日期:2022-02-14
這是初中數(shù)學(xué)直線與圓的位置關(guān)系,是優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教案文章,供老師家長(zhǎng)們參考學(xué)習(xí)。
[關(guān)鍵詞 “圓的標(biāo)準(zhǔn)方程”是人教版高中數(shù)學(xué)(必修)教材第二冊(cè)的內(nèi)容。 作為數(shù)學(xué)中的經(jīng)典內(nèi)容,學(xué)生在此前的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中積累了大量的關(guān)于圓的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)。 到了高中階段,從方程的角度來(lái)描述圓,對(duì)學(xué)生的思維方式提出了新的挑戰(zhàn),從而本內(nèi)容的教學(xué)也就成為高中數(shù)學(xué)教學(xué)中具有一定標(biāo)桿意義的事件。 在日常教學(xué)中,筆者對(duì)本課的教學(xué)進(jìn)行了深入的思考,現(xiàn)結(jié)合本課的教學(xué)設(shè)計(jì),談?wù)劰P者對(duì)本課教學(xué)的研究與感受。
[教學(xué)內(nèi)容分析
圓的標(biāo)準(zhǔn)方程在解析幾何內(nèi)容中具有重要的基礎(chǔ)作用,同時(shí)具有承上啟下的地位。 從知識(shí)構(gòu)建的角度來(lái)看,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是其他圖形方程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),也是二次曲線學(xué)習(xí)的起始知識(shí),直線與圓的關(guān)系、圓錐曲線等知識(shí),均需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建。 從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度來(lái)看,由于圓是學(xué)生研究最多的基本圖形之一,因此學(xué)生對(duì)圓有著豐富的感性認(rèn)識(shí),也有著豐富的數(shù)學(xué)知識(shí)作為支撐,也因此對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)方程的學(xué)習(xí),可以打開(kāi)學(xué)生學(xué)習(xí)其他曲線方程的思路,可以為后面知識(shí)的學(xué)習(xí)形成一種較高思維水平的定式作用(思維定式并不總是消極的,很多時(shí)候?qū)W生的學(xué)習(xí)之所以沒(méi)有障礙,正是一定水平上的思維定式作用的結(jié)果)。 從這個(gè)角度講,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程這一節(jié)課的教學(xué),需要花大氣力進(jìn)行基礎(chǔ)作用的奠基。 但是需要看到的是,解析幾何中對(duì)圓的研究,畢竟不同于學(xué)生此前的學(xué)習(xí)方式,尤其是通過(guò)方程來(lái)描述像圓這樣的曲線,學(xué)生在思維方式上就有困難,這種困難往往會(huì)影響學(xué)生構(gòu)建對(duì)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程認(rèn)識(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)心理,因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中需要重視這一因素。 從問(wèn)題解決(數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用)的角度來(lái)看,本課需要結(jié)合高考
要求,在讓學(xué)生運(yùn)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程解決數(shù)學(xué)問(wèn)題及實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,形成一種良好的直覺(jué),即對(duì)于一些基本的與之相關(guān)的問(wèn)題,要能夠在第一時(shí)間反映出其與圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有關(guān),需以之為工具實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的求解。 如上面所分析的一樣,這種基礎(chǔ)性的知識(shí),只有成為良好的直覺(jué),才能成為有效的解題工具。
結(jié)合基本的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在教學(xué)目標(biāo)的確定上,筆者以為本課的內(nèi)容可以在協(xié)調(diào)好三維目標(biāo)的基礎(chǔ)上具體制定這樣的教學(xué)目標(biāo):
①掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程,并能夠根據(jù)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程反映出圓心坐標(biāo)與半徑;
②在圓的標(biāo)準(zhǔn)方程建立的過(guò)程中形成數(shù)形結(jié)合思想,深刻體驗(yàn)用代數(shù)方法解決幾何問(wèn)題的過(guò)程;
③在用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程描述圓的過(guò)程中體驗(yàn)數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美與對(duì)應(yīng)美。 關(guān)于這樣的目標(biāo)界定,筆者重點(diǎn)解釋一下第三個(gè)目標(biāo):從傳統(tǒng)的角度看,情感態(tài)度價(jià)值觀這一目標(biāo)往往容易虛化,在實(shí)際教學(xué)中不容易得到真正的關(guān)注。 在筆者看來(lái),就圓的標(biāo)準(zhǔn)方程這一教學(xué)而言,更實(shí)在的是讓學(xué)生在對(duì)圓的圖形的認(rèn)識(shí)中發(fā)現(xiàn)其是最簡(jiǎn)潔的'基本圖形之一,而描述其的標(biāo)準(zhǔn)方程亦具有對(duì)稱、簡(jiǎn)潔的特征,認(rèn)識(shí)到這兩點(diǎn)即可,不需要追求過(guò)多、過(guò)空的所謂情感態(tài)度。
[教學(xué)方法分析
