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【摘要】诱导公式是三角函数中的重要内容之一.由于教材的不同,教法的编排也有所不同,这就导致教师在备课及教学过程中产生不少困惑.本文结合实际教学经验,从教材、教法两方面对诱导公式的教学进行了比较,提出了一些个人的观点和建议.
【关键词】三角函数;诱导公式;教材;教学方法
诱导公式是中等职业学校广教版数学必修下册第六章“三角函数”或人教版数学(提高版)第一册第七章“三角”中的内容.诱导公式是三角函数变换中最重要、最基本的公式,在求某些特殊角三角函数值、化简和证明恒等式中起到至关重要的作用.
但是三角函数诱导公式烦多,形式相似,而且有些要添加负号,有些要改变函数名称,对于职业中学的学生来说,要记住这些公式是一件极其困难的事情,更谈不上应用.因此,学生在应用公式解题时,常觉得模棱两可,似是而非,甚至无从下手.笔者用过上述两套教材,其内容的安排和教法都有所不同.下面通过对教材内容、教法进行比较,谈谈本人对诱导公式实际教学方法的一些见解.
一、教材内容、教法的比较
1.教材内容分析.人教版诱导公式分为四大组,分别是α与α k·2π(k∈ Z),α与-α,α与α (2k 1)π(k∈ Z),α与 π[]2 ±α的三角函数的关系,这与广教版的基本相同,但是人教版的诱导公式略为精简,公式以方框出现的有5组,而广教版的有8组.人教版诱导公式最后一大组中,还补充了正切、余切函数的公式,而广教版的没有.这说明人教版的教材内容较全面,公式更精简,难度更大更深一些,适合中上等层次的学生学习,广教版的则恰相反.但是,在职业中学的实际教学中,同一个年级,不论各班的基础好坏,统一用同一种教材.对于人教版教材,数学教师在备课时常常需要为基础差的班级调整教学进度,降低内容难度,删减练习,而学生还是会无所适从,觉得比较混亂,学习效果可想而知.
2.教材教法分析.在人教版中,利用诱导公式求某些特殊角的三角函数的准确值和化简时,几种方法混合在一起使用,显得比较杂乱.这些方法主要有:①直接利用公式求解;②先把负角化正角,再利用公式求解;③先把绝对值大的角分解成α nπ(n∈ Z)的形式,再利用公式求解.这些方法都采用了从左至右利用公式求解的传统解法.下面分别列举人教版课本上出现的求三角函数值的例子说明(弧度制角).
这两种解题方法同时出现,而且没有给出相应的提示.学生的基础本来就差,在这时往往就会混淆公式,不懂得该用哪种方法解类似的题目.
而在广教版的教材中,关于诱导公式的应用则采用了统一的一种方法,就是从右至左利用公式先把角的绝对值化小,再按照 “正弦余弦,±π变号,±2π不变;正切,±π都不变”的规律来解题.还是以上面人教版的前三个例题为例说明具体的解题过程有何不同.
与人教版的多种解题方法比较起来,这种解题方法的优点是:(1)操作简便统一.不管所给角的正负与大小,只需按“正角减去π的倍数,负角加上π的倍数”的规律,变号与否根据函数名称即可.(2)减少了对诱导公式的记忆.计算过程中只是有时用了α与-α这组公式,不必硬套课本公式.
通过以上对两种教材的比较,会发现在内容编排方面,人教版的内容较全面,难度更深,比较适合基础较好的班级学习,而广教版的比较适合其他类班级(如数控班)学习.从教法上来说,人教版的相对落后,变化多样,晦涩不清;广教版的简便易用,条理清晰,更具可操作性,更符合职业中学学生的学习特点.
二、对实际教学方法的探索
对于这两种教材中的诱导公式的教学方法,不同的任课老师有不同的选择.笔者认为,不管用的是哪套教材,若都选择广教版的教法,学生会更容易掌握.本人首次使用人教版教材时,当所有的公式讲完了,发现不但自己教得累,学生也掌握不牢.虽然总结了公式的规律,编了口诀,每节课都在复习公式,但在解题时,学生还是前学后忘,连成绩较好的学生也大呼公式太多,不易记牢,不能熟练应用.
当我使用广教版的教法讲完诱导公式这节课时,就发现教学效果明显要比以前好很多.不过,本人在教学过程中也遇到不少困惑,在经过不断反思后,教学思路变得逐渐清晰,现将个人的教法小结如下.
1.掌握旋转角的特点——角α按逆时针或顺时针旋转n圈后得到的角的终边相同.这个知识点为后面学习第一组诱导公式做了铺垫,即终边相同的角的同一三角函数值相等.这组公式可用一句话说明:一个角加上或减去360°(2π)的整数倍,三角函数值不变.教师利用公式讲解例题几次,学生就能轻松掌握了.后面在推导α±π这组公式时,可引导学生思考:角α旋转n圈都不会改变函数值,那么如果旋转半圈180°(π),角α的四个三角函数值是否改变符号呢?
2.重点掌握α与-α,α与 π[]2 ±α这两大组诱导公式.前一组公式在函数求值与式子化简中经常用到,所以特别重要.而后一组互余公式,一般只用于式子化简,有涉及计算的都可以用α±π这组公式来代替.
例7 计算tan 135°的值.
但由于公式要互相改变函数名称,还要根据象限来判断函数值的符号,相对复杂,比较难掌握,所以要下功夫记住.当然,学习这两组公式时也不必逐一死记硬背,可以寻找规律来帮助记忆,下面说明其方法.
综上所述,学生只要掌握了α与-α,α与 π[]2 ±α这两大组诱导公式后,理解其余诱导公式的规律,在解题过程中就可免去记忆公式之苦,也不必将所有的角先判断所在的象限再确定函数值的符号,减少了计算环节,降低了难度及出错率,从而在一定限度上可以提高中职数学教学质量.
