1、 8 8 数学广角数学广角数与形数与形 数形结合是一种非常重要的数学思想,把数和形结合起来解决问题,可以使复杂的问题变得更简单, 使抽象的问题变得更直观。有些情况下,是图形中隐含着数的规律,可利用数的规律来解决图形的问题。 本单元的例 1 以及相关练习就属于这种情况。而有些情况下,是利用图形来直观地解释一些比较抽象的数 学原理与事实,让人一目了然。尤其是小学生,其思维的抽象程度还不够高,经常需要借助直观模型来帮 助理解。例如,利用长方形模型来教学分数乘法的算理,利用线段图来帮助学生理解分数除法的算理,利 用面积模型来解释两位数乘两位数的算理、乘法分配律、完全平方公式等。 本单元的教学内容分为两
2、个层次。一是使学生通过数与形的对照,利用图形直观形象的特点表示出数 的规律。例如,例 1 从图形的角度直观地理解“正方形数”或“平方数”的特点。二是借助图形解决一些 比较抽象的、复杂的、不好解释的问题。例如,例 2 解决求和的问题,教科书利用分数意义的直观模型, 使学生直观地理解“无限”的抽象概念。 小学六年级的学生已具备初步的逻辑思维能力, 但仍以形象思维为主。 为了使学生更直观地理解知识, 同时又满足学生发展逻辑思维能力的要求,教科书在编排上体现了先“数”后“形”的顺序,把形象真正 放在“支撑”地位,从而为培养学生的逻辑能力而服务。 1.形的问题中包含着数的规律,数的问题也可以用形来帮助解
3、决。教学时,要让学生通过解决问题体 会到数与形的这种完美结合:既可以从数的角度出发,让学生看看可以怎样用图形来表示数的规律;也可 以让学生寻找图形中所包含的数的规律。例如,教学例 1 时,可从形引入,先让学生说一说三幅图中分别 有多少个小正方形,通过学生的讨论,得出小正方形数为 12,22,32,还可以分别表示成 1,1+3, 1+3+5,的结论;也可以从数引入,让学生通过计算,发现 1+3=4,1+3+5=9,引导学生用正方形来表 示这些算式,使学生通过数与形的比照,从而对规律形成更为直观的认识。 2.充分发挥教师的指导作用,让学生感受用形来解决数的有关问题的直观性与简捷性。例 2 中, “
4、无 限”的概念非常抽象,学生不易理解。因此,在教学过程中,教师要积极发挥自身的主导作用,帮助学生 深刻理解。比如说,教师可以出示一个圆或者一条线段或者一个正方形,让学生根据分数的意义表示出这 些加数,使学生直观地看到最终的结果是“1” ,从而进一步感受到“化数为形”直观、形象、简捷的特点。 当然,如果学生还是有困难,教师也可以通过反推的方法帮助学生理解。 第第 1 课时课时 数与形(数与形(1) 教学内容教学内容 教科书 P107 例 1 及 P108“做一做”第 1、2 题,完成教科书 P109110“练习二十 二”中第 13 题。 教学目标教学目标 1.体会数与形的联系,进一步积累数形结合
5、的数学活动经验,培养学生数形结合的 数学思想意识。 2.体验数形结合的数学思想方法价值, 激发学生用数形结合的思想方法解决问题的 兴趣,感受数学的魅力。 3.在解决数学问题的过程中,体会和掌握数形结合、归纳推理等基本的数学思想方 法。 教学重点教学重点 体会数形结合的思想。 教学难点教学难点 用自己的语言描述发现的规律。 教学准备教学准备 课件、不同颜色的小正方形。 教学过程教学过程 一、游戏激趣,导入课题一、游戏激趣,导入课题 师:同学们,我们学习了几年的计算,都会吧?(会)跟老师比一比行吗?(行) 课件依次出示习题。 师生比赛,看谁算得快。 (老师当然快一些) 师:你们想不想也像老师一样算
