Реферат: Факультативный курс по теме Элементы комбинаторики для 8 класса

--PAGE_BREAK--

Перестановки

Два размещения без повторений из nэлементов по mсостоят из одних и тех же элементов, расположенных в различном порядке. Такие размещения называют перестановками без повторений из n
элементов.

<img width=«145» height=«44» src=«ref-1_1537660514-338.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">               где n
!
=1∙2∙3∙…∙n
Читают «nфакториал». Считают, что 1!=1, 0!=1. Например,  5!=1∙2∙3∙4∙5=120; 7!=1∙2∙3∙4∙5∙6∙7=5040.

Задача: сколькими способами можно расставить на шахматной доске 8 одинаковых ладей, так, чтобы никакие две из них не били друг друга?

Решение: ладьи не будут бить друг друга тогда и только тогда, когда на каждой горизонтали и каждой вертикали стоит ровно одна ладья. Поэтому будем выставлять их по горизонталям. Первую можно поставить на любые 8 полей первой горизонтали, вторую на 7 полей второй горизонтали (одна вертикаль уже занята первой ладьей) и т.д. Получаем Р8=8!=40320 способов.

Пусть дан кортеж длинны п, составленный из элементов множества Х={х1, …, хk}. Причем элемент х1 входит в этот кортеж п1 раз, элемент хk

– п
k
раз. Тогда п=п1+…+пk
.
Если переставлять в этом кортеже буквы, то будут получаться новые кортежи, имеющие тот же состав. Эти кортежи называются перестановками с повторениями из элементов х1,…, хk
, имеющими состав (п1, …, п
k
).

<img width=«153» height=«45» src=«ref-1_1537660852-357.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">
Задача: сколько различных кортежей получится, если переставлять буквы слова «математика»?

Решение: это слово имеет состав: м – 2, а – 3, т – 2, е – 1, и – 1, к – 1, то есть (2, 3, 2, 1, 1, 1), поэтому получим Р(2,3,2,1,1,1)=<img width=«161» height=«41» src=«ref-1_1537661209-377.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">

В размещениях и перестановках важен порядок размещения элементов кортежа.

Сочетания

В отличие от размещений, в сочетаниях порядок элементов множества не важен.


Из элементов множества Х={7, 4, 5} можно образовывать не только кортежи различной длины, но и различные подмножества, например двухэлементные. В комбинаторике их называют сочетаниями без повторений из трех элементов по два элемента.

Сочетание без повторения из
k
 
элементов по
m
элементов –
это m-элементное подмножество множества, содержащего kэлементов.
<img width=«111» height=«44» src=«ref-1_1537661586-304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">
Два сочетания изk
элементов поm
элементов отличаются друг от друга хотя бы одним элементом.

Число всевозможных сочетаний без повторений  из   k
 элементов по mэлементов обозначают <img width=«24» height=«25» src=«ref-1_1537661890-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035"> [23, 154].

Задача: четыре человека сыграли друг с другом по одной партии в шахматы. Сколько было сыграно партий?

Решение: каждую партию можно рассматривать как комбинацию из двух элементов четырех элементного множества, в которой порядок расположения элементов не существен. Но такие комбинации являются сочетаниями без повторений из 4 элементов по 2 и их число равно: <img width=«95» height=«41» src=«ref-1_1537662004-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">

Сочетанием с повторениями из n элементов по k элементов называется всякая последовательность из k элементов, членами которой являются элементы n
[29].
<img width=«36» height=«41» src=«ref-1_1537662259-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">= <img width=«120» height=«44» src=«ref-1_1537662482-320.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">
Задача: сколько наборов из 7 пирожных можно составить, если в продаже имеется 4 сорта пирожных?

Решение: <img width=«28» height=«31» src=«ref-1_1537662802-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> = <img width=«55» height=«32» src=«ref-1_1537663025-264.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">= <img width=«32» height=«32» src=«ref-1_1537663289-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">= <img width=«39» height=«53» src=«ref-1_1537663517-390.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042"> = <img width=«67» height=«53» src=«ref-1_1537663907-538.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">=120.

В комбинаторике решаются задачи, связанные с рассмотрением множеств и составлением различных комбинаций из элементов этих множеств. В зависимости от правил составления можно выделить три типа комбинаций: перестановки, размещения, сочетания [28].

