内容正文:
第四单元 第3课时 圆的周长的计算公式及应用 教学设计
课程基本信息:
学科·版本
数学·青岛版
授课班级
授课教师
年 级
学 期
单 元
四 圆
课 题
第3课时 圆的周长的计算公式及应用
一、教材内容分析
1.知识内涵
(1)本课时是圆的度量知识的核心环节,承接圆的半径、直径等基本特征,为后续圆的面积、圆柱圆锥表面积与体积学习奠定基础,是连接几何图形特征与度量计算的关键纽带。
(2)内容以天坛祈年殿、回音壁的真实情境引入,提出“求祈年殿周长”“求回音壁直径”等问题;通过圆外切正方形、内接正六边形的直观探究,初步感知周长与直径的倍数范围;再通过“化曲为直”的测量活动(绕绳法、滚动法),引导学生发现周长与直径的固定比值;最后结合《周髀算经》“周三径一”的数学文化引出圆周率π,抽象出周长公式C=πd和C=2πr,并应用公式解决情境问题与练习。
(3)编排特点:以生活情境驱动问题,遵循“猜想—探究—验证—抽象—应用”的认知路径;融入几何直观辅助理解,注重动手操作与数学文化渗透,体现“做中学”理念,逻辑线索清晰,从具体到抽象、感性到理性逐步推进。
2.素养内涵 本课时承载几何直观、推理意识、运算能力、应用意识、模型意识等核心素养,具体表现:
(1)几何直观:通过外切正方形、内接正六边形直观感知周长与直径的倍数范围,借助“化曲为直”方法将曲线转化为直线,帮助理解圆周长的测量与计算。
(2)推理意识:通过测量多个圆归纳周长与直径的固定比值(圆周率),体现归纳推理;根据C=πd推导d=C÷π,体现演绎推理。
(3)运算能力:运用公式进行小数乘除法计算(如32×3.14、204÷3.14),解决练习中的周长、直径问题,提升运算准确性与熟练度。
(4)应用意识:将公式应用于祈年殿周长、轮胎周长、铜镜直径等实际问题,感受数学与生活的联系。
(5)模型意识:建立圆周长公式C=πd(或C=2πr)的数学模型,并用模型解决不同情境问题,体会模型的普适性。
二、教学目标
1. 经历探索圆周长与直径关系的过程,掌握圆周率及周长公式,会计算圆的周长。
2. 通过测量、计算等实践活动,发展动手操作和归纳概括能力。
3. 感受数学与生活的联系,体会“化曲为直”思想,激发学习兴趣。
三、教学重难点
1.教学重点 理解圆周率的意义,掌握圆的周长公式和,能应用公式计算圆的周长或直径。
2.教学难点 体会“化曲为直”的转化思想,理解圆周率的探究过程及实际问题中公式的选择与应用。
四、课堂导入 创设生活情境导入法:
教师活动:出示学校新修圆形种植园的实景图,提问:学校要给这个圆形种植园围一圈不锈钢护栏,需要买多长的钢材?这其实是求这个圆的什么呢?
学生活动:思考后举手回答:求圆一圈的长度,也就是圆的周长。 教师过渡:说得对!那圆的周长该怎么计算呢?今天我们就一起来探究圆的周长。
【设计意图:结合学生熟悉的校园场景提出实际问题,激活学生对周长的已有认知,引发探究欲望,自然引出本节课学习主题。】
五、探究新知
学习任务一 探究圆的周长与直径的关系
活动1:猜想与初步推理
教师活动:展示祈年殿和回音壁的图片,提出核心问题:“要计算祈年殿底层的周长,首先得思考圆的周长与什么有关?”引导学生观察教材中圆外切正方形和内接正六边形的插图,继续提问:“圆外切正方形的边长等于圆的直径,正方形周长是直径的几倍?圆的周长和这个倍数比谁大谁小?”再引导观察内接正六边形:“正六边形的边长等于圆的半径,它的周长是直径的几倍?圆的周长和这个倍数比谁大谁小?”
