資源簡介 解三角形在測量距離的應(yīng)用教材內(nèi)容分析解三角形在測量距離的應(yīng)用是在學(xué)習(xí)了正弦、余弦定理內(nèi)容后的一節(jié)實(shí)際應(yīng)用課。既是對正余弦定理的理解,又是在實(shí)際生活中的具體應(yīng)用。因此本節(jié)課的學(xué)習(xí)重在理論聯(lián)系實(shí)際,旨在培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識,分析問題、解決實(shí)際問題能力。教學(xué)中結(jié)合具體的問題背景,教學(xué)生如何將具體問題數(shù)學(xué)化,用所學(xué)數(shù)學(xué)知識設(shè)計(jì)出方案步驟解決問題獲得數(shù)學(xué)解,逐步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力與思想。重在讓學(xué)生發(fā)散思維,提出自己的觀點(diǎn)看法,尋求解決問題方案的能力。多種測量方案的對比,可以培養(yǎng)他們用辯證觀點(diǎn)評價(jià)方案的優(yōu)劣,從而找到更符合實(shí)際問題的解,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)方法理論性與實(shí)踐性的區(qū)別,但有時(shí)精度要求不同,卻可采用不同的方案等,這可以很好的培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識。二、教學(xué)目標(biāo)(1)掌握仰角、俯角、視角等測量中的術(shù)語的含義;(2)能夠運(yùn)用正弦定理、余弦定理等知識和方法解決一些有關(guān)測量距離的實(shí)際問題,了解測量的方法和意義;學(xué)會(huì)在實(shí)際問題中,抽象或構(gòu)造出三角形,標(biāo)出已知量、未知量,確定有序采用正弦、余弦定理求解。三、學(xué)科素養(yǎng)邏輯推理:將解三角形作為幾何度量問題來處理;數(shù)學(xué)建模:將實(shí)際問題運(yùn)用數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)中的解三角形模型并求解,逐步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力;數(shù)學(xué)運(yùn)算:應(yīng)用正弦、余弦定理測量距離問題數(shù)學(xué)抽象:將實(shí)際問題抽象為數(shù)學(xué)問題。四、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn):分析測量問題的實(shí)際背景,抽象出一個(gè)或幾個(gè)三角形,然后逐個(gè)解決三角形,得到實(shí)際問題的解。教學(xué)會(huì)學(xué)生發(fā)散性思維,提升學(xué)生的思維品質(zhì)。難點(diǎn):根據(jù)題意建立數(shù)學(xué)模型,畫出示意圖。方案提出后,對每種方案優(yōu)缺點(diǎn)的評價(jià),并根據(jù)實(shí)際需要辯證性的看待每種測量方案的實(shí)際可行性評價(jià)。五、學(xué)情分析本節(jié)的授課對象是高一年級的學(xué)生。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了正弦、余弦定理,能夠解決一些與解三角形有關(guān)的問題,具有一定的基礎(chǔ);班級學(xué)生有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),具備思維活躍、發(fā)散思維能力強(qiáng)的特點(diǎn),若教師選擇合適的研究課題,加以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),給他們展現(xiàn)想法的機(jī)會(huì),他們定能有新奇的想法。本節(jié)課恰好具有多角度思考的特點(diǎn),因此便于他們開展研究性性學(xué)習(xí),在課堂上產(chǎn)生思維的碰撞;存在問題:學(xué)生在運(yùn)用正弦、余弦定理解三角形時(shí)不能很好的將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題,構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的能力有待進(jìn)一步提高。六、重難點(diǎn)突破讓學(xué)生回憶正弦、余弦定理的內(nèi)容以及它們解決哪些類型的解三角形問題,為學(xué)生解決實(shí)際問題提供理論依據(jù),生活中的問題背景多,問題難度大,但復(fù)雜問題的本源卻是學(xué)過的定理,因此,系統(tǒng)的掌握前幾節(jié)內(nèi)容是學(xué)好這節(jié)課的基礎(chǔ)。