(陜西省禮泉縣第一中學(xué) 陜西咸陽 713200)
高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)主要是指:數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析這六個方面。其中數(shù)學(xué)運算素養(yǎng)關(guān)乎學(xué)生成績的高低,高考數(shù)學(xué)《考試說明》對運算能力也有明確的要求:會根據(jù)法則、公式進行正確運算、變形和數(shù)據(jù)處理,能根據(jù)問題的條件和目標,尋找與設(shè)計合理、簡潔的運算途徑,能根據(jù)要求對數(shù)據(jù)進行估計和近似計算。
三角函數(shù)屬于高中數(shù)學(xué)主干知識,在高考試題中難度屬于中低檔,但是學(xué)生在這部分的得分情況并不盡人意,往往是會而不對、對而不全,實質(zhì)上學(xué)生只要真正掌握本章的知識,是可以拿全分的。同一個三角函數(shù)問題,學(xué)生思考的角度不同、維度不同,其涉及的運算量是有差距的,合理地選擇運算途徑,可以有效減少運算量,從而提高運算能力。但是簡潔的運算是建立在學(xué)生有扎實的知識儲備,深刻靈活的思維基礎(chǔ)上的,由于現(xiàn)階段的高考不再是知識立意而是能力立意、素養(yǎng)立意,因而學(xué)生要適應(yīng)當前高考對計算能力層次的考查,必須提升運算素養(yǎng)。那么在教學(xué)中基于“運算”視角下的三角函數(shù)教學(xué)觀,我們可以關(guān)注以下幾個方面:
有學(xué)者說學(xué)數(shù)學(xué)就是學(xué)概念,概念是思維的細胞,要會根據(jù)概念的不同表征,深刻理解概念,對概念的理解會隨著知識的深化、完善而不斷發(fā)展變化,這是一個循序漸進的過程,同時要注意定義在不同的題型中靈活應(yīng)用。在理解時要善于發(fā)現(xiàn)知識點之間的聯(lián)系和規(guī)律,學(xué)會知識信息的轉(zhuǎn)換,積極開展類比、聯(lián)想以完善認知結(jié)構(gòu),使學(xué)生系統(tǒng)、全面地理解知識,從中歸納出最簡捷的解題方法。
例1:已知,則tanα=_______.
學(xué)生易想到的解法如解法1:(構(gòu)造齊次式)
解法2:(方程思想)
解法3:(輔助角公式)
求解本題時,很少有學(xué)生能想到定義也是可以完成的,說明學(xué)生對定義的認知有局限性,往往忽視定義在計算中的作用。
解法4:(定義法)
三角函數(shù)作為學(xué)生高考的主要得分區(qū)域之一,無論試題如何變化,高考的重心仍會在性質(zhì)方面,一般考查三角函數(shù)定義域與值域、單調(diào)性、周期性、奇偶性與對稱性等,若靈活運用函數(shù)性質(zhì),可有效減少運算量。
例2:已知f(x)=為偶函數(shù),則實數(shù)a,b滿足的關(guān)系是_______.
以上解法1根據(jù)偶函數(shù)定義,思維量小,計算量大,解法2利用偶函數(shù)的必要性,解法3抓住奇偶函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的性質(zhì),解法4抓住三角函數(shù)的性質(zhì),也使問題迎刃而解。
數(shù)學(xué)思維品質(zhì)的表現(xiàn)有以下五個方面:敏捷性、靈活性、深刻性、獨創(chuàng)性、批判性。學(xué)生的運算能力與思維品質(zhì)密不可分,思維品質(zhì)決定計算的方向、途徑、及改變障礙思維的能力,在本章中經(jīng)常涉及三角恒等變形、最值的運算,學(xué)生會根據(jù)自己的認知能力有不同的運算途徑,要在對比中逐步完善學(xué)生思維品質(zhì)。
例2:設(shè)當時,取得最大值,則cosθ=_______.
在以上的解法中,體現(xiàn)出學(xué)生不同的思維層次,其中解法1、2常規(guī),大部分學(xué)生只想到輔助角公式,再通過角的變換或用方程求解,顯然解法3、4獨辟蹊徑,充分結(jié)合柯西不等式、導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)最值的方法,可見對同一個問題思維的發(fā)力點不同,直接決定解題的簡潔程度,因而在教學(xué)提升學(xué)生的思維品質(zhì)顯得尤為重要。
運算是思維的載體,運算能力體現(xiàn)學(xué)生思維能力,向量與三角函數(shù)密不可分,如上例中,構(gòu)造函數(shù)f(x)為兩個向量的數(shù)量積,使問題的解決別開生面,所以在教學(xué)中要善于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
G.波利亞認為,解題是一種信心和意志力的教育。縱觀歷年高考題,三角函數(shù)的考查都難度不大,所以教師在高一講授新課、高三復(fù)習(xí)本章時,都要給學(xué)生極大的信心支持,即使有創(chuàng)新題目,也要排除膽怯心理,大膽應(yīng)對,只要審題認真、細心計算,均可將這一部分的分數(shù)囊括手中。當然自信心的培養(yǎng)需要一個過程,并且和學(xué)生運算能力的逐漸提高緊密相連的。但是教師也要有意識的破除學(xué)生的畏難心理暗示,提高運算的自信心。
學(xué)生運算素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)過程,往往我們教師只注重對問題思路、方法的點撥,忽視了對問題完整的解答過程,豈不知一個完整、完備的思維過程也應(yīng)包含計算過程,因而運算素養(yǎng)的培養(yǎng)必須建立在運算能力的基礎(chǔ)之上,教師只有從基于“運算”的課堂抓起,在學(xué)生其他素養(yǎng)的綜合運用下優(yōu)化運算,從而提升運算素養(yǎng)。