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第十二屆全國初中青年數(shù)學(xué)教師課例展示與研討活動課《代數(shù)推理——讀心魔術(shù)的奧秘》海南

視頻標(biāo)簽:第十二屆全國初中青年

所屬欄目:初中數(shù)學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題:第十二屆全國初中青年數(shù)學(xué)教師課例展示與研討活動課《代數(shù)推理——讀心魔術(shù)的奧秘》海南

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第十二屆全國初中青年數(shù)學(xué)教師課例展示與研討活動課《代數(shù)推理——讀心魔術(shù)的奧秘》海南省國興中學(xué)

課題:25.1.1《隨機(jī)事件》
學(xué) 設(shè)  
一、教學(xué)內(nèi)容分析
1.教學(xué)內(nèi)容
本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容是通過具體的代數(shù)推理與證明,幫助學(xué)生在邏輯論證的過程中,體驗從具體情境中抽象出數(shù)學(xué)符號的過程,探索具體問題中的數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律,掌握用代數(shù)式進(jìn)行表述的方法,逐漸形成推理能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。
2.內(nèi)容解析
代數(shù)是研究數(shù)、數(shù)量、關(guān)系、結(jié)構(gòu)與代數(shù)方程(組)的通用解法及其性質(zhì)的數(shù)學(xué)分支。代數(shù)推理就是通過數(shù)學(xué)證明,等式變換等方式將復(fù)雜的問題簡單化,最終達(dá)到想要的結(jié)果。在初中數(shù)學(xué)中,它即存在于代數(shù)的純理論證明,也體現(xiàn)在幾何結(jié)論的代數(shù)證明(如勾股定理的面積證法),但在人教版教材中從未正面向?qū)W生正面介紹過什么是代數(shù)推理。在向?qū)W生介紹什么是代數(shù)推理時,要充分體現(xiàn)從具體到抽象再到具體的認(rèn)知過程。從具體的實際問題出發(fā),歸納出相關(guān)的數(shù)學(xué)概念,或抽象出隱含在具體問題中的數(shù)學(xué)思想和規(guī)律,密切聯(lián)系實際,體現(xiàn)知識的形成和應(yīng)用過程,是本課內(nèi)容設(shè)計非常重視的一個問題。代數(shù)推理又具有很強的邏輯性,因此在本節(jié)課內(nèi)容安排上,應(yīng)具有很強的邏輯聯(lián)系。
基于以上分析,在教學(xué)內(nèi)容上,以學(xué)生喜愛的讀心魔術(shù)為問題背景,借助讀心魔術(shù)揭秘的思考方式引入代數(shù)推理的思考方式。承接學(xué)生小學(xué)已經(jīng)學(xué)過的3的倍數(shù)特征問題,將結(jié)論引入代數(shù)證明,從特殊的四位數(shù)證明逐步推廣到任意自然數(shù)3的倍數(shù)特征的證明,借此幫助學(xué)生深入體會代數(shù)推理的魅力,最后回到一個新的讀心魔術(shù)由學(xué)生嘗試?yán)么鷶?shù)推理揭秘,回歸實際問題,幫助學(xué)生循序漸進(jìn)的經(jīng)歷“特殊——一般——特殊”的思考過程。
本課內(nèi)容從屬于“數(shù)與代數(shù)”這一學(xué)習(xí)領(lǐng)域,因而在教學(xué)中,應(yīng)注意發(fā)展學(xué)生的符號意識,所學(xué)內(nèi)容能夠幫助學(xué)生理解并且運用符號表示數(shù)、數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律;知道使用符號可以進(jìn)行運算和推理,得到的結(jié)論具有一般性,全方位的培養(yǎng)學(xué)生代數(shù)推理的能力。
基于以上分析,確定本節(jié)課的教學(xué)重點是:任意一個自然數(shù)3的倍數(shù)特征的證明方法.
 
