【教案】倾斜角与斜率1课时说课稿高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册.docx
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1、2.1.1倾斜角与斜率(1 课时,说课稿)各位评委老师好!我说课的课题是“倾斜角与斜率”,我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学方法、教学过程五个方面进行阐述.1教材分析1.1课标定位直线和圆是平面几何中已经研究过的图形,本章用解析几何的方法进行再研究,可以使学生体会解析几何方法的特点. 本章首先在平面直角坐标系中,探索确定直线位置和圆的几何要素;然后用代数方法刻画直线的斜率、两点间的距离. 在此基础上,建立直线和圆的方程;用方程研究两条直线的位置关系、交点坐标、点到直线的距离以及直线与圆、圆与圆的位置关系;解决简单的数学问题和实际问题,初步感悟平面解析几何蕴含的数学思想.以上是普通高中数学
2、课程标准(2017 年版)对本章内容的整体定位,也是本章单元教学设计的指导思想.1.2内容“倾斜角与斜率”是普通高中教科书数学选择性必修第一册第二章“直线和圆的方程”中“2.1 直线的倾斜角与斜率”的第 1 课时,也是第二章的起始课. 2.1 节包含两课时内容: 2.1.1 倾斜角与斜率;2.1.2 两条直线平行和垂直的判定.“2.1 直线的倾斜角与斜率”知识结构图(图 1)图 1本节课内容包括直线的倾斜角和斜率的概念,倾斜角与斜率之间的关系,过两点的直线斜率公式. 运用直线的斜率判断两条直线平行或垂直的位置关系是下一课时研究的课题.1.3内容解析解析几何的研究对象是几何图形,坐标法是解析几何
3、中最基本的研究方法. 坐标法的基本内涵和方法是:通过坐标系,把几何的基本元素点和代数的基本对象数(有序数对或数组)对应起来,在此基础上建立曲线(点的轨迹)的方程,从而把几何问题转化为代1数问题,再通过代数方法研究几何图形的性质.章头图展示了黄河大桥上的旭日,描述的是“黄河旭日圆”的生动景象,图中既有直线形图形,也有圆,明确了本章的研究对象是直线、圆.直线是平面几何中已经研究过的图形,并且过去学习的一次函数 ykxb 的图象是一条直线. 教材把直线作为解析几何学习起始阶段的第一个研究对象,通过建立直线的方程,研究它的有关问题. 这样安排,一方面容易建立与平面几何的联系,另一方面,有利于学生构建研
4、究的路径,使学生在比较中体会坐标法的特点.本节课主要研究如何用代数方法来刻画直线的方向. 两点确定一条直线,可以归结为一点和一个方向确定一条直线. 方向是直线的重要几何要素. 直线的倾斜角和斜率分别从形和数两个角度刻画了直线的方向.课程标准强调“在平面直角坐标系中认识平面图形的几何特征”,就是强调直角坐标系的参照系作用. 对于直角坐标系中的直线 l ,我们利用 x 轴正向与直线 l 向上的方向之间所成的角 的大小来刻画直线的方向, 叫做直线 l 的倾斜角(图 2). 过两点的直线斜率公式把直线的倾斜角(方向或倾斜程度)与其上两点的坐标联系起来,实现了对直线几何特征的代数刻画. 直线的斜率公式是
5、解析几何中的基本公式,是建立直线方程的基础.图 2本节课用代数方法研究直线的有关问题的基本步骤是:首先探索在平面直角坐标系中确定直线位置的几何要素(点、方向);然后用代数方法表示这些几何要素. 通过一点和一个方向可以确定一条直线,引入倾斜角刻画直线的倾斜程度(方向);接着通过具体实例,由特殊到一般,通过向量法,用直线上两点的坐标刻画倾斜角,把倾斜角的正切值表示为这两点纵坐标的差与横坐标的差的商,进而引出直线的斜率的概念;最后推导过两点的直线的斜率公式,以及直线的斜率与其方向向量的关系.本节课是解析几何单元的开篇,承担着从宏观上明确研究对象、构建研究框架、形成研究路径等任务. 所以,在开篇伊始就
