ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ КУРСА ПО ВЫБОРУ «ЗАДАЧИ НА ПОСТРОЕНИЕ» 7
1.1 Задачи на построение в курсе математики основной школы 7
1.2 Анализ содержания темы задач на построение в школьных учебниках
геометрии 14
1.3 Особенности использование системы динамической геометрии «Живая
математика» на уроках геометрии в основной школе 18
Выводы по первой главе 24
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУРСА ПО ВЫБОРУ «ЗАДАЧИ НА ПОСТРОЕНИЕ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ «ЖИВАЯ МАТЕМАТИКА» 26
2.1 Методические особенности создания курса по выбору 26
2.2 Педагогическое проектирование курса по выбору «Задачи на построение» с использованием системы динамической геометрии «Живая математика» . 31
2.3 Методические рекомендации по решению задач 36
2.4 Описание педагогического эксперимента 53
Выводы по второй главе 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ
Курс геометрии является одним из основных фундаментальных составляющих предметной области математики в основной школе. Об этом свидетельствует и федеральный образовательный стандарт. Геометрические построения играют важную роль в курсе геометрии и в математической подготовке школьника. Среди геометрических задач наибольшую трудность и вместе с тем особый интерес вызывает задачи на построение. Эти задачи принципиально отличаются практически от всех других задач, т.к. ответом в них является графический рисунок.
Однако сейчас имеется тенденция к игнорированию или сокращению решения задач на построение в основной школе. Знания учащихся по данной теме нередко носят формальный характер, наблюдается отсутствие структурности. В настоящий момент на уроках геометрии недостаточно уделяется внимания рассмотрению методов решения задач на построение, и как результат, отсутствие у учащихся четкого представления об алгоритмых решения задач на построение и обязательных этапах: анализе, построении, доказательстве и исследовании.
Традиционный подход к преподаванию геометрии приводит к малой популярности этого предмета, особенно среди учащихся, далёких от математики. Такой стиль обучения нацелен на развитие некритического, нетворческого мышления и естественно отторгается современными школьниками. Помочь решить возникающие в связи с этим проблемы поможет учебно-методический комплекс (УМК) «Живая Математика», использующий систему динамической геометрии.
Выявленные противоречия подтверждает и анализ психолого¬педагогической литературы, что позволяет определить круг тех вопросов и проблем, которые разрешаются в методике обучения решению математических задач и в том числе задач на построение.
Актуальность исследования обусловлена потребностью учителей математики школы усилить интерес к геометрии, применяя современные компьютерные технологии в процессе решения задач на построение.
Проблема исследования заключается в противоречии: между
необходимостью формирования умений решать задачи на построение, используя различные методы, и недостаточной разработанностью теоретико-методических основ организации обучения этому с использованием системы динамической геометрии.
Поскольку количество задач на построение в учебниках геометрии достаточно мало, и времени на их освоение тоже недостаточно, то один из способов решения проблемы - разработка и проведение курса но выбору, что определило тему исследовательской работы: «Курс по выбору «Задачи на построение» с использованием системы динамической геометрии «Живая математика»»
Цель исследования - изучить особенности решения задач на построение в основной школе и разработать программу курса по выбору «Задачи на построение» с использованием системы динамической геометрии «Живая математика»
Объект исследования - процесс обучения геометрии в основной школе
Предмет исследования - процесс обучения решению задач на построение.
Гипотеза исследования: обучение школьников решению задач на построение будет успешным, если:
- познакомить с методами решения задач на построение,
- использовать для этого программу курса по выбору, использующую систему динамической геометрии «Живая математика».
Исходя из цели и гипотезы исследования, можно выделить следующие задачи исследования:
- определить особенности задач на построение в курсе математики основной школы;
- проанализировать содержание темы задачи на построение в школьных учебниках геометрии;
- рассмотреть особенности использования системы динамической геометрии «Живая математика» на уроках геометрии;
- описать методические особенности создания курса по выбору;
- показать результаты педагогического проектирования курса по выбору «Задачи на построение» с использованием системы динамической геометрии «Живая математика»;
- разработать методические рекомендации по решению задач курса по выбору;
- провести апробацию курса по выбору и проанализировать результаты педагогического эксперимента.
