有理数的乘方(第1课时) 湖北省枣阳市杨当镇一中 杜亚林 教学任务分析 教学流程安排 课 前 准 备 教学过程设计 案例点评: 以在国际象棋上放米粒的故事引课，学习之后又解决这个问题，使课程既丰富多彩，又妙趣横生，也产生了前后呼应的效果。 该案例中，教学过程的设计符合新课程标准和课程改革的要求，通过教学情景创设和优化课堂教学设计，真正体现了在活动中学习数学，在活动中“做数学”，利用教具使教学内容形象、直观并具有亲和力，极大地调动了学生的学习积极性和热情，培养了学生学习数学的兴趣。教学过程始终坚持让学生自本文是人美心善的小编首席为家人们整理的4篇有理数的乘方案例分析的相关文章，希望对大家有一些参考价值。
教学目标：
1.通过现实背景理解有理数乘方的意义，能进行有理数乘方的运算。
2.已知一个数，会求出它的正整数指数幂，渗透转化思想。
3.培养学生观察、归纳能力，以及思考问题、解决问题的能力，切实提高学生的运算能力。
教学重点：正确理解乘方的意义，能利用乘方运算法则进行有理数乘方运算。
教学难点：准确理解底数、指数和幂三个概念，并能进行求幂的运算。
教学过程设计：
(一)创设情境，导入新课
提问并引导学生回答：在小学里我们学过一个数的平方和立方是如何定义的？怎样表示？
a·a记作a2，读作a的平方(或a的2次方)，即a2=a·a;a·a·a记作a3，读作a的立方(或a的3次方)，即a3=a·a·a.(分别是边长为a的正方形的面积与棱长为a的正方体的体积)
(多媒体演示细胞分裂过程)某种细胞，每过30分钟便由1个分裂成2个，经过5小时，这种细胞由1个分裂成多少个？
1个细胞30分钟分裂成2个，1个小时后分裂成2×2个，1.5小时后分裂成2×2×2个，…，5小时后要分裂10次，分裂成个，为了简便可将记作210.
(二)合作交流，解读探究
一般地，n个相同的因数a相乘，即，记作an，读作a的n次方。
求n个相同因数的积的运算，叫做乘方，乘方的结果叫做幂。在an中，a叫做底数，n叫做指数，当an看作a的n次方的结果时，也可读作a的n次幂。
说明：(1)举例94来说明概念及读法。
(2)一个数可以看作这个数本身的一次方，通常省略指数1不写。
(3)因为an就是n个a相乘，所以可以利用有理数的乘法运算来进行有理数的乘方运算。
(4)乘方是一种运算，幂是乘方运算的结果。
(三)应用迁移，巩固提高
【例1】(1)(-4)3;(2)(-2)4;(3)-24.
点拨：(1)计算时仍然是要先确定符号，再确定绝对值。
(2)注意(-2)4与-24的区别。
根据有理数的乘法法则得出有理数乘方的符号规律：
负数的奇次幂是负数，负数的偶次幂是正数；
正数的任何次幂都是正数，0的任何正整数次幂都是0.
【例2】计算：
(1)()3; (2)(-)3;
(3)(-)4; (4)-;
(5)-22×(-3)2; (6)-22+(-3)2.
(四)总结反思，拓展升华
1.引导学生作知识小结：理解有理数乘方的意义，运用有理数乘方运算法则进行有理数乘方的运算，熟知底数、指数和幂三个基本概念。
2.教师扩展：有理数的乘方就是几个相同因数积的运算，可以运用有理数乘方法则进行符号的确定和幂的求值。
乘方的含义：(1)表示一种运算；(2)表示运算的结果。乘方的读法：(1)当an表示运算时，读作a的n次方；(2)当an表示运算结果时，读作a的n次幂。
乘方的符号法则：(1)正数的任何次幂都是正数；(2)零的任何正整数次幂都是零；(3)负数的偶次幂是正数，奇次幂是负数。注意(-a)n与-an及()n与的区别和联系。
(五)课堂跟踪反馈
1.课本p42练习第1、2题。
2.补充练习
(1)在(-2)6中，指数为，底数为。?