6、要注重解析几何基本思想、用坐标法解决问题的基本套路(即“一般观念”)的渗透,这是本教学设计的一个基本指导思想.1.4教学重点2直线的倾斜角、斜率的概念,过两点的直线斜率的计算公式.2学情分析2.1认知基础分析学生在初中阶段学习了平面直角坐标系的相关概念,知道了直角坐标系中点与有序实数对之间的一一对应关系.在平面几何中,学生比较系统地经历了用综合法研究直线的位置关系等.在函数的学习中,学生比较充分地感受到了在直角坐标系中研究变量关系和规律的意义,特别是函数图象所提供的几何直观在研究函数性质中的作用,学生已经掌握了一次函数的图象是一条直线.所有这些都成为本单元的学习基础.2.2教学问题诊断分析尽管
7、学生对直角坐标系已经非常熟悉,但将它作为一个研究几何图形的工具,这是第一次.学生对于坐标系作为一个参照系,在刻画直线位置时如何发挥其作用,之前没有这方面的经验,因此他们对为什么不用“两点确定一条直线”而是以一个点和一个方向作为确定直线位置的几何要素,会感到困惑.教学中,要通过对直角坐标系的要素分析,使学生明确坐标轴的定向功能和原点的基准点作用,从而理解直角坐标系作为“参照系”的内涵,并进而理解把“方向”作为确定直线位置的几何要素的合理性,这是为了发挥直角坐标系的作用的需要.学生对“直线的方向”的认知不深刻,因此对“直线的区别是它们的方向不同”,“x轴正向与直线 l 向上的方向之间所成的角”等说
8、法都会有困惑.教学中要通过适当的情境,引导学生理解用直线与 x 轴所成的角不能区分清楚直线的方向,以及利用 x 轴正向与直线 l 向上的方向之间的“方向差”(即倾斜角)区分直线方向的合理性.如何引入斜率概念?以往的做法是借助生活中的“坡度”概念.虽然“坡度”所刻画的“陡峭程度”与斜率具有一致性,但这不是“利用直角坐标系将几何元素代数化”的过程,在数学内容的连续性上稍有逊色.而且有明显的不方便之处,当倾斜角是钝角时,按照生活常识,其坡度仍然是正数,即倾斜角互补的两条直线的坡度是一样的,此时无法建立倾斜角与纵横坐标差商之间的一一对应关系,不利于表达问题. 所以,人教 A 版新教材采取了一个全新的处
9、理方法:以“一个点一个方向”和“两个点”都能唯一确定一条直线,那么它们一定有内在联系(可以相互转换)为指导思想,在已知直线上两个点的坐标时,通过向量法把直线倾斜角的正切表示为两点纵横坐标的差商,进而把倾斜角的正切定义为斜率,同时得到过两点的直线斜率的计算公式.现在教科书这种处理方式是从数学内部逻辑联系的角度考虑,挖掘与已有知识的联系,特别是与向量的联系,建立角度与坐标两者之间的逻辑关系. 这个过程非常简洁,但对学生的抽象思维要求很高,要联系向量、三角函数等相关知识,还要3进行分类讨论,所以难度很大.教学中,要根据教材设计的从具体到抽象的过程,在建立倾斜角代数化的思路、直线方向向量的坐标表示、用
10、倾斜角的正切表示倾斜程度、分类讨论的必要性等方面加强引导.2.3教学难点基于以上认知基础分析和教学问题诊断分析确定本节课的教学难点是:把方向作为直角坐标系中确定直线位置的几何要素,把直线的方向转化为直线的倾斜角,建立倾斜角与直线上两点之间的关系,直线斜率计算公式的推导.突破难点的策略:教学中,在知识生成的关键点处充分发挥平面向量的作用. 借助向量工具,引导学生将两点确定一条直线归结为一点和一个方向确定一条直线;借助信息技术,引导学生观察过一点的不同直线的区别,帮助学生建立直线的方向和倾斜角之间的联系;通过向量方法从特殊到一般的过程,引导学生层层递进地理解用点的坐标的差商刻画直线的倾斜角的方法,
11、建立直线的斜率公式. 向量既是代数研究对象,也是几何研究对象,是沟通几何与代数的桥梁. 向量方法的运用突出了几何直观与代数运算之间的融合.3教学目标3.1目标根据普通高中数学课程标准(2017 年版)对本节教学的要求并结合学情分析确定以下教学目标:(1) 在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素;(2) 理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式.3.2目标解析达成上述目标的标志是:(1) 能以直角坐标系为参照系,得出直角坐标系中确定直线位置的几何要素一点和一个方向.(2) 能准确说出直角坐标系中刻画直线方向的几何方法,能
