乒乓球与盒子
教学目标:
在具体的情境中,能够初步感知抽屉原理的基本内容,即当m+1个物体放入m个抽屉中,一定有一个抽屉中放进了至少2个物体。在游戏活动中,掌握不同形式的解决问题的方法。初步经历简单的“数学证明”过程,为今后的学习提供必要的经验基础。在解决问题的过程中,感受数学知识的趣味性和魅力。
教学重点:通过枚举方式验证结论。
教学难点:通过反正法验证结论,初步经历数学证明的过程。
教学准备:硬币、学具纸,课件。
一、游戏引入。
同学们,你们都玩过抛硬币的游戏吧?咱们今天就先来玩一个游戏,请大家看游戏规则:把手上的硬币向上抛三次(咱们假设写有一角的一面为”正“,那么另外带有花的一面为”背“),统计正面向上的次数有几次,背面向上的次数有几次,然后把你实验的结果写到你的题纸上。
次数 第一次 第二次 第三次
正面向上
背面向上
教师:虽然我没有看到大家统计的结果,但我敢肯定地说,你们在抛硬币的过程中,一定有一个面向上至少2次。(板书)你们说对吗?
教师:看,我说的对吧?“一定有一个面向上至少2次”,这句话并没有规定必须是正面还是背面,反正“一定有一个面向上至少2次”,所以,这个“至少2次不管是正面还是背面,都能证明老师的话是正确的。老师为什么能料事如神呢?这里到底有什么秘诀呢?学习完这节课以后大家就知道了。
二、通过活动,探究新知。
1.引入枚举法,建立乒乓球和盒子的对应关系。
教师:把3个乒乓球放进2个盒子里,会有几种放法?你能不能用自己喜欢的方式,把这两种情况呈现在题纸上?
教师将学生不同种类的呈现方法通过实物投影展示出来,学生之间互相评价。
0 3
3 0
1 2
2 1
教师:这些方法有的是用图形来呈现结果,有的是用数字来呈现结果,像这样把所有的方法一一地列举出来的方法,我们把它称为枚举法,(板书:枚举法)
师:在我们今天的研究中,把(1,2)和(2,1)看作一种情况,也就是说一个盒子里放2个,另一个盒子里放1个,不再区分盒子了。同样(3,0)和(0,3)也看作一种情况,不用区分盒子。
师:观察两种放法,你发现了什么?在这两种放法中,装得最多的那个盒子里可能有几个球?最少是几个?会不会出现每个盒子只有一个球的情况?
生:不会。
师:也就是说,装球最多的盒子里至少装——
生:2个。
师:装球最多的那个盒子一定是第一个盒子吗?
生:不一定,哪个盒子都有可能。
师:不管哪个盒子,一定有一个盒子里至少装2个。
(板书:一定有一个盒子里至少装有2个球。)
2.运用枚举法解决问题的同时,引导学生建立有序的思考方式。
教师:刚才我们将3个乒乓球放进2个盒子里,通过枚举,找到了两种不同的方法,如果乒乓球和盒子的数量分别增加一个,你还能找到所有不同的放法吗?想一想,在我们罗列所有方法时,有没有好方法能够保证不遗漏、不重复呢?
板书:不遗漏,不重复。
学生探索,小组交流后全班交流:
4 0 0
3 1 0
2 2 0
2 1 1
找两名同学的过程进行展示,评价。
教师:说一说列举好的同学好在哪里了?不好的为什么会凌乱?
师:看来有序思考,有规律地找到所有的方法是多么重要啊,他能保证我们在列举所有情况的时候做到不重复、不遗漏。
板书:有序思考
教师:谁再来说说,列举所有可能出现的情况的时候,怎样做到有序?(课件演示)
课件出示两种摆放的方法:
教师:观察这些方法,你有什么发现?
生:不管怎么放,总有一个盒子里至少装有2个球。
教师追问:为什么至少有2个呢?
3.掌握初步的解决问题策略,有意识地让学生经历”数学证明“的过程。
教师:猜测一下,当5个乒乓球放进4个盒子,会发生什么情况?
学生:也一定有一个盒子里至少放进了2个乒乓球。
教师:你有办法验证你的猜想吗?请你试试看。
板书:验证
生:罗列出所有的放法
5 0 0 0
4 1 0 0
3 2 0 0
3 1 1 0
2 2 1 0
2 1 1 1
所有的情况都能够证明总有一个盒子里至少放了2个球。
师:还可以找“最不利”的情况,(课件演示)先把所有的乒乓球平均分,每个盒子里只放一个,最后还剩下一个球,这个球不管怎么放,总有一个盒子里会放进2个球。连最不利的情况都能够保证结论成立,那么这个想法一定是正确的。
板书:平均分
教师:当6个乒乓球放进5个盒子,又会发生什么情况?把7个球放进6个盒子里呢?……你发现了什么?
生:我发现球的个数比盒子数多1,不管怎么放,总有一个盒子里至少有2个球。
师:同学们的这一发现,称为“抽屉原理”。“抽屉原理”最先是由19世纪的德国数学家狄利克雷提出来的,所以又称“狄里克雷原理”,也称为“鸽巢原理”。
课件介绍“抽屉原理”。
教师:想一想生活中的哪些事儿有点像我们今天研究的抽屉原理?
三、呼应课前内容,解决实际问题。
教师:现在我们回过头来,想一想上课前我带大家做的抛硬币的游戏,当时还遗留了一个问题,看看现在能不能利用我们所学习的方法来解决呢?
教师:是不是一定会有一个面上至少出现2次呢?
学生1:我可以列举出所有可能出现的情况,从结果可以看出,一定能够保证结论成立。
学生2:我也可以选在最不利的情况---前两次每个面各出现一次,第三次抛的结果无论是哪个面,都能够保证结论成立。
教师:看来你真正地学会了解决这类问题的策略。
四、总结:
教师:今天我们一起与乒乓球和盒子做了好多游戏,在游戏的过程中,你有什么收获?
学生1:列举所有可能出现的情况,如果所有情况都满足结论,就能证明结论成立。
学生2:把乒乓球进行平均分,找到最不利的情况,如果最不利的情况都满足,那么结论也一定成立。
教师:这两种方法都特别有用,不仅可以帮助我们解决乒乓球和盒子里存在的问题,还可以帮助我们解决游戏以及生活中许多问题,随着我们知识的不断拓展,我们还会发现这些方法有更大的作用。
板书设计:
乒乓球与盒子
猜想 验证 图1
一定有一个面向上至少2次。 不遗漏 图2
一定有一个盒子至少装2个球。 有序枚举 图3
不重复
平均分