教學(xué)有法,教無(wú)定法,貴在得法!對(duì)于圓的標(biāo)準(zhǔn)方程這一內(nèi)容而言,采用什幺樣的教學(xué)方法,是教學(xué)中需要高度重視的問(wèn)題。 結(jié)合筆者此前的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)注意學(xué)生主體作用的發(fā)揮,筆者在此內(nèi)容的教學(xué)中確定這樣的兩個(gè)教學(xué)方法:一是問(wèn)題驅(qū)動(dòng)(其中包括數(shù)學(xué)探究等環(huán)節(jié)),促進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模;二是通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法,促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的知識(shí)解決問(wèn)題。
對(duì)于這兩個(gè)教學(xué)方法的確定,筆者的思考是這樣的:一方面,本知識(shí)的基礎(chǔ)性作用,決定了其在學(xué)生的考試評(píng)價(jià)中需要發(fā)揮重要作用,因此首先必須考慮到考試的需要,因而用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)可以讓學(xué)生不斷地突破最近發(fā)展區(qū),從而形成一種較好的數(shù)學(xué)思維方式與學(xué)習(xí)習(xí)慣。 教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明,很多學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中之所以感覺(jué)困難,就是因?yàn)闆](méi)有一種良好的數(shù)學(xué)意識(shí)與思維習(xí)慣,而像圓的標(biāo)準(zhǔn)方程這樣的基礎(chǔ)性知識(shí),必須成為培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)意識(shí)與思維習(xí)慣的良好載體。 另一方面,任務(wù)驅(qū)動(dòng)可以在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上更好地發(fā)揮學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力,從而讓圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的運(yùn)用能夠真正成為學(xué)生的良好直覺(jué),而這一思路其實(shí)也呼應(yīng)了第一點(diǎn)對(duì)教學(xué)目標(biāo)的闡述。
需要注意的是,教學(xué)方法的確定原則上只是宏觀角度對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程預(yù)設(shè)基礎(chǔ)上的,對(duì)教學(xué)行為判斷的產(chǎn)物。 在具體的教學(xué)過(guò)程中還需要根據(jù)細(xì)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整,如果將教學(xué)方法(包括教學(xué)過(guò)程)模式化,那這樣的教學(xué)方法確定是沒(méi)有意義的。
[教學(xué)過(guò)程闡述
在圓的標(biāo)準(zhǔn)方法的教學(xué)設(shè)計(jì)中,筆者確定了這樣的三個(gè)步驟,現(xiàn)結(jié)合教學(xué)過(guò)程具體說(shuō)明:
第一步,創(chuàng)設(shè)情境,激活思維。 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程在生活中的應(yīng)用看起來(lái)并不那幺直接,因此情境的創(chuàng)設(shè)需要一定程度的思考。 筆者所選擇的是汽車(chē)過(guò)隧道的例子,將隧道的截面抽象成一個(gè)半圓,給出其半徑,然后提出問(wèn)題:已知某車(chē)的寬度與高度,其能否進(jìn)入這個(gè)隧道?這是一個(gè)被多人選用過(guò)的情境,其好就好在能夠?qū)A的標(biāo)準(zhǔn)方程巧妙地蘊(yùn)含其中,同時(shí)學(xué)生又可以在原有數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上解決這個(gè)問(wèn)題。
第二步,問(wèn)題驅(qū)動(dòng),展開(kāi)探究。 在上述問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)之下,引導(dǎo)學(xué)生的思維對(duì)情境進(jìn)行加工,并尋找問(wèn)題解決的思路。 在教學(xué)過(guò)程中,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生起初的思路是原有知識(shí)體系的產(chǎn)物,比如說(shuō)有學(xué)生試圖通過(guò)勾股定理,去算出汽車(chē)對(duì)角線的距離并與圓的半徑進(jìn)行對(duì)比。 這是一種思路,也能夠體現(xiàn)學(xué)生的已有能力水平,從最近發(fā)展區(qū)的觀點(diǎn)來(lái)看,教學(xué)中教師要做的就是從這個(gè)水平出發(fā),讓學(xué)生的思維向圓的標(biāo)準(zhǔn)方程發(fā)展。 于是,數(shù)學(xué)探究的過(guò)程也就展開(kāi)了。 此時(shí),教師可以拋出一個(gè)問(wèn)題:能否以坐標(biāo)為工具,來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題?在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下的探究過(guò)程中,學(xué)生的學(xué)習(xí)思路大致相同,他們首先要在坐標(biāo)上建立起隧道與汽車(chē)兩個(gè)對(duì)象(當(dāng)然這是數(shù)學(xué)抽象的產(chǎn)物),然后將相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄其中,于是隧道被抽象為圓心在原點(diǎn)、具有一定半徑的半圓,而汽車(chē)被抽象為一個(gè)已知長(zhǎng)和寬的矩形。 于是實(shí)際問(wèn)題也就成為一個(gè)純粹的數(shù)學(xué)問(wèn)題,最終學(xué)生要比較的也就是直角坐標(biāo)上圓的半徑與矩形對(duì)角線的長(zhǎng)度的關(guān)系,而其中的難點(diǎn)又是圓的半徑的確定。 于是學(xué)生的研究重點(diǎn)就轉(zhuǎn)移到了坐標(biāo)系的圓上來(lái),這個(gè)時(shí)候教師進(jìn)一步提出問(wèn)題:如何在直角坐標(biāo)系上描述一個(gè)圓呢?有此問(wèn)題驅(qū)動(dòng),其后建立圓的標(biāo)準(zhǔn)方程與傳統(tǒng)教學(xué)就接軌了,考慮到同行們相對(duì)熟稔,此不贅述。
