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《鴿巢問(wèn)題》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo):使學(xué)生理解“鴿巢原理”(“抽提問(wèn)題”)的基本形式,并能初步運(yùn)用“鴿巢原理”解決相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題或解釋相關(guān)的現(xiàn)象。通過(guò)操作、觀察、比較、說(shuō)理等數(shù)學(xué)活動(dòng),使學(xué)生經(jīng)理鴿巢原理的形成過(guò)程,體會(huì)和掌握邏輯推理思想和模型思想,提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。教學(xué)過(guò)程:創(chuàng)設(shè)情境生成問(wèn)題游戲?qū)霂煟鹤屑?xì)聽(tīng)(拍響口袋中的硬幣),老師口袋里有什么?生:硬幣師:那誰(shuí)來(lái)猜一猜老師口袋里有幾枚一元的硬幣?生1:……生2:……生3:……師:為什么沒(méi)有人猜一枚?生:一枚不可能發(fā)出碰撞的響聲。師:怎樣才會(huì)發(fā)出響聲呢?生:至少兩枚。師:至少是什么意思?生1:最少。生2:不少于生3:等于或多于。師:同學(xué)們說(shuō)的非常好,至少是最少、等于或多于、不少于的意思,也就是說(shuō)老師的口袋里至少有兩枚硬幣。師:這個(gè)小游戲好玩嗎?接下來(lái)我們一起研究一個(gè)更好玩的問(wèn)題好嗎?生:好師:板書(shū)“鴿巢問(wèn)題”探索交流解決問(wèn)題師;同學(xué)們請(qǐng)讀題:把4支鉛筆放入3個(gè)筆筒里,不管怎么放,總有一個(gè)筆筒里至少有2支鉛筆。對(duì)嗎?生1:對(duì)生2:不對(duì)師:要想知道對(duì)錯(cuò)我們需要?生:驗(yàn)證師:請(qǐng)同學(xué)們以小組為單位開(kāi)始研究,看一看把4支鉛筆放入3個(gè)筆筒里,到底有多少種放法?生:小組之間開(kāi)始合作探究(注:在學(xué)生合作探究之前,我并沒(méi)有給學(xué)生提示不需要考慮排列順序,這樣做的目的是考慮到一部分學(xué)生肯定會(huì)按序排列,在講解的過(guò)程中,用學(xué)生的錯(cuò)誤進(jìn)行正面引導(dǎo),讓學(xué)生加深印象,實(shí)際上我在巡視的過(guò)程中就已經(jīng)敲定了上臺(tái)演示的有著兩種不同答案的學(xué)生)師:先請(qǐng)一位同學(xué)到講臺(tái)上來(lái)演示。生1:開(kāi)始演示師:我們?nèi)绾蝸?lái)記錄呢?生:用數(shù)字生1演示,由師進(jìn)行記錄:(400)(310)(220)(211)注:學(xué)生不一定按照把4支鉛筆放入3個(gè)筆筒里從高到底的順序排列,假如是這樣就講解從高到低排列的好處做下了鋪墊,即時(shí)學(xué)生是按序排列,也可以引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出這樣排列的好處-------不重復(fù)、不遺漏。師:有沒(méi)有同學(xué)認(rèn)為有遺漏的?(點(diǎn)名讓重復(fù)排列的同學(xué)到黑板上演示,這樣可以引起學(xué)生對(duì)有序排列與無(wú)序排列的思考)生2:演示,由師進(jìn)行記錄:(211)(121)(112)……師:同學(xué)們?cè)谶@一題中,我們是否要考慮順序呢?生:有的認(rèn)為需要,有的認(rèn)為不需要。師:題目當(dāng)中說(shuō)“總有一個(gè)筆筒”,規(guī)定是那一個(gè)具體的筆筒了沒(méi)有?那我們需不需要考慮順序?生:不需要師:所以第一位同學(xué)的答案是正確的,至少是最少、等于或多于的意思,那么在第一種放法中有一個(gè)筆筒里()2?第二種放法中有一個(gè)筆筒里()2?第三種放法中有一個(gè)筆筒里()2?第四種放法中有一個(gè)筆筒里()2?生:多于、多于、等于、等于師:四種放法都滿足“總有一個(gè)筆筒里至少有2支鉛筆”這樣一個(gè)結(jié)論,所以這句話是?生們:正確的注:趁機(jī)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到從高到底的順序排列的方法以及這樣排列的好處-------不重復(fù)、不遺漏。為接下來(lái)的例題的驗(yàn)證提供方法,同時(shí)為假設(shè)法的引出提供鋪墊。師;出示“把5支鉛筆放入4個(gè)筆筒里,不管怎么放,總有一個(gè)筆筒里至少有()支鉛筆?生:(不假思索)2支師:到底對(duì)不對(duì)呢?我們還需要?生們:驗(yàn)證注:可以肯定的是大部分學(xué)生會(huì)不考慮筆筒順序,而且從高到低或從低到高的進(jìn)行排列。