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人教A版(理)选修2-2 --------教材解读 杭州市西湖高级中学 严兴光
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第一章 导数
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(一)内容结构 在本章中,学生通过大量实例,经历由平均变化率到瞬时变化率刻画现实问题的过程,理解导数概念,了解导数在研究函数的单调性、极值等性质中的作用,初步了解定积分的概念,为以后进一步学习微积分打下基础。通过本章的学习,学生将体会导数的思想及其丰富内涵,感受在解决实际问题中的作用,了解微积分的文化价值。
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(二)文理科教学内容与要求比较 1、课时分配 理科(24课时): 1.1 变化率与导数 约4课时 1.2 导数的计算 约4课时
1.1 变化率与导数 约4课时 1.2 导数的计算 约4课时 1.3 导数在研究函数中的应用 约3课时 1.4 生活中的优化问题举例 约4课时 1.5 定积分的概念 约4课时 1.6 微积分基本定理 约2课时 1.7 定积分的简单应用 约2课时 小结 约1课时
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文科(16课时): 3.1 变化率与导数 约4课时 3.2 导数的计算 约3课时 3.3 导数在研究函数中的应用 约3课时 3.4 生活中的优化问题举例 约4课时 实习作业 约1课时 小结 约1课时
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2、文科理科内容相同要求不同的地方有:1.3导数在研究函数中的应用一节中,理科还要求体会导数方法在研究函数性质中的一般性和有效性.
3、理科比文科增加的地方主要有:在导数的运算中,能根据导数定义求函数y= 的导数;能求简单的复合函数(仅限于形如f(ax+b)的导数;定积分的概念、微积分基本定理及定积分的简单应用。 2、文科理科内容相同要求不同的地方有:1.3导数在研究函数中的应用一节中,理科还要求体会导数方法在研究函数性质中的一般性和有效性. 3、理科比文科增加的地方主要有:在导数的运算中,能根据导数定义求函数y= 的导数;能求简单的复合函数(仅限于形如f(ax+b)的导数;定积分的概念、微积分基本定理及定积分的简单应用。
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(三)与大纲相比,(理科)教学内容与要求上的新变化
1、内容编排上的变化 ⑴内容 删去极限;增加生活中的优化问题举例;定积分的概念;微积分基本定理;定积分的简单应用;实习作业. ⑵编排 大纲教材从切线斜率和瞬时速度引入导数的概念. 课标教材按照平均变化率、瞬时变化率、导数的概念、导数的几何意义这样的顺序,用形象直观的“逼近”方法定义导数概念.
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2、教学理念上的变化 ⑴更加突出概念的本质 例如 “导数概念”的处理: 通过研究“气球膨胀率”和“高台跳水运动员从腾空到进入水面的过程中不同时刻的速度”等实例,让学生经历由平均变化率到瞬时变化率的过程,引出瞬时速度的概念,从而抽象出导数概念。
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⑵更加重视导数的几何意义,以及用导数的几何意义解决相关问题;
⑶更加强化通过函数图象认识概念、理解导数的应用和研究问题的价值; ⑷更加注重导数和定积分的实际应用; 用导数处理切线问题;用导数研究函数;用导数处理生活中的优化问题.并通过与初等方法比较,让学生感受和体会导数在处理上述问题中的一般性和有效性;定积分在几何中和物理中的应用。
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⑸更加关注导数和积分概念产生的实际背景、算法思想的渗透,以及与信息技术的整合;
⑹更加淡化计算,把导数和积分不仅作为一种规则学习,更作为一种重要的思想、方法来学习;
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3、教学要求上的变化 内容 知识点 指导意见(2-2) 教学大纲 变化分析 导数的 概念及 其几何 意义 概念 经历过程,了解
实际背景,理解 瞬时变化率,理 解导函数的概念. 了解实际背景, 掌握定义,理解 导函数的概念。 注重过程; 弱化导数形 式化定义. 几何 直观理解 几何意义 掌握几何意义 注重直 观理解。 计算 导数公 式运算 法则 能利用公式及法 则求简单函数的 导数。 熟记公式,掌握 法则,会求函数 的导数 要求有 所降低。 复合函 数的导 数 仅限于求形如 f(ax+b)的导数 理解复合函数求 导法则,会求某 些简单函数导数. 要求明 显降低。
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内容 知识点 指导意见(2-2) 教学大纲 变化分析 导数的 应用 与函数 单调性 的关系 借助几何直观了解 关系;会求不超过 三次的多项式函数 的单调区间。 会从几何直观 了解关系。 对导数在研 究函数中的 应用,以及 在解决实际 问题中的应 用要求具体 且较高。 函数的 极值与 最值 了解取得极值的条 件;会求不超过三 次的多项式函数的 极值与最值。 了解取得极值 的条件 实际 运用 会求生活中利润、 用料、效率最高等 优化问题。 会求实际问题 的最大值、最 小值。