学生活动:观察图形后讨论,得出正方形周长是直径的4倍,圆周长比4倍小;正六边形周长是直径的3倍,圆周长比3倍大。
活动2:测量与数据分析
教师活动:出示教材中的测量方法(绕绳法、滚动法),提出核心问题:“如何用‘化曲为直’的方法测量圆的周长?”分发不同大小的圆片、绳子、刻度尺,让学生分组测量直径和周长,填写表格并计算周长与直径的比值(保留两位小数)。
学生活动:分组操作,记录数据,计算比值,发现所有圆的周长与直径的比值都在3.1左右。
【设计意图:通过猜想推理初步确定周长与直径的倍数范围,再通过动手测量验证规律,渗透转化思想(化曲为直),培养学生的动手操作能力和数据分析意识,指向数学核心素养中的“空间观念”和“数据分析观念”。】
学习任务二 推导圆的周长公式并应用
活动1:认识圆周率
教师活动:介绍《周髀算经》中“周三径一”的说法,引出核心问题:“圆的周长与直径的比值是一个固定的数吗?它叫什么?”讲解圆周率π的含义(无限不循环小数,近似值3.14)。
学生活动:倾听并理解圆周率的概念,记忆π的近似值。
活动2:推导公式与解决问题
教师活动:引导学生根据周长与直径的关系推导公式,提出核心问题:“如果用C表示周长,d表示直径,r表示半径,怎么用字母表示圆的周长公式?”随后让学生用公式计算祈年殿底层的周长,再解决回音壁内圆直径的问题(已知周长求直径)。
学生活动:推导公式C=πd和C=2πr,计算祈年殿周长(32×3.14=100.48m),用d=C÷π计算回音壁直径(204÷3.14≈64.97m)。
【设计意图:通过数学文化渗透提升学生的文化素养,推导公式培养归纳能力,解决实际问题强化应用意识,突破“圆周长公式的推导与应用”这一重难点,指向“数学抽象”和“应用意识”核心素养。】
六、课堂练习
1.求下面各圆的周长:
o(1)半径为的圆
o(2)直径为的圆
o(3)直径为的圆
2.补充表格:
圆的半径()
圆的直径()
圆的周长()
3.一辆采矿自卸重型货车的轮胎直径约为,这辆车的轮胎周长是多少米?
4.中国国家博物馆有一面圆形铜镜,周长是,这面铜镜的直径是多少厘米?
七、课堂小结
本节课我们学习了圆的周长相关知识:
通过“化曲为直”的方法测量圆的周长和直径,发现圆的周长总是它直径的固定倍数;
这个固定倍数叫做圆周率,用字母表示,它是无限不循环小数,实际应用中通常取近似值3.14;
我们推导出了圆的周长公式:(是直径)或(是半径);
运用这些公式可以解决求圆的周长或直径的实际问题。
八、课后作业设计
基础性作业
圆的半径()
圆的直径()
圆的周长()
3cm
?
?
?
10m
?
?
?
18.84dm
1.计算下面各圆的周长(取3.14):
(1)半径为5cm的圆;
(2)直径为12dm的圆;
(3)周长是25.12m的圆,求它的直径。
2.补充下表中圆的半径、直径或周长(取3.14):
3.一辆自行车轮胎的直径是60cm,它滚动一周能前进多少厘米?
拓展性作业
1.找身边1个圆形物体(如硬币、杯子口、闹钟表盘),用“化曲为直”的方法测量它的周长和直径,计算周长与直径的比值(保留两位小数),并记录结果。
2.公园里有一个圆形喷水池,周长是31.4米。在它周围修一条1米宽的小路,小路外沿的圆周长是多少米?(取3.14)
参考答案
基础性作业
1.(1);
(2);
(3)。设计意图:直接应用圆周长公式,覆盖“已知半径/直径求周长”“已知周长求直径”两种核心题型,巩固基础知识。
2.第一行:,;第二行:,;第三行:,。设计意图:强化半径、直径、周长三者的转换关系,训练公式灵活运用能力。
3.。设计意图:联系生活实际,让学生体会圆周长在日常场景中的应用,加深公式理解。
拓展性作业
1.示例:硬币直径约2cm,周长约6.28cm,比值≈3.14。(结果因物体不同而异)设计意图:通过动手操作,巩固“化曲为直”测量方法,加深对圆周率的感性认识,培养实践能力。
2.内圆直径:;外圆直径:;外圆周长:。设计意图:综合应用圆周长公式,解决“半径变化”的实际问题,提升复杂问题解决能力,培养空间观念。
九、板书设计
圆周长与直径的关系
圆外切正方形:周长 < 直径×4
圆内接正六边形:周长 > 直径×3
圆周率π
定义:周长与直径的比值
性质:无限不循环小数,近似值3.14
古代说法:"周三径一"
周长公式
(为直径)
(为半径)
逆用:
测量方法
化曲为直:绕绳法、滚动法
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