Теоретико-методологической основой исследования являются:
- теория деятельности и деятельностного подхода к развитию личности и обучению (В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев [25], С.Л. Рубинштейн [35] и др.);
- методические теории решения задач (Г.И. Саранцев, Ю.М. Колягин, Г.И. Костюк, Г.А. Балл, Г.П. Стефанова, В.А. Гусев Л.М. Фридман, А.Ф. Эсаулов и др.);
- - основы теории и методики преподавания геометрии (Л.С Атанасян, В.Ф. Бутузов, Ю.А. Глазков [50], Т.В. Автономова [6], М.Б. Волович [10-12], Г.Д. Глейзер [13], В.А. Гусев [16], В.А. Далингер [17], О.Б. Епишева [18], A.A. Столяр [42]);
- методические, технологическим и содержательные вопросы элективных курсов или курсов по выбору и особенности их разработки Э.Н. Абдуллаев [5], А.Г. Каспржак [22, 23], Н.А. Гужавина [4], Д.С. Ермаков [19], Д.А. Ершов [20], А.А. Зубрилин [21], Н. Савицкая [37], Г. Сафонов [40], Т.П. Синько [41], М.С. Цветкова [45], Т.В. Черникова [46], Г.Г. Штомпель [48].
Для достижения поставленных целей, проверки гипотезы и решения сформулированных выше задач были использованы следующие методы исследования:
Основные методы исследования:
- анализ психолого-педагогической, методической и математической литературы по проблеме исследования;
- педагогическое проектирование курса по выбору;
- проведение опытного апробирования и анализ полученных результатов исследования.
Научная новизна исследования состоит в том, что разработана методические рекомендации для учителей математики по работе с задачами на построение и решению задач этого типа.
Структура исследовательской работы: работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников (68 наименований); таблицы (12), рисунки (26), приложения (1). Общий объем (73 стр.) включает основной текст (65 стр.), список литературы (7 стр.) и приложения (1 стр.).
Во введении обоснована актуальность исследования, даны его основные методологические характеристики.
Первая глава посвящена теоретическим основам разработки курса по выбору «Задачи на построение» с использованием системы динамической геометрии. Рассматриваются роль и особенности задач на построение, их место в школьных учебниках основной школы. Описываются системы динамической геометрии (СДГ), их возникновение и особенности применения. В качестве примера рассмотрены приёмы и методы работы в системе динамической геометрии «Живая математика»
Во второй главе представлены методические основы проектирования курса по выбору «Задачи на построение» с использованием системы динамической геометрии «Живая математика». Сформулированы методические рекомендации по решению задач в СДГ. В последнем параграфе главы приведены результаты опытной работы.
Заключение
Задачи на построение и их правильное решение - сложный процесс мыслительной деятельности человека, главное в котором преобразование объекта из условия задачи, с помощью графического решения к искомому объекту в требовании задачи.
В процессе исследовательской работы была проанализирована психолого-педагогическая, методическая и учебная литература по теме исследования. Изучение методики работы над задачами на построение позволило рассмотреть основные понятия теории задач на построение и методы их решения, что создало возможность проектирования курса по выбору. Раскрыты основные виды задач на построение и формируемые умения в процессе их решения.
В исследовательской работе была решена высказанная в введении проблема обучения решению задач на построение с использованием системы динамической геометрии, в частности программы «Живая математика», и были изучены особенности решения задач на построение в основной школе и разработана программа курса по выбору «Задачи на построение» с использованием системы динамической геометрии «Живая математика». Таким образом, достигнута цель исследовательской работы.
В ходе теоретического и экспериментального исследования поставленные задачи были выполнены и получены следующие результаты:
- определены особенности задач на построение в курсе математики основной школы;
- проанализировано содержание темы задачи на построение в школьных учебниках геометрии;
- рассмотрены особенности использования системы динамической геометрии «Живая математика» на уроках геометрии;
- описаны методические особенности создания курса по выбору;
- показаны результаты педагогического проектирования курса по выбору «Задачи на построение» с использованием системы динамической геометрии «Живая математика»;
- разработаны методические рекомендации по решению задач курса по выбору;
- проведена апробацию курса по выбору и проанализированы результаты педагогического эксперимента.
По итогам эксперимента было проведено сопоставление данных констатирующего и контрольного эксперимента и сделан вывод, что апробация программы курса по выбору прошла успешно, что было подтверждено и статистическим анализом результатов.
