【教案】平面向量的概念 教學(xué)設(shè)計(jì)-2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期數(shù)學(xué)人教A版(2019)必修第二冊(cè)

12/12§6.1平面向量的概念一、內(nèi)容和內(nèi)容解析內(nèi)容：平面向量的概念．內(nèi)容解析：本節(jié)是高中數(shù)學(xué)人教A版必修2第六章第1節(jié)的內(nèi)容．本節(jié)課內(nèi)容包括向量的實(shí)際背景與概念、向量的幾何表示、相等向量與共線向量.本節(jié)從物理學(xué)中的位移、力這些既有大小又有方向的量出發(fā)，抽象出向量的概念，并重點(diǎn)說(shuō)明了向量與數(shù)量的區(qū)別，然后介紹了向量的幾何表示、向量的長(zhǎng)度、零向量、單位向量、平行向量、共線向量、相等向量等基本概念.由于向量所特有的數(shù)形二重性，使它成為中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的一個(gè)交匯點(diǎn)，成為聯(lián)系多項(xiàng)內(nèi)容的媒介，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容中有廣泛的應(yīng)用.本節(jié)課是向量的入門(mén)課，概念較多，但難度不大，學(xué)生可借鑒對(duì)物理學(xué)中的位移、力、速度等的認(rèn)識(shí)來(lái)學(xué)習(xí).二、目標(biāo)和目標(biāo)解析目標(biāo)：（1）了解向量的實(shí)際背景，理解平面向量的概念和向量的幾何表示.（2）掌握向量的模、零向量、單位向量、平行向量、相等向量、共線向量等定義.（3）通過(guò)用向量的語(yǔ)言描述客觀實(shí)際培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng).目標(biāo)解析：（1）通過(guò)對(duì)力、速度、位移等的分析，了解平面向量的實(shí)際背景；初步認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)生活中的向量和數(shù)量的本質(zhì)區(qū)別；通過(guò)類比用帶箭頭的線段表示位移，理解用有向線段表示向量，進(jìn)而理解向量的表示.（2）借助有向線段的長(zhǎng)度和方向，理解向量的模、零向量、單位向量、平行向量、相等向量、共線向量等定義；能弄清平行向量、相等向量、共線向量的關(guān)系.（3）數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)，但數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)需要在每一堂課中尋找機(jī)會(huì)去落實(shí)．通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，教會(huì)學(xué)生用向量語(yǔ)言、方法表述和解決現(xiàn)實(shí)生活、數(shù)學(xué)和物理中的問(wèn)題，培養(yǎng)提升學(xué)生的“直觀想象”和“邏輯推理”等數(shù)學(xué)素養(yǎng).基于上述分析，本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)定為：向量的概念，向量的幾何表示，相等向量和共線向量的概念.三、教學(xué)問(wèn)題診斷分析1．教學(xué)問(wèn)題一：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)數(shù)量，但是形如確定位置的問(wèn)題，只用數(shù)量是無(wú)法滿足需要的，這就使得學(xué)習(xí)新知識(shí)是自然的有必要的，同時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生類比“學(xué)習(xí)數(shù)量的過(guò)程”明確研究向量概念的基本方向，因此，復(fù)習(xí)回顧數(shù)量的相關(guān)知識(shí)是有必要的.2.教學(xué)問(wèn)題二：學(xué)生在物理學(xué)科中已經(jīng)知道重力，彈力，摩擦力，位移，速度等是既有大小又有方向的物理量即矢量，知道借助有向線段來(lái)作力的圖示，經(jīng)歷并了解了實(shí)數(shù)的形成過(guò)程，針對(duì)實(shí)際生活中一些常見(jiàn)的量，能識(shí)別是否具有大小，方向.基于上述情況，本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)定為：向量的概念和共線向量的概念.