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学科教育论文-关于三角教材与教法的新思考 .doc

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学科教育论文-关于三角教材与教法的新思考 .doc

学科教育论文关于三角教材与教法的新思考1998年4月21日,国家教育部专门调整了高中数学的部分教学内容,其中的调整意见第7条为“对三角函数中的和差化积、积化和差的8个公式,不要求记忆。”再联想到1998年全国高考数学卷中,已尽可能减少了这8个公式的出现次数,在仅有的一次应用中,还将公式印在试卷上,以供查阅,而当时调整意见尚未生效(应在1999年生效)。这不能不说对和积互化的8个公式(以下简称“8公式”)的要求是大大降低了。但是,这次调整的,难道仅仅是8个公式吗如果认为仅仅是降低了对8公式的要求,那就太表面、太肤浅了。我们知道,和积互化历来是三角部分的重点内容之一。相当部分的三角题都是围绕它们而设计的,它们也确实在很大程度上体现了公式变形的技巧和魅力。现在,要求降低了,有关的题目已不再适合作为例(习)题选用了。这样一来,三角部分还要我们教些什么又该怎样教立刻成了部分教师心头的一大困惑。有鉴于此,我认为很有必要重新审视这部分的知识体系,理清新的教学思路,以便真正落实这次调整的意见,实现“三个有利于”(有利于减轻学生过重的课业负担,有利于深化普通高中的课程改革,有利于稳定普通高中的教育教学秩序)的既定目标。一、是“三角”还是“函数”应当说,三角函数是由“三角”和“函数”两部分知识构成的。三角本是几何学的衍生物,肇始于古希腊的希帕克,经由托勒玫、利提克思等。至欧拉而终于成为一门形态完备、枝繁叶茂的古典数学学科。历史上的很长一段时期,只有三角学盛行于世,却无“三角函数”之名。“三角函数”概念的出现,自然是在有了函数概念之后,从时间上看距今不过300余年。但是,此概念一经引入,立刻极大地改变了三角学的面貌。特别是经过罗巴切夫斯基的开拓性工作。致使三角函数可以完全独立于三角形之外,而成为分析学的一个分支,其中的角也不限于正角,而是任意实数了。有的学者甚至认为可将它更名为角函数,这是有见地的。所以,作为一门学科的三角学已经不再独立存在。现行中学教材也取消了原来的代数、三角、几何的格局,将三角并入了代数内容。这本身即足以说明“函数”在“三角”中应占有的比重。再从代数学的历史演变来看,在相当长的历史时期内,“式与方程”一直是它的核心内容,那时的教材都是围绕着它们展开的。所以,书中的分式变形、根式变形、指数式变形和对数式变形可谓连篇累牍、所在皆是。这是由当时的数学认知水平决定的。而现在,函数已取代了式与方程成为代数的核心内容,比起运算技巧和变形套路来,人们更关注函数思想的认识价值和应用价值。1963年颁布的数学教学大纲提出数学三大能力时,首要强调的是“形式演算能力”,1990年的大纲突出强调的则是“逻辑思维能力”。现行高中代数课本中,充分阐发了幂函数、指数函数、对数函数的图象和性质及应用,对这三种代数式的变形却轻描淡写。所以,三角函数部分应重在“函数的图象和性质”是无疑的,这也是国际上普遍认可的观点(下文还将述及)。现行高中代数的三角函数部分,也单列了一章专讲“三角函数的图象和性质”,这是与数学发展的潮流相一致的。但若提起三角函数,大多数师生头脑中反映出来的,还是“众多的公式,纷繁的变换”,而三角函数的“图象和性质”倒是在其次的。这一点,与前面所述的“幂、指、对”函数有着极大的反差,恐怕也与编者的意图大相径庭。个中缘由固然与三角本身多公式有关,其中和积互化8公式的干扰作用尤其明显。8公式形式类似,记忆也属不易,变形尤难把握,是师生教与学的共同难点。为此反复记忆、题海操练实所难免。调整以后,降低这部分的要求,大面积地减少了题量,目标中“第一和第三”两个有利于是可以实现的。但另一个(有利于深化课程改革)该如何理解呢把“函数”作为关键词,将目光放在“图象和性质”上,应当是正确的选择,负担轻了,障碍小了,这更方便于我们将注意力转移到对函数图象和性质的关注上,这才是“三个有利于”得以贯彻的根本。二、国外的观点及启示下面来看一下美国和德国的观点美国没有全国统一的教材和考试说明,只有一个课程标准,在课程标准中,他们对三角函数提出了下面的要求会用三角学的知识解三角形;会用正弦、余弦函数研究客观实际中的周期现象;掌握三角函数图象;会解三角函数方程;会证基本的和简单的三角恒等式;懂得三角函数同极坐标、复数等之间的联系。他们还特别指出不要在推导三角恒等式上花费过多的时间。只要掌握一些简单的恒等式推导,如之类就可以了。比较复杂的恒等式如之类,就应该完全避免了。德国在10到12年级(相当于中国的高一到高三)每年都有三角内容。10年级要求如下1一个角的弧度。2三角函数SINXCOSXTGX和它们的图象周期性。3三角形中角和边的计算。4重要关系(特指同角三角函数的平分关系、商数关系和倒数关系笔者注)。另外,在11年级和12年级的“无穷小分析”中,继续研究三角函数的图象变换、求导、求积分、求极限。从以上罗列,我们可以看出下面的共同点第一,突出强调三角函数的图象和性质。第二,淡化三角式的变形,仅涉及同角变换。而且要求较低;8公式根本不予介绍。第三,明确变换的目的是为了三角形中的实际计算。第四,注意三角函数和其它知识(复数、极坐标)的联系。这带给我们的启示还是很强烈的。美国和德国的中学教育以实用为主,并不太在乎教材体系是否严谨,知识系统是否完整。我国的教材虽作调整,对8公式不要求记忆。同期颁布的考试说明仍要求“能推导并掌握(8公式)”。不要求记忆却要求推导并掌握,怎样实施且不去细说,有一个意图是可猜到的,那就是要让学生知道教材是严谨与完整的。我认为这大可不必。严谨与完整是相对的。现在看来严谨的东西,在更高的观点下是否还严谨在圈内看是完整的,跳出圈子看,是否还完整在一个小地方钻得太深,在另外更大的地方就可能无暇顾及。人家能在中学学到向量、行列式、微分、积分。我们却热衷于在个别地方穷追不舍,这早已引起行家的注意。从这个意义上说。此次调整应当只是第一步。在中学阶段即试图严谨与完整。其实是受前苏联教育家赞可夫的三高(高速度、高难度、高理论)影响太深的缘故。三、调整后的知识体系分析

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