第5单元 数学广角——鸽巢问题
教材简析
本单元通过几个直观的例子,借助实际操作,向学生介绍“鸽巢问题”的两种形式,使学生在理解“鸽巢问题”的数学方法的基础上,对一些简单的实际问题加以“模型化”,并会运用“鸽巢问题”来解决这些问题。
例1的教学是使学生理解最简单的“鸽巢问题”:如果有m只鸽子飞回n个鸽巢里(m>n,n是非0的自然数),那么一定至少有2只鸽子飞回了同一个鸽巢。例2的教学是使学生理解一般形式的“鸽巢问题”: 如果有多于kn只鸽子飞回n个鸽巢里(k是正整数),那么一定至少有(k+1)只鸽子飞回了同一个鸽巢。例3的教学是对“鸽巢问题”的具体应用。
学情分析
1. 在数学问题中有一类与“存在性”有关的问题,如367个人中至少有两个人是同一天过生日的,类似的这类问题学生较熟悉,它所依据的理论,我们称之为“鸽巢问题”。“鸽巢问题”的理论本身并不复杂,但“鸽巢问题”的应用是千变万化的。
2. 教学中要积极调动学生的生活经验,加强知识之间的联系,激发学生的求知热情。
目标导向
知识与技能
1. 初步了解“鸽巢问题”。
2. 会用“鸽巢问题”解决简单的实际问题。
过程与方法
经历“鸽巢问题”的探究过程,初步了解“鸽巢问题”,学会用“鸽巢问题”解决简单的实际问题。
情感态度与价值观
通过“鸽巢问题”的灵活应用感受数学的魅力,渗透数学模型思维。
教法与学法
在教学中要让学生初步经历“数学证明”的过程,鼓励学生借助学具、实物操作或画草图的方式进行“说理”。应有意识地培养学生的“模型”思想,引导学生先判断某个问题是否属于用“鸽巢问题”可以解决的范畴,如果属于,再思考如何寻找隐藏在其背后的“鸽巢问题”的一般模型。
课时安排
本单元建议用3课时安排教学。
第5单元 数学广角——鸽巢问题
第 1 课时 鸽巢问题(1)
教学内容
教材第68~69页例1、例2。
教学目标
知识与技能
1. 理解最简单的“鸽巢问题”及“鸽巢问题”的一般形式。
2. 引导学生采用操作的方法进行枚举或假设法探究“鸽巢问题”,通过分析和推理,理解并掌握这一类“鸽巢问题”的一般规律。
过程与方法
经历“鸽巢问题”的探究推理过程,了解“鸽巢原理”,体会比较的学习方法。
情感态度与价值观
体会数学知识在日常生活中的广泛应用,培养学生的探究意识,培养数学模型思想。
重点、难点
重点 理解“鸽巢问题”的“一般化模型”推理过程。
突破方法 (A案)讲解演示引导学生理解。(B案)通过分组讨论、自主学习的方法来突破。
难点 理解“鸽巢问题”的一般规律。
突破方法 (A案)引导学生通过分析、比较得出解决问题的方法。(B案)采用小组合作探究的方法理解并解决问题。
教法与学法
教法 引导讲解法。
学法 合作交流,练习体验。
教学准备
(A案)多媒体课件、铅笔、笔筒。(B案)多媒体课件、两条凳子。
A 案
问题引入
教师:任意的13人中,至少有几个人的出生月份相同?任意的367人中,至少有几人在同一天过生日?
学生先独立思考,再分组讨论。
教师:解决这一类问题的理论依据就是“鸽巢原理”。今天我们就一起来研究这一类问题。
板书课题:鸽巢问题(1)
探索新知
1. 教学例1。
课件出示教材第68页例1情境图。
同学们手中都有铅笔及笔筒,现在以小组的形式动手操作:把4支铅笔放进3个标有序号的笔筒中,看看能得出什么样的结论。
组织学生分组动手操作,并在小组中议一议:如何把4支铅笔放进3个笔筒中?
教师指名汇报。
学生汇报时会说出:1号笔筒放4支铅笔,2号、3号笔筒均放0支铅笔。
不妨将这种放法记为(4,0,0)。板书:(4,0,0)
教师再次指名汇报。
学生会说出:(0,4,0),(0,1,3),(2,2,0),(2,1,1),(1,1,2)等。
这里面有重复的情况,把(4,0,0)和(0,4,0)理解成不同的情况是没有必要的。同理,(2,1,1)和(1,1,2)也一样。
板书:(0,1,3),(2,2,0),(2,1,1)
通过刚才的操作,你们发现了什么?(不管怎么放,总有一个笔筒里至少放进2支铅笔)
假设每个笔筒里只放1支铅笔,那将会是怎样的结果呢?(剩余的1支铅笔,按照要求,这支铅笔必须放进其中一个笔筒里,所以总有一个笔筒中放有2支铅笔)
教师引导学生进一步探究:把5支铅笔放进4个笔筒,总有一个笔筒至少放进几支铅笔?(2支)把10支铅笔放进9个笔筒,总有一个笔筒至少放进几支铅笔?(2支)这究竟是为什么呢?
