APP下载

让深度学习走进数学课堂
——以“椭圆的标准方程”教学为例

2022-11-09陆王华

数学教学通讯 2022年30期
关键词:移项根式化简

陆王华

江苏省南通中学 226001

深度学习是当前数学教学的一个热词,它建立在学生深层次理解的基础上,其既强调教师的引导作用,又关注学生的主体参与,让学生通过体验和深入思考掌握数学的本质,帮助学生形成积极的学习动机,培养学生正确的学习观和价值观.笔者以 “椭圆的标准方程”一课为例,浅谈自己对深度学习的理解与实践,仅供参考!

教学过程

1.探究性导学单

课前教师结合教材内容和学生学情设计了导学单,以便学生在明确的问题的引导下进行有效预习.

导学单的内容如下:

(1)回顾探究圆的标准方程这一节内容,说一说圆的标准方程的推导步骤.圆上的点与方程满足什么条件后,才说明这个方程是圆的方程呢?

(2)你认为可以如何研究椭圆?特别地,已知一个椭圆上的点M以及焦点F1,F2满足0(a,c为实数),试着求出它的方程.

设计意图:引导学生通过旧知回顾获得新知的探究方法,并将新知内容纳入原有的认知体系中,逐渐完善学生的认知结构.另外,在预习内容中,借助实例让学生经历自主探究方程的过程,这样不仅可为课堂教学提供教学素材,而且有利于引发深度学习.

2.研究性教学活动

学生独立完成课前导学单内容,教师结合学生反馈制作成课件,以便通过有效交流让学生获得深刻的理解.

环节1:为什么这样算?

师:观察图1,你认为这样化简好不好?(教师用PPT展示学生的化简过程,引导学生通过观察、分析、思考等过程找到问题的症结)

图1

生1:该过程涉及的字母太多,很难计算.

师:你认为出现以上问题的根本原因是什么?

生1:设得过于复杂,没有认识到椭圆的两个焦点是对称的,可直接设F1(-c,0),F2(c,0).

师:很好,合理建系往往可以达到简化运算的效果.在解决问题时不要急于求成,应该注意观察、认真分析.

师:观察图2,谁来说一说这步想要做什么?为什么要抹去部分等式呢?(教师继续展示学生的化简过程)

图2

生2:这步想通过两边平方去掉根式,可能发现直接平方比较复杂,所以放弃了.

师:观察图3,这样做的目的是什么?你认可这一做法吗?(教师继续出示图3)

图3

生3:图3最终的目的也是为了去掉根式,但在平方前先移项了,这样等式的左右各有一个根式,平方后左侧根式可以直接消除,然后整理,再移项,再平方,通过两次平方实现了化简.

师:说得非常好,这一运算过程与教材不谋而合,可见大家有着超强的分析和运算能力.

师:在检阅大家的预习成果时,发现有的同学是这样算的.(教师出示图4)

图4

师:对于以上过程该如何理解呢?(教师预留时间让学生观察、交流)

师:现在请当事人说一说,当时你是怎么想的呢?

生4:通过观察发现,无论是直接平方,还是移项后平方,都需要两次平方才能去除根式,于是我就想试一试通过构造对称结构的方式去抵消根式,然后我就将2a进行了拆分,再平方就出现了根式相减的现象,联想到开始的两根式之和,利用加减相消表达出了一个根式.

师:能想到利用对称创造相消项,非常有创意.

师:观察图2后部分学生预测直接平方计算比较烦琐,所以更改了运算策略.但也有部分学生直面挑战,给出了这样的运算过程.(教师展示图5,并预留时间让学生观察)

图5

师:请利用以上方法化简的同学说一说,当时你是怎么想的呢?

生5:起初也没有多想,直接就平方了,但是在整理时发现运算过程比较复杂,也想过通过先移项再平方的思路求解,不过我又想到即使通过移项还是需要两次平方,所以我就尝试将这个过程进行到底.仔细观察式子的结构特征发现,若将根号下的式子进行变形可以构成平方差公式,这也是一种对称.就这样一边做,一边观察,后来联想到了换元,于是得到了以上运算过程.

师:非常好,看似无心插柳,却离不开知识、经验和方法的支撑,可见大家有着扎实的基本功.

设计意图:为了改变师讲生听的低效教学模式,教师没有直接展示课本运算过程,而是根据预习单提取一些典型案例,这样有效拉近了学生与课堂的距离,调动学生参与的热情.同时,通过观察、分析、交流,唤起了学生的深思,既让学生明晰了算理,又掌握了运算方法,有效提高了学生分析和解决问题的能力.

环节2:什么是曲线方程?

