教学目标 知识与技能 通过具体实例理解二分法的概念及其适用条件,了解二分法是求方程近似解的常用方法,从中体会函数与方程之间的联系及其在实际问题中的应用. 过程与方法 能借助计算器用二分法求方程的近似解,并了解这一数学思想,为学习算法做准备. 情感、态度、价值观 体会数学逼近过程,感受精确与近似的相对统一. 教学重点 通过用二分法求方程的近似解,体会函数的零点与方程根之间的联系,初步形成用函数观点处理问题的意识. 教学难点 恰当地使用信息技术工具,利用二分法求给定精确度的方程的近似解. 教材分析 本节课注重从学生已有的基础(一元二次方程及其根的求法,一元二次函数及其图象与性质)出发,从具体(一元二次方程的根与对应的一元二次函数的图象与 轴的交点的横坐标之间的关系)到一般,揭示方程的根与对应函数零点之间的关系.在此基础上,再介绍求函数零点的近似值的“二分法”,并在总结“用二分法求函数零点的步骤”中渗透算法的思想,为学生后续学习算法内容埋下伏笔.教科书不仅希望学生在数学知识与运用信息技术的能力上有所收获,而且希望学生感受到数学文化方面的熏陶,所以在“阅读与思考”中,介绍古今中外数学家在方程求解中所取得的成就,特别是我国古代数学家对数学发展与人类文明的贡献. 学情分析 通过本节课的学习,使学生在知识上学会用“二分法”求方程的近似解,从中体会函数与方程之间的联系;在求解的过程中,由于数值计算较为复杂,因此对获得给定精确度的近似解增加了困难,所以希望学生具备恰当地使用信息技术工具解决这一问题的能力.这就要求学生除了能熟练地运用计算器演算以外,还要能借助几何画板4.06中文版中的“绘制新函数”功能画出基本初等函数的图象,掌握Microsoft Excel软件一些基本的操作. 教学媒体分析 多媒体微机室、Authorware7.02中文版、几何画板4.06中文版、Microsoft Excel、QBASIC语言应用程序 教学方法 动手操作、分组讨论、合作交流、课后实践 教学环节设计流程图 
教学设计理念 1.构建共同基础,提供发展平台; 2.提供多样解法,适应个性选择; 3.倡导积极主动、勇于探索的学习方式; 4.注重提高学生的数学思维能力; 5.发展学生的数学应用意识; 6.与时惧进地认识“双基”; 7.强调本质,注意适度形式化; 8.体现数学的文化价值; 9.注重信息技术与数学课程的整合; 10.建立合理、科学的评价体系. 教学过程与操作设计: 环节 | 教学内容设计 | 师生双边互动 | 信息技术应用 | 情 境 导 航 | 中外历史上的方程求解 在人类用智慧架设的无数座从未知通向已知的金桥中,方程的求解是其中璀璨的一座.虽然今天我们可以从教科书中了解各式各样方程的解法,但这一切却经历了相当漫长的岁月. 由于实际问题的需要,我们经常需要寻求函数 的零点(即 的根),对于 为一次或二次函数,我们有熟知的公式解法(二次时,称为求根公式).我国古代数学家已比较系统地解决了部分方程求解的问题,在《九章算术》,北宋数学家贾宪的《黄帝九章算法细草》,南宋数学家秦九韶的《数书九章》中均有记载.在十六世纪,已找到了三次和四次函数的求根公式,人们曾经希望得到一般的五次以上代数方程的根式解,但经过长期的努力仍无结果.1824年,挪威年轻数学家阿贝尔(N. H. Abel,1802-1829)成功地证明了五次以上一般方程没有根式解.1828年,法国天才数学家伽罗瓦(E.Galois,1811-1832)巧妙而简洁地证明了存在不能用开方运算求解的具体方程.人们认识到高于4次的代数方程不存在求根公式,因此对于高次多项式函数及其它的一些函数,有必要寻求其零点的近似解的方法,这是一个在计算数学中十分重要的课题.
