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高中數(shù)學(xué)說(shuō)課稿范文《導(dǎo)數(shù)的概念》(通用5篇)
作為一位無(wú)私奉獻(xiàn)的人民教師,常常需要準(zhǔn)備說(shuō)課稿,借助說(shuō)課稿可以提高教學(xué)質(zhì)量,取得良好的教學(xué)效果。我們?cè)撛趺慈懻f(shuō)課稿呢?下面是小編幫大家整理的數(shù)學(xué)說(shuō)課稿范文《導(dǎo)數(shù)的概念》,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
高中數(shù)學(xué)說(shuō)課稿《導(dǎo)數(shù)的概念》 1
一、教材分析
地位與作用:《導(dǎo)數(shù)的概念》是高中數(shù)學(xué)選修系列中的重要內(nèi)容,它架起了函數(shù)與微積分之間的橋梁。導(dǎo)數(shù)不僅是研究函數(shù)單調(diào)性、極值和最值的有力工具,更是后續(xù)學(xué)習(xí)積分的基礎(chǔ),在數(shù)學(xué)學(xué)科體系中占據(jù)關(guān)鍵地位。從知識(shí)發(fā)展來(lái)看,它是對(duì)函數(shù)變化率的進(jìn)一步深化,將學(xué)生對(duì)函數(shù)的認(rèn)識(shí)從靜態(tài)帶入動(dòng)態(tài);從應(yīng)用角度,為解決實(shí)際生活中的優(yōu)化問(wèn)題、物理中的瞬時(shí)速度等提供了數(shù)學(xué)模型,有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
教材編排:教材在引入導(dǎo)數(shù)概念時(shí),先通過(guò)平均變化率的實(shí)例,如高臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)員在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,讓學(xué)生直觀感受函數(shù)值的變化情況。接著,引導(dǎo)學(xué)生思考如何刻畫某一時(shí)刻的速度,自然地引出瞬時(shí)變化率,進(jìn)而抽象出導(dǎo)數(shù)的概念。這種從具體到抽象、從特殊到一般的編排方式,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,有助于學(xué)生理解和接受。
二、學(xué)情分析
知識(shí)基礎(chǔ):學(xué)生在之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了函數(shù)的基本概念、性質(zhì)以及一些簡(jiǎn)單函數(shù)的圖象和運(yùn)算,對(duì)函數(shù)有了一定的認(rèn)識(shí)。同時(shí),他們也掌握了平均變化率的計(jì)算方法,這為學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)的概念奠定了基礎(chǔ)。但對(duì)于從平均變化率過(guò)渡到瞬時(shí)變化率,進(jìn)而理解導(dǎo)數(shù)的本質(zhì),學(xué)生可能存在一定困難,需要教師引導(dǎo)他們通過(guò)實(shí)例分析和數(shù)學(xué)抽象來(lái)突破。
認(rèn)知能力:高中學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維過(guò)渡的階段,他們對(duì)直觀、具體的實(shí)例有較強(qiáng)的興趣和理解能力,但在抽象概括和邏輯推理方面還需要進(jìn)一步培養(yǎng)。在教學(xué)中,要充分利用學(xué)生的這一特點(diǎn),多提供具體情境,引導(dǎo)學(xué)生思考和探究,逐步提升他們的抽象思維能力。
三、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能目標(biāo):學(xué)生能夠理解導(dǎo)數(shù)的概念,掌握導(dǎo)數(shù)的定義式,會(huì)用定義求一些簡(jiǎn)單函數(shù)在某點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)。能夠區(qū)分平均變化率與瞬時(shí)變化率,明確導(dǎo)數(shù)與瞬時(shí)變化率的關(guān)系。
過(guò)程與方法目標(biāo):通過(guò)分析具體實(shí)例,如物體的運(yùn)動(dòng)、經(jīng)濟(jì)成本的變化等,經(jīng)歷從平均變化率到瞬時(shí)變化率再到導(dǎo)數(shù)概念的形成過(guò)程,體會(huì)從特殊到一般、從具體到抽象的數(shù)學(xué)思想方法。培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、歸納和抽象概括能力,提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo):讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)與生活的`緊密聯(lián)系,體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。通過(guò)探究導(dǎo)數(shù)概念的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于創(chuàng)新的精神,增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)自信心。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):導(dǎo)數(shù)概念的形成過(guò)程,理解導(dǎo)數(shù)的定義式。掌握用定義求函數(shù)在某點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)的方法,體會(huì)導(dǎo)數(shù)的本質(zhì) —— 瞬時(shí)變化率。
教學(xué)難點(diǎn):理解從平均變化率到瞬時(shí)變化率的極限思想,如何引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)逼近的方法,將平均變化率的極限轉(zhuǎn)化為導(dǎo)數(shù)的概念。能夠運(yùn)用導(dǎo)數(shù)概念解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題,如解釋物體運(yùn)動(dòng)中的瞬時(shí)速度、經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象中的邊際成本等。
五、教學(xué)方法
講授法:在講解導(dǎo)數(shù)概念的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),如定義式的推導(dǎo)、導(dǎo)數(shù)與瞬時(shí)變化率的關(guān)系時(shí),運(yùn)用講授法,清晰準(zhǔn)確地向?qū)W生傳授知識(shí),確保學(xué)生理解概念的核心內(nèi)容。
探究法:組織學(xué)生探究具體實(shí)例,如分析汽車在不同時(shí)間段的行駛速度變化,通過(guò)小組討論、自主探究,讓學(xué)生主動(dòng)參與到導(dǎo)數(shù)概念的形成過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和合作精神。
直觀演示法:借助多媒體軟件,展示函數(shù)圖象在某點(diǎn)處切線斜率的變化情況,直觀演示平均變化率如何逼近瞬時(shí)變化率,幫助學(xué)生理解抽象的數(shù)學(xué)概念,降低學(xué)習(xí)難度。
六、教學(xué)過(guò)程
情境引入(5 分鐘):展示一段汽車加速行駛的視頻,提出問(wèn)題:如何描述汽車在某一時(shí)刻的速度?引導(dǎo)學(xué)生回顧平均速度的概念,并思考能否用平均速度來(lái)精確描述某一時(shí)刻的速度,從而引出本節(jié)課的主題 —— 導(dǎo)數(shù)。
知識(shí)回顧(3 分鐘):復(fù)習(xí)平均變化率的概念,給出函數(shù)\(y = f(x)\)在區(qū)間\([x_1, x_2]\)上的平均變化率公式\(\frac{f(x_2) - f(x_1)}{x_2 - x_1}\)。通過(guò)具體函數(shù),如\(y = x^2\)在區(qū)間\([1, 2]\)上的平均變化率計(jì)算,鞏固學(xué)生對(duì)平均變化率的理解,為引入瞬時(shí)變化率做鋪墊。
探究瞬時(shí)變化率(12 分鐘):以高臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)員在\(t\)時(shí)刻附近一段時(shí)間內(nèi)的平均速度為例,當(dāng)這段時(shí)間間隔\(\Delta t\)逐漸變小時(shí),平均速度的變化趨勢(shì)如何?引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算不同\(\Delta t\)值下的平均速度,填寫表格并觀察數(shù)據(jù)變化。通過(guò)動(dòng)畫演示,展示當(dāng)\(\Delta t\)趨近于 0 時(shí),平均速度無(wú)限趨近于一個(gè)確定的值,這個(gè)值就是運(yùn)動(dòng)員在\(t\)時(shí)刻的瞬時(shí)速度。讓學(xué)生分組討論,總結(jié)瞬時(shí)速度與平均速度的關(guān)系,初步體會(huì)極限思想。
