教学目标：
通过观察、猜测、操作、画图、推理与合作交流验证等学习方法，探究找次品的策略， 归纳出解决这类问题的最优策略。
2、通过讨论、探究、逻辑推理等活动，寻找次品的优化方法，解决身边的数学问题，感受数学在日常生活中的广泛应用，经历数学方法从具体到抽象、从特殊到一般的提炼过程，初步培养学生的应用数学的意识和解决实际问题的能力。
教学重点：经历观察、猜测、判断、推理的思维过程，归纳出解决问题的最优策略。
教学难点： 体会解决问题有多种策略，通过解决实际问题，初步学会运用最优化的方法解决问题。
教具准备： 瓶装口香糖、课件
教学设计：
一、 情境导入，感受新知
1、课件出示影音资料：1986年1月28日，美国第二架航天飞机“挑战者”号在进行飞行时发生爆炸，价值12亿美元的航天飞机化作碎片坠入大西洋，造成世界航天史上最大的悲剧。据调查，这次灾难的主要原因是一个不合格的零件(橡皮圈)引起的。可见，不合格零件的危害有多大。
2、你从播放的影片中看到了什么 ?
3、飞机失事有可能是什么原因造成的?
这节课我们就来研究如何找出不合格产品，也就是找次品。
板书：找次品。
二、学用天平，了解原理
1、老师这里有5瓶口香糖，其中一盒少了几颗，但是我不知道是哪一瓶?请同学们帮帮老师好吗?你有什么办法把它找出来?
2、你们都很聪明，老师听了你们的建议决定用天平来找次品。那你们会用天平吗?
3、怎样用天平来找次品?谁能边演示边把找次品的过程说给大家听?(师板书)
小结我们用天平找次品时，不管我们把零件分成几份，天平一次能称几份?
三、归纳策略，体会最优
如果老师这里不是5瓶，而是有9瓶口香糖中有一瓶我多放了几颗(比其它几瓶重一些)，你至少需要几次就能保证找出这瓶?
1、现在我们不用天平了，用画图一步一步地分析、推理，请同桌的合作学习。
课件演示：
课件出示：
零件个数 分的份数 每份各几个 保证能找到次品的次数
9 9 1,1,1,1,1,1,1,1,1 4
9 5 2,2,2,2,1 3
9 3 3,3,3 2
9 3 4,4,1 3
2、请同学们仔细观察这表，你有什么发现?你喜欢那种称法?
用天平来找次品我们把待分物品分成3份，尽量平均分这种方法最好。
板书：分成3份，尽量平均分 最好
四、应用策略，拓展提高
1、你们通过实验、讨论找到了解决问题的最优方法。孙悟空和猪八戒也来凑热闹了。孙悟空把手上的珍珠递给猪八戒说：八戒，这13颗珍珠中有一颗要轻些，是我用猴毛变的。如果你能用最少的次数保证能找出假珍珠，这12颗珍珠就归你了。猪八戒抓破脑袋也没有想出办法。我们能用学到的知识帮帮八戒，好吗?
五、课堂回顾，知识延伸
1、通过这节课你学会了 什么 ?
2、这节课我们研究的是总数可以平均分成3份的这一类找次品问题，当然在生活中有些次品不止一个，不知是较轻还是较重;总数里可能有也可能没有等等。如果感兴趣的同学，课后可以再去研究研究。
板书：
找 次 品
用天平称 分成3份 平均分--最优
教学目标：
1、通过比较、猜测、验证等活动，探索解决问题的策略，渗透优化思想，感受解决问题策略的多样性，培养观察、分析、推理的能力。
2、学习用图形、符号等直观方式清晰、简明地表示数学思维的过程，培养逻辑思维的能力。
3、通过解决实际生活中的简单问题，初步培养学生的应用意识和解决实际问题的能力。
教学重、难点：
让学生经历“比较——猜想——验证”的过程，寻求找次品的最优策略。
学情分析：
“找次品”的教学内容在“奥数”活动中时有出现，用图形帮助思考，对培养学生动手能力和思维能力都是比较好的，学生虽然是初次接触，但只要通过动手实践、小组讨论、探究等方式来解决问题，掌握一题多解的方法还是不难的。关键是最优化的解决策略，学生总结方法时有些难度，教师要适时引导。
教学过程：
一、弄清问题题意，激发探究欲望
师：今天这节课，我们就从某公司招聘员工的一道题目开始，假定你就是应聘者，想不想接受一下智慧的挑战?(出示课件)
问题是：假如你有81个外观完全一样的玻璃球，其中有一个球比其它的球稍轻，属于次品，如果只能利用没有砝码的天平来断定哪一个球轻，请问你最少要称几次才能保证找到较轻的那个球?
