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三角函數(shù)是數(shù)學(xué)中屬于初等函數(shù)中的超越函數(shù)的一類函數(shù).它們的本質(zhì)是任何角的集合與一個比值的集合的變量之間的映射.通常的三角函數(shù)是在平面直角坐標(biāo)系中定義的,其定義域為整個實數(shù)域.另一種定義是在直角三角形中,但并不完全.現(xiàn)代數(shù)學(xué)把它們描述成無窮數(shù)列的極限和微分方程的解,將其定義擴(kuò)展到復(fù)數(shù)系.
一、如何掌握三角函數(shù)公式
掌握三角函數(shù)的基本公式是最重要的,同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中,由于隨著學(xué)習(xí)的深入,前面的公式掌握得不夠牢靠,導(dǎo)致了后邊的學(xué)習(xí)跟不上,這就是由于三角函數(shù)最基礎(chǔ)的公式掌握不夠造成的.如何彌補(bǔ)這個缺陷,最重要的還是要牢記公式,沒有別的辦法,只有熟記公式,才能在以后的深入學(xué)習(xí)中不至于被動.
倍角公式、半角公式、和差化積公式以及積化和差公式,是需要花時間和精力去掌握的,并且要經(jīng)常練習(xí),才可以達(dá)到運用比較熟練的地步.
二、掌握基本的解題規(guī)律
三角函數(shù)的題目有其基本的解題思路和過程,要掌握這些基本的方法,在高考中,三角函數(shù)的題目也無非就是這些內(nèi)容,不會偏離了這些基本的解題思路.對于題目,首先應(yīng)該觀察題目的基本敘述,了解清楚后,看適合于哪類三角函數(shù)的公式進(jìn)行解題,在解題過程中,對于自己運用公式的熟悉程度是一種考驗,一般是運用基本公式,將未知角變換為已知角求解;在最值問題和周期問題中,解題思路是合理運用基本公式將表達(dá)式轉(zhuǎn)化為由一個三角函數(shù)表達(dá)的形式求解.
對于常用的解題方法要熟練掌握,如數(shù)形結(jié)合法、代入檢驗法、特殊值法、待定系數(shù)法、排除法等.通過對這些方法的研究,使得學(xué)生不僅掌握這些方法,而且能夠舉一反三,同時,在應(yīng)用這些方法應(yīng)用時,可以做到綜合的運用,而不是單一的、片面的掌握.
舉例來說,學(xué)習(xí)某個函數(shù)肯定是先學(xué)習(xí)定義,而定義一般是用函數(shù)式來定義的,并且定義式中的參數(shù)一般會有一定的限制,如一次函數(shù)y=ax+b,a不為0.定義域優(yōu)先應(yīng)該說所有的老師都明白,但是應(yīng)用的時候就可能會忘記.事實上在方程與不等式的研究中也應(yīng)該有“定義域”優(yōu)先的原則,缺少了定義域就不是完整的函數(shù)的定義了.而函數(shù)的值域是由解析式與定義域唯一確定的,所以一般不寫,但它是研究的重點,研究的方法也非常多,并且不同的函數(shù)研究的方法不一樣.
三、比較法的學(xué)習(xí)
通過對函數(shù)的定義域、值域、奇偶性、周期性、圖像變換等的理解和掌握,把握三角函數(shù)的這些基本性質(zhì),與其他函數(shù)進(jìn)行比較,以達(dá)到比較法的學(xué)習(xí).函數(shù)的概念、性質(zhì)的相同、相似點以及它們之間的差異會給學(xué)生在學(xué)習(xí)中留下較深的印象.通過比較法的學(xué)習(xí),會加深對三角函數(shù)的理解和應(yīng)用.
三角函數(shù)具有自身的特點,要從兩個方面加以注意:一是三角函數(shù)的圖像及性質(zhì).函數(shù)圖像是函數(shù)的一種直觀表示方法,它能形象地反映函數(shù)的各類基本性質(zhì),因此對三個基本三角函數(shù)的圖像要掌握,它能幫助你記憶三角函數(shù)的性質(zhì).此外還要弄清y=Asin(ωx+φ)的圖像與y=sinx圖像的關(guān)系,掌握“A”“ω”“φ”的確切含義.對于三角函數(shù)的性質(zhì),要緊扣定義,從定義出發(fā),導(dǎo)出各三角函數(shù)的定義域、值域、符號、最值、單調(diào)區(qū)間、周期性及奇偶性等.二是三角函數(shù)式的變換.三角函數(shù)式的變換涉及的公式較多,掌握這些公式要做到如下幾點:一要把握各自的結(jié)構(gòu)特征,由特征促記憶,由特征促聯(lián)想,由特征促應(yīng)用;二要從這些公式的導(dǎo)出過程抓內(nèi)在聯(lián)系,抓變化規(guī)律,這樣才能在選擇公式時靈活準(zhǔn)確.同時還要善于觀察三角函數(shù)式在代數(shù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)名稱、角的形式等三個方面的差異,根據(jù)差異選擇公式,根據(jù)差異確定變換方向和變換方法.
