Формування в учнів предметної компетентності засобами прикладних задач із математики

Визначення змісту предметної компетентності. Особливе значення математики у її розвитку. Приклади прикладних задач для учнів 5-11 класів та способи їх розв’язування. Провідна роль форм та видів діяльності учнів у формуванні практичної компетентності.

Рубрика Педагогика
Вид статья
Язык украинский
Дата добавления 06.02.2019
Размер файла 159,4 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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Формування в учнів предметної компетентності засобами прикладних задач із математики

Сафонова І.Я.

Анотація

У статті визначено зміст предметної компетентності, зроблено акцент на те, що математика як предмет має особливе значення у формуванні та розвитку предметної компетентності. Розкрито формування предметної компетентності школярів основної та старшої школи засобом прикладних задач з математики, наведено приклади прикладних задач для учнів 5-11 класів, розглянуто, які форми та види діяльності учнів відіграють у цьому провідну роль.

Державний стандарт базової і повної середньої освіти [6] визначив, що головним в українській системі освіти є розвиток компетентностей учнів. У цьому нормативному документі прописаний перелік тих компетентностей, якими мають володіти сучасні випускники шкіл. Серед них - предметні компетентності. При цьому предметні компетентності формуються й розвиваються в учнів засобами конкретних навчальних дисциплін. Особливе місце серед навчальних дисциплін займає математика.

Необхідність забезпечення високого рівня математичної підготовки молоді зумовлена потребою застосування знань з математики як універсальної мови в значній кількості спеціальностей та в усіх сферах життя людини. Адже сьогодні людина постійно стикається із різноманітними технічними засобами. У зв'язку із цим сформованість здатності знаходити, усебічно аналізувати, адекватно інтерпретувати, а головне - ефективно використовувати, переносити одержані знання й досвід у нові умови стає визначальною передумовою для успішної життєдіяльності особистості. У сучасній науковій літературі таку здатність людини зазвичай пов'язують із поняттям «предметна компетентність».

Мета даної статті - розкрити можливості прикладних задач у формуванні та розвитку предметної компетентності школярів основної і старшої школи.

Визначенню сутності практичної компетентності й окресленню її ролі в життєдіяльності особистості присвятили праці В. Болотов, С. Бондар, В. Кричевський, В. Маслов, В. Сєриков, І. Родигіна та ін. Теоретичні засади формування ключових компетентностей в учнів у процесі навчання обґрунтовано в дослідженнях Т. Волобуєвої, О. Крисан, В. Кузьменка, О. Пометун, О. Попової, О. Савченко, С. Шишова та ін. Загальний аналіз сутності компетентностей в освітніх системах здійснено О. Локшиною, О. Овчарук та ін.

Аналіз літератури також дозволив встановити, що єдиного підходу до визначення поняття «предметна компетентність» серед науковців немає [1]. Спираючись на загальне визначення компетентності [6], зазначимо, що предметна компетентність - це готовність і здатність учня засобами математики складати й досліджувати математичні моделі реальних об'єктів, процесів і явищ та пов'язаних з ними задач; оцінювати шанси настання тих чи інших подій, міру ризику при прийнятті відповідного рішення.

Предметна компетентність школярів передбачає формування елементарних умінь і навичок графічної грамотності, роботи з різноманітними матеріалами й інструментами, виготовлення іграшок, моделей машин, механізмів, проведення дослідів і вирішення творчих завдань. Особливо необхідним постає розвиток в учнів практичного застосовування отриманих знань на практиці.

Формування практичної компетентності учнів, зміст якої є інтегративним, відбувається в результаті застосування діяльнісного підходу, особливо під час вивчення математики. Навчальними програмами передбачається внесок предметів цього циклу у формування зазначеної компетентності. Однак, як показує практика у значної кількості учнів недостатньо сформовані елементарні вміння й навички технічної підготовки.

Особливої уваги заслуговують форми роботи й види діяльності учнів, що відіграють важливу роль у формуванні практичної компетентності. Перш за все, це прикладна спрямованість шкільного курсу математики. При вивченні будь-якої теми вчитель повинен звертати увагу на:

1) реалізацію міжпредметних зв'язків;

2) розширення кругозору шляхом ознайомлення учнів із початками економіки, екології;

3) складання й розв'язування задач на місцевому матеріалі;

4) складання математичних моделей прикладних задач при вивченні систем рівнянь і нерівностей;

5) розв'язування задач з елементами дослідження та ін.

Більші можливості для розв'язання вказаних завдань має вчитель у спеціалізованих класах і спецшколах з поглибленим вивченням природничо-математичних дисциплін. При роботі в інших класах вивчати ці питання більш глибоко вчитель має змогу на факультативних заняттях, шляхом індивідуальної роботи, довгострокових завдань тощо.

