§2.3.1直线与平面垂直的判定 教案目标 1、知识与技能 (1)使学生掌握直线和平面垂直的定义及判定定理 (2)使学生掌握判定直线和平面垂直的方法: (3)培养学生的几何直观能力,使他们在直观感知,操作确认的基础上学会归纳 概括结论 2、过程与方法 (1)通过教案活动,使学生了解,感受直线和平面垂直的定义的形成过程: (2)探究判定直线与平面垂直的方法 3、情态与价值 培养学生学会从“感性认识”到“理性认识”过程中获取新知。 二、教案重点、难点 直线与平面垂直的定义和判定定理的探究 三、教案设计 (一)创设情景,揭示课题 1、教师首先提出问题:在现实生活中,我们经常看到一些直线与平面垂直的现象,例 如:“旗杆与地面,大桥的桥柱和水面等的位置关系”,你能举出一些类似的例子吗?然 后让学生回忆、思考、讨论、教师对学生的活动给予评价 2、接着教师指出:一条直线与一个平面垂直的意义是什么?并通过分析旗杆与它在地 面上的射影的位置关系引出课题内容。 (二)研探新知 1、为使学生学会从“感性认识”到“理性认识”过程中获取新知,可再借助长方体模 型让学生感知直线与平面的垂直关系。然后教师引导学生用“平面化”的思想来思考问 题:从直线与直线垂直、直线与平面平行等的定义过程得到启发,能否用一条直线垂直于 一个平面内的直线来定义这条直线与这个平面垂直呢?并组织学生交流讨论,概括其定 如果直线L与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线L与平面a互相垂直, 记作L⊥a,直线L叫做平面a的垂线,平面a叫做直线L的垂面。如图2.3-1,直线与平
1 / 8 §2.3.1 直线与平面垂直的判定 一、教案目标 1、知识与技能 (1)使学生掌握直线和平面垂直的定义及判定定理; (2)使学生掌握判定直线和平面垂直的方法; (3)培养学生的几何直观能力,使他们在直观感知,操作确认的基础上学会归纳、 概括结论。 2、过程与方法 (1)通过教案活动,使学生了解,感受直线和平面垂直的定义的形成过程; (2)探究判定直线与平面垂直的方法。 3、情态与价值 培养学生学会从“感性认识”到“理性认识”过程中获取新知。 二、教案重点、难点 直线与平面垂直的定义和判定定理的探究。 三、教案设计 (一)创设情景,揭示课题 1、教师首先提出问题:在现实生活中,我们经常看到一些直线与平面垂直的现象,例 如:“旗杆与地面,大桥的桥柱和水面等的位置关系”,你能举出一些类似的例子吗?然 后让学生回忆、思考、讨论、教师对学生的活动给予评价。 2、接着教师指出:一条直线与一个平面垂直的意义是什么?并通过分析旗杆与它在地 面上的射影的位置关系引出课题内容。 (二)研探新知 1、为使学生学会从“感性认识”到“理性认识”过程中获取新知,可再借助长方体模 型让学生感知直线与平面的垂直关系。然后教师引导学生用“平面化”的思想来思考问 题:从直线与直线垂直、直线与平面平行等的定义过程得到启发,能否用一条直线垂直于 一个平面内的直线来定义这条直线与这个平面垂直呢?并组织学生交流讨论,概括其定 义。 如果直线 L 与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线 L 与平面α互相垂直, 记作 L⊥α,直线 L 叫做平面α的垂线,平面α叫做直线 L 的垂面。如图 2.3-1,直线与平
面垂直时,它们唯一公共点P叫做垂足。并对画示表示进行说明。 图2-3-1 2、老师提出问题,让学生思考 (1)问题:虽然可以根据定义判定直线与平面垂直,但这种方法实际上难以实施。有 没有比较方便可行的方法来判断直线和平面垂直呢? (2)师生活动:请同学们准备一块三角形的纸片,我们一起来做如图2.3-2实验:过 △ABC的顶点A翻折纸片,得到折痕AD,将翻折后的纸片竖起放置在桌面上(BD、DC与桌 面接触),问如何翻折才能保证折痕AD与桌面所在平面垂直? 图2.3-2 (3)归纳结论:引导学生根据直观感知及已有经验(两条相交直线确定一个平面), 进行合情推理,获得判定定理: 一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。 老师特别强调:a)定理中的“两条相交直线”这一条件不可忽视 b)定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数 学思想 (三)实际应用,巩固深化 (1)课本P69例1教案 (2)课本P69例2教案 (四)归纳小结,课后思考 小结:采用师生对话形式,完成下列问题: ①请归纳一下获得直线与平面垂直的判定定理的基本过程。②直线与平面垂直的判定
