《抽屉原理》教学设计
教学内容:教科书第68-69页例1、例2及相应“做一做”。
教学目标:
1、经历“抽屉原理”的探究过程,初步了解“抽屉原理”,会用“抽屉原理”解决简单的实际问题。
2、通过猜测、验证、观察、分析等数学活动,建立数学模型,发现规律。渗透“建模”思想。
3、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。
4、通过“抽屉原理”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“抽屉原理”的探究过程,初步了解“抽屉原理”。
教学难点:通过操作、推理引导学生理解“抽屉原理”。
教学过程:
一、创设情境,导入新知
师:同学们,上课前我们先来玩一个小魔术,老师手里有一副扑克牌,抽掉了大小鬼王后还有几根牌?(52)
师:老师请5位同学上来,一人随机抽取一张牌,千万别让老师看到。(学生转过去面向所有同学)
师:老师肯定你们5张牌中至少有2张牌的花色是一样的,见证奇迹的时刻到了!请你们展示给大家看(5个学生翻开牌面)有几张花色相同呢?至少有2张牌花色一样对吗?
师:还想再玩一次吗?(重复上面的过程)
师:其实,不管我们玩多少次,总有一种花色至少有2张牌。这里面蕴含着一个奇妙的数学问题——鸽巢问题。(板书课题)
二、自主操作,探究新知
(一)探究商1余数是1的规律。
师:研究52张扑克牌数量太多,我们可以研究数量较少的相同类型的问题。
出示题目“4只鸽子飞进3个鸽舍,不管怎么飞,总有一个鸽舍至少放进几只鸽子?”
学生读题。
师:题目里面既有鸽子又有鸽舍,(板书:鸽子
鸽舍)它要求什么?(至少数)那总有一个鸽舍至少放进几只鸽子呢?猜猜看?(2,3,4)
师:这只是猜测(板书:猜测),我们需要进行验证(板书:验证)。它说“不管怎么放”,那能怎么放呢?有哪些放法呢?下面我们就小组合作,来解决这个问题。
师:为了操作方便,我们可以用吸管代替鸽子,杯子代替鸽舍,下面请同学们看操作要求。(出示操作要求,指一名学生读要求或师读)
师:你们可以用自己喜欢的方式记录摆的结果,现在开始。
师巡视指导。
学生上台操作汇报,根据学生摆的情况,有序板书:
(4,0,0)
(3,1,0)
(2,2,0)
(2,1,1)
师:还有其他摆法吗?像这样把各种可能的情况罗列出来的方法称为“枚举法”(板书:枚举法)请同学仔细观察,能发现什么?(总有一个鸽舍里至少放进2只鸽子)
师:为什么呢?你是怎么想的?(第1种摆法有一个4,板书4;第二种摆法里有3,板书3;……)
师:也就是说“总有一个鸽舍至少放进2只鸽子”包含了上述4种情形。
师:那么这里“总有”是什么意思?(一定有,标注总有)
师:“至少有2只”是什么意思呢?(最少有2只,你真棒!不少于2只,标注至少)至少请两名学生回答
师:那有没有包括2?包括3?包括4?
师:那如果是“5只鸽子放进4个鸽舍里,不管怎么放,总有一个鸽舍里至少放进几只鸽子?”(2)(板书:5
4)
师:为什么呢?有没有什么更快的方法说明这个结论呢?如果想不明白的同学可以再次通过动手摆一摆。
学生动手操作或是讨论。(师巡视,指导部分学生使用先分别放4只的方法)
师:我发现有个别小组很快就找出结果了,你们能说说你们是怎么做到的吗?(先分别在每个杯子里放一根吸管,此时再把剩下的1根放进任何一个杯子里,得到的结果是2)你的思路真清晰!
