数系的扩充教学设计说明
《数系的扩充和复数的概念》教案及说明
《数系的扩充和复数的概念》教案及说明教学目标：1.了解数系的扩充，并能够理解自然数、整数、有理数、无理数、实数和复数之间的关系。
2.掌握复数的定义、运算规则和表示方法。
3.能够应用复数解决实际问题。
教学重点：1.数系的扩充和复数的定义。
2.复数的运算规则和表示方法。
教学难点：1.理解数系的扩充对于数学的意义。
2.掌握复数的运算规则和应用技巧。
教学内容：一、数系的扩充1.自然数：正整数，用于计数。
2.整数：包括正整数、负整数和0。
3.有理数：可表示为两个整数之比的数。
4.无理数：不可表示为两个整数之比的数。
5.实数：包括有理数和无理数。
6. 复数：形如a+bi的数，其中a和b为实数，i为虚数单位。
二、复数的定义和表示1. 复数的定义：形如a+bi的数称为复数，其中a为实部，b为虚部，i为虚数单位。
2.复数的表示：复数可以用平面直角坐标系中的点表示，a为横坐标，b为纵坐标。
3.复数的运算：复数的加减乘除法规则同实数运算，注意i的平方为-1三、复数的应用1.解方程：复数可以解决一些实数无解的方程。
2.代数表达式：复数可以简化代数表达式，并且在求根过程中十分有用。
3.物理问题：在电路、波动等问题中，复数有着广泛的应用。
教学步骤：一、引入复数的概念2.解释为什么需要引入复数。
3.引导学生构建复数概念。
二、复数的定义和表示1.讲解复数的定义和表示方法。
2.给出几个例子，让学生练习表示复数。
3.带领学生画出复数在平面直角坐标系中的位置。
三、复数的运算1.讲解复数的加减乘除法规则。
2.演示如何计算复数的运算。
3.给出一些练习题，让学生巩固运算技巧。
四、复数的应用1.解方程：举例说明复数如何解决一些实数无解的方程。
2.代数表达式：展示复数简化代数表达式的过程。
3.物理问题：讲解复数在物理问题中的应用实例。
五、综合练习和实践1.设计一些综合性的练习题，包括复数的定义、表示和运算。
2.提供一些实际问题，让学生尝试用复数解决。
《数系的扩充》高中数学选修2—2教案
数系的扩充高中数学选修2—2教案第一部分：引言数系是数学的基础，它由整数、有理数和无理数组成。
这些数形成了数轴上的无穷多个点，构成了我们熟悉的数字系统。
然而，在高中数学选修2课程中，我们将继续探索数系的扩充，进一步拓展我们的数学视野。
第二部分：综述数系在开始学习数系的扩充之前，我们需要回顾一下已经学过的数系。
整数是由正整数、负整数和零组成，它们可以进行加、减和乘法运算。
有理数则包括整数和分数，可以进行除法运算。
无理数是不能表示为两个整数之比的数，例如π和√2。
第三部分：实数系的扩充实数系是数学中最基本的数系，它包括了整数、有理数和无理数。
然而，实数系仍然存在一些限制。
为了解决这些限制，数学家们提出了一些数系的扩充。
1. 复数复数是实数系的扩充，它由实数和虚数构成。
虚数定义为负数的平方根，记作i。
复数可以表示为a+bi的形式，其中a和b分别为实数部分和虚数部分。
复数可以进行加、减、乘和除的运算。
2. 球面数系球面数系是通过在实数系上添加了无穷远点来扩充实数系的。
它用来描述三维空间中的点和向量，常用于几何学和物理学的研究中。
3. 四元数四元数是一种更为复杂的数系扩充，它由实数和虚数构成。
四元数可以表示为a+bi+cj+dk的形式，其中a、b、c和d为实数部分和虚数部分。
四元数可以进行加、减、乘和除的运算，被广泛应用于计算机图形学和机器人学领域。
第四部分：数系扩充的应用数系的扩充不仅仅是数学理论上的概念，它们在实际生活和科学研究中具有重要的应用价值。
1. 复数的应用复数在电路分析、信号处理和量子力学等领域中得到广泛应用。
例如，复数可以表示交流电路中的电压和电流，通过复数运算可以方便地计算电路的各种参数。
2. 球面数系的应用球面数系可以用来描述天体运动和地球的形状。
例如，使用球面数系可以计算天体的位置和速度，以及地球上各地的经纬度。
3. 四元数的应用四元数在计算机图形学和机器人学领域中起着重要作用。
例如，使用四元数可以进行三维物体旋转的运算，通过四元数插值可以实现平滑的物体动画效果。
高中数学选修1,2《数系的扩充和复数的概念》教案