導(dǎo)數(shù)概念講解(10 分鐘):在學(xué)生理解瞬時(shí)速度的基礎(chǔ)上,抽象出導(dǎo)數(shù)的概念。對(duì)于函數(shù)\(y = f(x)\),在點(diǎn)\(x_0\)處的導(dǎo)數(shù)\(f^\prime(x_0)\)定義為\(\lim\limits_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x}\)。詳細(xì)解釋定義式中各部分的含義,強(qiáng)調(diào)\(\Delta x\)趨近于 0 的過(guò)程。通過(guò)具體函數(shù),如\(y = 3x + 1\)在\(x = 2\)處導(dǎo)數(shù)的計(jì)算,讓學(xué)生熟悉導(dǎo)數(shù)的定義式和計(jì)算方法。
例題講解(10 分鐘):例 1:求函數(shù)\(y = x^2\)在\(x = 3\)處的導(dǎo)數(shù)。引導(dǎo)學(xué)生按照導(dǎo)數(shù)定義式進(jìn)行計(jì)算,先求出\(\Delta y = f(3 + \Delta x) - f(3) = (3 + \Delta x)^2 - 3^2\),化簡(jiǎn)后得到\(\Delta y = 6\Delta x + (\Delta x)^2\),再計(jì)算\(\frac{\Delta y}{\Delta x} = 6 + \Delta x\),最后求極限\(\lim\limits_{\Delta x \to 0} (6 + \Delta x) = 6\),即\(f^\prime(3) = 6\)。例 2:已知函數(shù)\(f(x) = \frac{1}{x}\),求\(f^\prime(1)\)。讓學(xué)生自主完成,教師巡視指導(dǎo),糾正學(xué)生在計(jì)算過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
課堂小結(jié)(4 分鐘):與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容,包括導(dǎo)數(shù)的概念、定義式,從平均變化率到瞬時(shí)變化率再到導(dǎo)數(shù)的形成過(guò)程,以及用定義求導(dǎo)數(shù)的方法。強(qiáng)調(diào)導(dǎo)數(shù)的本質(zhì)是瞬時(shí)變化率,是函數(shù)在某點(diǎn)處變化快慢的反映。
作業(yè)布置(1 分鐘):布置課后作業(yè),包括教材上相關(guān)練習(xí)題,如求一些簡(jiǎn)單函數(shù)在指定點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù),加深學(xué)生對(duì)導(dǎo)數(shù)概念和計(jì)算方法的理解。同時(shí),讓學(xué)生尋找生活中可以用導(dǎo)數(shù)來(lái)描述的實(shí)例,如股票價(jià)格的變化率、人口增長(zhǎng)的速率等,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
七、教學(xué)反思
在教學(xué)過(guò)程中,要注重引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)具體實(shí)例理解抽象的數(shù)學(xué)概念,多給予學(xué)生思考和探究的時(shí)間。對(duì)于學(xué)生在理解極限思想和導(dǎo)數(shù)定義式時(shí)可能出現(xiàn)的困難,要及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助。在例題講解和練習(xí)環(huán)節(jié),要關(guān)注學(xué)生的計(jì)算準(zhǔn)確性和對(duì)概念的運(yùn)用能力,通過(guò)反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略,確保學(xué)生掌握本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí),為后續(xù)學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
高中數(shù)學(xué)說(shuō)課稿《導(dǎo)數(shù)的概念》 2
1教學(xué)預(yù)設(shè)
1.1教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)
(1)通過(guò)情境的介紹,讓學(xué)生知道導(dǎo)數(shù)的實(shí)際背景,體驗(yàn)學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)的必要性;
(2)通過(guò)大量的實(shí)例的分析,讓學(xué)生知道平均變化率的意義,體會(huì)平均變化率的思想及內(nèi)涵,為后續(xù)建立瞬時(shí)變化率和導(dǎo)數(shù)的數(shù)學(xué)模型提供豐富的背景;
(3)通過(guò)實(shí)例的分析,讓學(xué)生感受平均變化率廣泛存在于日常生活之中,經(jīng)歷運(yùn)用數(shù)學(xué)描述刻畫現(xiàn)實(shí)世界的過(guò)程,體會(huì)數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)源于生活,又服務(wù)于生活,感悟數(shù)學(xué)的價(jià)值;
。4)通過(guò)問(wèn)題探索、觀察分析、歸納總結(jié)等方式,引導(dǎo)學(xué)生從變量和函數(shù)的角度來(lái)描述變化率,進(jìn)而抽象概括出函數(shù)的平均變化率,會(huì)求函數(shù)的平均變化率.
1.2標(biāo)準(zhǔn)解析
1.21內(nèi)容解析
本節(jié)是導(dǎo)數(shù)的起始課,主要包括三方面的內(nèi)容:變化率、導(dǎo)數(shù)的概念、導(dǎo)數(shù)的幾何意義.實(shí)際上,它們是理解導(dǎo)數(shù)思想及其內(nèi)涵的不同角度.首先,從平均變化率開始,利用平均變化率探求瞬時(shí)變化率,并從數(shù)學(xué)上給予各種不同變化率在數(shù)量上精確描述,即導(dǎo)數(shù);然后,從數(shù)轉(zhuǎn)向形,借助函數(shù)圖象,探求切線斜率和導(dǎo)數(shù)的關(guān)系,說(shuō)明導(dǎo)數(shù)的幾何意義.根據(jù)教材的安排,本節(jié)內(nèi)容分4課時(shí)完成.第一課時(shí)介紹平均變化率問(wèn)題,在“氣球膨脹率”、“高臺(tái)跳水”兩個(gè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上,歸納出它們的共同特征,用f(x)表示其中的函數(shù)關(guān)系,定義了一般的平均變化率,并給出符號(hào)表示.本節(jié)內(nèi)容通過(guò)分析研究氣球膨脹率問(wèn)題、高臺(tái)跳水問(wèn)題,總結(jié)歸納出一般函數(shù)的平均變化率概念,在此基礎(chǔ)上,要求學(xué)生掌握函數(shù)平均變化率解法的一般步驟.平均變化率是個(gè)核心概念,它在整個(gè)高中數(shù)學(xué)中占有極其重要的地位,是研究瞬時(shí)變化率及其導(dǎo)數(shù)概念的基礎(chǔ).在這個(gè)過(guò)程中,注意特殊到一般、數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想方法的滲透.
教學(xué)重點(diǎn)在實(shí)際背景下直觀地解釋函數(shù)的變化率、平均變化率.
1.22學(xué)情診斷
吹氣球是很多人具有的生活經(jīng)驗(yàn),運(yùn)動(dòng)速度是學(xué)生非常熟悉的物理知識(shí),這兩個(gè)實(shí)例的共同點(diǎn)是背景簡(jiǎn)單.從簡(jiǎn)單的背景出發(fā),既可以利用學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),又可以減少因?yàn)楸尘暗膹?fù)雜而可能引起的對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的干擾,這是有利的方面.但是如何從具體實(shí)例中抽象出共同的數(shù)學(xué)問(wèn)題的本質(zhì)是本節(jié)課教學(xué)的關(guān)鍵.而對(duì)本節(jié)課(導(dǎo)數(shù)的概念),學(xué)生是在充滿好奇卻又一無(wú)所知的狀態(tài)下開始學(xué)習(xí)的,因此若能讓學(xué)生主動(dòng)參與到導(dǎo)數(shù)的起始課學(xué)習(xí)過(guò)程,讓學(xué)生體會(huì)到自己在學(xué)“有價(jià)值的數(shù)學(xué)”,必能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,樹立學(xué)好數(shù)學(xué)的自信心.
