江西省贛州市贛縣中學(xué)北校區(qū) 王子慧
排列與組合,學(xué)生經(jīng)常把兩組概念弄混,學(xué)生如果對兩組概念沒有清晰的認知,當(dāng)面對題目時就會出現(xiàn)錯誤。教師教學(xué)時要對兩組概念進行詳細的分析,讓學(xué)生清晰地知道,排列是有順序的排列,而組合是無順序的組合。讓學(xué)生不僅對概念有了清晰的認識,在解題時也可以正確運用。教師可以從一道題目,引導(dǎo)學(xué)生認識到自己是否對兩組概念有了清晰的認知。例如:將完全相同的4個紅帽子和6個黑帽子排成一排,共有多少種不同的排法?學(xué)生思考這道題目時,如果沒有經(jīng)過充分的思考,就會認為將10個相同的帽子進行排序。此道題目核心的一點是完全相同的4個紅帽子和6個相同的黑帽子,顏色相同的帽子即使位置發(fā)生了變化,排法仍舊是一樣的。學(xué)生面對這道題目,正確的分析方法是10個帽子對應(yīng)10個位置,我們將4個紅帽子的位置先確定下來,那么剩下6個位置,就是黑色帽子的,4個紅色帽子也是相同的,這也是屬于組合的問題。接下來對問題進行分析就清晰明了。
所以在教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生多思考,對問題進行不同角度的解析,讓學(xué)生再面對此類問題時可以觸類旁通,輕而易舉地解決問題。
插空法是排列組合題目中常用的方法,是指題目中要求某些元素不相鄰,使用其他元素隔開,先將其他元素進行排序,然后將抽離的元素插到其他元素的空隙及兩端內(nèi)。插空法經(jīng)常用在解決“教師學(xué)生座位”的問題中。例如:學(xué)校組織老師和學(xué)生一起看電影。同一排電影票有11名7名學(xué)生和4名教師。教師必須是學(xué)生中的一員,而教師并不相鄰。那有幾種不同的坐的方式?一排有一定數(shù)量的學(xué)生,然后將老師插入學(xué)生之間的差距,有4個缺口需要插入。兩個或兩個以上元素不相鄰的問題,可以使用插入方法,先排列沒有限制的元素,然后根據(jù)需要插入具有限制的元素。對問題進行思考后,得知7名學(xué)生之間的空隙共有8個位置,將4名教師插進去,共有 種。教師在教學(xué)中多灌輸插空法,幫助學(xué)生可以靈活使用此方法。
特殊優(yōu)先法是對有限制條件的特殊元素,我們優(yōu)先對它們進行考慮,這種方法在“小球排列”問題中較為常見。例如:桌面上有12個小球,白顏色的小球有1個,紅顏色小球5個,藍顏色小球6個,排列的要求是相同顏色的小球必須排在一起,且白球不能在兩端。請問有多少種排列的方法?對于這類題目,我們思考的角度是將三個不同顏色的小球看作一個整體,此題目中白球不能在兩端是限制條件,所以我們優(yōu)先對小白球考慮,其他的小球各自全排列即可。
捆綁法是指當(dāng)幾個元素相鄰時,我們可以將這幾個元素作為一個整體,在題目中進行排列。例如:教室里有7把椅子,椅子并排成一列,對椅子按照順序進行標(biāo)號,標(biāo)號順序為:a,b,c,d,e,f,g,對7把椅子進行排序,要求a,b椅子總在一起,請問一共有多少排序方法?題目中a,b椅子必須在一起,我們這時候可以使用捆綁法,將a,b椅子看作一個整體,其余的5把椅子進行全排列,a,b兩把椅子的排列順序有2個,兩者相乘即可解決此問題。
在實際教學(xué)中,這三種方法是常常用到的,題目中常常需要三種方法相互使用,所以教師一定要教導(dǎo)學(xué)生靈活運用。
很多教師在進行排列組合的教學(xué)時,只是一味枯燥地講解或者給學(xué)生留很多習(xí)題作業(yè),這些教學(xué)方法不能激發(fā)學(xué)生對知識的興趣。另外,排列組合的題目因為涉及很強的邏輯性,學(xué)生有時就是無法理解其中的關(guān)鍵步驟,對排列組合知識產(chǎn)生畏難心。排列組合題目雖然抽象,但很多題目來源于生活的現(xiàn)實問題,設(shè)計排列組合的游戲是一個非常好的方法,教師可以組織學(xué)生參與排列組合的游戲中,例如:有4把1~4號椅子,有四個同學(xué)也按照1~4號進行編號,要求兩個同學(xué)選兩把椅子坐,同學(xué)編號必須與凳子的標(biāo)號相同。請問共有多少排列的方式?教師指導(dǎo)學(xué)生參與游戲,學(xué)生在參與的過程中,可以將看不見、摸不著的邏輯思維外化在游戲中。這樣化解了排列組合的教學(xué)難點,學(xué)生可以很清晰地理解排列組合的數(shù)學(xué)思維。
總之,排列組合問題既考查了學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯思維的能力,也考查了學(xué)生解決現(xiàn)實生活中的問題的能力。教師在進行排列組合教學(xué)時,一定要多結(jié)合現(xiàn)實生活進行講解,讓學(xué)生可以使用多種方法理解題目蘊含的數(shù)學(xué)思想,選擇合適的數(shù)學(xué)方法,準確地解決現(xiàn)實生活遇到的問題。