小学数学思想方法

小学数学思想方法的梳理（转载三）七、分类讨论思想1.分类讨论思想的概念。人们面对比较复杂的问题，有时无法通过统一研究或者整体研究解决，需要把研究的对象按照一定的标准进行分类并逐类进行讨论，再把每一类的结论综合，使问题得到解决，这种解决问题的思想方法就是分类讨论的思想方法。其实质是把问题“分而治之、各个击破、综合归纳”。其分类规则和解题步骤是：（1）根据研究的需要确定同一分类标准；（2）恰当地对研究对象进行分类，分类后的所有子项之间既不能“交叉”也不能“从属”，而且所有子项的外延之和必须与被分类的对象的外延相等，通俗的说就是要做到“既不重复又不遗漏”；（3）逐类逐级进行讨论；（4）综合概括、归纳得出最后结论。分类讨论既是解决问题的一般的思想方法，适应于各种科学的研究；同时也是数学领域问题较常用的思想方法。2.分类讨论思想的具体应用。分类讨论思想在小学数学的学习中有很多应用，例如从宏观的方面而言，小学数学可以分为数与代数、空间与图形、统计与概率和实践与综合应用四大领域。从比较具体的知识来说，几大领域的知识又有很多分支，例如小学数学的认知范围实际上是在有理数范围内，有理数可以分为整数和分数，整数又可以分为正整数、零、和负整数、整数根据它的整除性又可以分为偶数和奇数。正整数又可以分为1、素数和合数。小学数学中分类讨论思想的应用如下表。思想方法知识点应用举例分类讨论思想分类一年级上册物体的分类，渗透分类思想、集合思想数的认识数可以分为整数、0、负数有理数可以分为整数和分数（小数是特殊的分数）整数的性质整数可以分成奇数和偶数正整数可以分为1、素数和合数图形的认识平面图形中的多边形可以分为：三角形、四边形、五边形、六边形……三角形按角可以分为：锐角三角形、直角三角形、钝角三角形三角形按边可以分为：不等边三角形、等腰三角形，其中等腰三角形又可以分为等边三角形和腰与底边不相等的等腰三角形四边形按对边是否平行可以分为：平行四边形、梯形和两组对边都不平行的四边形统计数据的分类整理和描述排列组合分类讨论是小学生了解排列组合思想的基础概率排列组合是概率计算的基础植树问题先确定是几排树，再确定每排树的情况：两端都不栽、一端栽一端不栽、两端都栽抽屉原理构建抽屉实际上是应用分类标准，把所有元素进行分类4..分类讨论思想的教学。如前所述，分类讨论思想在小学数学中占有比较重要的地位，而且应用比较广泛。在教学中应注意一下几点。第一，在分类单元的教学中，注意渗透分类思想和集合思想，一方面是一般物体的分类，如柜台上的商品、文具等；另一方面要注意从数学的角度分类，如立体图形、平面图形、数的认识和运算等。同时注意渗透集合的思想，就是说当把某些属性相同的物体放在一起，作为一个整体，就可以看作一个集合。第二，在三大领域知识的教学中注意经常性地渗透分类思想和集合思想，如平面图形和立体图形的分类、数的分类。第三，注意从数学思维和解决问题的方法上渗透分类思想，如排列组合、概率的计算、抽屉原理等问题经常运用分类讨论思想解决。第四，在统计与概率知识的教学中，渗透分类的思想。现实生活中数据丰富多彩，很多时候需要把收集到的数据进行分类整理和描述，从而有利于分析数据和综合地做出推断。第五，注意让学生体会分类分类的目的和作用，不要为了分类而分类。如对商品和物品的分类是为了便于管理和选购，对数学知识和方法进行分类，是为了更深入地研究问题、理解知识、优化解决问题的方法。第六，注意有关数学规律在一般条件下的适用性和特殊条件下的不适用性。也就是说有些数学规律在一般情况下成立，在特殊情况下不成立；而这种特殊性在小学数学里往往被忽略，长此以往，容易造成学生思维的片面性。如在小学里经常有争议的判断题：如果5a＝2b，那么a:b=2:5；有人认为是对的，有人认为是错的。严格来说，这道题是错的，因为这里没有规定a和b不等于0。之所以产生分歧，是因为在小学数学里有一个不成为的规定：在讨论整数的性质时，一般情况下不包括0。