在這一部分中,我要讓學(xué)生自己來(lái)講解至少數(shù)為2的正確原因,但是需要注意的是要給學(xué)生適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),引導(dǎo)學(xué)生采用規(guī)范的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。師:哪一位同學(xué)愿意到黑板上列舉出你的放法,并結(jié)合上一題的講法給同學(xué)們講解?(可點(diǎn)名)生:共六種放法(5000)(4100)(3200)(3110)(2210)(2111)第一種放法中有一個(gè)筆筒里多于2,第二種放法中有一個(gè)筆筒里多于2,第三種放法中有一個(gè)筆筒里多于2,第四種放法中有一個(gè)筆筒里多于2,第五種放法中有2筆筒里等于2,第六種放法中有一個(gè)筆筒里等于2,以上每一種擺法都符合題目,所以總有一個(gè)筆筒里至少有(2)支鉛筆。師:同學(xué)們太棒了。上面這種一一列舉的方法叫做“枚舉法”,下面我再出一道題考考你們,“把5支鉛筆放入4個(gè)筆筒里,不管怎么放,總有一個(gè)筆筒里至少有2支鉛筆”對(duì)嗎?注:無(wú)論學(xué)生回答對(duì)或不對(duì),我都會(huì)引導(dǎo)學(xué)生去驗(yàn)證學(xué)生能想到的方法一定是剛剛揭示的“枚舉法”,片刻之后學(xué)生就會(huì)意識(shí)到這種方法非常的麻煩,他們肯定想尋求一種簡(jiǎn)便快捷的方法,于是為接下來(lái)引導(dǎo)出假設(shè)法和列式計(jì)算做了鋪墊。生:對(duì)(也有部分同學(xué)給與否定)師:那怎么辦?生:驗(yàn)證師:(片刻之后)用枚舉法好驗(yàn)證么?為什么?生們:不好驗(yàn)證,因?yàn)槌霈F(xiàn)的數(shù)字較大,一一列舉太麻煩。師:那同學(xué)們請(qǐng)你仔細(xì)觀察以上兩組放法,看看哪一種一眼就能看出至少數(shù)?生:(211)和(2111)師:它們有什么特點(diǎn)?生1:它們當(dāng)中由1個(gè)2和若干個(gè)1組成。生2:它們比較接近,比較均勻。師:那么你們能否用自己發(fā)現(xiàn)的方法去進(jìn)行驗(yàn)證呢?小組之間先討論交流,再進(jìn)行操作。注:根據(jù)學(xué)生得出的結(jié)論可以獲知學(xué)生會(huì)采用一個(gè)筆筒里放2支鉛筆,其他98個(gè)筆筒里各放1支的方法,肯定會(huì)有很少一部分同學(xué)會(huì)想到用“平均分”的方法。師:誰(shuí)來(lái)說(shuō)一說(shuō),你是怎么驗(yàn)證的?生1:通過(guò)我觀察到的規(guī)律,我假設(shè)這一種方法是正確的,我現(xiàn)在一個(gè)筆筒里放入2支筆,其他的98個(gè)筆筒各放一支,這樣就是2+98=100。師:非常好!哪位同學(xué)有沒(méi)有其他方法?生2:假設(shè)現(xiàn)在99個(gè)筆筒里各放1支筆,剩下的1支筆不論怎么放,總有一個(gè)筆筒里有2支筆。師:好方法,每個(gè)筆筒里分配一支筆,類(lèi)似于我們以前學(xué)過(guò)的哪一種分法?生:平均分師:同學(xué)們非常棒,這一種方法實(shí)際上是“假設(shè)法”,它所運(yùn)用到了平均分的數(shù)學(xué)思想。你能列出算是嗎?生:能,100÷99=1……1師:那么我們現(xiàn)在用這種假設(shè)法來(lái)回顧一下剛才用枚舉法解決的兩個(gè)問(wèn)題好么?你能解釋它們的至少數(shù)為什么是2么?(出示:第一題把4支鉛筆放入3個(gè)筆筒里,不管怎么放,總有一個(gè)筆筒里至少有2支鉛筆。為什么?第二題把5支鉛筆放入4個(gè)筆筒里,不管怎么放,總有一個(gè)筆筒里至少有2支鉛筆。為什么?)生1:第一個(gè)題假設(shè)每一個(gè)筆筒里先放入1支,4-3=1,手里還剩下1支,不管放到哪個(gè)筆筒里,總有一個(gè)筆筒里有兩支筆,也就是至少有2支筆。生2:第二題假設(shè)每一個(gè)筆筒里先放入1支,5-4=1手里還剩下1支,不管放到哪個(gè)筆筒里,總有一個(gè)筆筒里有兩支筆,也就是至少有2支筆。師:非常好,上面兩位同學(xué)用的是口述的假設(shè)法,你們能否用算式來(lái)解釋呢?生:可以,(1)4÷3=1……1(2)5÷4=1……1師:接下來(lái)同學(xué)們仔細(xì)觀察剛才的3個(gè)例子,你發(fā)現(xiàn)了哪些規(guī)律?筆數(shù)筆筒數(shù)商余數(shù)至少數(shù)4÷3=1……11+15÷4=1……11+1100÷99=1……11+1生1:筆數(shù)比筆筒數(shù)多1生2:當(dāng)筆數(shù)比筆筒數(shù)多1時(shí),至少數(shù)為2師:同學(xué)們觀察的非常仔細(xì),那么至少數(shù)中的1+1,第一個(gè)“1”表示什么?第二個(gè)“1”表示什么?生:第一個(gè)“1”表示商,第二個(gè)“1”表示的是余數(shù)。師:我們可以用一個(gè)式子表示至少數(shù):至少數(shù)=?生:至少數(shù)=商+余數(shù)師:真么是這樣么?