陳晨
摘 要:高中數(shù)學(xué)解析幾何是重要的教學(xué)內(nèi)容之一,有著豐富的數(shù)形結(jié)合思想,同時(shí)在高考試題中又占有舉足輕重的地位,分值較大。通過分析近年來高考數(shù)學(xué)試題中的解析幾何試題,基于高考試題談解析幾何教學(xué),從解析幾何高考試題引發(fā)思考,探究高中數(shù)學(xué)解析幾何教學(xué)策略。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);解析幾何;高考數(shù)學(xué);教學(xué)策略
一、高中數(shù)學(xué)中解析幾何內(nèi)容及學(xué)習(xí)問題
在高中數(shù)學(xué)中解析幾何有著重要地位,是高考中重要的考查內(nèi)容。在人教A版教材中,解析幾何內(nèi)容編排在《直線與方程》《圓與方程》《圓錐曲線與方程》《坐標(biāo)系與參數(shù)方程》等章節(jié),有平面解析幾何、立體解析幾何兩大部分內(nèi)容,通過平面直角坐標(biāo)系,分析點(diǎn)與實(shí)數(shù)對、曲線與方程之間的對應(yīng)關(guān)系,用幾何方法研究代數(shù)問題或用代數(shù)問題研究幾何問題。
在高考解析幾何試題中,學(xué)生的得分率普遍較低,很多學(xué)生學(xué)習(xí)解析幾何的水平尚未達(dá)到高考要求。高中數(shù)學(xué)解析幾何教學(xué)存在一些問題,主要表現(xiàn)為學(xué)生懂而不會(huì)、會(huì)而不對、對而不全、全而不快。其中,懂而不會(huì),學(xué)生只是生搬硬套、表面理解解析幾何概念,產(chǎn)生自我假懂的現(xiàn)象;會(huì)而不對,解析幾何問題的解決,通常用到直角坐標(biāo)系,包括大量的運(yùn)算,可是學(xué)生的運(yùn)算能力較薄弱,即使找對了解法,也難以做對解析幾何題目;對而不全,學(xué)生在解析幾何問題解決過程中,往往忽視動(dòng)點(diǎn)軌跡方程;全而不快,學(xué)生在解析幾何過程中,往往照搬解題程序,對于思路寬的解析幾何問題則缺少創(chuàng)新意識,學(xué)生不敢動(dòng)筆,或者直接放棄嘗試高效率的算法。筆者基于分析高考解析幾何試題,給出恰切的解析幾何教學(xué)策略,提高解析幾何教學(xué)效益,幫助學(xué)生克服解析幾何考試畏懼心理,取得理想的解析幾何得分成績。
二、高考解析幾何試題分析
筆者所在廣東省高考使用試卷為全國卷I卷,故此筆者對2013~2015年的全國卷1中的解析幾何考查部分進(jìn)行梳理總結(jié),剖析典型高考題,為解析幾何教學(xué)提出策略與建議。
1.高考解析幾何試題考查對比
從全國卷I中解析幾何考查知識點(diǎn)整體看,覆蓋范圍寬,視角高,層次性的考查學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度,同時(shí)還滲透了對數(shù)學(xué)思想的考查,從2013年-2015年,全國卷I中對文科和理科不同學(xué)生的解析幾何知識點(diǎn)考查具體見下表所示。
2013~2015年全國卷I解析幾何試題題量看,是“兩小一大”,兩個(gè)小的客觀題,一個(gè)大的解答題,分值分別為5∶5∶12。近3年的全國卷I試題中,文科理科解析幾何試題共有11個(gè)選擇題和填空題,題目一樣的只有1個(gè),文科和理科的試題考查差異性較大,對解析幾何知識點(diǎn)的考查交錯(cuò)互補(bǔ),對學(xué)生綜合知識運(yùn)用和問題解決能力的要求較高;文科和理科解析幾何試題共有5個(gè)解答題,題目一樣的只有1個(gè),題型相對常規(guī),考查重點(diǎn)是解析幾何通性通法。
2013~2015年,全國卷I中對解析幾何的知識點(diǎn)(直線、圓和橢圓、雙曲線、拋物線)基本全部有所涉及。其中,選擇題和填空題常考內(nèi)容為雙曲線漸近線方程、圓錐曲線的定義與方程、離心率、幾何性質(zhì)、拋物線準(zhǔn)線,客觀題區(qū)分度明顯,是能力立題的集中體現(xiàn);解答題考查內(nèi)容多是直線與橢圓、直線與圓、直線與拋物線位置關(guān)系,直線與圓位置關(guān)系分量較重,??純?nèi)容是位置關(guān)系中相交弦構(gòu)成圖形的取值范圍、最值問題。在解答題設(shè)計(jì)中,多以三角形面積計(jì)算為導(dǎo)引,轉(zhuǎn)化為弦長和距離的求解,在具體運(yùn)算中用到韋達(dá)定理、弦長公式、焦半徑等公式,設(shè)而不求的代換思想,簡化解答題的運(yùn)算,全國卷I對解析幾何的考查本質(zhì)集中體現(xiàn)了代數(shù)問題研究幾何問題。
2.高考解析幾何試題具體評述
(1)數(shù)學(xué)知識:從記憶到聯(lián)想
