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      讓學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)形成帶來(lái)的快樂(lè)

      2020-07-14 22:25:34趙麗娟
      關(guān)鍵詞:平行平面直線

      趙麗娟

      一、案例背景

      本案例選自人教版高中數(shù)學(xué)必修2第二章2.2.1《直線與平面平行的判定》。高中立體幾何課程歷來(lái)以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和空間想象能力為主要目標(biāo)?!缎抡n程標(biāo)準(zhǔn)》要求“認(rèn)識(shí)空間圖形,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的幾何直覺(jué),運(yùn)用圖形語(yǔ)言進(jìn)行交流的能力,空間想象能力與一定的推理論證能力”。

      二、案例過(guò)程

      老師:我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)點(diǎn),線,面的位置關(guān)系,今天探究如何判定直線與平面平行的。給兩分鐘時(shí)間,請(qǐng)思考以下問(wèn)題:

      1、生活中,哪些現(xiàn)象給我們以直線與平面平行的形象呢?

      2、我們應(yīng)該如何判定直線與平面平行關(guān)系呢?你有哪些解決方案?

      3、在直線與平面平行的過(guò)程中,蘊(yùn)含著怎樣的思想方法呢?

      學(xué)生靜靜思考,并做記錄;教師巡視、觀察。

      學(xué)生1:教室看成長(zhǎng)方體模型,棱和對(duì)面平行,因?yàn)椤庇X(jué)告訴我平行。

      其他學(xué)生竊竊私語(yǔ)。

      學(xué)生2站起來(lái)說(shuō):我認(rèn)為他說(shuō)的很荒謬,因?yàn)橹庇X(jué)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模3?huì)出差錯(cuò)。但是我也卻無(wú)法反駁他所說(shuō)的實(shí)例……我感覺(jué)我翻開(kāi)課本的時(shí)候,書(shū)的邊沿和桌面也是平行的,因?yàn)榘褧?shū)的邊沿可以放回桌面。

      學(xué)生3:我感覺(jué)教室打開(kāi)的門(mén)邊沿和門(mén)框所在面平行,并且無(wú)論門(mén)在什么位置,都和門(mén)框所在平面平行,但是我不知道為什么?

      其他學(xué)生發(fā)出驚嘆聲音,不由自主看向門(mén),主動(dòng)翻翻課本,體驗(yàn)直線和平面平行。

      老師評(píng)價(jià):我也很同意大家所舉實(shí)例。

      學(xué)生1說(shuō):“直覺(jué)”,在數(shù)學(xué)史上不正是有很多大膽的猜測(cè),直覺(jué),才引領(lǐng)我們一步步走向真理嗎?學(xué)生2說(shuō)他的原因是“書(shū)可以放回桌面”,這也給我們提供一個(gè)思路;學(xué)生3的觀點(diǎn)是“門(mén)無(wú)論在什么位置”,這也給我們提供一種新的方案。

      老師:那么我們判定直線與平面平行的方法有哪些方案呢?

      (學(xué)生小組討論,并做記錄;老師不時(shí)指導(dǎo),巡邏)十分鐘后,小組展示:

      小組1(展臺(tái)呈現(xiàn)記錄,并口述):直線 與平面 平行的定義是直線 和平面 沒(méi)有公共點(diǎn),定義一般是雙向互推的,可用符號(hào)表示為 ,由此定義可以得到直線 和平面? 平行的基本判定。

      小組4(展臺(tái)呈現(xiàn)記錄,并口述):線在面內(nèi)的判定轉(zhuǎn)化為點(diǎn)在面內(nèi)的判定,即? ,從而轉(zhuǎn)化為點(diǎn)和面的問(wèn)題,類(lèi)比公理1,我們將判定直線與平面平行問(wèn)題,轉(zhuǎn)化為點(diǎn)與平面問(wèn)題,或者直線與平面內(nèi)直線平行問(wèn)題。

      小組5(展臺(tái)呈現(xiàn)記錄,并口述):異面直線所成的角的確定,我們是通過(guò)將兩條異面直線平移至共面來(lái)解決的,即把空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面圖形問(wèn)題。

      小組6(口述):小組5的方案提醒我,只要說(shuō)明直線和平面夾角是0,也可以判定直線和平面平行。

      老師評(píng)價(jià):想不到同學(xué)們能有這么多的想法,值得鼓勵(lì),為優(yōu)秀的自己鼓掌。

      老師:那么接下來(lái),實(shí)際操作以上方案,是否可行?先論證小組1的方案,即“已知直線 與平面 無(wú)公共點(diǎn),證明:直線 與平面 平行”。

      學(xué)生:顯然是可以證明的,但是已知條件太苛刻了,平面是無(wú)線延伸的,直線是無(wú)線延伸的,很難說(shuō)明“無(wú)公共點(diǎn)”。理論正確,但是不好操作。

      老師:確實(shí)是這樣的,操作性不強(qiáng),卻理論上可以說(shuō)明直線和平面平行。(老師在副黑板上書(shū)寫(xiě)該證明方法)

      老師:小組5的方案,即“已知直線 與平面 夾角0,證明:直線 與平面 平行”。那么如何求直線與平面的夾角?