师:在导学单上有学生给出了这样一个运算过程,你知道这段文字要表达的是什么吗?(教师出示图6)

图6

生6:验证方程的解为椭圆上点的坐标.

师:哦!得到椭圆方程经历了复杂的计算,一定要验证吗?

生6:需要,从刚刚求解过程可以看出椭圆上点的坐标是方程的解,但并没有说明方程的解是椭圆上点的坐标,所以需要进一步验证.

设计意图:在导学单上,教师已经明确要求学生对结果进行验证,不过效果并不明显,大多数学生将精力放在研究“椭圆上点的坐标是方程的解”上,忽视了对“方程的解是曲线上点的坐标”的验证,可见他们对曲线方程的理解不够深刻.教师展示学生的成果,其目的是引起学生注意.不过,由于教材对验证过程没有太高的要求,所以教师也没有继续开展探究,而是点到为止,让学生理解数学的严谨性,培养其正确的数学观即可.

环节3:如何求曲线方程?

师:对于最后一个问题,有同学给出了图7所示的解答过程,这样的做法对吗?求曲线方程的步骤是什么呢?

图7

生7:图7的解答步骤存在问题,这里面没有显示建系的过程.求曲线方程的第一步是建系,没有坐标系又何来点的坐标呢?

师:说得很好,谁来总结归纳一下,求曲线方程要有哪几个步骤呢?

生8:分为5步:①建系设点;②寻找条件;③列出方程;④化简;⑤证明.

师:说得很好,语言简洁精炼.对于以上问题,你们认为如何建系运算更简洁呢?

生9:构建对称图形,这样式子中会出现对称结构,更易于化简.基于以上分析,解题时可以F1,F2两点所在直线为横轴,以线段F1F2的中垂线为纵轴,建立平面直角坐标系.

师:还可以怎样建系?得到的对应的方程又是什么呢?

设计意图:教师引导学生在原有基础上继续探究,学生找到了不同的建系方法,有的学生认为可以其中的一个焦点为坐标原点建系,虽然通过该方法能列出方程,但是因为运算烦琐并没有得到结果;有的学生利用中垂线构造对称形式,但把焦点放在了纵轴,使得化简时犯难了.为了帮助学生掌握问题的本质,教师放慢了脚步,通过引导和启发让学生发现其中蕴含的规律.

师:现在谁来说一说,你是如何建系的呢?(教师点名让学生回答)

生10:我的建系思路与生9相同,也是用中垂线构造对称形式,但我将焦点放在了纵轴.

师:你化简的方程是什么?

生10:过程有些复杂,目前我还没有化简出来.

生11:这个不需要化简,可以直接写出方程.(生11抢答道)

师:为什么呢?

生11:两种建系方法的唯一区别就是x轴与y轴进行了互换,这样在化简时无非就是将x换成了y,y换成了x,因此不需要再化简,只要将x和y互换即可.

师:非常完美的表述,这样由几何图形中的对称联想到了代数中的对称,可见同学们已经掌握解析几何问题的解决方法了.

设计意图:根据导学单发现,不少学生给出的解题过程并不规范,缺失建系的过程.由此教师刻意展示不规范的解题过程,让学生在纠错的过程中进行深度思考,通过对不同建系方法的探究,不仅深化了他们对知识的理解,而且有效地发展了新课,得到了椭圆标准方程的另外一种情况.

教学思考

本节课的重点为推导椭圆的标准方程,推导过程中教师以学生的算法为主线,发现了不同的解法,并通过对不同解法的分析,让学生在理解他人解题思路的过程中深刻地理解知识,优化算法,提升学生的数学运算能力.

在本节课教学中,教师以学生的自主探究为主线,为深度学习提供了前提.要知道,机械模仿、死记硬背难以诱发学生深度思考,不利于深度学习达成.在实际教学中,教师应从学生实际学情出发,依据教学内容科学合理地创设问题,从而让学生在问题的启发和引导下去思考、去探索、去交流,以此让学生掌握数学研究方法,理解数学的本质,从而使“学”变得既有深度又有意义.

总之,在教学实践中,教师切勿因追求“速度”而大包大揽,那样不利于学生学习能力提升,会影响学生的长远发展.在教学中,教师要学会放慢节奏,为学生提供机会去发现、去探索、去创造,以此丰富学生的认知,提高学生的学习品质.

猜你喜欢

移项根式化简
灵活区分 正确化简
“合并同类项与移项”初试锋芒
“合并同类项与移项”检测题
笑笑漫游数学世界之千变万化练移项
“二次根式”创新题
如何比较二次根式的大小
“合并同类项与移项”检测题
组合数算式的常见化简求值策略
阅卷手记——二次根式
挖掘隐含,确定正负