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“抽屉原理”是很抽象的概念,人教版教材把“抽屉原理”作为数学广角内容放在六年级下册,让学生去理解、应用,对于学生、教师都具有一定的挑战性。如“把4枝铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”,这是一道抽屉原理最典型的事实性命题。如何引导学生去质疑、验证、择优、建模呢?我谈谈自己的教学体会。
一、引发质疑,理解题意
理解题意是一种要求,也是一种能力。它是研究问题的前提和基础,学生只有深刻理解题意,才能为自主探究解决问题扫清障碍。首先,我引导学生对“把4枝铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”这句话是否正确进行质疑,有学生提出对“总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”这句话有疑惑。为了能充分发挥学生理解问题的自主性,我顺水推舟说道:“有谁能帮他理解这句话?”一石激起千层浪,学生们纷纷举手说出自己的想法。生1:“就是每个文具盒里至少有一枝铅笔,其中一个文具盒中有2枝铅笔。”生2:“就是不管怎么放,三个文具盒中肯定有一个文具盒中至少有两枝铅笔。”我进一步引导,重点强调:“是三个文具盒中都至少要有两枝铅笔呢,还是只要一个文具盒中至少有两枝铅笔就可以了?”学生产生共鸣:“是一个文具盒。”我接着提问:“怎样用数学语言描述‘至少2枝铅笔’的意思呢?” 机灵的学生,盯住关键字词“至少”,正确使用简洁的符号和数字总有一个文具盒“≥2枝”表达出“至少2枝”的深刻含义。上述引导学生质疑的过程,使学生不但完全明白了“3个文具盒中,只要有一个文具盒的铅笔数≥2枝,这个结论便成立”的题意,而且获得了抓关键字词和抓数学表象信息层层深入理解题意,即理解问题的能力。
二、引导验证,解决问题
对于“把4枝铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”这样一个事实性的命题,如何让不同层次的学生选择适合自己的理解方法多角度地去验证呢?我引导学生用实物枚举、数字符号描述、假设三种方法进行探究。
1.实物枚举法
有的学生用书代表文具盒进行操作验证。如生1说:“我把4枝铅笔放在当做文具盒的三本书上,每个文具盒都放一枝,有一个文具盒放进了2枝,也就是总有一个文具盒里的铅笔数‘≥2枝’,即分别为1枝、1枝、2枝。”生2接着说:“我在一个文具盒中不放,则一个放一枝,一个放三枝,也是总有一个文具盒里的铅笔数‘≥2枝’,即分别为1枝、3枝、0枝。”我追问:“还有吗?”学生分别说出了另外两种“总有一个文具盒里的铅笔数≥2枝”的情况,即2枝、2枝、0枝和4枝、0枝、0枝。
2.数字符号描述法
有的学生画方框表示文具盒,进一步理解“至少2枝”的含义。学生在实物列举的基础上很快画出了以下四种情况,同时验证得出“把4枝铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”这个结论是正确的。
004(1) 112(2) 013(3) 022(4)
3.假设法
(1)用加法算式表示
有学生这样假设:“我假设‘总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔’这个结论不成立,就是不≥2枝,也就是每个文具盒中各放一枝, 3个文具盒就只放了3枝铅笔,还剩下1枝,与原先的结论‘≥2枝’相矛盾,用算式可以表示为4-3=1、1 1=2,说明假设错误,原先的结论是正确的。”
(2)用除法算式表示
我追问:“还能用不同算法表示吗?”一生告诉大家:“假设‘总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔’不成立,就要使每个文具盒的铅笔尽量少,只有平均分才是最少的,每个文具盒中先平均放一枝,我就用 4÷3=1……1、1 1=2,也说明假设错误,原先的结论是正确的。”我因势利导,出示一道数据较大的命题“把1000枝铅笔放进999个文具盒中,总有一个文具盒中至少有2枝铅笔”让学生选择方法验证。一个学生自告奋勇地说:“我选择用除法算式假设法验证比较简单,就是1000÷999=1……1、1 1=2,证明这个结论是正确的。”他的话音刚落,全班就响起了一片掌声!上述引导学生验证的过程,是形成解决问题基本策略、体验解决问题策略多样化的过程,是使学生实践能力和创新精神发展的过程。三种方法,各有难易特点,全班不同层次的学生都能选择不同的方法验证结论的正确性。
三、激发讨论,方法择优
