摘 要:課堂教學(xué)是數(shù)學(xué)教育落實(shí)的主要方式,本文借助平面向量的教學(xué)過(guò)程展示了數(shù)學(xué)概念課中遵循概念的生成邏輯,設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈的教學(xué)模式。
關(guān)鍵詞:平面向量;課堂教學(xué);問(wèn)題鏈;概念生成
中學(xué)數(shù)學(xué)課大體可以分為數(shù)學(xué)概念課、規(guī)則原理課、解題方法課、試題分析課等。其中,概念課的教學(xué)模式一直是老師們探討的熱點(diǎn)。因?yàn)槊恳恢R(shí)模塊的第一節(jié)課大多是數(shù)學(xué)概念課?!昂玫拈_始是成功的一半”。以下借助《平面向量的實(shí)際背景及基本概念》一課,介紹一下本人對(duì)數(shù)學(xué)概念課的理解和處理方式。
一、 課堂實(shí)錄
(一) 情景設(shè)置:
師:如果同學(xué)們遇到下面這種情況該怎么做?
展示情景:在汽車站內(nèi)遇一老人問(wèn)路,“中心醫(yī)院怎么走?”你該如何作答?
生:汽車站路口向東3.5公里;或汽車站路口向東第四個(gè)路口。
師:如果只說(shuō)“向東”或者“3.5公里”,行不行?也就是說(shuō)你的描述應(yīng)該包括幾個(gè)方面?(生:不行;距離和方向。)
師:對(duì),距離是車站路口到醫(yī)院的路程的大小。也就是說(shuō),我們的描述需要“既有大小,又有方向”。(板書)
師:在原來(lái)的學(xué)習(xí)中我們有沒(méi)有接觸過(guò)這種既有大小又有方向的量呢?有哪些?
生:位移、力、速度、加速度等。
總結(jié):我們現(xiàn)在學(xué)過(guò)的量可以分為兩種:一種有大小也有方向,稱為向量(物理學(xué)中稱為矢量);一種有大小沒(méi)有方向,稱為數(shù)量(也就是物理學(xué)中的標(biāo)量)(板書)
(二) 引入課題
師:這一章主要學(xué)習(xí)向量的定義、表示方法、運(yùn)算及簡(jiǎn)單應(yīng)用。所以本章題目是《平面向量》。
(三) 探究新課
師:我們?cè)诮佑|一個(gè)新事物時(shí),首先希望了解它的“名字”,也就是一種符號(hào)表示方法。比如開始我們遇到的問(wèn)題,設(shè)汽車站為點(diǎn)A,縣醫(yī)院為點(diǎn)B,如何用一個(gè)符號(hào)表示從汽車站到縣醫(yī)院這段向量?(生:AB)
師:這種表示容易與線段、直線的表示混淆。我們可以把以A為起點(diǎn)、B為終點(diǎn)的向量記作AB。如果對(duì)起點(diǎn)和終點(diǎn)不夠了解也可以用一個(gè)小寫字母來(lái)表示,如:a、b、c。這是向量的字母表示方法。
師:字母表示法是一種符號(hào)語(yǔ)言,是抽象的表示方法。數(shù)學(xué)語(yǔ)言中有符號(hào)語(yǔ)言、圖形語(yǔ)言兩類。任一實(shí)數(shù)在數(shù)軸上都有對(duì)應(yīng)點(diǎn),三角函數(shù)用什么圖形表示呢?
生:三角函數(shù)線。
師:三角函數(shù)線是有方向的線段,這種有向線段能表示向量嗎?
生:有向——方向;線段——大小。
師:有向線段的三要素是什么?
生:起點(diǎn)、方向、終點(diǎn)。
師:有向線段的長(zhǎng)度表示一個(gè)向量的大小。向量的大小被稱為向量的模,記作AB。
思考1:向量的模都是正數(shù)嗎?
師:手中平托的課本,受到重力和我的托力的影響,合力的大小是多少?
