1.教材結(jié)構(gòu)分析
《圓的方程》安排在高中數(shù)學第二冊(上)第七章第六節(jié).圓作為常見的簡單幾何圖形,在實際生活和生產(chǎn)實踐中有著廣泛的應用.圓的方程屬于解析幾何學的基礎(chǔ)知識,是研究二次曲線的開始,對后續(xù)直線與圓的位置關(guān)系、圓錐曲線等內(nèi)容的學習,無論在知識上還是方法上都有著積極的意義,所以本節(jié)內(nèi)容在整個解析幾何中起著承前啟后的作用.
2.學情分析
圓的方程是學生在初中學習了圓的概念和基本性質(zhì)后,又掌握了求曲線方程的一般方法的基礎(chǔ)上進行研究的.但由于學生學習解析幾何的時間還不長、學習程度較淺,且對坐標法的運用還不夠熟練,在學習過程中難免會出現(xiàn)困難.另外學生在探究問題的能力,合作交流的意識等方面有待加強.
根據(jù)上述教材結(jié)構(gòu)與內(nèi)容分析,考慮到學生已有的認知結(jié)構(gòu)和心理特征,我制定如下教學目標:
3.教學目標
(1) 知識目標:①掌握圓的標準方程;
、跁蓤A的標準方程寫出圓的半徑和圓心坐標,能根據(jù)條件寫出圓的標準方程;
、劾脠A的標準方程解決簡單的實際問題.
(2) 能力目標:①進一步培養(yǎng)學生用代數(shù)方法研究幾何問題的能力;
②加深對數(shù)形結(jié)合思想的理解和加強對待定系數(shù)法的運用;
、墼鰪妼W生用數(shù)學的意識.
(3) 情感目標:①培養(yǎng)學生主動探究知識、合作交流的意識;
、谠隗w驗數(shù)學美的過程中激發(fā)學生的學習興趣.
根據(jù)以上對教材、教學目標及學情的分析,我確定如下的教學重點和難點:
4. 教學重點與難點
(1)重點:圓的標準方程的求法及其應用.
(2)難點: ①會根據(jù)不同的已知條件求圓的標準方程;
、谶x擇恰當?shù)淖鴺讼到鉀Q與圓有關(guān)的實際問題.
為使學生能達到本節(jié)設(shè)定的教學目標,我再從教法和學法上進行分析:
【二】教法學法分析
1.教法分析 為了充分調(diào)動學生學習的積極性,本節(jié)課采用“啟發(fā)式”問題教學法,用環(huán)環(huán)相扣的問題將探究活動層層深入,使教師總是站在學生思維的最近發(fā)展區(qū)上.另外我恰當?shù)睦枚嗝襟w課件進行輔助教學,借助信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)實際問題的情境既能激發(fā)學生的學習興趣,又直觀的引導了學生建模的過程.
2.學法分析 通過推導圓的標準方程,加深對用坐標法求軌跡方程的理解.通過求圓的標準方程,理解必須具備三個獨立的條件才可以確定一個圓.通過應用圓的標準方程,熟悉用待定系數(shù)法求的過程.
下面我就對具體的教學過程和設(shè)計加以說明:
【三】教學過程與設(shè)計
整個教學過程是由七個問題組成的問題鏈驅(qū)動的,共分為五個環(huán)節(jié):
創(chuàng)設(shè)情境 啟迪思維 深入探究 獲得新知 應用舉例 鞏固提高
反饋訓練 形成方法 小結(jié)反思 拓展引申
下面我從縱橫兩方面敘述我的教學程序與設(shè)計意圖.
首先:縱向敘述教學過程
(一)創(chuàng)設(shè)情境——啟迪思維
問題一 已知隧道的截面是半徑為4m的半圓,車輛只能在道路中心線一側(cè)行駛,一輛寬為2.7m,高為3m的貨車能不能駛?cè)脒@個隧道?
通過對這個實際問題的探究,把學生的思維由用勾股定理求線段CD的長度轉(zhuǎn)移為用曲線的方程來解決.一方面幫助學生回顧了舊知——求軌跡方程的一般方法,另一方面,在得到汽車不能通過的結(jié)論的同時學生自己推導出了圓心在原點,半徑為4的圓的標準方程,從而很自然的進入了本課的主題.用實際問題創(chuàng)設(shè)問題情境,讓學生感受到問題來源于實際,應用于實際,激發(fā)了學生的學習興趣和學習欲望.這樣獲取的知識,不但易于保持,而且易于遷移.
