摘 要:數(shù)學(xué)必修五是高中數(shù)學(xué)課程新課標(biāo)必修模塊的最后一個(gè)模塊,包含解三角形、數(shù)列和不等式. 在過(guò)去的教學(xué)實(shí)踐中,本人秉承著不拘一格、積極創(chuàng)新的精神理念對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行了認(rèn)真的探索和細(xì)致的研究,并取得了一些好的效果.
關(guān)鍵詞:必修五;研究;實(shí)踐
[?] 操作實(shí)驗(yàn)下的知識(shí)生成
在正弦定理的引入教學(xué)中,教材的處理方式是先研究一類(lèi)特殊的三角形——直角三角形的邊、角關(guān)系,得到關(guān)系式==,然后提出問(wèn)題:這個(gè)關(guān)系式對(duì)一般的三角形是否也成立?從而引發(fā)對(duì)正弦定理的研究和探討. 這種處理方式遵循了從特殊到一般、從具體到抽象、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的認(rèn)知規(guī)律,一直被舊教材使用,也在新教材中得到了繼承.
現(xiàn)在是新教材的試驗(yàn)階段,教學(xué)者應(yīng)該勇于探索、敢于創(chuàng)新,而不能因循守舊、墨守成規(guī). 在教學(xué)之前,本人曾經(jīng)慎重的思考過(guò),這樣的引入方式是否是必需的,能否做一些與時(shí)俱進(jìn)的改進(jìn)?最后本人認(rèn)為這樣的引入方式并不是必需的. 其理由是:
(1)直角三角形是一類(lèi)非常特殊的三角形,它的邊角關(guān)系式如此的簡(jiǎn)單、如此的顯然,以至于它不需要正弦定理. 正弦定理在處理一般三角形的時(shí)候能夠成為反映邊角關(guān)系的重要工具,但對(duì)于直角三角形來(lái)說(shuō),這個(gè)工具意義不大. 因?yàn)樗鼘?duì)于直角三角形的邊角關(guān)系并沒(méi)有起到從本質(zhì)上進(jìn)行簡(jiǎn)化的作用.
(2)課堂時(shí)間是寶貴的,我們應(yīng)該在課堂時(shí)間有限的情況下盡可能地提高課堂教學(xué)的效率. 先研究直角三角形的正弦定理,再研究一般三角形的正弦定理,這是否是一種重復(fù)?是否是對(duì)時(shí)間的浪費(fèi)??jī)烧呤欠衲軌蚝隙橐唬咳绻軌虬阎苯侨切蔚恼叶ɡ響?yīng)用到一般三角形的正弦定理的證明之中,也就是說(shuō),把對(duì)一般三角形的正弦定理的證明建立在直角三角形的正弦定理的基礎(chǔ)之上,那么以上的過(guò)程就不算是重復(fù). 但是,無(wú)論是從教材的寫(xiě)法還是從課堂教學(xué)的實(shí)踐我們都看到這樣一種處理方式是很難實(shí)現(xiàn)的.
為了體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)中運(yùn)用信息技術(shù)的理念,本人在教材的基礎(chǔ)之上做了一些小小的嘗試. 本人利用幾何畫(huà)板軟件畫(huà)出了一個(gè)三角形和它的外接圓,然后做了兩點(diǎn)演示:
(1)保持外接圓不變,改變?nèi)切蔚男螤睿?/p>
(2)保持三角形的形狀不變,改變外接圓的大小.
在演示的過(guò)程中,本人讓幾何畫(huà)板同步顯示∠A,∠B,∠C,a,b,c,sinA,sinB,sinC,,,等這些與三角形有關(guān)的數(shù)據(jù),然后提請(qǐng)學(xué)生觀察這些數(shù)據(jù)有哪些在變化,哪些沒(méi)有變化.
例如,在演示(1)中,當(dāng)保持頂點(diǎn)A、B固定,而改變頂點(diǎn)C的位置時(shí),學(xué)生會(huì)注意到∠C 和邊長(zhǎng)c 是不變的,當(dāng)然也會(huì)注意到,,都沒(méi)有變,而且保持==. 而在演示(2)中,學(xué)生會(huì)注意到∠A,∠B,∠C是始終不變的,而邊長(zhǎng)a,b,c和,,都在變化,但也保持==.
B=68.69°
C=51.70°
a=4.48厘米
b=4.84厘米
c=4.07厘米
=5.19厘米
=5.19厘米
=5.19厘米][圖1]
我們看到學(xué)生對(duì)這樣的演示很感興趣,并且能夠積極地說(shuō)出哪些量沒(méi)有變化,特別是能夠說(shuō)出==,因此,本人認(rèn)為已經(jīng)初步達(dá)到了讓學(xué)生接受正弦定理的目的.
本人認(rèn)為這樣的引入是直觀的、感性的、自然的,結(jié)合了信息技術(shù)的應(yīng)用,體現(xiàn)了新課標(biāo)的理念. 當(dāng)然,這種處理方式純粹是為了引出正弦定理這個(gè)課題,而不能夠代替它的證明. 正弦定理的證明是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn),它的難度并沒(méi)有因?yàn)樯鲜龅奶幚矶腥魏蔚慕档?
