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- 2022-02-12 发布
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黄金螺旋线
指导思想与理论依据:
《数学课程标准》(2011版)更加重视学生能力的培养和素养的提高,在原有“基础知识、基本技能”的基础上,进一步明确提出了“基本思想”和“基本活动经验”的要求,让学生能够探索给定情境中隐含的规律或变化的趋势。中国学生发展核心素养中要求:要让学生学会学习,勇于探究,具有好奇心和想象力,能不畏困难,有坚持不懈的探索精神,能大胆尝试,积极寻求有效的问题解决方法等。
开展《数学百花园》内容的教学,重要的是关注学生学习的过程,在解决问题的过程中培养学生解决问题的方法与策略。要更多的让学生感受数学文化,欣赏数学的“美”,激发数学学习的兴趣,提高探索规律的能力和问题解决的能力。要让学生经历探索规律、解决问题的过程,积累数学思想方法,积淀数学活动经验。
教学背景分析:
教材分析:《黄金螺旋线》是北京版小学数学第十一册“数学百花园”中的内容。“黄金螺旋线” 是以直观图的方式呈现探索规律的内容,这一内容所要探索的规律就是“斐波那契数列”,但是,认识“斐波那契数列”不是教学的重点,教学重点是让学生经历探索规律的过程,发展学生观察、分析、推理、归纳的能力,积累数学活动经验和数学思想方法。同时让学生感受数学与自然界的联系,欣赏数学美,激发学生学习数学的兴趣。
学生情况分析:学生对圆和扇形的认识是学习此内容的知识基础。在以前的数学学习中,学生所获得的探索规律的方法、能力以及借助几何直观探究解决问题的经验,是学习此内容的能力基础。通过了解,学生面临一个新的问题,往往没有解决问题的方向,缺少解决问题的方法,学生画图解决问题的意识不强,通过学习,要进一步发展学生探索规律的能力,感受数学的美,帮助学生积累数学活动经验、数学思想方法,为学生今后的数学学习奠定基础。
教学目标:
1.运用对圆和扇形的认识,拼摆绘制黄金螺旋线,借助几何直观探索规律,了解裴波那契数列,能够运用学习的方法解决爬楼梯问题。
2.让学生经历探索规律的过程,发展学生观察、分析、推理、归纳等能力,培养学生借助几何直观探索规律的能力,积累数学活动经验和数学思想方法。
3.提升学生欣赏数学美的能力,激发学生学习数学的兴趣,感受数学与自然界的联系,感悟数学文化的广袤和久远。
教学重点:借助几何直观,经历探索规律的过程,掌握探索规律的方法,了解裴波那契数列,积累数学活动经验和数学思想方法。
教学难点:成功画出黄金螺旋线,并在这个过程中发现内在的规律。
教学方式:动手实践、自主探究、合作交流
教学手段:课件、教学具
技术准备:多媒体课件 教具
教学过程:
课前三分钟:引出黄金螺旋线(3分钟)
同学们,今天我给大家带来几幅图片,我们一起欣赏一下。(出示图片)你们认识它吗?(生回答)这是一个美丽的鹦鹉螺的外壳。漂亮吗?它的漂亮就在于它的优美曲线。这些呢?这是一些植物:仙人掌 、还有多肉植物。这是一些建筑物。这张你们认识吗?对,这是意大利著名艺术家达·芬奇的名画《蒙娜丽莎》。欣赏了这些图片,你们有什么感受?同学们说的太好了,这些图片之所以让我们看了觉得很美、很舒服,是因为它们的形状都呈现出“黄金螺旋线”的形状,而这还是一个有趣的数学知识呢?就是“黄金螺旋线”。
【设计意图】教学中通过让学生欣赏图片,让学生初步感知“黄金螺旋线”,感受大自然的神奇,初步感知数学曲线的美,调动学生学习数学的兴趣。
一、导入:今天这节课就来研究“黄金螺旋线。”(1分钟)
二、自主探究,研究规律,总结方法(25分钟)
1.摆与画“黄金螺旋线”的图案,感受特点
(1)摆“黄金螺旋线”
这就是黄金螺旋线,你觉得黄金螺旋线与我们学过的什么图形有联系呢?
(与我们学过的扇形有联系)
下面就请同学们利用手中的扇形学具拼摆出一条“黄金螺旋线”的图案。指一指哪条线是黄金螺旋线?
(2)绘制“黄金螺旋线”
除了用小扇形摆拼黄金螺旋线以外,还可用正方形内画扇形的方法来绘制“黄金螺旋线”。(课件展示)
请同学们在边长1厘米的方格纸中绘制一条“黄金螺旋线”!边画边想一想:每一个扇形的半径是多少?把半径标在图上。
展示学生的作品,说一说是怎么绘制的?
课件演示。
(3)小结:刚才是通过这样的小方格来绘制的环境螺旋线,并且我们找到了每个扇形的半径.
【设计意图】通过用扇形摆、用圆规画、观察图形说半径,从图形中发现扇形的半径大小,借助几何直观帮助学生找到扇形半径的大小,发展学生的观察、分析、推理能力。
2.研究规律,总结方法
(1)提出问题,引发思考:第七个扇形的半径是多少呢?说一说你打算怎样解决这个问题?(画出第七个扇形来)
评价:画图这种方法的确是一种好办法,直观简单!可以解决这个问题。
师:下面同学们就来画一画第七个扇形吧。
(2)继续画图,引发思考
师:画出来了吗?为什么?看来画图也有局限性。那我们怎么办呢?
