江蘇省泰州市羅塘高級(jí)中學(xué) 趙允星
文章通過對(duì)一道高三模擬題的思考,層層遞進(jìn)地設(shè)計(jì)出一系列具有高度思維價(jià)值的問題,定位于高考考查的重難點(diǎn),立足于數(shù)學(xué)的本原,更有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了高中數(shù)學(xué)六大核心素養(yǎng),即:數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析、邏輯推理、數(shù)學(xué)抽象。從數(shù)學(xué)發(fā)展的角度來看,要求學(xué)生會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光觀察問題、會(huì)用數(shù)學(xué)的思維思考問題、會(huì)用數(shù)學(xué)的語言表述問題。因此,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象思維是數(shù)學(xué)教學(xué)的核心。而如何培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)是當(dāng)今絕大多數(shù)老師思考的問題。常見的數(shù)學(xué)教學(xué)有三種模式:一是以情境創(chuàng)設(shè)為開篇,逐步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)新知識(shí),再以例題講解加以鞏固;二是以知識(shí)點(diǎn)為主線,以點(diǎn)帶題,層層深入;三是以例題為載體,將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來。然而在日常的教學(xué)過程中,很多老師都會(huì)遇到這樣的問題:學(xué)生在遇到一些有難度的題目時(shí)往往觀察不出問題的結(jié)構(gòu),以致無法關(guān)聯(lián)相關(guān)的知識(shí)。筆者在一道高三模擬題研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行推廣探究,這樣可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的類比聯(lián)系,以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)。
例題:如圖所示,F(xiàn)為拋物線C:y2=8x的焦點(diǎn)。過點(diǎn)F的直線l與拋物線C交于M、N兩點(diǎn)。試確定在x軸上是否存在點(diǎn)P,使得PM、PN關(guān)于x軸對(duì)稱?若存在,請(qǐng)求出P點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由。
解法探究一:若存在點(diǎn)P,使PM、PN關(guān)于x軸對(duì)稱,則kPM=-kPN,由此求得P點(diǎn)坐標(biāo)。
由kPM+kPN=0 得a=-2,此時(shí)P(-2,0)。
所以,當(dāng)直線l垂直于x軸時(shí),此時(shí)P為除F的一切點(diǎn);當(dāng)直線l不垂直于x軸時(shí),P點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,0)。
解法探究二:若存在點(diǎn)P,使得PM、PN關(guān)于x軸對(duì)稱,由對(duì)稱性可知,點(diǎn)N關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)N1為PM與拋物線的交點(diǎn),可以證明直線MN1過定點(diǎn)P。
解答:(1)若直線l垂直于x軸,此時(shí)P為除F的一切點(diǎn)。
即點(diǎn)P坐標(biāo)為(-2,0)。
所以,當(dāng)直線l垂直于x軸時(shí),點(diǎn)P為除F的一切點(diǎn);當(dāng)直線l不垂直于x軸時(shí),P點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,0)。
針對(duì)本題,若只是通過常態(tài)的教師展示講授,可能導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于題目的理解和把握僅僅停留在機(jī)械的記憶和模仿層面,缺乏思考與探究,更不能靈活地整合知識(shí)、遷移知識(shí),無法解決類似的問題。這顯然與新課程理念不相符。筆者希望學(xué)生能將這道例題的研究方法和思維形式化為思維習(xí)慣,從而使學(xué)生能夠觸類旁通,進(jìn)而提升學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)。在有了類似的解題經(jīng)驗(yàn)之后,根據(jù)數(shù)學(xué)抽象可以將已有數(shù)學(xué)命題進(jìn)行整合類比,進(jìn)而推廣到更一般的情形中,能夠在新的情境中選擇和運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來解題,以達(dá)到觸類旁通的效果,這正是數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)的內(nèi)涵要求。
PM,PN關(guān)于x軸對(duì)稱?
解法探究:若存在點(diǎn)P,使得直線PM,PN關(guān)于x軸對(duì)稱,由對(duì)稱性可知,點(diǎn)N關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)N1為直線PM與橢圓的交點(diǎn),可以證明直線MN1過定點(diǎn)P。
解答:設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),則N關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為N1(x2,-y2)。
本文立足于數(shù)學(xué)的本原,采用特殊到一般的數(shù)學(xué)思想,通過“例題+推廣探究”的形式,讓學(xué)生體會(huì)從一個(gè)問題到一類問題的歸納過程,從而抓住圓錐曲線中定值定點(diǎn)問題的本質(zhì),同時(shí)學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光處理結(jié)構(gòu)→提取特征→關(guān)聯(lián)知識(shí)思想方法→生成解法→解決問題,這是數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)的內(nèi)涵,也是落實(shí)數(shù)學(xué)抽象核心素養(yǎng)的要求。