ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. Научно - методические основы организации обучения поиска решения задач, посредством графов в основной школе
1.1 Средства обучения математике в основной школе 5
1.2 Основные этапы решения задач 7
1.3 Теоретические сведения о графе 12
ГЛАВА 2. Методика обучения решению задач с использованием графов в основной школе на факультативных занятиях
2.1 Анализ учебной литературы, относительно темы исследования 18
2.2. Олимпиадные задания, решаемые с помощью графов 26
2.3 Разработка факультативного курса для 9 классов “Увлекательные
графы” 34
2.4 Методические разработки занятий 37
2.5 Кейсы, используемые для проведения занятий факультативного курса
“Увлекательные графы” 42
2.6 Технологическая карта факультативного занятия по теме “Графы.
Базовые определения. Лемма о рукопожатии” 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 81
Школьный курс традиционно основывается на континуальной, то есть непрерывной математике и поэтому не предусматривает повсеместного изучения теории графов [21]. Лишь в немногих учебниках, входящих в федеральный перечень рекомендуемых Министерством Просвещения, представлены задания, решение которых осуществляется посредством графов. Но даже эти задачи, содержатся в данных учебниках в качестве дополнительной информации и в крайне незначительном количестве. Однако, несмотря на этот факт, задания с графами неимоверно часто встречаются в различных олимпиадах, таких как: “Ломоносов”, “Покори Воробьёвы Горы”, “Курчатов”, “Всероссийская олимпиада школьников по математике”, “Олимпиада им. Эйлера”, “Высшая проба”, “Открытая олимпиада ИТМО”, “ММО” и многие другие. В связи с этим, становится очевидным наличие проблемы недостаточного рассмотрения графов в школьном курсе математики. Одновременно возникает вопрос, каким образом можно осуществить обучение учащихся поиску решения олимпиадных задач используя графы?
В ходе подготовки школьников к олимпиаде по математике, зачастую, в процессе поиска решения задач возникает дилемма: каким способом решить конкретную задачу? Появляется желание использовать такой метод, который будет интересен, и при том, с помощью которого будет решаться значительная часть заданий. Таким способом являются графы, соединяющие в себе простоту, доступность и наглядность решения. В повседневной жизни люди часто используют графы, не догадываясь об этом, например, изображая какие-либо города или села на картах в виде точек, а маршруты между ними с помощью линий. По этой причине применение графов школьниками не вызовет у них сложностей, но в свою очередь будет благоприятствовать абстрактной наглядности обучения. Необходимость обучения учащихся данному способу поиска решения задач, в силу высокого числа соответствующих заданий в олимпиадах и, одновременно отсутствию графов в школьном курсе обуславливает актуальность выбранной темы исследования: “Графы как средство обучения учащихся поиску решения задач”.
Целью данного исследования является создание методических условий для обучения учащихся поиску решения задач с помощью графов.
Объектом исследования выступает процесс обучения математике, осуществляемый в среднем звене общеобразовательной школы.
Предметом исследования стала теория графов как средство решения определенных олимпиадных задач.
Для достижения поставленной цели предстоит выполнить следующие задачи:
1. Изучить методическую, а также математическую литературу по теме “Графы”.
2. Проанализировать школьные учебники и математические олимпиады.
3. Выделить основные типы задач, решение которых осуществляется посредством графов.
4. Использовать метод графов для решения олимпиадных задач.
5. Разработать курс факультативных занятий для 9 классов “Увлекательные графы”.
Научная новизна проведенного исследования заключается в разработке курса факультативных занятий “Увлекательные графы” на основе кейс - технологий. Практическая значимость обусловлена возможностью использования полученных результатов в работе учителей 9 классов с целью увеличения эффективности занятий и повышения познавательной активности учащихся.
В ходе проведения исследования была проделана следующая работа.
В первой главе произведен обзор основных средств обучения. Затем детально разобран процесс решения задач. Рассмотрено содержание основных этапов. Далее раскрыто понятие графа. Рассмотрена задача Л. Эйлера о мостах Кенигсберга и предоставлено ее изображение посредством графов. Определены такие виды графов как: нулевой, неполный и полный графы, ориентированный, уникурсальный граф, связный и несвязный графы, дерево, изоморфные графы, планарные (плоские) графы. Выделен ряд задач, решаемых с помощью графов.
Вторая глава данного исследования носит практический характер. Произведенный обзор учебников, входящих в федеральный перечень рекомендуемый Министерством Просвещения РФ, позволил сделать вывод, что в своем большинстве эти издания не подразумевают освещение темы “Графы”. Лишь в учебниках, авторами которых являются Виленкин Н.Я, Г.В. Дорофеев и И.Ф. Шарыгин, И.М. Смирнова и В.А. Смирнов есть небольшие упоминания о графах.