我們?cè)趯?shí)踐中去驗(yàn)證它,大家請(qǐng)看題:“把7之比放進(jìn)5個(gè)筆筒中,不管怎么放,總有一個(gè)筆筒里至少有()支筆”,給出答案并說(shuō)一說(shuō)你的解題思路。生1:至少數(shù)為3,我采用列算式:7÷5=1……2至少數(shù)=商(1)+余數(shù)(2)生2:至少數(shù)為3,我采用假設(shè)法:每個(gè)杯子里先放入一支筆,剩下的2支筆放入任何一個(gè)筆筒里,總有一個(gè)筆筒中有3支筆。師:有沒(méi)有不同的觀點(diǎn)?生:我覺(jué)的至少數(shù)應(yīng)該為2,我采用的也是假設(shè)法:每個(gè)杯子里先放入一支筆,剩下的2支筆分別放入不同的筆筒里,可以記為:11122;如果放入同一個(gè)筆筒里應(yīng)記為:11113;至少的意思是最少,所以我認(rèn)為至少數(shù)為2.師:說(shuō)的非常好,那么至少數(shù)=商+余數(shù)這個(gè)結(jié)論還正確嗎?至少數(shù)應(yīng)該為商+()?生:不正確,至少數(shù)應(yīng)該等于商+1師:用式子怎么表示?生:7÷5=1……2至少數(shù)=1+1師:假如我們把筆看成待分物體,把筆筒看成鴿巢,把待分物體放入鴿巢里,不管怎么放,總有一個(gè)鴿巢里至少有()個(gè)物體。生:總有一個(gè)鴿巢里至少有商+1個(gè)物體師:當(dāng)沒(méi)有余數(shù)時(shí)呢?生:至少數(shù)=商師:出示:待分物體數(shù)÷鴿巢數(shù)=商……余數(shù)至少數(shù)=商+1待分物體數(shù)÷鴿巢數(shù)=商至少數(shù)=商把待分物體放入鴿巢中,不管怎么放,總有一個(gè)鴿巢里至少有()或()個(gè)物體。生:把待分物體放入鴿巢中,不管怎么放,總有一個(gè)鴿巢里至少有(商)或(商+1)個(gè)物體。師:同學(xué)們你們太棒了,這就是我們這節(jié)課要研究的“鴿巢問(wèn)題”,也稱“抽屜問(wèn)題”它里面所包含的原理又稱為“鴿巢原理”或“抽屜原理”,它是由德國(guó)數(shù)學(xué)家狄利克雷最早提出的,所以也稱“狄利克雷原理”其實(shí)我國(guó)古代就有人開(kāi)始運(yùn)用“鴿巢原理”解決問(wèn)題,但由于沒(méi)有系統(tǒng)的總結(jié)、歸納為原理,只能拱手送給了德國(guó)人狄利克雷。所以同學(xué)們?cè)谝院蟮纳睢W(xué)習(xí)中不僅要善于發(fā)現(xiàn),還要善于總結(jié)。注:在講解至少數(shù)這個(gè)概念的過(guò)程中,我故意引導(dǎo)學(xué)生下結(jié)論,當(dāng)然學(xué)生根據(jù)感性的認(rèn)識(shí)肯定會(huì)得出至少數(shù)=商+余數(shù)的,我的一個(gè)質(zhì)疑是的學(xué)生有所思考,讓學(xué)生在錯(cuò)中求對(duì),會(huì)給學(xué)生留下深刻的印象,同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度。鞏固應(yīng)用內(nèi)化提高1、11只鴿子飛進(jìn)4個(gè)鴿籠,不管怎么飛,總有一個(gè)鴿籠里至少有3只鴿子,為什么?2、隨意找13位老師,他們中至少有2人的屬相相同,為什么?注:第1題比較簡(jiǎn)單,第2題要讓學(xué)生思考題里面所包含的內(nèi)容,讓學(xué)生理清哪些是待分物體、哪些是鴿巢。但最為關(guān)鍵的是引導(dǎo)學(xué)生用本節(jié)課所學(xué)的方法解釋,讓學(xué)生獨(dú)立判斷應(yīng)使用哪一種方法,讓學(xué)生在親身實(shí)踐中感受學(xué)習(xí)、思考帶來(lái)的快樂(lè)感與成就感。回顧整理反思提升師:誰(shuí)來(lái)說(shuō)一說(shuō)我們本節(jié)課學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容?生:……《鴿巢問(wèn)題》學(xué)情分析鴿巢問(wèn)題是學(xué)生從未接觸過(guò)的新知識(shí),難以理解鴿巢問(wèn)題中鴿巢原理的真正含義,發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)多的學(xué)生他們自己提前先學(xué)了,在具體分的過(guò)程中,都在運(yùn)用平均分的方法,也能就一個(gè)具體的問(wèn)題得出結(jié)論。但是這些學(xué)生中大多數(shù)只“知其然,不知其所以然”,為什么平均分能保證“至少”的情況,他們并不理解。有時(shí)要找到實(shí)際問(wèn)題與“鴿巢原理”之間的聯(lián)系并不容易,即使找到了,也很難確定用什么作為“鴿籠”,要用幾個(gè)“鴿籠”。1.年齡特點(diǎn):六年級(jí)學(xué)生既好動(dòng)又內(nèi)斂,教師一方面要適當(dāng)引導(dǎo),引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使他們的注意力始終集中在課堂上;另一方面要?jiǎng)?chuàng)造條件和機(jī)會(huì),讓學(xué)生發(fā)表見(jiàn)解,發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。