Этапы методики формирования математических понятий (мотивация, введение определения, усвоение определения, закрепление понятия, систематизация или подведение итогов) Сущность этапа мотивациизаключается в подчеркивании важности изучения понятия, в побуждении школьников к целенаправленной и активной деятельности, в стремлении вызвать интерес к изучению понятия. Введение определения понятия может быть реализована в рамках различных методов обучения: объяснительно-иллюстративного, когда учитель сам вводит новое понятие, и в рамках частично-поискового, когда учащиеся привлекаются к поиску нового определения. Эти методы получили названия соответственно абстрактно-дедуктивного и конкретно-индуктивного. Схема применения конкретно-индуктивного метода: - анализируется эмпирический материал (при этом, кроме индукции, привлекаются и другие логические методы: анализ, сравнение, абстрагирование, обобщение); - выясняются общие признаки понятия, которые его характеризуют; - формулируется определение; - определение закрепляется путем приведения примеров и контрпримеров; - дальнейшее усвоение понятия и его определения происходит в процессе их применения. Схема применения абстрактно-дедуктивного метода: - формулируется определение понятия; - приводятся примеры и контрпримеры; - дальнейшее усвоение понятия и его определения происходит в процессе их применения. Абстрактно-дедуктивный метод применяется обычно в тех случаях, когда введение понятия хорошо подготовлено предшествующим обучением. Например, после введения понятия параллелограмма вводится понятие прямоугольника. При том и другом методах содержанием обучения является выделение существенных свойств понятия и отделение их от несущественных. Конкретно-индуктивный метод требует больше учебного времени при своем использовании на уроке, но обеспечивает большую активность учащихся и обратную связь, на основании которой учитель делает выводы об эффективности работы по изучению понятий. Введению определения на уроке предшествует работа учителя по выделению существенных и несущественных свойств понятия, определение которого подлежит изучению, анализу логической структуры этого определения, подбору примеров и контрпримеров для закрепления и возможностей их вариации, анализу ситуаций, в которых наиболее часто встречается вводимое понятие. Анализ заканчивается выбором метода введения определения. Рассмотрим пример подготовки учителя к уроку по теме «Смежные углы». Определение смежных углов имеет два существенных свойства: наличие у обоих углов общей стороны и то, что вторые стороны этих углов являются дополнительными полупрямыми. Эти свойства связаны между собой конъюнктивно. Объект подпадает под понятие, если имеет место каждое свойство. Это значит, что контрпримеров этому понятию можно привести три: когда отсутствует первое или второе или оба свойства сразу. Какими несущественными свойствами обладает это понятие, то есть какие свойства допускают вариации? Это соотношения между величинами углов, произвольность расположения на плоскости. Целесообразно вместе с учащимися выделять и проговаривать не только существенные свойства, но и несущественные. Такая работа позволяет учащимся легче узнавать объекты в наиболее часто встречающихся задачных ситуациях, в которых участвуют смежные углы. Такими ситуациями для смежных углов являются ситуации, когда две прямые пересечены третьей прямой, в треугольниках, в разных видах четырехугольников. Поскольку вводимое понятие смежных углов не очень сложное, то учитель может предпочесть частично-поисковый метод введения понятия. При этом цель урока может быть сформулирована по-разному: получить определение смежных углов с помощью учащихся, научить учащихся его формулировать, узнавать смежные углы в различных ситуациях, подводить под определение понятия смежных углов, исправлять ошибочные определения. Рассмотрим фрагмент урока по введению понятия смежные углы. Классу представлены следующие рисунки:  а) б) в) г) д) Далее процесс восприятия и осознания направляется вопросами учителя к предложенным рисункам: - назовите рисунки, на которых изображены два угла, имеющие одну общую сторону; - назовите рисунки, на которых сторона одного угла является дополнительной полупрямой для стороны другого угла; - на каких рисунках изображены углы, которые одновременно удовлетворяют двум предъявленным требованиям? В беседе роль учащихся может быть усилена, а вопросы можно поставить так, что уровень самостоятельности учащихся повысится: - что общего на рисунках а), б) и г)? - что общего на рисунках б), в) и