Таким образом, гипотеза - обучение школьников решению задач на построение будет успешным, если познакомить с методами решения задач на построение, использовать для этого программу курса по выбору, использующую систему динамической геометрии «Живая математика» - подтвердилась.
Можно сделать общий вывод, что все задачи исследования решены, цель достигнута, гипотеза подтверждена и теоретическим анализом, и экспериментально.
1. Приказ Минобрнауки РФ от 17.12.2010 №1897 (в ред. от 31.12.2015) Об
утверждении федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования (ФГОС СОО) [Электронный ресурс]. - URL:
http s: //www.garant .ru/pro ducts/ipo/prime/doc/55070507/ (Дата обращения: 15.05.2021).
2. Примерная основная образовательная программа основного общего
образования. Одобрена решением Федерального учебно-методического объединения по общему образованию (протокол от 8 апреля 2015 г. № 1/15). [Электронный ресурс]. - URL: https: //legalacts .ru/doc/primernaj a-osnovnaj a-
obrazovatelnaja-programma-osnovnogo-obshchego-obrazovanija-odobrena-resheniem/(Дата обращения: 15.05.2021).
3. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (ФГОС ООО) [Электронный ресурс]. - URL:https://fgos.ru/(Дата обращения: 15.05.2021).
4. Федеральный перечень учебников, рекомендуемых к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования. [Электронный ресурс]. - URL:http: //www. uchportal. ru/do cuments/federalnyj -perechen-uchebnikov-na-2016-2017-uchebnyj- god(Дата обращения: 15.05.2021).
5. Абдулаев Э.Н. Элективные курсы: нормативно-правовое регулирование и литература. - [Электронный ресурс]. - URL:https://pish.ru/blog/archives/201(Дата обращения: 14.12.2020).
6. Автономова Т.В., Аргунов Б.И. Основные понятия и методы школьного курса геометрии. Кн. для учителя. М.: Просвещение, 1988. - 128 с.
7. Аргунов Б.И. Элементарная геометрия: учеб. пособие для пед. ин-тов / Б.И. Аргунов, М.Б. Балк. - М.: Просвещение, 2007. - 168 с.
8. Белошистая А.В. Задачи на построение в школьном курсе геометрии / А. В. Белошистая // Математика в школе. - 2007. - №9. - С. 47-50.
9. Бурлуцкая Л.И Задачи на построение и их место в курсе математики средней школы [Электронный ресурс]. - URL:http://wiki.stavcdo.ru/images/f/f2.pdf(Дата обращения: 15.05.2021).
10. Волович М.Б. Ключ к пониманию геометрии / 7-9 классы. - М.: Аквариум, 1997. - 272 с.
11. Волович М.Б. Математика без перегрузок. - М.: Педагогика, 1991. - 144 с.
12. Волович М.Б. Наука обучать / Технология преподавания математики. - М.: LINKA-PRESS, 2008. - 280 с.
13. Глейзер Г.Д. Повышение эффективности обучения математике в школе / Сост. Г.Д. Глейзер. - М.: Просвещение, 2007. - 237 с.
14. Гужавина Н.А. Положение о программе элективных курсов //Управление современной школой. Завуч. - 2008. - №3. - С.53-56.
15. Груденов Я.И. Совершенствование методики работы учителя математики. - М.: Просвещение, 2004. - 224 с.
16. Гусев В.А. Каким должен быть курс школьной геометрии? // Математика в школе. - 2002. - №3. - С. 4-8.
17. Далингер В.А. Обучение учащихся доказательству теорем: Учеб. Пособие. - Омск: СГПИ-НГПИ, 2009. - 127 с.
18. Епишева О.Б., Крупич В.И. Учить школьников учиться математике:
формирование приёмов учебной деятельности: Книга для учителя. - М.:
Просвещение, 2007. - 128 с.
19. Ермаков Д.С. Элективные курсы для профильного обучения //Педагогика,
2005. - №2. - С.36-41.
20. Ершов Д.А. Элективные курсы профориентационной направленности для
учащихся 10 - 11-х классов гуманитарного профиля обучения: учеб.-метод.
пособие /Д.А. Ершов; под ред. Т.В. Черниковой. - М.: Глобус,2007. - 153 с.
