|
由“弦的中點(diǎn)”問題所引起的相關(guān)問題 北京市昌平區(qū)第一中學(xué) 董 武 一、教學(xué)背景分析 1. 教材的地位和作用 本節(jié)課選自人教B版選修2-1第二章《圓錐曲線與方程》的第五節(jié)《直線與圓錐曲線》.通過對圓錐曲線一章的學(xué)習(xí),學(xué)生對解析幾何的基本思想方法有初步了解,但是對于解決以“直線和圓錐曲線的位置關(guān)系”為載體的具體問題的能力還有待提高.以“直線與圓錐曲線的位置關(guān)系”為背景的弦的中點(diǎn)及相關(guān)問題(如定值、定點(diǎn)問題),在解決過程中蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想,可以充分提升學(xué)生的運(yùn)算求解能力, 抽象概括能力,理解能力,拓寬學(xué)生在解題方法上的選擇空間. 2.學(xué)情分析 我所任教學(xué)校是北京市示范校,學(xué)生基礎(chǔ)較好,思維活躍,通過校本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)熟練掌握了幾何畫板的使用. 學(xué)習(xí)過程中,對于本單元中的“坐標(biāo)法”,學(xué)生只是一種模式的應(yīng)用,學(xué)習(xí)方式傾向于模仿接受;同時(shí),僅有一些思維敏捷的學(xué)生能夠提出問題,可能是學(xué)生困惑的問題,也可能是他們自認(rèn)為有意思的問題,有一些問題甚至超出教師預(yù)料之外. 二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì) 隨著新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的實(shí)施,面對社會不斷提出的知識創(chuàng)新要求,我國學(xué)校教育也開始關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新意識與潛能的開發(fā),提出問題也已成為我國數(shù)學(xué)課程的重要組成部分.提出問題可以充分體現(xiàn)出學(xué)生對知識的理解與反思,是其終生學(xué)習(xí)和發(fā)展的基礎(chǔ).提出問題在我們的課堂上是如此的少,這些學(xué)生是如何提出問題的呢?我們?nèi)绾翁幚韺W(xué)生提出問題的機(jī)會與時(shí)間,讓學(xué)生能夠提出一些有價(jià)值的問題呢? 我國《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生能夠“初步學(xué)會從數(shù)學(xué)的角度提出問題、了解問題,并能綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能解決問題,發(fā)展應(yīng)用意識.” 《高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在高中數(shù)學(xué)課程總目標(biāo)中明確地提出:“提高數(shù)學(xué)地提出、分析和解決問題(包括簡單的實(shí)際問題)的能力,數(shù)學(xué)表達(dá)和交流的能力,發(fā)展獨(dú)立獲取數(shù)學(xué)知識的能力.” 1.在領(lǐng)會“坐標(biāo)法”的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘知識間的內(nèi)在聯(lián)系,明確理解幾何對象的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)代數(shù)化的基礎(chǔ);幫助學(xué)生選擇恰當(dāng)?shù)拇鷶?shù)形式(熟練掌握常見的“代數(shù)形式”),給出常見求定值、定點(diǎn)問題的方法,拓寬學(xué)生在解題方法上的選擇空間. 2.通過熟練、合理和簡捷的解決定值、定點(diǎn)問題,提高學(xué)生的運(yùn)算求解能力;通過問題的提出與探究,提高學(xué)生的抽象概括能力,培養(yǎng)思維的深刻性、靈活性. 3.引導(dǎo)學(xué)生自已發(fā)現(xiàn)和提出問題,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,提高提出問題的能力,培養(yǎng)鍥而不舍的求實(shí)精神. 教學(xué)重點(diǎn): 1.“直線和圓錐曲線的位置關(guān)系”問題中,依據(jù)幾何條件,選擇適當(dāng)?shù)膮⒆兞浚_立適當(dāng)?shù)拇鷶?shù)形式,提高學(xué)生運(yùn)算的合理性與簡捷性; 2.通過簡單圓錐曲線中有關(guān)動弦的定值及過定點(diǎn)問題,及對代數(shù)推理結(jié)果的幾何含義的分析,加深學(xué)生對解析幾何的基本思想方法的理解。 3.引導(dǎo)學(xué)生自已發(fā)現(xiàn)和提出問題,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,提高提出問題的能力. 教學(xué)難點(diǎn): 1.運(yùn)算的合理性與簡捷性的培養(yǎng). 2.引導(dǎo)學(xué)生自已發(fā)現(xiàn)和提出問題,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,提高提出問題的能力. 課 型:習(xí)題課 教學(xué)方法及手段:講授式與啟發(fā)式相結(jié)合,多媒體輔助教學(xué)平臺. 