高二《椭圆及其标准方程》(第1课时)教学设计

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高二《椭圆及其标准方程》(第1课时)教学设计

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高二《椭圆及其标准方程》(第1课时)教学设计

一、教学内容解析
1.地位与作用:
本章是北师大版选修1—1的第二章《圆锥曲线与方程》,是高中数学解析几何的第二大部分。解析几何是数学中一个重要的分支,它联系了数学中的数与形、代数与几何等最基本对象之间的联系。在北师大版必修2中,学生已掌握了在平面直角坐标系下研究直线和圆的方法,本章教材进一步利用三种基本圆锥曲线深化代数与几何的关系。本章教材内容的顺序是:椭圆→抛物线→双曲线→曲线与方程。这样安排的用意是,先学圆锥曲线,再学曲线与方程,这样的顺序更有利于学生的学习,符合学生从特殊到一般,具体到抽象的认知规律。在圆锥曲线的学习过程中,不断的渗透曲线与方程的思想,为学生理解并掌握“曲线与方程”这一概念奠定了基础。
本节是北师大版选修1—1的第二章《圆锥曲线与方程》第1节的内容,主要学习椭圆的定义、标准方程及其简单的应用,分为两课时,本节课是第1课时,主要学习椭圆的定义及其标准方程。教材以椭圆为基础和重点说明了求方程并利用方程讨论几何性质的一般方法,然后在认知抛物线和双曲线中得到了巩固和应用,因此《椭圆及其标准方程》这一节课起到了承上启下的作用。
2.教材处理顺序
教材在椭圆的定义这个内容的安排上是:先从直观上认识椭圆,再从画法中提炼出椭圆的几何特征,由此抽象概括出椭圆的定义,最后是椭圆定义的简单应用。这样的安排不仅体现出《课程标准》中要求通过丰富的实例展开教学的理念,而且符合学生从具体到抽象的认知规律,有利于学生对概念的学习和理解。教材在本节内容中只研究了中心在原点,焦点在 轴上的椭圆的标准方程,让学生自己去归纳焦点在 轴上的椭圆的标准方程。这样的处理给学生提供了一次探究和交流的机会。有利于学生对抛物线标准方程的理解,有利于学生思维能力的提高和学习兴趣的培养。
3.数学思想方法
本节内容蕴含了:数形结合思想、转化化归思想等。在推导椭圆标准方程过程中让学生体会移项再平方去根号的方法。
二、教学目标和重难点
1.教学目标
(1)    知识与技能目标:①理解椭圆的定义;②掌握的椭圆的标准方程。
(2)    过程与方法目标:①在椭圆定义的获知和归纳中,进一步渗透数形结合的数学思想方法;②通过椭圆标准方程的推导过程,巩固用坐标化的方法求动点的轨迹方程,同时体会含有两个根式的化简思路。
(3)    情感、态度和价值观:①通过椭圆定义的归纳,培养学生发现规律,认识规律并利用规律解决实际问题的能力;②通过师生、生生合作学习,增强学生团队协作能力,增强主动与他人合作交流的意识。
2.教学重点
(1)    掌握椭圆的定义与相关概念;
(2)    掌握椭圆的标准方程。
3.教学难点
   椭圆标准方程的推导。
三、学情分析
1.学生已有的认知基础
授课班级学生为高二年级学生。
椭圆是圆锥曲线中基础且重要的一种图形,在实际生活中经常遇到。学生在高一对解析几何有了初步的了解和认识,对于在平面直角坐标系下的点坐标及长度公式已掌握,具有一定的空间想象能力、抽象概括能力和推理运算的技能,有较好的学习习惯和方法。
2.学生存在的难点
学生在涉及到需要自己建立坐标系,再研究推导出方程仍是一个难点。且之前未接触过一个式子中含两个根式相加的情况,故化简是个问题。
3.突破策略
由教师引领学生观察所绘出的椭圆的特点,定点位置,从而建立合适的直角坐标系。
四、教学策略分析
1.内容突破策略
本节课新知内容分两大板块:一是总结概括出椭圆的定义;二是推导出椭圆的标准方程。针对第一板块内容,主要采取学生先动手画椭圆,在实践的过程中发现一些固定不变的量和量与量之间存在的关系,从而总结出椭圆的定义,并且深刻领悟定义中所说的一些特别要求。针对第二板块内容,主要是采取教师引导,学生动手,通过一般的求动点轨迹的方法推导出椭圆的标准方程,符合学生的认知规律。
2.启迪学生思维策略:
在教学方法的选择上,采用教师组织引导,学生动手实践、自主探究、合作交流的学习方式,力求体现教师的引导者、合作者的作用,突出学生的主体地位。
五、教学过程
教学过程
设计意图
一、创设情景,导入新课
1.让学生观察几张典型图片和行星在太阳系中的运动轨迹,由此看出一个共同的数学图形“椭圆”。
2.大家还能举出生活中你所遇到的椭圆吗?
3.用多媒体演示一个嫦娥三号运行椭圆形轨道的例子。
 
