如何在小學滲透計數方法

陳小玲

【摘 要】計數原理作為概念，對小學生而言，抽象、晦澀。而作為排列組合最基本的思想方法，教學中有必要通過“搭配”活動，引導學生感悟有序枚舉，進而將計數原理的應用滲透到學生的日常生活中。

【關鍵詞】計數原理 加法原理 乘法原理

計數原理作為排列組合最基本的思想方法，分為“加法原理”和“乘法原理”。計數原理的概念，對于小學低年級的學生而言，較為抽象且難以理解，因此曹培英教授認為“就知識而言，只是滲透與孕伏”。

如何讓小學生理解這兩個基本原理呢？在北師大版數學三年級上冊“搭配中的學問”中有涉及。本課的核心問題是小丑的服裝搭配問題，即小丑有2頂帽子和3條褲子的搭配，一共有多少種不同的搭配方式？運用“加法原理”可以這樣理解，第1類，第1頂帽子搭配3條褲子，有3種不同的方法；第2類，第2頂帽子搭配3條褲子，有3種不同的方法。這兩類可以用算式3+3=6表達。運用“乘法原理”理解，則強調分步討論，第1步，選擇2頂帽子中的其中1頂，有2種不同的方法；第2步，選擇3條褲子中的其中1條，有3種不同的方法。這兩步用算式2×3=6表達。

以下是筆者在本課教學中的一些嘗試。

【教學片段】

（一）服裝搭配，初步感知計數原理

1.情境導入，自主探究

師：兒童節當天，小丑皮皮接受了到學校表演的邀請，衣柜里有這些服裝，皮皮想給自己選一頂帽子和一條褲子，可以怎樣搭配呢？

活動1：

請你用學具擺一擺，可以怎樣搭配？一共有多少種不同的方法？

2. 有序枚舉，初步感知計數原理

學生借助學具擺一擺，有了不同的搭配方法。教師不急于讓學生分享匯報，而是引導學生：同學們都擺好了，找到了不同的搭配方法。咱們把這些方法記錄下來。

活動2：

記一記：用你喜歡的方式（畫一畫、記一記或寫一寫等），將不同的擺法記錄下來。

算一算：請用算式表達一共有多少種不同的方法。

3.展示交流，滲透計數原理

師：對比這兩種方法（如圖1、圖2），哪里不一樣？

生1：第一個同學漏了一種方法。

師：那他究竟少了哪一種？

生1：少了尖帽子和格子褲子的搭配。

師：請你分析一下，是什么原因導致他少畫了一種？

生1：可能他還沒畫完。

生2：你看他畫得有點亂，如果他能按照順序畫就不會漏了，先用尖帽子搭配3條褲子，再用方帽子搭配3條褲子，3+3=6（種），一共有6種方法，這樣就不會有錯了。

師：那第二個同學的呢？

生3：他用第1頂帽子搭配3條褲子，第2頂帽子搭配3條褲子。

師：同學們分析得真好??！也就是說，我們在思考問題的時候，要按照一定的順序，才能做到不遺漏，也不重復。

思考：在教學中滲透計數原理的思想方法，首先要引導學生有序思考，不遺漏、不重復地找全所有不同的方法。在教學過程中，讓學生經歷亂序排列及有序排列的對比，感知“有序思考”有助于快速、全面地解決問題。

師：這個同學記錄的方式（如圖3）跟剛才兩個同學的有什么不同？

生1：他們的搭配方法是一樣的，只不過這個同學用的是連線，第1頂帽子連3條褲子，第2頂帽子連3條褲子。

師：我們看他的算式是2×3=6（種），這里的2和3分別表示什么？

生2：2表示的是2頂帽子，3表示3條褲子，搭配起來就是6種方法。

思考：相對于逐一畫出每種搭配方法，這種連線的方法顯然更方便。在搭配過程中，學生已經初步具有分類的意識，懂得運用“加法原理”進行解析。

師：再來看這種記錄方式（如圖4），你們能看明白嗎？

生1：他用三角形表示帽子，用正方形表示褲子。

師：同學們用畫圖、文字、數字、圖形等方式記錄了搭配方法。大家認為哪種記錄方式更簡便？

生2：用圖形。

師：是的，我們在記錄的時候可以用圖形替代。

思考：相對于象形圖，抽象圖形等記錄方式本質是符號記錄方式，不同記錄方式的逐一呈現，使學生經歷具象到抽象的數學化過程，激活學生的符號意識。而符號意識的培養，有助于學生應用計數原理分析問題，因此也是本課的教學重點。

