作者Bluetease (阿武隈四入道!)
看板tutor
标题Re: 高中数学的教学时数
时间Mon Sep 4 13:29:24 2006
※ 引述《freehunter (freehunter)》之铭言:
: 十分赞同您的说法,可是假使今天是教余弦定理,
: 我怎麽套用您的方法??
: 就像推文所说,其实我本身是能习惯,定义=>定理=>证明=>习题
: 这种学习方式的,只要这些东西之间的连接性够有逻辑性,就是不会习题不对定理
: 可是我承认,这种方法用在教学,除了花时间外,效果似乎也不太好。
: 之前去上课,解某一题,要用到余弦定理,
: 我把定理写给学生看,问她有没有看过?
: 她说没有,(可是她已经高二)
: 她问我为什麽会对?
: 我说,光这样看可能很陌生,先看看直角三角形的情况,
: 然後我就不会教了XD,我找不出其他的例子或方法去说服她,这个定理是对的
: 因为我觉得要我当场写证明,我也不会,及使有证明,也不会了解比较多,
: 後来她说要全部重新教,
: 一个礼拜两堂课,一次高一,一次高二,每次两小时
: 我高一的从三角开始教,又要遇到相同的问题了CC
: 不过按照blue大大的讲法,向量教起来的确是轻松愉快呀
首先你提到你可以习惯定义=>定理=>证明=>习题这样的走法,
我觉得这可商榷,每个学生的学习情况不同,有的学生的确能够从证明过程中
感受到背後隐藏的意义跟数理逻辑,进而感受到数学之美。
不过对多数学生来讲,或者是您例子中的学生来讲,我想他们肯定就感受
不到这回事了。所以抓出定义背後的数理逻辑是很重要的。
以三角函数来讲好了。三角学源自希腊罗马,经过数学史上大师们的修正,
到了牛顿时代渐臻完备。高中数学的三角函数终至de Moivre's Theorem,
接下来可以衔接复数。如果把数学上的各个观念以时代来排,三角函数来自
希罗时代,相当於论语孟子的时代。微积分来自十七世纪,可以比喻做明朝的
各种章回小说。线性规划在美军二战规划轰炸机路线时发扬光大,以时代来排
跟鲁迅差不多。
高中三角函数生硬不近人情是很正常的,这些理论不但不是近现代的发现,
更经过历来数学家们的修饰钻研。就好像一本四书集注,来自古老的春秋时代,
又被历代学者添补注释。但是对高中生来讲,仍然有三个学好三角的理由:
一、For Geometry,这是第二章的重点,这一点之後再说。
二、For Physics,力学里面使用的语言包含了太多三角函数,不能不学。
三、For Algebra,这就是de Moivre's theorem,也就是第三章的重点。
撇开第三章不看,因为你专门提到余弦定理,这是第二章,这个定理背後也有
意义跟精神吗?有的。
正弦定理是一个从圆画出来的定理,跟余弦无关。跟余弦有关的,是三角函数
基本定义的三角六边型。教完三角六边型的定义以後,就可以进入投影公式。
投影公式凑一凑,就可以推出余弦定理。
可是从投影公式凑余弦定理的过程,完全看不出逻辑之所在,彷佛是天外飞来一笔
的相消。没关系,我们先把余弦定理的两个型态写出来:
边平等於夹平加夹平减二夹夹cos夹
cos夹等於二夹夹分之夹平加夹平减边平
例如:cosA = (b^2 + c^2 - a^2) / 2bc
这个公式有什麽用呢?让我们回到国中几何。三角形的全等性质有SSS,SAS,AAS,
ASA,RHS;而SSA则提供了两组不一样的解,如果该A是钝角,则全等,若是锐角,
则可能全等可能是另一组不全等的解。
无论如何,三角形的全等性质有个特色:三角形的三边三角共六个值当中,只要取得
其中三个〈当然要至少有一个是S,AAA只能做出相似〉,就可以确定三角形的形状。
既然可以确定其形状,另外的三个值就是定值。这在四边型等形状当中是没有的,
四边型即使确定了SSSS,也无法确定角度。
既然知三可以确定另外三个,那麽另外三个就变成「可求」了。如果是国中,我们会把
图画出来,就可以解得其他三个条件。可是到了高中就不用那麽麻烦....
对,就是我们刚刚玩的余弦定理。发现了吗?SSS,SAS,SSA,都可以利用余弦定理
来解出其他三个条件。AAS,ASA,则可以利用正弦定理来解出其他三个条件。
为什麽我们要把投影公式的左边各自乘上a,b,c,并且整理出余弦定理呢?
因为这是一个「只用到三角形中四个条件」的恒等式〈未整理前的投影公式
整整用了六个条件〉!靠余弦定理,就可以凑出三角形的全貌───即使你只有
三个条件,也可以完整的列出六个条件!〈角度的地方有时要藉查表辅助〉
这一段的公式的确不像数的那一章,公式背後直接充满了丰富的数学意像,
但是反过来想,没有丰富数学意像的东西还能进课本,当然是因为它具有强大的实用性。
从她实用的地方,下去连结学生学过的东西,你就不难解释为什麽我们要教授
这个观念了。事实上,第二章的所有公式综合起来用〈还包括海龙,平行四边型
等等定理〉,可以把一个三角形从三边长、三角度、直到外接圆半径,内切圆半径,
面积、中线长,分角线长通通都算出来。简而言之,第二章的三角函数是一个
「用三角函数完整算出国中几何所教的所有资讯」的工具集。
〈其实这在课本当中也被列为独立的一节,称做「解三角形」〉
〈正因为可以解出三角形所有资讯,测量的意义才会那麽大〉
其实大多数的公式背後绝对都找得到「数学的骚味」,只是有的浓有的淡罢了。
把这样的东西找出来,绝对是倍添教与学的乐趣的,更可以让学生的数学感觉更加敏锐。
而数学的骚味在哪里,其实随着每个人的经验不同,体悟也会不同。
如果教数学的时候多点用心,我相信你也可以找到你专用的教学方式。
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1F:推 freehunter:真的很谢谢你 09/04 15:09