教學(xué)難點(diǎn)如何從兩個(gè)具體的實(shí)例歸納總結(jié)出函數(shù)平均變化率的概念,對(duì)生活現(xiàn)象作出數(shù)學(xué)解釋.
1.23教學(xué)對(duì)策
本節(jié)作為導(dǎo)數(shù)的起始課,同時(shí)也是個(gè)概念課,如何自然引入導(dǎo)數(shù)的概念是至關(guān)重要的為了有效實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),準(zhǔn)備投影儀、多媒體課件等.
①在信息技術(shù)環(huán)境下,可以使兩個(gè)實(shí)例的背景更形象、更逼真,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過(guò)演示平均變化率的幾何意義讓學(xué)生更好地體會(huì)數(shù)形結(jié)合思想.
②通過(guò)應(yīng)用舉例的教學(xué),不斷地提供給學(xué)生比較、分析、歸納、綜合的機(jī)會(huì),體現(xiàn)了從特殊到一般的思維過(guò)程,既關(guān)注了學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ),又促使學(xué)生在原有認(rèn)知基礎(chǔ)上獲取知識(shí),提高思維能力,保持高水平的思維活動(dòng),符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律.
1.24教學(xué)流程設(shè)置情境→提出問(wèn)題→知識(shí)遷移→概括小結(jié)→課后延伸。
2教學(xué)簡(jiǎn)錄
2.1創(chuàng)設(shè)情境,引入課題
為了描述現(xiàn)實(shí)世界中運(yùn)動(dòng)、過(guò)程等變化著的現(xiàn)象,在數(shù)學(xué)中引入了函數(shù),隨著對(duì)函數(shù)的研究,產(chǎn)生了微積分,微積分的創(chuàng)立與自然科學(xué)中四類問(wèn)題的處理直接相關(guān):(課件演示相關(guān)問(wèn)題情境)
(1)已知物體運(yùn)動(dòng)的路程作為時(shí)間的函數(shù),求物體在任意時(shí)刻的速度與加速度等;
(2)求曲線的切線;
。3)求已知函數(shù)的最大值與最小值;
(4)求長(zhǎng)度、面積、體積和重心等.
導(dǎo)數(shù)是微積分的核心概念之一,它是研究函數(shù)增減、變化快慢、最大(。┲档葐(wèn)題最一般、最有效的工具.導(dǎo)數(shù)研究的問(wèn)題即變化率問(wèn)題:研究某個(gè)變量相對(duì)于另一個(gè)變量變化的快慢程度.
評(píng)析充分利用章引言中提示的微積分史料,引導(dǎo)學(xué)生探尋微積分發(fā)展的線索,體會(huì)微積分的創(chuàng)立與人類科技發(fā)展之間的緊密聯(lián)系,初步了解本章的學(xué)習(xí)內(nèi)容,從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)本章內(nèi)容的興趣.
2.2提出問(wèn)題,探求新知
問(wèn)題1氣球膨脹率(課件演示“吹氣球”)
我們都吹過(guò)氣球,回憶一下吹氣球的過(guò)程,可以發(fā)現(xiàn),隨著氣球內(nèi)空氣容量的增加,氣球的半徑增加越來(lái)越慢.從數(shù)學(xué)角度,如何描述這種現(xiàn)象呢?
氣球的體積V(單位:L)與半徑r(單位:dm)之間的函數(shù)關(guān)系是V(r)=43πr3;
如果將半徑r表示為體積V的函數(shù),那么r(V)=33V4π.
師:當(dāng)V從0增加到1時(shí),氣球半徑增加了多少?如何表示?
生:r(1)-r(0)≈0.62(dm).
師:氣球的平均膨脹率為多少?如何刻畫?
生:r(1)-r(0)1-0≈0.62(dm/L).
師:當(dāng)V從1增加到2時(shí),氣球半徑增加了多少?如何表示?
生:r(2)-r(1)≈0.16(dm).
師:氣球的平均膨脹率為多少?如何刻畫?
生:r(2)-r(1)2-1≈0.16(dm/L).
師:非常好!可以看出,隨著氣球體積逐漸增大,它的平均膨脹率逐漸變小了.
歸納到一般情形,當(dāng)空氣容量從V1增加到V2時(shí),氣球的平均膨脹率是多少?
生:r(V2)-r(V1)V2-V1.
師生活動(dòng):教師播放多媒體,學(xué)生可以直接回答問(wèn)題,教師板書其正確答案.
評(píng)析通過(guò)熟悉的生活體驗(yàn),提煉出數(shù)學(xué)模型,從而為歸納函數(shù)平均變化率概念提供具體背景.自然合理地提出問(wèn)題,讓學(xué)生體會(huì)“數(shù)學(xué)來(lái)源于生活”,創(chuàng)造和諧積極的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生能通過(guò)感知表象后,學(xué)會(huì)進(jìn)一步探討問(wèn)題的'本質(zhì),學(xué)會(huì)使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言和數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)分析問(wèn)題,避免淺嘗輒止和過(guò)分依賴?yán)蠋?
問(wèn)題2高臺(tái)跳水(觀看多媒體視頻)
在高臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于水面的高度h(單位:m)與起跳后的時(shí)間t(單位:s)存在函數(shù)關(guān)系h(t)=-4.9t2+6.5t+10.如何用運(yùn)動(dòng)員在某些時(shí)間段內(nèi)的平均速度粗略地描述其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?
師:請(qǐng)同學(xué)們分組,思考計(jì)算:0≤t≤0.5和1≤t≤2的平均速度.
生:(第一組)在0≤t≤0.5這段時(shí)間里,=h(0.5)-h(0)0.5-0=4.05(m/s);
生:(第二組)在1≤t≤2這段時(shí)間里,=h(2)-h(1)2-1=-8.2(m/s)
師生活動(dòng):教師播放多媒體,學(xué)生通過(guò)計(jì)算回答問(wèn)題.對(duì)第(2)小題的答案說(shuō)明其物理意義.
評(píng)析高臺(tái)跳水展示了生活中最常見的一種變化率――運(yùn)動(dòng)速度,而運(yùn)動(dòng)速度是學(xué)生非常熟悉的物理知識(shí),這樣可以減少因?yàn)楸尘暗膹?fù)雜而可能引起的對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的干擾.通過(guò)計(jì)算為歸納函數(shù)平均變化率概念提供又一重要背景.
師:(探究)計(jì)算運(yùn)動(dòng)員在0≤t≤6549這段時(shí)間里的平均速度,并思考以下問(wèn)題:
。1)運(yùn)動(dòng)員在這段時(shí)間內(nèi)是靜止的嗎?
。2)你認(rèn)為用平均速度描述運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有什么問(wèn)題嗎?
師生活動(dòng):教師播放多媒體,學(xué)生通過(guò)計(jì)算回答問(wèn)題.對(duì)答案加以說(shuō)明其物理意義(可以結(jié)合圖像說(shuō)明).
評(píng)析通過(guò)計(jì)算得出平均速度只能粗略地描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而為瞬時(shí)速度的提出埋下伏筆即為導(dǎo)數(shù)的概念作了鋪墊,利用圖像解釋的過(guò)程體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法.
。1)讓學(xué)生親自計(jì)算和思考,展開討論;
(2)老師慢慢引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出自己的發(fā)現(xiàn),并初步修正到最終的結(jié)論上;
(3)得到結(jié)論是:①平均速度只能粗略地描述運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),它并不能反映某一刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);②需要尋找一個(gè)量,能更精細(xì)地刻畫運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
思考:當(dāng)運(yùn)動(dòng)員起跳后的時(shí)間從t1增加到t2時(shí),運(yùn)動(dòng)員的平均速度是多少?