高中数学选修1,2《数系的扩充和复数的概念》教案高中数学选修1-2《数系的扩充和复数的概念》教案【一】教学准备教学目标知识与技能1、了解数系扩充的过程及引入复数的需要2、掌握复数的有关概念和代数符号形式、复数的分类方法及复数相等的充要条件过程与方法1、通过数系扩充的介绍，让学生体会数系扩充的一般规律2、通过具体到抽象的过程，让学生形成复数的一般形式情感态度与价值观1、体会数系的扩充过程中蕴含的创新精神与实践精神，感受人类理性思维的作用2、体会类比、分类讨论、等价转化的数学思想方法教学重难点重点：引入复数的必要性与复数的相关概念、复数的分类，复数相等的充要条件难点：虚数单位i的引进和复数的概念教学过程(一)问题引入事实上在实数范围内x和y确实不存在?为什么会这样呢?假设x和y是存在的，那么就肯定是一些不是实数的数，那么，这些数是什么呢?我们能不能解决这个问题呢?这就是我们今天要学习的内容《数系的扩充和复数的引入》(二)回顾数系的扩充历程师：其实对于这种“数不够用”的情况，我们并不陌生。
大家记得吗?从小学到现在，我们一直在经历着数的不断扩充。
现在就让我们来回顾一下，看看我们以前是怎么解决“数不够用”的问题的。
(三)类比，引入新数，将实数集扩充1、类比数系的扩充规律，引导学生找出解决“实数不够用”这个问题的办法生：引入新数，使得平方为负数师：我们希望引入的数的平方为负数，但是负数有无穷多个，我们不肯能一下子引入那么多，只要引入平方为多少就行呢?2、历史重现：3、探究复数的一般形式：(四)新的数集——复数集1.复数的定义(略)2.复数的应用：复数在数学、力学、电学及其他学科中都有广泛的应用，复数与向量、平面解析几何、三角函数等都有密切的联系，是进一步学习数学的基础。
(五)复数的分类(六)复数相等的充要条件复数相等的充要条件可以把复数相等的问题转化为求方程组的解的问题，是一种转化的思想。
课后小结1、由于实际的需要，我们总结数的三次扩充过程的规律，运用类比的方法，我们引进了新的数i，并将实数集扩充到了复数集，认识到了复数的代数形式，并讨论了复数的分类及复数相等的充要条件，并且利用相等的条件把复数问题转化为方程组的解的问题2、那么，复数究竟是什么东西呢?能不能像实数一样在现实中找到它的影子呢?别急，我们的探索脚步并不会停止下去，这是我们下次将要探索的内容。
数系的扩充(教案及教学设计说明)
课题：数系的扩充授课教师：吴晶教材：苏教版选修1-2第三章第一节【教材分析】教材地位和作用：数系扩充的过程体现了数学的发现和创造过程，体现了数学发生发展的客观需求.通过学习，学生在问题情景中了解数系扩充的过程以及引入虚数的必要性，体会人类理性思维在数系扩充中的作用，有助于提高学生的数学素养.复数的引入是中学阶段数系的最后一次扩充.学习复数的一些基本知识，为学习复数的四则运算和几何意义做好知识储备.教材处理办法：精心设计制作教学课件，直观形象地展示数系扩充的过程.化抽象为具体，使学生真实体验数系扩充的必要性及数系扩充要遵循的法则.在这个过程中了解复数、虚数、纯虚数、复数的实部、虚部等相关概念就水到渠成了.重点：数系扩充的过程和方法，复数的相关概念.难点：数系扩充的过程和方法，虚数的引入.【教学目标】知识目标：了解数系的扩充过程，感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系；了解复数的相关概念.能力目标：发展学生独立获取数学知识的能力和创新意识.情感目标：初步认识数学的应用价值、科学价值和人文价值，崇尚数学具有的理性精神和科学态度，树立辩证唯物主义世界观.【教学方法】教学方法：开放式探究，启发式引导，互动式讨论，反馈式评价.学习方法：自主探究，观察发现，合作交流，归纳总结.教学手段：结合多媒体网络教学环境，构建学生自主探究的教学平台.【教学程序】以问题为载体，以学生活动为主线.创设情境→建构数学→知识运用→归纳总结→巩固作业创设情境：用心智的全部力量，来选择我们应遵循的道路-------笛卡尔.名人名言引入，投影出为数系扩充作出贡献的一些数学家的照片和名字.让学生把自己所了解的一些数学家作简要介绍，教师适时总结：他们都是科学巨匠，他们都曾为人类文明的进步做出过巨大贡献，同时，他们也为数的概念的发展做出过巨大贡献.回忆学过的数的类型.建构数学：数的概念来源于生活，为了计数的需要产生了自然数；为了表示相反意义的量，有了负数；为了解决测量、分配中的等分问题，有了分数；为了度量（例如边长为1km 的正方形田地的对角线长度）的需要，产生了无理数.数的概念的发展一方面是生产生活的需要，另一方面也是数学科学本身发展的需要.矛盾是事物发展的根本动力.看以下几个方程：1x 2x1201x 22=+===+x规定：（1）i 2=-1 虚数单位：i（2）实数可以与i 进行四则运算，且进行四则运算时，原有的加法、乘法运算律仍然成立.找到了方程012=+x 的解.