Одним із важливих умінь учнів є перенесення знань, умінь і досвіду в нові умови. Це можливо, якщо вчитель:

1) виділяє провідні знання;

2) цілеспрямовано працює над усвідомленням учнями суттєвих ознак кожного з визначених провідних (базових) понять;

3) виховує в учнів гнучкість мислення - здатність швидко й легко переходити від одного класу явищ до іншого, далекого за змістом;

4) формує здібності до оцінки (учить оцінювальні дії проводити не тільки при завершенні роботи, а й по ходу її);

5) учить передбачати результати виконуваних дій;

6) включає до системи завдань задачі з виробничо-технічним змістом, винахідницькі та експериментальні задачі та ін. [5].

Наприклад, інструментарієм розв'язання задач із будь-якої сфери діяльності людини є рівняння, нерівності та їх системи з урахуванням особливостей явищ чи процесів, математичними моделями яких вони є. Підготовка до такої діяльності проводиться, починаючи з початкових класів, де учнів знайомлять із розв'язуванням текстових задач методом рівнянь. Під час вивчення курсу математики в 5-11 класах учні майже на кожному уроці будуть використовувати алгебраїчний метод (метод рівнянь). Провідними вміннями (на рівні неповної середньої школи) є:

1) схематичне зображення умови задачі;

2) формулювання задачі за схематичним зображенням умови;

3) складання виразу для знаходження невідомого за умовою задачі;

4) формулювання умови задачі за поданим виразом;

5) геометричне зображення множини розв'язків задачі та ін.

Наприклад, у 5 - 6 класах учням доцільно пропонувати завдання такого характеру:

1) Користуючись схематичними зображеннями (рис. 1 а, б), сформулювати задачу:

Рис.1 Приклади схематичного зображення умови задачі

Навчання школярів переходу від однієї форми до іншої сприяє формуванню в них прийомів абстрагування і виділення головного, що є однією з ланок узагальнювальних стратегій. Дійсно, на рисунку 1б подане схематичне зображення задач, математичною моделлю яких є сума добутків. А це і задачі на зустрічний рух (чи рух у протилежних напрямках), і на спільну роботу, і на загальну вартість (ціна, кількість, вартість). Учні, як правило, прагнуть розв'язати конкретну задачу (це переходить у самоціль), а загальна задача при цьому губиться. Тому корисним для учнів 5-6 класів є такі завдання:

1. Користуючись схемою 1б скласти задачу на:

а) рух у протилежних напрямах;

б) спільну роботу;

в) зустрічний рух.

2. Скласти задачі, математична модель яких зображена на рисунку 1б.

3. Користуючись схематичним зображенням умови (рис. 1а), скласти задачу.

Задачі з практичним змістом доцільно розв'язувати при вивчені кожної теми. Це сприяє підвищенню інтересу учнів та поетапному формуванню в них практичної компетентності. Наведемо приклади таких завдань при вивчені геометрії в 7-9 класах.

Тема: Рівність трикутників. (7 клас).

Столяру треба залатати дірку трикутної форми. Скільки розмірів і які він повинен зняти, щоб виготовити латку? Що він має виміряти, якщо дірка має форму:

а) прямокутного трикутника;

б) рівностороннього трикутника?

Тема: Коло (7 клас).

Дві точки А і В земної поверхні лежать на одному меридіані, <АОВ =1200, де О - центр кулі. Треба з'єднати ці точки прямолінійним тунелем. Обчислити найбільшу глибину знаходження тунелю під землею (радіус Землі прийняти рівним 6400 км).

Тема: Геометричне місце точок. (7 клас)

Два пункти спостереження М і N розміщенні на двох прямолінійних дорогах Ав і ВС, що перетинаються. Як знайти точку, рівновіддалену від доріг і від пунктів спостереження?

Тема: Площа многокутника. (9 клас).

Поверхня ставка має форму квадрата. У вершинах квадрата на березі ставка ростуть 4 дуби. Як збільшити площу ставка вдвічі, щоб новий ставок мав форму квадрата, і щоб усі 4 дуби залишилися цілими?

Для зменшення вартості будівництва треба зменшити його розміри. Обчислити, при якому куті нахилу а, заданій глибині h і площі поперечного розрізу S «змочений периметр» має найменше значення. Знайти його.

Примітка. Остання задача зводиться до розв'язування рівняння з параметром.

Задачі практичного змісту можуть мати міждисциплінарний характер: фізичні, хімічні, пов'язані з біологією, економікою, екологією та ін. Наведемо приклади таких задач, які можна використовувати на уроках математики в 5-6 класах та на уроках алгебри в 7-11 класах.