師生活動(dòng):教師播放多媒體,學(xué)生可以直接回答問(wèn)題,教師板書其正確答案.通過(guò)引導(dǎo),使學(xué)生逐步歸納出問(wèn)題
1、2的共性.
評(píng)析把問(wèn)題2中的具體數(shù)據(jù)運(yùn)算提升到一般的字母表示,體現(xiàn)從特殊到一般的數(shù)學(xué)思想,同時(shí)為歸納函數(shù)平均變化率概念作鋪墊.
2.3知識(shí)遷移,把握本質(zhì)
。1)上述問(wèn)題中的變化率可用式子f(x2)-f(x1)x2-x1表示,稱為函數(shù)f(x)從x1到x2的平均變化率.
。2)若設(shè)Δx=x2-x1,Δy=f(x2)-f(x1).(這里Δx看作是對(duì)于x1的一個(gè)“增量”,可用x1+Δx代替x2).
。3)則平均變化率為ΔyΔx=f(x2)-f(x1)x2-x1=f(x1+Δx)-f(x1)Δx.
思考:觀察函數(shù)f(x)的圖象,平均變化率ΔyΔx=f(x2)-f(x1)x2-x1表示什么?
生:曲線y=f(x)上兩點(diǎn)(x1,f(x1))、(x2,f(x2))連線的斜率(割線的斜率).
生:(補(bǔ)充)平均變化率反映了函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上平均變化的趨勢(shì)(變化快慢),即在某個(gè)區(qū)間上曲線陡峭的程度.
師:兩位同學(xué)回答得非常好!那么,計(jì)算平均變化率的步驟是什么?
生:①求自變量的增量Δx=x2-x1;②求函數(shù)的增量Δy=f(x2)-f(x1);③求平均變化率ΔyΔx=f(x2)-f(x1)x2-x1.
評(píng)析通過(guò)對(duì)一些熟悉的實(shí)例中變化率的理解,逐步推廣到一般情況,即從函數(shù)的角度去分析、應(yīng)用變化率,并結(jié)合圖形直觀理解變化率的幾何意義,從幾何角度理解平均變化率的概念即平均變化率的幾何意義,體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想.為進(jìn)一步加深理解變化率與導(dǎo)數(shù)作好鋪墊.
2.4知識(shí)應(yīng)用,提高能力
例1已知函數(shù)f(x)=-x2+x圖象上的一點(diǎn)A(-1,-2)及臨近一點(diǎn)B(-1+Δx,-2+Δy),則ΔyΔx=.
例2求y=x2在x=x0的平均變化率.
2.5課堂練習(xí),自我檢測(cè)
。1)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律為s=t2+3,則在時(shí)間(3,3+Δt)中相應(yīng)的平均速度為.
(2)物體按照s(t)=3t2+t+4的規(guī)律作運(yùn)動(dòng),求在4s的平均變化率.
。3)過(guò)曲線f(x)=x3上兩點(diǎn)P(1,1)和P′(1+Δx,1+Δy)作曲線的割線,求出當(dāng)Δx=0.1時(shí)割線的斜率.
評(píng)析概念的簡(jiǎn)單應(yīng)用,體現(xiàn)了由易到難,由特殊到一般的數(shù)學(xué)思想,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律.
2.6課堂小結(jié),知識(shí)再現(xiàn)
。1)函數(shù)平均變化率的概念是什么?它是通過(guò)什么實(shí)例歸納總結(jié)出來(lái)的?
(2)求函數(shù)平均變化率的一般步驟是怎樣的?
。3)這節(jié)課主要用了哪些數(shù)學(xué)思想?
師生活動(dòng):最后師生共同歸納總結(jié):函數(shù)平均變化率的概念、吹氣球及高臺(tái)跳水兩個(gè)實(shí)例、求函數(shù)平均變化率的一般步驟、主要的數(shù)學(xué)思想有:從特殊到一般,數(shù)形結(jié)合.
評(píng)析復(fù)習(xí)重點(diǎn)知識(shí)、思想方法,完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu).
2.7布置作業(yè),課后延伸
。1)課本第10頁(yè):習(xí)題A組:第1題.
(2)課后思考問(wèn)題:需要尋找一個(gè)量,能更精細(xì)地刻畫運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),那么該量應(yīng)如何定義?
3教學(xué)反思
在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),我把“平均變化率”當(dāng)成本節(jié)課的核心概念.教學(xué)的預(yù)設(shè)目標(biāo)基本完成,特別是知識(shí)目標(biāo),學(xué)生能較好地掌握“平均變化率”這一概念,并會(huì)利用概念求平均變化率.根據(jù)這一節(jié)課的內(nèi)容特點(diǎn)以及學(xué)生的實(shí)際情況,在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生自己去感受問(wèn)題情境中提出的問(wèn)題,并以此作為突破口,啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生得出函數(shù)的平均變化率.
成功之處:通過(guò)生活中的實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生分析和歸納,讓學(xué)生在已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識(shí),從而達(dá)到概念的自然形成,進(jìn)而從數(shù)學(xué)的外部到數(shù)學(xué)的內(nèi)部,啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用概念探究新問(wèn)題.這樣學(xué)生不會(huì)感到突兀,并能進(jìn)一步感受到數(shù)學(xué)來(lái)源于生活,生活中處處蘊(yùn)含著數(shù)學(xué)化的知識(shí),同時(shí)可以提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主觀能動(dòng)性.教學(xué)的預(yù)設(shè)目標(biāo)基本完成,特別是知識(shí)目標(biāo),學(xué)生能較好地掌握“平均變化率”這一概念,并會(huì)利用概念求平均變化率.
改進(jìn)之處:課堂實(shí)施過(guò)程中,雖然在形式上沒有將知識(shí)直接拋給學(xué)生,但自己的“引導(dǎo)”具有明顯的“牽”的味道.在教學(xué)過(guò)程中,雖然能關(guān)注到適當(dāng)?shù)挠?jì)算量,但激發(fā)學(xué)生思維的好問(wèn)題不多.整堂課學(xué)生的思維量不夠,學(xué)生缺少思辯,同時(shí)留給學(xué)生判斷和分析的成分、時(shí)間都不夠.