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内容 知识点 指导意见(2-2) 教学大纲 变化分析 定积 分与 微积 分基 本定 理 定积分 的概念 了解实际背景;体 会基本思想;初步 了解概念,掌握几 何意义。 新增 的应用 会求曲边梯形等简 单平面图形的面积. 变速直线运动的路 程和变力做功等简 单的物理问题。 微积分 基本定 直观了解其含义。
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⑴要求降低的有:弱化导数的形式化定义;削弱求导数的计算难度,仅限于求简单函数以及形如f(ax+b)复合函数的导数;
⑵要求提高的有:对导数在研究函数中的应用,以及在解决实际问题中的应用要求具体且较高。 ⑶要求增加的有:定积分的概念、微积分基本定理、定积分的简单应用和实习作业。
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(四)教学建议 1、注重导数和定积分概念的形成过程 导数概念的形成过程教学设计案例:
⑴问题情境(高台跳水问题)运动员相对于水面的高度h(单位:米)与起跳后的时间t(单位:秒)存在函数关系 h(t)=-4.9t2+6.5t+10. ①用运动员在某些时间段内的平均速度描述运动状态,那么,
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② ⑵如何求运动员的瞬时速度?
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⑶如何计算2秒附近某段时间间隔内的平均速度?
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⑷当Δt趋近于0时,平均速度有怎样的变化趋势?
⑸t=2s时的瞬时速度是多少? ⑹运动员在某个时刻t0的瞬时速度如何表示呢?
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⑺函数 在 处的瞬时变化率怎样表示? (类比上面问题得出结论,并抽象出导数的概念。)
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2、认真引导学生用定义推导5个初等函数的导数公式,并重视其推导过程;
3、以问题为载体,按照“问题情境—抽象概括—建立模型—求解模型—解释问题—应用拓展”的程序,让学生经历建模的过程; 4、注重揭示数学思想和方法 曲边梯形的面积 ⑴问题情境 如何求由抛物线y=x2与直线 x=1,y=0,所围成的平面图形部分的 面积S?
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⑵确立解决问题的思想方法 四步曲:分割—近似代替—求和—取极限 ⑶问题解决,求出曲边梯形的面积
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⑷得出面积的一般表达式
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第二章 推理与证明
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(一)内容结构 “推理与证明”是数学的基本思维过程,也是人们学习和生活中经常使用的思维方式.推理一般包括合情推理和演绎推理.在本章中,学生将通过对已学知识的回顾,进一步体会合情推理、演绎推理以及二者之间的联系与差异;体会数学证明的特点,了解数学证明的基本方法,包括直接证明的方法(如分析法、综合法、数学归纳法)和间接证明的方法(如反证法);感受逻辑证明在数学以及日常生活中的作用,养成言之有理、论证有据的习惯。
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1、本章知识结构: 数学归纳法 理科:
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文科:
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了解 2、教学目标 1.了解合情推理和演绎推理的含义。 2.能正确地运用合情推理和演绎推理进行简单的推理。
3.了解合情推理与演绎推理之间的联系与差别 4.了解直接证明的两种基本方法——分析法和综合法的思考过程、特点。 5.了解间接证明的一种基本方法──反证法的思考过程、特点。 6.了解数学归纳法的原理,能用数学归纳法证明一些简单的数学命题。
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目标:明确化、显性化,主动地、自觉地使用。
3、编写特点 (1) 以已学知识为载体,讲推理和证明方法。 (2) 证明方法(除数学归纳法外)是学生在以前的学习中遇到过的,但对它们的特点和内涵不很明确,被动地、不自觉地使用。 目标:明确化、显性化,主动地、自觉地使用。 先“猜”后证
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(二)文理科教学内容与要求比较 1、教学内容比较 文科(10课时) 2.1合情推理与演绎推理 约5课时 2.2直接证明与间接证明 约4课时
