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浅谈抽屉原理的教学思考——注重自主探究 发展数学思维

作者:鏈?煡 时间:2017-11-28 阅读:( )

  广西贺州市八步区桂岭镇桂西小学 高绍思

  【关键词】自主探究 数学思维

  很多教师在实际教学中,由于初次接触这一教学内容,缺乏一定的教学经验,确实产生了不少困惑。“抽屉原理”看似简单,但因为其实质是揭示了一种存在性,比较抽象,要让小学生对“抽屉原理”有实质性的理解,有一定难度。

  在实际教学中怎样正确处理这个教学内容,把准教学目标、恰当运用教学方法,让学生的数学思维在自主探究过程中得到发展?

  一、注重自主探究,渗透数学思想

  课程标准要求数学学习应注重让学生经历“数学证明”的过程。在小学阶段,虽然并不需要学生对涉及到“抽屉原理”的相关现象给出严格的、形式化的证明,但仍可引导学生用直观的操作、自主探究方式对“抽屉原理”进行解释。教学时可以鼓励学生借助学具、实物操作或画草图的方式进行“说理”。

  1.“化繁为简,欲进先退”的数学学习的策略

  数学教学不是单纯的传授数学知识,而是创造条件,让学生自己去探索,揣摩、发现解决问题的策略和方法。所以提出问题,让学生明白要在具体的操作中证明自己的猜想的结论是否正确?教学中必须引导学生“化繁为简,欲进先退” 数学学习的策略。“1000个乒乓球,990个盒子”,数目大,直接操作验证是不可能的,怎么办?必须通过小组讨论,找到应对的策略和方法, 也就是要“乒乓球和盒子”个数尽可能小,学生才有可能经历“验证”的全过程,并能在实际操作探究过程中不断调整方法和策略,提高学生的数学思维能力。

  2.“列举法、假设法”自主操作验证方法.

  数学的教学的核心就是思维教学、方法教学。学生是学习的主动者,尤其对这种原理的初步认识、验证,学生的思维不应由老师掌控,而是让学生自主去探索、发现和解决问题,从而让学生感悟的数学思维和数学方法。

  (1)采用操作的方法进行了抽屉原理的存在现象。

  学生的小组学习探究结果就是学生思维的展现过程,也是体现思维差异的一个过程,因此,对学生的操作过程、结果必须加以展示、分析和归纳,并能抓住典型例子对抽屉原理的存在现象共同探究。

  例1:把4枝铅笔放在3个文具盒里,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔。为什么?

  学生通过自主动手操作、画图,发现把4枝铅笔分配到3个文具盒中一共只有四种情况,即(4,0,0),(3,1,0),(2,2,0),(2,1,1),引导学生初步理解“不管怎么放”、“总有一个”、“至少”的含义。

  抽屉原理对于小学生来说,比较抽象,特别是“总有一个文具盒中至少放进2枝铅笔”这句话的理解。所以通过具体的小组合作操作,列举所有的情况后,引导学生直接关注到每种分法中数量最多的文具盒,理解“总有一个文具盒”以及“至少2枝”。让学生初步经历“验证”的过程,初步探索解决抽屉原理的基本方法,发展了学生的类推能力,形成比较抽象的数学思维。

  (2)采用“假设法”证明“抽屉原理”存在的一般性。

  “抽屉原理”核心思路就是把“物体” “平均分”给各个抽屉,看每个抽屉能分到多少,剩下的不管放到哪个抽屉,总有一个抽屉至少比“平均数”多1。在操作过程中体会到“平均分”即是为了突出“最不利情况”,如假设先在每个文具盒中放1枝铅笔,3个文具盒里就放了3枝铅笔。还剩下1枝,放入任意一个文具盒,那么这个文具盒中就有2枝铅笔了。即“为什么把(n +1)枝铅笔放进 n个文具盒,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔”这个一般性的结论;从结果进行“假设”,同样验证到结论的正确与否,如上面列举的四种情况,即(4,0,0),(3,1,0),(2,2,0),(2,1,1),让学生观察、比较、讨论:把4枝铅笔放在3个文具盒里,不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔,为什么不是4枝、3枝、1枝?学生通过小组交流,反复论证,问题的思路更清晰、对原理的理解更深刻,数学思维得到升华。

  二、注重规律揭示,培养 “建模”思想

  数学建模是利用数学方法解决实际问题的一种实践。即通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后,将实际问题用数学方式表达,建立起数学模型,然后运用数学方法解决实际问题。

  “抽屉问题”的变式很多,应用更具灵活性。但能否将这个具体问题和“抽屉问题”联系起来,能否找到问题中的具体情境和“抽屉问题”的“一般化模型”之间的内在关系是影响能否解决该问题的关键。因此,在教学时要引导学生总结规律,建立“抽屉问题”的“一般化模型”。

  例2:把5本书放进2个抽屉里,不管怎么放,总有一个抽屉至少放进3本书。7本呢?9本呢?

  教材提供了让学生把5本书放进2个抽屉的情境,在操作的过程中,学生发现不管怎么放,总有一个抽屉至少放进3本书,从而产生探究原因的愿望。学生仍然可以采用枚举的方法,把5分解成两个数,有(5,0),(4,1),(3,2)三种情况。在任何一种结果中,总有一个数不小于3。即先把5本书“平均分成2份”。利用有余数除法5÷2=2……1可以发现,如果每个抽屉放进2本,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。

  在例1和做一做的基础上,学生会用平均分的方法解决“至少”的问题,将证明过程用有余数的除法算式表示,从余数1到余数2,让学生再次体会要保证“至少”必须尽量平均分,余下的数也要进行二次平均分,为发现结论与商和余数的关系做好铺垫。

  研究了“把5本书放进2个抽屉”的问题后,教材又进一步提出“如果一共有7本书,9本书,情况会怎样?”的问题,让学生利用前面的方法进行类推,得出“7本书放进2个抽屉,总有一个抽屉至少放进4本书,9本书放进2个抽屉,总有一个抽屉至少放进5本书”的结论。

  三、注重知识应用,发展数学思维

  学生经历探究“抽屉原理”的过程,通过猜想、动手操作、发现、推理、验证等活动,初步了解“抽屉原理”,并能够应用于实际。但是“抽屉原理”的应用广泛且灵活多变,用“抽屉原理”来解决实际问题时,有时要找到实际问题与“抽屉问题”之间的联系并不容易。因此,教学时,要引导学生先判断某个问题是否属于用“抽屉原理”可以解决的范畴,如果可以,再思考如何寻找隐藏在其背后的“抽屉问题”的一般模型。不必过于追求学生“说理”的严密性,只要能结合具体问题把大致意思说出来就可以了,允许和鼓励学生借助实物操作等直观方式进行猜测、验证,学会思考数学问题的方法,培养学生的数学思维。

  【参考文献】

  [1]金彩萍. 论主动探究下的小学数学教学策略思考和应用[J/OL]. 现代交际,:(2017-06-22)..

  [2]杨慧. 如何构建小学数学自主学习课堂[J/OL]. 中国培训,:1(2017-06-15).

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