導(dǎo)數(shù)的概念

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
2.2.1 導(dǎo)數(shù)的概念

一、過程:
環(huán)節(jié)

內(nèi) 容

師生活動

設(shè)計意圖


復(fù)

習(xí)












【回顧1】

當(dāng)運(yùn)動員從10米高臺跳水時,從騰空到進(jìn)入水面的過程中,不同時刻的速度是不同的.假設(shè)t秒后運(yùn)動員相對地面的高度為: ,問在2秒時運(yùn)動員的瞬時速度為多少?

【回顧2】

已知曲線C是函數(shù) 的圖象,求曲線上點(diǎn)P 處的切線斜率.

【思考】對瞬時速度和切線的斜率兩個具體問題,解決方法上有什么共同之處?
學(xué)生相互交流探討瞬時速度和切線的斜率兩個具體問題,解決方法上有什么共同之處.
針對新概念創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的學(xué)生熟悉的問題情境,讓學(xué)生從概念的現(xiàn)實(shí)原型,體驗、感受直觀背景和概念間的關(guān)系,為學(xué)生主動建構(gòu)新知提供自然的生長點(diǎn).











①歸納共性 揭示本質(zhì)

研究

對象

求解問題

求解方法

本質(zhì)

思想

具體例子

物體運(yùn)動規(guī)律

H=h(t)

物體在 時

的瞬時速度

求時間

增量

求位移

增量

求平均

速度

求瞬時速度

平均速度

的極限

極限

思想

曲線

y=f(x)

曲線上P

點(diǎn)處切線的斜率

求橫坐標(biāo)

增量

求縱坐標(biāo)

增量

求割線的

斜率

求切線的斜率

割線斜率

的極限

極限

思想

一般情形

函數(shù)

y=f(x)

函數(shù)在

處的變化率

?



?

?

?



【師生活動】將學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組,以表格為載體為師生、生生互動搭起積極交流的探究平臺.教師巡視,鼓勵學(xué)生參與,對個別學(xué)有困難的小組加以指導(dǎo).探究后,共同歸納得出:兩個問題的解決在方法、本質(zhì)、思想上都有相同之處.一個是“位移改變量與時間改變量之比”的極限,一個是“縱坐標(biāo)改變量與橫坐標(biāo)改變量之比”的極限.如果舍去它們的具體含義,都可以概括為求平均變化率的極限.

【設(shè)計意圖】給學(xué)生創(chuàng)設(shè)探究的平臺,分析瞬時速度和切線的斜率兩個具體問題,討論解決這兩個問題的方法、本質(zhì)、思想上有什么共同之處,引導(dǎo)學(xué)生分析、觀察、歸納,打通揭示事物本質(zhì)的思維通道.

教學(xué)環(huán)節(jié)

內(nèi) 容

師生活動

設(shè)計意圖











②類比遷移 形成概念

【思考】考慮求一般函數(shù)y=f(x) 在點(diǎn) 到 + 之間的平均變化率的極限問題,也就是怎樣計算函數(shù)在點(diǎn) 處的變化率?

引出導(dǎo)數(shù)定義后,回歸問題情景,反思概念的“原型”解釋“切線的斜率”、“物體的瞬時速度”的本質(zhì).
引導(dǎo)學(xué)生利用求瞬時速度的方法和思想類比探究,猜想得出函數(shù)在點(diǎn) 處的變化率

= ,并對猜想的合理性進(jìn)行分析后,引出

定義1:(函數(shù)在一點(diǎn)處可導(dǎo)及其導(dǎo)數(shù))

用具體到抽象,特殊到一般的思維方式,利用瞬時速度進(jìn)行類比遷移,自然引出函數(shù)在一點(diǎn)處可導(dǎo)和導(dǎo)數(shù)的概念.

由具體到抽象再回到具體的過程,感知上升到了理性,強(qiáng)化了對概念的理解.









③剖析概念 加深理解

【探討1】 怎樣判斷函數(shù)在一點(diǎn)是否可導(dǎo)?



判斷函數(shù) 在點(diǎn) 處是否可導(dǎo)

轉(zhuǎn)化

判斷極限 是否存在

【探討2】導(dǎo)數(shù)是什么?

