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一堂“椭圆标准方程推导”示范课赏析和感悟(全文)

时间:2022-07-06 17:50:02 来源:网友投稿

下面是小编为大家整理的一堂“椭圆标准方程推导”示范课赏析和感悟(全文),供大家参考。

一堂“椭圆标准方程推导”示范课赏析和感悟(全文)

 

 一堂“椭圆标准方程的推导”示范课的赏析和感悟 作

 者:

 万福昌

 作者简介:

 万福昌,江苏省苏州市陆慕高级中学(215131).

 原发信息:

 《中学数学月刊》(苏州)2017 年第 20174 期 第 34-37 页

 期刊名称:

 《高中数学教与学》 复印期号:

 2017 年 07 期

 2016 年 11 月 8 日下午,我校数学组邀请江苏省特级教师蔡玉书同志到校指导数学教学工作.蔡老师在高二(2)班上了一堂示范课,课题为“椭圆标准方程的推导”.我校数学教师听课后都觉得受益匪浅,蔡老师对数学的热情感染了学生,也感染了所有听课的教师.蔡老师教学风格严谨,上课风趣幽默,有很强的把握数学本质的能力,解题方法独特,在教学中善于启发学生思维,因势利导培养学生数学解题能力.

  为更好地消化蔡老师示范课教育教学精髓,现实录课堂教学过程,分段进行赏析.

  一、导入设计

  师:世界上最美的图形——圆是怎样定义的?标准方程是什么?

  生 1:圆是到定点的距离等于定长的点的集合.圆的标准方程为 .

  学生回答问题时,蔡老师在黑板上同时板书,板书“到定点的距离等于定长的点的集合”前预留了一定的位置.

 师:你回答得很好,圆的定义要加限制条件吗?

  生 2:要在平面上.

  蔡老师在预留位置添加“在平面上”.

  师:不加此条件,图形是什么?

  生 3:球.

  师:我们要将圆心置于什么位置,圆的方程可以更加简洁?

  生 4:圆心在原点时,方程为 .

  师:你还能将 变形得好看一点吗?

  蔡老师停顿了几秒,用期待的眼神看着学生,片刻后,有几位学生举起了手.

  生 5:

 .

  师:这和我们学习的哪种直线方程相似?

  生 5:和直线的截距式方程 相似.

  师:在 x 轴和 y 轴截距是多少?

  生 6:在 x 轴和 y 轴截距是-r 和 r.

  赏析 在短短几分钟的导入教学里,蔡老师在和学生交流时多次用了“最美的图形”、“好看一点”等词语,从中可以看出蔡老师对数学的热爱.这种热情也传递给了学生,激发了学生学习数学的热情,课堂气氛随之活跃起来.将圆的方程变形为 ,联想直线的截距式方程 ,引导学生追求形式上的简洁和统一,让学生感受到了数学的简洁美和统一美.

 导入设计为椭圆方程的化简方向埋下伏笔.回顾圆的定义,不是简单的重复,而是在回顾中提升.学生回答圆的定义时少了“在平面上”这一条件,蔡老师及时加以提醒和追问,反映出蔡老师治学严谨及课堂随机应变的灵动.

  二、椭圆的标准方程推导

  1.推导方法 1

  师:椭圆的定义是什么?

  生 7:平面内与两定点 的距离的和等于常数(大于 )的点的轨迹叫椭圆.

  教师在黑板上做了椭圆轨迹形成的演示,演示过程中做几次停顿,不断地问学生:到两个定点距离和为多少?学生集体回答 2a.

  师:这个图形叫椭圆,它的图形也很美.同学们想不想研究这个图形的性质?

  生众:想.

  师:我们要研究其图形及性质,类比圆的学习过程,你最想求出椭圆的什么?

  生 8:建立直角坐标系,求出它的方程.

  师:我们建立坐标系时的原点和坐标轴怎样选定?为什么?

  蔡老师让学生回答了几种建系方案后,继续追问学生.

  师:为什么原点要放在两定点 为端点的线段的中点?

  生 9:整体看有一种对称美,后面运算可能会简单一点.

 蔡老师在学生回答的同时,在黑板上画出了直角坐标系(图 1),并建系设点,接着点评.

 师:上述学生建系方法,所设点 字母少,对称,纵坐标为 0,非常简洁.

 师:(*)式怎么化简?

  生 10:两边平方.