2.思維特點(diǎn):知識(shí)掌握上,六年級(jí)的學(xué)生對(duì)于總結(jié)規(guī)律的方法接觸比較少,尤其對(duì)于“數(shù)學(xué)證明”。因此,教師要耐心細(xì)致的引導(dǎo),重在讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展和過(guò)程,而不是生搬硬套,只求結(jié)論,要讓學(xué)生不知其然,更要知其所以然。《鴿巢問(wèn)題》效果分析1、用具體的操作,將抽象變?yōu)橹庇^。“總有一個(gè)筆筒中至少放進(jìn)2根小棒”這句話對(duì)于學(xué)生而言,不僅說(shuō)起來(lái)生澀拗口,而且抽象難以理解。怎樣讓學(xué)生理解這句話呢?我覺(jué)得要讓學(xué)生充分的操作,一在具體操作中理解“總有”和“至少”,二在操作中理解“平均分”是保證“至少”的最好方法。通過(guò)操作,最直觀地呈現(xiàn)“總有一個(gè)筆筒中至少放進(jìn)2根小棒”這種現(xiàn)象,讓學(xué)生理解這句話。2、充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性,讓學(xué)生在證明結(jié)論的過(guò)程中探究方法,總結(jié)規(guī)律。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主動(dòng)者,特別是這種原理的初步認(rèn)識(shí),不應(yīng)該是教師牽著學(xué)生手去認(rèn)識(shí),而是創(chuàng)造條件,讓學(xué)生自己去探索,發(fā)現(xiàn)。所以我認(rèn)為應(yīng)該提出問(wèn)題,讓學(xué)生在具體的操作中來(lái)證明他們的結(jié)論是否正確,讓學(xué)生初步經(jīng)歷“數(shù)學(xué)證明”的過(guò)程,逐步提高學(xué)生的邏輯思維能力?!而澇矄?wèn)題》教材分析一、教學(xué)目標(biāo):1.經(jīng)歷“鴿巢問(wèn)題”的探究過(guò)程,初步了解“鴿巢問(wèn)題”,會(huì)用“鴿巢問(wèn)題”解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。2.通過(guò)“鴿巢問(wèn)題”的靈活應(yīng)用感受數(shù)學(xué)的魅力。二、教材說(shuō)明這部分教材通過(guò)幾個(gè)直觀例子,借助實(shí)際操作,向?qū)W生介紹“鴿巢原理”,使學(xué)生在理解“鴿巢原理”這一數(shù)學(xué)方法的基礎(chǔ)上,對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題加以“模型化”,會(huì)用“抽屜原理”加以解決。在數(shù)學(xué)問(wèn)題中有一類(lèi)與“存在性”有關(guān)的問(wèn)題。例如,任意13人中,至少有兩人的出生月份相同。任意367名學(xué)生中,一定存在兩名學(xué)生,他們?cè)谕惶爝^(guò)生日。在這類(lèi)問(wèn)題中,只需要確定某個(gè)物體(或某個(gè)人)的存在就可以了,并不需要指出是哪個(gè)物體(或哪個(gè)人),也不需要說(shuō)明是通過(guò)什么方式把這個(gè)存在的物體(或人)找出來(lái)。這類(lèi)問(wèn)題依據(jù)的理論,我們稱之為“抽屜原理”?!俺閷显怼弊钕仁怯?9世紀(jì)的德國(guó)數(shù)學(xué)家狄里克雷(Dirichlet)運(yùn)用于解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的,所以又稱“狄里克雷原理”,也稱為“鴿巢原理”?!俺閷显怼钡睦碚摫旧聿⒉粡?fù)雜,甚至可以說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。例如,要把三個(gè)蘋(píng)果放進(jìn)兩個(gè)抽屜,至少有一個(gè)抽屜里有兩個(gè)蘋(píng)果。這樣的道理對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō),也是很容易理解的。但“抽屜原理”的應(yīng)用卻是千變?nèi)f化的,用它可以解決許多有趣的問(wèn)題,并且常常能得到一些令人驚異的結(jié)果。因此,“抽屜原理”在數(shù)論、集合論、組合論中都得到了廣泛的應(yīng)用。本單元用直觀的方式,介紹了“抽屜原理”的兩種形式。例1描述的是最簡(jiǎn)單的“抽屜原理”:把m個(gè)物體任意分放進(jìn)n個(gè)空抽屜里(m>n,n是非0自然數(shù)),那么一定有一個(gè)抽屜中放進(jìn)了至少2個(gè)物體。