回归课堂教学,有效培育学生的数学核心素养

来源 :数学教学通讯·高中版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feiyulaile
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [摘 要] 数学核心素养是一个高度抽象的思维产物,它要高于数学知识、数学一般的思维方法,使人能从数学的角度看问题,有条理地进行理性思维、严密求证、逻辑推理和清晰准确地表达的意识与能力. 高中数学教学活动是以提升学生基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验能力为目的的教学,因此激发学生的学习兴趣,调动学习积极性和主动性,进而提升学生的数学核心素养是教学过程的关键.
  [关键词] 数学素养;微专题教案;自主探索;合作交流
  数学核心素养,是指在众多的数学素养内那些关键的、处于重要位置上、使用频率较高的素养,包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析等六个方面. 数学核心素养是一个高度抽象的思维产物,它要高于数学知识、数学一般的思维方法,使人能从数学的角度看问题,有条理地进行理性思维、严密求证、逻辑推理和清晰准确地表达的意识与能力. 高中数学教学活动是以提升学生基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验能力为目的的教学,因此激发学生的学习兴趣,调动学习积极性和主动性,进而提升学生的数学核心素养是教学过程的关键. 针对高考的考情要求和本校考生的学情,笔者设计了一篇高三一轮复习的微专题教案,让学生通过自主探索、合作交流等学习方式,以点带面,有效地提高数学能力和成绩.
  [?] 基于高考,聚焦核心素养,明确教学目标
  1. 研究考题,掌握考情
  直线与圆的位置关系是近几年高考和模拟考试常考的知识点(在近几年高考中,每年都有出现,比如2013年第17题,2014年第9题、第18題,2015年第10题,2016年第18题),本节主要通过圆心到直线的距离(几何法),或从方程根(代数法)的角度来量化直线与圆的位置关系,考查弦长、交点、切线、距离最值等知识点,一般难度不大,但若考查其解析性质,即通过形式上的转化,与函数、方程、三角函数、线性规划等知识相结合,难度就会大大提升. 数形结合和转化归纳是掌握好本节知识点的关键,本题常以填空题的形式进行考查,以解答题的形式进行考查时,常常与其他章节知识相关联,用来解决实际问题,高考要求为B级.
  2. 明确目标,培养数学能力
  从知识层面上,通过本课教学使学生熟练掌握直线与圆位置关系的判断方法,回归课本,引导学生从不同角度思考问题,解决基本的弦长、交点、切线、距离等问题;从知识结构上,通过不断地改变问题情境,培养学生的观察分析、数形结合、拓展延伸能力,总结解决直线与圆位置关系问题的通性通法,以点带面,促进学生构建知识网络;从培养学生能力的角度上,通过题目内在的联系,培养学生抽象概括、数形结合、转化化归的数学思想以及应用数学知识解决问题的能力.
  [?] 基于课本,培育核心素养,优化教学设计
  1. 课前热身,自主学习
  (1)(教学与测试·巩固练习1)圆x2 y2-4x=0在点P(1,)处的切线方程是 x-y 2=0 .
  (2)(教学与测试·巩固练习3改编)已知P(x0,y0)是圆x2 y2=a2内异于圆心的一点,则直线x0x y0y=a2与此圆公共点的个数是 0 .
  (3)(必修2第117页习题9)直线l:kx-y-4k 3=0与圆x2 y2-6x-8y 21=0的位置关系是 相交 .
  (4)(教学与测试·巩固练习2)动圆x2 y2-2mx-4my 6m-2=0恒过一个定点,则这个定点的坐标是 (1,1)或
  ,
  .