  蔡老师要求学生在草稿纸上进行化简,并在黑板上将学生所述内容板书如下:

 师:此式怎么化简?

  蔡老师让学生观察这个式子的特征,片刻后,有学生举手回答.

 师:你能把这个式子变得简洁一点吗?

 师:确实比变化前的方程好看一点,我们还可以变得简洁一点,令,则得 ,我们把这个十分简洁的式子称为椭圆的标准方程.

  蔡老师在这里用彩色粉笔进行了板书.

 师:先感受一下椭圆的标准方程的特征后,回答 a,b,c 的几何含义.

  生 13:a 为到两个定点距离和的一半,c 为两个定点距离的一半,.

  师:椭圆的标准方程 (a>b>c)这个形式和我们前面学习的什么方程相似?

  生 14:直线的截距式方程.

  师:椭圆的标准方程 (a>b>c)和 x,y 轴的交点坐标是什么?

  生 15:与 x 轴的交点坐标为(-a,0)和(a,0),与 y 轴的交点坐标为(0,b),(0,-b).

  师:椭圆的标准方程 (a>b>c)相当于是椭圆的截距式.

  接着蔡老师给出焦点和焦距的定义,对推导过程进行了回顾.

  师:有的同学看到了(*)式,以为平方后计算太繁,就不敢往下算了.事实上只要把握式子的特征,往前走下去,有时会“柳暗花明又一村”的.

  赏析 蔡老师让学生类比学习,研究椭圆标准方程的推导方法,从多种建系方案中选择具有美感的建系方案.在化简方法上,先遵循学生的思路,直接两边平方,此法虽繁,却能较好地训练学生的计算能力.在化简过程

 中,重视算法算理指导,将 当做一个整体,培养学生运用整体意识处理含字母的计算问题的能力.

  蔡老师将椭圆的标准方程和直线的截距式方程比较,和圆方程 进行比较,指出椭圆标准方程相当于是椭圆的截距式方程.得出标准方程后,数形结合,让学生在图形上研究 a,b 的几何意义.与导入形成了呼应,使直线的方程、圆的方程、椭圆方程有机联系起来,形成了统一和谐的知识整体.

  蔡老师在方程形式上不断追问学生“方程能再简洁一点、好看一点吗?”让学生感受到他“追求数学美”的痴迷.

  2.推导方法 2

  师:(*)式还可以怎样化简?

 师:请同学们比较(*)式的两种化简方法,你认为哪种好?

  生 17:我觉得方法 2 好.

  师:你有什么体会和同学们分享,方法 2 在化简根式方程时怎样变形好?

  生 18:两个根式时,等号两边各放一个根式,方程中有一个根式时,将这个根式单独放在等号一边.

  蔡老师在黑板上板书:一个根号一边蹲,两个根号两边分.

 赏析 方法 2 是课本给出的解法,蔡老师准确理解了编者的意图.在化简结束后给出了学生规律性的总结,用口诀的方式表达出来,学生易于掌握,学习效果好.

  3.推导方法 3

  师:请同学们再次观察(*)式,你能联想到什么数列知识?

 生众:平方.

  师:善于观察数学对象特征,充分联想有关知识,做到前呼后应,彼此贯通起来,我们学习数学时就会觉得十分有趣!

  赏析 请学生再次观察等式(*),启发学生思考,联想有关数列知识,能培养学生的观察能力和发散思维.在解题时善于观察数学对象特征是解题的一个重要环节.对偶式 进行平方和运算,使学生感受到计算过程中也存在着数学美.

  4.推导方法 4

  师:同学们,你们再仔细想一想,数学运算中含根式的问题还能怎样处理?

  生 20:换元,令 .

  师:怎样去掉根号,如何把根式问题化为整式呢?

 生 20:平方差.

 蔡老师在图中指出 .

  赏析 蔡老师引导学生先换元,再采用平方差方法进行变形,方法巧妙.蔡老师的第 4 种方法中,还得到了一个副产品——焦半径公式,为今后的进一步深入学习做了一个渗透.

  5.焦点在 y 轴上的椭圆标准方程

  师:如果把椭圆的焦点放在 y 轴上,椭圆标准方程是什么呢?

  蔡老师在黑板上画出焦点在 y 轴上的图形.

  生 21:同上面推导方法一样得到.

  师:由定义可得 .对比(*)式,你们有什么发现吗?