描述角度

本 質(zhì)

文字語言

瞬時變化率

符號語言

圖形語言

(切線斜率)

組織學(xué)生閱讀“導(dǎo)數(shù)”定義,抓住定義中的關(guān)鍵詞“可導(dǎo)”與“導(dǎo)數(shù)”交流探討,然后通過師生互動挖掘這些概念之間的深層含義.

分析導(dǎo)數(shù)的本質(zhì)后,同時簡單提及導(dǎo)數(shù)產(chǎn)生的時代背景.
引導(dǎo)學(xué)生以數(shù)學(xué)語言(文字語言、符號語言 、圖形語言)的理解、把握、運(yùn)用為切入點(diǎn)去揭示概念的內(nèi)涵與外延,提高學(xué)生數(shù)學(xué)閱讀和自主學(xué)習(xí)的能力.
讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)文化的熏陶,了解導(dǎo)數(shù)的文化價值、科學(xué)價值和應(yīng)用價值.
教學(xué)環(huán) 節(jié)

內(nèi) 容

師生活動

設(shè)計意圖









【探討3】求導(dǎo)數(shù)的方法是什么?


【例1】求函數(shù)y=x2在點(diǎn) 處的導(dǎo)數(shù).


讓學(xué)生類比瞬時速度的問題,根據(jù)導(dǎo)數(shù)定義歸納出求函數(shù) 在點(diǎn) 處導(dǎo)數(shù)的方法步驟:

(1)求函數(shù)的增量;

(2)求平均變化率;

(3)取極限,得導(dǎo)數(shù).


學(xué)生動手解答,老師強(qiáng)調(diào)符號語言的規(guī)范使用,對諸如 忘寫括號的現(xiàn)象加以糾正.
用定義法求導(dǎo)數(shù)是本課的重點(diǎn)之一.有了可導(dǎo)這個邏輯基礎(chǔ),導(dǎo)數(shù)成為可導(dǎo)的自然結(jié)果,求導(dǎo)數(shù)的方法則是對導(dǎo)數(shù)概念的理解與應(yīng)用.讓學(xué)生積極主動參與,進(jìn)行有意義的建構(gòu),有利于重點(diǎn)知識的掌握.

本題是教材上的一道例題.在學(xué)生建立起導(dǎo)數(shù)概念,明確用定義求導(dǎo)數(shù)的方法之后,進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練, 滲透算法思想,加深對導(dǎo)數(shù)概念的理解,強(qiáng)化對重點(diǎn)知識的鞏固.









發(fā)






利用例1繼續(xù)設(shè)問,函數(shù)在 處可導(dǎo),那么 , , 這些點(diǎn)也可導(dǎo)嗎?從而引申拓展出定義2:(函數(shù)在開區(qū)間 內(nèi)可導(dǎo))

【探討1】函數(shù)在開區(qū)間內(nèi)可導(dǎo),那么對于每一個確定的值,都有唯一確定的導(dǎo)數(shù)值與之相對應(yīng),這樣在開區(qū)間內(nèi)存在一個映射嗎?
【探討2】存在的這個映射是否構(gòu)成一個新的函數(shù)呢?若能,新函數(shù)的定義域和對應(yīng)法則分別是什么呢?



師生互動,共同探討歸納函數(shù)在開區(qū)間 的每一點(diǎn)可導(dǎo),每一點(diǎn)就有確定的唯一的導(dǎo)數(shù).這樣在開區(qū)間 內(nèi)構(gòu)成一個特殊的映射,這里的映射是數(shù)集到數(shù)集的映射,就是函數(shù),我們把這個新函數(shù)叫做 在開區(qū)間 內(nèi)的導(dǎo)函數(shù)。它的定義域是

通過層層展開的探討,激活學(xué)生知識思維的“最近發(fā)展區(qū)”,引導(dǎo)學(xué)生主動將新問題與原認(rèn)知結(jié)構(gòu)中函數(shù)的相關(guān)知識相聯(lián)系,自然引入導(dǎo)函數(shù)概念,從而完成從函數(shù)在一點(diǎn)可導(dǎo) 函數(shù)在開區(qū)間內(nèi)可導(dǎo) 函數(shù)在開區(qū)間內(nèi)的導(dǎo)函數(shù)的兩次拓展.

