Разработка методики изучения темы "Отрицательные числа" в курсе "Начала алгебры. 6 класс" на основе моделирования

Исторические замечания о возникновении отрицательных чисел и современные представления о них. Логика введения в курс алгебры отрицательного числа и операций сложения, вычитания, умножения и деления. Характеристика задачника к теме "Отрицательные числа".

Рубрика Педагогика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 26.08.2011
Размер файла 133,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Пятый этап. Сложение

Детям предлагается сконструировать действие с направленными отрезками, соответствующее сложению положительных чисел. В итоге учащиеся конструируют действие “приложения”:

,

где

Размещено на http://www.allbest.ru/

a a+b

+ =

b c

Рис. 4.4

Формулируем правило сложения положительных чисел при помощи модели и предлагаем применить это правило для сложения отрицательных чисел и чисел с разными знаками.

Оказывается правило “работает” при любых значениях и .

Изобретение оценивается детьми через решение примеров.

Далее учащиеся формулируют и записывают формальное правило, используя словесную формулировку и алгебраический язык.

Шестой этап. Вычитание.
Учащимся предлагается определить результат при помощи модели (см. 4.4, задача № 40). Здесь фиксируется, что для того, чтобы из одного числа вычесть другое при помощи модели, нужно изменить направление направленного отрезка, соответствующего второму числу и применить действие “приложения”.
Далее предлагается обратная задача: определить какому действию в модели соответствует умножение b на -1 и как записать результат умножения, используя алгебраический язык?
Дети изобретают новое действие - “смена направления”, которое и соответствует умножению числа на , т. е. ! Получается, что вычитание при помощи модели есть композиция действий “смены направления” и “приложения”.
Затем, как и на предыдущем этапе, изобретение действия оценивается при решении примеров, формулируется правило, которое далее применяется при решении примеров.
Следует заметить, что на данном этапе независимо от вычитания, можно параллельно вводить и умножение рациональных чисел.
Седьмой этап. Умножение.
Вначале вспоминаем, как умножаются положительные числа. Затем предлагаем выполнить умножение, используя модель (см. 4.4, задача № 49). Выясняем, всегда ли можно изобразить умножение с помощью модели? Здесь дети конструируют действие “растяжения”.
Пробуем применить это правило (умножение положительных чисел при помощи направленных отрезков) для умножения отрицательных чисел и чисел с разными знаками. Выясняется, что здесь необходимо применять композицию действий: “растяжение” и “смена направления”, причем второе действие применяется столько раз, сколько отрицательных чисел входит в произведение.
Далее, как и в двух предыдущих этапах, следуют оценка, вывод формального правила и его применение.
Восьмой этап. Деление
Введение операции деления рациональных чисел сходно с умножением. Вот только, выполняя деление, применяем несколько иную композицию действий: “сжатие” (деление модулей) и “смена направления” столько раз, сколько отрицательных чисел входит в частное.
4.3 Характеристика задачника к теме “Отрицательные числа”
Задачник составлен в рамках логики введения понятия отрицательного числа и действий сложения, вычитания, умножения и деления отрицательных чисел и чисел с разными знаками (см. 4.2), причем рассматриваются лишь целые числа.
Задачник - это ориентир для учителя, который может дополнить его или несколько видоизменить в соответствии с особенностями конкретного класса, спецификой школы.
Здесь не приведены задания на отработку каких-либо отдельных навыков. Для этого могут послужить задания из различных учебников, дидактических и методических пособий.
Следует отметить, что не все задания были придуманы в ходе написания задачника - некоторые были взяты из учебно-методической литературы: № 37, 47, 48, 59, 68, 69 [15]; № 39, 73-77 [3]; № 57 [16]; № 70 [6]; № 71, 72 [9].
В задачнике также приведены сведения (в виде таблицы), как излагались правила сложения и вычитания в Индии в VII веке.
Задания из раздела “Нестандартные задачи” могут быть предложены детям на факультативе; возможно, в качестве олимпиадных заданий; заданий повышенной трудности и пр.
4.4 Задачник к теме “Отрицательные числа”

Положительные и отрицательные числа, их модели

1. Изобрази модель числа x,если x - положительное число. Каковы знак числа x и его модуль?