“通过观察、操作、归纳、类比、推断等数学活动,体验数学问题的探索性和挑战性,感受数学思考过程的条理性和数学结论的确定性。”(《数学课程标准》语)对于探究“把4枝铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”的命题是否正确,我引导学生由实物模型(实物枚举法)、数学模型(数字符号描述法)向数学推理(假设法)层层深入进行讨论。通过观察、操作、归纳、类比、推断等数学活动,总结得出:前两种属枚举法,都是把各种可能出现的情况一一列举出来,但层次不一样,实物枚举法具体、可操作性强,但数学内涵揭示不明显,学生不容易发现数学问题;数字符号描述法较实物枚举法高级,能简洁、清晰地把数学过程展现在眼前。实物枚举法和数字符号描述法有共同的缺陷,就是当数据较大时,列举过程耗时低效,正确率低,假设法就能避免此不足。假设法是比较抽象的邏辑推理过程,只需借助符号、算式把抽象的原理具体化,便能把抽象的知识化为通俗易懂,掌握起来快捷有效。三种方法既具探索性,又具挑战性,学生多法而作,优势互补,相得益彰,个个都能感受到数学思考过程的条理性和数学结论的确定性。这样既彰显了学生的个性化学习,又发展了学生择优提升学习技巧的能力;既能让学生深刻理解假设法的内涵,又能使学生体验到从不同角度采用多种方法探究数学问题的乐趣。
四、抽象概括,建模应用
《数学课程标准》倡导“综合运用所学的知识和技能解决问题,发展学生应用意识和实践能力”。从解决“抽屉原理”一般方法中抽象概括,总结出通用原理,加以推广运用,是本课的主要目标之一。在本节课中,我引导学生进行了三次抽象概括。第一次抽象:引导学生用字母代替数。我问大家:“怎样用字母代替数呢?”生1说:“我用a和n代替,把a枝铅笔放进n个文具盒中,保证a﹥n,a和n是正整数,就能得出‘总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔’这个结论。”为了进一步内化抽屉原理的本质属性,我引导学生进行第二次抽象:揭示命题。我出示命题“7只鸽子飞回5个鸽舍,至少有2只鸽子要飞进同一个鸽舍里”,问学生打算用什么方法验证。学生都选择了用除法算式假设法验证,即“7÷5=1……2、1 1=2,就是至少2只”。图示如下:
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同时引导学生概括:“我们把这一个个方框看作一个个的抽屉。刚才4枝铅笔和7只鸽子都是被分的物体,3个文具盒和5个鸽舍都把它看作抽屉,因此可以总结为‘把a个物体放进n个抽屉中(a﹥n,a和n是正整数),总有一个抽屉里至少放进2个物体’。我们把这个原理称作‘抽屉原理’。”第三次抽象:揭示规律。我继续引导:“如果研究把5本、7本、9本书放进2个抽屉中,不管怎么放,总有一个抽屉至少放进3(4或5)本书?”学生个个跃跃欲试,分别表示为:5÷2=2……1,2 1=3;7÷2=3……1,3 1=4;9÷2=4……1,4 1=5。学生在讨论、归纳中得出规律:把a个物体放进n个抽屉中,总有一个抽屉里至少放进(k 1)个物体,即a÷n=k……b(a、n、k、b为正整数,因为物体和抽屉总是一个一个的)。这时,学生的思维被完全激发了,学习热情被充分调动,学生据理例证,总结出完整的“抽屉原理”数学模型,并被灵活应用。
(责编蓝天)
一、引发质疑,理解题意
理解题意是一种要求,也是一种能力。它是研究问题的前提和基础,学生只有深刻理解题意,才能为自主探究解决问题扫清障碍。首先,我引导学生对“把4枝铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”这句话是否正确进行质疑,有学生提出对“总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”这句话有疑惑。为了能充分发挥学生理解问题的自主性,我顺水推舟说道:“有谁能帮他理解这句话?”一石激起千层浪,学生们纷纷举手说出自己的想法。生1:“就是每个文具盒里至少有一枝铅笔,其中一个文具盒中有2枝铅笔。”生2:“就是不管怎么放,三个文具盒中肯定有一个文具盒中至少有两枝铅笔。”我进一步引导,重点强调:“是三个文具盒中都至少要有两枝铅笔呢,还是只要一个文具盒中至少有两枝铅笔就可以了?”学生产生共鸣:“是一个文具盒。”我接着提问:“怎样用数学语言描述‘至少2枝铅笔’的意思呢?” 机灵的学生,盯住关键字词“至少”,正确使用简洁的符号和数字总有一个文具盒“≥2枝”表达出“至少2枝”的深刻含义。上述引导学生质疑的过程,使学生不但完全明白了“3个文具盒中,只要有一个文具盒的铅笔数≥2枝,这个结论便成立”的题意,而且获得了抓关键字词和抓数学表象信息层层深入理解题意,即理解问题的能力。
二、引导验证,解决问题
对于“把4枝铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”这样一个事实性的命题,如何让不同层次的学生选择适合自己的理解方法多角度地去验证呢?我引导学生用实物枚举、数字符号描述、假设三种方法进行探究。
1.实物枚举法
有的学生用书代表文具盒进行操作验证。如生1说:“我把4枝铅笔放在当做文具盒的三本书上,每个文具盒都放一枝,有一个文具盒放进了2枝,也就是总有一个文具盒里的铅笔数‘≥2枝’,即分别为1枝、1枝、2枝。”生2接着说:“我在一个文具盒中不放,则一个放一枝,一个放三枝,也是总有一个文具盒里的铅笔数‘≥2枝’,即分别为1枝、3枝、0枝。”我追问:“还有吗?”学生分别说出了另外两种“总有一个文具盒里的铅笔数≥2枝”的情况,即2枝、2枝、0枝和4枝、0枝、0枝。
2.数字符号描述法
