沈瑜
[摘 要]《圓錐曲線與方程》是解析幾何的核心內容,也是高考數學的命題重點.其教學策略有:問題引領,激發(fā)興趣;抓住重點,明確目標;優(yōu)化算法,提升能力.
[關鍵詞]圓錐曲線;方程;教學
[中圖分類號]? ? G633.6? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2021)14-0011-02
《圓錐曲線與方程》是解析幾何的核心內容,也是高考數學的命題重點.與《直線和圓的方程》相比,它的計算量與難度直線上升.那么,教師如何從教材和學生的實際出發(fā),抓住重點,開展有效的教學活動?本文結合具體的教學實際談幾點認識,供同仁參考.
一、問題引領,激發(fā)興趣
在《圓錐曲線方程》的起始課上,教師可以讓學生思考下面三個有趣的問題.
問題1: 據報道,1997年1月,地處南京紫金山天文臺發(fā)布了一個關于天體運動的消息,從那年2月起,一顆名為海爾·波普的彗星將慢慢靠近地球,而過了4月后,它又將漸漸遠離地球.專家預測三千年后,這顆彗星還會與地球擦肩而過.那年的2月至3月期間,許多人有幸目睹了這個三千年一遇的天文奇觀.同學們,你知道天文學家是如何預測的嗎?
問題2:給你圖釘、筆和拉鏈,請你將拉鏈拉開一部分,在拉開的兩邊上各選取一點,分別固定在[F1]、[F2]上,[F1]到[F2]的長為[2a(a>0)].把筆尖放在[M]處,隨著拉鏈逐漸拉開或閉攏,筆尖就畫出一條曲線,畫出來的這條曲線叫什么?
問題3:喬丹,國際籃球巨星.38歲時復出,神勇不減當年.當全場比賽只剩最后一秒的那個瞬間,華盛頓奇才仍落后于紐約尼克斯于2分,關鍵時刻,巨星在三分線外出手了!(此時喬丹與籃框中心在地面的投影相距6.25米)已知籃球的飛行軌跡是拋物線,喬丹出手高度為2.37米,籃框的高度為3.05米,籃球在飛行了4米(水平距離)后達到最高3.37米(如圖1),喬丹此次能否力挽狂瀾呢?
上面三個問題,或許學生現在無法回答,但教師可以告訴學生:等學完了本章內容后,相信同學們一定會回答出來.其實,這里我要告訴大家的是上述三個問題分別對應三種曲線:橢圓、雙曲線和拋物線,它們統(tǒng)稱為圓錐曲線.隨著現代科學技術的發(fā)展,圓錐曲線的知識和解析幾何的思想方法越來越得到社會的重視.今天,在學習平面解析幾何初步的基礎上學習本章內容,我們將學習橢圓、雙曲線和拋物線的方程和幾何性質,再次感受幾何問題代數化的神奇與美妙,感受方程思想和數形結合思想在解析幾何中的魅力.
二、抓住重點,明確目標
作為教師,必須抓住教學重點,實現教學目標.那么本章教學中教師應抓住哪些重點呢?
1. 要教會學生把握圓錐曲線定義
圓錐曲線有個統(tǒng)一定義,我們如何理解統(tǒng)一定義中體現的橢圓、雙曲線和拋物線的共同特征?書本知識是前人的經驗總結,只有自己真正理解了才能內化為自己的知識,才能在解題時做到應用自如.圓錐曲線是平面解析幾何的重要內容,透徹地理解圓錐曲線定義對本章的學習非常重要.
點評:求曲線的方程首先要研究曲線上動點的幾何特征,抓住特征、揭示內涵,特別注意橢圓軌跡定義的應用.
2.要教會學生用數形結合思想分析問題
我國著名數學家華羅庚有首膾炙人口的七言詩:數缺形時少直觀,形少數時難入微,數形結合百般好,割裂分家萬事休.” 這首詩告訴了我們“數”與“形”各自的特點和不足,從而強調了數形結合的重要性. 因此在解析幾何的學習過程中,我們始終都要注意運用數形結合的思想和方法去分析問題、解決問題.
點評:解法一注重代數運算,解題過程十分煩瑣,而解法二注重拋物線的定義和圖形的幾何性質,解題過程簡潔明了.
3. 要讓學生通過聯(lián)想與類比發(fā)現問題
在學完了圓錐曲線后,教師可以引導學生站在一定的高度整體地看圓錐曲線,看看它們的共同點,探探它們的不同點,運用類比與推理的手段,發(fā)現它們相似卻不完全一樣的有關性質.
所以(1)、(2)兩式就是橢圓、雙曲線與圓類似的結論.
點評:通過探究,讓學生知道,這一結論是有“心”二次曲線的“共同特征”.而拋物線沒有中心,所以它沒有這種類似的結論.
在圓、橢圓、雙曲線、拋物線之間相互類比,是理解圓錐曲線的重要方法.例如,從命題“以拋物線的焦點弦為直徑的圓必與拋物線的準線相切”出發(fā),我們可以類比出下面“驚人相似”的兩個命題:1.以橢圓焦半徑為直徑的圓一定與以長軸為直徑的圓相內切;2.以雙曲線焦半徑為直徑的圓一定與以實軸為直徑的圓相切.
三、優(yōu)化算法,提升能力
學習《圓錐曲線與方程》的終極目標是提高學生的邏輯推理能力和數學運算素養(yǎng).我們時常會發(fā)現,有的學生面對實際問題雖然能說出解決問題的辦法,卻算不出結果來.其根本原因就在于選擇方法不當或計算不過關.因此,在教學中,我們不僅要培養(yǎng)運算能力,還要重視滲透算法的意識,如設而不求的應用、點差法的應用、如何處理定點定值問題、如何處理最值與取值范圍問題等,以提升學生的分析問題與解決問題的能力和數學運算的素養(yǎng).
(責任編輯 黃桂堅)