1. Кількість води, потрібна для проростання насіння (% від маси повітряно-сухого насіння) показана в таблиці 1.

Таблиця 1

Насіння

Кількість води

Пшениця

47

Кукурудза

42

Соняшник

56

Горох

110

Цукровий буряк

102-168

Скільки води потрібно для проростання насіння пшениці та гороху, висіяного на 1 га, якщо на цій площі висівають 5 млн. зерен пшениці (маса 1000 зерен - 40 г); 1,2 млн. насіння гороху (маса 1000 насінин - 250 г)?

2. На новорічні свята були зрубані ялинки з площі 20 га. Відомо, що 1 га лісу виділяє 10 кг кисню на добу. Який об'єм кисню могли б виділити зрубані дерева протягом року, якщо вважати довжину вегетаційного періоду 5 місяців? [3]

До прикладних задач відносяться й задачі економічного характеру, з якими стикаються учні в профільних класах старшої школи. Це, зокрема, задачі про максимальну рентабельність підприємств, задачі про суміші (у тому числі й складання раціону), транспортні задачі та ін. Розв'язування задач потребує вмінь складання математичних моделей тих явищ чи процесів, про які йдеться в умові задачі. Це, як правило, система рівнянь або нерівностей.

Найпростіший метод розв'язування таких задач - графічний. Підготувати учнів до його використання при розв'язуванні прикладних задач можливо за умови цілеспрямованої роботи щодо зображення на координатній площині множини розв'язків системи нерівностей з двома змінними. При цьому слід розглянути випадки, коли множиною розв'язків системи нерівностей є:

1. Випуклий многокутник (рис. 2 а).

2. Випукла многокутна область (рис.2).

3. Порожня множина (рис. 2 в).

4. Єдина точка.

Деякі з указаних областей показано на рис.2.

Рис. 2

Наведемо приклади таких завдань.

1. Зобразити на координатній площині множину розв'язків системи нерівностей:

2. Користуючись рисунком, скласти відповідну систему нерівностей, множина розв'язків якої виділена:

а) на рис. 3а;

б) на рис. 3б.

Після такої підготовчої роботи учням можна запропонувати розв'язати задачі графічним способом [2].

Рис. 3

1. Знайти максимальне значення функції F=2x-6y при обмеженнях: ґ х + у > 2 І --х + 2у < 4 1 х + 2у < 8 їх > 0, у > 0

Примітка. Учням слід пояснити, що якщо цільова функція F приймає скінчене оптимальне (максимальне чи мінімальне) значення, то вона приймає його в одній із вершин многокутника множини допустимих розв'язків чи в усіх точках однієї із сторін випуклого многокутника. Тому план розв'язання задачі виглядає так:

1) розв'язати кожну нерівність відносно у;

2) зобразити множину допустимих розв'язків системи обмежень;

3) знайти координати вершин одержаного випуклого многокутника чи випуклої многокутної області;

4) обчислити значення цільової функції в кожній із вершин і з одержаних значень вибрати оптимальне.

Узагальнюючи вищенаведене, можна зазначити, що формування та розвиток предметної компетентності учнів - складна методична проблема. Щоб сформувати предметну компетентність, учителю треба створити такі умови, які б спонукали учнів до оволодіння узагальненими прийомами навчальної діяльності, уміннями переносити одержані знання та навички в нові умови, широкого використання аналогій. Останнє можливо за умови, що при вивченні кожної теми учні повинні розв'язувати задачі практичного змісту, які спонукають думати, зіставляти різні методи; сприяють розвитку мислення (творчого, критичного) й застосуванню різних способів вираження думки; інтуїції - здатності передбачати результат і знаходити шлях до розв'язання; знаходити їм практичне застосування.

Перспективи подальших досліджень можуть бути пов'язані з розробкою збірника прикладних задач з математики для формування високого рівня предметної компетентності.

предметний компетентність задача математика

Література

1. Єрмакова-Черченко Н.О. Навчальна практика з фізики як засіб реалізації компетентнісного підходу до навчання школярів

2. Лисенко В.І., Пономаренко Ю.І. Економічні задачі в загальноосвітній школі // Математика. - 2003. - №21 (225). - С.13-19.

3. Осинская В.Н. Формирования умственной культуры учащихся в процессе обучения математике: кн. для учителя. - К.: Рад.шк., 1989. - 192 с.

4. Талызина Н.Ф. Управления процессом усвоения знаний. - М.: Изд- во Москв. ун-та, 1975. - 343с.

5. Гетманцев В.Д. Лінійна алгебра і лінійне програмування: навч. посібник. - К.: Либідь, 2001. - 256 с.

6. Україна. Верховна Рада. Кабінет Міністрів. Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти 2011 рік. - К.: б.в., 2011.

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.