相信学生,让学生的生成超越老师的预设

学习的乐趣和动力。

关键词:课堂教学两圆方程;相信学生

教师应认真备课,精心预设,但更应相信我们学生他们有这个能力,他们的生成可以超越我们预设,形成别样的教学风景线。在最近一年的教学中我经历了多次“出我意料”,体验了学生生成的能力。

一、 我的经历。

在练习册《优化设计》必修二第77页关于圆系方程的结论:若圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0与圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0相交,则两圆方程相减就得到两圆公共弦所在的直线方程即(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0。

老师问:你们能用哪些方法证明这个结论?

学生1:可以联立两圆方程,求出交点坐标,再用两点式即可求得;但这样计算量比较大。

老师:这是一种常规方法,可行。但却较繁琐。有没有其他同学有更好的方法?

大家都投入到思考中,教室一片寂静。过了二、三分钟,学生2举了手。

学生2:其实不用这么麻烦,联立两圆方程后,我们可通过加减消元法得到(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0很明显,我们会联立一个圆的方程直线方程,即x2+y2+D1x+E1y+F1=0(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0,而这两点很显然会满足这条直线方程,另一方面两点确定一条直线。所以这就说明直线(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0就是所求。

老师:很好!他从存在性与唯一性两个方面来证明了这个结论,确实是一种较好的方法!(掌声四起!)。

学生3:但我觉得这有问题

老师:为什么?

学生3:因为只要两圆方程不完全相同,不管这两圆相离相切还是相交,两圆方程相减就会得到一条直线方程,那怎么解释这条直线?另如果只給两圆的一般方程,这两圆的位置关系也不好判断,虽然这个结论有说这两圆相交。

老师:很好!考虑得很周到!当然,这个结论是针对具体的圆的方程而言的,在这种情况下,两圆的位置关系就好定了!大家鼓励鼓励!(掌声四起!)。

我本想就此结束,进行应用训练,这时学生4有了疑问;。

学生4:顺着学生3的想法,我们能不能来证明这条直线方程与这两圆之间有何联系呢?

我心中一惊,虽然也有几次想起要来证明,但从来没有去深究过这个问题;怎么办?是就此打住,还是继续?我在心中思量着,由以往几次的经历及我对自己学生的理解和把握,决定相信学生,尝试一下,说不定又会有意想不到的收获。

老师:这位同学质疑得非常好;老师我也一直都没有去思考过这个问题,但我相信这个问题值得去研究研究,也相信你们能解决它!

学生4:应该从分类讨论的角度来入手,首先考虑相切的情况,这时这条直线会不会是两圆的公切线。

老师:怎么证?

学生4:只需验证两圆心到直线的距离都等于对应的半径即可,圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0到直线(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0的距离可表示为d1=(D1—D2)—D12+(E1—E2)—E12+F1—F2(D1—D2)2+(E1—E2)2,而圆C1的半径为r1=D21+E21—4F12,做到这里,学生面露难色,要证明d1=r1有难度。

学生5:可以再进行分类,考虑外切与内切,这样就可以增加条件,如外切时就可有条件D21+E21—4F1+D22+E22—4F2=(D1—D2)2+(E1—E2)2,学生往下算后发现计算量很大,也行不通。

这时,忽然学生6高兴地叫起来:“我想到啦!”并高高地举着手!同学们有的质疑,有的赶紧问:“你是怎么做的?”而有的仍在思考中。

老师:兴奋地说:“你来说说看。”。

学生6:我们应该从前面的解答中找到更好的解题思路;前面我们证明当两圆相交时,两圆方程相减就得到它们公共弦方程时,我们就没有去硬算,因为我们发现计算量实在是大;因而我们应从另一个角度来思考这个问题我们利用前面同学2的证明方法可知,不管两圆是相交还是相切,它们的交点或切点一定在直线(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0上。

学生6还没说完,很多同学就质问到:“为什么?”当我听到学生6的回答后,我也茅塞顿开,恍然大悟,心中一片激动!但我没有急于表达我的想法,只是安抚其他同学先静下来听同学来分析,并示意学生6继续。

学生6:前面同学2已证明了相交的情况,我就不再解释,我只说明相切的情况,如果两圆相切,那么这两个圆就只有一个交点,也就说明方程组x2+y2+D1x+E1y+F1=0(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0 只有一组解,显然这组解所对应的点在直线(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0上;直线与圆只有一个交点就说明这条直线与这个圆是相切的;同理也可说明直线与另一个圆也相切

