“微專題\"是高三二輪復(fù)習(xí)的重要課型,以某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或數(shù)學(xué)方法作為課堂探索的核心,帶領(lǐng)學(xué)生追溯其原始階段,以概念作為教學(xué)起點(diǎn),借助明線與暗線串聯(lián)教學(xué)內(nèi)容,形成教學(xué)專題,幫助學(xué)生鞏固知識(shí)、提升能力.“微\"和“?!笔俏n}教學(xué)的核心特征:從教學(xué)主題來看,“微\"體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容“切口小”,它能將與探索主題相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來,增強(qiáng)學(xué)生的感知與理解;“專\"則主要體現(xiàn)在對(duì)教學(xué)內(nèi)容的深度探索、考點(diǎn)的細(xì)致剖析、知識(shí)的精準(zhǔn)辨析以及難點(diǎn)的有效突破上.
教學(xué)分析
本節(jié)課為高三二輪復(fù)習(xí)課,執(zhí)教對(duì)象為理科班,學(xué)生具備較好的理論與解題基礎(chǔ),對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣較高.但學(xué)生存在分層現(xiàn)象,部分學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,對(duì)“圓\"章節(jié)存在畏難情緒.通過課前測試分析發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)“點(diǎn)和圓”“直線和圓”\"圓和圓\"的位置關(guān)系掌握良好,邏輯推理與運(yùn)算能力較強(qiáng),能夠熟練運(yùn)用等價(jià)轉(zhuǎn)換、數(shù)形結(jié)合等思想方法.基于學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)與現(xiàn)存不足,選擇“與圓相關(guān)的范圍問題\"作為“微專題\"展開教學(xué),聚焦薄弱環(huán)節(jié)深化學(xué)習(xí).
教學(xué)過程
1.導(dǎo)入主題
課堂伊始,教師向?qū)W生說明“直線的方程\"“圓的方程\"的高考要求,強(qiáng)調(diào)解決“直線與圓\"問題主要有以下兩個(gè)途徑: ① 從問題的幾何背景出發(fā),依據(jù)圖形的幾何關(guān)系,挖掘問題中的隱含條件,通過等價(jià)轉(zhuǎn)換解題;② 將問題代數(shù)化,借助方程(組)進(jìn)行求解.結(jié)合學(xué)生課前測試的情況,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在等價(jià)轉(zhuǎn)換方面存在較多問題,因此設(shè)計(jì)此堂專題復(fù)習(xí)課,重點(diǎn)探討如何解決與圓相關(guān)的范圍問題.
設(shè)計(jì)意圖開門見山地向?qū)W生展示教學(xué)主題、選題原因以及教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),一方面節(jié)省課堂時(shí)間,讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向;另一方面迅速激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使其將注意力集中到課堂學(xué)習(xí)中,為后續(xù)教學(xué)做好鋪墊,
2.例題展示
例1已知圓 O:x2+y2-1=0 ,直線:2x+y=2 上存在一點(diǎn) C,AB 為圓0上的一條弦,且弦AB垂直平分CO這根線段,那么點(diǎn)C橫坐標(biāo)的取值范圍為
師:關(guān)于本題,你們是怎么想的?
生1:題中提到了“垂直平分\"這個(gè)詞,說明存在垂直與中點(diǎn)這兩個(gè)隱含條件.
生2:垂直能理解,但中點(diǎn)不太容易明白,若將條件轉(zhuǎn)化為線段CO的中點(diǎn)處于圓內(nèi),倒是可以理解
生3:這是基于“形\"的視角進(jìn)行的分析,其實(shí)我們還可以基于“數(shù)\"的視角來研究.
師:哦?能不能描述得更具體一些?
生3:借助直線方程先將點(diǎn)C的坐標(biāo)設(shè)出來,然后將線段CO的中點(diǎn)M的坐標(biāo)寫出來,只要確保OM小于1即滿足條件.
設(shè)計(jì)意圖以一道簡單的問題作為學(xué)生思維的起點(diǎn),幫助所有學(xué)生順利跨越本節(jié)課專題教學(xué)的門檻.設(shè)計(jì)這一問題,旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到解決此類問題的關(guān)鍵在于精準(zhǔn)理解題意,并靈活轉(zhuǎn)化“點(diǎn)與圓”的位置關(guān)系,從而為后續(xù)進(jìn)一步深入探究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).