(一分钟思考)学生汇报：1次丶2次…
师：请只用1次的同学说一说，你是怎样想的?
生1：
生2：
师：看来，1次虽少，但只是有可能，不能保证找到那个次品球，所以我们在思考这个问题的时候，不光要最少，还要以保证能找到为前提。
师：如果以“保证能找到”为前提，在同学们这么多的答案中，哪个次数是最少的呢?这一节课我们就一起来研究这个问题一一找次品。
二、简化问题，经历问题解决基本过程。
对于从81个小球中找次品的问题，比较复杂，那么怎样开始我们今天的研究呢?
生：可以从最少的试一试。
师：如果从最简单的入手研究，2个小球至少称几次?
生：1次。
师：如果是3个呢?
生猜测：2次?3次?1次?
师：老师这里有3瓶口香糖，其中有一瓶少了3粒，你觉得应该怎样称?
生汇报：先把其中的2瓶放在天平的两侧，如果左边下沉，就说明右边的是次品;如果右边的下沉，就说明左边的是次品;如果天平平衡，则没称的是次品。(学生边说老师边配合进行称量演示。)
师边演示课件边带领学生进一步感受推理过程：虽然有3瓶，而天平只有两个托盘，但是只需要把其中的2瓶放在天平的两侧，可能平衡，也可能不平衡，如果平衡如果不平衡不论是否平衡，利用推理，只要称1次肯定能将那个次品找出来。
师小结：看来2个和3个虽然数量不同，但是都只称1次就可以将次品找到。(将探究结果记录在表格中)
三、再次探究“关键数目”，初步感知、归纳规律
1、探究4个小球的情况。
(1)师：如果再增加一个球，现在有4个球，其中有一个是次品，一次可以保证找到次品吗?
生猜测：4次?3次?
师：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。咱们还是亲自动手探究一下吧。请同学们与自己的同桌共同讨论一下。可以借用小方块摆一摆，也可以在纸上画一画，不论用什么样的方式，都要将思考过程简要记下来。
(生分组研究)
师：4个小球时，你们称了几次?
(生边汇报师边板书枝状图)
师：4个球有两种不同的测量方法，但结果测量的次数都一样，至少要2次才能保证找出次品。(把结果记录在表格中)
师：如果球的个数再多一些，例如9个，至少需要几次才能保证找出次品呢?请同学们用学具摆一摆，用笔画一画。
(生汇报师出示课件)
师：为什么把9个球分成(3，3，3)只要2次就可以找到次品呢?
(引导学生发现规律，把结果填入表格中)
师：4个球只需要2次就可以保证找到次品，9个球也只需要2次就能保证找到次品，那么大胆猜测一下，在4与9之间的5、6、7、8个球，至少需要几次就能找出次品呢?现在我们分组来研究一下：第1大组的同学研究5个小球的情况，依次研究6、7、8个球。
(生汇报，重点是8个球)(把结果填入表格中)
师：我们来比较一下，我们将8个小球分成(3，3，2)三组称2次，可是把8个小球分成(4，4)两组却称了3次，多称了1次，多称的1次多在哪儿呢?
生：小球数是2和3个时只用一次，把8分成(3，3，2)每组是3个或2个，3个或2个都只需要称1次就能找到次品。
师：你们明白他的意思吗?你们看，称(3，3)或(4，4)，都只称1次就能确定次品在哪边，可是接下来，第一种是在3个或2个里找，只需一次，第二种要在4个里找，要用2次，所以会多一次。
师：大家最后称的次数不同，原因是什么呢?
生：分的组数不同，每组数量也不同。
师：那到底怎么分，才能既保证找到次品，又能使称的次数尽可能少呢?
(生分组讨论后汇报)
生1：应该分3组，因为天平有2个托盘
生2：每组的数目还要少。
生3：尽可能让每组数目比较接近，每次称完，次品就被确定在更小的范围内。
师：你们太了不起了，通过我们刚才的试验、讨论、交流，不仅解决了问题，而且发现了其中分组的秘密规律。
(师板书：分3组，尽量平均分。)
四、进一步发现规律
师：现在我们就应用分组的规律，再来一次实验，如果小球个数是10个(课件)，该怎么分?称几次?
