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2.2.3《向量數(shù)乘運算及其幾何意義》教學(xué)設(shè)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(xué)習(xí)向量的加法、減法運算及其幾何意義;本節(jié)接著學(xué)習(xí)向量的數(shù)乘運算及其幾何意義.
向量數(shù)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(shù)乘運算其實是加法運算的推廣及簡化.教學(xué)時從加法入手,引入數(shù)乘運算,充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識之間的內(nèi)在了解.實數(shù)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(nèi)容,應(yīng)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(yīng)用主要用于證明點共線或線平行等,且與后學(xué)的知識有著密切的了解.
二、學(xué)情分析:
學(xué)生在已經(jīng)學(xué)習(xí)了近一學(xué)期的高中課程內(nèi)容后,在思想和思維模式上已經(jīng)適應(yīng)了高中的課程和高中的教學(xué)方式.學(xué)生能適應(yīng)自主探究、師生互動的學(xué)習(xí)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(shè)情境合理,精心設(shè)計問題串,循序漸進層層深入,學(xué)生能很快地構(gòu)建起新的數(shù)學(xué)知識,教師只要作必要的歸納,就會幫助學(xué)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(yīng)
3、用知識,需加強學(xué)生的課堂練習(xí).
三、教學(xué)目標:
1、知識與技能
通過經(jīng)歷探究數(shù)乘運算及其幾何意義的過程,掌握實數(shù)與向量積的定義;理解實數(shù)與向量積的幾何意義;掌握實數(shù)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(zhuǎn)化化歸、觀察、猜想、歸納、類比、總結(jié)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(shù)學(xué)在實際生活中的重要作用.
四、教學(xué)重難點
教學(xué)重點:
1.理解
4、并掌握向量數(shù)乘的定義及幾何意義;
2.熟練地掌握和運用實數(shù)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(xué)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(xué).
五、教學(xué)過程
教學(xué)
環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
情
景
引
入
【問題】為維護我國領(lǐng)土主權(quán)和保證漁民正常生產(chǎn).我國四艘漁政船在釣魚島附近開展護衛(wèi)任務(wù),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(xué)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(xué)生作圖,觀察并思考.
認識和理解向量數(shù)乘的幾何意義必須從幾何直觀入手,為下一步對向量的數(shù)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(shù)與向量的積的定義:
一般地,實數(shù)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(jù)上述問題并作一下類比,看看怎樣定義實數(shù)與向量的積?
小組
6、合作交流,學(xué)生作答.
通過引出向量的數(shù)乘的定義,讓學(xué)生體會從特殊到一般的思想方法.
向量數(shù)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(xué)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(shù)乘的幾何意義.
新課講解
趣味搶答
說一說:
給出問題,組織學(xué)生思考,并得出答案.
抽學(xué)生回答,并指出其幾何意義
從心理學(xué)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(xué)生對向量數(shù)乘的理解及應(yīng)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(guān)系如何?
結(jié)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(jié)論
(板書)實數(shù)與向量的積的運算律:
(1)(結(jié)合律);
(2)(第一分配律);
(3)(第二分配律).
問題4:數(shù)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(shù)的乘法的運算律,你能說出數(shù)乘的運算律嗎?
小組交流探討
數(shù)學(xué)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(shù)的乘法的運算律引出數(shù)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(xué)生對數(shù)乘向量運算律的理解.
鞏固練習(xí)1
觀察學(xué)生作答情況,分析并總結(jié)出現(xiàn)的錯誤.
學(xué)生單獨作答
及時練習(xí),及時鞏固,反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況
向量的加、減、數(shù)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(shù),恒有
引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié).
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(shù),使,那么由向量數(shù)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(shù),使得.
問題6:引入數(shù)乘向量后,你能發(fā)現(xiàn)數(shù)乘向量與原向量的位置關(guān)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(guān)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(dǎo)學(xué)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(shù),使得;且實數(shù)的唯一性是由向量和的模和方向同時決定.
