摘要:圓錐曲線是平面解析幾何的重要組成部分,是高考數(shù)學(xué)的重難點(diǎn)之一,對(duì)學(xué)生的運(yùn)算和思維有著較高的要求.這部分知識(shí)繁多且復(fù)雜,對(duì)學(xué)生具有極大的挑戰(zhàn).傳統(tǒng)的教學(xué)使學(xué)生處于被動(dòng)接受中,不利于學(xué)生深入了解知識(shí)的本質(zhì).新課標(biāo)中對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)提出了新的要求,積極推廣并實(shí)施新的教學(xué)方法,以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、大膽探索、合作交流的學(xué)習(xí)方式,變式教學(xué)與課程改革理念中所強(qiáng)調(diào)的學(xué)生能力培養(yǎng)要求相契合.因此,變式教學(xué)在圓錐曲線的教學(xué)中具有關(guān)鍵性作用.
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);圓錐曲線;變式教學(xué);教學(xué)策略
圓錐曲線的理論知識(shí)點(diǎn)繁多,對(duì)于高中學(xué)生來(lái)講,面臨的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)沉重,且必須在有限的時(shí)間掌握,因此掌握高效的學(xué)習(xí)策略顯得格外重要.采取多樣化的學(xué)習(xí)方式來(lái)應(yīng)對(duì)圓錐曲線的課題,可以幫助學(xué)生徹底掌握已學(xué)的知識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生積極掌握數(shù)學(xué)概念,在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的歷程中掌握數(shù)學(xué)知識(shí),同時(shí)提升對(duì)數(shù)學(xué)這門學(xué)科的自信.經(jīng)深入剖析圓錐曲線變式教學(xué)實(shí)踐中的問(wèn)題及其根本原因,本文依據(jù)教師和學(xué)生這兩個(gè)視角提出了如下對(duì)策.
1加強(qiáng)集體備課,分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn)
圓錐曲線在高中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容中占據(jù)了重要地位,對(duì)于學(xué)生而言,它不僅富有挑戰(zhàn)性,還對(duì)學(xué)生的思維能力提出了較高的要求.教師對(duì)教育理念的領(lǐng)悟及施教手法皆不盡相同,集體備課成為一個(gè)互通有無(wú)的舞臺(tái),教師借此交流心得,集思廣益,進(jìn)而促成小幅調(diào)整促發(fā)深刻轉(zhuǎn)變,以期獲得更優(yōu)質(zhì)的授課成效.在集體備課的階段,教師可以交流他們?cè)谥v授圓錐曲線時(shí),巧妙運(yùn)用多樣化教學(xué)策略的經(jīng)驗(yàn).教師通過(guò)互相借鑒和推薦,攜手克服了實(shí)際授課中遭遇的諸多挑戰(zhàn).[1]這有助于增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì),并對(duì)持續(xù)提升教學(xué)水平產(chǎn)生積極影響.采用集體備課的模式能夠協(xié)調(diào)一致各班級(jí)的授課節(jié)奏,對(duì)教師加深對(duì)變式教學(xué)策略的認(rèn)識(shí)以及處理實(shí)際教學(xué)中的難題大有裨益.此外,此舉也擴(kuò)展了學(xué)生思維的空間,有助于喚起他們對(duì)數(shù)學(xué)這個(gè)學(xué)科的熱情,進(jìn)而促使他們積極投入課堂互動(dòng)中.因此,當(dāng)實(shí)施多樣化的教學(xué)策略時(shí),教師需特別注重集體備課,并在教學(xué)圓錐曲線時(shí)增進(jìn)研討與溝通,幫助學(xué)生解決疑惑和不確定問(wèn)題,進(jìn)而提高教學(xué)效果.
2深度挖掘教材,充分解析素材
隨著輔助教材和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷提升,在備課所能分配的時(shí)間愈發(fā)有限的背景下,教師傾向于采用現(xiàn)成的教輔資源改編形式,或者簡(jiǎn)單地匯總課本中的練習(xí)題目,卻忽視了對(duì)教材內(nèi)容的深化拓展.教師需高度注重教材內(nèi)容與課堂教學(xué)的相互聯(lián)系.教材不只體現(xiàn)了教學(xué)大綱的實(shí)際運(yùn)用,同時(shí)也承載了大部分教學(xué)素材.因此,教師需要充分發(fā)掘并且利用教材,對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)而使學(xué)生深刻掌握其背后的知識(shí)架構(gòu).借助差異性的教學(xué)方法可促進(jìn)學(xué)生理解數(shù)學(xué)的基本原理與定律,增進(jìn)數(shù)學(xué)修養(yǎng),養(yǎng)成優(yōu)秀的學(xué)習(xí)風(fēng)格,拓展邏輯思維技巧.[2]教師應(yīng)深刻掌握?qǐng)A錐曲線這一關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),全方位熟練掌握相關(guān)教材內(nèi)容,透徹辨析教材所要傳達(dá)的核心要旨,進(jìn)一步挖掘教材的深遠(yuǎn)寓意,增強(qiáng)各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)結(jié),辨識(shí)它們的共性,構(gòu)筑起新、舊知識(shí)間的紐帶,整合教學(xué)資源的同時(shí),加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與運(yùn)用.教師應(yīng)針對(duì)圓錐曲線的學(xué)習(xí)模塊,透徹解析其可變參數(shù)的層面,并且對(duì)教學(xué)材料執(zhí)行適宜的改編,在現(xiàn)行理解能力的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)、創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容.這樣一來(lái),不僅有助于學(xué)生溫故知新,在變式教學(xué)模式下提高他們的學(xué)習(xí)成效,同時(shí)保證了教學(xué)過(guò)程的順暢銜接.
