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(duì)兩組概念沒(méi)有清晰的認(rèn)知,當(dāng)面對(duì)題目時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。教師教學(xué)時(shí)要對(duì)兩組概念進(jìn)行詳細(xì)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(wú)順序的組合。讓學(xué)生不僅對(duì)概念有了清晰的認(rèn)識(shí),在解題時(shí)也可以正確運(yùn)用。教師可以從一道題目,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己是否對(duì)兩組概念有了清晰的認(rèn)知。例如:將完全相同的4個(gè)紅帽子和6個(gè)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(shí),如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分的思考,就會(huì)認(rèn)為將10個(gè)相同的帽子進(jìn)行排序。此道題目核心的一點(diǎn)是完全相同的4個(gè)紅帽子和6個(gè)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(duì)這道題目,正確的分析方法是10個(gè)帽子對(duì)應(yīng)10個(gè)位置,我們將4個(gè)紅帽子的位置先確定下來(lái),那么剩下6個(gè)位置,就是黑色帽子的,4個(gè)紅色帽子也是相同的,這也是屬于組合的問(wèn)題。接下來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)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(duì)問(wèn)題進(jìn)行不同角度的解析,讓學(xué)生再面對(duì)此類問(wèn)題時(shí)可以觸類旁通,輕而易舉地解決問(wèn)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(kāi),先將其他元素進(jìn)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(wèn)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(gè)缺口需要插入。兩個(gè)或兩個(gè)以上元素不相鄰的問(wèn)題,可以使用插入方法,先排列沒(méi)有限制的元素,然后根據(jù)需要插入具有限制的元素。對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考后,得知7名學(xué)生之間的空隙共有8個(gè)位置,將4名教師插進(jìn)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(duì)有限制條件的特殊元素,我們優(yōu)先對(duì)它們進(jìn)行考慮,這種方法在“小球排列”問(wèn)題中較為常見(jiàn)。例如:桌面上有12個(gè)小球,白顏色的小球有1個(gè),紅顏色小球5個(gè),藍(lán)顏色小球6個(gè),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(qǐng)問(wèn)有多少種排列的方法?對(duì)于這類題目,我們思考的角度是將三個(gè)不同顏色的小球看作一個(gè)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(duì)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(gè)元素相鄰時(shí),我們可以將這幾個(gè)元素作為一個(gè)整體,在題目中進(jìn)行排列。例如:教室里有7把椅子,椅子并排成一列,對(duì)椅子按照順序進(jìn)行標(biāo)號(hào),標(biāo)號(hào)順序?yàn)椋篴,b,c,d,e,f,g,對(duì)7把椅子進(jìn)行排序,要求a,b椅子總在一起,請(qǐng)問(wèn)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(shí)候可以使用捆綁法,將a,b椅子看作一個(gè)整體,其余的5把椅子進(jìn)行全排列,a,b兩把椅子的排列順序有2個(gè),兩者相乘即可解決此問(wèn)題。
在實(shí)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(yùn)用。
很多教師在進(jìn)行排列組合的教學(xué)時(shí),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(duì)知識(shí)的興趣。另外,排列組合的題目因?yàn)樯婕昂軓?qiáng)的邏輯性,學(xué)生有時(shí)就是無(wú)法理解其中的關(guān)鍵步驟,對(duì)排列組合知識(shí)產(chǎn)生畏難心。排列組合題目雖然抽象,但很多題目來(lái)源于生活的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,設(shè)計(jì)排列組合的游戲是一個(gè)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(hào)椅子,有四個(gè)同學(xué)也按照1~4號(hào)進(jìn)行編號(hào),要求兩個(gè)同學(xué)選兩把椅子坐,同學(xué)編號(hào)必須與凳子的標(biāo)號(hào)相同。請(qǐng)問(wèn)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(guò)程中,可以將看不見(jiàn)、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(diǎn),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(wèn)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(shí)生活中的問(wèn)題的能力。教師在進(jìn)行排列組合教學(xué)時(shí),一定要多結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活進(jìn)行講解,讓學(xué)生可以使用多種方法理解題目蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想,選擇合適的數(shù)學(xué)方法,準(zhǔn)確地解決現(xiàn)實(shí)生活遇到的問(wèn)題。