訚 剛
三角函數(shù)這部分內(nèi)容是高中數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)內(nèi)容,是高考的重點(diǎn),也是高考的熱點(diǎn)。三角函數(shù)的問題一般都為基礎(chǔ)題,對于文科生來說三角函數(shù)這部分內(nèi)容在高考中是得分點(diǎn)。因此控制教學(xué)難度、深度和廣度,做好教學(xué)策略,對文科生數(shù)學(xué)高考成績提高有著至關(guān)重要的作用??v觀全國卷近五年高考數(shù)學(xué)(文科)試卷中三角函數(shù)試題分析,三角函數(shù)的試題是一個(gè)小題和一個(gè)解答題或者直接是兩三道小題。小題屬常規(guī)題型,解答題都在解答題第一題的位置,分值共20分左右。三角函數(shù)的問題屬中等或容易,試題難度不大,易出現(xiàn)課本中的題型。在高考中,三角函數(shù)問題相對文科生來講是得分的知識點(diǎn)。本文著重分析文科生在三角函數(shù)知識的學(xué)習(xí)上存在的障礙,并結(jié)合實(shí)踐提出的教學(xué)對策。
根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)和高考大綱的要求,做好教學(xué)策略。高考考試大綱的說明:1、了解任意角的概念、弧度制;2、了解弧度制的概念,能進(jìn)行弧度與角度的互化;3、理解任意角三角函數(shù)的定義;4、能利用單位圓中的三角函數(shù)線推導(dǎo)出的正弦、余弦、正切的誘導(dǎo)公式,能畫出y=sinx,y=cosx,y=tanx 的圖像,了解三角函數(shù)的周期性;5、理解正弦函數(shù)、余弦函數(shù)在區(qū)間[0,2π]上的性質(zhì)(如單調(diào)性、最大值和最小值以及與x 軸的交點(diǎn)等)。理解正切函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性;6、理解同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式:sin2x+cos2x==tanx;7、了解函數(shù)y=A sin(ωx+φ)的物理意義;能畫出y=A sin(ωx+φ)的圖像,了解參數(shù)A,ω,φ對函數(shù)圖像變化的影響;8、了解三角函數(shù)是描述周期變化現(xiàn)象的重要函數(shù)模型,會用三角函數(shù)解決一些簡單實(shí)際問題。在新課標(biāo)的要求中三角函數(shù)很多知識做了刪減,難度也降低了。教學(xué)內(nèi)容的變化:1、六個(gè)三角函數(shù)名,只保留正弦、余弦和正切三個(gè);2、同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式只限于兩個(gè),少了一個(gè)tan α ?cot α=1;3、原教材中已知三角函數(shù)值求角在新教材中已消失;4、刪除了角的反三角函數(shù)表示;5、增設(shè)了三角函數(shù)模型的簡單應(yīng)用;6、在例題和習(xí)題中削弱了復(fù)雜的三角恒等變換。
在這種背景下,教師降低教學(xué)難度,對于文科生更是要抓好基礎(chǔ)題目。因?yàn)楦呖既窃囶}的生長點(diǎn)多出現(xiàn)在課本上,因而教師一定要高度重視課本,并且善于挖掘課本。充分發(fā)揮教材中典型例題和習(xí)題的作用,從教材中挑選出比較典型的例題、習(xí)題,并能讓學(xué)生以課外作業(yè)的形式把它們做一遍的話,那一定會受益匪淺。
同時(shí)教師也要控制好教學(xué)廣度,不要隨意拓寬知識點(diǎn),使學(xué)生學(xué)習(xí)的難度加大。例如教材對函數(shù)y=A sin(ωx+φ)的要求是A>0,包括例題和練習(xí)題中都是A>0。因此教師沒必要拓寬到A<0 的情況,講解有關(guān)A<0 的練習(xí)題。
要建立任意角三角函數(shù)概念,角的概念先擴(kuò)大,角的表示(過程的):正角、零角、負(fù)角,象限角,與角α 終邊相同的角,{β=α+k ?360°,k ∈Z} 到{β=α+2kπ,k ∈Z} 學(xué)生對角的概念的重新組織,整理成角度換成弧度的形式才更適宜后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
對文科生來講任意角三角函數(shù)的概念是抽象度很高的概念。任意角三角函數(shù)概念的教學(xué)設(shè)計(jì),可以在學(xué)生組織起銳角三角函數(shù)的概念,例如計(jì)算方法、定義域、值域、符號表示、有關(guān)結(jié)論(與點(diǎn)的位置的選取無關(guān))后,首先提供“坐標(biāo)系”作為腳手架,并引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突—“在坐標(biāo)系下,如何研究一個(gè)任意角的三角函數(shù)?”并以坐標(biāo)系為平臺,有層次的研究隨角的變化,即第一象限下的銳角(認(rèn)識研究方法的變化,以及符號表示的變化)到0-2π 范圍內(nèi)的角(認(rèn)識該范圍內(nèi)角的三角函數(shù)的表示方法,特別是值域的變化),不同象限下終邊相同的角(逐漸形成計(jì)算一個(gè)任意角的三角函數(shù)的操作過程)。
