内容正文:
高中数学人教A版必修二教学设计
年级:高二 学科:数学 授课人:
8.5.3《平面与平面的平行》教学设计
1、 课标及课标分析
课标要求:
根据《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》必修课程“立体几何初步”主题,学生应能够:借助长方体模型,理解平面与平面平行的判定定理和性质定理,并能运用定理证明两个平面平行以及解决相关的简单问题.
课标分析:
本节课是空间平行关系的最高层次,在学习了线线平行、线面平行之后,进一步研究面面平行.课标强调“理解”和“运用”,教学中应通过直观操作(如书本、三角板模型)引导学生发现判定定理的关键——两条相交直线平行于另一平面,并理解为什么不能用两条平行直线.性质定理则通过类比线面平行的性质,借助第三个平面与两个平行平面相交,得到交线平行.重点在于两个定理的三种语言表达及应用,难点是判定定理中“相交直线”条件的必要性和性质定理中辅助平面的构造.本节课对培养直观想象、逻辑推理和转化思想具有重要作用.
2、 教材分析
“平面与平面的平行”是人教A版必修第二册第八章第5.3节内容.教材在介绍了直线与直线平行、直线与平面平行之后,自然过渡到平面与平面的平行.教材从生活实例(建筑楼板水平、双层桥面)引入,通过操作探究发现判定定理:如果一个平面内的两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行.然后通过思考得出性质定理:两个平面平行,如果另一个平面与它们相交,那么两条交线平行.教材通过例题和练习,让学生掌握面面平行的判定与性质的综合运用,体会三种平行关系的相互转化.本节内容是空间平行关系的总结与升华.
3、 学情分析
学生已经掌握了线线平行的判定与性质、线面平行的判定与性质,对空间平行关系有了初步认识,并能运用转化思想解决问题.但是,从线面平行到面面平行,学生容易产生思维定势,误以为“一个平面内两条直线平行于另一个平面”即可判定,而忽略“相交”这一关键条件.性质定理的证明和运用中,如何构造“第三个平面”是难点.此外,在复杂的几何体中,同时运用线线、线面、面面平行的综合证明题,学生思路容易混乱.教师应通过反例(如长方体中的反例)和分步引导,帮助学生构建清晰的转化网络.
4、 教学目标/核心素养目标
1. 数学抽象素养:从具体的操作实验中抽象出平面与平面平行的判定定理和性质定理,体会从特殊到一般的抽象过程.
1. 逻辑推理素养:能准确用三种语言表述两个定理,能运用判定定理证明面面平行,运用性质定理证明线线平行,并能进行三种平行关系的综合转化.
1. 直观想象素养:能借助长方体模型直观判断两个平面是否平行,能根据题意构造辅助平面解决平行问题.
1. 数学语言素养:能熟练使用符号语言(⊂、⊄、∩、∥等)表达面面平行的条件与结论.
1. 数学建模素养:能将实际问题(如建筑水平面、双层桥面)抽象为面面平行模型,并运用定理进行推理.
5、 教学重难点及课时安排
1. 重点:平面与平面平行的判定定理和性质定理;两个定理的综合应用.
1. 难点:判定定理中“两条相交直线”的必要性理解;性质定理中辅助平面的构造;三种平行关系的灵活转化.
6、 教学过程
环节一:检查预习
1. 展示预习问题:
(1)平面与平面平行的判定定理:如果一个平面内的两条______直线分别平行于另一个平面,那么这两个平面平行.
答案:相交.
(2)符号表示:若 ,,,且 ,,则______.
答案:.
(3)平面与平面平行的性质定理:如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的______平行.
答案:交线.
(4)符号表示:若 ,,,则______.
答案:.
2. 请学生回答,教师点评并强调判定定理中“相交”不可少.
环节二:引入课题
1. 教师提问:
(1) 直线与平面平行的判定定理和性质定理分别是什么?
(2) 学生回答:判定定理——平面外一条直线与平面内一条直线平行,则线面平行;性质定理——线面平行,过直线的平面与原平面相交,交线与已知直线平行.
(3) 追问:如何判断两个平面平行?能否类比线面平行得到面面平行的方法?
2.引出课题.
环节三:合作探究
1. 平面与平面平行的判定定理(5分钟)
教师演示:用两本厚书表示两个平面,将一本打开的书(封面和封底)平行移动,观察是否平行.
设问:如何用数学方法判定两个平面平行?
实验探究:
① 在平面 内画两条平行直线,分别平行于平面 ,转动平面 ,发现 与 可能相交(举反例:长方体一个面上两条平行棱都平行于对面,但两平面平行?实际上长方体相对面是平行的,但该反例不够明显.用两个相交平面,在其中一个平面内画两条平行于交线的直线,它们都平行于另一平面,但两平面相交.更典型:将一本打开的书,书脊处两个半平面相交,每个半平面内有一条与交线平行的直线平行于另一个半平面,但两半平面相交.所以“两条平行直线”不能保证面面平行.)
② 在平面 内画两条相交直线,分别平行于平面 ,则无论怎样转动 , 都与 平行.
归纳定理:文字——如果一个平面内的两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行.
符号:,,,且 , ⇒ .
图形:画两个平面,在其中一面内画两条相交线,标注平行于另一个平面.
2. 平面与平面平行的性质定理(5分钟)
教师提问:若 ,那么 内的直线与 有什么位置关系?
学生答:平行或异面(无公共点).
追问:能否找到一种方法,得到具体的平行线?