二、教學(xué)目標(biāo)分析
1.教學(xué)目標(biāo)
(1)知識技能:                                                                              
    了解代數(shù)推理的概念,理解3的倍數(shù)特征的證明方法;學(xué)會用代數(shù)推理一些數(shù)與式的基本結(jié)論.
(2)數(shù)學(xué)方法:
經(jīng)歷“具體問題——抽象為數(shù)學(xué)問題——解決具體問題”的探究過程;通過從特殊到一般的思考方式,結(jié)合已有的經(jīng)驗,清晰的認(rèn)識到3的倍數(shù)特征,發(fā)現(xiàn)9的倍數(shù)特征,感受類比思想的應(yīng)用,發(fā)展符號意識.
(3)問題解決:
采用小組合作與獨立探究相結(jié)合的教學(xué)方法,由具體的問題抽象為數(shù)學(xué)問題并通過代數(shù)推理給出相關(guān)證明.
    (4)情感態(tài)度:
體驗在生活中學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的價值,感受學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣;體會經(jīng)過代數(shù)推理得出結(jié)論具有的一般性,樹立科學(xué)精神。
2.目標(biāo)解析:
達(dá)成目標(biāo)(1)的標(biāo)志是能在證明四位數(shù)的3的倍數(shù)特點后獨立證明5位數(shù)的倍數(shù)特點,進(jìn)而證明出n為數(shù)的3的倍數(shù)特征,并探究出9的倍數(shù)的數(shù)字特征.
達(dá)成目標(biāo)(2)的標(biāo)志是學(xué)生能夠應(yīng)用今日所學(xué)知識揭秘一個相關(guān)的數(shù)字讀心魔術(shù).
達(dá)成目標(biāo)(3)的標(biāo)志是學(xué)生在小組合作中能討論并解決問題串中的問題,有良好的合作氛圍和積極思考的態(tài)度.
達(dá)成目標(biāo)(4)的標(biāo)志是學(xué)生感受到數(shù)學(xué)與實際生活的聯(lián)系,整節(jié)課學(xué)習(xí)的氛圍是愉快高效的且有所收獲.
 
三、學(xué)情分析
學(xué)生在小學(xué)已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些關(guān)于數(shù)與代數(shù)的知識,比如用字母表示數(shù),學(xué)生在初中階段也對代數(shù)式的知識進(jìn)行了相關(guān)的具體學(xué)習(xí),對代數(shù)式的運算及恒等變形有一定的基礎(chǔ).在相關(guān)知識的學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生已經(jīng)經(jīng)歷了一些代數(shù)推理的過程,(如勾股定理的代數(shù)證明)解決了一些簡單的現(xiàn)實問題,感受到了掌握代數(shù)推理的必要性和作用,獲得了從實際問題中抽象出數(shù)學(xué)問題必須的一些數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的基礎(chǔ);同時學(xué)生已經(jīng)經(jīng)歷了很多合作學(xué)習(xí)的過程,具有了一定的合作學(xué)習(xí)的經(jīng)驗,具備了一定的合作與交流的能力,并且已經(jīng)掌握了一定的信息技術(shù)的操作方法.
但學(xué)生對于代數(shù)推理的理解仍舊相對模糊,且學(xué)生將實際問題抽象為代數(shù)問題的經(jīng)驗不足,學(xué)生在此前只學(xué)過相關(guān)結(jié)論很少接觸任意自然數(shù)的一般性證明,在用代數(shù)式表示由特殊的具體問題轉(zhuǎn)化為一般的抽象問題時,仍存在不小的理解和推理障礙。
基于以上分析,本節(jié)課的教學(xué)難點是:體會證明任意自然數(shù)3的倍數(shù)的思想方法,理解一般性問題的代數(shù)式表述及推理運算.
 
