发现π教学设计
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发现“
π
”教学设计
“
π
”
的教学
活动是学生通过一一系列探索的活动发现不同圆形物体中圆的周长和直径
的比值存在一定
的关系,
“
π
”来源于希腊语“周围”
之意的第一个字母,因此在数学的历
史上
π
还曾有过
“周长”
、
“
圆周长”
的特殊含义,
它被写作
< br>“
π
”
读起来的发音就像单词<
/p>
“
pie
”
,<
/p>
不管是“
π
”还是“
pie
”都与圆形的物体有关,第一次探索
π
的应该是古巴比伦人,大约
在公元前
2000
年左右,古巴比伦人计算出
π
的结果为
3
1
,
《圣经》中就
有明确记载,为了
8
测量所罗门修建的一个圆形容器,使用的<
/p>
π
的值是
3
。第
一次在数学中真正使用
π
这个符号
的大
概就是
William
Oughtred(1574-166
0)
,以为英格兰的数学家、发明家,他最早于
1647
[1]
年,将
π
表示
任意一个几何图形的“周长”
最早把
π
当作圆周率来使用的应该是英国近代
史上伟大的物理学家、
天文
学家和数学家的牛顿。
而在我国开启圆周率研究的是刘徽的割圆
术,
“割之弥细
,
所失弥少
,
割之又割至少不可割
,
则与圆合体而无所失矣”
这句话反映了刘徽
用极限的思想求圆周
率的方法,
得到圆周率的近似值是
3.1416.
后面祖冲之在刘徽的基础上
继续推算,求出了精确的七位有效数字的圆周率值
3.1415926<
π
<3.141
5927
。计算机的出
现使圆周率的计算进入一个全新的时期,
如今,
通过计算机人们可以很轻松的计算出圆周率
后面的若干位。
在这个活动中学生将通过测量圆形
物体的周长和她的直径长,
然后找出两者之间存在的
一定联系,
这个活动可以单独完成,
也可以两个人为一小组,
甚至四到五个人为一小组也可
以,
为方别记录最好几
个同学为一小组,
每个小组中选择一人专门负责记录,
一人负责
测量,
其余人一起读数等等,
其余人负教师和学生需要提前准备
细线、
一些圆形物体
(比如:
硬币、<
/p>
瓶盖、金属罐、圆形杯子、钟面、自行车轮子等等)
、计算器一个
、一个记分员、一把米尺
和一把厘米直尺。
准备好所有的材料后
,
让每组学生挑选一个自己喜欢的物体进行测量,
学
生把圆一周的长度以及直径的长记录在活动单上,然后通过计算器得出周长和直径的比值,
由于在实际计算的过程中一定会多次出现不能完全被除尽得情况,
为方便
记录,
最后将计算
结果统一保留两位小数。
在每个小组完成相关的测量后组织学生讨论他们的发现,
如果是几
< br>个同学组成的小组,
让每组同学选一个代表发言,
在全班
同学面前说说他们组的发现,
包括
这个组的结论,
随后,
组织全班继续讨论,
对每组相同或者不同的结
果表明自己的观点和想
法。最后,让每组学生找出这些数字的平均数,得出一个比较准确
的数值。通过活动,学生
会发现不管是什么物体,只要是圆形的,其周长和直径的比值都
大约等于
3.14.
结合学生实
际,这
个教学活动更适合小学中高年级。
一、问题与动机
π
< br>是我们熟悉的无理数之一,
在生活中和我们息息相关,
只
要是圆形的物体都会存在这
样一个规律,
即圆的周长和圆的直径
总是存在一定的比例关系,
而这个比值就是让无数人为
之好奇的
“
π
”
,在这个活动中,学生不再单纯
了解
C=
π
d
这个公式的简单运用,而是通过
经历活动过程从而自己探索出其中的规律,
具体来说,
通过这个活动,
学生有可能达到的活
p>
动结果有以下几点:
第一、通过活动让学生知道如何测量圆形物体的
周长。
第二、
从圆的一
端通过圆的中心
,
到圆的另一端的线段叫直径;
第三、
圆的周长和圆的直径之间存在一定的
关系;初步了解“
π
”大约是
3.14
;第四、通过活动培养了学
生的逻辑思维和推理能力,
体验到学习数学的乐趣。
人类到底是什么时候发现圆的周长和圆的直径之间的比值是
3
点多现在已经无法考证
了,
但是从发现圆的周长是
圆的直径三倍多的关系的时候,
无数的数学家就开始研究与之有
关的问题,
无数个与
π
有关的数学题也
随之产生,
可以这么说,
在数学史的发展过程中很少
出现有像
π
这样吸引众人的眼光和研究欲望的,<
/p>
每个时期都有不同的人对他进行不同或者相
同的研究,
那么,
周长和直径到底存在什么样的关系呢?在这个活动中学生通过测量不
同圆
形物体的周长和直径,
从而发现和推理出二者之间的联系,
通过学生活动和交流总结最后得
出一个合理的数值,
从而加深学生对
π
的认识,
也让学生亲身经历实践活动,
充分感受数学
和生活的联系,感
受数学的乐趣。
二、过程与设计
让学生拿一个一米长左右的细线去测量自己小组选择的圆形物体,
在这步的
操作过程中
要注意让细线缠绕圆形物体边缘一周,
在用细线缠绕
圆形物体的时候注意线的松紧,
不要放
的太松也不能拉的太紧,
刚好让线轻轻地缠绕圆形物体一周,
注意在细绳上注明起点和终
点。
测量完圆一周的长度后,
然后用米尺测量这段细绳的长度,
这段距离就是圆一周的长度,
我
们把它
叫作圆的周长。
测量每个圆形物体的周长,
为了精确。
可以多次测量然后求出平均值,
最后将结果记录在活动记录单上。
接下来,
使用厘米直尺或者米尺测量圆形物体最宽的地方,
在这个操作过程中,
< br>需要学
生尽可能准确的找到圆形物体的中点,
然后将中点
用铅笔标上记号,
然后用厘米尺去测量圆
形物体一端到另一端的
长度,如下图:
图:测量圆的宽度
按照上图的要求测量物体的宽度,
然后读出上面的读数,
而这个结果就是我们常说的圆形物
体的直径,最后将结果记录在活动记录单上。
(注:在这个环节中,如果学生知道如何找出
圆形物体的中心可以让学
生更为精确的进行这项测量,
如果还不清楚如何找出圆心,
那么
为
使结果更加精确,可以多次测量,最后取它们的平均值。
)在
这一环节过程中,教师只需要
留心观察学生的活动,对操作有误的同学或者小组,教师可
以给予一定的帮助和指导。
三、实施与操作
对每个圆形物体,<
/p>
学生使用计算器算出周长与直径的比值,
将最后的结果记录在活动
单
上。
然后观察活动记录单,
计算出所
有比值的平均值,
如果在记录结果中出现极个别偏差大
的数据,
大部分原因都是因为操作不当带来的误差,
在最后计算的时候可
以舍弃特别大或者
特别小的数字,
然后计算余下数字的平均值。
当所有的计算完成后,
教师组织全班同学进行
< br>交流汇报,
说说活动过程中所遇见的问题以及解决的办法,
然后对最后的比值表达自己的想
法,并具体说明原因。
四、结果与评估
在这一环节中,教师可以组织学生重点思考以下问题:
1.
当你计算圆周长和直径比值的时候,你发现了什么?你能说出它最
可能的值是多少吗?