蔣培杰
因?yàn)楸容^喜歡讀《道德經(jīng)》,在進(jìn)行“三角恒等變換”一章教學(xué)備課時(shí)我突發(fā)奇想:《道德經(jīng)》里“道生一,一生二,二生三,三生萬(wàn)物”的辯證法思想似乎可以作為“兩角和與差的正弦、余弦、正切公式”一課的思想基礎(chǔ)……于是,我精心備課后在課堂上實(shí)踐了這一想法。
師:今天我們學(xué)習(xí)“兩角和與差的正弦、余弦、正切公式”,這節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)將會(huì)印證《道德經(jīng)》里的一句話,“道生一,一生二,二生三……”
生:三生萬(wàn)物?。▽W(xué)生很快應(yīng)答,并表現(xiàn)出濃厚的興趣)
師:“道”是自然規(guī)律,也是我們數(shù)學(xué)學(xué)科的科學(xué)思想。具體到我們這節(jié)課,同學(xué)們知道“一”是什么嗎?(生無應(yīng)答)“一”就是我們上節(jié)課學(xué)過的兩角差的余弦公式。(板書:cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ,記為公式一)。由這個(gè)公式我們可以“生”出兩角和與差的正弦、余弦、正切公式中的其他5個(gè)公式。
生:“生”?怎么“生”啊?呵呵……(不少學(xué)生說笑著)
師:“生”,就是生長(zhǎng)。也就是說,其他5個(gè)公式可以在公式一的基礎(chǔ)上生長(zhǎng)出來,它們的根是公式一(“描述”數(shù)學(xué)中的重要思想,即化歸思想)?,F(xiàn)在我們來看一下怎樣由公式一“生”出公式二——兩角和的余弦公式。(板書:cos(α+β)=?)
生:公式一的括號(hào)里是減,這里是加,加可以改寫成減減!
師:很好!這樣cos(α+β)就寫成cos(α-(-β)),把-β看成一個(gè)整體,問題就化歸為公式一啦(直接點(diǎn)出化歸思想)。那cos(α+β)=?
生:cos(α+β)=cos(α-(-β))=cosαcos(-β)+sinα
sin(-β)。
師:正確!不過,括號(hào)里有個(gè)-β,不夠簡(jiǎn)潔,可以化簡(jiǎn)嗎?(問題升級(jí))
生:可以啊,誘導(dǎo)公式啊!
cosαcos(-β)+sinαsin(-β)=cosαcosβ-sinαsinβ!
師:這樣我們就得到了兩角和的余弦公式。(板書:cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ,記為公式二)?,F(xiàn)在想想,公式二是不是公式一“生”出來的?(回顧知識(shí)生長(zhǎng)的過程;生開心地笑)
師:現(xiàn)在我們來看二怎么“生”三,兩角差的正弦公式。(板書:sin(α-β)=?)
生:這個(gè)怎么“生”???“生”不出來?。。ㄖR(shí)“生長(zhǎng)”的難度加大,生依然在笑,但笑得不輕松)
師:sin(α-β)與cos(α+β)之間有什么聯(lián)系?前者能由后者“生”出,說明前者的根在后者上(提示化歸思想),它們之前通過什么手段化為同名三角函數(shù)的?(啟發(fā))
生:我知道了,誘導(dǎo)公式,sin(α)=cos(-α)!
師:很好的聯(lián)想!這樣一來,sin(α-β)=cos[
-(α-β)]。只是,這與公式二在形式上還是不夠一致啊,怎么“生”呢?(學(xué)生啟而不發(fā),思維凝滯)
師:只能改改形式了。(繼續(xù)啟發(fā))cos[-(α-β)]里-(α-β)不是可以寫成-α+β嗎?
生:把-α看成一個(gè)整體,這樣就是公式二了!cos[-(α-β)]=cos[(-α)+β)]。(生開始覺悟)
師:很好!那進(jìn)一步呢?
生:cos[(-α)+β)]=cos(-α)cos β-sin(-α)sin β=sin α cos β-sin α sin β。(生思維順暢起來)
師:非常棒!這樣,我們就“生”出了公式三。(板書:sin(α - β)=sin α cos β-cos α sin β,記為公式三)。我們?cè)賮砘仡櫼幌挛覀儭吧比倪^程?!耙簧?,二生三”,之所以能夠“生”,是因?yàn)楣饺梢曰瘹w為公式二,公式二可以化歸為公式一,也就是說,公式二和公式三本質(zhì)上就是公式一。我們要由公式一“生”出公式二和公式三,關(guān)鍵是找到公式二和公式三化歸為公式一的“手段”。這種“手段”,在公式一“生”公式二的時(shí)候是“將加號(hào)寫成減減”,在公式二“生”公式三的時(shí)候我們用上了誘導(dǎo)公式。也就是說,我們讓整個(gè)“生”長(zhǎng)過程進(jìn)行下去的思想基礎(chǔ),就是我們數(shù)學(xué)中的“化歸”思想!現(xiàn)在,我們就運(yùn)用化歸思想,讓公式三來“生”出“萬(wàn)物”吧!
生1:sin(α + β)可以寫成sin(α -(- β)),所以sin(α + β)=sin(α -(- β))=sin α cos(- β)-cos α sin(- β)=sin α cos β+cos α sin β。
師:很好,正確!這位同學(xué)“生”出了兩角和的正弦公式。(學(xué)生開心大笑,并躍躍欲試)
生2:還可以得到tan(α - β)!tan(α - β)===…(學(xué)生思維卡殼)
生3:他難產(chǎn)了?。ū姶笮?,生2自己也笑)
師:思路是對(duì)的,的確可以得到tan(α - β)!現(xiàn)在的問題是怎樣化簡(jiǎn)?我們要的是tanα和tanβ的形式。那么,怎樣可以得到呢?(“怎樣可以得到”問的是化歸的手段)
生4:因?yàn)閠anα =,所以可以讓分子分母同時(shí)除以cosα。
生5:不好。我認(rèn)為應(yīng)該同時(shí)除以cosαcosβ,=。
師:兩位同學(xué)的思路都是正確的,這樣,我們就可以得到tan(α- β)=。
生:(老師話音剛落)老師,老師,用- β代替β,就是tan(α+ β)=。
師:很棒!這樣一來,兩角和、差的正切公式我們用一節(jié)課就都“生”出來了。同學(xué)們,接下去我們還可以“生”出很多優(yōu)美的公式呢,現(xiàn)在你體會(huì)到“三生萬(wàn)物”的道理了嗎?請(qǐng)同學(xué)們課后再仔細(xì)回顧一下我們“生”萬(wàn)物的過程,領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)中的化歸思想。
課后反思:這節(jié)課,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣一直比較高漲,學(xué)習(xí)小高潮不斷涌現(xiàn)。我的體會(huì),以思想為核心,用名言作引領(lǐng),是這節(jié)課教學(xué)成功的關(guān)鍵。我將《道德經(jīng)》里的“道生一,一生二,二生三,三生萬(wàn)物”這句名言貫穿到了整節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中,而這句名言中的辯證法思想恰好又與本節(jié)課中“化歸與轉(zhuǎn)化”的數(shù)學(xué)思想相契合,辯證法思想加數(shù)學(xué)思想,為學(xué)生揭示了知識(shí)生長(zhǎng)的過程與方法。
(責(zé)編 白聰敏)