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《拋物線及其標準方程》教學設計

2007-12-29 00:00:00
中國信息技術教育 2007年12期


  創(chuàng) 新 點
  
  ◆ 在新課標思想的指導下,結合前后的知識內容及學生的特點和認知規(guī)律,通過類比橢圓、雙曲線的定義,提出猜想,然后,讓學生動手用幾何畫板進行驗證,從而歸納出拋物線的定義,并根據(jù)定義推導拋物線的標準方程。
  ◆ 在課堂教學中,充分發(fā)揮多媒體的資源優(yōu)勢,利用計算機作為輔助手段,呈現(xiàn)教學內容,有效地協(xié)助完成了師生探究活動。
  ◆ 充分將信息技術和學科教學有機地整合起來,有利于突出重點、突破難點,有利于教學目標的實現(xiàn),使學生對所學知識得以內化。
  ◆ 充分體現(xiàn)學生的主體地位,讓學生成為學習的主人。
  
  教材及學情分析
  《拋物線及其標準方程》是蘇教版高中數(shù)學(選修2-1)中的內容,適用對象是高二年級的學生。學生在初中階段所學的二次函數(shù)中,已經(jīng)初步接觸過拋物線。通過本節(jié)課的學習,可以讓學生進一步了解拋物線所形成的幾何本質。在研究橢圓和雙曲線的基礎上,通過類比來研究拋物線的定義和標準方程,讓學生進一步掌握研究曲線的基本方法,并為他們今后學習解析幾何奠定良好的基礎。
  
  教學目標
  結合新課標的思想,從三個維度出發(fā),制定如下的教學目標:由實例感知,通過“類比-猜想-驗證-歸納”得出拋物線的定義,并推導出其標準方程,在實際應用中進一步體會數(shù)形結合的思想。
  教學資源及教學環(huán)境
  教學資源:學生在課前搜集的有關拋物線的圖片;教師用幾何畫板和PowerPoint軟件自制的課件、教案和學案。
  教學環(huán)境:多媒體網(wǎng)絡教室。
  
  教學策略
  在課堂教學中突出學生的主體地位,采用啟發(fā)、探究、合作交流等多種教學方法,并利用多媒體進行互動式教學。
  
  教學過程實錄
  1.感知拋物線
  師:我們知道圓錐曲線家族有三大成員,它們分別是:橢圓、雙曲線、拋物線。前面,我們已經(jīng)對橢圓、雙曲線的標準方程及相關性質有了比較深入的研究。今天,我們就再一次攜手研究拋物線的標準方程?,F(xiàn)在,我們先來看看出現(xiàn)在我們身邊的拋物線。(出示幻燈)
  圖1:籃球從出手到進入籃框的運動路線呈拋物線;
  圖2:飛機投彈過程中,子彈運動的路線呈拋物線;
  圖3:太陽灶軸截面的外輪廓。
  師:下面是同學們在課前收集的有關拋物線的圖片。(展示學生作品)
  圖4:噴水池的水柱;橋拱;碗;探照燈的內壁由拋物線旋轉而成。
  【設計意圖】展示教師和學生課前搜集的有關拋物線的實例圖片,讓學生從感性上認識拋物線。
  2.認識拋物線
 ?。?)回顧初中階段所學過的二次函數(shù)的圖像特征。(教師用幾何畫板演示)
  師:什么是拋物線?大家回想一下,在初中階段,我們在哪部分學習過拋物線?
  生:二次函數(shù)的圖像。
  師:現(xiàn)在我們以開口向上的拋物線為例,研究其對稱性。它是軸對稱圖形,并且對稱軸過其頂點?,F(xiàn)在把拋物線旋轉成開口向右,它仍然是拋物線,依然是軸對稱圖形,對稱軸仍過頂點。(教師操作幾何畫板,點擊出現(xiàn)對稱軸和頂點)
  (2)類比-猜想-驗證-歸納,得出拋物線的定義。(師生共同操作幾何畫板)
  師:要給拋物線下定義,我們就要看拋物線上的點有什么共同的特性。所以,我們先來類比一下圓錐曲線中的橢圓和雙曲線的定義:它們都可以用動點(M)到一個定點(F)和到一條定直線l(F不在l上)的距離的比等于一個常數(shù)來定義,當比值小于1時,動點M的軌跡是橢圓;當比值大于1時,動點M的軌跡是雙曲線。拋物線也是圓錐曲線,那也應該能用動點到定點的距離|MF|與它到定直線的距離d的比值來定義?,F(xiàn)在關鍵是這個比值應該滿足一個什么關系呢?(提示:比值小于1時,為橢圓;比值大于1時,為雙曲線)
  生:比值等于1。
  師:有道理。比值等于1時,動點的軌跡可能是拋物線?,F(xiàn)在,我們就一起動手用幾何畫板來驗證,看我們的猜想是否正確。
  用幾何畫板操作的步驟:
  步驟1:找定點和定直線。
  ① 在橢圓和雙曲線中,定點與定直線是位于頂點的兩側的,類比得出,在拋物線中,定點與定直線也是位于頂點的兩側,并且定點應該在對稱軸上。(確定定點)
 ?、?因為頂點是拋物線上的點,所以它到定點的距離等于它到定直線的距離。(確定直線)
 ?、?因為頂點是特殊點(滿足條件的定點和定直線很多),所以還要找其他的點再來驗證。(另找一任意點)度量其到定點與定直線的距離;調整定點和定直線,使兩段距離相等;再拖動任意點,進一步驗證在拋物線上任意一點都滿足兩距離相等。
  步驟2:形成動點的軌跡,驗證了推理是正確的。
  步驟3:歸納定義。
  生:平面內到一個定點F和一條定直線l的距離相等的點的軌跡叫做拋物線。
  師:還有沒有什么條件?(提示:點F的位置)
  生:點F不在直線l上。
  定義:平面內到一個定點F和一條定直線l(F不在l上)的距離相等的點的軌跡叫做拋物線。定點F叫做拋物線的焦點,定直線l叫做拋物線的準線。
  【設計意圖】對拋物線由感性認識上升到理性認識。引導學生通過類比橢圓、雙曲線的定義,猜想拋物線的定義,并和學生一起動手用幾何畫板進行驗證,最后,讓學生根據(jù)操作的過程歸納出拋物線的定義,教師再加以完善。這樣比較符合學生的認知規(guī)律,能提高學生探索新知的興趣和能力,讓學生體會定義產(chǎn)生的全過程,使學生更進一步地理解拋物線上點的特點。(這部分的處理是一種新的嘗試,與傳統(tǒng)的講授相比有所創(chuàng)新和突破。)
 ?。?)推導拋物線方程。(以開口向右的情況為例)
  步驟1:推導方程。
  師:我們已經(jīng)知道了什么是拋物線,那拋物線的方程是什么呢?求曲線方程就是要求出曲線

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