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学贵知疑 疑中求进

2020-01-09福州第十五中学徐荣树

天津教育 2020年28期
关键词:弦长所求斜率

■福州第十五中学 徐荣树

一、学贵知疑,悟从疑得

明代教育家陈献章主张“学贵知疑”的教育理念,主张学习应敢于提出疑问,独立思考,不要迷信先人及权威,强调“提出问题”对于学习的重要性。孔子也倡导学生“每事问”,教师应在教学过程中摒弃“师道尊严”的想法,面对学生的质疑应作出恰当的回应,创造一个宽松的环境,让学生敢于提问,点燃学生思维探索的火焰,使学生围绕知识本体不断探索,在质疑中领悟知识真谛,对所学知识进行再认识、再创造,逐步形成自己的能力。现行人教版高中数学必修二教科书(2007年2月第3版)在“§4.2.1直线与圆的位置关系”(第126-128页)中设置例2如下:

题1:已知过点M(-3,-3)的直线l被圆x2+y2+4y-21=0所截得的弦长为4,求直线l的方程。

教科书中依据垂径定理及勾股定理计算出弦心距后作出下列表述:“因为直线l过点M(-3,-3),所以可设所求直线l的方程为y+3=k(x+3 )。”这种表述虽然不影响本题两解的得出,但极易让学生产生以下疑问:“过定点直线的方程是否都可以用点斜式直接假设?”在教学中笔者对例题适当改编如下:

题2:已知过点M(-3,-3)的直线l被圆x2+y2+4y-21=0所截得的弦长为8,求直线l的方程。

学生参照教科书中的问题解决方法可以求出直线l的方程为4x+3y+21=0,比较题1、题2的结果提出以下疑问:①为什么仅仅改动弦长就能影响解的个数?②弦长分别满足什么条件,所求直线方程有两解、一解或无解?(借助几何图形探究得出弦长小于、等于或大于直径时所求直线方程分别为两解、一解或无解);③当所求直线方程有两解时,这两条直线具备什么图像特征?(关于过定点的直径所在直线对称);④题2中弦长小于直径,为什么所求直线方程只有一解?还有一条直线哪去了?(利用对称性进行图形演示得出另一条直线与x轴垂直。);⑤为什么解题过程无法得出这条与x轴垂直的直线?(题中利用点斜式假设直线方程已认定直线与x轴不垂直。)

通过以上追问可见教材编写存在不妥之处。做如下更改比较贴切:“ ……即圆心到所求直线l的距离为。如果直线l的斜率不存在,那么直线l的方程为x=3,易得圆心到直线l的距离为3,不符合题意(舍去)。如果直线l的斜率存在,不妨设斜率为k,所以可设所求直线l的方程为y+3=k(x+3)。”

在教学过程中,教师应鼓励学生大胆质疑,敢于质疑,让学生逐步形成严谨的习惯,逐渐培养学生具有求真务实的科学态度。

二、疑中激趣,疑中辨析

疑问能激发兴趣,学习以疑贯穿始终,其乐无穷,爱因斯坦一生对学习如痴如醉,其中最重要的原因是总是带着疑问学习。数学知识有极强的关联性,各知识点盘根错节,常常具有共性又互不相同,不断提出问题不断辨析,进而澄清知识要点,构建完善的数学大厦。

学生通过这一系列疑问对椭圆与双曲线的异同展开深入探讨,沉浸于两圆锥曲线的不同变化之中,从中找到探究问题的乐趣,从细小的条件变换领略各自对题目的影响,在探究过程中完成对两曲线的深度辨析,完善圆锥曲线知识体系。

三、善于质疑,疑中求进

学生从无疑到有疑不可能一蹴而就,教师可根据任务主体设置题组,引导学生如何提出疑问,由浅入深,题题相扣,题题递进,逐步完善任务主体的方方面面,使学生的思维不断得到激发和深化,逐渐达到“无疑—有疑—无疑”的不断循环转化,进而不断提高数学水平。现行人教版高中数学选修1-1教材(2007年2月第3版)第62~63页及选修2-1教材(2007年2月第2版)第71~72页中均设置如下例题(题3),在教学过程中教师可引导学生结合此题对题4、题5进行探讨。

题3:已知抛物线y2=4x,直线l过定点P(-2,1),斜率为k,k为何值时,直线l与抛物线y2=4x:只有一个公共点;有两个公共点;没有公共点?

题4:已知抛物线y2=4x,直线l过定点P(-2,1),讨论直线l与抛物线y2=4x的位置关系。

题5:求过定点P(0,1)且和抛物线y2=4x有且只有一个公共点的直线方程。

题3联立方程组消元后学生常顺势马上计算Δ,此时应引导学生对此做法的合理性进行探讨,让学生注意根的判别式Δ只适用于一元二次方程(要求二次项系数不等于0),因此在二次项系数含参数的情况下必须分类讨论。

题3的实质是过定点直线与抛物线公共点个数的探讨,若只已知过定点(未涉及斜率),若求公共点个数问题改成直线与抛物线位置关系问题,对问题的解决有什么影响(题4)?若将定点从P(-2,1)改成P(0,1),过定点斜率不存在的直线与抛物线的位置关系有何不同(题5)?通过上述问题的挖掘与解决并不断引申出新的问题再解决,可完整地掌握直线与抛物线位置关系的相关知识。

疑问是理解知识的前提,疑问是进一步深入学习的催化剂,疑问越多,好奇心就越强,教师应让学生在不断提问中学会质疑技巧,集中注意力,在攻克各种疑问中不断进步。

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