师:咱们仔细观察这一下六个扇形的半径的特点,看看你们有什么发现?能不能帮你找到第七个扇形的半径。
(3)讨论交流,总结规律
师:发现什么了?跟你的同桌同学交流一下,看看你们的发现是否一致?
生: 2是1与1的和,3是2与1的和…… 按照这个规律,第七个扇形的半径是13。
师:我们发现的规律是什么?
生:从第三个数起,每个数都是前两个数的和。
老师板书。学生读一遍。
师:所以第七个扇形的半径是13.如果按照这个规律能不能找到第八、九、十个扇形的半径是多少?第20个呢?……
师:同学们你们看,画图是可以帮助我们解决问题的。但是,当我们遇到一个复杂的问题时,我们可以从简单情况入手进行分析,找找规律,就像刚才那样可以通过 “列表举例----观察特点----总结规律”的方法来解决这个问题。所以我们得到了一个1 1 2 3 5 8……这样的数列。(板书:列表举例----观察特点----总结规律)
【设计意图】通过让学生想办法解决第七个扇形半径大小的问题,让学生说解决问题的方法和思路,帮助学生积累数学活动经验和数学思想方法,更重要的是培养学生“画图-列表举例-观察特点-总结规律-利用规律”解决问题的方法和思路,发展学生借助几何直观探索规律的能力。
3.介绍历史
这个数列就是著名的斐波那契数列,最早是由意大利数学家“斐波那契”发现的。“黄金螺旋线”也称 “斐波那契螺旋线”。下面我们来认识一下这位伟大的数学家。
介绍数学家:斐波那契是13世纪欧洲最好的数学家。1202年,斐波那契出版了他的著作《算盘书》,书中有许多有趣的数学题,其中最有趣的是下面的题目:假设一对刚出生的小兔子,一个月后长成大兔子,再过一个月就能生下一对小兔子,并且以后每个月一对大兔子都能生出一对小兔子。如果所有兔子都不死,那么12个月后会有多少对兔子呢?斐波那契把推算得到的头几个数摆成一串: 1、1、2、3、5、8……大家都叫它 “斐波那契数列”,又称“兔子数列”。所以“黄金螺旋线”也称“斐波那契螺旋线”,人们根据“斐波那契螺旋线”创造出了许多优美的作品。
【设计意图】让学生了解“斐波那契数列”、“有趣的兔子问题”、欣赏黄金螺旋
线在生活中的运用,让学生感受到数学与自然界的联系,欣赏数学美,激发学生学习数学和应用数学的兴趣。
三、运用方法,解决问题(13分钟)
1. 回顾方法,沟通知识间联系。以前我们利用过这种方法解决问题吗?我们一起来看:
(1)多边形的内角和,要想知道100边形的内角和不容易,通过画图我们很容易得到三边形、四边形、五边形、六边形的内角和,从简单中我们发现规律,利用规律就顺利的解决了问题。
(2)师小结:看来, “列表举例---观察特点---总结规律---运用规律”也是一种解决问题的好方法。我希望大家都能够运用这种方法解决问题。
2.解决问题:有一段楼梯有10级台阶,规定每一步只能跨一级或两级,要登上第10级台阶有几种不同的走法?100级呢?(课件演示)
汇报交流:一级台阶1种走法;二级台阶2种走法;三级3种台阶走法;四级台阶5种走法……
现在又发现了什么规律?从第三个数起,每个数都是前两个数的和。
按照这个规律可以得到10级台阶的走法数。
3.质疑思考:为什么从第三个数起,每个数都是前两个数的和呢?(以5级台阶为例,如果第一步迈一级台阶,还有4级台阶,对应着5种迈法;如果第一步迈二级台阶,还有3级台阶,对应着3种迈法;所以一共有5+3等于8种迈法。)
你们看,通过数形结合加上推理,证明了我们发现的规律是正确的。
4.师:那你们能不能在这个问题的基础上深挖一下,给自己再提一个新问题? 那这个作业就留给大家.
作业: 有一段楼梯有10级台阶,规定每一步只能跨一级或两级或三级,要登上第10级台阶有几种不同的走法?
【设计意图】引领学生回顾探索规律的过程,复习与回顾“多边形内角和”“求铁链的长度”的研究方法,帮助学生沟通知识间、方法间的联系,进而运用这种方法解决问题,把解决问题的方法和探索知识的经验固化为学生的一种能力。
四、布置作业,总结提升(3分钟)
一节课就要结束了,说说你这节课的收获与体会?
总结:这节课我们运用“列表举例---观察特点---总结规律---运用规律”的学习方法探究了黄金螺旋线的相关问题。希望大家课下多多寻找生活中黄金螺旋线,感受一下它的美。
板书设计:
黄金螺旋线
列表举例---观察特点---总结规律---运用规律
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
……
半径
1
1
2
3
5
8
13
21
34
55
从第三个数起,每个数都是前两个数的和。