高中數(shù)學(xué)說(shuō)課稿《導(dǎo)數(shù)的概念》 3
一、教材分析
地位與重要性:《導(dǎo)數(shù)的概念》處于高中數(shù)學(xué)知識(shí)體系的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),它是函數(shù)知識(shí)的深化與拓展,是從對(duì)函數(shù)宏觀變化的研究邁向微觀變化分析的重要跨越。導(dǎo)數(shù)不僅是解決函數(shù)單調(diào)性、極值、最值等問(wèn)題的核心工具,更是連接高中數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)微積分的橋梁,為學(xué)生后續(xù)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。同時(shí),在物理、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,導(dǎo)數(shù)有著廣泛的應(yīng)用,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的工具性與實(shí)用性。
教材編排邏輯:教材遵循從具體到抽象、從特殊到一般的原則編排這部分內(nèi)容。先通過(guò)生活中常見的平均變化率實(shí)例,如物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度,引導(dǎo)學(xué)生建立對(duì)函數(shù)變化快慢的初步認(rèn)識(shí)。接著,提出如何精確刻畫某一時(shí)刻的速度,引發(fā)學(xué)生思考,進(jìn)而引出瞬時(shí)變化率。在此基礎(chǔ)上,抽象出導(dǎo)數(shù)的概念,這種編排符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,有助于學(xué)生逐步理解和掌握導(dǎo)數(shù)這一抽象概念。
二、學(xué)情分析
知識(shí)基礎(chǔ):學(xué)生在之前已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了函數(shù)的基本概念、性質(zhì)、圖象以及常見函數(shù)的運(yùn)算,對(duì)函數(shù)有了較為深入的理解。并且,他們已經(jīng)掌握了平均變化率的計(jì)算方法,能夠運(yùn)用公式計(jì)算函數(shù)在某一區(qū)間上的平均變化情況。然而,從平均變化率過(guò)渡到瞬時(shí)變化率,進(jìn)而理解導(dǎo)數(shù)的本質(zhì),對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)存在一定難度,需要教師通過(guò)具體實(shí)例和直觀演示引導(dǎo)學(xué)生突破思維障礙。
認(rèn)知特點(diǎn):高中學(xué)生正處于思維轉(zhuǎn)型期,形象思維逐漸向抽象思維過(guò)渡。他們對(duì)直觀、生動(dòng)的實(shí)例充滿興趣,且具有一定的觀察、分析和歸納能力,但在抽象概括和邏輯推理方面還需要進(jìn)一步培養(yǎng)。在教學(xué)過(guò)程中,要充分利用學(xué)生的這些特點(diǎn),多采用具體情境和探究活動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考,提升其抽象思維能力。
三、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能目標(biāo):學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解導(dǎo)數(shù)的概念,熟練掌握導(dǎo)數(shù)的定義式,并能運(yùn)用定義式求一些簡(jiǎn)單函數(shù)在某點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)。清晰區(qū)分平均變化率與瞬時(shí)變化率,明確導(dǎo)數(shù)與瞬時(shí)變化率的內(nèi)在聯(lián)系。
過(guò)程與方法目標(biāo):通過(guò)分析實(shí)際問(wèn)題,如物體運(yùn)動(dòng)、經(jīng)濟(jì)成本變化等,讓學(xué)生親身經(jīng)歷從平均變化率到瞬時(shí)變化率再到導(dǎo)數(shù)概念的形成過(guò)程,深刻體會(huì)從特殊到一般、從具體到抽象的數(shù)學(xué)思想方法。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力、歸納能力和抽象概括能力,提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo):通過(guò)展示導(dǎo)數(shù)在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系,體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情。在探究導(dǎo)數(shù)概念的過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于創(chuàng)新的精神,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自信心。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):導(dǎo)數(shù)概念的形成過(guò)程是教學(xué)重點(diǎn),學(xué)生需深入理解導(dǎo)數(shù)的定義式及其本質(zhì)含義。掌握用定義求函數(shù)在某點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)的方法,通過(guò)具體計(jì)算加深對(duì)導(dǎo)數(shù)概念的理解,體會(huì)導(dǎo)數(shù)作為瞬時(shí)變化率的實(shí)際意義。
教學(xué)難點(diǎn):理解從平均變化率到瞬時(shí)變化率的極限思想是教學(xué)難點(diǎn)。學(xué)生難以直觀理解當(dāng)自變量的增量趨近于 0 時(shí),平均變化率如何趨近于一個(gè)確定的值(即導(dǎo)數(shù))。如何引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用極限思想,將平均變化率的極限轉(zhuǎn)化為導(dǎo)數(shù)的概念,以及運(yùn)用導(dǎo)數(shù)概念解決簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題,如解釋物體運(yùn)動(dòng)中的瞬時(shí)速度、經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象中的邊際成本等,需要教師精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),逐步引導(dǎo)學(xué)生突破。
五、教學(xué)方法
講授法:在講解導(dǎo)數(shù)概念的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),如定義式的`推導(dǎo)、導(dǎo)數(shù)與瞬時(shí)變化率的關(guān)系時(shí),運(yùn)用講授法,確保知識(shí)傳授的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)性,讓學(xué)生清晰理解概念的核心內(nèi)容。
探究法:組織學(xué)生開展探究活動(dòng),例如分析汽車在不同時(shí)間段的行駛速度變化,通過(guò)小組合作、自主探究,讓學(xué)生主動(dòng)參與到導(dǎo)數(shù)概念的形成過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和合作能力。
直觀演示法:借助多媒體軟件,動(dòng)態(tài)展示函數(shù)圖象在某點(diǎn)處切線斜率的變化情況,直觀呈現(xiàn)平均變化率如何逼近瞬時(shí)變化率,幫助學(xué)生將抽象的數(shù)學(xué)概念形象化,降低學(xué)習(xí)難度,加深理解。
六、教學(xué)過(guò)程
情境引入(5 分鐘):播放一段汽車在高速公路上加速行駛的視頻,提出問(wèn)題:如何準(zhǔn)確描述汽車在某一時(shí)刻的速度?引導(dǎo)學(xué)生回顧平均速度的概念,并思考能否用平均速度精確刻畫某一時(shí)刻的速度,由此引出本節(jié)課的主題 —— 導(dǎo)數(shù),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。
知識(shí)回顧(3 分鐘):復(fù)習(xí)平均變化率的概念,給出函數(shù)
y=f(x)
在區(qū)間
[x
1
,x
2
]
上的平均變化率公式
x
2
x
1
f(x
2
)f(x
1
)
。通過(guò)具體函數(shù),如
y=2x
2
在區(qū)間
[1,3]
上的平均變化率計(jì)算,鞏固學(xué)生對(duì)平均變化率的理解,為引入瞬時(shí)變化率做鋪墊。
探究瞬時(shí)變化率(12 分鐘):以高臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)員在
t
時(shí)刻附近一段時(shí)間內(nèi)的平均速度為例,當(dāng)時(shí)間間隔
Δt
逐漸變小時(shí),平均速度會(huì)發(fā)生怎樣的變化?引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算不同
Δt
值下的平均速度,填寫表格并觀察數(shù)據(jù)變化規(guī)律。利用動(dòng)畫演示,展示當(dāng)
Δt
趨近于 0 時(shí),平均速度無(wú)限趨近于一個(gè)確定的值,這個(gè)值就是運(yùn)動(dòng)員在
t
時(shí)刻的瞬時(shí)速度。組織學(xué)生分組討論,總結(jié)瞬時(shí)速度與平均速度的關(guān)系,初步滲透極限思想。
導(dǎo)數(shù)概念講解(10 分鐘):在學(xué)生理解瞬時(shí)速度的基礎(chǔ)上,抽象出導(dǎo)數(shù)的概念。對(duì)于函數(shù)
y=f(x)
,在點(diǎn)