3.深入探索
例2已知點(diǎn) P 為直線l: mx+y=3 上的一點(diǎn),過點(diǎn)P作兩條射線與圓 O:x2+ y2-1=0 分別相切于點(diǎn)A, B ,且 ∠BPA= 60° ,那么實(shí)數(shù) 的取值范圍是
師:如圖1所示,本題給了一個(gè)特殊角,那么在Rt△APO內(nèi),如何借助特殊角轉(zhuǎn)化問題條件呢?
生4:可設(shè)定OP的長度為2.
師:根據(jù)0P=2可挖掘出什么條件?
生5:結(jié)合題意可知點(diǎn)0為定點(diǎn),點(diǎn)P為動(dòng)點(diǎn),若0P的長度為2,就代表了動(dòng)點(diǎn)P的活動(dòng)軌跡是半徑為2的圓(圓心為原點(diǎn)),這樣問題條件中就多了一個(gè)新的隱性軌跡一圓.
師:非常好!沿著這個(gè)思路繼續(xù)探索,會(huì)發(fā)現(xiàn)什么?
生6:點(diǎn)P同處于新的圓與直線上,只要探索直線與圓的位置關(guān)系即可,也就是研究直線l: mx+y=3 與圓 C x2+y2-4=0 的公共點(diǎn).
師:上述探索過程很好地詮釋了從復(fù)雜到簡單、化未知為已知的思維路徑.接下來,讓我們共同探究以下幾個(gè)變式問題:
變式1增加條件“點(diǎn)P可令四邊形APBO為正方形”,待求結(jié)論保持不變.
變式2增加條件“點(diǎn)P可令PA· 成立”,待求結(jié)論保持不變.
設(shè)計(jì)意圖例2是在例1的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的,其難度雖略有提升,但仍處于學(xué)生的認(rèn)知范圍內(nèi).該設(shè)計(jì)一方面著重培養(yǎng)學(xué)生敏銳的“發(fā)現(xiàn)\"能力,另一方面著力提升學(xué)生靈活的“轉(zhuǎn)化”能力.通過設(shè)置變式,引導(dǎo)學(xué)生深入探究隱性軌跡在不同條件與形式下,對(duì)解題思路和方法所產(chǎn)生的影響.這種設(shè)計(jì)方式,不僅能夠深化學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)化思想的理解,還能有效拓寬學(xué)生的思維廣度,促使學(xué)生熟練運(yùn)用轉(zhuǎn)化與數(shù)形結(jié)合思想,分析并解決各類數(shù)學(xué)問題.
4.主動(dòng)探究
例3已知在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)分別有點(diǎn)A (1,0),B(2,0),C(0,n) 點(diǎn) N 在線段BC上,且 NB=2NA ,那么實(shí)數(shù) 的取值范圍是
鑒于學(xué)生已完成前兩個(gè)例題及變式的探究,積累了一定的解題經(jīng)驗(yàn),教師可將本題的探究權(quán)交給學(xué)生,給予其充足的時(shí)間自主分析思考,必要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)點(diǎn)撥.
生7:從點(diǎn)A,B為定點(diǎn),以及 NB= 2NA的條件可確定點(diǎn) N 的活動(dòng)軌跡為阿波羅尼斯圓 考慮到點(diǎn)N同樣處于線段BC上,類比上一個(gè)例題的解題思路,可將問題轉(zhuǎn)化為直線與圓交點(diǎn)的問題.由于直線與圓存在交點(diǎn),根據(jù)直線與圓的位置關(guān)系可知,圓心到直線的距離必然小于或等于圓的半徑,即
經(jīng)求解可得
生8:本題作為填空題,無需采用復(fù)雜的解題方法.僅根據(jù)題設(shè)條件規(guī)范作圖,通過觀察便可發(fā)現(xiàn),實(shí)數(shù) 的取值范圍處于點(diǎn)C縱坐標(biāo)的取值范圍內(nèi).當(dāng)明確圓與直線相切時(shí),點(diǎn) C 的坐標(biāo)即可確定.如圖2所示,點(diǎn) D 為BC與圓相切的點(diǎn),因?yàn)?
