1、抛物线(第抛物线(第 1 课时)课时) 北京师范大学附属实验中学 李扬眉 一、一、 教学内容分析教学内容分析 本节课是人教版普通高中课程标准实验教科书数学 选修 2-1第二章“圆锥曲线与 方程”的起始课 解析几何的教学,一方面,应从几何角度关注图形,认识图形的几何特征;另一方面, 要建立代数方程,用代数工具研究几何性质在这一章的教学中,我们在引入代数工具研究 圆锥曲线之前,让学生首先充分认识图形,尽可能充分地感受并发现几何特征,进而体会解 析几何数形结合、几何与代数并重的特点考虑到抛物线的形状学生比较熟悉,其代数方程 形式也相对简单,我们将抛物线作为研究的第一种圆锥曲线 本节课是抛物线的第 1
2、 课时, 也是圆锥曲线这一章的起始课, 主要内容是借助几何绘图 软件,探索抛物线的轨迹,引出抛物线的定义,直观感受、发现抛物线的几何特征在这个 过程中, 学生学习和运用轨迹交点法, 提升作图能力, 感悟解决问题的策略 我们将在第 2, 3 课时建立坐标系求抛物线的方程、研究性质、完善并证明第一节课发现的几何特征 二、二、 学生情况分析学生情况分析 学生在初中阶段学习过一些特殊的轨迹,有一定的作图能力;初步了解几何绘图软件 Geogebra, 能根据需要进行简单操作 另外, 授课班级的学生具有较强的求知欲, 思维活跃, 能积极参与数学活动和交流讨论 三、三、 教学目标教学目标设置设置 根据教学内
3、容, 以及学生现有的认知水平和能力, 我把本节课的教学目标确定为以下三 个方面: 1. 了解抛物线的定义,感知抛物线的几何特征; 2. 运用轨迹交点法,经历探索抛物线轨迹的过程,提高作图能力和分析问题、解决问 题的能力; 3. 通过合作学习,感受数学探索的快乐 本节课的教学重难点是:依据抛物线的定义画出轨迹 四、四、 教学策略分析教学策略分析 本节课以探究合作为主要的学习方式,教学过程分为“复习旧知,提炼作图方法” , “应 用方法,合作探索轨迹” , “明确定义,感知几何特征” , “交流总结,提出思考问题”四个环 节 为了突破难点,落实重点, 采取了以下措施: 首先, 让学生使用几何绘图软
4、件 Geogebra 画出“到两定点距离相等的点的轨迹” ,并总结出利用轨迹交点法得到轨迹的基本步骤其 次,在此基础上,再让学生利用软件,用不同方法得出抛物线的完整轨迹随即,让学生在 纸上作出抛物线草图,进一步加深对抛物线的直观认识最后,让学生分享从中发现的抛物 线的几何特征,也为后续课程的学习打好基础 本节课的效果评价以当堂反馈为主,学生通过上台展示分享,体现探索的成果;每位 学生在纸上作出抛物线的草图, 落实本节课的教学要求 教师还将通过思考题继续激发学生 的探究热情 五、教学过程五、教学过程 环节一:复习旧知,环节一:复习旧知,提炼作图提炼作图方法方法 预设 形式 预案 设计意图 【复习
5、】【复习】回顾有关轨迹的问题: (1) 平面内,到一个定点的距离等于定长的点的 轨迹是什么? (答:以定点为圆心,定长为半径的圆) (2) 平面内,到一条定直线的距离等于定长的点 的轨迹是什么? (答:平行于这条直线,并和已知直线距离为 定长的两条直线) (3) 平面内,到两个定点距离相等的点的轨迹是 什么? (答:两个定点连线的垂直平分线) 【活动一【活动一】请利用图形计算器,探索:平面内,到两 个定点的距离相等的点的轨迹. 1, 以 A 为圆心,r 为半径作圆 2, 以 B 为圆心,r 为半径作圆 3, 作出两圆交点,即为所求轨迹上的点 4, 改变 r 的值,形成轨迹 【总结总结方法】方法
6、】 利用轨迹交点法得到轨迹的步骤: 当知道轨迹上的点满足的两个条件时, 可以采用这样 的方法得到轨迹: 教 师 提 问 和 展 示, 学生 口答 学 生 在 图 形 计 算 器 上 探索, 并 分 享 得 到 轨 迹 的 过 程 学生能顺 畅回答 教师可适 当规范表 述 若学生通 过找到两 点直接连 线 得 轨 迹,则提 示其思考 如何得到 更 多 的 点,来验 证轨迹是 一 条 直 线 通 过 回 顾 已 认 识 的 一些轨迹, 引 出 要 探 索 的 新 问 题, 也为后 面 问 题 的 解 决 奠 定 基础 通 过 活 动 一, 让学生 在 操 作 中 学 习 如 何 利 用 轨 迹 交