师:我们把这种方法称为“假设法”。(板书:假设法)
师:不考虑其它几种情况吗?(如果不每个杯子放进1只吸管,待会就会出现有的杯子有2或3或4只吸管)
师:这里“先分别在每个杯子里放一根吸管”在数学上可以称为什么?(平均分,板书)
师:你们听明白了吗?谁能再说一遍?真是个会学习的孩子!(让2人再说一下)
师:现在如果是“6只鸽子飞进5个鸽舍呢?”(总有一个鸽舍至少飞进2只鸽子)
师:为什么?(先平均每个鸽舍放1只鸽子,再把剩下的1只放进任意鸽舍)
师:如果是“10只鸽子放进9个鸽舍呢?”(总有一个鸽舍至少飞进2只鸽子)
师:“100只鸽子放进99个鸽舍呢?”(总有一个鸽舍至少飞进2只鸽子)
师:这几道题有什么共同的特点?你发现了什么?(学生汇报发现)
师:(小结)只要放进的鸽子数比鸽舍数多1,不管怎么放,总有一个鸽舍里至少放进2只鸽子。
(二)探究商1余数不是1的规律。
师:如果鸽子数比鸽舍数多2、多3、多4呢?还是总有一个鸽舍里至少放进2只鸽子吗?
出示题目“8只鸽子放进6个鸽舍,总有一个鸽舍至少放进几只鸽子?为什么?”(板书:8
6)
师:这里应该是填多少呢?(2,3,)
师:为什么?能说说你的理由吗?(先平均每个鸽舍放1只鸽子,余下2只鸽子:2只鸽子分别放进2个鸽舍或是2只鸽子放进同一个鸽舍,此时最少是2)
师:如果是“9只鸽子放进6个鸽舍,总有一个鸽舍至少放进几只鸽子?为什么?”(板书:9
6)
师:“10只鸽子放进6个鸽舍呢?”,“11只鸽子放进6个鸽舍呢?”
师:“总有一个鸽舍至少放进几只鸽子?”和余数有关系吗?(没有)
师:(小结)看来,余1时是这个规律;余2、余3时这个规律也同样存在。
(三)方法优化
师:刚才你们在证明的过程中为什么不用枚举法,而用假设法?(假设法比较简单,比较快捷)
师:那你们能不能用一个算式表示呢?如“4只鸽子飞进3个鸽舍”(4÷3=1……1板书补完整)
师:商1表示什么?(每个鸽舍放进1只鸽子)余1表示什么?(剩1只鸽子)
师:所以2=1+1.如果是“5只鸽子飞进4个鸽舍”。
师:“8只鸽子飞进6个鸽舍”呢?(8÷6=1……2板书补完整)
师:1表示什么?2表示什么呢?“9只鸽子飞进6个鸽舍”呢?
师:指着板书问,有谁知道“至少数”是怎么算出来的?(商+1就是至少数)真是个小小的数学家!
(四)数学小知识
师:在这么短的时间就掌握了这个规律。你们知道最先发现这些规律的人是谁吗?他就是德国数学家“狄里克雷”。(课件出示其资料,请一个学生朗读)
(五)探究商不是1余数大于0的规律。
师:“狄里克雷”发现这个规律后,并没有停止对现象的研究,有发现了其他问题。
出示“把7本书放进3个抽屉中,不管怎么放,总有一个抽屉至少放进几本书?为什么?”
同桌交流,之后汇报。(3,7÷3=2……1,2+1=3,板书)
师:如果“把14本书放进4个抽屉呢?(14÷4=3……2,2+1=3,板书)28本书放进6个抽屉呢?”(28÷6=4……4,4+1=5,板书)
师:你认为怎样确定总有一个抽屉至少放进几本书?