试一试：依据规定，写出实数3与i 进行四则运算后得到的数.设计意图：适当了解一些与数系扩充有关的数学伟人和数学史，激发学生学习兴趣，引入新课.设计意图：认识到数系扩充的必要性. 发展学生求知、求实、勇于探索的情感和态度，体会数学体系的系统性和严密性.复数),(i R ∈+=b a b a z ，复数集：C 实部：a 虚部： b 复数),(i R ∈+b a b a ⎩⎨⎧=≠=)0)(0()0(时是纯虚数虚数实数a b b .练习 用文氏图表示N 、Z 、Q 、R 、C 的关系N →Z →Q →R →C ,这就是近代数学在总结数的历史发展的基础上，用代数结构的观点和比较严格的公理系统加以整理而得到的数系的一般扩充过程.知识运用： 例1 写出复数6i,i 25,i ,πsin i ,0,i 322+-的实部与虚部，并指出哪些是实数，哪些是虚数，哪些是纯虚数.例2 实数m 是什么值时，复数)1()1(-+-=m m m z i 是 (1) 实数? （2）虚数? （3）纯虚数? （4）6+2i? 解：(1) 当m-1=0即m=1时，复数z 是实数.(2) 当m-1≠0即m ≠1时，复数z 是虚数.(3) 当m （m-1）=0 且m-1≠0即m=0时，复数z 是纯虚数. (4) 如何解决，请同学们讨论后给出解决方案.两复数相等的充要条件),,,(.,i i R ∈⎩⎨⎧==⇔+=+d c b a d b c a d c b a .例3 已知)2()(y x y x -++i=)3()52(y x x ++-i .求实数y x ,的值. 解：根据两复数相等的充要条件，可得⎩⎨⎧+=--=+yx y x x y x 32522，解得⎩⎨⎧-==23y x .评述：把复数问题转化为实数问题. 试一试：仿照例3自编题目，并求解.复数相等的内涵：复数b a +i ),(R ∈b a 可用有序实数对),(b a 表示. 练习：1、说出下列复数中，哪些是实数，哪些是虚数.).,(i )(,π,i ),31(i ,i 72223R ∈+-+b a b a2、实数m 是什么值时，复数)1()1(2-++=m m m z i 是(1) 实数? （2）虚数? （3）纯虚数?3、已知)()(y x y x -++i=42-i.求实数y x ,的值.归纳总结： 1、数系的扩充 2、复数的基本概念 3、复数相等的充要条件挑选好一个确定的研究对象，锲而不舍，你可能永远达不到终点，但是一路上准可以发现一些有趣的东西------克莱因.设计意图：巩固本节课所学的知识，反馈课堂教学信息． 设计意图：学生发现自己的方案与课本中的结论完全一致，自信心大增且记忆更牢固.设计意图：及时巩固概念，让学生体会到互动式学习的快乐，理解转化的思想在解题中的应用，并为复数的几何意义的理解打好基础.巩固作业:1.搜集与本节课有关的数学史知识，感受知识的发生、发展.2.完成习题3.1 1-4.【板书设计】数系的扩充）规定：（1）（2),,,(i i )0)(0()0(),,(i R C R ∈⎩⎨⎧==⇔+=+⎩⎨⎧=≠=∈+=d c b a db ca d cb a a b b ba b a b a z 时是纯虚数虚数实数复数；虚部：实部：复数集：复数3例.23,3252⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧+=--=+y x y x y x x y x 解得条件，可得要解：由两复数相等的充教学设计说明一 确定教学目标的主要依据(1)依据教学大纲和教材内容的特点，确定第一个教学目标； (2)数系扩充的过程体现了数学的发现和创造过程，有利于发展学生独立获取数学知识的能力和创新意识，由此确定第二个教学目标；(3)数系扩充的过程体现了数学发生发展的客观需求和背景，学生将在学习过程中认识数学的应用价值.重点：数系扩充的过程和方法，复数的概念，虚数单位i ，复数的分类(实数、虚数、纯虚数)和复数相等等概念.难点：数系扩充的过程和方法，虚数的引入. 二 教学的过程设计说明 1 情境引入激发学生学习兴趣，引入新课.指出“矛盾是事物发展的根本动力”，以此为契机，自然顺畅地展开研究.设计了从N 到R 的三次扩充历程的回顾，在面对求解方程012=+x 的问题时，为解决矛盾创造一个新数，自然成了学生的一种心理预期，是学生提出了解决问题的想法.2 新课推进从简单而又深刻的问题出发，到引出虚数单位、复数的有关概念，再到复数相等的充要条件，构成了一条稳妥、科学的理论构建的知识线.3 例题讲解及练习掌握基本解题方法，巩固本节课所学的知识，反馈课堂教学信息.