《数学广角——找次品》教学设计
教学目标:
1.通过观察、猜测、试验、推理等活动,经历严密的推理过程,让学生感悟到从多个测品中找一个重一些或轻一些的次品的方法;体会到解决问题策略的多样性及运用优化的方法解决问题的有效性,同时重在培养学生的推理能力。
2.能用简洁的方法记录设计方案,并能有条理地进行交流。
3.让学生感受到数学在日常生活中的广泛应用,尝试用数学的方法来解决实际生活中的简单问题,初步培养学生的应用意识和解决实际问题的能力。
教学重点:
让学生知道“从多个测品中找一个或重一些或轻一些的次品,把测品尽可能平均分成3份称,需要称的次数最少”。
教学过程:
一、谈话引入(3个零件中找次品,感受天平原理。)
教师出示一瓶口香糖,并取出一颗送给一名学生。
接着把这瓶糖与另外两瓶放在一起(外表上一模一样),并向学生提出:现在有三瓶口香糖,其中一瓶刚才老师已取出了一颗,不能作为整瓶出售了,这瓶我们称它为次品,谁有办法把它重新找出来呢?生可能说到:用手掂一掂、用天平称。
引导学生想到用天平来称一称的办法。
师:那怎样称次数最少,又能保证把这一瓶次品找出来呢?请大家互相讨论一下吧!
学生交流:师适时帮助学生把想法完整的表达出来:在天平两边各放1瓶,如果天平平衡,说明天平两边一样重,那次品就是剩下的一瓶;如果不平衡,那轻的一瓶就是次品。只要称一次就够了!
(教师强调:当两瓶分别放入天平时,两种情况都有可能发生。这就是我们需要推理的。今天我们就研究找次品。)
二、自主探究,初步感知(5个零件中找次品,经历完整推理过程)
1.出示5瓶糖,其中一瓶少了一颗。
(1)要保证找出次品,用你的方案需要称几次呢?
(2)请你在纸上画一画、写一写,把你的想法以简洁的方式记录下来。
先让学生独立思考、表达,再在小组中交流、讨论。
2.反馈。
(1)天平两边各放2瓶,第一种情况是平衡的;第二种情况是不平衡的,就把轻的两瓶再称一次,这样就要称两次。
(2)我先拿两瓶分别放在天平的两边,如果是不平衡的,那就找到了;如果是平衡的,那就在另外三瓶中找,因为三瓶中找一瓶次品,只要称一次。这样只要称两次。
组织学生记录推理过程:
瓶数 分法 次数
3 (1、1、1) 1
5 (2、2、1)(1、1、3) 2
3.总结:刚才我们通过不同的方案找到了次品。同时我们也感受到利用天平原理来找次品的时候,要考虑两种情况,一种是平衡另一种是不平衡,也就是说我们的推理要严密。用这样的方式记录方案比较清楚、简洁。
借助多媒体逐步演示以上两种推理过程。
三、深入探究,寻找规律(从9个测品中找次品,比较、猜测、验证最佳策略。)
师:我们从3瓶中找出一瓶次品是称1次,从5瓶中找出1瓶次品最少称2次,如果要从9瓶中保证找出1瓶次品最少要称几次呢?让生先猜一猜,再把自己的想法画一画、写一写。
小组互相交流推理过程。(展示学生作品)
可能出现:1、将9个零件分成9份。讲述自己的推理过程。2、将9个零件分成5份。3、将9个零件分成3份。
分成3份,预设:(1)、把9瓶分成2瓶、2瓶和5瓶,第一次天平两边各放2瓶,如果不平衡,再在较轻的2瓶中再称一次;如果平衡,再从5瓶中找,根据5瓶中保证找出一瓶次品最少要2次,这样共要3次。
(2)、先把9瓶分成4瓶、4品和1瓶。第一次天平两边各放4瓶,如果平衡,另外的一瓶就是次品;如果不平衡,就在较轻的4瓶中找,第二次在天平两边各放2瓶,找到较轻的两瓶,第三次再称出较轻的1瓶,共3次。