| 师:介绍中外历史上的方程求解问题,从高次代数方程解的探索历程引导学生认识引入二分法的意义,从而引入课题. 生:感受到数学文化方面的熏陶,最大限度的调动学生的学习兴趣,提高学习的积极性和主动性. | Authorware7.02课件展示 | 探 索 发 现 | 这节课就让我们来共同学习一下 §3.1.2《用二分法求方程的近似解》 想一想 我们已经知道,函数 在区间(2,3)内有零点,且 <0, >0.进一步的问题是,如何找出这个零点? 做一做 第一步:取区间(2,3)的中点2.5,用计算器算得 (2.5)≈-0.084.因为 (2.5)· <0,所以零点在区间(2.5,3)内. 第二步:取区间(2.5,3)的中点2.75,用计算器算得 (2.75)≈0.512. 因为 (2.5)· (2.75)<0,所以零点在区间(2.5,2.75)内.
结论:由于(2,3) (2.5,3) (2.5,2.75),所以零点所在的范围确实越来越小了.如果重复上述步骤,那么零点所在的范围会越来越小(见下表和图) | 师:一个直观的想法是:如果能够将零点所在的范围尽量缩小,那么在一定精确度的要求下,我们可以得到零点的近似值.为了方便,下面我们通过“取中点”的方法逐步缩小零点所在的范围. 师:引导学生分析理解求区间 , 的中点的方法 . 生:用计算器算得 (2.5)≈-0.084
(2.75)≈0.512
| 几何画板4.06中文版演示计算结果 | 探 索 发 现 | |
师:这样,在一定精确度下,我们可以在有限次重复相同步骤后,将所得的零点所在区间内的任意一点作为函数零点的近似值,特别地,可以将区间端点作为零点的近似值. 例如,当精确度为0.01时,由于|2.5390625-2.53125|=0.0078125<0.01,所以,我们可以将 =2.53125作为函数 零点的近似值,也即方程 根的近似值. | Authorware7.02课件展示 | 探 索 发 现 | 议一议:你能说出二分法的意义及用二分法求函数 零点近似值的步骤吗? 1.二分法的意义 对于在区间[ , ]上连续不断且满足 · <0的函数 ,通过不断地把函数 的零点所在的 区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法(bisection). 2.给定精确度 ,用二分法求函数 零点近似值的步骤如下: (1)确定区间 , ,验证 · <0,给定精确度 ; (2)求区间 , 的中点 ; (3)计算 : 1若 = ,则 就是函数的零点; 2若 · <0,则令 = (此时零点 ); 3若 · <0,则令 = (此时零点 ); (4)判断是否达到精确度 ;即若 < ,则得到零点近似值 (或 );否则重复步骤2-4. 结论: 由函数的零点与相应方程根的关系,我们可用二分法来求方程的近似解. 思考:为什么由 < ,便可判断零点的近似值为 (或 )? | 师:阐述二分法的逼近原理,引导学生理解二分法的算法思想,明确二分法求函数近似零点的具体步骤. 师:分析条件 “ · <0”、“精确度 ”、“区间中点”及“ < ”的意义. 生:结合求函数 在区间(2,3)内的零点,理解二分法的算法思想与计算原理.
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合 作 探 究 | 由于计算量较大,而且是重复相同的步骤,因此,我们可以借助几何画板4.06中文版软件和Microsoft Excel软件来完成计算. 我们还是以求函数 的零点为例 
 | 学生在教师引导下操作 师: 第一步:打开几何画板4.06中文版软件. 第二步:点击工具栏中的“图表”,选中“绘制新函数(Ctrl+G)”,或在工作区中点击右键,选中“绘制新函数”. 第三步:在弹出的对话框中输入 ,点击“确定”. | 几何画板4.06中文版 | 环节 | 教学内容设计 | 师生双边互动 | 信息技术应用 | 合 作 探 究 | 
| 第四步:观察函数图象,确定零点所在的大致区间为(2,3). | 几何画板4.06中文版 | 
| 第五步:打开 Microsoft Excel软件 第六步: 分别在单元格A1、B1、C1输入 、 、 精确度,在C2输入0.5,分别在A2、A3输入2、2.5,选中这两个单元格后,按住鼠标左键并向下方拖动“填充柄”到单元格内出现填充值4时为止,完成自动填充. | Microsoft Excel软件 | 环节 | 教学内容设计 | 师生双边互动 | 信息技术应用 | 合 作 探 究 | |
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