師：再來看這個同學的搭配方法（如圖5），與剛才展示的有什么不同？請小組討論30秒。

生1：他用1條褲子搭配2頂帽子，再用1條褲子搭配2頂帽子，再用1條褲子搭配2頂帽子。一共有6種方法。

師：他沒有寫算式，你們認為他會用什么算式表達？

生2：2+2+2=6。

生3：2×3=6。

師：剛剛我們也運用了算式2×3=6（指板書），它們表示的意思相同嗎？

生4：剛才是用帽子分別搭配褲子，現在是用褲子搭配帽子。

師：也就是說，前面的方法是先選擇了帽子，再搭配褲子，而后面的方法是先選擇了褲子，再搭配帽子。兩者都可以用算式2×3表示。

思考：從不同的思考角度詮釋2×3所表達的意義，分步思考（第一步選擇帽子，第二步選擇褲子；也可以第一步選擇褲子，第二步選擇帽子），滲透乘法原理。

4.增加一條褲子，巧妙滲透乘法原理

師：當皮皮拿出帽子和褲子時，他發現衣柜里還有一條褲子，現在又有多少種不同的方法呢？

生1：剛剛說1條褲子可以搭配2頂帽子，也就是說在原來的6上面再上2種方法，所以是6+2=8。

師：非常棒！你懂得用遞推的方式，在原來的基礎上增加兩種方法。

生2：還可以用2×4=8。2是2頂帽子，4是4條褲子，1條褲子可以搭配2頂帽子，4條褲子就有8種搭配方法。

師：說得真好，4條褲子，搭配2頂帽子，就可以用2×4=8來表示。

思考：沒有操作學具或畫圖，學生給出算式6+2=8，在原有討論的基礎上遞推，理解在原有的3個2的基礎上，再增加一個2，也就有了4個2。這說明學生已經能自覺地運用計數原理在腦海里進行圖像表征，并用語言描述。

二、路線搭配，體驗計數原理的應用

1.變換情境，應用計數原理

師：皮皮在學校表演完了，下午他要趕往動物園參加下一場表演。這是學校到動物園的路線圖（圖略）。從學校經過少年宮，再到動物園，一共有多少條不同的路線？請你用喜歡的方式記錄所有的路線。

師：對比一下，你們有什么想說的？

生1：我認為圖6的方法比較好，他把路線圖畫出來了，我們就知道路是怎么走的。

生2：我認為圖7的方法比較好，題目問我們一共有多少條路可以走，而且圖6已經標明字母了，走A路再走C路或者D路或者E路，還可以走B路，再走C路或者D路或者E路，一共有6條路線。

師：算式2×3=6表示什么意思？

生3：從A路走，可以選擇3條路，從B路走可以選擇3條路，所以用2×3=6。

思考：低年級的學生處于具象思維階段，看到地圖抽象出簡單的曲線圖，是抽象思維的初步發展，而圖7學生直接用字母表示，具有一定的符號意識，進一步發展了抽象思維。圖7的記錄方式及算式表明學生懂得運用加法原理解決問題。

2.各增加一條路

師：如果從學校到少年宮增加一條路，從少年宮到動物園也增加一條路，請思考，從學校到動物園一共有多少條不同的路線？（如圖8）同桌之間商量。

生：A和C、A和D、A和E、A和G，這里就有4條路， B也可以和C、D、E、G一起，有4條路，F也是一樣的，所以3×4=12。

生：剛才從學校到少年宮有2條路，從少年宮到動物園有3條路，我們用2×3=6表示。所以，從學校到少年宮有3條路，從少年宮到學校有4條路，就用3×4=12表示。

師：是不是這樣理解，從學校到少年宮有3條路，我們任選一條，有3種方法，從少年宮到動物園有4條路，任選一條，有4種方法，一共有3×4=12（條）。

思考：學習至此，學生用枚舉的策略、遷移的策略，說明乘法原理在起作用。課堂上不明示“計數原理”“加法原理”“乘法原理”等概念，但不影響相關的知識已經滲透。

三、總結提升，聯結計數原理

師：請同學們思考“搭配服裝”和“去動物園的路線”這兩個不同的情境，它們有哪些方面是相同的？

生1：都是搭配問題。

生2：記錄搭配的方法是相同的。

生3：比如說，2頂帽子搭配3條褲子，可以用2×3=6，2條路搭配3條路也可以用2×3=6。

師：雖然情境不同，但都屬于搭配問題，可以用相同的方法記錄，都是可以先選擇帽子，再搭配褲子；或者，先選擇左邊的路，再選擇右邊的路。這就是我們今天學習的有關搭配的知識。

思考：低年級學生缺乏概括、聯結知識的能力，不同情境的對比與歸納，有助于學生總結、概括同類知識，讓計數原理的滲透再次得到加強。

計數方法中涉及的“加法原理”和“乘法原理”是高中排列組合的基礎，在教材中要到高中才開始學，但這絲毫不影響在小學進行這種思想的滲透。在本節課中，學生通過動手用實物擺一擺、記一記（用自己的方法記錄擺的過程）、說一說（將自己記錄的方法與同學交流）的活動，對“加法原理”和“乘法原理”有了初步的感悟。