Особливості вивчення математики в профільних класах у сучасних умовах

– Пригадаємо аксіоми планіметрії, скориставшись для цього таблицею.

- Проаналізуємо означення „Суміжні кути” з по-гляду того, через які раніше відомі поняття воно формулюється. Пригадаємо його.

Два кути називаються суміжними, якщо одна їх сторона спільна, а інші сторони цих кутів є додатковими півпрямими.

- Через які поняття воно означається?

Воно означається через поняття сторона кута та півпряма.

- Виділимо основні поняття, відношення та величини.

Основні поняття: точка і пряма, основні відношення: лежати між, лежати на, основні величини: градусна міра кута.

- Як висновок, розглянемо наступну схему побудови геометрії.

1. Перелічуються первісні (неозначувані) поняття.

2. Формулюються аксіоми про властивості первісних понять.

3. За допомогою первісних та раніше означених понять фор-мулюються означення нових понять.

4. На основі аксіом, доведених раніше тверджень і означень доводяться нові твердження.

ІІ. Вивчення аксіом стереометрії та наслідків з них.

Стереометрія - це розділ геометрії, що вивчає фігури у просторі. Найпростішими фігурами простору є:

- точка: А, В, С,...

- пряма: а, в, с,...

- площина: ,..., (АВС).

Термін „стереометрія” походить від гр. - об'ємний, просторовий і - вимірюю. Оскільки пло-щина - нова найпростіша фігура, то треба сформулювати аксіо-ми, що виражають властивості площини. Розглянемо три аксіоми стереометрії, зведені в одну таблицю.

Оскільки точка і пряма також є основними фігурами простору, то всі аксіоми планіметрії переходять у стереометрію і систе-ма аксіом стереометрії складається з дев'яти аксіом планімет-рії і трьох аксіом групи С.

У планіметрії ми мали одну площину, на якій розташовувались всі розглядувані нами фігури. У стереометрії нескінченно багато площин. У зв'язку з цим формулювання деяких аксіом планіметрії в якості аксіом стереометрії вимагають уточнення. Це стосується аксіом IV, VII, VIII, IX.

IV. Пряма, що належить площині, розбиває цю площину на дві півплощини.

VII. Від півпрямої на площині, що її містить, у задану півплощину можна відкласти кут з заданою градусною мірою, меншою 180^_, і лише один.

VIII. Який би не був трикутник, існує рівний йому трикутник у даній площині у заданому розташуванні відносно даної півпрямої у цій площині.

ІХ. На площині через дану точку, що не лежить на даній прямій, можна провести не більше однієї прямої, паралельної даній.

Наслідки з аксіом

Теорема 1. Через пряму і точку, що належить даній прямій, можна провести площину, і притому тільки одну.

Дано: пряма а, точка В а.

Довести: 1) існує {а, В};

2) єдина.

Доведення

1) Виберемо на прямій а довільну точку А. Проведемо пряму в  {А;В} (аксіома І). а і в різні, оскільки В а. За аксіомою С3: а і в визначають площину .

У ході доведення вчитель разом з учнями шляхом системи запитань складає таблицю.

- Яка аксіома стереометрії обґрунтовує можливість проведення площини?

- На яку додаткову побудову наштовхує нас ця аксіома?

- Яка аксіома обґрунтовує можливість проведення прямої?

- Через які точки проведемо ще одну пряму?

- Яка аксіома обґрунтовує можливість вибору точки А?

Твердження	Обґрунтування
1. Виберемо на прямій а довільну точку А 2. Через А і В можна провести пряму в 3. Прямі а і в різні 4. Через прямі а і в можна провести площину 5. Площина проходить через пряму а і точку В	1. За аксіомою про існування точок, які належать прямій 2. За аксіомою про можливість проведення прямої через дві точки 3. Оскільки точка В не належить прямій а 4. За аксіомою про можливість проведення площини через дві прямі, які мають спільну точку 5. Тому що проходить через а за побудовою, а через В, тому що В належить в; проходить через в за побудовою

2) Доведемо єдиність (методом від супротивного).