解有關(guān)三角形的應(yīng)用題有固定的解題思路,引導(dǎo)學(xué)生尋找解決實(shí)際問題的本質(zhì)和規(guī)律,從一般到特殊的具體應(yīng)用,學(xué)會(huì)質(zhì)疑,用辯證的觀點(diǎn)看待每種測量方案的優(yōu)缺點(diǎn),需要根據(jù)實(shí)際問題需要選取最優(yōu)的測量方案,這方面需要在今后的實(shí)際應(yīng)用匯總多琢磨體會(huì)。七、教具:直角板、投影儀八、教學(xué)過程情境引入我國古代有嫦娥奔月的神話故事,明鏡高懸,我們仰望星空總有無限遐想,不禁會(huì)問,遙不可及的月亮離地球有多遠(yuǎn)?年,兩個(gè)法國天文學(xué)家測出了地月間的距離大約為千米,他們是怎樣測出二者間距離的呢?解決這個(gè)問題正是我們今天要學(xué)習(xí)的解三角形在測量距離中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)意圖:通過情境引入,讓學(xué)生知道并體會(huì)解三角形在生活中有著廣泛的應(yīng)用,而且由來已經(jīng),從而激發(fā)學(xué)生對解三角形在測量中的應(yīng)用產(chǎn)生濃厚的興趣。(二)復(fù)習(xí)正余弦定理,為測量提供理論支持解三角形這一章中,我們學(xué)習(xí)了哪些與長度有關(guān)的定理?正弦定理:余弦定理:這些定理可以解決解三角形中的哪幾類問題?正弦定理:1、已知兩角和任意邊,求其他兩邊和一角;2、已知兩邊和其中一邊對角,求另一邊的對角(注意解得情況)余弦定理:1、已知三邊求三個(gè)角; 2、已知兩邊和夾角求第三邊和另外兩個(gè)角。設(shè)計(jì)意圖:通過復(fù)習(xí)解三角形中的兩個(gè)定理,明確各個(gè)定理在解三角形中需要的條件和解決的問題類型,為學(xué)生分析問題并正確選取定理設(shè)計(jì)方案提供理論指導(dǎo)。(三)仰角、俯角、視角概念闡釋在解決實(shí)際問題時(shí),我們常用到以下幾種角,它們分別是仰角、俯角、視角,定義如下:(1)當(dāng)視線在水平線上方時(shí),視線與水平線所成角叫仰角。(2)當(dāng)視線在水平線下方時(shí),視線與水平線所成角叫俯角。(3)由一點(diǎn)出發(fā)的兩條視線所夾的角叫視角。(一般這兩條視線過被觀察物的兩端點(diǎn))測量儀器常用的有經(jīng)緯儀和鋼卷尺,一個(gè)可以測角度,另一個(gè)測長度。設(shè)計(jì)意圖:為學(xué)生在敘述設(shè)計(jì)方案時(shí),提供精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)語言表述做準(zhǔn)備,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)表達(dá)和交流做鋪墊。設(shè)置情境,激發(fā)參與積極性前不久,央視報(bào)道了去年六月中印邊境發(fā)生沖突,我軍與之殊死搏斗的場景,下面請看視屏。戍邊衛(wèi)士英勇面對外軍,將印軍擊退,捍衛(wèi)了保家衛(wèi)國的使命,同學(xué)們都知道要想保衛(wèi)祖國不僅要有勇,更要有謀,如果你是部隊(duì)參謀長,如何利用身邊現(xiàn)有的經(jīng)緯儀和鋼卷尺,設(shè)計(jì)一種可行的方案測得點(diǎn)到印軍哨所點(diǎn)的距離,以便精準(zhǔn)的發(fā)起自衛(wèi)反擊戰(zhàn)。設(shè)計(jì)意圖:中印沖突實(shí)事的引入,不僅拉開了解三角形的序幕,更增加了學(xué)生的愛國熱情,為積極解決這一測量問題產(chǎn)生了濃厚的興趣,為他們積極參與設(shè)計(jì)方案引發(fā)了更多的共鳴。(五)具體問題本質(zhì)化,建構(gòu)數(shù)學(xué)模型教師引導(dǎo)學(xué)生,要測量出我軍哨所到印軍哨所的距離其本質(zhì)就是測量河對岸兩點(diǎn)之間距離,且明顯空間不可到達(dá)。為了引發(fā)學(xué)生思考的方向,教師先引進(jìn)初中測量中的直角三角形模型測量距離,進(jìn)而讓學(xué)生思考這種測量方式的缺點(diǎn),從而測量方案是理論可行但實(shí)際不可操作,也讓學(xué)生意識到有些書本知識只有理論價(jià)值,卻沒有實(shí)際意義,從而也為學(xué)生提出測量方案提供方向,可以放在三角形中解決問題。學(xué)生上課說到的幾種測量方案如下:黑板截圖如下:方案一、在我方選取一點(diǎn);用測角儀測出角及角大小;鋼卷尺測距離;計(jì)算角,根據(jù)正弦定理,計(jì)算可得長。方案二、A點(diǎn)處豎直立一個(gè)桿子,高為,設(shè)桿子頂部為。