6、得快呢?(想)老师给你们一点点提示,我是借助 图形发现计算方法的。今天这节课我们就来研究数与形。 板书课题:数与形(1) 【设计意图】【设计意图】从谈话导入,通过设置悬念,激发学生学习兴趣,从而顺理成章地引 出课题。 二、形中找数,以形解数二、形中找数,以形解数 师:我先根据算式中的加数拿出若干个图形。比如,1+3,我就先拿 1 个小正方形, 再拿3个小正方形贴在黑板上, 我发现这些数量的小正方形刚好可以拼成1个大正方形, 那就把它们拼成一个大的正方形。 【教学提示】 比赛结束后,适 当引导学生观察一下 算式的特点,再说自 己的计算方法。 教学笔记教学笔记 师:接着,我观察图形和算式之间的关系
7、,发现了可以快速算得结果的方法,你们 想不想自己试试看? 1.1.动画引出形与数的联系。动画引出形与数的联系。 师:请大家认真观察屏幕上的内容。 (课件动态呈现教科书 P107 例 1) 师:通过刚才的观察,你能从图中发现哪些数的信息?请先与同桌交流,再向大家 说说你的想法。 学生活动,教师巡视。全班交流。 【学情预设】【学情预设】学生可能会根据图形的呈现顺序(每层个数)回答,如 1(1 层)、1+3(2 层)、1+3+5(3 层);也可能根据图形的结果(正方形个数)回答,如 1、4、9 学生边回答,课件边呈现算式,教师边完成下面板书。 1111 2 1+3=22=2 2 1+3+5=33=3
8、 2 2.2.探究发现形与数的关系。探究发现形与数的关系。 师:请大家结合图形与算式,看看能发现什么规律?拼这样的图形,一共需要多少 个小正方形? 课件集中呈现。 学生活动,教师巡视。全班交流。 【学情预设】【学情预设】预设 1:结合算式看图形,发现图形中所包含的规律是各层小正方形 的个数之和等于层数的平方。 预设 2:发现算式左边是每层图形的个数之和,右边也是。并从中发现,在计算连 续奇数的和时,用“个数”的平方来计算比较快。 预设 3:发现图形和算式之间有一定的联系。也就是说,图形中的规律可以用算式 表示出来,这样,不需要再继续拼下去,就可以从算式中知道,所拼图形中一共有多少 个小正方形。
9、 【教学提示】 避免学生将数与 形分离开观察,在此 要求学生用数表示出 图的规律。 教学笔记教学笔记 预设 4:发现拼出的图形有多少层,层数的平方就是图中所有小正方形的个数。如 拼出的图形有 2 层, 一共有 22 个小正方形; 拼出的图形有 3 层, 一共有 32 个小正方形; 拼出的图形有几层,就有几的平方个小正方形。 3.3.初初步体会形与数的关系。步体会形与数的关系。 师:同学们真聪明,发现了形与数之间的联系。现在如果让你拼出 4 层,一共需要 多少个小正方形?如果拼出 5 层呢?6 层呢? 课件动态呈现拼成 4、5、6 层的大正方形。学生分别说出算式和得数。 师:如果拼成 10 层呢
10、?100 层呢?请大家先想一想,再交流一下。 【学情预设】【学情预设】预设 1:拼 10 层,共需 102100(个)小正方形;拼 100 层,共需 100 2 10000(个)小正方形。 预设 2:可以把拼图问题转化为计算连续奇数的和,因为 1+32 24,1+3+532 9,所以 1+3+5+74 216,1+3+5+19102100,1+3+5+199=1002=10000。 预设 3:发现当层数较少时,用图形比较直观;当层数较多时,画图就比较麻烦, 画 100 层就很困难。如果层数比较多,用算式虽然不像图形那样直观,但如果分析出其 中隐藏的规律后,再多的层数都可以用算式非常方便地计算出
