自然且合理：高中數(shù)學課堂追求

王慕華

數(shù)學課程《標準》中指出：“人人學有價值的數(shù)學；人人都能獲得必需的數(shù)學；不同的人在數(shù)學上得到不同的發(fā)展?！备咧袛?shù)學教科書出現(xiàn)的數(shù)學概念、數(shù)學方法證明，許多概念的形成過程均為水到渠成、合情合理。這就要求教師在課堂教學中必須順應數(shù)學的發(fā)展，追求課堂教學的“自然且合理”。

范題解讀

師：在初中我們學習了銳角三角函數(shù)，它是怎樣定義的？

生1：是在直角三角形中定義的，=，=，=。

師：為什么要這樣定義？（目的是要揭示概念的本質(zhì)。）當銳角 是一個定角時，這三個比值如何？

生2：是定值吧?。ê芏鄬W生猶豫，不敢確定。）

師：當銳角α是定值時，以角α的兩邊為邊，能構造多少個直角三角形？

生3：無數(shù)個！

師：這無數(shù)個三角形有什么關系？

生4：都是相似三角形。

生5：這些直角三角形都相似，從而在每個直角三角形中的類似上面的對應比值都是相等的。也就是說這三個比值是定值，不隨邊長的變化而變化。

師：對?。ń處焺赢嬔菔荆炞C生2所說的數(shù)學事實。）由于有“比值不變”這樣的規(guī)律，我們才定義了“銳角三角函數(shù)”的概念。進而再問：已經(jīng)把角推廣到了任意角，能否定義任意角的三角函數(shù)？

生6：可以把任意角的三角函數(shù)轉(zhuǎn)化到直角三角形中去定義。無論角α的終邊落在哪兒，都能構造一個直角三角形，可以仿照銳角三角函數(shù)的定義方法，定義任意角α的三角函數(shù)。（根據(jù)學生的描述，教師畫圖演示。）

師：如果角α的終邊與始邊垂直呢？

生6：這個無法定義tanα了。

師：我們是怎樣研究“任意角”的？

生7：在平面直角坐標系中，可以借助平面直角坐標系來定義吧。（學生思考討論）在平面直角坐標系中借助點的坐標來定義，只要在角的終邊OB上任取一點P（x，y），類似于銳角三角函數(shù)，可以定義=，=，=。

師：為什么要這樣定義？（學生討論。）

生8：因為無論點P在OB的什么位置，由相似三角形的性質(zhì)可知比值、、總為三個定值，因此可以用這三個比值定義任意角α的三個三角函數(shù)。

師：很不錯?。▌赢嬔菔?。）能否把問題變得更為簡單呢？

生8：在坐標系上作單位圓，此時比值中的OP的長度為1，三個比值變?yōu)閥，x，。

最后老師點題，指出引入單位圓使得這種對應更加明顯，同時為學習三角函數(shù)線做出準備。本堂課教學過程自然流暢，每一步提問合符情理，設計的數(shù)學活動目標較為明確，達到了引導學生感悟和揭示數(shù)學本質(zhì)的目的。

提出問題應自然且合理

數(shù)學的核心是不斷地解決問題，而提出問題是解決問題的前提。由于提出問題在思維的主動性與深刻性、在對知識本質(zhì)和結(jié)構的理解與把握等方面比解決問題有著更高的要求，怎樣才能自然且合理地提出問題？第一，搞清楚數(shù)學問題來自哪里；第二，要搞清楚數(shù)學問題該由誰提出，通常情況下，理想的做法是教師創(chuàng)設問題產(chǎn)生的情境，由學生提出問題；或教師提出一個初始問題、元問題，再由學生提出要解決的具體問題；第三，搞清楚問題產(chǎn)生與形成的思維合理性在哪里，如學了“橢圓的定義”后，教師上課時自然地提出這樣的問題：能不能由定義建立橢圓方程？應該如何建立？或者讓學生自己提出其他合理的問題。

解決問題應自然且合理

問題解決一貫是高中數(shù)學教師課堂教學中最為重視、也是做得較好的一個環(huán)節(jié)。實施新課程后，教師課堂教學的過程意識、探究意識明顯加強。但從更高的要求看，有些教師平時的課堂教學還存在一些問題：較重視傳授解決問題的方法而輕分析為什么要用這種方法、怎樣想到用這種方法；在有效地圍繞著問題的本質(zhì)展開討論和探究上做得還有待改進；解決問題的方法有時不太自然且合理。新課程課堂教學則要求：一要抓住問題本質(zhì)，搞清楚知識形成與發(fā)展的背景及其與其他知識的聯(lián)系；二要順應知識形成與發(fā)展的軌跡，順應學生的認知基礎和認知特點，突出思維主線；三要揭示思維策略與方法的合理性與必然性。比如，任意角的三角函數(shù)的本質(zhì)是以角為自變量的函數(shù)，其概念建立的難點是轉(zhuǎn)換思考問題的角度，突破用直角三角形定義三角函數(shù)的思維局限，把原來銳角三角函數(shù)定義中的三角形邊的長度比，轉(zhuǎn)換為適用于任意角三角函數(shù)的坐標比。又如，“函數(shù)”的概念比較抽象難理解，在課堂中可把函數(shù)類比為“豆?jié){機”，一端送入大豆（自變量），從另一端出來豆?jié){（函數(shù)值），只不過在一般情況下，函數(shù)輸入的是“數(shù)”，輸出的也是“數(shù)”。這樣學生對函數(shù)的理解也就具體直觀了。

拓展問題應自然且合理

一個問題解決之后，如何引導學生自然且合理地拓展問題？問題引領教學，不僅應體現(xiàn)在課堂教學之初，也應體現(xiàn)和貫穿于整個課堂教學。只有在適當?shù)臅r候用恰當?shù)膯栴}來不斷地引導課堂教學，才能增加數(shù)學教學的思維含量。除了自然地合理地提出問題、解決問題外，高中數(shù)學課堂教學還應要讓數(shù)學思維在教學中自然且合理地流淌，正如人教A版《普通高中課程標準實驗教科書·數(shù)學》主編寄語中所說的“數(shù)學概念、數(shù)學方法與數(shù)學思想的起源與發(fā)展都是自然的。如果有人感到某個概念不自然，是強加于人的，那么只要想一下它的背景，它的形成過程，它的應用，以及它與其他概念的聯(lián)系，你就會發(fā)現(xiàn)它實際上是水到渠成、渾然天成的產(chǎn)物，不僅合情合理，甚至很有人情味”，高中數(shù)學課堂必然要努力創(chuàng)造自然、合理、高效的教學。

（作者單位：福建省龍巖市第二中學）endprint