2.1合情推理与演绎推理 约5课时 2.2直接证明与间接证明 约4课时 小结 约1课时 理科(8课时) 2.1合情推理与演绎推理 约3课时 2.2直接证明与间接证明 约3课时 2.3数学归纳法 约2课时
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2、文科、理科的教学要求比较 理科比文科增加了数学归纳法,其余内容基本相同。《标准》建议文科约10课时,理科约8课时。文科教材中的例题相对比较多,但起点要低。在合情推理与演绎推理,直接证明与间接证明这两节中,文科有15道例题,理科有11道例题。
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(三)与大纲相比 对于数学归纳法,旧教材安排在第三册(选修Ⅱ)第二章《极限》的第一节,新教材则是把数学归纳法作为直接证明的一种特殊方法,安排在选修2-2《推理与证明》的第三节;对数学归纳法的原理的要求由 “理解”降低为“了解”;对于数学归纳法的应用,新教材只有等式的证明,删减了“整除问题”,“几何问题”的证明。
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(三)教学建议 (1)推理与证明属于数学思维方法的范畴,它论述的是思想方法,知识只是素材,所以在选用例子佐证时,既注意已学知识的囊括,更应根据学生的实际情况或删或改或增。若补充实例应以“已经学过的数学实例和生活中的实例”为准,不宜再拓宽,加深,拔高要求。
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(2)教学时要注意通过具体实例,了解合情推理和演绎推理之间的联系与差别。
归纳推理: 类比推理: 由部分到整体,个别到一般 由特殊到特殊 不一定正确,有待证明 作用:猜测和发现结论 作用:证明数学结论,建立数学体系的重要思维过程 由一般到特殊 在前提和推理形式都正确的前提下,结论一定正确作用 演绎推理: 不一定正确,有待证明
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(3)学习证明部分时,分析法要强调书写格式,否则学生容易犯逻辑关系错误。另外,应考虑简易逻辑内容的渗透与支持。
这些文字不能缺
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(4)理科的“数学归纳法”教学,理解思想实质最重要。建议以新课标要求为准,适当补充“不等式问题”的证明,另两个“整除问题”,“几何问题”应用证明可让有能力的学生作课外研究。
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第三章 数系的扩充和复数的概念
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(一)《课程标准》要求 (1)在问题情境中了解数系的扩充过程,体会实际需求与数学内部的矛盾(数的运算规则、方程求根)在数系扩充过程中的作用,感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系。 (2)理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件。 (3)了解复数的代数表示法及其几何意义。 (4)能进行复数代数形式的四则运算,了解复数代数形式的加、减运算的几何意义。
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本章教学时间约4课时,具体分配如下: 3.1 数系的扩充和复数的概念 约2课时 3.2 复数代数形式的四则运算 约2课时
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(二)《标准》与《大纲》的比较 (三)文科、理科的教学要求比较
(1)删去了复数的三角形式,以及三角形式的运算等内容。 (2)突出了数系的扩充过程,复数的代数表示法及代数形式的加减运算的几何意义。 (3)教材弱化了: ① i的正整数次幂的周期性 ② 共轭复数的概念 ③ 关于复数的模的几何意义 ④ 实系数一元二次方程求解 (三)文科、理科的教学要求比较 《标准》要求是一样的。教材内容也基本一致,理科的习题难度比文科略有提高。
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(四)教学建议 (1)数的概念的发展与数系的扩充是数学发展的一条重要线索。数系扩充的过程体现了数学的发现和创造过程,也体现了数学发生、发展的客观需求。建议教学时详细介绍从自然数系逐步扩充到实数系的过程,使数系的扩充与复数的引入更为自然,让学生充分领略数系扩充过程中所蕴涵的数学思想和科学发展思想。 (2)在讲解复数相关概念时,可以在“复数相等”学习时,增加“相反数”的概念,也建议在此同时提出“共轭复数”的概念,这样感觉比较系统些。 (3)学习复数代数形式时的加、减、乘等运算时,可设置研究题:用第二章“类比推理”思想,将多项式的运算法则与之进行类比。 (4)删减的内容不必再补。那些弱化的部分,建议也只是在其出现的地方作适当延伸,不必重点讲解。
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谢谢!
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