数与形
【学习目标】
1.借助正方形图的模型探索规律,沟通数列与图形的联系,掌握毕达歌拉斯数列的计算方法,感知数与形之间一一对应关系,感悟用数形结合的思想来分析思考问题的优势,感受数学的魅力,提高解决问题的能力。
2.经历探究规律的过程,构建探究学习的方法,主动迁移运用于同类问题的研究中,理解图形可以使复杂问题简单化、抽象问题具体化的解决问题策略。
3.创设操作、思考、合作、交流的空间,从而激发学生自主研究问题的热情。
【学习重点】
经历观察、操作、归纳等活动,借助“形”来直观感受与“数”之间的关系。
【学习难点】
体会有时“形”与“数”能互相解释,并能借助“形”解决一些与“数”有关的问题,感悟探究学习的方法。
【课前思考】
整节课通过三个主环节的设计,引导学生由浅入深地经历探究过程,从形上理解数的涵义,用数的规律解决形的问题,真实体验数形结合的优势,建立数形结合的数学思想,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,发展学生的高阶思维,从而起到优化解决问题途径的目的。教学采用小组合作的学习方式,鼓励学生自主探究、互问互答。让学生经历小组学习的汇报交流、思维火花的摩擦碰撞等深度学习过程,从而发展学生发散性思维和知识本质的沟通能力,提高学习的兴趣和探究的欲望。本节课的设计除了让学生感悟数形结合的思想,还努力引导学生体验猜想与验证的学习策略,感悟化繁为简、迁移、类比等数学方法与思想,通过高密度的学习过程促进学生核心素养的发展。
【学习环节】
一、化数为形(2)
1.谈话引入
师:同学们,提到数学,我们会很自然地想到数【板书:数】。在很多人的心中都有自己喜欢的数,你们也有吗?
师:老师也有一个喜欢的数(16)
2.思考“16”这个数的特征
师:我喜欢16,不是因为它有特殊的意义,而是因为老师觉得16很神奇。
在2000多年前的古希腊,人们认为每个数都是有生命的,都有它自己独特的意义。比如,这个16,他们会用小石头摆成一个图形,【板书:形】你能想象出它的样子吗?(PPT)
他们可能是这样摆的,可以用哪个算式表示?
二、以形助数(23)
1.探索发现:借助正方形寻找16的特征(5)
想象一下,16颗小石头还可以怎样有规律地摆成正方形呢?(留思考时间)
活动一:
拍照上传(拉大):
①4+4+4+4=16; ②1+2+3+4+3+2+1=16;
③1+3+5+7=16; ④4+12=16;
2.汇报交流
(1)能看懂他们的想法吗?在这些摆法中,你认为哪个比较特别?
②1+2+3+4+3+2+1=16 (生说理由)(师点击画线,写出了1+2+3+4)
什么感觉?(不但形上是对称的,数也是对称的)
④4+12=16 (生说)(也很特别)
③1+3+5+7=16 你能结合图和算式上来说说这是怎么摆的?(划线)
师:(回到同屏)看来,他们都很特别,还藏着一些秘密等我们去发现。今天我们就先研究这种1+3+5+7的图形和算式,另外两种可以用今天学的方法再进行研究。
【板贴】像这样的摆法,可以用1+3+5+7的和表示边长是4的正方形。
3.活动二: (6)
(1)提出问题:在其他的正方形中也存在这样的算式吗?就让我们像数学家一样来研究看看。
(2)活动要求:
想一想:我们可以研究边长是几的正方形?(留思考时间)
要画出你的想法并写出相应的算式,完成后和小组同学交流,结合你们的图形和算式,说说你们有什么发现?
有问题吗?可以先和你的小组同学商量一下,你们小组可以研究哪些边长,然后每人画一个,写出对应算式,再进行交流。
(收集作品4幅,连续)
(3)反馈交流 (12)
问:你们研究了边长是几的正方形?(多请几位)
那图形和算式间隐藏着什么规律呢,你们有发现吗?哪个小组先来分享?
①相差2. 你们在哪里发现的?为什么每次都相差2,你们能选择一幅图说吗?
(生边比划边说)追问:那下一层呢?你们都是这样想的吗?看来从不同的角度可以发现每一层比上一层多2。(从图中也能看到数)
师:这是从里往外看,那从外往里呢?(少2)
问:还有其他发现吗?
②都是从1+3+5+7…… (谁听明白他的意思?)
都是从1开始,都是连续的奇数相加的和。这幅图往外继续加?(几)能在图上说明为什么是11?那往里剥呢?会是怎么的图和算式?【板贴】
③几个数边长就是几(几个数,边长就是几,结果就是几的平方)。
问:这样的算式分别表示出了怎样的正方形?2×2,2的平方,2在哪里?图上呢?
(看看你们手上的作品,是不是都是这样的?)像这样的图和算式写的完吗?
【板书】1平方1 2平方4 3平方9 ……
小结:同学们,我们方才结合图发现了,从1开始的连续几个奇数的和,结果就是几的平方,结果就是像1,4,9,16的数,这些数就叫做正方形数,也叫平方数。
同学们,刚才我们用数与形结合发现了正方形数的规律,如果没有图,只有数,你能想象出是怎样的正方形吗?
出示
(1)
(边长是几)(你怎么知道的?)所以结果是?(64)
(2)10的平方
怎么知道的?2×10-1,结合图说明
(3)第n个呢?
三、创造数与形
1.同学们,我们一起来回顾一下刚才是怎么研究平方数的?(指板书)
借助图形,我们从摆石头中发现了连续奇数的和可以表示出正方形,接着各小组选择不同的数去研究(呈现小组的研究单),在这样有序的1的平方、2的平方……找到了平方数的规律,从1开始若干个连续奇数的和,就是正方形数,也叫平方数。由此展开联想,你还能想到用这样的方法研究什么?
①板书(连续偶数的和、连续自然数的和)②大屏呈现(课始其他的摆法)
活动三:我来创造“数与形”(15)
小组合作:先小组确定要研究的问题,再选择一些有序的数与形,画出想法写出对应的算式,可以在方格图上,也可以在下面空白的地方画一画,写一写,想办法让人一眼就看懂你们发现的规律。最后选出小组代表准备汇报。
2.小组分享
你们有什么问题吗?有什么想说的吗?
【反馈】第一种:2+4+6+8+.......=
第二种:1+2+3+4+5+6......=
(联系第一环节的正方形数)