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第 3 周,共 10 周

规律机器

学生寻找并延续规律、跳着数数,并破解一台输入输出机器背后隐藏的规则,从而明白:能说清楚的规则,就能让你预测接下来会出现什么。

预计时间
45-60 分钟
适合年级
2 至 5 年级
重点技能
规律, 数列, 跳着数数, 输入输出规则
主题
规律机器:喂它一个数,找出它的规则

故事

作坊最里面放着规律机器,浑身都是齿轮和旋钮。往上面投进一个 2,底下就滚出一个 6。投进 5,出来的是 15。机器不会告诉你它的秘密,但只要你仔细观察,就能弄清它用的是什么规则。一旦知道了规则,它以后造出的每一个数你都能预测。

你将学到什么

  • 延续一个递增或重复的数字规律,并用文字描述它的规则(例如「每次加 5」)。
  • 按 2、5、10、3、4 跳着数数,并把跳数与乘法联系起来。
  • 通过比较输入和输出,找出一台输入输出机器的规则。

核心概念

  • 规律遵循一条规则,而说清这条规则,就能预测下一项。
  • 跳着数数就是重复相加,也是乘法的基础。
  • 一条输入输出规则,会对你喂进去的每个数做同样的事。

要认识的词

规律
遵循某条你能说清楚的规则的一列数或图形。
规则
告诉你怎样从一项走到下一项的那条指令。
数列
按顺序排列的一串数或图形。
跳着数数
每次都加同样多地往前数,比如 5、10、15。
输入
你放进机器或规则里的那个数。
输出
规则作用之后出来的那个数。

课文

规律是一列遵循某条规则的数。在 3、6、9、12、…… 中,规则是「每次加 3」。一旦说清了规则,你就可以往前跳:下一项是 15,而你不必把每一步都画出来才知道。

跳着数数是你已经会的规律。按 5 数(5、10、15、20)就是一次次地加 5。正因如此,跳数和乘法是一对表亲:按 5 跳四次会到 20,而 4 x 5 = 20。

规律可以是重复的(红、蓝、红、蓝),也可以是递增的(2、4、8、16,规则是「翻倍」)。诀窍是看清从一项到下一项变了什么。如果每次都加同样多,规则就是「加那么多」。

输入输出机器对每个输入都用同一条规则。如果 2 变成 6、5 变成 15,那机器就是乘以 3。再用第三对数验证一下你的规则:好的规则对每个输入都成立,而不只是对一个。

例题讲解

接下来是什么:4、8、12、16、___?

20

每一项都往上加 4(规则是「加 4」)。16 + 4 = 20。这同时也是按 4 跳着数数。

一台机器把 3 变成 8,把 5 变成 10,把 6 变成 11。它的规则是什么?

加 5

把每个输入和它的输出对照一下:3 到 8 是 +5,5 到 10 是 +5,6 到 11 是 +5。同一条规则对三组都成立,所以规则是「加 5」。

按 5 跳着数数,求出 6 x 5。

30

5、10、15、20、25、30:六次五的跳跃正好落在 30 上,这正是 6 x 5。

动手练:互动练习

这是本周的练习游戏。就在这里做:每一步先自己试,再检查自己的思路。

活动

破解机器的规则

从输入输出的配对中猜出规则,和在数列中找规律是同一种推理:你都在寻找从一步到下一步保持不变的那个东西。

找出缺少的那个数

24610

动手挑战

拼一条规律长链

你需要准备

  • 彩色纸条或珠子
  • 画表格用的铅笔和纸

步骤

  1. 1

    用两种颜色的纸条或珠子,拼出一个至少 12 个元素的重复规律。

  2. 2

    在它旁边,用竖线或圆点拼出一个递增的数字规律(从「加 3」这样的规则开始)。

  3. 3

    请同伴说出这两条规则,并预测接下来的三项。

做到这些就算成功: 你的同伴能用文字说出每个规律的规则,并正确地往下延续三步。

小测验

继续之前先快速检查一下。每题先自己做,再看答案。

  1. 1

    接着写下去:10、20、30、40、___、___。

    显示答案

    50、60(规则是「加 10」,也就是按 10 跳着数数)。

  2. 2

    一台机器把 4 变成 12,把 6 变成 18。规则是什么?

    显示答案

    乘以 3(4 x 3 = 12,6 x 3 = 18)。

  3. 3

    按 2 跳着数数和乘法有什么关系?

    显示答案

    每跳一次加 2,所以按 2 跳五次就等于 5 x 2 = 10。

想一想

为什么知道一个规律的规则,比只知道下一个数更有用?规则能做到什么,而单个答案做不到?

挑战题

一台机器把 1 变成 3,把 2 变成 5,把 3 变成 7。它会把 10 变成什么?

显示提示

这条规则有两步。注意输入每增加 1,输出就增加 2,所以里面有乘法,再加上一点点额外的。

显示答案

21。规则是「乘以 2,再加 1」(1x2+1=3,2x2+1=5,3x2+1=7)。对于 10:10 x 2 + 1 = 21。

延伸 · 更进一步

自己发明一条两步的机器规则(比如「x 3 再 - 1」),做一张有四组输入和输出的表,然后挑战别人来破解它。

课文、活动和挑战都做完了吗?把本周标记为完成,就能看到你在这门 10 周课程里的进度。