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
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
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
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
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
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
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
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。