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全国第八届青年数学教师优质课教学设计:椭圆及其标准方程 Word版含答案


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《椭圆及其标准方程》教学设计说明
内蒙古包头市包钢第一中学
一、教学内容解析 本节课是人教 A 版《普通高中课程标准实验教科书·数学》选修 2-1 中的第二章第二 节第一课时的内容,其主要内容是研究椭圆的定义及其标准方程,属于概念性知识.解析几 何是在直角坐标系的基础上,利用代数方法解决几何问题的一门学科. 从知识上讲,本节是在必修课程《数学 2》中直线和圆的基础上,对解析法的又一次实 际运用,同时也是进一步研究椭圆几何性质的基础;从方法上讲,为进一步研究双曲线、抛 物线提供了基本模式和理论基础;从教材编排上讲,三种圆锥曲线独编为一章,体现椭圆的 重要地位。 解析几何的意义主要表现在数形结合的思想上.在研究椭圆定义和方程的过程中, 几何直观观察和代数严格推导相互结合, 同时要借助圆作类比, 用类比的思想为学生的思维 搭桥铺路.因此本节课内容起到了承上启下的重要作用,是本章和本节的重点. 教学重点:椭圆的定义及其标准方程。 二、教学目标设置 1.课程目标 (1)了解圆锥曲线与二次方程的关系; (2)掌握圆锥曲线的基本几何性质; (3)感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用; (4)结合已学过的曲线及其方程的实例,了解曲线与方程的对应关系,进一步体会数形 结合的思想. 2.单元目标 (1) 了解圆锥曲线的实际背景, 感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用; (2)经历从具体情境中抽象出椭圆、抛物线模型的过程,掌握它们的定义、标准方程、 几何图形及简单性质; (3)了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道双曲线的有关性质; (4) 能用坐标法解决一些与圆锥曲线有关的简单几何问题 (直线与圆锥曲线的位置关系) 和实际问题; (5)通过圆锥曲线的学习,进一步体会数形结合的思想. 3.本节课教学目标
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高艳芬