Нехай існує ще одна площина , що проходить через а і точкуВ. За аксіомою С2: точка В належить прямій а. Це суперечить умові, що В  а. Припущення не вірне.

Теорему доведено.

Теорема 2. Якщо дві точки прямої належать площині, то вся пряма належить цій площині.

А |

.

В |

Наслідок. Пряма і площина

не перетинаються

(немає спільних точок) перетинаються

(мають одну спільну точку)

(принаймні дві

спільні точки)

(Цю теорему учні доводять зі складанням таблиці і оформлюють вдома самостійно).

Теорема 3. Через три точки, що не лежать на одній прямій, можна провести площину, і притому тільки одну.

Дано: а.

Довести: 1) існує ;

2) - єдина.

Учитель разом з учнями складає таблицю - колективний пошук доведення, оформлюють доведення учні вдома самостійно.

Твердження	Обґрунтування
1. Проведемо прямі АВ і АС 2. Прямі АВ і АС різні 3. Через прямі АВ і АС можна провести площину 4. Точки А, В, С належать площині	1. За аксіомою про можливість проведення прямої через дві точки 2. Точки А, В і С не лежать на одній прямій 3. За аксіомою про можливість проведення площини через дві прямі, які мають спільну точку 4. Точки А, В і С належать до прямих АВ і АС, а вони належать площині за побудовою

Доведення.

1) Проведемо прямі АВ і АС, вони різні, оскільки а. За аксіомою С3: через прямі АВ і АС можна провести площину .

2) Доведемо єдиність.

За теоремою 2 (якщо дві точки прямої належать площині, то вся пряма належить цій площині): . За аксіомою С3 така площина єдина.

Теорему доведено.

ІІІ. Задачі на доведення

Задача 1. Точки А, В, С і Д не лежать в одній площині. Доведіть, що прямі АВ і СД не перетинаються.

Доведення.

– Скористаємось методом від супротивного.

– Яке можемо зробити припущення?

– Маємо дві прямі, що перетинаються. Яке з щойно вивчених тверджень можемо застосувати?

– Якщо прямі АВ і СД визначають площину , то який висновок можемо зробити щодо точок?

– У чому полягає отримане протиріччя?

Нехай прямі АВ і СД перетинаються, тоді за аксіомою С3: , а це означає, що точки А, В, С і Д лежать в одній площині. Отримали протиріччя з умовою задачі. Значить прямі АВ і СД не перетинаються.

Задача 2. Чотири точки не лежать в одній площині. Чи можуть будь-які три з них лежати на одній прямій.

Доведення.

– Яке можна висунути припущення?

– Яке відоме вам твердження можна застосувати?

– З якою умовою ми отримали протиріччя?

Нехай три точки лежать на одній прямій, а четверта не належить цій прямій. Тоді за теоремою-наслідком 1 можна провести єдину площину, якій належить дані пряма і точка. Це означає, що задані умовою чотири точки належать одній площині. За умовою задачі це не можливо. Значить будь-які три з цих точок не можуть лежати на одній прямій.

IV. Підсумок уроку

Сьогоднішній урок ми присвятили ідеї дедуктивної побудови геометрії, походженню та ролі первісних понять і аксіом, пригадали аксіоми планіметрії, ознайомилися з аксіомами стереометрії та наслідками з них. Завершити урок хочеться прикладами використання аксіом та їх наслідків у виробничій діяльності людини.

1) Тесляр перевіряє, чи розміщуються кінці ніжок стола в одній площині, від чого залежить стійкість стола. Він натягує нитки на кінці ніжок і перевіряє, чи перетинаються вони (аксіома С3).

2) Тесляр перевіряє якість поверхні стола, що виготовляється, прикладаючи до кришки в різних напрямках лінійку. Якщо між лінійкою і кришкою стола немає просвітів, то стіл виготовлено якісно (теорема 2).

