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视频课题:高中数学人教A版选修2-3第一章1.2排列与组合1.2.2组合_重庆市优课
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高中数学人教A版选修2-3第一章1.2 排列与组合1.2.2 组合_重庆市优课
教学目标
1、 知识与技能目标:
(1)掌握组合的概念,理解排列和组合的区别和联系;
(2)掌握组合数公式;
(3)能应用组合数公式解决简单的计数应用问题。
2、 过程与方法目标:
(1)通过组合的学习过程,体会数学中类比的学习方法;
(2)在经历了组合数公式推导过程,掌握由特殊到一般的归纳推理学习方法。
3、情感、态度和价值观:
(1)通过学习,能够深刻的感受到数学来源于生活并服务于生活;
(2)通过师生、生生合作学习,增强学生团队协作能力,增强主动与他人合作交流的意识。
2学情分析
从学生现有的知识技能看,在经历了两个计数原理以及排列的学习,学生对“完成一件事情”、分步、分类等基本思想方法有比较深刻的认识。大部分学生已经能正确运用两个计数原理,熟练地解决排列问题,还能遵循先特殊后一般、、先分类后分步的原则,解决典型的排列问题。
从学生的认知方式和学习习惯看,排列与组合的区别,从定义上来说是简单地,但在具体纠结过程中学生往往感到困惑,分不清到底与顺序有无关系。这与平时凭经验、靠感觉的做事习惯、思考习惯有密切的关系。对于公式的学习习惯,公式的的应用,学生能较快入手,但对于公式的来由和推导,却知其然不知其所以然。要解决这一问题,需要师生一起,在分析问题的过程中,舍弃背景,化归数学模型,借助适当的工具,模拟完成事情的过程,紧扣数学概念,提升逻辑思维能力。
因此,本课的主要任务是依托学生已有的知识和方法,类比归纳出组合的概念、推导出组合数公式,并能应用组合数公式解决基本的组合问题。
3重点难点
教学重点:组合的概念及组合数公式
教学难点:组合数公式的推导发现
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】创设情境
最近刚读完一本书,书名叫《越努力,越幸运》,我终于给我一直以来的幸运找到了缘由:我一直都在努力呀!今天,我给我的幸运画条延长线,通过游戏,把幸运传递给大家。游戏的名字叫“计数幸运星”。游戏规则:游戏以小组为单位,共分为两轮。每一轮由组长执笔,代表本组从1,2,3,4四个数字中选出三个记录在小黑板上。每一轮记录结束时由老师宣布幸运号码,符合幸运号码规则的小组将是本轮游戏的计数幸运星.
从中奖的规则上,让学生发现两次幸运号码的区别,并能查找根本原因——顺序。再舍弃背景,提炼出数学模型。
问题1:从4个不同的元素里选出3个元素,按照一定的顺序排列,有多少种不同的方法?
问题2:从4个不同的元素里选出3个元素,有多少种不同的方法?
此时指出:幸运号码:421是一个排列,不分顺序的4,2,1是一个组合,问题1就是学习过的排列问题,问题2就是要学习的组合问题。
活动2【讲授】探究新知
一、组合的概念
类比排列,你能告诉我什么是组合吗?
组合:从n 个不同元素中取出m 个元素合成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合。
问题:排列、组合有什么区别和联系?
什么是相同的排列?
什么是相同的组合?
小组交流:举出身边生活中的组合的例子。
例1、天星桥中学食堂中午有7荤8素共15样菜品供同学们选择,辨析下列排列组合问题:
(1)依次摆放菜品,有多少种不同的摆放方法?
(2)甲、乙分别选择一种不同的荤菜,有多少种不同的方法?
(3)从7样荤菜中选2样,有多少种不同的方法?
(4)选出3样不同的菜配成套餐,共能配成多少种不同的套餐?
在上述问题的判断之后,请学生表示出(1)、(2)的排列数。
问题:例1中的(3)题有多少种不同的选法?
这个结果“21”就是我们所求的从7个不同的元素中取出m个元素的组合的个数,称作组合数。
二、组合数的概念:
组合数:从n 个不同元素中取出 m个元素的所有不同组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数,用符号Cmn 表示(combination)
问题:"组合”与组合数有什么区别?举例说明。
问题:如果不写出所有的组合,该怎样求组合数呢?
