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高中数学三角函数教学策略初探

2022-07-13陈敬琪

广东教学报·教育综合 2022年79期
关键词:一题多解数学思想基础知识

陈敬琪

【摘要】三角函数是高中数学教学和学习的重要内容,是高考的必考知识点,它可以和很多知识点相结合,综合考查学生的数学能力,是数学学习和应用的基础。采取科学有效的教学策略,可以提高教学效率和学生学习效率。

【關键词】高中数学;基础知识;一题多解;数学思想

三角函数是高中数学教学和学习的重要内容之一,同时也是高考考查的重点内容之一。高中数学人教2019版教材设计指出:通过三角函数的概念,性质和应用等内容的学习,提升数学学科核心素养。学生通过三角函数的学习,可以提高他们的思维能力、解决问题的能力和运算能力,对后面的数学学习具有积极的促进作用。三角函数的概念相对抽象,难度较大,公式繁多且公式之间有存在一些关联性,学生在学习过程中会遇到很多困难,如:对诱导公式、两角和差公式、倍角公式的公式的记忆时常记混,不能明确应用哪些公式去解题的情况司空见惯。因此,探究科学有效的三角函数教学策略是一个重要的课题。笔者结合自己的教学经验,对提高三角函数的教学效率和学生学习效率提出自己的见解。

一、注重基础知识的培养,增强学生的信心和兴趣

基础知识是最基本的知识技能,扎实的基础是学习前进的根源。三角函数的概念、公式和性质是繁杂的,学生在学习的过程中比较容易出现理解不清晰,公式混记等困难,而这些繁杂的概念、公式和性质恰恰是三角函数学习的基础,是之后学习、应用的前提基础,只有掌握其中的实质,领悟各知识点之间的关联,才能在具体的应用解题过程中,灵活恰当地选取对应的知识点进行解题。因此,教师要注重对学生基础概念、公式、性质理解的培养,只要学生觉得,公式虽多,但有规律易记,知识似曾相识,就有兴趣继续探讨研究,才越学越有信心,越有兴趣。所以,对基础知识的培养,不仅仅是通过牢记公式,多做练习来巩固,也要在学习过程中给予适当的方法指导,同时还要关注高考,有的放矢进行教学,避免出现难题偏题等,帮助学生总结,发现规律,把书读薄。

例如,在探究学习三角函数的值在各个象限的符号问题时,我们有这样的结论:在第一象限的角,三角函数值都是正的;在第二象限的角,只有正弦的值是正的,余弦和正切的值是负的;在第三象限的角,只有正切的值是正的,正弦和余弦的值是负的;在第四象限上的角,只有余弦的值是正的,正弦和正切的值是负的。这时我们可以把结果总结为“一全正,二正弦,三正切,四余弦”12个字,这样,相信学生更易记住这个结论,也记得牢固。

又如,在探究三角函数的性质的时候,可以引导学生类比之前学习指数函数、对数函数的性质时的方法来进行发现学习。这样一来,学生马上就会想到可以用函数的图像来研究三角函数的性质。有了之前的学习经验,性质总结起来熟门熟路,得心应手。

二、适当应用“一题多解”的方法, 巩固新旧知识,锻炼学生思维

虽然三角函数的题型众多且灵活多变,但万变不离其宗,基本是围绕着三角函数的基本公式,性质来变化的,所以也不是一味地多做题就能达到巩固知识的目的,应当采取有针对性的练习来提高学生的学习效率,跳出题海战术。笔者认为,在三角函数的习题教学中,可适当采取“一题多解”来训练提高。所谓“一题多解”是指就同一个题目而言,从不同的角度、不同的方位去思考分析问题的关系,用不同的方法求得结果的思维过程。通过“一题多解”可以引导学生从不同角度、多方探索解决问题,既巩固了新旧知识,又锻炼了学生思维的灵活性和广阔性。

例如,已知且,则的值为______.

解法一:   由及sin2α+cos2α=1,可得,.

于是有.

