《鸽巢问题(2)》教学设计
一、教学目标
引导学生进一步理解和掌握 “鸽巢问题”,学会运用 “鸽巢问题” 的原理解决实际问题。通过对不同情境下 “鸽巢问题” 的探究,培养学生的逻辑思维能力、推理能力和应用数学知识解决问题的能力。让学生在解决问题的过程中,感受数学与生活的紧密联系,体会数学的魅力,提高学生学习数学的兴趣。
二、教学重难点
重点:深入理解 “鸽巢问题” 的原理,掌握用有余数除法解决 “鸽巢问题” 的方法,能准确找到 “鸽巢” 和 “物体”。
难点:灵活运用 “鸽巢问题” 的原理解决实际问题,理解在不同情境下如何确定 “鸽巢” 和 “物体” 的数量,以及余数在问题中的处理方式。
三、教学方法
讲授法、讨论法、练习法相结合,引导学生自主探究、合作交流,通过具体实例的分析和练习,让学生逐步掌握 “鸽巢问题” 的解题方法。
四、教学过程
(一)趣味导入 —— 旧知引新趣
教师提问:
“同学们,之前我们学习过一个有趣的问题,5 个人坐 4 把椅子,总有一把椅子上至少坐 2 人,大家还记得这是为什么吗?” 鼓励学生举手发言,回顾之前学习的 “鸽巢问题” 的基本思路。
请一位同学上台,用简单的图形(比如圆圈代表人和椅子)在黑板上演示解释这个问题。5 个人分到 “4 个鸽巢”(代表 4 把椅子)中,5÷4=1……1,所以一定有 “一个鸽巢” 里至少有 1+1=2 (人),即总有一把椅子上至少坐 2 人。
教师总结:“这就是我们之前学过的鸽巢问题,今天我们继续来探索更复杂的鸽巢问题,看看它还能帮助我们解决哪些有趣的数学问题。”
(二)探究新知 —— 深度析原理
问题抛出:教师在黑板上写下问题:
“把 7 本书放进 3 个抽屉,不管怎么放,总有 1 个抽屉里至少放进 3 本书。为什么?” 引导学生思考这个问题和之前的 “5 个人坐 4 把椅子” 问题有什么相似之处和不同之处。
小组讨论:让学生分成小组进行讨论,尝试用自己的方法来解释这个现象。可以让学生用实际的书本进行模拟摆放,也可以通过画示意图、列算式等方式来分析。
汇报交流:每个小组推选一名代表进行汇报。有的小组可能会通过实际摆放书本,发现无论怎么放,确实总有一个抽屉至少放进 3 本书;有的小组可能会列出算式 7÷3=2……1,然后解释说先平均每个抽屉放 2 本,还剩 1 本,这剩下的 1 本无论放到哪个抽屉,都会使得这个抽屉至少有 2 + 1 = 3 本书。
拓展延伸:教师继续提问:“如果有 8 本书会怎么样呢?9 本呢?10 本呢?” 让学生分别计算并讨论。学生计算得出 8÷3=2……2,2+1=3;9÷3=3;10÷3=3……1,3+1=4。教师引导学生观察这些算式和结果,总结规律:要求放进最多书的抽屉中最少本数,就要用平均分来考虑,所以要用有余数的除法进行计算。得出结论:a÷n=b……c(c≠0),至少数 = b+1 。
(三)巩固练习 —— 实践促提升
基础练习:教师在黑板上出示题目:“11 只鸽子飞进了 4 个鸽笼,总有 1 个鸽笼至少飞进了 3 只鸽子。为什么?” 让学生独立思考,在练习本上写出计算过程和解释。请一位同学上台在黑板上展示解答过程:11÷4=2……3,2+1=3,并解释是把 11 只鸽子看成 “物体”,4 个鸽笼看成 “鸽巢”,通过计算得出总有一个鸽笼至少飞进 3 只鸽子。
