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1、第五單元 數(shù)學廣角——鴿巢問題
單元要點分析
一、單元教材分析:
本教材專門安排“數(shù)學廣角”這一單元,向學生滲透一些重要的數(shù)學思想方法。和以往的義務教育教材相比,這部分內(nèi)容是新增的內(nèi)容。本單元教材通過幾個直觀例子,借助實際操作,向學生介紹“鴿巢問題”,使學生在理解“鴿巢問題”這一數(shù)學方法的基礎上,對一些簡單的實際問題加以“模型化”,會用“鴿巢問題”加以解決。在數(shù)學問題中,有一類與“存在性”有關的問題。在這類問題中,只需要確定某個物體(或某個人)的存在就是可以了,并不需要指出是哪個物體(或人)。這類問題依據(jù)的理論我們稱之為“抽屜原理”?!俺閷显怼弊钕仁?9世紀的德國數(shù)學家狄利克雷運用
2、于解決數(shù)學問題的,所以又稱“狄利克雷原理”,也稱之為“鴿巢問題”?!傍澇矄栴}”的理論本身并不復雜,甚至可以說是顯而易見的。但“鴿巢問題”的應用卻是千變?nèi)f化的,用它可以解決許多有趣的問題,并且常常能得到一些令人驚異的結論。因此,“鴿巢問題”在數(shù)論、集合論、組合論中都得到了廣泛的應用。
二、單元三維目標導向:
1、知識與技能:(1)引導學生通過觀察、猜測、實驗、推理等活動,經(jīng)歷探究“鴿巢原理”的過程,初步了解“鴿巢原理”的含義,會用“鴿巢原理”解決簡單的實際問題。
2、過程與方法:經(jīng)歷探究“鴿巢原理”的學習過程,體驗觀察、猜測、實驗、推理等活動的學習方法,滲透數(shù)形結合的思想。
3、情感態(tài)度
3、與價值觀:(1)體會數(shù)學與生活的緊密聯(lián)系,體驗學數(shù)學、用數(shù)學的樂趣。(2)理解知識的產(chǎn)生過程,受到歷史唯物注意的教育。(3)感受數(shù)學在實際生活中的作用,培養(yǎng)刻苦鉆研、探究新知的良好品質(zhì)。
三、單元教學重難點
重點:應用“鴿巢原理”解決實際問題。引導學會把具體問題轉化成“鴿巢問題”。
難點:理解“鴿巢原理”,找出”鴿巢問題“解決的竅門進行反復推理。
四、單元學情分析
“鴿巢原理”的變式很多,在生活中運用廣泛,學生在生活中常常遇到此類問題。教學時,要引導學生先判斷某個問題是否屬于“鴿巢原理”可以解決的范疇。能不能將這個問題同“鴿巢原理”結合起來,是本次教學能否成功的關鍵。所以,在教學中,
4、應有意識地讓學生理解“鴿巢原理”的“一般化模型”。六年級的學生理解能力、學習能力和生活經(jīng)驗已達到能夠掌握本章內(nèi)容的程度。教材選取的是學生熟悉的,易于理解的生活實例,將具體實際與數(shù)學原理結合起來,有助于提高學生的邏輯思維能力和解決實際問題的能力。
五、教法和學法
1、讓學生經(jīng)歷“數(shù)學證明”的過程。可以鼓勵、引導學生借助學具、實物操作或畫草圖的方式進行“說理”。通過“說理”的方式理解“鴿巢原理”的過程是一種數(shù)學證明的雛形。通過這樣的方式,有助于提高學生的邏輯思維能力,為以后學習較嚴密的數(shù)學證明做準備。
2、有意識地培養(yǎng)學生的“模型”思想。當我們面對一個具體的問題時,能否將這個具體問題和“鴿巢
5、原理”聯(lián)系起來,能否找到該問題中的具體情境與“鴿巢原理”的“一般化模型”之間的內(nèi)在關系,找出該問題中什么是“待分的東西”,什么是“鴿巢”,是解決問題的關鍵。教學時,要引導學生先判斷某個問題是否屬于用“鴿巢原理”可以解決的范疇;再思考如何尋找隱藏在其背后的“鴿巢問題”的一般模型。這個過程是學生經(jīng)歷將具體問題“數(shù)學化”的過程,從紛繁復雜的現(xiàn)實素材中找出最本質(zhì)的數(shù)學模型,是學生數(shù)學思維和能力的重要體現(xiàn)。
3、要適當把握教學要求?!傍澇苍怼北旧砘蛟S并不復雜,但它的應用廣泛且靈活多變。因此,用“鴿巢原理”解決實際問題時,經(jīng)常會遇到一些困難。例如,有時要找到實際問題與“鴿巢原理”之間的聯(lián)系并不容易,即