(2)在-26中，指数为，底数为。?
(3)若a2=16，则a=.?
(4)平方等于本身的数是，立方等于本身的数是。?
(5)下列说法中正确的是()
a.平方得9的数是3
b.平方得-9的数是-3
c.一个数的平方只能是正数
d.一个数的平方不能是负数
(6)下列各组数中，不相等的是()
a.(-3)2与-32 b.(-3)2与32
c.(-2)3与-23 d.|2|3与|-23|
(7)下列各式中计算不正确的是()
a.(-1)2003=-1
b.-12002=1
c.(-1)2n=1(n为正整数)
d.(-1)2n+1=-1(n为正整数)
(8)下列各数表示正数的是()
a.|a+1| b.(a-1)2
c.-(-a) d.||
第2课时 有理数的混合运算
教学目标：
1.了解有理数混合运算的意义，掌握有理数的混合运算法则及运算顺序。
2.能够熟练地进行有理数的加、减、乘、除、乘方的运算，并在运算过程中合理使用运算律。
教学重点：根据有理数的混合运算顺序，正确地进行有理数的混合运算。
教学难点：有理数的混合运算。
教学过程：
一、有理数的混合运算顺序：
1.先乘方，再乘除，最后加减。
2.同级运算，从左到右进行。
3.如有括号，先做括号内的运算，按小括号、中括号、大括号依次进行。
【例1】计算：
(1)(-2)3+(-3)×[(-4)2+2]-(-3)2÷(-2);
(2)1-×[3×(-)2-(-1)4]+÷(-)3.
强调：按有理数混合运算的顺序进行运算，在每一步运算中，仍然是要先确定结果的符号，再确定结果的绝对值。
【例2】观察下面三行数：
-2，4，-8，16，-32，64，…;①
0，6，-6，18，-30，66，…;②
-1，2，-4，8，-16，32，….③
(1)第①行数按什么规律排列？
(2)第②③行数与第①行数分别有什么关系？
(3)取每行数的第10个数，计算这三个数的和。
【例3】已知a=-，b=4，求()2--(ab)3+a3b的值。
二、课堂练习
1.计算：
(1)|-|2+(-1)101-×(0.5-)÷;
(2)1÷(1)×(-)÷(-12);
(3)(-2)3+3×(-1)2-(-1)4;
(4)[2-(-)3]-(-)+(-)×(-1)2;
(5)5÷[-(2-2)]×6.
2.若|x+2|+(y-3)2=0，求的值。
3.已知a=a+a2+a3+…+a2004，若a=1，则a等于多少？若a=-1，则a等于多少？
三、课时小结
1.注意有理数的混合运算顺序，要熟练进行有理数混合运算。
1、能确定有理数加、减、乘、除、乘方混合运算的顺序；
2、掌握含乘方的有理数的混合运算顺序，并掌握简便运算技巧；
3、偶次幂的非负性的应用。
1、在2+ ×(-6)这个式子中，存在着3种运算。
2、上面这个式子应该先算乘方、再算2 、最后加法。
1、偶次幂的非负性
若a是任意有理数，则（n为正整数），特别地，当n=1时，有。
2、有理数的混合运算顺序
①先乘方，再乘除，最后加减；
②同级运算，从左到右进行；
③如有括号，先做括号内的运算，按小括号、中括号、大括号依次进行。
1、有理数混合运算的顺序意识
【例1】计算：-1-3×(-2)3+(-6)÷
总结：做有理数的混合运算时，应注意以下运算顺序：
先乘方，再乘除，最后加减；
同级运算，从左到右进行；
如有括号，先做括号内的运算，按小括号、中括号、大括号依次进行。
练1计算：-2×(-4)2+3-(-8)÷ +
2、有理数混合运算的转化意识
【例2】计算：（-2)3÷(-1 ）2+3 ×（- ）-0.25
