人教版高中數(shù)學(xué)《一道雙曲線探究問(wèn)題引發(fā)的解題課》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、變式教學(xué)：一題多問(wèn)、一題多解、一題多變教學(xué)模式“一道雙曲線探究問(wèn)題引發(fā)的解題課”教學(xué)設(shè)計(jì)【課例解析】1 教材的地位作用本節(jié)課是人教版a版數(shù)學(xué)（選修2-1）第二章圓錐曲線與方程，23雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程第二課時(shí)，關(guān)于“和兩定點(diǎn)連線斜率之積為定值的軌跡方程”探求的一節(jié)解題課本節(jié)課之前學(xué)生學(xué)習(xí)了橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何性質(zhì)和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程學(xué)習(xí)了曲線與方程的概念在必修2中學(xué)習(xí)了圓的方程等知識(shí)本節(jié)課通過(guò)課堂教學(xué)的自主、合作與探究，使學(xué)生了解雙曲線、橢圓的另一種生成方法，體會(huì)雙曲線、橢圓、圓幾何特征的不同表現(xiàn)形式，體會(huì)合情推理和演繹推理在數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)中的作用2 學(xué)情分析本節(jié)課從課本一道探究新問(wèn)題入手探求其解法并對(duì)

2、其進(jìn)行變式引申，學(xué)生在前面已學(xué)過(guò)圓、橢圓、雙曲線三種曲線在前面幾節(jié)課學(xué)習(xí)了求曲線方程的基本方法，因此，本節(jié)課主要以問(wèn)題為載體，通過(guò)教師幾個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)問(wèn)，讓學(xué)生利用已有的知識(shí)，去探究用圓錐曲線的直徑的性質(zhì)貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中的師生，生生之間的協(xié)作，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的收集與分析、命題的提出與驗(yàn)證、學(xué)習(xí)進(jìn)程的自我反饋和學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)以及意義的最終建構(gòu)，都起了至關(guān)重要的作用【目標(biāo)定位】1 知識(shí)目標(biāo)掌握求軌跡方程的基本方法；通過(guò)探究性問(wèn)題的變式訓(xùn)練，探求圓錐曲線直徑的相關(guān)命題，并給出證明2 能力目標(biāo)通過(guò)例題的變式訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生分類(lèi)討論思想與方程的思想；認(rèn)

3、識(shí)合情推理和演繹推理在數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用3情感目標(biāo)通過(guò)小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作、友愛(ài)精神，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，探索新知識(shí)的能力及勇于創(chuàng)新精神，體驗(yàn)成功的快樂(lè)通過(guò)學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和合作交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣4 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：理解有關(guān)圓錐曲線直徑的性質(zhì)及類(lèi)比在圓錐曲線性質(zhì)發(fā)現(xiàn)中的重要作用，進(jìn)一步體會(huì)和認(rèn)識(shí)合情推理和演繹推理在數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用，從而揭示規(guī)律，啟迪思維，培養(yǎng)能力教學(xué)難點(diǎn)：通過(guò)學(xué)生交叉運(yùn)用正、逆向思維，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)和方法的理解、掌握、變通【方法闡釋】采用心智數(shù)學(xué)教育方式中變式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)：主要分“創(chuàng)設(shè)情景、引入新課，自主探究、引發(fā)變式，變式訓(xùn)練、逐步拓

4、展，歸納總結(jié)、升華提高”四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)通過(guò)探究、變式訓(xùn)練、小組合作等教學(xué)過(guò)程，師生對(duì)探究問(wèn)題的進(jìn)行各種各樣的變式，使之貌似原題，又不同于原題，并拾級(jí)而上，讓學(xué)生從不同角度、不同側(cè)面去思考和探索問(wèn)題，加深對(duì)知識(shí)內(nèi)涵、外延的理解，以求在變化中拓寬思想、激發(fā)思維；使學(xué)生感到輕松、愉快，在學(xué)生的腦海中留下了深刻印象，既分清了問(wèn)題的變化類(lèi)型，又把所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)地運(yùn)用，從中獲得概括的知識(shí)，把握了探究問(wèn)題中所衍生出的不同類(lèi)型，使之從單一化、固定化模式中轉(zhuǎn)入多棱化、多角化和多面化模式，從而獲得上升性思維能力教學(xué)手段：多媒體、實(shí)物投影儀【課堂設(shè)計(jì)】一、創(chuàng)設(shè)情景、引入新課教師：我們學(xué)過(guò)橢圓、雙曲線、圓的方程，給定一個(gè)

