Нестандартные задачи в курсе школьной математики (неполное и избыточное условие)

поработать, если переписать его так: 75(х+4). А теперь, переобозначив

буквой х (или другой) количество платформ, получим самый короткий вариант

ответа: 75х м, где х – натуральное число, не меньшее пяти.

Что ни говори, а такое решение требует более высокого уровня

умственной деятельности, чем примитивное "Задача не имеет решения, потому

что данных не хватает". И, разумеется, что указанного решения от школьников

сразу не получишь, что и подтвердили первые пробы со стапроцентным

результатом.

Третья из указанных здесь задач предлагалась девятиклассникам лицея.

Результат тот же: "Задача не решается...". Только дополнительная просьба

назвать несколько возможных ответов подтолкнула лицеистов к анализу и в

конце концов вывела на ответ, близкий к правильному: х%, где х((50;100].

Вывод: решение неопределённой задачи обычно заканчивается

неопределённым ответом, в котором искомая величина может принимать значения

из некоего числового множества. Выявление этого множества и должно стать

целью решения такой задачи, что достигается вдумчивым анализом текста

задачи и взаимосвязей между данными величинами. Этому полезному для

умственного развития учащихся процессу нужно специально обучать.

Задачи этого типа требуют от ученика мобилизации практически всего

набора знаний, умения анализировать условие, строить математическую модель

решения, находить данные к задаче "между строк" условия. Практически, одной

специально подобранной задачей этого типа можно проверить знания ученика по

целой теме. В качестве такого примера можно рассматривать задачу: При каких

значениях положительного параметра a уравнение logax=ax будет иметь

единственное решение и указать его. Эта задача была предложена нашей группе

(группа «А» IV курса физико–математического Могилёвского университета, 1997

год) на занятиях по дидактике математики для самостоятельного решения, что

помогло студентам группы весьма существенно повторить и углубить знания по

широкому спектру школьного курса алгебры и начал анализа.

Вообще, уравнения и другие задачи с параметрами можно рассматривать

как частные случаи неопределённых задач. Проблемность перехода к таким

задачам ощущают учителя уже при переходе от уравнений 7х=12, 0х=3, –5х=0,

0х=0 к линейному уравнению общего вида: ах=b. Предварительная тренировка в

решении неопределённых задач и здесь была бы целесообразной и полезной.

2. Задачи переопределённые – задачи с избыточным составом условия, с

лишними данными, без которых ответ может быть получен, но которые в той или

иной мере маскируют путь решения.

Как уже показано выше, данные в таких задачах могут быть

противоречивыми и выявление этой противоречивости или непротиворечивости

является обязательным элементом решения такой задачи.

Например, в задаче "Найти площадь прямоугольного треугольника с

катетами 9 см и 40 см и гипотенузой 41 см" мало найти ответ

полупроизведением 9 на 40. Надо ещё выявить, будет ли у прямоугольного

треугольника с катетами 9 см и 40 см гипотенуза равной 41 см. Без этого

выяснения решение задачи не может быть признано полным.

В этом аспекте интерес представляют практические задачи. Например, при

изучении первой формулы площади треугольника учитель приносит в класс

вырезанный из бумаги треугольник с проведенными высотами и предлагает

одному из учащихся измерить длину какой–либо стороны, потом второму ученику

длину второй стороны, третьему – третьей, ещё трое измеряют высоты, каждый

по одной. Результаты измерений записываются на доске. Теперь учитель

предлагает вычислить площадь этого треугольника. Вопрос, какая высота к

какой стороне проведена, учитель переадресует учащимся, которые измеряли,

но те, естественно, не помнят, поскольку не фиксировали на этом внимания.

Возникает интересная проблема, которая в итоге всё же разрешается, исходя

из того, что площадь одного и того же треугольника не может иметь разных

значений. Поэтому самая большая высота должна быть проведена к самой

маленькой стороне, а самая маленькая к самой большой. Теперь площадь

треугольника можно вычислять тремя способами, но результат, как выясняется,

получается не совсем одинаковым. Появляется причина поговорить о сущности

измерений, об их обязательной неточности, о качестве приближённых

измерений, об особенностях вычислений с приближёнными числами и других

соответствующих вопросах. И элементарная задача на применение примитивной

формулы наполняется богатым содержанием.

