小學五年級上數學北師大版《點陣中的規律》教案
教學內容：
北師大版小學數學五年級上冊第82——83頁的內容。
教學目標：
1、結合具體的圖形，明確什么是“點陣”，了解點陣的基本知識。
2、能在具體的觀察活動中，發現點陣中隱藏的規律，體會圖形與數的聯系。
3、培養學生觀察、概括與推理的能力。
4、了解數學發展的歷史，感受數學文化的魅力。
教學重點：
通過觀察活動，引導學生探索發現“點陣”中隱藏的規律。
教學難點：
能從不同的角度觀察到點陣圖形的不同排列規律，并能把觀察到的規律用算式表示出來。
教學準備：
（師）多媒體課件；（生）彩筆。
教學過程：
一、談話引入
（老師在黑板上畫點）今天給大家請來了一位圖形朋友——點，不要小看了這個小小的點，早在2000多年前，古希臘的數學家們就是從這樣一個小小的點開始研究，發現了由許多個這樣的點組成的點子圖形中的規律，還給這些圖形取了一個好聽的名字，叫點陣。同學們想不想過一把當數學家的癮，自己來尋找這些規律？今天，我們就一起來探究點陣中隱含的規律。（板書課題：點陣中的規律）
二、探究正方形點陣中的規律
1、探究正方形點陣的規律。
（1）我們一起來看看數學家們當年研究的點陣圖，邊看邊說出各個點陣的點子數。
教師依次出示前四個正方形點陣圖，并逐步引導學生想像、猜測：下一個點陣圖會是什么樣子呢？
（隨著點陣圖的依次出現，學生的思維逐漸活躍，當第三個點陣圖出現的時候，學生已經忍不住地說出了點數。說明學生已經發現了正方形點陣中的規律。但這時，教師沒有急于讓學生發表自己的看法，而是給學生留出了完善自己想法的時間，同時也暗示學生：規律的呈現不能依靠一個或幾個圖形來歸納，應該有耐心地繼續自己的觀察活動。）
（2）除了能說出各個點陣的點數之外，仔細觀察點陣圖：你還有什么其它的發現？
（學生能夠發現各個點陣的形狀是正方形的，還能用1×1、2×2、3×3、4×4這樣的算式來表示每個點陣的點數。）
（3）根據剛才發現的規律，想：第五個點陣是什么樣子，獨立畫出來，并用算式表示點數。
（學生獨立畫出第五個5×5的點陣圖）
（4）思考：照這樣的規律繼續畫下去，第100個點陣的點數如何用算式來表示？第n個呢？
（結合發現的.規律，引導學生逐步完善自己的想法，建立總結正方形點陣規律的模型。）
小組討論：你覺得每個正方形點陣的點子總數與什么有關系？
（學會用簡單的語言表述自己的想法，使得初步的形象感知得到提升）
小結：每個正方形點陣的點子總數可以看作是一個相同數字相乘的積，這個數字與點陣的序號有關，與每個正方形點陣每排的點子數也有關系。
2、剛才我們研究了一組正方形點陣中隱含的規律，那么對于同一個點陣來說，如果劃分的方法不同，所呈現的規律也就不同。
（1）請大家仔細觀察第五個正方形點陣中點的劃分方法，你能發現什么規律？
學生會有如下發現
①是用折線劃分開的。
②每條線內的點分別是1、3、5、7、9。
③這個正方形點陣的點數就可以表示為：1＋3＋5＋7＋9=25。
（2）如果把每條線所包圍的點子數記下來，如何用算式來表示？
第一條線： 1 = 1；
第二條線： 1＋3 = 4；
第三條線： 1＋3＋5 = 9；
第四條線： 1＋3＋5＋7 = 16；
第五條線： 1＋3＋5＋7＋9 = 25；
（3）每條線所包圍的點子數與前面研究的一組正方形點陣的點子數有什么關系？（正好是第一到第五個點陣的點子數。）
（第二、三個問題需要老師引導，學生自己難以發現，尤其是第三個問題，學生很難想到它們和開始時依次出現的幾個正方形點陣的點數之間的關系。當學生想不到這種聯系時，是否一定要引導？）
（4）思考：表示這個正方形點陣的點數的算式有什么特點？
（這個點陣的點子總數可以看作是連續奇數的和。）
（5）如果按這樣的劃分方法劃分第六個正方形點陣，它的點數該如何表示？
1＋3＋5＋7＋9＋11 ＝ 36；
（6）前面老師是把這個5×5的正方形點陣用折線進行了劃分，你們還有哪些不同的劃分的方法？在用算式表示上有什么規律？
學生的劃分有以下幾種
