高中必修四《任意角的三角函数》教学设计(第一课时)
审核:王常斌
一
教学内容分析
本节课是《人教A版必修四》的第一章第二节,这是一堂关于任意角的三角函数的概念课。三角函数的定义建立在初中对锐角三角函数的定义以及刚学过的“角的概念的推广”的基础上,是本章最基本的概念,对本章内容的整体学习至关重要,是其它所有知识的出发点,起着承前启后的作用。紧紧扣住三角函数定义,可以自然地导出本章的很多内容:三角函数线、同角三角函数基本关系、诱导公式、定义域、值域及图像等。同时,三角函数作为描述周期变化现象的最常见、最基本的数学模型,不仅在高中数学中有广泛的应用,而且在其他领域中也具有广泛的应用。任意角的三角函数是研究一个实数集(角的弧度数构成的集合)到另一个实数集(角的终边与单位圆交点的坐标或其比值构成的集合)的对应关系,认识它需要借助单位圆、角的终边以及二者的交点这些几何图形的直观帮助,体现了数形结合的思想,数学抽象、直观想象等数学核心素养。
二
学生学情分析
在初中,学生已学过锐角三角函数,知道直角三角形中锐角的三角函数等于相应边长的比值,因此本课的内容对于学生来说,有比较厚实的基础,从这个角度说,新课的引入会比较容易和顺畅。但由于角的概念推广了,原先熟悉的锐角三角函数的定义也要推广到任意角,学生理解起来可能会存在困难。
三
教学目标分析
根据本节教材特点,结合学生已有的认知水平,制定本节如下的教学与评价目标:
1.通过体验三角函数概念的产生、发展过程,积累从特殊到一般的基本活动经验,养成在日常生活和实践中一般性思考问题的习惯,培养学生数学抽象素养;
2.通过对三角函数值的诱导公式(一)的推导,利用终边与单位圆的交点坐标求三角函数值、判断并归纳各个象限角的三角函数值符号,培养学生分析、探究、解决问题的能力,培养学生的逻辑推理素养;
3.借助单位圆理解任意角的三角函数,借助单位圆从任意角三角函数的定义认识其定义域和值域、各象限角函数值的符号以及推出诱导公式(一),体会应用数形结合思想解决数学问题的过程,培养学生观察发现、抽象概括及分析解决问题的能力,发展学生直观想象素养;
4.通过运用所学知识解决实际问题,培养学生解决问题的能力,培养学生的数学建模和数学运算等核心素养。
四
教学重点与难点
教学重点:任意角的正弦、余弦、正切的定义的由来、理解,及运用定义归纳得出各象限角的三角函数值符号、特殊角的三角函数值和诱导公式一。
教学难点:用角的终边上的点的坐标来刻画任意角的正弦、余弦、正切;定义的理解及应用。
五
教学方法
在教学过程中,不仅要使学生“知其然”还要使学生“知其所以然”。考虑到学生的现状,本节课我主要采取问题导学、自主探究式、合作交流式等教学方式,“温故知新,逐步拓展”的形式让学生真正参与到教学,让学生经历从已学的锐角三角函数逐步探索、抽象出任意角的三角函数定义,教师以引导者、合作者的角色启发引导学生主动参与、揭示本质、经历过程、收获成果。
六
教学环节与活动
(一)复习回顾
问题2:本章第一节是如何将角的概念推广到任意角,象限角和轴线角怎样定义的?
生2:将角放在直角坐标系内,使角的顶点与原点重合,角的始边与x轴的非负半轴重合,那么,角的终边在第几象限,我们就说这个角是第几象限角,如果角的终边落在坐标轴上,则说这个角是轴线角。
师生活动:师生对话,学生个别回答。
设计意图:通过学生对锐角的三角函数和任意角、象限角概念的回顾,为后面在直角坐标系内探索任意角的三角函数作了铺垫,是一种推广和拓展的过程.温故知新,让学生体会知识的产生、发展过程。
(二)构建新知
师生活动:师生对话,学生思考、交流、讨论,回答老师提出的问题。
设计意图:通过5个环环相扣的问题,让学生产生认知冲突,将学生的思维引向自主探索的“再创造”过程。初中以直角三角形边角关系来定义锐角三角函数,现在要用坐标系来研究,探索的结论既要满足任意角的情形,又要包容初中锐角三角函数定义.体现了学生构建知识的能力,也是数学发现的重要思想和方法,为学生在以后学习中对某些知识进行推广拓展奠定了基础.
(三)理解概念
师生活动:教师引导学生思考函数的自变量、对应关系、函数值分别是什么?引导学生研究新函数的三要素,引导学生通过理解定义和观察图像思考问题。这两个问题的回答学生需要时间思考和小范围的交流讨论,教师适时点拨。
设计意图:紧扣“函数”的定义,通过对“函数值与自变量”的对应关系、定义域、值域的分析,深化对定义的理解,渗透数形结合思想。
(四)例题解析
师生活动:学生先做,学生回答,教师引导学生归纳
设计意图:通过例1和变式1,进一步加深对定义的理解,体会数形结合思想,通过例1和变式2,引导学生发现终边相同的角三角函数值之间的关系。通过变式3逆用定义解题,进一步加深对定义的理解和诱导公式通(一)
归纳:诱导公式一:
练习:完成下表:
角α
0°
30°
45°
60°
90°
180°
270°
360°
α的弧度数
(五)课堂小结
师生活动:教师问:本节课你都学到了什么?先由学生归纳总结,教师在学生总结的基础上进行再概括,注意思想方法的归纳
知识方面小结:三角函数的定义及其应用;三角函数的自变量、函数值、对应关系的理解;各个象限的角的三角函数值;特殊角的三角函数值;诱导公式(一)
思想方法:数形结合思想;特殊到一般思想
设计意图:对学习过程进行反思,对思想方法进行总结。
七
教学效果评价
本节课教学目标符合新课程标准要求,符合学生实际,整个教学过程围绕教学目标来展开;采用启发式教学,引导学生经历概念发生、发展的过程;因为所教授学生基础好,接受能力强,所以本节课设计容量较大,节奏较快,学生积极性高,课堂气氛活跃,从例题和练习题的完成情况看,学生能很好的掌握本节课知识,从这可以看出,本节课教学目标完成,教学效果良好。
【来源】《顺德数学家园》公众号。
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