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空間向量的數(shù)量積及其應(yīng)用說課稿
一、教材分析：
（一） 教材的地位、作用：
向量作為一種基本工具，在數(shù)學(xué)解題中有著極其重要的地位和作用。利用向量知識，可以解決不少復(fù)雜的的代數(shù)幾何問題。《空間向量數(shù)量積及其應(yīng)用》，計(jì)劃安排兩節(jié)課時(shí)，本節(jié)課是第2課時(shí)。也就是，在有了平面向量數(shù)量積公式，空間向量坐標(biāo)表示，以及空間向量數(shù)量積的基礎(chǔ)知識之后，本節(jié)課是進(jìn)一步去認(rèn)識、掌握空間向量數(shù)量積的變形公式，然后，圍繞著空間向量的幾何應(yīng)用展開討論和研究。
通常，按照傳統(tǒng)方法解立體幾何題，需要有較強(qiáng)的空間想象能力、邏輯推理能力以及作圖能力，學(xué)生往往由于這些能力的不足造成解題困難。用向量處理立體幾何問題，可使學(xué)生克服空間想象力的障礙而順利解題，為研究立體幾何提供了新的思想方法和工具，具有相當(dāng)大的優(yōu)越性；而且，在豐富學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的同時(shí)，應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力也得到了鍛煉和提高。
（二） 教學(xué)目標(biāo)：
知識目標(biāo)：① 掌握空間向量的數(shù)量積公式及向量的夾角公式；
② 運(yùn)用公式解決立體幾何中的有關(guān)問題。
能力目標(biāo)：① 比較平面、空間向量，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、類比轉(zhuǎn)化的能力；
② 探究空間幾何圖形，將幾何問題代數(shù)化，提高分析問題、解決問題的能力。
情感態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)：
① 通過師生的合作與交流，體現(xiàn)教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)模式；
② 通過空間向量在立體幾何中的應(yīng)用，提高學(xué)生的空間想象力，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識，讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)，體會數(shù)學(xué)美的魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的熱情。
（三）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：
重點(diǎn)：空間向量數(shù)量積公式及其應(yīng)用。
難點(diǎn)：如何將幾何問題等價(jià)轉(zhuǎn)化為向量問題；在此基礎(chǔ)上，通過向量運(yùn)算解決幾何問題。
二、教法、學(xué)法分析：
教法：采取啟發(fā)引導(dǎo)、形數(shù)轉(zhuǎn)化、反饋評價(jià)等方式；
學(xué)法：體現(xiàn)自主探索、觀察發(fā)現(xiàn)、類比猜想、合作交流等形式。
三、教學(xué)過程分析：
根據(jù)二期課改的精神，本著“以學(xué)生發(fā)展為本”的教學(xué)理念，結(jié)合學(xué)生實(shí)際，對教學(xué)內(nèi)容作了如下的調(diào)整：基于教材中主要是運(yùn)用向量夾角求異面直線所成的角，所以，首先讓學(xué)生掌握教材所要求的基本面；其次，鑒于向量兼容了代數(shù)、幾何的特色，有著其獨(dú)特的魅力和發(fā)展前景，為進(jìn)一步讓學(xué)生感受“向量法”的優(yōu)勢，安排了兩個(gè)分別運(yùn)用向量的“代數(shù)運(yùn)算”和“幾何運(yùn)算”來處理空間幾何問題的典型例題，為解決空間的度量、位置關(guān)系問題找到一種新方法，進(jìn)一步拓展了學(xué)生的思維渠道。以下，是我制定的教學(xué)流程：
創(chuàng)設(shè)情境，提出問題 類比猜想，探求新知 公式運(yùn)用，鞏固提高 回顧小結(jié)，整體感知 課外探究，激發(fā)熱情
教學(xué)過程如下：
（一） 創(chuàng)設(shè)情境：
給出問題一：已知在正方體ABCD-A1B1C1D1中，AE=EA1，
D1F= ，如何確定 的夾角？
[設(shè)計(jì)意圖]：問題的給出，一時(shí)之間可能會使學(xué)生感到突然，但預(yù)計(jì)應(yīng)該會讓他們聯(lián)想到平面向量的夾角公式，由此作一番類比猜想，起到溫故知新的作用。
[處理過程]：
設(shè)問：平面向量的夾角問題如何求得的？
是否可將平面內(nèi)求得兩向量的夾角公式推廣到空間？公式的形式是否會有所變化？
學(xué)生活動：回顧平面向量數(shù)量積、向量夾角公式及其坐標(biāo)表示；類比猜想，認(rèn)識空間向量的夾角問題。
（二） 建構(gòu)數(shù)學(xué)：（板書）
對于空間兩個(gè)非零向量
（三） 公式運(yùn)用：
1、問題一的解決：
①學(xué)生活動：解決上述問題。
②.變式運(yùn)用：已知在正方體ABCD-A1B1C1D1中，