在學(xué)三角函數(shù)這部分內(nèi)容時(shí),很多學(xué)生反應(yīng)公式記不住。即便是老師把公式推導(dǎo)過程講的很詳細(xì)很細(xì)致,文科生也很難通過理解的方法記住公式,甚至很多文科生連0°-90°范圍內(nèi)特殊角三角函數(shù)值都沒記住。公式、特殊角三角函數(shù)值都沒記住的話,無論考試出什么樣的題目,文科生都做不了,就好比一個(gè)工人手上沒有工具,他怎么去工作。所以記住公式是解三角函數(shù)問題的前提。
針對文科生基礎(chǔ)知識薄弱的情況,老師大可不必要求他們從理解的角度去記憶公式,可以要求他們直接記。當(dāng)然在記的過程中可以找特點(diǎn),找規(guī)律。例如:六個(gè)誘導(dǎo)公式,我們可以總結(jié)成簡單的一句話“奇變偶不變,符號看象限”?!捌孀兣疾蛔儭北硎镜氖强慈呛瘮?shù)中的角度是的奇數(shù)倍還是偶數(shù)倍,如果是奇數(shù)倍,三角的名稱就變,正弦變余弦,余弦變正弦;如果是偶數(shù)倍,則三角名稱不變,之后有個(gè)符號看象限,看看所要求的三角值在哪個(gè)象限,遵循“一全正,二正弦,三正切,四余弦”,判斷三角函數(shù)的符號,理解性的記憶誘導(dǎo)公式,而不是死記硬背。
【例1】化簡
分析:對于誘導(dǎo)公式的化簡,我們只需要遵循奇變偶不變,符號看象限的原則逐個(gè)分析即可。sin(4π-α)我們先看前面的角度4π 是的8倍,那么8是個(gè)偶數(shù),所以之前的三角名稱不變,還是sin,又因?yàn)?π-α 在第四象限,而第四象限的正弦為負(fù)數(shù),所以前面添負(fù)號,這樣就能完成一個(gè)誘導(dǎo)公式的化簡
數(shù)學(xué)《新課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出:教師應(yīng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,向?qū)W生提供充分從事數(shù)學(xué)活動的機(jī)會,幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識與技能、數(shù)學(xué)思想和方法,獲得廣泛的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)。
因此對于三角函數(shù)這一章的教學(xué),老師應(yīng)該注重講練結(jié)合式數(shù)學(xué)教學(xué),老師在講解要詳略得當(dāng),所給練習(xí)要緊扣新課標(biāo)的要求,講和練要密切配合,重視調(diào)動學(xué)生動腦、動口、動手,使學(xué)生切身體會三角函數(shù)中公式的應(yīng)用以及三角函數(shù)值的計(jì)算等問題,激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生的求知欲、表現(xiàn)欲等特點(diǎn)得以釋放。同時(shí)在講練結(jié)合式教學(xué)中,通過學(xué)生的練可以強(qiáng)化對公式的記憶。
華羅庚先生曾指出:“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形少數(shù)時(shí)難入微;數(shù)形結(jié)合百般好,隔裂分家萬事非。”數(shù)形結(jié)合是中學(xué)數(shù)學(xué)中四種基本思想方法之一,是數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征。在解決數(shù)學(xué)問題時(shí),將抽象的數(shù)學(xué)語言同直觀的圖形相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)抽象的概念與具體形象的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化,是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的一條重要的數(shù)學(xué)原則。而轉(zhuǎn)化與化歸的思想方法則是將一些題目自身去進(jìn)行改造,使它變?yōu)榕c我們熟悉的題目,而且我們還可以通過轉(zhuǎn)化后形成一定的套路,按照一樣的方法去做就可以完成,這也是學(xué)生容易接受的一種思想方法。在三角函數(shù)中存在很多問題都可以將化歸思想和數(shù)形結(jié)合思想聯(lián)系在一起的。
(1)求ω 的值及函數(shù)f(x)的值域;
(2)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間.
