向量在高中数学教学中的作用作为新课程改革,高中数学教材的两个显着变化就是“向量和导数”的引入.其目的也很明确:为研究函数、空间图形,提供新的研究手段,即充分体现它们的工具性.但这种“工具性”,只有在深刻理解的基础上才能用好,而要想用活,这又需要我们在实践中不断“开发”新的认识,丰富知识网络,形成较完善的“认知模块”、“知识体系”.,极大地丰富了关于空间向量的“数量积”这一运算的“认知模块”的内涵.对教材引进空间向量的“坐标法”来解决空间中“三大角”问题,我们的学生可以说是欣喜若狂啊,因为学生觉得这种方法好!可操作性强!(只要能建系,有坐标就行!)但在实际应用中,学生觉得这些结论不易理解,加上这些结论只能逐步形成和完善,靠死记硬背吧,今天记了明天又忘了!等到用时,仍是“生硬、呆板”,甚至张冠李戴.如何突破这一问题?我认为其根本原因是:在学生的认知结构里,这一性质未能如愿地形成“知识链”.那么,这一性质是怎样与相关问题产生“对接或联系”的呢?(1)它是空间三大角(即线线角、线面角、二面角的平面角)用向量法求解的“对接点”.1.1线线角])2,0[(的求法的新认识:我们把这两条线赋予恰当的两个向量,问题就化归为两个向量的夹角(两个向量所成的角的范围为],0[),即|||||||||||||,cos|cosbababababa,我们能否加以重新认识这个公式呢?如图,|||1||||1|cosbOBOBOB,此时OB1可以看作是b与a方向上的单位向量e的数量积)||(aaeeb其中,这就是由数量积这条性质滋生而成的;故此结论重新可以理解为:||||||cosbaab(这里刚好满足三角函数中余弦的定义:邻边比斜边).1.2线面角])2,0[(的求法的新认识:|,cos|sinnPA||||||nPAnPA(其中n为平面的一个法向量),此结论重新可以理解为:||||||||sinPAOPPAOP,此时OP又可AOOBOB1OabqAOOBOB1OabqAOOBO(B1)OabqnaAPOq以看作是PA在n上的投影,即PA与n方向上的单位向量e的数量积ePA,)||(nne其中,故||||||sinPAnnPA(这里刚好满足三角函数中正弦的定义:对边比斜边).1.3二面角的平面角]),0[(的求法的新认识:|,cos||cos|21nn=|2||1||21|nnnn(其中21nn与是两二面角所在平面的各一个法向量)此结论重新可以理解为:|2|||1|12||1|||2|21||cos|nnnnnnnn(这里刚好满足三角函数中余弦的定义:邻边比斜边).★三大角的统一理解:||||||cosbaab、||||||sinPAnnPA、|2|||1|12||1|||2|21||cos|nnnnnnnn、其从上述梳理完全可以看出其本质特征:这里的“空间角”的求法,完全与直角三角形中的三角函数的“正弦或余弦的定义”发生了对接——对边或邻边就是斜边的向量在此边向量上的投影,即斜边向量与对边或邻边方向上的单位向量的数量积,而理解与掌握这里的“空间角”的直角三角形的构图,学生完全可以达到“系统化”和“自主化”,因为直角三角形中的三角函数定义,他们太熟悉了!即将知识的“生长点”建立在学生认知水平的“最近发展区”,那学习就会水到渠成!(2)它又是空间三大距离(即点线距、点面距、异面直线间距离)用向量法求解的“联系点”.空间中有七大距离(除球面上两点间的距离外)基本上可转化为点点距、点线距、点面距,而点线距和点面距又是重中之重!另外两异面直线间的距离,高考考纲中明确要求:对于异面直线的距离,只要求会计算已给出公垂线或在坐标表示下的距离.因此对异面直线间的距离的考查有着特殊的身份.教材按排中引进了向量法来解决距离问题,也给问题的解决带来新的活力!不用作出(或找出)所求的距离了.2.1点面距求法的新认识:||||||||||||sin||||nPAnPAnPAnPAPAPOd??(其中n为平面的一个法向量),ABCDEFn1n1n2naAPOq此结论重新可以理解为:||||nnPAd,即PA在n上的投影,即PA与n方向上的单位向量e的数量积)||(nneePA其中.2.2点线距求法的新认识:1)新认识之一:如图,若存在有一条与l相交的直线时,就可以先求出由这两条相交直线确定的平面的一个法向量n,则点P到l的距离||||nnPAd.2)新认识之二:若不存在有一条与l相交的直线时,我们可以先取l上的一个向量n,再利用2||2||2||OAPAPO来解,即:2||2||2OAPAd,而数量OB可以理解为PA在l上的向量n...