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将探究活动进行到底
——以一道试题的探究教学为例

2015-04-28江苏省淮安市淮海中学王开林

中学数学杂志 2015年7期
关键词:定点变式椭圆

☉江苏省淮安市淮海中学 王开林

将探究活动进行到底
——以一道试题的探究教学为例

☉江苏省淮安市淮海中学 王开林

高三数学复习课要提高课堂教学效率,教师必须精选典型例题,引导学生积极思考,合作探究,主动建构,掌握解题规律,提升分析问题、解决问题的能力,培养学生的数学思维和数学素养.为此,笔者也作了积极地探索,下面是笔者在课堂上以一道试题为引例,引导学生分析探究,总结规律,变式拓展,激活了学生的思维,点燃了学生智慧的火花,可谓精彩纷呈.

一、试题呈现

题目(金陵中学2015届高三上学期期中考试)如图1,已知椭圆别为A、B.

图1

(1)求椭圆的标准方程.

(3)在(2)的条件下,设以线段MP为直径的圆与直线BP交于点Q,试问:直线MQ是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.

二、解法探究,寻找解题规律

解法1:设P(x0,y0),则直线AP:y=

所以直线MQ恒过点(0,0).

评析:此解法中,以P点的坐标(x0,y0)为参变量求出点M的坐标和直线MQ的斜率,即可写出直线MQ的方程,化简得解,运算量较大.

解法2:连接BP,kOM=tan∠BOM=2tan∠BAM=2kAM.

评析:此解法中,运用数形结合得出kOM=2kAM,再结合椭圆的一个重要性质较好地减少了计算量,简便快捷多了.学生在做解析几何题时,常会出现“有思路,没结果”的现象,究其原因,主要是因为方法选择不好、运算能力不够所导致的.解法2中运用了椭圆的一个重要性质:若A、B分别是椭圆的左、右顶点,P是椭圆上异于A、B的任一点,则.此结论还可进一步推广:

2两点,P是椭圆上异于A、B的任一点,则

在解填空题时,运用此结论可以快速求解,达到小题快做的目的,解决解答题时,作为中间结论,用来突破难点,非常有效.

三、变式探究,激活数学思维

图2

小结:由探究2、3不难发现:若点D为x轴上与C点不重合的任一点,则易得kMD=tkPA(t∈R),进而可证明kDM· kPN为定值.

探究4:延长MB交椭圆于点Q,

连接AN,则AN是否经过点Q?

图3

所以kAQ=kAN,则AN经过点Q.

探究5:直线l的方程为x=m,是否存在实数m,使得以线段MP为直径的圆经过B点?若存在,请求出m的值;若不存在,请说明理由.

解析:假设存在,由题意知只需kBM·kBP=-1,而kAP·因此只需kBM=2kAM即可,则|CA|=2|CB|,则

探究6:记M、N两点的纵坐标分别为yM、yN,试问:yM· yN是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.

探究10:以MN为直径的圆是否过定点?(以MN为直径的圆在x上截得的弦长是否为定值?)若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.

探究11:设以线段MP为直径的圆与直线BP交于点D,试问:直线MD是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.

评析:以直线AM的斜率k为参数,运用直线AM与直线BP以及直线MQ的斜率的关系解题,大大减少了计算量,简便快捷,妙不可言.

探究12:连接PQ,直线PQ是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.

四、练类似题,提升应用能力

学生在经历一节课的探究之后,应该是收获很大,为了检验学生的学习效果,要求学生课后去寻找类似的题来巩固提升、体会相关的解题思路、方法与策略.

图4

类似题(泰州市2015届高三第一次模拟考试第18题)如图4,在平面直角坐标系xOy中,离心率为的左顶点为A,过原点O的直线(与坐标轴不重合)与椭圆C交于P、Q两点,直线PA、QA分别与y轴交于M、N两点.当直线PQ的斜率

(1)求椭圆C的标准方程.

(2)试问:以MN为直径的圆是否经过定点(与直线PQ的斜率无关)?请证明你的结论.

五、教学感悟

1.探究教学应凸显学生的主动建构

教育家弗赖登塔尔认为,“数学学习不是一个被动的吸收过程,而是一个以学生原有的知识和经验为基础的主动建构过程”.探究教学应突出学生的主体参与,让学生经历、实践、体验、参与、探究知识的发生、发展过程,从而激活思维,挖掘学生的潜能,培养学生学会提出问题、分析问题和解决问题.教师在课堂上起到“穿针引线”的作用,适时地启发、引导、点拨,但绝不能代替学生的思考,要充分暴露学生的思维过程,关注学生思维障碍的突破,及时纠错补错.学生只有亲历探究过程,才能获得切身的体会和感悟,才能将知识、方法内化到他已有的结构系统中,提升自己的能力.

2.变式拓展是提升解题能力的有效途径

学生为什么会陷进题海,做了一大堆的题目,成绩却进步不大?主要是老师对考点、考情、考题研究不够到位,以致于学生盲目地做题,做一些孤立的题目,高耗低效.著名数学教育家波利亚曾说过:“好问题同某种蘑菇有些相像,它们大都是成堆地生长,找到一个以后,你应当在周围找一找,很可能在附近就有好几个”.我们在高三复习课中,要学会借用波利亚的找“蘑菇”方法来探究知识与思维的“生长点.教师应该在精选例题的基础上引导学生进行变式训练,拓展探究,举一反三,触类旁通.运用变式对例题进行改编,可以改变题目的呈现方式、已知条件或位置关系,对问题进行更深层次的探索,关注结论与方法的普适性.灵活地运用变式教学,对各种题目进行归类,总结出具体的解题方法,探索解题的共性,做到深入浅出,以点带面,以少胜多,能较好地培养学生的思维能力,防止学生思维的僵化,提高学生的解题能力及应变能力,而且能激发学生学习数学的兴趣,提高学习的积极性.

3.及时反思是高效课堂的生长点

荷兰著名数学家弗赖登塔尔曾指出:“反思是数学化过程中一种重要的活动,它是数学思维活动的核心和动力”“只有这样的数学教育——以反思为核心,才能使学生真正深入到数学化过程之中,也才能抓住数学思维的内在本质”.著名数学教育家波利亚也说:“如果没有了反思,他们就错过了解题的一次重要而有效益的方面”.可见,在数学教学中,适时的教学反思对于提高教学效果是非常重要的.教学中教师还应该积极创造反思条件,强化学生的反思意识.每一次解题以后,引导学生认真地反思自己是如何发现问题和解决问题的,运用了哪些基本的解题方法和技巧,如何寻求到解决问题的思路,走过哪些弯路,从中获得哪些经验教训,也可从错误的原因反思自己是公式出错,运算出错,分类讨论出错,还是对讨论结果的整合出错,是否有更好的方法,以前是否解决过类似的问题,它们有什么区别和联系,问题的条件是否可以改变,还能得到什么结论等.学生逐步养成对自己的解题过程、思维过程进行反思的习惯,解题能力和学习效率明显提高,真正达到了事半功倍的效果.A

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