Геометрический материал на уроках математики (наглядность) - Педагогика - Скачать бесплатно
I. Введение
Наглядная геометрия: ее роль и место, история возникновения.
Необходимость и возможность введения в начальный школе
пропедевтического (подготовительного) курса геометрии обсуждается
педагогической общественностью нашей страны уже более столетия. И хотя на
сегодняшний день этот курс не нашел достойного места в отечественной школе,
причины, побуждавшие к созданию различных вариантов этого курса (названного
или начальным, или пропедевтическим, или наглядным курсами геометрии),
достаточно весомые. Рассмотрим на наш взгляд, основные.
1. Традиционным для нашей основной школы систематический курс геометрии
(изучающейся с 7-го класса) носит дедуктивный характер.
Как известно, при дедуктивном построении геометрии, доказывая те или
иные теоремы, можно опираться только на аксиомы, на ранее доказанные
теоремы, на первоначальные (неопределяемые) понятия и на понятия, которым
дано определение. Никакие ссылки на очевидные факты, усматриваемые
непосредственно из чертежа, не в явной, ни в скрытой форме в научно –
дедуктивной системе изложения геометрии недопустимы. Следовательно,
очевидные, непосредственно рассматриваемые факты или свойства
геометрических фигур должны быть знакомы детям за долго до изучения
систематического курса геометрии.
2. Отсутствие должной преемственности курса математики начальной школы с
курсом математики средней школы в изучении геометрического материала.
Изучение геометрического материала в современной начальной школе
преследует в основном практические цели, сопровождая курс арифметики. Так,
рассмотрение свойств фигур, формирование начальных геометрических
представлений направлено в основном на приобретение учащимися практических
умений и навыков, связанных с решением практических задач на вычисление
(длины или площади). Может быть, поэтому отбор геометрического материала во
многом диктуется интересами арифметики, а с тоски зрения геометрии имеет
случайный характер. Об этом свидетельствует «объяснительная записка» к
программе по математике 1999 год, где не делается даже малейшей попытки
обосновать содержание геометрического материала, подлежащего рассмотрению в
начальной школе. В программе по математике начальных классов геометрический
материал представлен мелкими крупицами как незначительное вкрапление в
арифметику и не представляет, на наш взгляд, целостного, обоснованного
курса. Таким образом, сейчас в начальной школе происходит лишь определенное
накопление фактического материала по геометрии, а соответствующего его
обобщения не происходит. Более того, в курсе математики начальной школы в
основном рассматривают плоскостные фигуры, тогда как даже ребенок –
дошкольник имеет большой опыт общения с параллелепипедом, кубом, шаром,
пирамидой (кубики, конструктор, мяч и т.д.), а в этом отношении
геометрическая пропедевтика в современной школе проигрывает той, которая
была в школе прошлого.
3. Наглядность и практичность обучения геометрии являются необходимыми
условиями успешного ее изучения.
Геометрия, как и любой другой учебный предмет, не может обходиться
без наглядности. Известный русский методист-математик В.К. Беллюстин еще в
начале XX века отмечал, что «никакое отвлеченное сознание невозможно, если
ему не предшествует обогащение сознания нужными представлениями».
Формирование отвлеченного мышления у школьников с первых школьных шагов
требует предварительного пополнения их сознания конкретными
представлениями. При этом удачное и умелое применение наглядности побуждает
детей к познавательной самостоятельности и повышает их интерес к предмету,
является важнейшим условием успеха.
В тесной связи с наглядностью обучения находится и его практичность.
Именно из жизни черпается конкретный материал для формирования наглядных
геометрических представлений. В этом случае обучение становится наглядным,
согласованным с жизнью ребенка, отличается практичностью. Так возникла идея
преподавания так называемой наглядной геометрии. Сказанное было хорошо
известно русским педагогам прошлых лет и успешно применялось на практике.
4. Идея целостного курса наглядной геометрии создает определенную автономию
начальной школе, позволяет ее выпускникам переходить к профессиональному
обучению.
В связи с намечаемым переходом на всеобщее начальное шестилетнее
обучение (который н6ачал осуществляться в России в конце революции 1917 г.)
возникла идея создания целостного и достаточно информативного курса
наглядной геометрии.
Приведем содержание программы курса наглядной геометрии, которая
действовала накануне революции в начальных школах одного из уездов
Вологодской губернии. Сделаем несколько предварительных замечаний. Для
начальной школы того времени программа по арифметике, по существу,
охватывала все вопросы арифметики, которые изучаются в первых шести классах
современной школы. Программа по геометрии существенно выходила за рамки
геометрической чисти программы по математике первых шести лет обучения в
современной школе. Таким образом, предполагаемый к тому времени переход к
всеобщему начальному образованию предусматривал существенно более весомое
программное обеспечение, чем его имеет даже современная начальная школа.
Начальные геометрические понятия (линии, простейшие геометрические
фигуры и тела, симметрия, простейшие планы и т.д.) изучались на первом и
втором годах обучения совместно с изучением арифметики. На третьем и
четвертом годах обучения геометрия изучалась систематически на отдельных
уроках.
II. Содержание.
2.1. Наглядность при изучении геометрического материала.
Основой формирования у детей представлений о геометрических фигурах
является способность их к восприятию формы. Эта способность позволяет
ребенку узнавать, различать и изображать различные геометрические фигуры:
точку, прямую, кривую, ломаную, отрезок, угол, многоугольник, квадрат,
прямоугольник и т.д. Для этого достаточно показать ему ту или иную
геометрическую фигуру и назвать ее соответствующим термином. Например:
отрезки, квадраты, прямоугольники, круги.
Отрезки
Квадраты
Рис. 1
Рис. 2
Прямоугольники
Круги
Рис.3
Рис.4
Аналогично можно поступить с геометрическими телами, показ их
моделей: это цилиндр (куб, конус и т.д.).
Такое знакомство учащихся с геометрическими фигурами позволяет им
воспринимать их как целостный образ, поэтому, если изменить расположение
или размер тех фигур, которые были предложены в образце, дети могут
допускать ошибки. Например, в фигурах, изображенных на рисунке.
Рис.5
Ученик может не узнать квадраты в фигурах, изображенных на рис. 6
прямоугольники,
Рис.6
Рис.7
но на рисунке 7 фигуры, он может назвать прямоугольниками. Поэтому
восприятие геометрической фигуры как целостного образа – лишь первый этап в
формировании геометрических представлений ребенка.
Важное место занимает при изучении геометрического материала
наглядность.
Цель метода наглядности в начальной школе обогащение и расширение
непосредственного, чувственного опыта детей, развитие наглядности, изучение
конкретных свойств предметов, создание условий для перехода к абстрактному
мышлению, опоры для самостоятельного учения и систематизации изученного. В
начальных классах применяется естественное, рисунковое, объемное, звуковая
и графическая наглядность.
Средство наглядности разнообразны: предметы и явления окружающей
действительности, действие учителя и учеников изображения реальных
предметов, процессов (рисунков, картины), модели предметов (игрушки,
вырезки из картона), символические изображения (карты, таблицы, схемы).
Чтобы организовать наблюдения учеников, от учителя требуется
известная осторожность. Распространенная ошибка – применение очень яркой
наглядности, когда ее учебная сущность затмевается яркими красками.
Неопытный учитель часто привлекает внимание детей к второстепенным деталям.
Излишне разукрашивается раздаточный материал. Схема, таблица содержат цвет
только для выделения смысла, но не для украшения.
Наглядные методы применяются на всех этапах педагогического процесса.
Их роль обеспечение всесторонних, образное восприятие, дать опору на
мышление.
Каждый учитель постоянно должен понимать, что прочные знания у детей
будут в том случае, если он будет опираться на жизненный опыт ребенка.
Постоянно должна проводиться работа, связанная с наблюдением,
сравниванием групп предметов. Широко должна использоваться наглядность,
дидактический материал.
При изучении нового материала рекомендуется такое построение урока,
при котором работа начинается с разнообразных демонстраций, проводимых
учителем или учеником. Применение наглядности на уроках математики при
изучении геометрического материала, позволяет прочно и сознательно усвоить
детям все программные вопросы.
Язык математики – это язык символов, условных знаков, чертежей,
геометрических фигур, схем. Дети, начиная с первого класса, пользуются при
счете геометрическими фигурами (квадраты, прямоугольники, круги, отрезки и
т.д.)
Геометрический прием условного обозначения вещей и их отношения
рисункам, чертежом и т.п. является средством более легкого представления и
запоминания изучаемого. Простейшим геометрическим изображением величины и
ее частей является так называемое одномерное или линейные диаграммы.
2.2. Требования программы.
Геометрический материал (как и алгебраический) не выделяется в
программе и в реальном процессе обучения в качестве самостоятельно раздела.
Вопросы геометрического содержания рассматриваются всегда, когда это
оказывается возможным, в тесной связи с рассмотрением остальных вопросов
курса. Однако, как это отмечено в объяснительной записке к программе, в
изложении вопросов геометрии должна соблюдаться и собственная логика,
подчиненная основным целям включения этого материала в курс.
Цели же эти состоят прежде всего в развитии пространственных
представлений у детей, в формировании у них представлений о геометрических
фигурах различных видов (точке, прямой и кривой линиях, отрезке, прямой,
ломаной, прямом и непрямом угле, различных видов многоугольников, круге,
окружности). Дети должны научиться изучать, различать и изображать эти
фигуры как в тех случаях когда каждая из них предлагается им в
изолированном виде, так и в тех, когда знакомая фигура представляет собой
части другой, составлять фигуры из нескольких данных и т.п.
При ознакомлении с геометрическим материалом значительное место
уделяется измерениям: дети должны находить длину отрезка (1 класс), длину
ломаной, периметр данного многоугольника (2 класс), площадь прямоугольника
(3 класс).
При этом определения понятий детям не сообщаются (и соответственно от
учащихся не требуется их знания). Вместе с тем по отношению к ряду понятий
(например, по отношению к прямоугольнику, квадрату и т.д.) указываются те
существенные признаки, которые фактически отражают содержание этих понятий
и дают возможность выделять соответствующие фигуры из класса фигур,
относящихся к ближайшему родовому понятию («прямоугольник –
четырехугольник, у которого все углы прямые», «квадрат – прямоугольник, у
которого все стороны равны» и т.п.). Дети должны научиться практически
использовать соответствующие признаки при узнавании различных фигур, их
классификацию.
Вопросы геометрического содержания рассматриваются главным образом на
основе практических работ, связанных со сгибание листа бумаги,
вычерчиванием фигур и пр. Формирование элементарных навыков черчения
выделяется специальное внимание. В программе указано время, когда дети
должны научиться пользоваться линейкой – угольником, предусмотрено , какие
простейшие построения и измерения они должны выполнять. Это вычерчивание
отрезков заданной длины и измерение отрезков с помощью мерной линейки,
построение на клетчатой бумаге прямоугольника (квадрата). Дети должны
пользоваться циркулем для вычерчивания окружностей заданного радиуса, с
центром в заданной точке, научиться строить прямой угол и прямоугольники
на нелинованной бумаге с помощью чертежного угольника.
Рассмотрение вопросов, связанных с измерением естественно увязывается
с работой над числами и арифметическими действиями. Геометрические фигуры
часто служат средством наглядной интерпретации, рассматриваемых
арифметических вопросов (смысла, сложения, вычитания, умножения, деления,
некоторых их свойств и т.п.).
Приобретенные знания, умение, навыки и при изучении геометрического
материала находят применение не только в входе практических упражнений, но
и при решение текстовых задач.
3. Задачи и содержание работы по изучению элементов наглядной геометрии.
Основные задачи изучения геометрического материала в 1-4 классах
заключаются в том, чтобы создать у детей четкие и правильные геометрические
образы, развить пространственные представления, вооружить их навыками
черчения и измерения, имеющими большое жизненно – практическое значение, и
тем самым подготовить учеников к успешному изучению систематического курса
геометрии.
Формирование геометрических представлений является важным разделом
умственного воспитания, политехнического образования, имеют широкое
значение во всей познавательной деятельности человека.
Какое содержание вкладывается в понятие пространственное
представление? Надо иметь в виду, что пространственные представления носят
синтетический характер, включая форму, положение, величину, направление и
другие пространственные отношения и связи.
Задача развития у младших школьников геометрических представлений,
способности к обобщению состоит в том, чтобы научить их видеть
геометрические образы в окружающей обстановке, выделять их свойства,
конструировать, преобразовывать и комбинировать фигуры, изображать их на
чертеже, выполнять в необходимых случаях измерения.
В содержании начального геометрического образования должны найти свое
отражение – пусть в самой элементарной и доступной детям форме – основные
геометрические идеи – движения преобразования, инвариантности основных
свойств геометрических фигур. Уже на первой ступени приобщения к
геометрическим знаниям дети должны получить первоначальную ориентировку во
взаимном расположении фигур, в умении выделять изучаемые фигуры как
элементы тел. Арифметические и геометрические знания должны тесно
сочетаться и находиться в органическом единстве.
В соответствии с программой начальных классов дети знакомятся с
прямой линией, отрезком, измерением и вычерчиванием отрезков, с их
разностным и кратким сравнением, с углами (прямой, тупой, острый), с
прямоугольником, квадратом и их свойствами, с вычислениями их периметров и
площадей, с геометрическими телами: кубом и прямоугольным параллелепипедом;
с их некоторыми свойствами, с вычислением их объемов. Программой
предусмотрено провешивание и измерение прямой линии, проведение
измерительных работ на местности.
Хотя такое содержание геометрического материала не вполне
соответствует целям и задачам геометрического материала в начальных
классах, тем не менее, как свидетельствует опыт передовых учителей,
программа дает возможности для осуществления в известной мере указанных
выше геометрических идей и для повышения уровня геометрических знаний
учащихся.
Общее направление, в котором должно проходить изучение геометрического
материала формулировано в объяснительной записке к программе: «процесс
изучения геометрического материала» должен быть от начала до конца
активным, конкретным, наглядным. Все обучение следует сопровождать
практическими упражнениями при этом учащиеся будут воспринимать не только
готовые геометрические фигуры и тела, они сами будут создавать и
воспроизводить изучаемые геометрические формы, используя для этого
вырезание и наклеивание, моделирование, вырезание разверток и склеивание,
черчение, образование фигур на подвижных моделях, а так же путем
перегибания листа бумаги. Полученные знания сейчас же используются детьми
на практики не только на уроках арифметики, когда находят периметр, площадь
и др., но и на уроках труда, рисование, в работе на школьном учебно-опытным
участке, на уроках природоведения.
В этих указаниях большое значение придается наглядности, практическим
работам. И это правильно; вторая сигнальная система развивается на основе
первой, по этому при первоначальном знакомстве учащихся с геометрией не
обходимо обращаться к наглядности, конкретным геометрическим образам.
Наглядности и практические работы учеников должны преследовать не только
узко – практические цели, но и развития кругозора детей, способности
обобщения и абстрагированию, развитие геометрических представлений и
геометрического воображения.
Наблюдения и практические лабораторные работы, решение задач – всё это
должно приводить к накоплению фактов и к обобщениям, которые получат
дальнейшее развитие в систематическом курсе. Так, например, при изучении
прямой линии с помощью практических работ дети приобретают опыт подводящих
их к пониманию свойств прямой линии. То же самое можно сказать и об
изучении других фигур, тел. И здесь нужно применять также формы заданий,
которые способствуют накоплению фактов,подготавливающих к изучению
систематического курса геометрии.
Одним из важных методических принципов изучения геометрического
материала, является связь его с другими предметами: с арифметикой,
рисованием, трудом, поведением. “Математика есть, наука о количественных
отношениях и пространственных формах действительного мира”(Энгельс). Обе
эти стороны математики должны быть тесно связанны между собой, взаимно
дополнять и обеспечивать друг друга.
Вопрос об использовании геометрических объектов при изучении
арифметики разработал П.А. Компанийцем в книге “Особенности преподавании
геометрии в тесной с арифметикой в 1 – 4 классах”. Предлагаемая им система
упражнений по арифметики с использованием геометрических образов построена
так, что изучение арифметики в некоторой степени способствует
геометрическому образованию. Уже в пределах первого и второго десятков при
изучении нумерации используется отрезки, квадраты, кубы в различном
расположении. На первых порах обучения автор рекомендует знакомить детей не
только с линейным, но и с квадратными и кубическими единицами, не связывая
их пока с понятием о площади или объёме. Квадратические и кубические
единицы используется и дальше, при изучении нумерации, но попутно с этим
идёт подготовка к изучении площади; учащиеся вычёркивают в тетради
квадратный сантиметр, затем полоску из 10 кв.см.и квадрат из 10 полосок, то
есть квадрат с площадью 100 кв.см, и узнают, что из 100 кв.см, можно
составить 1 квадратный дециметр. Здесь имеется и развитие идеи десятичной
системы счисления, и подготовка к изучению квадратных мер, и подготовка к
изучению способа вычисления площади квадрата. Даются упражнения по подчёту
числа квадратных единиц, на которые разбиваются прямоугольник. Таблица
умножения Пифагора дана в геометрической форме, даётся геометрическое
истолкование умножения двузначного числа на двузначное. В геометрической
форме излагается порядок выполнения арифметических действий и многие другие
вопросы арифметики. Опыт П.А.Компанийца интересен как одна из возможностей
установления органической связи арифметики с геометрией.
Широкое использование находят геометрические образы при решении
арифметических задач; сюда относится графическое изображение условия
задачи, применение масштаба, связь количественных и пространственных
представлений, изображение в виде отрезка расстояния между двумя пунктами в
задачах на движение и др. Существует задачи, в которых геометрические
образы выступают на первый план. Возьмём, например, задачу 1: Велосипедист
выехал из пункта А в пункт В. Проехав 500 м, он обнаружил, что потерял
ключ. Вернувшись на 100 м. назад, он увидел ключ на дороге. Подобрав его,
он снова двинулся к пункту В и, проехав ещё 800 м., достиг его.
Каково расстояние между пунктами А и В
1. 500 м. – 100 м. = 400 м. 2. 400 м. + 800 м. = 1200
м.
500 м
800м
А
В
На уроках рисования непосредственно используются элементы геометрии.
Эти уроки носят в ряде случаев подготовительный характер. Они помогают
накоплению факторов и наблюдений, которые должны быть использованы в
геометрии.
На уроках рисования в 1 и 2 классах, моделями для рисунков является
предметы, близкие по своей форме к простейшим геометрическим фигурам. В
процессе рисования дети не только познают форму предметов, но и примерные
количественные соотношения частей предметов, их взаимное расположение,
направление линии. В 3 и 4 классах существенно новым является изображение
тел, на плоскости, причём здесь играет роль расположение предметов, и,
следственно, геометрических. Образ раскрывается с различных точек зрения.
При этом дети рисуют предметы, близкие по форме к простейшим геометрическим
телам: стакан, коробка, яблоко, пирамида. Учитывая это, следует
устанавливать предметные связи, между значениями, полученными на уроках
рисования, со знаниями, полученными при изучении начальной геометрии.
Уроки труда также тесно связаны с геометрией. Здесь это связь носит
действительный характер. В процессе работы над материалам (бумагой,
картоном, глиной) дети моделируют геометрические фигуры и тела, познают их
свойства. Если на уроках рисования главную роль играли зрительные
восприятия, то на уроках труда они дополняются осязанием и ощущениями при
движении рук. Изготовляя изделия или детали, составляя узоры или украшения
дети сталкиваются с большим разнообразием форм. Кроме того, учащиеся
должны научиться выполнять чертежи и технические рисунки, что имеет
исключительно важное значение в геометрическом образовании. Надо заметить,
что работы по труду связаны с целым рядом фигур, линий в этих фигурах, в то
время как в курсе наглядной геометрии изучают только прямоугольник и
квадрат.
Уроки физкультуры также содержат моменты, с геометрическим
образованием. Так, например, на этих уроках ученики получают ориентировку в
направлении: на право, на лево, вверх, вниз, в горизонтальном и
вертикальном направлении, в построение по прямой линии, в круг, по границе
участков в форме прямоугольника, квадрата, в поворотов на прямой;
развернутый, полный угол.
На уроках русского языка при чтении статей учащейся встречаются с
выражениями о направлении, форме предметов, и их взаимном расположении,
Итак, при изучении всех учебных предметов идет накопление
геометрических представлений о формах предметах, о их взаимном
расположении. Задача состоит в том, чтобы координировать все эти виды
работ, которые служат одной цели.
4. Общие вопросы методики изучения элементов наглядной геометрии.
Особое содержание геометрического материала, включенного в программу и
реализованного в системе тщательно отобранных задач, направлено на
формирование достаточно полной системы геометрических представлений
(включающей образы геометрических фигур, их элементов, отношений между
фигурами, их элементами0.
На этой основе формируются пространственные представления и
воображение, развивается речь и мышление учащихся, организуется
целенаправленная работа по формированию важных практических навыков.
Важнейшей задачей учителя является определение методики, раскрывающей
содержание геометрического материала на том уровне, который должен быть
достигнут учащимся к моменту их перехода в 4 класс, а также ведущих
направлений изучение этого материала.
Для формирования геометрических представлений работа должна проводится
следующим образом: свойство фигур учащиеся выявляют экспериментально,
одновременно усваивают необходимую терминологию и навыки; основное место в
обучении должны занимать практические работы учеников, наблюдения и работы
с геометрическими объектами.
Оперируя разнообразными предметами, моделями геометрических фигур,
выполняя большое число наблюдений и опытов, учащиеся подмечают наиболее
общие их признаки (не зависящие от материала, цвета, положения, массы и
т.п.)
В методики формировании геометрических представлений важно идти от
«вещей» к фигуре (к её образу), а также, наоборот – от образа фигуры к
реальной вещи.
Это достигается систематическим использованием приёма материализации
геометрических образов. Например, прямая линия не только вычерчивается с
помощью линейки, представление о ней даёт и край – ребро линейки,
натянутая нить, линии сгиба листа бумаги, линия пересечения двух плоскостей
(например, плоскости стены и плоскости потолка). Отвлекаясь от конкретных
свойств материальных вещей, учащиеся овладевают геометрическими
представлениями. Так, например, можно видоизменять способ деления
многоугольника отрезком на части. В начале этого может быть перегибание
бумажного многоугольника.
В этом случае отрезок (линия сгиба) реально делит многоугольник на две
части. Этот опыт полезно продолжать, разрезав многоугольник по линии сгиба
на два многоугольника. Несколько позже эту же задачу полезно решить на
чертеже, в начале путем непосредственного проведения (вычерчивания) отрезка
(рис.8), затем прикладывание указки (рис.9).
Рис.
|