x
0
處的導(dǎo)數(shù)
f
′
(x
0
)
定義為
Δx→0
lim
Δx
f(x
0
+Δx)f(x
0
)
。詳細(xì)解釋定義式中各部分的含義,強(qiáng)調(diào)
Δx
趨近于 0 的過(guò)程。通過(guò)具體函數(shù),如
y=5x3
在
x=4
處導(dǎo)數(shù)的計(jì)算,讓學(xué)生熟悉導(dǎo)數(shù)的定義式和計(jì)算方法。
例題講解(10 分鐘):例 1:求函數(shù)
y=x
3
在
x=2
處的導(dǎo)數(shù)。引導(dǎo)學(xué)生按照導(dǎo)數(shù)定義式進(jìn)行計(jì)算,先求出
Δy=f(2+Δx)f(2)=(2+Δx)
3
2
3
,展開并化簡(jiǎn)得到
Δy=6(Δx)
2
+12Δx+(Δx)
3
,再計(jì)算
Δx
Δy
=6Δx+12+(Δx)
2
,最后求極限
Δx→0
lim
(6Δx+12+(Δx)
2
)=12
,即
f
′
(2)=12
。例 2:已知函數(shù)
f(x)=
x
2
1
,求
f
′
(1)。讓學(xué)生自主完成,教師巡視指導(dǎo),及時(shí)糾正學(xué)生在計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
課堂小結(jié)(4 分鐘):與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容,包括導(dǎo)數(shù)的概念、定義式,從平均變化率到瞬時(shí)變化率再到導(dǎo)數(shù)的形成過(guò)程,以及用定義求導(dǎo)數(shù)的方法。強(qiáng)調(diào)導(dǎo)數(shù)的本質(zhì)是瞬時(shí)變化率,是函數(shù)在某點(diǎn)處變化快慢的精確度量。
作業(yè)布置(1 分鐘):布置課后作業(yè),包括教材上相關(guān)練習(xí)題,如求一些簡(jiǎn)單函數(shù)在指定點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù),加深學(xué)生對(duì)導(dǎo)數(shù)概念和計(jì)算方法的理解。同時(shí),讓學(xué)生尋找生活中可以用導(dǎo)數(shù)來(lái)描述的實(shí)例,如股票價(jià)格的變化率、人口增長(zhǎng)的速率等,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
七、教學(xué)反思
在教學(xué)過(guò)程中,要密切關(guān)注學(xué)生對(duì)抽象概念的理解情況,多給予學(xué)生思考和交流的時(shí)間。對(duì)于學(xué)生在理解極限思想和導(dǎo)數(shù)定義式時(shí)可能出現(xiàn)的困難,要及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)和幫助。在例題講解和練習(xí)環(huán)節(jié),注重學(xué)生的計(jì)算準(zhǔn)確性和對(duì)概念的運(yùn)用能力,通過(guò)反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略,確保學(xué)生掌握本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí),為后續(xù)學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
高中數(shù)學(xué)說(shuō)課稿《導(dǎo)數(shù)的概念》 4
一、教材分析
地位與作用
導(dǎo)數(shù)是微積分的核心概念,選自人教A版選修2-2第一章1.1.2內(nèi)容。作為連接平均變化率與微分應(yīng)用的橋梁,它為研究函數(shù)單調(diào)性、極值及優(yōu)化問(wèn)題提供工具,同時(shí)在物理、經(jīng)濟(jì)學(xué)中有廣泛應(yīng)用。
內(nèi)容處理
教材通過(guò)瞬時(shí)速度與切線斜率兩個(gè)實(shí)例,采用“逼近”思想定義導(dǎo)數(shù),避免直接引入極限,更符合學(xué)生認(rèn)知水平。
二、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
理解導(dǎo)數(shù)即瞬時(shí)變化率的本質(zhì),掌握用極限表達(dá)式求導(dǎo)數(shù)的方法。
過(guò)程與方法
通過(guò)數(shù)值逼近與幾何直觀,體會(huì)從平均變化率到瞬時(shí)變化率的抽象過(guò)程,培養(yǎng)極限思想。
情感態(tài)度
結(jié)合物理與幾何背景,激發(fā)探究興趣,滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)。
三、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):導(dǎo)數(shù)概念的形成及內(nèi)涵(瞬時(shí)變化率的`極限表達(dá))。
難點(diǎn):導(dǎo)數(shù)幾何意義與切線概念的關(guān)聯(lián),需通過(guò)多媒體演示與實(shí)例突破。
四、教法與學(xué)法
教法
問(wèn)題導(dǎo)向法:以瞬時(shí)速度問(wèn)題為切入點(diǎn),類比遷移至函數(shù)變化率。
技術(shù)輔助:利用圖形計(jì)算器動(dòng)態(tài)演示逼近過(guò)程。
學(xué)法
合作探究:分組討論實(shí)例,歸納導(dǎo)數(shù)定義。
五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
情境導(dǎo)入(5分鐘)
回顧平均速度計(jì)算,提問(wèn)“如何精確描述瞬時(shí)速度?”引發(fā)思考。
新知探究(20分鐘)
活動(dòng)1:通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),計(jì)算Δt→0時(shí)的平均速度極限。
活動(dòng)2:幾何畫板演示曲線切線斜率與割線極限的關(guān)系。
概念建構(gòu)(10分鐘)
提煉共性,定義導(dǎo)數(shù)f(x)=lim(Δx→0) Δy/Δx,強(qiáng)調(diào)其“局部變化率”屬性。
鞏固應(yīng)用(10分鐘)
例題:求y=x在x=1處的導(dǎo)數(shù)及切線方程。
六、板書設(shè)計(jì)
左板:實(shí)例分析(速度/切線) → 右板:導(dǎo)數(shù)定義式+幾何意義
下方:關(guān)鍵詞(極限、瞬時(shí)變化率、可導(dǎo)性)
高中數(shù)學(xué)說(shuō)課稿《導(dǎo)數(shù)的概念》 5
一、教材分析
(一)教材地位與作用
《導(dǎo)數(shù)的概念》是高中數(shù)學(xué)選修 [具體版本] 中的重要內(nèi)容。它承接函數(shù)的相關(guān)知識(shí),是對(duì)函數(shù)變化率的進(jìn)一步深入探究。導(dǎo)數(shù)作為微積分的核心概念之一,不僅為后續(xù)學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算、導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用(如研究函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值等)奠定基礎(chǔ),而且在物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,是連接數(shù)學(xué)理論與實(shí)際應(yīng)用的重要橋梁。
。ǘ┙虒W(xué)內(nèi)容
本節(jié)課主要包含導(dǎo)數(shù)概念的引入、導(dǎo)數(shù)的定義、導(dǎo)數(shù)的幾何意義以及簡(jiǎn)單的應(yīng)用舉例。通過(guò)對(duì)平均變化率的回顧與深化,逐步引導(dǎo)學(xué)生過(guò)渡到瞬時(shí)變化率,進(jìn)而抽象出導(dǎo)數(shù)的概念。同時(shí),借助函數(shù)圖象,直觀地闡述導(dǎo)數(shù)的幾何意義,讓學(xué)生從數(shù)與形兩個(gè)角度全面理解導(dǎo)數(shù)。
二、學(xué)情分析
學(xué)生在之前已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了函數(shù)的基本概念、性質(zhì)和圖象,對(duì)函數(shù)的變化有了一定的感性認(rèn)識(shí),并且在物理學(xué)科中接觸過(guò)瞬時(shí)速度等相關(guān)概念,這些都為學(xué)生理解導(dǎo)數(shù)的概念提供了必要的知識(shí)儲(chǔ)備。然而,導(dǎo)數(shù)概念中涉及的極限思想較為抽象,從平均變化率過(guò)渡到瞬時(shí)變化率對(duì)學(xué)生的思維能力提出了較高的要求,需要教師在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)大量實(shí)例和直觀演示,引導(dǎo)學(xué)生逐步理解和掌握。
三、教學(xué)目標(biāo)
。ㄒ唬┲R(shí)與技能目標(biāo)
學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解導(dǎo)數(shù)的概念,掌握導(dǎo)數(shù)的定義式。
能夠運(yùn)用導(dǎo)數(shù)的定義求一些簡(jiǎn)單函數(shù)在某點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)。
理解導(dǎo)數(shù)的幾何意義,會(huì)求函數(shù)在某點(diǎn)處的切線方程。
(二)過(guò)程與方法目標(biāo)
通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題(如物體的瞬時(shí)速度、曲線的切線斜率)的分析,培養(yǎng)學(xué)生從具體到抽象、從特殊到一般的歸納概括能力。
經(jīng)歷導(dǎo)數(shù)概念的形成過(guò)程,體會(huì)極限思想在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