Конечно, применение формул облегчает подсчет числа возможных вариантов решений той или иной комбинаторной задачи. Однако чтобы воспользоваться формулой, необходимо определить вид комбинаций, о которых идет речь в задаче, что бывает сделать не очень просто.





Данная таблица дает представления о возможности использования формул комбинаторики и теоретико-множественном смысле комбинаторике.

Таким образом, решая некоторые комбинаторные задачи, можно решить жизненные проблемы. Например, заведующему учебной частью школы – составить расписание уроков, лингвисту — учесть различные варианты значений букв незнакомого языка. Следовательно, комбинаторные задачи играют большую роль не только в обучении математике, но и вообще в жизни.

Для использования комбинаторных задач на уроках математики учителю необходимо знать методику обучения решению комбинаторных задач.
1.2 Методика обучения решению комбинаторных задач
В комбинаторных задачах заложены большие возможности для развития мышления учащихся. Кроме того, в процессе обучения решению комбинаторных задач можно расширить знания учащихся о самой задаче, познакомить их с новым способом решения задач; подготовить к решению жизненных практических проблем, научить принимать оптимальное в данной ситуации решение; организовать элементарную исследовательскую и творческую деятельность учащихся.

В процессе решения комбинаторных задач учащиеся приобретают опыт хаотичного перебора возможных вариантов. И на основе этого опыта в дальнейшем можно будет обучать детей организации систематического перебора.

Выделяют три этапа обучения комбинаторным задачам в 5 классе:

1.      Подготовительный.

2.      Решение задач с небольшим числом возможных вариантов.

3.      Работа с графическими средствами.

На подготовительном этапе идет работа над совершенствованием мыслительных операций (анализа, синтеза, сравнения), которые входят в состав деятельности при решении комбинаторных задач. Особое внимание уделяется сравнению объектов, состоящих из отдельных элементов. В этом случае сравнение может быть проведено по таким основаниям, как: числу элементов; составу, входящих в объект элементов; порядку расположения элементов в объекте. Например, предлагаются следующие задания:

1. Рассмотри внимательно колечки из бусинок. Скажи, что изменяется от одного колечка к другому.

<img width=«408» height=«81» src=«ref-1_1537666081-5373.coolpic» v:shapes="_x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032">


                            
Рис. 1
2. Вставить пропущенные числа:

1)                24, 21, 19, 18, 15, 13, _, _, 7,6  (12, 9);

2)                1, 4, 9, 16, _, _, 49, 64, 81, 100  (25, 36);

3)                16, 17, 15, 18, 14, 19, _, _  (13, 20);

4)                      2   5   9          (2+4):2=3

 4   7   5           (5+7):2=6

 3   6   ?           (9+5):2=7

5)                     12     (56)     16             (12+16)∙2=56

 17     (__)     21             (21+17) ∙2=76
3. Решить задачу:

Мальчик написал число 86, затем увеличил его на 12, не производя записи. Как он это сделал? (перевернул его)

На втором этапе школьники учатся находить все возможные варианты в комбинаторных задачах, организуя перебор в определенной системе. Но здесь решаются задачи с небольшим числом возможных вариантов. Основная цель этого этапа – обучение школьников решению комбинаторных задач с использованием систематического перебора всех возможных  вариантов [2, 43].

Каким же образом можно подвести учеников к идее организации перебора в определенной системе, как мотивировать переход от хаотичного к систематическому перебору?

Разыгрывается следующая ситуация: Маша, Саша и Даша едут в электричке на дачу. Они сидят на одной скамейке (трое детей садятся у доски на стулья в любом порядке). Детям нужно было проехать 8 остановок. Чтобы не было скучно ехать, они решили на каждой остановке меняться местами. Ставится вопрос «Смогут ли дети каждый раз меняться местами так, чтобы их новое расположение оказывалось все время отличным от предыдущих?». Ученики предлагают варианты расположения детей, они проигрываются у доски и записываются. Пока перебор осуществляется случайным образом, хаотично. После того как найдены 6 расположений, ученики стараются еще составить другой, новый вариант. Все их попытки сделать это не приводят к успеху. Встает вопрос «Почему они не нашли седьмой вариант: не могут это сделать или его не существует и уже найдены все возможные расположения?». Чтобы ответить на него, учащимся предлагается рассмотреть составленные 6 вариантов, найти и записать пары вариантов, очень похожие друг на друга. Например, можно выделить такие тройки:


М. С. Д.           С. Д. М.           Д. М. С.

