贺兰县第一小学

教学教研四课

(数学)《鸽巢原理》教学设计——沈秀

发布时间:2023-06-04 17:45 栏目:四课 发布单位:贺兰县第一小学 点击量:477 【公开】

校徽贺兰县第一小学                                              “四课”比赛教学设计

《鸽巢问题》教学设计

 

学科

数学

授课教师

沈秀

册别

六年级下册

学校

贺兰县第一小学

授课班级

 

备注

 

教材分析

《鸽巢问题》又称抽屉原理,它是组合数学的一个基本原理,最先是由德国数学家狄利克雷明确提出来的,因此,也称为狄利克雷原理。

第一个例题教学,介绍了较简单的“鸽巢问题”:只要物体数比抽屉数多1,总有一个抽屉至少放进2个物体。它意图让学生发现这样的一种存在现象:不管怎样放,总有一个笔筒至少放进2支笔。呈现两种思维方法:一是枚举法,罗列了摆放的所有情况。二是假设法,用平均分的方法直接考虑“至少”的情况。通过前一个例题的两个层次的探究,让学生理解“平均分”的方法能保证“至少”的情况,能用这种方法在简单的具体问题中解释证明。

第二个例题是在例1的基础上说明:只要物体数比抽屉数多,总有一个抽屉里至少放进(商+1)个物体。因此我认为例2的目的是使学生进一步理解“尽量平均分”,并能用有余数的除法算式表示思维的过程。

学情分析

“数学广角”是人教版六年级下册第五单元的内容,本节课用直观的方式介绍鸽巢问题(抽屉原理)中两种形式:1.把n+1个物体放进n个抽屉,那么一定有一个抽屉放进了至少2个物体(n是非0自然数)。2.当物体数除以抽屉数有余数时,那么一定有一个抽屉放进了至少商+1个物体。内容不但深奥,而且容易引起一些歧异,主要是对“总有一个抽屉里放入的物体数至少是多少” 的理解,学生容易理解为一个抽屉放入的物体数最少是0。抽屉原理研究的是物体数最多的一个抽屉里最少会有几个物体,只研究它存在这样一个现象,不需要指出具体是哪一个抽屉,又在哪里,而学生会受思维定式的影响,难以接受。

教学目标

1.初步了解鸽巢原理,学会简单的鸽巢原理分析方法,运用鸽巢原理的知识解决简单的实际问题或解释相关的现象。

2.通过操作、观察、比较、说理等活动,使学生经历鸽巢原理的形成过程,体会和掌握逻辑推理思想和模型思想。

3.通过对“鸽巢原理”的灵活应用,感受数学的魅力。体会数学的价值,提高学习数学的兴趣。

教学重点

经历“鸽巢问题”的探究过程,初步了解“鸽巢问题”,会用“鸽巢问题”解决简单的实际问题。

教学难点

引导学生通过猜想、操作、推理和交流等活动,经历“鸽巢问题”的探究过程。并对一些简单的问题加以“模型化”。

教学准备

纸杯,4支笔,学习单

教学过程

一、谈话引入新课。(4分钟)

前几天下雨,同学们出门的时候,遇到了这么一种情况:3个人只有2把伞,该怎么撑伞呢?有人说共用一把伞,为什么需要共用呢?(人比伞多)看来人比伞多时,共用伞的现象总是会有的(总是会有就是总有,也就是一定有,肯定有)。在这里共用一把伞的情况可以是几个人?2人,3人。无论怎么共用一把伞,总有一把伞下至少有2人。你怎样理解“至少”?至少就是最少。至少2人,为什么不是1人呢?(因为是共用一把伞。)。

这种共用伞的现象,蕴含着一个数学问题——鸽巢问题。今天这节课我们就一起来研究这一数学问题。(板书课题-鸽巢问题)。

【设计意图】在课前以人撑伞这一生活实例引起学生关注,趁机理解“总有”“至少”。顺利引出今天所学习的内容,为后面的学习作铺垫。

二、通过操作,探究新知(25分钟)

(一)实践探究(1)

1.枚举法

(1)齐读例1:把4枝笔放进3个笔筒里。可以怎么放? 有几种不同的放法?

