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高中数学核心素养:直观想象的认知关联价值

【摘要】:提升学生直观想象核心素养,在帮助他们认知事物之间的关联方面具有非同一般的价值.通过直观想象素养的培养,帮助学生通过数学间的内在联系,将数学问题图像化,分析问题的本质关联,从而将问题理解得更为深入,问题的解决得以顺利进行.三角函数的周期性1.问题的提出“离离原上草,一岁一枯荣,野火烧不尽,春风吹又生”蕴含了什么数学知识?

提升学生直观想象核心素养,在帮助他们认知事物之间的关联方面具有非同一般的价值.通过直观想象素养的培养,帮助学生通过数学间的内在联系,将数学问题图像化,分析问题的本质关联,从而将问题理解得更为深入,问题的解决得以顺利进行.

【案例4-5】三角函数的周期性

1.问题的提出

(1)“离离原上草,一岁一枯荣,野火烧不尽,春风吹又生”蕴含了什么数学知识?

(2)转动的摩天轮:任意一点P的位置转动一圈以后回到原来的位置.

(3)我们为什么只需排出一个星期的课表,而不是按日期排出每天课表?

教师引导学生分析后,再让学生找出生活中许多周而复始的例子:时钟、季节、月、日、天体运动等,体验生活中的周期性.

2.问题的研究

(1)以星期为例,解决这样一个问题,“今天是星期一,10天后将是星期几,1000天后将是星期几”,从而引出f(x+T)=f(x)的含义及应用

(2)观察三角函数线的变化规律:①正弦函数值、余弦函数值是有规律不断重复出现的;②规律是每隔2π重复出现一次(或者说每隔2kπ,k∈Z重复出现);③这个规律由诱导公式sin(2kπ+x)=sin x,cos(2kπ+x)=cos x也可以说明.

结论:像这样的函数叫做周期函数.

3.概念的应用

问题:若钟摆的高度h(mm)与时间t(s)之间的函数关系如图4-8所示.

图4-8

(1)求该函数的周期;

(2)求t=10s时时钟摆的高度.

从案例4-5中可以看出,数学源于生活,高于生活.在教学中,借助生活情境,通过具体现象能让学生通过观察、类比、思考、交流、讨论,感知周期现象的存在,深入浅出地阐明周期性.