0所以 ∠DBN=30°. 因?yàn)?BO=2 ,所以 CO=
即
2√3.基于對(duì)稱性,可得_2V3
設(shè)計(jì)意圖鼓勵(lì)學(xué)生自主探索解題過程,本質(zhì)上是一個(gè)持續(xù)優(yōu)化學(xué)生思維的過程,學(xué)生依托已有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),不僅能探索出科學(xué)的解題方法,還能根據(jù)題型特征進(jìn)一步優(yōu)化解題路徑,顯著提高解題效率.這種能力是高考解題必備的關(guān)鍵要素,值得大力倡導(dǎo)與推廣.從更深層次來看,這正是微專題教學(xué)的意義所在—通過聚焦“微”與“?!保W(xué)生掌握解題技巧,實(shí)現(xiàn)基本素養(yǎng)的提升.
5.真題應(yīng)用
為幫助學(xué)生從思想上充分重視這部分內(nèi)容,教師可將高考真題引入課堂教學(xué),通過帶領(lǐng)學(xué)生分析真題,直觀感知考試范圍與難度梯度,從而明確學(xué)習(xí)重點(diǎn),提前適應(yīng)高考命題思路,為后續(xù)的高考備考奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)
例4已知平面直角坐標(biāo)系 .xOy 內(nèi),存在一點(diǎn)A(2,4)位于以點(diǎn)M為圓心的圓 x2-12x+y2-14y+60=0.5 :
(1)若圓N的圓心在直線 ∣x=6 上,且與圓M外切,與坐標(biāo)橫軸相切,請(qǐng)寫出圓N的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若圓 M 與直線相交于點(diǎn) B,C 且直線與A0平行, BC=AO ,請(qǐng)寫出直線的方程;(3)若點(diǎn) T(t,0) 滿足如下條件:點(diǎn) P,Q 分別位于圓M上, 那么實(shí)數(shù)t的取值范圍是什么?
鑒于前兩問學(xué)生能夠自行解決,因此選擇問題(3)進(jìn)行展開分析.
生9:如圖3所示,根據(jù) 作平行四邊形AQPT,則 ∣TA∣=∣PQ∣ 因?yàn)?QP 為圓M的弦,所以 |PQ|?10 ,|TA|?10. 所以 (t-2)2+16?100 ,解得
對(duì)于這位學(xué)生的解題方法,教師給予了充分肯定,并以該生的解題過程為切入點(diǎn),著重向?qū)W生強(qiáng)調(diào)數(shù)形結(jié)合思想的重要性.教師指出,該生從“形”的視角觀察 這一條件,通過構(gòu)建平行四邊形建立不等關(guān)系,最終成功解決問題.同時(shí),教師鼓勵(lì)學(xué)生轉(zhuǎn)換思維,嘗試從“數(shù)\"的視角重新剖析該問題.在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下,學(xué)生給出了如下解題過程:
生10:設(shè)點(diǎn) P(x1,y1),Q(x2,y2) ,結(jié)合條件 ,有
所以
.根據(jù)點(diǎn) Q 在圓M上這一條件,可得 (x2-6)2+(y2-7)2= 25.將方程組 (*) 代人上式,有 (x1-
4-t)2+(y1-3)2=25① ,根據(jù)點(diǎn) P 在圓M上這一條件,可得 (x1-6)2+(y1-7)2= 25② 結(jié)合 ①② 兩個(gè)式子,明確點(diǎn) P 同時(shí)在這兩個(gè)圓上,即為兩圓的交點(diǎn),所以 經(jīng)求解可得
設(shè)計(jì)意圖通過真題的應(yīng)用,能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的題感,使其在高考專題復(fù)習(xí)中獲得深刻體驗(yàn).本題第(3)問的設(shè)計(jì),旨在引導(dǎo)學(xué)生的思維,促使學(xué)生在知識(shí)運(yùn)用過程中不斷優(yōu)化思維模式,學(xué)會(huì)從“數(shù)”與“形”兩個(gè)不同視角分析和解決問題.這一過程,是發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯推理能力、深化數(shù)學(xué)思想的過程.
