關(guān)于高中數學(xué)平面向量數量積的物理背景及其含義的說(shuō)課稿
說(shuō)課內容：普通高中課程標準實(shí)驗教科書(shū)(人教A版)《數學(xué)必修4》第二章第四節“平面向量的數量積”的第一課時(shí)---平面向量數量積的物理背景及其含義。
下面，我從背景分析、教學(xué)目標設計、課堂結構設計、教學(xué)過(guò)程設計、教學(xué)媒體設計及教學(xué)評價(jià)設計六個(gè)方面對本節課的思考進(jìn)行說(shuō)明。
一、 背景分析
1、學(xué)習任務(wù)分析
平面向量的數量積是繼向量的線(xiàn)性運算之后的又一重要運算，也是高中數學(xué)的一個(gè)重要概念，在數學(xué)、物理等學(xué)科中應用十分廣泛。本節內容教材共安排兩課時(shí)，其中第一課時(shí)主要研究數量積的概念，第二課時(shí)主要研究數量積的坐標運算，本節課是第一課時(shí)。
本節課的主要學(xué)習任務(wù)是通過(guò)物理中“功”的事例抽象出平面向量數量積的概念，在此基礎上探究數量積的性質(zhì)與運算律，使學(xué)生體會(huì )類(lèi)比的思想方法，進(jìn)一步培養學(xué)生的抽象概括和推理論證的能力。其中數量積的概念既是對物理背景的抽象，又是研究性質(zhì)和運算律的基礎。同時(shí)也因為在這個(gè)概念中，既有長(cháng)度又有角度，既有形又有數，是代數、幾何與三角的最佳結合點(diǎn)，不僅應用廣泛，而且很好的體現了數形結合的數學(xué)思想，使得數量積的概念成為本節課的核心概念，自然也是本節課教學(xué)的重點(diǎn)。
2、學(xué)生情況分析
學(xué)生在學(xué)習本節內容之前，已熟知了實(shí)數的運算體系，掌握了向量的概念及其線(xiàn)性運算，具備了功等物理知識，并且初步體會(huì )了研究向量運算的一般方法：即先由特殊模型(主要是物理模型)抽象出概念，然后再從概念出發(fā)，在與實(shí)數運算類(lèi)比的基礎上研究性質(zhì)和運算律。這為學(xué)生學(xué)習數量積做了很好的鋪墊，使學(xué)生倍感親切。但也正是這些干擾了學(xué)生對數量積概念的理解，一方面，相對于線(xiàn)性運算而言，數量積的結果發(fā)生了本質(zhì)的變化，兩個(gè)有形有數的向量經(jīng)過(guò)數量積運算后，形卻消失了，學(xué)生對這一點(diǎn)是很難接受的;另一方面，由于受實(shí)數乘法運算的影響，也會(huì )造成學(xué)生對數量積理解上的偏差，特別是對性質(zhì)和運算律的理解。因而本節課教學(xué)的難點(diǎn)數量積的概念。
二、 教學(xué)目標設計
《普通高中數學(xué)課程標準(實(shí)驗)》 對本節課的要求有以下三條：
(1)通過(guò)物理中“功”等事例，理解平面向量數量積的含義及其物理意義。
(2)體會(huì )平面向量的數量積與向量投影的關(guān)系。
(3)能用運數量積表示兩個(gè)向量的夾角，會(huì )用數量積判斷兩個(gè)平面向量的垂直關(guān)系。
從以上的背景分析可以看出，數量積的概念既是本節課的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。為了突破這一難點(diǎn)，首先無(wú)論是在概念的引入還是應用過(guò)程中，物理中“功”的實(shí)例都發(fā)揮了重要作用。其次，作為數量積概念延伸的性質(zhì)和運算律，不僅能夠使學(xué)生更加全面深刻地理解概念，同時(shí)也是進(jìn)行相關(guān)計算和判斷的理論依據。最后，無(wú)論是數量積的性質(zhì)還是運算律，都希望學(xué)生在類(lèi)比的基礎上，通過(guò)主動(dòng)探究來(lái)發(fā)現，因而對培養學(xué)生的抽象概括能力、推理論證能力和類(lèi)比思想都無(wú)疑是很好的載體。
綜上所述，結合“課標”要求和學(xué)生實(shí)際，我將本節課的教學(xué)目標定為：
1、了解平面向量數量積的物理背景，理解數量積的含義及其物理意義;
2、體會(huì )平面向量的數量積與向量投影的關(guān)系，掌握數量積的性質(zhì)和運算律，
并能運用性質(zhì)和運算律進(jìn)行相關(guān)的運算和判斷;
3、體會(huì )類(lèi)比的數學(xué)思想和方法，進(jìn)一步培養學(xué)生抽象概括、推理論證的能力。
