《鸽巢问题》教学设计
教学目标:
1、通过猜测、验证、观察、分析等数学活动,经历“鸽巢问题”的探究过程,初步了解“鸽巢问题”,会用“鸽巢原理”解决简单的实际问题。渗透“建模”思想。
2.经历从具体到抽象的探究过程,提高学生有根据、有条理地进行思考和推理的能力。
3.通过“鸽巢原理”的灵活应用,提高学生解决数学问题的能力和兴趣,感受到数学文化及数学的魅力。
教学重点:经历“鸽巢问题”的探究过程,初步了解“鸽巢原理”。
教学难点:理解“鸽巢问题”,并对一些简单实际问题加以“模型化”。
教具准备:课件 扑克 练习篇
教学过程:
(一)游戏引入
谈话导入:
教师:看到课题你想知道什么?板书课题。咱们的学习先从一个有趣的“魔术”开始。出示一副扑克牌,取出大王和小王,还剩下52张牌,下面请5位同学上来,每人随意抽一张,让我来猜一猜,至少有2张牌是同一花色的,我猜的对吗?拿到同一花色的同学站到一起。
教师:这个魔术里蕴含鸽巢原理。扑克牌的数量较多,研究起来有点麻烦,怎么办呢?数学家陈省身说过,数学的本质在于化复杂为简单。板书:化繁为简。我们就来研究数量较少的同类问题。
(二)探索新知.
一、教学例1。
师:把4支铅笔放到3个笔筒里,不管怎么放,总有一个笔筒里至少有2支铅笔?大家觉得这个结论对吗?
1、小组合作:(课件) 请4人为一组 怎么证明这个结论?
2、教师:收集不同的表示情况。
展示画图表示四种结果。师:还有其它的放法吗?
生:没有了。
师:看来,不管怎么放,总有一个笔筒里铅笔的支数是最多的,同学们能找出来吗?在这几种不同的放法中,装得最多的那个笔筒里要么装有4支铅笔,要么装有3支,要么装有2支,还有装得更少的情况吗?
生:没有。
师:这几种放法如果用一句话概括可以怎样说?
生:装得最多的笔筒里至少装2支。
师:装得最多的那个笔筒一定是第一个吗?
生:不一定,哪个笔筒都有可能。
生:不管哪个笔筒,总有一个笔筒里至少装2支。
(板书:总有一个笔筒里至少有2支铅笔。)
出示其他的表示方法。数的组成:(4,0,0); 3,1,0);(2,2,0);(2,1,1)
比一比,你喜欢哪种表示方法?(数学符号化的特点)
师:老师也整理了一下,看看我整理的怎么样?(有序排列,不重复、不遗漏)用符号表示。
3、小结:刚才我们通过“画图”、“数的分解”两种方法列举出所有情况证明了结论,我们能不能找到一种更为直接的方法,列出一个算式也能说明这个结论是对的,找到“至少数”呢?
4、(1)板书:4÷3=1支……1支 1+1=2支 至少数 2
说说算式的含义,算式中的两个“1”又是什么意思?
(2)为什么要一开始就平均分?看课件
(把铅笔平均分,就达到了让所有笔筒中铅笔最少的目的,这样每个笔筒里放1支,而另一只铅笔不管怎么放,都一定能保证总有2只铅笔放进同一个笔筒,这是从最不利的情况考虑,板书:最不利,所以只要这种情况考虑了,其他情况就不用再考虑了。最有利的情况是什么呢?四只笔放进同一个笔筒,有没有这种可能?有,但不能总有,不能保证))
师:小结:我们用有余数的除法算式把平均分的过程简明的表示出来了,现在会用简便方法求你“至少数”了吗?
过渡:那么如果增加铅笔盒笔筒的数量,又会怎样呢?
5、出示课件:
(1)5支笔放进4个笔筒,总有一个笔筒至少放进( )支笔。
5÷4=1支……1支 1+1=2支
(2)26支笔放进25个笔筒,总有一个笔筒至少放进( )支笔。
26÷25=1支……1支 1+1=2支
(3)100支笔放进99个笔筒,总有一个笔筒至少放进( )支笔。
100÷99=1支……1支 1+1=2支
①师:你试着做一做。学生口头列出算式,依据算式说理。
②师:你发现了什么规律?
生:只要笔的支数比笔筒数多1,总有一个笔筒里至少放进2支笔。
板书:至少数=1+1
6、师: 会求至少数了吗?现在让鸽子飞进鸽笼里,你能解决这类问题吗?
