Введение стр. 4
Часть 1. Развитие тригонометрии как науки в школьных учебниках стр. 6
Часть 2. Анимационно-геометрические построения в курсе тригонометрии стр. 10
§ 1. Анимационно-геометрическое представление числовой окружности стр. 10
1. Сравнение представления координат на
числовой окружности в различных учебниках стр. 10
2. Анимационно-геометрическая модель
числовой окружности стр. 13
§ 2. Тригонометрические функции sin и cos стр. 14
1. Определение тригонометрических функций sin и cos как координат точки числовой
окружности стр. 16
2. Сравнение значений синусов и косинусов стр. 17
§ 3. Анимационно-геометрическое построение графиков тригонометрических функций стр. 19
1. График и свойства функции y =sin x стр. 19
2. График и свойства функции y =cos x стр. 20
§ 4. Анимационно-геометрическая модель синусоидального движения стр. 22
Итоги второй части стр. 24
Часть 3. Применение анимации на уроках тригонометрии в 10 классе стр.26
§1. Анимация - как важная часть современного урока стр.26
1.1. Требования к современному уроку тригонометрии стр.26
1.2. Психолого-педагогические предпосылки стр.28
1.3. Элементы электронного обучения в математическом
образовании стр. 30
1.4. Возможности программы GeoGebra стр. 32
§2. Разработка комплекса уроков
с анимационо-геометрическим сопровождением стр. 36
2.1. Логико дидактический анализ главы
«Тригонометрические функции» стр. 36
2.2. Учебно-тематическое планирование уроков по
Теме «Тригонометрические функции» с использованием анимационно-геометрических рисунков, выполненных в среде GeoGebra стр. 39
2.3. Методическая разработка уроков по теме
«Тригонометрические функции» с анимационно-геометрическим сопровождением стр. 42
§3. Описание и результаты педагогического эксперимента
по реализации проекта проведения уроков
тригонометрии с использованием анимации стр. 49
Библиографический список стр. 56
Приложение A. Конспект урока №2 стр. 60
Приложение B. Конспект урока №3 стр. 66
Приложение С. Конспект урока №4 стр. 72
Тригонометрия традиционно является частью школьного курса математики. До 1966 года, она даже являлась отдельным предметом школьного курса математики, на который выделялось два урока в неделю. Далее, она была разделена на две части, одна из которых, начальная вошла в курс геометрии, а вторая, более сложная, в курс математического анализа, который занял свое место в учебниках 9 -10 (10 - 11) классов.
Этот раздел, обладает достаточно высоким уровнем абстракции и всегда был сложен для восприятия школьников. По опыту, можно утверждать, что первое полугодие математики 10 класса является одним из самых непростых периодов для школьников в плане математики. Это объясняется еще и тем, что начинается новый предмет: «Начала математического анализа», с гораздо большим уровнем абстракции и требующим от обучающихся более глубокого понимания математики.
Понимание этой проблемы заставляло преподавателей математики придумывать различные образы, понятные школьникам, чтобы суметь как можно проще представить этот раздел, а с появлением интерактивных досок стали появляться возможности сопроводить объяснение и грамотно созданными наглядными пособиями. Это безусловно создало лучшие условия для понимания многих тем, в том числе и тригонометрии.
Но по-прежнему остается проблема: наглядно представить, например, изменения графиков в зависимости от изменения параметров функции, или представить движение точки по заданной траектории. Нужны картинки, которые будут двигаться, и современная наука предоставила нам инструменты для этого. К сожалению, не многие учителя общеобразовательных школ это знают и умеют использовать. Поэтому в этой работе я предлагаю рассмотреть использование анимационных рисунков в рамках преподавания тригонометрии, что делает эти темы более доступными для понимания современного школьника, а значит, дает и более полные возможности применения им этих знаний.
Цель данной работы: Разработать анимационно-геометрическое сопровождение нескольких уроков по теме «тригонометрические функции» выполненное при помощи программы GeoGebra для использования на школьных уроках в 10 классе.
Задачи:
1. Рассмотреть исторический аспект преподавания тригонометрии в школе, выделить проблемы.
2. Сделать сравнительный анализ учебников по этой тематике и выбрать образ, позволяющий построить анимационно-геометрическую модель числовой окружности.
3. Построить модель числовой окружности.
4. Определить функции синуса и косинуса, как координат точки числовой окружности и рассмотреть анимационно-графическое сравнение значений этих функций.
5. Показать анимационно-геометрическое построение графиков этих функций
6. Построить анимационно-геометрическую модель
синусоидального движения.
7. Разработать ряд уроков по теме «Тригонометрические функции» с анимационно- геометрическим сопровождением, выполненным в среде GeoGebra/
Объектом исследования является процесс преподавания математики.
Предметом исследования являются анимационно-графические построения в тригонометрии.