同学们报以热烈的掌声,脸上都荡漾着成功的喜悦,并高声说:“小子,真不愧是数学才子!”我也对学生们投向赞许的眼光并鼓励:“我相信你们是最棒的!你们是一定会超越我的,毕竟我只考取了师大,而你们中的许多人都可以考取名校!加油吧!小年轻们!”。

正当大家沉浸在兴奋与喜悦中时,同学7淡淡地问了一句:“那当两圆相离时,为什么还是有这条直线?这条直线两圆的位置关系是怎样的?”大家的心境立即来了个大转弯,又重新投入到新的战斗中!我对这个问题也没有认真研究过,于是,我又把问题抛还给同学们:“这位同学提得非常好,的确两圆的位置关系有三大类,还有相离这种情况我们还没研究;为什么相离也还有这条直线?它与两圆的位置关系又如何呢?挖掘你们的智慧与潜力吧!”大家都陷入了思考中……(停顿了几分钟)。

有几个学生举手示意他(她)们想到了,于是我点名提问了一个平常较内向的女生。

学生8:腼腆地说:“其实这个问题在前面也已经证明了,因为当两圆相离时,联立两圆方程所得的方程组无解也就是方程组x2+y2+D1x+E1y+F1=0(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0无解,这就说明直线与圆C1是相离的,同理可证明直线与圆C2也是相离的。”(稍微停顿了一下,我以为她回答完了她想到的。)。

老师:大家对这位同学的回答表示赞扬!(掌声热烈)其实每个同学都有自己的独到之处,很多时候只要我们敢于去表达我们自己的想法,你就会发现其实我们和其他老师常表扬的学生一样优秀!平常较少发言的同学们,大胆尝试吧!你会发现当你敢于发言后你的世界变得更精彩!学生8示意她还想发言。

学生8:其实我发现这条直线不管它与这两圆的位置关系如何,这条直线两圆的圆心连线互相垂直。

老师:是吗?依据呢?(同学们中一部分也在疑问,一部分则很快就点头肯定了她的回答)。

学生8:因为两圆的圆心坐标分别为C1—D12,—E12、C2—D22,—E22,所以这两点连线的斜率为KC1C2=—E12——E22—D12——D22=E2—E1D2—D1;而直线(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0的斜率为Kl=—D2—D1E2—E1,所以KC1C2·Kl=—1即KC1C2⊥Kl;当然还得考虑当有一条直线的斜率不存在的情况结论仍然成立。不过,为了避免分类讨论,我们也可以求出直线C1C2的方程,C1C2:y——E22—E12——E22=x——D22—D12——D22(E2—E1)x—(D2—D1)y+D1E2—D2E12=0显然它与直线(D1—D2)x+(E1—E2)y+F1—F2=0是垂直的。

老师:很好,考虑得很全面,确实我们在学习数学的过程中,考虑问题一定要仔细与全面,尤其是对一些极端与特殊情况不能忘记。

二、 几点感悟与提升。

(一) 教师要努力营造出使学生敢于提问与质疑的氛围。

教育学家布鲁巴克说:“最精湛的教学艺术遵循的最高准则是让学生自己提出问题。”提出问题是探究性学习的最佳表现与创新的开始。所以,作为教师首先要在班级中培育出积极健康提问风气,只有这样才能为学生问题的意识的成长提供土壤、阳光与水分;进而让其生根发芽、开花结果。

(二) 教师的教学以“问题”为中心或载体是较好的一种教学方法。

只要有了问题学生就才有了思考的方向、讨论的载体与展示的机会;课堂也就自然“活”起来了。当然这种问题,不一定要是教师设计或提出的,学生提出的在很多时候或许会打破教师的预设,但也有可能会让我们大家都进入到教学或学习的另一种境界。

(三) 课堂教学是有艺术的,课堂教学质量的高低就取决于课堂教学激励的艺术。

精彩的课堂生成其实就是灵活应用好各种教学激励手段的过程;教学激励是否有效要看两个方面:一是是否有良好的师生关系;二是要看方法或手段的使用是否适当。

参考文献:

[1]陈禄胜.数学课堂教学激趣术[J].数学通讯,2014(8)下半月5—7.

[2]董入兴.意外探究,别样生成,不一样的精彩——“直线两点式议程”的教学[J].中学数学教学参考,2014(3)上旬13—15.

作者简介:

林志坤,福建省龙岩市,福建省長汀一中。

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