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依据我执教小学奥数的经验,“排列组合”与“几何模型”是初次接触的学生最难理解的!这与学生的年龄有关,相对而言,它们更抽象一些。——这可能与很多家长的认知并不相同,对于家长而言,最难理解的可能是数论,因为大多数家长在学生年代几乎从未接触过这个内容,而排列组合在高中有接触,几何模型的本质是比例关系,也是属于家长们曾经学习过的内容。
今天我们就以“排列组合”为例(默认学生已经学习并掌握了加乘原理),“排列”的表示字母是A,“组合”的表示字母是 C。一起来试一试该怎样讲,更利于小学生的理解,并且一起来看一看什么叫“慢教学”?共同探讨一下是不是对学生的思维有更好的培养作用?
现在,开始上课。
排列组合是计数的一种方式方法,计数,顾名思义,就是计算数量,通俗一点说就是数一数有多少个“东西”。
例题1:从魔、都、文、渊、阁5名同学中选择2名同学分别去洗碗和刷盘子,一共有多少种不同的选择方式?
好,那我们来算一算:
先来看洗碗可以有几种选择呢?嗯,5种!因为有5名同学可以任选其一;
再来看刷盘子可以有几种选择呢?嗯,4种!因为还剩下4名同学可以任选其一。
至此,我们就知道:一共有5*4(乘法原理)种不同的选择方式!
例题2、例题3:我们可以随意列举几个相似的例子,让学生明白这种计数的方法。
接下来,我们将例题1、2、3的计数方法抽象成一个模型:从5个不同的物品中选择2个放在不同的位置,有几种不同的选择方式呢?(此处,一定要注意让学生充分知晓5个物品是不同的,且2个位置也是不同的)嗯,就是5*4种。
数学讲究简洁,我们将“从5个不同的物品中选择2个放在不同的位置”这句话进一步简化,干脆用一个符号来表示,即A(2,5)。同学们在这个地方一定有点不理解,这个符号为什么是这样?这就是一个数学符号!你知道这个符号表示什么意思就好了。
那么,这个符号的具体结果是多少呢?根据上面的结论自然是:A(2,5)=5*4。
以上,我们都是为了帮助学生理解如下两个问题:
1、A(2,5)是什么意义?
2、A(2,5)等于多少?
这就是对一个数学模型的理解与计算。
接下来,我们要干嘛呢?
第一,我们要让学生理解A(2,5)、A(3,5)、A(2,6)、A(3,6)等等的意义;
第二,我们要让学生知道A(2,5)、A(3,5)、A(2,6)、A(3,6)等等的结果是多少。
这一步,应该是不难的,都是很明显的规律,但是这一步是不可或缺的!需要让学生自己开口、自己总结,再加以引导、纠正。
接下来是最重要的事,要帮助学生会运用这个排列公式。你需要在不同的题目中发现这个数学模型!可以分两步走:
第一步:你来举例子,让学生写排列的公式;
第二步:你来写排列的公式,让学生找例子。
这两步都要慢慢来。
最后,再一起总结关于排列的公式:
A(1,5)=5
A(2,6)=6*5
A(3,7)=7*6*5
A(4,9)=9*8*7*6
A(5,9)=9*8*7*6*5
至此,排列应该算是基本掌握了。
接下来,我们就得讲一讲“组合”啦!
例题4:从魔、都、文、渊、阁5名同学中选择2名同学去洗碗,一共有多少种不同的选择方式?