Методы: Анализ литературы по данной теме и изучение опыта работы в этой области.
Работа состоит из трех частей, в первой рассмотрены исторические аспекты преподавания тригонометрии, во второй - анимационные возможности программы GeoGebra на примере:
• анимационно-геометрического представления числовой окружности.
• определения тригонометрических функций sin х и cos х как координат точки числовой окружности.
• анимационно-графического сравнение значений этих функций
• анимационно-геометрического построения графиков этих функций
• анимационно-геометрической модели синусоидального движения.
В третьей части приводится методическая разработка уроков с анимационно- геометрическим сопровождением , выполненным в среде GeoGebra.
1. Абдулкин В.В., Калачева С.И., Кейв М.А., Ларин С.В., Майер В.Р.
Компьютерная анимация в обучении математике в педагогическом вузе: монография [Электронный ресурс] / Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева. Красноярск, 2019. 164 с. URL:
http: //el ib. kspu.ru/document/33659
2. Есаян А.Р., Добровольский Н.М., Седова Е.А., Якушин А.В.
Динамическая математическая образовательная среда GeoGebra. Учеб. пособие / А. Р. Есаян, Н. М. Добровольский, Е. А. Седова, А. В. Яку¬шин. Тула: Изд-во Тул. гос. пед. ун-та им. Л. Н. Толстого, 2017. - 417 c.
3. Дронова, Е. Н. Возможности применения динамической среды Geogebra в школьном курсе математики / Е. Н. Дронова, Д. С. Захарова // Педагогическое образование на Алтае. - 2017. - № 1. - с. 42-48
4. Зимнякова Т.С., Ларин С.В., Ларина Е.И. Особенности использования цифровых образовательных ресурсов в обучении математике и физике. - Вестник Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева, вып.48(2), 26-32.
5. Казакова, Е. В. Введение в среду GeoGebra. Материалы IV Всероссийской
научно-методической конференции с международным участием. Красноярск: КГПУ им. В. П. Астафьева. - 2015. с. 28-30 [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://www.elibrary.ru/download/elibrary_25142394_47366921.pdf(дата обращения 09.09.2022)
6. А.Н. Колмогоров «Алгебра и начала математического анализа». Учебное пособие для общеобразовательных учреждений. - М.: Просвещение, - 2018. - 384с.
7. Кравченко, Г.В., Чернышева, Д.А. Возможности применения интерактивной среды GeoGebra в обучении студентов математическим дисциплинам / Г.В. Кравченко, Д.А. Чернышева - Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2015. - С. 225-229
8. Ларин С.В. Анимационно-геометрический метод в алгебре // Информационные технологии в математике и математическом образовании: матер. IV Всерос. науч.-метод. конф. с междунар. участием / отв. ред. В.Р. Майер; КГПУ им. В.П. Астафьева. Красноярск, 18-19 ноября 2015. С. 38-42. URL:http://elib.kspu.ru/document/15960
9. Ларин, С.В. Вычисления с помощью виртуальных геометрических инструментов / С.В. Ларин // Математика в школе - №8, 2007, с. 35-43.
10. Ларин С.В. «Компьютерная анимация в среде GeoGebra на уроках математики», Учебное пособие. - Ростов-на-дону: Легион, 2015г. - 192с.
11. Ларин С.В. «Методика обучения математике: компьютерная анимация в среде геогебра». - М.: Юрайт, 2022г. - 233с.
12. Ларин С.В., Майер В.Р., Кочеткова Т.О., Карнаухова О.А. Особенности создания и использования компьютерных анимационных рисунков в обучении математике. - Вестник Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева, 51(1), с.6-14.
13. Майер В.Р., Семина Е.А. Информационные технологии в обучении геометрии бакалавров - будущих учителей математики: монография / Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева. Красноярск, 2014. 516 с. URL:http://elib.kspu.ru/document/12432
14. А.Г.Мерзляк, Д.А.Номировский, В.М.Поляков «Алгебра и начала математического анализа», Учебник для 10 класса. - М., Издательский центр «Вентана граф», 2019г. - 477с
15. Мордкович А. Г. Методические проблемы изучения тригонометрии в общеобразовательной школе // Математика в школе. 2002. № 6, с. 32- 38
16. Мордкович А.Г., Семенов П.И. «Алгебра и начала математического анализа». Учебник для учащихся общеобразовательных организаций (базовый и углубленный уровни). - М.: Издательство «Мнемозина», 2015г. - 463с.
17. Москалев М. Г., Носова А. Д., Газизов Т. Т. Цифровые образовательные ресурсы в работе педагога. - Вестник Томского государственного педагогического университета. - 2022. Вып. 2 (220) - с. 77-85.
18. Никольский С.М. «Алгебра и начала математического анализа». Учебник для общеобразовательных учреждений: базовый и профильный уровни». - М.: Просвещение, 2014г. - 430с.