Задачи этого типа требуют от ученика умения анализировать условие,

находить в нём нужные данные и отбрасывать ненужные. Причём, "ненужными" у

разных учеников могут быть разные величины. Например, в задаче "Найти

площадь прямоугольника по стороне, диагонали и углу между диагоналями" одни

ученики будут искать ответ половиной произведения диагоналей на синус угла

между ними (тем самым сторона становится лишним данным), другие получат

ответ произведением сторон, предварительно вычислив вторую сторону по

теореме Пифагора (здесь угол становится лишним данным). Возможен и третий

вариант, когда лишним данным станет диагональ. Использование нескольких

вариантов решения такой задачи полезно не только для их сравнения, но

больше для самоконтроля: одинаковость ответов при разных решениях повышает

уверенность в их правильности. Отсюда можно получить и один из надёжных

способов самоконтроля в решении традиционных задач: после получения ответа

вставить этот ответ в текст задачи как одно из данных, а одну из известных

величин считать неизвестной и решить полученную новую задачу.

3. Нереальные (или противоречивые) задачи обычно относят к отдельному

типу, хотя, как отмечено выше, они являются составной частью

переопределённых (иногда определённых) задач.

Пример: Найти площадь треугольника со сторонами 10 см, 19 см и8 см.

Вовсе необязательно решать приведенную задачу, чтобы понять, что она

не имеет решения. Достаточно лишь проверить условие на противоречивость при

помощи неравенства треугольника и убедиться, что задача не может иметь

решения.

Можно было бы решить эту задачу, используя формулу Герона, но и тогда

в конце концов был бы получен противоречивый результат (подкоренное

выражение получилось бы отрицательным).

Для таких задач характерным является то, что они могут иметь

достаточно красивое решение, как это было с приведённой выше задачей на

переливание жидкости, но только это решение будет противоречить здравому

смыслу. При решении таких задач необходимо всегда в конце возвращаться к

условию и делать проверку полученного решения. А поскольку противоречивость

задачи не всегда бросается в глаза, это приучит выполнять проверку

полученного ответа в каждой задаче. Некоторые из задач этого типа позволяют

выявить противоречие данных еще при анализе условия, в результате чего

процесс решения становится излишним. Достаточно частое повторение таких

ситуаций приведёт учащихся к необходимости анализировать условие перед

началом решения, чтобы избавить себя от лишней работы.

Итак, мы выяснили, что каждый из указанных типов задач несёт в себе

определённую развивающую функцию. Так, переопределённые задачи требуют

умения анализировать условие и строить решение задачи при помощи

минимального числа данных. Противоречивые задачи заставляют делать проверку

решения, более внимательно анализировать данные задачи. Неопределённые

задачи требуют достаточно обширных знаний об объекте задачи, о связях его с

другими математическими объектами, которые могут оказаться полезными при

получении пусть неопределённого, но всё же ограниченного некими рамками

ответа.

Известно (см., например, книги Д.Пойа), что процесс решения

математической задачи предусматривает реализацию четырёх этапов: изучение

текста задачи, составление плана решения, его выполнение, изучение

полученного решения ("взгляд назад"). Для успешного формирования у

школьников умений, связанных с реализацией того или иного вида

деятельности, необходимо обучать их самостоятельно выполнять каждый из

указанных этапов процесса решения задач. Для этого целесообразно учить

учащихся операциям, соответствующим определённому этапу работы с задачей.

Указанные выше типы задач и позволяют ученику усовершенствовать свои умения

в каждом из данных видов деятельности.

III. Прикидка методического подхода

к обучению решению «аномальных» задач

Как же научить учащихся решать задачи указанных типов? Как приучить их

к "нестандартному"[1] подходу к решению задачи?

Основой для ответа на поставленный вопрос можно считать известную

таблицу Д.Пойа "Как решать задачу" [16, с. 210-212]. В числе основных

вопросов, над которыми следует задумываться решателю, Д.Пойа выделяет

следующие:

Возможно ли удовлетворить условию? Достаточно ли условие для

определения неизвестного? Или недостаточно? Или чрезмерно? Или

противоречиво?..

Сохраните только часть условия, отбросив остальную часть: насколько

определённым окажется тогда неизвестное? Как оно сможет меняться?..

Все ли данные вами использованы? Все ли условия? Приняты ли во

внимание все существенные понятия, содержащиеся в задаче?..

Нельзя ли проверить результат? Нельзя ли проверить ход решения?..