AE=EA1，D1F= ，求BE、FD所成的角？
[設(shè)計(jì)意圖]：初步體會立幾法、向量法來解決幾何問題，并注意區(qū)分兩個(gè)向量夾角與兩條異面直線間的夾角。
[處理過程]：（由以往教學(xué)實(shí)踐，部分學(xué)生可能想到用傳統(tǒng)的幾何方法）
設(shè)問：如何用向量方法求BE、FD所成的角？
（引導(dǎo)學(xué)生建立空間直角坐標(biāo)系，求得B、D、E、F的坐標(biāo)，進(jìn)一步得到 的坐標(biāo)，最后代入空間向量夾角公式…計(jì)算得出的向量夾角是鈍角，而異面直線成銳角。）
[評價(jià)]：
① 異面直線所成的角可由向量的夾角來解決，可見，解決立體幾何的有關(guān)問題時(shí)，方法并不唯一。在此，可以比較向量法和幾何法，選擇適當(dāng)方法，解決問題。
② 兩個(gè)向量夾角與兩條異面直線間的夾角是有區(qū)別的。
2.問題二的探究：
如圖，直三棱柱ABC-A1B1C1中，∠ACB=90°，
AC=1，CB= ，側(cè)棱AA1=1，側(cè)面AA1B1B的
兩條對角線交點(diǎn)為D，B1C1中點(diǎn)為M。
（1）求證：CD⊥平面BDM；
（2）求面B1BD與面CBD所成二面角的大小。
[設(shè)計(jì)意圖]：通過立幾法、向量法的嘗試，讓學(xué)生明顯感受到運(yùn)用向量法的優(yōu)越性。
[處理過程]：
① 學(xué)生活動：讓學(xué)生先試行用傳統(tǒng)方法解決問題，估計(jì)不少學(xué)生會感到有一定困難。
[設(shè)問]：類似于上題做法，能否用向量法解決這一問題？
② 學(xué)生活動：進(jìn)入思考討論
③ 相互分析交流——達(dá)成共識：
（i） 證明線面垂直可轉(zhuǎn)化為證線線垂直，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為證向量間的垂直，即向量的數(shù)量積等于零;
（ii） 求二面角的平面角，轉(zhuǎn)化為求那兩條與二面角的棱垂直的射線所成的角，在此，可構(gòu)造兩向量（提醒其方向，及向量始點(diǎn)的自由、不唯一性），然后求其夾角，從而解決問題。
④ 解題過程：
[評價(jià)]：“傳統(tǒng)解法”需作輔助線，有時(shí)不易作出；而使用“向量解法”，程序化強(qiáng)，便于操作，求解的關(guān)鍵在于建立適當(dāng)?shù)目臻g直角坐標(biāo)系（基本原則：使圖中盡可能多的點(diǎn)落在坐標(biāo)軸上，這樣便于用坐標(biāo)表示相關(guān)的點(diǎn)及向量），然后利用坐標(biāo)系確定各相關(guān)的點(diǎn)及向量坐標(biāo)，再借助向量坐標(biāo)運(yùn)算法則及公式，無需添加輔助線，即可達(dá)到解題的目的。
3.小結(jié)，利用空間向量解決立體幾何中有關(guān)問題的一般步驟：(學(xué)生回答，教師補(bǔ)充，板書)
（1）適當(dāng)?shù)貥?gòu)建空間直角坐標(biāo)系；
（2）用坐標(biāo)表示相關(guān)的點(diǎn)、空間向量；
（3）進(jìn)行空間向量的運(yùn)算；
（4）體煉共性，轉(zhuǎn)化為幾何結(jié)論。
（四） 歸納總結(jié)：
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的收獲，相互交流。
（五） 課外探究：
（這是2000年高考題）如圖，已知平行六面體ABCD-A1B1C1D1的
底面ABCD是菱形，且∠C1CB=∠C1CD=∠BCD=60°，
當(dāng) 的值是多少時(shí)，能使A1C⊥平面C1BD，請給出證明。
[設(shè)計(jì)意圖]：這是2000年高考第18題第3小題，是個(gè)探索型問題。把它放在這里，一方面：在高二階段，接觸到高考題，學(xué)生的興趣頗高，可調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的主體意識；另一方面，解題中，再次讓學(xué)生感受到：單純用立體幾何知識解答較繁，而利用向量法去思考，思路清晰，目標(biāo)明確，從而大大降低了求解的難度，同時(shí)亦可激發(fā)他們不斷求知、不斷探索的欲望。
（六） 布置作業(yè)
[板書設(shè)計(jì)]
課題引入： 問題一的解決： 課外探究：
空間向量數(shù)量積、夾角公式：
問題二的解決： 布置作業(yè)：
用向量解幾何題的步驟：
四、教學(xué)反思：
本節(jié)課的設(shè)計(jì)，力求體現(xiàn)“以學(xué)生發(fā)展為本”的教學(xué)理念。教學(xué)過程中，以問題為載體，學(xué)生活動為主線，為學(xué)生提供了探究問題、分析問題、解決問題的活動空間。例題內(nèi)容的安排上，注意逐步推進(jìn)，力求使教師的啟發(fā)引導(dǎo)與學(xué)生的思維同步，順應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展；另外，課外探究題給學(xué)生留下廣闊的思維空間和拓展探索的余地，讓學(xué)生體驗(yàn)到數(shù)學(xué)活動充滿了探索和創(chuàng)造。在教學(xué)過程中，注意到培養(yǎng)學(xué)生合作交流的意識和能力。
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