3) На теоремі 3 ґрунтується будова штативів для фотоапаратів і різних геодезичних приладів. Кінці ніжок штативів належать одній площині, внаслідок чого прилад займає стійке положення.

Тестові завдання

2. На малюнку зображено куб АВСДА₁В₁С₁Д₁. Знайдіть кути трикутника В₁Д₁С.

3. Як розмістити три прямі так, щоб вони утворили 12 прямих кутів?

4. Чи вірно, що пряма, яка має з колом тільки одну спільну точку, є дотичною до кола в цій точці:

1) на площині; 2) у просторі?

4. Довести, що через дві довільні точки можна провести хоча б одну площину.

5. Чи можна стверджувати, що всі точки кола належать площині, якщо це коло має з даною площиною:

1) дві спільні точки; 2) три спільні точки.

6. Через три точки можна провести дві різні площини. Як розташовані ці точки?

Додаток В

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. А. С. МАКАРЕНКА

СТВОРЕННЯ І АПРОБАЦІЯ

МЕТОДИЧНОГО КОМПЛЕКСУ ДЛЯ ВЧИТЕЛІВ

МАТЕМАТИКИ

У ПРОФІЛЬНИХ ГРУПАХ УЧНІВ

Автор проекту: студентка

СДПУ ім. А. С. Макаренка

V курсу

фізико-математичного факультету

Шишенко І. В.

СУМИ 2004

Мета проекту

1. Створення методичного комплексу для роботи вчителів математики з профільними групами учнів, а саме: навчальні посібники, дидактичні та діагностичні матеріали, технології, проекти, дослідницькі праці, методичні розробки.

2. Апробація комплексу шляхом створення такої системи навчання на експериментальному майданчику, що дозволить реалізувати основні принципи профільного навчання математики.

3. Задачами проекту є розробка системи уроків, методичних і навчальних посібників, після чого - організувати вивчення математики за чотирма напрямками: загальнокультурним, природничим, економічним та фізико-математичним. Кожен учень має обрати свій напрямок вивчення математики і разом з педагогами впродовж двох років (10-11 класи) реалізувати освітню програму, створену на базі попередньо розробленого методичного комплексу.

Завдання проекту

1. Створення творчої команди для написання методичних розробок.

2. Дослідження анналів світової профільної освіти.

3. Створення методичного комплексу для викладання математики у профільних групах учнів.

4. Розробка системи моніторингу і оперативної оцінки експерименту.

5. Укладення договору з міським управлінням освіти Сумської обласної Ради про відкриття експериментальних майданчиків..

6. Проведення педагогічного експерименту (апробація створеного методичного комплексу).

7. Підведення підсумків експерименту.

8. Корегування та розвиток методичних розробок.

9. Видання та розповсюдження розробок методичного комплексу.

10. Оцінка ефективності проекту.

Обґрунтування необхідності проекту

Система загальної середньої освіти України сьогодні на порозі нових суттєвих змін - впровадження профільності навчання у старшій школі. Перехід до профільного навчання розпочнеться у 2007 році, але у 2004 н.р. розпочався підготовчий період переходу до профільної старшої школи. Багато загальноосвітніх закладів впроваджують і випробовують різні механізми здійснення профільного навчання. Але аналіз сучасної педагогічної літератури показує, що однією з головних проблем при організації ефективного профільного навчання залишається брак його навчально-методичного забезпечення: література, періодика, навчально-наочні посібники, програмні продукти, педагогічні технології, методичні розробки.

У зв'язку з введенням профільного навчання на старшому ступені школи більша частина підручників, методичних та дидактичних розробок підлягає оновленню чи повній переробці. Також кожний новостворений методичний засіб, підручник, окрім отримання експертної оцінки, має пройти експериментальну перевірку в масових школах на відповідність їх змісту основним принципам дидактики.