從高考試題中解析幾何考查知識點(diǎn)看,對雙曲線、拋物線、橢圓的定義和性質(zhì)進(jìn)行基本考查,考點(diǎn)有:定義、性質(zhì)、軌跡方程的求解,這就需要學(xué)生在解題時(shí),結(jié)合自己對定義的深刻理解,聯(lián)想到定義、性質(zhì),在應(yīng)用中“得心應(yīng)手”。
(2015全國卷I文5)已知橢圓E的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),離心率為,E的右焦點(diǎn)與拋物線C:y2=8x的焦點(diǎn)重合,A、B是C的準(zhǔn)線與E的兩個(gè)交點(diǎn),則AB=( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【點(diǎn)評】圓錐曲線幾何性質(zhì)的考查,解題基礎(chǔ):明確概念、分清基本量關(guān)系,題目具有一定的綜合性。
(2)數(shù)學(xué)能力:運(yùn)算能力與思維能力并重
高考解析幾何試題中,每年必考大的解答題,幾乎都可以用坐標(biāo)法求解,這就需要學(xué)生在運(yùn)算中熟悉幾何條件本質(zhì)特征,能夠以恰當(dāng)?shù)拇鷶?shù)形式,表示平行、垂直、面積、中點(diǎn)、距離等關(guān)系,學(xué)生需要弄清算理,明確算法,運(yùn)算算法,得出結(jié)論。數(shù)學(xué)思維決定數(shù)學(xué)算理的正確性、數(shù)學(xué)運(yùn)算的方向,而運(yùn)算能力則決定了數(shù)學(xué)思維具體轉(zhuǎn)化施行的有效性。
(2013全國卷I理10)已知橢圓E:+=1(a>b>0)的右焦點(diǎn)為F(3,0),過點(diǎn)F的直線交橢圓E于A、B兩點(diǎn)。若AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-1),則E的方程為( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
【點(diǎn)評】利用直線與橢圓關(guān)系聯(lián)立方程,應(yīng)用韋達(dá)定理計(jì)算a、b關(guān)系,再利用差點(diǎn)法設(shè)而不求思想,計(jì)算中點(diǎn)弦問題,運(yùn)算簡單快捷。
(3)數(shù)學(xué)思想:融會(huì)貫通數(shù)學(xué)思想與方法
高考解析幾何試題以知識點(diǎn)為載體,但又蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想與方法,綜合考查了學(xué)生的數(shù)學(xué)能力和思想。解析幾何試題的基本特點(diǎn)是利用坐標(biāo)系,求解幾何問題,究其核心是數(shù)形結(jié)合思想。而且,高考解析幾何解答題具有綜合性,對綜合數(shù)學(xué)知識的考查,在問題解決中涉及了轉(zhuǎn)化與化歸思想、分類與整合思想、函數(shù)與思想、特殊與一般思想。
(2014全國卷I理20)已知點(diǎn)A(0,-2),橢圓E:+=1(a>b>0)的離心率為,F(xiàn)是橢圓的右焦點(diǎn),直線AF的斜率為,O為坐標(biāo)原點(diǎn)。
①求E的方程;
②設(shè)過點(diǎn)A的動(dòng)直線L與E相交于P、Q兩點(diǎn),當(dāng)△OPQ面積最大時(shí),求L的方程。
【點(diǎn)評】該題集中體現(xiàn)了函數(shù)思想,整體處理時(shí)用到韋達(dá)定理,簡化運(yùn)算;在計(jì)算中引入關(guān)聯(lián)變量,構(gòu)建函數(shù)關(guān)系,是解決該題的重要數(shù)學(xué)思想和方法。
三、高中數(shù)學(xué)解析幾何教學(xué)策略
1.理解是關(guān)鍵:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),動(dòng)態(tài)探究
在高中數(shù)學(xué)解析幾何基礎(chǔ)知識夯實(shí)教學(xué)中,筆者建議可以適當(dāng)應(yīng)用信息技術(shù),將信息技術(shù)與解析幾何整合教學(xué),為學(xué)生創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),體現(xiàn)幾何直觀,提高解析幾何教學(xué)效率。通過信息化的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),帶領(lǐng)學(xué)生溝通數(shù)式與圖形的表征,在動(dòng)態(tài)化課件中,感受解析幾何的直觀性,通過演示幾何圖形運(yùn)動(dòng)變化過程,幫助學(xué)生觀察現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)幾何規(guī)律,探究幾何問題,得出解析幾何結(jié)論。