生:這是一個(gè)大小為零的向量。
師:我們可以怎么定義這種向量?(零向量)記作0。作為一個(gè)向量我們還要考慮它的方向。通常認(rèn)為,0的方向是任意的。
師:然而向量的模的取值范圍是什么?(生:AB0.)
展示邊長(zhǎng)是1菱形ABCD。思考2:圖中四向量有什么共同之處?(生:模是1.)
師:我們通常把長(zhǎng)度等于1個(gè)單位的向量叫做單位向量。
問(wèn):若AB、AD是兩個(gè)單位向量,那么是不是AB=AD?(生:是。)
師:為什么?向量的模相等,兩向量就相等嗎?還需不需要考慮其他要素?怎樣的兩個(gè)向量可稱為相等向量呢?能寫出菱形ABCD中AB的相等向量嗎?
生:大小相等,方向相同。AB的相等向量是DC
師:AB相等向量是DC,能不能認(rèn)為有向線段AB和DC也是相等的?(生:是)
師:這兩個(gè)有向線段的三要素都相等么?(生:不相等。)
師:總結(jié)有向線段和向量的聯(lián)系和區(qū)別是?
1. 有向線段既有大小又有方向,是向量的幾何表示;
2. 向量與有向線段的區(qū)別:(1)向量只有大小和方向兩個(gè)要素,與起點(diǎn)無(wú)關(guān),只要大小和方向相同,則這兩個(gè)向量就是相同的向量;(2)有向線段有起點(diǎn)、大小和方向三個(gè)要素,起點(diǎn)不同,盡管大小和方向相同,也是不同的有向線段。
師:既然AB、AD不相等,那么能不能比較AB、AD的大?。?/p>
師:數(shù)量可以比較大小。但是向量由于需要考慮方向,不能比較大小。
師:AD和CB是相等的兩向量么?
生:不是。AD和CB的方向不同,是相反的。
師:菱形的對(duì)邊是平行的。那么AB與DC,AD和CB我們也可以稱為平行向量。記作:AB∥DC,AD∥CB。
思考3:什么樣的兩個(gè)向量可稱為平行向量?(生:同向或反向的兩個(gè)向量。)
師:所有的向量方向都是確定的嗎?有沒(méi)有方向無(wú)法確定的向量?(生:零向量。)
師:平行向量:同向或反向的兩個(gè)非零向量。
(板書)我們規(guī)定:零向量和任意向量平行。記作a∥0
師:我們知道向量的要素只有大小和方向,與起點(diǎn)無(wú)關(guān),也就是可以認(rèn)為向量是可以平移的。那么平行的向量我們能不能都平移到一條直線上?(生:可以)
師:所以平行向量也稱為共線向量。
師:現(xiàn)在我們一起回顧以下我們從幾個(gè)方面來(lái)研究平面向量的?
二、 歸納反思
著名數(shù)學(xué)家P.R.Halmos曾說(shuō),“問(wèn)題是數(shù)學(xué)的心臟。”朱德全博士也曾指出,“問(wèn)題是教師教學(xué)的心臟,是學(xué)生學(xué)習(xí)的心臟?!边@一節(jié)課,首先從實(shí)際生活中的情境引入,以學(xué)生原有的知識(shí)背景為基礎(chǔ),建立了平面向量的概念;進(jìn)而,不斷激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知需求,步步深入地介紹平面向量的表示方法、特殊類型和相互關(guān)系。在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中,我努力把握數(shù)學(xué)的本質(zhì)、追尋概念生成的內(nèi)在邏輯,設(shè)計(jì)出驅(qū)動(dòng)學(xué)生不斷思考的問(wèn)題鏈,使課堂教學(xué)流暢、自然;讓學(xué)生充分體驗(yàn)概念生成中的數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法,幫助學(xué)生形成數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]HALMOS P R.The heart of mathermatics[J].The American Monthly,1980(87):519-524.
[2]朱德全.基于問(wèn)題解決的處方教學(xué)設(shè)計(jì)[J].高等教育研究,2006,27(5):83-88.
作者簡(jiǎn)介:
魏巍,山東省濱州市,惠民縣第一中學(xué)。