通過對問題一的探究,抓住了學生的注意力,把學生的思維引到用坐標法研究圓的方程上來,此時再把問題深入,進入第二環(huán)節(jié).
(二)深入探究——獲得新知
問題二 1.根據(jù)問題一的探究能不能得到圓心在原點,半徑為的圓的方程?
2.如果圓心在,半徑為時又如何呢?
這一環(huán)節(jié)我首先讓學生對問題一進行歸納,得到圓心在原點,半徑為4的圓的標準方程后,引導學生歸納出圓心在原點,半徑為r的圓的標準方程.然后再讓學生對圓心不在原點的情況進行探究.我預設(shè)了三種方法等待著學生的探究結(jié)果,分別是:坐標法、圖形變換法、向量平移法.
得到圓的標準方程后,我設(shè)計了由淺入深的三個應用平臺,進入第三環(huán)節(jié).
(三)應用舉例——鞏固提高
I.直接應用 內(nèi)化新知
問題三 1.寫出下列各圓的標準方程:
(1)圓心在原點,半徑為3;
(2)經(jīng)過點,圓心在點.
2.寫出圓的圓心坐標和半徑.
我設(shè)計了兩個小問題,第一題是直接或間接的給出圓心坐標和半徑求圓的標準方程,第二題是給出圓的標準方程求圓心坐標和半徑,這兩題比較簡單,可以安排學生口答完成,目的是先讓學生熟練掌握圓心坐標、半徑與圓的標準方程之間的關(guān)系,為后面探究圓的切線問題作準備.
II.靈活應用 提升能力
問題四 1.求以點為圓心,并且和直線相切的圓的方程.
2.求過點,圓心在直線上且與軸相切的圓的方程.
3.已知圓的方程為,求過圓上一點的切線方程.
你能歸納出具有一般性的結(jié)論嗎?
已知圓的方程是,經(jīng)過圓上一點的切線的方程是什么?
我設(shè)計了三個小問題,第一個小題有了剛剛解決問題三的基礎(chǔ),學生會很快求出半徑,根據(jù)圓心坐標寫出圓的標準方程.第二個小題有些困難,需要引導學生應用待定系數(shù)法確定圓心坐標和半徑再求解,從而理解必須具備三個獨立的條件才可以確定一個圓.第三個小題解決方法較多,我預設(shè)了四種方法再一次為學生的發(fā)散思維創(chuàng)設(shè)了空間.最后我讓學生由第三小題的結(jié)論進行歸納、猜想,在論證經(jīng)過圓上一點圓的切線方程的過程中,又一次模擬了真理發(fā)現(xiàn)的過程,使探究氣氛達到高潮.
III.實際應用 回歸自然
問題五 如圖是某圓拱橋的一孔圓拱的示意圖,該圓拱跨度AB=20m,拱高OP=4m,在建造時每隔4m需用一個支柱支撐,求支柱的長度(精確到0.01m).
我選用了教材的例3,它是待定系數(shù)法求出圓的三個參數(shù)的又一次應用,同時也與引例相呼應,使學生形成解決實際問題的一般方法,培養(yǎng)了學生建模的習慣和用數(shù)學的意識.
(四)反饋訓練——形成方法
問題六 1.求過原點和點,且圓心在直線上的圓的標準方程.
2.求圓過點的切線方程.
3.求圓過點的切線方程.
接下來是第四環(huán)節(jié)——反饋訓練.這一環(huán)節(jié)中,我設(shè)計三個小題作為鞏固性訓練,給學生一塊“用武”之地,讓每一位同學體驗學習數(shù)學的樂趣,成功的喜悅,找到自信,增強學習數(shù)學的愿望與信心.另外第3題是我特意安排的一道求過圓外一點的圓的切線方程,由于學生剛剛歸納了過圓上一點圓的切線方程,因此很容易產(chǎn)生思維的負遷移,另外這道題目有兩解,學生容易漏掉斜率不存在的情況,這時引導學生用數(shù)形結(jié)合的思想,結(jié)合初中已有的圓的知識進行判斷,這樣的設(shè)計對培養(yǎng)學生思維的嚴謹性具有良好的效果.
