三角函数与数学思维论文

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三角函数与数学思维
2013年4月
三角函数与数学思维
摘要:思维上认知的核心成分,思维的发展水平决定着整个知识系统的结构和功能。

因此,开发学生的思维潜能,提高思维品质,具有十分重大的意义。

关键词:三角函数 思维 灵活性 发散思维
正文
现代教育强调“知识结构”与“学习过程”,目的在于发展学生的思维能力,而把知识作为思维过程的材料和媒介。

只有把掌握知识、技能作为中介来发展学生的思维品质才符合素质教育的基本要求。

数学知识可能在将来会遗忘,但思维品质的培养会影响学生的一生,思维品质的培养是数学教育的价值得以真正实现的理想途径。

教育心理学理论认为:思维是人脑对事物本质和事物之间规律性关系概括的间接的反映。

思维是认知的核心成分,思维的发展水平决定着整个知识系统的结构和功能。

因此,开发学生的思维潜能,提高思维品质,具有十分重大的意义。

思维品质主要包括思维的灵活性、广阔性、敏捷性、深刻性、独创性和批判性等几个方面。

思维的灵活性是建立在思维广阔性和深刻性的基础上,并为思维敏捷性、独创性和批判性提供保证的良好品质。

在人们的工作、生活中,照章办事易,开拓创新难,难就难在缺乏灵活的思维。

所以,思维灵活性的培养显得尤为重要。

思维的灵活性指思维活动的灵活程度,指善于根据事物的发展变化,及时地用新的观点看待已经变化了的事物,并提出符合实际的解决问题的新设想、新方案和新方法。

学生思维的灵活性主要表现于:(1)思维起点的灵活:能从不同角度、不同层次、不同方法根据新的条件迅速确定思考问题的方向。

(2)思维过程的灵活:能灵活运用各种法则、公理、定理、规律、公式等从一种解题途径转向另一种途径。

(3)思维迁移的灵活:能举一反三,触类旁通。

如何使更多的学生思维具有灵活特点呢?我在教学三角函数中作了一些探索: 一、以“发散思维”的培养提高思维灵活性
美国心理学家吉尔福特提出的“发散思维”的培养就是思维灵活性的培养。

“发散思维”指“从给定义的信息中产生信息,其着重点是从同一的来源中产生各种各样为数众多的输出,很可能会发生转换作用。


在当前的数学教学中,普遍存在着比较重视集中思维的训练,而相对忽视了发散思维的培养。

发散思维是理解教材、灵活运用知识所必须的,也是迎接信息时代、适应未来生活所应具备的能力。

(1)引导学生对问题的解法进行发散;在教学过程中,用多种方法,从各个不同角度和不同途径去寻求问题的答案,用一题多解来培养学生思维过程的灵活性。

例:求证:
θθ
θθ
θtan 2sin 2cos 12sin 2cos 1=+++-
证法1:(运用二倍角公式统一角度)
左边 =++=++=)
cos (sin cos 2)
cos (sin sin 2cos sin 2cos 2cos sin 2sin 22
2θθθθθθθθθθθθ右边 证法2:(可用变更论证法。

只要证明下式成立即可)
)2sin 2cos 1)(2cos 1(2sin )2sin 2cos 1(θθθθθθ++-=+-
通过一题多解引导学生归纳证明三角恒等式的基本方法:(1)统一函数种类;(2)统一运算。

一题多解可以拓宽思路,增强知识间联系,学会多角度思考解题的方法和灵活的思维方式。

(2)引导学生对问题的结论进行发散;对结论的发散是指确定了已知条件后没有现成的结论.让学生自己尽可能多地探究寻找有关结论,并进行求解。

例:已知 3
1
sin sin =
+βα (1) 4
1
cos cos =
+βα (2) , 由此可以得到哪些结论? 这样的试题便是开放型试题。

开放型题目的引入,可以引导学生从不同角度来思考,不仅仅思考条件本身,而且要思考条件之间的关系。

要根据条件运用各种综合变换手段来处理信息、探索结论,有利于思维起点灵活性的培养,也有利于孜孜不倦的钻研精神和创造力的培养。

二、以思维灵活性的提高带动思维其他品质的提高,以思维其他品质的培养来促进思维灵活性的培养
由于思维的各种品质是彼此联系、密不可分的,处于有机的统一体中,所以,思维其他品质的培养能有力地促进思维灵活性的提高,下面就思维品质中一些性质谈点感悟。

(1)思维的深刻性指思维过程的抽象程度,指是否善于从事物的现象中发现本质,是否善于从事物之间的关系和联系中揭示规律。

例:方程sinx =lgx 的解有( )个。

(A )1 (B )2 (C )3 (D )4
学生习惯于通过解方程求解,而此方程无法求解常令学生手足无措。

若能运用灵活的思维换一
个角度思考:此题的本质为求方程组 的公共解。

运用数形结合思想转化为求函数图家交
点问题,寻求几何性质与代数方程之间的内在联系。

通过知识串联、横向沟通牢牢抓住事物的本质,在思维深刻性的基础上,思维灵活性才有了用武之地。

(2)思维的敏捷性指思维活动的速度。

它的指标有二个:一是速度,二是正确率。

具有这一品质的学生能缩短运算环节和推理过程。

思维灵活性对于思维速度和准确率的提高起着决定性作用。

例:相邻边长为a 和b 的平行四边形ABCD 且∠BAD=θ,分别绕两边旋转所得几何体体积为Va (绕AD 边)和Vb (绕AB 边),则Va :Vb =( ) (A )b a : (B )a b :(C )2
2
:b a (D )2
2
:a b 法1: 用直接法求解:以一般平行四边形为例。

可求:
θπ22sin ab V a = θπ22sin b a V b =
则Va :Vb =b :a ,由于要引入两边夹角 来求解,学生常常无法入手。

法2: 特殊法
以特殊的平行四边形(矩形)来处理,则相当简便。

此题解法充分体现了思维灵活性,以简驭繁,用特殊化思想求解,解题迅速、正确。

(3)思维的批判性指思维活动中独立分析的程度,是否善于严格地估计思维材料和仔细地检查思维过程。

在教学中,鼓励学生提出不同的甚至怀疑的意见,注意引导和启发,提倡独立思考能力的培养。

例:⊿ABC 中,53sin =
A ,13
5cos =B ,求C cos 大部分学生这样求解:由53sin =A 可得5
4
cos ±=A
由135cos =
B 可得13
12sin =B 进而求出6516cos =C 或65
56
cos =C
也有学生提出异议:由53sin =A ﹤22 可知A ﹥43π或A ﹤4
π
同理可知:B ﹥
4
π
又A+B ﹤π可知,65
16
cos =
C (只有一解) 学生对结论的可靠程度进行怀疑,在独立分析的基础上,灵活运用三角函数的单调性来确定三角形内角的取值范围,严密论证了三角函数值取值的可能性。

灵活的构想独特巧妙,数形结合思想得到充分体现。

教学中注重学生解题思路的独特性、新颖性的肯定和提倡,充分给予尝试、探索的机会,以活跃思维、发展个性。

所教学生在经过有目的的培养后,思维品质都有了很大的提高。

随着课程教材改革的推进,突出思维品质的培养已成为广大教师和教育工作者的共识。

我将继续探索下去,以求获得更多的教育理论与教育方法。

参考文献:
[1] 《中学生学习心理学》 编写组著 广东高等教育出版社. [2] 《数学教育学》 田万海著 浙江教育出版社.
[3] 《中学生素质教育》 徐仲安著 上海科学技术出版社.
三角函数与数学思维
安徽省太和中学数学组
牛春雷
2013年4月。