徐玉燕
高中教育是我國教育體系的重要構(gòu)成之一,長久以來為社會輸送了大量的復(fù)合型專業(yè)人才??v觀現(xiàn)階段的高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)教學(xué),仍存在著教學(xué)資源匱乏、教學(xué)方法落后、習(xí)題教學(xué)缺乏針對性等問題,影響教學(xué)效率。數(shù)學(xué)學(xué)科是一門基礎(chǔ)性學(xué)科,做好數(shù)學(xué)學(xué)科的有效教學(xué),有利于促進學(xué)生專業(yè)技能發(fā)展。對此,高中教師要立足于實際情況,認真研究有效教學(xué)方法,為提高教學(xué)質(zhì)量、促進學(xué)生成長做好教學(xué)準備。三角函數(shù)教學(xué)是高中數(shù)學(xué)教學(xué)重要內(nèi)容之一,做好這一部分的教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力、運算能力等綜合能力有著重要意義。本文對現(xiàn)階段高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)教學(xué)情況進行研究,對教學(xué)中存在的不足、提高教學(xué)有效性的意義展開分析,同時從教學(xué)資源、教學(xué)方法、教學(xué)模式等角度出發(fā)提出幾點有效教學(xué)建議,以供參考。
一、現(xiàn)階段高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)教學(xué)存在的不足
第一,高中學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)能力不足,對新知接受能力不足,影響教學(xué)有效性。具體表現(xiàn)為,一些學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣不足、課堂學(xué)習(xí)積極性不高、對概念知識的理解不到位,出現(xiàn)遺忘、混淆知識點的問題。第二,教學(xué)方法較為傳統(tǒng),以填鴨式教學(xué)方式為主,忽視了與學(xué)生的互動,造成課堂氛圍沉悶、師生交互程度不夠的問題。由這一問題衍生的教學(xué)不足有很多,如師生互動不及時導(dǎo)致教師無法獲得良好的教學(xué)反饋,無法針對具體情況調(diào)整教學(xué)節(jié)奏,降低課程內(nèi)容的適配性;生生互動效果不好導(dǎo)致學(xué)生的想法被扼殺,不利于其思維的多元發(fā)展等。第三,教師對應(yīng)用教學(xué)的重視程度不夠。從習(xí)題教學(xué)的角度看,教師未精選習(xí)題內(nèi)容,過多同質(zhì)性較強的問題出現(xiàn)在課堂練習(xí)、課后作業(yè)中,浪費學(xué)生學(xué)習(xí)時間,消磨其計算學(xué)習(xí)熱情;從實踐教學(xué)角度看,教師沒有將合適的應(yīng)用案例引入課堂,不重視組織學(xué)生合作解決實際問題,導(dǎo)致學(xué)生的應(yīng)用意識薄弱。
二、提高高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)教學(xué)有效性的意義
從高中學(xué)校教育發(fā)展的角度看,提升高中學(xué)校三角函數(shù)教學(xué)有效性,對增強理工類專業(yè)課程教學(xué)效果有積極意義。舉例來說,高中電力電氣、機電、機械、汽車等專業(yè)教學(xué)涉及較多數(shù)學(xué)知識,這些專業(yè)學(xué)生畢業(yè)工作后也會反復(fù)應(yīng)用到數(shù)學(xué)三角函數(shù)方面的知識,做好這一部分內(nèi)容的教學(xué)可以有效滿足高中學(xué)校的教育發(fā)展需求。從學(xué)生能力培養(yǎng)的角度看,三角函數(shù)包括代數(shù)、幾何兩方面的知識,具有概念多、公式多的特征,許多教學(xué)內(nèi)容高度相似,需要學(xué)生認真對待。做好這一部分內(nèi)容的教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生良好的記憶能力與分辨能力,發(fā)展學(xué)生良好的抽象思維能力、邏輯思維能力、建模應(yīng)用能力有著積極作用。數(shù)學(xué)知識與學(xué)生的日常生活聯(lián)系得十分密切,通過提高高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)教學(xué),能讓學(xué)生靈活運用在課堂中學(xué)到的三角函數(shù)知識,快速解決生活中遇到的時間問題。通過提高課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率,能有效培養(yǎng)學(xué)生的函數(shù)思維,促使學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度思考問題,解決問題,培養(yǎng)和提高學(xué)生的高階思維能力。