四、有條理的歸納總結(jié)
三角函數(shù)的公式看起來非常多,甚至有些雜亂,讓初學(xué)者往往無從下手,也令很多學(xué)生在過了一段時間后,會忘記這些基本的公式.但仔細(xì)研究三角函數(shù)會發(fā)現(xiàn),其基本的公式是我們必須掌握的,任意角的轉(zhuǎn)化,掌握了誘導(dǎo)公式,就可以將任意角的計算轉(zhuǎn)化為0°~90°間角的三角函數(shù).從這方面看,三角函數(shù)的特點在于認(rèn)真地歸納總結(jié),即將一種較為復(fù)雜的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為基本的狀態(tài),或者將較為簡單的狀態(tài)進(jìn)行解決的過程.具體來說,我們表示函數(shù)習(xí)慣于用y=f(x)表示,其中x表示自變量,y表示函數(shù),f表示對應(yīng)關(guān)系.那么我們注意到:學(xué)習(xí)三角函數(shù)的過程中,初中就學(xué)習(xí)了三角函數(shù),但是沒有說什么是自變量,什么是函數(shù),只是在直角三角形中,定義了銳角α的正弦、余弦、正切.
教材是學(xué)校教育教學(xué)活動的基本依據(jù),是實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的主要載體,教材改革是基礎(chǔ)教育改革的核心,也是實施素質(zhì)教育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。當(dāng)前,我國高中數(shù)學(xué)教材已經(jīng)有多種版本,實現(xiàn)了一綱多本、教材多樣化的改革目標(biāo)。雖然各個版本高中數(shù)學(xué)教材都是按照《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》編寫的,但是由于編著者的經(jīng)歷、經(jīng)驗、環(huán)境不同,所編教材既有共性又有各自的特色和不足,教材實現(xiàn)了多樣化,但是各個版本的教材是否起到預(yù)期的教學(xué)效果?這就需要我們對各個版本教材做出細(xì)致的比較。為此,我們對人教A版與北師大版高中數(shù)學(xué)教材中函數(shù)概念部分做了比較研究,期望借此使我們的中學(xué)數(shù)學(xué)課程的編寫和教學(xué)能博眾家之長,優(yōu)勢互補(bǔ)。
1.兩版本教材函數(shù)章節(jié)序言的比較
在章節(jié)前言中,兩個版本的編者對函數(shù)在現(xiàn)實生活中的重要性都做了簡要的說明,都認(rèn)為函數(shù)模型和在社會、經(jīng)濟(jì)及其他學(xué)科中有著廣泛的應(yīng)用,而且函數(shù)與代數(shù)式、方程、不等式等都有密切的聯(lián)系,函數(shù)的思想也為我們在研究一些問題時提供了新的思路和方法。
在介紹函數(shù)模型和函數(shù)思想的重要性時,人教A版從為什么引入函數(shù)這個章節(jié),函數(shù)的意義和作用等方面做了主旨性的說明,其語句多用陳述性的語句,對函數(shù)章節(jié)的內(nèi)容和學(xué)習(xí)做了提綱挈領(lǐng)式的概括,對學(xué)生的函數(shù)學(xué)習(xí)和對函數(shù)的認(rèn)識方面起到了很好的指引作用。北師大版的語言風(fēng)格與人教A版相比較大不一樣,同樣的問題娓娓道來,更具親和力,又鼓舞人心,在學(xué)生明白學(xué)習(xí)的內(nèi)容、目的和意義的基礎(chǔ)上,對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,樹立學(xué)生的學(xué)習(xí)信心是很有幫助的。
2.兩版本教材函數(shù)部分內(nèi)容的比較
2.1從函數(shù)概念的引入比較
從函數(shù)概念的引入上,人教A版教材從一些具體的問題出發(fā),歸納出了一些變量關(guān)系式,再把變量關(guān)系是轉(zhuǎn)化為對應(yīng)關(guān)系式。在變量的刻畫上又用數(shù)集來表示,最后用歸納的定義很自然地引出了函數(shù)的概念,這樣學(xué)生可以把自變量、因變量這兩個集合等同起來看待,而把目光不再只集中在運動與變化上,無形中讓學(xué)生更深刻地體會出函數(shù)的抽象性,更容易建立函數(shù)的模型和領(lǐng)會函數(shù)的思想。北師大版的教材和人教A版相似,從具體的問題出發(fā)歸納出變量關(guān)系式,但是它在把變量關(guān)系式轉(zhuǎn)化為對應(yīng)關(guān)系式期間的銜接感覺不太明顯,概念的引入更人情化一些,而不是那么僵硬。
2.2例題的比較