通過(guò)對(duì)導(dǎo)數(shù)幾何意義的探究,增強(qiáng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的意識(shí)和能力。
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系,體會(huì)數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)用性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
在概念的探究過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于創(chuàng)新的精神,以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
。ㄒ唬┙虒W(xué)重點(diǎn)
導(dǎo)數(shù)概念的形成過(guò)程,理解導(dǎo)數(shù)的內(nèi)涵。
導(dǎo)數(shù)的幾何意義。
運(yùn)用導(dǎo)數(shù)定義求簡(jiǎn)單函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。
。ǘ┙虒W(xué)難點(diǎn)
對(duì)瞬時(shí)變化率的理解,從平均變化率過(guò)渡到瞬時(shí)變化率的極限思想的建立。
導(dǎo)數(shù)概念中抽象符號(hào)的理解和運(yùn)用。
五、教學(xué)方法與手段
。ㄒ唬┙虒W(xué)方法
問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法:通過(guò)創(chuàng)設(shè)一系列有針對(duì)性的問(wèn)題,如物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度如何精確求解、曲線在某點(diǎn)處的切線斜率怎樣確定等,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考,逐步深入探究導(dǎo)數(shù)的概念。
啟發(fā)式教學(xué)法:在教學(xué)過(guò)程中,針對(duì)學(xué)生思維受阻的地方,教師適時(shí)給予啟發(fā)和引導(dǎo),幫助學(xué)生突破思維障礙,如在從平均變化率過(guò)渡到瞬時(shí)變化率時(shí),引導(dǎo)學(xué)生思考如何通過(guò)縮小時(shí)間間隔或自變量的變化區(qū)間來(lái)逼近瞬時(shí)狀態(tài)。
小組合作探究法:組織學(xué)生進(jìn)行小組討論,共同探究問(wèn)題的解決方案,如在探究導(dǎo)數(shù)的幾何意義時(shí),讓學(xué)生分組討論曲線的割線與切線的關(guān)系,促進(jìn)學(xué)生之間的思想交流和碰撞,培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和團(tuán)隊(duì)精神。
。ǘ┙虒W(xué)手段
多媒體輔助教學(xué):利用多媒體展示函數(shù)圖象的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,如物體運(yùn)動(dòng)的軌跡、曲線割線到切線的變化過(guò)程等,將抽象的數(shù)學(xué)概念直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生,幫助學(xué)生更好地理解和掌握。
數(shù)學(xué)軟件輔助計(jì)算:在求一些復(fù)雜函數(shù)的導(dǎo)數(shù)時(shí),借助數(shù)學(xué)軟件(如 GeoGebra、Mathematica 等)進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)證,讓學(xué)生直觀地看到導(dǎo)數(shù)的計(jì)算結(jié)果,提高教學(xué)效率,同時(shí)也讓學(xué)生了解現(xiàn)代技術(shù)在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。
六、教學(xué)過(guò)程
。ㄒ唬﹦(chuàng)設(shè)情境,引入新課(5 分鐘)
展示情境一:播放一段汽車在筆直公路上行駛的視頻,提出問(wèn)題:如何描述汽車在某一時(shí)刻的速度?學(xué)生在物理中已學(xué)過(guò)平均速度的概念,引導(dǎo)學(xué)生思考平均速度能否精確描述汽車在某一時(shí)刻的速度,從而引出瞬時(shí)速度的概念。
展示情境二:利用多媒體展示一條曲線,并在曲線上取一點(diǎn),提出問(wèn)題:如何確定曲線在該點(diǎn)處的切線斜率?學(xué)生回顧圓的切線定義,發(fā)現(xiàn)對(duì)于一般曲線不能直接用圓的切線定義來(lái)確定切線斜率,從而引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)兩個(gè)實(shí)際情境問(wèn)題,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系,體會(huì)到引入導(dǎo)數(shù)概念的必要性,同時(shí)也為后續(xù)導(dǎo)數(shù)概念的引入做好鋪墊。
。ǘ┗仡櫯f知,探究新知(20 分鐘)
平均變化率回顧
引導(dǎo)學(xué)生回顧函數(shù)平均變化率的概念,給出函數(shù)\(y = f(x)\)在區(qū)間\([x_1, x_2]\)上的平均變化率公式\(\frac{\Delta y}{\Delta x}=\frac{f(x_2)-f(x_1)}{x_2 - x_1}\)。
給出具體函數(shù)\(y = x^2\),計(jì)算在區(qū)間\([1, 2]\)上的平均變化率,讓學(xué)生鞏固平均變化率的計(jì)算方法。
瞬時(shí)變化率探究
回到汽車行駛的問(wèn)題,假設(shè)汽車的位移與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系為\(s = s(t)\),引導(dǎo)學(xué)生思考如何求汽車在\(t_0\)時(shí)刻的瞬時(shí)速度。以\(t_0 = 2s\)為例,讓學(xué)生計(jì)算在\(t = 2\)附近不同時(shí)間間隔\(\Delta t\)內(nèi)的平均速度,如\(\Delta t = 0.1s\),\(\Delta t = 0.01s\),\(\Delta t = 0.001s\)等,觀察平均速度的變化趨勢(shì)。
當(dāng)\(\Delta t\)趨近于\(0\)時(shí),平均速度趨近于一個(gè)確定的值,這個(gè)值就是汽車在\(t_0 = 2s\)時(shí)刻的瞬時(shí)速度,用極限符號(hào)表示為\(\lim\limits_{\Delta t \to 0}\frac{s(2 + \Delta t)-s(2)}{\Delta t}\)。
類比瞬時(shí)速度的.求解過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生探究曲線\(y = f(x)\)在點(diǎn)\(x_0\)處切線斜率的求法。通過(guò)在點(diǎn)\(x_0\)附近取點(diǎn)\(x_0 + \Delta x\),計(jì)算割線斜率\(\frac{f(x_0 + \Delta x)-f(x_0)}{\Delta x}\),當(dāng)\(\Delta x\)趨近于\(0\)時(shí),割線斜率趨近于切線斜率,即\(\lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{f(x_0 + \Delta x)-f(x_0)}{\Delta x}\)。
導(dǎo)數(shù)概念的形成
引導(dǎo)學(xué)生觀察瞬時(shí)速度和切線斜率的求解過(guò)程,發(fā)現(xiàn)它們都?xì)w結(jié)為求函數(shù)的增量與自變量增量之比當(dāng)自變量增量趨近于\(0\)時(shí)的極限。
給出導(dǎo)數(shù)的定義:設(shè)函數(shù)\(y = f(x)\)在區(qū)間\((a, b)\)上有定義,\(x_0 \in (a, b)\),當(dāng)\(\Delta x\)趨近于\(0\)時(shí),比值\(\frac{\Delta y}{\Delta x}=\frac{f(x_0 + \Delta x)-f(x_0)}{\Delta x}\)的極限存在,則稱函數(shù)\(y = f(x)\)在點(diǎn)\(x_0\)處可導(dǎo),并稱這個(gè)極限為函數(shù)\(y = f(x)\)在點(diǎn)\(x_0\)處的導(dǎo)數(shù),記作\(f^\prime(x_0)\)或\(y^\prime|_{x = x_0}\),即\(f^\prime(x_0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{f(x_0 + \Delta x)-f(x_0)}{\Delta x}\)。
對(duì)導(dǎo)數(shù)定義中的各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)解釋,強(qiáng)調(diào)極限的存在性以及導(dǎo)數(shù)與平均變化率的關(guān)系。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)回顧平均變化率,從具體的實(shí)際問(wèn)題入手,引導(dǎo)學(xué)生逐步探究瞬時(shí)變化率,進(jìn)而抽象出導(dǎo)數(shù)的概念,符合學(xué)生從具體到抽象、從特殊到一般的認(rèn)知規(guī)律,有助于學(xué)生理解導(dǎo)數(shù)概念的本質(zhì)。
(三)深入探究,理解幾何意義(15 分鐘)
利用多媒體演示:借助幾何畫板軟件,在平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)\(y = f(x)\)的圖象,在曲線上取一點(diǎn)\(P(x_0, f(x_0))\),再取點(diǎn)\(Q(x_0 + \Delta x, f(x_0 + \Delta x))\),連接\(PQ\)得到割線。通過(guò)改變\(\Delta x\)的值,讓點(diǎn)\(Q\)沿著曲線逐漸靠近點(diǎn)\(P\),觀察割線\(PQ\)的變化趨勢(shì)。
