圆的周长——李丽
【教材分析】
1.理解教材
《圆的周长》是苏教版五年级下册第六单元的学习内容,这部分内容是学生在三年级上册学习了周长的一般概念以及长方形、正方形周长计算,并初步认识了圆的基础上进行教学的。可以说,它是学生初步研究曲线图形基本方法的开始,又是后面学习“圆的面积”以及今后学习圆柱、圆锥等知识的基础,是小学几何初步知识教学中的一项重要内容。教材编排是在向学生介绍了圆的周长概念以后,让学生运用各种方法直接测量圆的周长,并引导学生把测量出的圆的周长和直径进行比较,从而让学生探究发现出圆的周长与直径的倍比关系,引出圆周率,在此基础上推导出圆周长的计算公式,并围绕圆的周长编排了例题和练习。
2.理解学生
经调查了解发现,有部分学生已经在课前通过各种信息渠道知道了圆的周长计算公式,但能正确理解圆周率的意义和特征的学生只占少数,可见学生知道圆的周长的计算公式只是“知其然”。特别是圆周率这个概念也较为抽象,圆的周长与直径关系的探讨,圆周率的含义是教学难点,学生不易理解。但学生对各项动手操作的实践活动较感兴趣,所以我们教师要把握好时机,充分发挥、调动他们的积极性,引导学生层层深入探索圆的周长与直径的关系,理解圆周率的意义,让学生真正“知其所以然”。
3.理解教学
“(教学)成功的秘诀是速度……快速获得知识,然后使用它。如果你能使用它,那么你将会记住它。”在追求理解的教学中——和传奇故事、股票市场和情景喜剧一样——时机就是一切。这里说到的“时机”,是一个非常有意思的名词,解释为适当的时刻或机会。人们常常把时机列为一个人成功的重要因素之一,中国古话说,机不可遇,时不再来,曾经告诫我们后人抓住机遇,把握时机,促进成功。然而在我们的数学课堂上,却存在一些经常被教师忽视的问题:什么时候(做某件事情)?“什么时候我应该讲授,什么时候不应该?”“什么时候我应该帮助学生体验,跟进反思?”“什么时候我应该让他们尝试表现,并给予反馈?”……我想在我们的数学课堂中,也需要讲求一个时机,时机对了,事半功倍;时机不对,事倍功半。
《圆的周长》一课,为了更好地实现教学目标,在教学前,我根据教材的特点,结合学生的实际,把学生分成了六个学习小组,每个小组准备了不同的有圆形平面的实物,充分利用集体的力量,真正发挥合作学习的优势。在探索圆的周长与直径的关系,圆周率的含义这个教学难点时,我把握好“提问”、“追问”、“动手操作”、“合作学习”、“课堂讨论”的时机,采用活动教学的方法,按照“猜想—验证—推理—归纳—结论—应用”的教学程序,以学生的自主学习活动为主,配以合作学习方式,培养学生的问题质疑能力、想象类比能力、解决问题能力、合作协调能力、整体思考能力……,让学生在探究中发现、在发现中提高,从而实现学生的数学理解。
【教学内容】
苏教版义务教育教科书《数学》五年级下册第92~93页例4、例5和相应的“试一试”、“练一练”,以及练习十第1~4题。
【教学目标】
根据《新课程标准》对数学教学总体目标、学段目标的设定及学生的年龄特点,我制定本节课所要达到的教学目标如下:
1.知识与技能目标:使学生直观认识圆的周长,知道圆的周长的含义,通过对圆周长的测量方法和圆周率的探索、圆的周长计算公式的推导等教学活动,培养学生观察、猜测、分析、抽象、概括、动手操作的能力和解决简单的实际问题的能力。
2.过程与方法目标:通过动手操作,猜想验证等方法使学生亲历整个探寻知识的过程,从而掌握圆周长计算的由来和相关知识。
3.情感与目标:通过介绍我国古代数学家祖冲之在圆周率方面的伟大成就,对学生进行爱国主义教育,激发民族自豪感,培养创新精神以及团结合作精神。
【教学重点】
理解和掌握圆的周长计算公式的推导过程及其实践运用。
【教学难点】
1.圆的周长与直径关系的探讨。
2.理解圆周率的意义。
【教学准备】
多媒体课件、直尺、细绳、直径大小不一的圆、计算器、双面胶、实验报告单等。
【教学过程】
课前谈话:
1.分组:选好每组小组长。
2.谈话:同学们,你们每天都进行大课间活动对吗?你们喜欢大课间活动吗?大课间活动不仅能缓解我们的学习疲劳,还能达到健身的目的呢!说起健身,自从国务院把全民健身上升为国家战略,全国人民就掀起了健身热潮,这不连小动物们都加入了健身行列。那老师想问问同学们你们健身吗?你们喜欢什么健身项目呢?看来,大家都很注重体育锻炼,老师希望你们在数学课上也能手脑并用,轻松快乐地学习数学!有信心吗?准备好了吗?那我们接下来就开始上课吧!
