一、教学设计理念 长期以来,我们的课堂教学太过于重视结论,轻视过程。为了应付考试,为了使对公式定理应用达到“熟能生巧”,在数学概念公式的教学中,往往采用“掐头去尾烧中段”的方法。久而久之,学生对新问题就束手无策。
数学是培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力及创造能力的载体。新课程要求:强调过程、强调学生探索新知识的经历和获得新知识的体验。不能再让教学脱离学生的内心感受,必须让学生追求过程的体验,基于以上认识,在设计本课时,本人所考虑的不是简单的告诉学生平面向量基本定理的内容,而是创设一些数学情景,让学生自己去发现定理,从发现定理的过程中让学生体会到:定理不是凭空想象产生的,但发现定理并不都是高不可攀的事情,通过自己的努力,也可以做一些看似数学家才能完成的事。在这过程中,学生在课堂上的主体地位得到充分发挥,极大的激发了学生的学习兴趣,也提高了学生发现、提出、分析、解决问题的能力。从而也培养了学生的创新能力。
二、教材分析
①教材地位:是平面向量的坐标表示的基础,是本章重要环节。
②教学重点:引导学生了解平面向量基本定理的形成过程和平面向量的基本定理。
③教学难点:平面向量基本定理的发现和形成过程。
④教学方式:多媒体教学。
三、教学设计流程及说明
1、平面向量基本定理分层次探究
如果e1,e2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于平面内任一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2使a=λ1e1+λ2e2。
2、分三层次探究定理
探究问题①:是不是给定一个向量都可以分解成两个不共线的向量?(物理实例)
探究问题②:这样的分解是否唯一?(数学实验)
探究问题③:“给定”换成“任一”是否成立?(数学实验)
尝试:改变定理叙述顺序进行探究,先解决唯一性,再解决任意性。
依据:一旦确定了向量的唯一性,任意向量唯一性也就确定了,以点盖面。
效果:问题形成梯度,为学生建立台阶,更有助于学生的探索发现。
3、教学过程设计
①探究一(物理实例)
实例1:如图所示,重为G的木箱放在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦系数为U,给物体施加斜向上角a的拉力F,恰使物体匀速直线运动,求拉力的大小?
设计意图:给出学生熟悉的物理实例,直接切入学生的认知基础“力的分解”,体会研究向量分解的必要性。
实例2:如图所示,由于空间有限,需要把该木箱悬挂起来,两绳等长,夹角为a,求两绳的拉力F?
设计意图:这两个实例,其意图贴近学生,调动物理学科的知识经验,在学生熟悉的问题情景中,研究向量的分解。
学生活动:以上两题,学生作图思考并回答,体会给定一个向量可以分解成两个不共线向量。
教学中可能出现情况:学生在研究中可能会发现不共线,如果没有发现,教师有必要进一步引导。学生初步尝试概括定理。
②探究二(数学实验)
小实验:学生作图,发现问题。请将向量a分解成图中所给的两个方向上的向量。小组对照,比较分解的两个向量的方向和长度是否一致?
设计意图:在这一环节设计中,通过数学实验,学生自主探索,在实验中学生是主体,调动学生的主动性、创造性,并向学生渗透数形结合思想。
教师提问:学生画完图后,小组对照片刻,比较分解成的两个向量的方向和长度是否一致,即观察分解的结果是否唯一?
探究结果:分解结果一致,即该分解唯一。
教师提问:既然a 可以分解成 e1,e2 两个方向的向量,那么a 是否可以用含有e1,e2 的式子表示出来?
追问:一对数λ1,λ2是否唯一?(学生讨论并回答)
教师点评:分解结果的唯一,决定了两个分解向量的唯一,由共线向量定理,有且只有一个实数λ1使得OM=λ1e1成立,同理,实数λ2也是唯一,即一组λ1,λ2唯一确定。
学生进一步尝试概括定理。设计意图:
③探究三:(数学实验)
学生活动:“给定”换成“任一”,学生猜想验证。
课件辅助,软件使用:几何画板。
课件设计:平面内一动向量,两定向量,每次变化动向量a,都可以用给定的两个向量表示。
探究结果:改变a的大小和方向,结果总是成立,即这个平面内任一向量都可以分解成这两个方向上的向量。
设计意图:此问题学生大胆猜想验证,由于学生目前掌握向量知识很难解决这个任意性问题,因此制作动画,验证任意性。在教学过程中,给学生充分时间,让学生大胆概括,培养学生概括能力。
发散思考:平面内任一向量可以用与之共线的非零向量表示,平面内任一向量可以用两个不共线向量表示,那么空间内任一向量是否可以用三个不共面向量表示?
设计意图:给学生提供思考空间,激发学生的研究兴趣,为空间向量基本定理作伏笔。