基于“教—学—评”三位一体化的高中数学课堂教学案例研究——以“圆锥曲线的中点弦问题”教学为例
摘要
关键词
“教-学-评”一体化; 高中数学; 圆锥曲线
正文
圆锥曲线是平面解析几何的主要内容之一,在高考试题中有着重要地位。2018年1月《普通高中数学课程标准(2017年版)》提出数学学科核心素养。圆锥曲线作为高考必考考点,考察了多方面的数学学科核心素养。圆锥曲线这部分知识点对学生的综合能力要求较高,对学生的数学抽象、逻辑推理、数学建模和数学运算等数学学科素养有着一定的要求。解析几何通过数量关系与空间形式的抽象考查数学抽象素养。结合题意画出圆锥曲线图形,用数学知识与方法建构模型解决问题的数学的建模素养。理解题目的数量关系,理解运算对象,掌握运算法则,探究运算方向,选择运算方法从而求得运算结果的数学运算素养。这块内容综合性相对较强,题目比较多变,解法灵活多样,能体现选拔功能。曲线的几何性质以及二级结论的应用是解较难客观题的关键。下面以复习课的一题例题为例
例:已知斜率为
的直线与双曲线的右支交于
两点,延长
交左支于点
,且
,求双曲线的离心率的值。
命题意图:考查椭圆定义及性质;
知识依托:韦达定理与两角和与差的公式,中点弦的二级结论;
教学分析:结合题意画出圆锥曲线的图形分析。课堂上重点分析这个条件要怎么用?有的同学利用斜率转化到两线的倾斜角之差为
,用韦达定理与两角和与差的公式.延长
交左支于点
,可得
两点关于原点对称。通常线与曲线交于两点会用设而不求求解,设
,
可得,所以
。
又,即直线
与直线
的夹角为
。由直线与曲线联立可由韦达定理得
用方程中的
来表示。最后据两直线的倾斜角可得
即直线
的倾斜角减去直线
的倾斜角。由公式
,从而得出关于
的方程,求出离心率。这方法计算量大不容易算出答案。所以很多学生就选择了放弃.这时引导学生观察
,若能看成线段
中点与点
连线的斜率,就可用中点弦的公式求解。
点评:注重教学的课堂学习反馈,积极调整教学手段,把学习行为与教师的教学行为和学习评价有机地结合起来。使得评价与学生的整体教学活动紧密结合,教师也能及时有效地了解其效果,及时地进行教学调整,从而达到目的。
圆锥曲线问题常用它的性质。如:图形的对称性以及一些二级结论。
关于中点弦:若是椭圆上两点,
的中点为
,则
推导过程:设椭圆方程为,椭圆上两点
。
,
两式相减得:即
因为的中点为
,所以
同理可得:若是双曲线上两点,
的中点为
,则
本题的一个重要条件是
,所以就要求出线就要想办法探究怎么用这一条件。在解析几何中角的问题常转化为线的斜率问题
的斜率。由椭圆的对称性易得点
为线段
的中点。取
的中点为,则线段
为
的中位线,所以
。题目的关键是由
如何求出
?设线
的倾斜角为
,则
。设线
的倾斜角为
,则
,所以
。
由中点弦的结论可得:,
,可得
即
所以离心率为
。
点评:对于圆锥曲线中关于原点对称的问题,通常会想到中点,角的问题会想到斜率的关系。两者结合就可以用中点弦公式解题。通过两种方法的对比,学生就能体会到在圆锥曲线应用二级结论的妙用.它不仅助于快速找到解题思路,也大大的简化了计算量.达到事半功倍的效果.
课堂推导归纳了同类的结论:
设椭圆方程为,
两点是椭圆长轴的顶点,设点
是异于
的椭圆上的任意一点,则
;
引导学生推导过程:设椭圆方程为,椭圆上两点
,设点
,则
所以
因为点在椭圆上,所以
,可解得:
所以
同理可得:若是双曲线的两顶点,点
是异于
的椭圆上的任意一点,则
.
评价: 教师通过课堂展示和互评环节观察学生的表现,评估他们运用所学知识解决问题的能力,鼓励学生提出建设性的意见,提高他们的批判性思维能力。“教-学-评”一体化是课堂教学设计与组织的基本理念和指导思想。提倡将教、学、评有机结合,通过评价推进学习,将评价视为教学手段,把学习行为与教师的教学行为和学习评价有机地结合起来。使得评价不能脱离教学,而与学生的整体教学活动紧密结合,教师也能及时有效地了解其效果,及时地进行教学调整,从而达到目的。
变式:已知椭圆
:
长轴的两个端点,
是椭圆上关于
轴对称的两点,直线
的斜率分别为
,若
的最小值为
,则椭圆的离心率为______
命题意图:考查椭圆定义,对称性与基本不等式;
知识依托:直线的斜率,基本不等式与椭圆的二级结论;
教学分析:结合图形分析可得,设
则
。
学生法一、利用解析法求出
因为
所以当
时
的最小值为
则得出,从而解得
。
学生法二、利用二级结论
连接,则
关于
轴对称,所以
,
因为所以
则
,从而解得
。
教师评析:法一直接解析法思路没问题,题中的即把
直接看成
,照理要讨论两者的正负问题,有四种情况,所以这解法只是碰巧写对其中的一种。
法二的技巧性强,充分利用二级结论转化。由前面化简得加绝对值可保证
利用基本不等式。巧妙得避开讨论。
“教-学-评”三位一体化的高中数学课堂教学案例是指在课堂教学中,教学案例要突出学生的主体为题,更需要明确教师的教学目标,打照互动学习的教学课堂,使学生在学习数学知识过程中对问题深入研究进而提高学习效率,带动学生的综合发展。高中数学课程标准(2022年版)组织以探究为特点的主动学习是落实数学学科核心素养的关键。在课程标准的“实施建议”部分中,也明确“评价”在日常教学中的重要地位,且“教-学-评”的一体化是有效教学的一个基本原理。
本文系漳平市基础教育教学研究课题《基于教—学—评三位一体化的高中数学课堂教学案例研究》(编号ZPcg2023—13的研究成果)
*课题项目:福建省“十四五规划课题”《“三新”背景下高考学科教研组“教学评”一致性应用的实践研究)》(课题编号:FJJKZX23_450)。
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