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        以《平面向量》教學(xué)為例探討新課程體系下高中數(shù)學(xué)概念課教學(xué)難點的教學(xué)策略

        2017-10-09 19:43:26康素玲劉娟
        科技視界 2017年14期
        關(guān)鍵詞:單位向量平面向量共線

        康素玲 劉娟

        【教學(xué)難點】

        難點:平面向量與共線向量的概念,向量幾何表示的生成過程.

        【應(yīng)對策略】

        (1)創(chuàng)設(shè)情境,先使學(xué)生由感受現(xiàn)實中既有大小,又有方向的量,然后逐漸增加信息,以便達到理性認識所必備的信息量;

        (2)學(xué)生模仿抽象數(shù)量概念的過程,從同一類事物中歸納出向量的概念;

        (3)通過將向量與數(shù)量進行比較,以便深層次地理解向量概念;

        (4)讓學(xué)生將已學(xué)習(xí)過的直線(段)平行和共線與共線向量這一新知之間建立起聯(lián)系,灌輸類比思考的思想;

        (5)類比數(shù)的表示方法引出向量幾何表示方法,由具體向量的有向線段表示進而推廣到一般向量幾何表示。

        這一堂課的教學(xué)中,首先以問題指引過程,然后教師指導(dǎo)、學(xué)生提問、師生間交流,讓學(xué)生主動構(gòu)建向量與共線向量的概念。目的是使學(xué)生體驗新概念由來的全過程,深刻理解新、舊知識間聯(lián)系。

        1 創(chuàng)設(shè)情境 建構(gòu)概念

        例2 教師節(jié)到了,來自小夢的一條微信祝福這樣寫道:“謝老師您好,教師節(jié)快樂!我在離銅陵市直線距離約400千米的某個城市讀大學(xué),您猜猜我現(xiàn)在在哪個城市?”

        [設(shè)計目的] 設(shè)置學(xué)生熟識的情境,指導(dǎo)學(xué)生獨立思考.讓學(xué)生明白只有大小卻沒有方向,并不能給出具體的位置,說明位移是一個既有大小,又有方向的量。

        [教學(xué)片段]

        師:借助高德地圖,老師定位地圖上杭州、南京、九江等城市離合肥400千米。你能不能確定是哪所城市呢?

        生:不能。

        師:為什么不能確定呢?

        生:因為不知道具體方向。

        師:這么說位移不僅要求有大小,而且有方向。

        【問題1】請同學(xué)們再試著列舉出一些既有大小,又有方向的量?

        [設(shè)計目的]激發(fā)學(xué)生的已有的經(jīng)驗.通過詢問有沒有只有大小,沒有方向的量的問題,通過對比,顯示向量的兩個要素。

        [教學(xué)片段]

        生:重力、浮力、彈力……

        師:請同學(xué)們說說哪些量是僅僅有大小卻沒有方向的量?

        生:年齡、身高、面積、體積等。

        師:我們一起溫習(xí)數(shù)的概念,我們能夠從一個文具盒、一把小刀、一支鋼。

        筆……中抽象出僅有大小的數(shù)量“1”。同樣地,我們也能夠?qū)αΑ⑽灰?、速度……這些既有大小,又有方向的量形成一種新的量。

        師:我們把既有大小,又有方向的量稱為向量,把那些僅有大小,沒有方向的量叫做標(biāo)量[1]。

        [設(shè)計目的]這節(jié)課在“平面向量”這一章中起到“統(tǒng)領(lǐng)全局”的作用.它解答了平面向量這章“是什么”、“為什么”、“學(xué)什么”、“怎么學(xué)”的問題,點明學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)、向量的研究對象和方法。

        2 幾何表示 理解概念

        【問題 2】實數(shù)在數(shù)軸上是如何表示的?

        [設(shè)計目的]與實數(shù)的點表示進行類比,尋找向量幾何表示方法。

        [教學(xué)片段]

        生:可以用數(shù)軸上的點表示.

        師:我們知道實數(shù)通常能夠用數(shù)軸上某一點來表示,并且不同的點所表示實數(shù)是不同的?,F(xiàn)在請同學(xué)們在數(shù)軸上畫出表示實數(shù)0,1的點和任一實數(shù)a的點。

        生:先畫出數(shù)軸,再標(biāo)注點的位置(如圖1)。

        圖1 實數(shù)在數(shù)軸上表示

        師:實數(shù)a是一個數(shù)量,我們用數(shù)軸上的點A來表示,這里實際上就是用幾何圖形來表示了實數(shù)a,既然數(shù)量可以這樣表示,那么我們是否也可以找到一種幾何圖形來表示平面向量呢?

        [師生互動]兩回顧、一探究:大家回顧浮力如何表示及實數(shù)中絕對值符號的具體使用情況,研究向量的幾何表示、字母表示,向量的模的字母表示。

        [設(shè)計目的]浮力通常用“帶箭頭的線段”表示,這是已學(xué)知識,將該內(nèi)容進行條理化、系統(tǒng)化,是為了強化新知,讓舊知生長出新知.在實數(shù)的兩邊畫兩條平行且等長的豎線段表示“表示實數(shù)的點到原點的距離”,把這種符號表示類比到向量的模的字母表示,這樣學(xué)生容易接受。

        3 探究實例2引出關(guān)系

        【探究互動】

        在坐標(biāo)紙上畫出如圖 所表示的向量.

