Дипломная работа: Вивчення елементів стереометрії у курсі геометрії 9 класу
Розділ «Початкові відомості зі стереометрії» є новим у програмі геометрії в 9-х класах і має на меті, щоб учні, які не будуть продовжувати вивчення геометрії в старших класах, мали уявлення про просторові фігури, про обчислення площ поверхонь та об’ємів простіших геометричних тіл. Інше призначення цього розділу – пропедевтична підготовка до вивчення геометрії в 10 і 11 класах. Основна мета – повторити, привести в систему і розширити відомості про геометричні фігури в просторі та навчити обчислювати площі поверхонь і об’єм розглянутих тіл.
Однією з основних ідей розбудови математичної освіти, що записані в «Концепції шкільної математичної освіти», є ідея гармонійного розвитку особистості, виховання творчих здібностей людини, здатної вирішувати найскладніші життєві проблеми. При цьому перед геометрією ставляться важливі завдання з формування мислення, розвитку уяви, просторових уявлень, практичних навичок і умінь, оскільки вони є вагомими компонентами загальнолюдської культури взагалі.Діюча система шкільної геометричної освіти не може забезпечити належне виконання цих завдань. Це обумовлено, насамперед, її будовою.
Курс математики 5–6-х класів вважається пропедевтичним у питаннях вивчення геометрії. Він має за мету сформувати в учнів елементарні знання про основні геометричні фігури перед вивченням систематичного курсу геометрії. Таке попереднє вивчення на рівні ознайомлення істотно полегшує наступне розгортання логічної системи знань з дотриманням строгості доведення. Однак геометрична частина настільки скорочена, що не дає змоги досягти поставленої мети навіть за умови, що молодший підлітковий вік є сприятливим для розвитку образного мислення, просторових уявлень та уяви, вкрай необхідних для орієнтації в середовищі, що нас оточує, для цілісного, багатогранного сприймання дійсності.
Систематичний курс геометрії у 7–11-х класах чітко розмежований. У підручнику О.В. Погорєлова «Геометрія 7–11», за яким донині навчали геометрії в переважній більшості шкіл України, розділи «Планіметрія» та «Стереометрія» подаються окремо, причому перша частина «Планіметрія» елементів стереометрії не містить. Така штучна й тривала ізоляція психіки дитини від співвідношень реального тривимірного світу завдає значної шкоди природному розвитку її просторової уяви. Актуальною є потреба перегляду шкільних програм з математики, зокрема з геометрії. Слід зазначити, що у цьому напрямку вже намітилися певні зрушення.
Так, нові програми з математики для основної та профільної старшої школи побудовані з урахуванням вимог Державного стандарту базової і повної середньої освіти, яким передбачено вивчення математики за методом фузіонізму. Зокрема, курс геометрії основної школи пропонується будувати так, щоб елементи стереометрії тісно перепліталися з відповідним планіметричним матеріалом, що значно полегшить створення в систематичному курсі стереометрії цілісних і міцних знань, стійких до збереження в пам'яті, сприятиме розвитку просторових уявлень та уяви учнів. Часті переходи від двовимірної площини до тривимірного простору сприятимуть розвитку інтуїції школяра. Позитивною рисою також є підвищена увага до питань пропедевтики геометрії, особливо в 5–6-х кл-х (див. додаток А).
Одночасно з підручником геометрії О.В. Погорєлова в 7–9-х класах використовується підручник геометрії авторського колективу на чолі з Г.П. Бевзом. Він у 9-му класі завершується розділом «Елементи стереометрії». У цьому розділі учнів ознайомлюють з прямими та площинами в просторі, вводять поняття многогранників, фігур обертання, а також пропонують формули площ поверхонь та об'ємів геометричних тіл. Вивчення даного розділу передбачає виконання практичних завдань з виготовлення моделей многогранників, фігур обертання, розв'язування вправ на обчислення їх площ поверхонь та об'ємів.
Як бачимо, зрушення щодо введення питань стереометрії в курс математики основної школи є. Однак питання визначення змісту і обсягу стереометричногоматеріалу в курсі математики основної школи, його місця в програмі, вимог до підготовки учнів під час диференційованого навчання залишаються розв'язаними недостатньо. Недостатньо розроблена також методика його вивчення та не створена система задач, яка забезпечує це вивчення.
Виходячи з цілей і завдань вивчення математики, рекомендованого змісту питань геометрії, шкільний курс геометричної освіти доцільно будувати так.
5–6-ті класи – курс наочної геометрії, який по суті має бути пропедевтичним перед вивченням систематичних курсів планіметрії та стереометрії. Саме в цьому полягає одна з його основних цілей. Не менш важливим є озброєння учнів практичними знаннями з геометрії, які потрібні їм під час вивчення географії, фізики, креслення, трудового навчання та інших суміжних дисциплін.
Пріоритетними завданнями мають бути розвиток просторових уявлень та уяви, систематизація емпіричного геометричного матеріалу, накопиченого в дошкільному віці та в початкових класах; формування уявлень про певні класи геометричних фігур на площині та в просторі; формування навичок використання формул площ та об'ємів геометричних фігур під розв'язування задач прикладної спрямованості.
Реалізація цих завдань має здійснюватися через спостереження геометричних фігур (зокрема й просторових) в оточуючому середовищі, виділення їх з цього середовища та маніпулювання ними; використання моделей плоских і просторових фігур та їх виготовлення; вимірювання та обчислення за готовими формулами певних геометричних величин; дослідне встановлення деяких властивостей фігур, що розглядаються.
Спираючись на Державні стандарти базової та повної середньої освіти, доцільно в зміст даного курсу разом з наявним геометричним матеріалом включити питання стереометрії.