总结：将算式中的除法转化为乘法，减法转化成加法，乘方转化为乘法，有时还要将带分数转化为假分数，小数转化为分数等，再进行计算。
练2计算：
3、有理数混合运算的符号意识
【例3】计算：-42-5×(-2)× -(-2)3
总结：
在有理数运算中，最容易出错的就是符号。
符号“-”即可以表示运算符号，即减号；又可以表示性质符号，即负号；还可以表示相反数。
要结合具体情况，弄清式中每个“-”的具体含义，养成先定符号，再算绝对值的良好习惯。
练3计算：
4、有理数混合运算的简算意识
【例4】计算：[1 -( )× ]÷5
总结：对于较复杂的一些计算题，应注意运用有理数的运算律和一定的运算技巧，从而找到简便运算的方法，以便有效地简化计算过程，提高运算速度和正确率。
练4计算：[2 -( )×2]÷
5、利用数的乘方找规律
【例5】瑞士中学教师巴尔末成功地从光谱数据……中得到巴尔末公式从而打开了光谱奥妙的大门。
题中的这组数据是按什么规律排列的？
请你按这种规律写出第七个数据。
总结：
这是一道规律探索题。规律探索题是指给出一列数字或一列式子或一组图形的前几个，通过归纳、猜想，推出一般性的结论。
探索规律的时候，要结合学过的知识仔细分析数据特点，乘方经常出现在有理数的规律题中，所以要从乘方的角度出发考虑。
练5
五、课后小测一、选择题
1、下列各式的结果中，最大的为( )。
a. b.
c. d.
2.32015的个位数字是( )。
a.3 b.9 c.7d.1
3、已知，那么（a+b)20xx的值是( ）。
a.-1 b.1 c.-32015 d.32015
二、填空题
4.a与b互为相反数，c与d互为倒数，x的绝对值为2，则x2+(a+b)20xx+(-cd)20xx=________.
三、解答题
5、计算：
（1） ；
（2） 。
6、计算：
（1） ；
（2） 。
7、计算：
（1） ；
（2） 。
8、计算：
（1） ；
（2） 。
9、已知与互为相反数，求：
（1） ；(2) 。
典例探究答案：
【例1】【解析】原式=-1-3×(-8)+(-6)÷
=-1-(-24)+(-54)
=-1+24-54
=-31
练1【解析】原式=-2×16+3-(-8)÷ + =-32+3-(-32)+ =3
【例2】【解析】原式=（-2)3÷(- ）2+ ×（- ）-
=-8÷ +（- ）-
=-8× +（- ）-
=-
练2【解析】原式=9×（ )-16×(-2）+ × = +32+2=
【例3】【解析】原式=-16+1-(-8)
=-16+1+8
=-7
练3【解析】原式=-4-(-27)×1-(-1)
=-4+27+1
=24
【例4】【解析】原式=[ -（ )×(-64）]÷5
=[ -( )]÷5
=（ -20）×
= × -20×
= -4=-3
练4【解析】原式=[ -( )]÷
=（ - ）×8
=19-2- +3
=
【例5】【解析】(1)观察这组数据，发现分子都是某一个数的平方，分别为32,42,52,62……分母和分子相差4，由此发现排列的规律。即：第n个数可以表示为。
（2）第七个数据为。
练5【解析】n+1/n+2=(n+1)2/n+3
课后小测答案：
一、选择题
1.c
2.c
3.a
二、填空题
4.3
三、解答题
5、(1)原式=-16-16-1-1=-34;
（2）原式= =-30.
6、(1)-27;(2)31.
7、(1)原式=16×(-4)+5=-64+5=-59;
（2）原式= =0.
8、（1)原式=-64-16-9×( ）=-64-16+7=-73;
（2）原式= 。
9、解：由题意，得。
又因为，，
所以，，得a=2，b=-1.
