摘 要:關于課堂教學模式探討的問題,對于每位教師來說是值得一輩子研究的課題,特別是在當前新課程背景下,我們要對學生減負,以前靠“管、灌、壓”的縣中模式已不太適應時代的發展,而且教學時間縮短,那么如何在有限的時間內完成好教學內容,提高單位時間效率呢?本文從一節復習課的設計出發,找到一條提高復習教學效率的途徑.
關鍵詞:高考題;課本;變式;學生
為了進一步推動新課程背景下高三復習課堂教學有效性的研究,前不久在我校舉行了全市對外公開課,筆者有幸被選中,通過前期的準備、課堂的呈現及反思,收獲頗多,故將教學設計與思路整理成章,以之作為我們今后高三復習借鑒及推廣之用.
基本情況
1. 學生情況分析
由于這是高三一輪復習課,學生再次接觸到直線與圓的相關問題已經不太陌生,而且這些學生都是來自四星級高中的理科學生,基礎相對較好,具備了一定的邏輯思維能力及自學能力. 但由于間隔時間較長,加之少部分學生依賴性較強,對數學存在或多或少的恐懼感,因此,教師要變換常規的復習模式,通過指導,教會學生獨立思考,大膽探索和靈活運用類比、轉化、歸納及數形結合等數學思想方法來解決數學問題.
2. 教材內容分析
作為高中數學解析幾何中的重點內容,它是江蘇高考第18題常選考題,08年、09年連續兩年考查了直線與圓的知識.《2012年江蘇考試說明》中指出:直線的方程(C級)、圓的標準方程和一般方程(C級),直線與圓、圓與圓的性質關系(B級). 這節課有兩個難點之處:①直線設成點斜式來處理切線、弦長等問題時,斜率k不存在的情況易漏;②定點、定值問題的一般處理方法. 為此,如何立足教材,結合高考風向標,利用教材來解決以上問題,體現了教師的教學理念.
(1)教學目標:
【知識與技能目標】 通過對課本問題的變式,進一步豐富學生對知識的認識,掌握對切線、切線長、弦長、定點定值問題的一般處理方法.
【過程與方法目標】 通過例題的變式與類比,經歷探索、發現的過程,提高觀察水平和想象能力,提高數學素養.
【情感與態度目標】 在“做”數學中增強學習數學的熱情和興趣,在自主探索、合作交流中獲得成功的體驗,在積極思維中形成勇于探索的學習品質.
(2)教學重點、難點:
【教學重難點】 掌握對切線、切線長、弦長、定點、定值問題的一般處理方法.
(3)教學方法與教學手段
【教學方法與教學手段】 遵循啟發式教學原則,通過恰當的情境創設,引導學生進行探索活動,在學生經歷觀察、操作、概括的基礎上,讓學生自覓知識、自悟性質,從而達到“教”是為了“不教”的理想教學境界.
教學過程實錄(簡案)
1. 創設情境(以高考題引入,激起學生的學習興趣)
教師:前面我們和大家一起分別探究了直線的知識和圓的知識,那么直線與圓在一起又會產生什么樣的美妙火花呢?(板書:直線與圓的位置關系) 首先讓我們先到高考戰場上看一看,高考考什么?(2009江蘇卷及2011江蘇卷第18題,題目:略)
學生1:弦長問題、定點問題、定值問題. (教師板書)
評析:以高考考題為引導,可激起學生的學習興趣,且可以從整體上把握考查的知識點,使學生直觀上了解本堂課的主要內容.
2. 回歸課本(整合課本題,讓學生參與變化課本題,從而達到提煉的效果)
教師:再讓我們來了解一下今年的考試說明. 直線的方程(C級),圓的標準方程和一般方程(C級),直線與圓(B級),要求還是很高的. 圓與后面的橢圓將是我們江蘇第18題產生考題的一塊良土,所以為了能夠很好地解決以上問題,我們還是先請同學們回歸課本P101-P103.
課本例2:求過點A(-1,4)且與圓相切的直線方程;
課本例3:求直線x-y+2=0被圓x2+y2=4截得的弦長.
請預習,然后回答以下兩個問題:
(1)直線和圓有幾種位置關系?如何判斷?(2)課本介紹了哪幾種題型?
學生2:?搖d>r?圳相離?圳Δ<0?搖
(幾何法)d=r?圳相切?圳Δ=0(代數法)
d
(教師板書,用幾何畫板展示運動過程)
學生3:例2考查了求切線的問題,例3考查了求弦長問題
評析:課本是學生知識的來源地,教師的正確引導與重視教材的態度尤為重要,而且教材往往也是產生考題的一塊熱土,不容忽視.
教師:同學們有沒有覺得這兩道課本題還有點遺憾之處,同學們能否將例2中A點坐標改變一下,對例3反向出一個問題,使之成為易錯題呢?(激起學生的學習興趣)
師生共同完成.
