(1)教学目标
①知识与技能目标:理解对数的概念;了解对数的形成与指数的关系;掌握对数与指数的转换并能够进行计算。
②过程与方法目标:通过与指数概念的比较,引出对数的定义。
③情感态度与价值观目标:在对数式与指数式的互化学习过程中,发展学生的类比、分析、归纳、总结的能力;培养学生热爱数学,勇于探究的精神。
(2)教学重点、难点
重点:对数的概念,对数式与指数式的相互转化,以及求一些特殊的对数式的值。
难点:对数概念的引入与理解。
(3)教学过程
一、创设情境
思考:在2.1.2的例8中,我们能从关系式y=13×1.01
x中,算出任意一个年头x的人口总数。反之,如果问“哪一年的人口总数可达到18亿,20亿,30亿……”,该如何解决?
教师先让学生自主思考,小组交流,继而引导学生分析解决这个问题并顺势引出本节课所要学习的对数的概念。
二、探索新知
1.引出概念
继续上述情境,对情境中涉及的问题进一步分析,能够发现,如果已知某一年的人口总数,求这是哪一年,就是已知y,求x的过程。若已知某一年的人口总数可达到18亿,则可以计算出这是哪一年吗?(让学生试着作答或者列出式子。)
教师根据学生的作答进行评价,并板书等式,18=13×1.0
x,整理得

,同理,如果计算哪一年人口总数达到20亿,30亿,则可列出式子

。让学生观察这几个式子,看看能发现什么。
教师随机点名学生进行发言,给出评价,总结出结论并进一步设问:易发现,这是之前学过的指数的形式,不过不同于之前学过的指数运算,这次是已知y,求x,是指数运算的逆运算,这样的式子我们很难直接计算出x的值,那么该怎么办呢?
教师顺势给出对数的定义并在黑板上板书:在数学中,一般地,如果a
x=N(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=log
aN,其中a叫作对数的底数,N叫作真数。
此外,对数中有两个特殊的对数,它们的定义如下:
通常我们将以10为底的对数叫作常用对数,并把log
10N记作lgN,另外在科学技术中常用以无理数e=2.71828为底数的对数,以e为底的对数称为自然对数,并且把log
eN记为lnN,这两个对数形式将会在以后的学习中经常用到。
2.理解概念
教师提问:在对数的定义中,x=log
aN中的底数a和真数N的取值范围是什么呢?让学生小组讨论交流,并汇总学生的答案。一些学生给出的答案是a>0,且a≠1,N可以取任意的数。教师请一位学生说一下他的想法,这位学生说因为在对数的定义中a
x=N后边的小括号里a是大于零且不等于1的,所以猜想x=log。N中的底数a也是这样的,而N没有特殊说明,因而可以取任意的数。
教师点评:这位学生的说法有一定的道理,但不是完全正确的。
教师继续提问:我们提出对数是为了解决什么问题而提出来的呢?
教师引导学生思考这个问题,经过学生和老师的交流讨论,最终得出答案:是为了解决指数运算的逆运算问题。
接下来教师让学生通过理解对数是由指数推导出来的,它们是一种互逆关系,进而得出结论:因为x=log
aN是由等式a
x=N推导出来的,它们具有互逆关系,而a
x=N(a>0,且a≠1),这是由指数函数决定的a大于零且a不等于1,因而N是大于零的,所以根据互逆关系,对数中的底数a>0,且a≠1,真数N>0。
问题解决:教师让学生应用学习的对数知识解决问题情境过程中的遗留问题,让学生尝试将之前讨论中得出的几个式子,

用对数的方式表达出来。教师巡视学生。
3.深化概念
教师直接给出结论:对数式log
aN可看作一个记号,表示方程a
x=N的一个解,也可看作一种运算,即已知指数的底数为a(a>0,且a≠1),幂为N,求幂指数的运算。
三、巩固练习
让学生当堂完成以下练习,教师带着学生订正并课堂讲解。
习题1:将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式。

习题2:求下列各式中x的值。

四、课堂小结
(1)教师带领学生回顾今天学习的内容。
(2)教师梳理本节课的教学重点和难点,加深学生的理解和记忆。