高中数学第四届全国青年教师优秀课观摩大赛-导数的概念教案

说课课题：导数的概念（第三课时）一、【教材分析】1.本节内容：《导数的概念》这一小节分“曲线的切线”，“瞬时速度”，“导数的概念”，“导数的几何意义”四个部分展开，大约需要4个课时．第一、二课时学习“曲线的切线”，“瞬时速度”，今天说的是第三课时的内容导数概念的形成.2.导数在高中数学中的地位与作用：导数作为微积分的核心概念之一，在高中数学中具有相当重要的地位和作用.从横向看，导数处于一种特殊的地位．它是解决函数、不等式、数列、几何等多章节相关问题的重要工具，它以更高的观点和更简捷的方法简化中学数学的许多问题．从纵向看，导数是对函数知识的深化，对极限知识的发展，同时为以后研究导数的几何意义及应用打下必备的基础，具有承前启后的重要作用．二、【学情分析】1.有利因素：学生已较好地掌握了函数极限的知识，又刚刚学过曲线的切线、瞬时速度，并积累了大量的关于函数变化率的经验；另外，我班学生思维比较活跃，对数学新内容的学习，有相当的兴趣和积极性，这为本课的学习奠定了基础．2.不利因素：导数概念建立在极限基础之上，超乎学生的直观经验，抽象度高；再者，本课内容思维量大，对类比归纳，抽象概括，联系与转化的思维能力有较高的要求，学生学习起来有一定难度．三、【目标分析】1.教学目标（1）知识与技能目标：①理解导数的概念.②掌握用定义求导数的方法.（2）过程与方法目标：通过导数概念的形成过程，让学生掌握从具体到抽象，特殊到一般的思维方法；领悟极限思想和函数思想；提高类比归纳、抽象概括、联系与转化的思维能力．（3）情感、态度与价值观目标：①通过合作与交流，让学生感受探索的乐趣与成功的喜悦，体会数学的理性与严谨，激发学生对数学知识的热爱，养成实事求是的科学态度．②培养学生正确认识量变与质变、运动与静止等辩证唯物主义观点，形成正确的数学观．2.教学重、难点【确定依据】依据教学大纲的要求，结合本节内容和本班学生的实际重点：导数的定义和用定义求导数的方法．难点：对导数概念的理解．【难点突破】本课设计上从瞬时速度、切线的斜率两个具体模型出发，由特殊到一般、从具体到抽象利用类比归纳的思想学习导数概念；把新知的核心“可导”和“导数”两个问题结合起来，利用转化的思想与学生已有的极限知识相联系，将问题化归为考察一个关于自变量x的函数xxxfxF)()(0当0x时极限是否存在以及极限是什么的问题.四、【教学法分析】1.教法、学法：引导发现式教学法，类比探究式学习法教学中遵循“学生为主体，教师为主导，知识为主线，发展思维为主旨”的“四主”原则．以恰当的问题为纽带，给学生创设自主探究、合作交流的空间，指导学生类比探究形成导数概念．引导学生经历数学知识再发现的过程，让学生在参与中获取知识，发展思维，感悟数学．2.教学手段：多媒体辅助教学【设计意图】通过多媒体弥补传统教学的不足，增强教学效果的直观性，帮助学生更好地理解无限逼近思想，揭示导数本质．五、【教学过程分析】【确定依据】为更好落实教学目标,把数学知识的“学术形态”转化为数学课堂的“教学形态”，，为学生创设探究空间,让学生充分经历、体验数学知识再发现的过程,从中获取知识,发展思维,感受探索的乐趣.（一）教学环节（二）教学过程小结整理形成系统展发展概念景导入新课分层作业深化概念华识形成系统展发展概念景导入新课复习引入提出问题入新课引申拓展发展概念景导入新课练习反馈巩固概念调节展发展概念景导入新课类比探索形成概念共性揭示本质教学环节内容师生活动设计意图复习引入提出问题【回顾1】当运动员从10米高台跳水时，从腾空到进入水面的过程中，不同时刻的速度是不同的.假设t秒后运动员相对地面的高度为：105.69.4)(2tttH，问在2秒时运动员的瞬时速度为多少？【回顾2】已知曲线C是函数105.69.4)(2xxxf的图象,求曲线上点P),(00yx处的切线斜率.【思考】对瞬时速度和和切线的斜率两个具体问题，解决方法上有什么共同之处？