Сторінка
4

Особливості викладання геометрії в школі

Наприклад:

1. Побудувати точку, позначити її буквою. Скільки точок можна побудувати на площині?

2. Побудувати точку і провести через неї пряму. Скільки прямих можна провести через неї? Побудувати через цю точку ще чотири прямих.

Ставлячи такі питання ми поступово привчаємо учнів до розуміння дослідження задач на побудову.

3. Побудувати пряму, яка проходить через три дані точки. Чи завжди дана задача має розв’язання?

При розв’язанні цієї задачі корисно сказати учням, що задачі, в яких треба побудувати точки або лінії, або інші фігури, називаються задачами на побудову.

Задача на побудову не завжди має розв’язання. На задачах такого типу учні фактично і знайомляться з аксіомами конструктивної геометрії (але ми не формулюємо аксіоми для учнів і не даємо їх назви).

Аналіз підручників і посібників з геометрії показав, що автори використовують в основному індуктивний шлях у викладені матеріалу, який відноситься до геометричних побудов. Учні спочатку вивчають конкретні види побудов: відкладання на даному промені від його початку відрізка, рівного даному; побудова кута рівного даному; побудова бісектриси кута; побудова перпендикулярних прямих; побудова середини відрізку; побудова трикутника за трьома елементами. Тільки після цього учні знайомляться з загальною ідеєю геометричної побудови; пропонується схема, по якій розв’язують задачі на побудову циркулем і лінійкою. Ця схема складається з чотирьох частин: аналіз, побудова, доведення, дослідження.

Розкриємо їх зміст

І. Аналіз – це підготовчий етап і в той же час найбільш важливий для розв’язування задач. Метою аналізу є встановлення таких залежностей між елементами шуканої фігури і даними задачі, які дозволяли б побудувати цю фігуру. Аналіз задачі полягає в тому, що припускають її розв’язання і знаходять різні наслідки (або передумови) цього припущення, а потім, в залежності від виду цих наслідків, намагаються знайти шлях відшуку розв’язання поставленої задачі.

При розв’язанні геометричних задач на побудову в склад діяльності «аналіз» входять такі дії:

- розпізнати задачу, її вигляд і предметну область;

- оформити інформацію, яка міститься в задачі так, щоб вона добре сприймалась в цілому (у вигляді схеми, геометричного образу); виділити дане і шукане;

- перевірити вимоги визначеності шуканого об’єкту: знайти число елементів, визначаючих шукане; з’ясувати чи є в умові достатня кількість даних для розв’язання задач;

- знайти і усунути зайві умови в формулюванні задачі; встановити серед даних метричні і кутові елементи;

- вказати елементи (єдиним способом визначити шукану фігуру) шуканої фігури, які дозволяють відразу здійснювати побудову і встановлювати серед них відомі і невідомі;

- переформулювати задачу;

- скласти план побудови.

ІІ. Побудова за наміченим планом.

ІІІ. Доведення того, що побудована фігура задовольняє умовам задачі.

ІV. Дослідження задачі, тобто вияснення питань про те, чи при будь-яких даних задача має розв’язок, а якщо має, то скільки?

Запропонована схема має згорнутий характер. Її дотримувались ще в Стародавній Греції (ІV- ІІІ вв. до н.е.).

Зміст загального методу розв’язання задач на побудову за допомогою циркуля і лінійки .

Виділити геометричні фігури, які подані в умові задачі, і відношення між ними.

Виділити геометричну фігуру, яку необхідно побудувати (шукана фігура).

Виділити із умови задачі, якими властивостями повинна володіти шукана фігура.

Дати означення шуканої фігури (назвати необхідні і достатні ознаки відповідного поняття).

Виділити точки, необхідні і достатні для побудови шуканої фігури (визначені точки).

Перерахувати знання, за допомогою яких можна забезпечити потрібні умовою задачі властивості шуканої фігури.

Встановити достатність і недостатність даних умов для побудови шуканої фігури.

Встановити, за якими значеннями можуть бути «приховані» ті, які необхідні для побудови шуканої фігури.

Вибрати знання, які будуть використані для побудови шуканої фігури і пояснити доцільність такого вибору.

Встановити можливість побудови шуканої фігури за даними умовами задачі:

а) чи завжди можлива побудова за даних умовах?

б) чи являється вибраний спосіб розв’язування задач єдиним, чи можливо декілька розв’язань?

в) які із раніше відомих задач на побудову можуть бути використані як проміжні побудови?

г) до якої із раніше вивчених задач на побудову може бути зведена дана задача?

Вибрати спосіб побудови кожної з визначених точок шуканої фігури: перетин або двох прямих, або прямої і кола, або двох кіл.

Побудувати кожну з визначальних точок шуканої фігури і за ними фігуру в цілому.

Довести, що побудована фігура задовольняє умові задачі.

Запропонований прийом включає загальні, базові дії. Природно, що при розв’язанні конкретних задач деякі з цих компонентів будуть опускатись.

Використання загального способу розв’язання задач на побудову дозволяє навчити учнів здійснювати аналіз умови задачі, виявити знання, необхідні для побудови шуканої фігури, вибрати раціональний спосіб побудови кожної визначальної точки фігури і по ним фігури в цілому, доводити правомірність пропонованого шляху розв’язання задач. На прикладі декількох задач вчитель може пояснити учням зміст загального прийому, призначення кожного із компонентів і процедуру використання цього прийому. Потім організувати засвоєння змісту цього прийому у відповідності з принципами діяльності теорії учення.

Оволодіння загальним прийомом розв’язання задач на побудову буде сприяти розумному, свідомому і самостійному знаходженню учнями способу побудови потрібної геометричної фігури.

Короткий запис

1. Якщо дані вигляд і розміщення фігур відносно один одного, то в «Дано» можна записати тільки позначення фігур і з допомогою позначок відносини між ними, а самі фігури зобразити пізніше, коли будуть виконуватися побудови.

Приклад. Дані дві паралельні прямі і точка на одній з них. Побудувати коло, що дотикається цих прямих і проходить через дану точку.

Дано: прямі а і в, точка А.

А – належить а ,а || в

Побудувати: коло О так, щоб:

а дотикалась до кола. в дотикалась до кола.

А знаходилась на колі.

2. Якщо дані вигляд і розміри фігур, без урахування їх взаємного розташування, то в «Дано» треба зобразити і позначити фігури.

Приклад. Побудувати трикутники за двома сторонами і радіусу описаного кола.

Дано:

Побудувати: АВС, так, щоб 1) ВС = а,

2) АС = в,

3) А, В, С – на колі (О, R).

Розглядаючи способи розв’язування задач на побудову, як практичні способи, виділяють чотири етапи їх формування: підготовчий, ознайомчий, формуючий і етап удосконалення умінь. Спочатку вчителю необхідно виявити систему умов, на яку повинен спиратися учень для успішного оволодіння практичними уміннями.

Методи розв’язування задач на побудову.

1. Метод базисних трикутників

Сутність методу - використання допоміжного трикутника (його ми назвемо базисним). Доцільно вважати базисними трикутники, які можна побудувати за двома сторонами і кутом між ними, за стороною і двома кутами, за трьома сторонами. Якщо трикутник прямокутний, то його можна побудувати за двома катетами, катетом і гострим кутом, гіпотенузою і гострим кутом, гіпотенузою і катетом