在北師大版的教材中它介紹把變量關(guān)系式的例題分成了兩類,一類是函數(shù)關(guān)系式的例題,另一類是不是函數(shù)關(guān)系式的例題,而且這兩類的例題所占的比例基本上是一樣的。而人教A版中給出的都是正面的例子,也即都是可以表示成函數(shù)關(guān)系式的例題,它不太注重反例。在函數(shù)的引入和學(xué)習(xí)過程中,為了使函數(shù)問題簡單經(jīng)常要解釋函數(shù)的唯一性,如果大量介紹反例,就會讓學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗中的函數(shù)也分為兩類,這就不利于學(xué)生對唯一性的理解。還不如不要介紹反例,到了碰到哪些問題時再給予解釋。這樣學(xué)生看到的、學(xué)到的多數(shù)函數(shù)的結(jié)果都是單值,這對函數(shù)的結(jié)果的唯一性也容易接受。
2.3對定義域和值域引入的比較
人教A版中首先對初中時所學(xué)的四類函數(shù)做了一定的處理,用區(qū)間的概念做了界定和說明,之后才在集合的觀點下引入了定義域和值域的概念和表示。但是在北師大版的教材中只是對物理中的三個例子做了列舉,之后直接給出了定義域和值域的概念,讓人有空穴來風(fēng)的感覺,學(xué)生接受起來就有點不自然,不能很好地運用集合的觀點來理解定義域與值域。
2.4對兩版本教材蘊(yùn)涵的情感、態(tài)度和價值觀的比較
人教A版的知識呈現(xiàn)方式,從定義概念方面來看,它首先以生活事例為現(xiàn)實背景來觀察分析,再提出概念、定義,即生活背景—抽象概括—定義或概念這樣一種模式,這種由生活中引出知識的方式既符合學(xué)生的認(rèn)識水平,又能使學(xué)生真切地感受到數(shù)學(xué)是一門來自于生活的學(xué)科,從而使學(xué)生能更自然地思考生活中的數(shù)學(xué)。但是人教A版中有關(guān)定理的知識則是直接先給出,再證明,然后應(yīng)用這種模式,所以顯得很不自然,也不符合科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基本邏輯,難以激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣與內(nèi)部動機(jī),不能起到培養(yǎng)學(xué)生提出問題和發(fā)現(xiàn)問題的能力的作用。而北師大版的知識呈現(xiàn)方式是在定義、概念、定理方面,從例題出發(fā),提出問題,解決問題,通過直覺思維把感性認(rèn)識數(shù)學(xué)化,全程展現(xiàn)知識的發(fā)生過程,即問題提出——觀察思考——抽象概括——理解應(yīng)用——思考交流這樣的模式。”可以看出教材不論從前言還是正文,都把“問題意識”的培養(yǎng)放在了首位,從而得到有關(guān)概念、定理,比較適合學(xué)生知識構(gòu)建的規(guī)律,也就是從學(xué)生已有的知識經(jīng)驗出發(fā),找到了學(xué)生知識的“最近發(fā)展區(qū)”建構(gòu)新知識,這與課標(biāo)的理念也是一致的。
所以人教A版更給人以偏重學(xué)科本位思想的感覺,其首要目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生成為學(xué)科專業(yè)人才,而北師大版給人以偏重學(xué)生中心思想的感覺,它更強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)教育的大眾化需求和現(xiàn)實適應(yīng)性,這一教材更加適合大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí),但也可能無法滿足一些在數(shù)學(xué)方面有特長的學(xué)生的需求。
2.5兩版本教材思維方式的比較
從知識體現(xiàn)的整體思路來看,人教A版首先引入集合的概念,接著以三個具體函數(shù)的實例出發(fā),最后運用歸納的方法得出了在對應(yīng)觀點下函數(shù)的概念,引入定義域、值域的概念和函數(shù)的表示方法等。從這可以清晰地看出人教A版在函數(shù)知識的呈現(xiàn)和思維方式都比較明確,邏輯關(guān)系由于歸納法的運用也顯得很清楚。而北師大版的教材在引入了集合的概念之后,主要從正、反兩面刻畫出口變量間的依賴關(guān)系,最后引入在對應(yīng)觀點下函數(shù)的概念,定義域、值域的概念和函數(shù)的表示方法等,所以北師大版的教材在知識的呈現(xiàn)方式和思維方式上都不太明確,這也加大了學(xué)生對函數(shù)概念準(zhǔn)確理解的難度。
3.教材編寫和教學(xué)的建議
分層教學(xué)是針對不同基礎(chǔ)不同層次的學(xué)生提出不同的要求,通過分層次地實施教學(xué)達(dá)到不同層次的教學(xué)目標(biāo)。真正實現(xiàn):人人學(xué)有用的數(shù)學(xué);人人掌握必需的數(shù)學(xué);不同的人學(xué)不同的數(shù)學(xué),不同的人在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展。
3.1一綱多本、一地多本、分層教學(xué)
