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1、《簡單的排列問題》教學(xué)設(shè)計
教學(xué)目標(biāo):
1.結(jié)合具體情境,認識和了解簡單的排列問題,在“3人排隊”的問題情境中,掌握解決排列問題的方法,體會解決問題策略的多樣性。
2.通過組織學(xué)生經(jīng)歷擺一擺、寫一寫、說一說、想一想等活動,培養(yǎng)孩子們初步的觀察、分析及推理能力,使其學(xué)會有序、全面的思考問題。
3.通過活動,讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)規(guī)律的形成過程,激發(fā)學(xué)生探究數(shù)學(xué)問題的興趣與欲望,感受數(shù)學(xué)的價值,養(yǎng)成與人合作的良好習(xí)慣。
重點:掌握解決排列問題的方法,學(xué)會有序思考問題。
難點:探究、總結(jié)事物排列的規(guī)律。
教、學(xué)具準(zhǔn)備:多媒體
教學(xué)過程:
一、創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境,提出數(shù)學(xué)問題
師生交流,(
2、同學(xué)們,知道咱們今天學(xué)習(xí)什么內(nèi)容嗎?)從而揭示課題,(板書:簡單的排列問題)(師:你知道什么叫排列問題嗎?舉個例子向大家介紹一下。)引導(dǎo)學(xué)生了解什么是排列問題,讓學(xué)生舉例說明,(以2人為例,教師強調(diào):還有其他的排列方法嗎?這兩種排法都是排列問題,那他們是不是一樣的呢?什么不一樣?)從而使學(xué)生了解排列的本質(zhì)是:有序。
我們可以把兩個人進行排列,那現(xiàn)在老師給大家兩個數(shù)字,請大家組成一個兩位數(shù):(3、5,8、2,)教師強調(diào)每個數(shù)字都有機會排到第一位;0、6(讓學(xué)生解釋為什么只有一種排法的原因)
二、組織有效教學(xué),探究排列規(guī)律
1、確定研究思路
師:通過思考我們發(fā)現(xiàn),2人排列時有兩種排列方法(
3、課件演示),即小冬排第一位,小華排第二位有1種。小華排第一位,小冬排第二位又有1種,一共有幾種排法?(2種)大家能不能把排列的結(jié)果用簡單的數(shù)學(xué)算式表示出來呢?
生可能:1+1。
師:用乘法該怎樣表示呢?
生:21。
(教師相機板書)
2、研究3人排列的問題
師:如果三個人排成一行,又有幾種不同的排法?下面請同學(xué)們同桌兩人一組討論三人的排列方法,每人盡量說出一種與其他人不同的排列方法,將排列方法及時記錄到老師給大家準(zhǔn)備的紙上,(看哪個小組能找到不重復(fù)、不遺漏排列的規(guī)律。)(為了書寫方便,也可以用3個不同的符號或字母來表示3個同學(xué))
排列人數(shù)
具體排法(不重復(fù)、不遺漏)
排列總數(shù)
4、
人
種
學(xué)生以小組為單位進行研究。
(展示學(xué)生的排法)
生1、2、3:(教師根據(jù)學(xué)生的展示及時進行評價)
師:還有不同排法嗎?從學(xué)生的匯報展示中,選出排法是6中方法的進行比較,讓每個小組介紹排列時的想法,然后根據(jù)學(xué)生的排列擇優(yōu)。經(jīng)過學(xué)生的排列方法的多樣化的展示,教師重點講解,每人固定在第一位后交換后面兩個人的排列。
生2展示:(可以先把小冬放在第一位,其余小華和調(diào)換位置,有2種排法;再把小華放在第一位,小冬和再調(diào)換位置,有2種排法;最后把放在第一位,小冬與小華調(diào)換位置,又有2種排法,這樣共有6種排法。)
師:這個小組也找到了6種不同的排法,他
5、們用的是什么排法呢?這種排法有什么特點呢?誰來說一說。
生2:可以先把小冬放在第一位,小華和調(diào)換位置,有2種排法;再把小冬放在第二位,小華和再調(diào)換位置,有2種排法;最后把小冬放在第三位,小華與調(diào)換位置,又有2種排法。這樣共有6種排法。(教師巡視引導(dǎo)出這種方法)
師:聽明白了嗎?他們小組是將同一個人分別固定在第一、第二和第三的位置,然后交換剩余的兩個人,共有6種不同的排法。(還可以說:這個小組給小冬、小華、每人排第一的位置,然后交換后面兩人的位置,各得到了2種排法)這個小組同學(xué)不僅細心,而且用心!
師:還有不同的排法嗎?大家用心想一想,哪種排列方法可以使我們在排的過程中,既快又不重復(fù)不遺漏
6、呢?
生:第**種,因為它是按照一定的規(guī)律(或順序)排列。
師:我們把這種按照一定規(guī)律排列的方法稱為——有序排列,有序排列不僅可以幫助我們提高排列的效率,還可以使排列既不重復(fù)又不遺漏。(教師板書:有序排列)
師:(出示課件)通過剛才同學(xué)們的研究我們發(fā)現(xiàn),如果先把小冬放在第一位,小華和調(diào)換位置,有2種排法;再把小華放在第一位,小冬和再調(diào)換位置,有2種排法;最后把放在第一位,小冬與小華調(diào)換位置,又有2種排法,這樣就共有6種排法。大家能不能把排列的結(jié)果用數(shù)學(xué)算式表示呢?
