【中圖分類號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009(2025)23-0050-04
【作者簡(jiǎn)介】,江蘇省蘇州市第六中學(xué)校(江蘇蘇州,215001)教師,高級(jí)教師,蘇州市數(shù)學(xué)學(xué)科帶頭人。
近年來(lái),高考命題堅(jiān)持素養(yǎng)立意,注重?cái)?shù)學(xué)的通性通法,綜合考查學(xué)生的“四基”“四能”。高三復(fù)習(xí)課往往采用專題復(fù)習(xí)模式,如何在專題復(fù)習(xí)中減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),更有效地提升學(xué)生的“四基\"和\"四能”,顯得尤為重要。因此,筆者嘗試探究“一題一課\"教學(xué)方式,以期更有效地提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
“一題一課\"是指通過(guò)對(duì)一個(gè)思維含量比較豐富的典型問(wèn)題進(jìn)行深入研究,挖掘其內(nèi)在的本質(zhì),科學(xué)、合理、有效地開展數(shù)學(xué)探究教學(xué)活動(dòng)。這種探究教學(xué),強(qiáng)調(diào)在“一課\"中完成“一題”,以一道經(jīng)典高考題或教材例題為母題,逐層深人開展一題多解、一題多變、一題多編、多題歸一等環(huán)節(jié),由淺入深、由此及彼,提升學(xué)生思維的深度、廣度及靈活度,讓學(xué)生在主動(dòng)探索中掌握數(shù)學(xué)思想方法,達(dá)到\"學(xué)一題、會(huì)一類、通一片\"的學(xué)習(xí)效果。“一題一課\"以教師、學(xué)生、課堂為對(duì)象,可以從以下四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行組織教學(xué)探究(見(jiàn)圖1)。
橢圓中三角形的面積問(wèn)題是解析幾何與代數(shù)相結(jié)合的經(jīng)典題型,是高考解析幾何大題的常見(jiàn)考點(diǎn),在天文學(xué)、光學(xué)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。解決橢圓中三角形面積的最值問(wèn)題,能夠幫助學(xué)生掌握轉(zhuǎn)化與化歸、數(shù)形結(jié)合等教學(xué)思想,發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯推理和直觀想象等數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。下面,筆者,詳細(xì)闡釋基于一題一課的高中數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)。
一、一題多解,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
“一題一課\"教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是精選母題,母題應(yīng)具有基礎(chǔ)性(筑牢知識(shí)根基)通用性(題型模板,可衍生多種變式)典型性(聚焦高頻考點(diǎn))和綜合性(培養(yǎng)綜合能力),因此教師可精選一道包含多個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的教材例題、例題改編題或高考題為母題。教學(xué)中,教師可以以母題為核心,通過(guò)一題多解,充分挖掘題目的多元價(jià)值,將不同章節(jié)、不同層面的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái),從而幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
【母題(教材改編)】如圖2,已知橢圓 E y2=1 ,過(guò)左焦點(diǎn) F 的直線 l 交橢圓于 A,B 兩點(diǎn),若點(diǎn) P 是橢圓上任意一點(diǎn),直線 l 的斜率為1,求ΔPAB 面積的最大值。
(圖2)
師:該問(wèn)題有幾種處理方法?
生:可從兩個(gè)角度分析,圖形的角度和計(jì)算的角度。
法一(幾何法):以 AB 為底,將直線 AB 平移后與橢圓相切,切線到直線 AB 的距離即為高的最大值,將 ΔPAB 面積問(wèn)題轉(zhuǎn)化成直線與橢圓相切的問(wèn)題。
法二(代數(shù)法):以 AB 為底,點(diǎn) P 到直線 AB 的距離為高,設(shè)點(diǎn) P(x0,y0) ,利用柯西不等式求最值。
法三(代數(shù)法):以 AB 為底,點(diǎn) P 到直線 AB 的距離為高,設(shè)點(diǎn) P(acosθ,bsinθ) ,借助三角函數(shù)有界性,利用橢圓參數(shù)方程求解。
【設(shè)計(jì)意圖本題是對(duì)教材例題的改編,是定直線與動(dòng)點(diǎn)構(gòu)成三角形的面積問(wèn)題。該題涉及多個(gè)模塊的核心知識(shí)點(diǎn),包括橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程與參數(shù)方程、三角形面積公式、三角函數(shù)、不等式的性質(zhì)等。通過(guò)一題多解,可以將不同方法與橢圓核心知識(shí)點(diǎn)、解題策略相關(guān)聯(lián),從而幫助學(xué)生構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系,加深對(duì)該類問(wèn)題的理解。
二、一題多變,促進(jìn)思維進(jìn)階
在學(xué)生掌握母題本質(zhì)的基礎(chǔ)上,教師可以進(jìn)一步適當(dāng)改變母題的條件,引導(dǎo)學(xué)生從不同角度分析與解決問(wèn)題。通過(guò)對(duì)母題的不斷變式,可以幫助學(xué)生突破思維的局限性,提升思維的深度和廣度,促進(jìn)學(xué)生思維不斷進(jìn)階。
【變題1】如圖3,已知橢圓 ,過(guò)左焦點(diǎn) F 的直線 l 交橢圓于 A,B 兩點(diǎn),若點(diǎn) o 是坐標(biāo)原點(diǎn),求 ΔOAB 面積的最大值。
(圖3)
師:母題與變題1有什么區(qū)別?