所以(1) ；
（2） 。
有理数的乘方是人教版七年级上册数学第一章的内容，在有了小学平方、立方基础之上，让学生通过探究学会乘方的意义和概念，熟练掌握有理数乘方的运算。有理数的乘方是一种特殊（积中的每一个因数都相同）的乘法。乘方贯穿初中数学的始终，对整个初中学习十分重要。通过这一节课的学习，培养学生的探索精神和观察、分析、归纳能力，并向学生渗透细心的重要性，使学生充分体会数学与现实生活的紧密联系，渗透数学的简洁美、神奇美。
（一）知识技能目标：
1、正确理解乘方、幂、指数、底数等概念。
2、感悟探索乘方的意义，会书写乘方算式，确定乘方的结果的符号。
3、能快速、准确地进行有理数的乘方运算。
（二）过程与方法：
1、通过对乘方意义的探索，培养学生观察、比较、分析、归纳及概括能力。
2、通过乘方运算的运用，培养学生的逻辑思维能力。
（三）情感目标
1、通过创设问题情境，激发学生学习数学的兴趣。通过乘方的故事，向学生展示数学与生活的紧密联系，数学源于生活，高于生活。
2、向学生渗透探索、归纳的数学思想及数学的简洁美。
3、培养学生协作精神，体验数学的探索与创造的快乐。
：正确理解乘方的意义，掌握乘方的运算方法。
：有理数乘方运算中符号的确定。
（1）创设问题情境，从生活实践入手，体现生活中的数学。
（2）探索归纳，学生总结结论。
（3）精讲多练，提高学生运用知识的能力。
（4）运用闯关比赛形式，激发学生的学习兴趣，及时反馈提高。
通过人体细胞分裂创设问题情境，激发学生的学习兴趣，对新知识的探究，以生活中的实例拉面和珠穆朗玛问题作为探究内容，使学生感悟生活中的数学，体现数学与现实生活的密切关系，自然地将学生的思维带入到整个教学过程中来。学生通过观察、探究、思考及与同学们交流合作，充分调动他们的学习积极性，参与到课堂教学中，进一步提高学生的逻辑推理能力与抽象概括能力。对新知的运用采用精讲多练的形式，把课堂交给学生，使他们在练习中发现问题，解决问题，从而实现知识掌握与运用形成能力。为了及时反馈信息，设计了课堂检测以闯关比赛形式，激发学生的参与意识，提高学生应用知识的能力，最后结合作业与数学故事《阿凡提》，向学生渗透数学文化，展示数学的神奇美。
（一）回顾思考
回顾有理数的乘法法则，思考边长为5的正方形的面积是，棱长为5的立方体的体积是。
设计题图：从学生已有基础入手，循序渐进，为探究新知做好铺垫。
（二）情境引入
1个细胞30分钟后分裂成2个，经过5小时，这种细胞由1个能分裂成多少个？
要想解决此题，通过今天的学习就能做到，下面我们一起来学习有理数的乘方。
板书课题：有理数的乘方
设计意图：（1）以人体自身结构特点创设问题情境，设置疑问，激发学生的学习兴趣。
（2）让学生产生惊奇，进而激发他们的求知欲，迫切欲揭开乘方运算的神秘面纱。
（三）观察发现：启发引导，探索规律，得出概念。
形式记作读作
a a
a×a
a×a×a
a×a×a×a
a×a×…×a
观察其中都含有哪些运算，这些式子的因数有什么特点？
乘方的定义及有关概念：（新知归纳）
1、乘方的定义：求n个相同因数的乘积的运算叫做乘方，乘方的结果叫做幂。
2、乘方的表示法：
读作：a的n次方或a的n次幂，也读作a的平方，也读作a的立方。
（四）学以致用
例1（1）（－3）×（－3）×（－3）×（－3）×（－3）可以记为____
（2）在（－3）2中，底数是____，指数是____。
（3）在－32中，底数是____，指数是____。
议一议：－32与（－3）2有什么不同？结果相等吗？然后要求学生指出它们的区别。
例2：计算
分析：①先引导学生分别指出它们的底数和指数；（找）
②按照乘方的定义将它化为熟悉的乘法运算；（化）
③运用乘法法则运算。（算）
老师引导（1）小题，归纳步骤；学生尝试自己动手求解其他几个，最后师生共同评析完善。
注意：（1）负数的乘方，在书写时一定要把整个负数（连同符号），用小括号括起来。这也是辨认底数的方法