Усунення вказаних проблем і недоліків ми передбачаємо через реалізацію відповідного проекту.

Новизна

Використовуючи можливості профільного навчання, буде здійснена спроба розробити та реалізувати методичний комплекс для роботи з профільними групами учнів.

У ході інформаційного дослідження не вдалося виявити відповідні розробки методичних систем забезпечення профільного навчання в Україні.

Новизна проекту полягає в тому, що він дає можливість забезпечити компетентний підхід до розв'язання однієї з найбільш значущих проблем, пов'язаних з організацією профільного навчання старшокласників, - проблеми забезпечення учнів і вчителів якісною літературою.

Даний курс передбачає, що з учнями працюватимуть два вчителя одночасно, передусім використовуючи діалогічні методи навчання. Це надасть можливість кожній дитині отримати компетентні відповіді на всі запитання. З іншого боку, два вчителя зможуть забезпечити інтенсивність навчання, про що свідчить досвід тренінгів "Нова Доба". Крім того, з невеликими групами учнів передбачається проведення додаткових занять, а в якості наукових керівників дослідницької роботи учнів залучатимуться викладачі вищих навчальних закладів.

Цільова аудиторія

· вчителі математики;

· учні 10-11 класів загальноосвітніх та профільних навчальних закладів;

· адміністратори освіти.

Життєздатність

Проект може мати реальне продовження, а саме:

· розробка та опис програмного забезпечення уроків математики у профільній школі;

· започаткування періодичного видання, що має забезпечити потреби профільної освіти математики;

· подальші розробки аналогічних методичних комплексів для інших наук.

Показники успіху

Проект можна вважати успішно реалізованим за умови:

1) позитивних відгуків та рецензій спеціалістів на методичний комплекс для викладання математики у профільних групах учнів;

2) підвищення зацікавленості та досягнень учнів, що беруть участь у проекті, при вивченні математики, що визначать тести, контрольні роботи тощо;

3) видання та розповсюдження розробок методичного комплексу;

4) дотримання строків та бюджету проекту.

Термін виконання проекту - 36 місяців.

План дій

У перший рік реалізації проекту планується створити творчу команду, дослідити аналоги світової практики у сфері профілювання освіти, створити методичний комплекс і необхідні додатки до нього, отримати дозвіл відповідних структур для відкриття експериментальних майданчиків у школах міста.

На другому та третьому роках проекту планується апробувати створені розробки в ході педагогічного експерименту, скорегувати і вдосконалити їх за результатами підсумків експерименту. Завершити проект планується оцінкою його ефективності.

Ассессмент

Кількісну оцінку ефективності проекту можна провести наступними методами:

· психологічне тестування учнів для оцінки мікроклімату колективу, самопочуття дитини;

· проведення контрольних робіт для оцінки якості набутих учнями знань, умінь і навиків;

· анкетування учасників проекту на предмет доцільності розробки методичного комплексу;

· бесіди з учнями та вчителями експериментальних майданчиків;

· спостереження за роботою контрольних та експериментальних класів;

· психолого-педагогічна характеристика учнів;

· кількісний та якісний аналіз експериментальних даних, отриманих у ході апробації;

· відгуки та рецензії спеціалістів на роботу творчої команди проекту.

Прогнозовані результати проекту

1. Створення творчої команди із 7 спеціалістів для написання і апробації методичного комплексу для викладання математики у профільних групах учнів.

2. Створення вищезазначеного комплексу для учнів 10-11 класів.

3. Позитивна динаміка у досягненнях з математики більшості учнів, що беруть участь у проекті.

4. Система діагностики результатів експерименту.

5. Система психологічних тестів для оцінки мікроклімату колективу, самопочуття дитини (по 2 методики на кожну категорію);

6. Комплексні завдання для оцінки якості набутих учнями знань, умінь і навиків (для кожної теми).

