鄭敏鴿
[摘 要] 課堂教學(xué),知識的傳播是第一要素. 但僅僅只有知識的傳播是不夠的,課堂教學(xué)不僅僅是知識的傳遞,也是與知識的探討,更是與生命的對話. 教學(xué), 應(yīng)讓生命在場,有思考的課堂才能算是真正的課堂.
[關(guān)鍵詞] 探究;類比;拓展;延伸
將教材進(jìn)行有效的拓展,進(jìn)行深層次的挖掘含在空間內(nèi)部的本質(zhì)性問題,進(jìn)行探索與開發(fā),既能讓學(xué)生真正掌握所涉及的課程內(nèi)容又有利于其探究能力的培養(yǎng),激發(fā)學(xué)生對知識的興趣欲,也是提高教師處理課堂教學(xué)能力的有效途徑.
我們來看一下人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書必修2第四章中的空間兩點(diǎn)間的距離公式:
類比平面兩點(diǎn)間的距離公式的推導(dǎo),你能猜想一下空間兩點(diǎn)P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2)的距離公式嗎?
教材利用類比方法,通過平面兩點(diǎn)間的距離推導(dǎo)出了空間兩點(diǎn)間的距離. 立足平面幾何知識探究空間幾何知識,這堂課應(yīng)該能引起學(xué)生的求知欲、探索欲,對知識的渴望,不僅是廣度的渴望,更是深度的渴望. 學(xué)生對于平面和空間知識的關(guān)聯(lián)激起了更大的思考,他們不禁思考:我還能做更多的探究嗎?
立足教材
例:已知A(3,3,1),B(1,0,5),求:到A,B兩點(diǎn)距離相等的點(diǎn)P(x,y,z)的軌跡方程.
解法一(常規(guī)法):由題意得AP=BP,
即 = ,
整理得:4x+6y-8z+7=0.
答:點(diǎn)P的軌跡方程為4x+6y-8z+7=0.
提問:同學(xué)們能不能類比平面知識來解決這個問題,平面中到兩點(diǎn)距離相等的點(diǎn)的軌跡是什么幾何圖形?猜想一下空間中又是什么幾何圖形?該圖形可以怎么確定?
解法二:從平面知識可知,到兩點(diǎn)距離相等的點(diǎn)的軌跡是一條中垂線,且易知空間直線的中垂線有無數(shù)條,這無數(shù)條直線構(gòu)成直線AB的垂直平分面α,設(shè)ax+by+cz+d=0,且α∩面xOy=l1,即l1:ax+by+cz+d=0,z=0,
α∩面xOz=l2,即l2:ax+by+cz+d=0,y=0.
設(shè)A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2);可知AB垂直α內(nèi)任何一直線,則AB⊥l1,AB⊥l2.
設(shè)AB在平面xOy內(nèi)的射影為A1B1,由三垂線逆定理可知l1⊥A1B1,
且A1(x1,y1,0),B1(x2,y2,0). 現(xiàn)把l1,A1,B1看成平面問題,即平面xOy,
l1:ax+by+d=0,A1(x1,y1),B1(x2,y2).
因?yàn)閘1⊥A1B1?圯 = ,l2⊥A1B1 = ,所以 = = (x1≠x2,y1≠y2,z1≠z2).
又因?yàn)棣潦莑的垂直平分面,
所以 = = ,a +b +c +d=0.
所以本題可以利用以上思想來解.
設(shè)點(diǎn)P的軌跡方程為:ax+by+cz+d=0,
所以 = = ,a +b +c +d=0, 所以a= b,c=- b,d= b,所以4x+6y-8z+7=0.
例題內(nèi)容延伸
求到點(diǎn)A(0,-1,0)和點(diǎn)B(0,1,0)距離之和為4的點(diǎn)P(x,y,z)的軌跡方程.
解法一(常規(guī)法):略.
解法二:把點(diǎn)P的軌跡分別討論,
(1)在xOy平面,由橢圓知識得 + =1;
(2)在yOz平面,得 + =1.
由以上兩點(diǎn)得,x軸與y軸具有同等地位,可以發(fā)現(xiàn)y軸為長軸,x軸與z軸為短軸,即可以看成把橢圓繞長軸轉(zhuǎn)一圈.
綜合橢圓知識,可得 + + =1.
推廣:若 ∥x軸,且AB的中點(diǎn)O(x1,y1,z1),dAB=2c,PA+PB=2a(a>c),則點(diǎn)P(x,y,z) 的軌跡方程為 + + =1.
若 ∥y軸,且AB的中點(diǎn)O(x1,y1,z1),dAB=2c,PA+PB=2a(a>c),則點(diǎn)P(x,y,z)的軌跡方程為 + + =1.
若 ∥z軸,且AB的中點(diǎn)O(x1,y1,z1),dAB=2c,PA+PB=2a(a>c),則點(diǎn)P(x,y,z)的軌跡方程為 + + =1.
那么若到兩點(diǎn)距離之差等于定值的點(diǎn)的軌跡方程呢?也可以用類似的思路去推廣,不妨一試.
例題應(yīng)用
《浙江省高考研究卷》理科數(shù)學(xué)(五)——2016年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試第15題:若1≤x,y,z≤2,且xyz=4,則log x+log y+log z的取值范圍是_________.
分析:利用本堂課的知識大大降低了本題的難度. 利用換元思想,設(shè)a=log2x,b=log2y,c=log2z,原題即:已知0≤a,b,c≤1,a+b+c=2,求a2+b2+c2的取值范圍. 可知點(diǎn)(a,b,c)的軌跡是有限的平面,把代數(shù)問題轉(zhuǎn)化成空間坐標(biāo)原點(diǎn)到有限平面的距離問題.
新課改背景下,課堂的高效性是現(xiàn)在眾多教師探索的熱門話題,所謂高效性,就是改變以往的灌輸式教育為學(xué)生自主學(xué)習(xí),學(xué)生要自主地學(xué)好一節(jié)課,興趣又是最好的引導(dǎo)者,所以有趣的拓展知識或與本知識相關(guān)的數(shù)學(xué)問題成為一節(jié)課的亮點(diǎn),最終會實(shí)現(xiàn)課堂的有效性. 課堂知識拓展是必需的,當(dāng)然它同時又是一門藝術(shù),值得所有教師不斷探索.新課程背景下的課堂,不再是推崇學(xué)生問自己“這堂課我懂了嗎”,因?yàn)檫@只是體現(xiàn)學(xué)生接受知識的程度. 而筆者認(rèn)為我們追求的應(yīng)該是“我從課堂學(xué)習(xí)中獲得快樂了嗎”. 如何讓學(xué)生能在知識的海洋中獲得快樂,那必須讓學(xué)生參與其中,體會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獲得新知的過程. 讓學(xué)生成為課堂的主人,讓他們有所問,有所求,有所得.