Зміст геометричного матеріалу та вимоги до підготовки учнів подано у таблиці 1 (див. додаток Б).
7–9-й класи – систематичний курс планіметрії, який має будуватися на основі фузіонізму, тобто стереометричний матеріал має органічно поєднуватися з відповідними поняттями та фактами планіметрії без суттєвих змін внутрішньої логічної структури самого курсу. При цьому планіметрія вивчається на систематичному рівні в межах існуючих державних програм, з відповідними обґрунтуваннями та доведеннями розглядуваних фактів, стереометрія – на рівні пропедевтики.
Стереометричний матеріал, що вивчається у 7–9-х класах, за назвами дещо збігається із запропонованим у 5–6-х класах, проте зміст понять поступово наповнюється новими логіко-математичними властивостями, а сформовані образи перетворюються у математичні поняття, яким потім даються чіткі означення.
До завдань, що стосуються вивчення стереометричної частини курсу, належать такі: формування понять про певні класи многогранників, тіл обертання та вивчення деяких їх властивостей; формування вмінь застосовувати формули площ поверхонь та об'ємів тіл до розв'язування прикладних задач; формування конструктивних умінь учнів, їх графічної культури.
Питання стереометрії мають рівномірно розглядати у 7–9-х класах, що забезпечить безперервність їх вивчення. Для міцного та свідомого засвоєння понять стереометрії слід якомога ширше використовувати моделі, таблиці, рисунки.
Зміст стереометричного матеріалу в 7–9-х класах та вимоги до підготовки учнів подано у таблиці 2 (див. додаток Б).
10–11-й класи – систематичний курс стереометрії, завдання якого – систематичне вивчення стереометричного матеріалу на глибшому теоретичному рівні з повним обґрунтуванням тверджень, що доводяться.
1.2 Роль і місце елементів стереометрії у розвитку просторового мислення школярів
1.2.1 Психолого-педагогічні особливості вивчення елементів стереометрії
Навчання – складний і багатогранний процес. Його основною метою є прагнення дати (або отримати) цілісне уявлення про оточуючий матеріальний світ. Для досягнення цієї мети необхідно враховувати фізіологічні, психологічні та педагогічні особливості цього процесу.
Просторове мислення, як відомо, є складовою частиною чуттєво-образного мислення і не є апріорі визначеним, запрограмованим від народження. Воно формується в процесі індивідуального розвитку людини. Для правильного його формування слід спиратися насамперед на здобутки в галузі фізіології та психології, зокрема на відкриття явища асиметрії півкуль головного мозку. Ще порівняно недавно існувала думка про їх рівноправність щодо деяких функцій. Проте досліди Р. Сперрі та його послідовників, а також досягнення вітчизняної науки переконливо свідчать про функціональні відмінності півкуль головного мозку у сприйнятті образів реального світу, формуванні мислення.
Відомо, що ліва півкуля керує роботою правої частини людського тіла, а права відповідає за рух лівих кінцівок і чуттєвість його лівої частини. Крім того, у лівій півкулі локалізовані центри мови, хоча не можна повністю виключати здатність правої півкулі розуміти мову. Дослідження Р. Сперрі показали, що при відокремленні півкуль ліва рука, керована правою півкулею, здатна відтворити показаний рисунок або зобразити куб у трьох вимірах, тоді як права не може виконати жодну з цих вправ. З цих досліджень було зроблено припущення, що ліва півкуля спеціалізована на оперуванні словами та іншими умовними знаками, права ж оперує образами реальних об'єктів, відповідає за орієнтацію в просторі.
За допомогою «лівопівкульної» стратегії будь-який матеріал організується так, що створюється однозначний контекст, який розуміється всіма однаково та необхідний для успішного спілкування між людьми. Відмінною ж особливістю «правопівкульної» стратегії є формування багатозначного контексту, який не піддається вичерпному поясненню у традиційній системі спілкування.
Тому просторово-образне мислення забезпечує сприйняття реальності в усій її багатогранності, дає можливість орієнтуватись у просторі багатьох вимірів, зокрема в реальному тривимірному просторі. Стратегія лівої півкулі полягає у здатності серед багатогранності зв'язків між предметами та явищами відібрати основні, найістотніші.
Сучасна система освіти, зокрема й геометричної (коли у школі вивчаються два розмежовані курси «Планіметрія» та «Стереометрія»), спрямована, переважно, на розвиток формально-логічного мислення, на оволодіння способами побудови однозначного контексту. Можливо, з точки зору дидактики, таке розділення й доцільне, але цим самим «закріпачується» образне мислення. Тривалий час плоскі фігури розглядаються відірвано від аналогічних їм просторових, що створює штучне обмеження мислення двовимірним простором і призводить до послаблення просторової інтуїції, просторових уявлень, стримує розвиток інтелектуальних і розумових здібностей учнів. І чим більше зусиль прикладається для того, щоб логіко-знакове мислення було домінуючим, тим складніше зламати цей стереотип потім. Набагато корисніше та ефективніше було б спочатку спрямувати більше зусиль на формування образного мислення, а потім, під час формування формально-логічного, на певне обмеження потенційних можливостей першого, на його впорядкування. Так само штучне розмежування геометрії на два предмети замінити систематичним вивченням в основній школі курсу планіметрії та елементів стереометрії.
Формування образного мислення в усій повноті та своєрідності його функцій – необхідна умова ефективного засвоєння знань. Разом з тим це один із важливих засобів розвитку особистості.
Дитина не народжується з уже сформованою тією чи іншою системою мислення. Його логічна та образна складові розвиваються в процесі навчання, виховання залежно від того, у якому напрямку цей розвиток спрямовано. Щоб створити сприятливі умови такого розвитку, найперше, мають бути враховані вікові особливості дитини.