2 / 8 面垂直时,它们唯一公共点 P 叫做垂足。并对画示表示进行说明。 L p α 图 2-3-1 2、老师提出问题,让学生思考: (1)问题:虽然可以根据定义判定直线与平面垂直,但这种方法实际上难以实施。有 没有比较方便可行的方法来判断直线和平面垂直呢? (2)师生活动:请同学们准备一块三角形的纸片,我们一起来做如图 2.3-2 实验:过 △ABC 的顶点 A 翻折纸片,得到折痕 AD,将翻折后的纸片竖起放置在桌面上(BD、DC 与桌 面接触),问如何翻折才能保证折痕 AD 与桌面所在平面垂直? A B D C 图 2.3-2 (3)归纳结论:引导学生根据直观感知及已有经验(两条相交直线确定一个平面), 进行合情推理,获得判定定理: 一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。 老师特别强调:a)定理中的“两条相交直线”这一条件不可忽视; b)定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数 学思想。 (三)实际应用,巩固深化 (1)课本 P69 例 1 教案 (2)课本 P69 例 2 教案 (四)归纳小结,课后思考 小结:采用师生对话形式,完成下列问题: ①请归纳一下获得直线与平面垂直的判定定理的基本过程。②直线与平面垂直的判定
定理,体现的教案思想方法是什么? 课后作业 ①课本P70练习2 ②求证:如果一条直线平行于一个平面,那么这个平面的任何垂线都和这条直线垂 思考题:如果一条直线垂直于平面内的无数条直线,那么这条直线就和这个平面垂 直,这个结论对吗?为什么? §2.3.2平面与平面垂直的判定 教案目标 1、知识与技能 (1)使学生正确理解和掌握“二面角”、“二面角的平面角”及“直二面角”、“两 个平面互相垂直”的概念 (2)使学生掌握两个平面垂直的判定定理及其简单的应用: (3)使学生理会“类比归纳”思想在数学问题解决上的作用。 2、过程与方法 (1)通过实例让学生直观感知“二面角”概念的形成过程 (2)类比已学知识,归纳“二面角”的度量方法及两个平面垂直的判定定理。 3、情态与价值 通过揭示概念的形成、发展和应用过程,使学生理会教案存在于观实生活周围,从中 激发学生积极思维,培养学生的观察、分析、解决问题能力。 教案重点、难点 重点:平面与平面垂直的判定; 难点:如何度量二面角的大小 三、学法与教案用具 1、学法:实物观察,类比归纳,语言表达 2、教案用具:二面角模型(两块硬纸板) 四、教案设计 (一)创设情景,揭示课题 问题1:平面几何中“角”是怎样定义的? 问题2:在立体几何中,“异面直线所成的角”、“直线和平面所成的角”又是怎样 定义的?它们有什么共同的特征? 3/8
3 / 8 定理,体现的教案思想方法是什么? 课后作业: ①课本 P70 练习 2 ②求证:如果一条直线平行于一个平面,那么这个平面的任何垂线都和这条直线垂 直。 思考题:如果一条直线垂直于平面内的无数条直线,那么这条直线就和这个平面垂 直,这个结论对吗?为什么? §2.3.2 平面与平面垂直的判定 一、教案目标 1、知识与技能 (1)使学生正确理解和掌握“二面角”、“二面角的平面角”及“直二面角”、“两 个平面互相垂直”的概念; (2)使学生掌握两个平面垂直的判定定理及其简单的应用; (3)使学生理会“类比归纳”思想在数学问题解决上的作用。 2、过程与方法 (1)通过实例让学生直观感知“二面角”概念的形成过程; (2)类比已学知识,归纳“二面角”的度量方法及两个平面垂直的判定定理。 3、情态与价值 通过揭示概念的形成、发展和应用过程,使学生理会教案存在于观实生活周围,从中 激发学生积极思维,培养学生的观察、分析、解决问题能力。 二、教案重点、难点。 重点:平面与平面垂直的判定; 难点:如何度量二面角的大小。 三、学法与教案用具。 1、学法:实物观察,类比归纳,语言表达。 2、教案用具:二面角模型(两块硬纸板) 四、教案设计 (一)创设情景,揭示课题 问题 1:平面几何中“角”是怎样定义的? 问题 2:在立体几何中,“异面直线所成的角”、“直线和平面所成的角”又是怎样 定义的?它们有什么共同的特征?