引導(dǎo)學(xué)生思考:當(dāng)\(\Delta x\)趨近于\(0\)時(shí),割線\(PQ\)趨近于一條確定的直線,這條直線就是曲線在點(diǎn)\(P\)處的切線。而割線斜率\(\frac{f(x_0 + \Delta x)-f(x_0)}{\Delta x}\)在\(\Delta x\)趨近于\(0\)時(shí)的極限,即函數(shù)在點(diǎn)\(x_0\)處的導(dǎo)數(shù)\(f^\prime(x_0)\),就是曲線在點(diǎn)\(P\)處切線的斜率。
得出導(dǎo)數(shù)的幾何意義:函數(shù)\(y = f(x)\)在點(diǎn)\(x_0\)處的導(dǎo)數(shù)\(f^\prime(x_0)\)的幾何意義是曲線\(y = f(x)\)在點(diǎn)\(P(x_0, f(x_0))\)處的切線斜率。
講解切線方程的求法:已知曲線\(y = f(x)\)在點(diǎn)\(P(x_0, f(x_0))\)處的切線斜率為\(k = f^\prime(x_0)\),根據(jù)直線的點(diǎn)斜式方程\(y - y_0 = k(x - x_0)\),可得曲線在點(diǎn)\(P\)處的切線方程為\(y - f(x_0) = f^\prime(x_0)(x - x_0)\)。
舉例應(yīng)用:給出函數(shù)\(y = x^2\),求曲線在點(diǎn)\((1, 1)\)處的切線方程。先讓學(xué)生求該點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)\(f^\prime(1)\),根據(jù)導(dǎo)數(shù)定義計(jì)算\(f^\prime(1)=\lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{(1 + \Delta x)^2 - 1}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0}(2 + \Delta x)=2\),所以切線斜率\(k = 2\),再根據(jù)切線方程公式得到切線方程為\(y - 1 = 2(x - 1)\),即\(y = 2x - 1\)。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)多媒體直觀演示和教師的引導(dǎo),讓學(xué)生深刻理解導(dǎo)數(shù)的幾何意義,掌握切線方程的求法,進(jìn)一步深化對(duì)導(dǎo)數(shù)概念的理解,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的能力。
。ㄋ模├}講解,鞏固知識(shí)(10 分鐘)
例 1:已知函數(shù)\(f(x)=3x + 1\),求\(f^\prime(2)\)。
分析:根據(jù)導(dǎo)數(shù)定義,先求\(\frac{\Delta y}{\Delta x}=\frac{f(2 + \Delta x)-f(2)}{\Delta x}\),再求\(\lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{\Delta y}{\Delta x}\)。
解答過(guò)程:\(
\begin{align*}
\frac{\Delta y}{\Delta x}&=\frac{[3(2 + \Delta x)+1]-(3\times2 + 1)}{\Delta x}\\
&=\frac{6 + 3\Delta x + 1 - 6 - 1}{\Delta x}\\
&=\frac{3\Delta x}{\Delta x}\\
&=3
\end{align*}
\)
所以\(f^\prime(2)=\lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{\Delta y}{\Delta x}=3\)。
例 2:已知曲線\(y = \frac{1}{x}\),求曲線在點(diǎn)\((2,\frac{1}{2})\)處的切線方程。
分析:先求函數(shù)在點(diǎn)\(x = 2\)處的導(dǎo)數(shù),即切線斜率,再根據(jù)切線方程公式求切線方程。
解答過(guò)程:\(
\begin{align*}
\frac{\Delta y}{\Delta x}&=\frac{\frac{1}{2 + \Delta x}-\frac{1}{2}}{\Delta x}\\
&=\frac{\frac{2-(2 + \Delta x)}{2(2 + \Delta x)}}{\Delta x}\\
&=\frac{\frac{- \Delta x}{2(2 + \Delta x)}}{\Delta x}\\
&=-\frac{1}{2(2 + \Delta x)}
\end{align*}
\)
\(
f^\prime(2)=\lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{\Delta y}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0}[-\frac{1}{2(2 + \Delta x)}]=-\frac{1}{4}
\)
切線方程為\(y - \frac{1}{2}=-\frac{1}{4}(x - 2)\),化簡(jiǎn)得\(y = -\frac{1}{4}x + 1\)。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)具體例題的講解,讓學(xué)生掌握運(yùn)用導(dǎo)數(shù)定義求導(dǎo)數(shù)以及求曲線切線方程的方法,鞏固所學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的解題能力。
(五)課堂小結(jié),梳理知識(shí)(5 分鐘)
引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容,包括導(dǎo)數(shù)的概念、導(dǎo)數(shù)的幾何意義、求導(dǎo)數(shù)的方法以及切線方程的求法。
強(qiáng)調(diào)導(dǎo)數(shù)概念中極限思想的重要性,以及導(dǎo)數(shù)在數(shù)學(xué)和實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用。
鼓勵(lì)學(xué)生提出在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和疑惑,教師進(jìn)行解答和總結(jié)。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)課堂小結(jié),幫助學(xué)生梳理知識(shí)體系,加深對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容的理解和記憶,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力和問(wèn)題意識(shí)。
。┎贾米鳂I(yè),拓展延伸(5 分鐘)
必做題:教材 [具體頁(yè)碼] 習(xí)題 [具體題號(hào)],通過(guò)作業(yè)鞏固學(xué)生對(duì)導(dǎo)數(shù)概念和基本運(yùn)算的掌握。
選做題:已知函數(shù)\(y = x^3\),研究函數(shù)在不同點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)與函數(shù)圖象的關(guān)系,拓展學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
拓展探究:讓學(xué)生查閱資料,了解導(dǎo)數(shù)在物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域的具體應(yīng)用實(shí)例,下節(jié)課進(jìn)行交流分享,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,感受數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)分層布置作業(yè),滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,讓每個(gè)學(xué)生都能在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中得到發(fā)展。拓展探究作業(yè)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究的能力。
七、教學(xué)評(píng)價(jià)
課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià):在教學(xué)過(guò)程中,觀察學(xué)生的參與度、小組討論的積極性、回答問(wèn)題的準(zhǔn)確性等,及時(shí)給予鼓勵(lì)和指導(dǎo),對(duì)學(xué)生的思維過(guò)程和學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
作業(yè)評(píng)價(jià):認(rèn)真批改學(xué)生的作業(yè),分析學(xué)生對(duì)導(dǎo)數(shù)概念、計(jì)算以及應(yīng)用的掌握情況,針對(duì)學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題,進(jìn)行集中講解和個(gè)別輔導(dǎo),對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
階段性評(píng)價(jià):通過(guò)單元測(cè)試、課堂小測(cè)驗(yàn)等方式,對(duì)學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)數(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),了解學(xué)生在知識(shí)、技能、過(guò)程方法以及情感態(tài)度等方面的發(fā)展情況,為后續(xù)教學(xué)提供參考,及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和方法。
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