1.使学生对椭圆有一个感性认识,明白生活实践中有许多数学问题,数学来源于实践,同时培养学生学会用数学的眼光去观察周围事物的能力。
2.通过提问激发学生课堂上的学习兴趣。
二、椭圆的定义(分四个环节)
1.画一画(画椭圆)
①将一条绳子的两端固定在同一个定点上,用笔尖勾起绳子的中点使绳子绷紧,围绕定点旋转,笔尖形成的轨迹是什么?
(由学生动手在黑板上进行演示,提高学生的动手能力,同时激起学生学习本节课的兴趣)
②而将绳子的两端分别固定在两个定点上,笔尖勾直绳子,移动笔尖,得到的是轨迹是什么?
(教师提问,让学生动手,拿出提前准备好的毛线,两组同学上黑板画,其他同学同桌合作在练习本上画)
动画演示作图过程
2.认一认(实验总结)
提出问题:①作图过程中,哪些量没有变?哪些量变了?
提出问题:②为什么要求作图过程中笔尖要绷紧?
提出问题:③笔尖所对应的动点M到定点的距离有什么长度之间的关系?
总结:笔尖对应的动点M到直线两个端点的长度之和固定不变。
3.说一说(总结定义)
提出问题:根据刚才动手实践的过程,能否总结椭圆的定义?(同学自由发言,再由学生进一步补充完善)
我们把平面内到两个定点 , 的距离之和等于常数(大于 )的点的集合叫作椭圆。
问题1:定义中的常数等于 ,则动点的轨迹是什么?
 

问题2:定义中的常数小于 ,则动点的轨迹是什么?
4.椭圆相关概念:两个定点 , 叫作椭圆的焦点,两个焦点 , 间的距离叫作椭圆的焦距。
 
1.给学生提供一个动手、动脑的学习机会;
2.学生可通过动手实践的过程去体会“满足什么样的条件下的点的集合为椭圆”,从而对椭圆定义中的条件有直观深刻的认识。
 
 
3.通过三个问题的设置,为学生从画法中发现抛物线的几何特征奠定基础。
4.通过三个典型的问题,让学生更深刻地理解椭圆的定义
5.使学生经历椭圆概念的生成和完善过程,提高其归纳概括能力,加深对椭圆本质的认识,并逐渐养成严谨的科学作风。
三、椭圆的标准方程
1.求一求(推导椭圆的标准方程)
问题3:回顾圆的轨迹方程是如何求的?
 
①建系:                          ②设点:
 
 
③列式: 得:    ④化简:
问题4:以怎样的建系方式,哪一种针对求椭圆的标准方程比较好?
(补充说明:椭圆具有一定的对称美,故所求的式子最好简洁工整)
 
 

动手演算:让学生动手,求推导焦点在 轴上的椭圆的标准方程
①建系:观察椭圆的几何特征,如何建系能使方程更简洁?(利用椭圆的对称性特征)
以直线 为 轴,以线段 的垂直平分线为 轴,建
立平面直角坐标系.
②设点:设焦距为 ,则 .设 为椭圆上任意一点,点 与点 的距离之和为 .
③列式:动点 满足的几何约束条件:
坐标化为:
④化简:化简椭圆方程是本节课的难点,突破难点的方法是引导学生思考如何去根号
 
预案一:移项后两次平方法
 
 
两边同时平方、整理得:
 
将上式两边平方、整理得:
         
         
                      
  分析 的几何含义,令
得到焦点在 轴上的椭圆的标准方程为
预案二:
用等差数列法:

