蔣亞軍
?浙江省寧波市第四中學
復習課是查漏補缺、完善技能、落實素養(yǎng)的基本課型,而一題多解、一題多變是常見的一種模式.傳統(tǒng)復習課以教師講學生聽為主,學生的探究學習體驗少,沒有體現(xiàn)學生的主體地位,忽視了學生活動經(jīng)驗的積累.本文中通過一節(jié)關于橢圓中兩直線斜率和(積)為定值與直線過定點的復習課,探究一題多解優(yōu)化運算凸顯問題本質(zhì),實現(xiàn)一題多變,多角度理解數(shù)學對象形成通法,引發(fā)對“一題一課、多解變式”復習課的教學思考.
這是一道橢圓中的定點定值問題,題目難度適中,適合學生自主完成解答.考慮到課堂重心在于學生理解問題的本質(zhì),形成優(yōu)化后的通性通法,將問題以作業(yè)的形式前置,便于了解學生的解答情況.
師:本題的已知條件和目標要求是如何聯(lián)系起來的呢?
生1:先將PA,PB的斜率表示出來,再利用斜率和等于-1即可.當然最主要的還是在計算上不要出錯.
生2:思路和方法我都會,就是計算的時候經(jīng)常會出錯,特別是在對斜率之和通分與代入化簡的過程中,稍不留神就會出錯.有沒有一種能減少計算量的解法呢?
生3:kPA和kPB的結(jié)構(gòu)是一樣的,要出現(xiàn)含有y-1和x的式子,只需對橢圓和直線分別進行轉(zhuǎn)化就可以了.
師:很好!你能對橢圓方程進行轉(zhuǎn)化嗎?
師:現(xiàn)在已經(jīng)將橢圓和直線方程都轉(zhuǎn)化為含有x和y-1的式子,接下來怎么辦呢?聯(lián)立方程,消元,利用韋達定理?
生4:這樣不是與前面的解法一樣了嗎?計算量沒有減少.
生5:橢圓方程兩邊同時除以x2!
生6:不行的,次數(shù)不統(tǒng)一,又不是齊次式.
師:那該怎么辦呢?
生7:我還有新的想法,因為直線方程是自己構(gòu)建的,所以把直線方程設為mx+n(y-1)=1,就不會出現(xiàn)分母m-1了.
師:同學們都很棒,從減少計算量這一目標出發(fā),不斷修正解題過程,最后圓滿完成設定目標.數(shù)學解題就是一個不斷深入本質(zhì)、優(yōu)化方法的過程,讓我們一起整理一下優(yōu)化后的解法——“齊次化”法.
點評:將學生的解法投屏,展示其思維過程,對題目的已知和所求進行分析,聯(lián)系已有知識對所求目標進行轉(zhuǎn)化和化歸,架起解決問題的橋梁.學生出現(xiàn)了對斜率是否存在未討論,或在聯(lián)立直線和橢圓方程消元得到韋達定理時計算出錯,或在代入斜率公式計算時出錯等問題.通過對比,說明學生的運算求解能力需要加強.通過學生暴露出來的計算問題,以減少計算量提高準確率為目的,引導學生發(fā)現(xiàn)斜率之和(積)為定值這類問題的本質(zhì),構(gòu)造關于目標斜率的齊二次方程,利用韋達定理進行轉(zhuǎn)化和求解.這樣就能使問題較快地得到解決,形成優(yōu)化解法.
師:用“齊次化”的方法可以有效減少計算量,但需注意的是要配成齊二次的形式.如果把條件kPA+kPB=-1換成kPA·kPB=-1,你能否很快解決嗎?
師:很好!“齊次化”的本質(zhì)就是構(gòu)建關于斜率的韋達定理.如果改變條件和結(jié)論的順序,你能證明嗎?
師:將點P從橢圓上移到橢圓外,得到變式3,你能求出定點嗎?對更一般情況的變式4,你還能證明嗎?拋物線和雙曲線中還能用這種方法嗎?
復習課的定位應該是“基礎知識的掌握、基本技能的提高、基本思想方法的落實、基本活動經(jīng)驗的積累”.因此,例題的選擇要根據(jù)教學目標著眼于學生的最近發(fā)展區(qū),“跳一跳,能摘到”,為學生提供適合的內(nèi)容,調(diào)動學生積極性,發(fā)揮其潛能[2].解析幾何中的定點定值問題是考試的熱點,學生往往有思路、會方法,但由于計算問題不能順利解出答案.針對這一現(xiàn)象,從一道高考改編題入手,通過師生互動啟發(fā),生生互動完善,挖掘定點與定值問題的本質(zhì),構(gòu)造目標斜率的齊二次方程,在學生原有的解法上進行優(yōu)化,總結(jié)形成解決這類問題的通性通法——“齊次化”.
變式教學的目的就是突出數(shù)學本質(zhì)、提煉解題方法,實現(xiàn)解一題通一類、解一類用一法的效果,使知識網(wǎng)絡化、方法程序化.通過改變條件、結(jié)論、順序等,有意識地引導學生思考變式怎么變、為什么這么變、還可以怎么變,激發(fā)學生的學習興趣.圍繞著“齊次化”這一通性通法,將定點定值問題深層次的本質(zhì)挖掘出來.任何解決數(shù)學問題的方法背后都是有思考過程的,而理解又是思考的基礎,因此對問題本源的思考與分析在課堂教學中是非常重要的[3].
圓錐曲線中的定點定值問題,是高考和??嫉臒狳c問題,學生往往有思路而解不出最終答案,因此得分率不高.直接運算是數(shù)學運算的低級水平,往往伴隨著大量繁雜的計算;合理運算是數(shù)學運算的中級水平,利用轉(zhuǎn)化化歸的思想,減少計算量達到求簡的目的;創(chuàng)新運算是數(shù)學運算的高級水平,既快又準地得到答案,追求至簡的目標.通性通法重要,是學生必須掌握的方法和技能,在此基礎上通過合理轉(zhuǎn)化,往往會減少計算量.