11、结果。 教师在全班交流的同时,引导学生归纳出数与形之间的联系,最后完成小结。 师:通过探索,发现形与数之间存在着紧密的联系;并且还发现,图形虽然直观, 但随着数量的不断增加,会变得不易操作,如果改用寻找数中隐藏的规律,就可以进行 更加详细的讨论。 师:通过计算,你们发现算式有什么规律没有? 【学情预设】【学情预设】学生会发现,从 1 开始,n 个连续奇数的和等于 n 2。 【设计意图】【设计意图】本环节设计有三层,每层都通过数形结合来引导学生不断深入思考。 首先,用动画以“半包围”的方式引出图形,让学生清楚地看到每层的小正方形数量不 断增加,放手让学生从中发现形与数的联系。接着,以共需多少个小
12、正方形为问题,引 发思考,又一次放手让学生探究发现形与数之间的关系。最后是渗透数学思想方法的关 键,也是教学的目的所在。以不断增加层数提出“高难度”问题,迫使学生从画图转向 算式,再加之教师的点拨,使学生初步体会形的直观与数的细微。 4.4.运用规律。运用规律。 (1)课件出示习题。 教师请学生独立完成,然后全班核对答案并适时板书。 【教学提示】 要关注学生多种 推理方法,突出学生 的思维过程,不能让 学生套用规律。 教教学笔记学笔记 (2)利用规律,算一算。 课件展示教科书 P108“做一做”第 1 题。 师:根据例 1 的结论算一算。 全班交流,请学生说明计算结果和原因。 5.5.小结。小
13、结。 师:同学们都很细心,不但能很快算出从 1 开始的连续奇数的和,稍加一点变化, 你们也照样算得很快。现在知道老师是用什么方法来快速计算这些题了吧。 师:这么巧妙的方法,我们是借助什么发现的?(图形)看来,有的计算问题借助 图形解决会更容易。 【设计意图】【设计意图】充分让学生观察分析,感受如何将数和形结合,体会数和形之间的紧 密联系,同时让学生感受到“形”可以展示“数”的特点,通过“形”使解决“数”的 问题变得更加容易。 三、巩固练习三、巩固练习, ,综合应用综合应用 1.1.课件展示教科书课件展示教科书 P108P108“做一做”第“做一做”第 2 2 题。题。 师:请你认真思考、观察,
14、上边的图形和对应的数之间有什么规律? 四人小组交流,全班汇报。课件出示答案。 师:刚才有一个同学说,红色的小正方形顺次增加 1 个,蓝色的小正方形顺次增加 2 个,这是为什么呢?我们一起来看一看。第一个图形,若要增加 1 个红色小正方形, 其上方、下方就要各增加 1 个蓝色小正方形。依此类推,第三个图形在第二个图形的基 础上增加了 1 个红色小正方形,则蓝色小正方形就要增加几个?(2 个) 师:如果不让你看图,照这样画下去,第 6 个和第 10 个图形各有几个红色小正方 形和蓝色小正方形呢?你能写出来吗?在草稿本上写一写。 教师请学生介绍,说说是怎么算出来的。 师:观察发现,图形中左右两侧的蓝
15、色小正方形个数固定不变(为 6 个) ,在中间 部分,红色小正方形的个数乘 2 就是蓝色小正方形的个数。即使在红色小正方形个数较 多的情况下,仍然可以算得很快,看来图形问题确实也蕴涵着数的规律。找到了其中的 规律,解决问题就清晰、容易多了。 2.2.课件展示教科书课件展示教科书 P109P109“练习二十二”第“练习二十二”第 1 1 题。题。 先放手让学生找出规律,再交流汇报。 【学情预设】【学情预设】由于每个图形最外圈小正方形的个数都是 8 的相应倍数,因此第 n 个 图形最外圈小正方形的个数是 8n。类似的算式(2n+1) 2-(2n-1)2 可能学生找不到,教师 可以引导学生观察给出的