5、方程，就能判斷它表示什么曲線同學(xué)們看這個(gè)方程表示什么曲線？引例：方程能表示什么曲線？為什么？我的思考：引例的設(shè)計(jì)，一方面讓學(xué)生意識(shí)到參數(shù)的變化會(huì)帶來(lái)曲線類(lèi)型的變化，為下面的變式訓(xùn)練的做好準(zhǔn)備，另一方面讓學(xué)生初嘗變式的樂(lè)趣學(xué)生思考，解答，組內(nèi)交流，說(shuō)明答案投影學(xué)生1的答案：1）當(dāng)時(shí)，曲線表示焦點(diǎn)在y軸的雙曲線；2）當(dāng)時(shí)，曲線表示焦點(diǎn)在y軸的橢圓；3）當(dāng)時(shí)，曲線表示圓；4）當(dāng) 時(shí)，曲線表示焦點(diǎn)在x軸的橢圓；5）當(dāng)時(shí)，曲線表示焦點(diǎn)在x軸的雙曲線；6）當(dāng)或時(shí)，不表示任何曲線；教師：你主要考慮了哪些因素？學(xué)生1：主要考慮了系數(shù)的正負(fù)及大小關(guān)系教師：很好，抓住了問(wèn)題的關(guān)鍵，從這個(gè)引例，我們看到參數(shù)m的變化

6、帶來(lái)曲線類(lèi)型的多種變化我們看一個(gè)由動(dòng)點(diǎn)的軌跡確定曲線方程的問(wèn)題如何求解（出示探究性問(wèn)題）二、自主探究、引發(fā)變式探究性問(wèn)題：的兩個(gè)頂點(diǎn)a、b的坐標(biāo)分別為（-6，0）和（6，0），邊ca、cb所在的直線的斜率之積為，求頂點(diǎn)c的軌跡我的思考：人教版（a版）數(shù)學(xué)（選修1-1）第二章22雙曲線，探究問(wèn)題的變式題為便于學(xué)生計(jì)算，將學(xué)習(xí)重心放在題目變化上，筆者對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了優(yōu)化，條件改為三角形，讓學(xué)生注意軌跡的純粹性學(xué)生獨(dú)立解答，教師實(shí)物投影學(xué)生2答案學(xué)生2：設(shè)頂點(diǎn)c的坐標(biāo)為（x，y），由題意得： 即，整理得因?yàn)?，a、b、c三點(diǎn)構(gòu)成三角形，所以所以，頂點(diǎn)c的軌跡為焦點(diǎn)在x軸的雙曲線（除去a、b兩點(diǎn)）。教師：好

7、，這位同學(xué)的解答非常全面，利用斜率找到了動(dòng)點(diǎn)滿(mǎn)足的等量關(guān)系，并且考慮到了三角形這個(gè)容易忽視的條件大家來(lái)觀察，如果我們將條件中的改變?yōu)?，結(jié)果會(huì)怎樣呢？三、變式訓(xùn)練、逐步拓展變式1：的兩個(gè)頂點(diǎn)a、b的坐標(biāo)分別為（-6，0）和（6，0），邊ac、bc所在的直線的斜率之積為，求頂點(diǎn)c的軌跡學(xué)生練習(xí)，教師巡回，對(duì)個(gè)別學(xué)生存在問(wèn)題指導(dǎo)教師投影解答：設(shè)頂點(diǎn)c的坐標(biāo)（x，y），由題意得：即，整理得因?yàn)?，a、b、c三點(diǎn)構(gòu)成三角形，所以所以，頂點(diǎn)c的軌跡為焦點(diǎn)在x軸的橢圓（除去a、b兩點(diǎn)）。教師：我們沒(méi)有改變?cè)}基本數(shù)據(jù)，只是將斜率之積稍加改變，變成如上的變式1，解題的方法沒(méi)有發(fā)生改變，結(jié)論有變化嗎？請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)明

