内容正文:
任务七 格点多边形的面积
教学目标
1.通过探究过程,认识格点多边形面积的含义,理解和掌握计算格点多边形面积的方法,能运用分割法、填补法进行检验,形成量感。
2.经历猜想—验证—总结的过程,拓展多边形面积的认知,初步认识皮克定理并能简单应用,培养几何直观与逻辑推理能力。
3.丰富学生数学学习的经验,激发探究多种多边形面积的兴趣,培养认真观察、理性严谨、多角度思考问题的学习品质。
教学重难点
1.认识格点多边形面积的含义,理解和掌握计算格点多边形面积的方法,形成量感。
2.激发探究多种多边形面积的兴趣,培养严谨理性、多角度思考问题的学习品质。
教学准备
课件、钉子板、学习任务单、点子图、直尺等。
目标落实
教师活动
学生活动
二次备课
通过已有多边形面积知识和方法经验,认识格点、边界格点、格点多边形、格点多边形面积的含义,理解边界格点数与面积格数的关系,提出研究问题,激发参与探究的兴趣。
一、谈话导入
1.观察钉子板上的图,这些图案都有什么共同特点?这样的多边形,应该叫什么名字?
引导学生理解图中的点子,称为格点。顶点和边线都在格点上的图,也就是以格点为顶点画的多边形,称为格点多边形。
2.谁再说说,什么叫格点多边形?
仔细观察,图形一周的格点数叫作边界格点数,每个图形的边界格点数分别是多少?每个图形的面积是几格?
追问:由4个格点围成的正方形面积是1格,由4个格点围成的平行四边形的面积与它相等吗?
师:平行四边形与正方形面积知识学得很扎实。继续汇报后面图形,边界格点数与面积格数是多少?
3.发现格点数与面积格数有什么关系?
4.下面这个格点多边形的面积是多少?想怎么解决?
师:这想法真好,今天就研究格点多边形面积计算公式。
一、发现问题
预设1:
生1:这些图形的顶点和边线都在点子上。
生2:这些点子的分布同方格图的分布一样,都是由横线、竖线相交形成。
生3:点子图可以看成擦掉方格图的线段只留下交点的图。
生4:在点子图上的图形,就叫点子多边形。
生5:这些点子是按照方格规律排列的,应该叫格点多边形更合适。
预设2:
生1:多边形的顶点都在格点上的多边形,称为格点多边形。
生2:图(1)边界格点数是4,面积是1格。由4个格点围成的正方形与平行四边形的面积相等,因为它们等底等高,所以二者面积相等。
生3:图(2)边界格点数是6,面积是2格。
图(3)边界格点数是8,面积是3格。
图(4)边界格点数是10,面积是4格。
图(5)边界格点数是4,面积是1格。
图(6)边界格点数是6,面积是2格。
图(7)边界格点数是8,面积是3格。
图(8)边界格点数是14,面积是6格。
预设3:边界格点数÷2-1=面积格数
预设4:生1:图形不规范,没法直接数面积格;可以通过分割平移、添补等方法计算。
生2:这些方法的过程比较繁琐。如果可以推导出格点多边形的面积计算公式,就会简单很多。
经历格点多边形面积计算公式的推导过程,理解多边形面积与它的边界格点数、内部格点数之间的关系,掌握求格点多边形面积的方法,拓宽多边形面积的视野,激发探究数学的乐趣,提升量感、几何直观和推理意识。
二、引导合作
活动一:探究格点多边形面积计算公式
1.你认为格点多边形的面积计算公式与什么有关?想怎么研究?
引导学生独立思考解决路径和方法,提升探究能力。
2.小组合作。首先在点子图上,任意画出内部格点数分别为1、2、3……的格点多边形。也可以选择老师给的图,数一数,算一算,面积数、边界格点数、内部格点数间存在什么关系?计算公式是什么?
3.哪一组研究内部格点数是1的多边形,研究成果是什么?
适时板书:
内部格点数是1:
4.哪一组研究内部格点数是2和3的多边形?研究成果又是什么?
适时板书:
内部格点数是2或3:
5.能推理出计算公式了吗?如果用a表示多边形内部格点数,用b表示边界格点数,那么格点多边形的面积公式用字母怎么表示?