教學(xué)思考
1.微專題教學(xué)更關(guān)注教學(xué)的針對(duì)性
“既微又?!笔俏n}教學(xué)的顯著特點(diǎn),這種小切口、針對(duì)性強(qiáng)的教學(xué)模式,能夠?qū)W(xué)生的思維聚焦到某個(gè)特定知識(shí)點(diǎn)或解題方法上.在本節(jié)課中,教師通過課前測試充分了解學(xué)情,將教學(xué)主題設(shè)定為“與圓相關(guān)的范圍問題”.這一主題具有明確的針對(duì)性,整堂課都圍繞該主題展開教學(xué)與探究.學(xué)生在教師引導(dǎo)下,以獨(dú)立思考與小組合作交流的方式積極探索、互動(dòng)、表達(dá),不僅找到了思維障礙的根源,還在層層遞進(jìn)的問題引導(dǎo)下,不斷優(yōu)化解題思路,根據(jù)問題特征從不同維度探尋解題方法,有效提升了教學(xué)效果.
值得注意的是,對(duì)“與圓相關(guān)的范圍問題\"的探究,不僅需要優(yōu)化思維、掌握解題思路,還需要良好的運(yùn)算能力作為支撐.基于此,課堂上教師有意識(shí)地鼓勵(lì)學(xué)生自主計(jì)算,并引導(dǎo)學(xué)生分別從“數(shù)\"與“形\"的維度分析問題,以培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象、邏輯推理與數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng).數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用,不僅優(yōu)化了解題過程,簡化了計(jì)算步驟,還提高了解題效率,在爭分奪秒的高考中,這種優(yōu)勢(shì)尤為明顯.
2.微專題教學(xué)需滲透數(shù)學(xué)思想方法
縱觀近年來的高考考題,經(jīng)歷了“知識(shí)立意一能力立意一素養(yǎng)立意”的轉(zhuǎn)變,這就要求學(xué)生不僅要具備扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)與解題能力,還需要掌握良好的數(shù)學(xué)思想方法,提升各項(xiàng)能力素養(yǎng).“與圓有關(guān)的范圍問題\"是重要考點(diǎn),解決這類問題離不開數(shù)形結(jié)合、分類討論、轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想的輔助.以數(shù)形結(jié)合思想為例,它能借助“形\"的直觀彌補(bǔ)“數(shù)\"的抽象,同時(shí)“數(shù)\"的精確又能補(bǔ)足“形\"的模糊,兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),既能深化學(xué)生對(duì)問題的理解,又能降低解題難度,提高解題效率;再如轉(zhuǎn)化與化歸思想,能將原本復(fù)雜的問題簡單化,為歸納一般性的解題方法奠定基礎(chǔ).由此可見,在微專題教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法,有助于提升學(xué)生的思維層次,發(fā)展其學(xué)習(xí)能力.
3.培育核心素養(yǎng)為微專題教學(xué) 目標(biāo)
在新課標(biāo)指引下,高中數(shù)學(xué)教學(xué)以培育數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)為目標(biāo),微專題教學(xué)同樣以此為方向.實(shí)踐表明,給予學(xué)生充足的課堂思考、表達(dá)與訓(xùn)練時(shí)間,能夠激活學(xué)生思維,增強(qiáng)學(xué)生的\"主人翁\"意識(shí),這是培育核心素養(yǎng)的基礎(chǔ).教師在充分尊重學(xué)生的前提下,引導(dǎo)學(xué)生自主探索、合作交流,讓學(xué)生在互動(dòng)中形成自己的見解,實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí),從而獲得長期可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵能力與學(xué)習(xí)品格.
總之,微專題教學(xué)對(duì)于高三二輪復(fù)習(xí)具有重要意義.作為一線數(shù)學(xué)教師,應(yīng)關(guān)注課標(biāo)要求、考點(diǎn)動(dòng)向與學(xué)情,在嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)教學(xué)方案,讓學(xué)生通過微專題教學(xué)夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ),提升數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).