  师:x 与 y 位置互换.

  师:所以焦点在 y 轴上的椭圆方程是什么?你能直接得出吗?

  生 21:

 .

  赏析 将(**)式和(*)式放在一起,让学生便于发现 x 与 y 位置互换,即可得出焦点在 y 轴上椭圆的标准方程.通过解题过程的类比,从而得出结果来.

  三、数学运用

  .

  师:请说出解题思路和主要过程.哪位学生来回答?

  师:你回答得很好!你叫什么名字?

  生 22:张兆哲.

  蔡老师在学生解题思路前写上“兆哲待定系数法”,学生满堂大笑.

  师:这种方法解出的 必须大于 4,否则解要舍去.这种方法的优点是容易想到,缺点是较繁.那么有没有更加简洁的方法?不妨回到椭圆的定义,看看有没有好的解法.

  生 23:

 ,再求出 b.

  师:你回答得很好!你叫什么名字?

  生 23:马琪伟.

  蔡老师在学生解题思路前写上“马琪伟法”,学生又满堂大笑.

  师:他们两位都对这个问题进行了解答,明显地,用定义解题要比待定系数法快,希望大家今后学会用定义解题.

  赏析 蔡老师重视课本习题,选择了课后练习作为例题.请学生说出解题思路,并且以学生名字命名的方法,给回答的学生很大的鼓励.

  蔡老师带领学生一起回顾椭圆标准方程推导过程,进行了总结归纳,这里不再赘述.

  蔡玉书老师的“椭圆标准方程的推导”示范课,导入设计精妙,推导方向是向形如直线截距式方程转化,巧用圆的方程变形作为过渡,使椭圆标准方程在形式上和两者统一起来.蔡老师充分发挥教师主导作用,启发学

 生探究四种推导方法,同时也以学生为主体,将观察和思考的机会留给学生,推导的化简过程也让学生参与进来,有效地培养了学生的能力.

  四、几点思考

  1.数学课要有数学味

  单墫老师说:“数学课首先讲数学”.本节课导入设计的内容都是数学相关知识,没有什么与数学无关的“花头”,但很有味,这种味道就是数学味.联想我们在平时教学中“情境问题的设计”的困惑,往往有很多方法,但不知选择什么方案好.听了蔡老师的课,我们有了明确的答案,就是数学化问题要优先考虑.在课堂教学中,要围绕数学问题展开教学,培养发散思维,培养学生纵横串联数学知识的能力,善于探究不同解决问题的途径,有效培养学生的数学核心素养.

  2.新授课不能上成习题课

  我们在高一、高二新授知识教学时,有“过急”现象,不重视知识的形成过程,而是匆匆教学新知后,就忙于例题习题教学.实际上丧失了很多培养学生数学核心素养的素材和机会.蔡老师这节课只讲了椭圆的标准方程的推导,重视知识形成过程,把重点放在了不同方法的探究上,在方法探究过程中培养学生数学解题能力.

  3.教学中应以课本为本

  有的教师在教学中将课本丢了,或全用课件,或用学案代替课本.当然这些运用得好,也有利于教学.但事实上,课本中就含有丰富的资源,是课堂教学中教师教和学生学的主要载体,在教学中应该倍加珍惜.蔡老师在课

 堂上凭借一本教材、一支粉笔,板书清晰,图文并茂,幽默风趣,教师教得顺畅,学生学得愉快和轻松.

  充分尊重课本,同时还要创造性地使用教材.我们在教学时,不能过多地使用现代化教学设备,在知识呈现时间节点上不要过快,要加强学生对数学知识的体验、感知、理解.

  4.重视课本例题和习题的使用

  课本习题是教材编写者精挑细选后才定下的,具有鲜明的导向性、典型性和基础性.深入探究每一道习题,充分挖掘其内在的数学思想与方法,发挥典型习题应有的功能与价值,在巩固、培养和发展学生的数学知识及数学能力上具有举足轻重的作用.课本题有多种解法,既要利用多种解法拓宽学生的视野和思维,也要指出最简便的路径,优化学生的思维.

  以上是笔者对蔡玉书老师“椭圆标准方程的推导”一课的实录和赏析,并谈了几点听课后的感悟.由于个人水平有限,没有充分反映他的课堂教学精髓,还请蔡老师谅解!本文形成过程得到了吴静老师的帮助,在此表示感谢!

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