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。
怎样分析排列组合综合题?使用“分类计数原理”还是“分步计数原理”要根据我们完成某事件时采取的方式而定,分类来完成这件事时用“分类计数原理”,分步来完成这件事时就用“分步计数原理”,怎样确定分类,还是分步骤?“分类”表现为其中任何一类均可独立完成所给的事件,而“分步骤”必须把各步骤均完成才能完成所给事件,所以准确理解两个原理强调完成一件事情的几类办法互不干扰,彼此间交集为空集,并集为全集,不论哪类办法都能将事情单独完成,分步计数原理强调各步骤缺一不可,需要依次完成所有步骤才能完成这件事,步与步之间互不影响,即前步用什么方法不影响后面的步骤采用的方法。排列与组合定义相近,它们的区别是在于是否与顺序有关。复杂的排列问题常常通过试验、画简图、小数字化等手段使问题直观化,从而寻求解题途径,由于结果的正确性难于检验,亦常常需要用不同的方法求解来获得检验。按元素的性质进行分类,按事件发生的连续性进行分步是处理组合问题的基本思想方法,要注意“至少、至多”等限制词的意义。处理排列、组合综合性问题,一般思想是先选元素(组合),后排列,按元素的性质进行“分类”和按事件的过程“分步”,始终是处理排列、组合问题基本方法和原理,通过解题训要注意积累分类和分步的基本技能。在解决排列、组合综合性问题时,必须深刻理解排列组合的概念,能熟练确定问题是排列问题还是组合问题,牢记排列数与组合数公式与组合数性质,容易产生的错误是重复和遗漏计数。
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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:第一,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。
第二,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。
论文作者:陈莉
论文发表刊物:《新疆教育》2013年第5期供稿
论文发表时间:2014-4-1
标签:学生论文; 排列论文; 组合论文; 题目论文; 同学论文; 原理论文; 解决问题论文; 《新疆教育》2013年第5期供稿论文;