生:母題是定直線與動(dòng)點(diǎn)構(gòu)成的三角形的面積問(wèn)題,本題是動(dòng)直線與定點(diǎn)構(gòu)成的三角形的面積問(wèn)題。
法一(代數(shù)法):由于點(diǎn) F 的特殊性,首先要考慮直線AB斜率為0的情況,再設(shè) AB:x=my-1 ,利用弦長(zhǎng)公式和點(diǎn)到直線距離公式即可求解。
法二(幾何法):設(shè)線方法與法一一致,利用三角形面積公式一一水平寬乘鉛錘高的一半,即可求解。
【變題2】已知橢圓 ,過(guò)定點(diǎn) C
的直線 l 交橢圓于 A,B 兩點(diǎn),若點(diǎn) o 是坐標(biāo)原點(diǎn),求 ΔOAB 面積的最大值。
分析:變題2在變題1的基礎(chǔ)上,將定點(diǎn)由焦點(diǎn)變?yōu)闄E圓內(nèi)一般的點(diǎn),同樣可通過(guò)代數(shù)法與幾何法求解。
【設(shè)計(jì)意圖】在母題的基礎(chǔ)上,把“定直線”變成“動(dòng)直線”,把“動(dòng)點(diǎn)\"變成“定點(diǎn)”,引導(dǎo)學(xué)生比較兩題的差異,歸納出“定直線與動(dòng)點(diǎn)\"\"動(dòng)直線與定點(diǎn)\"這兩種模型,并針對(duì)兩大模型總結(jié)不同的解題策略,從而促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階。
三、一題多編,激發(fā)創(chuàng)新思維
為了讓學(xué)生更好地把握問(wèn)題的本質(zhì),調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性,教師可以鼓勵(lì)學(xué)生嘗試以母題為模板自主編題。這樣,學(xué)生從知識(shí)的接收者轉(zhuǎn)變成知識(shí)的創(chuàng)造者,不僅能有效提升思維的靈活度,更能激發(fā)創(chuàng)新思維。
師:以變題1的“動(dòng)直線與定點(diǎn)”為模型,能否設(shè)計(jì)一個(gè)新的問(wèn)題,并試著求解?
生:以“動(dòng)直線與定點(diǎn)\"為模型,可從“變點(diǎn)”與“變線”兩個(gè)方面入手進(jìn)行變題。
1.從變“點(diǎn)”入手
【學(xué)生自編題1】如圖4,已知橢圓 過(guò)左焦點(diǎn) F 的直線 l 交橢圓于 A,B 兩點(diǎn),若點(diǎn) C 是右頂點(diǎn),求 ΔABC 面積的最大值。
(圖4)
關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)是 C ,求 ΔABC 面積的最大值。
(圖5)
【學(xué)生自編題3】如圖6,已知橢圓 過(guò)左焦點(diǎn) F 的直線交橢圓于 A,B 兩點(diǎn),若原點(diǎn)是 ΔABC 的重心,求 ΔABC 面積的最大值。
(圖6)
2.從變“線”入手
【學(xué)生自編題4】已知橢圓 E ,點(diǎn) A ,B 是橢圓上的任意兩點(diǎn),設(shè) A(x1,y1),B(x2,y2) 求 ΔOAB 面積的最大值。
【學(xué)生自編題2】如圖5,已知橢圓 過(guò)左焦點(diǎn) F 的直線 l 交橢圓于 A,B 兩點(diǎn),若點(diǎn) A
【設(shè)計(jì)意圖通過(guò)實(shí)際操作和解決問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生在已有母題的基礎(chǔ)上進(jìn)行自主創(chuàng)新。通過(guò)變“點(diǎn)”與變“線”,學(xué)生設(shè)計(jì)的問(wèn)題層層遞進(jìn),在此過(guò)程中他們的思維也不斷進(jìn)階。學(xué)生自編題是一個(gè)有趣且高效的過(guò)程,有助于加深他們對(duì)知識(shí)的理解,不僅增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和主動(dòng)性,更激發(fā)了其創(chuàng)新思維。
四、多題歸一,培養(yǎng)高階思維
在教學(xué)的最后,教師可以通過(guò)再次聚焦母題,引導(dǎo)學(xué)生從對(duì)單一問(wèn)題具體解法的關(guān)注,轉(zhuǎn)向?qū)σ活悊?wèn)題的通性通法的掌握,建立策略模型。同時(shí),鏈接高考,讓學(xué)生在主動(dòng)探索中慢慢實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化與能力的躍遷,逐漸達(dá)到“學(xué)一題、會(huì)一類、通一片\"的效果,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。
師:根據(jù)前面總結(jié)的兩大模型,能否歸納整理出對(duì)應(yīng)的解題策略思維導(dǎo)圖?
