)實生活的“復(fù)歸”
上述教學(xué)通過對“鴿巢問題有什么獨特的魅力?”這一問題的三次追問把整節(jié)課串聯(lián)起
來,雖然每一次追問的層次和目標(biāo)是不一樣,但是,其核心都是讓學(xué)生完成從“模型思想”
的角度來親近數(shù)學(xué),了解數(shù)學(xué)。
不足:
本節(jié)課多數(shù)學(xué)生能積極參與,教學(xué)效果較好,多數(shù)學(xué)生理解鴿巢問題的原理,會用算式
解釋其原理。但是也存在一些不足:
1.因為課前一直擔(dān)心時間可能緊張,所以預(yù)設(shè)只研究鴿子數(shù)平均分到籠子里,平均分后
有剩余的情況,結(jié)果出乎我的意料,平均分后沒有剩余的情況學(xué)生也發(fā)現(xiàn)了規(guī)律,所以課件
是預(yù)設(shè)好的,顯得有些被動。
2.總結(jié)完規(guī)律后,如果再讓學(xué)生用字母把這個原理表示出來就更好了!
3.教學(xué)節(jié)奏有點快,個別學(xué)生思維跟不上。
【數(shù)學(xué)廣角--鴿巢問題】教材分析
一、教學(xué)內(nèi)容和作用。
抽屜原理是人教版六年級下冊第五單元數(shù)學(xué)廣角的內(nèi)容?!俺閷显怼笔菙?shù)學(xué)的重要原
理之一,使學(xué)生在理解“抽屜原理”這一數(shù)學(xué)方法的基礎(chǔ)上,對一些簡單的實際問題加以“模
型化”,在數(shù)論、集合論和組合論中有很多應(yīng)用。它也被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)實生活中,如招生
錄取、就業(yè)安排、資源分配、職稱評定等方面,我們經(jīng)常會看到隱含在其中的“抽屜原理”。
抽屜原理”來源于一個基本的數(shù)學(xué)事實。本單元內(nèi)容通過幾個直觀的例子,借助實際操作,
向?qū)W生介紹“抽屜原理”,得出結(jié)論:
原理一:假如把多于花個元素按任一確定的方式分成正個集合,那么有一個集合中至少
含有2個元素。
原理二::把多于胸(化是正整數(shù))個元素按任一確定的方式分成%個集合,那么一定有
一個集合中至少含有(化+1)個元素。
由此可見,所謂“抽屜原理”,實際上是一種解決某種特定結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)或生活問題的模
型,體現(xiàn)了一種數(shù)學(xué)的思想方法。讓學(xué)生經(jīng)歷將具體問題數(shù)學(xué)化的過程,初步形成模型思想,
體會和理解數(shù)學(xué)與外部世界的緊密聯(lián)系,發(fā)展抽象能力、推理能力和應(yīng)用能力,這是《義務(wù)
教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》的重要要求,也是本單元的編排意圖和價值取向。
教材編排的“抽屜原理”涉及三種基本的形式:第一種,只要物體的數(shù)量比抽屜多,那
么一定有一個抽屜放進了至少兩個物體。那么,這里的“一定有一個抽屜”是什么意思?“至
少兩個物體”是什么意思?“一定有一個抽屜”是存在性;”至少兩個物體”是可以多于兩
個物體,可以是兩個,也可以是三個、四個甚至更多。第二種,即是“把多于kn(k是正整
數(shù))個元素放入n個集合,總有一個集合里至少有(k+1)元素”。若k為1,就是第一種情
況,可見第一種情形實際是第二種情形的特例。第三種情況是把無限多個物體(如紅球、藍
球各4個)放進有限多個抽屜(兩種顏色),那么一定有一個抽屜放進了無限多個物體(至
少2個同色的球)。
二、教材例題分析
例1:本例描述“抽屜原理”的最簡單的情況。著重探討為什么這樣的結(jié)論是成立的。
教材呈現(xiàn)了兩種思考方法:第一種方法是用操作的方法,羅列所有的方法,通過完全歸納的
方法看到在這四種情況都是滿足結(jié)論的;還可以是說理的方式,先放3支,在每個筆筒里放
1支,這時剩下1支。剩下的1支不管放入哪一個筆筒中,這時都會有一個筆筒里有2支鉛
筆。這種方法比第一種方法更為抽象,更具有一般性。
通過本例的教學(xué),使學(xué)生感知這類問題的基本結(jié)構(gòu),掌握兩種思考的方法——枚舉和假
設(shè),理解問題中關(guān)鍵詞語“總有”和“至少”的含義,形成對“抽屜原理”的初步認(rèn)識。
例2:本例描述“抽屜原理”更為一般的形式,即“把多于胸(上是正整數(shù))個物體
任意分放進%個空抽屜里,那么一定有一個抽屜中放進了至少(上+1)個物體”。教材首先
探究把7本書放進3個抽屜里,總有一個抽屜里至少放進3本書的情形。當(dāng)數(shù)據(jù)變得越來越
大時,如果還用完全歸納的方法把所有的情形羅列出來的話,對于學(xué)生來說是有困難的。這
時需要學(xué)生用到“反證法”這樣一種思想,即如果所有的抽屜最多放2本,那么3個抽屜里
最多放6本書,可是題目中是7本書,還剩1本書,怎么辦?這就使學(xué)生明白只要放到任意
一個抽屜里即可,總有一個抽屜里至少放進3本書。通過這樣的方式,實際上學(xué)生是在經(jīng)歷
