四年级上河内塔问题
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河内塔问题------教学设计新建三小徐珍珠教学内容:新人教版四年级上册第111页,河内塔问题。
教学目标:1、让学生在学习过程中,根据解决问题的需要,经过自己的探索,体验化繁为简找规律这一解决数学问题的基本策略。
2、经历收集有用的信息进行归纳、类比与猜测、再验证猜测,这一系列数学思维过程,发展学生的归纳推理能力。
3、能用有条理的、清晰的语言阐述自己的想法。
4、在解决问题的活动中,学习与他人合作,懂得谦让,能相互帮助。
5、在老师的鼓励与引导下,能积极地应对活动中遇到的困难,在学习活动中获得成功体验。
教学重点:在教学过程中,渗透化归的思想,指导学生根据解决问题的需要,收集有用的信息,进行归纳、类比与猜测,发展初步的合情推理能力。
教学难点:在解决问题过程中,引导学生进行有条理的思考,训练学生对自己的结论做出条理清晰的说明。
教学具准备:PPT课件、河内塔教具、河内塔学具、游戏记录表。
教学过程:课前谈话:孩子们,这节课是一节游戏与数学相结合的课,将会是一节很有趣的数学课,那你们有没有准备好要积极思考,大胆发言呀?准备好了,老师非常期待你们的精彩表现!首先,我们先来学习一个简单的数学知识:2我们可以写成2一次方,2乘2也就是两个2相乘可以写成2的2次方等于4,2乘2乘2可以写成2的3次方等于8,以此类推:4个2相乘可以写成2的4次方等于8再乘以2得16.同学们学得很好,现在请同学们做一道找规律填空题:2 4 8 16 ……()第10数是几?()第N数是几?请同学们拿出草稿本,想想,算算,找找规律。
我们不要怕失败,因为失败是成功之母。
找到了,规律是第几个数,就是几个2相乘的积。
那第20个数呢,你们再想一想,游戏引入同学们都喜欢玩游戏,老师这儿就有一种很好玩的游戏你们肯定想试试。
这个游戏要用到的玩具叫河内塔。
(出示课件)(它是由一块底盘,三根杆子和一些圆盘组成的)大家现在还想知道什么呢,是不是怎么玩呢?大家别着急,它的游戏规则和一个传说有关,请同学们认真听老师讲一个关于河内塔的古老的传说,游戏规则就在这个传说里面。
河内塔问题在小学数学四年级上册(人教版)第120页有一道思考题“河内塔问题”。
教参对这道题的解法做了一些简要的说明。
网上也能查到一些相关的文章,不过大都比较专业不大好懂。
其实,这道题源于印度的一个古老传说。
我最早是从美国著名理论物理学家科普作家乔治·盖莫夫的名著《从一到无穷大——科学中的事实和臆测》中读到的,内容挺引人入胜,在此,推荐给有兴趣的网友。
“在世界中心贝拿勒斯的圣庙里,安放着一个黄铜板,板上插着三根宝石针。
每根针像韭菜叶那样粗细。
梵天(印度教的主神勃拉玛)在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上放下了由大到小的64个金片。
这就是所谓梵塔。
不论白天黑夜,都有一个值班的僧侣按照梵天不渝的法则,把这些金片在三根针上移来移去:一次只能移一片,并且要求不管在哪根针上,小片永远在大片的上面。
当所有的64片都从梵天创造世界时所放的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,梵塔、庙宇和众生都将同归于尽。
”课本安排了经过简化的这样一道题目,是想让学有余力的学生初步感知一下化归这种数学思想方法,用意很好。
不过我觉得,倒不如先以阅读的形式或者听老师讲故事的形式,让学生对问题的全貌有所了解,借以引起学生的兴趣,再让学生从移动1个金片开始,去探究其中的规律。
(1)如果①号针上只有1个金片。
把金片移到③号针上只需要移1次;(2)如果①号针上有2个金片。
先把小金片移到②号针上,再把大金片移到③号针上,再把小金片移到③号针上,总共需要移3次;12你能借助②号杆把①号杆上的珠子移到③号杆而不改变珠子的上下顺序吗?最少移动多少次?移动规则如下:(1)每次只能移动1个珠子;(2)大珠子不能放在小珠子上面。
如果①号杆上有4个珠子呢?(3)如果①号针上有3个金片。
像(2)那样(针号稍有改变),先把上面的2个金片移到②号针上,需要移3次。
再把最后1个大金片移到③号针上需要移1次。
再把②号针上的2个金片移到③号针上又需要移3次。
河内塔游戏活动目标:1.本活动以河内塔做为媒介,从“玩”入手,让学生在“玩”的过程中,体会最佳策略,初步感受递推法解决实际问题的方法。
2.能用有条理的、清晰的语言阐述自己的想法,学会用简单的方式记录活动过程3.培养学生的观察、分析、比较,综合思考能力。
活动材料:河内塔玩具、活动单活动过程:活动一:(初步感知尝试把玩)1.师:出示河内塔玩具谈话:今天老师给大家带来了一个玩具,见过吗?你知道这个玩具叫什么吗?课题:“河内塔”想知道这个玩具怎么玩吗?2.(课件出示游戏玩法)任务:将一根柱上的圆盘全部移动到另一根柱上。
规则:1.每次只能移动一个盘子,只能在3个柱子之间移动;2.移动过程中,小盘子一定要放在大盘子的上面,不可颠倒;3.读一读,问:谁看懂了游戏规则,和大家说一说。
4.在学生介绍的基础上老师结合操作介绍游戏规则问:你想玩吗?那我们也来玩一玩。
老师给你3分钟时间,请边玩边注意这个游戏的规则。