通過信息技術(shù)制作的課件,以數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的形式,為學(xué)生提供從感性到理性的解析幾何認(rèn)識過程,對解析幾何進(jìn)行動(dòng)態(tài)探究,感受解析幾何的動(dòng)態(tài)美,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)解析幾何的興趣,增強(qiáng)學(xué)生解析幾何想象力,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)觀察力,為更好地理解解析幾何基礎(chǔ)知識奠定基礎(chǔ),加深學(xué)生對解析幾何知識的理解與掌握。
理解是關(guān)鍵,在信息技術(shù)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,筆者建議:第一,注意交互。教師將信息技術(shù)與解析幾何教學(xué)整合,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)解析幾何教學(xué)和信息技術(shù)教學(xué)整合,擴(kuò)充學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)空,觀察解析幾何動(dòng)態(tài)演變,或開展自主解析幾何學(xué)習(xí),增強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力;第二,動(dòng)靜結(jié)合。信息技術(shù)課件數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)演示下,解析幾何問題的表現(xiàn)形式多樣化,點(diǎn)、線、圖形變化,讓課堂撲朔迷離,有別樣的動(dòng)態(tài)美,讓學(xué)生賞心悅目。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,動(dòng)中有靜,形中有數(shù),靜中有動(dòng),數(shù)中藏形,動(dòng)靜相宜,數(shù)形相生,揭示了解析幾何本質(zhì)規(guī)律,推動(dòng)學(xué)生圖形和數(shù)式學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生直覺思維和邏輯思維;第三,適度適時(shí)。在解析幾何傳統(tǒng)教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)中,適時(shí)使用信息技術(shù),創(chuàng)建數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),聚焦學(xué)生認(rèn)知沖突,把準(zhǔn)學(xué)生認(rèn)知生成,促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知成長,為學(xué)生學(xué)習(xí)解析幾何指明方向。
2.算理是主線:強(qiáng)化運(yùn)算,達(dá)成求簡
在高中解析幾何教學(xué)中,也要注重對學(xué)生運(yùn)算能力的培養(yǎng),關(guān)注學(xué)生數(shù)與式的運(yùn)算能力,奠定解析幾何正確解答,三角函數(shù)、不等式、向量、立體幾何等綜合問題正確解答基礎(chǔ),教師教會(huì)學(xué)生算理,合理設(shè)計(jì)算法,強(qiáng)化運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)論,欣賞解析幾何運(yùn)算美,鼓勵(lì)學(xué)生迎難而上,在耐心細(xì)致中“不怕繁”,最終發(fā)現(xiàn)簡,達(dá)成
求簡。