三、課堂結構設計
本節課從總體上講是一節概念教學(xué)，依據數學(xué)課程改革應關(guān)注知識的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程的理念，結合本節課的知識的邏輯關(guān)系，我按照以下順序安排本節課的教學(xué)：
即先從數學(xué)和物理兩個(gè)角度創(chuàng )設問(wèn)題情景，通過(guò)歸納和抽象得到數量積的概念，在此基礎上研究數量積的性質(zhì)和運算律，使學(xué)生進(jìn)一步加深對概念的理解，然后通過(guò)例題和練習使學(xué)生鞏固概念，加深印象，最后通過(guò)課堂小結提高學(xué)生認識，形成知識體系。
四、 教學(xué)媒體設計
和“大綱”教材相比，“課標”教材在本節課的內容安排上，雖然將向量的夾角在“平面向量基本定理”一節提前做了介紹，但卻將原來(lái)分兩節課完成的內容合并成一節，相比較而言本節課的教學(xué)任務(wù)加重了許多。為了保證教學(xué)任務(wù)的完成，順利實(shí)現本節課的教學(xué)目標，考慮到本節課的實(shí)際特點(diǎn)，在教學(xué)媒體的使用上，我的設想主要有以下兩點(diǎn)：
1、制作高效實(shí)用的電腦多媒體課件，主要作用是改變相關(guān)內容的呈現方式，以此來(lái)節約課時(shí)，增加課堂容量。
2、設計科學(xué)合理的板書(shū)(見(jiàn)下)，一方面使學(xué)生加深對主要知識的印象，另一方面使學(xué)生清楚本節內容知識間的邏輯關(guān)系，形成知識網(wǎng)絡(luò )。
平面向量數量積的物理背景及其含義
一、 數量積的概念 二、數量積的性質(zhì) 四、應用與提高
1、 概念： 例1：
2、 概念強調 (1)記法 例2：
(2)“規定” 三、數量積的運算律 例3：
3、幾何意義：
4、物理意義：
五、 教學(xué)過(guò)程設計
課標指出：數學(xué)教學(xué)過(guò)程是教師引導學(xué)生進(jìn)行學(xué)習活動(dòng)的過(guò)程，是教師和學(xué)生間互動(dòng)的過(guò)程，是師生共同發(fā)展的過(guò)程。為有序、有效地進(jìn)行教學(xué)，本節課我主要安排以下六個(gè)活動(dòng)：
活動(dòng)一：創(chuàng )設問(wèn)題情景，激發(fā)學(xué)習興趣
正如教材主編寄語(yǔ)所言，數學(xué)是自然的，而不是強加于人的。平面向量的數量積這一重要概念，和向量的線(xiàn)性運算一樣，也有其數學(xué)背景和物理背景，為了體現這一點(diǎn)，我設計以下幾個(gè)問(wèn)題：
問(wèn)題1：我們已經(jīng)研究了向量的哪些運算?這些運算的結果是什么?
問(wèn)題2：我們是怎么引入向量的加法運算的?我們又是按照怎樣的順序研究了這種運算的?
期望學(xué)生回答：物理模型→概念→性質(zhì)→運算律→應用
問(wèn)題3：如圖所示，一物體在力F的作用下產(chǎn)生位移S，
(1)力F所做的功W= 。
(2)請同學(xué)們分析這個(gè)公式的特點(diǎn)：
W(功)是 量，
F(力)是 量，
S(位移)是 量，
α是 。
問(wèn)題1的'設計意圖在于使學(xué)生了解數量積的數學(xué)背景，讓學(xué)生明白本節課所要研究的數量積與向量的加法、減法及數乘一樣，都是向量的運算，但與向量的線(xiàn)性運算相比，數量積運算又有其特殊性，那就是其結果發(fā)生了本質(zhì)的變化。
問(wèn)題2的設計意圖在于使學(xué)生在與向量加法類(lèi)比的基礎上明了本節課的研究方法和順序，為教學(xué)活動(dòng)指明方向。
問(wèn)題3的設計意圖在于使學(xué)生了解數量積的物理背景，讓學(xué)生知道，我們研究數量積絕不僅僅是為了數學(xué)自身的完善，而是有其客觀(guān)背景和現實(shí)意義的，從而產(chǎn)生了進(jìn)一步研究這種新運算的愿望。同時(shí)，也為抽象數量積的概念做好鋪墊。
活動(dòng)二：探究數量積的概念
1、概念的抽象
在分析“功”的計算公式的基礎上提出問(wèn)題4
問(wèn)題4：你能用文字語(yǔ)言來(lái)表述功的計算公式嗎?如果我們將公式中的力與位移推廣到一般向量，其結果又該如何表述?