在中,在桿子頂部用測角儀測出點(diǎn)的俯角,并計(jì)算可得角的大小和角大小;在中,應(yīng)用正弦定理,可得,計(jì)算可得長。方案三、構(gòu)造全等三角形求解從點(diǎn)出發(fā),走一段距離到點(diǎn),測出的大小;用經(jīng)緯儀在點(diǎn)處觀測出與大小相等的方向,然后沿此方向行走到點(diǎn),且滿足,此時(shí)易知與全等;測量出長,即求出了長。方案四、構(gòu)造四點(diǎn)共圓,解三角形如圖所示,從點(diǎn)出發(fā),走一段距離到點(diǎn),測出的大小;再從點(diǎn)出發(fā),走一段距離到點(diǎn),使得,可知四點(diǎn)共圓,從而與外接圓半徑相同;中,測出,計(jì)算出并測量出長;中,由正弦定理知;中,由正弦定理得:,所以,從而計(jì)算出。其實(shí),同學(xué)們的想法還有很多,課下的方案在教學(xué)設(shè)計(jì)的后面體現(xiàn)出來。教師此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考,四種測量方案下,哪種方案更好,在實(shí)際中應(yīng)用比較多,為什么?學(xué)生的回答:學(xué)生1、認(rèn)為方案一、二可行,因?yàn)闀r(shí)間緊,任務(wù)急,在實(shí)際的戰(zhàn)爭時(shí)期,由于地理?xiàng)l件惡略,方案二受環(huán)境影響較小,可實(shí)現(xiàn)原地測量,方案一測量精準(zhǔn),但需要一定的場地,方案三、四只適用于理論研究,現(xiàn)實(shí)生活中使用起來較為復(fù)雜,理論有價(jià)值無實(shí)際意義,實(shí)際使用難度大,要求高。教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考:方案一、二對比,在何種條件下,哪種方案更好、更優(yōu)?學(xué)生對方案二的改進(jìn):因兩點(diǎn)可能不在同一水平面上,即不一定為直角,假設(shè)比高,此時(shí)可測出,然后用正弦定理求解。這樣解決問題會(huì)更精準(zhǔn)一些。對比可知方案一、二實(shí)際操作性強(qiáng),方案三、四實(shí)際操作困難。設(shè)計(jì)意圖:教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際問題背景出發(fā),抽象出問題本質(zhì)“測量兩點(diǎn)不可到達(dá)距離問題”,實(shí)現(xiàn)了從實(shí)際問題到數(shù)學(xué)問題的轉(zhuǎn)化,讓學(xué)生逐步建構(gòu)起數(shù)學(xué)建模的能力;為引出學(xué)生的設(shè)計(jì)方案,教師“拋磚引玉”的提供了在直角三角形中測量距離的方法,供學(xué)生評價(jià),提出缺點(diǎn)和質(zhì)疑后,為學(xué)生解決問題指明了方向,更道出了設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)注重實(shí)際這一準(zhǔn)側(cè);學(xué)生提出了諸多解決方案,但哪種方案實(shí)用性更強(qiáng)?教師隨后提出了對方案的評價(jià)供學(xué)生思考,讓學(xué)生再次體會(huì)實(shí)際問題的背景下性,方案是否可行,唯有實(shí)踐才是檢驗(yàn)方案可行性的唯一標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生對方案的改進(jìn),體現(xiàn)了學(xué)生對問題求解的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性,可見學(xué)生思維的縝密。(六)一點(diǎn)不可到達(dá)距離同類變式如圖在鐵路建設(shè)中需要確定隧道兩端的距離,請你設(shè)計(jì)一種測量距離的方法?預(yù)計(jì)方案:在的一側(cè),取可以同時(shí)觀測出兩點(diǎn)的另一點(diǎn),測量出距離為以及角為,則由余弦定理得:意外的方案:由于是鐵路建設(shè),所以對于工程師而言,是有地圖的,所以可以根據(jù)地圖上的等高線知道山高,站在山頂處,測量出點(diǎn)的俯角,即可求得,在中,可求得,同理在中,可計(jì)算出,最后求得。方案評價(jià):此方案雖然背離了本節(jié)課的教學(xué)方向和內(nèi)容,但學(xué)生能夠想到利用地圖和等高線測距,說明學(xué)生的思維完全被打開,不拘泥于學(xué)科知識,將地理知識聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)了學(xué)科間知識的綜合應(yīng)用,這正是新課改需要培養(yǎng)的學(xué)生能力,教師需要給予充分的肯定與贊揚(yáng)。