日期:2021-04-26
這是鴿巢問題公開課教學設計,是優秀的數學教案文章,供老師家長們參考學習。
教學目標:
1.理解簡單的鴿巢問題及鴿巢問題的一般形式,引導學生采用操作的方法進行枚舉及假設法探究“鴿巢問題”。
2.體會數學知識在日常生活中的廣泛應用,培養學生的探究意識。
教學重點:了解簡單的鴿巢問題,理解“總有”和“至少”的含義。
教學難點:運用“鴿巢原理”解決相關的實際問題,理解數學中的優化思想。
教學過程:
一、游戲激趣 導入新課
1.同學們看,老師手中拿的是什么?拿出大王和小王,剩下的牌中共有幾種花色?
2.現在我們一起來玩猜花色的游戲,請5位同學到前面每人隨意抽一張紙牌,抽完后不要讓老師看到。
3.抽后老師大膽猜測:一副撲克牌,取出大王和小王,5人每人隨意抽一張,至少有2張牌花色相同(課件出示)。
4.有些同學一定覺得老師只是湊巧猜對了,我們再抽一次,老師還大膽猜測:一副撲克牌,取出大王和小王,5人每人隨意抽一張,至少有2張牌花色相同。如果老師猜對了,就給老師點掌聲。
5.如果老師再換5名同學來抽牌,我還敢確定的說至少有2張牌的花色相同,這是為什么呢?其實這里面蘊藏著一個有趣的數學原理--抽屜原理,也叫鴿巢原理或鴿巢問題,這節課我們就一起來研究這個問題。(板書課題)
(設計意圖:通過這個游戲激發學生學習本節課的好奇心,也使學生感受到數學和生活中的聯系,知道學習本節課的重要性。)
二、呈現問題 自主探究
1.小紅在整理自己的學習用品是有這樣的發現(課件出示:把4支鉛筆放進3個筆筒中,不管怎么放,總有一個筆筒里至少有2支鉛筆。)學生齊讀。
2.在這句話中你有什么不理解的嗎?學生提出不理解的詞語。
(1)不管:隨意,想想怎么放就怎么放。
(2)總有:一定有。
(3)至少:最少,最起碼。
師提問:最少2支指的是幾支呢?具體來說。
2.把整句話翻譯過來再說一遍。
(設計意圖:讓學生充分理解這句話的意思,為接下來的研究做好鋪墊。)
2.你覺得這句話說得對嗎?給同學們1分鐘時間同學生靜靜思考一下。
3.現在同學用擺一擺、畫一畫、寫一寫等方法來驗證這句話,老師出示自己的溫馨提示。(課件出示:溫馨提示:選擇自己喜歡的方式驗證,比如,同桌合作,用紙杯代替筆筒,用鉛筆擺一擺,一人擺,一人記錄。(注意:不考慮順序。)
4.學生匯報驗證的方法:
生1:利用圖片來列舉出幾種放法
教師提問:我們來看這位同學的擺法,憑什么說“總有一個筆筒里至少有2支鉛筆”呢?比2支多也可以嗎?
教師小結:非常好,我們在觀察這幾種擺法,把符合要求的筆筒用彩色筆標出來:所以說不管怎么放總有一支筆筒里至少有2支鉛筆。
生2:利用數字方法列舉出幾種方法(4,0,0)(3,1,0)(2,1,1)(2,2,0)
我們一起圈出每種分法不少于2的數字。(表揚生2,方法更簡單一些)
5.同學們像剛才把所有中情況都列舉出來,這種方法就叫做列舉法或枚舉法。(板書)
6.除了這種枚舉法,還有沒有別的方法也能證明這句話是對的。
生:先假設每個筆筒中放1支鉛筆,這樣還剩1支鉛筆,這時無論放到哪個筆筒,哪個筆筒就是2支鉛筆了,所以我認為是對的。
師追問:你為什么要現在每個筆筒里放1支呢?
生:因為一共有4支筆,平均分后每個筆筒只能分到一支。
師追問:那為什么要一開始就去平均分呢?
生:平均分就可以使每個筆筒中的筆盡量少一點,如果這樣都能符合要求,其他中情況都能符合要求了。
(設計意圖:教師的追問讓學生更明確為什么要平均分,平均分的好處是什么。)
7.這位同學的想法真是太與眾不同了,我們為他鼓掌,誰聽懂了他的想法,把他的想法在復述一遍。
8.想這位同學的方法就是假設法。(板書:假設法)
9.到現在為止,我們可以得出結論了。
三、提升思維 構建模型
1.剛才我們通過不同的方法驗證了這句話是正確的,現在老師把題目改一改,同學們看看還對不對了,為什么?(課件出示:把5支鉛筆放進4個筆筒里,不管怎么放,總有一個筆筒里至少有2支鉛筆。)生回答并說明理由。
2.課件繼續出示:(1)把6個蘋果放進5個盤子里呢?(2)把10本書放進9個抽屜中呢?(3)把100只鴿子放進99個籠子中呢?