教材編制的基本原理,最重要的一點就是要面向全體學(xué)生。我國幅員遼闊,各地歷史文化背景不同,經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平不 平衡,因此對教材主張一綱多本。但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,一綱多本解決的是地區(qū)差異問題,還沒有解決地區(qū)內(nèi)學(xué)生個體差異問題。在編寫教材時,我們更應(yīng)該關(guān)注的是學(xué)生個體發(fā)展的差異,突出學(xué)生的個性發(fā)展,這種分層教學(xué)正是學(xué)生個體發(fā)展差異的必然要求,也是國家培養(yǎng)所需人才的客觀需要。但是一個教師,一本教材要做到面向全體學(xué)生幾乎是不可能的,教師怎樣能關(guān)注全體學(xué)生?因此,我們不但要做到一綱多本,還要達(dá)到一地多本,實行真正意義上的因材施教。不同生源層次的學(xué)校,能有不同的教材,才能兼顧一所學(xué)校,一個地區(qū)所有學(xué)生,這種分層教學(xué)才是真正意義上的大眾數(shù)學(xué)教育。
3.2教學(xué)建議
新課標(biāo)明確指出數(shù)學(xué)教育所追求的教育目標(biāo)是:人人學(xué)有用的數(shù)學(xué);人人掌握必需的數(shù)學(xué);不同的人學(xué)不同的數(shù)學(xué),不同的人在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展。學(xué)生對客觀世界的認(rèn)識是逐步深化的,升入高中后,他們認(rèn)識水平分化程度較高,如果學(xué)習(xí)的內(nèi)容保持不分化狀態(tài),就會阻礙學(xué)生認(rèn)識的正常發(fā)展。一地兩本的教材要求按照大眾數(shù)學(xué)教學(xué)的理念,而為分層教學(xué)組織教材。綜合前面對于人教A版與北師大版教材的比較分析,為此建議:在函數(shù)部分的教學(xué)時不僅要分層教學(xué),而且在函數(shù)概念的引入和學(xué)習(xí)時要讓學(xué)生感覺到順其自然,在這一點上人教A版邏輯性就比較強(qiáng),但是該版的語言和表述方式上卻沒有北師大版那樣貼近生活、富有情感。所以,教師在教學(xué)上要深研多個版本的教材,揚長避短,積極備課,從而找到一條適合教學(xué)改革的新路。
參考文獻(xiàn):
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[2]北師大版數(shù)學(xué)1[M].北京師范大學(xué)出版社,2008.4,第五版.
[3]中華人民共和國教育部.全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2001.
關(guān)鍵詞:APOS理論 函數(shù)概念 新課程
1、APOS理論研究綜述
APOS理論起源于杜賓斯基(E.Dubinskv)試圖對皮亞杰的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的“自反抽象”理論進(jìn)行拓展的一種嘗試。
APOS理論分別是由英文action(操作)、process(過程)、object耐象)和scheme(圖式)的第一個字母所組合而成,也是APOS理論的四階段模型。這種理論認(rèn)為,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,如果引導(dǎo)個體經(jīng)過思維的操作、過程和對象等幾個階段后,個體一般就能在建構(gòu)、反思的基礎(chǔ)上把它們組成圖式,從而理清問題情景,順利解決問題,這就是APOS理論。
目前APOS理論在國外比較盛行,已經(jīng)在很多方面得到了廣泛的應(yīng)用,諸如:函數(shù)概念,包括由Marilyncarlsom,Dubinskv,Guer-shonharel等人所做的研究;抽象代數(shù)問題,包括由Dubinsky,而Leron以及由Rumec中部分成員所做的工作;離散數(shù)學(xué)問題,如數(shù)學(xué)演繹、置換、對稱以及表示存在和所有的量詞;微積分問題;統(tǒng)計學(xué)中的問題。
2、新課程下高中函數(shù)概念的教學(xué)
高中函數(shù)概念教學(xué)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo):理解并真正掌握用集合的語言來刻畫函數(shù),體會對應(yīng)關(guān)系在刻畫函數(shù)中的作用;將函數(shù)作為一般對象去進(jìn)行研究或?qū)嵤┭菟悖瓿珊瘮?shù)概念的對象化并逐漸形成函數(shù)概念較為完整的圖式,從而在深層次上理解函數(shù)(重在理解函數(shù)思想)。
3、APOS理論對函數(shù)概念教學(xué)的應(yīng)用
第一,注重函數(shù)概念的現(xiàn)實背景和數(shù)學(xué)活動的開展。在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概念時,APOS理論強(qiáng)調(diào)學(xué)生首先需要處理的數(shù)學(xué)問題應(yīng)具有豐富的社會現(xiàn)實背景,并認(rèn)為概念的理解始于活動。因此,在進(jìn)行函數(shù)概念的教學(xué)時,教師應(yīng)注意概念產(chǎn)生的現(xiàn)實背景,精心組織學(xué)生開展數(shù)學(xué)活動,讓學(xué)生通過活動來獲得對概念的初步認(rèn)識。
