表面涂色的正方体

一、教学目标：

1.知识目标：借助正方体涂色问题，通过实际操作，演示，想象、联想等形式发现小正方体涂色和位置的规律。

2.能力目标：在探究规律的过程中，经历从特殊到一般的归纳过程，获得一些研究数学问题的方法和经验。

3.情感目标：在解决问题的过程中，感受数学的有趣，激发主动探索、勇于实践的精神和事实求是的科学态度。

二、重点：找出小正方体涂色以及它所在的位置的规律。

难点：一面、两面、三面涂色小正方体个数以及它所在的位置的规律。

三、教具、学具准备

小正方体若干、彩笔，答题纸等。

四、教学过程

一、引入新课

谈话：课前，我们通过魔方认识了三面涂色、两面涂色、一面涂色的相关情况，谁能说说在魔方中三面涂色、两面涂色、一面涂色的部件分别处在魔方的什么位置？能不能通过旋转把魔方中三面涂色的部分移到两面涂色或只有一面涂色的位置？

看来三面涂色、两面涂色、一面涂色的位置是确定的。今天，我们就来一起探究与表面涂色有关的正方体的计数问题。

板书：分类计数。

课件出示问题：

把一个表面都涂上颜色的正方体木块，切成64块大小相同的小正方体。

(1)三面涂色的小正方体有多少块？

(2)两面涂色的小正方体有多少块？

(3)一面涂色的小正方体有多少块？

二、探究正方体中表面涂色的小正方体

(一)棱长为4的正方体

提问：三面涂色的小正方体有多少个？处在什么位置上的小正方体才会是三面涂色的？(课件显示)闭上眼睛想一想三面涂色的小正方体在什么位置。

提问：两面涂色的小正方体有多少个？处在什么位置？(课件显示)

这个数据可以通过怎样的计算获得？

提问：一面涂色的小正方体有多少个？处在什么位置？(课件显示)这个数据该通过怎样的计算获得？

追问：六面都没有涂色的小正方体有多少个？这样的小正方体处在什么位置？它的个数该如何计算？

引导：将大正方体剥去“表皮”，剩下的是什么样子？

指出：六面都没有涂色的小正方体在大正方体的中间。

两种算法 ：64—8—24—24＝8(个)，2×2×2=8(个)。

操作教具，验证学生的发现：

(1)将处在顶层的4个顶点上的4个小正方体从教具中取下，让学生见证“三面涂色”。

(2)将处在非底层的8条棱上的16个小正方体取下，让学生明确计算方法、见证“两面涂色”。同时追问：还有的两面涂色的小正方体在哪里？

(3)取出其中一面涂色的小正方体，让学生明确计算方法，见证“一面涂色”。

(4)呈现“六面都没有涂色”的小正方体(由8个小正方体组成的棱长为2的正方体)。

(5)将最底层的小正方体按类归位，验证计数的结果及计算方法。

要求：将正方体的棱长、正方体的个数及计算方法填在活动记录表。

引导：计算所需的数据与原正方体的棱长有什么关系？

(二)棱长为3的正方体

学生自主完成，将探究结果填在活动记录表。完成后指名汇报交流。

(三)棱长分别为5、6的正方体

学生自主完成，将探究结果填在活动记录表，并在小组内交流。

投影呈现学生的活动记录结果，通过课件呈现实物加以验证。引导学生初步发现正方体表面涂色问题的一般规律。

(四)棱长为a的正方体

提问：如果棱长为n，三面涂色的小正方体有几个？两面涂色、一面涂色和六面都没有涂色的小正方体个数分别怎样表示？

(五)延伸思考

课件出示问题：将一个长7厘米、宽5厘米、高4厘米的长方体木块表面涂色后，切成棱长为1厘米的小正方体木块，三面涂色、两面涂色和一面涂色的木块各有几个？