“曲線與方程”教學(xué)設(shè)計說課稿

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


一、教學(xué)內(nèi)容與內(nèi)容解析

 

1.內(nèi)容:“曲線與方程”是《普通高中數(shù)學(xué)課程標準》規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容:理科選修2-1的2.1.1的內(nèi)容,主要包括(1)曲線的方程與方程的曲線概念;(2)求曲線的方程的一般方法(步驟);(3)坐標法的基本思想與研究的基本問題.

 

2.內(nèi)容解析:

 

在平面直角坐標系建立以后,點坐標(有序?qū)崝?shù)對);平面曲線(點的集合或軌跡)二元方程.因此, 曲線的方程是幾何曲線的一種代數(shù)表示,方程的曲線則是曲線的方程的一種幾何表示。曲線和方程的這種相互表示,揭示了幾何中的“形”與代數(shù)中的“數(shù)”的統(tǒng)一結(jié)合。曲線與方程的相互轉(zhuǎn)化,豐富了研究幾何問題數(shù)學(xué)方法,產(chǎn)生一門新數(shù)學(xué)學(xué)科---解析幾何,其方法論的意義影響深遠,更便于人們在數(shù)字化時代,用計算機工具研究處理幾何問題。

 

研究曲線與方程的目的是把曲線的幾何特征轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系(方程),并通過代數(shù)運算處理已得到的數(shù)量關(guān)系,進而得出曲線的幾何性質(zhì)以及研究他們之間的相互關(guān)系,并達到利用曲線為人們服務(wù)的目的.因此,通過這一部分內(nèi)容學(xué)習(xí),可以加深學(xué)生對數(shù)學(xué)中的代數(shù)方法的認識,也能夠讓學(xué)生更好地體會數(shù)學(xué)的本質(zhì).

 

“曲線和方程”是解析幾何中最基本(奠基)內(nèi)容,是學(xué)生體會并理解圓錐曲線與其方程的基礎(chǔ)。不但為學(xué)習(xí)橢圓、雙曲線、拋物線內(nèi)容做準備,而且為學(xué)習(xí)研究其他曲線提供了理論和方法的準備.因此,教學(xué)時不僅要讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何求曲線的方程,而且要通過這一內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的坐標法思想,使學(xué)生明白求出曲線方程的真正意義在于利用曲線的方程去研究曲線.

 

本節(jié)中的“曲線與方程”的概念,它是對以前學(xué)過的函數(shù)及其圖象、直線的方程、圓的方程等數(shù)學(xué)知識的思想方法提升、深化,是研究問題“由特殊到一般,再到特殊”整個過程的一個階段。它刻畫了曲線(幾何圖形)和方程(代數(shù)關(guān)系)間的一一對應(yīng)關(guān)系,并根據(jù)曲線與方程的對應(yīng)關(guān)系,介紹了求解曲線方程的一般方法,并要求學(xué)生能通過方程來處理一些簡單的幾何問題,從而達到培養(yǎng)學(xué)生“初步通過研究方程來研究曲線的幾何性質(zhì)”目的。“數(shù)形結(jié)合思想”在本章中得到了充分體現(xiàn),貫穿于研究圓錐曲線的全過程,

 

二、教學(xué)目標與目標解析

 

1.目標:

 

(1)通過實例理解曲線的方程與方程的曲線的概念,能判斷已經(jīng)學(xué)習(xí)過的特殊的曲線與方程之間是否具有互為表示的關(guān)系;

 

(2)通過實例體會求曲線的方程的基本步驟,能求出給定幾何特征的曲線的方程;

 

(3)通過實例體會不同的平面直角坐標系對同一曲線方程的影響,體會如何“恰當(dāng)”地建立平面直角坐標系.

 

(4)通過一些簡單曲線的方程及其研究,體會坐標法的基本思想及簡單應(yīng)用.

 

2.目標解析:

 

教學(xué)目標(1)和(2)是本節(jié)課的教學(xué)重點,教學(xué)時落實好目標(1)、(2)和(3)是實現(xiàn)教學(xué)目標(4)的前提與保證.

 

在學(xué)生通過函數(shù)y =f(x)及其圖象、直線與方程、圓與方程的學(xué)習(xí),對曲線的方程與方程的曲線這些概念初步認識的基礎(chǔ)上,現(xiàn)在的任務(wù)是要建立曲線與方程之間的一般性的概念,讓學(xué)生能從“定義”的角度去理解這些概念.

