馮宇斌 翟榮俊
(江蘇省無錫市洛社高級中學 214187)
單元教學是落實數(shù)學核心素養(yǎng)的有效途徑.其中,“大概念”起到引領的作用.所謂“大概念”,是指能將眾多數(shù)學知識聯(lián)成一個整體的數(shù)學學習核心,它可以是一個具體的上位概念、重要命題或原理,也可以是一個數(shù)學主題、觀點或思想方法.例如,平面向量是一類重要的數(shù)學對象,溝通了幾何與代數(shù),是解決問題的有力工具,可以視作知識型大概念;換元法是代數(shù)變形的常用方法,起到簡化結構、突出實質的作用,在函數(shù)、數(shù)列、不等式中都有體現(xiàn),可以視作方法型大概念;轉化與化歸是數(shù)學解題的依據(jù)和導向,同時也是重要的數(shù)學思想方法,可以視作思想型大概念.
圖3
點評具體破解時,可以從“數(shù)”的性質角度,通過坐標法來分析;或從“形”的特征角度,通過幾何法來處理.
高三數(shù)學試卷講評課,要依據(jù)高考復習背景與試卷講評的課型特征和學生實際,選擇恰當?shù)慕虒W策略,提升數(shù)學關鍵能力,優(yōu)化應試策略,為情境而教、為素養(yǎng)而教.
例1已知Rt△ABC的斜邊為AB,且A(-1,0),B(3,0).
(1)直角頂點C的軌跡方程為;
(2)直角邊BC的中點M的軌跡方程為.
解(1)設AB中點為D(1,0),則CD=2,故C的軌跡是以D為圓心、2為半徑的圓(不含A,B),方程為(x-1)2+y2=4(y≠0).
(2)設DB中點為N(2,0),則MN=1,故M的軌跡是以N為圓心、1為半徑的圓(不含D,B),方程為(x-2)2+y2=1(y≠0).
(也可以設M(x,y),則C(2x-3,2y),代入(1)中的方程,同樣得出結果,注意不含D,B)
小結 ①定點(圓心)和定長(半徑)是確定圓的兩個幾何要素;②根據(jù)具體問題,舍去一些不符合條件的點.
變式 (多選題)已知圓C的方程為x2+y2-4x=0.若直線y=k(x+1)上存在一點P,使過點P所作的圓的兩條切線相互垂直,則實數(shù)k的可能取值是( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
設計意圖學會通過幾何分析,確定定點和定長找出隱形圓.同時注意“增點”問題,加深對曲線方程這一概念的理解.
思考 ①確定圓的幾何要素,除了圓心和半徑,還可以是什么?(CA⊥CB,或者說AB是圓的直徑)
②已知A(x1,y1),B(x2,y2)是圓的一條直徑的兩個端點,求圓方程.
該方程稱為圓的直徑式方程,簡稱直徑圓方程.
例2已知點A(-1,0),B(1,0)均在圓C:(x-3)2+(y-4)2=r2外,且圓C上存在唯一一點P滿足AP⊥BP,那么半徑r的值為.
小結 垂直這一幾何條件,往往隱含直徑圓.
小結 本題從幾何角度難以直接得出點P的軌跡,通過設點用代數(shù)方法求出P的方程.并且有如下結論:平面內到兩個定點的距離之比是定值(不等于0,1)的點的軌跡是圓,稱為阿波羅尼斯圓.
變式1 已知兩定點A(-3,0),B(1,0), 若直線l:x+ay-2=0上一點M滿足MA2+MB2=16,則實數(shù)a的取值范圍是.
設計意圖例3及其變式的處理方法都是設點、列式、化簡,這是求軌跡方程的一般方法.同時學生意識到背景條件雖有變化,背后都是隱形圓,軌跡意識得到強化.
例4(拓展)已知圓O:x2+y2=1,C:(x+1)2+y2=9,直線l與圓O相切,與圓C相交于A,B兩點,分別以點A,B為切點作圓C的切線l1,l2,設直線l1,l2的交點為P,則OP的最小值為.
設計意圖例4及其變式可視作隱形圓問題的延伸.例4是綜合問題,不僅要求學生具備較強的“動點找軌跡”意識,同時要熟悉基本模型;變式可以用常規(guī)解三角形的方法去做,較繁瑣.抓住條件CA+CB=3c=12>AB,本質上是一個隱橢圓問題,從而建立坐標系巧妙求解.
課堂小結,如圖1所示.
圖1
“大概念”組織高三復習課,更容易揭示知識間的聯(lián)系,提高學生解決綜合問題的能力.對于高一、高二的新授課,我們常提到單元教學、大概念……而對于高三復習,筆者認為更應當去強化、去落實.高三學生具備了相當多的知識,積累了一定的方法和經(jīng)驗,但缺乏整體性的認識,高三復習需要解決知識、方法的孤立問題.先確定大概念,再精心選擇內容相近、方法類似、本質相同的問題,學生的數(shù)學視野一旦打開,能力、素養(yǎng)也會得到相應的發(fā)展.例如,以多變量問題作為大概念去組織素材,消元、固元、基本不等式、函數(shù)思想等都可以容納進去.
“大概念”組織高三復習課,有助于解題方法的優(yōu)化和取舍,提升思維的深刻性.一題多解是高三復習課常采用的方式,能夠幫助學生打開思路.實際操作過程中,有一個問題常被忽視,就是如何引導學生對多種解法進行評價、選擇、優(yōu)化,甚至取舍.同時也并不是所有問題都應當或值得去追求多解的.用“大概念”的觀點看待這個問題,就是要區(qū)分該方法是否是一般方法,其適用范圍是否廣泛.有了這樣的認識,我們才可能做到善于選擇,大膽舍棄,而不是刻意尋求多種解法,降低課堂效率的同時浪費寶貴的時間.
編者按為密切編輯部與中學的聯(lián)系,本刊編委第28次“走進課堂”,于2022年9月15日赴江蘇省句容高級中學觀課議課.江蘇省句容高級中學由句容文化名人丁宣孝先生創(chuàng)建于1926年,建校以來,雖歷經(jīng)風雨滌蕩,幾易校名,但終能弦歌不輟,薪火相續(xù).近百年砥礪風雨,學校積淀了豐富而深厚的文化底蘊.學校秉承“誠·毅”校訓,大力打造“誠毅果行,守正出新”的精神文化,形成了“愛國、守紀、勤奮、健美”的校風,“敬業(yè)、奉獻、求實、創(chuàng)新”的教風和“奮發(fā)、探索、團結、進取”的學風.學校曾獲“江蘇省文明單位”“江蘇省實施素質教育先進學?!钡榷囗検〔考壖w榮譽.近幾年來,承載著創(chuàng)建“高品質示范高中”的夢想,全校上下立足新起點,瞄準高目標,堅持“以人為本,立德為先,民主和諧,全面發(fā)展”的辦學理念,著眼于校園文化建設,在努力使所有學生得到充分發(fā)展的同時,積極促進教師素質的全面提升,爭取大幅度提高教育教學質量,以期使學校綜合辦學績效獲得社會的更廣泛認可.