☉江蘇省海安縣李堡鎮(zhèn)初級中學居紅蘭
解后反思明結構,變式改編重反饋
——2016年中考天津卷第25題思路突破與教學思考
☉江蘇省海安縣李堡鎮(zhèn)初級中學居紅蘭
近一段時間,《中學數(shù)學》(下)關于中考壓軸題的研究文章中,有好幾篇涉及拋物線準線、焦點的性質(zhì),雖然考題沒有明確提出相關概念,但是如果熟悉拋物線準線、焦點性質(zhì),則往往能夠快速貫通思路,洞察問題結構.筆者在研習各地中考試卷題后,發(fā)現(xiàn)2016年天津中考數(shù)學試題最后一道壓軸題也蘊含了準線、焦點性質(zhì).本文先梳理該題的解題思路,并給出教學思考和變式改編,供研討.
考題(2016年中考天津,第25題)已知拋物線C:y= x2-2x+1的頂點為P,與y軸的交點為Q,點
(1)求點P、Q的坐標.
(2)將拋物線C向上平移得拋物線C′,點Q平移后的對應點為Q′,且FQ′=OQ′.
①求拋物線C′的解析式;
②由于點A在拋物線C′上,可設點A的坐標為若點P關于直線Q′F的對稱點為K,射線FK與拋物線C′相交于點A,求點A的坐標.
思路突破:
(1)根據(jù)拋物線與y軸交點坐標的特點,可以直接寫出點Q(0,1),本質(zhì)上就是令x=0,求出拋物線與y軸的交點.再把拋物線解析式化為頂點式,y=x2-2x+1=(x-1)2,即頂點P(1,0).
(2)①設平移后的拋物線C′的解析式為y=x2-2x+m,可得Q′(0,m),其中m>1,即OQ′=m,結合過F作 FH⊥OQ′,垂足為H,如圖1.
圖1
圖2
易得AN=yA-yN,其中yA>n,連接FP.結合P(1,0),所以FP⊥x軸,所以FP∥AN,則∠ANF=∠PFN.連接PK,則直線Q′F是線段PK的垂直平分線.則∠PFN=∠AFN,所以∠ANF=∠AFN,則AF=AN.
上面著重解析了考題的思路,以下再就該題一些易
錯點及問題的深層結構進行解后反思.
1.構圖不準導致思路受阻
無圖問題構圖不準,需要不斷調(diào)整草圖構造,使得精準圖形啟發(fā)思路,比如筆者開展解題教學時,就有學生構造出如下一些嚴重不準的草圖(如圖3和圖4),導致思路受阻不能進展.
圖3
圖4
在圖3中,由于Q′F與Q′O嚴重不等,影響思路;圖4中,點N的位置與落在x軸上的點N位置相去甚遠,影響了求解方向的獲得,使得不少學生解題念頭缺少,方向不明,從而不能順利解題.
2.洞察考題的深層結構:拋物線準線、焦點蘊藏“題”中
有高中拋物線準線、焦點知識儲備(拋物線上的點到準線和焦點距離相等)的人應該知道,該題中第2條拋物線C′的準線、焦點都出現(xiàn)了,即點F為該拋物線的焦點,x軸恰為該拋物線的準線.因為考題通過一系列的包裝,使得準線與焦點躲藏得很深、很隱蔽.從拋物線準線、焦點的高度再“居高臨下”看第(2)問的兩個小問,就能發(fā)現(xiàn)它們都是基于高觀點包裝起來的考題.我們可把圖2簡化為圖5,這樣更容易看清這條拋物線的準線與焦點的性質(zhì),點A只要在拋物線上,一定有AF=AN.這也就看清了我們在上面花費很多精力探究出N點落在x軸上的原因.也說明數(shù)學上很多偶然或巧合,背后往往有其必然.
圖5
1.無圖考題細思考,精心構圖獲方向
研究各地中考試題總會有這樣的體會,如果考題涉及函數(shù)圖像或是以函數(shù)圖像為載體的綜合題,又涉及幾何性質(zhì)中,無圖考題不是很多,但很多時候這類考題一旦“上場”,威力、殺傷力極大.主要原因就是學生的構圖能力,根據(jù)題意明辨題目中的條件與結論的能力還有待提升.這里不妨提及民國時期傅仲孫先生自編的“平面幾何教本”,內(nèi)中占比70%以上的無圖幾何題,不僅重視歐氏幾何公理體系、演繹證明的教學,對根據(jù)幾何語言學生能畫出的圖形,都要求畫圖、作圖后再求解.而對比當下的各種版本的幾何教材,那種對學生的“關愛”之心,演變成了圖形都幫助學生畫好了,只要在圖形上分析、演算或證明即可,說得極端一點,長此以往,孩子們的幾何素養(yǎng)卻會因為“我愛你,所以幫助你畫好圖”而走下坡路.
2.解后反思高觀點,洞察結構善積累
羅增儒教授反復指出,解題教學如果缺少解后反思環(huán)節(jié),則是“入寶山而空返”.反思階段除了對問題開展必要的一題多解、殊途同歸的探究,還需要站到高觀點思考多種解法的合理性、一致性、和諧性,特別是站在階段“制高點”全局性地分析問題的深層結構.如天津考題的結構是拋物線的準線與焦點的問題,如果一眼洞察問題結構,則接下來的很多分析都是水道渠成、自然而然的.根據(jù)教學經(jīng)驗,一些優(yōu)秀學生解題能力之所以快而準,根本原因還是在于他們積累的數(shù)學經(jīng)驗、基本圖形及其性質(zhì)比其他同學要多得多.
3.教學預設重互動,追問生成靠對話
選用這類較難考題開展解題時,追求所謂的“一題一課”是很有意義的.《中學數(shù)學》(初中版)最近兩年有大量的“一題一課”課例,讀來深受教益.這些課例匠心獨運的設計,使得這些課例文章可以成為我們備課的素材,有些甚至都可直接做成PPT加以選用.特別是,這些課例有一個重要特點:在預設師生活動時,十分重視預設學生為主體、教師為主導的互動式問題,使得學生在對話中“生成”很多新的觀點或思想.
作為本文的結束,本著命題研究的興趣,對天津考題給出一道變式改編題,供分享,也可作為講評天津考題之后的效果檢測.
變式改編:在平面直角坐標系xOy中,已知拋物線y= -x2+2x-1的頂點為P,與y軸的交點為Q,定點
(1)連接FQ,求tan∠FQO的值.
(2)將拋物線y=-x2+2x-1向下平移得到一條新拋物線,設點Q平移后的對應點為Q′,且點Q′到定點F的距離等于點Q′到x軸的距離.
①求Q′的坐標;
②若點P關于直線Q′F的對稱點為M,射線FM與新拋物線相交于點A,求點AF的長.
1.鄭毓信.多元表征與概念教學[J].小學數(shù)學教育,2011(10).
2.鐘啟泉.讀懂課堂[M].上海:華東師范大學出版社,2015.
3.鮑建生,顧泠沅,等.變式教學研究[J].數(shù)學教學,2003(1,2,3).
4.鄭毓信.善于提問[J].人民教育,2008(19).Z