普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·數(shù)學(xué)·必修I(A版),在函數(shù)的概念一節(jié)中安排了三個實例:(1)一枚炮彈發(fā)射后,經(jīng)過26s落到地面擊中目標(biāo).炮彈的射高為845m,且炮彈距地面的高度^(單位:m)隨時間t(單位:s)變化的規(guī)律是:h=130t-5t2。這個例子可以讓學(xué)生體會炮彈飛行時間t的變化范圍是數(shù)集A={t/0≤f≤26},炮彈距地面的高度h的變化范圍是數(shù)集B={h/O≤h≤845}。(2)近幾十年來,大氣層中的臭氧迅速減少,因而出現(xiàn)了臭氧層空洞問題(圖2)。
根據(jù)圖中曲線可知,時間f的變化范圍是數(shù)集A={t/1979≤t≤2001},臭氧層空洞面積s的變化范圍是數(shù)集B={s/O≤s≤26}。(3)“八五”計劃以來我國城鎮(zhèn)居民恩格爾系數(shù)變化情況(表1所示)。
根據(jù)上表,可知時間t的變化范圍是數(shù)集A={t/1991≤f≤2001,t∈N*},恩格爾系數(shù)y的變化范圍是數(shù)集B={y/37.9≤y≤53.8}。這三個例子,特別是后面兩個不但貼近學(xué)生的生活實際,而且讓學(xué)生通過對其語言描述與演算,從中抽象出數(shù)量關(guān)系。第二,重視函數(shù)概念的形成過程。APOS理論指出,個體是在“過程”中對“活動”進(jìn)行反省抽象,發(fā)現(xiàn)概念的本質(zhì)屬性。由此出發(fā),學(xué)生在函數(shù)概念學(xué)習(xí)的過程中,不但要給予他們實例,而且也要應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生去分析、歸納實例。而在此時,適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)學(xué)生思考:對于數(shù)集中的每一個x,按照某種對應(yīng)關(guān)系f,在數(shù)集B中都有唯一確定的y值和它對應(yīng)。記作f:AB。從而就可以試圖讓學(xué)生用集合與對應(yīng)的語言刻畫函數(shù),抽象概括出函數(shù)的概念。
第三,重視函數(shù)概念的對象化。APOS理論強(qiáng)調(diào),只有當(dāng)個體能夠把概念形成的過程視作一個新的對象,并進(jìn)行研究或靈活運用時,一個完整的理解才算真正成型。對函數(shù)概念而言,它只有在學(xué)習(xí)者頭腦中呈現(xiàn)出“過程——對象”一體化時,才算真正形成。因此,為了讓學(xué)生能夠更好的理解函數(shù)概念,須讓學(xué)生做到以下兩方面:一是研究函數(shù)的表示方法,即是從定義域內(nèi)任取一個值,唯一得到一個函數(shù)值,對應(yīng)地只能描出一個點,這使得學(xué)生可以很容易地把握對應(yīng)關(guān)系的特點;同時讓學(xué)生繪制函數(shù)圖像,這種方法使學(xué)生在函數(shù)的不同表示方法之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,豐富了學(xué)生對概念的認(rèn)識以及研究函數(shù)的性質(zhì)。二是通過對函數(shù)實施高層次的演算,讓函數(shù)概念在學(xué)生的頭腦中真正實現(xiàn)對象化。
第四,重視函數(shù)概念圖式的建構(gòu)。APOS理論指出,概念的建構(gòu)還要上升到“圖式階段”,即需要在知識的整體結(jié)構(gòu)中深化對概念的認(rèn)識和理解。首先建立起的是函數(shù)概念的結(jié)構(gòu)——包括函數(shù)概念的抽象過程、函數(shù)完整的定義、函數(shù)的具體實例、函數(shù)的形式化表示、一系列的子概念淀義域、值域、對應(yīng)法則等;在此基礎(chǔ)上,隨著學(xué)習(xí)的深入和知識的積累,不斷地加強(qiáng)函數(shù)概念與不等式、方程、數(shù)列、曲線、圖像等概念的區(qū)別和聯(lián)系,建構(gòu)起概念網(wǎng)絡(luò)。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);難點概念;調(diào)查研究
高中數(shù)學(xué)概念是思維的基礎(chǔ)形式,數(shù)學(xué)理念是數(shù)學(xué)思維的主要核心和起點,在可以掌控概念以及原理為核心目標(biāo)的高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,數(shù)學(xué)概念是我們學(xué)生時代開始認(rèn)知訓(xùn)練以及提升的基礎(chǔ),它對我們的大腦思維邏輯能力和空間想象能力等均起到較好的訓(xùn)練作用,同時,上述兩方面能力的提升均需要清晰的掌握和運用數(shù)學(xué)概念為主要前提。進(jìn)入高中之后,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要性不斷上升,對我們自身提出較高的要求[1]。