6、使找到了,也很難確定用什么作為“鴿巢”,要用幾個“鴿巢”。因此,教學時,不必過于要求學生“說理”的嚴密性,只要能結合具體問題,把大致意思說出來就可以了,鼓勵學生借助實物操作等直觀方式進行猜測、驗證。
六、單元課時劃分:本單元計劃課時數(shù):6課時
鴿巢問題…………………………………………………1課時
“鴿巢問題”的具體應用…………………………………1課時
練習課……………………………………………………1課時
單元測評………………………………………………… 2課時
試卷講評………………………………………………… 1課時
第五單元 數(shù)學廣角——鴿巢問題
7、
第一課時
課 題:鴿巢問題
教學內(nèi)容:教材第68-70頁例1、例2,及“做一做”的第1題,及第71頁練習十三的1-2題。
教學目標:
1、知識與技能:了解“鴿巢問題”的特點,理解“鴿巢原理”的含義。使學生學會用此原理解決簡單的實際問題。
2、過程與方法:經(jīng)歷探究“鴿巢原理”的學習過程,體驗觀察、猜測、實驗、推理等活動的學習方法,滲透數(shù)形結合的思想。
3、情感、態(tài)度和價值觀:通過用“鴿巢問題”解決簡單的實際問題,激發(fā)學生的學習興趣,使學生感受數(shù)學的魅力。
教學重難點:
重點:引導學生把具體問題轉化成“鴿巢問題”。
難點:找出“鴿巢問題”解決的竅門進行反復推理。
8、教學準備:課件。
教學過程:
一. 情境導入
二、 探究新知
1. 教學例1.(課件出示例題1情境圖)
思考問題:把4支鉛筆放進3個筆筒中,不管怎么放,總有1個筆筒里至少有2支鉛筆。為什么呢?“總有”和“至少”是什么意思?
學生通過操作發(fā)現(xiàn)規(guī)律→理解關鍵詞的含義→探究證明→認識“鴿巢問題”的學習過程來解決問題。
(1) 操作發(fā)現(xiàn)規(guī)律:通過吧4支鉛筆放進3個筆筒中,可以發(fā)現(xiàn):不管怎么放,總有1鴿筆筒里至少有2支鉛筆。
(2) 理解關鍵詞的含義:“總有”和“至少”是指把4支鉛筆放進3個筆筒中,不管怎么放,一定有1個筆筒里的鉛筆數(shù)大于或等于2支。
(3) 探究證明。
方法
9、一:用“枚舉法”證明。
方法二:用“分解法”證明。
把4分解成3個數(shù)。
由圖可知,把4分解成3個數(shù),與枚舉法相似,也有4中情況,每一種情況分得的3個數(shù)中,至少有1個數(shù)是不小于2的數(shù)。
方法三:用“假設法”證明。
通過以上幾種方法證明都可以發(fā)現(xiàn):把4只鉛筆放進3個筆筒中,無論怎么放,總有1個筆筒里至少放進2只鉛筆。
(4) 認識“鴿巢問題”
?像上面的問題就是“鴿巢問題”,也叫“抽屜問題”。在這里,4支鉛筆是要分放的物體,就相當于4只“鴿子”,“3個筆筒”就相當于3個“鴿巢”或“抽屜”,把此問題用“鴿巢問題”的語言描述就是把4只鴿子
10、放進3個籠子,總有1個籠子里至少有2只鴿子。
這里的“總有”指的是“一定有”或“肯定有”的意思;而“至少”指的是最少,即在所有方法中,放的鴿子最多的那個“籠子”里鴿子“最少”的個數(shù)。
小結:只要放的鉛筆數(shù)比筆筒的數(shù)量多,就總有1個筆筒里至少放進2支鉛筆。
?如果放的鉛筆數(shù)比筆筒的數(shù)量多2,那么總有1個筆筒至少放2支鉛筆;如果放的鉛筆比筆筒的數(shù)量多3,那么總有1個筆筒里至少放2只鉛筆……
小結:只要放的鉛筆數(shù)比筆筒的數(shù)量多,就總有1個筆筒里至少放2支鉛筆。
(5) 歸納總結:
鴿巢原理(一):如果把m個物體任意放進n個抽屜里(m>n,且n是非零自然數(shù)),那么一定有一個抽屜里至少放進了
11、放進了2個物體。
2、教學例2(課件出示例題2情境圖)
思考問題:(一)把7本書放進3個抽屜,不管怎么放,總有1個抽屜里至少有3本書。為什么呢?(二)如果有8本書會怎樣呢?10本書呢?