(3)、把9瓶分成3瓶、3瓶、3瓶。第一次天平两边各放3瓶,如果不平衡,次品就在较轻的3瓶中,这样再称一次就能找到了;如果平衡,次品就在另外的3瓶中,同样称1次。这样称2次就可以了。
教师结合学生交流整理表格:
瓶数 分法 次数
9 (2、2、5)(4、4、1)(3、3、3) 332
4.观察、推理、猜想规律。
(1)同学们观察表格,要保证找到次品,你觉得怎样的分法,称的次数会最少?(分成3份;平均分。)
(2)我们能不能继续来深入思考,为什么分成3份呢?(分成3份的话,天平只要称一次就知道次品在哪一份里了。 )
(3)同样是分成3份,为什么分成(3、3、3)比分成(4、4、1)少称一次呢?(因为分成(3、3、3),只要称一次就知道次品肯定在3个里,而分成(4、4、1)的话,称一次后可能次品会在4个里,从3个里面找次品只要1次,而从4个里面找次品需要2次。)
(4)总结:看来用天平原理来找次品,我们首先要把次品分成3份,并且要平均的分成3份。
5.巩固、验证、完善规律。
(1)现在有8瓶糖,把它分成3份的话,可以怎么分。
(1,1,6) (3,3,2) (2,2,4)
(2)请选择一种设计方案。
(3)反馈方案。
(4)分析交流。
现在你觉得怎样的分法称的次数会最少?(把物品分成3份,每份要尽可能接近些。)
(5)总结:在解决找次品问题时,要把物体分成三份,尽量平均分,这样称的次数会最少。
四、巩固练习,提升思维
27个零件里面找次品。
让学生根据上面的经验继续画一画、写一写,表示出推理过程。最终发现:把27瓶分成3个9瓶,称的次数最少。(第一次称后,就知道次品在哪一组的9瓶中了,9瓶最少称2次,所以27瓶称3次是最少的。)
五、自主选择,从10瓶到26瓶的探究中进一步体会思想方法。
师:我们知道在9瓶中找瓶次品最少要2次;在27瓶中找瓶次品最少要3次;那么在10瓶、11瓶、12瓶。。。26瓶之间任选一种情况用天平称最少要几次呢?
生自主选择、探究。
交流:适时展示10瓶、26瓶时的推理过程。
瓶数 分法 次数
10 (3、3、4)(4、4、3) 3
11 (4、4、3)(3、3、5) 3
12 (4、4、4) 3
20 (7、7、6) 3
26 (9、9、8) 3
小结:从10瓶到27瓶用天平称最少的次数都是3次,关键要把总量分成三份,尽量等分。
师:如果继续用天平称的办法保证能找出1瓶次品,最少是称4次的,你觉得总瓶数是多少?
28瓶---81瓶,28瓶分成9瓶、9瓶、10瓶,第一次称两个9瓶,如果平衡,就在另外10瓶中找,10瓶中找1瓶次品需要3次,这样共需要4次。
81瓶:瓶分成3个27瓶,第一次称两个27瓶,再在27瓶中找1瓶次品需要3次,这样共需要4次。
观察表格,3瓶、9瓶、27瓶、81瓶分别需要1次、2次、3次、4次,你能发现瓶数与次数有什么关系吗?
教师出示:3=3×1,1次;9=3×3,2次;27=3×3×3,3次;
81=3×3×3×3,4次
引导学生发现243=3×3×3×3×3,刚好是5个3相乘,所以只要称5次。从82瓶到243瓶,都只要称5次。
六、总结提升
师:今天这节课你们有什么收获?还有什么问题吗?
师:我们为什么要探究找次品?
师:我们所探究出的找次品的方法其实和以前所探究的烙饼问题、田忌赛马问题等一样,就是一个最优化的方法。生活中解决问题的方法很多,如果你发现了解决问题的最佳策略,那么解决问题时一定能够事半功倍!