  设计意图:问题(1)通过自主学习,掌握过圆上一点求切线的基本方法,进而复习、回顾一般性结论:过圆(x-a)2 (y-b)2=r2上一点P(x0,y0)处的切线方程为(x0-a)(x-a) (y0-b)(y-b)=r2;问题(2)复习了点与圆、直线与圆的位置关系,题中参量较多,学生较易混淆概念,教学中应强调圆心到直线的距离d与半径r的大小关系;问题(3)用常规的解题思路计算量大,学生容易走进“死胡同”,数形结合从直线的特征入手,既复习了直线系,又复习了点、线、圆三者的位置关系;问题(4)的设置是问题(3)的延续,其实质是用代数法求解交点问题.这几个课前热身的问题的设置是希望学生通过完成预习题型,对直线与圆的位置判断从几何和代数角度有一定认识.预设题型的教学用10分钟左右的时间,让学生交流解题方法,总结易错点和经常性结论,教师根据学生的回答,进行适时点拨以达到学生真正理解和掌握基本知识的目的.
  2. 经典例题,合作探索
  例1:(教学与测试·例1改编)已知直线l:5x 12y a=0,圆C:x2 y2-2x=0. 试判断直线l与圆C的位置关系.
  解:圆C:(x-1)2 y2=1,圆心为(1,0),半径为1,圆心到直线的距离为d=.
  直线l与圆C相切?d=1,由=1,解得a=8或a=-18.
  直线l与圆C相交?d<1,由<1,解得-18  直线l与圆C相离?d>1,由>1,解得a<-18或a>8.
  变式1:若a=8,则切点坐标为
  ,-
  ;
  变式2:若a=7,则直线l被圆C截得的弦长为 ;
  变式3:若a=21,则圆上一点到直线l的最大距离为 3 ;
  变式4:若直线l与曲线y=有一个公共点,求a的取值范围.
  解:曲线y=表示x轴上方的半圆,由其图像可知,a=-18或-10  变式5:若点(x,y)满足x2 y2-2x=0,求5x 12y的取值范围.
  解:令t=5x 12y,易知5x 12y∈[-8, 18].
  变式6:已知圆C:x2 y2-2x=0上有且仅有一个点到直线l:5x 12y a=0的距离为1,求实数a的取值范围.   解:平面内,到直线l:5x 12y a=0的距离为1的直线是5x 12y a±13=0,圆与此两直线中的一条相切,另一条相离,解得a=-31或者a=21.
  设计意图:原题主要是让学生通过(几何法)圆心与直线的距离同半径相比较,量化相切、相交、相离时的关系,学生通过交流讨论,很容易得出答案;变式1~3是原题的延续,较之原题,把切点、弦长、距离等问题具体化,教师可按学生情况,继续设计变式,如相交时,交点与圆心组成的三角形面积的最大值为多少等;变式4-6,题目形式上有所改变,需要学生探索其本质含义,通过必要的转化,变为直线与圆的位置关系问题,此题的设计主要是为丰富学生的知识结构,培养学生转化、结合的能力.
  说明:数形结合是分析变式4-6的关键,无论是变式5的线性规划,还是变式4的半圆方程,其本质都是直线与圆的位置关系,分析时要将答案与图像对应起来,弄清其几何意义.
  例2:(教学与测试例4改编)过点M(2,4)向圆C:(x-1)2 (y 3)2=1引两条切线,切点分别为A,B. 求:(1)切线MA,MB的方程;(2)直线AB的方程,切点弦AB的长.
  解:(1)过点M(2,4)的切线斜率不存在时,x=2符合题意;切线斜率存在时,设切线为y-4=k(x-2),由d==1解得k=,所以切线为24x-7y-20=0或x=2. (2)C,A,M,.B四点在同一圆周上,CM为直径,圆心为
  ,,易知其方程为x2 y2-3x-y-10=0. 又因为AB是圆C与此圆的公共弦,相減得直线AB:x 7y 19=0. 因为C到直线AB的距离d=,又圆C的半径为1,故AB=2=.
  变式1:若将原题中的点M改为在直线3x 4y-6=0上运动的动点M,则四边形MACB面积的最小值为多少?
  解:S=2S△MAC=,MC的最小值即为点M到直线3x 4y-6=0的距离,所以d==3,S≥2.