以上问题让学生自由发言,教师再作小结,并顺势抛出问题:在生产实践中,有许多 问题要涉及到两个平面相交所成的角的情形,你能举出这个问题的一些例子吗?如修水 坝、发射人造卫星等,而这样的角有何特点,该如何表示呢?下面我们共同来观察,研探 (二)研探新知 1、二面角的有关概念 老师展示一张纸面,并对折让学生观察其状,然后引导学生用数学思维思考,并对以 上问题类比,归纳出二面角的概念及记法表示(如下表所示) 角 二面角 梭1 图形 边 顶点0边 从平面内一点出发的两条射线(半从空间一直线出发的两个半平面所 定义 直线)所组成的图形 成的图形 构成射线一点(顶点)一射线 半平面一线(棱)一半平面 表示 ∠AOB 面角a-1-B或a-AB-B 2、二面角的度量 二面角定理地反映了两个平面相交的位置关系,如我们常说“把门开大一些”,是指 二面角大一些,那我们应如何度量二两角的大小呢?师生活动:师生共同做一个小实验 (预先准备好的二面角的模型)在其棱上位取一点为顶点,在两个半平面内各作一射线 (如图2.3-3),通过实验操作,研探二面角大小的度量方法一一二面角的平面角 教师特别指出: (1)在表示二面角的平面角时,要求“OA⊥L”,OB⊥L (2)∠AOB的大小与点0在L上位置无关; (3)当二面角的平面角是直角时,这两个平 面的位置关系怎样? 承上启下,引导学生观察,类比、自主探究
4 / 8 以上问题让学生自由发言,教师再作小结,并顺势抛出问题:在生产实践中,有许多 问题要涉及到两个平面相交所成的角的情形,你能举出这个问题的一些例子吗?如修水 坝、发射人造卫星等,而这样的角有何特点,该如何表示呢?下面我们共同来观察,研探。 (二)研探新知 1、二面角的有关概念 老师展示一张纸面,并对折让学生观察其状,然后引导学生用数学思维思考,并对以 上问题类比,归纳出二面角的概念及记法表示(如下表所示) 角 二面角 图形 A 边 顶点 O 边 B A 梭 l β B α 定义 从平面内一点出发的两条射线(半 直线)所组成的图形 从空间一直线出发的两个半平面所组 成的图形 构成 射线 — 点(顶点)一 射线 半平面 一 线(棱)一 半平面 表示 ∠AOB 二面角α-l-β或α-AB-β 2、二面角的度量 二面角定理地反映了两个平面相交的位置关系,如我们常说“把门开大一些”,是指 二面角大一些,那我们应如何度量二两角的大小呢?师生活动:师生共同做一个小实验 (预先准备好的二面角的模型)在其棱上位取一点为顶点,在两个半平面内各作一射线 (如图 2.3-3),通过实验操作,研探二面角大小的度量方法——二面角的平面角。 教师特别指出: (1)在表示二面角的平面角时,要求“OA⊥L” ,OB⊥L; (2)∠AOB 的大小与点 O 在 L 上位置无关; (3)当二面角的平面角是直角时,这两个平 面的位置关系怎样? 承上启下,引导学生观察,类比、自主探究, β B
获得两个平面互相垂直的判定定理: 一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直 三)应用举例,强化所学 例题:课本P.72例3 图2.3-3 做法:教师引导学生分析题意,先让学生自己动手推理证明,然后抽检学生掌握情 况,教师最后讲评并板书证明过程 (四)运用反馈,深化巩固 问题:课本P.73的探究问题 做法:学生思考(或分组讨论),老师与学生对话完成 五)小结归纳,整体认识 (1)二面角以及平面角的有关概念 (2)两个平面垂直的判定定理的内容,它与直线与平面垂直的判定定理有何关系? (六)课后巩固,拓展思维 1、课后作业:自二面角内一点分别向两个面引垂线,求证:它们所成的角与二两角 的平面角互补。 