高中数学解析几何高考试题分析与教学策略研究
2017-02-04陈晨
陈晨
摘 要:高中数学解析几何是重要的教学内容之一,有着丰富的数形结合思想,同时在高考试题中又占有举足轻重的地位,分值较大。通过分析近年来高考数学试题中的解析几何试题,基于高考试题谈解析几何教学,从解析几何高考试题引发思考,探究高中数学解析几何教学策略。
关键词:高中数学;解析几何;高考数学;教学策略
一、高中数学中解析几何内容及学习问题
在高中数学中解析几何有着重要地位,是高考中重要的考查内容。在人教A版教材中,解析几何内容编排在《直线与方程》《圆与方程》《圆锥曲线与方程》《坐标系与参数方程》等章节,有平面解析几何、立体解析几何两大部分内容,通过平面直角坐标系,分析点与实数对、曲线与方程之间的对应关系,用几何方法研究代数问题或用代数问题研究几何问题。
在高考解析几何试题中,学生的得分率普遍较低,很多学生学习解析几何的水平尚未达到高考要求。高中数学解析几何教学存在一些问题,主要表现为学生懂而不会、会而不对、对而不全、全而不快。其中,懂而不会,学生只是生搬硬套、表面理解解析几何概念,产生自我假懂的现象;会而不对,解析几何问题的解决,通常用到直角坐标系,包括大量的运算,可是学生的运算能力较薄弱,即使找对了解法,也难以做对解析几何题目;对而不全,学生在解析几何问题解决过程中,往往忽视动点轨迹方程;全而不快,学生在解析几何过程中,往往照搬解题程序,对于思路宽的解析几何问题则缺少创新意识,学生不敢动笔,或者直接放弃尝试高效率的算法。笔者基于分析高考解析几何试题,给出恰切的解析几何教学策略,提高解析几何教学效益,帮助学生克服解析几何考试畏惧心理,取得理想的解析几何得分成绩。
二、高考解析几何试题分析
笔者所在广东省高考使用试卷为全国卷I卷,故此笔者对2013~2015年的全国卷1中的解析几何考查部分进行梳理总结,剖析典型高考题,为解析几何教学提出策略与建议。
1.高考解析几何试题考查对比
从全国卷I中解析几何考查知识点整体看,覆盖范围宽,视角高,层次性的考查学生对知识点的掌握程度,同时还渗透了对数学思想的考查,从2013年-2015年,全国卷I中对文科和理科不同学生的解析几何知识点考查具体见下表所示。
2013~2015年全国卷I解析几何试题题量看,是“两小一大”,两个小的客观题,一个大的解答题,分值分别为5∶5∶12。近3年的全国卷I试题中,文科理科解析几何试题共有11个选择题和填空题,题目一样的只有1个,文科和理科的试题考查差异性较大,对解析几何知识点的考查交错互补,对学生综合知识运用和问题解决能力的要求较高;文科和理科解析几何试题共有5个解答题,题目一样的只有1个,题型相对常规,考查重点是解析几何通性通法。
2013~2015年,全国卷I中对解析几何的知识点(直线、圆和椭圆、双曲线、抛物线)基本全部有所涉及。其中,选择题和填空题常考内容为双曲线渐近线方程、圆锥曲线的定义与方程、离心率、几何性质、抛物线准线,客观题区分度明显,是能力立题的集中体现;解答题考查内容多是直线与椭圆、直线与圆、直线与抛物线位置关系,直线与圆位置关系分量较重,常考内容是位置关系中相交弦构成图形的取值范围、最值问题。在解答题设计中,多以三角形面积计算为导引,转化为弦长和距离的求解,在具体运算中用到韦达定理、弦长公式、焦半径等公式,设而不求的代换思想,简化解答题的运算,全国卷I对解析几何的考查本质集中体现了代数问题研究几何问题。
2.高考解析几何试题具体评述
(1)数学知识:从记忆到联想
从高考试题中解析几何考查知识点看,对双曲线、抛物线、椭圆的定义和性质进行基本考查,考点有:定义、性质、轨迹方程的求解,这就需要学生在解题时,结合自己对定义的深刻理解,联想到定义、性质,在应用中“得心应手”。
(2015全国卷I文5)已知椭圆E的中心为坐标原点,离心率为,E的右焦点与抛物线C:y2=8x的焦点重合,A、B是C的准线与E的两个交点,则AB=( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【点评】圆锥曲线几何性质的考查,解题基础:明确概念、分清基本量关系,题目具有一定的综合性。
(2)数学能力:运算能力与思维能力并重
高考解析几何试题中,每年必考大的解答题,几乎都可以用坐标法求解,这就需要学生在运算中熟悉几何条件本质特征,能够以恰当的代数形式,表示平行、垂直、面积、中点、距离等关系,学生需要弄清算理,明确算法,运算算法,得出结论。数学思维决定数学算理的正确性、数学运算的方向,而运算能力则决定了数学思维具体转化施行的有效性。
(2013全国卷I理10)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的右焦点为F(3,0),过点F的直线交椭圆E于A、B两点。若AB的中点坐标为(1,-1),则E的方程为( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
【点评】利用直线与椭圆关系联立方程,应用韦达定理计算a、b关系,再利用差点法设而不求思想,计算中点弦问题,运算简单快捷。
(3)数学思想:融会贯通数学思想与方法
高考解析几何试题以知识点为载体,但又蕴含着丰富的数学思想与方法,综合考查了学生的数学能力和思想。解析几何试题的基本特点是利用坐标系,求解几何问题,究其核心是数形结合思想。而且,高考解析几何解答题具有综合性,对综合数学知识的考查,在问题解决中涉及了转化与化归思想、分类与整合思想、函数与思想、特殊与一般思想。