四、教學(xué)策略分析
本節(jié)課采用情景教學(xué)、小組合作、自主探究、問題串引導(dǎo)的教學(xué)方式,借助平板電腦進(jìn)行教學(xué).
《代數(shù)推理——讀心魔術(shù)中的奧秘》共兩部分內(nèi)容,第一部分為通過讀心模式的揭秘過程,幫助學(xué)生體會代數(shù)推理的思考過程,第二部分為代數(shù)推理的應(yīng)用——證明3的倍數(shù)特征及在證明中的發(fā)現(xiàn);因兩部分內(nèi)容邏輯關(guān)系較為緊密,故而把兩部分內(nèi)容編排為一課時內(nèi)容.
因所學(xué)知識在實際生活中應(yīng)用廣泛,故而借助讀心魔術(shù)的情景分析,由學(xué)生從具體情境中抽象出相應(yīng)的數(shù)學(xué)思考方式,感受數(shù)學(xué)與實際生活的聯(lián)系.所以我們在探究所有結(jié)論的時候,以小組合作的方式使全體學(xué)生都參與到活動中來,在活動中感悟知識,在代數(shù)推理中發(fā)展符號意識,樹立科學(xué)信念.
教師在學(xué)生合作探究的過程中扮演指導(dǎo)的角色,將課堂主體還給學(xué)生,學(xué)生在探究中遇到問題由教師指導(dǎo)解決,共性問題交給全班討論,充分調(diào)動學(xué)生的思考積極性;借助平板教學(xué),充分給予學(xué)生展示的空間,彌補探究學(xué)習(xí)中成果不能及時反饋的缺點.
 
五、教學(xué)過程設(shè)計
本節(jié)課設(shè)計了八個教學(xué)環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)講評、情境引入、師生研討、學(xué)以致用、拓展延伸、鞏固練習(xí)、課堂小結(jié)、布置作業(yè).
 
第一環(huán)節(jié)  預(yù)習(xí)講評
預(yù)習(xí)案——課前知識儲備

  1. 下列各數(shù)中不是3的倍數(shù)的是(   ).
A、1116          B、3451        C、7443       D、8769
2、3的倍數(shù)的特征是(   ).
  • 個位上的數(shù)是3的倍數(shù),則這個數(shù)為3的倍數(shù)
  • 個位上的數(shù)是6的倍數(shù),則這個數(shù)為3的倍數(shù)
  • 個位上的數(shù)是9的倍數(shù),則這個數(shù)為3的倍數(shù)
  • 各個數(shù)位上的數(shù)字和是3的倍數(shù),則這個數(shù)為3的倍數(shù)
3、根據(jù)整數(shù)的組成,7443可以寫成(    ).
A、7×103+4×102+4×10+3          B、7×104+4×103+4×102+3
C、7×103+4×102+4×102+3         D、7×104+4×102+4×102+3
  1. 若n為整數(shù),則代數(shù)式2n一定表示(    ).
  • 奇數(shù)       B、偶數(shù)      C、質(zhì)數(shù)       D、合數(shù)
  1. 若n為整數(shù),則代數(shù)式2n+1和2n-1一定表示(    ).
  • 兩個連續(xù)的奇數(shù)          B、連個連續(xù)的偶數(shù)
  • 兩個連續(xù)的質(zhì)數(shù)          D、兩個連續(xù)的合數(shù)
  1. 一個五位自然數(shù),若它的最高數(shù)位上的數(shù)字為9,則9表示(   )個1.
A、102         B、103          C、104         D、105
  1. 一個n位自然數(shù),若它的最高數(shù)位上的數(shù)字為7,則7表示(   )個1.
A、7×10n         B、7×10n-1        C、7×10n-2    D、7×10n-3
  1. 已知:10-1=9,102-1=99,103-1=999,104-1=9999,……,按照上面的規(guī)律,10n-1的結(jié)果從形式上看應(yīng)該是(    ).
A、n+1個9        B、n個9       C、n-1個9       D、n-2個9
  1. 若a1是3的倍數(shù),a2也是3的倍數(shù),則a1+a2一定是(   )的倍數(shù).
A、2       B、3        C、4       D、5
  1. 若a1除以3余1,a2除以3也余1,則a1-a2一定是(   )的倍數(shù).
A、5       B、4        C、3       D、2       
 
師生活動:教師根絕平板電腦統(tǒng)計的學(xué)生預(yù)習(xí)案的大體情況,選擇性講解共性問題,學(xué)生提問個別問題.
設(shè)計意圖:通過課前預(yù)習(xí)案的設(shè)置幫助學(xué)生回憶起本節(jié)課需要掌握的知識,做好課前知識儲備,通過預(yù)習(xí)案的點評和講解,幫助學(xué)生掃清前序知識的障礙,為開始接下來的新課學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ).
 
