Проблема развития самостоятельной
познавательной деятельности учащихся при обучении геометрии остается
актуальной. Решение данной проблемы в контексте компетентностного
подхода представляется возможным посредством организации практических
работ.
Под практическими работами по геометрии
мы понимаем такой вид познавательной деятельности с элементами учебного
исследования, организуемый по типу лабораторных работ и основанный на
выполнении учебных заданий:
- решаемых конструктивными методами с
применением непосредственных измерений, построений, изображений,
геометрического моделирования и конструирования;
- решение которых представляет собой
относительно завершенный исследовательский цикл: наблюдение – гипотеза –
проверка гипотезы;
- предполагаемых самостоятельное выявление учащимися новых для них знаний и способов деятельности;
- направленных на достижение дидактических целей обучения.
Проведенный нами логико-дидактический
анализ школьного курса геометрии показывает, что самостоятельную
познавательную деятельность посредством практических работ учащихся
целесообразно организовывать при:
- выявлении существенных свойств геометрических понятий или отношений между ними;
- обнаружении закономерностей и зависимостей между величинами;
- установлении связей данного понятия с другими;
- ознакомлении с фактом, отраженном в формулировке теоремы, в доказательстве теоремы;
- обобщении теоремы;
- составлении обратной теоремы и проверки ее истинности;
- выделении частных случаев некоторого факта в геометрии;
- обобщении и теоретическом обосновании различных прикладных вопросов;
- классификации геометрических объектов, отношений между ними, основных фактов данного раздела геометрии;
- решении конструктивных задач различными способами;
- моделировании геометрических фигур и задачных ситуаций;
- составлении новых задач, вытекающих из решения данных;
- применении теоретических знаний к решению практических задач и т.д.
Основными требованиями, положенными в основу разработки заданий для практических работ по геометрии, являются:
- постановка вопроса в задаче должна быть такой, чтобы ответ на него предполагал проведение исследования;
- условие задачи должно предлагать
рассмотрение различных геометрических конфигураций, использование
различных методов и способов решения;
- в условиях задачи должны отсутствовать прямые указания на использование известных теорем и формул;
- задачи должны обеспечивать формирование компетенций учащихся в самостоятельной познавательной деятельности;
- задачи должны обеспечивать организацию
полноценной самостоятельной познавательной деятельности учащихся по
геометрии с учетом возрастных и индивидуальных особенностей учащихся.
Анализ литературы [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9, 10, 11 и др.] позволил нам выделить типы практических заданий,
связанных с развитием самостоятельной познавательной деятельности
учащихся как компонента когнитивной компетентности, которые являются
основой составленного нами комплекса задач.
1. Задания для практических работ по геометрии, направленные на формирование понятий.
К этому типу мы отнесли:
- задачи на определение вида фигуры;
- задачи на определение взаимного расположения геометрических фигур;
- задачи на классификацию понятий;
- задачи на определение свойств геометрических фигур.
Процесс решения этих заданий способствует:
- усвоению учащимися терминологии,
символики, определения понятия, созданию правильного соотношения между
внутренним содержанием понятия и его внешним выражением;
- выработке у учащихся правильного представления об объеме понятия;
- осознанному применению учащимися понятия в простейших, достаточно характерных ситуациях;
- включению понятия в различные связи и логические отношения с другими понятиями;
- формированию у учащихся умения применять понятия в нестандартной ситуации;
- демонстрации того, как сведения из жизни использовать в теории;
- пониманию того, что геометрия изучает свойства реального мира.
2. Задания для практических работ по геометрии, направленные на выведение умозаключений.
Объекты задачи могут быть связаны между собой каким-либо отношением, свойством, определением, теоремой, следствием.
Данные задачи мы разделим на три вида:
- задачи на формулирование следствий из заданных условий;
- задачи на обобщение и конкретизацию;
- задачи на нахождение избыточных, недостающих и противоречивых данных в задаче.
3. Задания для практических работ по геометрии, направленные на формулирование и усвоение утверждений.
К ним относятся:
- задачи на нахождение закономерности или зависимости изменения какой-либо величины;
- задачи на нахождение закономерности в построении фигур;
- задачи на исследование изменения формы, размещения, размеров геометрических фигур.
Формулировка требования задач данного типа может быть такой:
- Существует ли зависимость между … ?
- Как изменится …, если … ?
- Какой вид будет иметь фигура, если … ?
- Как будет располагаться …, если …?
4. Задания для практических работ по геометрии, решаемые с применением компьютера.
