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2.2.3《向量數乘運算及其幾何意義》教學設計
一、教材分析:
向量具有豐富的實際背景和幾何背景,向量既有大小,又有方向.但是引進向量,而不研究它的運算,則向量只是起到一個路標的作用;向量只有引進運算后才顯得威力無窮.本章從第二節(jié)開始學習向量的加法、減法運算及其幾何意義;本節(jié)接著學習向量的數乘運算及其幾何意義.
向量數乘運算以及加法、減法統(tǒng)稱為向量的三大線性運算,向量的數乘運算其實是加法運算的推廣及簡化.教學時從加法入手,引入數乘運算,充分體現(xiàn)了數學知識之間的內在了解.實數與向量的乘積仍然是一個向量,既有大小,又有方向.特別是方向相同
2、或相反向量是共線向量,進而引出共線向量定理.共線向量定理是本章節(jié)的重要的內容,應用相當廣泛,且容易出錯,尤其是定理的前提條件:向量是非零向量.共線向量的應用主要用于證明點共線或線平行等,且與后學的知識有著密切的了解.
二、學情分析:
學生在已經學習了近一學期的高中課程內容后,在思想和思維模式上已經適應了高中的課程和高中的教學方式.學生能適應自主探究、師生互動的學習方式,動手操作能力強,勇于創(chuàng)新,敢于發(fā)表自己的見解.只要教師創(chuàng)設情境合理,精心設計問題串,循序漸進層層深入,學生能很快地構建起新的數學知識,教師只要作必要的歸納,就會幫助學生上升到理性認識的層面.同時為了更熟練地掌握知識和應
3、用知識,需加強學生的課堂練習.
三、教學目標:
1、知識與技能
通過經歷探究數乘運算及其幾何意義的過程,掌握實數與向量積的定義;理解實數與向量積的幾何意義;掌握實數與向量積的運算律.
2、過程與方法
通過師生互動理解兩個向量共線的等價條件,能夠運用兩向量共線條件判斷兩向量是否平行,進而判定點共線或直線平行.
3、情感態(tài)度與價值觀
通過探究,體會類比遷移的思想方法,滲透研究新問題的思想和方法(從特殊到一般、分類討論、轉化化歸、觀察、猜想、歸納、類比、總結等);培養(yǎng)創(chuàng)新能力和積極進取精神;通過具體問題,體會數學在實際生活中的重要作用.
四、教學重難點
教學重點:
1.理解
4、并掌握向量數乘的定義及幾何意義;
2.熟練地掌握和運用實數與向量積的運算律;
3.掌握向量共線定理,會判定或證明點共線或直線平行.
教學難點:對向量共線的等價條件的理解以及運用.
五、教具選取
三角板、投影儀、多媒體輔助教學.
五、教學過程
教學
環(huán)節(jié)
教學內容
教師活動
學生活動
設計意圖
情
景
引
入
【問題】為維護我國領土主權和保證漁民正常生產.我國四艘漁政船在釣魚島附近開展護衛(wèi)任務,已知甲向東行駛了10海里,乙向東行駛了30海里,丙向西行駛了30海里,丁在原地沒有動,如果把甲的位移用向量來表示,那么,怎么用向量分別表示乙、丙、丁的位移?
5、教師提問
學生回答
情景引入,引發(fā)新知,滲透法制教育.
探
究
知
新
已知非零向量,作出++和()+()+()
想一想:它們的大小和方向有什么變化?
學生作圖,觀察并思考.
認識和理解向量數乘的幾何意義必須從幾何直觀入手,為下一步對向量的數乘的定義及其幾何意義的理性認識作鋪墊.
新課講解
形成定義
(板書)實數與向量的積的定義:
一般地,實數與向量的積是一個向量,記作,它的長度與方向規(guī)定如下:
(1);
(2)當時,的方向與的方向相同;
當時,的方向與的方向相反;
當 時,.
問題1:請大家根據上述問題并作一下類比,看看怎樣定義實數與向量的積?
小組
6、合作交流,學生作答.
通過引出向量的數乘的定義,讓學生體會從特殊到一般的思想方法.
向量數乘的幾何意義
是把向量沿的方向或反方向伸長或縮短倍.
問題2:你能說明它的幾何意義嗎?
小組合作交流,學生作答.
從直觀入手,從具體開始,逐步抽象.通過師生互動,得到向量數乘的幾何意義.
新課講解
趣味搶答
說一說:
給出問題,組織學生思考,并得出答案.
抽學生回答,并指出其幾何意義
從心理學認為:概念一旦形成,必須及時鞏固,通過簡單口答題來鞏固學生對向量數乘的理解及應用,同時滲透幾何問題向量化的一種思考方式.
觀察探究
(1) 觀察向量和并比較.
(2) 觀察向
7、量和,并比較.
問題3:
兩類向量的的關系如何?
結合圖形,給出解答.
從從直觀入手,從具體開始,逐步抽象.得出向量運算的運算律.
形成結論
(板書)實數與向量的積的運算律:
(1)(結合律);
(2)(第一分配律);
(3)(第二分配律).
問題4:數的運算和運算律是緊密相連的,運算律可以有效地簡化運算.類比數的乘法的運算律,你能說出數乘的運算律嗎?
小組交流探討
數學中引進一個新的量自然要看看它的運算及其運算律的問題.運算律可以有效的簡化運算.類比數的乘法的運算律引出數乘向量的運算律.
例題解析
例1 計算:
(1);
(2);
規(guī)范解答、
8、形成方法.
共同參與,獲得方法.
通過例1加深學生對數乘向量運算律的理解.
鞏固練習1
觀察學生作答情況,分析并總結出現(xiàn)的錯誤.