一、高中數(shù)學(xué)難點概念
對高中數(shù)學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)我們都有相同的體會,在對高中數(shù)學(xué)幾百個概念進(jìn)行學(xué)習(xí)時,有些重要的數(shù)學(xué)概念,在學(xué)習(xí)時很多都是感到難以理解或是思維邏輯打不開,因為,高中數(shù)學(xué)概念成為我們學(xué)習(xí)中的困難點之處。同時老師在對這些概念的進(jìn)行教學(xué)時也難以把握、難以突破,同時也成為我們在數(shù)學(xué)概念學(xué)習(xí)中的困難點,這樣的一些概念我們在課堂中都稱之為難點概念。高中數(shù)學(xué)中有哪些概念稱之為難點,不同的學(xué)生會給出不同的答案,并且在教師的心目中難點概念與我們學(xué)生心目中的難點概念也不相同,比較遺憾的是,直到至今仍然不清楚高中數(shù)學(xué)中哪些概念被教師和學(xué)生稱之為難點,而這正是我們進(jìn)行調(diào)查研究的動力。因此,我們在開展高中數(shù)學(xué)十大難點概念作為研究,試圖找到一致認(rèn)為的高中數(shù)學(xué)難點概念。
二、分析調(diào)查對象
為了確保調(diào)查工作能夠全面的進(jìn)行,準(zhǔn)確的體現(xiàn)出高中數(shù)學(xué)中的十大難點概念,我們對某地區(qū)的高中數(shù)學(xué)教材中所含的概念進(jìn)行全面的整理,其中整理的范圍包含了必修和拓展內(nèi)容一共6冊教材。調(diào)查對象需要填寫高中數(shù)學(xué)十大難點概念問卷調(diào)查表,主要包含的內(nèi)容為:(1)個人信息;(2)調(diào)查表列出的60個難點概念選出10個最難的難點概念;(3)簡單說明所選的10個難點概念的理由。
三、調(diào)查研究高中數(shù)學(xué)十大難點概念分析
(1)反函數(shù)概念
該數(shù)學(xué)概念文字表達(dá)敘述太長,并且涉及到符號比較多,其抽象度較高,我們在學(xué)習(xí)過程之中對其反函數(shù)概念理解本來就不夠透徹,經(jīng)過逆向后,‘任意’、‘唯一’的對象以及相關(guān)定義領(lǐng)域則全部顛倒。由于反函數(shù)的部分學(xué)習(xí)時間比較少,對反函數(shù)的單調(diào)性以及圖形性質(zhì)等都未能得到進(jìn)一步的學(xué)習(xí),難以形成理解。
(2)球面體距離概念
由于我們目前自身大腦思維并沒有曲面上距離的概念,對球面體距離的概念更是感到十分的陌生,從平面距離到球面體距離的思維跨度抽象度較高。經(jīng)過立體幾何數(shù)學(xué)刪減后,我們的思想空間逐漸下降,球面距離的圖形也難以畫出,找不到基本的圖像關(guān)聯(lián)。經(jīng)過數(shù)學(xué)教材指出,連接球面上的兩點路徑中,通過該兩點的大圓劣弧最短,但是未能通過物體表明,而且老師在教學(xué)當(dāng)中也難以敘述的更加明確,只能依靠我們自身的記憶。還有一方面是因為部分學(xué)生的地理科目交叉,很少有經(jīng)緯度的概念。
(3)曲線的方程概念
由于文字表達(dá)的較長,讀起來像繞口令,在方程一方程的結(jié)一點的坐標(biāo)一曲線的關(guān)系鏈中,方程的解與點的坐標(biāo)是一一對應(yīng),但是方程與曲線又不是一一對應(yīng),該概念的理解程度較高。有些符號是則是我們對于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)生涯之中第一次見,其含義并不是很明確,概念是從純粹性和準(zhǔn)確性的兩個方面進(jìn)行描述,但是后期的在求曲線的方程后,數(shù)學(xué)教材中標(biāo)注不要求給證明,從而導(dǎo)致我們較多的同學(xué)在對此進(jìn)行學(xué)習(xí)時都會以為這個數(shù)學(xué)概念純屬多余。
(4)數(shù)列表的極限概念
文字表達(dá)太長,符號以及抽象理解都讓我們感到陌生,在生活中極限概念與數(shù)學(xué)中的極限概念是完全不相同,對我們的學(xué)習(xí)極限概念形成很多的困擾,從而導(dǎo)致我們很難分清其中的區(qū)別。極限思想的形成大多都需要一個過程,但由于部分?jǐn)?shù)學(xué)課程時間較少,影響了我們的思維[2]。
(5)函數(shù)概念
一次性給出了函數(shù)、自變量、定義域、函數(shù)值等一些概念,使得我們在對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)時感到無從理解,對每個難點概念的符號理解都不能到位,對分段函數(shù)以及相關(guān)圖像表示并不熟悉。
(6)數(shù)學(xué)歸納概念
思維比較新穎,作為學(xué)生我們尚未沒有做好相關(guān)的心理準(zhǔn)備,采用有限的步驟驗證對無限個自然數(shù)都成立,讓我們較難接受以及理解。而且還有部分同學(xué)無法從歸納法的原理真正了解到方法,不會使用數(shù)學(xué)歸納法進(jìn)行證明。