第三步,變式訓(xùn)練,任務(wù)驅(qū)動(dòng)。 這一步有兩個(gè)任務(wù),一是向?qū)W生提出問(wèn)題,如果圓心不在原點(diǎn)處,那圓的標(biāo)準(zhǔn)方程如何建立?二是呼應(yīng)此前的實(shí)際問(wèn)題,并給出新的實(shí)際問(wèn)題,以讓學(xué)生具有一個(gè)運(yùn)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程去解決不同難度實(shí)際問(wèn)題的機(jī)會(huì),從而形成良好的解題直覺(jué)。
在上述三個(gè)步驟中,關(guān)鍵在于學(xué)生思路的打開(kāi),也就是教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)與其的引導(dǎo)。 多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)讓筆者意識(shí)到,很多時(shí)候?qū)W生感覺(jué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難,并不完全是因?yàn)閿?shù)學(xué)知識(shí)本身所謂的“難”上,而是學(xué)生入不了“境”,因而也就找不到“門(mén)”。 因此,創(chuàng)設(shè)情境非常重要,打開(kāi)學(xué)生的思路亦很重要,有此兩個(gè)環(huán)節(jié)作為基礎(chǔ),學(xué)生的思路一旦打開(kāi),后面的數(shù)學(xué)概念建構(gòu)有時(shí)反而比較簡(jiǎn)單,本節(jié)課的教學(xué)就是如此。
[教學(xué)及其反思
反思本課的教學(xué),尤其是將此次教學(xué)的整體過(guò)程與此前進(jìn)行比較時(shí),還是有所發(fā)現(xiàn):
其一,數(shù)學(xué)內(nèi)容的定位問(wèn)題。 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程在曲線方程中起著什幺樣的作用?這樣的問(wèn)題此前沒(méi)有仔細(xì)思考過(guò),而一旦思考之后,就發(fā)現(xiàn)其在知識(shí)構(gòu)建、能力形成乃至于數(shù)學(xué)意識(shí)與學(xué)習(xí)習(xí)慣形成方面都具有重要的作用,這種作用要想真正發(fā)揮出來(lái),只能依靠好的教學(xué)設(shè)計(jì)。
其二,教學(xué)設(shè)計(jì)要在學(xué)生的基礎(chǔ)與考試要求之間做好平衡,過(guò)于偏向前者,則滿足不了考試要求;過(guò)于偏向后者,則學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程就是空中樓閣。 尋找這個(gè)平衡點(diǎn),往往成為評(píng)價(jià)教師教學(xué)能力的關(guān)鍵,同時(shí)也是教師自身專業(yè)成長(zhǎng)的著力點(diǎn)。
其三,數(shù)學(xué)意識(shí)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要方向。 筆者在圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的教學(xué)中,注意比較過(guò)數(shù)學(xué)成績(jī)好與差學(xué)生的表現(xiàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)得好的學(xué)生,他們往往有一個(gè)極好的直覺(jué),能夠迅速地判斷出數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的下一步方向,而學(xué)困生就缺乏這樣的意識(shí)。 有此觀察之后,筆者還注意研究過(guò)數(shù)學(xué)進(jìn)步較快的學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)他們的數(shù)學(xué)意識(shí)也挺好,這就使筆者確信數(shù)學(xué)意識(shí)的培養(yǎng)很重要。
● 教學(xué)目標(biāo): 理解橢圓的定義了解用橢圓定義推導(dǎo)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
● 重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn):橢圓的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程推導(dǎo);
難點(diǎn):橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo);
● 教學(xué)方法 啟發(fā)、探索 ● 教學(xué)手段 通過(guò)學(xué)生協(xié)助在黑板作出橢圓的圖型
● 教學(xué)過(guò)程
⒈創(chuàng)設(shè)情景、引入概念
1.首先講出體育場(chǎng)的平面圖及一些形狀橢圓圖形成,形象地給出橢圓,然后請(qǐng)同學(xué)列舉一些實(shí)際生活中的橢圓形的例子。
指出:橢圓在實(shí)際生活中是很常見(jiàn)的,學(xué)習(xí)橢圓的有關(guān)知識(shí)也是十分必要的。提出問(wèn)題:橢圓其標(biāo)準(zhǔn)方程是怎樣的?激發(fā)出學(xué)生的求知欲,提高學(xué)習(xí)橢圓的興趣,也使他們的注意力集中到課堂上。
2. 教學(xué)手段 準(zhǔn)備好紙板、圖釘、繩子等材料,為學(xué)生進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)條件讓三個(gè)學(xué)生到黑板上作圖;同時(shí)發(fā)揮多媒體的教學(xué)作用,用課件演示教學(xué)內(nèi)容,用投影展示學(xué)生嘗試學(xué)習(xí)的成果,提高課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
教學(xué)流程
4概括橢圓的定義 1展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的橢圓 3回顧圓的'定義和方程