2. Дана модель числа: Размещено на http://www.allbest.ru/

, 1 .

Запиши число.

3. Построй модель числа +6. Найди длину направленного отрезка. Выполни аналогичное задание для числа -a.

4. Найди направление направленного отрезка, если:

а) число равно +2;

б) число равно -5.

Построй модели.

5. Найди число a и построй его модель, если известно:

а) a - отрицательное число, ;

Размещено на http://www.allbest.ru/

б) направление , a=? , 1 .

6. Найди длину направленного отрезка и построй модель, если число равно:

а) +13; б) -x.

7. Размещено на http://www.allbest.ru/

Изобрази направленный отрезок, если про него известно, что он является моделью некоторого отрицательного числа и его длина в 2 раза больше длины данного отрезка 1 . Моделью какого числа он является?

8. Модуль числа x задан выражением , причем x - положительное число. Изобрази модель x. Чему равно x?

Противоположные числа

9. Найди модуль каждого из чисел: -6; +6; +1; +4; -1; +81; -81; -7; -x; +x.

10. Длина направленного отрезка равна 3. Какому числу данный отрезок соответствует? Что можно сказать об этом числе?

11. Известно, что . Запиши число x и изобрази его модель, если:

а) направленный отрезок имеет направление

б) направленный отрезок имеет направление

12. Найди y, если . Изобрази на модели.

13. Используя результаты решения задач 1-4, заполни пропуски:

Размещено на http://www.allbest.ru/

-a +a

? ? ?

Числа +a и -a называются противоположными числами.

Заметьте, что изображающие их направленные отрезки имеют одну и ту же (одинаковую) длину и противоположные направления.

Два числа, отличающиеся друг от друга только знаками, называют противоположными числами.

14. (-a) - это положительное число. Чему равно a?

15. Указать несколько значений x, при которых равенства верны:

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

29. Сформулируй общее правило сложения чисел с одинаковыми знаками.

30. Может ли сумма быть меньше слагаемого ? Приведи примеры.

31. Вычисли, используя модель, если известно, что, , :

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

6) ;

7) .

Запиши результат.

33. Сформулируй правило сложения чисел с разными знаками.

34. Вычисли:

а) ;

б) .

35. Каким должно быть , если ?

36. Могут ли числа и быть отрицательными?

37. Если и , то верно ли утверждение, что всегда ? Почему?

38. При каких значениях верны равенства:

а) ;

б) ?

39. Можно ли утверждать, что , при любых значениях ? Ответ объясните.

Вычитание

40. Определи результат при помощи модели, если :

1) ;

2) ;

3) .

Сравни результаты. Сделай вывод.

41. Какому действию в модели соответствует умножение b на -1. Как записать результат умножения, используя алгебраический язык?

42. Выполни вычитание, если известно, что , :

1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) .

43. Верно ли равенство , если:

а) , ; в) , ;

б) , ; г) , .

44. Могут ли числа и быть отрицательными?

45. Вычти из числа такое число, чтобы получилось число, противоположное уменьшаемому. Проиллюстрируй на модели.

Таким вот образом излагались правила сложения и вычитания индийским математиком Брахмагуптой в VII в. н. э.:

Современная запись

Правила Брахмагупты

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Сумма двух имуществ есть имущество.

Сумма двух долгов есть долг.

Сумма имущества и долга равна их разности.

Сумма имущества и равного долга равна нулю.

Сумма нуля и долга есть долг.

Сумма нуля и имущества есть имущество.

Долг, вычитаемый из нуля, становится имуществом.

Имущество, вычитаемое из нуля, становится долгом.

46. Сумма каких двух слагаемых равна их разности? Приведи примеры.

47. Чему равна разность ?

48. Укажи такие значения , при которых разность больше суммы ?

Умножение

49. Вычисли:

а) ; в) ; д) ; ж) ;

б) ; г) ; е) ; з) .

Выполни умножение, используя модель. Всегда ли возможно изобразить действие умножения с помощью модели?