小组内动手摆一摆。

在学习单上列出摆放的所有情况。(不重复,可以有空笔筒。)

(2)师演示“不重复”。现在开始,时间3分钟。 。

(3)小组汇报学习单。

根据学生的汇报,老师板书四种情况。

4(4 0 0)  4(3 1 0) 4(2 2 0) 4(2 1 1)

(4)分析

把4支笔放进3个笔筒一共有四种情况,我们把这种分析问题的方法叫做“枚举法”。

我们发现人比伞多时,共用伞的现象总是会有的,现在4支笔放进3个笔筒,共用笔筒的现象也总是会有的。“共用笔筒也就是放笔数量最多的笔筒”。最多的笔筒的情况可以是4支,可以是3支,还可以是2支。那么无论怎么放, 总有一个笔筒至少放进2支笔 。质疑:为什么不是1支、0支?(因为找至少数要在最多的笔筒中找最少的情况。)

至少2只,第3种情况和第4种情况都是2只。那么你认为哪一种情况更能体现至少?(第4种。)为什么?因为要想保证至少,就要使每个笔筒都要尽可能地少。

【设计意图】通过具体的操作,列举所有的情况后,认识枚举法,引导学生直接关注到每种放法中放笔数量最多的笔筒,发现:“无论怎么放, 总有一个笔筒至少放进2支笔 ”这个结论。让学生初步经历探究的过程,对“鸽巢原理”有一个初步的认识。

2.假设法

怎样分,就可以使每个笔筒都尽可能地少。(平均分)(你来分一分。)我们把这种先平均分的思想叫做“假设法”。4支笔平均分放在3个笔筒里,怎样用算式表示呢?4÷3=1(支)…1(支),至少数:1+1=2(支)。这里的两个1有什么不同?商1表示:每个笔筒里的1支笔。余数1表示:剩下的1支笔。2又表示:无论怎么放,总有一笔筒里至少有2支笔。

看来保证至少的最佳方法就是——平均分。

【设计意图】鼓励学生思考:“怎样分,就可以使每个笔筒都尽可能地少,从而一步到位找到至少数。”从而引出“平均分”,并且能用有余数的除法算式表示思维过程,渗透假设法思想。

3.强化练习:(你能快速找到至少数吗?)

(1)把5支笔放进4个笔筒,总有一个笔筒里至少有(  )支笔。

你采用的哪种方法?

你能具体解释一下?如何列算式?

所以:无论怎么放,总有一笔筒里至少有2支笔。

(2)现在我们把笔筒问题换成鸽笼问题。

齐读题目。6只鸽子飞进5个鸽笼,总有一个鸽笼至少飞进了(    )只鸽子。

你能快速找到至少数吗?谁来解释一下?

所以:无论怎么飞,总有一个鸽笼至少飞进2只鸽子。

(3)10只鸽子飞进9个鸽笼,如何求至少数?100只鸽子呢?

4.总结规律

我们把这些铅笔数、鸽子数都统称为物体数,笔筒数、鸽笼数就相当于一个个抽屉。请你观察物体数,抽屉数和至少数,你有什么发现?

如果现在有n+1个物体,放入n个抽屉里,n是非0自然数。谁来说一下,这里的至少数是多少呢?

【设计意图】让学生在连续的练习中发现规律:把“n+1个物体放入“n个抽屉,总有一个抽屉里至少放进2个物体。培养了学生的类推能力。

(二)实践探究(2)

现在我们加大点难度,同学们有没有信心。

1.例2把7本书放进3个抽屉,不管怎么放,总有一个抽屉至少放( 

本书。如何求至少数,你能解释一下吗?