组织学生分组议一议,说一说,得出一般性的结论。
学生归纳总结:只要放进的铅笔数比笔筒的数量多1,就总有一个笔筒里至少放进2支铅笔。(教师板书)
如果要放的铅笔数比文具盒的数量多3,多4,多5呢,上述结论仍成立吗?(成立)
教师总结:把m个物体任意分放进n个鸽巢中(m>n,m和n是非0自然数),那么,一定有一个鸽巢中至少放进了2个物体。
2. 教学例2。
(1)课件出示教材第69页例2的情境图。
把7本书放进3个抽屉中,结果会怎样呢?
组织学生动手操作,分组讨论,并相互交流。
你能得出什么样的结论?
学生汇报时可能会说出:不管怎么放,总有一个抽屉至少放进3本书。
能否用假设法来解决这一问题呢?
组织学生思考、讨论、交流。
学生交流后会说出:假设把7本书平均放进3个抽屉,那么每一个抽屉放进2本书,还剩1本,把剩下的这1本放进任何一个抽屉,该抽屉里就有3本书了。
能否用数学算式写出解题过程呢?
学生汇报时可能会说出:7÷3=2……1 2+1=3 (板书)
如果有8本书会怎样呢?10本书呢?
学生独立思考,同桌间讨论、交流。
(2)上面我们解决了几个问题,能否总结出这一类问题的一般规律呢?
组织学生在小组中交流,然后汇报。
引导学生说出:要把a(a是奇数)本书放进2个抽屉,如果a÷2=b……1,那么总有1个抽屉至少有(b+1)本书。
要把125本书放进2个抽屉,结果会怎样呢?
学生会列算式:125÷2=62……1
课件展示:要把a个物体放进n个抽屉,如果a÷n=b……c(c≠0,且c<n),那么一定有一个抽屉至少可以放 个物体。
组织学生讨论、交流,完成填空。
学生可能会填出:b+1。
教师板书上述规律。
巩固练习
1. 教材第68页“做一做”第1题。
组织学生独立完成,然后指名学生汇报解题思路及过程。
2. 教材第69页“做一做”。
组织学生独立完成,并在小组中相互交流,然后指名小组汇报解答过程,最后教师对集中存在的问题进行解释。
课堂小结
通过这节课的学习,你有什么新的收获?
板书设计
鸽巢问题(1)
(4,0,0),(0,1,3),(2,2,0),(2,1,1)
只要放进的铅笔数比笔筒的数量多1,总有一个笔筒至少放进2支铅笔。
7÷3=2……1 2+1=3
要把a 个物体放进n 个抽屉,如果a÷n=b……c(c≠0,且c<n),那么一定有一个抽屉至少可以放(b+1)个物体。
B案
环节
学案
教案
设计意图
自主
学习
一、复习旧知
算一算,填一填。
34÷4=( )……( )
212÷3=( )……( )
106÷5=( )……( )
234÷8=( )……( )
二、探究新知
1. 把6本书分给5位同学,至少有一位同学分得2本书,为什么?
2. 填空。
(1)7只鸽子飞回3个鸽舍,至少有( )只鸽子飞回同一个鸽舍里。
在一个11位数中,至少有( )个数位上的数字是相同的。
(3)把5枚棋子放入下图4个小三角形内,那么有一个小三角形内至少有( )枚棋子。
把13枚棋子放入下面4个小方格内,那么有一个小方格内至少有( )枚棋子。
一、游戏引入
同学们喜欢做游戏吗?学习新课之前,我们先来做个游戏。老师这里准备了2条凳子,请3个同学上来,听清要求,老师说“请坐”时,每个同学必须都坐下,谁没坐下谁犯规,听明白了吗?(教师背对)“请坐!”告诉老师他们都坐下了吗?老师不用看,就知道一定有一条凳子上至少坐了两位同学,对吗?假如请这3位同学再反复坐几次,老师还知道不管怎么坐,总有一条凳子上至少坐2位同学,你们相信吗?其实这个游戏里面蕴藏着一个非常有趣的数学原理,想不想通过自己动手实践来发现它?