例2變式1:求過點A( , )且與圓C:(x-2)2+(y-3)2=1相切的直線方程;
例3變式:若過點A,5的直線l與圓C:(x-2)2+(y-3)2=1交于B,D兩點,BD=________時,求直線l的方程;
對例2變式1:學生4:取A(1,4),學生5:取A(1,5),學生6:取A(3,3)……
教師用幾何畫板展示取點過程.
教師:由此可得出什么結論呢?
學生7:過一點作圓的切線的條數情況,可先判斷點與圓的位置關系:點在圓外一定有兩條,若只求出一個k, 則還要考慮有一條斜率不存在,易漏……
對例3變式:學生8:取BD=,學生9:取BD=2……
教師:由此又可得出什么結論呢?
學生10:過一點作圓的割線的條數情況,可先判斷弦長:如果弦長小于半徑一定有兩條,若只求出一個k, 則還要考慮有一條斜率不存在,易漏……
教師:那么弦長又如何求呢?
學生11:d2+2=r2. 其中d為弦心距, l為弦長.
評析:通過學生對課本兩個例題的變化處理,充分調動了學生的主動性,使學生強化了對k不存在的認識及切線、弦長問題的一般處理方法.此時教師只需坐享其成即可,課堂效果顯而易見——高效,較之讓學生死板看例題或做題其優越性不言而喻.
教師:對例2的價值我們還可以再挖掘,問題:例2變式2,求切線短AB的長.
學生12:由AB2+R2=AC2得:AB=3.
教師:例2變式3:若過點A(-1,4)的直線與圓C:(x-2)2+(y-3)2=1分別相切于點B和點D, 試求四邊形ABCD的面積.
學生13:可轉化為相等的兩個三角形,所以SABCD=2S△ABC=AB.
教師:老師覺得還不夠味,如果將A點放在一條定直線上運動,那又如何呢?(點燃學生的探索欲望,使課堂達到一個高潮)
學生14:4x+y=0,學?搖生15:x=-1……
教師:例2變式4:若過直線l:4x+y=0上任一點A向圓C:(x-2)2+(y-3)2=1引切線且切點分別為B,D
(1)試求四邊形ABCD面積的最小值;
(2)求證:經過A,B,C三點的圓過定點(異于點C). (學生板書)
圖1
學生16:(1)思路一(代數法):
(1)設A(x0,-4x0),可得AC2=(x0-2)2+(-4x0-3)2,
所以AB = .
當x0=-=-時, Smin=·.
學生17:(2)思路一(代數法):證明:因為∠ABC=90°,所以 ·=0. 設B(x,y),?搖可得(x-x0)(x-2)+(y+4x0)·(y-3)=0,所以(-x+4y-10)x0+x2-2x+y2-3y=0.?搖?搖-x+4y-10=0,x2-2x+y2-3y=0?圯x=-,y=,
或x=2,y=3. 因此A,B,C三點的圓恒過H-,.
此時可以請兩位學生分別點評以上兩位學生的解答,同時請問有無其他考慮途徑.
學生18、學生16:最終轉化為函數來求解最值問題,我們還可以通過數形結合的方法來解決.
此時教師不著急讓他回答,而是另外請一位學生,以期達到更好的效果.
學生19:(1)思路二(幾何法):
由學生13解答可知SABCD=2S△ABC=AB=,所以當AC最小時SABCD有最小值,由數形結合可知AC的最小值即為C點到l的距離,易得:Smin=.
教師:請同學們算一算kCH的值將有何發現?請告訴我.
學生20: 此時學生很容易得出CH與l垂直,由平面幾何知識易得:通過作l的垂線,垂足H即為所求定點.
此時教師可板書求最值問題的一般方法:①代數法;②幾何法; ③利用不等式.求定點問題的一般方法:①代數法(先整理為f(x,y)+mg(x,y)=0然后由f(x,y)=0,g(x,y)=0求出定點);②幾何法等.
評析:此題的目的是通過學生的板演與學生互評互點、自身實踐,發現問題,從而讓學生深刻體會數與形是一個問題的兩個方面,比較數與形及數形結合的方法來解決問題的優與劣.
3. 高考試題的巧妙處理與研究(深化重點)
教師:下面我們再來研究一下定值問題的處理方法.
如圖2,在平面直角坐標系中,圓O:x2+y2=4,過坐標原點的直線交圓于P,A兩點,其中P在第一象限,過P作x軸的垂線,垂足為C,連結AC,并延長交圓于點B,設直線PA的斜率為k. 對任意k>0,求證:kPA·kPB=-2.
圖2
此題可以課前讓學生預習,然后教師從以下三種解答中選兩種進行板書,還有一種可以用投影展示出來,這樣可以提高課堂容量.
