饒艷 陳倫全
摘要:解析幾何是溝通代數(shù)與幾何的橋梁,是初等數(shù)學到高等數(shù)學的紐帶。 解析幾何是用代數(shù)的方法系統(tǒng)研究幾何,促進代數(shù)幾何完美融和及日新月異的發(fā)展。抓住解決解析幾何問題的核心思想——構(gòu)建充滿聯(lián)系的知識結(jié)構(gòu),探究問題背后的本質(zhì)規(guī)律,掌握解決問題的基本策略,優(yōu)化數(shù)學運算的繁瑣冗長,對于培養(yǎng)學生的數(shù)學能力(邏輯推理能力、運算求解能力、直觀想象能力、數(shù)學建模能力和創(chuàng)新能力)有著非常重要的作用。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);優(yōu)化運算;立德樹人
一,神機妙算
解析幾何對運算能力的考查要求較高,學生感受在解析幾何中常?!跋氩坏健?、“算不出”。 所以如何優(yōu)化運算,提高運算能力,就顯得尤為重要。
1.規(guī)范作圖,有效識圖
規(guī)范地作出幾何圖形能夠提供較為準確的研究對象,是研究幾何問題的基礎(chǔ)。作圖的過程既是幾何條件的梳理過程,也是運算思路的探究過程,綜合考查了信息轉(zhuǎn)化能力、動手操作能力和形象思維能力。借助規(guī)范的圖形,通過直觀想象可以有效猜測幾何圖形的性質(zhì),通過代數(shù)運算,驗證猜測,充分體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想、化歸與轉(zhuǎn)化的思想。
例1 【2020年全國統(tǒng)一高考數(shù)學試卷(理科)(新課標Ⅲ)】若直線與曲線和都相切,則的方程為( )
與圓M相切,同理,(此方程等價于與圓M相切)。要證明直線與圓M相切,即圓點M到直線的距離。
評析:試題將直線與拋物線、直線與圓等內(nèi)容有機結(jié)合,試題重視對稱美等數(shù)學美的理解和應用,對學生的邏輯推理能力、運算求解能力有較高的要求。本題解答的關(guān)鍵是選擇作參數(shù),明確運算方向,合理運用同理可得,優(yōu)化運算過程。試題能較好地區(qū)分不同層次的考生,具有較好的選拔功能,而且試題的設(shè)計關(guān)注了新課程標準下解析幾何這部分內(nèi)容的要求,試題重基礎(chǔ)、重能力、重應用、重創(chuàng)新,對引領(lǐng)中學數(shù)學課程教學與改革起到了積極的導向作用。
二、育人價值
高中階段解析幾何板塊優(yōu)化數(shù)學運算的策略,主要涉及以下幾個方面:理解運算條件,探究運算方向,選擇運算公式、設(shè)計運算程序和求得運算結(jié)果。
1.全面要求,綜合考查——以關(guān)鍵能力作為主線
突出理性思維,考查關(guān)鍵能力:比如2021年全國甲卷理科第20題(文科21)對于平面幾何中直線與直線、直線與曲線位置關(guān)系的判定,會注重考查直觀想象能力、邏輯推理能力、作圖識圖能力、數(shù)學運算能力、轉(zhuǎn)化與化歸、數(shù)形結(jié)合思想,會利用式子結(jié)構(gòu)特征簡化運算過程,考查學生對于數(shù)學的應用意識,應用能力。2020年全國Ⅲ卷理科第20題(文科21題)考查橢圓標準方程、定義、離心率及三角形面積問題,注重考查直觀想象能力、邏輯推理能力、作圖識圖能力、數(shù)學運算能力、轉(zhuǎn)化與化歸、數(shù)形結(jié)合思想,考查考生綜合與靈活地應用所學數(shù)學知識、思想方法,選擇有效的方法、途徑和手段分析信息,進行獨立的思考、探索和研究,尋找更優(yōu)的運算方向,創(chuàng)造性地解決問題的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識。這類試題在考查理性思維、數(shù)學應用和數(shù)學探索等學科素養(yǎng)的同時,也在考查學生面對現(xiàn)實的問題情境時應當表現(xiàn)的情感態(tài)度和價值觀。
2.立足學科,展現(xiàn)思維——以思想方法作為引領(lǐng)
比如2021年全國甲卷理科第15題、2019年全國II卷理科第11題等,試題堅持以學生學習與運用知識解決問題所需要的函數(shù)與方程、數(shù)形結(jié)合、分類整合、化歸與轉(zhuǎn)化、特殊與一般等思想方法和歸納推理、類比推理、演繹推理等具體方法為靈魂,立足解析幾何學科特點,突出考查考生獨立思考、綜合運用數(shù)學思想方法分析問題和解決問題的能力。
3.彰顯價值,立德樹人——以學科育人為追求
關(guān)注學生鍥而不舍的鉆研精神和科學態(tài)度,以及對數(shù)學的科學價值、應用價值的認識,形成批判性的思維習慣,崇尚數(shù)學的理性精神。
綜上,培養(yǎng)和提升學生解析幾何中的作圖識圖能力和直觀想象能力,通過分析圖形與圖形、圖形與數(shù)量的關(guān)系來尋找更優(yōu)的運算方向。培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,綜合與靈活地應用所學數(shù)學知識、思想方法,選擇有效的方法、途徑和手段分析信息,進行獨立的思考、探索和研究,創(chuàng)造性地解決問題的創(chuàng)新意識。 樹立戰(zhàn)勝困難的信心,培養(yǎng)鍥而不舍的精神,為學生的終身學習打下堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
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