學生通過“探究證明→得出結論”的學習過程來解決問題(一)。
(1) 探究證明。
方法一:用數(shù)的分解法證明。
把7分解成3個數(shù)的和。把7本書放進3個抽屜里,共有如下8種情況:
由圖可知,每種情況分得的3個數(shù)中,至少有1個數(shù)不小于3,也就是每種分法中最多那個數(shù)最小是3,即總有1個抽屜至少放進3本書。
方法二:用假設法證明。
把7本書平均分成3份,7÷3=2(本)......1(本)
12、,若每個抽屜放2本,則還剩1本。如果把剩下的這1本書放進任意1個抽屜中,那么這個抽屜里就有3本書。
(2) 得出結論。
通過以上兩種方法都可以發(fā)現(xiàn):7本書放進3個抽屜中,不管怎么放,總有1個抽屜里至少放進3本書。
學生通過“假設分析法→歸納總結”的學習過程來解決問題(二)。
(1) 用假設法分析。
?8÷3=2(本)......2(本),剩下2本,分別放進其中2個抽屜中,使其中2個抽屜都變成3本,因此把8本書放進3個抽屜中,不管怎么放,總有1個抽屜里至少放進3本書。
?10÷3=3(本)......1(本),把10本書放進3個抽屜中,不管怎么放,總有1個抽屜里至少放進4本書。
(
13、2) 歸納總結:
綜合上面兩種情況,要把a本書放進3個抽屜里,如果a÷3=b(本)......1(本)或a÷3=b(本)......2(本),那么一定有1個抽屜里至少放進(b+1)本書。
鴿巢原理(二):古國把多與kn個的物體任意分別放進n個空抽屜(k是正整數(shù),n是非0的自然數(shù)),那么一定有一個抽屜中至少放進了(k+1)個物體。
三、鞏固練習
1、完成教材第70頁的“做一做”第1題。
學生獨立思考解答問題,集體交流、糾正。
2、完成教材第71頁練習十三的1-2題。
學生獨立思考解答問題,集體交流、糾正。
四、課堂總結
板書設計:新
課標第一網(wǎng)
14、
教學反思:
第五單元 數(shù)學廣角——鴿巢問題
第二課時
課 題:“鴿巢問題”的具體應用
教學內(nèi)容:教材第70-71頁例3,及“做一做”的第2題,及第71頁練習十三的3-4題。
教學目標:
1、知識與技能:在了解簡單的“鴿巢原理”的基礎上,使學生學會用此原理解決簡單的實際問題。
2、過程與方法:經(jīng)歷探究“鴿巢原理”的學習過程,體驗觀察、猜測、實驗、推理等活動的學習方法,滲透數(shù)形結合的思想。
3、情感、態(tài)度和價值觀:通過用“鴿巢問題”解決簡單的實際問題,激發(fā)學生的學習興趣,使學生感受數(shù)學的魅力。
教學重難點
15、:
重點:引導學生把具體問題轉化成“鴿巢問題”。
難點:找出“鴿巢問題”中的“鴿巢”是什么,“鴿巢”有幾個,在利用“鴿巢原理”進行反向推理。
教學準備:課件。
教學過程:
二. 情境導入
三、 探究新知
1、 教學例3(課件出示例3的情境圖).
出示思考的問題:盒子里有同樣大小的紅球和籃球各4個,要想摸出的球一定有2個同色的,少要摸出幾個球?
學生通過“猜測驗證→分析推理”的學習過程解決問題。
(1) 猜測驗證。
? 猜測1:只摸2個球 只要舉出一個反例就可以推翻這種猜測。
就能保證這2個球 驗 證 如
16、:這兩個球正好是一紅一藍時就不能
同色。 滿足條件。
? 猜測2:摸出5個球, 把紅、藍兩種顏色看作兩個“鴿巢”,因為
肯定有2個球是同 驗 證 5÷2=2...1,所以摸出5個球時,至少有3
色的。 個球是同色的,因此摸出5個球是沒必要的。
? 猜測1:摸出3個球, 把紅、藍兩種顏色看作兩個“鴿巢”,因為
至少有2個球是同 驗 證 3÷2=1...1,所以摸出3個球時,至少有3
17、色的。 2個是同色的。
綜上所述,摸出3個球,至少有2個球是同色的。
(2)分析推理。
根據(jù)“鴿巢原理(一)”推斷:要保證有一個抽屜至少有2個球,分的無圖個數(shù)失少要比抽屜數(shù)多1?,F(xiàn)在把“顏色種數(shù)”看作“抽屜數(shù)”,結論就變成了“要保證摸出2個同色的球,摸出的球的個數(shù)至少要比顏色種數(shù)多1”。因此,要從兩種顏色的球中保證摸出2個同色的,至少要摸出3個球。
2、 趁熱打鐵:箱子里有足夠多的5種不同顏色的球,最少取出多少個球才能保證其中一定有2個顏色一樣的球?
