发明数学,创造数学
像数学家一样思考 数学精彩观念的诞生
数学可以越学越容易吗?南明数学告诉你:当然可以!
教学目标:
A类目标:学生独立完成挑战单,能探索、发现2和5的倍数特点。
B类目标:通过课堂对话达成共识:
(1)探索出3的倍数的特征;
(2)能判断一个数是否为2,3,5的倍数;
C类目标:在探索2,3,5倍数特征的过程中,体会观察、分析、归纳或猜测验证等探索方法,发展探究问题和解决问题的能力。
第一板块:自我挑战,遭遇问题。
课前挑战:
1.在100以内的自然数中,哪些数是偶数?它们具备什么样的共同特征?或者说,任意给你一个自然数,你能否“一眼就看出”它是否是偶数?
2.在100以内的自然数中,哪些数能够被5整除?它们具备什么样的共同特征?或者说,任意给你一个自然数,你能否“一眼就看出”它是否能被5整除?
3.在100以内的自然数中,哪些数能够被3整除?它们具备什么样的共同特征?或者说,任意给你一个自然数,你能否准确判断它是否能被3整除?
4.两个偶数相加,或相减,或相乘,或相除,结果仍然是偶数吗?为什么?
5.两个奇数相加,或相减,或相乘,或相除,结果是奇数还是偶数呢?为什么?
6.请提出你感兴趣的新问题。
分析:
从学生的挑战单反馈来看,学生能探索、发现2和5的倍数特点,但对于3的倍数特点,多数学生遭遇了问题(得出的结论经不起验证),需要课上交流,(举反例)验证,引导学生探索发现3的倍数特征,进而应用发现的特征,快速判断一个数是否为2,3,5的倍数。
第二板块:聚焦问题,展开对话。
(教师出示课前挑战单)
师:这是某位同学发现的“偶数的特征”,你认同他的观点吗?
生1:认同,我也发现了,只要个位上是2,4,6,8,0的数就是2的倍数。
师:普遍适用吗?有没有特例?
生2:普遍适用,他虽然没有列举100以内所有的偶数,但22,32,42,52,62,72,82,92都是2的倍数(都能被2整除),所以几十二,几十四,几十六,几十八,几十都一定是2的倍数。
生3:对,没有特例,我还专门列竖式算了一下,这些都能被2整除。不仅仅是100以内的偶数有这样的特点,100以外的偶数也具备这样的特点。
师:是不是所有的偶数都具备这样的特点?我们都来举个例子验证一下……
生4:我举个例子“518”的个位上是8,一定是偶数,可以这样验证:用518除以2,能被2整除(商是259),结论成立。
生5:我也来举个例子,“979”的个位(不是2,4,6,8,0中的数字)是9,一定不是偶数,可以这样验证:用979除以2,不能被2整除(商是489余1)结论979是奇数。
生6:我反复验证过,你任意给出一个自然数,我只需要看一眼(个位是不是0,2,4,6,8),就可以马上判断它是不是偶数。
(达成共识:个位上是2,4,6,8,0的自然数都是2的倍数)
师:2的倍数有这样的特点,5的倍数呢?
生7:5的倍数个位上不是5就是0。
(随即出示他的挑战单)
师:都认同他的发现吗?有没有特例?
生8:认同,这个规律普遍适用!只要个位上是0或5的自然数都是5的倍数(都能被5整除)。
生9:同意,我还发现2的倍数和5的倍数个位上都出现了“0”,是不是只要“个位上是0的数”都是2和5的倍数(都能被2和5整除)。
师:这个发现很了不起,大家一起帮忙验证一下!
生10:还真是这样,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100都既是2的倍数又是5的倍数。110,1100,11000……也都是2和5的倍数!任意一个自然数只要个位上是0,一定既是2的倍数又是5的倍数!
生11:那当然了,2×5=10,个位上是0的数,一定是10的倍数,当然也一定是2和5的倍数了。
师:有道理!2和5的倍数特点我们都已经找到了,3的倍数有什么特点?
生12:个位上是0,3,6,9的数都是3的倍数。
(随即出示他的挑战单)
师:大家认同吗?
生13:不认同,这个规律不能普遍适用!我举几个特例:10,13,16,19(个位上是0,3,6,9)都不能被3整除。
生14:是呀,3的倍数个位上0~9十个数字都出现过,30,21,12,33,24,15,36,27,18,39,从个位上的数字来看,一切皆有可能,就没有特征!
生15:就是,从个位就找不出3的倍数的特征!十位上也没啥规律,十几,二十几,三十几,四十几,五十几……也都是一切数字皆有可能,也发现不了什么特点!
师:看来3的倍数特点没那么容易找出来,个位上的数字没什么规律,十位上的数字也没什么规律,个位上的数字与十位上的数字有没有什么关系?
