☉安徽省臨泉第一中學 李曉燕
圓錐曲線部分是高中數(shù)學的重要組成部分,它在整個高中階段的數(shù)學教學中有著重要的地位,它是連接代數(shù)和幾何兩部分知識的重要橋梁.另外,圓錐曲線部分的知識貼近生活,并且包含許多重要的數(shù)學思想,學生通過該部分的學習,能夠有效提高自身的思維水平,提高自身的數(shù)學素養(yǎng).從高考數(shù)學試題的角度來看,圓錐曲線部分的知識占據(jù)的分值較重,并且都是結(jié)合其他的知識點以綜合題的形式出現(xiàn),該部分的題目成為了高校甄別考生的重要題目.因此,研究圓錐曲線教學,不僅有助于提高課堂教學效果,提高學生的數(shù)學素養(yǎng),還有助于學生在高考中取得一個良好的成績.
圓錐曲線部分知識具有較強的綜合性,它能夠與高中數(shù)學中的多部分知識結(jié)合,進而考查學生對數(shù)學知識的綜合應用能力.從教材上來看,圓錐曲線部分的知識主要包括圓、橢圓、雙曲線、拋物線幾個部分,它們能夠和導數(shù)、三角函數(shù)、平面幾何等知識相結(jié)合,與我們的日常生活和生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系.
通過對近幾年高考數(shù)學圓錐曲線部分考題的統(tǒng)計來看,該部分知識所出題目的類型主要集中在選擇題和解答題上,填空題極少出現(xiàn).在2015年的吉林省高考數(shù)學理科試題中,圓錐曲線部分的試題占了17分,其中第10題的選擇題是關(guān)于雙曲線的知識,第20題的解答題是關(guān)于橢圓的.同年的文科數(shù)學試題中,也是考查了雙曲線和橢圓兩個方面的知識,其中雙曲線部分的知識依然是以選擇題的形式出現(xiàn),解答題依然是選取了橢圓部分的知識.在2016年的理科數(shù)學試卷中,圓錐曲線部分的知識依然是考查雙曲線和橢圓兩部分,雙曲線部分知識依然是以選擇題的形式來考查,解答題部分依然是選擇橢圓部分.在文科試卷中,對圓錐曲線部分知識的考查出現(xiàn)了變動,考查了拋物線和橢圓兩部分的內(nèi)容,其中選擇題部分考查的是拋物線的相關(guān)知識,解答題部分依然是考查橢圓部分的知識.在2017年的理科數(shù)學試卷中,圓錐曲線部分的知識點考查的是雙曲線和橢圓部分的知識,題型的選擇和知識點的分布與前幾年一樣.由此可見,高考數(shù)學關(guān)于圓錐曲線部分的考題相對穩(wěn)定,其中橢圓部分的知識成為了歷年高考數(shù)學解答題中的必考知識點.
在高考數(shù)學試題中,圓錐曲線部分的知識除了考查學生對書本知識的掌握情況以外,還考查學生數(shù)學思想的掌握.尤其是數(shù)形結(jié)合的思想和函數(shù)與方程思想,考查的頻率最高,而數(shù)形結(jié)合思想是圓錐曲線部分考查的重點,函數(shù)與方程思想主要通過直線與圓錐曲線相結(jié)合的題目來考查.
從直觀水平上來看,通過高中階段的數(shù)學學習,多數(shù)學生已經(jīng)具備了對圓錐曲線直觀認識的水平,當遇到點的軌跡滿足圓錐曲線的幾何特征時,就能夠知道要利用圓錐曲線的相關(guān)知識來解答,但是有些時候容易忽略其中細節(jié),導致出現(xiàn)問題.例如,動圓N和定圓C1:x2+y2+6x=0外切,同時還內(nèi)切于定圓x2+y2-6x=40,請求出動圓的圓心N的運動軌跡.在這一題目中,主要考查了學生對橢圓定義和橢圓的直觀認識,在解決這一問題的時候,學生可以通過數(shù)形結(jié)合和代數(shù)運算的方式來求圓心的運動軌跡,這種方法解題的前提是要求學生對橢圓的定義有深刻的認識.另一種方法就是通過題目中已知的等量關(guān)系,來求圓心的運動軌跡.相比較于第一種方法,這種方法計算量較大,但是也可以求出最終的結(jié)果.
從描述水平上來看,通過高中階段的數(shù)學學習,僅有一部分學生能夠達到圓錐曲線的描述水平,能夠借助性質(zhì)和公式進行簡單的推理.例如,在2012年高考數(shù)學全國卷2中有這一問題:F1和F2是橢圓的兩個焦點,P是直線x=上的一點,如果△F1PF2為底角是30°的等腰三角形,那么E的離心率是( ).
該題就是考查學生對橢圓的相關(guān)性質(zhì)的理解和作圖能力,在對學生進行測試的時候,多數(shù)學生能夠?qū)Ψ匠痰奈恢冒盐諟蚀_.只有半數(shù)多一點的學生能夠正確的對這一問題進行演算,由此可見,學生在對圓錐曲線的描述水平這一階段,對于簡單問題能夠準確解答,但是對于稍微復雜的問題就會出現(xiàn)問題.