М. Д. С.           С. М. Д.           Д. С. М.
Полученная последовательность вариантов анализируется. Учащиеся замечают, что все девочки сидели у окна и, когда одна из них сидит у окна, то две другие могут разместиться только двумя различными способами. Таким образам, дети убеждаются в том, что можно составить только 6 различных вариантов, других быть не может. Затем учитель просит учеников по записанным вариантам еще раз рассказать, какой способ пересаживания был выбран во втором случае. И обращает внимание на то, что, используя его, можно быстро составить варианты, не повторяя дважды одни и те же, и быть  уверенным, что найдены все возможные варианты. В дальнейшем решение задач хаотичным перебором не запрещается. Но те ученики, которые проводят перебор по определенной системе, поощряются. Предложенные ими способы разбираются и подчеркиваются преимущества осуществления такого перебора. Постепенно дети убеждаются в пользе систематического перебора и приучаются его использовать.

В одной и той же задаче можно выбрать разную систему перебора, и каждый ученик сам решает, как он будет действовать. Так, например, при решении приведенной выше задачи можно было ориентироваться на сидящего посередине (или у прохода):
С.М.Д.     М.С.Д.      М.Д.С.                    С.М.Д.      М.Д.С.     Д.С.М

Д.М.С.     Д.С.М.      С.Д.М.                     М.С.Д.      Д.М.С.     С.Д.М.
Можно предложить учащимся использовать прием, заключающийся во временном уменьшении числа элементов и составлении требуемых в задаче комбинаторных соединений на основе найденных вариантов для меньшего числа элементов. Например, задача: «Сколько разных фигур можно составить на листе бумаги из четырех одинаковых квадратов при условии, что квадраты соприкасаются точно по сторонам?» Чтобы ее решить, учитель предлагает детям сначала все возможные фигуры из  трех квадратов. Затем взять первую фигуру, составленную из трех квадратов, и по-разному присоединять к ней четвертый квадрат, следя за тем, чтобы не получились одинаковые фигуры. Также предлагается действовать и со второй фигурой, составленной из трех квадратов (рис 2).
<img width=«120» height=«156» src=«ref-1_1537671454-1864.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1033"><img width=«56» height=«72» src=«ref-1_1537673318-972.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1034"><img width=«83» height=«32» src=«ref-1_1537674290-628.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1035"><img width=«60» height=«54» src=«ref-1_1537674918-653.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1036"><img width=«60» height=«50» src=«ref-1_1537675571-707.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1037">

       

 

 Рис. 2                                                    

                                                              Рис. 3
После того как школьники убедятся в преимуществе систематического перебора, им следует показать, что есть и такие задачи, в которых не стоит искать какую-либо систему перебора. Это задачи комбинаторной геометрии. Комбинаторная геометрия – это раздел математики, который занимается вопросами расположения и комбинаций фигур. Например,   нужно из деталей, изображенных на рис. 3, выложить «лесенку», по заданному контуру (рис. 4). Различные решения (рис. 5, 6, 7,) находятся в процессе хаотичного перебора, так в этой задаче можно быстрее и легче выполнить требуемое.
<img width=«264» height=«48» src=«ref-1_1537676278-3869.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1038">
                            Рис. 4     Рис. 5    Рис. 6     Рис. 7
При решении комбинаторных задач в некоторых случаях у школьников могут возникать затруднения в различении составляемых соединений, связанных с тем, что для определения их неразличимости нужно выполнить определенные геометрические преобразования.

Составление комбинаторных соединений происходит с опорой на запись. Следовательно, в задачах, в которых элементы являются реальными предметами, стоит проблема их обозначения. И если в начале обучения используются конкретные, наглядные заместители реальных предметов, то в дальнейшем учащиеся постепенно переходят к применению условных обозначений. Например, задача: «На каждом флажке должны быть три горизонтальные полоски: красного, синего и белого цвета. Сколько можно получить различных флажков, если менять порядок расположения цветов?» Решая ее, можно выбрать различные способы обозначения флажков.
  <img width=«144» height=«120» src=«ref-1_1537680147-3628.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">       Рис. 8

<img width=«168» height=«136» src=«ref-1_1537683775-5481.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1040">

<img width=«180» height=«120» src=«ref-1_1537689256-4785.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1041"><img width=«180» height=«131» src=«ref-1_1537694041-5232.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1042">Непосредственный перебор всех возможных вариантов при решении комбинаторных задач в некоторых случаях может быть затруднен. Облегчить процесс нахождения этих вариантов можно, научив детей пользоваться такими средствами перебора, как таблицы и графы. Они позволяют расчленить ход рассуждений, четко провести перебор, не упустив каких-либо имеющихся возможностей. Решение задач с использованием таблиц и графов является основным содержанием третьего этапа, выделяемого в обучении школьников решению комбинаторных задач.