2、课后思考问题:在表示二面角的平面角时,为何要求“0A⊥L、OB⊥L”?为什么 ∠AOB的大小与点0在L上的位置无关? §2、3.3直线与平面垂直的性质 §2、3.4平面与平面垂直的性质 教案目标 1、知识与技能 (1)使学生掌握直线与平面垂直,平面与平面垂直的性质定理 (2)能运用性质定理解决一些简单问题; (3)了解直线与平面、平面与平面垂直的判定定理和性质定理间的相互联系 2、过程与方法 (1)让学生在观察物体模型的基础上,进行操作确认,获得对性质定理正确性的认 (2)性质定理的推理论证 3、情态与价值 5/8
5 / 8 获得两个平面互相垂直的判定定理: 一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直。 C O A (三)应用举例,强化所学 α 例题:课本 P.72 例 3 图 2.3-3 做法:教师引导学生分析题意,先让学生自己动手推理证明,然后抽检学生掌握情 况,教师最后讲评并板书证明过程。 (四)运用反馈,深化巩固 问题:课本 P.73 的探究问题 做法:学生思考(或分组讨论),老师与学生对话完成。 (五)小结归纳,整体认识 (1)二面角以及平面角的有关概念; (2)两个平面垂直的判定定理的内容,它与直线与平面垂直的判定定理有何关系? (六)课后巩固,拓展思维 1、课后作业:自二面角内一点分别向两个面引垂线,求证:它们所成的角与二两角 的平面角互补。 2、课后思考问题:在表示二面角的平面角时,为何要求“OA⊥L、OB⊥L”?为什么 ∠AOB 的大小与点 O 在 L 上的位置无关? §2、3.3 直线与平面垂直的性质 §2、3.4 平面与平面垂直的性质 一、教案目标 1、知识与技能 (1)使学生掌握直线与平面垂直,平面与平面垂直的性质定理; (2)能运用性质定理解决一些简单问题; (3)了解直线与平面、平面与平面垂直的判定定理和性质定理间的相互联系。 2、过程与方法 (1)让学生在观察物体模型的基础上,进行操作确认,获得对性质定理正确性的认 识; (2)性质定理的推理论证。 3、情态与价值
通过“直观感知、操作确认,推理证明”,培养学生空间概念、空间想象能力以及 逻辑推理能力 教案重点、难点 两个性质定理的证明 三、学法与用具 (1)学法:直观感知、操作确认,猜想与证明 (2)用具:长方体模型 四、教案设计 (一)创设情景,揭示课题 问题:若一条直线与一个平面垂直,则可得到什么结论?若两条直线与同一个平面垂 直呢 让学生自由发言,教师不急于下结论,而是继续引导学生:欲知结论怎样,让我们 起来观察、研探。(自然进入课题内容) (二)研探新知 1、操作确认 观察长方体模型中四条侧棱与同一个底面的位置关系。如图2.3-4,在长方体ABCD- ABCD中,棱AA、BB、C、D所在直线都垂直于平面ABCD,它们之间是有什么位置关 系?(显然互相平行)然后进一步迁移活动:已知直线a⊥a、b⊥a、那么直线a、b 定平行吗?(一定)我们能否证明这一事实的正确性呢? D 图2.3-4 图2.3-5 2、推理证明 引导学生分析性质定理成立的条件,介绍证明性质定理成立的特殊方法一一反证法, 然后师生互动共同完成该推理过程,最后归纳得出: 垂直于同一个平面的两条直线平行。 (三)应用巩固 例子:课本P.74例4 做法:教师给出问题,学生思考探究、判断并说理由,教师最后评议。 (四)类比拓展,研探新知 类比上面定理:若在两个平面互相垂直的条件下,又会得出怎样的结论呢?例如:如 何在黑板面上画一条与地面垂直的直线? 引导学生观察教室相邻两面墙的交线,容易发现该交线与地面垂直,这时,只要在 黑板上画出一条与这交线平行的直线,则所画直线必与地面垂直。然后师生互动,共同完 6/8