有的学生画方框表示文具盒,进一步理解“至少2枝”的含义。学生在实物列举的基础上很快画出了以下四种情况,同时验证得出“把4枝铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”这个结论是正确的。
004(1) 112(2) 013(3) 022(4)
3.假设法
(1)用加法算式表示
有学生这样假设:“我假设‘总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔’这个结论不成立,就是不≥2枝,也就是每个文具盒中各放一枝, 3个文具盒就只放了3枝铅笔,还剩下1枝,与原先的结论‘≥2枝’相矛盾,用算式可以表示为4-3=1、1 1=2,说明假设错误,原先的结论是正确的。”
(2)用除法算式表示
我追问:“还能用不同算法表示吗?”一生告诉大家:“假设‘总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔’不成立,就要使每个文具盒的铅笔尽量少,只有平均分才是最少的,每个文具盒中先平均放一枝,我就用 4÷3=1……1、1 1=2,也说明假设错误,原先的结论是正确的。”我因势利导,出示一道数据较大的命题“把1000枝铅笔放进999个文具盒中,总有一个文具盒中至少有2枝铅笔”让学生选择方法验证。一个学生自告奋勇地说:“我选择用除法算式假设法验证比较简单,就是1000÷999=1……1、1 1=2,证明这个结论是正确的。”他的话音刚落,全班就响起了一片掌声!上述引导学生验证的过程,是形成解决问题基本策略、体验解决问题策略多样化的过程,是使学生实践能力和创新精神发展的过程。三种方法,各有难易特点,全班不同层次的学生都能选择不同的方法验证结论的正确性。
三、激发讨论,方法择优
“通过观察、操作、归纳、类比、推断等数学活动,体验数学问题的探索性和挑战性,感受数学思考过程的条理性和数学结论的确定性。”(《数学课程标准》语)对于探究“把4枝铅笔放进3个文具盒中,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”的命题是否正确,我引导学生由实物模型(实物枚举法)、数学模型(数字符号描述法)向数学推理(假设法)层层深入进行讨论。通过观察、操作、归纳、类比、推断等数学活动,总结得出:前两种属枚举法,都是把各种可能出现的情况一一列举出来,但层次不一样,实物枚举法具体、可操作性强,但数学内涵揭示不明显,学生不容易发现数学问题;数字符号描述法较实物枚举法高级,能简洁、清晰地把数学过程展现在眼前。实物枚举法和数字符号描述法有共同的缺陷,就是当数据较大时,列举过程耗时低效,正确率低,假设法就能避免此不足。假设法是比较抽象的邏辑推理过程,只需借助符号、算式把抽象的原理具体化,便能把抽象的知识化为通俗易懂,掌握起来快捷有效。三种方法既具探索性,又具挑战性,学生多法而作,优势互补,相得益彰,个个都能感受到数学思考过程的条理性和数学结论的确定性。这样既彰显了学生的个性化学习,又发展了学生择优提升学习技巧的能力;既能让学生深刻理解假设法的内涵,又能使学生体验到从不同角度采用多种方法探究数学问题的乐趣。
四、抽象概括,建模应用
《数学课程标准》倡导“综合运用所学的知识和技能解决问题,发展学生应用意识和实践能力”。从解决“抽屉原理”一般方法中抽象概括,总结出通用原理,加以推广运用,是本课的主要目标之一。在本节课中,我引导学生进行了三次抽象概括。第一次抽象:引导学生用字母代替数。我问大家:“怎样用字母代替数呢?”生1说:“我用a和n代替,把a枝铅笔放进n个文具盒中,保证a﹥n,a和n是正整数,就能得出‘总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔’这个结论。”为了进一步内化抽屉原理的本质属性,我引导学生进行第二次抽象:揭示命题。我出示命题“7只鸽子飞回5个鸽舍,至少有2只鸽子要飞进同一个鸽舍里”,问学生打算用什么方法验证。学生都选择了用除法算式假设法验证,即“7÷5=1……2、1 1=2,就是至少2只”。图示如下:
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同时引导学生概括:“我们把这一个个方框看作一个个的抽屉。刚才4枝铅笔和7只鸽子都是被分的物体,3个文具盒和5个鸽舍都把它看作抽屉,因此可以总结为‘把a个物体放进n个抽屉中(a﹥n,a和n是正整数),总有一个抽屉里至少放进2个物体’。我们把这个原理称作‘抽屉原理’。”第三次抽象:揭示规律。我继续引导:“如果研究把5本、7本、9本书放进2个抽屉中,不管怎么放,总有一个抽屉至少放进3(4或5)本书?”学生个个跃跃欲试,分别表示为:5÷2=2……1,2 1=3;7÷2=3……1,3 1=4;9÷2=4……1,4 1=5。学生在讨论、归纳中得出规律:把a个物体放进n个抽屉中,总有一个抽屉里至少放进(k 1)个物体,即a÷n=k……b(a、n、k、b为正整数,因为物体和抽屉总是一个一个的)。这时,学生的思维被完全激发了,学习热情被充分调动,学生据理例证,总结出完整的“抽屉原理”数学模型,并被灵活应用。
(责编蓝天)