内容正文:
课题: 弧度制
授课教师:徐州高级中学 许亚慧
教材:苏教版普通高中课程标准实验教科书数学必修4第一章
【教学目标】
1.使学生理解弧度的意义,能正确地进行弧度与角度的换算,熟记特殊角的弧度数.
2.了解角的集合与实数集R之间可以建立起一一对应的关系.
3.掌握弧度制下的弧长公式,会利用弧度制解决某些简单的实际问题.
【教学重点】
理解弧度的意义,能正确地进行弧度与角度的换算.
【教学难点】
弧度的概念,弄清1弧度的角的含义是建立弧度概念的关键.
【教学方法与教学手段】
启发与探究教学相结合,多媒体课件
【教学过程】
一、问题情境,引入课题
师生共同用米为单位度量人的身高,中国古代人们常用尺为单位度量自己的身高.中国第一艘航空母舰“辽宁号”标准排水量为
万吨,吨是质量单位.在西方国家,人们还会用磅作为质量单位. 接下来,我们要研究另一个关于度量的问题——角的度量问题.请同学们回忆一下角的度量单位是什么?1度的角是如何定义的?角度制是如何定义的?学生回答
正如身高有米、尺等这样不同的度量单位,质量有吨、磅等这样不同的度量单位,我们的角除了度、分、秒以外有没有其他的度量单位呢?今天我们就要研究度量角的另外一个单位制——弧度制
【设计意图】通过举例说明身高有米、尺等这样不同的度量单位,质量有吨、磅等这样不同的度量单位,联想到度量角的单位除了度、分、秒以外还有另外一个度量单位,引出课题.通过复习回顾角度制相关知识,激活作为本节课逻辑起点的基础知识.
二、回顾已知,明确方向
研究思路
在角度制中,我们先定义了1°的角,然后得到了以度为单位度量角的单位制——角度制,现在研究新的度量角的单位制,我们先研究什么呢?学生回答
在新的度量角的单位制中,怎样定义单位角的大小才方便计算呢?
我们要解决这个问题还需要从角度制的源头说起.
角度制是由古巴比伦人发明的,他们把圆周分成360等份,每一份圆弧所对的圆心角的大小叫做1度.
【设计意图】 人类知识的积累始终遵循“从已知领域扩展到未知领域”的认识规律,因此,我想要取得良好的教学效果,就必须在课堂教学中贯彻这一认识规律.角度制中,先定义1°的角,类比得到在新的单位制中,也要先定义单位角.怎么定义单位角呢?从角度制的源头找到研究载体、研究方法.
三、自主探究,构建新知
由图可知,在圆中,与圆心角的大小
相关的量有什么?学生回答
探究1:在角度制中,
与
之间具有怎样的关系呢?
学生自主探究,得出结论,说明理由.
预案一:学生会想到初中扇形的弧长公式
教师追问:由此式变形,如何用
和
表示
?
预案二:学生会想到今天学习的主要内容是度量角的单位,直接变形
继续将公式变形
(板书)
是大于
的常数,那么
与
成什么关系?
生答:正比.
【设计意图】用弧度制度量角是基于下面的事实:在半径为
的圆中,弧长为
的圆心角的大小
与
成正比.在原先设计的方案中,想让学生逐步探索出圆心角的大小与
有关,与
无关,又用同心圆举反例探究出圆心角的大小不仅与
有关,然后再取不同的半径值,算出
,观察出圆心角的大小
与
成正比.在这个探究过程中,学生并没有按照我设想的通过等分圆周求弧长,而是直接用弧长公式去求弧长.我明白之前的探究是伪探究.他们知识的起点是扇形的弧长公式,他们只是没有将公式变形,没有看到圆心角的大小
与
成正比.
角度制的研究的方法是等分圆周,18世纪伟大的数学家欧拉就是以等分圆周为切入口,找到了度量角的大小的另外一个形式.现在我们就追寻欧拉的足迹.
探究2:请同学们以等分圆周为切入口,先等分圆周,再取出其中一个扇形,已知扇形的半径为
,弧长为
,填写下列表格.
扇形
扇形的弧长
弧所对的圆心角的大小
学生自主探究,学生会有各种等分圆周的情况,说明理由.再看看欧拉当年的做法
扇形
扇形的弧长
弧所对的圆心角的大小
教师追问:同学们有没有找到度量角的另外一个形式啊?生答:
教师追问:为什么
就可以度量角的大小了呢?生答:
是实数,与我们以前所学的度量角的单位度是不一样的.
点评:欧拉也是这样想的,他就用
表示半圆所对的圆心角,
表示
圆弧所对的圆心角,他用
来度量角的大小,其余的角依次类推可以得到.
扇形
扇形的弧长
欧拉取得扇形的弧长是
,
,有的同学取得是
,然后算出
的比值,用这个比值来度量角的大小.
教师追问:请同学们想一想我们取扇形的弧长
为多少,定义单位角的大小才方便计算呢?
小组交流一下,学生给出答案
教师点拨:请同学们观看几何画板动画.
教师点拨:我们得到一段与半径一样长的弧,这段弧所对的圆心角有多大呢?
(板书)把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