      學(xué)生:直線與平面的夾角計(jì)算量大,不簡(jiǎn)便,并且不利于實(shí)際生活中應(yīng)用。

      老師在副黑板寫(xiě)下該證明方法。

      老師:小組4的方案,即“已知點(diǎn)A在平面 外,點(diǎn)A在直線 上,求證:直線 與平面 平行”。

      學(xué)生4(用筆實(shí)踐,讓其他學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)):這是錯(cuò)誤結(jié)論。

      小組4補(bǔ)充:“已知點(diǎn)A,B在平面 外,點(diǎn)A,B在直線 上,求證:直線 與平面平行”。

      學(xué)生4再次用筆實(shí)踐,讓其他同學(xué)觀看,強(qiáng)有力的說(shuō)明該結(jié)論的錯(cuò)誤性。

      小組4不肯放棄自己的方案被推翻,再次補(bǔ)充:“已知直線 在平面 內(nèi),直線 與直線 平行,求證:直線 與平面 平行”。

      學(xué)生4靜靜思考……

      學(xué)生2:對(duì)啊,翻書(shū)的過(guò)程,書(shū)的邊沿,桌面和書(shū)的交線平行,所以書(shū)的邊沿和整個(gè)桌面是平行的,類(lèi)似的開(kāi)門(mén)也是這個(gè)道理啊。

      其他學(xué)生也紛紛表示贊同。

      老師:同學(xué)們的討論很激烈。那么,平面內(nèi)的直線,是任意一條?無(wú)數(shù)條?還是兩條?還是一條就可以?針對(duì)以上情況,請(qǐng)說(shuō)明你的理由或者舉出反例反駁。

      學(xué)生思考,全班陷入沉寂。

      這時(shí)老師緊抓“條數(shù)”問(wèn)題展開(kāi)探究。

      老師:由上面的圖形分析,不必證明任意一條,無(wú)數(shù)條,只需要證明平面內(nèi)的一條直線與另一直線平行即可。

      老師在副黑板上繼續(xù)寫(xiě)出此定理,口述:“若一條直線與平面的一條直線平行,則該直線與此平面平行”。

      老師繼續(xù)提問(wèn):同學(xué)們,上面命題有什么補(bǔ)充嗎?請(qǐng)實(shí)際操作說(shuō)明。

      學(xué)生很快尋找出漏洞,老師補(bǔ)充完整,并在主黑板上書(shū)寫(xiě)“直線與平面平行的判定”,即:若平面外的一條直線與平面內(nèi)的一條直線平行,則該直線與平面平行。

      作用:判定或證明線面平行。

      關(guān)鍵點(diǎn):在平面內(nèi)找(或作)出一條直線與平面外的直線平行。

      思想:空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題。

      老師繼續(xù)追問(wèn):如圖,平面 外的直線 平行于平面 內(nèi)的直線 ,則這兩條直線共面嗎?直線 與平面 可能相交嗎?

      學(xué)生反映很靈敏,能夠準(zhǔn)確說(shuō)出答案。

      老師:請(qǐng)思考如何具體尋找出平面內(nèi)的直線呢?現(xiàn)在立體幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化成平面問(wèn)題,結(jié)合初中所學(xué)知識(shí)和你的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn),尋找直線與直線平行的判定,總結(jié)記錄下來(lái)。

      學(xué)生小組討論,展臺(tái)展示,并舉例。

      接下來(lái),老師設(shè)計(jì)兩個(gè)例題,意在:1、幫助學(xué)生準(zhǔn)確理解并牢記線面平行的判定定理,緊抓條件和結(jié)論,著重注意其中的關(guān)鍵詞;2、幫助學(xué)生總結(jié)解題技巧,平行四邊形和中位線是判定線線平行的有效工具,強(qiáng)調(diào)學(xué)生總結(jié)線線平行的判定。

      例1:判斷下列命題的真假?說(shuō)明理由:

      ①如果一條直線不在平面內(nèi),則這條直線就與平面平行()

      ②過(guò)直線外一點(diǎn)可以作無(wú)數(shù)個(gè)平面與這條直線平行()

      ③一直線上有二個(gè)點(diǎn)到平面的距離相等,則這條直線與平面平行()

      例2:(見(jiàn)課本60頁(yè)已知空間四邊形ABCD中,E、F分別是AB、AD的中點(diǎn),

      求證:EF || 平面BCD

      練習(xí):如圖,在正方體ABCD—A1B1C1D1中,E、F分別是棱BC與C1D1中點(diǎn),求證:EF||平面BD1B1

      老師:請(qǐng)回憶本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容,回顧探索直線與平面平行的判定過(guò)程,總結(jié)判定直線與平面平行的方法,歸納判定線線平行的技巧。

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