排列和组合教学设计

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  排列和组合教学重点是几种常见命题的形式的解题思路及有关应用。首先,通过排列和组合有关知识的学习,对排列和组合有一个整体上的认识,给学生打下了很好的基础。其次,在教学中,本着以学生为本的原则,让学生自己动手参与实践,使之获取知识。在传统教学过程中,学生主要依靠老师,自主探索的能力不强,因此在本节课学习中,教师在课堂上适时抛出问题,使学生有的放矢,有针对性,知道自己下一步应该做什么。第三、针对数学学科的特点,在学生自主探索发现结论后,还需在理论上给予支持。因此,对各种常见的类型,教师在课堂上分别给予小结,目的是让学生在今后的自主学习中,若遇到同样的问题,有能力自己解决。从而让学生逐步熟悉、形成较为完整的一套自主学习的方法。
  排列组合作为高中代数课本的一个独立分支,因为极具抽象性而成为“教”与“学”难点。有相当一部分题目教者很难用比较清晰简洁的语言讲给学生听,有的即使教者觉得讲清楚了,但是由于学生的认知水平,思维能力在一定程度上受到限制,还不太适应。从而导致学生对题目一知半解,甚至觉得“云里雾里”。针对这一现象,笔者在日常教学过程中经过尝试总结出一些个人的想法跟各位同行交流一下。
  笔者认为之所以学生“怕”学排列组合,主要还是因为排列组合的抽象性,那么解决问题的关键就是将抽象问题具体化,我们不妨将原题进行一下转换,让学生走进题目当中,成为“演员”,成为解决问题的决策者。这样做不仅激发了学生的学习兴趣,活跃了课堂气氛,还充分发挥学生的主体意识和主观能动性,能让学生从具体问题的分析过程中得到启发,逐步适应排列组合题的解题规律,从而做到以不变应万变。当然,在具体的教学过程中一定要注意题目转换的等价性,可操作性。
  下面笔者将就教学过程中的两个难点通过两个特例作进一步的说明:
  一、占位子问题
  例1:将编号为1、2、3、4、5的5个小球放进编号为1、2、3、4、5的5个盒子中,要求只有两个小球与其所在的盒子编号相同,问有多少种不同的方法?
  ①仔细审题:在转换题目之前先让学生仔细审题,从特殊字眼小球和盒子都已“编号”着手,清楚这是一个“排列问题”,然后对题目进行等价转换。
  ②转换题目:在审题的基础上,为了激发学生兴趣进入角色,我将题目转换为:
  让学号为1、2、3、4、5的学生坐到编号为1、2、3、4、5的五张凳子上(已准备好放在讲台前),要求只有两个学生与其所坐的凳子编号相同,问有多少种不同的坐法?
  ③解决问题:这时我在选另一名学生来安排这5位学生坐位子(学生争着上台,积极性已经得到了极大的提高),班上其他同学也都积极思考(充分发挥了学生的主体地位和主观能动性),努力地“出谋划策”,不到两分钟的时间,同学们有了统一的看法:先选定符合题目特殊条件“两个学生与其所坐的凳子编号相同”的两位同学,有C 种方法,让他们坐到与自己编号相同的凳子上,然后剩下的三位同学不坐编号相同的凳子有2种排法,最后根据乘法原理得到结果为2×C =20(种)。这样原题也就得到了解决。
  ④学生小结:接着我让学生之间互相讨论,根据自己的分析方法对这一类问题提出一个好的解决方案。(课堂气氛又一次活跃起来)
  ⑤老师总结:对于这一类占位子问题,关键是抓住题目中的特殊条件,先从特殊对象或者特殊位子入手,再考虑一般对象,从而最终解决问题。
  二、分组问题
  例2:从1、3、5、7、9和2、4、6、8两组数中分别选出3个和2个数组成五位数,问这样的五位数有几个?(本题我是先让学生计算,有很多同学得出的结论是P ×P )
  ①仔细审题:先由学生审题,明确组成五位数是一个排列问题,但是由于这五个数来自两个不同的组,因此是一个“分组排列问题”,然后对题目进行等价转换。
   ②转换题目:在学生充分审题后,我让学生自己对题目进行等价转换,有一位同学A将题目转换如下:
  从班级的第一组(12人)和第二组(10人)中分别选3位和2位同学分别去参加苏州市举办的语文、数学、英语、物理、化学竞赛,问有多少种不同的选法?
  ③解决问题:接着我就让同学A来提出选人的方案
  同学A说:先从第一组的12个人中选出3人参加其中的3科竞赛,有P ×P 种选法;再从第二组的10人中选出2人参加其中2科竞赛有P ×P 种选法;最后由乘法原理得出结论为(P ×P )×(P ×P )(种)。(这时同学B表示反对)
  同学B说:如果第一组的3个人先选了3门科目,那么第二组的2人就没有选择的余地。所以第二步应该是P ×P(同学们都表示同意,但是同学C说太蘩)
  同学C说:可以先分别从两组中把5个人选出来,然后将这5个人在5门学科中排列,他列出的计算式是C ×C ×P(种)。(再次通过互相讨论,都表示赞赏)
  这样原题的解答结果就“浮现”出来C ×C ×P(种)。
  ④老师总结:针对这样的“分组排列”题,我们多采用“先选后排”的方法:先将需要排列的对象选定,再对它们进行排列。
  以上是我一节课两个例题的分析过程,旨在通过这种方法的尝试(教学效果比较明显),进一步活跃课堂气氛,更全面地调动学生的学习积极性,发挥教师的主导作用和学生的主体作用,让学生在互相讨论的过程中学会自己分析转换问题,解决问题。在上课的过程中,充分体现出计算机的交互和便捷的特点,学生可以根据需要,在老师的引导下,选择自己学习的进度和内容,去自主的学习和探索。在上课过程中,学生积极思考,相互协作讨论,踊跃回答问题,气氛活跃,教学效果好。
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