014010

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(1)通过用细绳画椭圆的实验,能用自己的语言叙述椭圆的定义,会用定义判定点的轨 迹; (2)类比建立圆的方程的方法,通过交流讨论,能选择适当的直角坐标系建立椭圆的方 程; (3)结合椭圆的标准方程和它的几何图形,能指出参数 a、b、c 的几何意义; (4)会用椭圆定义和标准方程解决与课本上类似的题目; (5)通过椭圆知识的学习,体会类比思想、数形结合思想和坐标法。 三、学生学情分析 学生已有认知基础:学生已经学习了圆的概念及其方程,还有曲线与方程,初步认识了 解析几何课程的特征, 即是一门借助坐标法研究几何的学科, 并且已经初步体验到了数形结 合的基本思想;学生有动手体验和探究的兴趣,有一定的观察分析和逻辑推理的能力;学生 有建立圆的概念和方程的经历。 达成目标所需认知基础:解析法的数形结合思想和解析法的步骤. 已有基础与需要基础之间的差异: 关于椭圆概念的获得, 学生容易通过几何图形发现轨 迹上的点的特征。但学生不容易形成概念体系并用精准的语言描述。在概括椭圆的定义时, 需要教师作适当的启发, 然后再用数学语言进行精确的描述。 推导椭圆标准方程时会遇到两 个困难,首先是坐标系如何建立才能使椭圆方程更简单,需要类比圆的方程的建立方法,根 据椭圆的对称性建立直角坐标系。 其次是如何化简方程使其最简洁, 学生已有的知识与能力 不能完全胜任独立解决的要求,需要教师作适当的讲解。 教学难点及突破策略 1.本节课的教学难点:椭圆的标准方程的推导与化简。 2.突破策略:引导学生类比建立圆的方程的方法,经过学生独立思考与交流讨论,在椭 圆上建立恰当的直角坐标系;化简动点满足的代数方程时,引导学生注意观察方程的特点, 对其进行移项变形后再通过平方运算进行化简,配合多媒体演示。 四、教学策略分析 1.为了充分调动学生学习数学的积极性, 促进学生主动思考, 采用问题串引导探究活动, 以问题作为引领,诱导学生积极思考; 2.利用手工制作的教具和现代教育手段,把教学内容与教具及现代教育手段合理整合。 利用椭圆画图仪软件感受动态过程,提高课堂效率; 3.在探究椭圆概念时,学生分组合作画椭圆,在此基础上抽象概括椭圆的定义,配合问 题引导,加深对椭圆概念的理解; 4.在探究椭圆标准方程时,引导学生回忆求曲线方程的一般步骤。 通过系列设问引导,
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用类比法建立合理的直角坐标系。在列出式子进行化简时会遇到比较复杂的双根式化简问 题,教师及时介入,帮助学生顺利导出方程。 根据以上分析,本节课采用启发探究式的教学方式。在启发探究式教学过程中,以问题 引导学生的思维活动。 教学中结合学生的思维发展变化不断追问, 使学生对问题本质的思考 逐步深入,思维水平不断提高。 五、教学过程 1.创设情境、引出新知 先引导学生回顾已学的曲线的方程与方程的曲线及求曲线方程的步骤。 然后用课件演示 一些生活中椭圆的例子,还有一些天体运行的轨迹图,并提出问题: “这些天体运行的轨迹 是什么呢?”学生经过观察,很直观地看出是椭圆,从而引出本课要研究的问题: “我们能 否描述这些天体运行的轨迹的概念并求出其方程呢?” 学习了本节课的内容, 就可以解决这 些问题. 【设计意图】一方面,通过复习前面学过的有关知识,唤起学生的记忆,为本节课学习 作好铺垫。另一方面,借助多媒体生动、直观的演示,使学生明确学习椭圆的重要性和必要 性。同时激发他们探求实际问题的兴趣,使他们主动、积极地参与到教学中来,为后续的学 习做好准备. 2.尝试实验,探究概念 请学生拿出事先准备好的自制教具:木板、细绳、图钉、铅笔,同桌同学一起合作按要 求画椭圆,同时配合用椭圆仪和多媒体演示画椭圆。在画椭圆的过程中引导学生思考以下 3 个问题: (1)视笔尖为动点,两个图钉为定点,动点到两定点距离之和符合什么条件?其轨迹是 什么? (2)若绳长等于两图钉之间的距离,画出的图形还是椭圆吗? (3)若绳长小于两图钉之间的距离呢? 学生边作图、边思考、边讨论,每组学生都可对上述三个问题进行研究比较.引导学生 全员参与,积极发言,相互补充,从而探究出三个结论并概括出椭圆的定义. 【设计意图】以活动为载体,让学生在“做中学”数学,通过画椭圆,经历知识的形成 过程,积累感性经验.同时,我力求改变单一、被动的学习方式,让学生成为学习的主人, 给他们提供一个自主探索学习的机会,让他们通过观察、讨论、概括出椭圆的定义,这样既 获得了知识,又培养了学生抽象思维的能力 3.应用举例,及时评价 例 1.用定义判断下列动点 M 的轨迹是否为椭圆. (1)到 F1(-2,0),F2(2,0)的距离之和为 6 的点 M 的轨迹. 解:因为︱MF1︱+︱MF2︱=6>︱FF︱=4,所以点 M 的轨迹为椭圆. (2)到 F1(-2,0),F2(2,0)的距离之和为 4 的点 M 的轨迹. 解:因为︱MF1︱+︱MF2︱=4=︱F1F2︱=4,所以点 M 的轨迹不是椭圆(是线段 F1F2) 。 (3)到 F1(-2,0),F2(2,0)的距离之和为 3 的点 M 的轨迹. 解:因为︱MF1︱+︱MF2︱=3<︱F1F2︱=4,故点 M 无轨迹图形.
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【设计意图】恰当处理预设与生成的关系,运用反馈调节机制,及时评价,激励学生的 学习热情. 4.类比迁移,推导方程 引导学生思考以下两个问题: (1)求曲线方程的一般步骤是什么? (2)圆心在原点与不在原点的圆的方程哪个形式更简单?为什么? 【设计意图】引导学生明确思维的方向,通过复习旧知,为在椭圆上建立坐标系搭桥铺 路. 提问:类比建立圆的方程的方法,怎样在椭圆上建立直角坐标系,才能使椭圆方程更简 单? 通过前面知识的回忆,以及学生思考、相互交流,可以选定下列建立坐标系的方案,推 导椭圆方程. (1) 以经过椭圆两焦点的直线为 x 轴, 以两个焦点连线的中点为原点, 建立直角坐标系; (2)设出动点的坐标,写出动点满足的集合; (3)把动点条件坐标化; (4) 化简得到方程