 

教學(xué)目標(3)是學(xué)生初學(xué)時不易達到的目標,教學(xué)時要提供學(xué)生熟悉的曲線(比如直線,圓等)在不同坐標系中的方程的簡潔程度,讓學(xué)生體會建立坐標系時應(yīng)該關(guān)注的要點.

 

對許多與曲線有關(guān)的具體問題而言,原本是沒有坐標系的.因此,通過這樣的問題,可以使學(xué)生體會如何建立適當(dāng)?shù)淖鴺讼,求出問題中曲線的方程,并通過曲線的方程幫助解決問題,以便實現(xiàn)教學(xué)目標(4).

 

三、教學(xué)問題診斷分析

 

1.如何理解曲線與其方程之間的關(guān)系?學(xué)生可以很流利地背出曲線與其方程應(yīng)該滿足的兩條,但是如何證明“一條曲線與一個方程之間具有互為表示的關(guān)系”,這是學(xué)生學(xué)習(xí)時可能遇到的第一個教學(xué)問題. 這個問題可以結(jié)合“直線與其方程”、“圓與其方程”進行說明.

 

2.在求曲線的方程時,如何建立平面直角坐標系?這是學(xué)生會遇上的第二個教學(xué)問題,也是本節(jié)課的教學(xué)難點之一.教學(xué)時,應(yīng)通過實例,幫助學(xué)生總結(jié)出建立坐標系的基本要點,并用具體問題讓學(xué)生練習(xí)進行體會.

 

3.在將曲線上的點應(yīng)該滿足的幾何特征轉(zhuǎn)化為點的坐標應(yīng)滿足的等式后,常常遇上“將所得等式化簡得到所求方程”的問題.對于有些復(fù)雜的等式,化簡是一個學(xué)生不易把握的問題,學(xué)生在此極易出錯,這是第三個教學(xué)問題.教學(xué)時不能因為這個問題而使教學(xué)偏離重點,因而宜使用信息技術(shù)工具通過對比表示驗證方法解決這個問題.

 

4.學(xué)生學(xué)習(xí)時,可能會因更多地關(guān)注代數(shù)運算而忽略數(shù)學(xué)思想的提煉,這個教學(xué)問題的解決,需要教師有目的地進行引領(lǐng).

 

四、教學(xué)支持條件

 

1.在進行本節(jié)課的教學(xué)時,學(xué)生已經(jīng)在數(shù)學(xué)必修1中學(xué)習(xí)了函數(shù)y =f(x)及其圖象,在數(shù)學(xué)必修2中學(xué)習(xí)了直線與方程、圓與方程,這些內(nèi)容是學(xué)生理解曲線與方程概念的重要基礎(chǔ),因此教學(xué)時應(yīng)充分利用這一教學(xué)以備條件,引導(dǎo)學(xué)生多進行歸納與概括.

 

2.曲線與方程是數(shù)形結(jié)合的典范,教學(xué)這一內(nèi)容時會涉及大量圖形的繪制與方程的簡化等代數(shù)運算,因此,《幾何畫板》是重要的支持條件,教學(xué)中應(yīng)充分利用這一工具,不僅可以節(jié)省大量時間用于學(xué)生思考,而且可以對實際問題中的數(shù)據(jù)形象地進行演示分析.

 

五、教學(xué)過程設(shè)計

 

[問題1]請同學(xué)們閱讀P34的內(nèi)容,對每個實例用簡練的兩句話進行概括總結(jié),(1)第一、三象限角平分線和二元方程x=y(或x-y=0)之間有什么對應(yīng)關(guān)系?(2)圓和二元方程之間有什么對應(yīng)關(guān)系?

 

在坐標系中,

 

(1)        第一、三象限角平分線上任一點的坐標都是二元方程x-y=0的解;

 

 (1’)  圓上任一點的坐標都是二元方程的解;

 

(2)        以二元方程x-y=0的(任一)解為坐標的點都在第一、三象限角平分線上。

 

(2’) 以二元方程的(任一)解為坐標的點都在圓上。

 

意圖:從學(xué)生熟悉的曲線與方程的特例出發(fā),為引出曲線的方程與方程的曲線的概念做鋪墊.