生:32。(教師板書)
4、自主練習(xí)鞏固應(yīng)用(首先向?qū)W生滲透,下面的各題是不是排列問題)
師:(1)小云、小雨、小雪3
7、位同學(xué)排成一行跳舞,可以有多少種不同的排法?(直接讓生說一說)
(2)用0、3、4三張數(shù)字卡片,你能擺出多少個不同的三位數(shù)?(讓生寫一寫,然后說一說,說明為什么有4種排法。)
(3)甲、乙、丙、丁4位同學(xué)排成一行表演小合唱,甲同學(xué)擔(dān)任領(lǐng)唱。為了讓她靠近麥克風(fēng),需把她安排在左起第二的位置上,其余的同學(xué)任意排列,有多少種不同的排法?請大家在老師準(zhǔn)備的第二張紙上寫一寫。(讓生寫一寫,然后投影展示)
三、致力核心問題,建立數(shù)學(xué)模型
1、研究4人排列的問題
師:通過研究我們發(fā)現(xiàn),3人排列的時候有6種排列方法,為什么4人排列的時候也有6種排列方法呢?
生:因為甲被固定在了第二位不動,實際上我們
8、排列的是其他三位同學(xué)。
師:如果甲、乙、丙、丁這四位同學(xué)任意排列,又會有多少種不同的排法呢?現(xiàn)在我們借助3人的排列方法和規(guī)律來探究4人的排列有多少種?以先確定甲的位置為例,將自己的想法跟你的同桌交流一下,寫一寫看看有幾種排法,學(xué)生小組合作討論、交流,教師巡視指導(dǎo)。(學(xué)生分組討論并寫出固定甲在第一位時的排列方法)
師:一共有多少種排法呢?
生:24種。
師:為什么?你是怎樣想的呢?
可能1:固定甲在第一位,剩下的是3人的排列,得到了6種排法。讓乙排在第一位,然后甲、丙、丁交換位置,得出了6種排法。讓丙排在第一位,然后甲、乙、丁交換位置,得出了6種排法。讓丁排在第一位,然后甲、乙、丙交換
9、位置,得出了6種排法,所以會出現(xiàn)24種排法。
大家能不能把排列的結(jié)果用數(shù)學(xué)算式來表示出來呢?
生:46。(教師相機板書)
師:你們真聰明,現(xiàn)在我們解決了甲、乙、丙、丁4人任意排列的問題。并且在解決問題的過程中,我們用到了尋找排列問題規(guī)律的方法:有序排列。
2、梳理過程,推想規(guī)律
師:我們現(xiàn)在回過頭來仔細的觀察這幾個算式:21 32 46 教師引導(dǎo)尋找算式
的規(guī)律。(不同人數(shù)排列的算式)根據(jù)算式的規(guī)律推想5人的排列算式。6人、7人、---
生:第一個數(shù)就是排列的人數(shù),還可以理解為每個人固定在第一位的次數(shù),然后依次往下乘,一直乘到1為止。
師:那么10個人任意排
10、列的算式是什么呢?
生:1098……321
師:15人全排列呢?20人呢?
生自由說。
人數(shù)
算式
排法總數(shù)
2
21
2
3
321
6
4
4321
24
5
54321
120
6
654321
720
7
7654321
5040
……
……
……
師:看來同學(xué)們對排列問題已經(jīng)有了較為深刻的理解。請同學(xué)們認真觀察一下,每個乘法算式像不像一個個階梯一樣???其實這種乘法方式叫做階乘,它是由19世紀(jì)法國著名數(shù)學(xué)家基斯頓卡曼于1808年發(fā)明的,階乘被廣泛地應(yīng)用于計算機科學(xué)領(lǐng)域,為人類做出了巨大的貢獻。
師:隨著學(xué)習(xí)的不斷深入,在大家以后
11、的學(xué)習(xí)中將會對階乘有更加深刻的認識。
課后小練習(xí):
2、同學(xué)們,我們已經(jīng)找到了排列問題的規(guī)律:告訴我們?nèi)藬?shù),我們就可以用算式表示出有多少種不同的排列方法。那么,請大家觀察這個算式:321,它表示的是幾個人的排列問題?
四、深化經(jīng)驗成果,升華數(shù)學(xué)內(nèi)涵
師:回顧整個探究過程,我們先根據(jù)生活問題進行猜測(板貼),然后運用化繁為簡和有序排列的方法進行了驗證(板貼),然后對排列的方法進行了推想(板貼),最后發(fā)現(xiàn)了規(guī)律,得到出了結(jié)論(板貼),在整個探究過程中,你有哪些收獲?
生自由說。
師:實際上,在我們的生活中有很多的排列問題,如路隊、做操、賽跑等等,請大家就運用今天所學(xué)的知識走進生活,用我們的智慧把自己的生活裝點得更加美好吧!
板書設(shè)計:
排列問題
2
21
2
3
321
6
4
4321
24
5
54321
120
6
654321
720
7
7654321
5040
……
……
……
猜測
驗證
推想
結(jié)論
化繁為簡
有序排列