例2描述了“抽屜原理”更為一般的形式:把多于kn個(gè)物體任意分放進(jìn)n個(gè)空抽屜里(k是正整數(shù)),那么一定有一個(gè)抽屜中放進(jìn)了至少(k+1)個(gè)物體。如果問(wèn)題所討論的對(duì)象有無(wú)限多個(gè),“抽屜原理”還有另一種表述:把無(wú)限多個(gè)物體任意分放進(jìn)n個(gè)空抽屜,那么一定有一個(gè)抽屜中放進(jìn)了無(wú)限多個(gè)物體。這類(lèi)問(wèn)題對(duì)于小學(xué)生而言較難理解,因此教材中沒(méi)有涉及到。例3是“抽屜原理”的具體應(yīng)用?!白鲆蛔觥焙途毩?xí)十二中安排了許多“抽屜原理”的變式練習(xí),幫助學(xué)生加深對(duì)“抽屜原理”的理解,并學(xué)會(huì)利用“抽屜原理”解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。三、教學(xué)建議1.應(yīng)讓學(xué)生初步經(jīng)歷“數(shù)學(xué)證明”的過(guò)程。在數(shù)學(xué)上,一般是用反證法對(duì)“抽屜原理”進(jìn)行嚴(yán)格證明。在小學(xué)階段,雖然并不需要學(xué)生對(duì)涉及到“抽屜原理”的相關(guān)現(xiàn)象給出嚴(yán)格的、形式化的證明,但仍可引導(dǎo)學(xué)生用直觀的方式對(duì)某一具體現(xiàn)象進(jìn)行“就事論事”式的解釋。本單元安排了一些需要學(xué)生解釋原因的題目(如第70頁(yè)的“做一做”),可以鼓勵(lì)學(xué)生借助學(xué)具、實(shí)物操作或畫(huà)草圖的方式進(jìn)行“說(shuō)理”。實(shí)際上,通過(guò)“說(shuō)理”的方式來(lái)理解“抽屜原理”的過(guò)程就是一種數(shù)學(xué)證明的雛形。通過(guò)這樣的方式,有助于逐步提高學(xué)生的邏輯思維能力,為以后學(xué)習(xí)較嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明做準(zhǔn)備。2.應(yīng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的“模型”思想?!俺閷蠁?wèn)題”的變式很多,應(yīng)用更具靈活性。當(dāng)我們面對(duì)一個(gè)具體問(wèn)題時(shí),能否將這個(gè)具體問(wèn)題和“抽屜問(wèn)題”聯(lián)系起來(lái),能否找到該問(wèn)題中的具體情境和“抽屜問(wèn)題”的“一般化模型”之間的內(nèi)在關(guān)系,能否找出該問(wèn)題中什么是“待分的東西”,什么是“抽屜”,是影響能否解決該問(wèn)題的關(guān)鍵。教學(xué)時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生先判斷某個(gè)問(wèn)題是否屬于用“抽屜原理”可以解決的范疇,如果可以,再思考如何尋找隱藏在其背后的“抽屜問(wèn)題”的一般模型。這個(gè)過(guò)程實(shí)際上是學(xué)生經(jīng)歷將具體問(wèn)題“數(shù)學(xué)化”的過(guò)程,能否從紛繁蕪雜的現(xiàn)實(shí)素材中找出最本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型,是體現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維和能力的重要方面。3.要適當(dāng)把握教學(xué)要求?!俺閷显怼北旧砘蛟S并不復(fù)雜,但它的應(yīng)用廣泛且靈活多變,因此,用“抽屜原理”來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到一些困難。例如,有時(shí)要找到實(shí)際問(wèn)題與“抽屜問(wèn)題”之間的聯(lián)系并不容易,即使找到了,也很難確定用什么作為“抽屜”,要用幾個(gè)“抽屜”。因此,教學(xué)時(shí),不必過(guò)于追求學(xué)生“說(shuō)理”的嚴(yán)密性,只要能結(jié)合具體問(wèn)題把大致意思說(shuō)出來(lái)就可以了,更要允許學(xué)生借助實(shí)物操作等直觀方式進(jìn)行猜測(cè)、驗(yàn)證。4.本單元內(nèi)容可用3課時(shí)進(jìn)行教學(xué)。四、具體分析1.例1。編寫(xiě)意圖教材借助把4枝鉛筆放進(jìn)3個(gè)文具盒中的操作情境,介紹了一類(lèi)較簡(jiǎn)單的“抽屜問(wèn)題”。學(xué)生在操作實(shí)物的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象:不管怎么放,總有一個(gè)文具盒里至少放進(jìn)2枝鉛筆,從而產(chǎn)生疑問(wèn),激起尋求答案的欲望。