摘要:本文對人教版選修2—1第二章第二節(jié)的內(nèi)容《橢圓的幾何性質(zhì)(一)》進行了教學(xué)設(shè)計,強調(diào)以生為本的理念,在教師的適當(dāng)引導(dǎo)和學(xué)生的合作探究下,實現(xiàn)高效課堂的創(chuàng)建.
關(guān)鍵詞:橢圓;方程;幾何性質(zhì);離心率
課例設(shè)計背景
高效課堂,是高效型課堂或高效性課堂的簡稱,顧名思義,是指教育教學(xué)效率或效果能夠達到相當(dāng)高的目標(biāo)的課堂,具體而言是指在有效課堂的基礎(chǔ)上、完成教學(xué)任務(wù)和達成教學(xué)目標(biāo)的效率較高、效果較好并且取得教育教學(xué)的較高影響力和社會效益的課堂. 高效課堂是有效課堂的最高境界,高效課堂基于高效教學(xué). 本堂課是為探索高效課堂教學(xué),構(gòu)建和諧高效的課堂教學(xué)模式的校級“高效課堂”教學(xué)研討課.采取“15+15+15”模式,即教師講授時間不超過15分鐘,學(xué)生練習(xí)時間不少于15分鐘,學(xué)生思考、發(fā)言時間不少于15分鐘.“問題是數(shù)學(xué)的心臟”,教學(xué)活動采用“問題探究式”的教學(xué)方式進行,通過把知識轉(zhuǎn)化成問題,引導(dǎo)學(xué)生分組討論,合作探究,教學(xué)中穿學(xué)練結(jié)合,同時滲透數(shù)形結(jié)合;學(xué)生則采用自主探究、合作交流的“研討式”學(xué)習(xí)方式,參與問題的分組討論等方式,參與問題的發(fā)現(xiàn)、解決過程,體驗知識的形成過程,從而達到掌握知識、提高能力的目的.
《橢圓的幾何性質(zhì)(一)》是人教版選修2—1第二章第二節(jié)的內(nèi)容,它是在學(xué)完橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的基礎(chǔ)上,通過研究橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程來探究橢圓的簡單幾何性質(zhì),是本單元的重點內(nèi)容之一. 利用曲線方程研究曲線的性質(zhì),是解析幾何的主要任務(wù). 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),既要讓學(xué)生了解橢圓的幾何性質(zhì),又要讓學(xué)生初步體會利用曲線方程來研究其性質(zhì)的過程,同時也為下一步學(xué)習(xí)雙曲線和拋物線的性質(zhì)做好鋪墊. 基于上述考慮,筆者制定了以下內(nèi)容.
教學(xué)重點:橢圓的幾何性質(zhì)及其應(yīng)用.
教學(xué)難點:如何通過橢圓方程研究其性質(zhì).
教學(xué)目標(biāo):
1. 知識目標(biāo):掌握橢圓的簡單幾何性質(zhì).
2. 能力目標(biāo):能夠運用橢圓的幾何性質(zhì)處理一些簡單的實際問題,初步感受運用曲線方程研究曲線性質(zhì)的方法,進一步領(lǐng)會數(shù)形結(jié)合的思想,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究、類比猜想的能力.
3. 情感目標(biāo):通過實例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.
教學(xué)過程
1. 知識回顧
(1)橢圓的定義
平面內(nèi)到兩定點F1,F(xiàn)2的距離之和為常數(shù)(大于F1F2)的動點的軌跡叫做橢圓.
定義的數(shù)學(xué)表達式為:PF1+PF2=2a(2a>F1F2=2c).
(2)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
當(dāng)焦點在x軸上時,方程為:+=1(a>b>0);?搖
當(dāng)焦點在y軸上時,方程為:+=1(a>b>0).?搖
?。?)橢圓方程中a,b,c的關(guān)系:a2=b2+c2.
教學(xué)活動安排和設(shè)計意圖:此節(jié)安排學(xué)生口答,復(fù)習(xí)鞏固知識點.
2. 新知構(gòu)建
探究方案制訂:以焦點在x軸上的橢圓為例+=1(a>b>0).
?。?)橢圓的頂點
教學(xué)活動安排和設(shè)計意圖:先觀察圖象,再從方程出發(fā),研究橢圓與坐標(biāo)軸的交點. 引導(dǎo)學(xué)生獨立運用方程研究曲線的性質(zhì)并提高學(xué)生的自學(xué)能力.
圖1
頂點坐標(biāo):(-a,0),(a,0),(0,-b),(0,b).
長軸、短軸:線段A1A2——長軸;線段B1B2——短軸;a——長半軸長;b——短半軸長.
?。?)橢圓的范圍
教師:設(shè)P(x,y)是橢圓+=1(a>b>0)上的任一點,則x,y能否取任意值?
學(xué)生活動,從形和數(shù)兩個角度得出結(jié)論.
形:橢圓落在x=±a,?搖y=±b圍成的矩形中.
數(shù):變量取值范圍是-a≤x≤a,-b≤y≤b.
(3)橢圓的對稱性
教師提問:橢圓+=1(a>b>0)有何對稱性?如何根據(jù)曲線方程判斷出曲線的對稱性?