探究:设 ,作第三个平面 与 、 分别交于直线 和 ,则 、 在同一平面 内,且没有公共点(因为 、 无公共点),所以 .
归纳性质:文字——两个平面平行,如果另一个平面与这两个平面相交,那么两条交线平行.
符号:,, ⇒ .
注意事项:必须存在第三个平面与两个平行平面都相交.
3. 平行关系的转化网络(5分钟)
教师总结:
① 线线平行 ⇌ 线面平行 ⇌ 面面平行.
② 判定时:低维→高维(线线→线面→面面).
③ 性质时:高维→低维(面面→线面→线线).
④ 常用辅助线/面:中点、中位线、平行四边形、辅助平面.
举例说明:要证面面平行,先证线面平行;要证线面平行,先证线线平行.
环节四:学以致用
1. 基础练习(5分钟)
例1:在正方体 中,判断下列平面是否平行:
(1)平面 与平面 ;
(2)平面 与平面 .
解:(1)平行.证明:, 平面 , 平面 ,故 平面 ;同理 得 平面 .又 与 相交于 ,所以平面 平面 .
(2)由对称性,也是平行.
例2:判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”.
(1)一个平面内的两条直线平行于另一个平面,则这两个平面平行.( )
(2)若两个平面平行,则其中一个平面内的直线平行于另一个平面.( )
(3)若两个平面平行,则分别在这两个平面内的两条直线一定平行.( )
(4)夹在两个平行平面间的平行线段相等.( )
答案:(1)×(必须相交);(2)√;(3)×(可能异面);(4)√(性质推论).
例3:已知平面 平面 ,直线 ,直线 ,且 是异面直线,求证: 与 所成的角等于 与 内某条直线的夹角(不需要详细证明,只判断与 可能的关系).
此处改为计算题:若 ,,则 与 的位置关系是_____.
答案:平行或异面.
2. 综合练习(7分钟)
例4(多选题):下列命题中,正确的有( )
A. 若平面 内两条相交直线平行于平面 ,则
B. 若两个平面平行,则其中一个平面内的任意直线平行于另一个平面
C. 若两个平面平行,则分别在这两个平面内的两条直线一定平行或异面
D. 平行于同一平面的两个平面平行
答案:A、B、C、D(A是判定定理;B是性质推论;C正确(无公共点则平行或异面);D正确).
例5:,在四棱锥 中,底面 是平行四边形, 分别在 上,且 .求证:平面 平面 .
证明:由 得 (三角形相似).又 ,所以 .因为 平面 , 平面 ,所以 平面 .
由 得 ,同理 平面 .又 与 相交于 ,所以平面 平面 .
例6:在正方体 中, 是 的中点, 分别是 的中点.求证:
(1) 平面 ;
(2)平面 平面 .
证明:(1)连接 ,在 中, 是中点,所以 .又 平面 , 平面 ,故 平面 .
(2)连接 ,在 中, 是中点,所以 .又 平面 , 平面 ,故 平面 .又 与 相交于 ,且 平面 ,所以平面 平面 .
例7:已知平面 平面 , 不在 和 内,过点 的直线 与 分别交于 ,过点 的直线 与 分别交于 ,且 ,,,求 的长.
解:连接 .因为 ,平面 与 的交线分别为 和 ,所以 .同理,平面 与 交线为 和 ,得 ,故四边形 是平行四边形.由 ,,得 .因为 ,所以 ,于是 ,即 ,解得 .所以 .
答案:.
例8:在正方体 中, 分别是棱 的中点, 是 的中点,点 在四边形 及其内部运动.则当点 满足什么条件时,有 平面 ?
解:取 的中点 ,连接 ,可以证明平面 平面 .因为 在四边形 内部运动,且 是 的一条边,当 在线段 上时, 在平面 内,从而 平面 .故答案为:.
环节五:课堂小结
1. 请学生回顾:
(1) 面面平行的判定定理:一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面.
(2) 面面平行的性质定理:两个平行平面与第三个平面相交,交线平行.
(3) 平行关系的转化网络(线线 ⇌ 线面 ⇌ 面面).
(4) 常用辅助线、辅助面:中点、中位线、平行四边形、过直线的平面等.
1. 教师强调:
(1) 判定定理中“两条相交直线”缺一不可,反例要明确.
(2) 性质定理中必须存在第三个平面与两个平行平面都相交.
3.综合运用时,要明确转化的方向(判定从低维到高维,性质从高维到低维).
环节六:布置作业
1. 书面作业:
(1) 完成课本第154页练习第1、2、3题.
(2) 配套课时达标检测《平面与平面的平行》.
1. 拓展作业:
求证:夹在两个平行平面间的平行线段相等.
1. 预习引导:
预习下一节“直线与平面垂直”,思考如何判定直线与平面垂直.
授课人个案修改记录:
本节课通过操作实验和反例,学生深刻理解了面面平行判定定理中“两条相交直线”的必要性.性质定理的探究让学生体会到“第三个平面”的作用,并学会如何构造辅助平面.在例题中,设计了正方体、四棱锥中的面面平行证明,以及利用比例线段求距离的问题,学生能够规范使用符号语言.不足之处:部分学生在综合证明中,对转化顺序(先证线线平行再证线面平行最后证面面平行)把握不清,需要反复强化.另外,夹在两个平行平面间的线段长度计算题(例7)有少数学生比例弄反,需强调相似三角形的对应边成比例.整体上,本节课完成了面面平行的判定与性质的教学,为后续垂直关系的学习奠定了良好的转化基础.
学科网(北京)股份有限公司
$