正弦定理教学设计及评析

发表时间:2021/5/6   来源:《中小学教育》2021年第4期   作者:陈娜
[导读] 正弦定理是解决三角形边角关系的重要定理之一。
        陈娜
        重庆师范大学400021
        摘要:正弦定理是解决三角形边角关系的重要定理之一。本文以正弦定理为例,通过创设情境,引导学生自主思考,经历猜想-归纳-证明的过程,培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力,渗透数学核心素养。
        关键词:正弦定理  教学设计 教学评析

        一、教学设计说明
        正弦定理选自高中新课标人教版必修五第一章第一节的内容。本节课是对三角函数知识的延续和拓展,也为后续解三角形、几何计算奠定基础,起着承上启下的作用。
        杜威说,教学要从学生已有的经验开始。高二学生具备了解直角三角形和平面向量的知识基础,有一定观察分析、解决问题的能力,但是对前后知识的联系、推理还有待加强。
        二、教学设计实施
        (一)教学目标
        1.知识与技能:学生在问题情境中能发现并推证正弦定理;会初步运用正弦定理与三角形的内角和定理解斜三角形的两类问题。
        2.过程与方法:学生从已有的知识出发,通过观察推导,自主探究出在任意三角形中,边与其对角正弦的比值之间的关系,培养逻辑思维能力。
        3.情感态度与价值观:学生在合作交流过程中感受数学公式的对称美,体会数学在生活中的应用价值,激发学习兴趣。
        (二)教学重点
        正弦定理的内容、证明及基本应用。
        (三)教学难点
        正弦定理的探索和证明。
        (四)教学方法
        在教法上:采用以学生为主体的探究式教学法,结合几何画板直观演示,通过问题串引导学生循序渐进,归纳推理出正弦定理;
        在学法上:学生自主探究与合作探究相结合,通过实验测量,经历猜想-归纳-证明,由“学会”转为“会学”,成为学习真正的主人。
        (五)教学准备
        制作多媒体课件和几何画板;学生准备计算器、直尺、量角器。
        (六)教学过程
        1.情境导入
        (创设情境,吸引兴趣)
        情境:在现在的高科技时代,要想知道某座山的高度,没必要亲自去量,只需水平飞行的飞机从山顶一过便可测出,你知道这是为什么吗?还有,交通警察是怎样测出正在公路上行驶的汽车的速度呢?
        要想解决这些问题,就需要我们来研究三角形中的边角关系.
        2.探究新知
        (1)观察特例,提出猜想
        问题1:回顾直角三角形的边与角,你发现什么关系?
        学生容易得出:在任意三角形中有大边对大角,小边对小角的边角关系.
        问题2:研究直角三角形的正弦,你能建立什么等量关系?
        回忆直角三角形中的边角关系,根据正弦函数的定义有:

        开门见山,揭示这就是今天探究的内容:正弦定理。
        (2)拓展推广,完善猜想
        问题3:关系式能不能推广到任意三角形?
        (1)学生分组对一般三角形进行测量计算完善猜想
        (2)教师用几何画板动态演示,不管三角形的边、角如何变化,比值不变,为下一步证明树立信心。
        【设计意图】
        这个环节引导学生由特殊到一般进行归纳,完善猜想。学生参与实验,教师直观演示,体现了教学的直观性原则,吸引学生兴趣。
        (3)证明猜想,得出定理
        问题4:请问如何证明该定理? (重难点)
        【设计意图】
        强调直观猜想,必须通过逻辑推理到理论证明,体现了数学的逻辑性。
        (1)渗透分类思想,启发学生分别证明锐角三角形和钝角三角形是否成立。
        (2)难点是通过作高将一般三角形将转为熟悉的直角三角形。
        (引导学生首先分为两种情况,锐角三角形和钝角三角形,然后按照化未知为已知的思路,构造直角三角形完成证明。)
       
        这就是我们今天要研究的—— 正弦定理。
        问题5:还有其它证明方法吗?(由学生讨论、分析)
        【设计意图】
        学生分组讨论,合作交流,进行“再创造”,体现了数学新课标所倡导的积极主动,勇于探索的课程理念。
证明一:(等积法)在任意斜△ABC当中


        (4)运用定理,解决问题
        (1)接着给出解三角形的概念:
        一般地,把三角形的三个角A、B、C和它们的对边a、b、c叫做三角形的元素,已知三角形的几个元素求其它元素的过程叫做解三角形.
        (2)启迪学生归纳如何运用正弦定理解三角形,形成知识的完整性:
        问题6:你能否从方程的角度分析一下,解三角形需要已知三角形中的几个元素?
        问题 7:我们利用正弦定理可以解决一些怎样的解三角形问题呢?
        (1)已知三角形的任意两个角与一边,求其他两边和另一角。
        (2)已知三角形的两边与其中一边的对角,计算另一边的对角,进而计算出其他的边和角。
        3.例题练习
        例1. 应用正弦定理解决提出的求河岸两侧两点间距离问题.
        如图,设A、B两点在河的两岸,要测量两点之间的距离。测量者在A的同侧,在所在的河岸边选定一点C,测出两点间A、C的距离55m,∠ACB=600,∠BAC=450求A、B两点间的距离。

     
        
        4.课堂小结
        (学生发言,互相补充,教师总结)
        (1)用三种方法证明了正弦定理:
        ①转化为直角三角形中的边角关系;
        ②利用向量的数量积.
        ③外接圆法
        (2)理论上正弦定理可解决两类问题:
        ①两角和任意一边,求其它两边和一角;
        ②两边和其中一边对角,求另一边的对角,进而可求其它的边和角.
        5.布置作业
        1.思考:已知两边和其中一边的对角,解三角形时,解的情况可能有几种?试从理论上说明.
        2.P10.习题1.1.A组:1,2.
        3.收集关于正弦定理的历史发展和应用,渗透数学文化,提高数学素养。
        【设计意图】
        作业分为必做题和选做题,适应不同水平学生,体现教学的巩固性和发展性原则。
        6.板书设计
        1.正弦定理 
        2.证明方法:平面几何法和向量法
        3.解决问题
        (1)已知两角和一边
        (2)已知两边和其中一边的对角
        三、教学设计反思
        本节课的设计以学生发展为本,自主探究与启发诱导相结合,注重学生思维发展;由直观猜想到逻辑推理,培养学生探索精神;在教学过程中渗透分类、转化的思想方法,创设情境注重应用,营造轻松愉悦的学习氛围,从而达到预期的教学效果。
        不足之处可能内容安排偏多,对高二学生来说有些难度,如果设计导学案,学生课下完成部分探究,课上交流效果应该会更好。
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