(一)创设情境,导入新课
【课件播放有关次品的视频】 师:看了刚才那段视频,你们有什么想说的?
生自由回答。
师:生活中经常会有一些产品与合格产品不一样。有的是外观瑕疵,有的是成分不过关,还有的是产品的质量与正常的不同……我们把这些不合格的产品称为“次品”。(板贴:次品。)
师:次品虽小,危害却大。今天咱们就一起去找轻重不合格的次品。(板贴:找。)
师:要找轻重不合格的次品,我们要用到什么工具?(天平)
(二)探究新课
1.有关比尔·盖茨与81个玻璃球的问题
【课件出示小比尔·盖茨的问题:这儿有81个玻璃球,其中有一个球比其他的球稍重,如果只能用天平来测量,至少要称多少次才能保证找出来呢?】
让生自由猜测称的次数。
师:同学们猜的结果不一样,可能是数量太大了。数学中有种方法叫做“化繁为简”,让我们从数量较小的来研究吧!
2.研究2个球
【课件演示:把2个球放在天平上】
师:有2个玻璃球,其中有一个球比正常的球稍重,如果只能利用天平来测量,怎样可以找出次品呢?
师:如果次品比正常的球稍轻呢?
3.讨论3个球的问题
【课件:这儿有3个玻璃球,其中有一个球比其他的球稍重,如果只能利用天平来测量,至少要称多少次才能保证找出来呢?】
生叙述称球的过程。
【课件再次演示过程,并板书枝状图。
】
师:次品可能是这三个“1”中的任意一个,但无论哪一个是次品,都只需要一次就可以保证找出次品了。
师将探究结果填入记录表中。
4.研究4个球的问题
【课件:这儿有4个玻璃球,其中有一个球比其他的球稍重,如果只能利用没天平来测量,至少要称多少次才能保证找出来呢?】
师:如果再增加一个球,4个球,一次可以保证找出次品吗?
生自由回答。
师:咱们还是动手去探究吧。
【课件出示如下小组活动要求。(1)四人一组,用棋子代替玻璃球,用尺子代替天平,摆一摆。(2)4个球被分成了几份?每份几个?(3)如果天平平衡,次品在哪里?如果天平不平衡,次品又在哪里?(4)想一想,你们组的方法是否既做到了“至少”,也做到了“保证”?】
生分组探究后,上实物展台汇报,师根据生的汇报板书枝状图,同时帮助生在此环节理解“至少”和“保证”的含义。
师小结:4个球,有两种不同的测量方法,但测量的结果都是一样的,至少需要2次才能保证找出次品。
把结果记录在表格中。
师:如果只测量一次,最多可以保证在几个球中找出次品?
5.讨论9个球
【课件:这儿有9个玻璃球,其中有一个球比其他的球稍重,如果只能用天平来测量,至少要称多少次才能保证找出来呢?】
师:如果球的个数再多一些,例如9个,至少需要几次才能保证找出次品呢?
【小组活动要求如下。(1)请同学们用学具摆一摆,试试看,有几种不同的方法。(2)9个球被分成了几份?每份几个?(3)如果天平平衡,次品在哪里?如果天平不平衡,次品又在哪里?(4)哪种方法符合题目中的“至少”和“保证”? 】
生在实物展台上汇报9个球的测量方法,师板书在黑板上。
生可能出现的方法如下。
引导学生观察、比较板书,哪种方法符合题意?
师:为什么把9个球分成(3,3,3)只要2次就可以找出次品?
引导学生发现:第一种方法每份分出的数量是3,次品一定在某一份的3个球里,不管是哪一份,3个球只需要一次就只可以找出次品来,所以9个球只需要2次;但第二种分法有2份分出的数量是4,4个球需要2次才能找出次品,9个球就需要3次才能保证找出次品。
师:如果球的数量在9以内,你们觉得每份分出的数量是3好还是4呢?分的时候要注意什么?
引导学生发现:每份分出的数量不能超过3。
6.5~8个球的研究
师(出示记录表):4个球只需要2次可以保证找出次品,9个球也只需要2次就能保证找出次品来,那么大胆猜测一下,在4与9之间的5、6、7、8个球至少需要几次就能找出次品呢?
请生自由画图分析,然后汇报。(重点是8个球。)
将研究结果填入表格中。
(三)巩固应用,发现规律
1.10个球的研究
师:10个球,称2次还能保证找出次品吗?
请生试着自己画图分一分,然后汇报。(让生明确:10个球至少需要称3次,因为无论怎么分,至少有一份超过3个球。)
师将结果填入记录表。
师:2次最多可以在几个球中找出次品?(9个。)为什么?(利用板书中的枝状图让学生明白每份最多3个,3个3就是9。)
2.3次最多能在多少个球中找出次品?
师:3次最多可以在多少个球中找出次品呢?(引导生发现每份最多放9个,3份就是3个9,即3×3×3=27个。)
师:28个球至少几次可以找出次品?
3.4次最多能在多少个球中找出次品?
(引导学生说出每份最多27个,3份就是3个27,即3×3×3×3=81,最多81个。呼应前面的小比尔盖茨的问题。)
4.观察记录表,发现规律
师:我们来仔细观察记录表,5次、6次分别能保证在多少个球中找到次品?最多多少个?
师:以此类推,测量的次数增加,可保证在更多的球中找出一个次品来。
(四)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!
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吸引学生兴趣,自然引入新课,同时进行德育渗透:做事要细心谨慎,小小的错误可能造成很大的危害。
让学生初步感受到化繁为简的数学探究方法。
通过课件演示,让学生明白下沉的一边为重的,即次品;翘起来的是轻的。
此环节一方面是让学生理解3个球只需称一次即可找出次品,另一方面让学生理解在称球时,把所有的球分成3份,天平左盘一份,天平右盘一份,待测物品一份。
此环节一是让学生理解测量方法的多样性;二是让学生在实际操作中理解“至少”和“保证”的含义;三是让学生明确一次最多能保证在3个球中找出次品,超过了3个球,称的次数就要增加。
在汇报中让学生明白:第一步分成(3,3,3)或(4,4,1)后,就可以利用已经研究过的结果了,不需要继续分下去。
利用学生对9个球测量方法的探索,让学生感受到每份分出的数量不能超过3。
通过对8个球的研究,让学生再一次明确:分的时候尽量不要超过3个球,要不就得称3次了。
一边进行巩固练习,同时也是一步步地引导学生发现规律,为后面环节的总结规律打下伏笔。
在学生汇报交流中,让学生明白每份分出的数量不能超过9个。
通过学生观察表格和教师的提问,引导学生发现找次品方法的本质规律。
将找次品问题升华为最优化问题,让学生深刻感受到数学的价值!
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