扑克牌问题:教师提出扑克牌 “魔术” 问题:“小明表演扑克牌‘魔术’。一副扑克牌,取出大小王,还剩 52 张牌,9 人每人随意抽 1 张,至少有 3 张牌是相同的花色。你理解这个扑克牌‘魔术’的道理吗?” 引导学生分析这个问题中 “鸽巢” 和 “物体” 分别是什么。让学生同桌之间互相讨论,然后请同学回答。学生回答后,教师总结:把 4 种花色看成 “4 个鸽巢”,把 9 张扑克牌放进 “4 个鸽巢” 中,9÷4=2……1,2 + 1=3,所以必然有一个鸽巢至少放进 3 张扑克牌,即至少有 3 张牌是同花色的。
拓展练习:教师出示拓展题目:
“张叔叔参加飞镖比赛,投了 5 镖,成绩是 41 环。张叔叔至少有一镖不低于 9 环。为什么?” 让学生思考如何将这个实际问题转化为 “鸽巢问题”。学生思考后,教师引导学生分析:把 5 镖看成 “5 个鸽巢”,41 环看成 “物体”,41÷5 = 8……1,8 + 1 = 9(环),所以张叔叔至少有一镖不低于 9 环。
(四)深入探究 —— 变化寻本质
正方体涂色问题:教师提出问题:“给 1 个正方体木块的 6 个面分别涂上蓝、黄两种颜色,不论怎么涂至少有 3 个面涂的颜色相同。为什么?” 引导学生把两种颜色看成两个抽屉,正方体的 6 个面看成分放的物体。让学生用 “鸽巢问题” 的原理来解释,学生回答 6÷2 = 3(个),所以至少 3 个面要涂上相同的颜色。
表格涂色问题:
教师在黑板上画出一个 9 列 3 行的表格,提问:“给下面每个格子涂上红色或蓝色,至少有两列的涂色相同。为什么?如果只涂两行的话,结论有什么变化呢?” 让学生思考表格的列数和涂色的可能性之间的关系。
先让学生尝试找出所有的涂色方法,对于涂三行的情况,共有 8 种涂法(用列举法,如红红红、红红蓝、红蓝红、红蓝蓝、蓝红红、蓝红蓝、蓝蓝红、蓝蓝蓝),把这 8 种涂法看成 “8 个鸽巢”,9 列看成 “物体”,9÷8=1……1,1+1=2,所以至少有 2 列的涂法相同;对于只涂两行的情况,共有 4 种涂法(红红、红蓝、蓝红、蓝蓝),把这 4 种涂法看成 “4 个鸽巢”,9 列看成 “物体”,9÷4=2……1,2+1=3,所以至少有 3 列的涂法相同。
(五)课堂总结 —— 回顾明收获
学生分享:教师提问:“同学们,今天的数学课你们有哪些收获呢?” 让学生举手发言,分享自己在本节课学到的知识、解题方法和感受。有的学生可能会说学会了用有余数的除法解决更复杂的 “鸽巢问题”,有的学生可能会说知道了在不同的实际问题中如何找到 “鸽巢” 和 “物体”。
教师总结:教师对学生的发言进行总结和补充,强调 “鸽巢问题” 的原理和解题方法,以及在生活中的广泛应用。鼓励学生在今后的学习和生活中,善于观察、发现问题,运用所学的数学知识去解决问题,感受数学的乐趣和价值。
(六)布置作业 —— 课后再巩固
基础作业:布置一些与本节课内容相关的基础练习题,如 “把 15 个苹果放进 4 个盘子里,总有一个盘子里至少放几个苹果?”“37 个人站成 5 排,总有一排至少站几个人?” 让学生巩固用有余数除法解决 “鸽巢问题” 的基本方法。
拓展作业:布置一道拓展题:“在一个口袋里有红、黄、蓝三种颜色的小球各 20 个,至少摸出几个小球才能保证有 4 个小球的颜色相同?” 让学生进一步思考如何运用 “鸽巢问题” 的原理解决更具挑战性的问题,培养学生的思维能力。