刊名: 课程·教材·教法
Curriculum, Teaching Material and Method
主办: 人民教育出版社 课程教材研究所
周期: 月刊
出版地:北京
语种: 中文
开本: 大16K
ISSN: 1000-0186
CN: 11-1278/G4
历史沿革:
1981年创刊期刊荣誉:
国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊
中国期刊网来源刊
2011年度核心期刊,国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊,中国期刊网来源刊,百种重点期刊,社科双百期刊,首届全国优秀社科期刊。
高中数学教学要善于温故知新
【作者】 程 倩
【机构】 山东省郯城县美澳学校
【正文】
例如,教学“不等式的解法”时,可以联系、对比相应“方程的求解”这一章节内容,既讲清了方程根是确定值,又可讲清不等式的解通常是一个范围,而不等式解的范围边界,又与类似方程的根有着紧密的对应关系和联系。
讲解“双曲线”时,可以联系、对比“椭圆”的定义、性质、方程及其讨论,对比分析,温故而知新。特别是椭圆和双曲线的方程、焦点坐标、准线方程,在字母信息a、b、c中似乎有许多相同点,但实际计算,因为a、b、c的内在关系不同,又有本质的不同。为什么双曲线有渐近线,而椭圆没有渐近线?三个字母的运算关系相同点和不同点是什么原因造成的等等。
讲解圆的标准方程(数学必修2中的第三章第一节),“圆的标准方程”是本章的核心概念,也是解析几何中的基本概念。圆的方程是在第三章直线方程结束后进行的,所以本节课从温故知新入手,以直线方程为背景,按照“温故——知新——巩固——思考”的顺序结构,引导学生通过联系以前的知识,科学地提出、分析、解决新知识,讲解过程如下:
1、温故:
前一章我们主要学习了直线的方程,它的各种形式,以及直线处于不同位置时直线方程所满足的条件。那我们首先来回忆一下,我们是怎样将直线和方程建立起联系的,一个方程满足什么条件时,我们称之为这个直线的方程?
学生答:直线上的点的坐标(x, y)都满足这个方程;且满足这个方程的(x, y)都在这个直线上,这时我们称这个方程为这个直线的方程。
那么,我们今天的任务是学习圆的方程,你在学习圆的方程之前能否说出,什么样的方程才能称之为圆的方程吗?
学生答:圆上的点的坐标(x, y)都满足这个方程;且满足这个方程的(x, y)都在这个圆上。
那我们就可以从这两点出发,找出圆的方程。
2、知新
首先第一步圆上的点的坐标都要满足这个方程,也就是说这个方程就是圆上任一点坐标都满足的式子。
那我们首先要给出一个圆,我们想得到一个圆,要知道哪些条件?(圆心和半径)
(1)先看一个特殊情况:已知圆心在原点,半径为2的圆,那么它上面的点的坐标都满足什么条件?
任一点(x,y)到圆心的距离都等于2也就是:
■=2或者x2+y2=4
(2)再一般点,已知圆心在(a,b),半径为r的圆上的坐标满足什么条件?
(x,y)到(a,b)的距离等于r 写成式子就是:
■=r或者(x-a)2+(y-b)2=r2
这个式子具有代表性,任一个圆上的点的坐标都可以表示成这种形式。
其次再来考虑第二个条件,满足这个方程的(x,y)是否一定在这个圆上呢?
答:只要(x,y)满足这个方程,则(x,y)到(a,b)的距离就等于r,则这个点就一定在该圆上。
通过以上两点的考证,我们非常顺利地得出了圆的方程:圆心在(a,b),半径为r的圆的方程:
(x-a)2+(y-b)2=r2
这种形式的圆的方程我们称之为圆的标准方程。
与直线方程类似,我们接下来还要学习圆的其他形式的方程。
观察这个标准方程,总结一下它的特点:
(1)有两个变量x,y,形式都是与某个实数差的平方;
(2)两个变量的系数都是1;
(3)方程的右边是某个实数的平方,也就是一定为正数。(下转第18页)
(上接第19页)
3、巩固
我们对于刚才的结论做一些相应的练习,加深影响:练习1:根据已知条件写出下列圆的方程:
(1) 圆心坐标为(-2,1),半径为3;
(2)圆心为(2,-1),且过点(3,3);
(3)圆心为(3,1),且与直线3x-4y-6=0相切。
练习2:根据下列方程,指出圆的圆心位置以及半径:
(1)(x+2)2+(y-3)2=5
(2)(x+m)2+(y+n)2=a2
注意:这里的a,并不一定是半径,半径应该是|a|.