在這里,“4枝鉛筆”就是“4個(gè)要分放的物體”,“3個(gè)文具盒”就是“3個(gè)抽屜”,這個(gè)問(wèn)題用“抽屜問(wèn)題”的語(yǔ)言來(lái)描述就是:把4個(gè)物體放進(jìn)3個(gè)抽屜,總有一個(gè)抽屜至少有2個(gè)物體。為了解釋這一現(xiàn)象,教材呈現(xiàn)了兩種思考方法。第一種方法是用操作的方法進(jìn)行枚舉。通過(guò)直觀地?cái)[鉛筆,發(fā)現(xiàn)把4枝鉛筆分配到3個(gè)文具盒中一共只有四種情況(在這里,只考慮存在性問(wèn)題,即把4枝鉛筆不管放進(jìn)哪個(gè)文具盒,都視為同一種情況)。在每一種情況中,都一定有一個(gè)文具盒中至少有2枝鉛筆。通過(guò)羅列實(shí)驗(yàn)的所有結(jié)果,就可以解釋前面提出的疑問(wèn)。實(shí)際上,從數(shù)的分解的角度來(lái)說(shuō),這種方法相當(dāng)于把4分解成三個(gè)數(shù),共有四種情況,即(4,0,0),(3,1,0),(2,2,0),(2,1,1),每一種結(jié)果的三個(gè)數(shù)中,至少有一個(gè)數(shù)是不小于2的。第二種方法采用的是“反證法”或“假設(shè)法”的思路,即假設(shè)先在每個(gè)文具盒中放1枝鉛筆,3個(gè)文具盒里就放了3枝鉛筆。還剩下1枝,放入任意一個(gè)文具盒,那么這個(gè)文具盒中就有2枝鉛筆了。這種方法比第一種方法更為抽象,更具一般性。例如,如果要回答“為什么把(n+1)枝鉛筆放進(jìn)n個(gè)文具盒,總有一個(gè)文具盒里至少放進(jìn)2枝鉛筆”的問(wèn)題,用枚舉的方法就很難解釋,但用“假設(shè)法”來(lái)說(shuō)明就很容易了。為了對(duì)這類(lèi)“抽屜問(wèn)題”有更深的理解,教材在“做一做”中安排了一個(gè)“鴿巢問(wèn)題”。學(xué)生可以利用例題中的方法遷移類(lèi)推,加以解釋。教學(xué)建議由于例題中的數(shù)據(jù)較小,為學(xué)生自主探索提供了很大的空間。因此,教學(xué)時(shí),可以放手讓學(xué)生自主思考,先采用自己的方法進(jìn)行“證明”,然后再進(jìn)行交流。除了教材上提供的兩種方法以外,還會(huì)有其他的方法(如數(shù)的分解法),只要是合理的,都應(yīng)給予鼓勵(lì)。在此過(guò)程中,教師也應(yīng)給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。例如,要使學(xué)生明確,這里只需解決存在性問(wèn)題就可以了。如果有的同學(xué)在枚舉的時(shí)候,給三個(gè)文具盒標(biāo)上序號(hào),把(4,0,0)、(0,4,0)和(0,0,4)理解成三種不同的情況,教師應(yīng)指出,在研究這一類(lèi)問(wèn)題時(shí),作這樣的區(qū)分是沒(méi)有必要的。這樣的指導(dǎo)有助于培養(yǎng)學(xué)生具體情況具體分析的數(shù)學(xué)思維。教學(xué)時(shí)應(yīng)有意識(shí)地讓學(xué)生理解“抽屜問(wèn)題”的“一般化模型”。教學(xué)時(shí),在學(xué)生自主探索的基礎(chǔ)上,可以引導(dǎo)他們對(duì)教材上提供的兩種方法進(jìn)行比較,思考一下枚舉的方法有什么優(yōu)越性和局限性,假設(shè)的方法有什么優(yōu)點(diǎn),使學(xué)生逐步學(xué)會(huì)運(yùn)用一般性的數(shù)學(xué)方法來(lái)思考問(wèn)題。學(xué)生在解決了“4枝鉛筆放進(jìn)3個(gè)文具盒”的問(wèn)題以后,可以讓學(xué)生繼續(xù)思考:把5枝鉛筆放進(jìn)4個(gè)文具盒,總有一個(gè)文具盒里至少放進(jìn)2枝鉛筆,為什么?如果把6枝鉛筆放進(jìn)5個(gè)文具盒,結(jié)果是否一樣呢?把7枝鉛筆放進(jìn)6個(gè)文具盒呢?把10枝鉛筆放進(jìn)9個(gè)文具盒呢?把100枝鉛筆放進(jìn)99個(gè)文具盒呢?引導(dǎo)學(xué)生得出一般性的結(jié)論:只要放的鉛筆數(shù)比文具盒的數(shù)量多1,總有一個(gè)文具盒里至少放進(jìn)2枝鉛筆。接著,可以繼續(xù)提問(wèn):如果要放的鉛筆數(shù)比文具盒的數(shù)量多2,多3,多4呢?引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn):只要鉛筆數(shù)比文具盒的數(shù)量多,這個(gè)結(jié)論都是成立的。通過(guò)這樣的教學(xué)過(guò)程,有助于發(fā)展學(xué)生的類(lèi)推能力,形成比較抽象的數(shù)學(xué)思維。2.例2。編寫(xiě)意圖本例介紹了另一種類(lèi)型的“抽屜問(wèn)題”,即“把多于kn個(gè)的物體任意分放進(jìn)n個(gè)空抽屜(k是正整數(shù)),那么一定有一個(gè)抽屜中放進(jìn)了至少(k+1)個(gè)物體?!睂?shí)際上,如果設(shè)定k=1,這類(lèi)“抽屜問(wèn)題”就變成了例1的形式。