[?] 在解題過(guò)程中的模型化教學(xué)
作為解三角形和解一元二次不等式的一個(gè)知識(shí)交匯處的綜合題,在教材的81頁(yè)有這樣一道習(xí)題:據(jù)氣象部門(mén)預(yù)報(bào),在距離某碼頭南偏東45°方向600 km處的熱帶風(fēng)暴中心正以20 km/h的速度向正北方向移動(dòng),距風(fēng)暴450 km以?xún)?nèi)的地區(qū)都將受到影響,從現(xiàn)在起多長(zhǎng)時(shí)間后,該碼頭將受到熱帶風(fēng)暴的影響,影響時(shí)間大約為多長(zhǎng)(精確到0.1h)?
我們廈門(mén)市作為一個(gè)沿海城市,經(jīng)常遭受臺(tái)風(fēng)的威脅. 這道題是一道很好的應(yīng)用題,把數(shù)學(xué)問(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,充分地展示了正弦定理、余弦定理的作用,恰到好處地體現(xiàn)了新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力與數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的理念. 本人仔細(xì)地閱讀了該題和教參提供的解答之后,迅速地意識(shí)到這道題目蘊(yùn)涵著豐富的思想,有很大的空間可以發(fā)掘. 進(jìn)一步地,本人思考了這樣一個(gè)問(wèn)題:這道題的幾何模型是怎樣的?解決這個(gè)題目是不是一定要用余弦定理?
本人認(rèn)為,臺(tái)風(fēng)問(wèn)題的幾何模型可以抽象為:平面上一個(gè)圓心在固定直線(xiàn)l上,半徑為定長(zhǎng)r的動(dòng)圓與一個(gè)固定點(diǎn)A的位置關(guān)系問(wèn)題. 而這個(gè)模型的本質(zhì)可以做進(jìn)一步的簡(jiǎn)化,即以固定點(diǎn)A為圓心,以定長(zhǎng)r為半徑的圓與定直線(xiàn)l的位置關(guān)系問(wèn)題. 一旦有了這樣的認(rèn)識(shí),把臺(tái)風(fēng)問(wèn)題的本質(zhì)提煉到這一步,這道題的思路就水落石出了. 因此,即使不用正余弦定理一樣可以利用平面幾何的方法求解這個(gè)問(wèn)題.
[?] 在教學(xué)過(guò)程中,注意知識(shí)的螺旋式上升
簡(jiǎn)單線(xiàn)性規(guī)劃是不等式理論的深入和拓展,也是優(yōu)化理論最簡(jiǎn)單的情形. 進(jìn)行簡(jiǎn)單線(xiàn)性規(guī)劃不外乎包括這幾個(gè)步驟:建立數(shù)學(xué)模型、寫(xiě)出不等式組、繪制可行域、求最優(yōu)解. 在這一過(guò)程中,根據(jù)不等式組繪制可行域是最困難也是最關(guān)鍵的步驟. 因此,本人認(rèn)為,教會(huì)學(xué)生掌握繪制平面區(qū)域的技巧具有極為重要的意義.
教材是這樣處理的:
我們不妨先研究一個(gè)具體的二元一次不等式x-y<6的解集所表示的圖形.
圖4
如圖4,在平面直角坐標(biāo)系中,x-y=6表示一條直線(xiàn). 平面內(nèi)所有的點(diǎn)被直線(xiàn)x-y=6分成三類(lèi):在直線(xiàn)x-y=6上的點(diǎn);在直線(xiàn)x-y=6左上方區(qū)域內(nèi)的點(diǎn);在直線(xiàn)x-y=6右下方區(qū)域內(nèi)的點(diǎn).
設(shè)點(diǎn)P(x,y1)是直線(xiàn)l上的點(diǎn),選取點(diǎn)A(x,y2),使它的坐標(biāo)滿(mǎn)足不等式x-y<6,填表,并在圖中標(biāo)出點(diǎn)P和點(diǎn)A.
[橫坐標(biāo)x\&-3\&-2\&-1\&0\&1\&2\&3\&點(diǎn)P的縱坐標(biāo)y1\&\&\&\&\&\&\&\&點(diǎn)A的縱坐標(biāo)y2\&\&\&\&\&\&\&\&]
本人認(rèn)為,教材的這種寫(xiě)法是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,因?yàn)樗巡坏仁絰-y<6和平面區(qū)域{(x,y)
x-y>6}之間的關(guān)系講得十分透徹;同時(shí)它也是必要的,也確實(shí)是這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)證明. 但本人認(rèn)為,這一過(guò)程比較嚴(yán)格、比較抽象,學(xué)生不容易一下子接受,因此本人認(rèn)為把這一論證過(guò)程放到若干課時(shí)之后,即學(xué)生對(duì)平面區(qū)域的畫(huà)法有了一定的基礎(chǔ)之后再講授,也許更合適一些. 而作為簡(jiǎn)單線(xiàn)性規(guī)劃課的第一節(jié)課,我們完全可以采用形象一點(diǎn)、直觀一點(diǎn)的傳授方式.