练习3:判断下列点是否在圆(x-3)2+(y+2)2=16上:
(1)A(3,0) (2)B(1,1) (3)C(2,-2)
再问:不在圆上的点是在圆内还是圆外?如何判定?
要时刻注意圆的标准方程的形式是有其重要的几何意义的,它的左边就表示到圆心距离的平方,所以,将点的坐标代入圆的方程,如果坐标等于右边,则在圆上,若左边大于右边,则说明距离原点的距离大于半径,一定是在圆外,若左边小于右边,则在圆内,即:
(x-a)2+(y-b)2=r2?圳点(x,y)在圆上;
(x-a)2+(y-b)2>r2点(x,y)在圆外;
(x-a)2+(y-b)2<r2点(x,y)在圆内。
4、思考
如何确定一个圆?除了刚才所说的一个圆心和半径,还有什么?几个点可以确定一个圆?三个不在同一条直线上的点可以确定一个圆。那么给出三个点的坐标:
例1:已知A(5,1),B(7,-3),C(2,8),则写出过这三个点的圆的方程。
分析:相当于求三角形ABC的外接圆的方程。要想写出方程,必须知道圆心和半径。如何求圆心和半径呢?根据外接圆的性质,圆心应该是三条边的垂直平分线的交点,所以可以根据顶点坐标求出垂直平分线的方程,在求出平分线的交点坐标即圆心坐标,在根据两点间距离公式求半径的长度。当然这样做虽然很麻烦,但毕竟我们用我们以前所学的知识找到了解决问题的办法。那么现在再想想,有没有别的出路?
要求圆的方程,不如先设出它的方程来,再解出未知数。设该圆的方程为:(x-a)2+(y-b)2=r2,根据条件,三个点的坐标都满足该方程,列出式子,解出未知数:a,b,r即可。
高中数学的许多新授课程和内容,采用此法进行教学,能够让数学知识串成线、铺成面,前后呼应、相辅相成,及时加强巩固已学知识,引领新学知识,实践证明效果较好。
高中数学的教与学,根据学科特点和知识结构,前后内容具有很强的联系性,教授新的数学内容时,注意恰当地联系、复习前面所学的内容和知识,有利于认识新旧知识的结构、联系和发展,巩固已学知识,加深对已有知识的进一步理解和掌握。
现有高中数学内容,除极个别专题性的章节内容外,均可采用温故知新的方法进行教学。运用此法进行教学,可能一开始教学进度慢一点,但及时巩固已学内容,让知识承上启下,有利于学生系统地掌握数学知识。例如,教学“不等式的解法”时,可以联系、对比相应“方程的求解”这一章节内容,既讲清了方程根是确定值,又可讲清不等式的解通常是一个范围,而不等式解的范围边界,又与类似方程的根有着紧密的对应关系和联系。
讲解“双曲线”时,可以联系、对比“椭圆”的定义、性质、方程及其讨论,对比分析,温故而知新。特别是椭圆和双曲线的方程、焦点坐标、准线方程,在字母信息a、b、c中似乎有许多相同点,但实际计算,因为a、b、c的内在关系不同,又有本质的不同。为什么双曲线有渐近线,而椭圆没有渐近线?三个字母的运算关系相同点和不同点是什么原因造成的等等。
讲解圆的标准方程(数学必修2中的第三章第一节),“圆的标准方程”是本章的核心概念,也是解析几何中的基本概念。圆的方程是在第三章直线方程结束后进行的,所以本节课从温故知新入手,以直线方程为背景,按照“温故——知新——巩固——思考”的顺序结构,引导学生通过联系以前的知识,科学地提出、分析、解决新知识,讲解过程如下:
1、温故:
前一章我们主要学习了直线的方程,它的各种形式,以及直线处于不同位置时直线方程所满足的条件。那我们首先来回忆一下,我们是怎样将直线和方程建立起联系的,一个方程满足什么条件时,我们称之为这个直线的方程?
学生答:直线上的点的坐标(x, y)都满足这个方程;且满足这个方程的(x, y)都在这个直线上,这时我们称这个方程为这个直线的方程。
那么,我们今天的任务是学习圆的方程,你在学习圆的方程之前能否说出,什么样的方程才能称之为圆的方程吗?