四、教學(xué)策略分析本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)問(wèn)題為我們選擇教學(xué)策略提供了啟示.為了讓學(xué)生通過(guò)觀察、類比得到平面向量的相關(guān)概念，讓學(xué)生體會(huì)“向量集形與數(shù)于一身”的特征，應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)造積極探究的平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生的思考置疑.通過(guò)直觀形象→具體→抽象→再具體的反復(fù)過(guò)程，正向思考與逆向思考相結(jié)合，使學(xué)生逐步理解概念，克服思維的負(fù)遷移.在教學(xué)設(shè)計(jì)中，采取問(wèn)題引導(dǎo)方式來(lái)組織課堂教學(xué)．問(wèn)題的設(shè)置給學(xué)生留有充分的思考空間，讓學(xué)生圍繞問(wèn)題主線，通過(guò)自主探究達(dá)到突出教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn).在教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生體會(huì)用聯(lián)系的觀點(diǎn)、類比的方法研究向量，通過(guò)類比“數(shù)及其運(yùn)算”而獲得研究的內(nèi)容與方法的啟發(fā),再一次體會(huì)研究一類新的數(shù)學(xué)問(wèn)題的基本思路。因此，本節(jié)課的教學(xué)是實(shí)施數(shù)學(xué)具體內(nèi)容的教學(xué)與核心素養(yǎng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合的嘗試.五、教學(xué)過(guò)程與設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)問(wèn)題或任務(wù)師生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情境引入新知[問(wèn)題1]南轅北轍——戰(zhàn)國(guó)時(shí)，有個(gè)北方人要到南方的楚國(guó)去.他從太行山腳下出發(fā)，乘著馬車一直往北走去.有人提醒他：“到楚國(guó)應(yīng)該朝南走，你怎能往北呢?”他卻說(shuō)：“不要緊，我有一匹好馬！”他能如愿到達(dá)楚國(guó)嗎？[問(wèn)題2]老鼠以10m/s的速度向東跑，貓以50m/s的速度向西追，貓能否追上老鼠？[問(wèn)題3]質(zhì)量、力、速度這三個(gè)物理量有什么區(qū)別？教師1：提出問(wèn)題1.學(xué)生1：不能．教師2：產(chǎn)生這個(gè)結(jié)果的原因是？學(xué)生2：方向錯(cuò)誤．教師3：提出問(wèn)題2.學(xué)生3：不能.教師4：提出問(wèn)題3.學(xué)生4：質(zhì)量只有大小；力、速度既有大小，又有方向.問(wèn)題引入:提出問(wèn)題．設(shè)置實(shí)際的生活情境，從學(xué)生熟悉的經(jīng)驗(yàn)和問(wèn)題開(kāi)始，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，同時(shí)為學(xué)習(xí)向量的概念做好鋪墊.探索新知形成概念（一）向量的實(shí)際背景與概念[問(wèn)題4]在物理中，位移與路程是同一個(gè)概念嗎？為什么？【練習(xí)】下列量不是向量的是（）（1）質(zhì)量（2）速度（3）位移（4）力（5）加速度（6）面積（7）年齡（8）身高（二）向量的幾何表示[問(wèn)題5]一條有向線段由哪幾個(gè)基本要素所確定？[問(wèn)題6]向量與有向線段有什么區(qū)別？（三）向量的相關(guān)概念[問(wèn)題7]向量的?？梢詾?嗎？可以為1嗎？可以為負(fù)數(shù)嗎？[問(wèn)題8]零向量的方向是什么？?jī)蓚€(gè)單位向量的方向相同嗎？[問(wèn)題9]向量由其模和方向所確定.對(duì)于兩個(gè)向量,就其模等與不等,方向同與不同而言,有哪幾種可能情形?【練習(xí)】判斷：1.如果|eq\o(AB,\s\up6(→))|>|eq\o(CD,\s\up6(→))|，那么eq\o(AB,\s\up6(→))>eq\o(CD,\s\up6(→)).()2.若都是單位向量，則.()3.若，且與的起點(diǎn)相同，則終點(diǎn)也相同.()4.零向量的大小為0，沒(méi)有方向.()（四）相等向量與共線向量[問(wèn)題10]向量由其模和方向所確定.對(duì)于兩個(gè)向量，就其模等與不等，方向同與不同而言，有哪幾種可能情形？