三、教學(xué)過程設(shè)計(jì) 為了達(dá)到以上教學(xué)目標(biāo),在具體教學(xué)中,根據(jù)“循序漸進(jìn)原則”,我計(jì)劃把本節(jié)課分為以下五個(gè)階段.下面我將對每一階段教學(xué)中計(jì)劃解決的主要問題和教學(xué)步驟作出說明. (一) 問題回顧,回歸基礎(chǔ) 1.本階段主要任務(wù) ⑴學(xué)生利用“坐標(biāo)法”解決典型的中點(diǎn)弦問題,加深理解解析幾何的基本思想方法; ⑵注意學(xué)生數(shù)學(xué)閱讀能力的培養(yǎng).基于培養(yǎng)理解能力之上的數(shù)學(xué)閱讀,必須持之以恒的集中注意力,關(guān)注題目中的每一句話. 2.具體教學(xué)安排 引言:平面解析幾何是一門用代數(shù)方法研究幾何問題的學(xué)科,它主要有兩大任務(wù): (1)根據(jù)曲線的幾何條件,寫出它的代數(shù)形式;(2)通過曲線的方程討論它的幾何性質(zhì). 曲線的幾何性質(zhì)是解析幾何研究的核心問題.我們已通過定義、曲線方程的結(jié)構(gòu)及特征、某些特殊的條件、直線與曲線的位置關(guān)系進(jìn)行了部分討論,解決了如范圍、對稱性、切線、弦長等性質(zhì),今天我們繼續(xù)來研究一些性質(zhì). 引例:定值問題(改編自人教 例1 如圖1,不經(jīng)過原點(diǎn)
⑴ 若點(diǎn) ⑵ 若點(diǎn) (二) 歸納、概括,類比,揭示本質(zhì) 1.本階段主要任務(wù) ⑴ 由學(xué)生歸納出解決定值問題的數(shù)學(xué)方法,形成新的知識結(jié)構(gòu),加深學(xué)生對已學(xué)知識結(jié)構(gòu)“直線與曲線的位置關(guān)系”的認(rèn)識.解決定值問題的數(shù)學(xué)方法,即選取適當(dāng)參數(shù)(坐標(biāo)、斜率等基本量),分別表示題目之中的各量,進(jìn)行一般計(jì)算推理,消去參數(shù),求出其結(jié)果;或是通過考查極端位置,探索出“定值”是多少,然后再進(jìn)行一般性證明或計(jì)算,證明該式是恒定的. ⑵使學(xué)生充分感悟數(shù)學(xué)是歸納的,也是演繹的.歸納是演繹的基礎(chǔ),演繹是歸納的升華. 2.具體教學(xué)安排 問題⑴ 通過上題兩問的處理,你有何想法呢?(感覺呢?) 對于任意地 問題⑵請把本題概括表示為橢圓的一個(gè)命題. 命題1 在橢圓
問題⑶ 該命題是否為真命題呢,我們?nèi)绾谓鉀Q. 問題⑷ 在前面的學(xué)習(xí)中是否學(xué)習(xí)過類似的結(jié)論?如圖3. 如何把前面的結(jié)論從幾何與解析的角度重新表述,使其更易揭示其本質(zhì)? (三)變式練習(xí),建立聯(lián)系,闡明內(nèi)涵,審?fù)娈?/span> 1.本階段主要任務(wù) 學(xué)生通過坐標(biāo)法或性質(zhì)解決變式練習(xí),從不同的圖示增強(qiáng)自身的直觀感受,揭示“中點(diǎn)弦”的本質(zhì),充分感受到數(shù)學(xué)中不同的形式,而其本質(zhì)是相同的. 通過對問題的不斷引申,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,提高學(xué)生的抽象概括能力,提出問題的能力. 2.具體教學(xué)安排 練習(xí)1(改編自人教 已知 練習(xí)2 已知 練習(xí)3(改編自人教 已知 問題⑸ 對于練習(xí)3,把上面的結(jié)論從解析的角度重新表述,使其更易揭示其本質(zhì)?(圖4) 命題2 已知
問題⑹ 本題與橢圓定義的區(qū)別是什么? 你想到了哪些內(nèi)容? (選自人教 問題⑺ 與前面引例的聯(lián)系是什么? (選自人教 ⑴如果 ⑵如果 問題⑻ 在前面的學(xué)習(xí)中是否學(xué)習(xí)過類似的結(jié)論?如圖5. 把該結(jié)論從解析的角度重新表述,使其更易揭示其本質(zhì)? (四)類比推理,平臺拓展 1.本階段主要任務(wù) 學(xué)生深刻感悟前面兩組習(xí)題,體會圓與橢圓(圓錐曲線)之間的相似性,提出圓錐曲線中的定點(diǎn)問題。學(xué)生通過坐標(biāo)法解決定點(diǎn)問題,理解定點(diǎn)問題,歸納解決定點(diǎn)問題的方法:合理選取參數(shù),求出相應(yīng)的直線(或曲線),把兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)的直線方程,化歸為單參數(shù)的真線方程,利用點(diǎn)斜式化為標(biāo)準(zhǔn)形式,從而找出定點(diǎn);或是通過特殊值法,找到定點(diǎn),再加以證明,轉(zhuǎn)化為定值問題.其難點(diǎn)在于選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)及代數(shù)形式,準(zhǔn)確的將原問題轉(zhuǎn)化,避免因選擇的盲目性,造成計(jì)算過于復(fù)雜. 由學(xué)生感悟全稱命題的處理方法,體會提出問題的方法及感受提出有效問題的成功感. 2.具體教學(xué)安排 問題⑼ 通過前面2組習(xí)題,圓與橢圓具有這么多的相似性,你們可以從圓出發(fā),類比得出一些關(guān)于橢圓命題?試著寫出你的猜想. 問題⑽ “圓周角所對的弦為直徑”.在橢圓中是否也成立呢?在其余圓錐曲線中,類似的結(jié)論是否也成立呢?
