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【大班数学2的加法教案】“向量的加法运算及其几何意义”的教学设计

王蕊 (天津市杨村第一中学)

教学内容分析

本节课是《普通高中课程标准实验教科书·数学》(必修4)中第二章“平面向量”第二节“平面向量的线性运算”的第一课时.

向量是近代数学中重要和基本的数学概念,它是沟通代数、几何及三角的一种工具,其工具作用主要体现在向量的运算方面,向量的加法运算是向量运算的基础.平面向量的加法运算是通过类比数的加法,以位移的合成及力的合力等两个物理模型为背景引入的.向量的加法不同于数的加法,运算中包含大小与方向两个方面。作图求和法,是一种全新的数学技术,从这个角度来看,研究向量加法是学生学习过程中的一种突破.是学习向量的减法、数乘以及平面向量的坐标运算等内容的知识基础,为进一步理解其他的数学运算(如函数、映射、变换、矩阵的运算等)创造了条件,向量的加法在这里起着承上启下的作用.通过不断与数进行类比,学习向量加法及其几何性质,充分体现了类比思想在研究问题过程中的重要作用.

因此,本节课的教学重点为向量加法的定义与向量加法的三角形法则与平行四边形法则及其几何意义,以及利用法则作两个向量的和向量,体会类比思想在研究问题中的重要作用.

教学目标设置

(1)使学生经历从物理模型抽象为数学问题的过程,掌握向量的加法定义,会用向量加法的三角形法则和平行四边形法则作出两个向量的和向量;掌握向量加法的运算律,并会用它们进行向量计算;通过类比猜想、作图验证掌握向量加法的相关性质;通过数学建模解决实际问题.

(2)在学习过程中,使学生掌握通过类比思想提出猜想,并给予证明的解决问题的方法,体会数形结合、分类讨论等数学思想方法,进一步培养学生归纳、类比、迁移能力,增强学生的数学应用意识和创新意识.

(3)在数学建模过程中,经历运用数学来描述和刻画现实世界的过程,激发学生的学习热情.培养学生勇于探索和敢于创新的个性品质.

学生学情分析

1.学生学习水平

笔者所授课的对象是天津市杨村第一中学的学生.学生的水平相对较高,基础知识掌握得较好,学生的理解能力比较强.虽然初中已经经历了有理数的加法的学习,但是在对向量的学习还处于初期阶段,对一些数学方法和数学思想的掌握还有待进一步加强。

2.知识层面

(1)学生初中已经接触过有理数加法及减法等运算并掌握了它们的运算率;

(2)掌握了向量、零向量及其共线向量的定义.

3.能力层面

(1)具有物理学习中的力的合成基础;

(2)具有一定的数形结合解题和类比思想的基础.

根据以上三个方面的分析,在学生已有的认知基础的条件下,学生可以自主完成求不共线的两个非零向量的和的作图,部分学生能够注意到零向量与数字0的区别以及共线的两个向量的和的求法。但有些学生对向量加法法则的运用还停留机械模仿的水平,表现在平移向量时,不能够根据情况灵活地选择起点,特别是在求和共线反向向量的时候会遇到问题.对交换律与结合律的验证,学生也存在一定的误区。在具体操作过程中,他们往往不能在同一个图形中来研究这个问题.在向量式的化简过程中,对交换律、结合律运用不够灵活,不善于抓住向量式的特点来解决问题,需要教师的引导和帮助。

教学难点:理解向量的加法法则及其几何意义,向量加法运算律的作图证明。数的加法对向量加法的负迁移,造成向量加法的意义的理解困难。

教学策略分析

(1)《数学课程标准》倡导自主探索、动手实践、合作交流等学习方式.根据本节课的教学内容和学生自主学习能力相对比较强的特点,以问题串驱动整个课堂的进行,采用启发、引导、探究相结合的教学方法.

(2)为了更直观、形象地突出重点,突破难点,借助多媒体或实物投影仪等信息技术手段,通过图形的动态演示,变抽象为直观,为学生的数学探究与数学思维提供支持.

(3)数学是一门培养人的思维的重要学科.获得数学知识的过程比获得知识更为重要.因此本堂课笔者采取了“开放型探究式”教学模式,体现以学生发展为本的精神.从问题提出到问题解决都竭力把探究问题的主动权交给学生,让学生操作实验、直观感知、自主探索、合作交流,使学生全面参与、全员参与、全程参与,真正确立其主体地位.而教师只是作为数学学习的组织者、引导者、合作者,给予及时的点拨和纠正.

教学过程

1.创设情境,引入新知

学生在七年级学习有理数加法时探讨过一个问题,小明从原点出发向东走了2米,再向东走了3米,两次行走后,相对于原点他的最后位置在什么地方?假如小明从原点出发向东走了2米,再沿着东北方向走了3米,这时他两次行走的路程是多少?

师生活动:教师提问,学生思考回答。

从数的加法引入向量的加法。

【设计意图】以一个贴近学生生活的实例,引出课题“向量的加法运算及其几何意义”,激发学生学习兴趣。从位移入手,帮助学生清楚认识向量的加法与数的加法在本质上的区别。

2.自主探究,讲授新知

问题1:向量的加法如何定义。

师生活动:教师展示课件,引导学生将引例中小明的路径抽象成向量,回顾位移合成知识.学生总结向量加法的定义.

【设计意图】结合实例,回忆物理中关于位移合成的知识,使学生对向量加法运算的学习建立在学生已有的认知基础之上,并建立两点共识:①向量可以相加;②向量的和仍是一个向量.使学生更好地把握向量加法定义及向量加法的特点.

【设计意图】熟悉运用三角形法则求两个向量的和向量的几何作图技能. 巩固三角形法则求和步骤.

探究2:平行四边形法则求向量的加法.

思考:力的合成与向量的加法有着怎样的关系?

师生活动:学生阅读教科书探究,类比三角形法则得出平行四边形法则,并归纳平行四边形法则的重点,即起点相同,两边平行,同一起点,对角为和。力的合成也可以看做是向量加法的一个物理模型。向量的物理模型是位移,向量加法的定义是由三角形法则及平行四边形法则这样的作图语言描述出来的,同时,这也恰恰体现了向量加法的几何意义(如图5)。

师生活动:教师提问,学生讨论回答.

【设计意图】培养学生数学建模能力,以及数学的应用意识.

5.总结提炼

(1) 本节课你都有哪些收获?

(2) 给你印象最深的是什么?

(3)课后,你还想进行什么探究

师生活动:教师引导,学生回答.

【设计意图】对所学内容进行小结,为实际应用奠定了基础.通过开放型问题,拓展了学生的视野,提高了学生的探究意识.

【设计意图】在布置作业环节中,设置了两组练习,一组必做题,一组探究题,这样可以使学生在完成基本学习任务的同时,让每一位学生都得到符合自身实践的感悟,使不同层次的学生都可以获得成功的喜悦,看到自己的潜能,从而激发学生的学习兴趣.

责任编辑: 鲁达

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