5研究橢圓的方程 6運(yùn)用 7小結(jié)與思考 2協(xié)助做橢圓 用多媒體演示從橢圓變化到圓的過(guò)程,把圓與橢圓進(jìn)行類比,并得到橢圓的定義: 平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)F1、F2的距離之和是常數(shù)(大于∣F 1F2∣)的點(diǎn)的軌跡。兩個(gè)定點(diǎn)F1、F2稱為焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)之間的距離稱為焦距,記為2c。若設(shè)M為橢圓上的任意一點(diǎn),則∣MF1∣+∣MF2∣=2 。 ⒊標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo) 標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)是本節(jié)課的難點(diǎn),在推導(dǎo)時(shí)應(yīng)抓住“建立坐標(biāo)系”和“簡(jiǎn)化方程”這兩個(gè)環(huán)節(jié)。 ① 建系:給出四種建立坐標(biāo)系的方法,同時(shí)教師結(jié)合建立坐標(biāo)系的一般原則---使點(diǎn)的坐標(biāo)、幾何量的表達(dá)式簡(jiǎn)單化,并從“對(duì)稱美”、“簡(jiǎn)潔美”的角度出發(fā)作一定的點(diǎn)撥,最后讓學(xué)生選擇合理的坐標(biāo)系。 ② 設(shè)點(diǎn):設(shè)點(diǎn)M( )是橢圓上任意一點(diǎn),且橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)為 F1(-c,0)、F2(c,0) ③ 列式:依據(jù)橢圓的定義式∣MF1∣+∣MF2∣=2 列方程,并將其坐標(biāo)化為 。 ④ 化簡(jiǎn):通過(guò)移項(xiàng)、兩次平方后得到: ,為使方程簡(jiǎn)單、對(duì)稱、和諧,引入字母b,令 ,可得橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為 (a>b>0)。 讓學(xué)生將橢圓的x、y軸互換,通過(guò)合理的猜想得到焦點(diǎn)在y軸上的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。在學(xué)生得出橢圓的兩種形式的標(biāo)準(zhǔn)方程后,請(qǐng)學(xué)生思考:如何從橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程判斷橢圓焦點(diǎn)的位置? 通過(guò)分析可得:含 、 的分式的分母誰(shuí)大,焦點(diǎn)就在那個(gè)軸上。 例1. 判斷下列方程表示的曲線是否為橢圓,若是請(qǐng)求出橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)。 ① ② ③ 例2. 己知橢圓的焦點(diǎn)在x軸上,焦距是6,橢圓上一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)距離之和是10,寫(xiě)出這個(gè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。 例3.橢圓 上一點(diǎn)P到焦點(diǎn)F1的距離等于6,則點(diǎn)P到另一焦點(diǎn)F2的距離是 。
⒌歸納小結(jié) ⑴知識(shí)小結(jié):學(xué)生自己小結(jié)。 ⑵方法小結(jié):①用坐標(biāo)法研究曲線 ②用運(yùn)動(dòng)、變化的觀點(diǎn)分析問(wèn)題
6.布置作業(yè) ⑴書(shū)第84頁(yè)A組1、2 B組1、2
[關(guān)鍵詞 “圓的標(biāo)準(zhǔn)方程”是人教版高中數(shù)學(xué)(必修)教材第二冊(cè)的內(nèi)容。 作為數(shù)學(xué)中的經(jīng)典內(nèi)容,學(xué)生在此前的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中積累了大量的關(guān)于圓的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)。 到了高中階段,從方程的角度來(lái)描述圓,對(duì)學(xué)生的思維方式提出了新的挑戰(zhàn),從而本內(nèi)容的教學(xué)也就成為高中數(shù)學(xué)教學(xué)中具有一定標(biāo)桿意義的事件。 在日常教學(xué)中,筆者對(duì)本課的教學(xué)進(jìn)行了深入的思考,現(xiàn)結(jié)合本課的教學(xué)設(shè)計(jì),談?wù)劰P者對(duì)本課教學(xué)的研究與感受。
[教學(xué)內(nèi)容分析
圓的標(biāo)準(zhǔn)方程在解析幾何內(nèi)容中具有重要的基礎(chǔ)作用,同時(shí)具有承上啟下的地位。 從知識(shí)構(gòu)建的角度來(lái)看,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是其他圖形方程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),也是二次曲線學(xué)習(xí)的起始知識(shí),直線與圓的關(guān)系、圓錐曲線等知識(shí),均需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建。 從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度來(lái)看,由于圓是學(xué)生研究最多的基本圖形之一,因此學(xué)生對(duì)圓有著豐富的感性認(rèn)識(shí),也有著豐富的數(shù)學(xué)知識(shí)作為支撐,也因此對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)方程的學(xué)習(xí),可以打開(kāi)學(xué)生學(xué)習(xí)其他曲線方程的思路,可以為后面知識(shí)的學(xué)習(xí)形成一種較高思維水平的定式作用(思維定式并不總是消極的,很多時(shí)候?qū)W生的學(xué)習(xí)之所以沒(méi)有障礙,正是一定水平上的思維定式作用的結(jié)果)。 從這個(gè)角度講,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程這一節(jié)課的教學(xué),需要花大氣力進(jìn)行基礎(chǔ)作用的奠基。 但是需要看到的是,解析幾何中對(duì)圓的研究,畢竟不同于學(xué)生此前的學(xué)習(xí)方式,尤其是通過(guò)方程來(lái)描述像圓這樣的曲線,學(xué)生在思維方式上就有困難,這種困難往往會(huì)影響學(xué)生構(gòu)建對(duì)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程認(rèn)識(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)心理,因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中需要重視這一因素。 從問(wèn)題解決(數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用)的角度來(lái)看,本課需要結(jié)合高考