精心设计了环环相扣、步步深入、层层渐进的练习题，既巩固了知识，又构成了思维训练问题链.知识线与问题链巧妙交叉、搭配组合，使学生的认知水平、理解能力、思维品质、解决问题的操作能力、数学思想的树立与意志品质的优化，均得到长足的发展提高.4 课堂小结与作业 对前面研究的问题，进行总结、反思、交流，使学生体会数学解决问题的方法，深入体会复数扩充的思想和应用价值.三 板书设计说明合理布局，重点突出.将主要概念一一呈现，与课件交相辉映.本节课将数系扩充的知识与复数知识有机地结合起来，通过教学，让学生了解数学科学与人类社会发展之间的相互作用，体会数学科学中的科学价值、人文价值，开阔视野，寻求数学科学进步的历史轨迹，激发对于数学创新原动力的认识，提高自身的文化素养和创新意识.。
数系的扩充和复数的概念(教学设计)
§7.1.1 数系的扩充和复数的概念一、内容和内容解析内容：从实数系扩充到复数系的过程与方法，复数的概念.内容解析：本节课选自《普通高中课程标准数学教科书必修第二册》（人教A版）第七章第1节的内容．本节内容是数系的扩充和复数的概念，基于之前所学的数系的发展历程，由一元二次方程的根的问题导入，将数学扩充到复数范围，并研究复数的概念，为复数的运算打好基础。
复数的引入是中学阶段数系的又一次扩充，引入复数以后，这不仅可以使学生对于数的概念有一个初步的、完整的认知，也为进一步学习数学打下基础.通过本节课学习，要使学生在问题情境中了解数系扩充的过程以及引入复数的必要性，学习复数的一些基本知识，体会人类理性思维在数系扩充中的作用.二、目标和目标解析目标：（1）了解引进虚数单位i的必要性，了解数集的扩充过程．（2）理解复数的概念、表示法及相关概念．（3）掌握复数的分类及复数相等的充要条件．目标解析：（1）能够通过方程的解，感受引入复数的必要性，体会实际需求与数学内部的矛盾(数的运算规则、方程求根)在数系扩充过程中的作用．（2）学生能够从自然数系逐步扩充到实数系的过程中，归纳出数系扩充的一般“规则"，体会扩充的合理性及人类理性思维在数系扩充中的作用．（3）学生能说明虚数i的由来，能够明晰复数代数表示式的基本结构，会对复数进行分类，会用Venn 图表示复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系；知道两个复数相等的含义，能利用复数概念和复数相等的含义解决相关的简单问题．基于上述分析，本节课的教学重点定为：复数的分类及复数相等的充要条件．三、教学问题诊断分析1．教学问题一：因为现实生活中没有任何事物支持虚数，学生可能会怀疑引入复数的必要性，在教学中，如果单纯地讲解或介绍复数的概念会显得枯燥无味，学生不易接受．解决方案：适当介绍数的发展简史，增强学生学习的生动性．2．教学问题二：由于知识储备和认知能力的限制，学生对数系扩充的一般规则并不熟悉，对虚数单位的引入，以及虚数单位和实数进行形式化运算的理解会出现一定困难．解决方案：通过解方程问题引导，借助已有的数系扩充的经验，特别是从有理数系扩充到实数系的经验，从特殊到一般，帮助学生梳理出数系扩充过程中体现的“规则”，进而在“规则”的引导下进行从实数系到复数系的扩充，感受引入复数的必要性和合理性．3．教学问题三：学生以前学习过的数都是单纯的一个数，而复数的代数形式是两项和的形式，学生比较陌生，因此理解上会存在一定困难．解决方案：引导学生按照“规则”自主探究出复数集中可能存在的各种数，并归纳总结出复数的一般表示方法，经历复数形式化的过程．基于上述情况，本节课的教学难点定为：理解复数的概念、表示法及相关概念．四、教学策略分析本节课的教学目标与教学问题为我们选择教学策略提供了启示．为了让学生类比得到复数的概念，应该为学生创造积极探究的平台，可以让学生从被动学习状态转到主动学习状态中来．在教学设计中，采取问题引导方式来组织课堂教学．问题的设置给学生留有充分的思考空间，让学生围绕问题主线，通过自主探究达到突出教学重点，突破教学难点．在教学过程中，重视复数概念的理解和表示，让学生体会数系扩充的基本过程．五、教学过程与设计纯虚数．[课堂练习2]已知M＝{2，m2－2m ＋(m2＋m－2)i}，N＝{－1,2,4i}，若M∪N＝N，求实数m的值．课堂小结升华认知[问题10]通过这节课，你学到了什么知识？在解决问题时，用到了哪些数学思想？[课后练习]z＝a2－(2－b)i的实部和虚部分别是2和3，则实数a，b的值分别是()A.2，1B.2，5C.±2，5D.±2，12.下列复数中，满足方程x2＋2＝0的是()A.±1B.±iC.±2iD.±2i2 021＝________.4.设i为虚数单位，若关于x的方程x2－(2＋i)x＋1＋m i＝0(m∈R)有一实根为n，则m＝________.教师14：提出问题10．学生14：学生14：学生课后进行思考，并完成课后练习．师生共同回顾总结．引领学生感悟数学认知的过程，体会数学核心素养．课后练习是对定理巩固，是对本节知识的一个深化认识，同时也为下节内容做好铺垫．。