 

生活動:讓學(xué)生嘗試直線與方程、圓與方程中,“曲線上的點與二元方程(實)解之間的對應(yīng)關(guān)系”的要求;教師向“一般曲線上的點與一般二元方程(實)解之間的對應(yīng)關(guān)系” 的要求上進行引領(lǐng),為介紹曲線的方程與方程的曲線的概念再做準備.

 

[問題2] 在坐標系中,對一般的曲線與二元方程,你能給出曲線的方程和方程的曲線的概念嗎?

 

意圖:給出曲線的方程與方程的曲線的概念.

 

師生活動:讓學(xué)生先概括表達,然后教師引領(lǐng)學(xué)生閱讀教材上的“定義”,給出曲線的方程和方程的曲線的概念.最后形象化給出:

 

 

[問題3]試談一談,我們對“方程f(x,y)=0是曲線的方程”、 “曲線C是方程f(x,y)=0的曲線” 的概念掌握,應(yīng)把握哪些方面呢?

 

意圖:加深對曲線的方程與方程的曲線的概念中關(guān)鍵方面的理解.

 

師生活動:學(xué)生回答,教師評析并給出:

 

㈠曲線的方程與方程的曲線的概念中的條件(1)、(2)缺一不可,相互獨立,并構(gòu)成一個完整一個整體;【練】學(xué)生完成教材P37練習(xí)第1題,并將題中的“中線AO(O為原點)所在直線的方程”修改為“中線AO(O為原點)的方程”后,提問學(xué)生結(jié)論有無改變?

 

㈡若“方程f(x,y)=0是曲線的方程”或 “曲線C是方程f(x,y)=0的曲線”前提下,點M在曲線C上其坐標是方程的解;【練】學(xué)生完成P37練習(xí)第2題.

 

㈢曲線的方程的化簡過程一定要同解變形,否則,不滿足概念中的條件(1)、(2)。即打破“點與解間的一一對應(yīng)關(guān)系”;

 

㈣本概念是在“建立坐標系”這一平臺作出的,所以“建系”不同,所求的方程形式不同。

 

 [問題4] 請畫出函數(shù)的圖象,圖象(曲線)C上的點相應(yīng)于坐標軸的距離滿足什么關(guān)系等式(方程)?是否滿足這個關(guān)系等式(方程)的點都在圖象(曲線)C上?

 

意圖:理解用解析式表示的函數(shù)(方程)與其圖象(曲線)之間的關(guān)系,鞏固曲線的方程與方程的曲線的概念.

 

師生活動:(1)師生畫出函數(shù)的圖象C;(2)學(xué)生思考“圖象C上的點相應(yīng)于坐標軸的距離滿足什么關(guān)系等式是“圖象C上的點到兩坐標軸的距離的乘積是常數(shù)k”;(3)學(xué)生思考“到兩坐標軸的距離的乘積是常數(shù)的點都在圖象C上”嗎?;(4)師生得出“到兩坐標軸的距離的乘積是常數(shù)k的點的軌跡方程是”;(5)證明所得結(jié)論,完成教材P35例1.

 

[問題5] 閱讀教材P35“2.1.2求曲線的方程”的第一段內(nèi)容,你能概括出解析幾何研究的問題以及研究幾何問題的思想方法(或具體方法)嗎?

 

意圖:明確解析幾何研究的基本內(nèi)容.

 

師生活動:學(xué)生閱讀教材并提煉回答內(nèi)容,請學(xué)生回答,教師點評總結(jié):“研究曲線與方程的目的是把曲線的幾何特征轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系(方程),并通過代數(shù)運算處理已得到的數(shù)量關(guān)系,進而得出曲線的幾何性質(zhì)以及研究他們之間的相互關(guān)系,并達到利用曲線為人們服務(wù)的目的”.并指出在這個過程中體現(xiàn)了解析幾何研究的兩個問題以及“數(shù)形結(jié)合”的思想方法(具體的方法為“坐標法”)。

 

[問題6] 請學(xué)生們閱讀例2, 并對照例2的解題步驟,你們能寫出求曲線方程的一般步驟嗎?(略微提及例2的其他解法)

 

意圖:歸納求曲線的方程的步驟,體會坐標法的基本思想.

 

師生活動:根據(jù)上述過程讓學(xué)生試總結(jié)求曲線的方程的步驟(見教材P36),特別要強調(diào)步驟5,并對步驟2、步驟5在解題中如何進行量力處理.

