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(guò)對(duì)圓錐曲線一章的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)解析幾何的基本思想方法有初步了解,但是對(duì)于解決以“直線和圓錐曲線的位置關(guān)系”為載體的具體問(wèn)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(wèn)題(如定值、定點(diǎn)問(wèn)題),在解決過(guò)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(guò)校本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)熟練掌握了幾何畫(huà)板的使用.
學(xué)習(xí)過(guò)程中,對(duì)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(wèn)題,可能是學(xué)生困惑的問(wèn)題,也可能是他們自認(rèn)為有意思的問(wèn)題,有一些問(wèn)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(duì)社會(huì)不斷提出的知識(shí)創(chuàng)新要求,我國(guó)學(xué)校教育也開(kāi)始關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與潛能的開(kāi)發(fā),提出問(wèn)題也已成為我國(guó)數(shù)學(xué)課程的重要組成部分.提出問(wèn)題可以充分體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)知識(shí)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(wèn)題在我們的課堂上是如此的少,這些學(xué)生是如何提出問(wèn)題的呢?我們?nèi)绾翁幚韺W(xué)生提出問(wèn)題的機(jī)會(huì)與時(shí)間,讓學(xué)生能夠提出一些有價(jià)值的問(wèn)題呢?
我國(guó)《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(huì)從數(shù)學(xué)的角度提出問(wèn)題、了解問(wèn)題,并能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決問(wèn)題,發(fā)展應(yīng)用意識(shí).”
《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(wèn)題(包括簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)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(shí)的能力.”
1.在領(lǐng)會(huì)“坐標(biāo)法”的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,明確理解幾何對(duì)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(jiàn)的“代數(shù)形式”),給出常見(jiàn)求定值、定點(diǎn)問(wèn)題的方法,拓寬學(xué)生在解題方法上的選擇空間.
2.通過(guò)熟練、合理和簡(jiǎn)捷的解決定值、定點(diǎn)問(wèn)題,提高學(xué)生的運(yùn)算求解能力;通過(guò)問(wèn)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(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),提高提出問(wèn)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(wèn)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(jiǎn)捷性;
2.通過(guò)簡(jiǎn)單圓錐曲線中有關(guān)動(dòng)弦的定值及過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題,及對(duì)代數(shù)推理結(jié)果的幾何含義的分析,加深學(xué)生對(duì)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(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),提高提出問(wèn)題的能力.
教學(xué)難點(diǎn):
1.運(yùn)算的合理性與簡(jiǎn)捷性的培養(yǎng).
2.引導(dǎo)學(xué)生自已發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),提高提出問(wèn)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(tái).
三、教學(xué)過(guò)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(duì)每一階段教學(xué)中計(jì)劃解決的主要問(wèn)題和教學(xué)步驟作出說(shuō)明.
(一) 問(wèn)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(wèn)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(wèn)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(xiě)出它的代數(shù)形式;(2)通過(guò)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(wèn)題.我們已通過(guò)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(duì)稱性、切線、弦長(zhǎng)等性質(zhì),今天我們繼續(xù)來(lái)研究一些性質(zhì).
引例:定值問(wèn)題(改編自人教版)
例1 如圖1,不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線與橢圓相交于、兩點(diǎn),為弦的中點(diǎn),且弦不與對(duì)稱軸垂直.
⑴ 若點(diǎn),則的值為 , ??;
⑵ 若點(diǎn),則的值為 , ;
(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(wèn)題的數(shù)學(xué)方法,形成新的知識(shí)結(jié)構(gòu),加深學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)“直線與曲線的位置關(guān)系”的認(rèn)識(shí).解決定值問(wèn)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(guò)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(wèn)題⑴ 通過(guò)上題兩問(wèn)的處理,你有何想法呢?(感覺(jué)呢?)
對(duì)于任意地、兩點(diǎn),為定值.
問(wèn)題⑵請(qǐng)把本題概括表示為橢圓的一個(gè)命題.
命題1 在橢圓內(nèi),弦不與對(duì)稱軸垂直,且不通過(guò)原點(diǎn),則弦所在直線斜率與橢圓中心與弦中點(diǎn)連線的斜率之積為定值.(即:,其中點(diǎn)不在對(duì)稱軸上,為弦中點(diǎn).)
問(wèn)題⑶ 該命題是否為真命題呢,我們?nèi)绾谓鉀Q.
問(wèn)題⑷ 在前面的學(xué)習(xí)中是否學(xué)習(xí)過(guò)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(guò)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(guò)對(duì)問(wèn)題的不斷引申,培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),提高學(xué)生的抽象概括能力,提出問(wèn)題的能力.
2.具體教學(xué)安排
練習(xí)1(改編自人教版)
已知是直線被橢圓所截得的線段、中點(diǎn),則直線的方程為 .
練習(xí)2 已知是直線被橢圓所截得的線段、中點(diǎn),則直線的方程為 .