x2 y2 ? ?1 。 a2 a2 ? c2

【设计意图】经过推导椭圆标准方程的过程,掌握推导方法。 5.启发引导,探究意义
2 2 (1)引导学生在椭圆上找出 a, c, a ? c 表示的线段.

(2)理解引入 b ? a2 ? c2 的必要性及几何意义. (3)最后得到椭圆的标准方程

x2 y2 ? ? 1 (a>0,b>0) a 2 b2

【设计意图】说明 a,b,c 的几何意义,进一步解释引进 b 的好处,体会解析几何的数形 结合思想。 6.拓展引申,对比分析 本环节我首先提出问题: “前面我们得到了焦点在 x 轴上的椭圆方程,如果椭圆的焦点 在 y 轴上,椭圆的标准方程是怎样的呢?” 学生经过观察思考会发现, 只要交换坐标轴就可以了, 从而得到了焦点在 y 轴上的椭圆 的标准方程:

y 2 x2 ? ? 1 (a>0,b>0) a 2 b2

接下来,让学生对两种方程进行对比分析,强化对椭圆两种标准方程的理解。 【设计意图】通过两种方程,进行对比反思,让学生利用对称性进行猜想,培养学生的 类比思维能力.不仅使学生加深对椭圆定义和标准方程的理解,有助于教学目标的实现,而
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且使学生体会和学习类比的思想方法,为后边双曲线、抛物线及其它知识的学习打下基础. 7.知识应用,目标评价 例 2、求下面方程的 a,b,并说出焦点的位置。

x2 y 2 () 1 2 ? 2 ? 1, 则a ? b= 5 3 2 x y2 (2) 2 ? 2 ? 1, 则a ? b= 4 6 2 x y2 (3) ? ? 1, 则a ? b= 9 6
活动形式:思考—解答—点评 【设计意图】评价学生对椭圆两种形式的标准方程的理解程度. 练习:写出适合下列条件的椭圆的标准方程 (1)已知两个焦点的坐标分别是(-4,0) , (4,0),椭圆上一点 P 到两焦点的距离之和 等于 10. (2)将上题焦点改为(0,-4) , (0,4) ,结果如何? (3) 将上题改为两个焦点的距离为 8, 椭圆上一点 P 到两焦点的距离的和等于 10.结果 如何? 【设计意图】 数学概念是要在运用中得以巩固的, 通过该课堂练习使学生进一步理解椭 圆的定义,掌握标准方程,使知识内化为素养,并在解题过程中感受"数形结合思想". 8.归纳小结,布置作业 小结(1)知识总结 定义

图形 不 同 点 标准方程

焦点坐标

a, b, c 的
相 同 点 关系 焦点位置 的判断

小结(2):思想方法总结: 一种方法:坐标法 二类方程:

x2 y 2 + =1 a 2 b2

y 2 x2 + =1(a ? b ? 0) a 2 b2

三个思想:代数化思想,类比思想,数形结合思想 【设计意图】归纳小结由师生共同完成,引导学生积极发言,通过填写表格对本节内容 进行反思、归纳、总结,从而达到深化知识理解,构建知识网络,领悟思想方法的目的. 作业布置 (1)阅读课本相关内容进行复习;
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(2)课本 42 页练习第 1、2 题,49 页习题 2.2 A 组第 1 题; (3)课外作业:课本 50 页课后探究。 【设计意图】作业由易到难,分必做题和选做题,体现分层教学的思想,提高学生的学 习积极性,使各层次的学生都找到各自的发展空间,进一步促进教学目标的实现. 参考文献: 〔1〕中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(实验) 〔M〕.北京:人民教育出 版社,2003. 〔2〕人教 A 版《普通高中课程标准实验教科书·数学》选修 2-1〔M〕. 北京:人民教 育出版社,2012.

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