(7)二面角概念
我們?nèi)鄙偎枷肟臻g,作不出二面角,部分同學(xué)將兩個半平面誤認(rèn)為兩個平面,無法理解二面角的大小為什么要用其平面角的大小衡量。
(8)反正弦函數(shù)概念
我們對之前的反函數(shù)概念就并不夠完全理解,對反正弦函數(shù)概念更加陌生,在同學(xué)的學(xué)習(xí)慣性里認(rèn)為,反函數(shù)是實數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系,而反正函數(shù)是實數(shù)與對角的對應(yīng)關(guān)系,很多同學(xué)想不到這么透徹[3]。
(9)參數(shù)方程概念
我們對于如何取參缺少思考方法,參變量的作用、地位以及意義有時看不清。與以往普通的方程互化時的等價性問題是個難點。
(10)沖要條件概念
我們對充分條件、必要條件的相對應(yīng)使兩者關(guān)系容易混,涉及的數(shù)學(xué)知識方面比較廣,對證明和反舉例要求較高。
總結(jié):我們所認(rèn)為的大部分的難點概念,有些原因是因為自身的學(xué)習(xí)動力不足,對于數(shù)學(xué)概念理解并不深刻,固定知識點的認(rèn)知淡薄,語言轉(zhuǎn)換能力缺少,難以用自己的語言去表達(dá)概念中的困難之處,表示方法也比較少,缺少樣例的支撐,不清楚核心概念的內(nèi)在關(guān)系[4]。
參考文獻(xiàn):
[1]吳紅宇,王華民.借數(shù)學(xué)史之力 解概念難點之疑――一堂基于數(shù)學(xué)史的“弧度制”設(shè)計及感悟[J].數(shù)學(xué)教學(xué)研究,2014,33(11):22-26.
[2]顧慧,王華民.借數(shù)學(xué)史之力,解概念難點之疑*--一堂基于數(shù)學(xué)史的“復(fù)數(shù)”概念的教學(xué)嘗試與感悟[J].中學(xué)數(shù)學(xué),2015,12(7):51-55.
關(guān)鍵詞:新課程;高中數(shù)學(xué);函數(shù)設(shè)計思路
教與學(xué)不僅僅是師生之間的關(guān)系,也是對立統(tǒng)一的矛盾。在新課改的倡導(dǎo)之下,要轉(zhuǎn)變學(xué)生被動學(xué)習(xí)的狀態(tài),要讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、學(xué)會學(xué)習(xí)。高中數(shù)學(xué)中難度最大的就是關(guān)于函數(shù)的學(xué)習(xí),而且函數(shù)基本上貫穿于整個高中數(shù)學(xué)。本文談?wù)勗谛抡n程中關(guān)于高中數(shù)學(xué)函數(shù)設(shè)計思路與教學(xué)的具體措施。
一、高中數(shù)學(xué)函數(shù)設(shè)計思路
1.明確課程目標(biāo),分析具體情況
隨著新課程改革,課程目標(biāo)也有所變化。函數(shù)是高中數(shù)學(xué)中的一條鮮明的主線,也是高中數(shù)學(xué)的核心,更是高中數(shù)學(xué)考試的重點。對于函數(shù)的了解與掌握,除了基礎(chǔ)的概念與公式之外,還有函數(shù)圖形的認(rèn)識,也涉及三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)與線性函數(shù)的公式與運用。函數(shù)實際上反映的是一種映射關(guān)系,函數(shù)值的變換隨著變量及其對應(yīng)關(guān)系的改變而改變。函數(shù)是高中數(shù)學(xué)中的重難點,在授課中應(yīng)該將課程目標(biāo)逐步化簡,由簡到繁,確保學(xué)生真正理解所學(xué)知識。在設(shè)計教學(xué)目標(biāo)時,教師首先應(yīng)該詳細(xì)分析教材內(nèi)容,不僅了解課程的安排,也要清楚課程的重要性,根據(jù)自己對教材的理解,落實教學(xué)計劃。再者,教師在設(shè)計教學(xué)目標(biāo)時也應(yīng)考慮學(xué)生的實際能力,不能一味地灌輸知識,要學(xué)與練相結(jié)合,保證教學(xué)任務(wù)的完成。
2.從抽象到具體,落實基本概念
高中函數(shù)無論是概念還是公式都比較抽象,教師在教學(xué)設(shè)計中應(yīng)該先從學(xué)生已學(xué)過的初中基礎(chǔ)函數(shù)入手,如一次函數(shù)、二次函數(shù),引導(dǎo)學(xué)生找出其中所包含的共性,理解函數(shù)的一般概念。在教學(xué)設(shè)計中,要充分利用和強(qiáng)調(diào)函數(shù)模型的應(yīng)用,通過具體的函數(shù)模型,整理出其中所反映的映射關(guān)系,再利用這種映射關(guān)系解決類似的函數(shù)問題。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要注重培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力,加強(qiáng)學(xué)生對基本概念的認(rèn)識與理解。