(五)小結(jié)反思——拓展引申
1.課堂小結(jié)
把圓的標準方程與過圓上一點圓的切線方程加以小結(jié),提煉數(shù)形結(jié)合的思想和待定系數(shù)的方法
①圓心為,半徑為r 的圓的標準方程為:
圓心在原點時,半徑為r 的圓的標準方程為:.
②已知圓的方程是,經(jīng)過圓上一點的切線的方程是:.
2.分層作業(yè)
(A)鞏固型作業(yè):教材P81-82:(習題7.6)1,2,4.(B)思維拓展型作業(yè):試推導過圓上一點的切線方程.
3.激發(fā)新疑
問題七 1.把圓的標準方程展開后是什么形式?
2.方程表示什么圖形?
在本課的結(jié)尾設(shè)計這兩個問題,作為對這節(jié)課內(nèi)容的鞏固與延伸,讓學生體會知識的起點與終點都蘊涵著問題,舊的問題解決了,新的問題又產(chǎn)生了.在知識的拓展中再次掀起學生探究的熱情.另外它為下節(jié)課研究圓的一般方程作了重要的準備.
以上是我縱向的教學過程及簡單的設(shè)計意圖,接下來,我從三個方面橫向的進一步闡述我的教學設(shè)計:
橫向闡述教學設(shè)計
(一)突出重點 抓住關(guān)鍵 突破難點
求圓的標準方程既是本節(jié)課的教學重點也是難點,為此我布設(shè)了由淺入深的學習環(huán)境,先讓學生熟悉圓心、半徑與圓的標準方程之間的關(guān)系,逐步理解三個參數(shù)的重要性,自然形成待定系數(shù)法的解題思路,在突出重點的同時突破了難點.
第二個教學難點就是解決實際應用問題,這是學生固有的難題,主要是因為應用問題的題目冗長,學生很難根據(jù)問題情境構(gòu)建數(shù)學模型,缺乏解決實際問題的信心,為此我首先用一道題目簡潔、貼近生活的實例進行引入,激發(fā)學生的求知欲,同時我借助多媒體課件的演示,引導學生真正走入問題的情境之中,并從中抽象出數(shù)學模型,從而消除畏難情緒,增強了信心.最后再形成應用圓的標準方程解決實際問題的一般模式,并嘗試應用該模式分析和解決第二個應用問題——問題五.這樣的設(shè)計,使學生在解決問題的同時,形成了方法,難點自然突破.
(二)學生主體 教師主導 探究主線
本節(jié)課的設(shè)計用問題做鏈,環(huán)環(huán)相扣,使學生的探究活動貫穿始終.從圓的標準方程的推導到應用都是在問題的指引、我的指導下,由學生探究完成的.另外,我重點設(shè)計了兩次思維發(fā)散點,分別是問題二和問題四的第三問,要求學生分組討論,合作交流,為學生設(shè)立充分的探究空間,學生在交流成果的過程中,既體驗了科學研究和真理發(fā)現(xiàn)的復雜與艱辛,又在我的適度引導、側(cè)面幫助、不斷肯定下順利完成了探究活動并走向成功,在一個個問題的驅(qū)動下,高效的完成本節(jié)的學習任務.
(三)培養(yǎng)思維 提升能力 激勵創(chuàng)新
為了培養(yǎng)學生的理性思維,我分別在問題一和問題四中,設(shè)計了兩次由特殊到一般的學習思路,培養(yǎng)學生的歸納概括能力.在問題的設(shè)計中,我利用一題多解的探究,縱向挖掘知識深度,橫向加強知識間的聯(lián)系,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神,并且使學生的有效思維量加大,隨時對所學知識和方法產(chǎn)生有意注意,使能力與知識的形成相伴而行.
以上是我對這節(jié)課的教學預設(shè),具體的教學過程還要根據(jù)學生在課堂中的具體情況適當調(diào)整,向生成性課堂進行轉(zhuǎn)變.最后我以赫爾巴特的一句名言結(jié)束我的說課,發(fā)揮我們的創(chuàng)造性,力爭“使教育過程成為一種藝術(shù)的事業(yè)”.