师:上课,起立!
生:老师您好!
师:同学们好,请坐。大家看,这是什么?
生:魔方!
师:魔方是什么形状的?
生:正方体!
师:关于正方体,你都知道哪些知识?郭思妍。
生:我知道正方体有6个面,12条棱。
师:还用你说吗?李培元来补充。
生:12条棱长度相等,还有8个顶点。正方体求棱长和的公式是棱长和等于12a,求表面积的公式是S表等于6a的平方,求体积的公式是V正等于a的立方。
师:好,还有补充吗?张金暖。
生:我认为这个正方体6个面是完全相同的。我们把每条棱上有三个小正方体这样的魔方称为三阶魔方。
师:魔方是一种益智玩具,我们一起来看段视频。看完视频你有什么感受?张馨月。
生:我觉得这个小女孩特别的厉害。我们平常睁着眼看魔方都很难把它复原,但是这个小女孩居然戴着眼罩都能把它复原,真是令人叹为观止。
师:王老师这里还有一个阶数更高的魔方,十阶魔方。它是由多少个小正方体组成的?明泽。
生:它的棱长是10个小正方体,求体积的公式就是棱长乘棱长乘棱长,所以它是由10×10×10=1000个小正方体组成的。
师:可以吗?
生:可以!
师:现在呀,我们把这个十阶魔方变成十阶正方体。今天这节课,我们就用正方体的知识来探索图形中的奥秘。来,齐读课题。
生:探索图形!
师:如果把这个大正方体的表面涂上颜色,那么每个小正方体涂色的面数会一样多吗?
生:不会。
师:最多有几面涂色?
生:三面涂色。
师:最少呢?
生:没有涂色。
师:如果根据涂色情况,给这些小正方体进行分类,你认为可以分为哪几类?王兰心。
生:我认为可以分成四类。第一类是三面涂色的小正方体,第二类是两面涂色的小正方体,第三类是一面涂色的小正方体,第四类是没有涂色的小正方体。
师:大家的想法一样吗?
生:一样!
师:可以分为这样的四类。谁到前面来指给大家看?未辉。
生:(上台指)这个三面涂色的小正方体在大正方体的顶点;两面涂色的小正方体在大正方体的棱上;一面涂色的小正方体在大正方体的面上;没有涂色的小正方体在这个大正方体的中间。
师:是这样吗?
生:是!
师:感谢你的分享。如果王老师提出一个要求,请你数一数这个大正方体中每种涂色情况的小正方体各有多少块,开始数吧!你有什么感觉?陈子哥。
生:我感觉这个大正方体涂色的块数太多了,根本数不过来。
师:哦,根本数不过来,是呀,它太复杂了,数起来很麻烦。那么大家能不能有办法来解决这个问题呢?有什么办法可以解决?刘静怡。
生:我认为我们可以先从简单的正方体数起,比如先从二阶魔方、三阶魔方、四阶魔方等等数起,发现规律后,再来数这个比较复杂的十阶魔方。
师:可以吗?
生:可以!
师:我们可以从简单的图形开始研究起,探索其中的规律,然后再运用规律解决这个复杂问题。这种解决问题的思想,在数学上我们称之为--
生:化繁为简!
师:你打算从几阶正方体开始研究呢?杜雨田。
生:我打算从三阶正方体开始研究。
师:崔盛源。
生:我打算从四阶正方体开始研究。
师:李焕锁。
生:我也打算从三阶正方体开始研究。
师:好,这三个正方体相对比较简单,我们的研究就从这里开始吧。二阶正方体是由几个小正方体组成的?
生:2×2×2=8个。
师:三阶正方体呢?
生:3×3×3=27个。
师:四阶呢?
生:4×4×4=64个。
师:我们的研究就从二阶正方体开始。先来看,这里有一个二阶正方体,把它的表面涂上颜色。请你认真观察它的涂色情况,你发现了什么?伊滨兰。
生:我发现三面涂色的小正方体在这个正方体的顶点上有8个,两面涂色的为0个,一面涂色的为0个,没有涂色的也是0个。
师:大家的想法一样吗?
生:一样!
师:到底是不是这样呢?请同桌两个同学拿起二阶正方体,拆一拆,看一看,说一说,最后复原。开始吧!
(学生操作交流)
师:谁愿意把你的发现分享给大家?李景轩,你们同桌两个。
生:通过我们的讨论,发现在顶点上有8个小正方体都是三面涂色,两面涂色的没有,一面涂色的也没有,没有涂色的也没有。这是我们的发现。
师:大家想法一样吗?
生:一样!
师:看来呀,二阶正方体是由位置在顶点上的8个三面涂色的小正方体组成的。
师:接下来我们研究三阶正方体。现在给它的表面涂上颜色,这个三阶正方体每种涂色情况小正方体的块数,你还能一眼看出来吗?
生:不能。
师:那么现在请同学们分四人小组讨论研究。请看小组活动要求。(读要求)开始吧!
(学生小组讨论,教师巡视)
师:看来大家都找到答案了,是吗?好,谁愿意来把你的发现分享给大家?一组两个同学来汇报好不好?
生:经过我们小组的讨论,发现在三阶正方体当中,三面涂色的在正方体的顶点上,共有8个。两面涂色的在正方体的棱上,共有12个。一面涂色的在正方体的面中间,共有6个。没有涂色的在正方体的中间,只有1个。这是我们小组的发现。我们小组汇报完毕。
师:刚才这个小组发现,三面涂色的在什么位置?
生:顶点。
师:个数有?
生:8个。
师:两面涂色的在?
生:棱上。
师:有?
生:12个。
师:一面涂色的呢?
生:面上有6个。
师:没有涂色的?
生:体中间有1个。
师:王老师有个问题要问,三面涂色的8个小正方体是靠着什么方法得到的?许仙卡。
生:三面涂色的我们小组是数出来的。
师:可以吗?可以。那两面涂色的12个是怎么得到的呢?陶心。
生:我们小组是算出来的。
师:哦?说一说你们的算法吧。
生:我们是先用棱长3,减去已经算过三面涂色的2,得到差1。然后因为有12条棱,所以再乘12,就是(3-2)×12=12个。
师:可以吗?
生:可以!
师:很厉害。一面涂色的6块又是怎么得到的呢?张金暖。
生:这个数量我们小组也是通过算出来的。首先我们用3-2=1,这是求出来在面中间这个一面涂色小正方体的边长。然后我们再用1×1,求出来中间这个小正方形的面积,也就是块数。最后有6个面,再乘6就等于6个。
师:可以吗?
生:可以!
师:很好。没有涂色的一个是怎么得到的?张佳琪。
生:我们小组是通过算得到的。首先我们小组是先用3减2的差,也就是算出最中间那个正方体的棱长。然后求体积,再棱长乘棱长乘棱长,也就是(3-2)的立方,最后就等于1。所以没有涂色的小正方体有一个。
师:这种算法行不行?
生:行!