学生相互交流探讨瞬时速度和和切线的斜率两个具体问题，解决方法上有什么共同之处.针对新概念创设相应的学生熟悉的问题情景，让学生从概念的现实原型，体验、感受直观背景和概念间的关系，为学生主动建构新知提供自然的生长点.类比探索形成概念①归纳共性揭示本质研究对象求解问题求解方法本质思想具体例子物体运动规律H=h(t)物体在0t时的瞬时速度求时间增量t求位移增量h求平均速度th求瞬时速度vtht0lim平均速度的极限极限思想曲线y=f(x)曲线上P),(00yx点处切线的斜率求横坐标增量x求纵坐标增量y求割线的斜率xy求切线的斜率0limxykx割线斜率的极限极限思想一般情形函数y=f(x)函数在0xx处的变化率？？？？？？【师生活动】将学生分成若干学习小组，以表格为载体为师生、生生互动搭起积极交流的探究平台.教师巡视，鼓励学生参与，对个别学有困难的小组加以指导.探究后，共同归纳得出：两个问题的解决在方法、本质、思想上都有相同之处.一个是“位移改变量与时间改变量之比”的极限，一个是“纵坐标改变量与横坐标改变量之比”的极限.如果舍去它们的具体含义，都可以概括为求平均变化率的极限.【设计意图】给学生创设探究的平台，分析瞬时速度和切线的斜率两个具体问题，讨论解决这两个问题的方法、本质、思想上有什么共同之处，引导学生分析、观察、归纳，打通揭示事物本质的思维通道.教学环节内容师生活动设计意图类比探索形成概念②类比迁移形成概念【思考】考虑求一般函数y=f(x)在点0x到0x+x之间的平均变化率的极限问题，也就是怎样计算函数在点0x处的变化率？引出导数定义后，回归问题情景，反思概念的“原型”解释“切线的斜率”、“物体的瞬时速度”的本质.引导学生利用求瞬时速度的方法和思想类比探究，猜想得出函数在点0x处的变化率xyx0lim=xxfxxfx)()(lim000,并对猜想的合理性进行分析后，引出定义1：（函数在一点处可导及其导数）用具体到抽象，特殊到一般的思维方式，利用瞬时速度进行类比迁移，自然引出函数在一点处可导和导数的概念.由具体到抽象再回到具体的过程，感知上升到了理性，强化了对概念的理解.类比探索形成概③剖析概念加深理解【探讨1】怎样判断函数在一点是否可导？判断函数)(xfy在点0x处是否可导判断极限xxfxxfx)()(lim000是否存在【探讨2】导数是什么？描述角度本质文字语言瞬时变化率组织学生阅读“导数”定义，抓住定义中的关键词“可导”与“导数”交流探讨，然后通过师生互动挖掘这些概念之间的深层含义.分析导数的本质后，同时简单提及导数产生的时代背景.引导学生以数学语言（文字语言、符号语言、图形语言）的理解、把握、运用为切入点去揭示概念的内涵与外延，提高学生数学阅读和自主学习的能力.让学生感受数学文转化念符号语言0limxxy图形语言（切线斜率）化的熏陶，了解导数的文化价值、科学价值和应用价值.教学环节内容师生活动设计意图类比探索形成概念【探讨3】求导数的方法是什么？【例1】求函数y=x2在点1x处的导数.让学生类比瞬时速度的问题，根据导数定义归纳出求函数)(xfy在点0x处导数的方法步骤：（1）求函数的增量；（2）求平均变化率；（3）取极限，得导数.学生动手解答，老师强调符号语言的规范使用，对诸如2)(x忘写括号的现象加以纠正.用定义法求导数是本课的重点之一.有了可导这个逻辑基础，导数成为可导的自然结果，求导数的方法则是对导数概念的理解与应用.让学生积极主动参与，进行有意义的建构，有利于重点知识的掌握.本题是教材上的一道例题.在学生建立起导数概念，明确用定义求导数的方法之后,进行强化训练,渗透算法思想，加深对导数概念的理解，强化对重点知识的巩固.引申拓展利用例1继续设问，函数在1x处可导，那么-1x，2x，3x这些点也可导吗？从而引申拓展出定义2：（函数在开区间),(ba内可导）【探讨1】函数在开区间内可导，那么对于每一个确定的值,都有唯一确定师生互动，共同探讨归纳函数在开区间),(ba的每一点可导，每一点就有确定的唯一的导数.