設(shè)計(jì)意圖:檢驗(yàn)學(xué)生對測量一點(diǎn)不可到達(dá)距離的靈活應(yīng)用。(七)問題背景進(jìn)一步引申(測兩點(diǎn)距離不可到達(dá)問題)假設(shè)軍為了增加哨所安全性,在萬勒河谷對面設(shè)置了兩個(gè)哨所,以便發(fā)生危急情況時(shí)做掩護(hù),此時(shí),你如何測出兩哨所間距離呢?設(shè)計(jì)意圖:此問題既是對一點(diǎn)不可到達(dá)距離的進(jìn)一步引申,也更符合實(shí)際情況,使得課堂的延展性增強(qiáng),引發(fā)了學(xué)生將問題的思考引向深入。思考:選一點(diǎn),構(gòu)造三角形,能否測量,為什么?學(xué)生:空間中可行。教師:先考慮平面上呢?學(xué)生:條件不夠,少角少邊,只能計(jì)算的大小。教師:選擇一個(gè)觀測點(diǎn)無法測量出大小,如果換成兩個(gè)點(diǎn),可以嗎?進(jìn)而教師拋出一種可行方案,由一點(diǎn)變?yōu)閮牲c(diǎn)測量。具體計(jì)算過程如下:分析:這是例的變式題,研究的是兩個(gè)不可到達(dá)的點(diǎn)之間的距離測量問題。首先需要構(gòu)造三角形,所以需要確定兩點(diǎn)。根據(jù)正弦定理中已知三角形的任意兩個(gè)內(nèi)角與一邊既可求出另兩邊的方法,分別求出和,再利用余弦定理可以計(jì)算出的距離。 ( )( )解:測量者可以在河岸邊選定兩點(diǎn),測得,并且在兩點(diǎn)分別測得,在和中,應(yīng)用正弦定理得計(jì)算出和后,再在中,應(yīng)用余弦定理計(jì)算出兩點(diǎn)間的距離分組討論:還沒有其它的方法呢?師生一起對不同方法進(jìn)行對比、分析。學(xué)生的方案:黑板截圖如下:如圖所示:簡述測量方法:在離點(diǎn)正上方觀測點(diǎn)處用經(jīng)緯測角儀分別測出兩點(diǎn)處的俯角,進(jìn)而計(jì)算出;(2)用鋼卷尺量出長,用經(jīng)緯測角儀在點(diǎn)處測量出;(3)在中使用直角三角形中正切定義求出邊長,同理在中求出邊長;(4)最后在中用余弦公式求出線段長。教師進(jìn)一步提示:剛才選擇兩點(diǎn)可測距離,那選定三個(gè)點(diǎn)可以嗎?請同學(xué)們課下思考?評注:可見,在研究三角形時(shí),靈活根據(jù)兩個(gè)定理可以尋找到多種解決問題的方案,但有些過程較繁復(fù),如何找到最優(yōu)的方法,最主要的還是分析兩個(gè)定理的特點(diǎn),結(jié)合題目條件來選擇最佳的計(jì)算方式。設(shè)計(jì)意圖:在研究解三角形時(shí),靈活應(yīng)用兩個(gè)定理可以尋找到多種解決問題的方案,但是有些方案測量數(shù)據(jù)較多,過程繁瑣,如何尋找最優(yōu)的測量方案,主要還是結(jié)合實(shí)際問題的特點(diǎn)和兩個(gè)定理的適用的條件選擇最佳的方案。(八)從決策走向戰(zhàn)場戰(zhàn)場瞬息萬變,激烈的交鋒沖突中,需迅速鎖定目標(biāo),其實(shí),戰(zhàn)士們采用的是另一種方式測距——“三角視差法”。請看亮劍中在戰(zhàn)場上三角視差法的應(yīng)用。其實(shí),三角視差法還可以用在測量恒星間距離,課后有興趣的同學(xué)可以了解一下。設(shè)計(jì)意圖:拓展學(xué)生的視野,體會(huì)解三角形在實(shí)際應(yīng)用的廣泛性和靈活性。(九)歸納整理、提高認(rèn)識1、解決應(yīng)用題的思想方法:把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,即數(shù)學(xué)建模思想。2、解斜三角形應(yīng)用題的一般步驟:(1)分析:理解題意,分清已知與未知,畫出示意圖(2)建模:根據(jù)已知條件與求解目標(biāo),把已知量與求解量盡量集中在有關(guān)的三角形中,建立一個(gè)解斜三角形的數(shù)學(xué)模型(3)求解:利用正弦定理或余弦定理有序地解出三角形,求得數(shù)學(xué)模型的解(4)檢驗(yàn):檢驗(yàn)上述所求的解是否符合實(shí)際意義,從而得出實(shí)際問題的解活動(dòng)。設(shè)計(jì)意圖:培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和學(xué)后反思的習(xí)慣,總結(jié)概括的能力。(十)作業(yè)布置、提高鞏固1、課后方案設(shè)計(jì)題:(頁復(fù)習(xí)參考題組)設(shè)計(jì)一種借助于兩個(gè)觀察點(diǎn)(已知兩觀察點(diǎn)的距離是)測量航船的航向與速度的方法;2、課后思考:日常生活中還有哪些與解三角形有關(guān)的實(shí)際問題,通過事例加以說明,并寫出你的研究性報(bào)告。