先让学生自己去发现,这道例题4与前面的例题1有什么区别?学生比对一下,应该能发现区别:前面是选择2名同学去洗碗和刷盘子,后者是选择2名同学都去洗碗。
按照前面的模型总结,这道例题的模型便是:从5个不同的物品中选择2个物品,有几种不同的选择方式呢?(此处,就没有什么位置不位置的了)
此时,我们不妨把例题1的模型和例题4的模型进行对比:
例题1的模型是:从5个不同的物品中选择2个物品放在不同的位置;
例题4的模型是:从5个不同的物品中选择2个物品;
引导学生对两者的相同与不同做进一步的认识。
相同:都是5个不同的物品中选出2个;
不同:对于选出的2个物品,“排列”要求放在不同的位置,不同顺序代表不同的情况;而“组合”没有顺序的要求,不同顺序代表一种情况。
那么组合可以用什么公式表达呢?是的,就是C。对于例题4,便是C(2,5)。那么问题来了,C(2,5)等于多少呢?这是关键。
我们可以从排列与组合的区别进行推导!(在此之前,强烈建议让学生再次记住排列A与组合C符号的表面区别,即哪个符号代表哪个,初次接触的学生容易混淆,如果学生搞不清楚,接下来老师嘴里快速蹦出来的A或者C,学生都得反映一会儿究竟谁代表谁?)
1、对于排列A(2,5)与组合C(2,5)的关系
后者只要求从5个物品中选出2个物品,而前者相当于在此基础上,对选出来的2个物品再做排序,那么,前者自然是后者的2*1倍。转换成除法即:
2、对于排列A(3,6)与组合C(3,6)的关系
后者只要求从6个物品中选出3个物品,而前者相当于在此基础上,对选出来的3个物品再做排序(这种排序叫做全排列,不过初次接触,不必讲这个概念,可以当做一道新的排列例题去讲一下),那么,前者自然是后者的3*2*1倍。转换成除法即:
该结论比较抽象,初次学习时,不妨使用更数字化的表达,规律本身并不难。
接下来,比较关键的就是重复前面的步骤:
第一步:你来举例子,让学生写组合的公式;
第二步:你来写组合的公式,让学生找例子。
同理,这两步都要慢慢来。
最后,需要做一件事,就是进一步搞清楚排列与组合的区别!
1、你来举例子,让学生写公式,是排列还是组合?
2、你来写排列和组合的公式,让学生来分别举例子。
如上这些内容,按照我的经验,对于一般的小学四年级学生而言,至少需要两节课才能搞清楚。因为实际的讲解内容肯定不止我上面写的这么多,课堂上要根据学生的反馈,不断做调整、补充。
最后,来点理论建议:
学习小学奥数,不要急,慢慢来,越是合理的“慢”,越是竟想不到的“快”。
我教过多种小奥班型,比较基础的也有,大概就是本文这种讲解思路,高端的班型也有。我的经验是:绝大多学生都不是天赋异禀的孩子,都需要慢慢来引导,这并不代表学生不够聪明,有时候跟年龄有很大关系,尤其是小学生,大脑还在不断发育进化中,大约到了初三,可能才接近成年人的理解能力。
所以家长们平日在辅助孩子们学习时,要充分了解到孩子的理解极限,不宜强灌,更不宜对孩子进行否定!在我教过的一些比较基础班型的学生中,有不少孩子最后都能去到一、二线初中。现在的各种牛娃论确实很误导人,我在我们家长群里,经常看到这个测试卷、那个测试卷,如果我不是老师,不是亲身接触过很多学生,可能我自己都不能幸免,都要被引入歧途。
实际上,在我们一个与某校合作的项目里,至少聚集了上海最顶尖一批牛娃中的1/3,我们很清楚他们的样子。他们具体是什么样子?择日由我的好搭档12号老师成文分享,包括但不限于他们的学习进度、深度、考试卷、成绩等信息。所以有时候看到各种有关小学“牛娃”的信息满天飞,真的是有点忍俊不禁。
另外,还有一点经验分享给大家:有时候通过一些知识点,慢慢引导学生,让他们彻底搞懂以后,似乎就像打通了他们的任督二脉!理解力开始明显攀升!这种现象令人感到困惑,我百思不得其解,有可能打通他们任督二脉的并不是“某些知识点让他们彻底搞懂”,有可能是年龄大了一点的自然结果?也可能是长期的积累得到了质变?更有可能是多种综合因素所致。
一个人拿一把钝刀去砍了5个小时的柴,另一个人先拿1个小时去磨刀,然后再去砍了4个小时的柴,你说最后谁砍的柴会多呢?我想“慢教学”就是在磨刀,尤其对于小学低年级学生,宁可多磨刀!