(生汇报，师板书：10(3，3，4)3次)(课件)
师：如果是27个呢?(课件)
(生汇报，师板书：27(9，9，9)3次(课件)
师：这位同学说的太好了，他先是分成了3组，然后用转化的思想把问题变成我们前面解决的9个小球的找次品问题了。
看来大家都掌握了分组规律。最开始的招聘问题，81个小球，大家能解决了吗?谁有了答案?把结果直接写在黑板上。
(生讨论并汇报结果)(课件)
师：你能发现它和前面我们解决的27个，9个，3个，有什么关系吗?
(小组研究)
生汇报：被测小球数目是几个3相乘就称几次，比如4个3相乘是81，81个小球就只需称4次。
师：你们很了不起，既解决了公司“招聘”问题，又发现了“被测物品数目与称的最少次数之间”神秘的规律。
五、课堂小结
随着招聘问题的解决，今天的课也即将结束，回顾我们整节课的经历，从最初的招聘问题，回归到解决2、3的问题，再到研究8、9发现分组规律，直至研究了更大的数目，像27、81这样的数目，发现了被测物品数目与称的最少次数之间的一些关系。
在这一路的探究过程中，我们不断思考，不断实践，不断发现，我想大家在收获知识的同时，一定收获了更多的智慧。最后有两句话与大家共勉：(课件出示)
探究问题，学会化繁为简
解决问题，要有优化意识
设计说明
1．加强动手操作训练，促进学生的思维。
有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探究与合作交流是学生学习数学的重要方式。本设计积极引导学生理解天平平衡的原理，加强对用天平称物和画图的动手操作训练。使学生经历称物、分轻重的过程，了解和思考称物的不同情况，逐步把思维条理化、逻辑化，并想办法用图示表示出来，从而促进学生逻辑思维的发展。
2．自主探索，体会优化思想。
本设计给予学生充分的自主探索的空间，通过试验、汇报不同的解决问题的方法，发现如何分份是优化“找次品”方法的关键，从而总结出最佳的分份方法和最佳的图示方法，渗透优化思想。
课前准备
教师准备 PPT课件 天平 药瓶
学生准备 天平
教学过程
情境导入，激发兴趣
1．你们每天上学通常要走哪条路？为什么要选择这条路？
(生自主回答)
2．你们真聪明，在平时做事的时候就能选择最简便的'方法。在数学学习中，解决问题的方法是多种多样的，但通常都有一种最有效、最简便的方法，我们把它叫最优化的方法。这节课就让我们带着优化的思想走进课堂。(师出示2瓶钙片)
师：老师这里有2瓶钙片，其中有1瓶少了3片，你们能不能想办法帮我把它找出来呢？(生回答想法)
师：老师准备了一架天平。如果在天平左右两边的托盘里放上质量相同的物品，天平就会平衡；如果一边重一边轻，那重的一边就会沉下去，轻的一边就会翘起来。今天我们就借助天平来完成本节课的学习内容。
设计意图：引导学生根据次品的特点发现用天平“称”的方法，知道并不需要称出每个物品的具体质量，而只要根据天平的平衡情况对托盘两端的物品进行判断就可以了。
实践操作，自主探究
1．提出探究要求。
师：同学们很容易就从2瓶钙片中把这瓶次品找到了，如果是3瓶钙片，你还能从中找到这瓶次品吗？同桌可以用学具摆一摆，试一试。
2．动手操作，汇报方法。
学生动手试验后汇报。(先在天平的两端分别放上1瓶钙片，如果天平平衡，剩下的一瓶就是次品；如果天平不平衡，轻的那端就一定是次品了)
3．总结归纳记录的方法。
组织学生把用天平称的过程用图表记录下来。
合作交流，研究探讨
师：同学们真聪明，这么容易就从3瓶钙片中找到了次品，其实你们已经用自己的聪明才智解决了教材中例1所提出的问题。那么，例2又向我们提出了哪些问题呢？
理解题意，动手操作。
(1)先让学生读题，说说“至少”的含义。
(2)小组分工合作：用学具摆一摆，并尝试用图示和表格表示摆的过程，完成下表。
(合作要求：2名同学摆学具，1名同学用图示法作记录，1名同学填表)
温馨提示：