 
第二環(huán)節(jié) 情境引入
情景:讀心魔術(shù)。教師首先猜一個數(shù)字,寫在信封內(nèi);然后請同學(xué)們?nèi)我膺x取一個數(shù)字均相同的三位數(shù);接著請大家計算出這個三位數(shù)除以這個三位數(shù)各個數(shù)字之和的商;記在心里,不要告訴其他人;之后,隨機(jī)抽取一名同學(xué),公布他心里的數(shù)字;最后,揭曉教師猜的數(shù)字,看是否一致。
 
師生活動:同學(xué)們按規(guī)則運算記數(shù),教師通過平板隨機(jī)選擇學(xué)生配合表演讀心.
設(shè)計意圖:通過師生間共同參與到讀心術(shù)中,激發(fā)學(xué)生的好奇心,拉近師生間的距離,促進(jìn)學(xué)生接下來積極投入到思考之中.
 
第三環(huán)節(jié) 師生研討
問題1:你認(rèn)為這個讀心魔術(shù)中,導(dǎo)致教師猜到數(shù)字的關(guān)鍵步驟是哪個?
問題2:你能把它們翻譯成數(shù)學(xué)語言嗎?
 
 
師生活動:教同學(xué)們積極思考回答問題,教師做適當(dāng)點評。
           文字?jǐn)⑹觯?nbsp;                    代數(shù)語言:
(1)任意選取一個數(shù)字均相同的三位數(shù);(1)設(shè)這個三位數(shù)為:
(2)計算出這個三位數(shù)除以這個三位數(shù) (2)
各個數(shù)字之和的商。

設(shè)計意圖:通過問題1引導(dǎo)同學(xué)們對讀心魔術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)思考,找出讀心術(shù)奧秘的關(guān)鍵步驟;問題2引導(dǎo)學(xué)生將文字?jǐn)⑹龅膶嶋H問題轉(zhuǎn)化為用代數(shù)語言描述的數(shù)學(xué)問題,滲透符號意識.
問題3你能發(fā)現(xiàn)魔術(shù)中的奧秘了嗎?
師生活動:學(xué)生進(jìn)行小組活動,并將討論結(jié)果用平板電腦上傳;教師參與到小組活動中收集學(xué)生的反饋信息并為各個小組排憂解難.
設(shè)計意圖:通過小組合作,引導(dǎo)學(xué)生對已經(jīng)轉(zhuǎn)化好的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行相關(guān)運算和思考,初步加深學(xué)生對利用代數(shù)推理的理解,并在此環(huán)節(jié)中體驗到代數(shù)推理的妙處.
    追問1在上面魔術(shù)揭秘的過程中,設(shè)這個三位數(shù)為的作用是什么?
師生活動:師生共同說出:字母a可以表示任意一個數(shù)字。
設(shè)計意圖:通過思考,進(jìn)一步加深學(xué)生對代數(shù)表示的一般性的理解.
追問2回顧剛才探究魔術(shù)原理的過程中,我們是通過怎樣的過程,借助什么來解決問題的?
師生活動:教師和學(xué)生共同總結(jié)出用字母表示數(shù),即代數(shù)的一般性,將實際問題抽象為數(shù)學(xué)問題中的代數(shù)問題,進(jìn)而借助代數(shù)知識解決問題。——這種解決問題的方法稱之為“代數(shù)推理”。
設(shè)計意圖:通過對上面思考過程的回顧,體會代數(shù)推理的一般過程,幫助學(xué)生感知從具體——抽象的過程。
 