        (1)圖中哪些向量是單位向量?

        (2) , , 三個向量的方向有何關(guān)系?

        (3) , 在大小和方向有何關(guān)系?

        圖2 向量

        [設(shè)計目的]鞏固單位向量的概念;上面探究將平行向量、相等向量和共線向量的概念形成過程聯(lián)系起來。

        [教學(xué)片段]

        師:坐標(biāo)紙中哪些向量是單位向量?

        生: , , ,

        師:為什么它們是單位向量?

        生:因為它們的模都等于1個單位。

        師:單位向量和它們的方向有關(guān)系嗎?

        生:沒有。

        師:坐標(biāo)紙中哪些向量不是單位向量?

        生:

        師:我們從向量大小的角度尋找到了單位向量.大家已經(jīng)知道向量不僅有大小,還有方向.請大家想想 , , 這三個向量的方向什么關(guān)系?

        生: 與 方向相同, 與 方向相反, 與 方向相反。

        師: , , 中有零向量嗎?

        生:沒有。

        師: , , 所在的線段之間的位置關(guān)系是什么?

        生:平行。

        師:我們把方向相同或相反的非零向量稱為平行向量[2], // 記作。

        師:大家想不想知道零向量的方向?

        生:想。

        師:我們規(guī)定任一向量跟零向量平行,是指?坌 , // 有。

        師: , 在大小和方向上有何關(guān)系?

        生:長度相等,方向相同。endprint

        師:也表示 、 的兩個基本要素是完全一樣的。數(shù)學(xué)上,長度相等且方向相同的向量叫相等向量[3],記為 = 。

        圖3 向量

        師:如圖3, 與 之間什么關(guān)系?那 與 之間什么關(guān)系?

        生:都是相等的。

        師:“相等”說明能用同一條有向線段 來表示兩個相等的非零向量 和 ,注意與有向線段的起點無關(guān)。即能夠?qū)⒎橇阆蛄?和 在平面內(nèi)平移到 的位置且平移后向量與原向量重合。類似地,我們同樣能夠作 , 相等。此時,我們將一組平行的向量 , , 都平移到了同一條直線上。(注意:平行向量也稱作共線向量)。

        【獨立探究】探討有向線段與向量的差別和聯(lián)系?

        [設(shè)計意圖] 學(xué)生之間互助學(xué)習(xí),感受向量能夠在平面內(nèi)隨意平移且與有向線段的起點無關(guān).

        [教學(xué)片段]

        生:我們組討論的結(jié)果是有向線段的三要素:起點、長度與方向,而向量是由自己的方向與模決定,跟起點無關(guān)[4]。

        【小結(jié)】我來請一位學(xué)生回答本節(jié)課總共學(xué)習(xí)了哪些新的概念。

        圖4 平面向量概念圖

        [設(shè)計目的] 先讓同學(xué)們總結(jié)本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容概要,然后老師進行提煉補充,最后總結(jié)學(xué)習(xí)新概念的一般思路如圖5:

        圖5 小結(jié)流程圖

        本節(jié)介紹本堂課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容、意圖及學(xué)習(xí)任務(wù).本節(jié)課概念很多,內(nèi)在聯(lián)系相當(dāng)嚴(yán)密,概念的獲得過程要與同學(xué)們的認知規(guī)律相符.在本節(jié)課的教學(xué)中,應(yīng)該著重掌握從“特殊”到“一般”的思想和“類比”思想的應(yīng)用.在向量概念教學(xué)時,老師可以指導(dǎo)同學(xué)舉出相仿的實例,歸納相同特點,從而得到向量概念. 在討論向量的幾何表示、字母表示、定義零向量與單位向量、研究向量之間關(guān)系時,引導(dǎo)學(xué)生將已具備的經(jīng)驗(如實數(shù)與力的幾何表示、線段的字母表示、 和 的特殊性、線段平行和共線等)類比到向量的幾何表示、字母表示、零向量和單位向量的特殊性、平行向量和共線向量等概念中.這種類比可以讓學(xué)生自主、高效地認知向量的相關(guān)概念,同時也替教師和學(xué)生共同探討新概念的形成過程提供了明顯的思路.課后,教師需要引導(dǎo)學(xué)生從中感悟一個數(shù)學(xué)新概念的基本思路:從同類事物中抽象出本質(zhì)特征.在課堂教學(xué)中,應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生積極性,引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)進行舉例、互評、探究等活動。

        【參考文獻】

        [1]劉德,林旭.學(xué)習(xí)高手數(shù)學(xué)4必修配新課標(biāo)人教A版[M].光明日報出版社,2006.

        [2]李秀蘭.向量概念規(guī)律探究[J].中學(xué)生數(shù)理化:高一版,2011,(5):3-3.

        [3]舒美愛,徐莉.數(shù)學(xué)第二冊[M].立信會計出版社,2011.

        [4]何新江.向量的不合常理性質(zhì)的研究[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究,2005,(9):21-23.

        [責(zé)任編輯:張濤]endprint

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