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因为比较喜欢读《道德经》,在进行“三角恒等变换”一章教学备课时我突发奇想:《道德经》里“道生一,一生二,二生三,三生万物”的辩证法思想似乎可以作为“两角和与差的正弦、余弦、正切公式”一课的思想基础……于是,我精心备课后在课堂上实践了这一想法。
师:今天我们学习“两角和与差的正弦、余弦、正切公式”,这节内容的学习将会印证《道德经》里的一句话,“道生一,一生二,二生三……”
生:三生万物!(学生很快应答,并表现出浓厚的兴趣)
师:“道”是自然规律,也是我们数学学科的科学思想。具体到我们这节课,同学们知道“一”是什么吗?(生无应答)“一”就是我们上节课学过的两角差的余弦公式。(板书:cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ,记为公式一)。由这个公式我们可以“生”出两角和与差的正弦、余弦、正切公式中的其他5个公式。
生:“生”?怎么“生”啊?呵呵……(不少学生说笑着)
师:“生”,就是生长。也就是说,其他5个公式可以在公式一的基础上生长出来,它们的根是公式一(“描述”数学中的重要思想,即化归思想)。现在我们来看一下怎样由公式一“生”出公式二——两角和的余弦公式。(板书:cos(α+β)=?)
生:公式一的括号里是减,这里是加,加可以改写成减减!
师:很好!这样cos(α+β)就写成cos(α-(-β)),把-β看成一个整体,问题就化归为公式一啦(直接点出化归思想)。那cos(α+β)=?
生:cos(α+β)=cos(α-(-β))=cosαcos(-β)+sinα
sin(-β)。
师:正确!不过,括号里有个-β,不够简洁,可以化简吗?(问题升级)
生:可以啊,诱导公式啊!
cosαcos(-β)+sinαsin(-β)=cosαcosβ-sinαsinβ!
师:这样我们就得到了两角和的余弦公式。(板书:cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ,记为公式二)。现在想想,公式二是不是公式一“生”出来的?(回顾知识生长的过程;生开心地笑)
师:现在我们来看二怎么“生”三,两角差的正弦公式。(板书:sin(α-β)=?)
生:这个怎么“生”啊?“生”不出来啊!(知识“生长”的难度加大,生依然在笑,但笑得不轻松)
师:sin(α-β)与cos(α+β)之间有什么联系?前者能由后者“生”出,说明前者的根在后者上(提示化归思想),它们之前通过什么手段化为同名三角函数的?(启发)
生:我知道了,诱导公式,sin(α)=cos(-α)!
师:很好的联想!这样一来,sin(α-β)=cos[
-(α-β)]。只是,这与公式二在形式上还是不够一致啊,怎么“生”呢?(学生启而不发,思维凝滞)
师:只能改改形式了。(继续启发)cos[-(α-β)]里-(α-β)不是可以写成-α+β吗?
生:把-α看成一个整体,这样就是公式二了!cos[-(α-β)]=cos[(-α)+β)]。(生开始觉悟)
师:很好!那进一步呢?
生:cos[(-α)+β)]=cos(-α)cos β-sin(-α)sin β=sin α cos β-sin α sin β。(生思维顺畅起来)
师:非常棒!这样,我们就“生”出了公式三。(板书:sin(α - β)=sin α cos β-cos α sin β,记为公式三)。我们再来回顾一下我们“生”三的过程。“一生二,二生三”,之所以能够“生”,是因为公式三可以化归为公式二,公式二可以化归为公式一,也就是说,公式二和公式三本质上就是公式一。我们要由公式一“生”出公式二和公式三,关键是找到公式二和公式三化归为公式一的“手段”。这种“手段”,在公式一“生”公式二的时候是“将加号写成减减”,在公式二“生”公式三的时候我们用上了诱导公式。也就是说,我们让整个“生”长过程进行下去的思想基础,就是我们数学中的“化归”思想!现在,我们就运用化归思想,让公式三来“生”出“万物”吧!
生1:sin(α + β)可以写成sin(α -(- β)),所以sin(α + β)=sin(α -(- β))=sin α cos(- β)-cos α sin(- β)=sin α cos β+cos α sin β。
师:很好,正确!这位同学“生”出了两角和的正弦公式。(学生开心大笑,并跃跃欲试)
生2:还可以得到tan(α - β)!tan(α - β)===…(学生思维卡壳)
生3:他难产了!(众大笑,生2自己也笑)
师:思路是对的,的确可以得到tan(α - β)!现在的问题是怎样化简?我们要的是tanα和tanβ的形式。那么,怎样可以得到呢?(“怎样可以得到”问的是化归的手段)
生4:因为tanα =,所以可以让分子分母同时除以cosα。
生5:不好。我认为应该同时除以cosαcosβ,=。
师:两位同学的思路都是正确的,这样,我们就可以得到tan(α- β)=。
生:(老师话音刚落)老师,老师,用- β代替β,就是tan(α+ β)=。
师:很棒!这样一来,两角和、差的正切公式我们用一节课就都“生”出来了。同学们,接下去我们还可以“生”出很多优美的公式呢,现在你体会到“三生万物”的道理了吗?请同学们课后再仔细回顾一下我们“生”万物的过程,领会数学中的化归思想。
课后反思:这节课,学生的学习兴趣一直比较高涨,学习小高潮不断涌现。我的体会,以思想为核心,用名言作引领,是这节课教学成功的关键。我将《道德经》里的“道生一,一生二,二生三,三生万物”这句名言贯穿到了整节课的学习过程中,而这句名言中的辩证法思想恰好又与本节课中“化归与转化”的数学思想相契合,辩证法思想加数学思想,为学生揭示了知识生长的过程与方法。
(责编 白聪敏)
师:今天我们学习“两角和与差的正弦、余弦、正切公式”,这节内容的学习将会印证《道德经》里的一句话,“道生一,一生二,二生三……”
生:三生万物!(学生很快应答,并表现出浓厚的兴趣)
师:“道”是自然规律,也是我们数学学科的科学思想。具体到我们这节课,同学们知道“一”是什么吗?(生无应答)“一”就是我们上节课学过的两角差的余弦公式。(板书:cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ,记为公式一)。由这个公式我们可以“生”出两角和与差的正弦、余弦、正切公式中的其他5个公式。
生:“生”?怎么“生”啊?呵呵……(不少学生说笑着)
师:“生”,就是生长。也就是说,其他5个公式可以在公式一的基础上生长出来,它们的根是公式一(“描述”数学中的重要思想,即化归思想)。现在我们来看一下怎样由公式一“生”出公式二——两角和的余弦公式。(板书:cos(α+β)=?)