第四環(huán)節(jié) 學(xué)以致用
例:設(shè)是一個四位整數(shù),證明:當(dāng)是3的倍數(shù)時,這個數(shù)也是3的倍數(shù)。
提示1:結(jié)合數(shù)的組成,如何用表示?
思考:
提示2:如何將產(chǎn)生聯(lián)系呢?
思考:
師生活動:學(xué)生帶著問題以小組為單位進(jìn)行討論思考,并將結(jié)果呈現(xiàn)在平板電腦中上傳中.教師引導(dǎo)學(xué)生分析表格中的數(shù)據(jù),得出相關(guān)結(jié)論的代數(shù)證明.
問題3:接下來如何說明結(jié)論呢?.
思考
          
設(shè)計意圖:再次讓學(xué)生經(jīng)歷將具體問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題的過程,進(jìn)一步完成代數(shù)推理中的代數(shù)運算,發(fā)展學(xué)生的邏輯推理能力和符號意識。.
 
第五環(huán)節(jié)  拓展延伸
拓展1:仿照剛才的證明過程,你能否證明:一個五位整數(shù),只要這個五位數(shù)的各個數(shù)位上的數(shù)字之和是3的倍數(shù),那么這個自然數(shù)也是3的倍數(shù)?
 
設(shè)計意圖:此處留給學(xué)生充分的時間與空間去活動,培養(yǎng)學(xué)生的類比能力,檢測學(xué)生對利用代數(shù)推理解決這類問題的方法是否掌握.
拓展2:仿照剛才的證明過程,你能否證明:一個六位整數(shù),只要這個五位數(shù)的各個數(shù)位上的數(shù)字之和是3的倍數(shù),那么這個自然數(shù)也是3的倍數(shù)?
仿照剛才的證明過程,你能否證明:一個七位整數(shù),只要這個五位數(shù)的各個數(shù)位上的數(shù)字之和是3的倍數(shù),那么這個自然數(shù)也是3的倍數(shù)?

 
師生活動:通過類比四位數(shù)和更解決的五位數(shù)的經(jīng)驗,學(xué)生類比出n位自然數(shù)的證明方法,
設(shè)計意圖:培養(yǎng)學(xué)生的類比能力,讓學(xué)生經(jīng)歷從特殊到一般的思考過程,感受代數(shù)推理具有的一般性,檢測學(xué)生對利用代數(shù)推理解決這類問題的方法是否掌握.
拓展3:回顧剛才的證明過程,還可以發(fā)現(xiàn):
請?zhí)羁?任意一個自然數(shù),這個自然數(shù)的各個數(shù)位上的數(shù)字之和是 9 的倍數(shù),那么這個自然數(shù)也是  9  的倍數(shù)。
師生活動:通過回顧剛才的證明過程,學(xué)生小組合作討論發(fā)現(xiàn)9的倍數(shù)特征.
設(shè)計意圖:培養(yǎng)學(xué)生的反思能力,舉一反三和發(fā)現(xiàn)問題的能力.
拓展4:回顧剛才的證明過程,還可以發(fā)現(xiàn):
請?zhí)羁?任意兩個自然數(shù),只要這兩個自然數(shù)各個數(shù)位上的數(shù)字之和相同,那么它們的差一定是   9  的倍數(shù)。
師生活動:通過回顧剛才的證明過程,學(xué)生小組合作討論思考,兩個各個數(shù)位上的數(shù)字之和相同的數(shù)做差,也是9的倍數(shù)特征,
設(shè)計意圖:培養(yǎng)學(xué)生的反思能力,舉一反三和發(fā)現(xiàn)問題的能力.為后面的鞏固練習(xí)中的魔術(shù)揭秘做知識奠基.
 
第六環(huán)節(jié)  鞏固練習(xí)
魔術(shù)師給某位觀眾表演魔術(shù),要求觀眾按如下流程操作:
(1)任寫一個五位數(shù);
(2)將五位數(shù)字重新排成一個新的五位數(shù);
(3)將這兩個五位數(shù)做差;(用較大的數(shù)減較小的數(shù))
(4)在差中任意選一個非零數(shù)字,并將其他數(shù)字告訴魔術(shù)師,魔術(shù)師馬上就能說出觀眾選的數(shù)字。
    你知道這其中的奧秘嗎?
 
