鄧永梅
(云南省玉溪第一中學(xué),云南玉溪 653100)
隨著新時(shí)期教學(xué)改革的不斷深化,素質(zhì)教育對(duì)高中數(shù)學(xué)教學(xué)提出了新的要求。作為高中數(shù)學(xué)的重要組成部分,圓錐曲線知識(shí)在學(xué)生數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此,教師要想提高教學(xué)效率,就必須要對(duì)圓錐曲線教學(xué)模式和方法進(jìn)行創(chuàng)新,盡可能地從學(xué)生的角度出發(fā)去設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),并且采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式,提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力,進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,幫助學(xué)生有效地理解和學(xué)習(xí)圓錐曲線知識(shí),同時(shí)還能很好地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合能力。
首先,無(wú)論是以學(xué)生數(shù)學(xué)綜合能力培養(yǎng)為目標(biāo),還是以單純迎接高考為目的,當(dāng)前大多數(shù)教師都能對(duì)圓錐曲線的重要性進(jìn)行明確認(rèn)識(shí),在實(shí)際教學(xué)中,他們往往會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間和精力對(duì)圓錐曲線的知識(shí)進(jìn)行講解。其次,盡管教師都能對(duì)圓錐曲線的重要程度有所認(rèn)識(shí),但是教師在教學(xué)時(shí)還存在一定的思想和觀念的缺陷,他們往往認(rèn)為憑借長(zhǎng)久以來(lái)積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)就能引導(dǎo)學(xué)生逐漸理解和領(lǐng)會(huì)圓錐曲線的內(nèi)涵,對(duì)于學(xué)生提出的一些創(chuàng)新的解題思路和方法,他們大多“置之不理”,顯然,這不但在一定程度上抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,還不利于進(jìn)一步提升教學(xué)效果。最后,在教學(xué)形式方面,大多數(shù)教師仍然采用“黑板+題海戰(zhàn)術(shù)”的模式,在課上教學(xué)時(shí),教師要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行作圖,然后讓學(xué)生埋頭做題,在這樣的教學(xué)環(huán)境中,學(xué)習(xí)比較容易養(yǎng)成定向思維,盡管學(xué)生通過(guò)“模仿”,能夠從表層上了解圓錐曲線,但是理解缺乏深度,一旦難度加大,學(xué)生就會(huì)覺(jué)得吃力。
由于學(xué)生大多都是第一次了解圓錐曲線的內(nèi)容,因此教師首先要幫助學(xué)生了解圓錐曲線的定義,為什么雙曲線和拋物線要被稱作圓錐曲線,以如下例題為例,對(duì)圓錐曲線的定義進(jìn)行分析。
例1.如果有長(zhǎng)度為定值的平面β,XY是其斜線段,其中X是斜足,點(diǎn)Z在β平面上運(yùn)動(dòng),使得三角形XYZ的面積為定值,問(wèn),點(diǎn)Z的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的?