解法二:  由,可得sin α-cos α=.

将上述等式的两边平方,可得.

于是有.

因为,所以,

所以.

对于解法一,由及sin2α+cos2α=1联立方程,求出sin α,cos α的值,进而代入化简求值,是最易想到的,也是最常规的方程思想解法。(下转第23版)             (上接第22版)对于解法二,通过所求结果化简及已知条件变形得sin α-cos α=,通过观察发现:sin α+cos α,sin α-cos α,sin α cos α三者之间的互相转化关系演变而来的解法,除了熟练公式的变形,还回顾了旧知识。

又如,已知R,,则tan2 α=____.

解法一:∵, ∴ .

∴或

∴或3 ,∴  .

解法二:由两边平方得.

所以有

左边式子分子分母同时除以cos2α,化简可得.

所以 或3,所以.

解法三:因为,

所以猜想取特殊值:,

所以3,所以.

解法一是最常规的方程思想解法;解法二是通过变形,构造分母为“1”与sin2α+cos2α=1联系起来,进而进行弦切互化求值的过程,两种解法各自从不同的方向考虑解题,但是都是围绕着同角三角函数两个关系式进行变形应用。另外,这是一道填空题,还可以根据条件,引导学生进行联想猜想特殊值,进行求解,进而有了第三种解法:特殊值法。

这样,通过“一题多解”的训练,不仅促使学生理解各个知识点之间的联系,从不同角度思考发现问题,解决问题,从中也学到解决问题的常见思想方法,巩固了所学知识,也锻炼了学生思维的灵活性和广阔性,提高了思维的品质。

三、注重数学思想和一般方法的渗透和引导,提高学生的数学能力

三角函数中蕴含着丰富的数学思想和一般方法。例如在新人教2019版高中数学第一册课本第183页例题6中,利用已知条件,和同角三角函数的两条基本关系式,求出cos α和tan α的值,利用关系式知一求二,这就蕴含了函数方程的思想,又因为sin α=<0,所以α是第三或第四象限角,因此要分两种情况求出cos α和tan α的值,在解题过程中又体现了分类讨论思想的应用。又如,课本第225例题8,在解答过程中,课本提到:“证明用到了还愿的方法。如把α+β看作θ,α-β看作φ,从而把包含α,β的三角函数式转化为θ,φ的三角函数式。或者,把sin α cos β看作x,cos α sin β看作y,把等式看作x,y的方程,则原问题转化为解方程(组)求x。它们都体现了化归思想。”又如,在学习三角函数的性质中,课本类比一般函数性质的探究方法引出三角函数性质的探究思路,学习过程中,始终引导学生用类比的方法,数形结合的思想来总结三角函数的性质。

这些类比,特殊化,化归等方法都是研究数学的一般方法,在教学时,要注重引导学生学习这些方法,形成良好的思维品质,为之后的数学学习打下良好的基础。要引导学生分析问题和解决问题,培养学生独立思考和创新的能力,在数学问题的探索过程中,发现并领悟蕴藏在数学问题中的一般规律,形成数学思想方法,并且熟练地掌握它们。从而逐步实现让学生从懂得“会模仿做”到懂得“会怎么想”的转变,学会独立、主动地去获取知识,探索新知识,提高学生的数学能力。

总之,三角函数是高中数学教学和学习的重要内容,是高考的必考知识点,它可以和很多知识点相结合,综合考查学生的数学能力,是数学学习和应用的基础。在教学时,要注重基础知识的训练,避免引入难题、偏题、怪题,既增加了不必要的学习负担,又打击了学生的学习信心和兴趣;要适当一题多解,帮助学生总结方法规律,避免题海战术,浪费大量时间精力;注重数学思想和一般方法的渗透和引导,着重培养学生分析问题和解决问题、独立思考和创新的能力,加强运用数学思想方法的意识。

参考文献:

[1]蔡小雄.更高更妙的高中数学一题多解与一题多变(第二版)[M].浙江大学出版社,2018.

责任编辑  胡春华

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