21. Зубрилин А.А. О некоторых проблемах внедрения элективных курсов. -
[Электронный ресурс] - URL:
http://www.portalus.ru/modules/shkola/rus readme.php?subaction=showfull&id=1195048999&archive=1195938639&start from=&ucat=&(Дата обращения: 14.05.2021).
22. Каспржак А.Г. Проблема выбора: элективные курсы в школе. - М.: Новая школа, 2004. - 160 с.
23. Каспржак А.Г. Элективные курсы: типология и задачи //Директор школы,
2006. - №3. - с.53-57.
24. Коновалова В.С. Решение задач на построение в курсе геометрии как средство развития логического мышления / В.С. Коновалова, З.В. Шилова // Познание процессов обучения физике: сборник статей. Вып.9. - Киров: Изд-во ВятГГУ, 2008. - С. 59-69.
25. Леонтьев А.Н. Мышление // Хрестоматия по общей психологии. Психология мышления / Под ред. Ю.Б. Гиппенрейтер, В.В. Петухова. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. - С. 60-70.
26. Мисюркеев И.В. Геометрические построения. Пособие для учителей / И.В. Мисюркеев. - М: Учпедгиз, 1950. - 148 с.
27. Муртазин И.А. Проектирование элективных курсов предпрофильной подготовки школьников на основе интеграции информационных и материальных технологий: автореферат дис. кандидата педагогических наук. / И. А. Муртазин. - Киров, 2010. - 22 с.
28. Осин А.В. Открытые образовательные модульные мультимедиа системы - М.: Агентство «Издательский сервис», 2010. - 328 с.
29. Прасолов В.В. Задачи по планиметрии. / В.В. Прасолов. - М.: МЦНМО: ОАО «Московские учебники», 2006. - 640 с.
30. Перепелкин Д.И. Геометрические построения в средней школе / Д.И. Перепелкин. - М.: Издательство академии педагогических наук РСФСР,1947. - 84 с.
31. Победоносцева М.Г. Разработка системы элективных курсов на старшей ступени общеобразовательной школы: автореферат дис. кандидата педагогических наук. / М. Г. Победоносцева. - Москва,2008. - 22 с.
32. Пойа Д. Математическое открытие. - М.: Наука, 1970. - 452 с.
33. Понарин Я.П. Элементарная геометрия: В 2 т. - Т.1: Планиметрия,
преобразования плоскости / Я.П. Понарин. - М.: МЦНМО, 2004. - 312 с.
34. Программа «Живая математика» [Электронный ресурс] - URL: https://pandia.ru/text/80/157/20220.php (Дата обращения: 14.05.2021).
35. Рубинштейн С.Л. О природе мышления и его составе // Хрестоматия по общей психологии. Психология мышления / Под. ред. Ю.Б. Гиппен-рейтер, В.В. Петухова. - М.: Изд-во МГУ, 1981. - С. 71-77.
36. Рамазанова К.Ш. Методы решения конструктивных задач на плоскости / Сост., Н.В. Тимербаева. - Казань: Казанский федеральный университет, 2013. - 70 с.
37. Савицкая Н. Элективные курсы в профильном обучении // Народное образование. - 2004. - №6. - С. 275-277.
38. Саранцев Г.И. Методика изучения отображений в курсе геометрии восьмилетней школы: Пособие для учителей. - М.: Просвещение, 1979. - 80 с.
39. Саранцев Г.И. Сборник задач на геометрические преобразования: Подобия плоскости в задачах. Пособие для учащихся. - М.: Просвещение, 1981. - 111 с.
40. Сафонов Г. Элективные курсы в профильных классах // Народное образование. - 2005. - №6. - С. 213-219.
41. Синько Т.П. Элективные курсы. - [Электронный ресурс] - URL: https://uchebana5.ru/cont/3095996.html(Дата обращения: 18.05.2021)
42. Столяр A.A. Педагогика математики. Курс лекций. - Минск: Вышэйшая школа, 1974. - 384 с.
43. Титкова Л.С. Математические методы в психологии. Учебно-методическое пособие. - Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета, 2002. - 85 с.
44. Фирсов В.В. Планирование обязательных результатов обучения математике / Сост. В.В. Фирсов. - М.: Просвещение, 2009. - 237 с.
45. Цветкова М.С. Элективный учебный проект как новая форма профильного обучения школьников // Профильная школа. - 2008. - №5. - С.31-37.