Сначала как с наиболее простым средством организации перебора учащиеся знакомятся с таблицами. Рассматривая таблицу (рис. 9) ученики открывают принцип её составления. Затем им предлагают заполнить другую таблицу. Проговариваются разные способы заполнения: по строчкам, по столбцам.

<img width=«163» height=«139» src=«ref-1_1537699273-2766.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1043"><img width=«180» height=«104» src=«ref-1_1537702039-4084.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1044">В дальнейшем в целях освоения принципа составления таблиц используются и такие задания:

1. Запиши в нужные клетки таблицы (рис. 10) следующие числа: 57, 75, 44, 47, 55, 77, 47. Какие числа нужно записать в оставшиеся клетки?

<img width=«178» height=«143» src=«ref-1_1537706123-4328.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1045">2. Проверь, правильно ли заполнена таблица (рис. 11).

Когда школьники научатся составлять таблицы, можно переходить к решению комбинаторных задач с их использованием. Как правило, дети неоправданно много времени тратят на вычерчивание самой таблицы: затрудняются определить нужные размеры, разметить все строчки  и столбики.

Для того чтобы помочь детям разметить таблицу, методистами были разработаны специальные трафареты (рис. 12). Опишем, как действуют учащиеся, решая с помощью таблицы задачу: «В одной деревне по сложившейся традиции мужчин называют каким-либо из следующих имен: Иван, Петр, Василий и Михаил. Проживают в этой деревне 15 мужчин. Может ли оказаться так, что в деревне нет мужчин с одинаковым именем, отчеством?» Ученик накладывает на тетрадный лист трафарет. Вписывает через «окошечки» на трафарете  в верхнюю строчку и в первый столбик данные задачи. Через прорези намечает места записи составляемых объектов. Убирает трафарет. Цветными линиями отчерчивает данные задачи (рис. 13).

Затем ученик заполняет таблицу (рис. 14), подсчитывает число всех возможных отличающихся имен-отчеств, сравнивает с числом мужчин в деревне и отвечает на вопрос задачи.

<img width=«300» height=«98» src=«ref-1_1537710451-5010.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1046">При заполнении таблиц нужно каждый раз определять, следует записывать составляемое
<img width=«143» height=«102» src=«ref-1_1537715461-3131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">

Рис. 16
Составляются недостающие рукопожатия (эти линии лучше проводить другим цветом, так как потом легче будет подсчитывать общее число рукопожатий). И так действуют до тех пор, пока все не поздороваются друг с другом. По получившемуся графу (рис. 16) подсчитывается число рукопожатий (их всего 10).

Следующая задача: «Сколько двузначных чисел можно составить, используя цифры 1, 2, 3, 4?» приводит учащихся к изображению ориентированного графа (рис. 17). Идея проведения стрелок возникает, когда учащиеся задумываются
<img width=«126» height=«102» src=«ref-1_1537718592-1006.coolpic» v:shapes="_x0000_s1047 _x0000_s1048 _x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1051 _x0000_s1052 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055 _x0000_s1056 _x0000_s1057 _x0000_s1058 _x0000_s1059 _x0000_s1060 _x0000_s1061 _x0000_s1062">
             Рис. 17
как обозначить, например, число 12: показать, что оно начинается с цифры 1, а оканчивается цифрой 2. петля появляется при обозначении, например, числа 11: стрелка должна начинаться и заканчиваться на одной и той же цифре. Открыв для себя на первых задачах эти условные обозначения (точки, линии, стрелки, петли), учащиеся в дальнейшем применяют их при решении различных задач, составляя графы того или иного вида. Приведем некоторые примеры.