适时板书:
面积=内部格点数+边界格点数÷2-1
S=a+b÷2-1
二、探究问题
活动一:探究格点多边形面积计算公式
预设1:
生1:面积应该与边界格点数和内部格点数有关。
生2:想画一些图,有边界格点数、有内部格点数的图,数一数、算一算,看看存在什么规律。
预设2:小组合作开展活动,先画图,再计算,然后发现规律,完成学习任务单:
预设3:
生1:图(1)的边界格点数是9,内部格点数是1,面积是4.5格,关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=1+9÷2-1=4.5。
生2:图(2)的边界格点数是6,内部格点数是1,面积是3格。关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=1+6÷2-1=3。
生3:图(3)的边界格点数是12,内部格点数是1,面积是6格。关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=1+12÷2-1=6。
生4:图(4)的边界格点数是14,内部格点数是1,面积是7格。关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=1+14÷2-1=7。预设4:
生1:图(1)的边界格点数是4,内部格点数是2,面积是3格,关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=2+4÷2-1=3。
图(2)的边界格点数是6,内部格点数是2,面积是4格。关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=2+6÷2-1=4。
图(3)的边界格点数是8,内部格点数是2,面积是5格。关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=2+8÷2-1=5。
图(4)的边界格点数是14,内部格点数是2,面积是8格。关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=2+14÷2-1=8。
生2:图(5)的边界格点数是7,内部格点数是3,面积是5.5格,关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=3+7÷2-1=5.5。
图(6)的边界格点数是8,内部格点数是3,面积是6格。关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=3+8÷2-1=4。
图(7)的边界格点数是11,内部格点数是3,面积是7.5格。关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=3+11÷2-1=7.5。
图(8)的边界格点数是12,内部格点数是3,面积是8格。关系是面积数=内部格点数+边界格点数÷2-1=3+12÷2-1=8。
预设5:格点多边形面积计算公式就是:面积=内部格点数+边界格点数÷2-1。
通过解决问题、验证问题的过程,巩固格点多边形面积计算公式,养成严谨理性的学习品质,提升综合素养。
活动二:运用格点多边形面积计算公式解决问题
1.这个格点多边形的面积会计算了吗?
引导学生先数,再算。注意是边界格点数除以2,不要混淆。
2.能否验证以下这个公式的正确性?用什么方法?怎么验证?
分割法:
S1+S2+S3+S4=14.5
添补法:
24-S1-S2-S3-S4=14.5
活动二:运用格点多边形面积计算公式解决问题
预设1:先数一数,边界格点数是7,内部格点数是12。S=a+b÷2-1=12+7÷2-1=14.5。
预设2:
生1:我采用分割法验证,把它分割成四部分,S1=2×3÷2=3;S2=1×3÷2=1.5;S3=(3+2)×1÷2=2.5;S4=(2+3)×3÷2=7.5;S1+S2+S3+S4=14.5。与公式求法答案一致,正确。
生2:还可以采用添补法,先计算外侧长方形的面积4×6=24,再减去外沿部分的4个小三角形面积,S1=2×3÷2=3;S2=4×1÷2=2;S3=2×3÷2=3;S4=3×1÷2=1.5;24-S1-S2-S3-S4=24-3-2-3-1.5=14.5。与公式求法答案一致,正确。
通过分层练习,巩固格点多边形面积计算公式应用,提升分析问题、解决问题的能力和应用意识。
三、辅导练习
1.基础练习
一个格点多边形,内部格点数a=5,边界格点数b=4,求面积。
2.变式练习
某格点五边形,内部格点数a=4,边界格点数b=10,求面积。
3.提升练习
一个格点多边形面积为8,内部格点数a=5,求其边界格点数b。
引导学生逆向思维,运用公式解决问题,提升举一反三的能力。
三、解决问题
1.基础练习
预设:5+4÷2-1=6
2.变式练习
预设:4+10÷2-1=8
3.提升练习
预设:8+1-5=4
4×2=8
通过回顾反思,引导学生养成自觉反思的良好学习习惯。
四、引导反思
通过本节课的学习,有什么收获?
学生回顾总结格点多边形面积的推导过程,并展示自学材料,了解这个方法于1899年由奥地利数学家皮克证明,因此被称为皮克定理。
四、提升问题
预设1:认识格点多边形,并知道了利用公式S=a+b÷2-1,可以计算格点多边形的面积。
预设2:学会了分割、添补的验证方法。
板书设计
格点多边形的面积
内部格点数是1:
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