学生小组讨论交流,汇报。(书本数÷抽屉数=商……余数,商+1,板书)
师:(小结)即m÷n=a……b,a+1,这里m>n>b,(板书)
师:之所以把这个规律称之为“原理”,是因为在我们的生活中存在着许多能用这个原理解决的问题,研究出这个规律是非常有价值的。现在你能解释我们课前的小魔术了吗?(出示题目)
师:这里我们把谁看成鸽子?谁看成了鸽舍?(其他练习都类似方法)
师:通过今天的学习,你有什么收获?(遇到类似问题,可以把对应的东西看成鸽子和鸽舍,利用鸽巢原理进行解答)鸽巢问题
教学内容:人教版小学数学六年级下册教材第68~69页。
教材分析:
鸽巢问题又称抽屉原理,它是组合数学中最简单也是最基本的原理之一,从这个原理出发,可以得出许多有趣的结果。这部分教材通过几个直观的例子,借助实际操作,向学生介绍了“鸽巢问题”。学生在理解这一数学方法的基础上,对一些简单的实际问题“模型化”,会用“鸽巢问题”解决问题,促进逻辑推理能力的发展。
学情分析:
“鸽巢问题”的理论本身并不复杂,对于学生来说是很容易的。但“鸽巢问题”的应用却是千变万化的,尤其是“鸽巢问题”的逆用,学生对进行逆向思维的思考可能会感到困难,也缺乏思考的方向,很难找到切入点。
设计理念:
在教学中,让学生经历将具体问题“数学化”的过程,初步形成模型思想,体会和理解数学与外部世界的紧密联系,发展抽象能力、推理能力和应用能力,这是《标准》的重要要求,也是本课的编排意图和价值取向。
教学目标:
1、知识与技能:通过操作、观察、比较、推理等活动,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。
2、过程与方法:在鸽巢原理的探究过程中,使学生逐步理解和掌握鸽巢原理,经历将具体问题数学化的过程,培养学生的模型思想。
3、情感态度:通过对鸽巢原理的灵活运用,感受数学的魅力,体会数学的价值,提高学生解决问题的能力和兴趣。
教学重点:理解鸽巢原理,掌握先“平均分”,再调整的方法。
教学难点:理解“总有”“至少”的意义,理解“至少数=商数+1”。
教学准备:多媒体课件、合作探究作业纸。
教学过程:
一、谈话引入:
1、谈话:老师这有一副扑克牌,如果我将这两张王牌去掉,还剩52张你们知道这52张牌有几种花色?对,接下来我们来做一个游戏。请5位同学,每人从这副牌中抽1张。我来猜一猜:你们5位同学抽的牌中同种花色的肯定至少有2张!老师猜的对不对?(请5位学生抽牌、亮牌、统计)
这是不是巧合呢?我们再来抽一次!
2、设疑:其实老师并没有神机妙算的功能,是因为这里面蕴含了一个有趣的数学原理。相信通过今天的学习,你们也能解释这个现象了,我们先从简单的情况入手研究。
二、合作探究
(一)初步感知
1、出示题目:有3张牌,2个盘子(把实物摆放在讲桌上),把3张牌放进2个盘子,怎么放?有几种不同的放法?谁愿意上来试一试。
2、学生上台实物演示
学生板贴,老师记录
3、提出问题:(老师交换位置放)这三张牌不管怎么放,你们有什么发现?
我们可以说“不管怎么放,总有一个盘子里至少有2张牌”吗?
学生尝试回答,师引导:这句话里“总有一个盘子”是什么意思?(一定有,不确定是哪个盘子,最多的盘子)。“至少有2张”是什么意思?(最少有2张,不少于2张,包括2张及2张以上)
4、得到结论:从刚才的实验中,我们可以得到3张牌放进2个盘子,总有一个盘子至少放进2张牌。
(二)列举法
过渡:如果现在有4支铅笔放进3个笔筒,还会出现这样的结论吗?
1、合作要求:
(1)画一画:将每种分法记录下来;
(2)找一找:每种摆法中一个笔筒最多放了几支,用笔标出;
(3)小组交流,我发现:(
)
2、学生汇报,展台展示。
交流后明确:
(1)四种情况:(4,0,0)、(3,1,0)、(2,1,1)、(2,2,0)
(2)每种摆法中最多的一个笔筒放进了:4支、3支、2支。
(3)总有一个笔筒至少放进了2支铅笔。
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验证了结论,这种方法叫“列举法”,我们能不能找到一种更为直接的方法,只摆一种情况,也能得到这个结论,找到“至少数”呢?