7、 点 法 得 到轨迹 为 后 续 探 索作准备 第一步,作出满足一个条件的点的轨迹 第二步,作出满足另一个条件的点的轨迹 第三步,作出两个轨迹的交点,即满足条件的点 第四步,改变相关的变量,追踪交点的位置变化,得 到轨迹 环节环节二二:应用方法,应用方法,合作探索轨迹合作探索轨迹 预设 形式 预案 设计意图 【活动二】【活动二】探索:平面内,到一个定点和一条定直线 距离相等的点的轨迹是什么?(如图) 预案一:圆与平行线的交点 1, 作出与定直线平行,且距离为 r 的两条直线 2, 作出以定点为圆心,以 r 为半径的圆 3, 平行线与圆的交点就是所求轨迹上的点 4, 改变 r 的值,追踪点的位置
8、变化,得到轨迹 预案二:中垂线与垂线的交点 学 生 小 组合作, 在 图 形 计 算 器 上 探 索 方法 教 师 巡 视: 如果 学 生 操 作 软 件 有困难, 给 予 帮 助 两 种 方 法 都 由 学 生 分 享, 并展 示 在活动一 的 启 发 下,学生 不难得到 方法 一巡视 时可以让 完成的同 学继续思 考其他方 法 应 用 方 法 合作交流, 感 受 探 究 的快乐 方 法 一 是 在 定 直 线 的 平 行 线 上找点 F l 1. 在定直线上任找一点 H,以 H 为垂足作定直线的 垂线 2. 作定点和点 H 连线的垂直平分线 3. 垂线和垂直平分线的交点即为所求轨迹上的点
9、4. 改变 H 的位置,追踪点的位置变化,得到轨迹 方法二如 果学生探 索 有 困 难,则提 示其可以 在垂线上 找点 方 法 二 是 在 定 直 线 的 垂 线 上 找点 两 种 方 法 都 是 利 用 轨 迹 交 点 法, 同时学 生 在 寻 找 轨 迹 的 过 程中, 也体 会 到 转 化 的思想 环节三:环节三:明确定义明确定义,感知几何特征,感知几何特征 预设 形式 预案 设计意图 【定义定义】 平面内,与一个定点F和一条定直线l(Fl )距离 相等的点的轨迹,叫做抛物线 其中点F叫做抛物线的焦点, 直线l 叫做抛物线的准 线 辨析:若定点在定直线上时,则所求轨迹(轨迹为: 过定点的
10、已知直线的垂线)不是抛物线 【活动三】【活动三】在在纸上画出已知焦点和准线的抛物线 学 生 叙 述, 教师 板书 学 生 尝 试 用 铅 笔 画 出 点 的 轨 迹,分享 画法, 展 示轨迹 定 点 不 在 定 直 线 上 这 一 条 件 学 生 易 忽 略, 可引导 学 生 辨 析 清楚 离 开 软 件 支持, 回到 常规作图: 在 徒 手 作 图 的 过 程 中 提 升 作 图能力, 加 深 对 抛 物 线的认识 【感知几何特征】【感知几何特征】 借助我们画出的抛物线以及作图的过程, 你能发现抛 物线哪些几何特征? 教学预案: 1轴对称图形,对称轴是过定点的定直线的垂线 2顶点:抛物线与对
11、称轴的交点 3抛物线在准线的一侧 4焦点距离准线近时,抛物线开口小;焦点距离准 线远时,抛物线开口大 5焦点与准线上任一点连线的垂直平分线与抛物线 相切 学 生 分 享 学 生 体 会 作 图 与 几 何 特 征 的 关联 也 为 用 代 数 方 法 研 究 几 何 特 征作准备 环节四:环节四:交流交流总结,总结,提出思考问题提出思考问题 预设 形式 预案 设计意图 【总结】【总结】 1知识:抛物线的定义; 2方法:轨迹交点法; 3解决问题的策略 【思考与作业思考与作业】 1是否还有其它利用图形计算器得到轨迹的方法? 2课上用两种轨迹交点法作出的抛物线包括了所有 满足条件的点吗?如何解释? 3 以 2 yx为例探究二次函数的图象是不是今天定 义的抛物线 学 生 分 享 作业 1 鼓 励 学 生 继 续 探 索 其 它 生 成 轨 迹 的 策 略 方法 作业 2 引 导 学 生 思 考 抛 物 线 轨 迹 的 完 备性 作业 3 引 导 学 生 自 己 探 索 解 决 初 高 中 对 “ 抛 物 线” 的定义 不 同 带 来 的困惑, 也 为 后 面 用 代 数 方 法 研 究 抛 物 线作铺垫