导数的几何意义教学设计(教案)-函数的导数的几何意义教学设计

导数的几何意义教学设计（教案）一、【教学目标】 1.知识与技能目标：（1）使学生掌握函数)(x f 在0x x =处的导数()0/x f 的几何意义就是函数)(x f 的图像在0x x =处的切线的斜率。

（数形结合），即：()()xx f x x f x f x ∆-∆+=→∆)(lim0000/＝切线的斜率(2)会利用导数的几何意义解释实际生活问题，体会“以直代曲”的数学思想方法。

2.过程与方法：通过让学生在动手实践中探索、观察、反思、讨论、总结，发现问题，解决问题，从而达到培养学生的学习能力，思维能力，应用能力和创新能力的目的。

3.情感态度与价值观：导数的几何意义能够很好地帮助理解导数的定义，达到数与形的结合；同时又是知识在几何学，物理学方面的迁移应用。

培养学生学数学，用数学的意识。

【教学手段】采用幻灯片，实物投影等多媒体手段，增大教学容量与直观性，有效提高教学效率和教学质量。

【课型】探究课【教学重点与难点】重点：导数的几何意义及“数形结合，以直代曲”的思想方法。

难点：发现、理解及应用导数的几何意义 二、【教学过程】（一） 课题引入，类比探讨： 让学生回忆导数的概念及其本质。

（承上启下，自然过渡）。

师：导数的本质是什么？写出它的表达式。

（一位学生板书），其他学生在“学案”中写：导数)(0/x f 的本质是函数)(x f 在0x x =处的瞬时变化率．．．．．，即：()()xx f x x f x f x ∆-∆+=→∆)(lim0000/（注记：教师不能代替学生的思维活动，学生将大脑中已有的经验、认识转换成数学符号，有利于学生思维能力的有效提高，为学生“发现”,感知导数的几何意义奠定基础）师：导数的本质仅是从代数（数）的角度来诠释导数，若从图形（形）的角度来探究导数的几何意义（板书课题），应从哪儿入手呢？ （教师引导学生：数形结合是重要的思想方法。

要研究“形”，自然要结合“数”） 生1：研究导数的代数表达式。

师：那必然就要回忆求导数)(0/x f 的步骤了。

生（齐）：分三步： 第一步：求y ∆ 第二步：求平均变化率yx∆∆； 第三步：当x ∆趋近于0时，平均变化率xx f x x f ∆-∆+)()(00无限趋近于的常数就是)(0/x f 。

（回归本质，数形结合）教师进一步引导学生：这是从“数”的角度来求导数，若从“形”的角度探索导数的几何意义，类比地，也可以分三个步骤：师：第一步：y ∆的几何意义。

（并在学案的图（二次函数）中画出） 生：当0x x +∆与0x 所对应的函数值的差量。

师：很好，那么第二步：平均变化率xx f x x f ∆-∆+)()(00的几何意义是什么？（同样请在函数图像中画出来）；由于上节探究中做过，所以还是比较简单。

生2：平均变化率xx f x x f ∆-∆+)()(00的几何意义是割线AB 的斜率。

其中)),(,(00x f x A ))(,(00x x f x x B ∆+∆+。

（提醒学生A 、B 两点的坐标必须写清楚。

）师：第二步：0→∆x 时，割线AB 有什么变化？请用你的笔描绘出来。

（有静态到动态的过渡，比较考察学生的观察能力，动手能力与独立思考能力）很快，有几个学生又画了三条直线（其中横坐标在0x x +∆与0x 之间。

）教师让生3用投影仪展示自己的作品，并向其它学生介绍自己作图的意图，由此引导同伴观察到：0→∆x ，→∆+∆+))(,(00x x f x x B )),(,(00x f x A 师（趁胜追击）：很好，那么当0→∆x ，于是A ，B 之间的差距越来越小，B 一直，一直这样靠近A ，最后会---------生(齐):重合。

师：那么直线AB ？ 生（齐）：变成一条切线了。

师：大家真不错，确实，当0→∆x ，割线AB 有一个无限趋近的确定位置，这个确定位置上的直线叫做曲线在0x x =处的切线，下面请把它画出来。

等学生化出切线AD 后，教师用Flash 展示动态过程，引导学生回顾过程。

结论：（形）0→∆x ，割线→AB 切线AD ，则割线AB 的斜率→切线AD 的斜率。

（口述）由数形结合，得 ()()xx f x x f x fx ∆-∆+=→∆)(lim0000/＝切线AD 的斜率。

（板书）所以，函数)(x f 在0x x =处的导数()0/x f的几何意义就是函数)(x f 的图像在0x x =处的切线AD 的斜率。

（数形结合）。

（说明：动手实践，探索发现。

使学生经历探究“导数的几何意义”的过程以获得理智和情感体验，建构“导数及其几何意义”的知识结构，准确理解 “导数的几何意义”，掌握“数形结合，类比探讨”的数学思想方法。