一、创设情境,引发探究。
谈话引入:同学们看,这儿有一只小瓢虫也在健身呢!它正绕着圆形的跑道跑步呢,(课件爬行一圈)小瓢虫跑的路其实就是——?(圆的周长)。
揭题:对,围成圆一周曲线的长就是圆的周长。今天这节课我们就要一起来研究圆的周长。(板书课题)
【设计意图:创设生动的教学情境,在情境中感受圆的周长,激发学生的参与兴趣,让学生感受到数学其实就在我们身边。】
二、小组合作,探索新知。
1.两种测法
测法一:
(取一个道具圆)老师这儿有一个盖子,它的这个面是圆形的(手势摸圆的面),你能比划出它的周长吗?学生比划。指出:从圆周上的一点开始,转一圈,又回到这个起点,这一周曲线的长就是这个圆的周长。
提问:那你们有什么方法知道这个圆的周长呢?
(如果有生说:量出直径,用直径乘3.14。师:哦,你想到了计算的方法,真不错。你们还有什么其他方法知道这个圆的周长吗?)
学生说用围的方法。你能来围一围,并说说是怎么围的吗?表扬:你真了不起!(翘起大拇指表扬)
小结:(多媒体结合演示)一起来看屏幕,这个圆的周长本来是弯曲的,被他这么一围,再一拉,怎么样,就变——(直了)。他这种方法呀,在数学思想上叫做化曲为直。(板书)真是太厉害了!
测法二:
提问:同学们,他想到了用绳子围的方法,那你们还有其他方法来化曲为直吗?
学生思考片刻。
(如果没人回答。)提示:圆不是可以滚的吗?
学生说可以用滚的方法来测量。
能具体说说你是怎么操作的吗?(学生说操作方法)
师小结:嗯,这个方法也不错。也就是先(在圆上做个记号),再(从记号开始沿着尺滚动一圈),也能量出这个圆的周长。(多媒体演示)
【设计意图:帮助学生掌握“化曲为直”的数学思想方法,以学生为主体,促进学生个性化发展,使学生主动探索和实践精神得到培养。】
2.测量的不足
过渡:同学们真了不起,在短短的时间内就想到了两种不同的测量方法。如果我要来测量小黑板上的这个圆,你准备选择哪种方法?生:围。
师设疑:为什么不用滚测法了?生:因为小黑板上的圆不能滚。
师:那谁愿意上来用线围一围?
生尝试:线围黑板上的圆(师:看来,你一个人围起来有点难度,要找人帮忙吗?谁来帮他?再上来一个。三个人还是不够吗?老师来采访一下,用绳子来围小黑板上的圆,你们有什么感觉?(太麻烦,不方便)问下面的学生:你们看着他们围,有什么感觉?)
发现不足:就算这样围好后再来测绳子的长,你们觉得测量结果精确吗?(生:不精确)
得出:这种测量方法虽然能量出圆的周长,但不方便,关键是不精确。
引出:那可怎么办呀?是否有更简单的测量方法呢?
【设计意图:由测量方法的不便让学生感受到“化曲为直”的局限性,既给学生自己发挥的学习时空,又不断制造认知冲突,促使其去寻求解决矛盾的一般方法,体现了由特殊到一般的过程,培养学生善于思考的能力,使学生从“要我学”变为“我要学”。】
3.定向
迁移:那可怎么办呀?是否有更简单的测量方法?
(如果之前有学生说用计算的方法的话,这里可以这样引入。师:还记得刚才有一位同学说的计算的方法吗?我们再请他来说一下好吗?生:直径乘3.14。师:那你的意思是圆的周长可能与它的直径有关?只要量出这个圆的直径,就能知道它的周长了,对吗?大家同意他的想法吗?那圆的周长与直径到底有没有关系呢?)
之前我们认识圆的时候,我们已经知道圆的大小跟什么有关?(生如果说半径,师就说:也就是跟直径有关。)那请你猜测一下,圆的周长可能也与什么有关呢?大家都是这么想的?同学们都在猜测圆的周长可能与它的直径有关,到底有没有关系呢?
【设计意图:这样设计由问题引入,激发认知冲突,调动学生强烈的求知欲望,使学生思维进入新课所要解决问题的发展区,为后继教学埋下伏笔。】
4.理解圆周率的意义
活动一:圆的周长大约是直径的3倍多一点
谈话:老师这儿有大中小三个圆,(拿在手里,不要贴),请三位同学来找一找它们的直径和周长,谁愿意?(指名三位同学,把三个圆分别给他们。)下面同学看他们找的对不对,并仔细观察,看圆的周长与直径到底有没有关系?
