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2019-2020年高中數(shù)學 2.2.1《雙曲線的定義和標準方程》說課教案 湘教版選修1-1 一、教材分析與處理 1、 教材的地位與作用 學生初步認識圓錐曲線是從橢圓開始的，雙曲線的學習是對其研究內(nèi)容的進一步深化和提高。如果雙曲線研究的透徹、清楚，那么拋物線的學習就會順理成章。所以說本節(jié)課的作用就是縱向承接橢圓定義和標準方程的研究，橫向為雙曲線的簡單性質(zhì)的學習打下基礎(chǔ)。 2、 學生狀況分析： 學生在學習這節(jié)課之前，已掌握了橢圓的定義和標準方程，也曾經(jīng)嘗試過探究式的學習方式，所以說從知識和學習方式上來說學生已具備了自行探索和推導方程的基礎(chǔ)。另外，高二學生思維活躍，敢于表現(xiàn)自己，不喜歡被動地接受別人現(xiàn)成的觀點，但同時也缺乏發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意識。 根據(jù)以上對教材和學生的分析，考慮到學生已有的認知規(guī)律我希望學生能達到以下三個教學目標。 3、 教學目標 （1）知識與技能：理解雙曲線的定義并能獨立推導標準方程； （2）過程與方法：通過定義及標準方程的挖掘與探究 ，使學生進一步體驗類比及數(shù)形結(jié)合等思想方法的運用，提高學生的觀察與探究能力； （3）情感態(tài)度與價值觀：通過教師指導下的學生交流探索活動，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生用聯(lián)系的觀點認識問題。 4． 教學重點、難點 依據(jù)教學目標，根據(jù)學生的認知規(guī)律，確定本節(jié)課的重點是理解和掌握雙曲線的定義及其標準方程。難點是雙曲線標準方程的推導。 5、 教材處理： 我對教學內(nèi)容作了一點調(diào)整：教材中是借用細繩畫出的雙曲線圖形，而我改用幾何畫板畫出雙 曲線圖形。因為相比之下，幾何畫板更為形象直觀。通過幾何畫板，學生不僅可看到雙曲線形 成的過程，而且較易看出橢圓與雙曲線形成的聯(lián)系和區(qū)別。 二、 教學方法與教學手段 1、教學方法 著名數(shù)學家波利亞認為：“學習任何東西最好的途徑是自己去發(fā)現(xiàn)?！? 雙曲線的定義和標準方程與橢圓很類似，學生已經(jīng)有了一些學習橢圓的經(jīng)驗， 所以本節(jié)課我 采用了“啟發(fā)探究”式的教學方法，重點突出以下兩點： （1） 以類比思維作為教學的主線 （2） 以自主探究作為學生的學習方法 2、 教學手段 采用多媒體輔助教學。體現(xiàn)在用幾何畫板畫雙曲線。但不是單純用動畫演示給學生看，而是用動畫啟發(fā)引導學生思考，調(diào)動學生學習的積極性。 三、教學過程與設(shè)計 為達到本節(jié)課的教學目標，更好地突出重點，分散難點，我把教學過程分為四個階段。 （一） 知識引入---- 知識回顧、觀察動畫、概括定義 在課的開始我設(shè)置了這樣幾個問題，以幫助學生進行知識回顧： （1） 橢圓的第一定義是什么？定義中哪些字非常關(guān)鍵？ （2） 橢圓的標準方程是什么？ （3） 如何判斷焦點位置？a、b、c是何種關(guān)系？（片） 通過回顧，既檢測了學生對前面知識的掌握情況，同時又為下面雙曲線的學習做好鋪墊。之后， 告訴學生：今天要學習一種新的曲線。 