思路一:(利用圓特有的性質:直徑所對的圓周角為直角)
設P(x0,y0),則A(-x0,-y0),C(x0,0),所以kAC==. 因為PB⊥AC,所以kPB=-. 又因為kAP==,所以kPA·kPB=×-=-2.
思路二:(利用點差法,注重式子的結構特征)
證明:設P(x1,y1),B(x2,y2),則C(x1,0),A(-x1,-y1). 易得kPA=,kPB=.
因為x+y=4,x+y=4,所以(x1-x2)(x1+x2)= -(y1-y2)(y1+y2),變形得=-. 因為kAB=kAC,所以=,所以kPA·kPB=-·2=-2.
(投影,讓生21點評)思路三?搖:(通過設直線,求出點坐標)
設A(xA,yA),P(xP,yP),C(xP,0),設lAP:y=kx. 由y=kx,x2+y2=4 得C,0,A,-.所以kAB===,kPB==-,于是 kPA·kPB=-2.
評析:通過前兩種解答,教師可以提問:結論是否與半徑有關呢?
學生們會很驚訝地發現這是一個定值.
教師:我們知道圓和橢圓是一家,那么推廣到橢圓是否也有類似的結論呢?下面請同學們仿照此題進行改編.
學生22:如圖3,在平面直角坐標系xOy中,已知橢圓+=1(a>b>0),過坐標原點的直線交橢圓于P,A兩點,其中P在第一象限. 過P作x軸的垂線,垂足為C,連結AC,并延長交橢圓于點B. 設直線PA的斜率為k, 對任意k>0,求證:kPA·kPB為定值.
圖3
學生23:(師生互動)按照思路二的方法易得:kPA·kPB=-.
此時再讓學生看2011年江蘇高考第18題,從而起到畫龍點睛的作用.
教師:那么雙曲線呢?請同學們課后思考,形成結論.
評析:對高考題我們可以加工后再用,本題的處理可謂神來之筆,既激起了學生的探索熱情,又深化了對定值問題的一般處理方法. 通過解決圓中定值問題,讓學生類比到橢圓,再類比到雙曲線,得出一般的結論. 引導學生認識到其中類比到橢圓時解決問題的過程,即2011年江蘇高考18題的求解,從而達到了課堂高潮的最高點. 同時,又為下一節課復習圓錐曲線埋下了伏筆,激起學生們對下一節課探究的興趣與好奇,起到了將課堂延伸到課外的良好效果.
教學評價與反思
1. 立足“教材”,玩弄教材——基礎知識,一網打盡
作為一堂高效的高三一輪復習課,我們既不能簡單地復習知識,更不能讀課本或單純地做題目. 這樣既激不起學生的興趣,也違背了新課程理念.那么如何利用好教材,用出新意,激發學生的積極主動性呢?筆者認為,教師可對教材作一全面的整合,既要源于教材,又要高于教材. 而大多數的教師并沒有利用好教材,更沒有讓學生親歷知識的發現、檢驗與論證的過程,而是采用變相灌輸的方式,促使學生記住結論,然后用之即可,久而久之,學生便覺得無味、也無趣. 這就要求教師從備書本與備教材做起,備好教材是搞好教學的基礎,教師只有深入鉆研教材,精心設計課堂教學,才能取得良好的教學效果.
2. 立足“學生”,突出主體——盡顯純天然課堂
作為一節高三復習課,如何調動學生的主動性,提高教學的有效性、高效性,是我們每個教師都必須為之思考的問題.在高三復習課中,普遍存在的問題是對學生的不放心,進而導致教師一人講課精彩,滿堂灌. 長此以往,效率低下,學生厭學. 教師的教學行為要投學生所好,貼近學生的真實思維過程. 教師可設計適當的“鋪墊”,讓學生在現有學習能力下,完成從感性認識到理性認識的飛躍. 本節課充分體現了新課程的要求,從課本出發,以及學生實際出發,讓學生自主發現,參與變式、歸納、類比、總結,讓學生自覓知識,自悟性質,人人參與,從而達到了 “教”是為了“不教”的理想教學境界.
3. 立足“高考”,突出目標——精確擊破各個重難點
高考是學生基礎教育階段的目標之一,是檢驗學生的一個有效手段. 讓學生了解高考題,掌握高考重難點,是為了讓其更好地適應高考,所以在高三復習中,教師可根據實際情況選擇有針對性的高考題,不失為一劑良藥. 既有助于學生對知識的深刻理解,也能提高學生的學習興趣與欲望. 高考題是經過專家錘煉而成的,教師可對其拓展、推廣,課堂效果將會不言而喻,這對教師也提出了更高的要求.
當然,教無定法,教學相長,作為新一代的人民教師,我們肩上的責任尤為重大. 如何能夠更好地面對新時代的中學生,讓其適應時代的發展需要,這是一個重大的課題. 筆者希望以此文章能夠激起各位同仁加入其中,相互學習,共同探索和研究高效的數學課堂.