高中数学教学论文:排列组合的解题策略

2009-03-03 15:41来源:互联网 作者:张兵 [打印] [评论]  北京2010新高考方案获教育部批复

高中数学教学论文:排列组合的解题策略

    让学生成为"演员"——也谈排列组合的解题策略 

    作者:苏州市相城区黄埭中学 张兵

    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: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,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。

    2、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。