打開幾何畫板，首先通過動畫讓學生再一次回顧橢圓的生成過程，然后改變圖中的條件，將 距離變大，動畫生成一種新的曲線，學生易看出該曲線為雙曲線。 雙曲線的定義其實就是動點所滿足的關(guān)系，那么雙曲線的定義是什么？也就是動點所滿足的關(guān)系是 什么？這個問題可讓學生進行探究。 解決這個問題有兩個難點：一是距離的運算關(guān)系的得出；二是運算關(guān)系的簡化。 在探究中，學生類比橢圓會想到動點到兩定點的距離差為定值，會認為這個定值必是正值，而忽視 了距離差為負值的情況，這樣實質(zhì)上只能得到雙曲線的一支。對于這種情況，我采取啟發(fā)引導，把 P從一支移到另一支，然后讓學生再次思考自己得到的關(guān)系是否正確。在引導下，學生會想到自己缺少 一種情況，動點到兩定點的距離差為正值或正值的相反數(shù)。但這個關(guān)系能不能加以簡化？學生這個時候 會聯(lián)想到利用絕對值進行簡化。這樣就得到了動點所滿足的較為精煉的關(guān)系，也就是得到了雙曲線的 定義。 這一設(shè)計讓學生先形象直觀地看到橢圓與雙曲線的形成過程，在此基礎(chǔ)上，再通過教師的引導，學 生就可在觀察思考中一步一步地由感性認識上升到理性認識，最終得到雙曲線定義，從而培養(yǎng)了學生的 觀察能力及概括能力。另外，這一設(shè)計也在形的方面實現(xiàn)了橢圓與雙曲線的比較，也為下面雙曲線定義 的挖掘及兩種曲線的對比打下基礎(chǔ)。 隨著雙曲線定義的得出，教學進入第二階段---知識探索 （二） 知識探索---- 定義的挖掘、標準方程的推導、方程的對比 1、定義的挖掘 在這一環(huán)節(jié)中，我們要認識到定義中的絕對值和兩點間距離與常數(shù)的大小關(guān)系二者對曲線的影響。 首先，我設(shè)置了這樣兩個問題： （1）類比橢圓尋找雙曲線定義中的關(guān)鍵字； （2）若分別去掉這幾個關(guān)鍵字曲線會發(fā)生怎樣變化？（片） 然后讓學生帶著問題進行合作探究，教師可適當引導，對于學生難以理解的地方適時給予幫助指導。 雖然學生學習橢圓定義時也接觸過類似問題，但雙曲線較為復雜，比如 ：增加了“絕對值”等等。學生要獨立完成會較為困難，所以采取合作探究。這個過程既可以加深學生對定義的理解，又讓可學生在相互交流中互相啟發(fā)、激勵、共同進步提高，從而培養(yǎng)學生的表達能力和協(xié)作能力。 在得出結(jié)論后，我又為學生提供了以下題目： 請說出下列方程對應(yīng)曲線的名稱： （3） （雙曲線） （4） （雙曲線右支） （5） （橢圓） （6）（以（0，4）為端點，沿著y軸正向的一條線）（片） 這些題目由淺入深，前面兩題學生可由雙曲線定義直接認識到動點的幾何含義，后四題需根據(jù)兩點間距離公式及橢圓雙曲線定義間接認識到動點的幾何含義。這樣設(shè)置有了過渡，學生不會覺得跨度很大，處理起來比較順手。通過這些題的練習可以加深學生對定義的理解，更重要的這些題目就是學生對自己研究結(jié)果的應(yīng)用。讓學生體驗到應(yīng)用自己探究果實的喜悅，對學生來說是一種激勵，一舉兩得。 2、 標準方程的推導 這一環(huán)節(jié)是本節(jié)課的難點，為了突破它，我設(shè)置了這樣幾個問題讓其貫穿推導過程以將難點分解： （1） 回顧橢圓標準方程的推導步驟及方法； （2） 類比橢圓試著推導雙曲線的標準方程； （3） 換元處理與橢圓有沒有區(qū)別？ （4） 猜證雙曲線焦點在 y軸上的標準方程。（片） 然后讓學生獨立完成推導過程。 