初中数学“顺敞悟”的教学理解

2019-08-01 08:50:42江苏省苏州工业园区星洋学校杨雪华
数学大世界 2019年17期
关键词:动点抛物线最值

江苏省苏州工业园区星洋学校 杨雪华

教学实践中,我们经常会遇到教师的讲解与学生的理解之间的“不和谐”“唤不醒”“点不燃”,有时甚至出现“讲了几遍学生还是不会”的尴尬,到底是哪个环节出了问题?是教得不清?学得不实?还是内容太难?无法理解或是无法掌握?这些现象在教师的工作中时常出现。笔者调查后发现,这些问题其实是教师的“教”与学生的“学”的脱节,数学课堂中学生“理解”“掌握”“应用”的前提首先应该是“接受”,一种自然而然的对知识的“认可”。如果学生的想法“不敞”,教师的教法“不顺”,其结果就是师生间的沟通貌似相通,实则神离,进而大大影响了教学效果。下面,笔者通过例子来谈谈这个问题。

一、“顺”模型,“敞”根源——“悟”线段最值转化

《数学课程标准》指出:数学课程内容要符合学生的认知规律,要贴近学生的实际,有利于学生体验与理解、思考与探索,教师教学应该以学生的认知发展水平和已有的经验为基础,注重启发式和因材施教。

1.原题呈现

问题:如图(1),已知A、B是两个定点,在定直线l上找一动点M,在平面内找一动点N,直线MN的方向确定(即直线MN与直线l右侧部分相交所得的锐角为α),且MN等于定长d,使AN+NM+MB最小。

图(1)

分析:要求AN+NM+MB的最小值,这是动线段的最值问题,因为MN等于定长d,所以只需求AN+MB的最小值即可。于是将三条动线段的最值问题转化为两条动线段的最值问题。

那么怎样解决呢?分析到此处,学生可能还是难以突破,教师要顺着学生的思路,提出关键一问:“线段怎么会运动的?”得出本题的实质,即为“点动线动”,转化为动点最值问题,还原出数学问题的本质。此时如果学生还有不解,我们可以顺着学生已经认可的“点动”最值,引出如下两个模型。

2.顺导敞思

联想生成1——“将军饮马”模型:如图(2),图(3),在定直线l上找一个动点P,使动点P到两个定点A与B的距离之和最小,即PA+PB最小。

图(2)

图(3)

分析:如图(2),连接AB交l于点P,即为所求的直线l上的点。如图(3),作点A关于直线l的对称点A′,连接A′B交l于点P,即为满足条件的直线l上的点。这个“两点一线”模型,学生应该没有太大问题。

联想生成2——“行船运货”模型:如图(4),已知A、B是两个定点,在定直线l上找两个动点M与N,且MN等于定长d(动点M位于动点N左侧),使AM+MN+NB最小。

如图(4),要求三条线段AM+MN+NB的最小值,而这三条线段恰好构成一条折线,学生的第一想法是运用“折线大于直线”思想,连接AB即为最小值;但画图发现AB与l只有一个交点,这个交点是M还是N呢?学生出现思维的矛盾。再进一步,直线l上需要找两个动点M与N,但这两个动点是相互牵制、彼此影响的,不过保持MN等于定长d(且动点M位于动点N左侧),也就是当动点M确定下来,动点N也会随之向右平移d个单位确定下来。“顺藤摸瓜”,教师将学生的思路很自然地引导到了“平移”。学生认可“平移”后,思维基本敞开,原问题便可转化为线段AM+NB的最小值。如图(5),将定点A沿着定直线l的方向向右平移d得到点C,构造出平行四边形ACNM,就有AM+NB=CN+NB,于是要求AM+NB最小,只需求CN+NB最小。连接CB,与定直线l的交点N即为所要寻找的点N,而点M只需将点N向左平移d个单位即可找到,此时AM+MN+NB的最小值问题便迎刃而解了。

图(4)

图(5)

3.感悟深究

如图(6),已知A、B是两个定点,在定直线l上找两个动点M与N,且MN等于定长d(动点M位于动点N左侧),使AM+MN+NB最小。用类比的思想,让学生自行解决。

图(6)

图(7)

4.问题反刍,领悟生成

现在我们重新回到本文开始的问题探究。如图(1),点A、B是定点,在定直线l上找一动点M,在平面内找一动点N,直线MN的方向确定(即直线MN与直线l右侧部分相交所得锐角为α),且MN等于定长d,使AN+NM+MB最小。

学生有了前面的铺垫和积累,分析解决就会游刃有余了。如图(7),将定点A沿着NM的方向,向左下方平移d个距离得到点C,构造出平行四边形ACMN,就有AN+MB=CM+MB,要求AN+MB的最小值,只需求CM+MB的最小值,顺利将本问题转化为了如图(2)的问题。连接CB,与定直线l的交点M即为所要寻找的点M,再将点M作相应平移即可找到点N,此时AN+NM+MB最小,且等于d+CB。

二、“顺”学识,“敞”心智——“悟”教学真与实

1.原题呈现

问题:已知点P是抛物线y=ax2+c上一个动点,且点P到直线y=-2的距离始终等于PO(O为坐标原点),则该抛物线的解析式为__________ 。

2.顺导敞思,真实面对

教学实践发现,学生读题后对抛物线解析式y=ax2+c感到困惑,参数a、c不确定导致无从下手。教师读题顺势而为,“既然a、c不确定,那该怎样处理呢?”顺引出“分类讨论”,画出可能情形。

举例如下:如图(8),当点P运动到抛物线的顶点时,点P到原点O的距离与点P到直线y=-2的距离一定不相等。此种情况可排除。

如图(9),教学时引导学生找出反例。当点P运动到抛物线与直线y=-2的两个交点时,此时点P到原点O的距离与点P到直线y=-2的距离一定不相等。此种情况也可排除。

图(8)

图(9)

图(10)

综合考虑后,得出只有图(10)符合题意。

解析:设点P坐标为(x,y),则PO2=x2+y2。可得点P(x,y)到直线y=-2的距离d=|y+2|,由题意得d2=PO2,即:x2+y2=|y+2|2,即x²+y²=y²+4y+4,得所以该抛物线解析式为

笔者倡导的数学课堂教学的“顺敞悟”的实质是顺学情、顺学力、顺学生的心智,敞基础、敞思维、敞学生已有的认知和经验,探索一种纯自然的、质朴的教学体验,接受、认可、理解、内化、铭刻乃至以不变应万变的运用。师生双方的教学活动犹如“心有灵犀一点通”。这一“点”正是四两拨千斤,使学生能走出疑惑、跳出迷局、学的轻松、学出成效。笔者愿和各位读者共同探索,努力实现“内容清楚、过程简单、思维顺敞、感悟真切、效果显著”的初中数学高效课堂。

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