8、，為什么變化？學(xué)生3：結(jié)論變了，由（除去a、b兩點(diǎn)）的雙曲線變?yōu)槌牲c(diǎn)（除去a、b兩點(diǎn)）的橢圓變化的原因是變?yōu)榘?！教師：回答非常到位哪個(gè)同學(xué)還能對(duì)這個(gè)題目加以變化，做一個(gè)小命題專(zhuān)家呢？同學(xué)們的興趣立刻被調(diào)動(dòng)了起來(lái)，大家爭(zhēng)先恐后的議論起來(lái)學(xué)生4：我發(fā)現(xiàn)，剛才a、b恰好是雙曲線的頂點(diǎn)，我們可以變化a，b點(diǎn)的位置到y(tǒng)軸上變式2： 一邊的兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)分別為a（0，-6）和b（0，6），另兩邊所在直線的斜率之積為，求頂點(diǎn)c的軌跡方程教師：很好，改變已知點(diǎn)所在坐標(biāo)軸，總體說(shuō)來(lái)，計(jì)算過(guò)程應(yīng)該相似現(xiàn)在，大家能否根據(jù)上面的題目，直接類(lèi)比得結(jié)論嗎？我的思考：至此，學(xué)生已經(jīng)基本掌握此類(lèi)問(wèn)題的精髓，改變已知點(diǎn)所在

9、坐標(biāo)軸，雖然適當(dāng)加大了題目的難度，但總體說(shuō)來(lái)，這種變式，學(xué)生還是容易接受的學(xué)生5：相當(dāng)于變化了焦點(diǎn)所在的軸吧！我想方程應(yīng)該是解：設(shè)頂點(diǎn)c的坐標(biāo)（x，y），由題意得：即，整理得因?yàn)閍、b、c三點(diǎn)構(gòu)成三角形，所以教師：解題方法沒(méi)有改變，結(jié)論變化了但仍然為除去兩點(diǎn)的雙曲線，把探究問(wèn)題中的改為1呢？變式3：的兩個(gè)頂點(diǎn)a、b的坐標(biāo)分別為（-6，0）和（6，0），邊ca、cb所在的直線的斜率之積為1，求頂點(diǎn)c的軌跡學(xué)生6：還是雙曲線，方程為（）教師：好，在下一節(jié)我們將要看到，這樣的雙曲線叫做等軸雙曲線如果把探究性問(wèn)題中的改為-1呢？學(xué)生：（笑了）教師：太簡(jiǎn)單了？！學(xué)生7：這實(shí)際上就是以ab為直徑的圓，除去

10、與x軸的兩個(gè)交點(diǎn)教師：從上面的題目解答和觀察，你能得出什么結(jié)論呢？ 學(xué)生8：從探究性問(wèn)題及其變式，我們可以知道：邊ac、bc所在的直線的斜率之積為負(fù)數(shù)，則頂點(diǎn)c的軌跡為橢圓，特殊情況下為圓；邊ac、bc所在的直線的斜率之積為正數(shù)，則頂點(diǎn)c的軌跡為雙曲線，與a,b所在坐標(biāo)軸無(wú)關(guān)教師：從斜率之積為，變化到、1、和-1，這是偶然的巧合，還是其中存在著一定的規(guī)律呢？于是，我們?nèi)菀紫氲较旅娴淖兪剑瑢⑿甭手e變?yōu)橐粋€(gè)一般的參數(shù)m（m為非零常數(shù)）呢？我的思考：至此學(xué)生對(duì)在具體數(shù)字方面的變化已不再感興趣，必須有一個(gè)較大的變化才會(huì)引起學(xué)生更大的興趣，從具體數(shù)字到抽象的一般參數(shù)m，是思維的一次飛躍變式4：的兩個(gè)頂

11、點(diǎn)a、b的坐標(biāo)分別為（-6，0）和（6，0），邊ac、bc所在的直線的斜率之積為m（m0），求頂點(diǎn)c的軌跡方程，并說(shuō)明曲線形狀（學(xué)生小組討論，在得到方程后，有的學(xué)生陷入了困惑，該怎么說(shuō)明呢？）教師：對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題，請(qǐng)同學(xué)們先獨(dú)立思考，然后再進(jìn)行小組交流、討論，解決不了的問(wèn)題，提出困難在什么地方，并說(shuō)明能解決到哪一步經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的合作學(xué)習(xí)，全班8個(gè)小組普遍能夠求出方程，在分析曲線形狀時(shí)，也找到了切入點(diǎn)，與引例是相似的投影解答：設(shè)頂點(diǎn)c的坐標(biāo)（x，y），由題意得：即，整理得因?yàn)閍、b、c三點(diǎn)構(gòu)成三角形，所以當(dāng)m0時(shí)，方程是焦點(diǎn)在x軸的雙曲線，除去a、b兩點(diǎn)；當(dāng)-1m0時(shí)，方程是以ab為長(zhǎng)軸，離心率