學生單獨作答
及時練習,及時鞏固,反饋學生的學習情況
向量的加、減、數乘運算統(tǒng)稱為向量的線性運算.對于任意的向量,以及任意實數,恒有
引導學生歸納總結.
發(fā)現(xiàn)規(guī)律,形成方法.
本節(jié)作為向量線性運算的最后一節(jié),有必要綜合認識向量線性運算.
新課講解
合作探究
對于向量、,如果有一個實數,使,那么由向量數乘的定義知與共線,且向量是向量模的倍,而的正負由向量、的方向所決定.
反過來,已知向量與共線,,且向量的長度是向量的長度的倍,即,那
9、么當與同方向時,有;當與反方向時,有.
從上述兩方面可知
(板書)共線向量定理:向量、共線,當且僅當有一個實數,使得.
問題6:引入數乘向量后,你能發(fā)現(xiàn)數乘向量與原向量的位置關系嗎?
1) 為什么要是非零向量?
2) 可以是零向量嗎?
合作交流,并作答.
思考:
(1)若則位置關系如何?
(2)若則是否成立?
師生共同活動引出向量共線的定理;引導學生理解向量共線只需看這兩個向量的方向相同或是相反,在向量的前提下,向量、共線,當且僅當有一個實數,使得;且實數的唯一性是由向量和的模和方向同時決定.
通過學生合作交流,促進學生合作的集體意識;通過學生獨立
10、作答,提高學生分析問題、解決問題的能力.
趣味搶答
給出問題,組織學生思考,并得出答案.
抽學生回答,并指出其幾何意義.
從心理學認為:概念一旦形成,必須及時鞏固
例題解析
例2、如圖,已知兩個向量、,試作,,.你能判斷A、B、C三點之間的關系嗎?為什么?
引導學生思考
共同參與,獲得方法.
這道例題是先讓學生猜想,再證明;利用向量共線證明點共線,具體方法是先證明向量共線,再證明向量有公共點;進而引出利用向量共線證明點共線的方法.
新課講解
方法總結
引導學生思考,并總結,形成方法.
學生思考作答.
通過例題,讓學生學會思考,學會總結,并能夠解決
11、相關實際問題.
鞏固練習2
練習2
已知兩個非零向量、,不共線,如果,,.求證:A、B、D三點共線.
觀察學生作答情況,分析并總結出現(xiàn)的錯誤.
學生單獨作答
鞏固學習成果,利用向量共線證明點共線,具體方法是先證明向量共線,再證明向量有公共點.
課堂小結
一、① 的定義及運算律;
② 向量共線定理, 向量與共線.
二、 定理的應用:
(1) 證明向量共線;
(2證明三點共線;
證明兩直線平行:
A、B、C三點共線
(3) 證明兩直線平行:
直線AB∥直線CD.
三、你體會到了那些數學思想.
引導學生體會本節(jié)學習中用到的思想
12、方法:特殊到一般,歸納,猜想,類比,分類討論,等價轉化.
學生與老師共同分享成果.
1.知識性內容的總結,可以把課堂教學傳授的知識盡快轉化為學生的素質.2.運用數學方法,創(chuàng)新素質的小結能讓學生更系統(tǒng),更深刻地理解數學理想方法在解題中的地位和作用,并且逐漸培養(yǎng)學生的良好個性品質.3.由學生口頭表述,不僅可以提高學生的綜合概括能力,還能提高學生的口頭表達能力.
課
后
作
業(yè)
教材P91,A組9題、13題
(選做)B組3題
課后思考:
分層布置作業(yè),讓每個學生都得到發(fā)展.
課后的思考題讓學生通過思考發(fā)現(xiàn)三點共線的另一種形式.培養(yǎng)學生的綜合能力.
13、
六、課后鞏固
1、已知向量、不共線,若=3-4,=6+k且∥,則k的值為( )
A.8 B.-8 C.3 D.-3
2、設兩非零向量不共線,且,則實數k的值為 .
3、中,,,且與邊相交于點,的中線與相交于點.設,,用、分別表示向量.
七、教學反思
作為重點培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、實踐能力的一種教學模式——“問題解決”的課堂教學模式越來越受到人們的重視。與此相關,設計出高潮迭起、充滿吸引力、能提高學生思維訓練的質量和水平的好問題,是教師在課堂教學中發(fā)揮主導作用的重要標
14、志之一。
對于《向量數乘運算及其幾何意義》這節(jié)課的教學內容,進行了如下處理:在教學過程中努力將問題的難易程度落在學生的“最近發(fā)展區(qū)”,既不是太容易,學生不費勁就輕易夠到而無所提高,又不能太難,學生怎么努力也毫無結果而喪失信心。同時,所選問題中所蘊涵的基礎知識在發(fā)展中可與前后了解,可以與其他知識左右溝通,具有典型性。問題中還隱含有適當的“陷阱”,可以較好地暴露學生思維中的不足、方法中的欠缺、知識中的漏洞,幫助學生查漏補缺,以“誤”養(yǎng)“正”;問題可以引發(fā)學生強烈的認知矛盾和沖突,給學生留下了深刻的印象與體驗。
經過學生與課堂的教學實踐,體會如下:1、在教學過程中,學生用于探究的時間相對較少了點,同時在發(fā)現(xiàn)學生在向量的書寫以及計算上還存在問題時,花了較多的時間讓學生作過手訓練,導致最后時間顯得較為緊張。因此對于教學時間節(jié)奏的把握還不是特別的好,需要在以后的教學中多加打磨。2、新課程理念強調探究性學習、小組交流學習,如何探究,在什么地方探究,如何設計探究的自然性等都值得我們去研究。同時我更傾向于“數學的學習還是應該靜下來進行深層次的思考”。
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