要求,在讓學(xué)生運(yùn)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程解決數(shù)學(xué)問(wèn)題及實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,形成一種良好的直覺(jué),即對(duì)于一些基本的與之相關(guān)的問(wèn)題,要能夠在第一時(shí)間反映出其與圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有關(guān),需以之為工具實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的求解。 如上面所分析的一樣,這種基礎(chǔ)性的知識(shí),只有成為良好的直覺(jué),才能成為有效的解題工具。
結(jié)合基本的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在教學(xué)目標(biāo)的確定上,筆者以為本課的內(nèi)容可以在協(xié)調(diào)好三維目標(biāo)的基礎(chǔ)上具體制定這樣的教學(xué)目標(biāo):
①掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程,并能夠根據(jù)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程反映出圓心坐標(biāo)與半徑;
②在圓的標(biāo)準(zhǔn)方程建立的過(guò)程中形成數(shù)形結(jié)合思想,深刻體驗(yàn)用代數(shù)方法解決幾何問(wèn)題的過(guò)程;
③在用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程描述圓的過(guò)程中體驗(yàn)數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美與對(duì)應(yīng)美。 關(guān)于這樣的目標(biāo)界定,筆者重點(diǎn)解釋一下第三個(gè)目標(biāo):從傳統(tǒng)的角度看,情感態(tài)度價(jià)值觀這一目標(biāo)往往容易虛化,在實(shí)際教學(xué)中不容易得到真正的關(guān)注。 在筆者看來(lái),就圓的標(biāo)準(zhǔn)方程這一教學(xué)而言,更實(shí)在的是讓學(xué)生在對(duì)圓的圖形的認(rèn)識(shí)中發(fā)現(xiàn)其是最簡(jiǎn)潔的'基本圖形之一,而描述其的標(biāo)準(zhǔn)方程亦具有對(duì)稱、簡(jiǎn)潔的特征,認(rèn)識(shí)到這兩點(diǎn)即可,不需要追求過(guò)多、過(guò)空的所謂情感態(tài)度。
[教學(xué)方法分析
教學(xué)有法,教無(wú)定法,貴在得法!對(duì)于圓的標(biāo)準(zhǔn)方程這一內(nèi)容而言,采用什幺樣的教學(xué)方法,是教學(xué)中需要高度重視的問(wèn)題。 結(jié)合筆者此前的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)注意學(xué)生主體作用的發(fā)揮,筆者在此內(nèi)容的教學(xué)中確定這樣的兩個(gè)教學(xué)方法:一是問(wèn)題驅(qū)動(dòng)(其中包括數(shù)學(xué)探究等環(huán)節(jié)),促進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模;二是通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法,促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的知識(shí)解決問(wèn)題。
對(duì)于這兩個(gè)教學(xué)方法的確定,筆者的思考是這樣的:一方面,本知識(shí)的基礎(chǔ)性作用,決定了其在學(xué)生的考試評(píng)價(jià)中需要發(fā)揮重要作用,因此首先必須考慮到考試的需要,因而用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)可以讓學(xué)生不斷地突破最近發(fā)展區(qū),從而形成一種較好的數(shù)學(xué)思維方式與學(xué)習(xí)習(xí)慣。 教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明,很多學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中之所以感覺(jué)困難,就是因?yàn)闆](méi)有一種良好的數(shù)學(xué)意識(shí)與思維習(xí)慣,而像圓的標(biāo)準(zhǔn)方程這樣的基礎(chǔ)性知識(shí),必須成為培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)意識(shí)與思維習(xí)慣的良好載體。 另一方面,任務(wù)驅(qū)動(dòng)可以在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上更好地發(fā)揮學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力,從而讓圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的運(yùn)用能夠真正成為學(xué)生的良好直覺(jué),而這一思路其實(shí)也呼應(yīng)了第一點(diǎn)對(duì)教學(xué)目標(biāo)的闡述。
需要注意的是,教學(xué)方法的確定原則上只是宏觀角度對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程預(yù)設(shè)基礎(chǔ)上的,對(duì)教學(xué)行為判斷的產(chǎn)物。 在具體的教學(xué)過(guò)程中還需要根據(jù)細(xì)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整,如果將教學(xué)方法(包括教學(xué)過(guò)程)模式化,那這樣的教學(xué)方法確定是沒(méi)有意義的。
[教學(xué)過(guò)程闡述
在圓的標(biāo)準(zhǔn)方法的教學(xué)設(shè)計(jì)中,筆者確定了這樣的三個(gè)步驟,現(xiàn)結(jié)合教學(xué)過(guò)程具體說(shuō)明:
第一步,創(chuàng)設(shè)情境,激活思維。 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程在生活中的應(yīng)用看起來(lái)并不那幺直接,因此情境的創(chuàng)設(shè)需要一定程度的思考。 筆者所選擇的是汽車(chē)過(guò)隧道的例子,將隧道的截面抽象成一個(gè)半圓,給出其半徑,然后提出問(wèn)題:已知某車(chē)的寬度與高度,其能否進(jìn)入這個(gè)隧道?這是一個(gè)被多人選用過(guò)的情境,其好就好在能夠?qū)A的標(biāo)準(zhǔn)方程巧妙地蘊(yùn)含其中,同時(shí)學(xué)生又可以在原有數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上解決這個(gè)問(wèn)題。
第二步,問(wèn)題驅(qū)動(dòng),展開(kāi)探究。 在上述問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)之下,引導(dǎo)學(xué)生的思維對(duì)情境進(jìn)行加工,并尋找問(wèn)題解決的思路。 在教學(xué)過(guò)程中,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生起初的思路是原有知識(shí)體系的產(chǎn)物,比如說(shuō)有學(xué)生試圖通過(guò)勾股定理,去算出汽車(chē)對(duì)角線的距離并與圓的半徑進(jìn)行對(duì)比。 這是一種思路,也能夠體現(xiàn)學(xué)生的已有能力水平,從最近發(fā)展區(qū)的觀點(diǎn)來(lái)看,教學(xué)中教師要做的就是從這個(gè)水平出發(fā),讓學(xué)生的思維向圓的標(biāo)準(zhǔn)方程發(fā)展。 于是,數(shù)學(xué)探究的過(guò)程也就展開(kāi)了。 此時(shí),教師可以拋出一個(gè)問(wèn)題:能否以坐標(biāo)為工具,來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題?在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下的探究過(guò)程中,學(xué)生的學(xué)習(xí)思路大致相同,他們首先要在坐標(biāo)上建立起隧道與汽車(chē)兩個(gè)對(duì)象(當(dāng)然這是數(shù)學(xué)抽象的產(chǎn)物),然后將相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄其中,于是隧道被抽象為圓心在原點(diǎn)、具有一定半徑的半圓,而汽車(chē)被抽象為一個(gè)已知長(zhǎng)和寬的矩形。 于是實(shí)際問(wèn)題也就成為一個(gè)純粹的數(shù)學(xué)問(wèn)題,最終學(xué)生要比較的也就是直角坐標(biāo)上圓的半徑與矩形對(duì)角線的長(zhǎng)度的關(guān)系,而其中的難點(diǎn)又是圓的半徑的確定。 于是學(xué)生的研究重點(diǎn)就轉(zhuǎn)移到了坐標(biāo)系的圓上來(lái),這個(gè)時(shí)候教師進(jìn)一步提出問(wèn)題:如何在直角坐標(biāo)系上描述一個(gè)圓呢?有此問(wèn)題驅(qū)動(dòng),其后建立圓的標(biāo)準(zhǔn)方程與傳統(tǒng)教學(xué)就接軌了,考慮到同行們相對(duì)熟稔,此不贅述。
第三步,變式訓(xùn)練,任務(wù)驅(qū)動(dòng)。 這一步有兩個(gè)任務(wù),一是向?qū)W生提出問(wèn)題,如果圓心不在原點(diǎn)處,那圓的標(biāo)準(zhǔn)方程如何建立?二是呼應(yīng)此前的實(shí)際問(wèn)題,并給出新的實(shí)際問(wèn)題,以讓學(xué)生具有一個(gè)運(yùn)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程去解決不同難度實(shí)際問(wèn)題的機(jī)會(huì),從而形成良好的解題直覺(jué)。
在上述三個(gè)步驟中,關(guān)鍵在于學(xué)生思路的打開(kāi),也就是教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)與其的引導(dǎo)。 多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)讓筆者意識(shí)到,很多時(shí)候?qū)W生感覺(jué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難,并不完全是因?yàn)閿?shù)學(xué)知識(shí)本身所謂的“難”上,而是學(xué)生入不了“境”,因而也就找不到“門(mén)”。 因此,創(chuàng)設(shè)情境非常重要,打開(kāi)學(xué)生的思路亦很重要,有此兩個(gè)環(huán)節(jié)作為基礎(chǔ),學(xué)生的思路一旦打開(kāi),后面的數(shù)學(xué)概念建構(gòu)有時(shí)反而比較簡(jiǎn)單,本節(jié)課的教學(xué)就是如此。
[教學(xué)及其反思
反思本課的教學(xué),尤其是將此次教學(xué)的整體過(guò)程與此前進(jìn)行比較時(shí),還是有所發(fā)現(xiàn):
其一,數(shù)學(xué)內(nèi)容的定位問(wèn)題。 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程在曲線方程中起著什幺樣的作用?這樣的問(wèn)題此前沒(méi)有仔細(xì)思考過(guò),而一旦思考之后,就發(fā)現(xiàn)其在知識(shí)構(gòu)建、能力形成乃至于數(shù)學(xué)意識(shí)與學(xué)習(xí)習(xí)慣形成方面都具有重要的作用,這種作用要想真正發(fā)揮出來(lái),只能依靠好的教學(xué)設(shè)計(jì)。
其二,教學(xué)設(shè)計(jì)要在學(xué)生的基礎(chǔ)與考試要求之間做好平衡,過(guò)于偏向前者,則滿足不了考試要求;過(guò)于偏向后者,則學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程就是空中樓閣。 尋找這個(gè)平衡點(diǎn),往往成為評(píng)價(jià)教師教學(xué)能力的關(guān)鍵,同時(shí)也是教師自身專業(yè)成長(zhǎng)的著力點(diǎn)。