Перечисленные выше вопросы и советы из таблицы Д.Пойа являются

малопопулярными или совсем непопулярными у школьных учителей. Хотя бы

потому, что первая часть этих вопросов и не требуется в отношении

традиционных школьных задач. Для того, чтобы таблица Д.Пойа заработала в

полной мере, и возникает необходимость дополнить школьные наборы задач

задачами неопределёнными и переопределёнными.

Попробуем осмыслить возможный методический подход к обучению учащихся

решению таких задач.

Начнём с того, что осторожное включение таких задач возможно уже в 5–6

классах или даже раньше [24, с. ]. Начинать, как нам представляется,

следует с введения задач переопределённых, предупреждая на первых порах

учащихся о наличии избыточных данных и предлагая им найти такие данные,

постепенно переходя от задач простых к таким задачам, в которых избыточные

данные не сразу бросаются в глаза. Когда учащиеся приобретут некоторые

навыки решения таких задач, можно перейти к введению таких задач уже без

предупреждения о наличии избыточных данных, чередуя эти задачи с

традиционными определёнными задачами. Таким образом, не зная, имеется ли в

условии задачи лишнее данное или нет, но подозревая, что оно может быть,

учащиеся к каждой задаче будут подходить критически, что вызовет большую,

чем в традиционных условиях, необходимость внимательного анализа условия

задачи и различных подходов к её решению.

На некотором этапе переопределённые задачи, предлагаемые учащимся,

могут стать противоречивыми. Использование таких задач постепенно приучит

их к тому, что обнаруженное в условии лишнее данное не следует

игнорировать, но следует проверять его на противоречивость (при этом, как

нам представляется, чаще нужно ориентироваться на вычисления с

приближёнными величинами, чем с точными). Кроме того, использование задач с

противоречивыми данными позволит учащимся заметить (не без помощи учителя)

полезность вдумчивого анализа условия, в результате которого можно выявить

противоречивость и тем самым не искать решения, т.е. облегчить себе работу.

А поскольку никогда не ясно, есть ли противоречие в условии задачи или нет,

то вдумчивому анализу будут подвергаться условия всех задач, что следует

считать чрезвычайно полезным качеством решателя задач.

Когда переопределённые задачи станут привычными и не будут вызывать у

учащихся настороженности и протеста, можно перейти к решению неопределённых

задач, снова же вначале предупреждая учащихся о том, что в условии задачи

некоторых данных не хватает, и предлагая им указать, каких. При этом

полезно сравнивать, как зависит ответ задачи от различных дополнений

учащихся – с возможным, но пока не обязательным, выходом на диапазон этого

ответа. Ибо целью решения таких задач, как уже отмечено выше, и является

указание диапазона возможных состояний ответа.

Мы попытались разработать систему задач с использованием всех задач

рассматриваемой классификации в одной из тем школьного курса геометрии.

Критерии создания такой системы задач рассматриваются в [19]. Автор

пишет :

"Последовательное, постепенно усложняющееся варьирование условия задач

является основным принципом, определяющим построение упражнений при

обучении решению типовых задач. Вначале – на первоначальных этапах

самостоятельного решения новой для ученика типовой задачи (после того, как

она разобрана в классе) – варьирование условия касается самых

несущественных его сторон, непосредственно не влияющих на применение

основного приёма решения, а именно сюжета задачи и числовых величин.

Последующее варьирование условия задачи имеет целью не столько закрепление

в памяти учащихся того или иного типового приёма (это тоже необходимо),

сколько выработку умения распознавать за различной внешней формой задачи её

одинаковую логическую структуру. На этом этапе большое значение приобретает

решение задач данного типа аналогичных по логической структуре, но

изменённых по словесной формулировке. При этом изменение формулировки

должно касаться той части условия, которая является определяющей для выбора

приёма решения.

Решая систему задач, построенную по этому принципу, учащиеся

приучаются улавливать самое существенное в условии задач, правильно

абстрагируясь от внешних сторон – своеобразия их формулировок.

На следующем этапе целесообразно вводить в условия задач

дополнительные элементы, увеличивая количество числовых данных.

Исследования показывают, что в этом случае, несмотря на то, что введение

дополнительных данных никак не влияет на использование основного приёма

решения, для учащихся всё же создаётся новая ситуация, требующая от них

умения вычленить ту часть условия, которая определяет применение типового

приёма и в ходе действий при решении задачи найти ему правильное место.