1.                 В финал турнира по шашкам вышли два российских игрока,  
Рис. 18

<img width=«94» height=«96» src=«ref-1_1537719598-3097.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1063">
два немецких и два американских. Сколько партий будет в финале, если каждый играет с каждым по одному разу и представители одной страны между собой не играют? (граф на рис. 18)
<img width=«108» height=«95» src=«ref-1_1537722695-2937.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1064">
Рис. 19
2.                 В зале лежали конфеты четырех сортов. Каждый ребенок взял по 2 конфеты. И у всех оказались отличающиеся наборы конфет. Сколько могло быть детей? (граф на рис. 19)

3.                 Сколько разностей  можно составить из чисел 30, 25, 17, 9, если для их составления брать по 2 числа? Будут ли среди них разности, значения которых равны? (граф на рис. 20)

Можно предлагать учащимся и обратные задания: составить задачу по имеющемуся графу. Например: «Рассмотри внимательно граф (на рис. 21) и пофантазируй, о какой ситуации он может тебе рассказать». Ученики, рассуждая, что точки могут обозначать людей, предметы, а линии говорят о том, что из них образуются пары, составляют разные варианты задач, например
<img width=«132» height=«104» src=«ref-1_1537725632-2838.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1065"><img width=«120» height=«98» src=«ref-1_1537728470-2448.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1066">
Рис. 20                                        Рис. 21
1.                 Четыре подружки вечером по телефону созваниваются друг с другом. Сколько звонков было сделано, если  каждая подружка поговорила с каждой по одному разу?

2.                 В магазине продаются елочные шары четырех видов. Сколько отличающихся наборов, состоящих из двух разных шаров, можно с, состоящих из двух разных шаров, можно составить?

Примеры задач, которые можно решать с помощью таблиц и графов:

1.                 На фабрике есть стержни для ручек четырех цветов: красного, синего, зеленого и черного. Сколько различных трехцветных ручек можно при этом собрать?

2.                 У девочки есть бумага зеленого и желтого цвета. Из нее она вырезает круги, квадраты и треугольники, делая их большими и маленькими. Сколько различных вариантов у нее получится?

3.                 Шерлоку Холмсу нужно открыть сейф, для этого он должен отгадать код. Он знает, что код – это трехзначное число, составленное из цифр 1, 2, 3, 4 и большее числа 400. Какие числа должен проверить Шерлок Холмс, чтобы найти код?

Правила решения комбинаторных задач и представленная методика обучения решению комбинаторных задач может помочь учителю в разработке уроков.

Таким образом, если это будут не разрозненные сведения из комбинаторики, а факультативный курс, то повысится эффективность обучения, так как задачи такого вида часто включаются в олимпиадные задания. Поэтому автором данной работы была разработана программа факультативного курса по теме «Элементы комбинаторики» для 8 класса.


    продолжение
--PAGE_BREAK--Глава 2. Разработка программы факультативного курса по теме «Элементы комбинаторики» для 8 класса
2.1 Основные понятия о факультативном курсе
Факультативный курс — (франц. facultatif — возможность) необязательный учебный курс или предмет, изучаемый студентами вузов и учащимися средних учебных заведений по их желанию для углубления и расширения научно-теоретических знаний [25, 573].

Еще на рубеже XIX и XX вв. некоторые педагоги поняли, что преподавание в общеобразовательной школе какого-либо предмета по обязательной единой общегосударственной программе становится более успешным, если его дополнить циклом необязательных для учащихся внепрограммных групповых занятий. Такие занятия должны были, прежде всего, учитывать «местные условия», а именно: реальные и потенциальные запросы и интересы конкретного коллектива учащихся данного класса, реальные возможности учителя вызвать и развить интерес учащихся к важным аспектам данного предмета, не охваченного обязательной программой. Так возникла идея факультативных занятий в школе.

Назначение факультативных занятий состоит в развитии способностей и интересов учащихся в сочетании с общеобразовательной подготовкой; зарождение интереса к математике на первичном уровне, поддержка его до познавательного уровня и тем самым создание основы для выбора профиля.

Факультативные занятия являются одной из форм дифференцированного обучения. Главной целью факультативных занятий по математике является углубление и расширение знаний, развитие интереса учащихся к предмету, развитие их математических способностей, привитие школьникам интереса и вкуса к самостоятельным занятиям математикой, воспитание и развитие их инициативы и творчества.

Основная задачафакультативных занятий: учитывая интересы и склонности учащихся, расширить и углубить знания по предмету, обеспечить усвоение ими программного материала, ознакомить школьников с некоторыми общими идеями современной математики, раскрыть приложения математики на практике.