二、關(guān)于教學(xué)具體措施的建議
1.由零化整,逐步遞增,激發(fā)學(xué)生興趣
高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)難度不斷加大,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性難免有所降低。函數(shù)的學(xué)習(xí)與掌握非常重要,教師在具體教學(xué)中首先應(yīng)該縮小課堂目標(biāo),逐步增加教學(xué)難度,保證學(xué)生能夠掌握知識。例如,高中數(shù)學(xué)函數(shù)中最基本的幾個經(jīng)典題型,其中常規(guī)題型求解定義域是最簡單也是最基礎(chǔ)的。抽象型函數(shù)題型雖然是在常規(guī)題型的基礎(chǔ)之上,但卻不能用常規(guī)的解題思路進(jìn)行求解。解題已知f(x)的定義域為{a,b},那么f[g(x)]的定義域的解是a≤g(x)≤b。每節(jié)課的教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)量力而行,不必貪多,集中精力解決一種類型。其次,教師可以安排一些課后習(xí)題,讓學(xué)生及時鞏固與練習(xí)。教師需要對學(xué)生多加鼓勵,但要把足夠的時間和空間留給學(xué)生進(jìn)行思考,督促學(xué)生學(xué)會獨立思考的問題,學(xué)會合理運用所學(xué)知識,加強(qiáng)學(xué)生的動手練習(xí)能力。通過不斷鞏固與復(fù)習(xí),掌握基本的做題思路與技巧,能夠增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與自信心。最后,教師可以在教學(xué)中合理運用多媒體技術(shù),通過屏幕反映函數(shù)的三維圖像,加強(qiáng)學(xué)生對函數(shù)的印象,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
2.運用圖形,明確聯(lián)系,最大化實現(xiàn)教學(xué)
高中數(shù)學(xué)函數(shù)的學(xué)習(xí)離不開圖形,通過簡單的畫圖,學(xué)生能夠觀察出函數(shù)的變化與規(guī)律。例如,通過y=x的圖形,能夠畫出y=x+1的圖形。圖形是學(xué)生理解函數(shù)最有效的方法,也是最基本的方法。但隨著函數(shù)題型難度的增大,有些題型是無法用普通的圖形表示出來。例如,已知所給函數(shù)的定義域為R,求解析式中參數(shù)的取值范圍,解題思路一般將其轉(zhuǎn)化成恒成立的問題來解決,但要考慮到參數(shù)等于零以及要確保函數(shù)有意義,分母不能等于零。而在解決關(guān)于實際問題的函數(shù)題型時,應(yīng)該考慮到問題實際意義對自變量限制,如矩形的長要大于寬。數(shù)學(xué)題基本上都是從基礎(chǔ)出發(fā),教師在教學(xué)中應(yīng)該提醒學(xué)生不能因小失大,在不該出錯的地方丟分。
3.聽取建議,改進(jìn)設(shè)計,總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗
教學(xué)是一個循序漸進(jìn)的過程,教師在教學(xué)的過程中,應(yīng)多聽取前輩們的教學(xué)經(jīng)驗,虛心求教,學(xué)會將知識點融會貫通,從而實現(xiàn)教學(xué)效果最大化。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)需要多做題,但更關(guān)鍵的是方法,教學(xué)更是如此。其次,教師可以多聽聽學(xué)生的建議,實時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,保證教與學(xué)相輔相成,從而實現(xiàn)教學(xué)任務(wù)的高效完成。最后,教師應(yīng)該養(yǎng)成自我的反省與總結(jié),根據(jù)自己實際的教學(xué)體會,參考學(xué)生與其他教師的意見與建議,不斷改進(jìn)教學(xué)設(shè)計,完善自我,超越自我。
三、總結(jié)
函數(shù)在高中數(shù)學(xué)中的重要性是不言而喻的。在教學(xué)設(shè)計中,教師首先應(yīng)該明確課程目標(biāo),根據(jù)新課程的要求改進(jìn)自己的教學(xué)目標(biāo),要具體分析學(xué)生與教材情況,制定合適的課堂目標(biāo)。再者,應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)函數(shù)概念,通過練習(xí)各種題型落實基本的函數(shù)概念。在實際的教學(xué)中,教師要分解教學(xué)任務(wù),利用多媒體激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,引導(dǎo)學(xué)生舉一反三,并且適當(dāng)聽取學(xué)生和其他教師的意見,做好課堂總結(jié),完善自己的教學(xué)設(shè)計。
參考文獻(xiàn):