(1)请你们分别找出这三个圆的直径并撕下来,师然后按顺序贴出。
(2)再请你们分别找出这三个圆的周长也撕下来,同上按顺序贴出。
(3)我们一起来看,小圆的直径这么长,它的周长就这么长。中圆的直径比小圆的长一点了,它的周长也跟着变长了。大圆的直径更长了,它的周长也跟着更长了。(手势比划)
小结:看来,大家的猜想是正确的,圆的周长与它的直径的确有关系。
设疑:到底有什么关系呢?请大家再仔细观察,你觉得周长与直径之间有怎样的关系呢?
学生回答:周长是直径的三倍。
验证:是不是真是这样呢?我们只要怎么做就行了?
学生回答:可以拿直径与周长比一比。
同学演示,拿直径与周长比,老师帮忙画记号。(教师根据实际情况纠正学生错误。)
师问:正好是3倍吗?(得出三倍多一点。)
设疑:现在这个圆比刚才大一点了,也会是3倍多一点吗?谁愿意来像刚才一样比一比,画一画?(再请两位)下面生一起数:1倍,2倍,3倍。也是3倍多一点。
再次设疑:这个圆更大了,还会是3倍多一点吗?谁来比?(再请两位)一起数:1倍,2倍,3倍。还是3倍多一点。
发现:同学们,通过刚才的操作,我们发现周长与直径不是正好3倍,而是3倍多一点。
活动二:圆的周长是直径的3倍多一点(大约三点一几倍)
测量:是不是所有的圆的周长都是它直径的3倍多一点呢?到底是3倍多了多少呢?
想亲自来实验一下吗?接下来,你们亲自来实验一下。
请看活动要求(师读活动要求,适当说明测量方法):小组合作,测量圆形物体的周长(师补充:每组都有一个圆形物体,你们可以用老师给你们的双面胶先来围一围,再量一量。每个圆形物体的直径数据已经标出),把数据填在记录单上。
组长分工:两个同学合作测量周长;两个同学负责记录数据;另两个同学负责计算周长除以直径的结果(测量结果保留两位小数);其他同学负责督促他们操作过程中的不足,及时进行纠正。组长先做好分工,再开始实验,看哪组配合得最默契,速度最快?开始活动吧!
学生活动。(教师巡视,对于测量的问题及时纠正。)
汇报结果。(请各小组组长来汇报一下你们的测量结果。)
汇总:仔细观察这些数据,我们发现圆的周长和直径存在怎样的关系呢?
小结:同学们,刚才我们通过量一量,比一比,发现圆的周长是直径的3倍多一点,现在又通过测量和计算,发现圆的周长的确是它直径的3倍多一点。(大约三点一几倍)但是各组测量出来的结果不太一样,那你们认为周长除以直径的结果应该是固定的还是不固定的?
(如果有生说不固定。师设疑:你是通过这些数据觉得它是不固定的?有谁有不一样的想法吗?)
(如果有生说固定。师设疑:你说应该是固定的,那为什么我们测得的结果不一样呢?你猜猜看,可能什么原因造成的结果不一样呢?生:测量的时候存在误差。)表扬:你分析得真是太到位了!把掌声送给他!
师大力表扬:你们这个年龄,这么点知识,能够想到测量的原因导致结果不一样已经非常了不起了!老师要给你们点赞!事实上,不是你们测量的原因,是我们的测量方法不够高级,高级的方法是什么呢?古代的数学家研究过很长很长的时间,用的最多的方法就叫做割圆术。
【设计意图:猜想、估计、交流、讨论、实验计算、观察比较、归纳概括在这个教学环节得到充分应用,不仅突破了难点,又掌握了学习方法,有了这样的学习空间,学生动脑、动手、动眼已成为现实,教师不再是包办,学生也不再是陪客和看客了,整个教学过程真正体现了学生是数学学习的主人,教师是学生数学学习的组织者、引导者与合作者,使学生在活动中学习数学,在自主学习中得到发展,让学生在活动中快乐地学习数学,同时还能培养学生对科学知识的兴趣,体现了素质教育的要求。】
数学史的介绍:想知道什么是割圆术吗?想知道圆的周长除以直径的结果到底是多少吗?(想)那就来看一看古代数学家们的研究成果吧。
多媒体课件展示:
(1)介绍《周髀算经》中的“周三径一”,并理解“周三径一”。
(2)介绍刘徽的割圆术。
(3)介绍祖冲之的贡献。
(4)近代圆周率的研究结果。
原来,任何一个圆的周长除以直径的商都是一个固定的数,我们把它叫作圆周率,用字母∏来表示。它是一个无限不循环小数。
其实,圆周率表示的就是圆的周长是直径的多少倍。
板书:所以圆的周长÷直径=圆周率(把我们得出的这个结论一起读一读。)
在这里圆周率∏一般保留2位小数,取它的一个近似值。板书:(∏≈3.14)(红色)
谈话:怎么样?我们的祖先厉害吧?其实你们跟他们一样厉害。你看,今天同学们自己动手也发现了这一规律,实在是太了不起,太厉害了!