A.橢圓 B.圓 C.平行線
在這一案例中,我們可以根據(jù)已知條件進(jìn)行推算,其中三角形XYZ面積是恒定的,同時(shí)線段XY還是定值平面β上的斜線段,因此可以推斷出點(diǎn)Z到線段XY 的距離也是一個(gè)定值,通過(guò)這一點(diǎn)我們可以分析出點(diǎn)Z就位于圓柱的側(cè)面上,這個(gè)圓柱以XZ所在直線為軸,以點(diǎn)Z與XY的距離為地面半徑,同時(shí)又位于平面β上面,因此,點(diǎn)Z的軌跡就是圓柱側(cè)面同平面β的交線,然后結(jié)合圓錐曲線的定義不難得出選項(xiàng)A是正確答案。在這一過(guò)程的推算中,學(xué)生能夠?qū)A錐曲線的定義有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí),而且這種方法明顯比死記硬背定義的效果要好很多,因?yàn)橛行W(xué)生及時(shí)將定義背得滾瓜爛熟,但是在實(shí)際應(yīng)用中還是會(huì)無(wú)從下手。教師在實(shí)際教學(xué)中,引入這樣的案例,可以幫助學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上記憶定義,從而能夠達(dá)到學(xué)以致用的目的。
對(duì)于圓錐曲線的教學(xué),教師在引導(dǎo)學(xué)生了解定義之后,就可以結(jié)合實(shí)際案例,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,來(lái)進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,以“圓錐曲線與方程”的教學(xué)內(nèi)容為例,教師在教學(xué)內(nèi)容引入環(huán)節(jié)可以對(duì)地球衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道進(jìn)行講解,然后讓學(xué)生聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活進(jìn)行聯(lián)想,然后在結(jié)合具體案例進(jìn)行教學(xué)。
例2.如果一個(gè)橢圓A和點(diǎn)B(9,3),X和Y是過(guò)點(diǎn)B的直線和橢圓的交點(diǎn),再?gòu)腦Y上取一點(diǎn)P,求點(diǎn)P的軌跡方程。
這一案例的主要特點(diǎn)就是動(dòng)點(diǎn)比較多,因此比較困難,教師可以通過(guò)實(shí)際演示的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo),然后讓學(xué)生可以結(jié)合相關(guān)參數(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。首先要確定參數(shù),然后對(duì)點(diǎn)P的橫、縱坐標(biāo)的參數(shù)進(jìn)行確定,最后再將參數(shù)消除,從而達(dá)到有效解決問(wèn)題的目的,并可以快速得出正確答案。在這一過(guò)程中,學(xué)生可以加深對(duì)圓錐曲線知識(shí)的理解和應(yīng)用,還能鍛煉審題能力,為解題效率的提升創(chuàng)造條件。
在正式教學(xué)過(guò)程中,教師可以結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行分階段的教學(xué),比如,對(duì)于基礎(chǔ)階段的學(xué)生來(lái)說(shuō),教師可以先演示、再模仿,然后引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造。在解題時(shí),教師要引導(dǎo)學(xué)生梳理解題思路,并有效把握關(guān)鍵要素,不能以得出答案為根本目的。
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例3.如果X+Y=1是圓O的方程,點(diǎn)A的坐標(biāo)是(3,0),圓O上有一個(gè)動(dòng)點(diǎn)H,線段HA的中點(diǎn)是N,要求計(jì)算點(diǎn)N的軌跡方程。
對(duì)于這一道題,首先可以將點(diǎn)N的坐標(biāo)用參數(shù)表示為(a,b),點(diǎn)H為(a1,b1),根據(jù)已知條件就可以得出(a1+3)/2=a,(b1+0)/2=b,由此可以得到a1=2a-3,b1=2b,另外,又知道點(diǎn)H是O上的一點(diǎn),將其帶入到X+Y=1中,就得出其軌跡是(2x-3)+(2y)=1。
教師在講完這道題之后,不能得出答案就行了,而是要對(duì)解題技巧和方法進(jìn)行總結(jié),比如,就這道題而言,動(dòng)點(diǎn)N的變化是隨著H的變化而變化的,我們稱之為相關(guān)點(diǎn),在正式解題中,只有找出這些點(diǎn)的坐標(biāo)之間關(guān)系,才能將參數(shù)進(jìn)行帶入,從而得出其運(yùn)動(dòng)軌跡。