50. Можно ли сказать, что, умножая x на a, мы:

а) увеличиваем число x в a раз;

б) увеличиваем число a на число x;

в) “растягиваем” число a в x раз.

51. Представь каждое из чисел 1; -12; -3; 25; 8 и -1 в виде произведения двух множителей, один из которых равен -1.

52. Верно ли утверждение, что для любого k верны равенства:

а) ; г) ;

б) ; д) .

в) ;

53. Используя модель числа, найди значение выражения , если:

а) x=1, y=89; д) x=-89, y=0;

б) x=-1, y=7; е) x=-11, y<0;

в) x=-2, y=-3; ж) x=0, y=-1;

г) x=-1, y=-2; з) x<0, y=0.

54. Закончи предложения:

Произведение положительного и отрицательного числа есть число

Произведение двух отрицательных чисел есть число .

Произведение любого числа и нуля равно .

55. Используя модель, найди значение выражения , если x=-2; x=1; ; x=-8; x=7.

56. Вычисли:

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) .

57. Представь каждое из чисел:

а) 1; 4;25 и 121 в виде произведения двух равных множителей;

б) -1; -9; -36 и -100 в виде произведения двух противоположных чисел.

58. Дано выражение: .

Какими должны быть x; y; m и n, чтобы равенство было верным? Сколько вариантов ответов ты можешь дать?

59. Что больше: или ?

60. Пусть >0 (<0). Что можно сказать о знаках a и b ?

Используя модель, покажи, как изменится это произведение, если a заменить противоположным числом? Если b заменить на -b? Оба числа a и b заменить противоположными числами?

Деление

61. Какое число надо умножить на , чтобы получить 27?

62. Заполни пропуски:

При делении чисел с разными знаками надо:

1) разделить делимого на делителя;

2) поставить перед полученным числом знак “ ”.

63. Используя модель, найди значение выражения , если , , .

64. Вычисли:

1) ;

2) ;

3) .

65. Из числа 47 вычли некоторое число. Полученную разность умножили на 2 и из результата вычли 15, получили 45. Какое число вычли из 47?

66. Верно ли утверждение, что всегда ? Приведи примеры.

67. Реши уравнение :

а) ; б) .

68. Укажи такие значения и , при которых выполняются следующие соотношения:

1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) .

69. Верно ли утверждение: “Если , то и ”? Почему? Приведи примеры, подтверждающие ответ.