[問(wèn)題11]若平行向量有相同的起點(diǎn)，那么它們是否一定有相同的終點(diǎn)？[問(wèn)題12]不相等的兩個(gè)向量可能平行嗎？[問(wèn)題13]如果兩個(gè)向量所在的直線互相平行,那么這兩個(gè)向量的方向有什么關(guān)系?【練習(xí)】判斷(1)平行向量方向一定相同.()(2)不相等向量一定不平行.()(3)與零向量相等的向量是零向量.()(4)若兩向量平行,則這兩向量的方向相同或相反.()(5)若兩個(gè)向量共線，則其方向必定相同或相反．()教師5：提出問(wèn)題4．學(xué)生5：不是，位移既有大小，又有方向，路程只有大小.教師6：提出定義：向量與數(shù)量的定義：既有大小，又有方向的量叫做向量(物理學(xué)中稱為矢量);只有大小，沒(méi)有方向的量叫做數(shù)量(物理學(xué)中稱為標(biāo)量).注意：數(shù)量只有大小，是一個(gè)代數(shù)量，可以進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算、能比較大小；向量具有大小和方向這雙重要素，由于方向不能比較大小，故向量不能比較大小.教師7：完成練習(xí)題.學(xué)生6：（1）（6）（7）（8）教師8：（1）明確有向線段的概念：1.有向線段：具有方向的線段叫做有向線段.以A為起點(diǎn)、B為終點(diǎn)的有向線段記作eq\o(AB,\s\up6(→))，線段AB的長(zhǎng)度叫做有向線段eq\o(AB,\s\up6(→))的長(zhǎng)度記作|eq\o(AB,\s\up6(→))|（2）提出問(wèn)題5.學(xué)生7：起點(diǎn)、方向、長(zhǎng)度.教師9：（1）明確向量的表示：2.向量的表示：(1)幾何表示：向量可以用有向線段表示，有向線段的長(zhǎng)度表示向量的大小，有向線段的方向表示向量的方向.A(起點(diǎn)A(起點(diǎn))B（終點(diǎn)）(2)字母表示：向量可以用字母a，b，c，…表示(印刷用黑體a，b，c，書(shū)寫(xiě)時(shí)用).（2）提出問(wèn)題6.學(xué)生8：向量只有大小和方向兩個(gè)要素，與起點(diǎn)無(wú)關(guān)，只要大小相等和方向相同，則這兩個(gè)向量就是相同的向量.有向線段有起點(diǎn)、方向與長(zhǎng)度三個(gè)要素，若起點(diǎn)不同，盡管方向與長(zhǎng)度相同，也是不同的有向線段.教師10：（1）明確向量的模：1.向量的模向量的大小，就是向量的長(zhǎng)度（或模），記作或記作.（2）提出問(wèn)題7.學(xué)生9：可以為0,1，不能為負(fù)數(shù)。教師11：（1）明確零向量、單位向量：2.零向量：長(zhǎng)度為0的向量，記作.3.單位向量：長(zhǎng)度等于1個(gè)單位的向量.（2）提出問(wèn)題8.學(xué)生10：零向量的方向是任意的．兩個(gè)單位向量的方向不一定相同.教師12：提出問(wèn)題9.學(xué)生11：有四種情形:模相等,方向相同;模相等,方向不相同;模不相等,方向相同;模不相等,方向不相同.教師13：完成練習(xí)學(xué)生12：（1）×，（2）×，（3）√，（4）×．教師14：提出問(wèn)題10.學(xué)生13：模相等，方向相同；模相等，方向不相同；模不相等，方向相同；模不相等，方向不相同；教師15：（1）明確平行向量、相等向量、共線向量的概念：1.平行向量：方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.記法：向量與平行，記作.規(guī)定：零向量與任意向量平行.2.相等向量：長(zhǎng)度相等且方向相同的向量叫做相等向量.3.共線向量：由于任一組平行向量都可以平移到同一直線上，所以平行向量也叫做共線向量.（2）提出問(wèn)題11.學(xué)生14：不一定，只有當(dāng)兩個(gè)平行向量相等時(shí)，它們才有相同的終點(diǎn).教師16：提出問(wèn)題12.學(xué)生15：可能.事實(shí)上，考慮到零向量的特殊性，向量平行有如下三種情況：(1)兩個(gè)向量中，有一個(gè)為零向量，另一個(gè)為非零向量；(2)兩個(gè)向量均為非零向量，方向相同，但模不相等；(3)兩個(gè)向量均為非零向量，方向相反，模相等或不相等皆可.教師17：提出問(wèn)題13.學(xué)生16：方向相同或相反.教師18：完成練習(xí)學(xué)生17：(1)×(2)×(3)√(4)√（5）×借助熟悉的物理背景，通過(guò)相關(guān)量的對(duì)比研究，讓學(xué)生深刻理解“向量既有大小，又有方向”的特征.學(xué)習(xí)有向線段的含義，明確如何用有向線段表示向量，同時(shí)理解好“有向線段與向量的區(qū)別”，進(jìn)一步明確“向量與起點(diǎn)無(wú)關(guān)”.