追问“缺失”,重在目标——反思“点到直线距离”教学的预设与生成,本文主要内容关键词为:缺失论文,点到论文,直线论文,距离论文,目标论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
关于“点到直线的距离”这节内容,现行教材与新课程教材基本相同,其教学基本目标也一致,即“掌握点到直线的距离公式,能运用它解决一些简单问题;会求两条平行直线间的距离”。那么,在新课程理念之下,我们该用怎样的观察视角来检测教学的效果。根据学业测量的基本原理:“学生学习的结果是内在能力和倾向的变化,这种变化不可观察,也不可直接测量。但是可以用外在的行为表现来推测学生内在的心理变化。”为此,联系涉及此内容的一道高考试题(2008年高考数学浙江卷理科第20题,文科第22题),结合考生在答题中和考后谈话所了解到的情况,以及与同行间的多次交流,笔者历经一次深刻的教学反思,感到“点到直线的距离”这节知识的教学目标,能否从单一走向多元。
一、透析失误因素,揭示教学上的三点“缺失”
(注:以下文中简称问题1)
表面看来似乎是思维方法问题,实质上与教学实际有着一定的关联。提供的问题1是高考试题,为此,考生反映出来的较普遍现象比较客观和真实,我们有必要透过现象,寻找本源性问题。
1.失因之一:学生在分析解题过程中不会选择求点A坐标
追究不选择求点A的坐标的原因,主要有两方面:一方面,因含多个字母的代数式运算,训练少,计算失误多,成功率偏低,繁复的计算令考生在心理上产生恐惧感。另一方面,本问题与教材中求“点到直线的距离”问题类似,如图2,区别在于求点到直线的距离是求的长,而问题1是求|QA|的长,但都和直线l上垂线的垂足相关。那么我们分析问题的原因,先联系教材,从课本中的说明说起(具体摘录如下):
图2
上述方法思路虽然十分自然,但是运算较繁,下面我们采用另一种方法。”
根据教材中这段话,绝大多数教师在对这节内容进行教学时,以尊重教材为前提,没有设计求点A坐标的解题过程,而且教学设计中以如何突出从特殊到一般的证明思路,以顺利完成证明表述为目标。未让学生真正去体验求长度的运算繁复的程度,学生一直认为求交点坐标很难,这使解决此题失去了一次良好的机会。
事实上,问题1中,|QA|计算并不复杂,具体可参考如下:
从解法1的过程分析,求点A坐标的运算,因问题1中假设的字母只有k和,故运算量也随之减少。但在学生脑海里始终留下不易求交点坐标的深深烙印,这是主要失因。
2.失因之二:学生在解题预试中没有合理的转化意识
学生在审题时,往往在问题的认识上发生冲突,这需要有转化意识和化归思想。针对问题1,学生所反映出来的情况主要是两方面:其一,学生不知道如何转化为好;其二,忽视了动点在变化的意识。我们不妨先给出问题的另一种解法:
以上解法2的关键是如何计算QA的长,通过转化,在Rt△MAQ中利用勾股关系求得|QA|。对此,反思我们在“点到直线的距离”这块内容的教学,有没有这样对转化方法进行研究。而我们采用另一种方法证明时,根本就不知道为什么要先利用勾股定理,后通过面积法求得。反而,我们会产生疑惑,通过勾股定理计算在表面上会呈现代数式复杂一些的状态。探究真正成功的原因,应是代数式结构相近这一隐含条件,容易统一和化简。为此在当时求点到直线的距离的教学中,一般不会交代其中“化归”的合理性。事实上这种解题思路的形成存在一定程度上的困惑。
图4 图5
因为当点M在直线l下方时,点A、B位置的顺序将互换(图5),就不一定存在这种比例关系。(可以分类区别讨论)。
于是问题将转为更复杂的状态。
3.失因之三:简单应用公式的教学要求导致学生解题能力偏低
大家知道,能灵活运用解析几何基本公式是提高解题能力的一个重要基础,可作为数学“双基”模块。教材中“点到直线的距离公式”的应用,主要是计算两条平行线的距离和利用点到直线的距离,直观地去判别直线与圆的位置关系。这一类问题形式基本上是已知直线方程,然后如何去取一点,直接应用点线距离公式计算。为此,在思维能力上要求过低,这就使得学生应用此公式的能力不够,因而在问题1的解答中很少出现如下的解法。
为此,笔者认为,问题1源于课本,立足于基本能力的考查,运算量不大,但所反映出来的这种考生普遍不能完成此题解答的现象,应引起教师的进一步关注。
二、注重过程体验,预设生成能力目标
“点到直线的距离”的教学任务,不仅是要得到一个结论,更重要的是通过过程体验让学生学会研究几何问题的方法。大家知道,推导“点到直线的距离”公式的方法比较多,选择怎样的方法,让学生如何感悟,才能达到一个新的认知境界。为此,笔者谈谈三个层面上的预设。
首先,要突出解析几何的本质特征,用代数方法研究几何问题,结合教材教学顺序和学生的认知能力,可以直接着手,让学生经历计算,理解运算的含义。在分析直接求解方程繁复过程的基础上,可引入利用求对称点计算的特点,实施“设而不求”的运算策略,具体如下:
从上述计算可知,考虑到代数式结构在化简代数式中的作用,有助于学生运算能力的进一步提高。
其次,在此基础上,可从另一个视角,通过分析图形的几何特征,提出问题的转化——“面积法”。教师应该揭示成功解题的两个关键:一是合理分解成横坐标和纵坐标的关系,简化计算;二是在具体计算尝试后,发现代数式结构容易化简的特点,让教学通过预设生成培养学生对问题的转化意识。
再次,经推导获得“点到直线的距离”公式后,应分析其特征和应用条件,不能简单地直接套用公式。从此公式应用情况来看,“点到直线的距离”公式不仅应用于求两条平行直线之间的距离,求两条相交直线的角平分线等,在处理直线与圆的位置关系等问题上也有所应用,这提升了公式的应用价值。从数学双基的视角分析,“点到直线的距离”公式是解析几何的基本公式之一,公式的灵活运用和处理好“两点距离和点到直线的距离”两公式的转化,直接关系到解题能力的进一步提高,在高中数学中应该作为一个发展性的目标加以重点关注。
教育家布卢姆说:“我们无法预料教学所产生成果的全部范围,如果没有预料不到的成果,教学也就不成为一种艺术了。”本文期望,在多元目标下的教学设计,必将提升教学的有效性和学生的综合解题能力。