通過學(xué)生合作交流,促進學(xué)生合作的集體意識;通過學(xué)生獨立
10、作答,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力.
趣味搶答
給出問題,組織學(xué)生思考,并得出答案.
抽學(xué)生回答,并指出其幾何意義.
從心理學(xué)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(guān)系嗎?為什么?
引導(dǎo)學(xué)生思考
共同參與,獲得方法.
這道例題是先讓學(xué)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(jié)
引導(dǎo)學(xué)生思考,并總結(jié),形成方法.
學(xué)生思考作答.
通過例題,讓學(xué)生學(xué)會思考,學(xué)會總結(jié),并能夠解決
11、相關(guān)實際問題.
鞏固練習(xí)2
練習(xí)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(xué)生作答情況,分析并總結(jié)出現(xiàn)的錯誤.
學(xué)生單獨作答
鞏固學(xué)習(xí)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(jié)
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(yīng)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(shù)學(xué)思想.
引導(dǎo)學(xué)生體會本節(jié)學(xué)習(xí)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(zhuǎn)化.
學(xué)生與老師共同分享成果.
1.知識性內(nèi)容的總結(jié),可以把課堂教學(xué)傳授的知識盡快轉(zhuǎn)化為學(xué)生的素質(zhì).2.運用數(shù)學(xué)方法,創(chuàng)新素質(zhì)的小結(jié)能讓學(xué)生更系統(tǒng),更深刻地理解數(shù)學(xué)理想方法在解題中的地位和作用,并且逐漸培養(yǎng)學(xué)生的良好個性品質(zhì).3.由學(xué)生口頭表述,不僅可以提高學(xué)生的綜合概括能力,還能提高學(xué)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(xué)生都得到發(fā)展.
課后的思考題讓學(xué)生通過思考發(fā)現(xiàn)三點共線的另一種形式.培養(yǎng)學(xué)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(shè)兩非零向量不共線,且,則實數(shù)k的值為 .
3、中,,,且與邊相交于點,的中線與相交于點.設(shè),,用、分別表示向量.
七、教學(xué)反思
作為重點培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、實踐能力的一種教學(xué)模式——“問題解決”的課堂教學(xué)模式越來越受到人們的重視。與此相關(guān),設(shè)計出高潮迭起、充滿吸引力、能提高學(xué)生思維訓(xùn)練的質(zhì)量和水平的好問題,是教師在課堂教學(xué)中發(fā)揮主導(dǎo)作用的重要標
14、志之一。
對于《向量數(shù)乘運算及其幾何意義》這節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,進行了如下處理:在教學(xué)過程中努力將問題的難易程度落在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,既不是太容易,學(xué)生不費勁就輕易夠到而無所提高,又不能太難,學(xué)生怎么努力也毫無結(jié)果而喪失信心。同時,所選問題中所蘊涵的基礎(chǔ)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?shù)摹跋葳濉?,可以較好地暴露學(xué)生思維中的不足、方法中的欠缺、知識中的漏洞,幫助學(xué)生查漏補缺,以“誤”養(yǎng)“正”;問題可以引發(fā)學(xué)生強烈的認知矛盾和沖突,給學(xué)生留下了深刻的印象與體驗。
經(jīng)過學(xué)生與課堂的教學(xué)實踐,體會如下:1、在教學(xué)過程中,學(xué)生用于探究的時間相對較少了點,同時在發(fā)現(xiàn)學(xué)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(xué)生作過手訓(xùn)練,導(dǎo)致最后時間顯得較為緊張。因此對于教學(xué)時間節(jié)奏的把握還不是特別的好,需要在以后的教學(xué)中多加打磨。2、新課程理念強調(diào)探究性學(xué)習(xí)、小組交流學(xué)習(xí),如何探究,在什么地方探究,如何設(shè)計探究的自然性等都值得我們?nèi)パ芯?。同時我更傾向于“數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)還是應(yīng)該靜下來進行深層次的思考”。
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