教學(xué)環(huán) 節(jié)

內(nèi) 容

師生活動

設(shè)計意圖





發(fā)




【探討3】怎樣求新函數(shù)的解析式?

探討后引出定義3:(函數(shù) 在開區(qū)間 內(nèi)的導(dǎo)函數(shù))

【例2】已知y= ,求(1)y′;(2)y′x=2.

開區(qū)間 ,對應(yīng)法則是對開區(qū)間內(nèi)每一點(diǎn)求導(dǎo).運(yùn)用函數(shù)思想,只要把求一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù) 替換成 ,就可以求出導(dǎo)函數(shù)的解析式.

分學(xué)習(xí)小組讓學(xué)生動腦思考,動手“操作”,相互交流。書面總結(jié)出兩小問的區(qū)別與聯(lián)系,選出代表作品用投影儀全班交流.完善后,屏幕顯示形成共識:

【區(qū)別】(1)函數(shù) 在點(diǎn) 處的導(dǎo)數(shù),是在點(diǎn) 處的變化率,是一個常數(shù);

(2)函數(shù) 的導(dǎo)數(shù)是對開區(qū)間內(nèi)任意點(diǎn) 而言,是 在開區(qū)間內(nèi)任意點(diǎn) 的變化率,是一個函數(shù).

【聯(lián)系】一般而言, 在 處的導(dǎo)數(shù)就是導(dǎo)函數(shù) 在 = 處的函數(shù)值,表示為 ,這也是求 的一種方法.

本例共兩個小問,第(1)小問是教材上的一道例題, 第(2)小問是補(bǔ)充題.兩問都是求導(dǎo)數(shù),但它們有本質(zhì)上的區(qū)別!學(xué)生容易產(chǎn)生混淆.通過此題讓學(xué)生辨清“函數(shù) 在一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)”、“函數(shù) 在開區(qū)間內(nèi)的導(dǎo)數(shù)”與“導(dǎo)數(shù)”三者的關(guān)系.

教學(xué)

環(huán)節(jié)

內(nèi) 容

設(shè)計意圖



習(xí)













練習(xí):

1.已知y=x3-2x+1,求y′,y′x=2.

2.設(shè)函數(shù)f(x)在x0處可導(dǎo),則 等于

A. f′(x0) B.0 C.2 f′(x0) D.-2 f′(x0)

3. 已知一個物體運(yùn)動的位移S(m)與時間t(s)滿足關(guān)系S(t)=-2t2+5t

(1)求物體第5秒和第6秒的瞬時速度;

(2)求物體在t時刻的瞬時速度;

(3)求物體t時刻運(yùn)動的加速度,并判斷物體作什么運(yùn)動?

設(shè)計練習(xí)1,鞏固求導(dǎo)方法; 設(shè)計練習(xí)2,通過適當(dāng)?shù)淖兪接?xùn)練,揭示概念的內(nèi)涵,提高學(xué)生的模式識別的能力,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性和靈活性;設(shè)計練習(xí)3,體驗實(shí)際應(yīng)用,展示概念的外延,讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)來源于生活并應(yīng)用于生活.通過練習(xí),反饋學(xué)生對知識技能的掌握情況,以便及時調(diào)節(jié)教學(xué),更好的達(dá)成教學(xué)目標(biāo).



結(jié)











統(tǒng)



①知識層面 :
②方法層面:用定義求導(dǎo)數(shù)的三個步驟

③思想層面:極限思想、函數(shù)思想、類比思想、轉(zhuǎn)化思想

④應(yīng)用層面:舉出生活中與導(dǎo)數(shù)有關(guān)的實(shí)例(涉及變化率問題的問題可以考慮用導(dǎo)數(shù)解決).

引導(dǎo)學(xué)生從知識、方法、思想和應(yīng)用四個層面進(jìn)行小結(jié),理清知識結(jié)構(gòu),提煉數(shù)學(xué)方法和領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想,培養(yǎng)應(yīng)用意識.