То же самое следует отметить и о применении задач переопределённых,

корректных, но вызывающих противоречие при решении. Эффект от введения этих

задач не стоит недооценивать, их цель в системе задач – вызов ситуации, при

которой задача не имеет решения при вроде бы существующем на самом деле

математическом (записываемом посредством математического языка) решении.

В дальнейшем уже можно прибегать к такому варьированию условий задачи,

которое требует видоизменения самого типового приёма. Такого рода

варьирование способствует выработке более сложных умений, значение которых

для формирования самостоятельного мышления учащихся очень велико. Речь идёт

в этих случаях о выработке умений перестраивать известные способы решения в

соответствии с изменением условий задачи. Успех этой перестройки

непосредственно зависит от того, в какой мере учащиеся умеют анализировать

задачи, улавливая одновременно и сходное и различное." [19, с. ]

И, наконец, последнее видоизменение условия задачи – составлять

условие таким образом, чтобы некоторых данных в них не хватало. С учётом

предыдущего опыта учеников по решению задач, этот тип задач, во–первых,

будет для них несколько сложным и новым, во–вторых, решая задачи такого

типа, ученики более наглядно осознают скрытые свойства объекта задачи,

уясняют более детально динамические соотношения между понятиями и

определениями, применяемыми при решении данной задачи.

IV. Расширенная система задач по теме «Сумма углов треугольника»

В соответствии с вышесказанным предлагается к рассмотрению система

задач по теме "Сумма углов треугольника" (геометрия, 7 класс). Тема эта не

громоздкая, достаточно чёткая и богато насыщенная различного рода задачными

ситуациями.

Для составления требуемой системы задач было выделено 5 основных

аспектов данной темы:

. непосредственное использование указанного свойства углов в

произвольном треугольнике;

. то же – для равнобедренного треугольника;

. то же – для прямоугольного треугольника;

. то же – для углов, образованных внутри треугольника медианами,

биссектрисами, высотами и др.;

. то же – с выходом на внешние углы треугольника.

I. Применение свойства углов для произвольного треугольника

1. Два угла треугольника равны 26( и 118(. Найти величину третьего угла

треугольника.

2. Два угла треугольника равны 118( и 62(. Найти величину третьего

угла.

3. Найти углы треугольника, если они пропорциональны числам 3, 4, 5.

4. В треугольнике ABC угол A равен 24(, угол C в два раза больше угла

B. Найти неизвестные углы треугольника.

5. Найти углы треугольника, если один из его углов равен сумме двух

других, а два меньших угла относятся, как 2:3.

6. Найти попарные отношения углов треугольника, если один из них равен

36(, а второй – 84(. (Задача имеет 6 ответов).

7. В треугольнике ABC угол A равен 30(, угол B равен 70(, и два угла

относятся, как 7:8. Найти углы треугольника ABC.

8. В треугольнике ABC угол A равен 30(, угол B равен 70(, и два угла

относятся, как 4:7. Найти углы треугольника ABC.

9. В треугольнике ABC угол A равен 30( и углы относятся, как 1:1:4.

Найти углы треугольника ABC.

10. В треугольнике ABC угол А равен 30(, и углы относятся как 1:2:6.

Найти углы треугольника ABC.

11. В треугольнике АВС угол А равен 70(, и два угла относятся как 5:6.

Найти углы треугольника АВС.

Первая задача традиционна для этой темы. Но вторая уже заставляет

задуматься о возможных границах ответов в таких задачах.

Шестая задача выводит на необходимость вариативных рассуждений, о чём

подсказка в скобках, тем самым готовит учащихся к вариативным рассуждениям

в следующей задаче. Для решения задачи 7 ученик должен сначала задуматься

об отношении каких именно углов идёт речь? Некоторые из этих вариантов

будут отброшены как противоречивые, но не сразу, а после необходимых

вычислений. Для ответа останется один из них. В задаче же 8 ни один из

рассмотренных вариантов не выведет на ответ. Аналогичные рассуждения

понадобятся и при решении задач 8–11.

II. Применение свойства углов для равнобедренного треугольника

1. Найти углы равнобедренного треугольника, если угол при его вершине

равен 28(.

2. Найти углы равнобедренного треугольника, если угол при его основании

равен 28(.

3. Может ли равнобедренный треугольник иметь углы величиной 55( и 70 (?

24( и 62(?

4. Найти углы равнобедренного треугольника, если один из них равен

100(.