(三)假设法
1、学生尝试回答。(如果有困难,也可以直接投影书中有关“假设法”的截图)
2、学生操作演示,教师图示。
3、语言描述:把4支铅笔平均放在3个笔筒里,每个笔筒放1支,余下的1支,无论放在哪个笔筒,那个笔筒就有2支笔,所以说总有一个笔筒至少放进了2支笔。(指名说,互相说)
4、引导发现:
(1)这种分法的实质就是先怎么分的?(平均分)
(2)为什么要一开始就平均分?(均匀地分,使每个笔筒的笔尽可能少一点,方便找到“至少数”),余下的1支,怎么放?(放进哪个笔筒都行)
5、同学们太聪明了,所以老师想请你们帮我想想
如果把10个苹果放进9个抽屉,至少有()个苹果放进同一个抽屉。
把6只鸽子飞进5个鸽笼,至少有2只鸽子在一个鸽笼,对吗?
6、小结:刚才的这种方法就是“假设法”,它里面就蕴含了“平均分”,现在会用简便方法求“至少数”吗?
(四)建立模型
1、出示题目:5支笔放进3支笔筒,会怎样?
学生可能有两种意见:总有一个笔筒里至少有2支,至少3支。
针对两种结果,各自说说自己的想法。
2、小组讨论,突破难点:至少2支还是3支?
3、学生说理,边摆边说:先平均分每个笔筒放进1支笔,余下2只再平均分放进2个不同的笔筒里,所以至少2只。(指名说,互相说)
4、质疑:为什么第二次平均分?(保证“至少”)
你们能用算式表示出这个过程吗?
5÷3=1(支)…2(支)
1+1=2(支)
算式中的两个“1”是什么意思?
5、如果把笔的数量进一步增加呢?
7支铅笔放进3个笔筒,总有一个笔筒里还是至少有2支吗?为什么?
6、学生说理,边摆边说:先平均分每个笔筒放进2支笔,余下1支无论放在哪个笔筒,那个笔筒就有3支,所以总有一个笔筒至少2支。
列式为7÷3=2(支)…1(支)
2+1=3(支)
这里的2和1又分别是什么意思?
7、对比算式、找规律
如果把笔和笔筒数量都增加呢?
14支笔放进4个笔筒,至少几支放进同一个笔筒?
14÷4=3(支)…2(支)
3+1=4(支)
38支笔放进7个笔筒,至少几支放进同一个笔筒??
38÷7=5(支)…3(支)
5+1=6(支)
8、对比算式,发现规律:先平均分,再用所得的“商+1”
9、强调:和余数有没有关系?
学生交流,明确:与余数无关,不管余多少,都要再平均分,所以就是加1.
三、鸽巢原理的由来
同学们从数学的角度分析了这些事情,同时根据数据特征,发现了这些规律。你们发现的这个规律和一位数学家发现的规律一模一样,只不过他是在150多年前发现的,你们知道他是谁吗?——德国数学家“狄里克雷”,后人们为了纪念他从这么平凡的事情中发现的规律,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”。
四、原理应用
“抽屉原理”的应用是千变万化的,用它可以解决许多有趣的问题,并且常常能得到一些令人惊异的结果。
1、
分宝1
师:有一天,一群海盗获得了很多宝贝,海盗首领非常高兴,对手下8个小海盗说,这些宝贝都给你们了,你们自己处理吧,没想到小海盗平时都抢惯了,一拥而上,有人拿得很多,有人很少,甚至有人一件宝贝也没拿到,看到小海盗们乱哄哄的样子,海盗首领非常生气,就想惩罚一下那些贪婪的海盗,机会终于来了!有一次:海盗们获得了73件宝贝,海盗首领又叫8个小海盗自己分。且规定:1、必须分完。2、若某人拿10件或10件以上的宝贝,说明他是个过分贪婪的人,就把他扔进大海喂鲨鱼。?