(完好后把盘放回信封)5.你知道吗,很多的数学家都研究过这个游戏。
关于它还有一个古老传说,想不想听听。
传说印度教的主神梵天在创造世界的时候,在一块黄铜板上插着三根宝石针,并且在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。
僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声巨响中灭亡……师:传说中的河内塔上只有64个盘子,按照上面的规则移动完成后,我们的世界怎么可能灭亡呢?这中间究竟蕴含了什么样的奥秘呢?今天我们也来研究一下河内塔,揭开这个古老传说中的奥秘吧。
这个河内塔上有64个金环,要是直接移动是不是有些麻烦,那你想从几个开始?7.在学生回答的基础上小结:对于复杂的问题,我们可以从它最简单的形式开始研究,在研究的过程中找到规律就好办了。
活动二:一盘游戏(学生说一说,教师简单演示过程)活动三:二盘游戏1.学生分组活动,两人一组轮流玩。
由来法国数学家爱德华·卢卡斯曾编写过一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针。
印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔。
不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。
僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。
[2]不管这个传说的可信度有多大,如果考虑一下把64片金片,由一根针上移到另一根针上,并且始终保持上小下大的顺序。
这需要多少次移动呢?这里需要递归的方法。
假设有n 片,移动次数是f(n).显然f(1)=1,f(2)=3,f(3)=7,且f(k+1)=2*f(k)+1。
此后不难证明f(n)=2^n-1。
n=64时,假如每秒钟一次,共需多长时间呢?一个平年365天有31536000 秒,闰年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,计算一下:18446744073709551615秒这表明移完这些金片需要5845.54亿年以上,而地球存在至今不过45亿年,太阳系的预期寿命据说也就是数百亿年。
真的过了5845.54亿年,不说太阳系和银河系,至少地球上的一切生命,连同梵塔、庙宇等,都早已经灰飞烟灭。
印度传说和汉诺塔故事相似的,还有另外一个印度传说:舍罕王打算奖赏国际象棋的发明人──宰相西萨·班·达依尔。
国王问他想要什么,他对国王说:“陛下,请您在这张棋盘的第1个小格里赏给我一粒麦子,在第2个小格里给2粒,第3个小格给4粒,以后每一小格都比前一小格加一倍。
请您把这样摆满棋盘上所有64格的麦粒,都赏给您的仆人吧!”国王觉得这个要求太容易满足了,就命令给他这些麦粒。
当人们把一袋一袋的麦子搬来开始计数时,国王才发现:就是把全印度甚至全世界的麦粒全拿来,也满足不了那位宰相的要求。
课题名称:梵天的汉诺启示-—《汉诺塔》益智器具教学设计执教教师:江西省新余市长青小学黄小蓉评析人: 江西省新余市长青小学邓小宝教材版本:经典益智器具校本教材《思维潜能开发课程》及《义务教育课程标准实验教科书·数学》(人教版)教学内容:本课选择学校校本教材—-《思维潜能开发课程》的第2课及(人教版)五年级上册数学广角益智器具:汉诺塔单人游戏,著名的递归问题,游戏目的是把一根柱子上的N个环依次移到另一根柱子上,游戏规则要求每次只能移一个环,移动过程中大环不能压小环.游戏策略是……逆推思维.趣味等级:★★★★★难度等级:★★★★★教学设计:一、教学设计思路玩是孩子们的天性,在玩中增长智慧,开发智能,玩出名堂,这是我们致力追求的目标.这节课就是想让学生了解汉诺塔的游戏目的规则,再根据目的规则去探究游戏策略,掌握游戏思路,化难为易,从而渗透一些“递归"的数学思想和方法,同时了解一些汉诺塔的历史传说、算法、类似故事等相关知识,拓展学生的知识面。
使学生在主动地动手、动口、动脑、自主、合作、探究中学会观察,激活顿悟,培养其严密性等思维品质及推理判断等逻辑思维能力,积淀智慧,培养探究学习兴趣和创新能力,努力凸显“乐学高效"的优质课堂愿景.中国教育科学研究院李嘉骏教授在《开发思维潜能,培养聪明学生》的报告中谈到:在课程改革实施过程中,为顺应现代教育变革的观念和关系,提升教学技艺、探究教学游戏、践行优质课堂,提高教学质量,使学生更聪明,培养新时代需要的合格人才,而努力!我们研究的方向要坚守!目标:追求好的教育,培养聪明的学生!要将劲儿往实处做…让学生变个样!教师变个样!学校变个样!培育自己的特色、树起好标杆教材分析1、教材地位作用和内容:编排作用:用学生易于理解的生活实例或经典的数学问题渗透数学思想方法,让学生感受数学与生活的联系。
[2]2、知识的前后联系:3、相关旧知识分析知识的连接点:到五年级,学生已经有了一些逆推思维,比如说减法是加法的逆运算,除法是乘法的逆运算,解决问题时从问题出发一步一步去寻找必要的条件等等,以及学习了运用一些优化思想、对策问题、排列组合法、排除法、不完全归纳法、以小见多法、化难为易法等等数学思想和方法来解决新的数学问题。