學(xué)生討論:
從圖形上看,橢圓關(guān)于x軸、y軸、原點對稱.
從方程上看:
?。?)把x換成-x,方程不變,圖象關(guān)于y軸對稱;
?。?)把y換成-y,方程不變,圖象關(guān)于x軸對稱;
?。?)把x換成-x,同時把y換成-y,方程不變,圖象關(guān)于原點中心對稱.
教學(xué)活動安排和設(shè)計意圖:體會運用方程研究曲線性質(zhì)的方法,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的思想以及知識的遷移能力.
(4)橢圓的離心率
圓的形狀是相似的,而橢圓的形狀是否相似?如何刻畫它的“扁”的程度呢?
操作探究:教師通過多媒體展示橢圓保持a不變、改變c的扁平變化動畫過程,探究橢圓的c與a的變化是如何反映橢圓的圓、扁程度的.?搖
離心率:橢圓的焦距與長軸長的比,即e=.
學(xué)生討論得出如下結(jié)論:
?。?)離心率的取值范圍:0
e越接近1,橢圓就越扁;
e越接近0,橢圓就越圓.
(3)e與a,b的關(guān)系: e===.
練習(xí):判斷下列哪一個橢圓更接近圓?
?。?)+=1;
?。?)+=1.
教師總結(jié):計算e可先算e2;離心率對橢圓形狀的影響的形象記憶法:?搖
1(長又扁)← 離心率 → 0(圓又圓).
教學(xué)活動安排和設(shè)計意圖:學(xué)練結(jié)合,及時鞏固.
應(yīng)用練習(xí)
1. 短平快
性質(zhì)篇:
1. 口答練習(xí):已知橢圓方程為+=1,它的長軸長是________;短軸長是________;焦距是________;離心率等于________;焦點坐標(biāo)是________;頂點坐標(biāo)是________.
學(xué)生板演變式:已知橢圓x2+(m+3)?y2=m的離心率e=,求m的值及橢圓的長軸和短軸的長、焦點坐標(biāo)、頂點坐標(biāo).
教師總結(jié):先化標(biāo)準(zhǔn)形,差錯全無影!
2. 橢圓的長短軸之和為18,焦距為6,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為____________.
3. 已知橢圓長軸是短軸的三倍,且橢圓經(jīng)過點P(3,0),橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為________________.
離心率篇:
4. 若橢圓的兩個焦點及一個短軸端點構(gòu)成正三角形,則其離心率為?搖_________.
5. 橢圓的兩個焦點為F1,F(xiàn)2,過F2作橢圓長軸的垂線交橢圓于點P,若△F1PF2為等腰直角三角形,則其離心率為?搖_________.
6. 若橢圓+=1的離心率e=,則k=?搖_________.
教學(xué)活動安排和設(shè)計意圖:2,3學(xué)生自主完成,注意避免漏解;4,5學(xué)生板演,注意數(shù)形兩種方法,特別是形的方法;6強調(diào)e2的優(yōu)點.
2. 準(zhǔn)實活應(yīng)用篇
?。?)在橢圓+=1上求一點P, 使它與兩焦點的連線互相垂直.
變式1:橢圓的焦點為F1,F(xiàn)2,點P為其上的動點. 當(dāng)∠F1PF2為鈍角時,求點P的橫坐標(biāo)取值范圍.
變式2:F1,?搖F2是橢圓+=1(a>b>0)的焦點,若在橢圓上存在點M滿足MF1⊥MF2,則橢圓離心率的范圍是_________.
教學(xué)活動安排和設(shè)計意圖:本題難度稍大,學(xué)生分小組合作探究,師生共同解決,使知識的運用得到升華.
歸納總結(jié)
知識點:(橢圓的幾何性質(zhì))取值范圍、頂點、對稱性、離心率.
數(shù)學(xué)方法:圖象法、待定系數(shù)法.
數(shù)學(xué)思想:數(shù)形結(jié)合、分類討論.
教學(xué)活動安排和設(shè)計意圖:結(jié)合具體題目總結(jié)題型及解法,達到梳理思路,對所學(xué)知識形成清晰的知識網(wǎng)絡(luò)的效果.
教學(xué)評價
本節(jié)課積極引導(dǎo)學(xué)生動手操作、動腦思考,讓學(xué)生充分的交流、探究,把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生,把思維的空間留給學(xué)生,把探索的機會留給學(xué)生,把體會成功后的快樂送給學(xué)生,把課堂的時間還給學(xué)生.教師的作用是給學(xué)生“指點迷津”、引導(dǎo)學(xué)生“重點突破”、刺激學(xué)生“深化理解”、幫助學(xué)生“能力提升”;把知識的形成過程轉(zhuǎn)化為自學(xué)、探索、思考、發(fā)現(xiàn)和運用知識的過程,以學(xué)生為主體,以合作探究、學(xué)練結(jié)合為手段,以提高能力為目的,讓學(xué)生在操作中探索,在探索中領(lǐng)悟,在領(lǐng)悟中理解,體會數(shù)學(xué)之美、探究之趣.