超市中的数学问题
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校园中的数学问题
——超市中的数学问题【摘要】心理学家皮亚杰曾说过:“一切真理都要学生自己获得或者由他重新发现,至少由他重建,而不是简单地传递给学生。
”
《数学教学大纲》中指出:“教学过程中,教师要充分发挥创造性,依据学生的年龄特征和认知水平,设计探索性和开放性的问题,给学生提供自主探索的机会。
让学生在观察、操作、讨论、交流、猜测、归纳、分析和整理的过程中,理解数学问题的提出、数学概念的形成和数学结论的获得,以及数学知识的应用。
”
每个人都有获得成功的需求和愿望,学生有巨大的智力发展潜在力,要相信每一个学生都是数学家,教师在教学过程中,要大胆放手让学生去探索数学,发现数学,实现从被动地“听”数学向主动地“做”数学的转变。
【关键词】圆柱体圆锥体超市
前言:数学是研究数量关系和空间形式的科学。
数学与人类发展和社会进步息息相关,随着现代信息技术的飞速发展,数学更加广泛应用于社会生产和日常生活的各个方面。
大多数学生在学习数学的过程中都感觉到困难,有部分学生因为数学难学而开始厌倦数学。
为了增强学生学习数学的趣味性,培养学生的观察、思考及应用能力,让学生深刻体会数学源于生活,生活中处处有数学,人们的日常生活离不开数学,学习数学是为了解决生活中的实际问题的。
正文:走进玉溪师范学院教育超市,面对琳琅满目的商品,你想到了什么?从这些商品中,你会发现哪些数学问题呢?
1.长方体和圆柱体
教育超市有好多用盒子装的商品,它们分为两大类:长方体(如:牙膏、香皂、盒装牛奶、装火腿肠的无盖盒子等。
)和圆柱体(如:易拉罐、瓶装油卤腐、圆筒装艾比利薯片等)。
商家设计不同的包装盒有不同的目的,有的为了美观,有点为了商品包装方便等。
看到这些形状各异的商品,你想到了什么呢?
问题:在底面积和高相等的情形下,圆柱体和长方体的表面积之间有什么样的关系呢?
带着疑问,下面我们运用数学知识来论证它们之间的关系:
如图1、图2所示,长方体的底面是一个边长为a的正方形,高为h,则
a2,下面我们来讨论它们各自的长方体和圆柱体的底面积均为a2,体积均为h
表面积。
图1 图2
长方体的表面积:S长方体 =2S底面积 +S侧面积
=2a2+4ah
圆柱体的表面积:S圆柱体 =2S底面积 +S侧面积
≈2a2+3.544ah
由此,我们可以看出,在底面积和高都相等(体积相等)的情形下,
S长方体>S圆柱体。
即:体积相等的长方体的表面积大于圆柱体的表面积。
据此,我们知道,相同体积的长方体和圆柱体,圆柱体的表面积比长方体的表面积小。
商家在选择包装盒的形状的时候,他们会考虑到包装纸的费用,在容积一定的情形下,圆柱体的表面积小于长方体的表面积,所以很多商品的包装盒都是圆柱体的,而且圆柱体的包装看上去比较美观,容易吸引顾客。
图3 由图3我们可以看出,在高相等的情形下,边长为a 的正方体和直径为a 的圆柱体,正方体的占地面积大于圆柱体的占地面积。
因此,在货架有限的条件下,选择用圆柱体的包装盒既美观,又节约货架面积。
2、圆锥体
教育超市圆柱体的商品并不多,其中,蒙牛蛋卷就是圆锥形的。
那么,商家为什么要把蒙牛蛋卷设计为圆锥体,而不是圆柱体或其他几何体呢?是因为圆锥体的外观漂亮吗?还是因为别的什么?
问题:底面积和高相等的圆柱体和圆锥体的体积有什么样的关系呢?它们相等吗?