這樣設(shè)置的目的是考慮到由定義求方程，就是求軌跡方程的問題，并且雙曲線的標準方程推導過程 與橢圓十分類似，學生有能力獨立完成。但在由于化簡根式時運算量較大，處理起來很可能出現(xiàn)一些運 算錯誤。另外，變形時絕大多數(shù)學生會想到先移項再平方，少部分學生會直接平方。若直接平方，就會 出現(xiàn)4次方，較為復雜。如果在實際教學中，有學生提出這種做法，我會讓然后讓大家參與分析討論， 看看哪種做法更為簡便。以讓學生認識到今后在變形前要考慮清楚不要盲目去做。 整個這個推導過程，不僅提高了學生的變形能力、運算能力，而且也提高學生的分析問題和解決問題 的能力。 3、 方程的對比 此時，學生接觸的方程已比較多，很容易混淆，有必要加以對比。 我引導學生進行以下兩組對比：（1）雙曲線方程的兩種形式的對比；（2）橢圓方程與雙曲線方程 的對比。（片） 對比時會讓學生注意方程結(jié)構(gòu)的區(qū)別和聯(lián)系，比如說：到底是平方差還是平方和。另外，還要注意 橢圓方程和雙曲線方程都涉及到的三個量a、b、c它們的區(qū)別和聯(lián)系。 對比后，學生可初步的分清四個標準方程及知道如何判斷a、b 、c。 之后，我又準備了這樣一組題： 請說出下列方程所表示曲線的焦點位置及a、 b 、c的值： （片） 可以檢測學生對四個方程的掌握程度。學生處理時，前三題起來會比較順利，第4題很可能出現(xiàn) 問題。因為需變成標準形式之后再判斷焦點位置及a、b、c的值。 （三） 知識應(yīng)用----例題與鞏固練習 1、例題： 在本環(huán)節(jié)中我為學生準備處理兩道例題，例題可由學生講解，教師指導補充。 例1、 已知雙曲線焦點的坐標為 ，雙曲線上一點P到 的距離的差的 絕對值等于6，求雙曲線的標準方程。 這道題難度不大，可直接利用定義求標準方程。也可以按求軌跡方程的方法求標準方程，學生 不會出現(xiàn)太大問題。但是要向?qū)W生指明，如果某種軌跡適合某種曲線的定義，就不必再用列方程求解， 只要利用定義求出常規(guī)待定函數(shù)即可。 例2、 已知雙曲線的焦點在y 軸上，并且雙曲線上兩點的坐標為 求雙曲線的標準方程。（片） 這道題可采用待定系數(shù)法求標準方程。本題中雙曲線焦點在y軸上，學生在求解過程中很可能會 忽視這個條件，易將方程設(shè)成焦點在x軸的。教師可及時加以強調(diào)，讓學生注意審題，以培養(yǎng)學生緊密 的思維和嚴謹?shù)膶W習態(tài)度。 設(shè)置兩道題是考慮到他們都來源于教材，緊緊圍繞雙曲線的定義和標準方程，題目典型而且也有 梯度，可使學生初步掌握定義及標準方程的應(yīng)用。 2、 鞏固練習 練習是學習活動中不可缺少的環(huán)節(jié)，可鞏固對知識的理解，在這一環(huán)節(jié)我為學生準備了三道 練習題。 （1）已知雙曲線的實軸長為6，焦距為10，則該雙曲線的標準方程為（ ） A. B. C. 或 D. 或 此題是求焦點不確定的雙曲線標準方程，學生易忽視焦點在y軸的情況，通過此題的練習可以提醒 學生考慮問題要全面。 （2）已知方程表示雙曲線，求m取值范圍。 此題限制條件為m+2 和m+1同號，但會有一些學生會認為它們均大于0，忽視了均小于0 的情況，因此會丟解，所以通過這道題的練習會提醒學生考慮問題要認真、全面，同時又可加深學 生對定義及標準方程的理解。 （3）相距2km的兩個哨所A，B都聽到遠處傳來的炮彈爆炸聲，已知當時的聲速為330m\s， 在A哨所聽到爆炸聲的時間比在B處遲4s。試判斷爆炸點在什么上，并求出曲線的方程。