空间直角坐标系复习课教学设计
1.教学内容解析
《空间直角坐标系》是人教A版必修2第四章《圆与方程》中第三节的内容.是“坐标法”在空间中的推广,又是学生以后学习“空间向量”的基础.
重点:进一步学习建立空间直角坐标系的方法,深化建系的关键:垂直关系;进一步探究复杂空间几何体中点的坐标表示;使学生形成系统的知识结构.
难点:复杂空间几何体中点的坐标表示;“坐标法”的应用.
2.教学目标设置
(1)知识与技能:掌握各种常用空间几何体的建系方法,能解决较复杂空间图形的建系问题;能写出某些复杂空间几何体中点的坐标;能用空间中两点间的距离公式,解决某些具体问题.
(2)过程与方法:运用类比与转化,建立空间直角坐标系与平面直角坐标系之间的联系;运用归纳,从特殊到一般,总结出建系的方法与表示点坐标的方法.
(3)情感、态度与价值观:体会二维空间到三维空间的推广;体会“坐标法”在空间图形中的应用,数与形的统一,用代数方法解决几何问题的思想.
3.学生学情分析
学生刚刚学习了“空间直角坐标系”与“空间中两点间的距离公式”这两个内容,对建系、点的坐标表示有一定的基础.同时也学习了“空间几何体”与“直线、圆的方程”,对柱、锥、球体有一定的认识与了解,对“坐标法”解决几何问题的思想也有一定的了解.
但学生在前两节课中,更多地是在立方体、长方体等较简单的空间几何体中建立直角坐标系,在坐标系概念、点与坐标的对应上研究得更多.对各种空间几何体建系方法尚未总结.对具体的空间图形中的点(如斜棱柱的某些顶点、几何图形翻折后的
点)的坐标,认识不够清晰.
4.教学策略分析
本节课运用探究式教学.
第一环节是知识回顾,由教师引导,对前两节课的知识点进行简单的梳理. 第二环节通过变式教学,对各种空间几何体进行分类:直棱柱、有线面垂直的棱锥、有面面垂直的棱锥或棱柱、正棱锥……由易到难,层层递进,使学生对建立空间直角坐标系的方法有一个更深的认识.
同时,通过对具体问题(斜四棱柱)的探究,使学生对点的表示形成一个更清晰的认识.
第三环节通过对几个不同的实例:确定外接球球心问题、翻折问题的探究,深化用代数方法解决几何问题的思想.
本节课采用PPT教学.同时,教师把要研究的几何体图形印成讲义,课前发给学生,免去了学生作图的环节,节约上课时间. 5.教学过程
第一环节:知识点的回顾.(结合课件,教师引导,学生回答.) 建立空间直角坐标系的意义:用代数方法解决几何问题.
①空间直角坐标系的构成,三要素:原点、坐标轴、单位长度;与平面直角坐标系的联系;右手系建系;
②空间中点的坐标名称及表示方法:找到空间中点在平面xOy上的射影,求出射影点的横、纵坐标,即为该点的横、纵坐标,该点在z轴上的投影,即为竖坐标;
③空间中两点的距离公式.
第二环节:深化并归纳较复杂空间图形的建系方法;探究空间图形中某些特定的点的坐标表示.
例1.为下列空间几何体建立恰当的空间直角坐标系,并写出各顶点的坐标.
(1)直四棱柱 ①正方体ABCD?A1B1C1D1,棱长为1;
②长方体ABCD?A1B1C1D1,AB?AA1?2,BC?3;
(学生较熟悉,课件直接展示建系结果,使仅量多的顶点在坐标轴上,轴上点的坐标表示更简单.)
③所有棱长都为1,底面是菱形,?ABC?60;
(让学生探究不同的建系方式,体会直棱柱中侧棱垂直底面的作用.)
(2)棱锥,①侧棱PA?底面ABCD,底面ABCD是菱形,
PA?AB?1,?ABC?60;
②侧棱PA?底面ABC,PA?AB?1,?ABC是正三角形; ③正四棱锥P?ABCD,PO?面ABCD,PO?AB?1;
,
(四棱柱变为四棱锥,四棱锥变为三棱锥;侧棱PA垂直底面变为高PO垂直底面,建系类型与(1)相同,关键是“线面垂直”.底面还可以变为其它形状,如直角三角形、梯形等等.在②中可能会有学生取AC中点或BC中点做为坐标原点,可以引导学生比较几种不同建系方式的特点,如以A点为坐标原点,可使其余各点的坐标为正数;若以线段BC中点为坐标原点,可使B,C点的坐标体现出对称性;若以“面面垂直”……这部分对学AC中点做为坐标原点,则可以自然过渡到下一类型:
生来说不难,因此只要提炼出方法,PPT演示,不需要每个题都详细解答.)