6 / 8 通过“直观感知、操作确认,推理证明”,培养学生空间概念、空间想象能力以及 逻辑推理能力。 二、教案重点、难点 两个性质定理的证明。 三、学法与用具 (1)学法:直观感知、操作确认,猜想与证明。 (2)用具:长方体模型。 四、教案设计 (一)创设情景,揭示课题 问题:若一条直线与一个平面垂直,则可得到什么结论?若两条直线与同一个平面垂 直呢? 让学生自由发言,教师不急于下结论,而是继续引导学生:欲知结论怎样,让我们一 起来观察、研探。(自然进入课题内容) (二)研探新知 1、操作确认 观察长方体模型中四条侧棱与同一个底面的位置关系。如图 2.3—4,在长方体 ABCD— A 1 B 1 C 1 D 1 中,棱 AA1、BB1、CC1、DD1 所在直线都垂直于平面 ABCD,它们之间是有什么位置关 系?(显然互相平行)然后进一步迁移活动:已知直线 a⊥α 、b⊥α、那么直线 a、b 一 定平行吗?(一定)我们能否证明这一事实的正确性呢? 图 2.3-4 图 2.3-5 2、推理证明 引导学生分析性质定理成立的条件,介绍证明性质定理成立的特殊方法——反证法, 然后师生互动共同完成该推理过程 ,最后归纳得出: 垂直于同一个平面的两条直线平行。 (三)应用巩固 例子:课本 P.74 例 4 做法:教师给出问题,学生思考探究、判断并说理由,教师最后评议。 (四)类比拓展,研探新知 类比上面定理:若在两个平面互相垂直的条件下,又会得出怎样的结论呢?例如:如 何在黑板面上画一条与地面垂直的直线? 引导学生观察教室相邻两面墙的交线,容易发现该交线与地面垂直,这时,只要在 黑板上画出一条与这交线平行的直线,则所画直线必与地面垂直。然后师生互动,共同完 A 1 B D 1 A C a b α C 1 B 1 D
成性质定理的确认与证明,并归纳性质定理: 两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。 (五)巩固深化、发展思维 思考1、设平面a⊥平面β,点P在平面a内,过点P作平面B的垂线a,直线a与 面a具有什么位置关系? (答:直线a必在平面q内) 思考2、已知平面a、β和直线a,若a⊥B,a⊥β,tCa,则直线a与平面a具 有什么位置关系? (六)归纳小结,课后巩固 小结:(1)请归纳一下本节学习了什么性质定理,其内容各是什么? (2)类比两个性质定理,你发现它们之间有何联系? 作业:(1)求证:两条异面直线不能同时和一个平面垂直 (2)求证:三个两两垂直的平面的交线两两垂直。 本章小结 教案目标 1、知识与技能 (1)使学生掌握知识结构与联系,进一步巩固、深化所学知识 (2)通过对知识的梳理,提高学生的归纳知识和综合运用知识的能力。 过程与方法 利用框图对本章知识进行系统的小结,直观、简明再现所学知识,化抽象学习为直 观学习,易于识记:同时凸现数学知识的发展和联系。 3情态与价值 学生通过知识的整合、梳理,理会空间点、线面间的位置关系及其互相联系,进 步培养学生的空间想象能力和解决问题能力 教案重点、难点 重点:各知识点间的网络关系; 难点:在空间如何实现平行关系、垂直关系、垂直与平行关系之间的转化 教案设计 (一)知识回顾,整体认识 1、本章知识回顾 (1)空间点、线、面间的位置关系 (2)直线、平面平行的判定及性质; (3)直线、平面垂直的判定及性质 2、本章知识结构框图 平面(公理1、公理2、公理3、公理 空间直线、平面的位置关系 7/8