練習(xí)3(改編自人教版)
已知為橢圓長(zhǎng)軸的左、右頂點(diǎn),是橢圓上不同于的任意一點(diǎn),則的值為 .
問(wèn)題⑸ 對(duì)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 已知為橢圓長(zhǎng)軸的左、右頂點(diǎn),是橢圓上不同于的任意一點(diǎn),則.
問(wèn)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?
(選自人教版)已知點(diǎn)和,過(guò)點(diǎn)的直線與過(guò)點(diǎn)的直線相交于點(diǎn),設(shè)直線的斜率為,直線的斜率為.如果,求點(diǎn)的軌跡方程.
問(wèn)題⑺ 與前面引例的聯(lián)系是什么?
(選自人教版)已知點(diǎn)和,過(guò)點(diǎn)的直線與過(guò)點(diǎn)的直線相交于點(diǎn),設(shè)直線的斜率為,直線的斜率為.
⑴如果,求點(diǎn)的軌跡方程,并說(shuō)明此軌跡是何種曲線.
⑵如果,其中,求點(diǎn)的軌跡方程,并根據(jù)的取值討論此軌跡方程是何種曲線.
問(wèn)題⑻ 在前面的學(xué)習(xí)中是否學(xué)習(xí)過(guò)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(tái)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(huì)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(wèn)題。學(xué)生通過(guò)坐標(biāo)法解決定點(diǎn)問(wèn)題,理解定點(diǎn)問(wèn)題,歸納解決定點(diǎn)問(wèn)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(guò)特殊值法,找到定點(diǎn),再加以證明,轉(zhuǎn)化為定值問(wèn)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(wèn)題轉(zhuǎn)化,避免因選擇的盲目性,造成計(jì)算過(guò)于復(fù)雜.
由學(xué)生感悟全稱命題的處理方法,體會(huì)提出問(wèn)題的方法及感受提出有效問(wèn)題的成功感.
2.具體教學(xué)安排
問(wèn)題⑼ 通過(guò)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(xiě)出你的猜想.
問(wèn)題⑽ “圓周角所對(duì)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(選自人教版)
過(guò)拋物線()的頂點(diǎn)作兩條相互垂直的弦,.
求證:弦與拋物線的對(duì)稱軸交于定點(diǎn).
問(wèn)題⑾ 對(duì)于題目中的“兩條相互垂直的弦,”是否還有更一般的表述方式呢?
(五)鞏固應(yīng)用,反思提高,形成系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)
1.本階段主要任務(wù)
通過(guò)學(xué)生對(duì)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(shū)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(tái);
②解題過(guò)程中,坐標(biāo)法的應(yīng)用;
③思維能力上,回顧提出問(wèn)題的能力的方法.
⑶ 作業(yè)布置
通過(guò)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(wèn)題,并嘗試解決.
四、教學(xué)設(shè)計(jì)的說(shuō)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(wèn)題作為課堂教學(xué)重要而相對(duì)獨(dú)立的環(huán)節(jié),把培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),提出問(wèn)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(wèn)題之上,先后生成了10個(gè)問(wèn)題.本節(jié)課中問(wèn)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(guò)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(wèn)題.本節(jié)課學(xué)生提出問(wèn)題的數(shù)量和種類以及問(wèn)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(wèn)題合乎要求,具有開(kāi)放性、并有一定的深度或相當(dāng)?shù)膬r(jià)值.其中對(duì)于提出問(wèn)題的文字表達(dá)簡(jiǎn)潔和流暢,符號(hào)表達(dá)準(zhǔn)確無(wú)誤,圖形表示規(guī)范可以作為學(xué)生提出問(wèn)題能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).可以看到,基于提出問(wèn)題的教學(xué)設(shè)計(jì)中,學(xué)生對(duì)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(wèn)題選擇空間也隨之得到拓寬,形成了良好的知識(shí)結(jié)構(gòu).學(xué)生由開(kāi)始習(xí)慣于教師命題,到最后的獨(dú)立提出問(wèn)題,學(xué)習(xí)觀上也得到了改變.
⑵基于提出問(wèn)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(guò)提出問(wèn)題,為學(xué)生增加盡可能多的數(shù)學(xué)場(chǎng)景,讓學(xué)生以類似數(shù)學(xué)家的活動(dòng)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(shí).通過(guò)這種教學(xué)活動(dòng),使學(xué)生的數(shù)學(xué)活動(dòng)回到了人類數(shù)學(xué)活動(dòng)的本來(lái)面目,也成為培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)的一種有效途徑.
⑶在數(shù)學(xué)教學(xué)中,提出問(wèn)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(wèn)題的教學(xué)知識(shí)和技能.不僅研究數(shù)學(xué)問(wèn)題,教學(xué)生怎樣解決問(wèn)題, 而且還學(xué)怎么教學(xué)生提出問(wèn)題的知識(shí),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(wèn)有法驥可索,巨匠凡夫無(wú)異.有意聊勝無(wú)意,誘發(fā)哪抵自發(fā).梅香苦寒常度,枝枝歲歲難重.
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