基于數(shù)學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的三角函數(shù)教學研究
作者:馮幸利
發(fā)布時間:2019-09-24 16:20:24 來源:陜西教育報刊社
數(shù)學核心素養(yǎng)包括以下幾個方面:數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模、直觀想象、數(shù)學運算、數(shù)據(jù)分析。中學階段是培養(yǎng)學生數(shù)學核心素養(yǎng)的一個重要時期,而三角函數(shù)就是一個很好的載體,本文將以三角函數(shù)為例對數(shù)學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進行闡述。
就高中三角函數(shù)這一內(nèi)容來說,是對初中所學銳角三角函數(shù)的繼續(xù),是在高中階段系統(tǒng)學習的又一個基本初等函數(shù),它既是對函數(shù)定義的進一步理解,又是對函數(shù)的周期性及函數(shù)思想的進一步深化,同時也是高考中重要的考核內(nèi)容。教學中,如何引導和培養(yǎng)學生從事物的具體背景中抽象出一般規(guī)律并進行歸納,逐步掌握形與數(shù)的結(jié)合,熟練應(yīng)用數(shù)學術(shù)語、數(shù)學符號進行運算,養(yǎng)成用數(shù)學的方法解決問題的良好習慣和品質(zhì)顯得尤為重要。三角函數(shù)這一內(nèi)容,很大一部分學生認為難:概念理解難、公式記不住、形與數(shù)結(jié)合不起來、運算無法下手等等。在教學過程中,通過對學生情況的長期分析,發(fā)現(xiàn)問題主要集中在以下幾個方面:
1.抽象問題具體化
三角函數(shù)是非常典型的周期函數(shù),學生對“周期”一詞理解不夠深刻。這時候我列舉古今中外大量實例,比如,我們學校每學期有二十周左右上課時間,為什么我們的課表上只有禮拜一到禮拜六?今天是你的生日,三百六十五天后又是你的生日。四季更替,六十年一甲子,時鐘轉(zhuǎn)動,日出日落等等實例,引導學生理解:一組事件或現(xiàn)象按同樣順序重復出現(xiàn),叫周期現(xiàn)象,其連續(xù)兩次所經(jīng)過的時間叫周期。再如,《角的概念的推廣》,同學們認為初中角已經(jīng)講得很完善了,現(xiàn)在講是不是重復?我們可以用大家已知的旋轉(zhuǎn)定義法,把圓規(guī)始邊固定終邊轉(zhuǎn)動(可以讓學生動手),這一過程中可以設(shè)問:如果剎車失靈會怎樣?顯然汽車旋轉(zhuǎn)會超過360度。那么再問:能超多少呢?同學們自然會想到既然能超,那么超多少就無法控制了。這樣,角自然就在同學們心中推廣到無限大。連續(xù)問:剛才我們是順時針轉(zhuǎn)動,那么自然逆時針也可以轉(zhuǎn)動呀!如何區(qū)分?(引入負角)很順利地就把角的范圍推廣到實數(shù)。再說明此時正負其實只表方向。
還有弧度制,同學們不理解“弧度”是咋樣來的,為什么能作為單位去度量,弧度制有什么好處?我們可以利用同心圓,利用相似知識,讓學生看清楚想明白無論大圓、小圓,只要它的弧長等于自己的半徑,那么它所對的圓心角就是不變的,也只有不變的東西才能作為單位去度量別人。那么引入弧度制以后,角的大小就可以用實數(shù)來表示。
2.形與數(shù)的結(jié)合
形數(shù)結(jié)合是中學數(shù)學的基本思想,在學習過程中不少學生對此領(lǐng)悟不深導致不能很好應(yīng)用。第一,在三角函數(shù)教學過程中我們要貫穿這種思想,比如,在介紹任意角的三角函數(shù)時,我們緊密結(jié)合圖形(圖略)讓學生看清楚點M(x,y),OM=r(r>0),那么依據(jù)相似原理,任意角的三角函數(shù)值與點M的位置無關(guān)。第二,就此我們可以讓學生自己說出各象限角的三角函數(shù)值的正負特點。第三,對于三角函數(shù)圖像,我們最好不要用ppt或投影儀直接給出,最好用傳統(tǒng)的平移三角函數(shù)線或其他方式,用描點連線法逐步畫出。在此過程中,隨著老師的操作和講解,學生也可以有一個思考和模仿過程,這樣可以加深學生的印象,體會操作流程,同時起到培養(yǎng)學生動手能力的作用。
3.熟練運算
數(shù)學中的熟練運算建立在具有良好計算習慣和對公式的準確記憶基礎(chǔ)上。平時大家常說“背公式”,好像公式都要死記硬背。其實數(shù)學公式光靠死記硬背是不行的。在介紹完有關(guān)概念后,對于公式(大部分)的得出數(shù)學老師要給出板書推導,讓學生不僅知其然更知其所以然。比如誘導公式,我們要通過“形”,讓學生理解π+a,π-a與a的關(guān)系,自然就理解了它們與三角函數(shù)值之間的關(guān)系,也就是所謂的“函數(shù)名不變,符號看象限”。也只有公式記憶深刻學生才可能熟練運算。
4.充分想象
關(guān)于這一點,在求三角函數(shù)最值、周期、單調(diào)區(qū)間時表現(xiàn)最明顯。例如,求y=Asin(ωx+[?]) 單調(diào)區(qū)間時,不少學生提出y=sinx中的x與y=Asin(ωx+[?])中的x不是同一個嗎?為什么范圍不一樣?這里要告訴學生都寫x是函數(shù)自變量的習慣寫法,其實ωx+[?]整體上相當于y=sinx中的x,顯然它們的范圍是不同的。
總之,數(shù)學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個長期的過程,我們只有在日常教學過程中依據(jù)數(shù)學規(guī)律和學生實際情況適時調(diào)整方法,才能逐步培養(yǎng)好學生的數(shù)學核心素養(yǎng),才能使學生養(yǎng)成良好的數(shù)學思維方式,為學生進一步學
習和在實踐中應(yīng)用數(shù)學的方法解決問題打好基礎(chǔ)。
作者單位 陜西省榆林市第十二中學