Факультативные занятия играют большую роль в совершенствовании школьного, в том числе математического образования. Они позволяют производить поиск и экспериментальную проверку нового содержания, новых методов обучения, в широких пределах варьировать объем сложности изучаемого материала.

Программа основного курса математики вместе с программой факультативных занятий по математике для средней школы составляют программу повышенного уровня по данному предмету для учащихся данного класса.

Программа факультативных занятий по математике составлена так, что все вопросы ее могут изучаться синхронно с изучением основного курса математики в школе. В тех случаях, когда в данном классе основной курс математики ведет один учитель, а факультативный — другой, изучение тем факультатива может проводиться независимо от основного курса программы (в этом случае изучение тем можно проводить с некоторым запозданием по отношению к основному курсу программы).

Факультативные занятия школьники посещают по желанию, следовательно, педагогу необходимо создать условия, при которых способные ученики смогут реализовать свои возможности, а остальные учащиеся смогут решать посильные для них задачи или, пользуясь помощью учителя, более трудные задания [16, 29].

Для того чтобы факультативные занятия по математике были эффективными, необходимо их организовать там, где есть:

1) высококвалифицированные учителя или другие специалисты, способные вести занятия на высоком научно-методическом уровне;

2) не менее 15 учащихся, желающих изучать данный факультативный курс.

Если школа имеет классы с небольшой наполняемостью (что особенно характерно для некоторых сельских школ), то группы учащихся для факультативных занятий можно комплектовать по параллелям или из учащихся смежных классов (5-6 классы, 8-9 классы и т. п.).

Запись учащихся на факультативные занятия производится на добровольных началах в соответствии с их интересами. Не следует принуждать учащихся обязательно изучать факультативные предметы. Особенно внимательно следует относиться к тем учащимся, которые встречают трудности в изучении математики или совмещают обучение в школе с другими видами занятий (спорт, музыка и т. д.). По окончании факультативного курса учащиеся сдают зачет (с оценкой), о чем делается отметка в аттестате.

Учитель математики несет полную ответственность за качество факультативных занятий; факультативные занятия вносятся в расписание и оплачиваются учителю. Примечательной особенностью факультативного курса является то, что программа курса для каждого класса составлена из ряда основных тем (независимых друг от друга), содержание которых непосредственно примыкает к общему курсу математики. Однако содержание учебной работы учащихся на факультативных занятиях определяется не только математическим содержанием изучаемых тем и разделов, но и различными методическими факторами:

— характером объяснения учителя;

— соотношением теории и учебных упражнений;

— содержанием познавательных вопросов и задач;

— сочетанием самостоятельной работы и коллективного обсуждения полученных каждым учащимся результатов.

Проведение факультативных занятий по математике не означает отказа от других форм внеклассной работы (математические кружки, вечера, олимпиады и т. д.). Они должны дополнять эти формы работы с учащимися, которые интересуются математикой [30].

Требования к проведению факультативных занятий

1. Преемственность в содержании, методах и формах организации занятий по математике должна определяться целями обучения математики, всестороннего развития и воспитания учащихся.

2. Взаимосвязанное построение уроков и факультативных занятий по математики не должно противоречить дидактическим принципам в обучении математики.

3. Не должно быть противоречий с научно обоснованными психолого-педагогическими требованиями, такими как: изучение новых понятий на основе известных; опора при изучении математических абстракций на конкретные модели; использование практических возможностей приложения математики не только на развивающем этапе изучения данного вопроса, но и в качестве мотива, обосновывающего необходимость изучения этого раздела, вопроса.

4. Не должно быть несогласованности с нормами организации работы общеобразовательной школы. Например, нельзя часы, отведенные на факультативные занятия, использовать для внеклассной работы или дополнительных занятий по математике.

5. Главным критерием эффективности взаимосвязанного построения факультативных занятий по математике должна быть результативность неразрывно связанных друг с другом процессов обучения, развития и воспитания школьников.

6. Факультативных занятия по математике целесообразно проводить, учитывая их функции – развивающую, воспитывающую и учебную [31].

Методические рекомендации по организации факультативных занятий

1.                 Взаимосвязь в содержании, формах и методах организации учебной работы и факультативных занятий.

2.                 Обеспечение взаимосвязи (по содержанию) уроков и факультативных занятий.

3.                 Единство в содержании факультативных занятий различных разделов математики.

