以排列组合解题谈数学教学过程

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  摘 要: 什么是数学教学过程?教学论认为:数学教学过程既是一种特殊的认识过程,又是一种促进学生全面发展的过程,是认识与发展相统一的活动过程。新课程标准下数学教学过程可做这样的表述:数学教学过程是师生双方在数学教学目的指引下,以数学教材为中介,教师组织和引导学生主动掌握数学知识、发展数学能力、形成良好个性心理品质的认识与发展相统一的活动过程。
  关键词: 数学教学 排列组合 转化
  数学教学过程还可以这样表述:从结构来看,它是一个以教师、学生、教材、教学目的和教学方法为基本要素的多维结构;从功能来看,它是一个教师引导学生掌握数学知识、发展数学能力、形成良好心理品质的认识与发展相统一的过程;从性质来讲,它是一个有目的、有计划的师生相互作用的双边活动过程。
  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”的难点。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,但由于学生认知水平、思维能力在一定程度上受到限制,一时还不太适应。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想法与各位同行交流。
  学生“怕”学排列组合,主要还是因为排列组合的抽象性,解决问题的关键是将抽象问题具体化,不妨将原题转换一下,让学生走进题目中,成为“演员”,成为解决问题的决策者。不仅激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,还充分发挥学生的主体意识和主观能动性,让学生在具体问题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,具体教学过程中一定要注意题目转换的等价性、可操作性。
  下面就教学过程中的两个难点通过两个特例做进一步说明。
  1.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,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:这时我再选另一名学生安排这5位学生坐位子(学生争着上台,积极性得到极大提高),班上其他同学都积极思考(充分发挥学生的主体作用和主观能动性),努力“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,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=20(种)。这样原题就得到了解决。
  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。
  2.分组问题
  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:先將需要排列的对象选定,再对它们进行排列。
  以上是一节课两个例题的分析过程,旨在通过这种方法的尝试(教学效果比较显著),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。
  新课程标准下教师已经不再是单纯地传授知识,而是帮助学生吸收、选择和整理信息,带领学生管理人类已形成和发展的认识成果,激励他们在继承基础上发展;教师不单是一个学者,精通自己的学科知识,而且是学生的导师,指导学生发展自己的个性,督促其自我参与,学会生存,成才成人。教师的劳动不再是机械重复,不再是课堂上千篇一律的死板讲授,代之而行的是主持和开展种种认知性学习活动,师生共同参与探讨数学的神奇世界;新课程标准下的教师不再是学生知识的唯一源泉,而是各种知识源泉的组织者、协调者,他们让学生走出校门,感受社会和整个教育文化。可以说,促进人的发展,促进文化和科学技术发展,促进社会生产发展,是新课程标准下数学教师的根本任务。
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