19. В.П.Одинец «Зарисовки по истории математического образования России со второй половины XVIII века до 1917 года». - Сыктывкар: Коми пединститут, 2011 г. - 51 с.
20. Пащенко О.И. Информационные технологии в образовании: Учебно
методическое пособие. Нижневартовск: Нижневартовского
государственного университета, 2013. 227 с.
21. Пратусевич М.Я., Столбов К.М., Головин А.Н. Алгебра и начала
математического анализа: учебник для общеобразовательных
учреждений. Профильный уровень. - М.: Просвещение, 2011. - 415с.
22. Розен Ларри Д., Газзали Адам Рассеянный ум. Как нашему древнему мозгу выжить в мире новейших цифровых технологий. - М.: Эксмо, 2019. - 419 с.
23. Семеновских Т.В. “Клиповое мышление” — феномен современности
[Электронный ресурс]. / Оптимальные коммуникации: эпистемический ресурс Академии медиаиндустрии и кафедры теории и практики общественной связности РГГУ. - Режим доступа:
http://jarki.ru/wpress/2013/02/18/3208/(дата обращения: 14.10.2021).
24. Семеновских Т.В. Психолого-педагогические детерминанты
академического мошенничества в исследовательских работах студентов // [Электронный ресурс]: Интернет-журнал «Науковедение», - 2013
№4(17). - Режим доступа:http: //naukovedenie.ru/PDF/61 pvn413.pdf
25. Т.В.Семеновских Феномен «клипового мышления» в образовательной
вузовской среде. [Электронный ресурс]: Интернет-журнал
«Науковедение». - 2014 №5(24). - режим доступа:http://naukovedenie.ru.
26. В.А. Смирнов, И.М. Смирнова Геометрия с GeoGebra. Планиметрия /. - М.: «Прометей», 2018. - 206 с.
27. Соколова С. А. Современные инновационно-информационные технологии в образовательном процессе / С. А. Соколова // NOVAINFO.RU. - 2015 № 36-1. - с. 187-191
28. Ускова А.В., Кейв М.А. Анимационные возможности компьютерной системы GeoGebra в обучении тригонометрии//Материалы научнопрактической конференции с международным участием «Информационные технологии в математике и математическом образовании»,15-16 ноября 2017 г., Красноярск 2017, - с.13 6-141.
29. Фунтиков Р.А. Обзор и сравнительный анализ динамических сред «Живая математика», «Математический конструктор» и «GeoGebra»// Молодой ученый. - 2018. - №33. - с.8-11.
30. Храповецкий И.В. Конфигурационный подход - авторский блог,
[Электронный ресурс] - Режим доступа:
https: //j anka-x.livej ournal .com/34117. html
31. Шакирова, Л. Р. Проблемы визуализации математического знания при обучении геометрии в школе / Л. Р. Шакирова, К. Р. Галиаскарова, С. Р. Мухамедвалиева // Новые информационные технологии в образовании и науке. - 2019. № 2. - с. 80-86.
32. Шорина Т. В. Педагогическая технология визуализации учебной информации в высшей школе: дис. ... канд. пед. наук: 13.00.01. - Казань, 2017. - 169 с.
33. Экспериментальная математика в школе. Исследовательское обучение: коллективная монография / М.В. Шабанова, Р.П. Овчинникова, А.В. Ястребов, и др. - М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2016
34. GeoGebra [Электронный ресурс] : Графический калькулятор для функций, геометрии, статистики и 3D геометрии. - Режим доступа: http: //www.geogebra. com.
35. Введение в GeoGebra. Методическое пособие по организации занятий с применением GeoGebra . - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://static.geogebra.org/book/intro-ru.pdf
36. Онлайн - сервис GeoGebra . - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://web.geogebra.org/
37. Официальный видеоканал применения программы GeoGebra . -
[Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https: //www.youtube. com/user/GeoGebraChannel
38. Тригонометрия. Сборник готовых анимационных рисунков к урокам
тригонометрии. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https: //www.geogebra.org/m/x7 gcycqk
39. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего
общего образования. Приказ Минобрнауки России от 17.05.2012 N 413 (ред. от 11.12.2020). - [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://fgos.ru/fgos/fgos-soo/
40. Концепция развития математического образования в Российской
Федерации. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2013 г. № 2506-р. - [Электронный ресурс]. -
Режим доступа:
https://docs.edu.gov.ru/document/b18bcc453a2a1f7e855416b198e5e276/
41. Федеральный закон "Об образовании в Российской Федерации" от
29.12.2012 N 273-ФЗ. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 140174/
42. Примерная основная образовательная программа среднего общего
образования (Одобрена решением федерального учебно-методического объединения по общему образованию. Протокол от 28 июня 2016 г. № 2/16-з). - [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://fgosreestr.ru/uploads/files/69794bfca0da4ae81cb56e282fa696a6.pdf