5. Найти углы равнобедренного треугольника, если два его угла

соответственно равны: а) 55( и 70(; б) 40( и 110(; в) 20( и 20(; г)

60( и 60(.

6. Может ли биссектриса, медиана или высота треугольника разбивать его

на два равносторонних треугольника?

7. Найти углы равнобедренного треугольника, у которого высота,

проведённая к основанию, разбивает его на 2 треугольника так, что

соотношение острых углов каждого из полученных треугольников равно

1:2.

8. Доказать, что равнобедренный треугольник с углом 60( является

равносторонним.

9. Какими могут быть углы равнобедренного треугольника , если

биссектриса одного из углов разбивает треугольник на два

равнобедренных треугольника.

10. Доказать, что если любые две биссектрисы треугольника, пересекаясь,

образуют со сторонами равнобедренные треугольники, то данный

треугольник равносторонний.

11. Доказать, что отрезки высот равностороннего треугольника образуют со

сторонами этого треугольника 3 равнобедренных треугольника.

Последние две задачи этого раздела – привычные задачи школьного

учебника. Но решать такие задачи ученики не любят именно потому, что здесь

требуется выполнить перебор всех возможных вариантов, к чему они не очень

хорошо подготовлены. Поэтому предыдущие задачи в большей своей части и

содержат необходимость выполнения перебора вариантов, что, как нам

представляется, и должно подготовить учащихся к решению двух последних

задач.

III. Применение свойства углов для прямоугольного треугольника

1. Один из углов прямоугольного треугольника равен 73(. Найти другой

его острый угол.

2. В прямоугольном треугольнике один угол равен 65(. Найти величины

остальных углов.

3. Один из острых углов прямоугольного треугольника в 5 раз больше

другого. Найти эти углы.

4. Найти острые углы прямоугольного треугольника. если один из них на

32( больше другого.

5. Острые углы прямоугольного треугольника пропорциональны числам 5 и

7. Найти эти углы.

6. Разность острых углов прямоугольного треугольника равна 15(. Найти

эти углы.

7. Найти углы прямоугольного треугольника. если один из них в 5 раз

больше другого.

8. Найти углы прямоугольного треугольника, если один из них на 32(

больше другого.

9. Найти углы прямоугольного треугольника, если один из них в 3 раза

меньше другого.

10. Углы треугольника пропорциональны числам Х, 8 и 10. Каким может быть

число Х, если треугольник прямоугольный?

11. Два угла прямоугольного треугольника пропорциональны числам 2 и 3.

Найти углы треугольника.

12. Можно ли найти отношение сторон прямоугольного треугольника (хотя бы

некоторых), если известно, что один из его углов в 2 раза больше

другого?

Первые шесть задач этого раздела традиционные. Пять следующих (от

седьмой до одиннадцатой) внешне похожи на первые шесть, но содержат одну

неопределённость, существенно влияющую на характер решения: речь уже не

идёт об острых углах и потому к числу затронутых в условии углов придётся

теперь относить и прямой угол. Таким образом, задача получит несколько

возможных ответов. Последняя задача не может быть решена в полном виде до

изучения теоремы Пифагора, поэтому в седьмом классе возможно лишь её

частичное решение: либо равнобедренный прямоугольный треугольник с

отношением катетов 1:1, либо прямоугольный треугольник с углом 30(, где

отношение катета к гипотенузе равно 1:2.

IV. Применение свойства углов в треугольнике с дополнительными

построениями

1. В треугольнике АВС биссектрисы углов А и В пересекаются в точке К.

Найти величину угла АКВ, если (А=50(, (В=100(.

2. В равнобедренном треугольнике угол равен 68(. Под каким углом

пересекаются биссектрисы двух других его углов?

3. Под каким углом пересекаются биссектрисы равностороннего

треугольника? высоты равностороннего треугольника?

4. Треугольник имеет углы 36( и 74(. Под каким углом пересекаются

высоты, проведенные из вершин этих углов? Под каким углом

пересекаются биссектрисы этих углов?

5. В треугольнике АВС (АВ=ВС) проведена биссектриса СМ. Найти углы

треугольника АВС, если величина угла АМС равна 120(.

6. В треугольнике АВС (А=40(, (С=70(, биссектрисы углов А и С

пересекаются в точке К, (АКС=125(. Найти (В.

7. В треугольнике АВС (А=30(, (С=80(, биссектрисы углов А и В

пересекаются в точке К, (АКВ=135(. Найти угол В.