三、提高高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)教學(xué)有效性的策略
(一)豐富學(xué)生知識儲備,提升數(shù)學(xué)認知能力
對高中學(xué)校的學(xué)生來說,他們的文化課成績略差,欠缺基本的數(shù)學(xué)概念認知、理解能力,在學(xué)習(xí)較復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識時常出現(xiàn)問題。原因在于高中學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不扎實,知識儲備不豐富。為了使高中數(shù)學(xué)課程教學(xué)順利展開,教師要做好教學(xué)資源的拓展工作,根據(jù)學(xué)生的認知水平、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)選擇合適的拓展教學(xué)材料,如數(shù)學(xué)概念解讀、簡單例題、應(yīng)用講解等。以文字、圖片、視頻的形式為學(xué)生呈現(xiàn)更多的數(shù)學(xué)知識,循序漸進地夯實其學(xué)習(xí)基礎(chǔ),幫助其更好地理解數(shù)學(xué)知識,為提高課堂教學(xué)效率做好鋪墊。比如,在高中數(shù)學(xué)“角的概念的推廣”一課的教學(xué)中,教師使用計算機收集并整理相應(yīng)知識:1.角的概念——從一個點出發(fā)引出兩條射線構(gòu)成的幾何圖形“旋轉(zhuǎn)”形成角;2.生活中角的應(yīng)用——汽車前進倒車時車輪轉(zhuǎn)動的角度、工人擰緊或擰松螺絲時轉(zhuǎn)動的角度等。在拓展教學(xué)資料的過程中引入初中數(shù)學(xué)關(guān)于角的具體知識,幫助學(xué)生復(fù)習(xí)回顧,為任意角、象限角終邊相同的角等新知內(nèi)容的引入做好鋪墊。這樣,學(xué)生能結(jié)合拓展知識主動探究三角函數(shù)的具體知識,為課堂教學(xué)流程的高效展開夯實基礎(chǔ)。
(二)創(chuàng)設(shè)情境講解概念,培養(yǎng)數(shù)學(xué)抽象意識
三角函數(shù)包括代數(shù)、幾何兩方面的知識,是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的難點之一。許多學(xué)生在學(xué)習(xí)中不理解具體概念的含義,原因在于其缺乏數(shù)學(xué)抽象思維能力。針對這一問題,教師可使用情境教學(xué)法進行概念教學(xué),通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生喜聞樂見的游戲情境、故事情境、視頻情境深化學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗,幫助其總結(jié)情境中數(shù)學(xué)問題的規(guī)律和特征,強化其數(shù)學(xué)抽象意識。在此基礎(chǔ)上教師引出概念進行對比教學(xué),讓學(xué)生在分析、對比的過程中明確概念本質(zhì),提高學(xué)習(xí)效率。良好的學(xué)習(xí)情境能提高學(xué)生的記憶效率,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)達到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。所以教師在進行知識講解的過程中,可以充分利用具有趣味性的教學(xué)手法,創(chuàng)建良好的學(xué)習(xí)氛圍和教學(xué)情境,讓學(xué)生能設(shè)身處地地思考有關(guān)于三角函數(shù)的知識,產(chǎn)生對三角函數(shù)知識深入探究的欲望。比如,在高中數(shù)學(xué)“任意角的三角函數(shù)的定義”一課的教學(xué)中,教師創(chuàng)設(shè)問題情境:“初中階段我們學(xué)習(xí)了銳角三角函數(shù),你會解決這一問題么?在銳角三角形ABC中,將[∠ABC]稱為[∠α],則sin [α]、cos [α]、tan [α]分別是多少?”教師繼續(xù)創(chuàng)設(shè)情境:“銳角三角函數(shù)的概念能推廣到任意角,那么我們應(yīng)如何給任意角的三角函數(shù)下定義呢?如何將上述的三角形放入直角坐標系中?”讓學(xué)生思考情境中的問題并觀察圖(通過PPT展示),使其在原有知識的基礎(chǔ)上對任意角的三角函數(shù)問題進行探究,掌握正弦函數(shù)、余弦函數(shù)、正切函數(shù)的具體概念。
(三)直觀演繹講解公式,提升數(shù)學(xué)邏輯能力