在學(xué)習(xí)向量的表示之后，借助有向線段，進(jìn)一步學(xué)習(xí)“向量的模、零向量、單位向量”等相關(guān)概念.通過(guò)探究讓學(xué)生理解平面向量的概念、平行向量、相等向量的概念，培養(yǎng)數(shù)學(xué)抽象的核心素養(yǎng).典例探究落實(shí)鞏固1.平面向量的相關(guān)概念例1.給出下列命題：①若eq\o(AB,\s\up6(→))＝eq\o(DC,\s\up6(→))，則A，B，C，D四點(diǎn)是平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)；②在中，一定有eq\o(AB,\s\up6(→))＝eq\o(DC,\s\up6(→))；③若，，則.其中所有正確命題的序號(hào)為_(kāi)_______．2.平面向量的表示例2.在如圖所示的坐標(biāo)紙上(每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)均為1)，用直尺和圓規(guī)畫(huà)出下列向量．(1)eq\o(OA,\s\up6(→))，使|eq\o(OA,\s\up6(→))|＝4eq\r(2)，點(diǎn)A在點(diǎn)O北偏東45°方向；(2)eq\o(AB,\s\up6(→))，使|eq\o(AB,\s\up6(→))|＝4，點(diǎn)B在點(diǎn)A正東方向；(3)eq\o(BC,\s\up6(→))，使|eq\o(BC,\s\up6(→))|＝6，點(diǎn)C在點(diǎn)B北偏東30°方向．3.相等向量與共線向量例3.如圖，四邊形為邊長(zhǎng)為3的正方形，把各邊三等分后，共有16個(gè)交點(diǎn)，從中選取兩個(gè)交點(diǎn)作為向量，則與平行且長(zhǎng)度為的向量個(gè)數(shù)有________個(gè)．教師19：例題1中，正確的命題有哪些？學(xué)生18：②③．教師20：能否分析一下各個(gè)命題？學(xué)生19：eq\o(AB,\s\up6(→))＝eq\o(DC,\s\up6(→))，A，B，C，D四點(diǎn)可能在同一條直線上，故①不正確；在中，|eq\o(AB,\s\up6(→))|＝|eq\o(DC,\s\up6(→))|，eq\o(AB,\s\up6(→))與eq\o(DC,\s\up6(→))平行且方向相同，故eq\o(AB,\s\up6(→))＝eq\o(DC,\s\up6(→))，故②正確；，則，且與的方向相同；，則，且與的方向相同，則與長(zhǎng)度相等且方向相同，故，故③正確．教師20：哪位同學(xué)能上臺(tái)展示一下你的答案？學(xué)生19：教師21：請(qǐng)同學(xué)分析一下例3.學(xué)生20：如圖所示，滿足與eq\o(AC,\s\up6(→))平行且長(zhǎng)度為2eq\r(2)的向量有eq\o(AF,\s\up6(→))，eq\o(FA,\s\up6(→))，eq\o(EC,\s\up6(→))，eq\o(CE,\s\up6(→))，eq\o(GH,\s\up6(→))，eq\o(HG,\s\up6(→))，eq\o(IJ,\s\up6(→))，eq\o(JI,\s\up6(→))共8個(gè)．教師21：與同向且長(zhǎng)度為的向量有幾個(gè)？學(xué)生20：與同向且長(zhǎng)度為的向量占與平行且長(zhǎng)度為的向量中的一半，共4個(gè).例題講解：通過(guò)練習(xí)鞏固本節(jié)所學(xué)知識(shí)，通過(guò)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，感悟其中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想，增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)。課堂小結(jié)升華認(rèn)知[問(wèn)題14]通過(guò)這節(jié)課，你學(xué)到了什么知識(shí)？在解決問(wèn)題時(shí)，用到了哪些數(shù)學(xué)思想？[課后練習(xí)]1．在△ABC中，AB＝AC，D，E分別是AB，AC的中點(diǎn)，則()A.與共線B.與共線 B.eq\o(DE,\s\up6(→))與eq\o(CB,\s\up6(→))共線C.與相等D.與相等 D.eq\o(AD,\s\up6(→))與eq\o(BD,\s\up6(→))相等2．如圖所示，梯形ABCD為等腰梯形，則兩腰上的向量eq\o(AB,\s\up12(→))與eq\o(DC,\s\up12(→))的關(guān)系是()A.eq\o(AB,\s\up12(→))＝eq\o(DC,\s\up12(→))B．|eq\o(AB,\s\up12(→))|＝|eq\o(DC,\s\up12(→))|C.eq\o(AB,\s\up