8. Под каким углом пересекаются неравные биссектрисы равнобедренного

треугольника, один из углов которого 96(? 90(? 86(?

9. В равнобедренном треугольнике АВС проведена биссектриса АМ. Найти

углы треугольника АВС, если (АМС=64(.

10. Биссектрисы углов А и В треугольника АВС пересекаются в точке К.

Найти величину угла АКВ, если величина угла АСВ равна 170(.

11. Найти величину угла треугольника. если биссектрисы двух других его

углов пересекаются под углом 100(.

12. В каком треугольнике биссектрисы пересекаются под прямым углом?

13. В треугольнике АВС биссектрисы углов А и В пересекаются в точке К.

(BАC=70(. Найти угол АКВ.

В задачах этого раздела также запланирован переход от традиционных

задач к задачам, требующим анализа условия и рассмотрения различных

вариантов.

V. Задачи с внешними углами треугольника

1. Внешний угол треугольника равен 130(, один из не смежных с ним

внутренних 70(. Найти углы треугольника.

2. Углы треугольника равны 47(, 69( и 64(. Найти внешние углы

треугольника.

3. Внешний угол треугольника равен 130(, а два внутренних 60( и 70(.

Найти углы треугольника.

4. Внешний угол треугольника равен 130(, а два внутренних – 30( и 60(.

Найти углы треугольника.

5. Один из внутренних углов прямоугольного треугольника равен 47(, а

один из внешних – 137(. Найти величины остальных внутренних углов.

6. В прямоугольном треугольнике внутренний угол равен 47(, внешний

133(. Найти величины остальных внутренних углов.

7. В прямоугольном треугольнике внутренний угол равен 47(, внешний

143(. Найти величины остальных внутренних углов.

8. Найти углы равнобедренного треугольника. если один из его внешних

углов равен 30(.

9. Один из внешних углов прямоугольного треугольника равен 107(. Найти

его внутренние углы.

10. Один из внешних углов треугольника равен 130(, а один из внутренних

– 46(. Найти другие внутренние и внешние углы треугольника.

11. Один из внешних углов равнобедренного треугольника равен 96(. Найти

внутренние углы треугольника.

12. Сумма внешних углов с вершинами А и В равна 186(. Найти величину

угла С треугольника АВС.

13. Сумма двух внешних углов с вершинами А и В равна 172(. Найти

величину угла С треугольника АВС.

14. Внешний угол прямоугольного треугольника в 7 раз больше внутреннего

с той же вершиной. Найти углы треугольника.

15. Внешний угол прямоугольного треугольника в 4 раза больше

внутреннего. Найти углы треугольника.

16. Найти сумму внешних углов прямоугольного треугольника (по одному при

каждой вершине).

17. Разность двух внешних углов треугольника равна третьему внешнему

углу. Найти внутренние углы треугольника.

18. Найти отношение внешних углов равнобедренного треугольника, если

отношение его внутренних углов 2:5.

19. Под каким углом пересекаются две прямые, если при пересечении их

третьей сумма внутренних односторонних углов равна 215(?

20. Один из углов треугольника в 3 раза больше другого, а разность

внешних углов при этих же вершинах равна 80(. Найти углы

треугольника.

21. Один из углов треугольника в 2 раза больше другого, а разность

внешних углов при этих же вершинах равна 80(. Найти углы

треугольника.

22. Внешние углы треугольника пропорциональны числам 3, 7, 8. Каким

числам пропорциональны его внутренние углы?

23. Прямые a и b пересекаются под углом 85(. Прямая c пересекает a и b

так, что разность внутренних односторонних углов равна 75(.

Определить вид полученного треугольника.

24. Прямые a и b пересекаются под углом 75(. Прямая c пересекает a и b

так, что разность внутренних односторонних углов равна 85(.

Определить вид полученного треугольника.

25. Определить, под каким углом пересекаются прямые c и d, если прямая а

пересекает их так, что сумма внутренних односторонних углов равна

54(.

26. Прямые k и l пересекаются под углом 33(. Прямая р пересекает их так,

что один из внутренних односторонних углов в 2 раза больше другого.

Найти углы треугольника, образованного этими прямыми.

27. Прямые a и b пересекаются под углом 40(. Прямая р пересекает их так,

что в получившемся треугольнике углы относятся, как 1:7:28. Найти

углы треугольника, образованного этими прямыми.

