6.2.3&6.2.4 组合与组合数 (教学设计)数学人教A版选择性必修第三册
6.2.3&6.2.4 组合与组合数 教学设计
1.教学内容
本节课讲解组合与组合数核心知识,先通过排列对比引出组合定义,明确组合是从n个不同元素中取m(m≤n)个元素并成一组,强调与排列的本质区别为无序性。接着推导组合数定义,记作,结合分步乘法计数原理推出组合数公式及阶乘形式,介绍组合数的两个性质并简单推导。通过选取、抽取类典例讲解组合问题的判断方法与公式应用步骤,对比排列与组合的解题差异,梳理解题关键:先判断有序与无序,再确定n、m并选择对应公式计算,同时指出易混淆排列与组合的易错点并强调规避方法。
2.内容解析
本节课是人教A版(2019)选择性必修第三册计数原理单元的关键内容,承接排列知识,以“有序与无序”为核心区分点引入组合概念,贴合学生认知规律。通过排列实例对比,让学生理解组合无序性本质,为组合数学习铺垫。
组合数定义、公式推导及性质是核心,公式推导依托分步乘法计数原理与排列数公式,体现知识关联性,性质推导侧重逻辑,助力简化计算。
教学中通过典型例题对比两类问题,强化判断能力,点拨易混淆点突破难点。本节课围绕组合与组合数展开,明确其定义及与排列的本质差异,掌握公式、阶乘形式及两大性质,能解决简单选取类问题,需熟练判断问题类型、确定n和m取值,重视知识衔接与易错点辨析,培养逻辑推理与运算能力,为后续复杂计数及概率学习筑牢基础。
教学重点:掌握组合与组合数的定义、公式及性质,能区分并解决组合问题。
1.教学目标
(1)理解组合、组合数的概念及组合和排列之间的区别与联系;
(2)能利用计数原理推导组合数公式,并熟练掌握组合数公式及组合数的性质,能运用组合数的性质化简、计算、证明;
(3)能运用排列数公式、组合数公式和计数原理解决一些简单的应用问题,提高数学应用能力和分析
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问题、解决问题的能力.
2.目标解析
(1)该目标是本节课的基础认知目标,聚焦组合与组合数的核心概念,同时要求厘清与排列的区别和联系,核心是让学生抓住“无序”这一组合本质特征,通过对比建立知识关联,为后续公式学习和应用筑牢概念基础,是后续学习的前提。
(2)该目标是本节课的核心技能目标,先依托计数原理推导公式,体现知识的逻辑生成,再要求掌握公式及性质并能灵活运用,既培养学生的逻辑推理能力,也提升其数学运算素养,是连接概念与应用的关键环节。
(3)该目标是本节课的综合应用目标,要求融合排列数、组合数公式和计数原理解决实际问题,旨在让学生实现知识的迁移运用,在分析和解决问题的过程中,提升数学应用能力和逻辑思维能力,体现计数原理的实用价值。
学生已掌握排列、排列数的定义与公式,能运用分步乘法计数原理解决简单排列问题,但对“有序与无序”的本质区分掌握不扎实,公式应用易忽略问题特征。
学生具备基础的逻辑推理和运算能力,不过知识迁移与综合应用能力有待提升,对抽象概念的本质理解易停留于表面。
教学中预计学生难以精准区分组合与排列问题,易因忽略“无序性”将组合问题误判为排列问题;推导组合数公式时,难以快速建立与排列数的逻辑关联,理解公式由来存在障碍;运用组合数性质解题时,无法灵活选择性质简化运算,实际应用中也易混淆n、m的取值范围。
解决困难可通过多组典型实例对比分析,强化“有序与无序”的辨析训练;推导公式时借助分步计数原理逐步引导,搭建排列数与组合数的联系桥梁;设计分层练习,结合实例讲解性质应用场景,明确n、m取值要求,通过错题剖析强化认知。
教学难点:精准区分组合与排列问题,理解组合数公式推导逻辑并灵活运用公式及性质解题
1.创设情境,引入新知
上节课我们学习了排列问题,核心是 “有序选取”。比如从咱们班 50 名同学中选 2 名分别担任班长和学习委员,有多少种选法?大家很快能反应过来,是,因为班长和学习委员是两个不同的岗位,选出来的
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两个人调换顺序,结果是不一样的。
思考:从咱们班 50 名同学中选 2 名参加听讲座,有多少种不同的选法?
追问:这个问题和刚才的 “选班长、学习委员” 有区别吗?
有区别,区别就在于 “顺序”——
选甲和乙参加集训,不管是先念甲的名字还是先念乙的名字,最终都是这两个人去,结果没有变化;
但选甲当班长、乙当学习委员,和乙当班长、甲当学习委员,就是两种完全不同的安排。
教师:这个“无序选取”问题,就是本课要学习的-----组合问题
2.探究新知
探究:从甲、乙、丙3名同学中选2名去参加一项活动,有多少种不同的选法?
提示:请用列举法得出结果
学生:学生思考辨析、讨论交流,尝试着列举出所有结果.
预设:甲、乙、丙3名同学中选2名去参加一项活动,就只需考虑将选出的2名同学作为一组, 不需要考虑他们的顺序.因此:甲乙;甲丙;乙丙,共3中选法
思考:两个问题有什么区别?
问题一:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?
问题二:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天一项活动,有多少种不同的选法?
学生:根据以上求解过程,体会两个问题的区别.
预设:问题1:从已知的3 个不同元素中取出2个元素 ,按照一定的顺序排成一列. →排列(有顺序)
问题2:从已知的3个不同元素中取:出2个元素 ,并成一组.→组合(无顺序)
设计意图:通过对这两个问题的辨析,让学生理解这 两类问题的本质区别,为引入组合的概念奠定基础.
组合定义:一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个
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