开展乡土探究提高复习课的效果--高中三年级复习抛物线的教学环节与感悟_抛物线论文

实施局部探究,提升复习课的有效性——高三“一轮”复习《抛物线》的教学片段及感悟,本文主要内容关键词为:抛物线论文,局部论文,片段论文,有效性论文,高三论文,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。

高三数学复习课,如何把“探究”元素融入有效性教学中,我们课题组作了一些有益的尝试:在有意义接受式学习的基础上,进行局部探究,即根据教材的特点,选择若干个局部探究的“点”,一堂课安排5~20分钟,在教师的组织、引导下,让学生经历自我探究与合作交流的过程,在知识、能力和发展三维目标中找到最佳结合点。下面以江苏省太湖高中何英老师执教的高三“一轮”复习课《抛物线》为载体,谈谈高三数学复习教学中实施局部探究的做法,供大家参考。

一、片段摘录

【片段1】(基础训练题1、2)

师:请看学案第1、2题,怎么解?结果是什么?

题1 抛物线的焦点坐标为__,准线方程为__。

题2 若直线y=k(x-1)过抛物线焦点,则抛物线方程为__。

学生回答后师生共同归纳出:(1)抛物线标准方程四种形式、焦点坐标和准线方程;(2)一个定量条件即可确定抛物线的标准方程。

【片段2】(基础训练题3及变式)

题3 抛物线上的点A到抛物线焦点的距离为5,则A到y轴的距离为__;A到x轴的距离为__。

先让学生画图、思考,再请学生回答。教师作适当提示并板书:重视抛物线定义的运用。

变式 已知抛物线的焦点为F,定点P(4,-1),在抛物线上找一点M使PM+MF最小,则点M的坐标为__,最小距离为__。

探究1 对两个动点P、M的位置实施局部探究

教师先请学生独立思考,有困难可与同桌合作探究,2分钟后交流。

生D:先作图。可判断出点P在抛物线内部。

师:理由是什么?

生D:将x=4代入抛物线方程,得y=±2,即(4,±2)在抛物线上,因此点P(4,-1)在抛物线内。

生E:准线为,过点P作准线的垂线,垂足为C,PC与抛物线的交点即为所求的点M。求得点M的坐标为(1,-1),最小距离为

师:为什么(1,-1)就是要找的点M呢?

生E:若在抛物线上任取一点M'不同于点M,过M'作准线的垂线M'C',垂足为C',由M'F=M'C'得,PM'+m'F=PM'+M'C',由图易知,PM'+m'F=PM'+M'C'>PM+MC=PC。即当P、M、C三点共线时所求的距离最小。

师:很好!还是利用定义,并结合平面几何的知识求解。从这里我们能够体会到:定义在解决问题中可以发挥出十分重要的作用,今后解题时一定要注意联想定义,学会运用定义。

【片段3】(典例分析的例1和3个变式)

例1 一个正三角形的三个顶点都在抛物线上,其中一个顶点在原点,求这个三角形的面积。

让学生思考、尝试,教师巡视,过2分钟后请学生回答,学生I上黑板画图。

探究2 对“对称性”实施局部探究

第一步,提出问题

师:你画出这张图的依据是什么?

生I:感觉应该是对称的,因为抛物线和正三角形都具有对称性。

师:很好!这样对称放置的正三角形必满足题意,那么抛物线中是否存在不关于y轴对称的内接正三角形呢?

第二步,实施转化

将原问题转化为更易操作的问题。要证内接正三角形△OPQ关于y轴对称,只要证P、Q两点的纵坐标相等即可。

第三步,展示过程

学生探索2分钟后,展示其探究成果(由OP=OQ及,可得了)。

第四步,结论引申

师:这个结论能推广吗?

生(齐答):能!抛物线的内接正三角形必关于对称轴对称。

师:请继续解答例1。

生I:由正三角形及对称性,可设,代入抛物线方程得,所以

师:还有其他方法吗?

生J:可以把顶点看做是直线与抛物线的交点,由对称性及正三角形的特点,知,所以,联立抛物线方程得交点坐标(下略)。

师:由上面的研究,你对抛物线的内接特殊图形还能联想到哪些问题,可得哪些结论?

学生很快提出以下问题:

问题1 抛物线的内接等腰三角形是否一定关于y轴对称?

问题2 抛物线的内接直角三角形,已知一边边长,能否求其面积?