教學(xué)過(guò)程中教師可將教材中的例題和練習(xí)題放在一起進(jìn)行研究,創(chuàng)設(shè)新的題目.
新題設(shè)A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(-5,0),(5,0),直線AM,BM相交于點(diǎn)M,且它們的斜率之積是-49,求點(diǎn)M的軌跡方程.
解析:假設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,y),因?yàn)辄c(diǎn)A的坐標(biāo)為(-5,0),所以直線AM的斜率為kAM=yx+5(x≠-5).同理,直線BM的斜率為kBM=yx-5(x≠5),由已知有yx+5×yx-5=-49(x≠±5)化簡(jiǎn)得x225+9y2100=1(x≠±5).因此,點(diǎn)M的軌跡是除去(-5,0),(5,0)兩點(diǎn)的橢圓.
教師通過(guò)變題練習(xí)幫助學(xué)生鞏固所學(xué),指導(dǎo)他們梳理尋找解題軌跡的基本步驟,并讓他們領(lǐng)悟多個(gè)問(wèn)題采用同一解法是解題變化中的一種策略.
3變式難度適當(dāng),面向全體學(xué)生
教師施行圓錐曲線變式教學(xué)法時(shí),須顧及學(xué)生之間的差異性,依據(jù)其已有的知識(shí)水平調(diào)整教學(xué)方案,激發(fā)那些基礎(chǔ)薄弱學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與參與度.如果題目改編的難度偏高,可能打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情;反之若太簡(jiǎn)單,則會(huì)導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容失去深度,難以喚醒學(xué)生的好奇心和發(fā)掘其潛力,改編題目的優(yōu)點(diǎn)亦難以在教學(xué)過(guò)程中顯現(xiàn).[3]變式教學(xué)理應(yīng)依循學(xué)生最近發(fā)展區(qū)進(jìn)行逐層次深入的構(gòu)建,從而補(bǔ)足學(xué)生在知識(shí)與技術(shù)層面的潛在缺陷,幫助學(xué)生樹(shù)立初步理念,并獲取初階實(shí)踐體驗(yàn).因此,教師需站在學(xué)生的角度,針對(duì)其心理屬性進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,簡(jiǎn)化難題,以便于學(xué)生領(lǐng)會(huì),逐步攻破問(wèn)題.
以學(xué)習(xí)橢圓離心率的取值范圍相關(guān)知識(shí)為例,在編寫例題時(shí),教師應(yīng)遵循由易到難、循序漸進(jìn)的原則.
例題已知F1, F2是雙曲線C:x2a2-y2b2=1的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P在C上,PF1⊥PF2,且∠PF1F2=30°,則雙曲線C的離心率為.
解析:焦點(diǎn)三角形條件背景下求雙曲線的離心率,一般結(jié)合雙曲線的定義,運(yùn)用已知條件研究出△PF1F2的三邊之比或內(nèi)角正弦值之比,得到
e=ca=2c2a=|F1F2|||PF1|-|PF2||=sin∠F1PF2|sin∠PF1F2-sin∠PF2F1|.
不妨設(shè)|PF2|=1,則|PF1|=3,|F1F2|=2,由橢圓離心率公式,得
e= |F1F2|||PF1|-|PF2||=23-1=3+1.
變式1已知F1,F(xiàn)2是雙曲線C:x2a2-y2b2=1的左、右焦點(diǎn),過(guò)F1且與x軸垂直的直線與雙曲線C交于A,B兩點(diǎn),若△ABF2是等腰直角三角形,則雙曲線C的離心率為.
解析:因?yàn)椤鰽BF2是等腰直角三角形,所以△AF1F2也是等腰直角三角形.由離心率公式,得
e=sin∠F1PF2|sin∠PF1F2-sin∠PF2F1|=sin45°|sin90°-sin45°|=2+1.