“反證法”的這樣一個過程。在具體編排這道例題的時候,在數(shù)據(jù)上進行了一個很細微的調(diào)
整。在過去,由于數(shù)據(jù)的問題,學(xué)生會得到不太正確的推論,比如說如果是兩個抽屜的話,
最后得到的余數(shù)總是I,那么學(xué)生很容易得到一個錯誤的結(jié)論:總有一個抽屜里放進“商+
余數(shù)”本書(因為余數(shù)正好是1)。而實際上,這里的結(jié)論應(yīng)該是“商+1”本書,所以教材
在這里呈現(xiàn)了8除以3余2的情況,這時候余數(shù)是2,可是最后的結(jié)論還是“把8本書放進
3個抽屜里,總有一個抽屜至少放進了3本書”。通過這樣的數(shù)據(jù)方面的調(diào)整,可以讓學(xué)生
得到一個更加正確的推論。
三、教學(xué)中應(yīng)該注意的問題。
在教學(xué)中要注意的問題:第一,要讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)證明的過程,在這里不是讓學(xué)生計算
抽屜原理,去應(yīng)用,而更多的是給出一個結(jié)論,讓學(xué)生去證明這種結(jié)論的正確性,這就是一
種數(shù)學(xué)證明的思想;第二,要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的模型思想。因為“抽屜原理”在生活中的
變式是多樣的,比如讓學(xué)生判斷13個孩子中一定有兩個人的生日在同一個月份,讓學(xué)生去
判斷367個孩子中一定有兩個人的生日是同一天……在解決這些問題的過程中,教師要引導(dǎo)
學(xué)生明確什么是抽屜原理中的“物體”,什么是“抽屜”,讓學(xué)生把這些具體問題模型化成一
個“抽屜問題”。第三,重視實踐活動,幫助學(xué)生在自主探究中理解原理,將具體的情況推
廣到一般。在例1中給出具體的問題(4支鉛筆放到3個筆筒里),讓學(xué)生在探究的過程中,
逐漸找到一般的規(guī)律。第四,恰當(dāng)保持教學(xué)要求,因為數(shù)學(xué)廣角內(nèi)容只是讓學(xué)生經(jīng)歷這樣的
數(shù)學(xué)思想的感悟,在評價上不做特別高的要求。
1.在直觀操作中理解“抽屜原理”的有關(guān)概念,初步了解“抽屜原理”的結(jié)構(gòu)特征。
教學(xué)時要借助直觀,讓學(xué)生在親身經(jīng)歷(看到、摸到)的基礎(chǔ)上,深刻感受分的過程和分的
結(jié)果,積累對“抽屜原理”的感性認(rèn)識。這既可降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,又可使學(xué)生充分地理
解“總有”“至少”等特定術(shù)語的含義,清晰地建立“待分物品”和“抽屜”之間的關(guān)系。
2.引導(dǎo)學(xué)生在經(jīng)歷猜測、嘗試、驗證的過程中逐步從直觀走向抽象。本單元的學(xué)習(xí),
教學(xué)的目的不是讓學(xué)生計算抽屜原理,去應(yīng)用,而更多的是給出一個結(jié)論,讓學(xué)生去證明這
種結(jié)論的正確性。這樣,這實質(zhì)上是一種數(shù)學(xué)證明的思想的滲透教學(xué)。因此,教學(xué)時應(yīng)讓學(xué)
生經(jīng)歷猜測、嘗試、驗證的探究過程,并在此過程中引導(dǎo)學(xué)生逐步從直觀走向抽象。。
《數(shù)學(xué)廣角一鴿巢原理》評測練習(xí)
1.完成課本做一做第2題。
(1)出示做一做第2題。有5個人,只有4把椅子,總有一把椅子上至少坐2人,這是為
什么?
思考:這個問題和我們研究的鴿巢問題有聯(lián)系嗎?有什么聯(lián)系?在這道題中,可以把什么當(dāng)
作鴿籠?把什么當(dāng)作鴿子呢?
(2)通過這個游戲,你發(fā)現(xiàn)鴿巢問題有什么魅力?
解析:鴿巢問題它不只是代表鴿巢問題,就像我們原來學(xué)過的雞兔同籠問題一樣,它好像是
一個模型,代表的是一類數(shù)學(xué)問題。把人比作鴿子雖然不雅,但是從研究的角度大家確實是
找到了他們數(shù)量間的聯(lián)系。
2.三人行,必然至少有兩人性別一定相同,對嗎?說說你的理由。
師:從剛才大家的課堂表現(xiàn),我突然想起圣人孔子的一句話:三人行,必有我?guī)?。今天,?/p>
想把這句至理名言改一改:三人行,必有至少兩人性別一定相同,行嗎?說說你的理由。
3.解決課前的問題。
從1、2、3、……、100中任意取51個不相同的數(shù),總有兩個數(shù)一定是互質(zhì)數(shù)。你知道
這是為什么?
師:是呀,鴿巢問題不只是代表鴿巢問題,它是一個模型,在生活中,我們都能找到他的影
子,現(xiàn)在讓我們再回到課前的那道世界名題,想一想,能不能用模型的思想解決這個問題。
找找看,誰代表鴿子,誰又代表籠子呢?這就是模型的力量。
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