其三,數(shù)學(xué)意識(shí)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要方向。 筆者在圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的教學(xué)中,注意比較過(guò)數(shù)學(xué)成績(jī)好與差學(xué)生的表現(xiàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)得好的學(xué)生,他們往往有一個(gè)極好的直覺(jué),能夠迅速地判斷出數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的下一步方向,而學(xué)困生就缺乏這樣的意識(shí)。 有此觀察之后,筆者還注意研究過(guò)數(shù)學(xué)進(jìn)步較快的學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)他們的數(shù)學(xué)意識(shí)也挺好,這就使筆者確信數(shù)學(xué)意識(shí)的培養(yǎng)很重要。
【一】教學(xué)背景分析
1.教材結(jié)構(gòu)分析
《圓的方程》安排在高中數(shù)學(xué)第二冊(cè)(上)第七章第六節(jié).圓作為常見(jiàn)的簡(jiǎn)單幾何圖形,在實(shí)際生活和生產(chǎn)實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用.圓的方程屬于解析幾何學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),是研究二次曲線的開(kāi)始,對(duì)后續(xù)直線與圓的位置關(guān)系、圓錐曲線等內(nèi)容的學(xué)習(xí),無(wú)論在知識(shí)上還是方法上都有著積極的意義,所以本節(jié)內(nèi)容在整個(gè)解析幾何中起著承前啟后的作用.
2.學(xué)情分析
圓的方程是學(xué)生在初中學(xué)習(xí)了圓的概念和基本性質(zhì)后,又掌握了求曲線方程的一般方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究的.但由于學(xué)生學(xué)習(xí)解析幾何的時(shí)間還不長(zhǎng)、學(xué)習(xí)程度較淺,且對(duì)坐標(biāo)法的運(yùn)用還不夠熟練,在學(xué)習(xí)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)困難.另外學(xué)生在探究問(wèn)題的能力,合作交流的意識(shí)等方面有待加強(qiáng).
根據(jù)上述教材結(jié)構(gòu)與內(nèi)容分析,考慮到學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和心理特征,我制定如下教學(xué)目標(biāo):
3.教學(xué)目標(biāo)
(1) 知識(shí)目標(biāo):①掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程;
②會(huì)由圓的標(biāo)準(zhǔn)方程寫(xiě)出圓的半徑和圓心坐標(biāo),能根據(jù)條件寫(xiě)出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
③利用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題.
(2) 能力目標(biāo):①進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生用代數(shù)方法研究幾何問(wèn)題的能力;
②加深對(duì)數(shù)形結(jié)合思想的理解和加強(qiáng)對(duì)待定系數(shù)法的運(yùn)用;
③增強(qiáng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的意識(shí).
(3) 情感目標(biāo):①培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)、合作交流的意識(shí);
②在體驗(yàn)數(shù)學(xué)美的過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
根據(jù)以上對(duì)教材、教學(xué)目標(biāo)及學(xué)情的分析,我確定如下的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):
4. 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
(1)重點(diǎn):圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的求法及其應(yīng)用.
(2)難點(diǎn): ①會(huì)根據(jù)不同的已知條件求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
②選擇恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系解決與圓有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題.
為使學(xué)生能達(dá)到本節(jié)設(shè)定的教學(xué)目標(biāo),我再?gòu)慕谭ê蛯W(xué)法上進(jìn)行分析:
【二】教法學(xué)法分析
1.教法分析 為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,本節(jié)課采用“啟發(fā)式”問(wèn)題教學(xué)法,用環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題將探究活動(dòng)層層深入,使教師總是站在學(xué)生思維的最近發(fā)展區(qū)上.另外我恰當(dāng)?shù)睦枚嗝襟w課件進(jìn)行輔助教學(xué),借助信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)實(shí)際問(wèn)題的情境既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又直觀的引導(dǎo)了學(xué)生建模的過(guò)程.
2.學(xué)法分析 通過(guò)推導(dǎo)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,加深對(duì)用坐標(biāo)法求軌跡方程的理解.通過(guò)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,理解必須具備三個(gè)獨(dú)立的條件才可以確定一個(gè)圓.通過(guò)應(yīng)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,熟悉用待定系數(shù)法求的過(guò)程.