5只鸽子飞进了3个鸽笼,总有一个鸽笼至少飞进了2只鸽子。为什么?生:把5只鸽子平均放进了3个鸽笼,每个鸽笼放1只,把剩下的2只鸽子平均放在2个笼子里,每个鸽笼放1只,所以总有一个鸽笼至少飞进了2只鸽子.课件演示。5÷3=1只……2只 1+1=2只 至少数2。 师板书,说说算式意思。
师:为什么加1不加2?
生:剩下的2只既可以飞进同一个鸽笼,但是不能保证,不能总有。要保证“至少”就要从“最不利的情况”考虑让2只鸽子进2个鸽笼,达到“至少”有2只鸽子在1个笼子。
7、师:如果把鸽子和鸽笼的数量进一步增加呢?计算一下
(1)8只鸽子飞进了5个鸽笼,总有一个鸽笼至少飞进( )只鸽子。
8÷5=1支……3支 1+1=2支
(2)13只鸽子飞进了9个鸽笼,总有一个鸽笼至少飞进( )只鸽子。
13÷9=1支……4支 1+1=2支
师:看看这几个算式,共同点是什么?不同点是什么?
生:共同点:商都是1,至少数都是2。不同点:余数不同
8、师:总结,当鸽子的数量不是比鸽笼多1,而是多2,多3,…也总有一个鸽笼至少飞进了2只鸽子。
二.教学例2。
师:过渡,刚才同学们从数学的角度分析了这些事情,发现了这些规律,现在我们再来看看还有没有值得我们继续研究的问题。
1、课件出示例2。
把7本书放进3个抽屉,不管怎么放,总有一个抽屉里至少放进3本书。为什么?边做边想,跟刚才的题目有什么不同?
生: 7÷3=2本……1本“如果每个抽屉放2本,剩下1本不管放在哪个抽屉里,都会变成3本,所以总有一个抽屉里至少放进3本书。”
2、8本书呢?
生:8÷3=2本……2本“如果每个抽屉放2本,剩下2本平均放在2个抽屉里,每个抽屉放1本,所以总有一个抽屉里至少放进3本书。
3、讨论:你有什么发现?至少数和什么有关?和什么没有关系?。
生:至少数和商有关,和余数没有关系。师:追问和商有什么关系?板书:至少数=商+1
4、教师:真是这样吗?我们来验证一下,继续增加本数,你能解答出来吗? 10本呢?11本呢?
教师根据学生的回答板书:
10÷3=3……1 不管怎么放,总有一个抽屉里至少放进4本;
3+1=4
11÷3=3……2 不管怎么放,总有一个抽屉里至少放进4本;
3+1=4
5、教师:可以得出结论了吗?
学生:“至少数=商+1”“物体数÷抽屉数=商……余数”。
师:板书。刚才我们在具体情境中,通过猜想,验证,得出了这个结论,那如果我写出这个算式,你还能求出至少数吗?a÷b=4……c.
生:至少数=4+1.
师:有没有可能出现4+2的情况呢?
生:在除法算式中,余数一定比除数小,从最不利的情况下考虑,把余数平均分,每个抽屉里最多分1个,所以至少数是4+1.
6、师小结:如果物体的个数除以抽屉数有余数,用所得的商加1,就能确定总有一个抽屉里至少放几个物体了。
(三)课堂练习
1.判断题:因为11÷3=3…2,所以把11个苹果放进3个盘子里,至少有一个盘子里放进了5个苹果。( )
2.二桃杀三士。(人数比桃子数多1,总有一个桃子至少要两人分)
师:晏子采用“借桃杀人”的办法,不费吹灰之力,便达到了他预定的目的,在他的权谋之中就运用了抽屉原理。
3、鸽巢原理的由来。其实早在150多年前一位德国数学家“狄里克雷”,就发现了这个规律。后人们为了纪念他,就把这个规律用他的名字命名,叫“狄里克雷原理”,由于人们对鸽子飞回鸽巢这个引起思考的故事记忆犹新,所以人们又把这个原理叫做“鸽巢原理”,它还有另外一个名字叫“抽屉原理”。
4、教师:现在我们回过头来揭示本节课开头的魔术的结果,你能来说一说这个魔术的道理吗?
引导学生分析最不利的情况“如果4人选中了4种不同的花色,剩下的1人不管选那种花色,总会和其他4人里的一人相同。总有一种花色,至少有2人选”。
(四)课堂小结
教师:通过这节课的学习,你有哪些新的收获呢?
生:我们学会了简单的鸽巢问题。可以用画图的方法来帮助我们分析,也可以用除法的意义来解答。
板书设计: 鸽巢问题 (最不利)
4÷3=1支……1支 1+1=2支
5÷3=1只……2只 1+1=2只
物体数÷抽屉数=商……余数
至少数=商+1