数系的扩充和复数的概念教学设计
数系的扩充和复数的概念教学设计1. 引言在数学的世界里，数系就像是一条漫长的河流，我们每个人都是这条河流上的小船。
今天，我们要聊的是这条河流的扩展，尤其是复数的概念。
让我们一起“扬帆起航”，探寻数系的奥秘吧！2. 数系的扩充2.1 从自然数到整数首先，我们来回顾一下，数系的起点是自然数，也就是大家熟悉的1、2、3、4……这就是我们平时用来计数的基本数字。
可是，当我们遇到像1、2这种情况时，自然数就显得有些“力不从心”了。
这时，整数登场啦！整数包括了自然数和它们的负数，比如1、0、1、2、3等等。
这样一来，我们的数系就更加全面了。
2.2 从整数到有理数接下来，我们来看看有理数。
有理数的概念其实不难理解，它就是可以表示成两个整数之比的数。
举个例子，1/2、3/4这些都是有理数。
有理数的出现，让我们不仅可以处理整数量，还可以处理分数。
它就像是为我们的数系加上了一层新色彩。
2.3 从有理数到无理数不过，有时候我们还会遇到一些数，它们不能用两个整数之比来表示，比如√2、π。
这些数叫做无理数。
无理数的出现，就像给我们的数系带来了些许“神秘感”，它们让我们感受到数学的无限与奇妙。
3. 复数的引入3.1 复数的由来现在，我们进入了今天的重头戏：复数。
复数的诞生，是为了应对一些我们无法用实数解决的问题。
比如，方程x² + 1 = 0就没有实数解。
于是，复数的“英雄”——虚数单位i登场啦！i的平方等于1，这个看似“疯狂”的设定，让我们能够解决更多数学难题。
3.2 复数的基本概念复数其实很简单，它由两个部分组成：实数部分和虚数部分。
比如，3 + 4i就是一个复数，它的实数部分是3，虚数部分是4i。
这样一来，我们就可以用复数处理更多复杂的数学问题了。
复数的引入，犹如为数学的“工具箱”增加了新工具，让它变得更加全面。
4. 教学设计建议4.1 形象化教学为了让学生们更好地理解复数，可以使用一些形象化的教学方法。
比如，使用图像将复数表示在平面上，直观地展示复数的实部和虚部。
数系的扩充与复数的概念》教案
数系的扩充与复数的概念》教案教案：数系的扩充与复数的概念一、教学目标：1.理解数系的扩充是为了解决方程$x^2=a$(a<0)而引入复数的概念；2.掌握复数的定义与基本运算；3.了解复数在平面直角坐标系中的表示方式；4.掌握解一元二次方程及其应用。
二、教学重难点：1.复数的定义与基本运算；2.复数在平面直角坐标系中的表示；3.解一元二次方程及其应用。
三、教学过程：Step 1: 引入教师在黑板上写下方程$x^2=-1$，并询问学生这个方程有没有实数解。
引导学生思考并让他们发表自己的观点。
Step 2: 数系的扩充1.教师讲解当a<0时，方程$x^2=a$没有实数解的情况。
为了解决这个问题，数学家们引入了复数的概念，即数系从实数扩充为复数。
2.教师简要介绍复数的历史背景和意义，以增加学生对复数概念的兴趣。
Step 3: 复数的定义与表示1. 教师引导学生理解复数的定义：复数表示为 a + bi，其中 a 和b 都是实数，i 是虚数单位，满足 $i^2 = -1$。
2. 通过例子引导学生掌握复数的表示方式，如 2 + 3i、-5i、$\sqrt{2} + \sqrt{3}i$。
Step 4: 复数的基本运算1.教师简要介绍复数的基本运算法则：加法、减法、乘法和除法。
2.通过例子分别演示复数的加减乘除运算，并指导学生进行练习。
Step 5: 复数的图示表示1. 教师引导学生理解复数在平面直角坐标系中的表示方法。
将实部和虚部分别看作是复平面上的横坐标和纵坐标，复数 a + bi 对应复平面上的一个点。
2.通过例子和练习让学生熟悉复数在复平面上的图示表示。
Step 6: 一元二次方程的解及其应用1. 教师复习一下一元二次方程的一般形式：$ax^2 + bx + c = 0$，其中 a、b 和 c 都是实数，且 $a \neq 0$。
2.教师讲解如何用复数解一元二次方程，通过例题引导学生理解。
四、课堂练习与讨论五、作业布置1.练习册上的相关习题；2.解一些一元二次方程。
新教材下《数系的扩充》教学设计意图说明