 

 [問題7] 已知一條直線和一個點F,點F到l的距離是2.一條曲線上面的點到F的距離減去到l的距離所得的差都是2.你能建立適當(dāng)?shù)淖鴺讼担蟪鲞@條曲線的方程嗎?

 

意圖:幫助學(xué)生熟悉和鞏固求曲線的方程的步驟.進一步鞏固強調(diào)步驟5在解題中如何進行量力處理.

 

師生活動:(1)師生討論如何建立坐標系;

 

(2)讓學(xué)生按步驟求出曲線的方程;

 

(3)師生討論如何添加所求曲線方程的附加約束條件(①在設(shè)任一點坐標時,依幾何條件加以對坐標約束;②方程化簡過程是否為同解變形,在哪一步不是同解變形?③用問題中幾何特征與所求方程曲線進行比較檢驗).

 

(4)【問】:有無其它建立坐標系的方法,求點A的軌跡方程?所求得的方程與上面“點A的軌跡方程”相同嗎?教師歸納總結(jié)建立坐標系的一般要點,并指出“建系”不同,所得方程不同,“建系”適當(dāng)與否,影響所求方程(形式)的簡易.【練】:教材P37練習(xí)第3題.

 

[問題8]建立坐標系后,是否一條曲線方程唯一?你們對“坐標法”解決幾何問題有何體會?請歸納一下本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容?

 

意圖:歸納總結(jié)本節(jié)內(nèi)容,突出重點知識和基本方法.

 

師生活動:學(xué)生思考交流,師生共同總結(jié).

 

五、目標檢測設(shè)計

 

1.教材P37,習(xí)題2.1:A組第2、3、4題;B組第1、2題.

 

2.已知曲線的方程為,并且曲線經(jīng)過點,兩點,

 

    (1)求曲線的方程;

 

(2)若在的正半軸上存在一點,過點的直線交曲線,于,兩點,求的中點的軌跡方程.

 

作者簡介:王志軍 1968年12月22日生,河北省邢臺市人,1989年6月28日畢業(yè)于蘇州鐵道師范學(xué)院數(shù)學(xué)系,2001年6月29日獲北京師范大學(xué)碩士學(xué)位。現(xiàn)在山西省百年重點名校太原五中擔(dān)任高中數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)競賽教學(xué)工作,中學(xué)數(shù)學(xué)高級教師,中國數(shù)學(xué)奧林匹克高級教練,山西省數(shù)學(xué)會資深教練。山西省太原市十大文明形象大使,山西省太原市教育系統(tǒng)優(yōu)秀黨員,優(yōu)秀班主任。自2001年至今,所帶學(xué)生獲全國高中數(shù)學(xué)奧林匹克國家級金牌2枚,銀牌3枚,銅牌4枚,由數(shù)學(xué)單科競賽成績被保送或加10~30分錄取進入清華、北大學(xué)習(xí)的學(xué)生有31人,有58人獲全國高中聯(lián)賽山西省一等獎。所帶理科實驗班和普通班的數(shù)學(xué)高考成績?nèi)〉昧钊俗⒛康膬?yōu)異成績。主編的《高中數(shù)學(xué)問題誤解診療》大全第二卷由山西教育出版社出版,參編的《高中數(shù)學(xué)知識精講與能力訓(xùn)練》分冊(高三)由光明日報出版社出版,《高中數(shù)學(xué)導(dǎo)學(xué)》(高三)由中央民族大學(xué)出版社出版,《2011年山西省高考數(shù)學(xué)應(yīng)試一點通》由山西經(jīng)濟出版社出版。在國家級、省(部)級學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文《高中生在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中思維參與的研究》、《異面直線間定長連線段中點軌跡問題》、《以教導(dǎo)學(xué)  以學(xué)促教》、《就如何學(xué)好高中數(shù)學(xué)答學(xué)生及家長問》、《有關(guān)函數(shù) 、、、間定義域互求的幾點商榷》、《學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)應(yīng)注意的問題》、《高中數(shù)學(xué)教材(試驗修訂本)中平移內(nèi)容的新講與新編》9篇;在國家級、省(部)級教育教學(xué)報刊上發(fā)表教育性文章《我的師生觀》、《對評課的再認識》、《漫談?wù)埣医蹋ㄉ、下)》?篇;發(fā)表的文學(xué)作品有《為師的“苦澀”》、《為師之悔》、《夢中情人》等。


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