學(xué)生通過(guò)思考不難回答：功是力與位移的大小及其夾角余弦的乘積;兩個(gè)向量的大小及其夾角余弦的乘積。這樣，學(xué)生事實(shí)上已經(jīng)得到數量積概念的文字表述了，在此基礎上，我進(jìn)一步明晰數量積的概念。
2、概念的明晰
已知兩個(gè)非零向量
與
，它們的夾角為
，我們把數量 ︱
︱·︱
︱cos
叫做
與
的數量積(或內積)，記作：
·
，即：
·
= ︱
︱·︱
︱cos
在強調記法和“規定”后 ，為了讓學(xué)生進(jìn)一步認識這一概念，提出問(wèn)題5
問(wèn)題5：向量的數量積運算與線(xiàn)性運算的結果有什么不同?影響數量積大小的因素有哪些?并完成下表：
角
的范圍0°≤
<90°
=90°0°<
≤180°
·
的符號
通過(guò)此環(huán)節不僅使學(xué)生認識到數量積的結果與線(xiàn)性運算的結果有著(zhù)本質(zhì)的不同，而且認識到向量的夾角是決定數量積結果的重要因素，為下面更好地理解數量積的性質(zhì)和運算律做好鋪墊。
3、探究數量積的幾何意義
這個(gè)問(wèn)題教材是這樣安排的：在給出向量數量積的概念后，只介紹了向量投影的定義，直到講完例1后，為了證明運算律的第三條才直接以結論的形式呈現給學(xué)生，我覺(jué)得這樣安排似乎不太自然，還不如在給出向量投影的概念后，直接由學(xué)生自己歸納得出，所以做了調整。為此，我首先給出給出向量投影的概念，然后提出問(wèn)題5。
如圖，我們把│
│cos
(│
│cos
)叫做向量
在
方向上(
在
方向上)的投影，記做：OB1=│
│cos
問(wèn)題6：數量積的幾何意義是什么?
這樣做不僅讓學(xué)生從“形”的角度重新認識數量積的概念，從中體會(huì )數量積與向量投影的關(guān)系，同時(shí)也更符合知識的連貫性，而且也節約了課時(shí)。
4、研究數量積的物理意義
數量積的概念是由物理中功的概念引出的，學(xué)習了數量積的概念后，學(xué)生就會(huì )明白功的數學(xué)本質(zhì)就是力與位移的數量積。為此，我設計以下問(wèn)題 一方面使學(xué)生嘗試計算數量積，另一方面使學(xué)生理解數量積的物理意義，同時(shí)也為數量積的性質(zhì)埋下伏筆。
問(wèn)題7：
(1) 請同學(xué)們用一句話(huà)來(lái)概括功的數學(xué)本質(zhì)：功是力與位移的數量積 。
(2)嘗試練習：一物體質(zhì)量是10千克，分別做以下運動(dòng)：
�、�、在水平面上位移為10米;
�、�、豎直下降10米;
�、�、豎直向上提升10米;
�、�、沿傾角為30度的斜面向上運動(dòng)10米;
分別求重力做的功。
活動(dòng)三：探究數量積的運算性質(zhì)
1、性質(zhì)的發(fā)現
教材中關(guān)于數量積的三條性質(zhì)是以探究的形式出現的，為了很好地完成這一探究活動(dòng)，在完成上述練習后，我不失時(shí)機地提出問(wèn)題8：
(1)將嘗試練習中的① ② ③的結論推廣到一般向量，你能得到哪些結論?
(2)比較︱
·
︱與︱
︱×︱
︱的大小，你有什么結論?