28. Под каким углом пересекаются прямые c и d, если прямая а пересекает

их так, что разность внутренних односторонних углов равна 90(

Из задач этого раздела остановимся на шести последних задачах.

Возможные здесь варианты появляются несколько неожиданно для учащихся.

Например, в задаче 23 для построения прямой с возможны две ситуации (см.

рисунки):

[pic] [pic]

|В этом случае имеем: |Возможно ещё и такое размещение |

|85(+х(+х(+75(=180( |прямых. |

|Здесь получаем: |180(–85(+х(+х(+75(=180( |

|х=10(. |х=5(. |

Задача имеет два ответа: 10( и 5(.

В задаче 24 также возможны два варианта построения прямых а, b и с

(см. рисунки):

[pic] [pic]

|В данном случае имеем: |Для такого размещения: |

|75(+х(+х(+85(=180(. |180(–75(+х(+х(+85(=180(. |

|Отсюда: |Отсюда: |

|х=10(. |х=–5(, чего не может быть. |

Как видим, перестановка в условии задачи двух числовых данных (75( и

85() приводит к тому, что в ответе получается возможным лишь одно значение:

х=10(.

Вовсе необязательно предлагать эти задачи всем учащимся. Для учащихся

с преимущественной оценкой "3" многие задачи из второй части каждого

раздела недоступны и необязательны. В то же время для отлично успевающих

учащихся некоторые изначальные задачи очень просты и потому их можно

пропускать. Из предложенного перечня можно выделить набор задач, минимально

необходимый для оценки "3", потом – набор задач, минимально необходимый для

оценки "4", наконец – набор задач, минимально необходимый для оценки "5"

(первый, второй и третий уровни освоения указанной темы). Видимо, можно

назвать задачи из этого перечня, которые превышают и третий уровень, т.е.

не являются обязательными (но весьма желательными) для получения оценки

"5".

Так, задачи первого уровня сложности рассчитаны на прямое применение

некоторого алгоритмического правила, а также применение этого правила с

небольшими вариациями. Задачи этого уровня не представляют сложности для

большинства учащихся, потому что подобных этим задач достаточно много

решается на уроках. Задачи неопределённые здесь не рекомендуются, а задачи

переопределённые допускаются в случае несложного выявления избыточных

данных (о наличии которых учащихся в большинстве случаев следует

предупреждать).

Задачи второго уровня сложности могут иметь следующие отличительные

черты:

. условие задачи избыточно, но не содержит противоречия и задача

решается однозначно. Для решения задач этого типа необходимо из всех

данных задачи выбрать необходимые, и применить их.

. условие задачи содержит противоречие (состав условия задачи может

быть как полным, так и избыточным).

. условие задачи не содержит никаких из рассмотренных нюансов с

данными (состав условия полный), но по сравнению с задачами первого

уровня приём, применяемый для решения, более сложный (правило

применяется не "в лоб").

Задачи третьего уровня сложности отличаются ещё большим разнообразием.

Для решения задач этого уровня от учеников требуется и больший объём знаний

(при решении задачи приходится использовать комбинацию приёмов и навыков,

изученных раньше), и наличие навыка вариативных рассуждений, которого

теперешним ученикам в значительной мере не хватает. Задачи этого уровня

вдобавок к сложности приёмов решения могут иметь в условии

неопределённость, приводящую к неопределённому ответу.

Также стоит отдельно сказать несколько слов о задачах, которые по

своей сложности стоят выше задач третьего уровня. Эти задачи имеют в своём

условии неопределённость, но эта неопределённость подразумевает в решении

задачи бесконечное множество ответов. Чаще всего такая формулировка задачи

пугает ученика и он говорит, что задача не имеет решения, потому что не

хватает данных, хотя можно было бы провести решение данной задачи и

получить довольно конкретный результат.

Заключение

Подводя итог проделанной работе, отметим следующее.

О целесообразности введения неопределённых и переопределённых задач в

школьный курс обучения убедительно сказано авторитетными методистами,

специалистами в области математического образования. Инерционная школа пока

ещё не учитывает этой целесообразности, но сдвиги в указанном направлении

уже есть.