分析:此三角圖形題,結(jié)論要求ω 的值以及函數(shù)的值域,首先必須通過化歸的思想方法將三角函數(shù)華為只含有一個(gè)三角的形式,然后通過圖像求解析式得出其中的ω,充分體現(xiàn)了化歸與數(shù)形結(jié)合的思想方法。這也是高考考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。
又由于正三角形ABC 的高為2 3,則BC=4
這例子就反應(yīng)出數(shù)形結(jié)合思想和化歸思想方法在三角函數(shù)這章的學(xué)習(xí)有著很重要的意義。而文科生在數(shù)形結(jié)合和化歸這個(gè)思想方法這方面很欠缺的。因此老師有必要耐心幫助文科生培養(yǎng)數(shù)形結(jié)合和化歸的數(shù)學(xué)思想。首先老師要教會學(xué)生畫圖,教會“五點(diǎn)畫圖法”??赡軇傞_始他們連描點(diǎn)都不會,但作為老師不能急,一點(diǎn)一點(diǎn)來,反復(fù)教反復(fù)練,直到會用“五點(diǎn)畫圖法”畫出三角函數(shù)在某一區(qū)間上的簡圖。這樣就會為三角函數(shù)后面的學(xué)習(xí)開個(gè)好頭。其次要求學(xué)生多看圖、觀察圖。提出問題讓學(xué)生從圖像中找答案,可能第一次不行,那老師要鼓勵加提示多來幾次,慢慢的他們就會提高看圖的能力了。幫助文科生建立起數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,不僅對于三角函數(shù)的學(xué)習(xí)有好處,而且對于學(xué)好高中數(shù)學(xué)都有著很大的幫助。
三角函數(shù)可以與其他知識形成密切的融合,可以將三角函數(shù)與我們的物理知識很好的融合起來,實(shí)現(xiàn)物理與數(shù)學(xué)的結(jié)合。在高中數(shù)學(xué)中,三角函數(shù)可以與向量,數(shù)列,不等式等知識點(diǎn)聯(lián)合起來,運(yùn)用三角函數(shù)以外的知識點(diǎn)來解決三角的實(shí)際問題。例如三角函數(shù)與平面的向量的綜合主要體現(xiàn)為交匯型,交匯性主要體現(xiàn)在:三角函數(shù)恒等變換公式、性質(zhì)與圖象與平面的向量的數(shù)量積及平面向量的平行、垂直、夾角及模之間都有著不同程度的交匯,在高考中也是一個(gè)熱點(diǎn).
【例3】已知向量m=(cosx,sinx),n(2 2 +sinx,2 2 -cosx),函數(shù)f(x)=m?n,x ∈R
(1)求函數(shù)f(x)的最大值
分析:此題的關(guān)鍵是要先求出函數(shù)的解析式,只有求出了解析式,才能運(yùn)用化歸思想轉(zhuǎn)化成只含有一個(gè)三角名稱的解析式,繼而求出最大值。而第2 問中就要進(jìn)行轉(zhuǎn)化,將轉(zhuǎn)化為前面有的角度去求
所以f(x)的最大值為4
總之,三角函數(shù)的學(xué)習(xí),特別是對文科生來說至關(guān)重要。文科生掌握了三角函數(shù)的學(xué)習(xí)和練習(xí),相信在高考中得到三角函數(shù)的分?jǐn)?shù)應(yīng)該不成問題,我們相信經(jīng)過廣大老師和文科生的共同努力,三角函數(shù)必將成為文科生打通高考成績制勝之路的法寶。