在學(xué)生討論交流的基礎上，教師進(jìn)一步明晰數量積的性質(zhì)，然后再由學(xué)生利用數量積的定義給予證明，完成探究活動(dòng)。
2、明晰數量積的性質(zhì)
3、性質(zhì)的證明
這樣設計體現了教師只是教學(xué)活動(dòng)的引領(lǐng)者，而學(xué)生才是學(xué)習活動(dòng)的主體，讓學(xué)生成為學(xué)習的研究者，不斷地體驗到成功的喜悅，激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習活動(dòng)的熱情，不僅使學(xué)生獲得了知識，更培養了學(xué)生由特殊到一般的思維品質(zhì)。
活動(dòng)四：探究數量積的運算律
1、運算律的發(fā)現
關(guān)于運算律，教材仍然是以探究的形式出現，為此，首先提出問(wèn)題9
問(wèn)題9：我們學(xué)過(guò)了實(shí)數乘法的哪些運算律?這些運算律對向量是否也適用?
通過(guò)此問(wèn)題主要是想使學(xué)生在類(lèi)比的基礎上，猜測提出數量積的運算律。
學(xué)生可能會(huì )提出以下猜測： ①
·
=
·
�、�(
·
)
=
(
·
) ③(
+
)·
=
·
+
·
猜測①的正確性是顯而易見(jiàn)的。
關(guān)于猜測②的正確性，我提示學(xué)生思考下面的問(wèn)題：
猜測②的左右兩邊的結果各是什么?它們一定相等嗎?
學(xué)生通過(guò)討論不難發(fā)現，猜測②是不正確的。
這時(shí)教師在肯定猜測③的基礎上明晰數量積的運算律：
2、明晰數量積的運算律
3、證明運算律
學(xué)生獨立證明運算律(2)
我把運算運算律(2)的證明交給學(xué)生完成，在證明時(shí)，學(xué)生可能只考慮到λ>0的情況,為了幫助學(xué)生完善證明，提出以下問(wèn)題：
當λ<0時(shí)，向量
與λ
，
與λ
的方向 的關(guān)系如何?此時(shí)，向量λ
與
及
與λ
的夾角與向量
與
的夾角相等嗎?
師生共同證明運算律(3)
運算律(3)的證明對學(xué)生來(lái)說(shuō)是比較困難的，為了節約課時(shí)，這個(gè)證明由師生共同完成，我想這也是教材的本意。
在這個(gè)環(huán)節中，我仍然是首先為學(xué)生創(chuàng )設情景，讓學(xué)生在類(lèi)比的基礎上進(jìn)行猜想歸納，然后教師明晰結論，最后再完成證明，這樣做不僅培養了學(xué)生推理論證的能力，同時(shí)也增強了學(xué)生類(lèi)比創(chuàng )新的意識，將知識的獲得和能力的培養有機的結合在一起。
活動(dòng)五：應用與提高
例1、(師生共同完成)已知︱
︱=6，︱
︱=4,
與
的夾角為60°，求
(
+2
)·(
-3
)，并思考此運算過(guò)程類(lèi)似于哪種運算?
例2、(學(xué)生獨立完成)對任意向量
，b是否有以下結論：
(1)(
+
)2=
2+2
·
+
2
(2)(
+
)·(
-
)=
2—
2
例3、(師生共同完成)已知︱
︱=3，︱
︱=4, 且
與
不共線(xiàn)，k為何值時(shí)，向量
+k
與
-k
互相垂直?并思考：通過(guò)本題你有什么收獲?
本節教材共安排了四道例題，我根據學(xué)生實(shí)際選擇了其中的三道，并對例1和例3增加了題后反思。例1是數量積的性質(zhì)和運算律的綜合應用，教學(xué)時(shí)，我重點(diǎn)從對運算原理的分析和運算過(guò)程的規范書(shū)寫(xiě)兩個(gè)方面加強示范。完成計算后，進(jìn)一步提出問(wèn)題：此運算過(guò)程類(lèi)似于哪種運算?目的是想讓學(xué)生在類(lèi)比多項式乘法的基礎上自己猜測提出例2給出的兩個(gè)公式，再由學(xué)生獨立完成證明，一方面這并不困難，另一方面培養了學(xué)生通過(guò)類(lèi)比這一思維模式達到創(chuàng )新的目的。例3的主要作用是，在繼續鞏固性質(zhì)和運算律的同時(shí)，教給學(xué)生如何利用數量積來(lái)判斷兩個(gè)向量的垂直，是平面向量數量積的基本應用之一，教學(xué)時(shí)重點(diǎn)給學(xué)生分析數與形的轉化原理。
為了使學(xué)生更好的理解數量積的含義，熟練掌握性質(zhì)及運算律，并能夠應用數量積解決有關(guān)問(wèn)題，再安排如下練習：
1、 下列兩個(gè)命題正確嗎?為什么?