本人在教學(xué)時(shí)是這樣實(shí)施的:
提出問(wèn)題1:設(shè)函數(shù)f(x)的圖象如圖所示,能否畫(huà)出由{(x,y)
y>f(x)}表示的區(qū)域?
幾乎全班同學(xué)都告訴本人所求的區(qū)域就是該函數(shù)上方的那部分區(qū)域,如果畫(huà)出來(lái)的話(huà),就是下圖的陰影部分.
本人只是展示了這兩個(gè)函數(shù)的圖象,而并未告訴學(xué)生f(x)的具體解析式,其理由有兩個(gè):(1)對(duì)于這兩個(gè)函數(shù)來(lái)說(shuō),區(qū)域{(x,y)
y>f(x)}的畫(huà)法是一目了然,不告訴他們f(x)的解析式并沒(méi)有增加這個(gè)問(wèn)題的難度;(2)本質(zhì)上而言,平面區(qū)域{(x,y)
y>f(x)}的畫(huà)法與f(x)的解析式無(wú)關(guān). 換句話(huà)說(shuō),不管什么樣f(x)的,平面區(qū)域{(x,y)
y>f(x)}的畫(huà)法都大同小異. 既然如此,又何必一定要強(qiáng)調(diào)題目中的f(x)的解析式呢?事實(shí)上,學(xué)生也確實(shí)能夠說(shuō)出該區(qū)域的圖象,這正說(shuō)明他們對(duì)于不等式與平面區(qū)域有著非常直觀和準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí).
本人首先指出學(xué)生的回答是正確的. 的確上述問(wèn)題中的函數(shù)f(x)的圖象把整個(gè)平面分成了三部分,f(x)的圖象自身一部分,圖象上方一部分和圖象下方一部分. 區(qū)域{(x,y)
y>f(x)}就對(duì)應(yīng)著圖象的上方那一部分.
本人又問(wèn),對(duì)于上圖中的f(x),{(x,y)
y≥f(x)}表示的區(qū)域和{(x,y)
y>f(x)}表示的區(qū)域有何區(qū)別?幾乎所有的學(xué)生都回答前者是帶邊界的,而后者不帶邊界. 這就說(shuō)明學(xué)生對(duì)于不等式y(tǒng)≥f(x)和不等式y(tǒng)>f(x)所分別對(duì)應(yīng)的圖象也有著清晰的認(rèn)識(shí).
在學(xué)生具有這樣較高的幾何直觀的前提下,本人認(rèn)為應(yīng)該趁熱打鐵,指導(dǎo)他們繪制一些稍微復(fù)雜的平面區(qū)域. 在這一過(guò)程中,本人采用了先易后難、循序漸進(jìn)的方式來(lái)誘導(dǎo)他們掌握畫(huà)圖的方法.
本人提出問(wèn)題2:
(1)設(shè)f(x)=x,試畫(huà)出{(x,y)
y>f(x)}表示的區(qū)域.
(2)設(shè)f(x)=1-2x,試畫(huà)出{(x,y)
y>f(x)}表示的區(qū)域.
這兩個(gè)問(wèn)題不難,學(xué)生很快就解決了.
然后本人馬上提出問(wèn)題3:試確定由集合{(x,y)
x+2y-3>0}表示的區(qū)域.
此時(shí)的不等式比起上面的不等式來(lái)說(shuō)就復(fù)雜了一些,學(xué)生畫(huà)起來(lái)可能會(huì)遇到一些困難. 但本人認(rèn)為,剛剛進(jìn)行的畫(huà)區(qū)域的工作已經(jīng)為解決這道問(wèn)題提供了足夠的準(zhǔn)備. 畫(huà)出區(qū)域{(x,y)
x+2y-3>0}所需要的方法已經(jīng)是呼之欲出的. 事實(shí)上,在經(jīng)歷了剛才的畫(huà)圖之后,學(xué)生全都不約而同地把x+2y-3>0化成了y>-+的形式,然后繪制y=-+的圖象,并取圖象上方的區(qū)域作為{(x,y)
x+2y-3>0}所表示的集合. 他們絲毫沒(méi)有意識(shí)到這樣做正是教師所期待的.
至此,本人認(rèn)為不等式(組)與平面區(qū)域這一節(jié)中最關(guān)鍵的教學(xué)目的已經(jīng)初步達(dá)到了,學(xué)生已經(jīng)在不知不覺(jué)中掌握住了畫(huà)二元一次不等式表示的平面區(qū)域的方法.
小結(jié)一下,這個(gè)方法就是把形如ax+by+c>0或ax+by+c<0(b≠0)的二元一次不等式化成形如y>kx+b或y 也許有人會(huì)有疑問(wèn),為何要把形如ax+by+c>0或ax+by+c<0(b≠0)的二元一次不等式化成形如y>kx+b或y 新課標(biāo)已經(jīng)實(shí)施好幾年了,本人對(duì)新課標(biāo)的研究和探索一直在進(jìn)行,在這一過(guò)程中有成功也有失敗,但只要注意積累、加強(qiáng)鉆研,就一定會(huì)有收獲.