г)? - назовите рисунки, изображения на которых удовлетворяют двум выделенным требованиям. Далее учитель сообщает термин «смежные углы» и просит учеников сформулировать соответствующее определение. Для закрепления выделенных существенных свойств учитель дает задание обосновать, почему углы на рисунках а), в) и д) не являются смежными. Далее рассматривается, чем различаются смежные углы на рисунках б) и г) и чем вообще могут отличаться друг от друга пары смежных углов. На этапе усвоения определения преследуются две цели: запомнить определение и научиться проверять, подходит объект под данное определение или нет. Этот этап осуществляется на специально составленных упражнениях – упражнениях на «да» и «нет» формулировка которых начинается со слов: «Является ли…».. Например, такими упражнениями на узнавание смежных углов с дальнейшим подведением под определение могут быть задания выделить смежные углы на рисунке и обосновать свои утверждения. На этапе закрепления понятия решаются более сложные задачи, где используются как определение понятия, так и его свойства. В практике решения задач при оперировании понятиями и их определениями актуальными являются умения: 1) подведение под определение; 2) подведение под понятие; 3) выделение «зоны поиска»; 4) выведение следствий из определения. Названные умения можно формировать в рамках приемов умственной деятельности - совокупности мыслительных операций, направленных на решение задач определенного типа. Структура приема подведения под определение зависит от логического строения определения, то есть от того, каким образом, конъюнктивно или дизъюнктивно, связаны существенные свойства в определении. Рассмотрим несколько определений. 1. Целым выражением называется выражение, составленное из чисел и переменных с помощью действий сложения, вычитания, умножения и деления на число, отличное от нуля. 2. Целые и дробные выражения называются рациональными. 3. Треугольником называется фигура, состоящая из трех точек, не лежащих на одной прямой, и трех отрезков, соединяющих эти точки. 4. Трапецией называется четырехугольник, две стороны которого параллельны, а две другие - нет. 5. Арифметическим квадратным корнем из числа а, называется неотрицательное число, квадрат которого равен а. 6. Два вектора называются коллинеарными, если они лежат на параллельных прямых или на одной прямой. Чем различаются действия подведения под определение в случаях 1, 2 и 6 от аналогичных действий в случаях 3, 4, 5? При подведении под определение, в котором существенные свойства связаны конъюнктивно (примеры 3,4,5), для отнесения некоторого объекта к множеству объектов, названных определенным термином, необходимо проверить наличие всех существенных свойств. Например, чтобы некоторое число b было арифметическим квадратным корнем из числа а, требуется выполнение двух условий: . Если существенные свойства связаны между собой дизъюнктивно, то для отнесения объекта к множеству объектов, подпадающих под это понятие, достаточно выполнения отдельных существенных свойств. Например, чтобы некоторое выражение можно было назвать рациональным, достаточно, чтобы оно было целым или дробным. Причем союз «или», который подразумевается в дизъюнктивно построенных определениях, обладает неразделительным смыслом. Например, чтобы выражение назвать целым, требуется, чтобы оно было построено с помощью любых действий, перечисленных в определении 1. Рассмотрим, как могут выглядеть рассуждения при подведении под определение, например, вписанного угла. Вначале необходимо вспомнить определение: вписанным углом называется угол, вершина которого лежит на окружности, а стороны пересекают окружность. Затем выделяются существенные свойства определения: 1) угол; 2) вершина лежит на окружности; 3) стороны пересекают окружность. Выясняется, что необходимо проверить наличие каждого свойства согласно структуре данного определения. Затем на каждом из рисунков  проверяется наличие перечисленных свойств и формулируются соответствующие выводы. Иногда применение приема подведения объекта под определение затруднено в силу того, что определение дано в форме, которой трудно воспользоваться и которая требует предварительного анализа и переформулирования. Рассмотрим, например, определение квадратного уравнения с одной переменной. Квадратным называется уравнение вида: ах2 + bх + с = 0, где а 0. Чтобы ответить на вопрос, являются ли, например, равенства (*) квадратными уравнениями с одной переменной, следует самостоятельно выделить существенные свойства понятия, а именно: что это уравнение, что оно содержит одну переменную, что оно содержит в качестве одного из слагаемых вторую степень переменной со своим коэффициентом и не содержит степени переменной выше второй. у-2х2=0; Зх2+5; 2х3+х2-5 = 0; 7х2-6 = 0 (*) Следовательно, чтобы подвести некоторый объект под понятие согласно его определению, учащиеся должны вспомнить определение, выявить его существенные свойства, установить связи между ними, например, с помощью вопроса, все ли существенные свойства должны выполняться, затем проделать операции, адекватные логическому строению определения, - проверить наличие требуемых свойств в рассматриваемом объекте и сделать вывод относительно принадлежности рассматриваемого объекта к понятию: если существенные свойства связаны конъюнктивно, то для отнесения объекта к понятию необходимо выполнение всех свойств, а если дизъюнктивно - то некоторых. Опыт показывает, что выполнение нескольких упражнений на подведение под определение способствует не только осознанию определения, но и его непроизвольному запоминанию. Несколько сложнее выглядит прием подведения под понятие. Как известно, чтобы отнести некоторый объект под какое-либо понятие, необязательно пользоваться определением. Можно подводить под признаки понятия. Чем воспользоваться: определением или признаком, которым признаком из имеющихся - все это диктуется условиями конкретной задачи. Рассмотрим, например, задачу «В параллелограмме ABCD точка Е- середина стороны ВС, a F - середина стороны AD. Докажите, что четырехугольник BEDF- параллелограмм». Доказательство требуемого факта может быть основано на определении параллелограмма. Тогда предстоит доказывать параллельность BF и ED. Но доказательство можно построить на одном из признаков параллелограмма. И тогда предстоит доказывать, что либо диагонали BD и FE точкой пересечения делятся пополам, либо стороны BE и FD равны и параллельны, либо противолежащие стороны этого четырехугольника попарно равны. Все операции: актуализация определения и признаков, выбор из них необходимого средства, подведение под определение или выбранный признак и составляет из себя прием подведения под понятие. Тесно связан с названными еще один прием - выделение «зоны поиска» некоторого понятия. «Зона поиска» это и есть совокупность определения и различных признаков. Этот прием можно эффективно использовать в начале систематического курса геометрии, доказывая равенство отрезков и углов. Например, учащиеся в ходе изучения курса начинают систематизировать достаточные условия равенства отрезков. По мере изучения геометрического материала этот список дополняется. Список полезно вести всем учащимся, например, на последней странице тетради. Приведем в качестве примера «зону поиска» равных отрезков. Итак, равные отрезки можно искать в следующих ситуациях: 1) два отрезка имеют равную длину; 2) два отрезка являются соответствующими сторонами равных треугольников; 3) два отрезка являются боковыми сторонами равнобедренного треугольника; 4) два отрезка являются противоположными сторонами параллелограмма, любыми сторонами ромба; 5) один отрезок получен из другого некоторым движением; 6) отрезки являются половинами или равными частями равных отрезков и т. д. Последний из рассматриваемых приемов - прием получения следствий - заключается в том, что при решении задачи перечисляются следствия из наличия какого-либо понятия, то есть выделяются все свойства этого понятия, содержащиеся в определении и полученные с помощью доказательств. Этот прием облегчает организацию обучения решению задач в начальном курсе геометрии, когда для учащихся характерна жалоба: «Я не умею начинать решать задачу». Он составляет основной смысл решения задачи синтетическим методом, движения мысли от условия к заключению. Рассмотрим пример. Доказать, что в равных треугольниках соответственные медианы равны. Прием получения следствий в применении к данной задаче заключается в том, что перебираются все данные условия и из каждого из них делаются возможные выводы. При этом приходится отвечать на вопросы: 1) что значит, что треугольники равны; 2) что значит, что BD и - медианы? Рассмотрением перечисленных приемов мы переходим от понятий и их определений к процессу решения задач, в ходе которого формируется понятие. На этапе систематизации материала выясняется место данного понятия в системе других понятий. Это достигается следующими путями: установлением связи между отдельными понятиями, теоремами, методами; разноплановой классификацией материала по различным основаниям; обобщениям понятий; конкретизацией понятия. |