） （二）深入研究，知识拓展师：好，我们现在清楚导数的几何意义就是在该点处切线的斜率。

其中切线很关键，但是它与以前学过的切线定义有什么不同呢？见P77的探究问题。

生4：初中平面几何中，如圆的切线的的定义：直线和圆有惟一公共点时，叫做直线和圆相切。

这时，直线叫做圆的切线，惟一的公共点叫做切点。

师：讲得非常好，确实如此，但从刚才那刻开始，将会有变数。

（展示如下动画，A 点----直线l 1----B----直线l 2）。

学生们发现生4讲的初中切线的定义已不适合这里了。

2l 1l xyABC师：圆是一种特殊的曲线。

这种定义并不适用于一般曲线的切线。

例如上图中，直线1l 虽然与曲线有惟一的公共点，但我们不能认为它与曲线相切；而另一条直线1l 虽然与曲线有不只一个公共点，我们还是认为它是曲线的切线。

因此，以上圆的切线定义并不适用于一般的曲线。

通过逼近的方法，将割线趋于的确定位置的直线定义为切线（交点可能不惟一），适用于各种曲线。

所以，这种定义才真正反映了切线的直观本质。

（三）“以直代曲”思想利用PPT 做出三个切点附近的近景，而且由小放到大，类似于放大镜的效果，让学生观察切点附近曲线与直线的位置关系。

学生发现，它们越来越靠近，几乎重合。

此时，教师点出：根据导数的几何意义，在点P 附近，曲线)(x f 可以用在点P 处的切线近似代替，这是微积分中重要的思想方法——以直代曲（以简单的对象刻画复杂的对象）。

（动画演示：通过信息技术将函数曲线某一点附近的图象放大得到一个近景图，图象放得越大，这一小段曲线看起来就越象直线；大多数函数曲线就一小范围来看，大致可看作直线，所以，某点附近的曲线可以用过此点的切线近似代替，即“以直代曲”）（说明：适时、有效地采用计算机等多媒体辅助教学，可以不仅加强学生对“导数的几何意义”形象、直观地理解，还能将学生的动手实践（感知体验）与抽象思维（深层内化）有效结合，增强学生的思维能力训练，提高教学效率和教学质量。

）（四）例题讲解，加强理解例 1 在函数105.69.4)(2++-=t t t h 的图像上，用图形来体现导数3.3)1(/-=h ，6.1)5.0(/=h 的几何意义，并用数学语言表述出来。

变式：请描述、比较曲线)(t h 在210,,t t t 附近增（减）以及增（减）快慢的情况。

在43,t t 附近呢？ (如下图)（注记：要求学生动脑（审题），动手（画切线），动口（同桌讨论、描述运动员的运动状态），体会利用导数的几何意义解释实际问题，渗透“数形结合”、“以直代曲”的思想方法。

）从中小结出:1.．．点附近的增减．．．．．．-----．．．．．导数的正负．．．．．----．．．．-．过该点切线的斜率正负．．．．．．．．．．;． 2.．．增减快慢．．．．-----．．．．．导数的绝对值大小．．．．．．．．-------．．．．．．．过该点切线的斜率大小的绝对值．．．．．．．．．．．．．．---．．．曲线在该点附近的陡峭程度。

．．．．．．．．．．．．．（板书）例2 如图表示人体血管中的药物浓度)(t f c =（单位：mL mg /）随时间t （单位：min ）变化的函数图像，根据图像，估计8.0,6.0,4.0,2.0=t （min ）时，血管中药物浓度的瞬时变化率，把数据用表格的形式列出。

(精确到0.1)t 0.2 0.40.60.8药物浓度的 瞬时变化率（注记：要求学生动脑（审题），动手（画切线），动口（说出如何估计切线斜率），进一步体会利用导数的几何意义解释实际问题，渗透“数形结合”、“以直代曲”的思想方法。

）（五）抽象概括，归纳小结 （先由学生小结）1．抽象概括：由练习2抽象概括出导函数（简称导数）的概念：htO3t4tt1t 2t()0/x f是确定的数（静态），()x f /是x 的函数（动态）由()()xx f x x f x fx ∆-∆+=→∆)(lim0000/（特殊——一般）()()xx f x x f x fx ∆-∆+=→∆)(lim/（静态——动态） （说明：体验从静态到动态的变化过程，领会从特殊到一般的辩证思想 2．归纳小结：由学生进行开放式小结：（1）函数)(x f 在0x x =处的导数()0/x f的几何意义就是函数)(x f 的图像在0x x =处的切线AD 的斜率。

（数形结合），即：()()xx f x x f x f x ∆-∆+=→∆)(lim0000/＝切线AD 的斜率（2）利用导数的几何意义解释实际生活问题，体会“数形结合”、“以直代曲”的思想方法。

（3）导函数（简称“导数”）的概念。

()()xx f x x f x f x ∆-∆+=→∆)(lim 0/（六）作业布置 1．习题P80.A5,6;B12．（给好的学生）请给出求函数)(x f y =在0x x =处的切线方程的一个算法，并小组自编四个求切线的题目。

（探索：若把 3 ．“在点))(,(00x f x 处”改为“过点))(,(00x f x ”，算法有何不同？并小组自编四个求切线的题目。

）附：教学反思本节内容是在学习了“变化率问题、导数的概念”等知识的基础上，研究导数的几何意义,由于新教材未设计极限,于是我尽量采用形象直观的方式,让学生通过动手作图,自我感受整个逼近的过程,并用形象的几何画板及Flash 展示动态的过程，让学生更加深刻地体会导数的几何意义及“以直代曲”的思想。

本节课主要围绕着“利用函数图象直观理解导数的几何意义”和“利用导数的几何意义解释实际问题”两个教学重心展开。

先回忆导数的实际意义、数值意义，由数到形，自然引出从图形的角度研究导数的几何意义；然后，类比“平均变化率——瞬时变化率”的研究思路，运用逼近的思想定义了曲线上某点的切线，再引导学生从数形结合的角度思考，获得导数的几何意义——“导数是曲线上某点处切线的斜率”。

完成本节课第一阶段的内容学习后，教师点明，利用导数的几何意义，在研究实际问题时，某点附近的曲线可以用过此点的切线近似代替，即“以直代曲”，从而达到“以简单的对象刻画复杂对象”的目的，并通过两个例题的研究，让学生从不同的角度完整地体验导数与切线斜率的关系，并感受导数应用的广泛性。