饒艷 陳倫全
摘要:解析幾何是溝通代數(shù)與幾何的橋梁,是初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)的紐帶。 解析幾何是用代數(shù)的方法系統(tǒng)研究幾何,促進(jìn)代數(shù)幾何完美融和及日新月異的發(fā)展。抓住解決解析幾何問(wèn)題的核心思想——構(gòu)建充滿(mǎn)聯(lián)系的知識(shí)結(jié)構(gòu),探究問(wèn)題背后的本質(zhì)規(guī)律,掌握解決問(wèn)題的基本策略,優(yōu)化數(shù)學(xué)運(yùn)算的繁瑣冗長(zhǎng),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力(邏輯推理能力、運(yùn)算求解能力、直觀(guān)想象能力、數(shù)學(xué)建模能力和創(chuàng)新能力)有著非常重要的作用。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);優(yōu)化運(yùn)算;立德樹(shù)人
一,神機(jī)妙算
解析幾何對(duì)運(yùn)算能力的考查要求較高,學(xué)生感受在解析幾何中常?!跋氩坏健?、“算不出”。 所以如何優(yōu)化運(yùn)算,提高運(yùn)算能力,就顯得尤為重要。
1.規(guī)范作圖,有效識(shí)圖
規(guī)范地作出幾何圖形能夠提供較為準(zhǔn)確的研究對(duì)象,是研究幾何問(wèn)題的基礎(chǔ)。作圖的過(guò)程既是幾何條件的梳理過(guò)程,也是運(yùn)算思路的探究過(guò)程,綜合考查了信息轉(zhuǎn)化能力、動(dòng)手操作能力和形象思維能力。借助規(guī)范的圖形,通過(guò)直觀(guān)想象可以有效猜測(cè)幾何圖形的性質(zhì),通過(guò)代數(shù)運(yùn)算,驗(yàn)證猜測(cè),充分體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想、化歸與轉(zhuǎn)化的思想。
例1 【2020年全國(guó)統(tǒng)一高考數(shù)學(xué)試卷(理科)(新課標(biāo)Ⅲ)】若直線(xiàn)與曲線(xiàn)和都相切,則的方程為( )
與圓M相切,同理,(此方程等價(jià)于與圓M相切)。要證明直線(xiàn)與圓M相切,即圓點(diǎn)M到直線(xiàn)的距離。
評(píng)析:試題將直線(xiàn)與拋物線(xiàn)、直線(xiàn)與圓等內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,試題重視對(duì)稱(chēng)美等數(shù)學(xué)美的理解和應(yīng)用,對(duì)學(xué)生的邏輯推理能力、運(yùn)算求解能力有較高的要求。本題解答的關(guān)鍵是選擇作參數(shù),明確運(yùn)算方向,合理運(yùn)用同理可得,優(yōu)化運(yùn)算過(guò)程。試題能較好地區(qū)分不同層次的考生,具有較好的選拔功能,而且試題的設(shè)計(jì)關(guān)注了新課程標(biāo)準(zhǔn)下解析幾何這部分內(nèi)容的要求,試題重基礎(chǔ)、重能力、重應(yīng)用、重創(chuàng)新,對(duì)引領(lǐng)中學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)與改革起到了積極的導(dǎo)向作用。
二、育人價(jià)值
高中階段解析幾何板塊優(yōu)化數(shù)學(xué)運(yùn)算的策略,主要涉及以下幾個(gè)方面:理解運(yùn)算條件,探究運(yùn)算方向,選擇運(yùn)算公式、設(shè)計(jì)運(yùn)算程序和求得運(yùn)算結(jié)果。
1.全面要求,綜合考查——以關(guān)鍵能力作為主線(xiàn)
突出理性思維,考查關(guān)鍵能力:比如2021年全國(guó)甲卷理科第20題(文科21)對(duì)于平面幾何中直線(xiàn)與直線(xiàn)、直線(xiàn)與曲線(xiàn)位置關(guān)系的判定,會(huì)注重考查直觀(guān)想象能力、邏輯推理能力、作圖識(shí)圖能力、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、轉(zhuǎn)化與化歸、數(shù)形結(jié)合思想,會(huì)利用式子結(jié)構(gòu)特征簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程,考查學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí),應(yīng)用能力。2020年全國(guó)Ⅲ卷理科第20題(文科21題)考查橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程、定義、離心率及三角形面積問(wèn)題,注重考查直觀(guān)想象能力、邏輯推理能力、作圖識(shí)圖能力、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、轉(zhuǎn)化與化歸、數(shù)形結(jié)合思想,考查考生綜合與靈活地應(yīng)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)、思想方法,選擇有效的方法、途徑和手段分析信息,進(jìn)行獨(dú)立的思考、探索和研究,尋找更優(yōu)的運(yùn)算方向,創(chuàng)造性地解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識(shí)。這類(lèi)試題在考查理性思維、數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)探索等學(xué)科素養(yǎng)的同時(shí),也在考查學(xué)生面對(duì)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題情境時(shí)應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)的情感態(tài)度和價(jià)值觀(guān)。
2.立足學(xué)科,展現(xiàn)思維——以思想方法作為引領(lǐng)
比如2021年全國(guó)甲卷理科第15題、2019年全國(guó)II卷理科第11題等,試題堅(jiān)持以學(xué)生學(xué)習(xí)與運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題所需要的函數(shù)與方程、數(shù)形結(jié)合、分類(lèi)整合、化歸與轉(zhuǎn)化、特殊與一般等思想方法和歸納推理、類(lèi)比推理、演繹推理等具體方法為靈魂,立足解析幾何學(xué)科特點(diǎn),突出考查考生獨(dú)立思考、綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
3.彰顯價(jià)值,立德樹(shù)人——以學(xué)科育人為追求
關(guān)注學(xué)生鍥而不舍的鉆研精神和科學(xué)態(tài)度,以及對(duì)數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí),形成批判性的思維習(xí)慣,崇尚數(shù)學(xué)的理性精神。
綜上,培養(yǎng)和提升學(xué)生解析幾何中的作圖識(shí)圖能力和直觀(guān)想象能力,通過(guò)分析圖形與圖形、圖形與數(shù)量的關(guān)系來(lái)尋找更優(yōu)的運(yùn)算方向。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題,綜合與靈活地應(yīng)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)、思想方法,選擇有效的方法、途徑和手段分析信息,進(jìn)行獨(dú)立的思考、探索和研究,創(chuàng)造性地解決問(wèn)題的創(chuàng)新意識(shí)。 樹(shù)立戰(zhàn)勝困難的信心,培養(yǎng)鍥而不舍的精神,為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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[2]葉長(zhǎng)琴.多向思考提升數(shù)學(xué)運(yùn)算核心素養(yǎng)—以一道解析幾何題為例[G].中學(xué)生數(shù)學(xué),2020.7,15:17.