К этому типу заданий мы отнесли:
- задачи на исследование преобразований плоскости (поворот, гомотетия, параллельный перенос, симметрия, метод координат);
- задачи, расширяющие навыки построения фигур;
- задачи, «визуализирующие» теоремы геометрии, прикладные вопросы;
- задачи по готовым чертежам;
- проведение компьютерного эксперимента;
- задачи по моделям геометрических фигур, их разверткам.
Использование компьютерных технологий
при выполнении практических работ по геометрии в большей степени
способствует формированию у школьников геометрической интуиции,
конструктивных умений, пространственных представлений.
5. Задания для практических работ по геометрии, направленные на выдвижение гипотезы решения.
Данный тип заданий включает:
- задачи на нахождение дополнительных элементов, необходимых для ее решения;
- задачи на нахождение различных методов, способов их решения и выбор более рационального из них;
- составление новых задач на основе практической ситуации;
- экстремальные задачи (связанные с
понятиями наибольшего, наименьшего, наилучшего, наиболее выгодного, в
том числе с понятием экстремума).
Введение экстремальных задач в обучение
геометрии педагогически оправдано, так как они с достаточной полнотой
закладывают в сознание учащихся понимание того, как человек ищет,
постоянно добивается решения жизненных задач, чтобы получившиеся
результаты его деятельности были как можно лучшими. Решая задачи
указанного типа, учащиеся видят, с одной стороны, абстрактный характер
математических понятий, а с другой – большую и эффективную их
применяемость к решению практических, жизненных задач, к познанию
окружающей действительности.
6. Задания для практических работ по геометрии, решаемые с помощью тактильных действий.
К шестому типу относятся задачи, условия
которых задаются конкретными техническими деталями, различными
предметами или специально для этого изготовленными моделями, чертежами,
задачами на настольном полигоне и т.п., для достижения определенных
учебных целей, в частности для выработки у учащихся умений и навыков
применения полученных математических знаний. Выполнение заданий данного
типа предполагает:
- деятельность учащихся, представленную
предметными операциями (измерения, вычисления, разрезание, разделение,
раскраска, склеивание, построение чертежа, технические умения учащихся);
- использование в процессе решения органов чувств и особенно двигательного аппарата рук;
- наличие раздаточного материала
(шаблоны, модели, развертки геометрических тел), измерительных приборов,
чертежных инструментов, лабораторного оборудования;
- вычислительную обработку результатов измерений с помощью необходимых формул и сравнение результатов измерений и вычислений;
- применение таблиц, справочной литературы, включая учебники, специальные описания или инструкции.
В качестве таких задач могут выступать
как традиционные задачи на построение, на вычисление, так и задачи на
конструирование, на моделирование, на разрезание и т.п.
В зависимости от результата решения мы задачи условно разделили на следующие виды:
- на построение геометрических фигур;
- на восстановление объекта по образцу;
- на доконструирование объекта;
- на переконструирование;
- на конструирование;
- на моделирование.
7. Задания для практических работ по геометрии, активизирующие умственную деятельность.
К этому типу отнесли:
- задачи, ложность утверждений в которых очевидна и необходимо вскрыть ошибку в доказательстве;
- задачи на логическое конструирование;
- задачи на обнаружение ошибок.
Эти задачи конструируются следующим образом:
1) предлагается задача вместе с ее решением;
2) ошибка включается в цепь логических умозаключений;
3) от школьников требуется отыскать ошибку в умозаключениях и объяснить причину ее возникновения.
Формулировка заданий может быть такой:
- где в описанной ситуации допущена ошибка и почему?;
- возможно ли такое решение?;
- как объяснить подобный факт?
Сквозными задачами для всех типов заданий и видов практических работ считаем:
- задачи на планирование и выработку целей деятельности;
- задачи на рациональное использование времени и средств деятельности.
Практика показывает, что использование
учителем описанного комплекса практических заданий по геометрии для
формирования компетенций учащихся в самостоятельной познавательной
деятельности имеет следующие особенности:
при отборе и составлении практических
задач учитывать, что в процессе их решения будут использоваться все
возможные обобщения, классификации;
решение практических задач будет
направлено на нахождение определенных зависимостей между величинами,
вывод определенных формул, которые можно использовать в дальнейшем
обучении;
в процессе решения «частных» задач возможность нахождения рационального способа решения;
для решения задач будут использоваться
конструктивные методы с применением непосредственных измерений,
построений, изображений, геометрического моделирования и
конструирования;
в процессе решения практических задач можно создать условия для формирования компонентов творческого мышления;
для каждой практической работы необходимо разработать критерии оценки результатов выполнения заданий. |