3.我們為什么都采用了假設法來分析,而不是畫圖用枚舉法呢?(枚舉法雖然直觀,但是有一定的局限性,假設法更具有一般性)
(設計意圖:通過出示更大的數,讓學生感受到用假設法的方便性,實用性,同時引出的優化的思想。)
4.在數學課堂上我們通常采用更便于我們解決的方法來解決問題,這是一種優化的思想。(板書:優化思想)
5.引出物體數、鴿巢數、至少數,學生觀察,你有什么發現嗎?(當物體數比鴿巢數多1時,總有一個鴿巢里至少有2個物體。)
6.回過頭來我們看課前老師猜測的撲克牌的游戲,誰能解釋一下是怎么回事呢?看來并不是老師神奇,而是鴿巢問題神奇啊。
7.同學們今天的發現是德國數學家狄利克雷最早提出的:課件介紹有關鴿巢問題的來歷。
四、解決問題 練習鞏固
通過學生的努力,我們一起研究出鴿巢問原理,現在老師出幾道題看同學們是否真的學會了。
1.5只鴿子飛進了3個鴿籠,總有一個鴿籠至少飛進了2只鴿子。為什么?
2.把( )本書放進3個抽屜,不管怎么放,總有一個抽屜至少放進2本書。()中能填幾呢?
(設計意圖:習題2鍛煉學生的逆向思維,同時也為下節課的學習埋下了伏筆。)
五、課堂總結
這節課的探究學習中,我們一起經歷了與德國數學家狄利克雷一樣的偉大發現,你有什么收獲呢?
板書設計:
鴿巢問題
枚舉法 假設法
(列舉法) (平均分)
優化思想
一、教學目標
(一)知識與技能
通過數學活動讓學生了解鴿巢原理,學會簡單的鴿巢原理分析方法。
(二)過程與方法
結合具體的實際問題,通過實驗、觀察、分析、歸納等數學活動,讓學生通過獨立思考與合作交流等活動提高解決實際問題的能力。
(三)情感態度和價值觀
在主動參與數學活動的過程中,讓學生切實體會到探索的樂趣,讓學生切實體會到數學與生活的緊密結合。
二、教學重難點
教學重點:理解鴿巢原理,掌握先“平均分”,再調整的方法。
教學難點:理解“總有”“至少”的意義,理解“至少數=商數+1”。
三、教學準備
多媒體課件。
四、教學過程
(一)游戲引入
出示一副撲克牌。
教師:今天老師要給大家表演一個“魔術”。取出大王和小王,還剩下52張牌,下面請5位同學上來,每人隨意抽一張,不管怎么抽,至少有2張牌是同花色的。同學們相信嗎?
5位同學上臺,抽牌,亮牌,統計。
教師:這類問題在數學上稱為鴿巢問題(板書)。因為52張撲克牌數量較大,為了方便研究,我們先來研究幾個數量較小的同類問題。
【設計意圖】從學生喜歡的“魔術”入手,設置懸念,激發學生學習的興趣和求知欲望,從而提出需要研究的數學問題。
(二)探索新知
1.教學例1。
(1)教師:把3支鉛筆放到2個鉛筆盒里,有哪些放法?請同桌二人為一組動手試一試。
教師:誰來說一說結果?
預設:一個放3支,另一個不放;一個放2支,另一個放1支。(教師根據學生回答在黑板上畫圖表示兩種結果)
教師:“不管怎么放,總有一個鉛筆盒里至少有2支鉛筆”,這句話說得對嗎?
教師:這句話里“總有”是什么意思?
預設:一定有。
教師:這句話里“至少有2支”是什么意思?
預設:最少有2支,不少于2支,包括2支及2支以上。
【設計意圖】把教材中例1的“筆筒”改為“鉛筆盒”,便于學生準備學具。且用畫圖和數的分解來表示上述問題的結果,更直觀。通過對“總有”“至少”的意思的單獨說明,讓學生更深入地理解“不管怎么放,總有一個鉛筆盒里至少有2支鉛筆”這句話。
(2)教師:把4支鉛筆放到3個鉛筆盒里,有哪些放法?請4人為一組動手試一試。 教師:誰來說一說結果?
學生:可以放(4,0,0);(3,1,0);(2,2,0);(2,1,1)。(教師根據學生回答在黑板上畫圖表示四種結果)
引導學生仿照上例得出“不管怎么放,總有一個鉛筆盒里至少有2支鉛筆”。
假設法(反證法):
教師:前面我們是通過動手操作得出這一結論的,想一想,能不能找到一種更為直接的方法得到這個結論呢?小組討論一下。
學生進行組內交流,再匯報,教師進行總結:
如果每個盒子里放1支鉛筆,最多放3支,剩下的1支不管放進哪一個盒子里,總有一個盒子里至少有2支鉛筆。首先通過平均分,余下1支,不管放在哪個盒子里,一定會出現“總有一個盒子里至少有2支鉛筆”。這就是平均分的方法。
【設計意圖】從另一方面入手,逐步引入假設法來說理,從實際操作上升為理論水平,進一步加深理解。
教師:把5支鉛筆放到4個鉛筆盒里呢?