生16:我试试看“12,15,18,21,24,33,39”好像个位上数字与十位数字有倍数关系,但“27,45,54,57”个位上数字与十位数字又没有倍数关系,所以结论是个位上数字与十位数字没啥特定的倍数关系。
(学生纷纷表示认同)
生17:没有倍数关系,会不会有“和差的关系”,我试试:“12”(2+1=3)个位与十位上的数字之和是3,“15”(1+5=6)个位与十位上的数字之和是6,“18”(1+8=9)个位与十位上的数字之和是9……我发现了,只要个位和十位上的数字之和是3,6,9的数就是3的倍数!
生18:是呀,你看“21,24,27”这些数个位与十位上的数字加起来也是3,6,9!
师:好像是这么回事,普遍适用吗?有没有特例?
生19:有特例“39”个位与十位上的数字之和是12,(就不是3,6,9)它也是3的倍数。还有“57”什么叫奇数,个位与十位上的数字之和也是12……
生18:那就把我们发现的规律再修改一下“只要个位和十位上的数字之和是3,6什么叫奇数,9,12的数就是3的倍数”。
生19:那“99”呢?个位与十位上的数字之和是18,但也是3的倍数!
生20(举手):大家发现没有“3,6,9,12,18”都是3的倍数,也就是说只要个位和十位上的数字之和是3的倍数,这些自然数就是3的倍数。
生19:我来验证一下,“69”个位和十位上的数字之和是15,是3的倍数,69也能被3整除,结论应该可以成立。
师:还能不能找出特例?
生:没有特例了!只要个位和十位上的数字之和是3的倍数,这个自然数就是3的倍数。
师:拓展到100以外的自然数,我们的这个发现,还普遍适用吗?
生20:应该可以,比如“123”按照我们刚才的发现,把它百位、十位、个位上的数字加起来是6,是3的倍数,用123除以3来验证,商是41(能整除),结论成立。
(同桌相互举例,判断,验证。)
师:既然我们发现的这个特点(只要个位和十位上的数字之和是3的倍数,这个自然数就是3的倍数。)可以延伸到100以外的任意自然数,这个特点还可以怎样修改,完善?
生21:各个数位的数字之和是3的倍数,这个数就是3的倍数。
第三板块:基于共识,拓展延伸。
师:我出几个自然数“123,234,345,456,567”,大家来判断它们是不是3的倍数。
生22:它们都是3的倍数,它们各个数位上的数字之和分别是6,9,12,15,18,都是3的倍数,所以一定是3的倍数。
生22:对,都是3的倍数。我还发现它们数位上的数字都是三个连续的自然数。
师:是不是3个连续自然数组成的数一定是3的倍数?
生23:是的,我试了好多个数,都符合这个特征,找不出特例!
生22:是呀,为什么呢?
师:连续自然数有啥关系?
生22:相邻的自然数一个比一个多1。
师:如果用n表示中间的自然数,前一个自然数该怎么表示?(n-1)后一个自然数该怎么表示?(n+1)……
生23:我明白了!把三个连续自然数加起来,(n-1)+n+(n+1)不就等于3n吗?3n一定是3的倍数!
生24:对呀!三个连续自然数的数字之和,不就是中间那个数字的3倍吗!
师:是的,所以3个连续自然数组成的数一定是3的倍数。
(出示挑战单)
师:你认同这位同学得出的结论吗?为什么?
生25:认同,我也发现两个偶数相加,或相减,或相乘都是偶数,两个偶数相除,商可能是奇数也可能是偶数。我是试数试出来的,我能列举的数字都符合这样的规律,找不出特例。
师:大家能找出特例吗?
生26:举不出特例!至于为什么,是不是可以这样理解,n为任意自然数,偶数可以用”2n”来表示,两个不同的偶数,就表示“n”的取值不同,用A和B来区分,2×A表示一个偶数,2×B表示第二个偶数,把两个偶数加起来2×A+2×B……
生27:对,再应用用乘法分配律把2×A+2×B可以转换成2×(A+B),也就是说“(A+B)”无论和是多少,乘2一定是2的倍数!
生26:就是这样,这样的话两个偶数加起来一定还是偶数!同样的道理,两个偶数相减,就是2×(A-B),“(A-B)”无论差是多少,乘2一定还是偶数!偶数乘偶数就是2×A×2×B,积一定是偶数!至于偶数除以偶数,用(2×A)÷(2×B)就是A÷B,商就有可能是奇数,有可能是偶数。
师:能结合代数式来验证结论,你们已经很不简单了!两个奇数相加或相减,或相乘,或相除,结果是奇数还是偶数呢?
师:你认同这个同学的结论吗?
生28:我认同他的结论,我也列举了好多例子比如“1+3=4,3+5=8,5+7=12……”发现奇数+奇数=偶数;“13-3=10,15-7=8,19-5=14……”奇数-奇数=偶数;“3×5=15,5×7=35,7×9=63……”奇数×奇数=奇数;“27÷3=9,21÷7=3,99÷9=11……”奇数÷奇数=奇数。
生29:认同,找不出特例!这个结论能不能也用代数式来验证?
师:如果大家感兴趣,可以试一试,课下继续探究,以小论文、报告的形式与我们一起分享。不仅仅这个问题,还有下面这位同学提出的问题,“一个偶数和一个奇数相加,相减,相乘,相除,结果是奇数还是偶数呢?”期待你们的解答!