学生边说教师边板书:7÷3=2(本)...1(本)至少数:2+1=3本。

大家同意吗?我们请一个同学上来验证一下。请你一边演示一边说思路。

孩子们,我们已经找到了这么多至少数,你能总结出求至少数的一般规律吗?至少数到底等于什么?(有2种不同的结论,让我们接着来探究。)

2.如果有8本书会怎样呢?

学生边说教师边板书:8÷3=2(本)...2(本)至少数:2+1=3本?2+2=4本?请你上台给大家验证一下,到底至少数等于几?他在怎样分——平均分。

师:要想保证至少,剩下的2本书还要怎样分?进行二次平均分,因此至少数:2+1=3本。总有一个抽屉至少放3本书。

现在你认为至少数应该等于什么?学生明确至少数=商+1

3.那如果有12本呢?至少数等于4.

把这些物体平均分装在抽屉里后,如有余数,至少数=商+1如果正好分完没有余数,那么至少数=商。

【设计意图】学生对规律的认识由浅到深:“从至少2支”,再到产生疑惑“至少数等于商加余数?还是商加1?最后得到结论:“至少数=商+1”。逐步提高学生的逻辑推理思想和模型思想。

(三)抽屉原理模型化。

这节课我们研究了这几类问题:铅笔放进笔筒里,鸽子飞进鸽笼里,书本放进抽屉里,这些问题都有着共同的规律,所以我们把这些问题统称为鸽巢问题,也叫抽屉原理。把这些物体平均分放在每个抽屉里,如果有剩余,那么至少数=商+1;如果平均分后正好分完没有剩余,那么至少数=商。(板书)

在解决这类问题时,一定要找准哪些是物体数,哪些是抽屉数。下面老师带给大家一则信息。

(四)音频介绍狄利克雷。

三、运用规律来解决生活中的问题(8分钟)

1.基础强化 :随意找13位老师,他们中至少有2个人的属相相同。为什么?

谁来解释一下?,在这里,谁相当于物体数,谁相当于抽屉数(12种属相)。如何求至少数。

2.综合提高:一副扑克牌,取出大小王,任意抽23张牌,至少有几张牌是相同的花色?

你有想法吗?同花色,一副扑克牌,抽掉大小王,一共有几种花色啊?谁相当于物体数,谁相当于物体数?如何求至少数。

3.拓展延伸

贺兰一小六年级共有333名学生,其中有99名学生参加第二课时社团活动。本年级设有10个社团项目,其中至少有多少名学生报了同一个社团?请说明理由。

【设计意图】运用鸽巢原理解决实际问题,并对一些简单的问题加以“模型化”。让学生体会平常事中也有数学原理,有探究的成就感,感受数学的魅力,体会数学的价值。

4、知识梳理(2分钟)

这节课我们共同学习了什么问题?鸽巢问题又叫抽屉原理:本节课我们用两种方法研究了这一问题,其中用假设法的思想先平均分,能快速找到至少数。把一些物体平均分装在抽屉里,如果有剩余,总有一个“抽屉”中至少放进了(商+1)个物体。

在解决实际问题时,我们一定要找准物体数和抽屉数。当抽屉数不明显时,我们就要构造出“抽屉”。找准哪些相当于“物体”数,哪些相当于“抽屉”数。

五、课后调查(1分钟)

生活中还有许多问题也是鸽巢问题。每人至少找2例,下节课我们一起交流。

板书设计

鸽 巢 问 题  (抽屉原理)

枚举法                       假设法(平均分)

4(4 0 0)               4÷3=1(支)…1(支)   (1+1=2支)                

4(3 1 0)               7÷3=2(本)…1(本)    (2+1=3本)

4(2 2 0)               8÷3=2(本)…2 (本)   (2+1=3本)

4(2 1 1)                  物体数÷抽屉数=商…余数

  至少数(多中找少)           至少数=商+1







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