  变式2:(教学与测试·自我检测5)过点M向半径为1的圆C引两条切线,切点分别为A,B,则·的最小值是多少?
  解:设∠AMB=2θ,则·=
  2·cos2θ=2sin2θ -3≥2-3.
  设计意图:原题设计围绕相切问题展开,目的在于变换思维角度,问题(2)焦点弦的处理可与下一课时的圆系方程联系,调动学习的主动性. 变式1和变式2的设计在此基础上加入了切线长问题,与三角函数、向量相结合,培养学生拓展的思维,达到完善知识体系的效果.
  说明:求切线长时将切线长转化为点到圆心的距离,实现未知向已知的转化,解题时若求切点坐标,计算将非常繁杂.
  例3:(苏教版必修2第114页例3改编)已知直线l:kx-y-k 1=0与圆O:x2 y2=4,求直线l被圆O截得的最短弦长.
  解:直线与圆相交时,半径、弦心距和半弦长构成直角三角形,即
   d2=r2. 因为r2为定值,所以l最小时d最大.由课前预习问题(3)可知,直线l恒过定点M(1,1),所以当直线l与OM垂直时,d最大,即l最小,此时d=,所以最短弦长l=2=2.
  变式1:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,求EF2 GH2的值.
  解:作OD1⊥EF,OD2⊥GH,设OD1=d1,OD2=d2,
  EF2 GH2=4(r2-d) 4(r2-d)=8r2-4(d d). 因为d d=2,所以EF2 GH2=24.
  变式2:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,求四边形EGFH面积的最大值.
  解:四边形EGFH的面积S=EF·GH,由变式5EF2 GH2=24,所以S≤×=6,当且仅当EF=GH时取最大值.
  变式3:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,求线段EG中点Q的轨迹方程.
  解:设点Q(x,y),因为EG为圆O的一条弦,所以OQ2
  =r2. 因为=MQ,所以OQ2 MQ2=r2,所以x2 y2 (x-1)2 (y-1)2=4,化简得
  x-
  
  y-
  =. 这是以OM中点为圆心,为半径的圆.
  变式4:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,若= ,求
  的最大值.
  解:由= 可知,变式3中的Q为MN的中点,因为点Q的轨迹方程为
  x-
  
  y-
  =,由相关点法可求得点N的轨迹方程为x2 y2=6. 因为点M在这个圆内,所以
  的最大值为 .
  设计意图:原题的设计围绕相交弦长展开,是模拟考和高考中的常见题型,设计此题的目的在于培养学生探索问题、转化归纳的能力. 几个变式的难度由浅入深,依据循序渐进的教学方式,可提高学生的审题能力,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习主动性. 对于变式中的不同问题,可以尝试不同方法,让学生体会其中的变化.
  3. 课堂反馈,动手实践
  1. (教学与测试·基础训练2)在圆x2 y2-2x-6y=0内,过点E(0,1)的最长弦与最短弦分别是AC与BD,则四边形ABCD的面积是 10 .
  2. (2014年江苏高考第9题)在平面直角坐标系xOy中,直线x 2y-3=0被圆(x-2)2 (y 1)2=4截得的弦长为 .
  3. (教学与测试·巩固练习4)已知实数x,y满足x2 y2 2x-2y=0,则的最大值是 - .   4. (2010年江苏高考第9题)在平面直角坐标系xOy中,已知圆x2 y2=4上有且仅有四个点到直线12x-5y c=0的距离为1,则实数c的取值范围是 (-13,13) .
  设计意图:课堂的及时反馈,是教师掌握学生课堂学习效果与质量的重要环节. 设计的几个题型围绕例题展开,目的在于一方面让学生感受高考题,熟悉其设计思路;另一方面,希望在学生实践活动的基础上,及时总结归纳,反思得失.
  4. 复习巩固,课后反思
  1. (2013年苏锡常镇模拟题第10题)已知圆C:(x-a)2 (y-a)2=1(a>0)与直线y=3x相交于P,Q两点,若∠PCQ=90°,则实数a= .