这种约定是为了避免麻烦，有一定道理；但是这样就造成了在解决有关问题时产生分歧，而且不利于培养学生思维的严密性，尤其是学生进入初中后的学习中，经常会因为解决问题不全面、忽略特殊情况而出现低级错误。案例2：任意给出4个两两不等的整数，请说明：其中必有两个数的差是3的倍数。分析：任意一个整数除以3，余数只有三种可能：0、1和2。运用分类思想，构造这样的三个抽屉：除以3余数分别是0、1和2的整数。根据抽屉原理，必有一个抽屉里至少放了两个数。这两个数除以3的余数相等，设这两个数分别为3m+r和3n+r（m、n都是整数），他们的差事3（m-n），必是3的倍数。八、统计思想1．统计思想的概念。现实生活中有大量的数据需要分析和研究，如人口数量、物价指数、商品合格率、种子发芽率等等。有时需要对所有的数据进行全面调查，如我国为了掌握人口的真实情况，曾经进行过全国人口普查。一般情况下不可能也不需要考察所有对象，如物价指数、商品合格率等，就需要采取抽样调查的方法收集和分析数据，用样本来估计总体，从而进行合理的推断和决策，这就是统计的思想方法。在统计里主要有两种估计方法：一是用样本的频率分布估计总体的分布，二是用样本的数据特征（如平均数、中位数和众数）估计总体的数据特征。2．统计思想的具体应用。在小学数学中，统计思想的应用大体上可分为两种：一是统计作为四大领域知识中的一类知识，安排了很多独立的单元进行统计知识的教学；二是在学习了一些统计知识后，在其他领域知识的学习中，都不同程度地应用了统计知识，作为知识呈现的载体和解决问题的方法进行教学。因而，统计思想在小学数学中的应用是比较广泛的。小学数学中统计的知识点主要有：象形统计图、単式统计表、复式统计表、单式条形统计图、复式条形统计图、单式折线统计图、复式折线统计图、扇形统计图、平均数、中位数、众数等。这些知识作为学习统计的基础是必须掌握的，但更重的是能够根据数据的特点和解决问题的需要选择合适的统计图表或者统计量来描述和分析数据、做出合理的预测和决策。另外，在小学阶段，由于计算难度的制约，解决一些统计问题时选定的样本容量往往较少，这时我们要注意这样的统计推断是否可信。如把一个班级50人作为一个样本进行调查收集数据，进而对全年级甚至同龄人进行估计，要注意50人的数据是否具有代表性。如果调查50人的身高、体重、血型、鞋子号码、服装型号分布等等可能是合适的。如果调查50人出生的月份分布情况，以此来推断全年级甚至同龄人出生的月份，出现差错的可能性会大一些。因为一年有12个月，50人平均下来每个月也就4到5人，容量太小代表性就差。第四，对有关概念应正确理解，应注重知识的应用，避免单纯的数据计算和概念判断。如平均数、中位数和众数的联系和区别，这三个统计量到底在什么条件下适用，一直困扰着很多老师。另外，有些老师喜欢在一些概念上纠缠，而不是关注知识的应用和实际意义，如让学生找出下面一组数据的众数：758484898992929698。这样的问题没有什么现实意义，不如给一组联系实际的数据，让学生去思考用什么量数作为该组数据一般水平的代表，更有意义。平均数、中位数和众数都是反映一组数据集中趋势的量数，代表一般水平。平均数能反映全体数据的信息，任何一个数据的改变都会引起平均数的改变，比较敏感，因而应用比较普遍；缺点是易受极端值的影响。日常生活和研究领域的统计数据，多数都选择平均数作为代表值。如我们国家和地方统计部门经常公布的人均产值、人均收入、物价指数等等，都是应用平均数作为代表值。中位数处于中间水平，不受极端值的影响，运算简单，在一组数据中起分水岭的作用；缺点是不能反映全体数据的情况，可靠性较差。众数不受极端数据的影响，运算简单，当要找出适应多数需要的数值时，常用众数；缺点是不能反映全体数据的情况，可靠性较差。众数可能不唯一，甚至有时没有。这三个统计量有着各自的特点和适用的条件，可以根据研究和解决问题的需要来选择；与中位数和众数比较而言，平均数可以反映更多的样本数据全体的信息。