學(xué)生通過(guò)交流討論,總結(jié)的解題策略如下(見(jiàn)圖7、圖8)。
聯(lián)立直線與橢圓方程 |?| 弦長(zhǎng)公式求弦AB長(zhǎng) ? 求點(diǎn)P到AB距離的最值,即可求出三角形面積的最值√ ↓ T法一:線線距離 法二:設(shè)點(diǎn) P(x0,y0) +柯西不等式 法三:設(shè)點(diǎn)P(acosθ,bsinθ)+三角函數(shù)基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)方法模型,形成思維導(dǎo)圖,并將其遷移應(yīng)用到高考題中。這樣的復(fù)習(xí)教學(xué),能夠鍛煉學(xué)生根據(jù)不同的問(wèn)題情境選擇合適方法模型的能力,培養(yǎng)其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,促進(jìn)高階思維的形成,發(fā)展數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
圖8“動(dòng)直線與定點(diǎn)”問(wèn)題模型的解題策略
在“一題一課”課堂教學(xué)中,教師的引導(dǎo)至關(guān)重要。面對(duì)學(xué)生思維的局限性,教師應(yīng)通過(guò)巧妙的提問(wèn),引導(dǎo)學(xué)生從不同角度分析已知條件,尋找(1)求 C 的方程;
(2)點(diǎn) N 為橢圓上任意一點(diǎn),求△AMN的面積的最大值。
【練習(xí)1(2020年新高考海南卷21題)】已知橢圓 過(guò)點(diǎn) M(2,3) ,點(diǎn) A 為其左頂點(diǎn),且 AM 的斜率為
分析:本題是“動(dòng)點(diǎn)與定直線\"的問(wèn)題,可用解題策略中的三種方法來(lái)求解。
【練習(xí)2(2024年新高考I卷16題)】已知A(0,3)和 為橢圓
上兩點(diǎn)。
(1)求 C 的離心率;
(2)若過(guò) P 的直線 l 交 C 于另一點(diǎn) B ,且 Δ ABP 的面積為9,求 l 的方程。
分析:本題可轉(zhuǎn)化為\"動(dòng)點(diǎn)與定直線\"的問(wèn)題,再來(lái)求解。
【設(shè)計(jì)意圖】多題歸一的核心在于抓本質(zhì)、建模型、重遷移。通過(guò)多題歸一,高考復(fù)習(xí)可實(shí)現(xiàn)從“盲目刷題\"轉(zhuǎn)向“精準(zhǔn)建模”,能用最少的時(shí)間抓住最核心的考點(diǎn)邏輯。教師在前面一題多解、一題多變、一題多編等教學(xué)環(huán)節(jié)的不同的解題方法,激發(fā)學(xué)生思維活力。例如,在講母題時(shí),教師引導(dǎo)學(xué)生從幾何和代數(shù)的角度分析問(wèn)題,不斷探索新的方法。“一題一課”從母題出發(fā),不斷延伸,引導(dǎo)學(xué)生舉一反三、觸類旁通,進(jìn)而使學(xué)生的思維得到拓展。從學(xué)生角度看,“一題一課\"探究教學(xué)模式,更好地讓學(xué)生參與其中,充分調(diào)動(dòng)其積極性和主動(dòng)性。
總之,“一題一課\"探究活動(dòng)在教師的不斷提問(wèn)和引導(dǎo)下,可以有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,促使其充分挖掘問(wèn)題的本質(zhì),在實(shí)踐中更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí),提升數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。國(guó)
【參考文獻(xiàn)】
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助理編輯:王一民