  2. (2014年南通三模第12题)在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2 y2-4x=0. 若直线y=k(x 1)上存在点P,使过P所作的圆的两条切线相互垂直,则实数k的取值范围是 [-2,2] .
  3. (2014年苏锡常镇一模第14题)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(3,0)在圆C:x2 y2-2mx-4y m2-28=0内,动直线AB过点P且交圆C于A,B两点. 若△ABC的面积的最大值为16,则实数m的取值范围为 [3 2,3 2)∪(3-2,3-2] .
  4. (2016年江苏高考第18题)如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆x2 y2-12x-14y 60=0及其上的一点A(2,4).
  (1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程.
  (2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B,C两点,且BC=OA,求直线l的方程.
  (3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P,Q,使得 =,求實数t的取值范围.
  解:(1)因为两圆外切,r-7=r 5,所以r=1,圆N的标准方程为(x-6)2 (y-1)2=1.
  (2)设平直线l的方程为y=2x b,BC=OA=2,所以圆心M到直线l的距离为=2,解得b=5或b=-15,所以直线l的方程为y=2x 5或y=2x-15.
  (3)要使得 =,则四边形ATPQ为平行四边形,PQ=AT∈[4,10],即16≤(t-2)2 42≤100,解得t∈[2-2,2 2].
  设计意图:设计高考、模拟考题型的训练,帮助学生及时巩固所学知识,体会考点要求,查漏补缺.
  [?] 基于现实,提升核心素养,总结方法经验
  数学核心素养的载体是课堂教学与设计,有效提升学生的数学核心素养,关键在于高效的课堂教学和设计.
  首先,在高三复习的教学设计时,应当充分重视课本基础题的训练,高考题在设计时往往都是以课本例题为蓝本,以此为基,通过变式训练,依次递增难度,培养学生数学思维能力和探究能力,进而逐步形成“观察→抽象→探究→猜测→论证”的思维习惯,学会用数学的思维去分析社会,思考和解决生活中的问题,有效地提高自身的素养.
  其次,有效提升学生的数学核心素养,要求培养学生的科学精神,勤于思考,善于实践,勇于质疑.从问题中来,实事求是,科学地分析问题;到问题中去,拓展思维,用发展的眼光看待问题.还要求培养学生不同角度、不同深度、不同纬度思考问题的思维方式. 因此,教学设计时要注重知识点的相关性,通过题型的转化和化归,把学生分散的、孤立的知识点整合在一起,不但掌握“表面”上的共同点,还要理解“本质”的相互联系,逐步地建立起一套完善的数学体系,有效地提高学生的思维方式.
  最后,有效提升学生的数学核心素养,是一个循序渐进、逐步完善的过程. 课堂学习中要以学生为本,围绕学生的所思所想设计课程,并让学生不断地进行反思:①解题中应用了哪些知识点——想相关的知识点;②怎样做出来的——想解题的方法;③为什么这样做——想解题的依据;④有无其他方法——想一题多解,培养求异思维;⑤能否变通一下而变成另一习题——想一题多变,促使思维发散.充分发挥学生自主学习的积极性和主动性,从本质上提高学生的数学素养,让学生能用数学的思维方式观察生活,解决实际问题.
其他文献
[摘 要] “任意角”是苏教版必修四“三角函数”的起始课,也是三角函数的重要概念,借助于“活动单导学”模式,设计相应活动产生认知冲突,激发学生学习的必要性和兴趣;设计相应活动引导学生自主探究角的定义、角的概念的推广、象限角等,体验自主探究过程的乐趣;设计相应活动引导学生自主探究终边相同角,体验学习过程拓展性;设计相应活动巩固新课知识,体验学习过程的应用性,让学生最终掌握相关的知识并提高相应的能力.