變式2過(guò)雙曲線C:x2a2-y2b2=1的左焦點(diǎn)F1作x軸的垂線交C于A,B兩點(diǎn),C的右焦點(diǎn)為F2,若cos∠AF2B=18,則雙曲線C的離心率為.
解析:由題,cos∠AF2B=cos2∠AF2F1=2cos2∠AF2F1-1=8,解得cos∠AF2F1=34,即|F1F2||AF2|=34.
不妨設(shè)|F1F2|=3,|AF2|=4,則|AF1|=7,所以e=|F1F2||AF2|-|AF1|=34-7=4+73.
【設(shè)計(jì)意圖】上述三個(gè)問(wèn)題依次設(shè)計(jì),形成了一個(gè)遞進(jìn)式學(xué)習(xí)的過(guò)程,讓學(xué)生逐漸領(lǐng)會(huì)并學(xué)會(huì)離心率相關(guān)的運(yùn)用.尤其是變式2,鑒于其融入了三角函數(shù)的恒等式轉(zhuǎn)換知識(shí),對(duì)學(xué)生的能力要求更高.直接推演變式2有可能導(dǎo)致一些學(xué)生困惑,所以從簡(jiǎn)易案例出發(fā)并融入三角函數(shù)公式,以此逐漸引導(dǎo)學(xué)生解題.通過(guò)這種方式,既可以輔助學(xué)生記起雙曲線的離心率計(jì)算方法,又能保證每位學(xué)生發(fā)現(xiàn)最適合自己的掌握途徑,減輕了學(xué)習(xí)的難度,增加了學(xué)習(xí)的樂(lè)趣.在案例教學(xué)的帶動(dòng)下,筆者逐漸提高了題目的難度水平,促使學(xué)生能在掌握的知識(shí)陣地上持續(xù)自我突破,養(yǎng)成他們的探求能力.在解答例題時(shí),先設(shè)出PF2的長(zhǎng),隨后依據(jù)垂直性質(zhì)確定PF1的長(zhǎng),由此推導(dǎo)出焦距的值,最后運(yùn)用相應(yīng)的公式來(lái)計(jì)算離心率,這樣既加深了學(xué)生的基本理解,又提升了他們分析推斷的能力.在變式2解題中,針對(duì)焦點(diǎn)三角形知識(shí)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了進(jìn)階加強(qiáng).盡管如此,得益于早先的例題以及變式1的基礎(chǔ)搭建,學(xué)生形成了一套理論結(jié)構(gòu),從淺入深,能夠更加自信地迎接這次考驗(yàn).此過(guò)程充分顯現(xiàn)了富于意義的學(xué)習(xí)理論的核心觀點(diǎn),即在學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知與新領(lǐng)域知識(shí)之間架設(shè)紐帶,確保每一名學(xué)生都能融入學(xué)習(xí)過(guò)程,并獲得解決棘手問(wèn)題技巧的機(jī)會(huì).這不僅能促進(jìn)學(xué)生邏輯思維的精進(jìn),也能喚醒他們創(chuàng)新的思想火花,促使他們?cè)诟髯缘膶用嫔先〉眠M(jìn)步.
4變式數(shù)量適度,重視學(xué)生體驗(yàn)
課堂教學(xué)中,如果變式練習(xí)的次數(shù)太頻繁,學(xué)習(xí)的樂(lè)趣將減少,容易使學(xué)生感到疲乏,失去積極探求的動(dòng)力,這與教學(xué)的初衷相悖.另外,上課時(shí)間有其固定限制,變式太多會(huì)擠占后續(xù)教程的時(shí)間,使得之后的內(nèi)容倉(cāng)促應(yīng)付,影響教學(xué)效果.變式少到一定程度,又會(huì)限制問(wèn)題探索的廣度和深度,進(jìn)而影響學(xué)生思維能力的全面發(fā)展.因此,教師應(yīng)當(dāng)巧妙地構(gòu)思變式設(shè)計(jì),確保既揭示知識(shí)相互之間的聯(lián)系,又能彰顯其固有的特性.教師需準(zhǔn)確了解變式的數(shù)量,數(shù)量的大小并不是決定性因素,真正重要的是準(zhǔn)確度.施行變式教學(xué)時(shí),教師需依據(jù)教育對(duì)象量力而行,設(shè)計(jì)教案時(shí)要兼顧教學(xué)內(nèi)容的難易程度與學(xué)生的理解能力,并且在授課前清晰界定差異教學(xué)的應(yīng)用邊界.授課時(shí),教師需以既定目標(biāo)為引領(lǐng),兼顧學(xué)生的接受程度,恰當(dāng)掌握適度原則.實(shí)施過(guò)程中,教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的參與頻率、表情的微妙變化以及課堂互動(dòng)反饋,適當(dāng)改進(jìn)教學(xué)方法,以期達(dá)到最佳的教學(xué)成效.教與學(xué)應(yīng)該并重,僅僅教師向?qū)W生傳授課程內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,學(xué)生亦需積極參與其中,使學(xué)習(xí)過(guò)程由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng).在涉及圓錐曲線的學(xué)習(xí)中,學(xué)生應(yīng)在掌握初步概念之后,積極進(jìn)行多樣化的練習(xí),課余時(shí)間應(yīng)養(yǎng)成自我反思與梳理的習(xí)慣,通過(guò)這種方法才能深化對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)與掌握.這樣,在多變的習(xí)題訓(xùn)練過(guò)程中,他們才能開(kāi)闊思路,從新穎的視角審視和思索問(wèn)題.