【关键词】三角函数;诱导公式;教材;教学方法
诱导公式是中等职业学校广教版数学必修下册第六章“三角函数”或人教版数学(提高版)第一册第七章“三角”中的内容.诱导公式是三角函数变换中最重要、最基本的公式,在求某些特殊角三角函数值、化简和证明恒等式中起到至关重要的作用.
但是三角函数诱导公式烦多,形式相似,而且有些要添加负号,有些要改变函数名称,对于职业中学的学生来说,要记住这些公式是一件极其困难的事情,更谈不上应用.因此,学生在应用公式解题时,常觉得模棱两可,似是而非,甚至无从下手.笔者用过上述两套教材,其内容的安排和教法都有所不同.下面通过对教材内容、教法进行比较,谈谈本人对诱导公式实际教学方法的一些见解.
一、教材内容、教法的比较
1.教材内容分析.人教版诱导公式分为四大组,分别是α与α k·2π(k∈ Z),α与-α,α与α (2k 1)π(k∈ Z),α与 π[]2 ±α的三角函数的关系,这与广教版的基本相同,但是人教版的诱导公式略为精简,公式以方框出现的有5组,而广教版的有8组.人教版诱导公式最后一大组中,还补充了正切、余切函数的公式,而广教版的没有.这说明人教版的教材内容较全面,公式更精简,难度更大更深一些,适合中上等层次的学生学习,广教版的则恰相反.但是,在职业中学的实际教学中,同一个年级,不论各班的基础好坏,统一用同一种教材.对于人教版教材,数学教师在备课时常常需要为基础差的班级调整教学进度,降低内容难度,删减练习,而学生还是会无所适从,觉得比较混亂,学习效果可想而知.
2.教材教法分析.在人教版中,利用诱导公式求某些特殊角的三角函数的准确值和化简时,几种方法混合在一起使用,显得比较杂乱.这些方法主要有:①直接利用公式求解;②先把负角化正角,再利用公式求解;③先把绝对值大的角分解成α nπ(n∈ Z)的形式,再利用公式求解.这些方法都采用了从左至右利用公式求解的传统解法.下面分别列举人教版课本上出现的求三角函数值的例子说明(弧度制角).
这两种解题方法同时出现,而且没有给出相应的提示.学生的基础本来就差,在这时往往就会混淆公式,不懂得该用哪种方法解类似的题目.
而在广教版的教材中,关于诱导公式的应用则采用了统一的一种方法,就是从右至左利用公式先把角的绝对值化小,再按照 “正弦余弦,±π变号,±2π不变;正切,±π都不变”的规律来解题.还是以上面人教版的前三个例题为例说明具体的解题过程有何不同.
与人教版的多种解题方法比较起来,这种解题方法的优点是:(1)操作简便统一.不管所给角的正负与大小,只需按“正角减去π的倍数,负角加上π的倍数”的规律,变号与否根据函数名称即可.(2)减少了对诱导公式的记忆.计算过程中只是有时用了α与-α这组公式,不必硬套课本公式.
通过以上对两种教材的比较,会发现在内容编排方面,人教版的内容较全面,难度更深,比较适合基础较好的班级学习,而广教版的比较适合其他类班级(如数控班)学习.从教法上来说,人教版的相对落后,变化多样,晦涩不清;广教版的简便易用,条理清晰,更具可操作性,更符合职业中学学生的学习特点.
二、对实际教学方法的探索
对于这两种教材中的诱导公式的教学方法,不同的任课老师有不同的选择.笔者认为,不管用的是哪套教材,若都选择广教版的教法,学生会更容易掌握.本人首次使用人教版教材时,当所有的公式讲完了,发现不但自己教得累,学生也掌握不牢.虽然总结了公式的规律,编了口诀,每节课都在复习公式,但在解题时,学生还是前学后忘,连成绩较好的学生也大呼公式太多,不易记牢,不能熟练应用.
当我使用广教版的教法讲完诱导公式这节课时,就发现教学效果明显要比以前好很多.不过,本人在教学过程中也遇到不少困惑,在经过不断反思后,教学思路变得逐渐清晰,现将个人的教法小结如下.
1.掌握旋转角的特点——角α按逆时针或顺时针旋转n圈后得到的角的终边相同.这个知识点为后面学习第一组诱导公式做了铺垫,即终边相同的角的同一三角函数值相等.这组公式可用一句话说明:一个角加上或减去360°(2π)的整数倍,三角函数值不变.教师利用公式讲解例题几次,学生就能轻松掌握了.后面在推导α±π这组公式时,可引导学生思考:角α旋转n圈都不会改变函数值,那么如果旋转半圈180°(π),角α的四个三角函数值是否改变符号呢?
2.重点掌握α与-α,α与 π[]2 ±α这两大组诱导公式.前一组公式在函数求值与式子化简中经常用到,所以特别重要.而后一组互余公式,一般只用于式子化简,有涉及计算的都可以用α±π这组公式来代替.
例7 计算tan 135°的值.
但由于公式要互相改变函数名称,还要根据象限来判断函数值的符号,相对复杂,比较难掌握,所以要下功夫记住.当然,学习这两组公式时也不必逐一死记硬背,可以寻找规律来帮助记忆,下面说明其方法.
综上所述,学生只要掌握了α与-α,α与 π[]2 ±α这两大组诱导公式后,理解其余诱导公式的规律,在解题过程中就可免去记忆公式之苦,也不必将所有的角先判断所在的象限再确定函数值的符号,减少了计算环节,降低了难度及出错率,从而在一定限度上可以提高中职数学教学质量.