问题3 抛物线(p>0)有一个内接直角三角形,直角顶点在原点,已知斜边长和一条直角边所在的直线方程,求抛物线方程。

教师对学生的探究精神表示了高度的肯定和赞赏,并对学生提出的问题稍作整理,得到以下三个变式:

变式1 抛物线的内接等腰三角形如何放置?如抛物线的一个内接等腰△OPQ面积为12,O为坐标原点,则这样的三角形有几个?

变式2 已知抛物线有一个内接Rt△OAB,直角顶点O为原点,OA所在的直线方程是,求△OAB的面积。

变式3 已知抛物线(p>0)有一个内接直角三角形,直角顶点在原点,斜边长是,一条直角边所在的直线方程是y=2x,求抛物线方程。

探究3 对变式1中抛物线内接等腰三角形的个数实施局部探究。

具体操作:

第一步,让学生独立思考2分钟。

第二步,小组合作,根据需要进行分组。

第三步,学生交流与展示。

师:请各组派代表谈谈你们的解题思路。

小组A:分成两类,(1)若P、Q关于y轴对称,转化为例1的问题;(2)若P、Q不关于y轴对称,感觉到有对称的两个,如何求解,还没有想好。

小组B:对于(2),如图,若两点P′、Q′不关于y轴对称,设动点Q′(x′,y′),则OQ′方程、OQ′的中点M的坐标都可以表示出来,OQ′的垂直平分线l与抛物线交于点P′,则△OP′Q′为等腰三角形,其面积可用x′、y′表示,因x′、y′满足,试了一下,运算很繁。由于对称性,要么有两组解,要么无解。因此,结论可能是三组解,也可能是一组解。

小组C:我们的结论与B组一样,但解决的思路有所不同。如图,以点P″为圆心,OP″为半径画弧交抛物线于点Q″,则△OP″Q″为等腰三角形,根据对称性,应有三组解。

第四步,教师用《几何画板》演示,显示果然有三组解。

变式2、3请两位学生说说思路,具体解答留作课后作业。

第五步,师生小结。解决抛物线的内接几何图形相关问题:(1)充分利用图形的几何性质;(2)借助图形的直观性和坐标思想解决。

【片段4】(典例分析的例2)

例2 上有两点A、B在x轴上下两侧,F为焦点,FA=2,FB=5,在AOB这段曲线上求一点P使△APB面积最大,求这个最大值及此时P的坐标。

师:这是抛物线内的一个斜三角形问题,想一想,如何解决呢?

教师巡视,发现大部分学生能由基础题3的定义法很快得出A、B。

学生回答后,教师追问:原问题可以转化为一个什么具体问题?

生H:在AOB这段曲线上求一点P,使点P到AB的距离最大。

师:这个距离如何求呢?

探究4 对难点、易错点实施局部探究

(思路1)代数角度

生L:y=-1能取到吗?

生M:能取到,但应先求范围。

师:生L的质疑意识很好,生M范围先行,确保了运算的正确,都值得大家学习。

(思路2)几何角度

第一步,猜想,验证

生N:作AB的垂直平分线,与抛物线的交点Q到直线AB的距离最大。

教师用《几何画板》作图发现,不是点Q。指出猜想不一定成立。

第二步,观察,议论

不少同学在继续思考,部分同学从演示中感觉到Q旁边的点到直线AB的距离最大。

师:你的根据是什么?

生O:作AB的平行线与抛物线相切,切点就是要找的点。

同学们在点头肯定,教师用《几何画板》演示、印证。

第三步,解答,对比

师:想想,如何求这个切点呢?一般地,直线与曲线相切是如何处理的?

师:请同学们对比两种思路,本题的处理策略,运用的思想方法,都值得我们好好品味!

【片段5】(小结与作业)

师:本课重点是运用定义法和联立方程组解决相关问题,实施了一些局部探究,彰显了大家的智慧。

二、教学感悟

从上面的教学片段中,笔者感受到:实施局部探究,是提升复习课有效性的一个重要的途径。那么,在复习课的教学中,怎样实施局部探究呢?

