抓住树状图法教学中的关键
一、从学生的作业谈起
题目一只蚂蚁在如图1所示的树枝上寻觅食物(A、B),假定蚂蚁在每个岔路口都 会随机地选择一条路径,它获得食物的概率是多少?
这是一道人教版教材中的习题多数学生作业中的做法为:图中共有7个树枝,其中有 2 2个树枝上有食物,因此蚂蚁获得食物的概率为二.
图 1
显然,学生是把问题中的树枝图(生活原型图)当成了等可能条件下的树状图来做.学 生为什么会犯这种错误呢?
二、对课本内容的思考
为了剖析学生出错的原因,让我们先來研究课本対树状图法的教学编排.対于等可能 条件下的树状图法,人教版数学实验课本是这样引入和教学的:在安排学习了5个等可能 条件下的概率问题(课本中的例1—例5)后,通过例6学习树状图列举法.
例1 (课本例6)甲口袋屮有2个相同的小球,它们分别写有字母A和B;乙口袋屮 有3个相同的小球,它们分别写有字母C、D和E;丙口袋中有2个相同的小球,它们分 别写有字母H和L从3个口袋中各随机地収出1个小球.
(1) 取出的3个小球上恰有1个、2个和3个元咅字母的概率分别是多少? (2) 取出的3个小球上全是辅音字母的概率是多少?
分析 当一次试验要涉及3个或更多的因素(例如从3个口袋中取球)时,列方形表 就不方便了,为不重不漏地列出所有可能的结果,通常采用“树形图”.
解 根据题意,我们可以画出如图2的“树形图”:
丙 A A
AAA
图2
从树形图可以看出,所有可能出现的结果共有12个,即: AAAAAABBB R B B
CCDDEECCDDE E HIHIHIHIH1 HI
这些结果出现的可能性相等(以下略).
客观地说,像课本例6这样“陈述性”地介绍树状图列举法,是很难引起学牛对方法 的内涵与本质作出思考的.反而极易造成学生只看到树状图“形”的一面,直接导致学生 机械地模仿与简单的记忆.因此,建议课本设置以下问题:
(1) 如何求等可能条件下的概率?(意图:重温列举要点一一要按一定规律列举出所有 等可能情况,
做到既不重复,又不遗漏.)
(2) 你能用课本例5的二维方形表格列举所有可能的结果吗?(意在突出学习树状图列 举法的必要
性)
(3) 请你认真阅读图3,并根据图3所提供的信息,尝试补全图3,列举出“从3个口 袋中各随机地
取出1个小球”事件发生的所有可能结果.(意图:给出一个不完整的树状 图,以便让学生在“补图”的过程中,通过阅读、思考、探索等活动,自己发明创造树状 图,体会树状图法的列举规律.)
开
始
甲 乙 丙
图3
(4) 利用图3,你能确定多少个可能结果?这些结果出现的可能性相等吗?
(5) 你能通过画树状图列举课本例4、例5中的可能结果吗?什么吋候使用画树状图列
举比较方便?什么时候使用列表法比较方便?
通过对以上系列问题的思考,让学生经历树状图法的产生、形成和应用的过程,体会 树状图的列举规律,领悟树状图法的本质,尽可能地避免照搬照抄、机械模仿等不良学习 行为的发生.
三、学生错误分析及启示
《九年义务教育数学课程标進(实验稿)》要求:运用列举法(包括列表、画树状图) 计算简单事件发生的概率.其屮,树状图法是在等可能条件下计算两次或两次以上实验中 事件发生概率大小的重要方法,在应用方法时应注意等可能的条件是否满足?而作业题所 提供的图形并不满足等可能的条件,这是因为:蚂蚁到第二个岔路口时,左干枝有3个分 枝,而中间干枝和右干枝却都只有2个分枝,它们之间是不均等的.本题的正确解答应为: 蚂蚁走中间2个分枝的可能性大小分别为-xl =丄,走右侧2个分枝的可能性大小为
3 2 6 6
3
-x- = -f所以P(蚂蚁吃到食物的概率)=丄+丄=丄. 3 2 6 6
对于树状图法的教学,关键应抓住树状图法的列举规律,通过对树状图法的列举规律 的分析,领悟方法的内涵与本质.
(1)做适量的变式练习.通过变式练习,让学生在方法的具体应用中,掌握树状图法 的列举规律,
提高灵活应用的能力.
例2 (课本例7) 在电视台举行的“超级女生”比赛中,甲、乙、丙三位评委对选 手的综合表现,分别给出“待定”或“通过”的结论.
(1) 写出三位评委给出A选手的所有可能的结论;
(2) 对于选手A,只有甲、乙两位评委给出相同结论的概率是多少?
分析 从课本例6的摸球到本题的“三位评委各给出两种结论”,问题情境的变化较 大.这吋,学生常会出现以下典型的错误解法:
画树状图(如图4,图5):
通待通 定过定过
定过
AAA 待通待
待定 通过
瘦丙a
由树状图可知,结果有(甲,待定),(甲,通过),(乙,待定),(乙,通过),(丙, 待定),(丙,通过)共6种.
显然,这6种结果并不是事件“三位评委给出A选手的所有可能的结论”发生的结果, 而学生又不能正确运用树状图法列举解决问题.这说明学生并不真正明白树状图法的本质
与列举规律一一树状图是要按照结果的发生线索,分步骤分块列举,而不是把操作者与结
果用树状图来套.
正确解法:画树状图(如图6).
开始
出 乙 待定
待定
通过
待定
通过
通过
/、八
/X
丙 待定 通过 待定 通过 待定 通过 待定 通过
图6
由树状图可知,结果有(待定,待定,待定),(待定,待定,通过),…,(通过,通 过,通过)共8种.
借助“错误”与“正确”的比较,让学生进一步明晰树状图的列举规律,对树状图法 是什么、使用时应注意什么,以及如何使用等内涵与本质有着自己的理解与体会,以切实 理解并常握方法.
(2)透过规律,领悟本质.树状图法是什么?简单地说,是人们为了计数,为了按照一 定的规律,
列举所有可能结果而采用的一种图示方法,它是乘法原理的一种图形解释,其 中蕴含了数学的转化、分类讨论等思想.
对于树状图法的本质,重在让学生体会、感悟,如,像上述两道例题的教学,可穿插 以下两个教学环节:
①在列举解答之前,让学生结合课本例4与例5的解题经验,猜想新问题屮所有可能
的结果数会有多少.(此时,学生会很快作出一些判断,有的认为用加法计算,有的认为 应用乘法计算等)
②在解决问题之后,再让学生思考前面的“猜想”.结合树状图的特征(规律的外在 表示形式),学生会发现:课本例6的12种结果数可计算为2x3x2=12,课本例7的所有 结果可计算为2x2x2=8 (种)?
有了以上的由表及里的分析过程,适量的变式训练和方法的形成与应用的过程,学生 始终处在思考、探索与交流屮,从而充分体会方法的内在实质,达到真正理解和掌握数学 方法的目的.