從理論水平上來看,學生在演繹推理和證明幾何關(guān)系方面的能力參差不齊,通過對學生的測試可以發(fā)現(xiàn),部分學生對題干中信息處理的能力有所欠缺,并且在圖形和數(shù)字的轉(zhuǎn)化上也不到位.例如,2014年高考數(shù)學全國卷2中的這一題目:F1和F2是橢圓
(2)如果直線MN在x軸上的截距是2,|MN|=5|F2N|,求a,b的值.
該題就是考查學生演繹推理、綜合應用和計算等能力,在解第一問的時候有兩種方法,可以通過橢圓的相關(guān)知識來求解,也可以借助直角三角形和橢圓的相關(guān)知識來求解.在第二問中,很多學生對題目中“在y軸截距”的信息理解不到位,并且對題目中的部分隱含條件也沒有正確的利用起來.這就說明學生對題目信息和所學知識鏈接整合能力存在欠缺.
總體上來看,學生對圓錐曲線部分的掌握存在以下問題:首先,他們對于圓錐曲線部分的知識理解不到位,尤其是概念方面的知識,理解不夠深刻,通過學生的解題我們就可以看出來,很多學生不能夠借助相關(guān)的定義概念來完成解題,并且,有些時候他們還會混淆這些概念之間的關(guān)系,導致自身解題錯誤.其次,學生在符號、圖形、文字等數(shù)字語言之間的轉(zhuǎn)化不夠靈活,對于高中圓錐曲線部分的知識,在解題中應用最多的就是數(shù)形結(jié)合的思想,學生需要將題目中的文字語言轉(zhuǎn)化為圖形語言,再將它們轉(zhuǎn)化為數(shù)字符號語言,經(jīng)過多重轉(zhuǎn)化尋找問題的突破口.很多學生就是在這些語言之間的轉(zhuǎn)化上存在欠缺,導致中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,最終導致解題失敗.最后,學生對圓錐曲線部分綜合解題能力有欠缺,很多學生在單獨面對圓錐曲線部分的單個知識點的時候,能夠準確的回答,一旦涉及到綜合類的問題,就感覺無從下手,這些就是學生綜合解題能力不足的表現(xiàn).的兩個焦點,M是C上的一點,其中MF2和x軸垂直,直線MF1與C相較于N.
圓錐曲線部分作為高考數(shù)學的重要考點,在教學中要給予足夠的重視,要密切研究高考數(shù)學圓錐曲線部分的出題動向,及時的調(diào)整我們的教學方式.另外,還要關(guān)注學生的長遠發(fā)展.圓錐曲線部分的知識在生活中被廣泛應用,例如全球衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)、音樂臺的拋物面墻等,在教學中通過引入這些實例,提高學生的學習興趣.而且,通過圓錐曲線部分的學習,還有助于學生思維能力、運算能力和推理能力的提高,因此,教師在教學中不僅要注重基本知識和解題技能的傳授,還要將培養(yǎng)學生的綜合能力放到同樣重要的位置上.
基本概念是學生學習該部分知識的基礎(chǔ),教師要選擇合適的方式幫助學生理解相關(guān)的概念,讓學生能夠在今后的解題中靈活運用.例如,在橢圓部分的教學中,有些教師按照教材中的方式,直接將橢圓的概念呈現(xiàn)給學生,還有些教師借助幾何畫板進行直觀的展示.幾何畫板的應用雖然能夠輔助學生認識橢圓,但是用幾何畫板來展示橢圓的性質(zhì)就需要引入以前學過的垂直平分線的性質(zhì),如果學生對該部分知識掌握不靈活,勢必會影響對橢圓概念的認識.另外,結(jié)合橢圓定義的特點,筆者認為根據(jù)人教版高中數(shù)學課本上的方式來引入更易讓學生接受.因此,選擇合適的方式,才能夠提高學生對基本概念的理解,才是圓錐曲線概念教學的根本.
圓錐曲線部分的知識不是單獨出現(xiàn)的,它往往與其他的知識相結(jié)合共同出現(xiàn),并且對學生的綜合能力要求較高.首先,在該部分知識的教學中,教師要引導學生分析題干信息,提高學生數(shù)學語言的轉(zhuǎn)化能力,使學生能夠從題干中得到足夠的數(shù)學信息.其次,提高學生運用綜合知識的能力,尤其是橢圓、雙曲線和拋物線部分的知識,注意讓學生加以區(qū)分,尤其是其中a,b,c,d各參數(shù)的關(guān)系要明確.我們還可以借助一些題目的練習,來提高學生的綜合能力.需要注意的是,在題目選擇的過程中,盡量選擇與生活實踐相關(guān)的問題,這樣還有助于培養(yǎng)學生利用數(shù)學知識解決生活問題的能力.