師生活動:教師引導(dǎo)學(xué)生思考,利用代數(shù)推理和本節(jié)課所學(xué)的知識得出奧秘.因為這兩個五位數(shù)的各個數(shù)位上的數(shù)字和相同,所以這兩個五位數(shù)的差一定是9的倍數(shù),也就是所得差的各個數(shù)位上的數(shù)字之和是9的倍數(shù),只要魔術(shù)師找到最接近觀眾剩下數(shù)字之和的9的倍數(shù)(這個9的倍數(shù)要比觀眾給的數(shù)字和大),再減去觀眾給的數(shù)字之和,就是觀眾所選的數(shù)字。
 
設(shè)計意圖:通過課堂練習(xí)對本節(jié)知識進(jìn)行鞏固和提高.用本節(jié)課所學(xué)的一般性代數(shù)推理內(nèi)容解決一個實際問題,為學(xué)生構(gòu)筑又從抽象到具體的思考過程,體現(xiàn)數(shù)學(xué)知識在實際生活中有著廣泛的應(yīng)用,樹立學(xué)生的科學(xué)精神.
 
追問:為什么魔術(shù)師要觀眾任意選一個非零的數(shù)字呢?
師生活動:學(xué)生思考問題并給出答案:因為如果觀眾報出的數(shù)字之和恰好是9的倍數(shù),那么觀眾選的數(shù)字剛好就有0和9兩種情況,指定觀眾選擇的數(shù)非0,那么此時,觀眾選的數(shù)字只能是9.
 
設(shè)計意圖:通過進(jìn)一步思考培養(yǎng)學(xué)生思考全面的習(xí)慣,同時也加深對魔術(shù)奧秘的理解.
第七環(huán)節(jié)  課堂小結(jié)
問題:這節(jié)課你有什么收獲?
師生活動:鼓勵學(xué)生結(jié)合本節(jié)課的學(xué)習(xí)談自己的收獲與感想,鞏固知識,并且對學(xué)生的價值觀做正向引導(dǎo).
設(shè)計意圖:通過回顧整節(jié)課的知識,加深學(xué)生對本節(jié)課所學(xué)知識的理解,暢談收獲,增加學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主動性和必要性.
 
第八環(huán)節(jié)  布置作業(yè)
1.完成本節(jié)課目標(biāo)檢測案.
2.與小組成員交流你對代數(shù)推理過程的感悟.
設(shè)計意圖:借助課后練習(xí),鞏固學(xué)生對上課所學(xué)內(nèi)容的理解,并做好反思,回顧,讓數(shù)學(xué)思想在學(xué)生心中開花結(jié)果.
 
六、課堂教學(xué)目標(biāo)檢測案
(一)檢測題目:
1、證明:兩個連續(xù)的奇數(shù)的平方差為8的倍數(shù)。
設(shè)計意圖】檢測學(xué)生是否掌握代數(shù)推理的思考過程,能否將文字?jǐn)⑹鲛D(zhuǎn)化為代數(shù)語言,進(jìn)而借助代數(shù)知識解決實際問題。
2、證明:任意一個自然數(shù)如果個位上的數(shù)字是2的倍數(shù)則,它就是2的倍數(shù)。
設(shè)計意圖】檢測學(xué)生是否掌握代數(shù)推理的思考過程,利用代數(shù)推理證明與課上相似的問題,檢測學(xué)生的類比學(xué)習(xí)能力及代數(shù)式恒等變形的能力。
3、探索推廣:根據(jù)上題的證明過程,試推理出4的倍數(shù)的特征。
設(shè)計意圖】檢測學(xué)生是否具備反思回顧的能力。
4*、探索推廣:根據(jù)上題的證明過程,試推理出8的倍數(shù)的特征。
設(shè)計意圖】檢測學(xué)生是否掌握代數(shù)推理和類比思想。
15、
 
 
 
 
 
 
 
2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
設(shè)計意圖】以生活中的實力出發(fā),探索其中的規(guī)律并加以用代數(shù)推理證明,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,增加學(xué)生對生活中的數(shù)學(xué)知識的認(rèn)知,體味數(shù)學(xué)知識與實際生活息息相關(guān)。

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