目前,一些高中學(xué)生在學(xué)習(xí)三角函數(shù)方面知識時存在如下問題,如不理解公式含義、不會正確套用公式等。三角函數(shù)變換形式多樣,且具有一定的邏輯性,要使學(xué)生理解并正確應(yīng)用相關(guān)公式,需要借助圖形、圖像進行教學(xué)。教師應(yīng)使用多媒體直觀演繹公式的形成過程,讓學(xué)生在觀察動態(tài)圖像的過程中總結(jié)三角函數(shù)的變化規(guī)律,理解三角函數(shù)及其關(guān)系,從而提升學(xué)生的邏輯推理與邏輯應(yīng)用能力。比如,在高中數(shù)學(xué)“誘導(dǎo)公式”一課的教學(xué)中,教師在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)使用多媒體展示三角函數(shù)的定義、單位圓與三角函數(shù)線,并提出問題:“已知任意角 的終邊與單位圓相交于點[P(x,y)],請分別寫出點[P] 關(guān)于[x]軸、[y]軸、原點對稱的點的坐標。”在學(xué)生思考導(dǎo)入問題的過程中,組織學(xué)生探討誘導(dǎo)公式的結(jié)構(gòu)特征,如等號兩邊都是同名函數(shù)、符號都為正等。接著,教師出示圖像,讓學(xué)生觀察圖(通過PPT展示)并探究點[P']與點[P]的位置關(guān)系,它們的坐標之間的關(guān)系。借助圖像內(nèi)容讓學(xué)生觀察兩點關(guān)于[x]軸對稱,使其根據(jù)[P(cos α,sin α)]、[P'(cos (-α),sin (-α))]的信息推出三個誘導(dǎo)公式。這樣,學(xué)生借助圖像推理出具體公式,對三角函數(shù)公式的領(lǐng)會更加深刻,邏輯能力得到有效增強。
(四)小組討論分析問題,增強深度探究意識
小組合作教學(xué)法是一種有效調(diào)動學(xué)生課堂互動積極性的教學(xué)方法,將這一教學(xué)方法應(yīng)用到高中三角函數(shù)教學(xué)中,對加速學(xué)生思維發(fā)展有著重要意義。針對現(xiàn)階段課堂討論頻率不高、課堂討論效率低的問題,教師應(yīng)采取具體的教學(xué)優(yōu)化策略。組織小組討論時,教師提出具體的問題,讓學(xué)生在教學(xué)框架內(nèi)分享自己的想法,使其從不同角度分析問題,從而強化其深度探究思維能力。比如,在高中數(shù)學(xué)“正弦函數(shù)的圖像和性質(zhì)”一課的教學(xué)中,教師以小組為單位組織學(xué)生在直角坐標系中作出單位圓,并分別作出[π6]、[π3]、[π2]的正弦線。小組學(xué)生平分單位圓、做出各角的正弦線時,教師提出問題:“圖像的精確度與圓等分的分數(shù)有怎樣的關(guān)系?”在小組學(xué)生評分坐標軸、平移正弦線、連線時,教師提出問題:“觀察[y=sin x, x=∈[0,2π]]的圖像,最高點是哪個?最低點是哪個?圖像與 軸有幾個交點?分別是什么?”“在[x=∈[0,2π]]這一區(qū)間上,有哪幾個點對圖像的形狀起著關(guān)鍵作用?有幾個?”在教師提問、小組學(xué)生相互討論的過程中引導(dǎo)學(xué)生對“五點法”進行探究,使其掌握正弦函數(shù)圖的繪制方法。
(五)優(yōu)化課堂習(xí)題教學(xué),提升數(shù)學(xué)運算能力
習(xí)題教學(xué)是高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的重點,也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)運算能力的主要途徑。然而,目前的習(xí)題教學(xué)存在題目選擇不嚴謹、教師講解不細致的問題,習(xí)題教學(xué)效率低。對以上問題,教師要注意對課堂習(xí)題教學(xué)模式進行優(yōu)化。綜合教學(xué)大綱的具體要求、學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)反饋情況等多方面內(nèi)容,設(shè)計“簡單—中等—困難”隨堂演練練習(xí)內(nèi)容,強化學(xué)生對公式應(yīng)用、計算技巧的認知,促進其提升運算能力。在進行習(xí)題教學(xué)的過程中,教師應(yīng)該注重考查學(xué)生的實際學(xué)習(xí)能力,以及學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中存在的薄弱之處。按照學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況,設(shè)計科學(xué)合理的教學(xué)安排和習(xí)題任務(wù),讓學(xué)生能通過做題彌補自身存在的不足,查缺補漏。比如,在高中數(shù)學(xué)“余弦函數(shù)的圖像和性質(zhì)”一課的教學(xué)中,為了讓學(xué)生充分掌握余弦函數(shù)的圖像和性質(zhì),充分學(xué)會使用余弦曲線,教師組織隨堂練習(xí):1.求下列函數(shù)的最大值、最小值和周期[y=5cosx;y=-8cos(-x)]。讓學(xué)生配合函數(shù)圖像解決問題,使其在練習(xí)果醋恒中掌握各種函數(shù)圖像與[y=cosx]圖像的關(guān)系,探究出如何求函數(shù)最大值、最小值的規(guī)律。2.不求值,比較下列各對余弦值的大?。篬cos5π4]與[cos7π5];[cos(-23π5)]與[cos(-17π4)]。讓學(xué)生結(jié)合第一題的練習(xí)心得使用誘導(dǎo)公式、余弦函數(shù)圖像寫出正確的解題步驟,掌握比較函數(shù)值大小的技巧。
(六)組織多元實踐教學(xué),提升數(shù)學(xué)應(yīng)用能力