学生答:圆上的点的坐标(x, y)都满足这个方程;且满足这个方程的(x, y)都在这个圆上。
那我们就可以从这两点出发,找出圆的方程。
2、知新
首先第一步圆上的点的坐标都要满足这个方程,也就是说这个方程就是圆上任一点坐标都满足的式子。
那我们首先要给出一个圆,我们想得到一个圆,要知道哪些条件?(圆心和半径)
(1)先看一个特殊情况:已知圆心在原点,半径为2的圆,那么它上面的点的坐标都满足什么条件?
任一点(x,y)到圆心的距离都等于2也就是:
■=2或者x2+y2=4
(2)再一般点,已知圆心在(a,b),半径为r的圆上的坐标满足什么条件?
(x,y)到(a,b)的距离等于r 写成式子就是:
■=r或者(x-a)2+(y-b)2=r2
这个式子具有代表性,任一个圆上的点的坐标都可以表示成这种形式。
其次再来考虑第二个条件,满足这个方程的(x,y)是否一定在这个圆上呢?
答:只要(x,y)满足这个方程,则(x,y)到(a,b)的距离就等于r,则这个点就一定在该圆上。
通过以上两点的考证,我们非常顺利地得出了圆的方程:圆心在(a,b),半径为r的圆的方程:
(x-a)2+(y-b)2=r2
这种形式的圆的方程我们称之为圆的标准方程。
与直线方程类似,我们接下来还要学习圆的其他形式的方程。
观察这个标准方程,总结一下它的特点:
(1)有两个变量x,y,形式都是与某个实数差的平方;
(2)两个变量的系数都是1;
(3)方程的右边是某个实数的平方,也就是一定为正数。(下转第18页)
(上接第19页)
3、巩固
我们对于刚才的结论做一些相应的练习,加深影响:练习1:根据已知条件写出下列圆的方程:
(1) 圆心坐标为(-2,1),半径为3;
(2)圆心为(2,-1),且过点(3,3);
(3)圆心为(3,1),且与直线3x-4y-6=0相切。
练习2:根据下列方程,指出圆的圆心位置以及半径:
(1)(x+2)2+(y-3)2=5
(2)(x+m)2+(y+n)2=a2
注意:这里的a,并不一定是半径,半径应该是|a|.
练习3:判断下列点是否在圆(x-3)2+(y+2)2=16上:
(1)A(3,0) (2)B(1,1) (3)C(2,-2)
再问:不在圆上的点是在圆内还是圆外?如何判定?
要时刻注意圆的标准方程的形式是有其重要的几何意义的,它的左边就表示到圆心距离的平方,所以,将点的坐标代入圆的方程,如果坐标等于右边,则在圆上,若左边大于右边,则说明距离原点的距离大于半径,一定是在圆外,若左边小于右边,则在圆内,即:
(x-a)2+(y-b)2=r2?圳点(x,y)在圆上;
(x-a)2+(y-b)2>r2点(x,y)在圆外;
(x-a)2+(y-b)2<r2点(x,y)在圆内。
4、思考
如何确定一个圆?除了刚才所说的一个圆心和半径,还有什么?几个点可以确定一个圆?三个不在同一条直线上的点可以确定一个圆。那么给出三个点的坐标:
例1:已知A(5,1),B(7,-3),C(2,8),则写出过这三个点的圆的方程。
分析:相当于求三角形ABC的外接圆的方程。要想写出方程,必须知道圆心和半径。如何求圆心和半径呢?根据外接圆的性质,圆心应该是三条边的垂直平分线的交点,所以可以根据顶点坐标求出垂直平分线的方程,在求出平分线的交点坐标即圆心坐标,在根据两点间距离公式求半径的长度。当然这样做虽然很麻烦,但毕竟我们用我们以前所学的知识找到了解决问题的办法。那么现在再想想,有没有别的出路?
要求圆的方程,不如先设出它的方程来,再解出未知数。设该圆的方程为:(x-a)2+(y-b)2=r2,根据条件,三个点的坐标都满足该方程,列出式子,解出未知数:a,b,r即可。
高中数学的许多新授课程和内容,采用此法进行教学,能够让数学知识串成线、铺成面,前后呼应、相辅相成,及时加强巩固已学知识,引领新学知识,实践证明效果较好。