求根)在数系扩充过程中的作用,感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系。
(2)理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件。 (3)了解复数的代数表示法及其几何意义。
(4)能进行复数代数形式的四则运算,了解复数代数形式的加、减运算的几何意义。 4. 框图(约6课时) (1)流程图
①通过具体实例,进一步认识程序框图。
②通过具体实例,了解工序流程图(即统筹图)(参见例4、例5)。 ③能绘制简单实际问题的流程图,体会流程图在解决实际问题中的作用。 (2)结构图
①通过实例,了解结构图;运用结构图梳理已学过的知识、整理收集到的资料信息。 ②结合作出的结构图与他人进行交流,体会结构图在揭示事物联系中的作用。 说明与建议
1. 统计案例的教学中,应鼓励学生经历数据处理的过程,培养他们对数据的直观感觉,认识统计方法的特点(如统计推断可能犯错误,估计结果的随机性),体会统计方法应用的广泛性。应尽量给学生提供一定的实践活动机会,可结合数学建模的活动,选择1个案例,要求学生亲自实践。对于统计案例内容,只要求学生了解几种统计方法的基本思想及其初步应用,对于其理论基础不作要求,避免学生单纯记忆和机械套用公式进行计算。
2. 教学中,应鼓励学生使用计算器、计算机等现代技术手段来处理数据,有条件的学校还可运用一些常见的统计软件解决实际问题。
3. 教学中应通过实例,引导学生运用合情推理去探索、猜测一些数学结论,并用演绎推理确认所得结论的正确性,或者用反例推翻错误的猜想。教学的重点在于通过具体实例理解合情推理与演绎推理,而不追求对概念的抽象表述。
4. 本模块中设置的证明内容是对学生已学过的基本证明方法的总结。在教学中,应通过实例,引导学生认识各种证明方法的特点,体会证明的必要性。对证明的技巧性不宜作过高的要求。
5. 框图的教学,应从分析实例入手,引导学生运用框图表示数学计算与证明过程中的主要思路与步骤、实际问题中的工序流程、某一数学知识系统的结构关系等。使学生在运用框图的过程中理解流程图和结构图的特征,掌握框图的用法,体验用框图表示解决问题过程的优越性。
6. 在复数概念与运算的教学中,应注意避免繁琐的计算与技巧训练。对于感兴趣的学生,可以安排一些引申的内容,如求 的根、介绍代数学基本定理等。
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参考案例
例1. 某地区羊患某种病的概率是0.4,且每只羊患病与否是彼此独立的。今研制一种新的预防药,任选5只羊做实验,结果这5只羊服用此药后均未患病。问此药是否有效。
初看起来,会认为这药一定有效,因为服药的羊均未患病。但细想一下,会有问题,因为大部分羊不服药也不会患病,患病的羊只占0.4左右。这5只羊都未患病,未必是药的作用。分析这问题的一个自然想法是:若药无效,随机抽取5只羊都不患病的可能性大不大。若这件事发生的概率很小,几乎不会发生,那么现在我们这几只羊都未患病,应该是药的效果,即药有效。
现假设药无效,5只羊都不生病的概率是
这个概率很小,该事件几乎不会发生,但现在它确实发生了,说明我们的假设不对,药是有效的。 这里的分析思想有些像反证法,但并不相同。给定假设后,我们发现,一个概率很小几乎不会发生的事件却发生了,从而否定我们的“假设”。
应该指出的是,当我们作出判断“药是有效的”时,是可能犯错误的。犯错误的概率是0.078。也就是说,我们有近92%的把握认为药是有效的。
例2. 探求凸多面体的面、顶点、棱之间的数量关系(欧拉公式的发现)。 例3. 平面上的圆与空间中的球的类比。 平面几何中的概念 圆 圆的切线 圆的弦 圆周长 圆面积 圆的性质 圆心与弦(非直径)中点的连线垂直于弦。 立体几何中的类似概念 球 球的切面 球的截面圆 球的表面积 球的体积 球的性质 球心与截面圆(不经过圆心的小截面圆)圆心的连线垂直于截面圆。 与圆心距离相等的两弦相等;与圆心距离不等的两弦不等,距圆心较近的弦较长。 …… 例4. 零件加工过程的流程图
工厂加工某种零件有三道工序:粗加工、返修加工和精加工。每道工序完成时,都要对产品进行检验。
与球心距离相等的两个截面圆相等;与球心距离不等的两个截面圆不等,距球心较近的截面圆较大。 …… 32
粗加工的合格品进入精加工,不合格品进入返修加工;返修加工合格品进入精加工,不合格品作为废品处理;精加工合格品为成品,不合格品为废品。请用流程图表示这个零件的加工过程。
例5. 数学建模过程的流程图如下。
根据这个流程图,结合一个具体实例,说明数学建模的过程。 系 列 2 选修2-1
在本模块中,学生将学习常用逻辑用语、圆锥曲线与方程、空间中的向量(简称空间向量)与立体几何。
正确地使用逻辑用语是现代社会公民应该具备的基本素质。无论是进行思考、交流,还是从事各项工作,都需要正确地运用逻辑用语表达自己的思维。在本模块中,学生将在义务教育阶段的基础上,学习常用逻辑用语,体会逻辑用语在表述和论证中的作用,利用这些逻辑用语准确地表达数学内容,更好地进行交流。
在必修阶段学习平面解析几何初步的基础上,在本模块中,学生将学习圆锥曲线与方程,了解圆锥曲线与二次方程的关系,掌握圆锥曲线的基本几何性质,感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用。结合已学过的曲线及其方程的实例,了解曲线与方程的对应关系,进一步体会数形结合的思想。
