苏教版“素数和合数”教学设计与评析

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教学内容

苏教版《义务教育课程标准实验教科书  数学》四年级（下册）第78～79页。

教学目标

1. 使学生知道素数与合数的意义，会判断一个数是素数还是合数，会将自然数按因数的个数进行分类。

2. 使学生在探究活动中，进一步培养观察、比较、分析和归纳能力，感受数学文化的魅力，培养勇于探索的精神。

教学过程

一、 创设情境，激趣引入

谈话：同学们，今天先向大家介绍一个世界数学史上著名的猜想。

课件播放：哥德巴赫是200多年前德国的数学家，他提出了一个伟大的猜想——任何一个大于4的偶数都可以表示成两个奇素数的和。另一个大数学家欧拉又补充指出：任何大于2的偶数都是两个素数之和。这一猜想被称为“哥德巴赫猜想”。虽然人们知道这一猜想是正确的，但一直没能从理论上加以证明。数学家们把这一猜想称为“数学皇冠上的明珠”。我国数学家王元、潘承洞、陈景润先后在“哥德巴赫猜想”的证明上取得了重大进展，特别是陈景润所取得的研究成果，轰动了国内外数学界，被公认为是最具有突破性和创造性的，“是当代在哥德巴赫猜想的研究和证明方面最好的成果”。

提问：看了上面的短片，你想到了什么？有什么问题想问吗？（学生可能提出“什么样的数是素数”等问题）

谈话：大家想知道什么样的数是素数吗？我们今天就一起来研究这一问题。（板书：素数）

[评析：通过介绍哥德巴赫猜想的有关史料，很自然地把学生的注意力集中到素数的概念上，激发了学生进一步探索和发现的欲望。同时，学生能从中感受到数学的奇妙与魅力，产生对数学的兴趣。]

二、 设疑引探，自主建构

1. 操作—感受。

谈话：我们来做个实验。请同学们拿出信封里的小正方形，小组分工合作，分别用2个、3个、4个、6个、7个、11个、12个小正方形拼长方形，看看拼出的结果怎样。

学生在小组内活动，教师巡视并指导。

引导：仔细观察拼出的结果，你发现了什么？

通过比较学生会发现：用2个、3个、7个或11个小正方形拼长方形，只有一种拼法；用4个、6个或12个小正方形拼长方形，可以有两种或两种以上的拼法。

提问：为什么用2个、3个、7个或11个小正方形拼长方形只有一种拼法，而用4个、6个或12个小正方形拼长方形可以有两种或两种以上的拼法呢？（2、3、7或11只有两个因数，而4、6或12都有三个或三个以上的因数）

[评析：数学教学不仅要注重数学知识和技能的传授，更要让学生经历知识的形成过程。实验环节的设计，能引导学生在操作活动中自主发现自然数因数个数的特点，初步感知素数和合数的概念。]

2. 分类—建构。

谈话：请同学们先在自己的练习本上写出1～20，并找出每一个数的所有因数，然后根据每个数因数的个数，将它们进行分类。

学生活动，教师巡视。

反馈：根据每个数因数的个数，你把这些数分成了几类？是哪几类？（根据每个数因数的个数，可以把它们分成三类：一类是只有两个因数的；一类是有三个或三个以上因数的；1只有一个因数，分为一类）

提问：只有两个因数的数，它们的因数有什么特点？（两个因数分别是1和它本身）

提问：有三个或三个以上因数的数，它们的因数有什么特点？（除了1和它本身外，还有其他的因数）

再问：为什么把1单独分为一类？（1是一个很特殊的数，它只有1个因数）

谈话：同学们通过自己的活动把自然数分成了三类，并总结出了这三类数的不同特点，那么，它们分别叫什么数呢？打开课本第78页，把例题认真地读一读，填一填，并和同桌的同学说一说你知道了什么。

学生自学课本之后，师生共同揭示素数和合数的概念（补充板书：和合数），同时明确1既不是素数，也不是合数。

提问：在2～20各数中，哪些数是素数？哪些数是合数？

[评析：让学生写出1～20各数的所有因数，并根据每个数因数的个数进行分类，为学生的自主探索留出了足够的时间和空间，提高了学生的参与度，突出了学生的主体地位。接着通过对三个问题的讨论，引导学生深入思考，发现素数和合数的特点。自学课本，既及时准确地揭示了素数和合数的概念，又为学生进一步清晰和修正已经形成的概念提供了机会。]

3. 交流—质疑。

谈话：关于素数和合数，你还想研究哪些问题？还有哪些不懂的问题？

学生可能提出：素数有多少个？最小的素数是几？最小的合数是几？有最大的素数或合数吗？……

根据提出的问题，有选择地引导学生交流和探索，同时解答学生提出的问题。

三、 巩固练习，深化认识

1. “试一试”。

出示题目：先找出21、23、29的所有因数，再写出这三个数分别是素数还是合数。

先让学生说一说怎样找出每一个数的所有因数，再判断这三个数是素数还是合数，并说明理由。

2. 做“想想做做”第2题。

先让学生按要求划一划，再说一说哪些数是素数，哪些数是合数。练习后引导学生说一说怎样判断一个数是素数还是合数。

3. 做“想想做做”第3题。

学生独立完成判断，并说明理由。

四、 全课总结

提问：通过今天的学习，你知道了哪些知识？有什么新的收获？

五、 举例检验

谈话：我们已经认识了素数，再回过头看一看“哥德巴赫猜想”（出示“哥德巴赫猜想”），你认为这个猜想正确吗？你能举几个例子检验一下吗？

学生举例检验。

谈话：通过检验，我们发现“哥德巴赫猜想”是正确的，只是至今还没有人能从理论上完全证明它。我相信，在不久的将来，一定有人能解开“哥德巴赫猜想”之谜，让我们一起努力吧！

[评析：利用所学知识解释和检验“哥德巴赫猜想”，既巩固了本节课学习的内容，又进一步激发了学生的探索愿望。]

[总评]

在典型的数学背景材料中激发探索新知的兴趣。数学是人类的一种文化。本节课的设计，教师独具匠心地把素数与合数的教学置于数学文化的背景之中，让学生感受数学文化的魅力，激发了学生对数学的兴趣。课的开始，为学生呈现了有关“哥德巴赫猜想”的数学背景材料，这是一个200多年来诸多数学家不能解决的问题，但中国的数学家在这方面取得了重大的突破，激发了学生的民族自豪感，数学的奇妙吸引了学生的眼球。而这一情境中素数的概念学生还不了解，解开素数的奥秘自然地成为学生的自觉需要。课的结尾，再一次提出“哥德巴赫猜想”的问题，让学生通过举例检验猜想的正确性，使课的首尾呈呼应之势。同时，通过简短的语言，引导学生树立探索数学奥秘的理想，体现了教师对促进学生持续发展的关注。

在有效的探索活动中逐步明确素数和合数的内涵。动手实践、自主探索与合作交流是学生学习的重要方式。本课中，教师寓素数与合数的概念于拼长方形的操作活动中，先让学生在操作中初步感受小正方形的个数与拼成长方形的种数之间的关系，将注意力集中到一个数的因数上来；接着，通过写出1～20的所有因数，并根据各个数因数的个数对这些数进行分类，引导学生逐步概括出素数和合数的共同点；最后，让学生自主阅读课本，明确素数和合数的内涵。学生在这一过程中，积累了丰富的数学活动经验，发展了自主探索的意识和数学思考能力，增强了学好数学的信心。