(2014全国卷I理20)已知点A(0,-2),椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,F是椭圆的右焦点,直线AF的斜率为,O为坐标原点。
①求E的方程;
②设过点A的动直线L与E相交于P、Q两点,当△OPQ面积最大时,求L的方程。
【点评】该题集中体现了函数思想,整体处理时用到韦达定理,简化运算;在计算中引入关联变量,构建函数关系,是解决该题的重要数学思想和方法。
三、高中数学解析几何教学策略
1.理解是关键:数学实验,动态探究
在高中数学解析几何基础知识夯实教学中,笔者建议可以适当应用信息技术,将信息技术与解析几何整合教学,为学生创设数学实验教学,体现几何直观,提高解析几何教学效率。通过信息化的数学实验,带领学生沟通数式与图形的表征,在动态化课件中,感受解析几何的直观性,通过演示几何图形运动变化过程,帮助学生观察现象,发现几何规律,探究几何问题,得出解析几何结论。通过信息技术制作的课件,以数学实验的形式,为学生提供从感性到理性的解析几何认识过程,对解析几何进行动态探究,感受解析几何的动态美,激发学生学习解析几何的兴趣,增强学生解析几何想象力,培养学生数学观察力,为更好地理解解析几何基础知识奠定基础,加深学生对解析几何知识的理解与掌握。
理解是关键,在信息技术数学实验教学中,笔者建议:第一,注意交互。教师将信息技术与解析几何教学整合,实现传统解析几何教学和信息技术教学整合,扩充学生学习时空,观察解析几何动态演变,或开展自主解析几何学习,增强数学学习能力;第二,动静结合。信息技术课件数学实验演示下,解析几何问题的表现形式多样化,点、线、图形变化,让课堂扑朔迷离,有别样的动态美,让学生赏心悦目。在数学实验教学中,动中有静,形中有数,静中有动,数中藏形,动静相宜,数形相生,揭示了解析几何本质规律,推动学生图形和数式学习,培养学生直觉思维和逻辑思维;第三,适度适时。在解析几何传统教学难点、重点中,适时使用信息技术,创建数学实验,聚焦学生认知冲突,把准学生认知生成,促进学生认知成长,为学生学习解析几何指明方向。
2.算理是主线:强化运算,达成求简
在高中解析几何教学中,也要注重对学生运算能力的培养,关注学生数与式的运算能力,奠定解析几何正确解答,三角函数、不等式、向量、立体几何等综合问题正确解答基础,教师教会学生算理,合理设计算法,强化运算,运算结论,欣赏解析几何运算美,鼓励学生迎难而上,在耐心细致中“不怕繁”,最终发现简,达成
求简。
算理是主线,在高中解析几何强化运算教学中,笔者建议:第一,要“精讲多练”,赋予解析几何运算练习新内涵。在解析几何运算教学中,经典做法就是精讲多练,教师精讲,学生多练。教师通过对解析几何典型例题的讲解,特别是高考试题中解析几何的重点知识点和试题,教师要详细讲解,巩固解析几何知识的同时,讲述解析几何解题思路、解答方法;第二,教师结合学生解析几何解题现状,发现学生解析几何运算存在的问题,剖析成因,对症下药,引导学生明确解题目的,转化、分析解析几何图形,构建坐标系,求解解析几何,按照清晰的解题思路运算解答。通过“双重”运算能力强化,培养学生解析几何求解举一反三的能力,阐释精讲多练新内涵。总之,在解析几何运算中,算理是主线,学生作为解析几何运算主体,亦是算理的主体,教师要引导学生把握运算方向,认清算与理的关系,做好运算准备,通过多练习强化运算能力,达成求简。
3.数形结合是核心:分析解题,诱思导悟
数与形,相倚相依,数缺形则少直观,形缺数则难入微,数形结合则代数与几何统一,万事休。高中解析几何中考查数量关系研究几何形状,用几何形状转化数量关系,涉及几何运算的数与形双重性。因此,高中解析几何教学中,数形结合是核心,通过分析解题,诱思导悟,探索数形几何。
数形结合是核心,在高中解析几何数学思想教学中,笔者建议:第一,挖掘“形”,简化“数”。学生在基本掌握通性通法基础上,掌握相得益彰的解题方法,通过反思,扩大解题成果,突破思维定式,发散思维,一题多解。通过数学类比推广,多题归一,反思数学规律,得出数学结论,形成解题思维,创新思维;第二,对数形转化实施专项训练——变式训练,解析几何问题解决的关键点在于代数式与几何的正确转化,实施变式训练,突出解析几何问题结构特征,揭示解析几何知识关联,从多角度分析比较问题,得出解题策略。通过专项变式训练,让学生“熟能生巧”,在掌握解析几何基础知识基础上,训练数形结合思想,利用变式训练,优化解析几何认知结构,灵活解决解析几何问题。变式训练,让学生发散思维,纵横思索,变式探究,推广引申,诱思导悟。
通过梳理人教A版教材中解析几何内容,立足学生懂而不会、会而不对、对而不全、全而不快四大解析几何学习问题,分析近3年高考全国卷I,归纳解析几何“两小一大”命题结构与规律,揭示高考试题中解析几何数学知识:从记忆到联想、运算能力与思维能力并重、融会贯通数学思想与方法考查三维内容,继而提出高中数学解析几何教学策略,理解是关键:数学实验,动态探究;算理是主线:强化运算,达成求简;数形结合是核心:分析解题,诱思导悟,优化解析几何课堂教学,提升解析几何教学效益,帮助学生夯实解析几何基础知识,提高解析几何运算能力,创新解析几何求解思维,促使学生养成数学素养,争取在高考中取得不错的成绩。
参考文献:
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