例2(選自人教 過拋物線 求證:弦
問題⑾ 對于題目中的“兩條相互垂直的弦 (五)鞏固應(yīng)用,反思提高,形成系統(tǒng)知識結(jié)構(gòu) 1.本階段主要任務(wù) 通過學(xué)生對本節(jié)的回顧,鼓勵(lì)學(xué)生反思,促使個(gè)體認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善. 2.具體教學(xué)安排 ⑴ 板書設(shè)計(jì) ⑵ 課堂小結(jié) ①利用直線與曲線相交為載體,明確了三個(gè)性質(zhì),構(gòu)建了一個(gè)有效的平臺; ②解題過程中,坐標(biāo)法的應(yīng)用; ③思維能力上,回顧提出問題的能力的方法. ⑶ 作業(yè)布置 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),在本節(jié)課的基礎(chǔ)之上,試提出兩個(gè)問題,并嘗試解決. 四、教學(xué)設(shè)計(jì)的說明 ⑴ 課堂教學(xué)中明確的表示把引導(dǎo)學(xué)生自已發(fā)現(xiàn)和提出問題作為課堂教學(xué)重要而相對獨(dú)立的環(huán)節(jié),把培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,提出問題的能力作為課堂教學(xué)目標(biāo). 本節(jié)課在解決解析幾何中兩個(gè)基本計(jì)算問題之上,先后生成了10個(gè)問題.本節(jié)課中問題的切入點(diǎn):橢圓中心與弦中點(diǎn)連線的斜率與弦所在直線的斜率之積相等,通過試驗(yàn)、特殊化、逆向、分類、類比或歸納等多種思維方法提出了新問題.本節(jié)課學(xué)生提出問題的數(shù)量和種類以及問題的新穎性、原創(chuàng)性,可解性等都方面都是非常和諧的,提出的問題合乎要求,具有開放性、并有一定的深度或相當(dāng)?shù)膬r(jià)值.其中對于提出問題的文字表達(dá)簡潔和流暢,符號表達(dá)準(zhǔn)確無誤,圖形表示規(guī)范可以作為學(xué)生提出問題能力的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn).可以看到,基于提出問題的教學(xué)設(shè)計(jì)中,學(xué)生對于上述習(xí)題的認(rèn)知、思考方式發(fā)生了變化,即認(rèn)知空間發(fā)生了變化,學(xué)生的思維結(jié)構(gòu),解決問題選擇空間也隨之得到拓寬,形成了良好的知識結(jié)構(gòu).學(xué)生由開始習(xí)慣于教師命題,到最后的獨(dú)立提出問題,學(xué)習(xí)觀上也得到了改變. ⑵基于提出問題的教學(xué),并不是常規(guī)教學(xué)之中的變式教學(xué).反映在教學(xué)中,通過提出問題,為學(xué)生增加盡可能多的數(shù)學(xué)場景,讓學(xué)生以類似數(shù)學(xué)家的活動方式進(jìn)行數(shù)學(xué)的再創(chuàng)造,以便在積極參與中掌握探究技能、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度、形成創(chuàng)新意識.通過這種教學(xué)活動,使學(xué)生的數(shù)學(xué)活動回到了人類數(shù)學(xué)活動的本來面目,也成為培養(yǎng)學(xué)生問題意識和創(chuàng)新意識的一種有效途徑. ⑶在數(shù)學(xué)教學(xué)中,提出問題有助于教師相關(guān)教學(xué)觀念和行為的改變,提高了教師有關(guān)提出問題的教學(xué)知識和技能.不僅研究數(shù)學(xué)問題,教學(xué)生怎樣解決問題, 而且還學(xué)怎么教學(xué)生提出問題的知識,促進(jìn)了教師的反思.如在前面關(guān)于圓的教學(xué)之中,初中、高中階段的教學(xué)應(yīng)從哪些點(diǎn)去考慮呢?如何整體思考,才能最大化的給予學(xué)生思維提升的空間.
正是:奇思妙計(jì),課堂起新意,提問有法驥可索,巨匠凡夫無異.有意聊勝無意,誘發(fā)哪抵自發(fā).梅香苦寒常度,枝枝歲歲難重. 2012-10-22 人教網(wǎng) |
|
|