Бесспорно и то, что дополнение традиционных школьных наборов задач

задачами неопределёнными и переопределёнными (в работе использован

обобщающий термин для обоих видов задач – задачи с «аномальным» условием

или просто «аномальные» задачи) вызовет необходимость особых методических

подходов к обучению решению таких задач, подходов, расширяющих возможности

учащихся в решении задач вообще, углубляющих и усовершенствующих их навыки

поиска решения любой задачи, а в итоге развивающих их мышление. Попытки

осознания таких подходов предприняты в данной работе. На одном из примеров

показан возможный вариант расширения традиционного задачника, его

дополнения задачами с «аномальным» условием.

Разумеется, работа не может претендовать на полноту и завершённость,

поскольку затронутая проблема достаточно глубинна и объёмна и требует не

одного года кропотливой работы не одного человека.

Однако автор надеется, что хотя бы небольшой шаг в нужном направлении

им сделан.

По материалам данного исследования подготовлена (в соавторстве)

статья, опубликованная в журнале «Матэматыка: праблемы выкладання» № 2 за

1999 год.

Список использованной литературы:

1. Атанасян Л.С. и др. Геометрия. Учебник для 7–9 классов средней школы. –

М.: Просвещение, 1990.

2. Буловацкий М.П. Разнообразить виды задач // Математика в школе. – 1988.

– № 5, с.

3. Булавацкі М., Макавецкі І. Аб задачах, якіх няма ў школьных падручніках

// Матэматыка: праблемы выкладання. – 1999. – № 2, с. 59 – 64.

4. Дегтянникова И.Н. Остроугольный или тупоугольный // Математика в школе.

– 1998. – № 5, с. 43.

5. Игнатенко В.З. Сюрпризы биссектрисы // Математика в школе. – 1998. – №

5, с. 42.

6. Каплан Б.С. Методы обучения математике. – Минск: Народная асвета, 1981.

7. Колмогоров А. Н . Математика ( наука и профессия. – М.: Наука,1988.

8. Крупич В.И. Структура и логика процесса обучения математике в средней

школе.

9. Крутецкий В.А. Психология математических способностей школьников. – М.:

Просвещение, 1968.

10. Леонтьев А.Н. Проблемы развития психики. – М.: Издательство МГУ, 1962.

11. Математическое образование: современное состояние и перспективы (к

80–летию со дня рождения профессора А.А.Столяра): Тезисы докладов

международной конференции. – Могилёв: МГУ им. А.А.Кулешова, 1999.

12. Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. – М.:

Педагогика, 1975.

13. Махмутов М.И. Проблемное обучение. – М.: Педагогика, 1975.

14. Метельский Н .В. Дидактика математики. Общая методика и её проблемы. –

Минск: Издательство БГУ, 1982.

15. Погорелов А.В. Геометрия 7–11. – М.: Просвещение, 1998.

16. Пойа Д. Как решать задачу. – Львов, 1991.

17. Пойа Д. Математическое открытие. – М.: Наука, 1976.

18. Рогановский Н.М. Геометрия 7–9. – Мн.: Народная асвета, 1997.

19. Самарин О.А. Очерки психологии ума. Особенности умственной деятельности

школьников. – М.: Издательство АПН, 1972.

20. Столяр А.А. Педагогика математики. – Минск: Вышэйшая школа, 1986.

21. Столяр А.А. Как математика ум в порядок приходит. – Минск: Вышэйшая

школа, 1991.

22. Фридман Л.М. Психолого–педагогические основы обучения математике в

школе: – М.: Просвещение, 1983.

23. Фридман Л.М. Турецкий Е.Н. Как научиться решать задачи: – М.:

Просвещение, 1989.

24. Эрдниев П.М. Преподавание математики в школе – М.: Просвещение, 1978.

25. Эсаулов А.Ф. Проблемы решения задач в науке и технике. – Л.:

Издательство Ленинградского университета, 1979.

Министерство образования Республики Беларусь

Могилёвский государственный университет им. А.Кулешова

кафедра методики преподавания математики

Дипломная работа

«Неопределённые и переопределённые задачи

(использование задач с «аномальным» условием

в процессе обучения математике)»

студента группы «А» V курса

физико–математического факультета

Маковецкого Ильи Ивановича

| | |

| |Научный руководитель: |

| |Войтович Ф.С., |

| |старший преподаватель кафедры методики |

| |преподавания математики |

Могилёв 1999

-----------------------

[1] Слово "нестандартный" взято нами в кавычки, поскольку мы считаем, что

соответствующий подход к решению задач должен стать стандартом для каждого

ученика.

Страницы: 1, 2