1.精心选取局部探究“点”

运用局部探究的方法实施复习课的教学,选准局部探究的“点”非常重要。为提高课堂探究的有效性,需要关注以下两个要素:(1)学生实际。教师对于所教班级学生的学习的水平、潜能、兴趣等要深入了解,做到心中有数,因为实施教学有了针对性才能实现有效性。(2)教材特点。要求教师对所教内容、课型以及重、难点等作深入钻研,因为它是提升课堂教学有效性的基础。在综合分析的基础上,精心预设局部探究的“点”。

就本节课而言,教学对象是江苏省四星级重点中学的文科班学生,基础较好,学习数学的积极性高。作为高三数学的“一轮”复习,《抛物线》这一内容的考纲要求是:了解抛物线的定义、几何图形和标准方程,知道它的简单几何性质;教学重点是:抛物线的定义及其简单几何性质;教学难点是:灵活运用抛物线的定义及性质解决问题。因基础题1、2是对抛物线标准方程及焦点、准线等的复习,属于知识回顾;基础题3是运用抛物线定义的常见问题;例1的变式2、3是联立方程组的常规问题,难度较低,只作为学生的巩固练习;例2前半部分得到定点A、B,AB的长度和AB的方程,前面已有铺垫,这些内容不用探究,只要学生练一练、老师讲一讲即可。本课主要针对下列四个“点”实施了局部探究:(1)关于抛物线定义及其运用。因回归定义能体现基础性,用定义处理问题能简化运算,两者兼具即构成重要的考点,复习时有必要强化。(2)对于例1中抛物线的内接正三角形为什么呈对称状?大部分学生不很清楚,为了今后能有效迁移,有必要设为小专题实施局部探究。(3)例1的变式1“抛物线内接等腰三角形的个数”本身就是一个不确定性的探究型问题,具有一定的开放性,组织好探究才能取得较好的效果。(4)例2是如何确定给定曲线上一点P到定直线AB的距离最大,可以从数、形两个角度进行,因角度不同,解答的难易程度也不同,需对比;二次函数绝对值的最值问题是学生的易错点,有必要让学生试误、辨析。

2.选用合理的探究形式

根据以上探究的“点”,考虑采用何种形式,预留多长时间。有的知识点或方法只要教师做点提醒,学生略作思考、动手画草图或代入数据检验即可(如点P的位置);有的问题因个人的局限性,需要同伴的讨论、合作交流才能完成(如探究3);有的问题涉及面广或为学生的疑难,需要教师的必要提示,再通过师生或生生之间对话,互相启发、互为补充(如探究4);有的问题因具体解答的数据很繁琐,若定量研究,则耗时太多,因此改为定性探究,并辅助于《几何画板》的验证(如探究3)。有的问题需要经历“提出问题→猜想、验证→议论、解决→对比反思”的完整探究链。有的局部探究由课内延伸到课外(如探究3)。有的探究性材料不仅仅由教师提供,也可让学生根据当前问题联想、提出新问题,体现了学生是探究性学习的主人(如探究2中得出的几个问题)。当然教师还应鼓励学生通过思考、调查、查阅资料等方式概括出问题,或通过日常生活情景提出数学问题,进而提炼成探究性学习的材料。

3.有效整合局部探究与有意义接受式学习

有意义接受式学习的特点是以教师讲题、学生练题为中心,侧重接受、联系、记忆,“双基”训练扎实,课堂容量大,时间可控,但对知识的发生过程揭示得少,缺乏发现式教学的探究、合作,不利于学生能力的培养和发展。为了追求复习教学的有效性,需要处理好局部探究与接受式教学的关系,做好整合。

(1)吸取复习课的成功经验。对于高三“一轮”复习教学中的知识点,如本课抛物线的标准方程、焦点、准线等,运用“扫雷式”复习,以体现基础性;注意与其他相关知识点——函数最值、三角、几何等的结合,以体现联系性和综合性;对知识要点、思想方法和解题策略适时进行归纳和延拓,以体现系统性;让新颖与熟悉结合(如内接等腰三角形和直角三角形),交替呈现,以减少复习的疲惫感等。以上这些,都是复习课有效性的具体体现。

(2)精选教学内容,控制探究时间。由于探究式学习要比接受式学习多费时间,而时间是有效性的重要元素。因此,一方面例题、练习要精选,难度不宜过大,否则,预留探究的空间就小了,气氛也难以活跃,如本课的基础题及典型例题1、2,符合学生的实际,难度适中;另一方面局部探究的“点”要控制好时间。有的只需1分钟,有的需要5、6分钟。如本课例1中变式1的运算很繁,费时多,不适宜定量探究;研究完例1后让学生提出问题,教师做适当的整理和改编,或课内探究,或课后思考,凸显教师的专业引领;由于例2前半部分得出定点A、B等属于巩固旧知,则快速进行。可见,把握好探究的“度”对实施局部探究教学显得尤为重要。

当然还要根据课堂学生的生成情况作出必要的调整,以提高教学的针对性,提升复习课的有效性。

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