（2）分数的乘方，在书写的时一定要把整个分数用小括号括起来。
（五）探索交流
例3计算：
（1）102，103，104，105，；
（2）（－10）2，（－10）3，（－10）4（－10）5 。
观察例3的结果，你能发现什么规律小组讨论
1。正数的任何次幂都是正数；
负数的奇次幂是负数，
负数的偶次幂是正数
2。 10n等于1后面加n个0
（六）小结练习
乘方是求n个相同因数a的积的运算
运算加减乘除乘方
结果和差积商幂
注意：
（1）乘方与加、减、乘、除一样是一种运算
（2）幂是乘方运算的结果，如和、差一样
测评练习：
1、写出下列各幂的底数与指数：
（1）在74中，底数是___，指数____；
（2）在a4中，底数是___，指数是____；
（3）在（—6）5中，底数是___，指数是______；
（4）在—25中，底数是____，指数是____；
根据上面练习的表你觉得幂的符号与底数指数有关吗？你发现有什么变化规律吗？
2、如果：x2＝64，x是几？x3＝64，x是几？
3、（－1）n当n偶数时，结果为＿＿＿
当n奇数时，结果为＿＿＿
（—1）20xx－（－1）20xx=___
注意：①对于乘方运算，先要学生确定幂的符号，再运算。
②对于1和—1的正整数次幂的运用加以强调。
设计意图：
（1）解题过程规范化，面向全体，照顾中下学生。
（2）加深巩固概念，理解乘方的意义，熟练地进行乘方运算体会成功的感觉。
考考你：一个数的平方为144，这个数是________
一个数的平方是0，这个数是________
一个数的平方为它本身，这个数是_______
一个数的立方为它本身，这个数是________
设计意图：
（1）让学生通过比较加深理解，掌握乘方的意义。
（2）让学生通过练习讨论并争执后理解乘方的各个概念，培养学生思维的严谨性。
（3）通过闯关及时反馈，培养学生的竞争意识。
（七）生活与数学
1、你喜欢吃拉面吗？拉面馆的师傅，用一根很粗的面条，把两头捏合在一起拉伸，再捏合，再拉伸，反复几次，就把这根很粗的面条拉成了许多细的面条。
这样捏合到第_______次后可拉出256根面条。
2、珠穆朗玛峰是世界的最高峰，它的海拔高度是8848米。把一张足够大的厚度为0．1毫米的纸，连续对折30次的厚度能超过珠穆朗玛峰。这是真的吗？
设计意图：选取生活实例，展示数学与现实生活的紧密联系。
（八）乘方的故事
1、巴衣老爷说：你能每天给我10元钱，一共给我20年吗？阿凡提说：尊敬的巴衣老爷，如果你能第一天给我1毛钱，第二天给我2毛钱，第三天给我4毛钱，以此类推，一直给20天，那我就答应你的要求！巴衣老爷眼珠子一转说：那好吧！亲爱的同学们：你知道阿凡提和巴衣老爷谁得到的钱多？
2、有一个长工到一个财主家去做工，他和财主商定：“第一天给一分钱，第二天给两分钱，以后每天是前一天的平方。”财主答应了，到月底（30天）后，你猜一猜：财主会给长工多少钱？
设计意图：及时巩固所学内容，通过数学故事，渗透数学文化，展示数学的神奇美。
本节课的教学设计是以人教版教材和新课程标准为依据，结合农村地区学生的实际情况，总体上采取教师创设问题学生合作交流与自主探索师生概括明晰的教学思路，整个教学过程环环相扣，层层深入，以问题为线索，启发学生思考和探索，这样的设计符合农村地区学生的认知规律，使学生易于接受。
教学开始，提出问题，借助多媒体手段，引发学生积极思考，并归结出答案，由答案的表现形式再给学生提出问题，激发学生的求知欲望，在教师的启发诱导下自然过度到新知的学习，接着层层设问，引出乘方以及与乘方有关的概念，采用归纳类比的方法把新旧知识联系起来，既有利于复习巩固旧知识，又有利于新知的理解和掌握。
成功之处：
成功之一：用学生刚学过的生物学中人体细胞分裂创设了一个有趣的问题情境。一下就贴近了学生的心灵，激起了同学们强烈的的求知欲望。