合作探究:前面已经提到,组合与排列有相互联系,我们能否利用这种关系,通过排列数 来求组合数 呢?并小组合作找寻排列数和组合数之间的联系。
让学生写出上述问题的所有的组合:
123,124,234,134
让学生写出上述问题的所有的排列:
123,132,321,312,231,213
124,142,214,241,421,412
234,432,243,423,324,342
134,143,314,341,214,241
思考:①请说出你是按照什么规律写出排列的?这些排列与组合的关系是什么?
②请用学过的乘法原理进行解释
③你能否猜出 的关系呢?
启发引导学生借助组合与排列概念间的联系,猜测组合数与排列数的关系;通过对问题1和问题2的分析、解决,按照由简单到复杂,由具体到抽象,由特殊到一般的认识过程,归纳得出组合数公式。
三、组合数公式
Cmn=AmnAmm =n(n−1)(n−2)....(n−m+1)m!
Cmn=n!m!(n−m)! (m,n∈N+,且m≤n)
规定:0!=1
利用组合数公式表示并计算例1的(3)(4)两小题。
请小组组长命题,其他同学完成计算并相互验证,然后个别展示。(建议m、n在10以内)
个别学生能够发现 Cmn=Cn−mn ,老师提出猜想,从选m留n-m对应关系解释原理。
活动3【活动】合作探究
1、观察组合数公式有结构特点,熟悉并记忆公式。推广分享自己的记忆方法.
2、学生自主命题:计算组合数并个别展示。个别学生在计数中发现组合数的性质
活动4【活动】课堂小结
1、学到了什么?求组合数有那些方法?
2、本节课学到了什么数学思想方法?
3、大家还有什么疑问?
最后以一首小诗结束本节课的学习:
排列组合两兄弟,
有无顺序辨清晰;
先选后排有条理,
幸运计数就是你。
活动5【练习】课堂作业
(一)、书面作业:
1、计算:(1)C315 (2)C25·C35
(3)C36C48 (4)C28+C38+C29
2、从3,5,7,11这四个质数中任取两个相乘,可以得到多少个不同的积?
3、 圆上有9个点
(1)以其中每两个点为端点的直线有多少条?
(2)以其中每两个点为端点的有向线段有多少条?
(3)过其中每三个点作圆的内接三角形,一共可以作多少个圆的内接三角形?
(二)、预习作业:组合数的两个性质
活动6【活动】教学反思
“教然后而知困。”本节课已经上完了,但对“组合”这节课的思考我一直停不下来,回顾自己在教学设计过程和上课中的点点滴滴,我做了一些反思:
(1)对教材有些创造性的使用。
本节课的教学目标设置要求理解排列组合的区别和联系。在对教材中的引入问题设计上,我切合实际地做了一些改进,设计成“计数幸运星”游戏环节,即使问题本身因为背景而站稳脚跟,又使学生的参与热情空前高涨,并能从“幸运”的角度去体会“顺序”的存在,从而达到对排列组合概念的深刻理解和体会。
在例题的编排方面,我抛开了排列问题中常见的站队、涂色、安排活动等基本模型,从学生喜闻乐见的食堂打饭问题中提出数学为题,提升了学生兴趣,并能使学生切身感受数学来源于生活,生活中蕴含着数学,从生活中提炼数学模型。
(2)切合生活实际地教学设计让学生参与热情高涨、课堂精彩纷呈。
在“计数幸运星”的游戏中,一开始大部分学生确实纯属赌运气,因为没有方向和目标,当第二轮我公布了幸运号码的时候,学生突然似乎能明白了我的一点点意图,也开始思考为什么第一轮很难,而第二轮比较容易,思考其中的数学问题,并发挥集体的智慧,小组合作抽象出其中的数学模型。
在对组合数公式的应用中,由学生自主命题的环节让我发现群众力量的强大。除了可以多练题之外,学生在组合数呈现较多的时候能够发现其中的规律,包括组合数的性质。
(3)仍有一些遗憾让我思考再教设计。
课堂上给出的组合模型有限,应该再通过直接或者间接的方式给出更多常见的组合模型,包括与几何有关的组合问题。另外,对个别学习小组的学生活动的关注还不够到位。
思然后知不足,知不足而后进。以这节课为新的起点,我会朝更高的方向努力!
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