（片） 這道題是從生活中提煉出的數(shù)學問題，設(shè)計此題的目的是想通過練習題的解決可以加強學生的 應(yīng)用能力及應(yīng)用意識，讓學生感悟到數(shù)學是源于生活，服務(wù)于生活的辨證唯物主義觀點。 （四）知識小結(jié)----歸納知識與布置作業(yè) 1、知識總結(jié)： （1）雙曲線的定義 （與橢圓的區(qū)別） （2）標準方程 （兩種形式） （3）焦點位置的判斷 （與橢圓的區(qū)別） （4）a 、b、 c的關(guān)系（與橢圓的區(qū)別）（片） 在課的尾聲，我讓學生對本節(jié)課進行了總結(jié)。目的是幫助他們認清這節(jié)課的知識結(jié)構(gòu)， 培 養(yǎng)他們的歸納總結(jié)能力。 2、 作業(yè)： （1） 用表格形式整理雙曲線與橢圓的區(qū)別和聯(lián)系 （2） XX頁第XX題 （3） （選做）M是雙曲線上一點，是雙曲線的焦點，，求 的面積。若使雙曲線的方程和角度任意變化，你能得出一般性的結(jié)論？（片） 教學內(nèi)涵不局限于課堂，為了幫助學生課下能夠繼續(xù)探索和研究，我設(shè)置了幾組不同層次的作 業(yè)，以幫助學生鞏固對定義和標準方程的理解，同時可全面照顧到不同層次的學生，激發(fā)他們的能動性。 板書設(shè)計 雙曲線的定義及其標準方程 一、 雙曲線的定義 三 例1： 定義的挖掘 二、 雙曲線的標準方程 例2 1、 推導： 2、 對比： （片） 這樣的板書設(shè)計目的是為了突出這節(jié)課的主要內(nèi)容和重點，幫助學生理清思緒，起到提綱 挈領(lǐng)的作用。 四、教學設(shè)計的想法說明： 我在教學過程設(shè)計方面注意了三點： 1. 教學過程的著力點放在了如何激發(fā)學生的學習動機，培養(yǎng)學生的學習興趣上，這是喚醒學生主 體認識的關(guān)鍵。 2. 教學過程的重點放在了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力上，而把握重點的關(guān)鍵是如何選擇好創(chuàng)新 精神、實踐能力與課堂教學的結(jié)合，這個結(jié)合點從學科來說，就是以科學知識為載體，培養(yǎng)學生 的創(chuàng)新思維方法；從教師來說就是“思路、教路、學路”三者有機結(jié)合的教學過程設(shè)計，及其在 課堂中的藝術(shù)展現(xiàn)；從學生來說，就是親歷、體驗、探究、思考和創(chuàng)造性的解決問題的過程，從 而在過程中獲得逐步發(fā)展。 3. 教學過程的基本點放在了夯實基礎(chǔ)知識和訓練基本技能上，基礎(chǔ)知識的教學注重了層次性、針對性。 我在教學理念方面注重了四點 第一是能動性：師生互動、生生互動，學生主動參與研究過程。 第二是開放性：教學過程中關(guān)注每個學生的個性發(fā)展，尊重每個學生發(fā)展的特殊需要，學生的思維開放。 第三是生成性：在教學過程中，學生的認識和體驗不斷加深，創(chuàng)造性的火花不斷進發(fā)，學生的思維資源 被開發(fā)出來，充分利用。 第四是注意了學生學習方式的轉(zhuǎn)變，既注重了研究性學習，又注重了接受性學習，教師不把現(xiàn)成結(jié)論告 訴學生，而是學生自己在教師指導下自主地發(fā)現(xiàn)問題、探究問題獲得結(jié)論，從而解決問題。對于新概念教學 的我采取了教授性學習方式。 我的說課到此結(jié)束，謝謝大家！