生:公式一的括号里是减,这里是加,加可以改写成减减!
师:很好!这样cos(α+β)就写成cos(α-(-β)),把-β看成一个整体,问题就化归为公式一啦(直接点出化归思想)。那cos(α+β)=?
生:cos(α+β)=cos(α-(-β))=cosαcos(-β)+sinα
sin(-β)。
师:正确!不过,括号里有个-β,不够简洁,可以化简吗?(问题升级)
生:可以啊,诱导公式啊!
cosαcos(-β)+sinαsin(-β)=cosαcosβ-sinαsinβ!
师:这样我们就得到了两角和的余弦公式。(板书:cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ,记为公式二)。现在想想,公式二是不是公式一“生”出来的?(回顾知识生长的过程;生开心地笑)
师:现在我们来看二怎么“生”三,两角差的正弦公式。(板书:sin(α-β)=?)
生:这个怎么“生”啊?“生”不出来啊!(知识“生长”的难度加大,生依然在笑,但笑得不轻松)
师:sin(α-β)与cos(α+β)之间有什么联系?前者能由后者“生”出,说明前者的根在后者上(提示化归思想),它们之前通过什么手段化为同名三角函数的?(启发)
生:我知道了,诱导公式,sin(α)=cos(-α)!
师:很好的联想!这样一来,sin(α-β)=cos[
-(α-β)]。只是,这与公式二在形式上还是不够一致啊,怎么“生”呢?(学生启而不发,思维凝滞)
师:只能改改形式了。(继续启发)cos[-(α-β)]里-(α-β)不是可以写成-α+β吗?
生:把-α看成一个整体,这样就是公式二了!cos[-(α-β)]=cos[(-α)+β)]。(生开始觉悟)
师:很好!那进一步呢?
生:cos[(-α)+β)]=cos(-α)cos β-sin(-α)sin β=sin α cos β-sin α sin β。(生思维顺畅起来)
师:非常棒!这样,我们就“生”出了公式三。(板书:sin(α - β)=sin α cos β-cos α sin β,记为公式三)。我们再来回顾一下我们“生”三的过程。“一生二,二生三”,之所以能够“生”,是因为公式三可以化归为公式二,公式二可以化归为公式一,也就是说,公式二和公式三本质上就是公式一。我们要由公式一“生”出公式二和公式三,关键是找到公式二和公式三化归为公式一的“手段”。这种“手段”,在公式一“生”公式二的时候是“将加号写成减减”,在公式二“生”公式三的时候我们用上了诱导公式。也就是说,我们让整个“生”长过程进行下去的思想基础,就是我们数学中的“化归”思想!现在,我们就运用化归思想,让公式三来“生”出“万物”吧!
生1:sin(α + β)可以写成sin(α -(- β)),所以sin(α + β)=sin(α -(- β))=sin α cos(- β)-cos α sin(- β)=sin α cos β+cos α sin β。
师:很好,正确!这位同学“生”出了两角和的正弦公式。(学生开心大笑,并跃跃欲试)
生2:还可以得到tan(α - β)!tan(α - β)===…(学生思维卡壳)
生3:他难产了!(众大笑,生2自己也笑)
师:思路是对的,的确可以得到tan(α - β)!现在的问题是怎样化简?我们要的是tanα和tanβ的形式。那么,怎样可以得到呢?(“怎样可以得到”问的是化归的手段)
生4:因为tanα =,所以可以让分子分母同时除以cosα。
生5:不好。我认为应该同时除以cosαcosβ,=。
师:两位同学的思路都是正确的,这样,我们就可以得到tan(α- β)=。
生:(老师话音刚落)老师,老师,用- β代替β,就是tan(α+ β)=。
师:很棒!这样一来,两角和、差的正切公式我们用一节课就都“生”出来了。同学们,接下去我们还可以“生”出很多优美的公式呢,现在你体会到“三生万物”的道理了吗?请同学们课后再仔细回顾一下我们“生”万物的过程,领会数学中的化归思想。
课后反思:这节课,学生的学习兴趣一直比较高涨,学习小高潮不断涌现。我的体会,以思想为核心,用名言作引领,是这节课教学成功的关键。我将《道德经》里的“道生一,一生二,二生三,三生万物”这句名言贯穿到了整节课的学习过程中,而这句名言中的辩证法思想恰好又与本节课中“化归与转化”的数学思想相契合,辩证法思想加数学思想,为学生揭示了知识生长的过程与方法。
(责编 白聪敏)