12、為的橢圓，除去a,b兩點(diǎn)；當(dāng)m=-1時(shí)，方程是以ab為直徑的圓，除去a,b兩點(diǎn)；當(dāng)m-1時(shí)，方程是以ab為短軸，離心率為的橢圓，除去a,b兩點(diǎn)學(xué)生9：老師，我們還可以讓a,b點(diǎn)坐標(biāo)更一般化，教師：好，字母增多了，要注意仔細(xì)計(jì)算（學(xué)生練習(xí)3分鐘）變式5：設(shè)是曲線c上兩定點(diǎn)，點(diǎn)p是曲線上除a、b以外的動(dòng)點(diǎn)，直線ap、bp的斜率分別為（m為不為零的常數(shù)），求曲線c學(xué)生9板演：設(shè)c的坐標(biāo)（x，y），由題意得： 即，整理得當(dāng)m0時(shí)，方程是以ab為實(shí)軸，離心率為的雙曲線，除去a,b兩點(diǎn)；當(dāng)m=-1時(shí)，方程是以ab為直徑的圓，除去a,b兩點(diǎn)；當(dāng)-1m0時(shí)，方程表示以ab為長(zhǎng)軸，離心率為的橢圓，除去a,b兩點(diǎn)

13、；當(dāng)m-1時(shí)，方程是以ab為短軸，離心率為的橢圓，除去a,b兩點(diǎn)學(xué)生驚喜之極，問(wèn)題得到順利解決教師：剛才我們主要是對(duì)題目條件變化，如果我們將條件和結(jié)論互換呢？我們來(lái)看新的命題：變式6：若a，b是雙曲線c：上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，點(diǎn)p是雙曲線上任意一點(diǎn)，當(dāng)直線pa，pb的斜率都存在，并記為，證明：之積是與點(diǎn)p無(wú)關(guān)的定值學(xué)生興奮到了極點(diǎn)，躍躍欲試，積極觀察，并進(jìn)行了解題的四步曲分析，書(shū)寫(xiě)證明證明：由題意設(shè)a的坐標(biāo)為（），則b（），設(shè)p的坐標(biāo)為（）則因?yàn)閜、a都在雙曲線上所以，與p無(wú)關(guān)教師：?jiǎn)栴}解答非常漂亮，下面請(qǐng)同學(xué)們獨(dú)立解決變式7變式7：試對(duì)橢圓寫(xiě)出具有類(lèi)似特性的性質(zhì)，并加以證明性質(zhì)：若a，b是橢

14、圓c：上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，點(diǎn)p是橢圓上任意一點(diǎn)，當(dāng)直線pa，pb的斜率都存在，并記為，那么之積是與點(diǎn)p無(wú)關(guān)的定值學(xué)生10證明：由題意設(shè)a的坐標(biāo)為（），b（），p的坐標(biāo)為（）則因?yàn)?，p、a都在橢圓上所以，與p無(wú)關(guān)四、歸納總結(jié)、升華提高教師：從變式6和7，大家能總結(jié)出什么結(jié)論呢？學(xué)生11：若a，b是雙曲線c：上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，點(diǎn)p是雙曲線上任意一點(diǎn)，當(dāng)直線pa，pb的斜率都存在，那么若a，b是橢圓c：上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，點(diǎn)p是橢圓上任意一點(diǎn)，當(dāng)直線pa，pb的斜率都存在，那么，教師：總結(jié)的很好，在參考書(shū)上，ab通常稱(chēng)為圓錐曲線的直徑，事實(shí)上，有關(guān)圓錐曲線直徑的性質(zhì)還有很多，請(qǐng)同學(xué)們課下繼續(xù)

