《鴿巢問題》教學設計精選
鴿巢問題又稱抽屜原理或鞋盒原理,它是組合數學中最簡單也是最基本的原理之一,從這個原理出發,可以得出許多有趣的結果。下面是小編準備的《鴿巢問題》教學設計,歡迎閱讀。
《鴿巢問題》教學設計精選篇1
教學目標:
1、引導學生經歷鴿巢原理的探究過程,初步了解鴿巢原理,會運用鴿巢原理解決一些簡單的實際問題。
2、通過操作、觀察、比較、列舉、假設、推理等活動發展學生的類推能力,形成比較抽象的數學思維。
3、使學生經歷將具體問題“數學化”的過程,初步形成模型思想。
教學重點:
經歷鴿巢原理的探究過程,初步了解鴿巢原理。
教學難點:
理解鴿巢原理,并對一些簡單的實際問題加以模型化。
教學過程:
一、創設情境、導入新課
1、師:同學們,你們玩過撲克牌嗎?這里有一副牌,拿掉大小王后還剩52張,5位同學隨意抽一張牌,猜一猜:至少有幾張牌的花色是一樣的?(指名回答)
2、師:大家猜對了嗎?其實這里面藏著一個非常有趣的數學問題,叫做“鴿巢問題”。今天我們就一起來研究它。
二、合作探究、發現規律
師:研究一個數學問題,我們通常從簡單一點的情況開始入手研究。請看大屏幕。(生齊讀題目)
1、教學例1:把4支鉛筆放進3個筆筒里,不管怎么放,總有一個筆筒里至少有2支鉛筆。
(1)理解“總有”、“至少”的含義。(PPT)總有:一定有至少:最少
師:這個結論正確嗎?我們要動手來驗證一下。
(2)同學們的課桌上都有一張作業紙,請同桌兩人合作探究:把4支鉛筆放進3個筆筒里,有幾種不同的擺法?
探究之前,老師有幾個要求。(一生讀要求)
(3)匯報展示方法,證明結論。(展示兩張作品,其中一張是重復擺的。)
第一張作品:誰看懂他是怎么擺的?(一生匯報,發現重復的擺法)
第二張作品:他是怎么擺的?這4種擺法有沒有重復的?還有其他的擺法嗎?板書:(3,1,0)、(4,0,0)、(2,2,0)、(1,1,2)
師:我們要證明的是總有一個筆筒里至少有2支鉛筆,這4種擺法都滿足要求嗎?(指名匯報:第一種擺法中哪個筆筒滿足要求?只要發現有一個筆筒里至少有2支鉛筆就行了。)總結:把4支鉛筆放進3個筆筒中一共只有四種情況,在每一種情況中,都一定有一個筆筒中至少有2支鉛筆。看來這個結論是正確的。
師:像這樣把所有情況一一列舉出來的方法,數學上叫做“枚舉法”。(板書)
(4)通過比較,引出“假設法”
同桌討論:剛才我們把4種情況都列舉出來進行驗證,能不能找到一種更簡單直接的方法,只擺一種情況就能證明這個結論是正確的?
引導學生說出:假設先在每個筆筒里放1支,還剩下1支,這時無論放到哪個筆筒,那個筆筒里就有2支鉛筆了。(PPT演示)
(5)初步建模—平均分
師:先在每個筆筒里放1支,這種分法實際上是怎么分的?
生:平均分(師板書)
師:為什么要去平均分呢?平均分有什么好處?
生:平均分可以保證每個筆筒里的筆數量一樣,盡可能的少。這樣多出來的1支不管放進哪個筆筒里,總有一個筆筒里至少有2支鉛筆。(如果不平均分,隨便放,比如把4支鉛筆都放到一個筆筒里,這樣就不能保證一下子找到最少的情況了)
師:這種先平均分的方法叫做“假設法”。怎么用算式表示這種方法呢?
板書:4÷3=1……11+1=2
(5)概括鴿巢問題的一般規律
師:現在我們把題目改一改,結果會怎樣呢?
PPT出示:把5支筆放進4個筆筒里,不管怎么放,總有一個筆筒里至少有幾支筆?……(引導學生說清楚理由)
師:為什么大家都選擇用假設法來分析?(假設法更直接、簡單)
通過這些問題,你有什么發現?
交流總結:只要筆的數量比筆筒數量多1,總有一個筆筒里至少放進2支筆。
過渡語:師:如果多出來的數量不是1,結果會怎樣呢?
2、出示:5只鴿子飛進了3個鴿籠,總有一個鴿籠里至少飛進了幾只鴿子呢?
(1)同桌討論交流、指名匯報。
先讓一生說出5÷3=1……21+2=3的結果,再問:有不同的意見嗎?
再讓一生說出5÷3=1……21+1=2
師:你們同意哪種想法?
(2)師:余下的2只怎樣飛才更符合“至少”的要求呢?為什么要再次平均分?
(3)明確:再次平均分,才能保證“至少”的情況。
3、教學例2
(1)師:我們剛才研究的把筆放入筆筒、鴿子飛進鴿籠這樣的問題就叫做“鴿巢問題”,也叫“抽屜問題”。它最早是由德國數學家狄利克雷發現并提出的,當他發現這個問題之后決定繼續深入研究下去。出示例2。
(2)獨立思考后指名匯報。
師板書:7÷3=2……12+1=3
(3)如果有8本書會怎樣?10本書呢?
指名回答,師相機板書:8÷3=2……22+1=3
師:剩下的2本怎么放才更符合“至少”的要求?
為什么不能用商+2?
10÷3=3……13+1=4
(4)觀察發現、總結規律
同桌討論交流:學到這里,老師想請大家觀察這些算式并思考一個問題,把書放進抽屜里,總有一個抽屜里至少放進了幾本書?我們是用什么方法去找到這個結果的?(假設法,也就是平均分的方法)用書的數量去除以抽屜的數量,會得到一個商和一個余數,最后的結果都是怎么計算得到的?為什么不能用商加余數?
歸納總結:總有一個抽屜里至少可以放“商+1”本書。(板書:商+1)
三、鞏固應用
師:利用鴿巢問題中這個原理可以解釋生活中很多有趣的問題。
1、做一做第1、2題。
2、用抽屜原理解釋“撲克表演”。
說清楚把4種花色看作抽屜,5張牌看作要放進的書。
四、全課小結通過這節課的學習,你有什么收獲或感想?
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