下面我就對(duì)具體的教學(xué)過(guò)程和設(shè)計(jì)加以說(shuō)明:
【三】教學(xué)過(guò)程與設(shè)計(jì)
整個(gè)教學(xué)過(guò)程是由七個(gè)問(wèn)題組成的問(wèn)題鏈驅(qū)動(dòng)的,共分為五個(gè)環(huán)節(jié):
創(chuàng)設(shè)情境 啟迪思維 深入探究 獲得新知 應(yīng)用舉例 鞏固提高
反饋訓(xùn)練 形成方法 小結(jié)反思 拓展引申
下面我從縱橫兩方面敘述我的教學(xué)程序與設(shè)計(jì)意圖.
首先:縱向敘述教學(xué)過(guò)程
(一)創(chuàng)設(shè)情境——啟迪思維
問(wèn)題一 已知隧道的截面是半徑為4m的半圓,車(chē)輛只能在道路中心線一側(cè)行駛,一輛寬為2.7m,高為3m的貨車(chē)能不能駛?cè)脒@個(gè)隧道?
通過(guò)對(duì)這個(gè)實(shí)際問(wèn)題的探究,把學(xué)生的思維由用勾股定理求線段CD的長(zhǎng)度轉(zhuǎn)移為用曲線的方程來(lái)解決.一方面幫助學(xué)生回顧了舊知——求軌跡方程的一般方法,另一方面,在得到汽車(chē)不能通過(guò)的結(jié)論的同時(shí)學(xué)生自己推導(dǎo)出了圓心在原點(diǎn),半徑為4的`圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,從而很自然的進(jìn)入了本課的主題.用實(shí)際問(wèn)題創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,讓學(xué)生感受到問(wèn)題來(lái)源于實(shí)際,應(yīng)用于實(shí)際,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望.這樣獲取的知識(shí),不但易于保持,而且易于遷移.
通過(guò)對(duì)問(wèn)題一的探究,抓住了學(xué)生的注意力,把學(xué)生的思維引到用坐標(biāo)法研究圓的方程上來(lái),此時(shí)再把問(wèn)題深入,進(jìn)入第二環(huán)節(jié).
(二)深入探究——獲得新知
問(wèn)題二 1.根據(jù)問(wèn)題一的探究能不能得到圓心在原點(diǎn),半徑為的圓的方程?
2.如果圓心在,半徑為時(shí)又如何呢?
這一環(huán)節(jié)我首先讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題一進(jìn)行歸納,得到圓心在原點(diǎn),半徑為4的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程后,引導(dǎo)學(xué)生歸納出圓心在原點(diǎn),半徑為r的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.然后再讓學(xué)生對(duì)圓心不在原點(diǎn)的情況進(jìn)行探究.我預(yù)設(shè)了三種方法等待著學(xué)生的探究結(jié)果,分別是:坐標(biāo)法、圖形變換法、向量平移法.
得到圓的標(biāo)準(zhǔn)方程后,我設(shè)計(jì)了由淺入深的三個(gè)應(yīng)用平臺(tái),進(jìn)入第三環(huán)節(jié).
(三)應(yīng)用舉例——鞏固提高
I.直接應(yīng)用 內(nèi)化新知
問(wèn)題三 1.寫(xiě)出下列各圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(1)圓心在原點(diǎn),半徑為3;
(2)經(jīng)過(guò)點(diǎn),圓心在點(diǎn).
2.寫(xiě)出圓的圓心坐標(biāo)和半徑.
我設(shè)計(jì)了兩個(gè)小問(wèn)題,第一題是直接或間接的給出圓心坐標(biāo)和半徑求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,第二題是給出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程求圓心坐標(biāo)和半徑,這兩題比較簡(jiǎn)單,可以安排學(xué)生口答完成,目的是先讓學(xué)生熟練掌握?qǐng)A心坐標(biāo)、半徑與圓的標(biāo)準(zhǔn)方程之間的關(guān)系,為后面探究圓的切線問(wèn)題作準(zhǔn)備.
II.靈活應(yīng)用 提升能力
問(wèn)題四 1.求以點(diǎn)為圓心,并且和直線相切的圓的方程.
2.求過(guò)點(diǎn),圓心在直線上且與軸相切的圓的方程.
3.已知圓的方程為,求過(guò)圓上一點(diǎn)的切線方程.
你能歸納出具有一般性的結(jié)論嗎?
已知圓的方程是,經(jīng)過(guò)圓上一點(diǎn)的切線的方程是什么?
我設(shè)計(jì)了三個(gè)小問(wèn)題,第一個(gè)小題有了剛剛解決問(wèn)題三的基礎(chǔ),學(xué)生會(huì)很快求出半徑,根據(jù)圓心坐標(biāo)寫(xiě)出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.第二個(gè)小題有些困難,需要引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用待定系數(shù)法確定圓心坐標(biāo)和半徑再求解,從而理解必須具備三個(gè)獨(dú)立的條件才可以確定一個(gè)圓.第三個(gè)小題解決方法較多,我預(yù)設(shè)了四種方法再一次為學(xué)生的發(fā)散思維創(chuàng)設(shè)了空間.最后我讓學(xué)生由第三小題的結(jié)論進(jìn)行歸納、猜想,在論證經(jīng)過(guò)圓上一點(diǎn)圓的切線方程的過(guò)程中,又一次模擬了真理發(fā)現(xiàn)的過(guò)程,使探究氣氛達(dá)到高潮.
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