《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·數(shù)學(xué)2》第三章“直線與方程”簡

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  在平面幾何和立體幾何里,我們直接依據(jù)幾何圖形中點(diǎn)、直線、平面的關(guān)系研究幾何圖形的性質(zhì),F(xiàn)在采用另外一種研究方法:坐標(biāo)法。坐標(biāo)法是在坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上,把幾何問題轉(zhuǎn)化成代數(shù)問題,通過代數(shù)運(yùn)算研究幾何圖形性質(zhì)的方法。它是解析幾何中最基本的研究方法。

  解析幾何是17世紀(jì)法國數(shù)學(xué)家笛卡兒和費(fèi)馬創(chuàng)立的。解析幾何的創(chuàng)立是數(shù)學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑,數(shù)學(xué)從此由常量數(shù)學(xué)進(jìn)入變量數(shù)學(xué)時(shí)期。解析幾何由此成為近代數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)之一。

  一、內(nèi)容與課程學(xué)習(xí)目標(biāo)

  本章我們在直角坐標(biāo)系中,建立直線的方程,并通過方程研究直線的有關(guān)性質(zhì),如平行、垂直、兩條直線的交點(diǎn)、點(diǎn)到直線的距離等。通過本章學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)當(dāng)達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)是:

  1.在平面直角坐標(biāo)系中,結(jié)合具體圖形,探索確定直線位置的幾何要素。

  2.理解直線的傾斜角和斜率的概念,經(jīng)歷用代數(shù)方法刻畫直線斜率的過程,掌握過兩點(diǎn)的直線斜率的計(jì)算公式。

  3.能根據(jù)斜率判定兩條直線平行或垂直。

  4.根據(jù)確定直線位置的幾何要素,探索并掌握直線方程的幾種形式(點(diǎn)斜式、兩點(diǎn)式及一般式),體會斜截式與一次函數(shù)的關(guān)系。

  5.能用解方程組的方法求兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)。

  6.探索并掌握兩點(diǎn)間的距離公式、點(diǎn)到直線的距離公式,會求兩條平行直線間的距離。

  二、內(nèi)容安排

  本章共分三節(jié),大約需要9課時(shí)。具體課時(shí)分配如下(僅供參考):

  3.1  直線的傾斜角與斜率                              約2課時(shí)

  3.2  直線的方程                                      約3課時(shí)

  3.3  直線的交點(diǎn)坐標(biāo)與距離公式                        約3課時(shí)

  小 結(jié)                                                 約1課時(shí)

  本章知識結(jié)構(gòu)如下:

  從幾何直觀到代數(shù)表示

  (建立直線的方程)
  

  從代數(shù)表示到幾何直觀

 。ㄍㄟ^方程研究幾何性質(zhì)和度量)
  
  

  1.“直線的傾斜角與斜率”首先探索平面直角坐標(biāo)系中確定直線位置的幾何要素--點(diǎn)和傾斜角。給出斜率的概念,并用代數(shù)方法表示它,導(dǎo)出用兩點(diǎn)坐標(biāo)表示斜率的公式,并根據(jù)直線的斜率判斷兩條直線平行與垂直。

  2.“直線的方程” 首先在直角坐標(biāo)系中建立直線的方程,然后介紹直線方程的點(diǎn)斜式、兩點(diǎn)式、一般式,最后得出結(jié)論:在平面直角坐標(biāo)系中,一切直線的方程都是二元一次方程,二元一次方程表示直線。

  3.“直線的交點(diǎn)坐標(biāo)與距離公式” 通過直線的方程研究兩條直線的交點(diǎn),并由此判斷兩條直線的位置關(guān)系:相交、平行及重合。通過點(diǎn)的坐標(biāo)和直線的方程,導(dǎo)出兩點(diǎn)間的距離、點(diǎn)到直線的距離以及兩平行線間的距離。

  4.“探究與發(fā)現(xiàn) 魔術(shù)師的地毯”是一個(gè)非常有趣的素材,主要是讓學(xué)生運(yùn)用直線斜率的知識,看兩條直線是否共線,進(jìn)而探究0.01m2的地毯到什么地方去了?

  三、編寫中考慮的幾個(gè)問題

  1.貫穿“坐標(biāo)法”的思想,突出解析幾何解決問題的“三部曲”

  本章注意突出解析幾何的基本思想“坐標(biāo)法”:用方程表示直線,運(yùn)用方程研究直線的位置關(guān)系:平行、垂直,以及兩條直線的交點(diǎn)、點(diǎn)到直線的距離、兩條平行直線之間的距離。幾何問題代數(shù)化,用數(shù)量關(guān)系表示空間形式、位置關(guān)系等等。結(jié)合大量的例題,突出用坐標(biāo)方法解決幾何問題的“三部曲”:

  第一步:建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,用坐標(biāo)和方程表示問題中涉及的幾何元素,將平面幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題;

  第二步:通過代數(shù)運(yùn)算,解決代數(shù)問題;

  第三步:把代數(shù)運(yùn)算結(jié)果“翻譯”成幾何結(jié)論。

  2.從一個(gè)或幾個(gè)數(shù)學(xué)問題展開知識內(nèi)容

  問題是數(shù)學(xué)的心臟。引入知識內(nèi)容時(shí),常設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)問題,創(chuàng)設(shè)一種情境,一方面引起學(xué)生的興趣,另一方面引起學(xué)生解決問題的求知欲望。

  比如“3. 1.1 傾斜角與斜率”,提出了幾個(gè)思考題:

  思考:對于平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的一條直線l,它的位置關(guān)系由那些條件確定呢?