學生獨立思考解決問題,集體交流。
3、 歸納總結:
運用“鴿巢原理”解
18、決問題的思路和方法:
(1) 分析題意;
(2) 把實際問題轉化成“鴿巢問題”,弄清“鴿巢”和分放的“鴿子”。
(3) 根據(jù)“鴿巢原理”推理并解決問題。
三、鞏固練習
1、完成教材第70頁的“做一做”的第2題。(學生獨立解答,集體交流。)
2、完成教材第71頁的練習十三的第3-4題。(學生獨立解答,集體交流。)
3、課外拓展延伸題:一個布袋里有紅色、黑色、藍色的襪子各8只。每次從布袋里最少要拿出多少只可以保證其中有2雙顏色不同的襪子?(襪子不分左右)
四、課堂總結
板書設計:新
課標第一網(wǎng)
教學反思:
19、
第五單元 數(shù)學廣角——鴿巢問題
第三課時
課 題:練習課
教學內(nèi)容:教材71頁練習十三的5、6題,及相關的練習題。
教學目標:
1、知識與技能:進一步熟知“鴿巢原理”的含義,會用“鴿巢原理”熟練解決簡單的實際問題。
2、過程與方法:經(jīng)歷探究“鴿巢原理”的學習過程,體驗觀察、猜測、實驗、推理等活動的學習方法,滲透數(shù)形結合的思想。
3、情感、態(tài)度和價值觀:通過用“鴿巢問題”解決簡單的實際問題,激發(fā)學生的學習興趣,使學生感受數(shù)學的魅力。
教學重難點
重點:應用“鴿巢原理”解決實際問題。引導學會把具體問題轉化成“鴿巢問題”。
難點:理解“鴿巢原理”,找出
20、”鴿巢問題“解決的竅門進行反復推理。
教學準備:課件。
教學過程:
一、復習導入
二、指導練習
(一)基礎練習題
1、填一填:
(1)水東小學六年級有30名學生是二月份(按28天計算)出生的,六年級至少有( )名學生的生日是在二月份的同一天。
(2)有3個同學一起練習投籃,如果他們一共投進16個球,那么一定有1個同學至少投進了( )個球。
(3)把6只雞放進5個雞籠,至少有( )只雞要放進同1個雞籠里。
(4)某班有個小書架,40個同學可以任意借閱,小書架上至少要有( )本書,才可以保證至少有1個同學能借到2本或2本以上的書。
21、
學生獨立思考解答,集體交流糾正。
2、 解決問題。
(1)(易錯題)六(1)班有50名同學,至少有多少名同學是同一個月出生的?
(2)書籍里混裝著3本故事書和5本科技書,要保證一次一定能拿出2本科技書。一次至少要拿出多少本書?
(3)把16支鉛筆最多放入幾個鉛筆盒里,可以保證至少有1個鉛筆盒里的鉛筆不少于6支?
(二)拓展延伸題
1、把27個球最多放在幾個盒子里,可以保證至少有1個盒子里有7個球?
教師引導學生分析:盒子數(shù)看作抽屜數(shù),如果要使其中1個抽屜里至少有7個球,那么球的個數(shù)至少要比抽屜數(shù)的(7-1)倍多1個,而(27-1)÷(7-1)=4...2,因此最多放進4個盒子里
22、,可以保證至少有1個盒子里有7個球。
教師引導學生規(guī)范解答:
2、 一個袋子里裝有紅、黃、藍襪子各5只,一次至少取出多少只可以保證每種顏色至少有1只?
教師引導學生分析:假設先取5只,全是紅的,不符合題意,要繼續(xù)去;假設再取5只,5只有全是黃的,這時再取一只一定是藍色的,這樣取5×2+1=11(只)可以保證每種顏色至少有1只。
教師引導學生規(guī)范解答:
3、六(2)班的同學參加一次數(shù)學考試,滿分為100分,全班最低分是75。已知每人得分都是整數(shù),并且班上至少有3人的得分相同。六(2)班至少有多少名同學?
教師引導學生分析:因為最高分是100分,最低分是75分,所以學生可能得到的不同分數(shù)有100-745+1=26(種)。
教師引導學生規(guī)范解答:
三、鞏固練習
完成教材第71頁練習十三的5、6題。(學生獨立思考解答問題,集體交流、糾正。)
四、課堂總結
板書設計:新
課標第一網(wǎng)
教學反思: