Введение 3
1 Теоретические основы изучения геометрического и физического смыслов производной 5
1.1. История развития и возникновения понятия производной 5
1.2 Понятие производной и ее приложения 7
2 Методические основы изучения геометрического и физического смыслов производной в курсе алгебры и начал анализа общеобразовательной школы 11
2.1 Рассмотрение производной в школьных учебниках математики 11
2.2 Методические рекомендации по обучению теме «Производная» в курсе алгебры и начал анализа общеобразовательной школы 18
Заключение 27
Список использованных источников 29
Математическое образование развивает воображение и интуицию, формирует навыки логического и алгоритмического мышления. Поэтому в школе математика является одним из значимых предметов, с точки зрения развития интеллекта учащихся, а одной из главных целей школ – обеспечение учащихся необходимыми математическими знаниями, умениями и навыками.
Тема «Производная, её применение» в школьном курсе математики является важным разделом начал математического анализа. С помощью производной осуществляется исследование функций, а функции в свою очередь описывают реальные процессы, происходящие в природе. В перечень заданий ЕГЭ по математике включены задачи, решение которых связано с использованием производной. Во время сдачи экзамена выпускники часто сталкиваются с трудностями при решении задач такого рода.
Таким образом, особую актуальность приобретает исследование методических основ изучения производной в школе и использование методов, способствующих укреплению и росту знаний по теме «Производная».
Несмотря на достаточно подробное изучение вопросов о методике преподавания начал анализа в общеобразовательной школе, поиск эффективных, универсальных и, в то же время, действительно работоспособных способов обучения, сохраняет свою актуальность.
Проблема исследования заключается в выявлении методических особенностей изучения геометрического и физического смыслов производной (на базовом и профильном уровнях).
Цель исследования выявить методические особенности изучения геометрического и физического смыслов производной (на базовом и профильном уровнях).
Задачи:
1. Изучить историю развития и возникновения понятия производной.
2. Рассмотреть понятие производной и ее приложения.
3. Выявить особенности рассмотрения производной в школьных учебниках математики.
4. Разработать методические рекомендации по изучению темы «Производная» в старших классах общеобразовательной школы.
В качестве объекта исследования выбран процесс обучения математике в старших классах общеобразовательной школы.
Предмет исследования: методика изучения геометрического и физического смыслов производной (на базовом и профильном уровнях) в курсе алгебры и начал анализа общеобразовательной школы.
Теоретико-методологическую основу составили труды Ш.А. Алимова, Ю.М. Колягина, М.В. Ткачева.
Теоретический аспект был использован для базового уровня обучения основам математического анализа в трудах А.Г. Мордковича, Н.Е. Федорова, М.И. Шабунина.
Методы исследования, использованные для решения поставленных задач: изучение и анализ научно-педагогической и учебной литературы, реферирование, цитирование.
Работа состоит из введения, 2 глав, заключения, списка используемых источников.
Основной целью методики обучения производной является сведение воедино теоретических положений об этом понятии в курсе алгебры и началах анализа и, в дальнейшем, формирование практических рекомендаций для преподавания этой темы и тематики комплекса вопросов и задач, которые обеспечивают высокую результативность при усваивании материала учащимися.
Реальный опыт показывает, что регулярное использование производной в практике преподавания задач в алгебре, геометрии, физике даёт значительный эффект в целом.
Производная, сама по себе, является инструментом, с помощью которого описываются очень многие явления реального мира, и познания развитие геометрического мышления у учащихся является очень важной задачей.
Приходится констатировать, что в последнее время, к сожалению, происходит постоянное снижение качества общей подготовки старшеклассников по естественнонаучным предметам. Не последнюю роль в этом играет снижение уровня преподавания начал анализа. Далее это вызывает серьезные проблемы при базовой подготовке специалистов, столь необходимой во время стремительного развития современных технологий во всех сферах деятельности.
Если ситуацию с преподаванием по другим разделам математики, хоть в какой-то мере, можно считать приемлемой, то внимание к началам анализа ослаблено настолько, что качество обучения опустилось до неприемлемо низкого уровня.
Суть методических рекомендаций по изучению производной и её приложений заключается в следующем:
Выписать основные понятия, входящие в тему;
Выявить те из них, для введения которых необходима пропедевтическая работа;
Спроектировать систему задач и заданий для включения их различные темы курса математики;
Определить линию введения основных понятий темы;
Спроектировать систему заданий для освоения основных понятий темы;
Спроектировать систему диагностических и корректирующих заданий;
Спроектировать самостоятельную работу обучающихся (то есть выявить те разделы, которые могут быть освоены обучающимися самостоятельно);
Спроектировать систему контролирующих заданий.
Анализ заданий ЕГЭ по теме «Производная» показал, что все предлагаемые задания ориентированы на глубокое понимание выпускником основных понятий теории дифференциального исчисления, изучаемых в школьном курсе алгебры. Что требует систематичности разбора различных ситуаций, возникающих в задаче. В связи с чем, необходимы специальные задачи и задачи по реализации требований.
1. Алгебра и начала математического анализа. 10-11 классы (+ CD-ROM) / А.Н. Колмогоров и др. – М.: Просвещение, 2011. – 384 c.
2. Алимов, Ш.А. Алгебра и начала анализа. 10-11 класс / Ш.А. Алимов, Ю.М. Колягин, Ю.В. Сидоров, и др.. – М.: Просвещение; Издание 2-е, 2014. – 256 c.
3. Алимов, Ш.А. Алгебра и начала математического анализа. Базовый уровень: 10-11 классы: Учебник для общеобразовательных учреждений / Ш.А. Алимов. – М.: Просв., 2013. – 464 c.
4. Виленкин Н., Мордкович А. Что такое производная / Н. Виленкин, А. Мордкович // Квант. – 1975. – № 12. – С. 10–18.
5. Габович И. Предел функции / И. Габович // Квант. – 1980. – № 10. – С. 40–42.
6. Глейзер, Г.Д. Математика Алгебра. Начала математического анализа.Геометрия Базовый уровень: Учебник для 10-11 класс / Г.Д. Глейзер. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. – 240 c.
7. Гусев В.А. Психолого-педагогические основы обучения математике. М.: ООО «Изд-во «Вербум- М», «Издательский центр «Академия», 2003. – 432 с.
8. Дорофеев Г. В. Понятие функции в математике и в школе // Математика в школе.– 1978.– № 2.
9. Калинин А.Ю., Терешин Д.А. Стереометрия 10: экспериментальный учебник для школ с углублённым изучением математики М.: МФТИ, 2005. – 256 с.
10. Калинин А.Ю., Терешин Д.А. Стереометрия 11: экспериментальный учебник для школ с углублённым изучением математики М.: МФТИ, 2005. – 336 с.
11. Кац М. Физический материал на уроках математики | Журнал «Математика» [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://mat.1sept.ru/view_article.php?ID=200100501, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
12. Козлов С. | Рождение математического понятия | Журнал «Математика» [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://mat.1sept.ru/view_article.php?ID=200902401, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
13. Кожухов С. | Читаем график производной | Журнал «Математика» [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://mat.1sept.ru/view_article.php?ID=201000804, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
14. Колягин Ю.М. и др. Методика преподавания математики в средней школе. Общая методика [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://uch-lit.ru/matematika-2/dlya-studentov/kolyagin-yu-m-i-dr-metodika-prepodavaniya, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
15. Курант Р., Роббинс Г. Что такое математика? – 2001 // Библиотека Mathedu.Ru [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://www.mathedu.ru/text/kurant_robbins_chto_takoe_matematika_2001/p4/, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
16. Левитас Г.Г. Методика преподавания математики в основной школе. [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://nashol.me/20200304118854/metodika-prepodavaniya-matematiki-v-osnovnoi-shkole-uchebnoe-posobie-levitas-g-g-2009.html, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
17. Ляшко И. И., Боярчук А. К., Гай Я. Г., Головач Г. П. Математический анализ. Том 1. Введение в анализ, производная, интеграл. Часть 2. Дифференциальное исчисление функций одной переменной; Либроком – Москва, 2011. – 224 c.
18. Малова И. Е. и др. Теория и методика обучения математике в средней школе: практикум [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://www.mathedu.ru/text/malova_i_dr_teoriya_i_metodika_obucheniya_matematike_v_sredney_shkole_2009/p0/, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
19. Могильницкий, В.А. Производная и ее применение: учебное пособие / В.А. Могильницкий, С.А. Шунайлова. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011 – 107 с.
20. Мордкович А. Г., Смышляев В. К. Алгебра и начала анализа: Пробный учебник для 9–10 классов средней школы.– М.: Просвещение, 2001.
21. Настольная книга учителя математики. Нормативные документы, методические рекомендации и справочные материалы для организации работы учителя / Сост. Л.О. Рослова. М.: при обучении геометрии. / Современные проблемы Астрель, 2004. – 429 с.
22. Никифорова М.А. Преподавание математики и новые компьютерные технологии // Математика в школе. – 2005. – № 7. – С. 72-80.
23. Конспект урока «Обобщающий урок по теме «Производная» [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://infourok.ru/konspekt-uroka-obobschayuschiy-urok-po-teme-proizvodnaya-1698985.html, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
24. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисление: Учеб. для вузов. В 2-х т. Т. 1. / Н.С. Пискунов.- М.: Интеграл-Пресс, 2002. – 416 с.
25. Полный сборник решений задач по математике для поступающих в вузы. Под ред. Сканави М.И. [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://libren.org/d/math/math09.htm, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
26. Понятие о производной функции. Ее геометрический смысл. [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://sdo.nsuem.ru/pluginfile.php/351213/mod_resource/content/2/Понятие%20о%20производной%20функции.%20Ее%20геометрический%20смысл, свободный. Дата обращения 06.12.2021.
27. Простейшие приложения дифференциального исчисления [Электронный ресурс]. – Ссылка на источник: https://docs.yandex.ru/docs/view?tm=1638943354&tld=ru&lang=ru&name;=%5B%202012%20%5D%20ГУБКИНА%20ПРОХОРОВИЧ%20Простейшие%20приложения...%20(РИО%20ГАГУ).pdf, свободный. Дата обращения 06.12.2021.