算理是主線,在高中解析幾何強(qiáng)化運(yùn)算教學(xué)中,筆者建議:第一,要“精講多練”,賦予解析幾何運(yùn)算練習(xí)新內(nèi)涵。在解析幾何運(yùn)算教學(xué)中,經(jīng)典做法就是精講多練,教師精講,學(xué)生多練。教師通過對解析幾何典型例題的講解,特別是高考試題中解析幾何的重點(diǎn)知識點(diǎn)和試題,教師要詳細(xì)講解,鞏固解析幾何知識的同時(shí),講述解析幾何解題思路、解答方法;第二,教師結(jié)合學(xué)生解析幾何解題現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)學(xué)生解析幾何運(yùn)算存在的問題,剖析成因,對癥下藥,引導(dǎo)學(xué)生明確解題目的,轉(zhuǎn)化、分析解析幾何圖形,構(gòu)建坐標(biāo)系,求解解析幾何,按照清晰的解題思路運(yùn)算解答。通過“雙重”運(yùn)算能力強(qiáng)化,培養(yǎng)學(xué)生解析幾何求解舉一反三的能力,闡釋精講多練新內(nèi)涵。總之,在解析幾何運(yùn)算中,算理是主線,學(xué)生作為解析幾何運(yùn)算主體,亦是算理的主體,教師要引導(dǎo)學(xué)生把握運(yùn)算方向,認(rèn)清算與理的關(guān)系,做好運(yùn)算準(zhǔn)備,通過多練習(xí)強(qiáng)化運(yùn)算能力,達(dá)成求簡。
3.數(shù)形結(jié)合是核心:分析解題,誘思導(dǎo)悟
數(shù)與形,相倚相依,數(shù)缺形則少直觀,形缺數(shù)則難入微,數(shù)形結(jié)合則代數(shù)與幾何統(tǒng)一,萬事休。高中解析幾何中考查數(shù)量關(guān)系研究幾何形狀,用幾何形狀轉(zhuǎn)化數(shù)量關(guān)系,涉及幾何運(yùn)算的數(shù)與形雙重性。因此,高中解析幾何教學(xué)中,數(shù)形結(jié)合是核心,通過分析解題,誘思導(dǎo)悟,探索數(shù)形幾何。
數(shù)形結(jié)合是核心,在高中解析幾何數(shù)學(xué)思想教學(xué)中,筆者建議:第一,挖掘“形”,簡化“數(shù)”。學(xué)生在基本掌握通性通法基礎(chǔ)上,掌握相得益彰的解題方法,通過反思,擴(kuò)大解題成果,突破思維定式,發(fā)散思維,一題多解。通過數(shù)學(xué)類比推廣,多題歸一,反思數(shù)學(xué)規(guī)律,得出數(shù)學(xué)結(jié)論,形成解題思維,創(chuàng)新思維;第二,對數(shù)形轉(zhuǎn)化實(shí)施專項(xiàng)訓(xùn)練——變式訓(xùn)練,解析幾何問題解決的關(guān)鍵點(diǎn)在于代數(shù)式與幾何的正確轉(zhuǎn)化,實(shí)施變式訓(xùn)練,突出解析幾何問題結(jié)構(gòu)特征,揭示解析幾何知識關(guān)聯(lián),從多角度分析比較問題,得出解題策略。通過專項(xiàng)變式訓(xùn)練,讓學(xué)生“熟能生巧”,在掌握解析幾何基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)上,訓(xùn)練數(shù)形結(jié)合思想,利用變式訓(xùn)練,優(yōu)化解析幾何認(rèn)知結(jié)構(gòu),靈活解決解析幾何問題。變式訓(xùn)練,讓學(xué)生發(fā)散思維,縱橫思索,變式探究,推廣引申,誘思導(dǎo)悟。
通過梳理人教A版教材中解析幾何內(nèi)容,立足學(xué)生懂而不會(huì)、會(huì)而不對、對而不全、全而不快四大解析幾何學(xué)習(xí)問題,分析近3年高考全國卷I,歸納解析幾何“兩小一大”命題結(jié)構(gòu)與規(guī)律,揭示高考試題中解析幾何數(shù)學(xué)知識:從記憶到聯(lián)想、運(yùn)算能力與思維能力并重、融會(huì)貫通數(shù)學(xué)思想與方法考查三維內(nèi)容,繼而提出高中數(shù)學(xué)解析幾何教學(xué)策略,理解是關(guān)鍵:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),動(dòng)態(tài)探究;算理是主線:強(qiáng)化運(yùn)算,達(dá)成求簡;數(shù)形結(jié)合是核心:分析解題,誘思導(dǎo)悟,優(yōu)化解析幾何課堂教學(xué),提升解析幾何教學(xué)效益,幫助學(xué)生夯實(shí)解析幾何基礎(chǔ)知識,提高解析幾何運(yùn)算能力,創(chuàng)新解析幾何求解思維,促使學(xué)生養(yǎng)成數(shù)學(xué)素養(yǎng),爭取在高考中取得不錯(cuò)的成績。
參考文獻(xiàn):
[1]楊志元.一道解析幾何題的教學(xué)策略[J].數(shù)學(xué)教學(xué),2015(11).
[2]徐朝生.解析幾何高考試題分析研究[J].中學(xué)生數(shù)理化(教與學(xué)),2016(3):47.
[3]劉寧.高中解析幾何的教學(xué)策略[J].課程教育研究,2015(21):114-115.
[4]朱斌.高中解析幾何教學(xué)策略論談[J].語數(shù)外學(xué)習(xí)(數(shù)學(xué)教育),2012(12):7.
[5]黃劍.從近年常見的一類高考解析幾何綜合題談平時(shí)的教學(xué)策略[J].中國數(shù)學(xué)教育,2010(8):38-40.