董義宏
【摘要】高中數(shù)學教學中,學生在理解角的表示弧度制上有很大的困惑,如果得不到重視,將會極大地挫傷學生學習的積極性,直接影響后續(xù)內(nèi)容的學習.本文分析了角的基本特性,得出lr是角的基本量,用它可度量、刻畫、反映一個角的大小,從而很自然地引出了弧度制概念.使學生從根本上理解了概念,為后續(xù)學習掃清了障礙,打牢了基礎.
【關鍵詞】高中數(shù)學;概念弧度制教學;難點突破
在長期高中數(shù)學課堂教學實踐中,發(fā)現(xiàn)初學者對弧度制概念理解上頗感費解.老師講得費勁,學生聽得糊涂,一頭霧水,弧度制變成了“糊涂制”.學生學習喪失信心,影響了學習三角函數(shù)后續(xù)內(nèi)容的積極性.良好的開端是成功的一半,不能讓學生輸在起跑線上,從一開始就對本模塊的內(nèi)容失去信心.
一、提出問題,激發(fā)興趣
師:哪名同學回答扇形的弧長和面積公式?
生:公式太長,記得不太清楚了.
師:通過本節(jié)的學習這兩個公式就變得簡單多了,同學們想學嗎?
二、精心設計,啟發(fā)思考
1.用補圖辦法計算比值lr.
(當α分別為180°, 90°,60° , 45°, 30°)
(1)當α=180°時,把半圓補圖,做輔助線,補成一個整圓,整圓的周長為2πr,半圓周長即為πr.lr=πrr=π,它是一個常數(shù),不會因半徑r的變化而變化.
(2)當α=90°時,把它補圖,做輔助線,補成一個整圓,整圓的周長為2πr.90°占 360°的 14,因而此扇形的周長為14個圓周長.lr=14×2πrr=π2,它是一個常數(shù),不會因半徑r的變化而變化.
(3)當α=60°時,把它補圖,做輔助線,補成一個整圓,整圓的周長為2πr.60°占 360°的16,因而此扇形的周長為 16 個圓周長.lr=1[]6×2πr[]r=π[]3,它是一個常數(shù),不會因半徑r的變化而變化.
(4)當α=45°與α=30°時,可類似得出.
由上面的5個特例可以看出,角變比值變,角不變則比值不
變,給定角,比值是唯一的.對某一給定的角,比值lr 是可以度量角、刻畫角的大小的.
2.比值lr對同一角是定值嗎?
3.比值 lr對不同角變嗎?角增大時比值 lr怎么變?角減小時比值 lr怎么變?
4.角的大小能由比值 lr刻畫、反映、度量嗎?
三、總結(jié)歸納,得出定義
定義:一個角的弧度數(shù)由比值 lr確定,即|α|=lr.
弧度單位,用rad表示.當α為正角時,α=lr; 當α為負角時,α=-lr;弧長與半徑相等時易得角為1弧度.
四、繼續(xù)質(zhì)疑,引出重點
1.用定義計算簡單嗎?能否推導出更為簡單的換算公式呢?
2.用特例推公式,即
180°=π rad.
3.強化練習,熟悉互化.(略)
五、首尾照應,回答開始提出的問題.即扇形的弧長和面積公式是什么?
1.由定義|α|=lr直接得出l=|α|r.
2.推導面積公式:
(1)2π rad的圓心角對的扇形即整個圓面積是多少?
(3)α rad的圓心角對的扇形面積是多少?
S=α×12π×π×r2=12αr2=12lr.
3.公式的應用:
在圓心角為120°,半徑為2的扇形中,弧長是多少?面積是多少?
分析:先將角度化成弧度,再用上面兩個公式計算.
六、點撥強化,加深記憶
由上面的推導知道了扇形中兩個重要公式,它們的形式變得非常簡單.弧長公式僅僅是弧度公式的簡單變形;面積公式與三角形面積公式很類似,可類比三角形面積公式記憶.
七、介紹數(shù)學史知識,提高學生科學意識
到此為止我們已經(jīng)知道當弧長和半徑相等時,角就是1 弧度的角,古代數(shù)學家和近代數(shù)學家度量角的大小時,正是采用了這種方法,即用半徑度量扇形弧長,當弧長和半徑相等時,就是1 弧度的角,當弧長是半徑的2倍時就是2弧度的角,依次類推.在當代弧度制更是現(xiàn)代科學技術(shù)中表示角的常用方法.它的優(yōu)勢在上面兩個公式中已初步顯現(xiàn),在后面的學習當中也會逐步體會到.
八、當堂檢測,反饋效果(略)