例4.(2017年高考全國(guó)一卷20題)已知橢圓C1:x2/a2+y2/b2=1,其中a>b>0,已知四個(gè)點(diǎn)P1、P2、P3、P4,坐標(biāo)依次為(1,1),(0,1),(-1,根號(hào)3/2),(1,根號(hào)3/2),其中有三個(gè)點(diǎn)在橢圓上,問(wèn):
(1)求橢圓方程;
(2)有直線L與橢圓交于A點(diǎn)和B點(diǎn),但不過(guò)P2點(diǎn),如果直線AP2和BP2的斜率之和是-1,那么證明直線L過(guò)定點(diǎn)。
解題思路分析:
首先,對(duì)于這一問(wèn)題,教師在教學(xué)時(shí),首先要對(duì)題目所考察的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行明確,這道題明顯在考察學(xué)生對(duì)橢圓的定義和其性質(zhì)的理解和韋達(dá)定理的應(yīng)用,因此,教師在教學(xué)時(shí)要對(duì)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解。
其次,對(duì)于這一個(gè)問(wèn)題來(lái)說(shuō),我們對(duì)例題進(jìn)行簡(jiǎn)要解析:
第一問(wèn)比較簡(jiǎn)單,明顯的,P3和P4關(guān)于y軸對(duì)稱,因此有橢圓的對(duì)稱性可以得出,這兩個(gè)點(diǎn)在橢圓上,又可以根據(jù)a、b和0 的大小關(guān)系推斷出點(diǎn)P1在C1上,因此只有P2點(diǎn)不在橢圓上,將P4,P3,P1點(diǎn)的坐標(biāo)帶入橢圓方程中就不難得出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。
第二問(wèn)難度加大,主要考察學(xué)生對(duì)橢圓知識(shí)的綜合應(yīng)用能力??梢愿鶕?jù)題目已知條件,設(shè)兩條直線的斜率分別為k1和k2,因此k1+k2=-1,再將直線L方程設(shè)為y=kx+m(m不等于1)(其中L與x軸垂直的條件不符題意,省略),然后將直線L方程帶入問(wèn)題1求出的橢圓方程中,可以寫出判別式,然后根據(jù)韋達(dá)定理和k1+k2=-1的條件,就能夠判斷出L恒過(guò)定點(diǎn)了。
最后,以這道題為例,教師還要對(duì)學(xué)生的易出錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行分析,對(duì)于第一問(wèn)來(lái)說(shuō),學(xué)生比較容易出錯(cuò)的地方可能在對(duì)點(diǎn)P1的判定上,因?yàn)橐徊糠滞瑢W(xué)在不等式的大小比較問(wèn)題上經(jīng)常出錯(cuò),但只要將分子分母的大小關(guān)系和什么時(shí)候變號(hào)的問(wèn)題認(rèn)清,就不會(huì)容易出錯(cuò),因此在第一問(wèn)發(fā)生問(wèn)題的幾率比較小。第二問(wèn)對(duì)很多學(xué)生來(lái)說(shuō)都是難點(diǎn),第一,沒(méi)有設(shè)參數(shù)的意識(shí);第二,對(duì)橢圓和直線的關(guān)系認(rèn)識(shí)不明確;第三,韋達(dá)定理應(yīng)用能力欠缺。這些都是學(xué)生容易出錯(cuò)的原因,因此教師在教學(xué)時(shí),要重點(diǎn)結(jié)合這三個(gè)方面內(nèi)容對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行培養(yǎng),讓學(xué)生養(yǎng)成一種意識(shí),在接觸這類題時(shí),能夠首先想到設(shè)參數(shù),然后將相關(guān)問(wèn)題聯(lián)系起來(lái),并考慮應(yīng)用了哪一方面的知識(shí),在理順清解題思路的基礎(chǔ)上,提高解題效率。
綜上所述,作為高中數(shù)學(xué)教學(xué)中最關(guān)鍵的組成部分,教師在進(jìn)行圓錐曲線教學(xué)時(shí),首先一定要讓學(xué)生明確圓錐曲線的定義,這樣才能為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ),然后再結(jié)合實(shí)際案例對(duì)解題過(guò)程進(jìn)行演示,讓學(xué)生在從模仿到創(chuàng)造的過(guò)程中對(duì)知識(shí)進(jìn)行深入記憶。當(dāng)然在這一過(guò)程中,教師還要注重教學(xué)方法的運(yùn)用,提高教學(xué)的實(shí)效性,保證教學(xué)工作更加順利地開(kāi)展。