这样在开区间),(ba内构成一个特殊的映通过层层展开的探讨，激活学生知识思维的“最近发展区”，引导学生主动将新问题与原认知结构中函数的相关知识相联系，自然引入导函发展概念的导数值与之相对应，这样在开区间内存在一个映射吗？【探讨2】存在的这个映射是否构成一个新的函数呢？若能，新函数的定义域和对应法则分别是什么呢？射，这里的映射是数集到数集的映射，就是函数，我们把这个新函数叫做)(xf在开区间),(ba内的导函数。它的定义域是数概念，从而完成从函数在一点可导函数在开区间内可导函数在开区间内的导函数的两次拓展.教学环节内容师生活动设计意图引申拓展发展概念【探讨3】怎样求新函数的解析式？探讨后引出定义3：（函数)(xfy在开区间),(ba内的导函数）【例2】已知y=x，求（1）y′;（2）y′|x=2.开区间),(ba，对应法则是对开区间内每一点求导.运用函数思想，只要把求一点处的导数0x替换成x，就可以求出导函数的解析式.分学习小组让学生动脑思考，动手“操作”，相互交流。书面总结出两小问的区别与联系，选出代表作品用投影仪全班交流.完善后，屏幕显示形成共识：【区别】（1）函数)(xf在点0x处的导数，是在点0x处的变化率，是一个常数；（2）函数)(xf的导数是对开区间内任意点x而言，是)(xf在开区间内任意点本例共两个小问，第(1)小问是教材上的一道例题,第(2)小问是补充题.两问都是求导数，但它们有本质上的区别！学生容易产生混淆.通过此题让学生辨清“函数)(xf在一点处的导数”、“函数)(xfx的变化率，是一个函数.【联系】一般而言，)(xfy在0x处的导数就是导函数)(xf在x=0x处的函数值，表示为0|xxy，这也是求)(0/xf的一种方法.在开区间内的导数”与“导数”三者的关系.教学环节内容设计意图练习反馈巩固概念练习：1．已知y=x3－2x+1，求y′，y′|x=2.2．设函数f(x)在x0处可导，则0limxxxxfxxf)()(00等于A.f′(x0)B.0C.2f′(x0)D.－2f′(x0)3．已知一个物体运动的位移S（m）与时间t（s）满足关系S（t）＝-2t2+5t（1）求物体第5秒和第6秒的瞬时速度；（2）求物体在t时刻的瞬时速度；（3）求物体t时刻运动的加速度，并判断物体作什么运动？设计练习1，巩固求导方法；设计练习2，通过适当的变式训练，揭示概念的内涵，提高学生的模式识别的能力，培养学生思维的深刻性和灵活性；设计练习3，体验实际应用，展示概念的外延，让学生认识到数学来源于生活并应用于生活.通过练习，反馈学生对知识技能的掌握情况，以便及时调节教学，更好的达成教学目标.小结整理形成系统处可导及其导数在0)(xxfy①知识层面：内可导在开区间),()(baxfy内的导数在开区间),()(baxfy②方法层面：用定义求导数的三个步骤③思想层面：极限思想、函数思想、类比思想、转化思想引导学生从知识、方法、思想和应用四个层面进行小结，理清知识结构，提炼数学方法和领悟数学思想，培养应用意识.④应用层面：举出生活中与导数有关的实例（涉及变化率问题的问题可以考虑用导数解决）.分层作业深化概念必做题：1.教材124P习题3.11、2、3、4、52.已知f(3)=2，,2)3(f则3limx3)(32xxfx的值为（）（A）0（B）－4（C）8（D）不存在3.已知曲线C是函数12)(2xxf的图象（1）求点A(1,3)处的切线的斜率（2）求函数在x=1处的导数选做题：1.有条件的同学上网查阅有关微积分产生的时代背景和历史意义的资料并交流讨论.2.函数)(xf=|x|在x=0处是否可导？3.函数y=f(x)在x=x0处可导是它在x=x0处连续的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条D.既不充分也不必要条件