業(yè)









必做題:1.教材 習(xí)題3.1 1、2、3、4、5

2. 已知f(3)=2, 則 的值為( )

(A)0 (B)-4 (C)8 (D)不存在

3.已知曲線C是函數(shù) 的圖象

(1)求點(diǎn)A(1,3)處的切線的斜率

(2)求函數(shù)在x=1處的導(dǎo)數(shù)

選做題: 1.有條件的同學(xué)上網(wǎng)查閱有關(guān)微積分產(chǎn)生的時代背景和歷史意義的資料并交流討論.

2.函數(shù) =x在x=0處是否可導(dǎo)?

3.函數(shù)y=f(x)在x=x0處可導(dǎo)是它在x=x0處連續(xù)的

A.充分不必要條件 B.必要不充分條件

C.充要條 D.既不充分也不必要條件
彈性的分層作業(yè),照顧到各種層次的學(xué)生.補(bǔ)充的必做3,為下節(jié)課研究導(dǎo)數(shù)的幾何意義打下伏筆.可導(dǎo)與連續(xù)的關(guān)系,設(shè)計成選作題,既不影響主體知識建構(gòu),又能使學(xué)有余力的學(xué)生得到進(jìn)一步的發(fā)展.利用網(wǎng)絡(luò),便于學(xué)生開展自主學(xué)習(xí),拓展學(xué)習(xí)方式和平臺.
二、板書設(shè)計(板書附后)
【設(shè)計意圖】本課使用了電腦投影屏幕,黑板上的板書保留勾勒本課知識發(fā)展的主要線索,呈現(xiàn)完整的知識結(jié)構(gòu)體系,用彩色粉筆突出重點(diǎn),強(qiáng)化學(xué)生對新信息的納入,同時對新學(xué)的符號語言的規(guī)范使用進(jìn)行示范.

板書設(shè)計:

辨析: f ′(x0) 與 f ′(x)

課堂小結(jié)

函數(shù)在開區(qū)間內(nèi)的導(dǎo)函數(shù)

導(dǎo)數(shù)

定義1

定義2

定義3

函數(shù)在點(diǎn)x可導(dǎo)及導(dǎo)數(shù)

函數(shù)在開區(qū)間內(nèi)可導(dǎo)

例1.。。。。。。。

電子屏幕

例2.。。。。。。。。。。

課堂練習(xí)

導(dǎo)數(shù)的概念(第三課時)
布置作業(yè)

三、【教學(xué)反思】

一個概念的形成是螺旋式上升的,對新概念的抽象不僅是對結(jié)果的抽象,更是對方法和過程的抽象.本課設(shè)計上,把數(shù)學(xué)知識的“學(xué)術(shù)形態(tài)”轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)課堂的“教學(xué)形態(tài)”,返璞歸真,從兩個反應(yīng)概念現(xiàn)實(shí)原型的具體問題出發(fā),引出函數(shù)在一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)再到開區(qū)間內(nèi)的導(dǎo)函數(shù),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷了一個完整的數(shù)學(xué)概念發(fā)生、發(fā)展的探究過程.提出問題、觀察歸納、概括抽象,拓展概念讓學(xué)生充分經(jīng)歷了具體到抽象,特殊到一般,感性到理性,直觀到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R再發(fā)現(xiàn)過程,教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者、合作者創(chuàng)設(shè)機(jī)會和空間,激活學(xué)生思維的最近發(fā)展區(qū),倡導(dǎo)學(xué)生積極參與,自主探究,發(fā)現(xiàn)知識,培養(yǎng)能力.把可導(dǎo)與連續(xù)的關(guān)系,設(shè)計成彈性化的選作題,既不影響主體知識建構(gòu),又能使學(xué)有余力的學(xué)生得到進(jìn)一步的發(fā)展.以上,體現(xiàn)了以學(xué)生的發(fā)展為本,不是教教材而是用教材教;教學(xué)中不是重結(jié)論,而是重過程和方法;不是采用接受式的學(xué)習(xí)方式,而是采用探究、交流的方式;不是統(tǒng)一要求,而是因材施教尊重個體差異.這樣的設(shè)計符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,促進(jìn)了個性化學(xué)習(xí),更好地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo).

本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoer/59297.html

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