小组同学共同探讨存在的问题。教师巡视,适时给予指导,收集学生普遍存在的疑点和难点,然后进行讲解。
二、引导自学
1. 组织学生预习新知。
让学生自学教材第68~69页,然后完成“自主学习”相关习题,并记录疑问。
2. 自我检测。
小组同学相互检查订正,并交流疑问。
3. 引导学生质疑提问。
小组同学共同探讨存在的问题。教师巡视,适时给予指导,收集学生普遍存在的疑点和难点,然后进行讲解。
通过游戏引入新课,可以让学生更快地融入到课堂中,同时也激发了学生的学习兴趣。
在学生自主学习的过程中,引导学生勇于表达自己的观点和疑点。通过讨论学习的方式激发学生的学习兴趣,营造良好的学习氛围。
质疑
探究
知识点:“鸽巢原理”的应用
1. 把9本书放进4个抽屉里,至少有一个抽屉要放3本书,为什么?
2. 如果某年级有33名学生是8月份出生的,那么这个年级至少有2名学生的生日是在8月份的同一天,为什么?
3. 把26个苹果分给6个小朋友,总有1个小朋友至少能得到多少个苹果?为什么?
三、组织学生合作探究并展示探究成果
1. 教师强调学生自主学习并思考鸽巢问题的模式和解题的原理,学生独立完成知识点的相关练习。
2. 组内交流自己已有的认识,共同探究在学习过程中存在的疑问之处。
3. 各小组进行汇报,提出问题。
4. 教师归纳总结:如果有m只鸽子飞回n个鸽巢里(m>n,n是非0的自然数),那么一定至少有2只鸽子飞回了同一个鸽巢。如果有多于kn只鸽子飞回n个鸽巢里(k是正整数),那么一定至少有(k+1)只鸽子飞回了同一个鸽巢。
通过让学生在小组中相互交流并向老师汇报,加深对新知识的认识与理解,提高学生思考、合作、交流与总结的能力。
实践
应用
一、随堂练习
1. 王叔叔参加射击比赛,打了8枪,成绩是73环。王叔叔至少有一枪不低于10环,为什么?
2. 黎明幼儿园的小班有20位小朋友,班里有50件玩具。如果把这些玩具全部分给班里的小朋友玩,是否一定会有人得到3件或3件以上的玩具?
3. 把98个苹果放到10个抽屉中,无论怎么放,我们一定能找到至少一个含苹果最多的抽屉,它里面至少含有多少个苹果?
二、拓展练习
2015年某学校有400名同龄学生参加夏令营活动,那么在这些学生中:
(1)至少有多少人在同一天过生日?
(2)至少有多少人在同一个月过生日?
四、课堂基础过关训练
独立完成“随堂练习”。
五、课后巩固作业
课后完成“拓展练习”。
提示:本题属“鸽巢问题”,用“鸽巢原理”即可解决,注意“2015年”是多余信息。(1)学生们的出生年份并未给出,但并不影响做题。因为400只比365,366大一些,所以完全可以用400除以较大天数的366,即:400÷366=1……34,所以至少有2人在同一天过生日。(2)一年有12个月,400÷12=33……4,所以至少有34人在同一个月过生日。
参考答案:(1)2人 (2)34人
让学生通过练习巩固新知,“拓展练习”重在训练学生灵活运用“鸽巢原理”解决问题的能力。
自我
总结
通过今天的学习,我学会了:
我的问题是:
六、课后小结
鸽巢问题是与生活息息相关的一类有趣的数学问题。这一章节的内容看似比较难理解,但实际上都是同学们运用以前的知识就可以解决的问题,遇到此类题目时我们可以从多个角度、多个方面去思考。
教学反思
本节课让学生经历探究“鸽巢原理”的过程,初步了解了“鸽巢原理”,并能够应用于实际,学会思考数学问题的方法,培养学生的数学思维。因为兴趣是最好的老师,所以在导入新课时,我利用“任意的13人中,至少有几个人的出生月份相同?任意的367人中,至少有几人在同一天过生日”的问题,激发学生的兴趣,让学生初步感受鸽巢问题在生活中的应用。通过问题导入,一下就抓住了学生的注意力,让学生觉得这节课要探究的问题,好玩又有意义。这节课,我还注重学生的自主探索精神,让学生在学习中,经历猜想、验证、推理、应用的过程。 适当设计形式多样化的练习,可以引起并保持学生的练习兴趣。学生的学习兴趣盎然,达到了预期的效果。整节课这样下来,思路很清晰,环环相扣,学生学得会比较扎实,都有所收获。