46. Черникова Т.В. Методические рекомендации по разработке и оформлению программ элективных курсов // Профильная школа. - 2005. - №5. - С. 11-16.
47. Шабанова М.В. Системы динамической геометрии в обучении математике: проблемы и пути их решения // Современные информационные технологии и ИТ- образование. - 2013. - С. 229-237.
48. Штомпель Г.Г. Значение и социальная направленность элективных курсов в современной школе // Профильная школа. - 2007. - №2. - С. 47-51.
Учебники
49. Александров А.Д. и др. Геометрия для 8-9 классов: Учеб. пособие для учащихся шк. и классов с углубл. изуч. математики /А.Д. Александров, АЛ. Вернер, В.И. Рыжик. - М.: Просвещение, 2019. - 415 с
50. Атанасян Л.С. Геометрия: Учеб. для 7-9 кл. сред. шк. / Л.С. Атанасян, В.Ф. Бутузов, С.Б. Кадомцев и др. - М.: Просвещение, 2017. -335 с.
51. Бевз Г.П. и др. Геометрия: учеб. для 7-11 кл. общеобразоват. учреждений / Г.П. Бевз, В.Г. Бевз, Н.Г. Владимирова. - М.: Просвещение, 2019. - 351 с.
52. Берсенев А.А., Сафонова Н.В. Геометрия 7-8-9 класс. Учебник. - М.: АО Издательство «Просвещение», 2019.
53. Бутузов В.Ф., Кадомцев С.Б., Прасолов В.В. Геометрия 7-8-9 класс. Учебник. / под ред. Садовничего В.А. - М.: АО Издательство «Просвещение», 2019.
54. Виленкин Н.Я. Математика. 5 класс: учеб. для учащихся общеобразоват. Учреждений / Н.Я. Виленкин, В.И. Жохов, А.С. Чесноков, С.И. Шварцбурд. - М.: Мнемозина, 2019. - 280 с.
55. Дорофеев Г.В. Математика: 5 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений. / Г.В. Дорофеев, И.Ф. Шарыгин, С.Б. Суворова. - М.: Просвещение. - 2019. - 368 с.
56. Козлова С.А., Рубин А.Г., Гусев В.А. Геометрия 7-8-9 класс. Учебник. - М.: ООО «Баласс», 2019.
57. Мерзляк А.Г., Полонский В.Б., Якир М.С. Геометрия 7-8-9 класс. Учебник. / под ред. Подольского В.Е. - М.: ООО Издательский центр ВЕНТАНА-ГРАФ, 2019.
58. Мерзляк А.Г., Поляков В.М. Геометрия 7-8-9 класс. Учебник. / под ред. Подольского В.Е. - М.: ООО Издательский центр ВЕНТАНА-ГРАФ, 2019.
59. Погорелов A.B. Геометрия: Учеб. для 7-11 кл. сред. шк. 3-е изд. -М.: Просвещение, 2019. - 383 с.
60. Смирнова И.М., Смирнов В.А. Геометрия 7-9 класс. Учебник. - М.: ООО «ИОЦ МНЕМОЗИНА», 2019.
61. Смирнов В.А., Смирнова И.М. Геометрия 7-9 класс. Учебник. - М.: ООО «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2019.
62. Шарыгин И.Ф. Геометрия 7-9 кл. - М.: Дрофа, 2019. - 352 с.
63. Arnheim R. Visual thinking. Berkley: Univ. of California Press, 1969
64. Leikin R., Grossman D. Teachers modify geometry problems: from proof to investigation // Educ. Stud. Math. 82, No. 3, 515-531 (2013)
65. Marrades, R., Gutierrez, A. Proofs produced by secondary school students learning geometry in a dynamic computer environment/ International Journal of Computers for Mathematical Learning, 6, 257-281. (2000).
66. Parzysz, B. "Knowing" vs. "seeing": Problems of the plane representation of space geometry figures // Educational Studies in Mathematics, 1988, № 19(1), 79-92
67. Principles and standards for school mathematics, NCTM, 2000 [Электронный ресурс]. - URL:http: //mathforum.org/nctm.standards .2000/(Дата обращения: 18.05.2021)
68. Straesser, R. Cabri-geometre: Does Dynamic Geometry software (DGS) change geometry and its teaching and learning?// International Journal of Computers for Mathematical Learning, 2001, № 6, 319-333.