摘要:
该初中数学教学设计聚焦平面直角坐标系的建立与应用,通过“寻宝”游戏情境导入,利用A(3,2)和B(3,-2)两点横坐标相同的特征确定坐标轴,衔接已学坐标概念,为根据图形特征建立坐标系提供学习支架。
特色在于以情境驱动和逆向思维培养为核心,通过“寻宝”游戏激发探究热情,例1长方形以顶点为原点、例2等边三角形以边和中垂线为轴建系,发展几何直观与空间观念。逆向推理环节强化推理意识,小组合作探究多种建系方式提升模型意识,助力学生灵活运用知识,为教师提供清晰教学流程与评价要点。
内容正文:
3.2 平面直角坐标系(第3课时)
课时:1课时 年级:八年级 教师:______ 日期:______
一、教学目的
1. 能根据实际问题建立适当的平面直角坐标系,写出图形各顶点的坐标。
2. 会根据已知点的坐标反推平面直角坐标系的建立方式。
3. 在建立坐标系的过程中体会建模思想,培养灵活运用知识的能力。
二、教学重点
1. 根据图形特征选择适当的位置建立平面直角坐标系。
2. 已知点的坐标反求坐标系的建立方法。
三、教学难点
1. 灵活选择坐标原点和坐标轴的位置,使点的坐标尽可能简单。
2. 由已知点的坐标逆向确定坐标系。
四、教学过程
【环节一:导入新课】
创设情境:
在一次“寻宝”游戏中,寻宝人已经找到了A(3,2)和B(3,-2)两个标志点,并且知道藏宝地点的坐标为(4,4),除此之外不知道其他信息。如何确定平面直角坐标系找到“宝藏”?
因为A(3,2)和B(3,-2)的横坐标相同(都是3),所以线段AB垂直于x轴(平行于y轴)。可以取AB的中点作为坐标原点,AB的垂直平分线作为y轴,过原点且垂直于y轴的直线作为x轴。
具体计算:
· AB的中点坐标为(3,0),将其作为原点O(0,0)。
· 则A点相对于原点的坐标为(0,2),B点相对于原点的坐标为(0,-2)。
· 藏宝地点(4,4)是相对于原坐标系(以AB中点为原点)的坐标,因此从原点向右4个单位、向上4个单位即可找到“宝藏”。
(注:建立坐标系的方法不唯一,只要满足A、B两点坐标分别为(3,2)和(3,-2)即可,但上述方法最简便。)
【环节二:新课讲授】
探究新知:
例1 如图,长方形ABCD的长与宽分别是6,4,建立适当的平面直角坐标系,写出各个顶点的坐标。
解:以点C为原点,分别以CD,CB所在直线为x轴、y轴,建立平面直角坐标系。此时点C的坐标是(0,0)。
由CD=6,CB=4,可得D,B,A的坐标分别是D(6,0), B(0,4), A(6,4)。
思考·交流:
对于例1的问题,你还有其他建立平面直角坐标系的方法吗?它们分别有什么特点?与同伴进行交流。
应用新知:
例2 对于边长为4的等边三角形ABC,建立适当
的平面直角坐标系,写出各个顶点的坐标。
解:以边BC所在直线为x轴,以边BC的中垂线为y轴建立平面直角坐标系。由等边三角形的性质可知,△ABO是直角三角形。所以AO===2。
各顶点坐标为B(-2,0), C(2,0), A(0, 2)。
【环节三:巩固练习】
如图,在一次“寻宝”游戏中,寻宝人已经找到了A(3,2)和B(3,-2)两个标志点,并且知道藏宝地点的坐标为(4,4),除此之外不知道其他信息。如何确定平面直角坐标系找到“宝藏”?
回顾·反思:
回顾建立平面直角坐标系解决问题的过程,你积累了哪些经验?
1. 建立坐标系时,通常选择图形的顶点、中心或对称线作为坐标轴或原点,以使点的坐标尽可能简单。
2. 对于已知两点坐标求坐标系的问题,可以利用两点坐标的特征(如横坐标相同、纵坐标相同)确定坐标轴的位置。
3. 同一图形在不同坐标系下的坐标不同,但图形的形状和大小不变,体现了坐标的“相对性”。
逆向推理(由点坐标推坐标系)需要灵活运用坐标与图形的对应关系,多尝试不同的原点位置。
课堂练习:
如图,建立适当的平面直角坐标系,写出这个四角星的8个“顶点”的坐标。
要求:5人一组,组内建立平面直角坐标系的方式至少为2种。在方格纸上建立平面直角坐标系,并写出在此坐标系下的点的坐标。
【环节四:课堂小结】
课堂小结,布置作业。
学完本节课,同学们认为在建立平面直角坐标系描述图形的位置时应注意什么?
1. 注意选择适当的原点位置(通常选在图形的顶点、中心或对称点),使尽可能多的点落在坐标轴上或坐标值为整数。
2. 注意坐标轴的方向(一般向右为x轴正方向,向上为y轴正方向),保持一致性。
3. 注意根据图形的特征(如对称性、平行性)来建立坐标系,简化坐标计算。
注意同一图形在不同坐标系下的坐标表示不同,但图形的几何关系不变。
五、教学小结
1. 目标达成情况:学生能否根据图形灵活建立坐标系并正确写出顶点坐标?
2. 教学效果:寻宝游戏情境是否激发了学生的探究热情?
3. 存在问题:逆向推理(由点坐标推坐标系)对部分学生较困难。
4. 改进措施:引导学生总结建立坐标系的一般原则(让关键点坐标尽量简单)。
六、作业
必做:教科书习题3.2第1、2、3题。
选做:教科书习题3.2第11题。
预习:教科书习题3.2第13题。
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