优秀教学设计:1.4.1用空间向量研究空间直线、平面的位置关系

文摘   2024-10-10 11:14   广东  



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作者:佛山市顺德区北滘中学   胡慧

责编:吴志峰

审核:陈万寿

终审:王常斌


作者简介

 

胡慧,顺德北滘中学数学老师,本科毕业于香港教育大学,研究生毕业于香港科技大学,专业均为数学教育。从教1年,期间爱岗敬业,认真备课,教学成绩突出。在2023年北滘中学“青优课”比赛中获一等奖,获北滘中学“三十佳优秀教师”等。


教学设计



1.4.1用空间向量研究空间直线、平面的位置关系

第2课时空间中直线、平面的平行

一、教学内容分析

1. 教材分析

因为空间向量可以表示空间中的点、直线、平面,所以自然地会联想到利用空间向量及其运算可以表示“直线与直线”“直线与平面”和“平面与平面”之间的平行、垂直等位置关系,解决此问题的关键是转化为研究直线的方向向量、平面的法向量之间的关系。教科书中先研究空间中直线、平面的平行。

教科书首先安排了一个“思考”:“由直线与直线、直线与平面或平面与平面的平行关系,可以得到直线的方向向量、平面的法向量间的什么关系?”对于此问题,教学中可以分步进行。

接下来,研究直线与平面平行、平面与平面平行。教学时,可以让学生自己进行类似研究,从而得到直线与平面平行、平面与平面平行的向量表达式。

2.教学目标

(1)能用向量的语言表述线线、线面、面面的平行关系,积累直观想象经验

(2)能用向量的方法判断并证明空间中的直线、平面平行关系,提升逻辑推理和数学运算素养

3.重点、难点

重点:用空间向量表示空间直线、平面的平行关系.

难点:建立空间基本图形与向量之间的联系,把立体几何问题转化为空间向量问题.

二、学情分析

学生在立体几何初步中,已经学习了空间基本几何体的结构特征,学习了空间基本元素点、直线、平面的位置关系,已经熟悉了直线、平面的平行与垂直的判定定理和性质定理,能够用综合法解决一些立体几何问题本章前面,学生在学习空间向量的概念及线性运算之后,已感受到空间向量与平面向量之间的内在联系,学会了运用类比的方法研究空间向量及其运算这些都为本单元的学习奠定了基础

三、教法学法分析

教法:问题引导、启发探究、互动讨论

学法:自主探究、合作交流、归纳总结

四、教学过程

环节一:复习回顾,铺垫引入

设计意图:通过复习回顾让学生感受到直线的方向向量和平面的法向量是确定空间中的直线和平面的关键量,从而引出用这些向量去刻画空间直线、平面的平行、垂直关系。

环节二:探索新知

通过前面的学习我们知道,直线的方向向量和平面的法向量是确定空间中的直线和平面的关键量那么是否能用这些向量来刻画空间直线、平面的平行、垂直关系呢?首先来看平行的问题

师生活动:第一个结论由教师带领学生一起探究得出,后两个结论由学生自行探究,并仿照第一个结论写出等价关系。请学生回答,教师板书结论。

追问1:观察这3个结论,它们都是将直线、平面的平行关系转化成什么来表示?

答:将直线和平面分别转化为用方向向量和法向量表示。

追问2:这种转化有什么作用?体现了什么数学思想?

答:通过这种转化实现了将证明线线、线面和面面平行的位置关系转化成计算方向向量和法向量的数量关系,以算代证。这体现了转化与化归的数学思想,同时,数形结合的思想也在此有所体现。

环节新知应用

追问:分析比较几何法和向量法,他们各自有什么特点?

答:几何法证明过程简单,但需要作辅助线,有时难以发现。向量法无需辅助线,更加直接,以算代证。

环节四:新知再认识,能力提升探究性问题

规律小结:存在型问题与探究型问题的求解方法

对于存在判断型问题的求解,应先假设存在,把要成立的结论当作条件,据此列方程或方程组,把“是否存在”问题转化为“点的坐标是否有解,是否有规定范围内的解”

环节五:巩固练习

环节六:归纳总结,反思提升



教学课件







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