設(shè)計(jì)意圖:開放性設(shè)計(jì)題目的作業(yè),有助于發(fā)散學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。(十一)回歸課前的引入,恒星距離測量方法——三角視差法通過播放視頻,讓學(xué)生拓展視野,了解三角測距應(yīng)用的廣泛性,同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)探索三角視差法的應(yīng)用和恒星距離測量的方法學(xué)習(xí),培養(yǎng)他們主動(dòng)獲取知識的意識,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)意圖:首尾呼應(yīng),使整節(jié)課有始有終渾然一體。九、板書設(shè)計(jì)板書:解三角形在測量中的應(yīng)用 測量一點(diǎn)距離不可達(dá) (二)測量兩點(diǎn)距離不可達(dá) (一)測量一點(diǎn)不可到達(dá)方案1: 方案1: 方案3:方案2: 方案2: 方案4十、教學(xué)反思1、通過本次研究性的學(xué)習(xí),學(xué)生基本掌握利用正余弦定理解任意三角形的方法,懂得解任意三角形的知識在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用;增強(qiáng)分析問題和解決實(shí)際問題的能力;培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)向觀察、抽象概括、分析歸納的邏輯思維能力。它不僅對前面的學(xué)習(xí)正余弦定理及解三角形知識的鞏固與發(fā)展,還進(jìn)一步展示了它們在實(shí)際生活中的應(yīng)用。從而將理論與實(shí)際聯(lián)系起來,充分體現(xiàn)了教學(xué)大綱的要求,具有重要的意義。2、在探索概念階段, 學(xué)生和老師共同參與完成例1,學(xué)生能將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,解答數(shù)學(xué)模型,再回到實(shí)際問題解決,目標(biāo)基本達(dá)成,學(xué)生的方案角度,不過教師應(yīng)該從問題背景的要求不同比較各種方案的優(yōu)缺點(diǎn),讓學(xué)生明白解決實(shí)際問題時(shí)一定要注意問題背景,對比優(yōu)劣,選取合理的方案。3、此次研究性課題的教學(xué)遵循“以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體”的教學(xué)原則,注意了“一條主線”,即以“發(fā)展學(xué)生思維”為主線;貫徹兩個(gè)原則,即充分研究學(xué)生的學(xué)習(xí)心理、認(rèn)知結(jié)構(gòu),貫徹教師的引導(dǎo),體現(xiàn)了三個(gè)結(jié)合,即“學(xué)思結(jié)合、學(xué)用結(jié)合、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與毅力結(jié)合”。旨在能培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)、數(shù)學(xué)思維的建立。4、進(jìn)行此次研究性學(xué)習(xí),讓學(xué)生充分感受到數(shù)學(xué)在生活實(shí)際中應(yīng)用的廣泛性,其次是要考慮數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題時(shí)不僅需要考慮方案的理論性,更需要考慮實(shí)際的操作性,防止學(xué)生只會(huì)“紙上談兵”,而缺乏“務(wù)實(shí)性”的弊端,只有理論聯(lián)系實(shí)際,理論才有意義的認(rèn)知。十一、補(bǔ)充:學(xué)生課下探究方案舉例如下(一)測量一點(diǎn)距離不可達(dá):構(gòu)造相似三角形求解如圖所示:簡述測量方法:從點(diǎn)出發(fā),走一段距離到點(diǎn),不改變方向,直線行走一段距離到達(dá)點(diǎn);站在處用測角儀測出角度大小等于,并沿此直線方向行走,到達(dá)與在一條直線上的點(diǎn),并測出線段的長度;由此易知相似于,根據(jù)相似比,計(jì)算可得。(二)測量兩點(diǎn)距離不可達(dá):方案一:如圖所示:簡述測量方法:1、用經(jīng)緯測角儀測出;2、用鋼卷尺量出長;3、在中使用正弦定理求出邊長,同理在中求出邊長;4、最后在中用余弦公式求出線段長。方案二、如圖所示:簡述測量方法:1、用經(jīng)緯測角儀測出,且使;2、用鋼卷尺量出長;3、在中使用正弦定理求出邊長,同理在中求出邊長;4、最后在中用余弦公式求出線段長。 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