Нестандартные задачи
70. Величайший математик древности Архимед погиб в возрасте 75 лет во время осады Сиракуз в 212 г. до н. э. Определи год рождения Архимеда. Сколько лет тому назад родился Архимед?
71. На отрезке числовой прямой (рис.1) изображены семь точек с целочисленными координатами. Из них три последовательные точки с координатами 1; 2 и 3 таковы, что . Но на данном отрезке вы легко найдете еще две тройки и только одну пятерку последовательных точек, сумма координат которых равна их произведению.
-3 -2 -1 0 1 2 3
рис. 4.1
Найдутся ли на числовой прямой еще другие тройки и пятерки последовательных точек, сумма целочисленных координат которых равна их произведению?
72. Используя результат решения предыдущей задачи, найди комплект последовательных целых чисел, сумма которых равна их произведению, если комплект состоит из любого заданного нечетного количества таких чисел.
73. Частное от деления двух чисел равно -1. Чему равна сумма чисел?
74. Верно ли утверждение: “Если к отрицательному числу прибавить квадрат этого же числа, то всегда получится положительное число”?
75. Даны 173 числа, каждое из которых равно 1 или -1. можно ли разбить их на две группы так, чтобы суммы чисел в группах были равны?
76. Дано 2001 число. Известно, что сумма любых четырех из них положительна. Верно ли, что сумма всех чисел положительна?
Заключение
Нами была разработана методика изучения темы “Отрицательные числа” на основе моделирования. На основе методики разработан задачник.
Методика прошла апробацию на базе одной из школ г. Красноярска. В результате выяснилось, что оценка детьми собственного изобретения, предшествующая формулировке любого из формальных правил, играет ключевую роль. В ходе апробации этому моменту не было уделено достаточного внимания, поэтому направленные отрезки, как модели положительного и отрицательного чисел, стали для учащихся лишь интересной иллюстрацией.
Следует отметить, что мы не ставили перед собой цель научить решать уравнения с модулями. Однако, дети, исключая “слабых” учеников, без особых затруднений решали такие уравнения.
Введение отрицательных чисел предлагаемым нами образом, полагаем, поможет учащимся, не только самостоятельно вывести правила действий с рациональными числами, но и правильно производить согласно этим правилам вычисления.
Литература
1. Алтынов П.И. Контрольные и проверочные работы по математике. 5-6 кл.: Метод. пособие. - 5-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2001.
2. Аронов А.М., Ермаков С.В., Знаменская О.В. Учебно-образовательное пространство в педагогике развития: математическое образование: Монография / Краснояр. гос. ун-т. Красноярск, 2001.
3. Брагин В.Г., Уединов А.Б., Чулков П.В. Дидактические материалы по математике. 6 класс. - М., 1998.
4. Вилейтнер Г. История математики от Декарта до середины XIX столетия: Пер. с нем./Под ред. А.П. Юшкевича. - М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит.,1960.
5. Выготский М.Я. Справочник по элементарной математике. - Изд. 34-е. - М.: ООО “Большая медведица”, 1999.
6. Глейзер Г.И. История математики в школе: IV-VI кл. Пособие для учителей. - М.: Просвещение, 1981.
7. Заславский В.М. Подход к изучению математики в 5-6 классах в развивающем обучении. (Система Д.Б. Эльконина - В.В. Давыдова). Часть 3. - М.: ЦПРО “Развитие личности”, 1997.
8. Клейн Ф. Элементарная математика с точки зрения высшей: В 2-х томах. Т.I. Арифметика. Алгебра. Анализ: Пер. с нем./Под ред. В.Г. Болтянского. - 4-е изд. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987.
9. Кордемский Б.А., Ахадов А.А. Удивительный мир чисел: (Матем. головоломки и задачи для любознательных): Кн. для учащихся. - М.: Просвещение, 1986.
10. Курант Р., Роббинс Г. Что такое математика. - М.-Л.: ОГИЗ, 1947.
11. Курош А.Г. Курс высшей алгебры. - М.: Наука, 1971.
12. Математика. Большой энциклопедический словарь/Гл. ред. Ю.В. Прохоров. - 3-е изд. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000.
13. Математика: Учебник для 6 класса общеобразовательных учреждений/
Н.Я. Виленкин и др. - 6-е изд. - М.: Мнемозина, 2000.
14. Математический энциклопедический словарь./Гл. ред. Ю.В. Прохоров; Ред. кол.: С.И. Адян, Н.С. Бахвалов, В.И. Битюцков, А.П. Ершов, Л.Д. Кудрявцев, А.Л. Онищик, А.П. Юшкевич. - М.: Советская энциклопедия, 1988.
15. Нагибин Ф.Ф., Канин Е.С. Математическая шкатулка: Пособие для учащихся 4-8 кл. сред. шк. - 5-е изд. - М.: Просвещение, 1988.
16. Нурк Э.Р., Тельгмаа А.Э. Математика. 6 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. - 6-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2001.
17. Привалов И.И. Введение в теорию функций комплексной переменной. Учеб. для вузов. Изд. 14-е, стер. - М.: Высшая школа, 1999.
18. Психологическое развитие младших школьников. Под. ред. В.В. Давыдова. - М.: “Педагогика”, 1990.
19. Рыбников К.А. История математики. - М.: Изд-во МГУ, 1994.
20. Салмина Н.Г. Виды и функции материализации в обучении. - М.: Изд-во МГУ, 1981.
21. Уемов А.И. Логические основы моделирования. - М., 1971.
22. Цыпкин А.Г. Справочник по математике для средних учебных заведений. - 4-е изд., испр. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988.
23. Штофф В.А. Моделирование и философия. - М.-Л., 1966.
24. Энциклопедический словарь юного математика. - М., 1999.
25. Энциклопедия элементарной математики. Кн. 1. - М.-Л.,1951.
Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.