山東省泰安市寧陽縣第一中學 (271400) 陳新偉
普通高中課程標準實驗教科書《數學·選修2-1·A版》(人民教育出版社,2007年2月第2版)第75頁介紹了《圓錐曲線的光學性質及其應用》.對于圓錐曲線的光學性質的證明,常見證法有兩種,一是導數證法,二是采用對稱通過平面幾何證明.采擷教材對圓錐曲線的光學性質的一段敘述如下:
圖1
人們已經證明(可用導數方法證明),拋物線有一條重要性質:如圖1,從焦點發(fā)出的光線,經過拋物線上的一點反射后,反射光線平行于拋物線的軸.
1.質疑拋物線在點P處的切線只能用導數(或平面幾何)方式求解嗎?
問題已知拋物線方程為y2=2px(p>0),點P(x0,y0)為拋物線上任意一點.求過點P與拋物線相切的直線l的方程.
綜合(1)(2)可知,過點P與拋物線相切的直線l的方程為yy0=p(x+x0).
圖2
結論1 通過以上對經過拋物線上一點的切線求解可知,圓錐曲線光學性質證明中的核心問題——切線方程,也可以不用導數進行證明,利用學生現有的知識完全能得到很好的解決.這里進行注明“可用導數方法證明”,完全沒有必要,不僅如此,注明了這種導數方法,反而使得給學生思維設限,使得問題探究變得究而不探,得過且過.筆者建議去掉“可用導數方法證明”的標注,讓學生進行自主探究,發(fā)現解決問題的辦法.
2.發(fā)現拋物線在某點處的切線簡明作法
如圖2,由拋物線光學定律可知,∠GPM=∠QPF=∠PQF=θ.故|FP|=|FQ|=|FN|,從而點Q為以焦點F為圓心,以|FP|為半徑的圓與x軸的交點.
結論2 已知拋物線方程為y2=2px(p>0),其焦點為F,點P(非坐標原點)在拋物線上,設以焦點F為圓心,以|FP|為半徑的圓與x軸的交點為Q,則直線PQ與拋物線相切.
3.反思古人云:“學起于思,思源于疑”.疑是一切發(fā)現和創(chuàng)新的奠基石,是學生深入思考探究的一種積極表現.要使學生在課堂上樂于質疑問難,教師就要有目的、有意識地創(chuàng)設問題情境,使學生置身于發(fā)現問題的情境中,進入發(fā)現者的角色,從而培養(yǎng)學生質疑的興趣.以趣生疑,并由疑點燃他們的思維火花,使之產生好奇,由好奇引發(fā)需要,因需要而使學生“帶著一種無比高漲的激烈的情緒從事進一步的學習與思考”.問題是生成新思想、新方法的種子,在教學過程中,鼓勵學生勤于思考問題,敢于提出問題,才能促進創(chuàng)新意識的形成,借問題促探索,借探索促發(fā)現,借發(fā)現促創(chuàng)新.這也是培養(yǎng)學生自主探究學習的意識的需要.