立足数学课堂实施有效教学
总结得出两个计数原理,能初步领会应用原理解决计数问题的要领,在探究过程中感悟原理所蕴含的思想方法和探究问题的一般策略.
(二)学生学情分析
对计数问题,学生在不同的学段都有相应的接触,在必修2中学习“古典概型”时,突出了枚举法或树形图在计数中的作用;在生活中,学生也不自觉地会使用“分类”和“分步”的方法来思考和解决问题,具备了一定的归纳、类比能力,这些都是学生学习两个计数原理的认知基础.
原理虽然简单朴素,但如何让学生借助已有的数学活动经验,抽象概括出两个计数原理,并领悟其中重要的数学思想方法,实现认知的飞跃,则是本节课须突破的难点.
二、教学目标设置
(1)准确理解分类计数原理和分步计数原理,并能说出它们的联系与区别;
(2)能准确地选择两个原理解决一些简单的实际问题;
(3)通过历经两个计数原理的发现和探索过程,让学生领悟运用两个原理所包含的划归与转化、分类与整合、特殊到一般的思想方法以及以退为进的思维策略.
三、教学策略分析
本节课是概念原理课教学的典范,拟定采取以退为进的教学策略,采用“创设情境→问题导引→实例探究→抽象概括→辨析提升→原理应用→反思升华”的探究式教学法,紧紧围绕如何抽象、如何概括、归纳和怎样应用等问题展开.
四、教学设计与简录
(一)创设情境揭示主题
播放儿歌《数鸭子》片段,门前大桥下,游过一群鸭,快来快来数一数,二四六七八,哎呀哎呀真呀真多呀,数不清到底多少鸭,数不清到底多少鸭!
教师:同学们,刚才我们听的这首儿歌名叫《数鸭子》,你能说出歌词向我们呈现了怎样的
数学问题?
众生:数数问题.
教师:对,计数问题.对数多少只鸭子,我们可以采用枚举法予以计数.原始人就会利用结绳来计数,我国早在宋代就出现了用算盘计数,计数问题在我们学习生活中随处可见,它也是我们学习排列、组合、概率、统计的基础.下面让我们来看这样的一个计数问题.
【设计意图】以一首熟悉的儿歌开始,轻松活泼引入话题.同时也说明总数不大时,我们可以采用枚举法计数.简短的几句话,把学生带进一个崭新的数学世界,激发学生的求知欲望—到底如何计数?概率、统计到底学什么?
(二)问题导引设置悬念
引例2014年宿迁地区私家车的保有量为33.62万辆,随着经济的发展,到2020年,私家车的保有量将达到60万辆,交管部门现推出新的个性化牌号的规则:
(1)①号位必须选择英文字母,③号位为文字母或阿拉伯数字,其余三位均为阿拉伯数字;
(2)英文字母不得选用I、O、Q.
试问,到2020年这样的个性化牌号的容量能否满足要求?
教师:这个问题你还能一一列举吗?
众生:不能.
教师:为什么?
生1:数目太大.
教师:对,对大数的计数问题,枚举法就显得力不从心,此时就迫切需要我们探索一种新的
计数方法——这就是我們今天所要研究的内容——两个计数原理.
【设计意图】通过生活中的学生熟悉实际问题切入,将学生的思维带入悱愤状态,提高了学生参与学习的积极性,同时也突出了学习本节课的必要性.
(三)实例探究提炼本质
实例探究1
师:下面我们先来从两个简单的问题着手探究.
问题1 (1)(我的老家在安庆,国庆节期间,我回家探亲)已知从镇江到安庆直达火车每天有4列,直达汽车每天有3班,试问我要从镇江到安庆,有多少种不同的直达方法?
(2)节目主持候选人中有4名男同学,8名女同学,若从中选一人主持节目,共有多少种不同的选法?师:(让学生思考片刻)你的答案是多少?又是怎么想的?
生2:有7种直达方法,因为火车和汽车班次之和为7,从中任选一个车次即可.
教师:还有其他解释吗?
生3:乘车方式有两种方案,若选火车,则有4种,若选汽车,则有3种,所以总的乘车方法数共有4+3=7种.
教师:说得非常好,我乘车回家有两类办法,第1类办法,乘火车有4种方法;第2类办法,乘汽车有3种方法,所以总的方法数为这两类办法数之和.(追问)我若选乘了火车,还可以选乘汽车吗?为什么?
生3:不能,因为你任选一种方法都可以回家.
教师:对,我没有分身之术,任何一种方法都可以一次性完成这件事,并且两类办法不可同时选择,它们之间是相互排斥的,那么请你类比刚才的分析,说说你对问题(2)的理解.
生4:选一名主持人,有两种方案,若选男生则有4种,若选女生有8种选法,所以总的方法数为这两类的方法数之和4+8=12种.