新教材下《数系的扩充》教学设计意图说明作者：黄艳来源：《科学导报·学术》2020年第39期教学设计的主要思路和意图：一、对复数部分作章节整体教学设计，将学法指导渗透在整体教学设计中;二、引导学生经历数系扩充的发生、发展和应用的全过程;通过对数系扩充的再探究、再发现和再创造，让学生感悟：（1）为什么要建立相关数学知识？（为什么要引入复数？）（2）数学知识是怎样建立的？（数系扩充的发生、发展过程）（1）为什么要建立相关数学知识？数学知识的引入必定有它存在的价值，复数的出现亦是如此。
虽然印象中，没有哪个阶段给过“数”的概念是什么，但是我们在小学入校之前就已经接触到“数”，可想而知，这是一个如影随形的概念。
数是相当神秘的，人类最初对数并没有概念，只是出于生活方面的需要让人们脑海中有了数的影子。
那么，我们是否有过数学哲学角度的原点思考：任何事物的出现必定有它存在的正面价值，“数”的出现也不例外，为什么要出现正整数、0、分数、复数、无理数、虚数？（2）数学知识是怎么建立的？数是如何发展成为今天这个模样呢？远古时期的人类在生活中遇到了许多无法解决的难题，比如想表示一棵树，两头野兽等等，在当时并没有符号表示具体的数量，所以当时人们主要以结绳记事或在树木石头上刻痕迹的方法计数。
后来引进罗马数字（现在常在钟表中出现），但是罗马数字中是没有0的，在公元5世纪，罗马有一位学者从印度计数法里发现了“0”这个符号，并把印度人使用“0”的方法向大家做了介绍。
但是罗马教皇凶残且守旧，他非常恼怒的说：“神圣的数是上帝创造的，在上帝创造的数里没有“0”这个怪物，谁要把它给引进来，谁就是亵渎上帝！“0”被那个愚昧残忍的罗马教皇命令禁止了。
我们的祖先创造了一种十分重要的计算方法：筹算。
筹算是用竹制的或骨制的小棍，按规定的横竖长短顺序摆好，用来记数和进行运算。
随着筹算的普及，筹算的摆法也就成为记数的符号了，筹算摆法有横纵两式，都能表示同样的数字，从筹算数码中没有10这个数可以清楚的看出，筹算从一开始就严格遵循十位进制，这样的计算法在当时是很先进的。
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《数系的扩充与复数的概念》教学设计-----高中人教A版选修2-2王海艳唐山市第六十二中学【教材分析】本章《数系的扩充与复数的概念》是中学课程里数的概念的最后一次扩展。
引入复数后，不仅可以使学生对数的概念有一个初步完整的认识，也为进一步学习数学奠定基础。
教材编写的线索是：先将复数看成是有序实数对，然后学习复数代数形式的四则运算，最后介绍复数的几何意义。
本节是该章的基础课、起始课，具有承上启下的作用。
【学情分析】在学习本节之前，学生对数的概念已经扩充到实数，也已清楚各种数集之间的包含关系等内容，但知识是零碎、分散的，对数的生成发展的历史和规律缺乏整体认识与理性思考，知识体系还未形成。
另一方面学生对方程解的问题会默认为在实数集中进行，缺乏严谨的思维习惯。
【三维目标】知识与技能：了解数系的扩充过程；理解复数的基本概念、代数表示法以及复数相等的条件过程与方法：经历数的概念的发展和数系扩充的过程，体会数学发现和创造的过程，以及数学发生、发展的客观需求，让学生学会对事件归纳与认识的方法。
情感、态度与价值观：（１）培养学生分类讨论、等价转化等数学思想和方法；（２）培养学生矛盾转化、分与合、实与虚等辩证唯物主义观点；（３）感受人类理性思维的作用。
【教学重点】复数的基本概念、代数表示法以及复数相等的条件【教学难点】数集扩充的必要性和过程【教学设计】设计思想知识来源于实际生活。
教学中应注重把教材内容与生活实践结合起来，加强数学教学的实践性。
本节课对知识结构进行创造性地“教学加工”，教学方法上则采用“合作－探究”的模式，保证学生对知识的主动获取，促进学生充分、和谐、自主、个性化发展。
媒体设计本节课是概念课，要避免单一下定义再作练习模式，应努力使课堂元素更丰富，因此借助于多媒体课件配合教学，添加与教学内容匹配的图片背景，激发学生的学习兴趣；而例习题用媒体展示分析，则可以提高课堂教学效率。
设计特色（１）重视数学的人文价值。
（２）知识建构采用合作探究模式。
【教学过程】一、创设情境，提出问题回顾数的发展史：数，是数学中的基本概念。
到目前为止，我们学习了哪些数集？用符号表如何表示？它们之间有怎样的包含关系？用图示法可以如何表示（投影）（设计意图：数集及之间关系的回顾，特别是“图示法”的直观表示，旨在帮助学生对“数系的扩充”有个初步感受）（投影）：自然数系、整数系、有理数系、实数系变化过程及“图示法”表示数集之间的包含关系。