因此,這兩類(lèi)“抽屜問(wèn)題”在本質(zhì)上是一致的,例1只是例2的一個(gè)特例。教材提供了讓學(xué)生把5本書(shū)放進(jìn)2個(gè)抽屜的情境,在操作的過(guò)程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)不管怎么放,總有一個(gè)抽屜至少放進(jìn)3本書(shū),從而產(chǎn)生探究原因的愿望。學(xué)生仍然可以采用枚舉的方法,把5分解成兩個(gè)數(shù),有(5,0),(4,1),(3,2)三種情況。在任何一種結(jié)果中,總有一個(gè)數(shù)不小于3。更具一般性的仍然是假設(shè)的方法,即先把5本書(shū)“平均分成2份”。利用有余數(shù)除法5÷2=2……1可以發(fā)現(xiàn),如果每個(gè)抽屜放進(jìn)2本,還剩1本。把剩下的這1本放進(jìn)任何一個(gè)抽屜,該抽屜里就有3本書(shū)了。研究了“把5本書(shū)放進(jìn)2個(gè)抽屜”的問(wèn)題后,教材又進(jìn)一步提出“如果一共有7本書(shū),9本書(shū),情況會(huì)怎樣?”的問(wèn)題,讓學(xué)生利用前面的方法進(jìn)行類(lèi)推,得出“7本書(shū)放進(jìn)2個(gè)抽屜,總有一個(gè)抽屜至少放進(jìn)4本書(shū),9本書(shū)放進(jìn)2個(gè)抽屜,總有一個(gè)抽屜至少放進(jìn)5本書(shū)”的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,讓學(xué)生觀察這幾個(gè)“抽屜問(wèn)題”的特點(diǎn),尋找規(guī)律,使學(xué)生對(duì)這一類(lèi)“抽屜原理”達(dá)到一般性的理解。例如,學(xué)生可以通過(guò)觀察,歸納出“要把a(bǔ)(a是奇數(shù))本書(shū)放進(jìn)2個(gè)抽屜,如果a÷2=b……1,那么總有一個(gè)抽屜至少有(b+1)本書(shū)”的一般性結(jié)論。教材第71頁(yè)的“做一做”延續(xù)了第70頁(yè)“做一做”的情境,在例2的基礎(chǔ)上有所擴(kuò)展,把“抽屜數(shù)”變成了3,要求學(xué)生在例2思考方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行遷移類(lèi)推。教學(xué)建議教學(xué)例2時(shí),仍應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生用多樣化的方法解決問(wèn)題,自行總結(jié)“抽屜原理”。例如,在解決“5本書(shū)放2個(gè)抽屜”的問(wèn)題時(shí),由于數(shù)據(jù)較小,學(xué)生用動(dòng)手操作或分解數(shù)的方法仍有其直觀、簡(jiǎn)單的特點(diǎn),這也是學(xué)生最容易想到的方法。但由于枚舉的方法畢竟受到數(shù)據(jù)大小的限制,隨著書(shū)的本數(shù)的增多,教師應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。例如,可以提問(wèn)學(xué)生“125本書(shū)放進(jìn)2個(gè)抽屜呢?”由于數(shù)據(jù)很大,用枚舉法解決就相當(dāng)繁瑣了,就可以促使學(xué)生自覺(jué)采用更一般的方法,即假設(shè)法。假設(shè)法最核心的思路就是把書(shū)盡量多地“平均分”給各個(gè)抽屜,看每個(gè)抽屜能分到多少本書(shū),剩下的書(shū)不管放到哪個(gè)抽屜,總有一個(gè)抽屜比平均分得的本數(shù)多1本。這個(gè)核心思路是用“有余數(shù)除法”這一數(shù)學(xué)形式表示出來(lái)的,需要學(xué)生借助直觀,逐步理解并掌握。當(dāng)學(xué)生利用有余數(shù)除法解決了本例中的三個(gè)具體問(wèn)題后,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納這一類(lèi)“抽屜問(wèn)題”的一般規(guī)律,要把某一數(shù)量(奇數(shù))的書(shū)放進(jìn)2個(gè)抽屜,只要用這個(gè)數(shù)除以2,總有一個(gè)抽屜至少放進(jìn)數(shù)量比商多1的書(shū)。例如,要把125本書(shū)放進(jìn)2個(gè)抽屜,125÷2=62……1,因此,總有一個(gè)抽屜至少放進(jìn)63本書(shū)。如果進(jìn)一步一般化的話,就是:要把a(bǔ)個(gè)物體放進(jìn)n個(gè)抽屜,如果a÷n=b……c(c≠0),那么一定有一個(gè)抽屜至少可以放(b+1)個(gè)物體。這一結(jié)論與前文提到的“把多于kn個(gè)物體任意分放進(jìn)n個(gè)空抽屜(k是正整數(shù)),那么一定有一個(gè)抽屜中放進(jìn)了至少(k+1)個(gè)物體”意思是完全一致的。