教师:很好,掌声!
【设计意图】问题背景贴近生活,其重要性不在于问题本身,而在于问题蕴含的“分类,加法”的一般性道理.所以,教学中教师的问法要有导向性,在师生对话中,要让学生感受到这个问题的共性及所蕴含的“分类,加法”的本质.
问题2:讨论问题1的(1)与(2)有何共性?
(小组讨论2分钟,代表交流,组员补充,教师总结,注意:要扣住“两类,一步到位,类类互斥和加法”来分析.教师提示:这两个问题的具体情境虽然不同,但都是在完成一件事.)
共性:(1)都是计算完成一件事情方法种数;
(2)完成这件事情都有两类办法,每类办法都可一次完成(一步到位)且类类互斥;
(3)总的方法种数为各类办法数之和.
【设计意图】通过自主思考、小组讨论和相互交流和补充,在教师的引导下,总结出问题的共性本质,为理解和归纳原理做铺垫.
问题3:从镇江到安庆,若未来每天还增开2个班次的直飞航班,我若回家又有多少种不同的直达方式?
生5:有三类回家方式,第1类,乘火车有4种;第2类,乘汽车有3种;第3类,乘飞机有2种,所以直达方式共有9种.
教师:也就是总的方法数为三类办法数之和.
实例探究2
问题4:(1)从镇江到安庆,我若先从镇江乘火车到合肥,再于次日从合肥坐汽车到安庆.
一天中,火车有4班,汽车有3班,那么两天中,从镇江到安庆共有多少种不同的乘车方式?
(2)节目主持候选人中有4名男同学,8名女同学,现从男女同学中各选一名来共同主持节目,共有多少种不同的选法?
教师:说说你对问题(1)的看法.
生6:4×3=12种.
教师:你又是怎么想的?
生6:如果乘火车1,则汽车就有3种乘法,同样乘火车2、3、4,汽车都有3种乘法,所以就是3+3+3+3=4×3=12种.
教师:他是将火车分为四类,每一类都有3种乘汽车方法,由分类计数原理知共有3+3+3+3,再将加法优化运算后写为4×3=12种,说得非常好.(追问)这件事可以一次性完成吗?
生7:不可以,需要分两步完成,第1步先从镇江到合肥,第2步再从合肥到安庆.
教师:那写成4×3后,4和3分别表示什么?
生7:4和3分别表示完成第1步和第2步的方法数.
教师:也就是说,完成这件事情的方法总数为完成这两步的方法数之积,哪一种写法更简便呢?
生7:后一种,乘法.
教师:问题5的问(1)与問题1的问(1)在完成这件事情的方式上有何不同?
生7:问题1只需要一步就可以完成,而问题5需要分两步才能完成,少一步都不行.
教师:对,缺一不可,还有不同吗?
生8:问题1是两类办法数之和,而问题5是完成两步的办法数之积,而且完成第1步的方法和第2步的方法之间是不相互排斥的.
教师:说得太好了(掌声)!我们把步与步之间不相互排斥称之为“步步独立”,请类比问题5的(1),说说你对(2)的理解.
生8:要完成选主持人,要分两步完成,第1步选男生,有4种选法;第2步选女生,有8种选法,则总的选法数为两步方法数之积4×8=32种.
【设计意图】一方面,通过类比分类计数原理,让学生归纳出分步计数原理,既起到温故知新的作用,又达到提高学生的类比转化能力;另一方面,从加法原理过渡到乘法原理,体现了两个原理间的内在联系,最后落脚点在“分步,乘法”这两个特征上,有利于新原理的主动建构.
五、反 思
有效教学,是指在师生双方的教学活动中,通过运用适当的教学策略,使学生的基础性学力、发展性学力和创造性学力得到很好的发展.学生的进步和发展是衡量课堂教学有效性的唯一尺度.
(一)“熟悉学情”是数学课堂有效教学的前提
奥苏贝尔的经典名言:“将全部教育心理学一言以蔽之曰:影响学习的唯一重要的因素:学习者已经知道了什么.”教学内容必须紧扣教学目标、适合学生的认知水平,靠近他们的最近发展区,教学才能引起学生广泛的联想和认知冲突,在获取数学知识的同时,体验数学知识形成与发展.
(二)“以生为本”是数学课堂有效教学的核心
要相信:我们的学生能学习、能自主学习、还能帮你教学.教师应学做一名智慧的听众,教学中适当转化思维,促学生开口讲;通过真诚倾听,让学生讲清楚;适时点拨,助学生讲明白.将第一思考时间还给学生;将第一表达机会还给学生;将第一体验过程还给学生;将第一认知反思还给学生.
【参考文献】
[1]崔允漷.有效教学[M].上海:华东师范大学出版社出版,2009.