海盗们是否都能逃过这一劫呢?
小组讨论后派代表说说想法,其他同学可以补充。无论怎样分,总有一个海盗至少会拿到10件,这个海盗怎么办呢?学生自由谈看法。?
师:正在海盗们担心的时候,事情有了转机,小海盗们趁着天黑偷偷地把一件宝贝扔进大海,现在只剩下72件宝贝,大家都平安无事。?
分宝2?
师:海盗们终于逃过一劫,海盗首领回到自己屋里,闷闷不乐,夫人问他为什么不开心,海盗首领如实相告,夫人说是不是有人把一件宝贝扔到海里去了,海盗首领如梦方醒,决心下一次不再上当,又是在一个风急天黑的夜晚:海盗们获得了79件宝贝,首领还是要8个小海盗自己分,规则不变,还警告,79件宝贝已数得清清楚楚,谁要是作弊,也要受到惩罚。?
师:有几个小海盗们听闻后大惊失色,心想这下可能真的逃不过去了,有一个聪明的海盗镇定自若,站出来对海盗首领说,既然宝贝比上次增加了6件,能不能把限定的10件提高1件?海盗首领心想,宝贝增加这么多,而限定只提高1件,还是肯定有人会受到惩罚,就同意了小海盗的请求。你认为首领的想法对吗?说说你是怎样想的。?
学生先小组讨论,然后再叫几个学生来说说是怎样想的。老师再对学生的思路进行梳理。?以上我们所碰到的问题是什么问题?他的解答或证明的方法是怎样的?你能否找到被分的物品数和抽屉数??
师:靠着小海盗的聪明才智,事情终于风平浪静。
2、现在谁能解释牌的问题?
3、(机动)如果不看花色,只看数字,至少取出多少张牌才能保证有2张同样大小的牌?
五、我们研究到这里,谁来谈谈你对鸽巢原理的想法。
板书:
鸽巢原理
???????????????
至少数
列举法??
5?÷?3?=
1(支)……2(支)????1+1=2(支)
假设法????????
?7
÷?3?
=
2(支)……1(支)????2+1=3(支)
先平均分
商+1
????????????????????
?
PAGE
2数学广角---鸽巢问题
教学目标
?1.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。
???
2.通过操作发展学生的类推能力,形成比较抽象的数学思维。
???
3.通过“鸽巢问题”的灵活应用感受数学的魅力。
学情分析
"鸽巢问题”的理论本身并不复杂,对于学生来说是很容易的。但“鸽巢问题”的应用却是千变万化的,尤其是“鸽巢问题”的逆用,学生对进行逆向思维的思考可能会感到困难,也缺乏思考的方向,很难找到切入点
重点难点
?重点:经历“鸽巢问题”的探究过程,初步了解“鸽巢问题”。
难点:理解“鸽巢问题”,并对一些简单实际问题加以“模型化”。
4教学过程
4.1第一学时
教学目标
?1.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。
???
2.通过操作发展学生的类推能力,形成比较抽象的数学思维。
???
3.通过“鸽巢问题”的灵活应用感受数学的魅力。
教学重点
?重点:经历“鸽巢问题”的探究过程,初步了解“鸽巢问题”。
学时难点
难点:理解“鸽巢问题”,并对一些简单实际问题加以“模型化”。
教学活动
【导入】一、课前游戏引入。
一、课前游戏引入。
?师:孩子们,你们知道刘谦吗?你们喜欢魔术吗?今天老师很高兴和大家见面,?初次见面,所以老师特地练了个小魔术,准备送给大家做见面礼。孩子们,想不想看老师表演一下?
生:想
师:我这里有一副扑克牌,我找五位同学每人抽一张。老师猜。(至少有两张花色一样)
师:老师厉害吗?佩服吗?那就给老师点奖励吧!想不想学老师的这个绝招。下面老师就教给你这个魔术,可要用心学了。有没有信心学会?
【活动】操作,探究新知
(一)探究例1
1、研究3根小棒放进2个纸杯里。
(1)要把3枝小棒放进2个纸杯里
,有几种放法?请同学们想一想,摆一摆,写一写,再把你的想法在小组内交流。
(2)反馈:两种放法:(3,0)和(2,1)。(教师板书)
(3)从两种放法,同学们会有什么发现呢?(总有一个文具盒至少放进2枝铅笔)你是怎么发现的?(说得真有道理)
(4)“总有”什么意思?(一定有)
(5)“至少”有2枝什么意思?(不少于2枝)
小结:在研究3根小棒放进2个纸杯时,同学们表现得很积极,发现了“不管怎么放,总有一个纸杯里放进2根小棒)
2、研究4根小棒放进3个纸杯里。
(1)要把4根小棒放进3个纸杯里,有几种放法?请同学们动手摆一摆,再把你的想法在小组内交流。
(2)反馈:四种放法:(4,0,0)、(3,1,0)、(2,2,0)、(2,1,1)。
(3)从四种放法,同学们会有什么发现呢?(总有一个纸杯里至少有2根小棒)
(4)你是怎么发现的?
(5)大家通过枚举出四种放法,能清楚地发现“总有一个纸杯里放进2根小棒”。
师:大家看,全放到一个杯子里,就有四个了。太多了。那怎么样让每个杯子里都尽可能少,你觉得应该要怎样放?(小组合作,讨论交流)
(每个纸杯里都先放进一枝,还剩一枝不管放进哪个纸杯,总会有一个纸杯里至少有2根小棒)(你真是一个善于思想的孩子。)
(6)这位同学运用了假设法来说明问题,你是假设先在每个纸杯里里
放1根小棒,这种放法其实也就是怎样分?(平均分)那剩下的1枝怎么处理?(放入任意一个文具盒,那么这个文具盒就有2枝铅笔了)
(7)谁能用算式来表示这位同学的想法?(4÷3=1…1)商1表示什么?余数1表示什么?怎么办?
(8)在探究4枝铅笔放进3个文具盒的问题,同学们的方法有两种,一是枚举了所有放法,找规律,二是采用了“假设法”来说明理由,你觉得哪种方法更明了更简单?
3、类推:把5枝小棒放进4个纸杯,总有一个纸杯里至少有几根小棒?为什么?
??
??把6枝小棒放进5个纸杯,总有一个纸杯里至少有几根小棒?为什么?
??
??把7枝小棒放进6个纸杯,是不是总有一个纸杯里至少有几根小棒?为什么?
??
??把100枝小棒放进99个纸杯,是不是总有一个纸杯里至少有几根小棒?为什么?
4、从刚才我们的探究活动中,你有什么发现?(只要放的小棒比纸杯的数量多1,总有一个纸杯里至少放进2根小棒。)
5、小结:刚才我们分析了把小棒放进纸杯的情况,只要小棒数量多于纸杯数量时,总有一个纸杯里至少放进2根小棒。
这就是今天我们要学习的鸽巢问题,也叫抽屉原理。既然叫“抽屉原理”是不是应该和抽屉有联系吧?小棒相当于我们要准备放进抽屉的物体,那么纸杯就相当于抽屉了。如果物体数多于抽屉数,我们就能得出结论“总有一个抽屉里放进了2个物体。
【练习】练习巩固
小练习:
1、任意13人中,至少有几人的出生月份相同?
2、任意367名学生中,至少有几名学生,他们在同一天过生日?为什么?
3、任意13人中,至少有几人的属相相同?”
6、刚才我们研究的是小棒数比纸杯多1的情况,如果小棒比纸杯数多2呢?多3呢?是不是也能得到结论:“总有一个纸杯里至少有2根小棒。”