问题：今天的课题是什么？从刚才这张“图示法”表示数集之间的包含关系的图也可以看出数逐步发展壮大的过程。
将实数继续扩展，是不是就是今天要学的复数呢？所有的复数能不能构成新的集合呢？（设计意图：设置悬念，激发学生的学习积极性。
）二、学生活动，意义建构互动探究点一 复数的概念问题1 为解决方程x2—2=0，数系从有理数扩充到实数；那么怎样解决方程x2＋1＝0在实数系中无根的问题呢？在有理数集中，方程022=-x 无解，为此引入无理数，数集扩充到实数集。
从使得方程有解的角度来看，每一次数的概念的扩充有什么特征？（新的数集都是在原来数集的基础上“添加”了一种新的数得来的。
）如何使方程012=+x 有解呢？（设计意图：通过一个简单方程解的情况的“陷阱”，培养学生严谨的科学态度，同时通过如何使一系列方程解问题的“诱导”，使学生不断受到数的概念的扩充的“基本特征”的冲击，形成思维定势，从而使引入一个新数i 使方程012=+x 有解的方法水到渠成，自然给出“虚数单位”的第一个“规定”。
）问题2 如何理解新引入的数i?（１）12-=i （2）实数可以与 i 进行四则运算，在进行四则运算时，原有的加法与乘法的运算律(包括交换律、结合律和分配律)仍然成立。
(3)由于i2＜0与实数集中a2≥0(a ∈R)矛盾，所以实数集中很多结论在新的数集中不再成立． （学生自学课本，以填空形式完成问题3，问题4）问题3 复数及复数集定义是什么？怎样表示它们呢？(板书)形如bi a +的数，（其中R b a ∈,）我们把它们叫做复数。
全体复数所组成的集合叫做复数集，记作C 。
复数通常用字母z 表示，即),(R b a bi a z ∈+=其中b a ,分别叫做复数z 的实部与虚部。
这一表示形式叫做复数的代数形式。
（设计意图：通过对数与数之间的运算特征的研究与归纳，建立复数的基本概念）问题4 什么叫虚数？什么叫纯虚数？（板书）（1）对于复数z ＝a ＋bi(a ，b ∈R)，当 b ≠0 时叫做虚数；（2）当a=0 , b ≠0 时，叫做纯虚数．试试 请说出下列复数的实部和虚部，并判断它们是实数，虚数还是纯虚数．（口答）①2＋3i ；②－3＋12i ；③2＋i ；④π；⑤－3i ；⑥0.（设计意图：巩固复数的实部与虚部的概念及区分虚数、纯虚数。
）问题5 实数是复数吗？何时为实数？复数集C 和实数集R 之间有什么关系根据复数中b a ,的取值不同，复数可以有以下的分类：（1）时为纯虚数）当虚数（实数（复数0)(0)0a b b bi a z （２）复数集C 是实数集R 的真子集问题6 复数集，虚数集，实数集，纯虚数集之间的关系？（投影）（设计意图：巩固复数集，虚数集，实数集，纯虚数集概念）典题训练1 当实数m 为何值时，复数z ＝(m+1)＋(m －1)i 为(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数（设计意图：旨在明确复数的分类这一内容，特别要强调纯虚数的条件） 探究点二 两个复数相等（学生小组讨论探究）问题7 两个复数能否比较大小？问题8 两个复数相等的充要条件是什么？复数bi a +可以看成是关于i 的一次二项式，类比两个二项式相等的意义，我们规定：两个复数bi a +与di c +相等，当且仅当它们的实部与虚部分别相等，记作di c bi a +=+（设计意图：培养学生合作精神，转化思想）典题训练2 已知x ，y 均是实数，且满足(2x －1)＋i ＝－y －(3－y)i ，求x 与y.（设计意图：对复数相等问题的研究，可让学生体会、总结复数问题的一般的处理方法――实数化）（实物投影，及时更正学生错误）跟踪训练 已知x2－x －6x ＋1＝(x2－2x －3)i(x∈R)，求x 的值 （设计意图：及时巩固、检查课堂效果）课堂检测（限时5分钟）1．已知复数z ＝a2－(2－b)i 的实部和虚部分别是2和3，则实数a ，b 的值分别是( )A．2，1 B．2，5 C．±2，5 D．±2，1 2．下列复数中，满足方程x2＋2＝0的是( )A．±1 B．±I C．±2i D．±2i3．如果z＝m(m＋1)＋(m2－1)i为纯虚数，则实数m的值为( ) A．1 B．0 C．－1 D．－1或14.已知复数a+bi与3+（4-k）i相等，且a+bi的实部和虚部是方程x2-4x+3=0的两根，试求a,b,k的值。
5．实数m为何值时，复数z＝m m＋2m－1＋(m2＋2m－3)i是(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数（设计意图：当堂检验学生掌握情况，限时训练学生时间观念。