學(xué)生完成“做一做”時(shí),可以仿照例2,利用8÷3=2……2,可知總有一個(gè)鴿舍里至少有3只鴿子。需要注意的是,例2中“某個(gè)抽屜至少有的書(shū)的本數(shù)”是除法算式中的商加“1”,而例2中除法算式的余數(shù)也正好是1,很容易讓學(xué)生錯(cuò)誤地理解成是商加“余數(shù)”,并遷移到“做一做”,想成至少有“2(商)+2(余數(shù))”,把結(jié)論變成“至少有4只鴿子要飛進(jìn)同一個(gè)鴿舍里”。事實(shí)上,只要學(xué)生從本質(zhì)上理解“抽屜原理”的推理過(guò)程,就能克服這種錯(cuò)誤理解?!而澇矄?wèn)題》評(píng)測(cè)練習(xí)1、11只鴿子飛進(jìn)4個(gè)鴿籠,不管怎么飛,總有一個(gè)鴿籠里至少有3只鴿子,為什么?2、隨意找13位老師,他們中至少有2人的屬相相同,為什么?“鴿巢問(wèn)題”課后反思我在設(shè)計(jì)鴿巢原理教學(xué)時(shí),課堂上,我首先采用游戲?qū)?、小組活動(dòng)的形式,使學(xué)生集中注意力,把心思馬上放到課堂上,讓學(xué)生覺(jué)得這節(jié)課探究的問(wèn)題既好玩又有意義。但這部分內(nèi)容屬于奧數(shù)知識(shí)范疇,真正理解對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的難度。在教學(xué)中我通過(guò)實(shí)際案例培養(yǎng)學(xué)生有根據(jù)、有條理地進(jìn)行思考和推理的能力,從而解決實(shí)際問(wèn)題,初步感受數(shù)學(xué)的魅力。本堂課注重為學(xué)生提供自主探索的空間,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)探索,初步了解“鴿巢原理”,會(huì)用“鴿巢原理”解決實(shí)際問(wèn)題。在本節(jié)課中,我非常注重學(xué)生的自主探索精神,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中,經(jīng)歷猜想、驗(yàn)證、推理、應(yīng)用的過(guò)程。1、采用列舉法,讓學(xué)生把4支筆放入3個(gè)筆筒中的所有情況都列舉出來(lái),運(yùn)用直觀的方式,發(fā)現(xiàn)并描述、理解最簡(jiǎn)單的“鴿巢原理”即“筆數(shù)比筆筒數(shù)多1時(shí),總有一個(gè)筆筒里至少有2支筆”。2、讓學(xué)生借助直觀操作發(fā)現(xiàn),把筆盡量多的“平均分”給各個(gè)筆筒,看每個(gè)筆筒能分到多少支筆,剩下的筆不管放到哪個(gè)筆筒里,總有一個(gè)筆筒比平均分得的筆數(shù)多1支,可以用有余數(shù)的除法這一數(shù)學(xué)規(guī)律來(lái)表示。3、大量例舉之后,再引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納這一類(lèi)“鴿巢問(wèn)題”的一般規(guī)律,讓學(xué)生借助直觀操作、觀察、表達(dá)等方式,讓學(xué)生經(jīng)歷從不同的角度認(rèn)識(shí)鴿巢原理。在這堂課的難點(diǎn)突破處,也就是讓學(xué)生借助直觀操作發(fā)現(xiàn),把筆盡量多的“平均分”到各個(gè)筆筒,看每個(gè)筆筒能分到多少支筆,剩下的筆不管放到哪個(gè)筆筒里,總有一個(gè)筆筒比平均分得的筆數(shù)多1支,我還可以對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行再安排,讓學(xué)生體會(huì)到多余的物體只要不超過(guò)鴿巢的個(gè)數(shù),總有一個(gè)鴿巢里至少放2個(gè)物體,這樣學(xué)生對(duì)“鴿巢原理”規(guī)律會(huì)更清晰更明了。同時(shí),我們要明確,教學(xué)知識(shí)不光是讓學(xué)生按照公式來(lái)套用公式,這樣很容易造成學(xué)生的思維定勢(shì),所以在讓學(xué)生充分說(shuō)理的基礎(chǔ)上,明確把什么當(dāng)作“鴿巢數(shù)”,把什么當(dāng)作“待分物體數(shù)”是相當(dāng)重要的。在這節(jié)課里存在一些問(wèn)題:1、部分學(xué)生判斷不出誰(shuí)是“待分物體”,誰(shuí)是“鴿巢”。2、教師說(shuō)的多,學(xué)生說(shuō)的少。3、學(xué)生在錄課的環(huán)境中過(guò)于緊張。因此,在今后的教學(xué)中,要把時(shí)間還給學(xué)生,讓學(xué)生真正成為課堂的主人,在課下多于學(xué)生交流,和學(xué)生成為朋友,在教學(xué)過(guò)程中再多下些功夫,以求在課堂上讓學(xué)生更好地理解、消化所授知識(shí)。課后還要讓多做相關(guān)的練習(xí)加以鞏固?!而澇矄?wèn)題》課標(biāo)分析一、課標(biāo)要
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