高中學(xué)校的數(shù)學(xué)教學(xué)目的在于培養(yǎng)學(xué)生良好的理科思維,使其學(xué)會用幾何、代數(shù)知識解決專業(yè)學(xué)習(xí)、專業(yè)工作中的具體問題,提升其應(yīng)用能力。對此,教師有必要在數(shù)學(xué)課上組織實踐教學(xué)活動,為學(xué)生提供三角函數(shù)知識應(yīng)用機會。備課階段,教師使用互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)手段了解三角函數(shù)的實際應(yīng)用方向,精選應(yīng)用案例。課上,教師深入剖析案例內(nèi)容,同時組織模擬演練活動。通過講解案例、組織活動調(diào)動學(xué)生的應(yīng)用學(xué)習(xí)積極性。教師可以充分利用思維導(dǎo)圖完善學(xué)生對三角函數(shù)知識的掌握,能在腦海中形成完整的知識框架和清晰的知識脈絡(luò),從而能對三角函數(shù)知識有著更加全面的掌握和理解。了解不同知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,體會普通函數(shù)與三角函數(shù)知識之間的關(guān)聯(lián)。比如,在高中數(shù)學(xué)“三角函數(shù)”一單元內(nèi)容的教學(xué)中,教師使用多媒體播放數(shù)控機床運行視頻,并對系統(tǒng)的精度控制、減速控制原理展開分析,讓學(xué)生了解三角函數(shù)在加減速算法中的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上教師組織實踐活動:“某廠數(shù)控系統(tǒng)快速進給速度較低,長期運行后影響系統(tǒng)的加工精度,你要這樣解決這一問題?”讓學(xué)生在實踐活動中體會正、余弦函數(shù)的實際應(yīng)用意義,增強其三角函數(shù)應(yīng)用意識。
(七)創(chuàng)新數(shù)學(xué)評價教學(xué),升華數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情感
評價教學(xué)是影響高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)課堂教學(xué)有效性的一個關(guān)鍵因素。為提升學(xué)生的三角函數(shù)學(xué)習(xí)積極性,養(yǎng)成其良好的終身學(xué)習(xí)習(xí)慣,教師有必要優(yōu)化評價模式。一方面,要改變唯成績至上的評價觀念,將學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上互動、課后作業(yè)完成情況等多方面因素納入評價系統(tǒng)中;另一方面,針對不同的學(xué)生群體使用不同的評價語。做好兩方面的評價教學(xué)工作,有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情感。在進行評價的過程中,教師應(yīng)該學(xué)會運用鼓勵性的話語提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自信。通過利用激勵的眼神讓學(xué)生感受到來自教師的關(guān)懷和愛護,來自外界的溫暖,提高學(xué)生的表達欲望與參與欲望,讓學(xué)生有跟教師互動和交流的欲望。比如,在高中數(shù)學(xué)“已知三角函數(shù)值求角”一課的教學(xué)中,教師設(shè)置日常表現(xiàn)評價表,對預(yù)習(xí)任務(wù)完成情況良好、課上積極參與問題互動的學(xué)生給予加分獎勵。在與基礎(chǔ)薄弱的學(xué)困生進行互動教學(xué)時,教師要及時給出積極的評價語,增強其三角函數(shù)學(xué)習(xí)自信:“你表現(xiàn)得很出色!”“看來你很聰明,再努力一下會更好!”在與能力良好的中等生、學(xué)優(yōu)生進行互動教學(xué)時,教師應(yīng)就其表現(xiàn)情況給予客觀的點評,讓其及時查漏補缺,使其得到更好的提高。
四、結(jié)語
綜上所述,受教學(xué)材料、教學(xué)思想、教學(xué)方式等多方面因素的影響,現(xiàn)階段高中三角函數(shù)的教學(xué)效果不如預(yù)期。要改變教學(xué)現(xiàn)狀,需要教師端正教學(xué)態(tài)度,革新教學(xué)思想,結(jié)合高中學(xué)生的知識儲備基礎(chǔ)、實際發(fā)展需求設(shè)置科學(xué)、合理的教學(xué)方法,使數(shù)學(xué)課堂更具趣味性、應(yīng)用性,從而促進學(xué)生多方面技能的綜合發(fā)展。教學(xué)是一個長期的過程,而三角函數(shù)思維的培養(yǎng)也是一個很漫長的過程,因此教師應(yīng)該不斷學(xué)習(xí),不斷探索,思考更多的新型教學(xué)方式,實際運用到自身的教學(xué)環(huán)節(jié)中,讓學(xué)生能在課堂中獲得更多的知識,收獲到更多的能力,同時培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)生涯以及社會道路奠定基礎(chǔ)。
(宋行軍)