7 / 8 成性质定理的确认与证明,并归纳性质定理: 两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。 (五)巩固深化、发展思维 思考 1、设平面α⊥平面β,点 P 在平面α内,过点 P 作平面β的垂线 a,直线 a 与平 面α具有什么位置关系? (答:直线 a 必在平面α内) 思考 2、已知平面α、β和直线 a,若α⊥β,a⊥β,a α,则直线 a 与平面α具 有什么位置关系? (六)归纳小结,课后巩固 小结:(1)请归纳一下本节学习了什么性质定理,其内容各是什么? (2)类比两个性质定理,你发现它们之间有何联系? 作业:(1)求证:两条异面直线不能同时和一个平面垂直; (2)求证:三个两两垂直的平面的交线两两垂直。 本章小结 一、教案目标 1、知识与技能 (1)使学生掌握知识结构与联系,进一步巩固、深化所学知识; (2)通过对知识的梳理,提高学生的归纳知识和综合运用知识的能力。 2、过程与方法 利用框图对本章知识进行系统的小结,直观、简明再现所学知识,化抽象学习为直 观学习,易于识记;同时凸现数学知识的发展和联系。 3 情态与价值 学生通过知识的整合、梳理,理会空间点、线面间的位置关系及其互相联系,进一 步培养学生的空间想象能力和解决问题能力。 二、教案重点、难点 重点:各知识点间的网络关系; 难点:在空间如何实现平行关系、垂直关系、垂直与平行关系之间的转化。 三、教案设计 (一)知识回顾,整体认识 1、本章知识回顾 (1)空间点、线、面间的位置关系; (2)直线、平面平行的判定及性质; (3)直线、平面垂直的判定及性质。 2、本章知识结构框图 平面(公理 1、公理 2、公理 3、公理 4) 空间直线、平面的位置关系
直线与直线的位置关系 直线与平面的位置关系 平面与平面的位置关系 (二)整合知识,发展思维 1、刻画平面的三个公理是立体几何公理体系的基石,是研究空间图形问题,进行逻辑 推理的基础。 公理1——判定直线是否在平面内的依据 公理2——提供确定平面最基本的依据 公理3—判定两个平面交线位置的依据 公理4—一判定空间直线之间平行的依据。 2、空间问题解决的重要思想方法:化空间问题为平面问题 3、空间平行、垂直之间的转化与联系 直线与直线平行 直线与平面平行 平面与平面平行 直线与直线垂直 直线与平面垂直—平面与平面垂直 4、观察和推理是认识世界的两种重要手段,两者相辅相成,缺一不可。 (三)应用举例,深化巩固 1、P.82A组第1题 本题主要是公理1、2知识的巩固与应用。 2、P.82A组第8题 本题主要是直线与平面垂直的判定与性质的知识巩固与应用 (四)课后作业 1、阅读本章知识内容,从中体会知识的发展过程,理会问题解决的思想方法; 2、P.83B组第2题
8 / 8 (二)整合知识,发展思维 1、刻画平面的三个公理是立体几何公理体系的基石,是研究空间图形问题,进行逻辑 推理的基础。 公理 1——判定直线是否在平面内的依据; 公理 2——提供确定平面最基本的依据; 公理 3——判定两个平面交线位置的依据; 公理 4——判定空间直线之间平行的依据。 2、空间问题解决的重要思想方法:化空间问题为平面问题; 3、空间平行、垂直之间的转化与联系: 4、观察和推理是认识世界的两种重要手段,两者相辅相成,缺一不可。 (三)应用举例,深化巩固 1、P.82 A 组第 1 题 本题主要是公理 1、2 知识的巩固与应用。 2、P.82 A 组第 8 题 本题主要是直线与平面垂直的判定与性质的知识巩固与应用。 (四)课后作业 1、阅读本章知识内容,从中体会知识的发展过程,理会问题解决的思想方法; 2、P.83 B 组第 2 题。 直线与直线的位置关系 直线与平面的位置关系 平面与平面的位置关系 直线与直线平行 直线与平面平行 平面与平面平行 直线与直线垂直 直线与平面垂直 平面与平面垂直