成功之二：以拉面的故事进一步让学生感受乘方意义的实例，在计算过程中培养了学生的合作意识、观察能力与分析数据能力，同时体会数学来源于生活，增强学生学好数学的决心。
成功之三：学以致用环节。设计了一例一问题，一练习题组的形式，由简单基础题逐渐增难，循序渐进强化乘方意义的理解，书写、计算。成功实现的教学的基本目标。
成功之四：恰当使用了多媒体教学设备。在课件制作上考虑到初一学生的年龄特点，有效地吸引学生的注意力。多媒体设备的使用不仅大大地提高了课堂容量，而且还可以展示学生的作品（课堂练习的解答），及时纠正学生书面表达的错误，规范解题格式，改掉小学生重结果轻过程，解题格式不规范，解题步骤混乱等不良现象。同时也营造了宽松、和谐的课堂氛围、让学生充分发表自己的看法，及时给学生鼓励与肯定，消除学生由小学升入初中因环境变化而引起的心里障碍，激活学生的思维，保持学生参与课堂学习的积极性。
成功之五：随堂练习，巩固新知的环节循序渐进、层次分明。第一步：基础例题帮助学生正确寻找底数和指数，第二步提高练习，议一议，提高学生的能力，更好地理解乘方的意义，为下一节有理数的混合运算做好准备。第三步：测评练习极好的活跃了课堂氛围，增强的学生的竞争意识。
成功之六：参透了传统的数学文化，将古今知识奇闻妙趣有机结合在一起，拓展了学生的视野，开阔了学生的思维，让学生领略了古今中外数学的神奇、简洁。
不足之处
不足之一：“探究新知：启发引导，探索规律，得出概念”环节中，没有安排学生动手亲自操作，对学生感受能力会不太深刻。
不足之二：对学生情况不够熟悉。因为本节课是初一学生入学后一个月进行的，所以我对各个学生具体情况谅解不够深入，但是课后仔细想来，做好中小学数学教学的衔接工作不仅仅是教学内容设计上的衔接，而应该是多方位的衔接，其中就包括教师应尽快了解、熟悉学生，这样可以帮助消除学生刚升入初中的许多不适应。
不足之三：回顾思考比较生硬，不够艺术化，教学尽量更加生动形象。
掌握有理数混合运算的顺序，能正确地进行有理数的加、减、乘、除、乘方的混合运算。
通过例题学习，发展学生观察、归纳、猜想、推理等能力。
体验获得成功的感受、增加学习自信心。
教学重、难点与关键
1、重点：能正确地进行有理数的加、减、乘、除、乘方的混合运算。
2、难点：灵活应用运算律，使计算简单、准确。
3、关键：明确题目中各个符号的意义，正确运用运算法则。
1、我们已经学习了哪几种有理数的运算？
2、有理数的乘方法则是什么？
下面的算式里有哪几种运算？
3+5022(-)-1 ①
这个算式里，含有有理数的加、减、乘、除、乘方五种运算，按怎样的顺序进行运算？
有理数的混合运算，应按以下运算顺序进行：
1、先乘方，再乘除，最后加减；
2、同级运算，从左往右进行；
3、如果有括号，先做括号内的运算，按小括号、中括号、大括号依次进行。
例如上面①式
3+5022(-)-1
=3+504(-)-1
=3+50(-)-1
=3--1
=-
例3：计算：(1)2(-3)3-4(-3)+15;
（2）(-2)3+(-3)[(-4)2+2]-(-3)2(-2)。
分析：分清运算顺序，先乘方，再做中括号内的运算，接着做乘除，最后做加减。计算时，特别注意符号问题。
解：(1)原式=2(-27)-(-12)+15
=-54+12+15
=-27
（2）原式=-8+(-3)(16+2)-9(-2)
=-8+(-3)18-(-4.5)
=-8-54+4.5=-57.5
例4：观察下面三行数：
-2，4，-8，16，-32，64，①
0，6，-6，18，-30，66， ②
-1，2，-4，8，-16，32， ③
（1）第①行数按什么规律排列？
（2）第②、③行数与第①行数分别有什么关系？
（3）取每行数的第10个数，计算这三个数的和。
分析：(1)第行数，从符号看负、正相隔，奇数项为负数，偶数项为正数，从绝对值看，它们都是2的乘方。