【设计意图:《新课标》强调:义务教育阶段的数学课程应使学生在获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。而这两个资料,正可以达到这一目的。通过学生对资料的阅读,可能让学生蒙生一种自豪感,在潜移默化中受到了一次思想与情感上的熏陶。】
5.推导圆周长计算公式。
过渡:有了这个∏,我们就能求出圆的周长了。
(1)如果我要求出刚才这个圆的周长,只要知道它的什么?(直径)那假设这个圆的直径d=6分米。你能快速计算出它的周长吗?学生计算。指名回答:你是怎么想的?
如果用字母C表示圆的周长,你能用字母来表示它的计算公式吗?
讲解:因为π是一个固定不变的数,所以根据字母表示数的规则,数字应该放在字母d的前面,所以C=πd(板书)
(2)如果只告诉你这个圆的半径r是3分米。你能求出它的周长吗?
学生计算。师:为什么要2×3×3.14呢?2×3算的是什么?
看来,用半径也能算出圆的周长,用字母可以怎样表示。
C=2∏r(板书)一般情况下,我们把数字2写在最前面。
小结:看来,要计算圆的周长,我们只要知道什么就行了?
【设计意图:这样通过思考、探索、分析、发现并总结规律,使学生学会了学习的方法。】
三、应用新知,解决问题。
过渡:有了这样的两个计算公式,我们就可以解决生活中的实际问题了。愿意试试吗?
1.第一层次:基础练习
(1)一个圆形喷水池的直径是10米,它的周长是多少米?
(2)摩天轮的半径是10米,坐着它转动一周,大约在空中转过多少米?
师设疑:这两题告诉我们的数据都是10米,为什么周长结果不一样呢?(生:第1题是直径10米,第2题是半径10米。)
师小结:看来,做题时认真审题非常重要哦!
【设计意图:通过第一组练习使学生明白虽然数据相同,但计算出的答案不同,让学生养成认真审题的习惯。】
2.第二层次:综合练习
过渡:老师这里还有几句话,请你们来看一看,你们同意不同意。用手势告诉老师。
(1)圆的周长总是它直径的3.14倍。 ( )
(2)大圆的圆周率比小圆的圆周率大。 ( )
(3)两个圆的周长相等,那它们的直径一定也相等。( )
学生手势判断(教师追问为什么?),学生给出理由。
【设计意图:这组判断题,从正、反两方面进一步强化了本节课的重、难点。】
3.第三层次:拓展练习
过渡:老师还为你们准备了拓展练习呢,还愿意试试吗?
一只挂钟的分针长20厘米,经过60分钟,你知道分针的尖端所走的轨迹是一个什么图形?它走的路程是多少厘米?
【设计意图:这组题让学生从多角度进行思考,既要发展学生的求同思维,也要发展学生的求异思维,让学生感受到数学与生活的密切联系。】
【设计意图:练习设计目的明确,层次清楚,有效的对新知加以巩固;判断题很好的抓住新授内容的重、难点,有利于学生对新知准确而清晰的把握;实际问题紧密联系学生的生活经验,体现了“学数学,用数学”的教学观念,使学生学得快乐,让学生感受到数学与生活的密切联系。】
四、总结评价,体验成功。
今天这节课,我们一起研究了什么?我们是怎么研究的?
教师梳理:我们一开始先想到用什么方法来测量圆的周长(生:化曲为直),但是在测量小黑板上这个圆的时候,发现这种方法存在一些不足,然后我们提出猜想:(圆的周长可能与它的直径有关),通过操作,我们又发现(圆的周长是它直径的3倍多一点)。我们进一步亲自实验验证,发现(圆的周长的确是它直径的3倍多一点)。最终得出结论:(圆的周长÷直径=圆周率)。最后我们还灵活应用这个结论解决了很多生活中的实际问题。同学们真是太厉害了!要知道数学家们就是靠大胆地猜想,不断地实验,最终研究出数学规律和结论的,你们真是有成为数学家的潜质呢!让我们把掌声送给自己!
板书方法:猜想—验证—结论—应用
【设计意图:通过引导学生从知识和能力两方面谈收获,不仅明确的再现了教学的重点内容,而且再次体现了学生的主体性。】
五、拓展延伸
过渡:最后,老师还为你们准备了一道挑战题,愿意试试吗?大圆的周长和两个小圆的周长之和,谁长呢?有兴趣的同学可以课后研究一下。
【设计意图:通过拓展练习,使学生寻求解决问题的方法,全面的分析看待问题,培养学生的观察推理能力。】