①橫向劃分：用算式表示為5＋5＋5＋5＋5；
②豎向劃分：用算式表示為5＋5＋5＋5＋5；
③斜向劃分：用算式表示為1＋2＋3＋4＋5＋4＋3＋2＋1；
至于前面兩種方法，都可以簡單地表示為：5×5；重點引導學生討論第三種劃分方法，觀察這個算式，你們發現了什么？
學生的發現如下
算式里最大的數是5；
從1開始加到5再加回到1；
這個算式是兩邊對稱的；
這個點陣的點數是中間那個數字5乘5的積；
教師引導：照這樣的規律類推，第六個正方形點陣的點數如何表示？第9個呢？第n個呢？
（在這里把尋找不同劃分方法的任務交給學生，既是學生前面探究過程思維的延續，又體現了學生學習的自主性，還用另一種方式解讀了“練一練”中的第一題。培養了學生從不同的角度去發現問題，總結概括規律的能力。）
三、延伸應用，形成策略
1、除了我們剛才研究的正方形點陣，請大家猜猜看，還會有什么形狀的點陣呢？
（學生列舉了長方形點陣、三角形點陣、圓形點陣、橢圓形點陣等等。）
2、請大家嘗試運用前面學會的方法探究長方形點陣規律。
（1）小組合作研究：如何用算式表示每個長方形點陣的點子數？
學生通過討論很快達成共識
1×2；2×3；3×4；4×5；
（2）請你獨立畫出第五個長方形點陣并用算式表示出點數。
（學生獨立畫圖并寫出算式，互相交流。）
算式表示為：5×6；
（3）思考討論：你們覺得自己所寫的算式中的數字與圖形中的點子之間有什么關系？
（學生的發現為：乘法算式中的第二個因數總是比第一個因數多 1，第一個因數是長方形點陣的豎排點數，第二個因數是長方形點陣的橫排點數。并沒有發現第一個因數與點陣序號間的關系，因此，當要求他們寫出18個點陣的點數時，出現了兩種不同的答案：17×18、18×19。在爭論各自的理由時，學生的注意力才聯系到了點陣的序號與算式的關系，從而確定了正確答案。）
（4）照這樣繼續寫，你能寫出第n個長方形點陣的點數嗎？
學生可以很順利地寫出：n×（n＋1）。
3、看來對于任何一個點陣，只要我們認真觀察研究，總能發現其獨特的規律。在小組內研究三角形點陣中的規律，要求
（1）個人思考活動：觀察給出的四個三角形點陣的規律，畫出第五個三角形點陣。
（2）小組討論：對自己畫出的第五個三角形點陣進行劃分，你能想到哪些不同的劃分方法？分別用算式表示點數。
（學生活動）
全班交流
劃分一：橫向劃分，1＋2＋3＋4＋5＝15；
劃分二：豎向劃分，1＋2＋3＋4＋5＝15；
劃分三：斜向劃分，1＋2＋3＋4＋5＝15；
劃分四：折線劃分，1＋5＋9＝15；
（對于前面的三種劃分方法，都在我的預設之內，學生到此，已經很輕松地用語言表述出自己的想法：這樣的三角形點陣的點數是從1開始的連續自然數的和。而對于第四種劃分方法，是我沒有想到的。有一個孩子卻用非常強烈地要求，表達了自己的這種劃分方法，并且說出了這個算式依次遞加4的規律。）
4、同學們真了起！真正具有未來數學家的風范，用自己的聰明才智，發現并總結了各個不同的點陣圖中隱藏的規律。那么你覺得應該從哪些方面來探究點陣的規律？
學生交流
仔細觀察點陣的形狀；
數清每一行的點子數；
看清前后兩個點陣的變化……
（在這里不需要學生說出多么專業的、深奧的數學原理，只是引導學生對自己探究性學習方法的一個總結，盡管語言可能不夠簡練，總結不夠到位，只要學生用自己的語言在表述，就是對學生思維訓練的一個提升，一種飛越。）
四、課堂總結
1、點陣的知識在生活中有著廣泛的應用，比如北京奧運會開幕式上的“擊缶表演”、“太極表演”等，都是把一個人看作了一點，來排列有規律的隊形。你還知道什么地方運用了點陣的相關知識？
五子棋、閱兵式的方隊、節日的花壇……
2、課后繼續搜集點陣的相關資料，下節課繼續交流。
（在這里，把學生的課堂學習延伸到生活，鏈接到學生已有的相關生活經驗，然后讓學生在生活中繼續尋找哪里用到點陣的知識，體現了數學與生活的密切聯系，數學來源于生活，又應用于生活。）
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