王琪
[摘 要] 近几年的高考数学中,以直线与圆的位置关系为载体的考题出现频次很高,该内容既包含了圆的相关性质,也结合了解析几何的分析方法,如何使学生学好直线与圆位置关系的性质与判定,为教师提出了更高要求. 笔者根据教学经验,结合学情制定了相关的教学设计,以供教学参考.
[关键词] 直线与圆;位置;整体性;教材
“直线与圆的位置关系”是高中重要的内容,不仅可以解决直线与圆的相关题目还是研究解析几何问题的基础. 该内容建立在初中相关知识的基础之上,开展教学要注意对初中知识的回顾和延伸,结合典型例题开展拓展延伸,充分挖掘学生潜能,发展数学思维.
教学流程
1. 情境创设,开课引入
预设意图:通过实际问题引入直线与圆的位置关系,可以激发学生的学习兴趣,同时说明研究直线与圆的位置关系具有现实意义,提高学生的重视程度.
2. 重溫旧知,学习预热
预设问题1:在初中平面几何中,直线与圆存在哪几种位置关系?
预设问题2:在初中阶段是如何判断直线与圆的位置关系的?
预设意图:学生非常熟悉初中的知识,通过回顾初中的旧知让学生充满自信,用熟悉的方法解决高中的知识,完满结合数形,使课堂教学顺利开展.
3. 问题提出,自主探究
问题:已知直线l:4x+3y=40和圆心在C的圆x2+y2=100,试判断直线l与圆的位置关系. 若相交,求交点坐标.
设问:判断直线与圆的位置关系有哪些方法?类比初中的知识,归纳总结解题思路.
总结:有两种方法,几何法:首先确定圆心坐标和半径r,然后计算圆心到直线的距离d,通过比较r与d的大小关系,确定它们的位置关系;代数法:求解直线与圆的交点个数,将直线方程带入圆的方程中可得一元二次方程,分析Δ的大小,Δ>0,即有两解可得两个交点,则直线与圆相交;Δ=0,有一个交点,则直线与圆相切;Δ<0,直线与圆没有交点,则相离.
设计意图:以渐进式问题引导学生探究学习,让学生参与到讨论中,这样的设计充分体现了知识形成发展的过程,使学生自己构建判断直线与圆位置关系的方法,对比学习后加深理解,为学生以后的自主学习打下基础.
4. 典例讲评,拓展变式
例题:现已知△ABC的三个顶点分别为A(-1,0),B(1,0),C(3,2),它的外接圆为⊙H.
(1)如果直线l经过了点C,且被⊙H截得的弦长为2,求l的具体方程;
(2)在线段BH上有任意一点P,如果以C为圆心的圆上存在不同的两点M,N,使得点M位于线段PN的中点,求⊙C半径r的取值范围.
(2)如图2所示,点P位于线段BH上,设P(m,3-3m)(0≤m≤1),经过点C作CE⊥MN,垂足为E,则E就为MN的中点,又因M就为PN的中点,则有PE=3EN. 假设CE=d(0≤d 设计意图:教学不能局限于知识讲授,学以致用是最终目的,因此开展典例讲评是十分必要的,充分挖掘例题中的精髓,可以有效地加深学生对知识的理解,通过让学生在问题中思考,可以极大地提升学习效率. 5. 变式拓展,高考衔接 (2014年江苏高考卷)如图3所示,为保护河上的一座古桥,规划建设一座新桥BC,同时设置了一个圆形的保护区,要求为:新桥BC要与河岸AB相垂直;现已知保护区的边界是圆心M在线段OA上并与BC相切的圆,古桥两端O和A到圆上任意一点的距离都不少于80 m,经过测量,点A位于点O正北方向60 m处,点C位 (1)求新桥BC的长度; (2)当OM为多少时,圆形保护区的面积达到最大? 教学立意的深入探究 1. 抓住中学标准,透析数学教材 用几何的代数方法研究几何的本质性质,充分体现了数形结合的数学思想,高中数学教学标准中要求教师要将几何问题转换为代数问题,用数形结合的思想解决问题.教材是实现教学目标、实施教学的重要依托,因此需要教师充分研读教材,掌握教材的编写体系以及知识结构,合理地编写教学设计.本课题依托教材开展典例讲评与合作探究,把握适度原则,实现了知识的自然过渡,层层递进,环环相扣,有着良好的教学效果. 2. 开展探究教学,促进思维发展 现代中学的教学理念要求课堂教学要注重探究过程,充分使学生参与到教学活动中,因此教师要充分把握学情,利用教学资源对学生进行指导性教育. 知识的讲授是建立在学生的认知结构上的,要将更多的时间交给学生,充分使学生在探究思考、活动交流中展现自我,养成自我发现、发展、获取、感悟的思维习惯,开发学生的学习潜能.本课的开展利用了学生的旧知,从已有知识进行延伸,符合学生的认知过程,以问题的形式激发学生的学习兴趣,讨论交流中促进思维发展,推进教学进程,将自主学习与合作交流巧妙地融合在一起,实现了教学效率的最大化. 3. 注重知识衔接,把握数学整体性 中学学习的过程是在原有知识基础上的延伸,高中的知识点很多,包括函数、几何、方程等,但这些知识的学习都是建立在初中数学的基础上. 学生的认知能力是有限的,因此教学在课堂开展之前必须充分熟悉初中教材,沿用扩展初中知识的教法,做好知识点的衔接过渡.数学是整体性的,整体性既体现在内容上也反映在数学思想上,只有把握数学整体性,才能制定合理的教学目标,把握知识的来龙去脉,学习数学的知识本质,本课探究直线与圆的位置关系,正是对知识衔接与数学整体性的诠释. 结束语 直线与圆的问题看似简单,却包含着众多经典问题,教师在教学中要充分研读教材,把握学情,在学生原有知识体系上开展教学拓展,同时要优选例题,结合典型例题开展教学讨论,通过合作交流的方式使学生获得知识和能力的提升.