 得4cx=4at,即t=
将t= 代入 式得
        ③
将③式两边平方得出结论。以下同预案一
预案三:三角换元法:


即 即
代入 式得                      
 
                 
以下同预案一
2.问一问
问题5 :焦点在 轴上的椭圆的标准方程是什么?
(由学生动手列式, ,引导学生观察焦点在 轴上与焦点在 轴上式子的差异,从而用类比的方法得到焦点在 轴上椭圆的标准方程)
如果椭圆的焦点在 轴上,其焦点坐标为 , ,用同样的方法可以推出它的标准方程
问题6:如何用几何图形解释 ? , , 在椭圆中分别表示哪些线段的长?
 
 
 
 
 
 
 
1.让学生由圆的标准方程的推导过程,类比的推导椭圆的标准方程。
 
2.椭圆方程不止一种,建立的坐标系不同,椭圆方程的表达形式也不同,在高中阶段只掌握焦点在坐标轴上的椭圆的标准方程。
3.进一步熟悉用坐标法求动点轨迹方程的方法,掌握化简含根号等式的方法,提高运算能力,养成不怕困难的钻研精神,感受数学的简洁美、对称美
4.数形结合的思想的灵活应用,进一步深化巩固数学思想方法
做好准备,以备个别学生想到此种方法
四、课堂探究
探究一:判断分别满足下列条件的动点 的轨迹是否为椭圆
(1)到点 和点 的距离之和为6的点的轨迹;(是)
(2)到点 和点 的距离之和为4的点的轨迹; (不是)
(3)到点 和点 的距离之和为3的点的轨迹; (不是)
(4).已知椭圆的标准方程为 ,请填空:a=_____,b=_____,c=_____,焦点坐标为_________________,焦距等于_________.
 
探究二:判定下列椭圆的标准方程在哪个轴上,并写出焦点的坐标
(1) ;(在 轴上,焦点为 , )
(2) ;(在 轴上,焦点为 , )
(3) 。(在 轴上,焦点为 , )
 
 
1.巩固椭圆的定义
2.通过本题的练习,使学生能加深椭圆的焦距与标准方程之间关系的理解,同时会求标准方程的基本量,教学时应引导学生逐层深入,养成求椭圆标准方程先看焦点位置的良好习惯。
 
五、课堂小结
问题:这节课你学到了什么?请谈谈你的收获.
1.知识内容收获:一个定义(椭圆的定义);两个方程(椭圆的两种标准方程);及椭圆中 之间的关系。
2.学习过程收获:①巩固了动点的轨迹方程的求法;②通过推导椭圆的标准方程的过程,学会了两个根式相加的式子的化简方法,同时提高了自己的运算能力。
3.数学思想和方法:数形结合思想;转化化归思想;分类讨论思想。
目的:培养学生的概括总结能力
六、课后巩固练习
1.课后思考:当把椭圆的两个焦点合二为一了后,得到的图形是什么?你能总结出什么样的规律?
2.书面作业:
课本 练习2:   1, 2, 3
是对本节课新知内容及学习方法的巩固,同时启发学生思考,让学生更有兴趣继续研究椭圆
七、板书设计
椭圆及其标准方程
一、画椭圆
 
 
 
 

二、定义:
 
注明:①若 ,则点的轨迹不存在;
②若 ,则轨迹为线段
三、椭圆的标准方程
焦点在 轴上时,
 
焦点在 轴上时,
 
 
 
 
 
八、设计感想
上本节课前本人阅读了大量圆锥曲线的知识,对各种不同的椭圆定义引题进行了分析比较,通过各位同事耐心的指导和多次的讨论,最终采用了以现实生活中椭圆的应用引入,充分展现了知识的形成过程,有利于学生自主探究与创新意识的培养。但在设计过程仍遇到很多我无法解决的问题,比如如何将圆锥曲线背景知识融入到课堂;如何用几何画板将纸张的翻折更形象的演示等等。如何加以改进,这是在后续教学中需要思考的问题。这也反映了我在新课程面前的不足,认识到教师自身专业发展与能力提高的重要性与紧迫感;认识到新课程下的教师不再是静态的蜡烛、明灯抑或是航标,而是一名充满激情的主持人,一名锐意进取的先行者这样一个角色的转换;认识到新课改的成功要从我做起,从现在做起!
 

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