16、算式中两个数间的关系,如 3 和 1、5 和 3、7 和 5这样从 相邻奇数入手思考,会很快发现其中的规律。 3.3.课件展示教科书课件展示教科书 P109P109“练习二十二”第“练习二十二”第 2 2 题。题。 师:上方有图,下方有对应的数字,请你观察和思考,图和数之间有什么规律? 【教学提示】 部分学生能灵活 运用规律计算,大部 分学 生还是需 要引 导。所以让会做的学 生说思路、方法,分 享解答过程。 【教学提示】 学生可以从不同 角度观察、分析,发 现规律,不能仅仅关 注结果。 教学笔记教学笔记 (1)小组交流后全班汇报。 【学情预设】【学情预设】预设 1:第 2 个图形中小圆的个数
17、为 1+2,第 3 个图形中小圆的个数 为 1+2+3,第 4 个图形中小圆的个数为 1+2+3+4。 预设 2:是第几个图形,其中就有几行小圆。 师:照这个规律往下画,你能画出来吗?图形下方的数字表示的是什么?第 5 个、 第 6 个、第 7 个图形下方的数,你能不能很快写出来? (2)请学生独立完成在练习纸上。 (3)学生汇报,说说是怎么得到结果的。 师:第 10 个图形中的最后一行是第几行?一共含有几个小圆? 【学情预设】【学情预设】第 10 个图形中的最后一行是第 10 行,一共含有 55 个小圆。 师: 现在如果老师不让你画图, 你能不能想象一下第 10 个图形, 它是什么样子的?
18、一共有多少个小圆呢?现在我们就不画图, 算一算, 第 10 个图形下方的那个数是多少? 能算出来吗?动笔试一试。 (4)展示学生作品,请学生介绍方法。 【设计意图】【设计意图】通过练习,让学生进一步体会数形结合的特点,感受用形来解决数的 有关问题的直观性与简捷性。在练习中充分让学生动脑、动口、动手,在交流中发现特 点,解决问题。 4.4.课件展示教科书课件展示教科书 P110P110“练习二十二”第“练习二十二”第 3 3 题。题。 (1)学生独立在教科书上完成。 (2)展示交流,集体订正。 【学情预设】【学情预设】就具体的图形来说,学生能较轻松地填出数。在发现规律时,学生可 能有点难度, 特
19、别是发现的规律难以用语言表达清楚。 教师要引导学生用字母表示。 四、 回顾反思师:今天这节课,我们一起学习了“数与形” ,说说你们有什么收获。 【学情预设】【学情预设】学生可能会说,利用图形发现规律,利用图形进行计算比较简便等。 师小结:在解决问题时,可以利用形解决数的问题,也可以利用数解决形的问题, 根据实际灵活选用。 板书设计板书设计 数与形(1) 1111 2 1+3=22=2 2 1+3+5=33=3 2 1+3+5+7=4 2 1+3+5+7+9+11+13=7 2 教学反思教学反思 教学笔记教学笔记 让学生自己发现规律时, 他们首先说的都是数的规律, 比如每个加法算式依次多加 了一
20、个数,分别是 3、5、7它们的和都是几的平方数,而没有把数和图形结合起来, 于是教师多次引导学生从图形上去找找看还有什么规律。使学生通过观察,发现算式左 边的加数正好与正方形图中以颜色区分的“”形图形中的小正方形数相对应。把这 些加数加起来,和就是正方形图中包含的小正方形数,即每边小正方形数的平方。 作业设计作业设计 三、观察图形,填写下表。三、观察图形,填写下表。 四、先数一数,再填一填,用你发现的规律解四、先数一数,再填一填,用你发现的规律解决问题。决问题。 1.摆 15 个三角形,需要多少根小棒? 2.有 89 根小棒,能摆出多少个三角形? 3.摆成的三角形个数与所用的小棒根数之间有什么关系? 参考答案参考答案 三、43 88 四、7 9 1.31 根 2.44 个 3.摆成的三角形个数2+1=所用的小棒根数 教学笔记教学笔记
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