15、探討我的思考：到此，學(xué)生如釋重負(fù)，有一種成功的喜悅！思維創(chuàng)造性的火花也已點(diǎn)燃課堂教學(xué)預(yù)設(shè)的目標(biāo)已經(jīng)完成，我們的課堂教學(xué)也該結(jié)束了但學(xué)生的探究還沒(méi)有結(jié)束，通過(guò)探究思考性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在課下繼續(xù)探究課后探究思考作業(yè)（時(shí)間一周）：1 查找資料了解有關(guān)圓錐曲線直徑性質(zhì)2 （1）探究性問(wèn)題中條件“斜率之積為”分別改為“斜率之積為0”、“斜率之商是2”、“斜率之和是”、“斜率之差是”，試探求點(diǎn)c的軌跡方程（2）你能否想出與探究問(wèn)題有關(guān)的其它變式問(wèn)題書(shū)面作業(yè)：習(xí)題22, p54 a組5題，b組3題【教學(xué)鏈接】相關(guān)檢索：圓錐曲線的直徑圓錐曲線(圓、橢圓、雙曲線、拋物線)的平行弦的中點(diǎn)軌跡叫做圓錐曲線的直徑(1

16、)圓錐曲線的直徑的圖形，可以是一條線段(圓和橢圓的直徑)，可以是一條射線(拋物線的直徑)，可以是一條直線或一條直線上的兩條射線(雙曲線的直徑)(2)橢圓的直徑與圓的直徑不同同一圓的直徑都相等，同一橢圓的直徑長(zhǎng)度可以不等（3）橢圓的方程寫(xiě)成的形式，可不考慮、的大小關(guān)系例。 求橢圓2x2+2y2=22中，斜率為k的平行弦的中點(diǎn)軌跡解：斜率為k的平行弦的直線系方程是y=kx+m，其中m是參數(shù)代入橢圓方程，得2x2+2(kx+m)2=22，整理，得(2k2+2)x2+22mkx+2m222=0消去參數(shù)m，得2x+2ky=0這是一條直線，經(jīng)過(guò)橢圓的中心，據(jù)題意，所求軌跡應(yīng)是這條直線在橢圓內(nèi)的線段【教有所

17、思】在全面推進(jìn)素質(zhì)教育的今天，教學(xué)中要對(duì)例習(xí)題進(jìn)行全面合理的設(shè)計(jì)，面向全體學(xué)生，充分發(fā)揮例習(xí)題的內(nèi)在潛能，不僅使學(xué)生聽(tīng)懂，而且還要拓展學(xué)生數(shù)學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力一道課本探究題通過(guò)變式，從特殊到一般，改變背景將其推廣，讓學(xué)生真正感受到“源于課本，而高于課本”的深刻含義，也真正使學(xué)生品嘗到探究性問(wèn)題中“探究”的滋味課本習(xí)題與資料題目很自然地結(jié)合，使學(xué)生知道了知識(shí)的來(lái)龍去脈，使他們的認(rèn)知產(chǎn)生了飛躍，通過(guò)不同的思路，提供多種解題方法既拓寬了學(xué)生的解題思路，又從不同的角度將已學(xué)過(guò)的知識(shí)加以復(fù)習(xí)，解題方法的多樣化，活躍了學(xué)生的思維，使學(xué)生增強(qiáng)了解決問(wèn)題的信心，進(jìn)而又深化了數(shù)形結(jié)合、分類(lèi)討論、函數(shù)與方程等重要的數(shù)學(xué)思想這樣將知識(shí)、能力和思想方法在更多的新情景、更高的層次中，不斷地反復(fù)地滲透，達(dá)到了螺旋式的再認(rèn)識(shí)，再深化，乃至升華的效果通過(guò)一題多變、一題多解，多題一解的訓(xùn)練，激發(fā)了學(xué)生的興趣和求知欲所有的變式要鼓勵(lì)學(xué)生從多角度去分析，選最優(yōu)的方法去解決在高中學(xué)數(shù)學(xué)解題課的變式教學(xué)模式中，對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題的變式要注意縱向聯(lián)系，要緊密聯(lián)系以前所學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)的同時(shí)對(duì)舊知識(shí)也得到復(fù)習(xí)、鞏固和提高，從而提高學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生感受事物間的“普遍聯(lián)系”這