12、说明用倾斜角刻画直线倾斜程度的合理性.(3) 能用向量法推导过两点的直线斜率的计算公式,能说出其中所蕴含的数学思想和方法.(4) 在探索确定直线位置的几何要素、定义直线的倾斜角和斜率的概念以及推导过两点的直线斜率的计算公式的过程中,体会坐标法思想,发展数学抽象、逻辑推理、直观想象、4数学运算等素养.4教学方法4.1教法问题是数学的心脏,是思维的生长点.为了充分调动学生学习的积极性,本节课釆用问题导向式教学法和启发式教学法,用环环相扣的问题将教学活动层层推进,使教师总是站在学生思维的最近发展区,培养学生的发现与提出问题、分析与解决问题的能力.另外,课堂教学融合信息技术. 通过 PPT 演示为学生
13、揭示解析几何的创始;应用GeoGebra 直观演示直线的倾斜角,突破难点;使用同屏软件实时分享学生的探究成果,提升课堂参与度,并充分发挥生生互评、师生互评的评价效能.4.2学法为了体现学生是课堂的主人、教学的主体,让学生参与教学全过程,让学生自觉思考、自主探究、自我感悟,培养学生主动观察、分析、交流、合作、类比、归纳的学习方法及能力.5教学过程5.1教学流程(图 3)图 3这个过程是对“直线”这个几何研究对象逐步代数化的过程,把“形”逐步转化为“数”,用“数”表示“形”. 这个过程是解析几何研究几何图形的基本过程,它是不断深化、不断精致的过程,体现了坐标法的思想:用代数方法刻画直线的几何特征.
14、5.2教学环节环节一感悟历史,引出课题问题 1:回顾平面几何的学习,我们主要研究了哪些类型的图形?所用的研究方法是什5么?师生活动:教师引导学生回顾平面几何中的研究对象、研究方法,在此基础上指出本章要用解析几何的方法即“坐标法”对这些对象进行再研究.利用教师自制的微视频介绍解析几何的背景知识.特别说明坐标法的基本思想,即几何问题代数化,借助坐标系把几何问题转化为代数问题,再通过代数方法研究几何图形的性质.结合章头图,指出本章的研究对象是直线和圆.设计意图:通过与平面几何研究对象和研究方法的对比,引导学生明确解析几何的研究对象也是直线和圆等几何图形,但研究方法不同. 通过对解析几何的背景介绍,使
15、学生了解坐标法的基本思想,初步构建用坐标法研究曲线的整体框架,为用代数方法研究直线做好铺垫.环节二抽象概念,建立联系引导语:本节课我们从最简单的几何图形直线开始研究.根据上述研究思路,为了用代数方法研究直线,首先要明确在直角坐标系中确定直线位置的几何要素,然后用代数方法把这些几何要素表示岀来.问题 2:确定一条直线的几何要素是什么?师生活动:学生独立思考、作答.在学生回答“两点确定一条直线”后,教师继续用问题进行引导.追问 1:如图 4,对于直角坐标系中的一条直线 l ,还有没有其他确定一条直线的方法?图 4师生活动:回顾向量的知识,教师启发学生利用直线上两点可以得到直线的方向向量.除了点之外
16、,方向也是确定直线位置的一个重要几何要素,进而得出一点和一个方向也能确定一条直线,把两点确定一条直线归结为一点和一个方向确定一条直线.追问 2:观察图中(图 5)经过定点 P 的直线束,它们的区别是什么?6图 5师生活动:引导学生体会直线的方向不同,即相对于 x 轴的倾斜程度不同.追问 3:如何表示这些直线的方向?你能利用坐标系中的要素刻画这些直线的方向吗?师生活动:根据习惯,并借助坐标轴的“定向”作用,定义直线向上的方向为这条直线的方向. 教师引导学生以 x 轴为基准思考这些直线的差异,发现这些直线相对于 x 轴的倾斜程度不同.教师利用动态课件演示直线 l 以点 P 为旋转中心,从与 x 轴
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