引導學生分析“如果每個盒子里放1支鉛筆,最多放4支,剩下的1支不管放進哪一個盒子里,總有一個盒子里至少有2支鉛筆。首先通過平均分,余下1支,不管放在哪個盒子里,一定會出現“總有一個盒子里至少有2支鉛筆”。
教師:把6支鉛筆放到5個鉛筆盒里呢?把7支鉛筆放到6個鉛筆盒里呢???你發現了什么?
引導學生得出“只要鉛筆數比鉛筆盒數多1,總有一個盒子里至少有2支鉛筆”。 教師:上面各個問題,我們都采用了什么方法?
引導學生通過觀察比較得出“平均分”的方法。
【設計意圖】讓學生自己通過觀察比較得出“平均分”的方法,將解題經驗上升為理論水平,進一步強化方法、理清思路。
(3)教師:現在我們回過頭來揭示本節課開頭的魔術的結果,你能來說一說這個魔術的道理嗎?
引導學生分析“如果4人選中了4種不同的花色,剩下的1人不管選那種花色,總會和其他4人里的一人相同。總有一種花色,至少有2人選”。
【設計意圖】回到課開頭提出的問題,揭示懸念,滿足學生的好奇心,讓學生認識到數學的應用價值。
(4)練習教材第68頁“做一做”第1題(進一步練習“平均分”的方法)。 5只鴿子飛進了3個鴿籠,總有一個鴿籠至少飛進了2只鴿子。為什么?
2.教學例2。
(1)課件出示例2。
把7本書放進3個抽屜,不管怎么放,總有一個抽屜里至少放進3本書。為什么? 先小組討論,再匯報。
引導學生得出仿照例1“平均分”的方法得出“如果每個抽屜放2本,剩下1本不管放在哪個抽屜里,都會變成3本,所以總有一個抽屜里至少放進3本書。”
(2)教師:如果把8本書放進3個抽屜,會出現怎樣的結論呢?10本呢?11本呢?16本呢?
教師根據學生的回答板書:
7÷3=2??1不管怎么放,總有一個抽屜里至少放進3本;
8÷3=2??2不管怎么放,總有一個抽屜里至少放進3本;
10÷3=3??1 不管怎么放,總有一個抽屜里至少放進4本;
11÷3=3??2 不管怎么放,總有一個抽屜里至少放進4本;
16÷3=5??1 不管怎么放,總有一個抽屜里至少放進6本。
教師:觀察上述算式和結論,你發現了什么?
引導學生得出“物體數÷抽屜數=商數??余數”“至少數=商數+1”。
【設計意圖】一步一步引導學生合作交流、自主探索,讓學生親身經歷問題解決的全過程,增強學習的積極性和主動性。
(三)鞏固練習
1.11只鴿子飛進了4個鴿籠,總有一個鴿籠至少飛進了3只鴿子。為什么?
2.5個人坐4把椅子,總有一把椅子上至少坐2人。為什么?
(四)課堂小結
教師:通過這節課的學習,你有哪些新的收獲呢?
我們學會了簡單的鴿巢問題。
可以用畫圖的方法來幫助我們分析,也可以用除法的意義來解答。
“鴿巢”問題就是“抽屜原理”,教材通過三個例題來呈現本章知識,“鴿巢”問題教學反思。例1:本例描述“抽屜原理”的最簡單的情況,例2:本例描述“抽屜原理”更為一般的形式,例3:跟之前教材的編排是一樣的,是抽屜原理的一個逆向的應用。本節內容實際上是一種解決某種特定結構的數學或生活問題的模型,體現了一種數學的思想方法。讓學生經歷將具體問題數學化的過程,初步形成模型思想,體會和理解數學與外部世界的緊密聯系,發展抽象能力、推理能力和應用能力,是課標的重要要求。
興趣是學習最好的老師。所以在本節課我認真鉆研教材,吃透教材,盡量找到好的方法引課,在網上搜索了一個較好的引課設計,就照搬了:“同學們:在上新課之前,我們來做個“搶凳子”游戲怎么樣?想參與這個游戲的請舉手。叫舉手的一男一女兩個同學上臺,然后問,老師想叫三位同學玩這個游戲,但是現在已有兩個,你們說最后一個是叫男生還是女生呢?”同學們回答后,老師就說:“不管是男生還是女生,總有二個同學的性別是一樣的,你們同意嗎?”并通過三人“搶凳子”游戲得出不管怎樣搶“總有一根凳子至少有兩個同學”。借機引入本節課的重點“總有……至少……”。這樣設計使學生在生動、活潑的數學活動中主動參與。
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