下面,我们就运用数学知识来论证一下它们之间的关系:
如图4和图5所示,圆柱体和圆锥体的底面半径均为r ,它们的高均为h ,由此,我们来计算它们的体积:
图4 图5 圆柱体的体积:V 圆柱体 =sh
圆锥体的体积:V 圆锥体 =3
1sh
由此,我们可以知道,底面积和高相等的圆锥体的体积>圆锥体的体积。
并且,圆锥体的体积等于3
1圆柱体的体积。
据此,我们知道商家为什么要把冰淇淋做成圆锥体而不是圆柱体。
圆锥体的体积是圆柱体体积的3
1倍,这样做可以降低做冰淇淋的成本,而且圆锥体相对于圆柱体比较美观。
图6清楚的表示出了底面积和高相等的圆柱体和圆锥体的体积之间的关系。
图6
《圆锥体的体积》教学片段
一、创设情境,导入新课
1、同学们:今天老师这里有一个问题需要你们帮忙解决:在一个炎热的中午,小明和爸爸去商店买冰淇淋。
商店里的冰淇淋形状各异,有长方体的、正方体的、圆柱体的和圆锥体的。
小明对圆柱体和圆锥体的冰淇淋产生了兴趣,他便拿着去问售货员阿姨。
售货员告诉小明:“圆柱形的5元一个,圆锥形的1.5元一个。
”这时,小明不知道应该买哪个既经济又实惠?你能给小明一个意见吗?
2、提出问题:同学们,为了帮助小明解决他现在面临的问题,我们今天要来探索圆锥的体积。
怎样求圆锥的体积呢?(教师板书课题)
二、自主探究,学习新知
1、提出问题:同学们,前面我们学习圆柱体的体积积的公式是由长方体的体积公式转换而来的。
那么,我们求圆锥的体积可不可以由哪个几何体来转换呢?(思考几分钟)
2、实验探究:老师适当引导学生,我们是否可以由圆柱体的体积公式来推导圆锥的体积公式呢?下面我们分小组来做一个实验。
同学们手中有一个等底等高的圆柱体、圆锥体和一堆沙子。
现在我们用圆锥体装满沙子注入圆柱体中,大家数
一数,要重复几次这样的动作才能把圆柱体装满?
3、小组讨论交流,各小组长反馈意见。
4、老师小结:通过大家的努力,我们发现,用等底等高的圆锥体装满沙子注入圆柱体中3次可以把圆柱体装满。
由此,我们得出结论,等底等高的圆柱体和圆锥体之间的关系是: V 圆锥体 =31V 圆柱体=3
1sh 5、解决问题:下面我们来给以小明意见。
3V 圆锥体 =V 圆柱体
即3个圆锥形的冰淇淋的体积相当于一个圆柱形的冰淇淋的体积。
而一个圆柱形的冰淇淋5元,一个圆锥形的冰淇淋1.5元,则3个圆
锥形的冰淇淋的价格是:1.5⨯3=4.5元。
∴ 小明应该买圆锥形的冰淇淋既经济又实惠。
三、教学反思:兴趣是最好的老师。
在创设情境中,用日常生活中的例子,让学生感受数学来源于生活,激发学生学习数学的兴趣,培养学生探索数学的精神。
旧知识是新知识的基础,任何知识都是建立在已有知识的基础之上的。
在实验的过程中,培养了学生的观察能力、动手操作能力,让学生在动手动脑的同时,学会相互合作、交流,同时在学习活动中体验学习数学的乐趣。
在激发学生兴趣的同时,让学生经历了知识的获得过程,体会到成功的喜悦,培养了他们的思维,根据实际发展学生的空间思维。
总结:兴趣是最好的老师,在大多数学生眼中,数学是枯燥乏味的、数学学了没用处等导致学生厌倦数学。
因此,我以校园中的数学问题出发,收集到了学校教育超市里的两大几何问题——圆柱体和圆锥体。
贴近学生的生活实际,写了两个关于“圆锥体和圆锥体的体积计算”的教学案例。
教学过程中涉及的例子均与学生生活环境、知识背景密切相关, 以此来充分调动学习学习数学的积极性,创造学生感兴趣的学习情境,让学生主动探索数学知识,亲自体验数学知识的获取过程,从而增强学生学习数学的信心。
参考文献:
刘影,程晓亮.《数学教学论》.北京:北京大学出版社,2009.2。