）课堂小结（学生总结）今天我们与大家一起学习复数的有关内容。
复数的引入实现了中学阶段数系的最后一次扩充。
大家一定体会到了实际需求与数学内部的矛盾在数系扩充过程中的作用，但在数学史上复数系的建立，却是经历了一段曲折而漫长的过程。
数系的不断扩充体现了人类在数的认识上的深化，就像人类进入太空实现了对宇宙认识的飞跃一样，复数的引入是对数认识的一次飞跃。
我们今天都学到了什么？（设计意图：再一次巩固知识点，回答了课前的疑问，达到前呼后应的效果。
）课后作业教材P60 习题3.1【教后反思】一、可取之处（１）以人为本，以学生为主体，充分考虑学生的认知规律。
如直击课题以及后面的从实际需求与数学内部矛盾两个方面发现数系扩充的基本特征，都是从学生的角度出发，帮助学生解决头脑中的疑问，同时注重发挥学生的主观能动性，让学生参与方法的总结、知识的归纳，真正让学生成为课堂的“主人”。
（２）重视问题的设置。
无论是课题的提示，还是知识的生成、规律的总结，都能以一个个的问题为切入点，设置好适当的梯度，让学生在体验成功中提升能力。
（３）注重数学的人文价值。
本节课一开始并未直接给出虚数的定义，再用机械重复的运算去巩固知识，而是通过对数系扩充过程的回顾，让学生感受人类理性思维在数学发展中作用，认识到数学发展既有来自外部的实际需求也有来自数学内部的逻辑规律，帮助学生更好地体会数学理论产生与发展的过程，形成正确的数学观。
二、待改进之处（１）问题设置不够生动。
如何使问题更能激发学生的课堂积极性。
（２）培养学生的学习能力，特别是自主学习的能力，做得不够。
课前我已经准备了一些数学发展史的材料，这些材料如果能让学生自己去搜集，那么学生对这一部分知识会有更深刻的了解，但迫于平时自主学习的时间较少，扼杀了学生的能力。
§3.1.1 数系的扩充与复数的概念导学案【教学目标】1．了解引进虚数单位i的必要性，了解数集的扩充过程. 2．理解在数系的扩充中由实数集扩展到复数集出现的一些基本概念.3．掌握复数代数形式的表示方法，理解复数相等的充要条件．【教学重点】掌握复数代数形式的表示方法，理解复数相等的充要条件．【教学过程】一、课前准备（预习教材P60~ P62，找出疑惑之处）复习：实数系、数系的扩充脉络是：→→→，用集合符号表示为：⊆⊆⊆二、新课导学互动探究点一复数的概念问题1为解决方程x2＝2，数系从有理数扩充到实数；那么怎样解决方程x2＋1＝0在实数系中无根的问题呢？问题2如何理解新引入的数i?问题3 复数及复数集定义是什么？怎样表示它们呢？问题4 什么叫虚数？什么叫纯虚数？试一试：请说出下列复数的实部和虚部，并判断它们是实数，虚数还是纯虚数．①2＋3i；②－3＋12i；③2＋i；④π；⑤－3i；⑥0.问题5 复数集C和实数集R之间有什么关系问题6 复数集，虚数集，实数集，纯虚数集之间的关系？典题训练1：当实数m为何值时，复数z＝(m+1)＋(m－1)i为(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数．跟踪训练：当实数m为何值时，复数z＝m2＋m－6m＋(m2－2m)i为(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数．互动探究点二：两个复数相等问题7 两个复数能否比较大小？问题8 两个复数相等的充要条件是什么？典题训练2：已知x，y均是实数，且满足(2x－1)＋i＝－y－(3－y)i，求x与y.跟踪训练已知x2－x－6x＋1＝(x2－2x－3)i(x∈R)，求x的值．三、课堂小结： 1.虚数单位i的引入 2.复数有关概念：复数的代数形式:复数的实部、虚部；虚数、纯虚数；复数相等的充要条件四、考一考，你过关了吗1．已知复数z＝a2－(2－b)i的实部和虚部分别是2和3，则实数a，b的值分别 ( )A．2，1 B．2，5C．±2，5 D．±2，12．下列复数中，满足方程x2＋2＝0的是( )A．±1 B．±iC．±2i D．±2i3．如果z＝m(m＋1)＋(m2－1)i为纯虚数，则实数m的值为( ) A．1 B．0C．－1 D．－1或14．已知复数a bi+与3(4)k i+-相等，且a bi+的实部、虚部分别是2x- 4x+3 =0 方程的两根，试求：,,a b k的值.5 实数m为何值时，复数z＝m m＋2m－1＋(m2＋2m－3)i是(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数。