探索图形
教学内容:小学数学五(下)教科书第44页。
教学目标:
1、综合应用正方体的特征解决分类计数问题。
2、让学生通过观察、想象等活动经历“找规律”的全过程,推导出计算公式,获得“化繁为简”的解决问题经验,培养学生的空间想象力。
3、在小组交流中有效参与,感受探索的乐趣。
教学重点:学会从简单情况着手找规律去解决复杂问题的研究方法。
教学难点:观察概括各类小正方体的位置特征并能推导出计算公式及方法。
教学准备:小正方体学具
教学过程:
一、问题开放、引导猜想。
1、复习正方体的特征,引出课题。
师:这是什么图形?正方体有哪些特征?
生:正方体有6个面,都是完全相同的正方形;12条棱,长度都相等;8个顶点。
师:正方体是一种基本的立体图形,由它组合成的立体图形有什么奥秘呢?这节课我们就一起来探索图形。(板书:探索图形)
2、提出问题
师:这是用棱长1cm的小正方体拼成的一个大正方体,它是由多少块小正方体组成的?怎么想的?
师:为了描述方便,我们约定把这样棱长为10的正方体称作10的立方(103)结构。
师:如果把这个大正方体的6个面都涂上绿色,小正方体最多会有几个面被涂绿色?
(两面涂色、一面涂色、没有涂色的小正方体)还有没有其它情况?会不会有四面涂色的可能性?为什么?
师追问:那这四种涂色情况的小正方体位置在哪里?各有多少个?会不会有什么规律了?你知道吗?
生:……
师:看来一下子找到规律并得出结果比较困难,那我们遇到这样比较复杂的问题时,怎样来研究呢?
生:可以用小正方体从简单的开始研究。
师:是的,借助学具,先从简单的问题入手,去发现其中的规律来解决比较复杂的问题,是一个很好的思路。
二、聚焦规律,解决问题
合作探究,发现规律
引导明确最简单的几种情况,全班共同完成图①的填写
师:想想,由小正方体拼成较大的正方体,最简单的棱长为几?(出示课件)
师:这就是“23结构” 的正方体,和你描述的一样吗?
课件动态呈现图①及表格
师:能数出这个图形中各种涂色小正方体的块数吗?
抽答,并填表。
请学生上台指:为什么这8个都涂了三个面?
师:就研究这一种行吗?
生:不行,通过这个图形我们只能找到3面涂色的小正方体的位置和数量,不能找到其他情况的涂色小正方体的数量,更不能得出规律与方法。
师:思维很严谨。那其他的同学赞成他的意见吗?那就让我们继续探究的脚步。
师:想想,再大一点的正方体呢?会是什么样的棱长结构?
课件出示图②(“33结构”)、图③(“43结构”)
② ③
师:想自己尝试一下吗?谁先来为我们读读要求?
2、小组合作,探索图②、图③。
出示合作提示:
(1)两人合作,借助小正方体学具进行拼摆,将结果记录在表格里。
(2)仔细观察每一类小正方体所在的位置和数量,从中你能发现哪些规律?
记录表如下:
图形
三面涂色的块数
两面涂色的块数
一面涂色的块数
没有涂色的块数
33结构
43结构
抽生介绍本组填表及方法。
课件呈现填表结果。
图形
三面涂色的块数
两面涂色的块数
一面涂色的块数
没有涂色的块数
23结构
8
0
0
0
33结构
8
12
6
1
43结构
8
24
24
8
33结构的汇报:
教师的引导汇报过程:
先汇报个数
师:谁来汇报一下33结构的研究结果?
学生汇报答案后全班核对
师:是不是都同意这个答案?
再汇报数量与位置的关系
师:三面涂色的8个在哪里?两面涂色的12个是怎么来的?是不是在棱上找?为什么是12个呢?(每条棱上有3个正方体,减去两个顶点位置的就还剩一个,再乘12条棱即可得到12)一面涂色的位置在哪里?(面上找)怎么数数量?(以正面为例,减去上下两层涂色的小正方体和左右两列涂色的,就剩下中间这一个一面涂色的了,再乘6个面即可得到)没涂色的小正方体是不是真的只有一个呢?
请一个同学借助教师的实物学具,揭开并找到中间没涂色的那个小正方体。
师引导找没涂色小正方体的其他方法:找没涂色的小正方体,还有没有其他的方法?
43结构的汇报
教师的引导汇报过程:
先汇报个数
师:谁来汇报一下43结构的研究结果?
学生汇报答案后全班核对
师:是不是都同意这个答案?
再汇报数量与位置的关系
师:你能给我说说你是怎样找到每种小正方体的位置,得到数量的吗?
教师小结:很善于观察、总结规律。现在,我们再以43结构为例(结合课件展示),再来梳理下每种涂色小正方体的位置与数量的规律。
师:三面涂色的位置在?(顶点数)数量呢?(每个顶点一块,8个顶点共有8个)我们可以简称为顶点数8个。
师:两面涂色的位置在……?(棱上找)怎么得到数量呢?(一条棱上有4个小正方体,减去2个顶点上的小正方体,每条棱上还剩2个两面涂色的小正方体,再乘12条棱即可得到(4-2)×12=24个)
师:一面涂色的哪里找?(面上找)数量呢?(每个面除开上下两层和左右两列涂色的小正方体,中间是一个2×2的结构,再乘6个面就可以得到,即(4-2)×(4-2)×6=24个)
师:没有涂色在哪儿?有多少块儿?减一减或者数中间。老师结合PPT演示:如果我们去掉外面涂色的小正方体,它会是一个什么形状的呢?
先减去上下两层,高就变成了几?
再减去前后两排,宽就变成了几?
最后减去左右两列,长就变成了几?