《直线的倾斜角和斜率》教学设计
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约5190字。
§ 3.1.1 直线的倾斜角和斜率
成都市石室中学 李军
一、教材分析
本课是解析几何第一课时。“万事开头难”,“好的开始是成功的一半”,解析几何的基本思想和方法都应当得到适当的体现,因此教学内容不仅有倾斜角、斜率的概念,还应当包含坐标法、数形结合思想、解析几何发展史等。直线的倾斜角和斜率都描述了直线的倾斜程度,倾斜角用几何位置关系刻画,斜率从数量关系刻画,二者的联系桥梁是正切函数值,并且可以用直线上两个点的坐标表示。建立斜率公式的过程,体现了坐标法的基本思想:把几何问题代数化,通过代数运算研究几何图形的性质。本课涉及两个概念——倾斜角和斜率。倾斜角是几何概念,它主要起过渡作用,是联系新旧知识的纽带,研究斜率、直线的平行、垂直的解析表示等问题时都要用这个概念;斜率概念,不仅其建立过程很好地体现了解析法,而且它在建立直线方程、通过直线方程研究几何问题时也起核心作用,这是因为在直角坐标系下,确定直线的条件最本质条件是直线上的一个点及其斜率,其他形式都可以化归到这两个条件上来。
综上,从解析几何的基本方法——坐标法的基本思想考虑,斜率概念是本课时的核心概念。
(一)直线的斜率在高中数学课程中的地位作用
随着后续内容的学习,我们逐渐发现,一点和倾斜程度确定直线的很多应用:直线的方向向量、直线的参数方程等等。另外,从加强知识内容的联系性,从不同角度看待同一数学内容的角度看,如果把函数看作描述客观世界变化规律的数学模型,那么从变化的角度看,直线是线性的,它描述的是均匀变化,是最简单的变化之一。即直线在某个区间 上的平均变化率 ,与直线上任意一点 的瞬时变化率(导数) 是相同的,都等于这条直线的斜率 。一切不均匀的变化或者非线性的变化,在某个很小的区间(领域)内都可以由线性的、均匀的变化近似代替。这也是为什么用线性的研究非线性的,以直代曲,用平均变化率 研究瞬时变化率(导数)的原因。在这种研究方法中,直线的斜率起着枢纽作用,此处不赘述。因此,直线的斜率是重要的概念之一,在高中数学课程中具有重要的地位作用。
(二)课时划分
“§ 3.1.1 直线的倾斜角和斜率”的教学在在新课标中加上引言为一个课时完成。
二、学情和教学设计分析
(一)学情分析
已知
1、了解点与坐标的关系,实现了最简单的形与数的转化;
2、了解刻画楼梯的倾斜程度可以用角和 ;
3、学生具备了一定的数形结合和分类讨论的思想;
未知
1、楼梯表面抽象成的直线倾斜程度刻画的推广;
2、为什么有了倾斜角,还要引入斜率来描述直线的倾斜程度呢? “角”是形,“率”是数,它们的关系如何?
3、两点确定一条直线,一个定点和一个倾斜角(斜率)也能确定同一条直线,两个几何问题的联系是什么?
(二)教学设计分析
1. 倾斜角和斜率是在直角坐标系中研究直线时所产生的概念.学生通过直角坐标系已经研究过函数及其图象,具有了数形结合的初步意识,但这是“将代数问题几何化”,对直角坐标系的认识还比较肤浅、片面.作为解析几何的起始课,教学中有必要通过活动,加深学生对直角坐标系的认识,突出“几何问题代数化”的思想。
2. 斜率是本课的核心概念,因为它既从代数角度刻画了倾斜程度,同时也是建立直线方程的基础。对于引进斜率的合理性和必要性的认识是本课教学的难点。
(1)斜率为什么也能表示直线的倾斜程度。关键是让学生认识到斜率与倾斜角的对应关系。倾斜角与斜率的关系中有几个难点:一是所有的直线都有倾斜角,但并不是所有直线都有斜率;二是并非倾斜角越大,斜率也越大。产生这两个难点的原因在于:一是学生缺乏对倾斜角范围的认识,二是分类讨论的思想意识淡薄,三是由式子k=tan联系到函数及其图象的能力不足。因此教学中有必要分步设置台阶,通过问题让学生思考讨论,以突破难点。但考虑到课时的限制,为突出主题,需避免过分展开。
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