5優(yōu)化布置創(chuàng)新型作業(yè),拓展課外多樣化學(xué)習(xí)空間
多樣化的教學(xué)方法并非只適用于基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程,在課堂以外,學(xué)生亦應(yīng)被賦予實(shí)踐不同教學(xué)模式的自由.此類多變的教學(xué)方式被視作一項(xiàng)行之有效的教學(xué)策略.研究拋物線等二次函數(shù)過(guò)程中,所牽涉的理論點(diǎn)頗為繁雜,這導(dǎo)致課堂講授時(shí)難以對(duì)各環(huán)節(jié)內(nèi)容做到細(xì)致全面地呈現(xiàn).運(yùn)用多樣化的教學(xué)策略,既能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解與記憶,也能構(gòu)建一個(gè)供學(xué)生獨(dú)立研究和應(yīng)用多樣化學(xué)習(xí)法的空間,最大限度地發(fā)揮多樣化教學(xué)法的特殊益處,進(jìn)而提升學(xué)生的實(shí)際操作技能.再者,針對(duì)“中國(guó)學(xué)習(xí)者悖論”現(xiàn)象,采用差異化的教學(xué)策略同樣是一種妥當(dāng)?shù)年U釋手段.為緩解學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力并提升其操作實(shí)踐技能,教師可以規(guī)劃更為合理的動(dòng)態(tài)性作業(yè)內(nèi)容,創(chuàng)新作業(yè)形式.在準(zhǔn)備教案的過(guò)程中,更為專注并深入探討相關(guān)資料,從而構(gòu)建一整套既合理又具有實(shí)操性的動(dòng)態(tài)教學(xué)任務(wù).
教師在布置作業(yè)時(shí)應(yīng)緊扣教育目標(biāo),并依據(jù)學(xué)生當(dāng)日所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)更改,以確保作業(yè)內(nèi)容與學(xué)生已掌握知識(shí)相適應(yīng).即便外在形態(tài)存在差異,教師亦可探索多種呈現(xiàn)方法以創(chuàng)設(shè)題目的多樣化,從而維持思想的一致和融洽,激發(fā)學(xué)生探索多種解題途徑,感悟不同策略的優(yōu)劣,以便在面對(duì)未來(lái)相似難題時(shí)能夠更有效率地運(yùn)用恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)技巧.構(gòu)建具有一致性的習(xí)題時(shí),教師要讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中明確他們所使用的解題方法和思考方式,從這批相似的問(wèn)題中總結(jié)出普適性的處理辦法,提升學(xué)生在解決多個(gè)問(wèn)題時(shí)運(yùn)用統(tǒng)一解答技巧的能力.為激發(fā)學(xué)生的好奇心和實(shí)驗(yàn)精神,教師應(yīng)設(shè)計(jì)多樣化的探究型任務(wù),以此拓展學(xué)生的思考邊界及其深層次的認(rèn)知能力.
6結(jié)語(yǔ)
在實(shí)際的圓錐曲線教學(xué)過(guò)程中,教師在設(shè)計(jì)變式時(shí)必須遵循相應(yīng)的規(guī)則.首先,教師需要設(shè)計(jì)出具有針對(duì)性的變式,而不是盲目地進(jìn)行.這需要以存在的問(wèn)題為中心,針對(duì)學(xué)生的特定思維進(jìn)行專門的訓(xùn)練.其次,變式應(yīng)以學(xué)生的具體需求為基礎(chǔ),既需保證變式的復(fù)雜程度,滿足他們總體上的接納程度,又需保證變式的數(shù)量恰如其分.唯有如此,學(xué)生的參與熱情才能得以激發(fā).同時(shí),鑒于課程的時(shí)長(zhǎng)是有限的,教師需要恰當(dāng)?shù)卣瓶剡@個(gè)“度”.
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