  思考:日常生活中,還有沒有表示傾斜程度的量?

  3.關(guān)注結(jié)論形成的過程,通過思考、探究,得出結(jié)論

  本章在編寫時(shí)注意呈現(xiàn)方式,不直接給出結(jié)論,讓學(xué)生證明。而是把結(jié)論放在學(xué)生經(jīng)過一系列數(shù)學(xué)活動之后,通過思考、探究,得出結(jié)論。比如,用“坐標(biāo)法”解決問題的“三部曲”就是通過解決一系列問題后得出。在例題的呈現(xiàn)時(shí),增加了分析的過程,重點(diǎn)分析解題的思路。

  4.充分利用教科書邊空,提出具有一定思考價(jià)值的問題,強(qiáng)調(diào)重要的數(shù)學(xué)思想方法

  利用教科書邊空不失時(shí)機(jī)地提出一些具有一定思考價(jià)值的問題,例如,“3. 2.1 直線的點(diǎn)斜式方程” 中的邊空“截距是距離嗎?” “3. 2.3 直線的一般式方程”中邊空“分類討論時(shí),常按 和分類,這樣可以做到不重不漏。”等等。

  四、對教學(xué)的幾個(gè)建議

  1.注意把握教學(xué)要求

  教學(xué)中,注意控制教學(xué)的難度,避免進(jìn)行綜合性強(qiáng)、難度較大的數(shù)學(xué)題的訓(xùn)練,避免在解題技巧上做文章。比如,義務(wù)教育階段“空間與圖形”部分涉及的許多結(jié)論都可以用坐標(biāo)法來加以證明,而義務(wù)教育階段的教學(xué)要求已經(jīng)有所改變。因此,用坐標(biāo)法證明平面幾何題要求不宜過高,適可而止。

  傳統(tǒng)的解析幾何內(nèi)容安排在三角函數(shù)后面,而現(xiàn)在安排在三角函數(shù)之前。當(dāng)用到相關(guān)三角函數(shù)時(shí),只在邊空給出提示,讓學(xué)生作為結(jié)論直接使用,不給出證明。例如,, 。這些結(jié)論放在數(shù)學(xué)4時(shí)補(bǔ)證。

  2.關(guān)注重要數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)

  重要的數(shù)學(xué)思想方法不怕重復(fù)。《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》要求“坐標(biāo)法”應(yīng)貫穿平面解析幾何教學(xué)的始終,幫助學(xué)生不斷地體會“數(shù)形結(jié)合”的思想方法。在教學(xué)中應(yīng)自始至終強(qiáng)化這一思想方法,這是解析幾何的特點(diǎn)。教學(xué)中注意“數(shù)”與“形”的結(jié)合,在通過代數(shù)方法研究幾何對象的位置關(guān)系以后,還可以畫出其圖形,驗(yàn)證代數(shù)結(jié)果;同時(shí),通過觀察幾何圖形得到的數(shù)學(xué)結(jié)論,對結(jié)論進(jìn)行代數(shù)證明,即用解析方法解決某些代數(shù)問題,不應(yīng)割斷它們之間的聯(lián)系,只強(qiáng)調(diào)“形”到“數(shù)”的方面。而忽視“數(shù)”到“形”的方面。

  3.關(guān)注學(xué)生的動手操作和主動參與

  學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變是課程改革的重要目標(biāo)之一。教學(xué)中,注意提供充分的數(shù)學(xué)活動和交流的機(jī)會,引導(dǎo)他們在自主探索的過程中獲得知識、增強(qiáng)技能、掌握基本的數(shù)學(xué)思想方法。 “觀察”、“思考”、“探究”等欄目設(shè)置目的之一就是讓學(xué)生參與到數(shù)學(xué)活動中來。

  4.關(guān)注信息技術(shù)的應(yīng)用

  平面解析幾何是一門典型的數(shù)與形結(jié)合的學(xué)科,信息技術(shù)在加強(qiáng)幾何直觀,促使數(shù)與形結(jié)合方面有著特殊的作用。借助信息技術(shù),可以形象、直觀地幫助學(xué)生認(rèn)識所研究的直線。在動態(tài)演示中,觀察直線的性質(zhì),在直觀了解的基礎(chǔ)上,尋求形成這些性質(zhì)的原因以及代數(shù)表示。通過對方程的研究,了解直線與直線的關(guān)系時(shí),運(yùn)用信息技術(shù),可以進(jìn)一步驗(yàn)證得到的結(jié)果,為抽象的認(rèn)識增添形象的支持。


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