用空间向量处理立体几何问题,提供了新的视角。空间向量的引入,为解决三维空间中图形的位置关系与度量问题提供了一个十分有效的工具。在本模块中,学生将在学习平面向量的基础上,把平面向量及其运算推广到空间,运用空间向量解决有关直线、平面位置关系的问题,体会向量方法在研究几何图形中的作用,进一步发展空间想像能力和几何直观能力。
内容与要求
1. 常用逻辑用语(约8课时) (1)命题及其关系
①了解命题的逆命题、否命题与逆否命题。
②理解必要条件、充分条件与充要条件的意义,会分析四种命题的相互关系。 (2)简单的逻辑联结词
通过数学实例,了解逻辑联结词“或”“且”“非”的含义。 (3)全称量词与存在量词
①通过生活和数学中的丰富实例,理解全称量词与存在量词的意义。 ②能正确地对含有一个量词的命题进行否定。 2. 圆锥曲线与方程(约16课时)
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(1)圆锥曲线
①了解圆锥曲线的实际背景,感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用。
②经历从具体情境中抽象出椭圆、抛物线模型的过程,掌握它们的定义、标准方程、几何图形及简单性质。
③了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道双曲线的有关性质。
④能用坐标法解决一些与圆锥曲线有关的简单几何问题(直线与圆锥曲线的位置关系)和实际问题。 ⑤通过圆锥曲线的学习,进一步体会数形结合的思想。 (2)曲线与方程
结合已学过的曲线及其方程的实例,了解曲线与方程的对应关系,进一步感受数形结合的基本思想。 3. 空间向量与立体几何(约12课时) (1)空间向量及其运算
①经历向量及其运算由平面向空间推广的过程。
②了解空间向量的概念,了解空间向量的基本定理及其意义,掌握空间向量的正交分解及其坐标表示。
③掌握空间向量的线性运算及其坐标表示。
④掌握空间向量的数量积及其坐标表示,能运用向量的数量积判断向量的共线与垂直。 (2)空间向量的应用
①理解直线的方向向量与平面的法向量。
②能用向量语言表述线线、线面、面面的垂直、平行关系。
③能用向量方法证明有关线、面位置关系的一些定理(包括三垂线定理)(参见例1、例2、例3)。 ④能用向量方法解决线线、线面、面面的夹角的计算问题,体会向量方法在研究几何问题中的作用。 说明与建议
1. 在常用逻辑用语教学中,应特别注意以下几个问题。
(1)这里考虑的命题是指明确地给出条件和结论的命题,对“命题的逆命题、否命题与逆否命题”只要求做一般性了解,重点关注四种命题的相互关系和命题的必要条件、充分条件、充要条件。
(2)对逻辑联结词“或”“且”“非”的含义,只要求通过数学实例加以了解,帮助学生正确地表述相关的数学内容。
(3)对于量词,重在理解它们的含义,不要追求它们的形式化定义。
(4)注意引导学生在使用常用逻辑用语的过程中,掌握常用逻辑用语的用法,纠正出现的逻辑错误,体会运用常用逻辑用语表述数学内容的准确性、简洁性。避免对逻辑用语的机械记忆和抽象解释,不
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要求使用真值表。
2. 在引入圆锥曲线时,应通过丰富的实例(如行星运行轨道、抛物运动轨迹、探照灯的镜面),使学生了解圆锥曲线的背景与应用。
教师应向学生展示平面截圆锥得到椭圆的过程,使学生加深对圆锥曲线的理解。有条件的学校应充分发挥现代教育技术的作用,利用计算机演示平面截圆锥所得的圆锥曲线(参见选修1-1案例中的例1)。
3. 教师可以向学生展现圆锥曲线在实际中的应用,例如,投掷铅球的运行轨迹、卫星的运行轨迹。 4. 曲线与方程的教学应以学习过的曲线为主,注重使学生体会曲线与方程的对应关系,感受数形结合的基本思想。对于感兴趣的学生,教师也可以引导学生了解圆锥曲线的离心率与统一方程。有条件的学校应充分发挥现代教育技术的作用,通过一些软件向学生演示方程中参数的变化对方程所表示的曲线的影响,使学生进一步理解曲线与方程的关系。
5. 空间向量的教学应引导学生运用类比的方法,经历向量及其运算由平面向空间推广的过程。教学过程中应注意维数增加所带来的影响。
6. 在教学中,可以鼓励学生灵活选择运用向量方法与综合方法,从不同角度解决立体几何问题。 参考案例
例1. 已知直三棱柱 中,∠ACB=90°,∠BAC=30°, ,M是棱 的中点。 证明: 。
例2. 已知矩形ABCD和矩形ADEF垂直,以AD为公共边,但它们不在同一平面上。点M,N分别在对角线BD,AE上,且 。
证明:MN∥平面CDE。
例3. 已知单位正方体 ,E、F分别是棱 和 的中点。试求: (1) 与EF所成的角; (2)AF与平面 所成的角; (3)二面角 的大小。
选修2-2
在本模块中,学生将学习导数及其应用、推理与证明、数系的扩充与复数的引入。
微积分的创立是数学发展中的里程碑,它的发展和广泛应用开创了向近代数学过渡的新时期,为研究变量和函数提供了重要的方法和手段。导数概念是微积分的核心概念之一,它有极其丰富的实际背景和广泛的应用。在本模块中,学生将通过大量实例,经历由平均变化率到瞬时变化率刻画现实问题的过程,理解导数概念,了解导数在研究函数的单调性、极值等性质中的作用,初步了解定积分的概念,为以后进
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