等待也是一种智慧。人生,要学会坚持,也要学会放弃;要学会寻找,也要学会等待。等待并不是胆小,而是准备;不是懦弱,而是智慧。机会需要把握,也需要等待。如果不等准备好便出发,那么可能就是失败。  The older I get (I’m 53) the more I realize that life often moves at a slower pace than I’d like. This r
[摘 要] 通过研究评析2017年高考新课标Ⅰ卷理数选填压轴题,揭示命题导向和规律,探究试题本质,引导高考备考的实效性和科学性,指出高考试题万变不离其宗,在备考中务必强化“三基”的落實,重视学生的学科核心素养的培养.  [关键词] 新课标高考;选填压轴题;评析
江苏泰州九龙实验学校 225300    摘 要:新课程改革过程中出现了不少困惑和制约因素,本文将从四个方面介绍如何实施新课标,探索突破制约数学教学的“瓶颈”的方法.  关键词:新课标;创造性;主导与主体;教学程序     在五年多的新课程实施过程中,笔者曾遇到过许多遗憾、困惑和不解. 这些感受来自于教材、教学过程,也来自于自己和学生的表现. 通过自学新课程标准、参加新课程培训、教研观摩、专家指导
[摘 要] 创新历来是基础教育的重要理念,核心素养背景下,创新能力的培养已经演绎为创新素养的培养. 创新素养是面向学生的,同时又是要靠教师自身的创新素养作为支撑的. 创新素养可以驱动教师更好地理解高中数学课程、更高效地进行教学设计、更有效地促进自身的专业成长.  [关键词] 高中数学;创新素养;核心素养  早在二十多年前,国内教育界就提出了“创新精神”与“实践能力”两大培养目标,今天在核心素养背景
面对举国上下可歌可泣的抗震救灾行动,奥运组委会立即组织人员制作了救灾祈福歌曲《生死不离》,CCTV还特别为这首词制作了感人至深的专题短片,短片中一幅幅党和国家领导人、武警官兵、医务工作者和各界人士共同营救被困群众的画面与《生死不离》诗词相互交融,再配上感人的音乐,令无数国人潸然泪下。   汶川加油,中国加油!    作词:王平久 作曲:舒楠 演唱:成龙    Inseparable, in lif
[摘 要] 本节课通过对二元(多元)函数的最值问题中条件等式和目标函数式的认知与解读,在相同背景条件下,促使学生多角度、多层次透视问题,形成对问题的多元理解,深化对知识和方法本质的理解. 学生的能力也有一个逐层提高的过程,既有基本方法的熟化,也有类比、联想等的建构提升,更有函数与方程等思想方法的延拓.  [关键词] 多角度透视问题;多元理解;多层次能力提升  2016年4月1日,苏州市教科院在江苏
[摘 要] 基于思想方法的《等比数列的前n项和》教学设计,从挖掘知识的内在联系,完善学科知识体系的角度着眼,在潜移默化中渗透数学思想方法,让学生学会研究数学问题的一般方法,激发学生勇于探索的科学精神,养成缜密的“理性思维”的习惯,形成良好的个性品质,提升学生的数学学科素养.  [关键词] 理性思维;思想方法;教学设计  《普通高中数学课程标准(实验)》中要求“探索并掌握等比数列的前n项和公式”.
摘 要:三角换元是一种常用的换元方法,在解决某些数学问题时,若能巧用三角换元,化特殊为一般,化复杂为简单,化难题为简单题,不仅有利于提高学生的解题能力,更有利于培养学生的创造性思维能力.  关键词:换元;定义;三角恒等关系;公式  在解题时为了将复杂问题简单化,将非标准问题标准化,常需将一个式子看成一个整体,用另一变量去替换,这就是换元法. 三角换元是一种常用的换元方法,在解决某些数学问题时,若能
座右铭:谦虚使人进步,骄傲使人落后。  就读学校班级:河北省阜城县第四中学九年级(12)班  指导教师:张超  As far as I’m concerned, it is of great importance to stay calm and reasonable when our parents and teachers blame or criticize us. It is benefi