对比探究,明晰概念本质――《质数和合数》的探究

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对比探究,明晰概念本质――《质数和合数》的探究

2024-06-27 07:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

      质数、合数的概念相对奇数偶数来说,更抽象,与学生的实际生活没有什么联系,并且容易和其它概念弄混淆,因此概念分类的依据以及概念之间的辨析要弄清。

      今天给出的预习清单如下:

      1.写出1-20各数的因数,看因数的个数有什么特点。观察比较因数个数的不同进行分类,可以分成几类?

      2.什么叫质数?什么叫合数?

      3.“1”是质数还是合数,你的判断依据是什么。

      4.画百数表,试着制作一个质数表,并写一写你是用什么方法找的。

      第一个问题:可以先复习一下因数的概念,然后再让找出1~20各数的所有因数,不要找漏。并观察这些数的因数个数有什么不同,可以怎样分类。通过自主探索,以及课本上的表格可以把这些数分成三类:只有因数1的;只有1和它本身这两个因数的;除了1和本身之外还有其他因数的(或者说有3个或3个以上因数的)。

      第二个问题:质数合数的概念是在刚才分类的基础上直接引出的,看课本可以直接找到:一个数如果只有1和它本身两个因数的数叫质数(或素数),一个数如果除了1和它本身还有别的因数的数叫合数。但问题是,根据以往的经验,学生特别容易把质数和以前学的奇数,合数和偶数弄混淆,所以应该在这里根据概念,再加以区分各自的分类标准,即奇数偶数是按是否是2的倍数分的,而质数合数是根据因数个数的多少分的,并非奇数都是质数,质数都是奇数;偶数都是合数,合数都是偶数;甚至可以举几个例子再辨析一下,比如9是奇数,但不是质数;2是质数,但不是奇数;2是偶数,但不是合数,15是合数,但不是偶数,总之这几句话横竖都是错的。

      第三个问题:刚才分类时,1是个什么数,属于哪一类?会不会有同学有疑问,1的因数是1,它本身也是1,即1的因数只有1,而质数的概念是需要满足只有两个因数的,所以1不是质数,也不是合数。

      在这儿可以给自然数分分类,按是否是2的倍数自然数可以分为奇数和偶数,按因数个数的多少,非0自然数可以分为质数,合数和1。对比一下,进一步明晰概念。

      第四个问题是亮点,重在让学生在制表的过程中,学习数学的思想方法。有的学生可能会先找每个数分别有几个因数,然后再根据质数和合数的意义进行判断,这是常规的方法从“寻找因数”的角度出发完成顺向思考。还可以提醒学生尝试数学方法“筛除法”也即“排除法”,从“找倍数”的角度去审视,因为质数只有因数1和它本身,所以,每个质数后面该质数的所有倍数都是合数,如2是质数,但是2的倍数(2本身除外)如4,6,8,10,…都是合数,3是质数,它的倍数(3本身除外)如6,9,12,15,…也都是合数。这样就排除了超过两个因数的非2的2的倍数,非3的3的倍数,非5的5的倍数,非7的7的倍数,完成逆向的思考判断,并紧密结合因数、倍数、奇数、偶数,知识得以综合应用。而在利用“筛法”的过程中,对2、3、5、7等质数的认识更深刻,对质数的判定更加多元,对质数的概念的理解更清楚。

      100以内的质数表如下:

2、3、5、7、

11、13、17、19

23、29

31、37、

41、43、47

53、59、

61、67、

71、73、79

83、89

97

      可以观察一下再去背,20以内的记起来没有难度。观察20以上的质数,四十几的、七十几的是3个,九十几的一个,其它都是两个,其实个位数字仔细看看也有点小规律。比如十位数字是2、5、8的,个位数字都是3和9,十位数字是3、6的个位数字都是1和7,可以减少一点记忆的难度。

      另外,对于一些特殊的数,也是要多多关注的,比如2既是偶数,也是质数,比如学生容易把51、57、69、81、87、91、93也当成质数,要多多分析,进一步想一想除了1和它本身外,还是哪个数的倍数。还有最小的偶数是0,最小的奇数是1,最小的合数是4等,这些都是基本的知识层面的内容。

      在数论中,有关质数和合数的理论一直吸引着数学家们不断探索。例如,我们知道自然数的个数是无限的,所以质数的个数是无限的,但人们仍在不断地寻找更大的质数,1742年,德国数学家哥德巴赫提出了著名的“哥德巴赫猜想”(课本第17面你知道吗):任何大于2的偶数,都可以写成两个质数之和,比如4=2+2,6=3+3,8=5+3,10=7+3等等,这一猜想看似简单,数学家们借助计算机对很多、很大的偶数进行了研究,结果都与这个猜想相符。但要证明却非常困难,成为数学上的一个著名的难题,由此也被成为“数学王冠上的明珠”,至今仍吸引着无数人孜孜以求。我国的数学家陈景润在研究这个问题时曾取得了举世瞩目的成果,但这个说法至今却还没有得到证明。

      作为知识的教学,学生可能出校门不到两年就忘了,唯有深深铭记在头脑中的数学精神,数学思想,研究方法和着眼点等,这些都随时随地的发生作用,使学生终身受益。



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