7. Презентаційні матеріали методичного комплексу для адміністраторів освіти.

8. Дозвіл міського управління освіти Сумської обласної Ради для відкриття 2-х експериментальних майданчиків на базі шкіл міста (2 експериментальних і 2 контрольних класів, приблизно 120 учнів).

9. Експериментальні дані, отримані у ході апробації, аналіз цих даних, а також пропозиції щодо вдосконалення розробленого методичного комплексу.

10. Видання та розповсюдження розробок методичного комплексу.

11. Додатковий досвід роботи вчителів з інноваційними педагогічними розробками.

Очікуваний зовнішній ефект

1. Досягнення всіма учнями обов'язкових результатів навчання, а для деяких груп учнів - оволодіння методологічними знаннями, загально навчальними вміннями і загальнонауковими методами пізнання, що дозволять розв'язувати задачі творчого характеру, вести дослідницьку роботу.

2. Підвищення зацікавленості у вивченні предметів.

3. Покращення мікроклімату в колективі.

4. Впровадження методичних розробок у школах України.

5. Формування у учнів уявлень про майбутній профіль діяльності.

Оцінка ресурсів

Людські ресурси

необхідні	доступні
менеджер	менеджер
вчитель математики (спеціаліст)	вчитель математики (спеціаліст)
вчитель математики (спеціаліст)	вчитель математики (спеціаліст)
вчитель математики (методист, ВК)	-
вчитель математики (методист, ВК)	-
науковий керівник	-
психолог	-

Матеріальні ресурси

необхідні	доступні
приміщення	приміщення
література	література
видаткові матеріали	-
комп'ютер	комп'ютер
принтер	принтер
програмне забезпечення	програмне забезпечення
обладнання для проведення уроків	обладнання для проведення уроків

Грошові ресурси

необхідні	доступні
прямі	-
оплата праці задіяним спеціалістам	-
сплата податків	-
придбання видаткових матеріалів	-
видання методичних розробок	-
непрямі
оренда обладнання	-
подорожі (відрядження)	-
оплата Інтернету	-
оплата послуг бібліотеки	-

Аналіз проекту

Сильні сторони · відсутність вітчизняних аналогів до розробки методичного комплексу - актуальність розробки; · напрацьована теорія профілювання освіти; · наявність певного педагогічного досвіду; · підтримка проекту з боку досвідчених колег, в тому числі і з боку адміністраторів освіти; · стартовий пакет знань щодо технології проектування; · розвинуті контакти з молодими талановитими педагогами.	Слабкі сторони · відсутність вітчизняних аналогів до розробки методичного комплексу - недостатньо напрацьована теоретична база; · відсутність власного досвіду у написанні і управлінні проектами; · відсутність команди; · відсутність експериментальних майданчиків.
Можливості · можливості подальшої співпраці команди; · можливість використання отриманого досвіду у подальшій роботі; · можливість продовження проекту у подальших розробках; · можливість впровадження методичного комплексу в школах України; · можливість розвитку основ профільної освіти.	Небезпеки · відсутність необхідних спеціалістів і (або) недостатній рівень залучених спеціалістів; · неузгодженість у команді; · неадекватність бюджету.



БЮДЖЕТ ПРОЕКТУ
СТАТТІ ЗАТРАТ	СУМА ВИТРАТ
Заробітна плата:
менеджер	6 963.52
вчитель математики (методист, ВК)	13 653.81
вчитель математики (методист, ВК)	13 653.81
вчитель математики (спеціаліст)	10 302.55
вчитель математики (спеціаліст)	10 302.55
науковий керівник	12 923.15
психолог	4 744.02
ергономіст	3 235.92
Поїздки:
до м. Київ
проїзд	280
добові	72
по м. Суми	120
Видаткові матеріали:
канцелярські товари	200
оренда Інтернету	400
обслуговування бібліотеки	200
Загальна сума	77 051.33
Інші витрати	15 410.27
Всього	92 461.6