然而他们三则并不是一种完全排斥的关系，特殊情况下这三个统计量或者其中的两个统计量都有可能成为一组数据一般水平的代表。如学生的考试成绩往往服从正态或者近似正态分布，那么这三个统计量很可能相等或者非常接近；这时用三个统计量中的任何一个作为该数据一般水平的代表都是可以的。有时把平均数和中位数结合使用，会了解更多的信息。如某次数学考试全班49人平均分数为92分，小林考了93分、排名第25、小明的成绩比小林高2分。可以发现中位数是93分，小明的成绩处于中上等水平，平均分低于中位数，说明可能有极端的低分数。案例1：一家公司2008年和2009年职工年工资情况如下表。职务总经理副总经理部门经理部门副经理普通员工人数12810792008年工资/万元875422009年工资/万元108.564.82.3（1）这家公司2008年和2009年职工平均工资各是多少？（2）这家公司对外宣称，2009年职工平均工资比2008年增长17%以上，这种说法有不妥之处吗？分析：（1）2008年和2009年职工平均工资分别为：（8+2×7+8×5+10×4+79×2）÷100=2.6（万元）（10+2×8.5+8×6+10×4.8+79×2.3）=3.047（万元）（2）（3.047-2.6）÷2.6≈17.2%，（2.3-2）÷2=15%。从全体职工平均工资角度看，2009年比上年增长确实超过了17%。但是代表公司大多数的普通员工的平均工资低于平均数，增长率也低于平均增长率，普通员工与高级管理人员的收入差距在逐年扩大。案例2：日本和中国2009年国内生产总值（GDP）大约分别是50458、49285亿美元，分别排名世界第二和第三。如果中国人口总数按13.4亿计算，日本人口总数大约是中国的9.5%。在参加统计的183个经济体中，人均GDP日本排名17位，中国排在101位，排在第92位的人均GDP为4059美元。比较中国和日本GDP的总量及人均GDP，并结合中位数分析，你能发现哪些信息？分析：从GDP总量上来说，中国已经排名世界第三，而且与排名第二位的日本非常接近，可以发现中国是世界经济大国。但是从平均数的角度看，日本人均GDP为39731美元，中国为3678美元，中国远落后于日本，而其低于中位数4059美元，说明我们的人均GDP处于中下水平。与中等水平相差大约10%。案例3：有关部门对一个社区的100个居民月度人均用水量进行了调查统计，数据如下表：用水量/吨23456人数/人82440226（1）计算这组数据的平均数、中位数和众数。（2）什么数可以代表居民人均用水量的一般水平？（3）如果采取阶梯水价，标准用水量以上加价收费，希望至少70%的居民不受影响，你认为人均标准用水量定为多少比较合适？分析：（1）平均数：（2×8+3×24+4×40+5×22+6×6）÷100=3.94（吨）中位数和众数都是4吨。（2）中位数和众数相等，平均数也约等于中位数和众数，这三个量差别很小，都可以作为该组数据一般水平的代表。（3）100×70%=70，用水量在4吨及以下的人数为72人，所以人均标准用水量定为4吨比较合适。九、概率思想1.概率思想的概念。生活中的事件可以分为两类：一类是确定事件，在一定条件下一定发生的和一定不会发生的，这些事件都是确定事件；如每天日出日落、四季轮回是一定发生的，而掷两枚骰子朝上的两个数字的和是13是不可能发生的。另一类是随机事件，就是在一定条件下可能发生也可能不发生的事件，如一个产妇生男婴还是生女婴、某种子的发芽率、某产品的合格率等事件、都是随机事件。这些随机事件表面上看杂乱无章，但是大量地重复观察这些事件时，这些随机事件会呈现规律性，这种规律叫统计规律，概率论是研究随机现象的统计规律性的一门科学学科，统计与概率有着密切的联系。（1）事件的分类。事件可以分为确定事件和随机事件，其中确定事件又可以分为必然事件和不可能事件。在一定条件下一定发生的是必然事件，一定不会发生的是不可能事件。（2）频率与概率的区别和联系。随机事件发生的可能性的大