4.                 Активизация самостоятельной работы учащихся.

5.                 Построение учебного процесса как совместной исследовательской деятельности учащихся.

6.                 Использование наглядных пособий, применение конспект-таблиц на лекциях.

7.                 Использование системы ключевых задач по темам на факультативных занятиях.

8.                 Использование историко-математического материала на факультативных занятиях.

9.                 Принципы занимательности занятий.

10.            Построение занятий проблемного изучения материала.

Прежде всего, факультативные занятия должны быть интересными, увлекательными для школьников. Хорошо известно, что занимательность изложений помогает раскрытию содержания сложных научных понятий и проблем. Занимательность поможет школьникам освоить факультативный курс, содержащиеся в нем идеи и методы математической науки, логику, и приемы творческой деятельности. В этом отношении цель учителя — добиться понимания учениками того, что они подготовлены к работе над сложными проблемами, однако для этого необходима заинтересованность предметом, трудолюбие, владение навыками, организации своей работы.

Возможность 1-2 часа в неделю дополнительно работать со школьниками, проявляющими повышенный интерес и способности к математике, представляет собой одно из проявлений новой формы обучения математике — дифференцированного обучения.

По существу факультативные занятия являются наиболее динамичной разновидностью дифференциации обучения.

В какой бы форме, и какими бы методами не проводились факультативные занятия по математике, они должны строиться так, чтобы быть для учащихся интересными, увлекательными, а подчас и занимательными. Необходимо использовать естественную любознательность школьника для формирования устойчивого интереса к своему предмету.

Известный французский физик Луи де Бройль писал, что современная наука – «дочь удивления и любопытства, которые всегда являются ее скрытыми движущими силами, обеспечивающими ее непрерывное развитие».

Основными формами проведения факультативных занятий по математике являются в настоящее время изложение узловых вопросов данного факультативного курса учителем (лекционным методом), семинары, собеседования (дискуссии), решение задач, рефераты учащихся (как по теоретическим вопросам, так и по решению цикла задач), математические сочинения, доклады учащихся и т. д.

Однако учителю не следует отдавать предпочтение какой-либо одной форме или методу изложения. Вместе с тем, памятуя о том, что на факультативных занятиях по математике самостоятельная работа учащихся должна занять ведущее положение, следует все же чаще применять решение задач, рефераты, доклады, семинары-дискуссии, чтение учебной и научно-популярной литературы и т. п.

Одной из возможных форм ведения факультативных занятий по математике является разделение каждого занятия на две части. Первая часть посвящается изучению нового материала и самостоятельной работе учащихся по заданиям теоретического и практического характера. По окончании этой части занятия учащимся предлагается домашнее задание по изучению теории и ее приложений. Вторая часть каждого занятия посвящена решению задач повышенной трудности и обсуждению решений особенно трудных или интересных задач. Эта форма проведения факультативных занятий может способствовать успешному переходу от форм и методов обучения в школе к формам и методам обучения в высших учебных заведениях.

Также при проведении факультативных занятий можно использовать методы изучения (а не обучения) математики, а также проблемную форму обучения.

В частности, ее можно осуществить, если представить изучаемый факультативный курс в виде серии последовательно расположенных задач. Решая последовательно все задачи самостоятельно или при незначительной помощи преподавателя, школьники постепенно изучают курс при большом личном участии, проявляя активность и самостоятельность, овладевая техникой математического мышления.

Теоремы имеют вид задач. Если теорема, которую учащиеся должны доказать, является большой или трудной, то она разбивается на несколько задач так, что решение предыдущей помогает решить последующую. Определения либо включаются преподавателем в текст задачи, либо сообщаются особо. В необходимых случаях преподаватель проводит предварительную беседу или делает обобщения.

Полезно также широко использовать задачи проблемного характера.

В настоящее время факультативные занятия по математике проводятся по двум основным направлениям:

а) изучение курсов по программе «Дополнительные главы и вопросы курса математики»;

б) изучение специальных математических курсов.

Содержание программы «Дополнительные главы и вопросы» систематического курса математики позволяет решить и углубить изучение программного материала, ознакомить учащихся с некоторыми общими современными математическими идеями, раскрыть приложения математики в практике, готовит учителя к работе по новой программе.

На самих занятиях качество усвоения теории проверяется в процессе решения задач и примеров. Здесь совершенно недопустимы такие формы работы, которые сковывали бы инициативу учащихся. Занятие начинается с постановки упражнения для всех учащихся. За время, которое отводится на выполнение задачи или примера, учитель успевает проследить, кто и как справляется с заданием. Не следует торопить учащихся. Обычно, если не все, то некоторые из них выполняют задание в запланированное учителем время, а затем начинается разбор и теоретическое обоснование решений. Инициатива в оценке способов решения, в исправлении ошибок, в постановке вопросов представляется самим учащимся. В процессе этой работы достигается логическая точность в формулировках определений понятия или их свойств. В заключительном слове учитель дает мотивированную оценку знаний учащихся. Помимо указанной формы контроля знаний, целесообразно проводить кратковременные 15-20-минутные проверочные работы.

На занятиях полезно практиковать постановку докладов учащихся. При подготовке к докладам учащиеся используют различную дополнительную литературу, указанную учителем. Не следует увлекаться большим количеством докладов, в противном случае, у учителя просто не хватит времени для хорошей подготовки докладчиков [32].

Начальное общее образование призвано помочь учителю реализовать способности каждого ученика и создать условия для индивидуального развития школьников.

Чем разнообразнее образовательная среда, тем легче раскрыть индивидуальность личности ученика, а затем направить и скорректировать развитие школьника с учетом выявленных интересов, опираясь на его природную активность.

Личностно-ориентированное обучение строится на принципе вариативности, т.е. признания разнообразия содержания и форм обучения, выбор которых осуществляется с учетом развития ребенка и его педагогической поддержки. Пытаясь создать условия для личностно ориентированного обучения, школа предоставляет учащимся право выбора предметов по интересам и склонностям.

В соответствии с требованиями была разработана программа факультативного курса по теме «Элементы комбинаторики» для 8 класса.
2.2 Программа факультативного курса
Пояснительная записка

В математике и ее приложениях часто приходится иметь дело с различного рода множествами и подмножествами: устанавливать их связь между элементами каждого, определять число множеств или их подмножеств, обладающих заданным свойством. Такие задачи приходится рассматривать при определении наиболее выгодных коммуникаций внутри города, при организации автоматической телефонной связи, работы морских портов, при выявлении связей внутри сложных молекул, генетического кода, а также в лингвистике, в автоматической системе управления, значит и в теории вероятностей, и в математической статистике со всеми их многочисленными приложениями.

Один из разделов теории вероятности – комбинаторика

На современном этапе развития науки невозможно полноценное ее изучение и понимание без минимальной вероятностно-статистической грамотности. Элементы комбинаторики включены в Федеральный компонент государственных образовательных стандартов основного общего образования по математике.

Данная программа факультативного курса по теме «Элементы комбинаторики» предназначена для учащихся 8 класса. Курс рассчитан  на 11 часов. Он ведется в рамках предмета «Алгебра» 8 класса общеобразовательной школы. Данный факультативный курс расширяет учебный материал, представленный в обязательном минимуме содержания учебной программы курса математики.

Цель факультативного курса:расширение представлений учащихся о науке «Комбинаторика».

Основная задача курса состоит в том, чтобы научить учащихся применять формулы комбинаторики к решению комбинаторных задач.

В целом содержание курса нацелено на изучение пособия «Алгебра. Элементы статистики и теории вероятностей» авторов Ю.Н.Макарычева, Н.Г.Миндюк, под редакцией С.А.Теляковского (М: Просвещение, 2005г).

В ходе изучения факультативного курса учащиеся должны будут подготовить и защитить доклады.

Обучение предполагает теоретическую, практическую и самостоятельную работу учащихся. Основные формы теоретических занятий: лекция, комбинированные уроки, практикумы по решению задач.

В ходе обучения значительное место отводится практическим и самостоятельным работам учащихся.

Текущий контрольосуществляется в разных формах: устная, письменная, фронтальная (в зависимости от темы).

Итоговый контроль– контрольная работа.

В результате изучения факультативного курса учащийся должен:

знать:

-                     основные понятия и формулы комбинаторики;

-                     приемы решения задач.

уметь:

-                     применять формулы комбинаторики к решению комбинаторных задач.


Тематический план факультативного курса




Содержание программы факультативного курса
Введение (1 час)

Понятия «Комбинаторика», «Комбинаторные задачи». Исторические сведения о комбинаторике. Список тем для докладов и сообщений.
    продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по педагогике