Произведя анализ заданий математических конкурсов за несколько прошедших лет, стало очевидно, что, несмотря на то, что тема графов фактически не поднимается в школьном курсе, значительное количество олимпиад включают в перечень своих заданий задачи, решаемые именно с помощью графов. Самые интересные задания были включены в данное исследование с подробным решением.
Практической частью данного исследования стала разработка факультативного курса для 9 классов “Увлекательные графы”. Курс рассчитан на 5 занятий по 2 часа, каждое из которых проводится с применением кейс - технологии, что позволяет ученикам увидеть практическую направленность графов и в незаурядной форме научиться решать некоторые олимпиадные задачи. Составлена технологическая карта занятия по теме “Графы. Базовые определения. Лемма о рукопожатии”.
Разработанный факультативный курс может быть использован для проведения учителями математики дополнительных занятий с учениками 9 классов общеобразовательных учреждений.
Таким образом, можно сделать вывод, что все поставленные в выпускной квалификационной работе задачи выполнены, а цель достигнута.
1. Всероссийская олимпиада школьников по математике. 2019 - 2020
учебный год. Задания для 6 класса. URL:
https://vos.olimpiada.ru/upload/files/Arhive tasks/2019-20/school/math/ans-math-
6- sch-msk-19-20.pdf Заглавие с экрана (дата обращения: 20.01.2020).
2. Всероссийская олимпиада школьников по математике. 2019 - 2020
учебный год. Задания для 7 класса. URL:
https://vos.olimpiada.ru/upload/files/Arhive tasks/2019-20/school/math/ans-math-
7- sch-msk-19-20.pdf Заглавие с экрана (дата обращения: 20.01.2020).
3. Всероссийская олимпиада школьников по математике. 2019 - 2020
учебный год. Задания для 8 класса. URL:
https://vos.olimpiada.ru/upload/files/Arhive tasks/2019-20/school/math/ans-math-
8- sch-msk-19-20.pdf Заглавие с экрана (дата обращения: 20.01.2020).
4. Всероссийская олимпиада школьников по математике. 2017 - 2019
учебный год. Задания для 9 класса. URL:
https://vos.olimpiada.ru/upload/files/Arhive tasks/2017-18/school/math/ans-math-
9- day2-reg-17-18.pdf Заглавие с экрана (дата обращения: 20.01.2020).
5. Епишева О.Б. Общая методика обучения математике в средней школе [Текст]: курс лекций: учеб. пособие для студ. пед. вузов. - Тобольск: Изд-во ТГПИ им. Д.И. Менделеева, 2008. - 202 с.
6. Костюченко Р.Ю. Методика обучения учащихся решению математических задач: содержание этапов решения // Вестник Сибирского института бизнеса и информационных технологий: науч. - практ. журн. 2018. №4. С. 117 - 123.
7. Конкурсы для школьников. Кунгуру. 2019 год. 7 - 8 класс. URL: https://russian-kenguru.ru/konkursy/kenguru/zadachi/2019goda Заглавие с экрана (дата обращения: 18.01.2020).
8. Математика. 5 класс: учеб. для учащихся общеобразоват. учреждений / Н.Я. Виленкин [и др.]; под ред. Н.Я. Виленкина. - 31-е изд., стер. - М.: Мнемозина, 2013. - 280 с.
9. Математика. 6 класс: учеб. для учащихся общеобразоват. учреждений / Н.Я. Виленкин [и др.]; под ред. Н.Я. Виленкина. - 30-е изд., стер. - М.: Мнемозина, 2013. - 288 с.
10. Математика. 5 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений / Г.В.
Дорофеев [и др.]; под ред. Г.В. Дорофеева, И.Ф. Шарыгина; Рос.акад.наук, Рос.акад.образования, издательство “Просвещение” - 12 изд. - М.:
“Просвещение”, 2011. - 303 с.
11. Мельников О.И. Теория графов в занимательных задачах. Изд. 3-е, испр. и доп. - М.: Книжный дом “ЛИБРОКОМ”, 2009. - 232 с.
12. Методика обучения математике. В 2 ч. Часть 1: учебник для среднего профессионального образования / Н.С. Подходова [и др.]; под редакцией Н.С. Подходовой, В.И. Снегуровой. - М.: Юрайт, 2020. - 274 с.
13. Олимпиада “Курчатов” по математике - 2019. Заключительный этап. URL: https:// olimpiadakurchatov.ru/2019/final/kurchatov-2019-final-math-9- sol.pdf Заглавие с экрана (дата обращения: 12.01.2020).
14. Олимпиада им. Эйлера. Задания. 2018 год. Региональный этап. День первый. URL: https://www.mccme.ru/euler/2018/reg-day1.pdf Заглавие с экрана (дата обращения: 21.01.2020).
15. Пойя Д. Как решать задачу. - М.: Либроком, 2010. - 208 с...23