�、�、若
≠0，則對任一非零向量
，有
·
≠0.
�、�、若
≠0，
·
=
·
，則
=
.
2、已知△ABC中，
=
,
=
，當
·
<0或
·
=0時(shí)，試判斷△ABC的形狀。
安排練習1的主要目的是，使學(xué)生在與實(shí)數乘法比較的基礎上全面認識數量積這一重要運算，
通過(guò)練習2使學(xué)生學(xué)會(huì )用數量積表示兩個(gè)向量的夾角，進(jìn)一步感受數量積的應用價(jià)值。
活動(dòng)六：小結提升與作業(yè)布置
1、本節課我們學(xué)習的主要內容是什么?
2、平面向量數量積的兩個(gè)基本應用是什么?
3、我們是按照怎樣的思維模式進(jìn)行概念的歸納和性質(zhì)的探究?在運算律的探究過(guò)程中，滲透了哪些數學(xué)思想?
4、類(lèi)比向量的線(xiàn)性運算，我們還應該怎樣研究數量積?
通過(guò)上述問(wèn)題，使學(xué)生不僅對本節課的知識、技能及方法有了更加全面深刻的認識，同時(shí)也為下
一節做好鋪墊，繼續激發(fā)學(xué)生的求知欲。
布置作業(yè)：
1、課本P121習題2.4A組1、2、3。
2、拓展與提高：
已知
與
都是非零向量，且
+3
與7
-5
垂直，
-4
與 7
-2
垂直求
與
的夾角。
在這個(gè)環(huán)節中，我首先考慮檢測全體學(xué)生是否都達到了“課標”的基本要求，因此安排了一組教材中的習題，目的是讓所有的學(xué)生繼續加深對數量積概念的理解和應用，為后續學(xué)習打好基礎。其次，為了能讓不同的學(xué)生在數學(xué)領(lǐng)域得到不同的發(fā)展，我又安排了一道有一定難度的問(wèn)題供學(xué)有余力的同學(xué)選做。
六、教學(xué)評價(jià)設計
評價(jià)方式的轉變是新課程改革的一大亮點(diǎn)，課標指出：相對于結果，過(guò)程更能反映每個(gè)學(xué)生的發(fā)展變化，體現出學(xué)生成長(cháng)的歷程。因此，數學(xué)學(xué)習的評價(jià)既要重視結果，也要重視過(guò)程。結合“課標”對數學(xué)學(xué)習的評價(jià)建議，對本節課的教學(xué)我主要通過(guò)以下幾種方式進(jìn)行：
1、 通過(guò)與學(xué)生的問(wèn)答交流，發(fā)現其思維過(guò)程，在鼓勵的基礎上，糾正偏差，并對其進(jìn)行定
性的評價(jià)。
2、在學(xué)生討論、交流、協(xié)作時(shí)，教師通過(guò)觀(guān)察，就個(gè)別或整體參與活動(dòng)的態(tài)度和表現做出評價(jià)，以此來(lái)調動(dòng)學(xué)生參與活動(dòng)的積極性。
3、 通過(guò)練習來(lái)檢驗學(xué)生學(xué)習的效果，并在講評中，肯定優(yōu)點(diǎn)，指出不足。
4、 通過(guò)作業(yè)，反饋信息，再次對本節課做出評價(jià)，以便查漏補缺。
【關(guān)于高中數學(xué)平面向量數量積的物理背景及其含義的說(shuō)課稿】相關(guān)文章：
關(guān)于高中平面向量的教學(xué)體會(huì )論文07-14
高中數學(xué)《平面動(dòng)點(diǎn)的軌跡》說(shuō)課稿范文11-30
Hr的含義及其職能定義12-14
工程制圖的標注符號及其含義09-22
高中數學(xué)《平面與平面的位置關(guān)系1》教學(xué)反思12-09
關(guān)于高中數學(xué)說(shuō)課稿4篇06-18
關(guān)于高中數學(xué)說(shuō)課稿四篇06-17
貨物運輸保險的含義及其六大特征11-08