В своей статье “Разработка творческих проектов по математике как повышение мотивации к изучению предмета”, опубликованной на сайте Фестиваля, я затрагивала тему гуманитаризации образования как процесса, направленного на усвоение гуманитарного знания, а также рассказывала о разрабатываемом мною комплексе творческих проектов для учащихся 5–11-х классов по математике, в частности по геометрии. Мною проверено на практике, что выполнение из класса в класс комплекса творческих проектов повышает уровень мотивации к изучению математики, помогает учащимся в формировании основных общематематических понятий, позволяет учащимся реализовать творческие способности, развивать математические умения и навыки.
Актуальными и на сегодняшний день остаются вопросы: что же должен делать учитель математики в качестве предпрофильной подготовки учащихся среднего звена, и как преподнести в наиболее доступной форме стереометрию в старших классах гуманитарной направленности?
Профильное обучение в нашей гимназии постепенно вводится с пятого класса за счет введения курса наглядно-практической геометрии, факультативного курса практической физики. В гимназии приоритетным является естественно-математическое направление. После седьмого класса учащиеся, сделавшие свой выбор, сдают вступительные экзамены. Успешно выдержавшие их, поступают в физико-математические или в историко-филологический классы. После восьмого класса возможен выбор физического класса. После девятого выбор еще шире: физико-математический, физический, экономический, химико-биологический и историко-филологический. На сегодняшний день в нашей гимназии из семи классов десятой и семи классов одиннадцатой параллелей только по одному – историко-филологическому.
Вследствие ограниченного количества часов на математику в историко-филологическом одиннадцатом классе (три часа алгебры и один час геометрии в неделю) разумно комплексно и компактно рассмотреть тему “Объемы и площади поверхностей правильных многогранников и тел вращения”.
Поддерживая стремление этих ребят к изучению цикла естественных наук, и осознавая специфику их творческой направленности, в этом году я предложила им немного необычный проект. Идея была в следующем: сделать комплексную математическую презентацию тел вращения – конуса, цилиндра и сферы – в виде открытого урока для всей параллели одиннадцатых классов, но при этом придумать или найти еще и соответствующую литературную часть.
Класс я разбила на четыре группы (по желанию и интересам): три “взяли в работу” по фигуре, а четвертая – общую организацию и подготовку, а также оформление объявления-афиши.
Каждая группа, во-первых, сделала объемные макеты “своего” тела вращения – это была часть домашней работы над проектом. Надо отметить, что и здесь творческий подход и техника исполнения были различными: клееные из папье-маше, склеенные из разверток, прозрачно-пустые из накрахмаленных ниток, из проволоки и, наконец, просто предметы быта – обычные глобус и баскетбольный мяч, цилиндрические формы и упаковки, конусообразные предметы обихода. Во-вторых, подготовили презентацию в электронном виде на уроках информатики. Я благодарна учителям информатики, в который раз поддержавшим мою работу. В-третьих, ребята нашли или придумали свою литературную часть (это было домашней работой): про цилиндр была переделана на свой лад иллюстрированная сказка (персонаж: мальчик Гоша – их одноклассник, у которого самые “непростые отношения с математикой”); про конус придумали трагедию со счастливым концом в духе Шекспира; про сферу и шар – абсурдный текст “Новый взгляд на стереометрию”.
Сами же ребята объединили все три презентации в одну, после моей корректировки и общего обсуждения на подготовительном уроке, вставив литературные части. План урока состоял из: комплексной презентации каждой фигуры, что делала каждая инициативная группа ребят; рассмотрения интересной задачи про объем конуса, связанной как с историческими, так и литературными корнями – это делала я, как учитель. Наша работа сопровождалась электронной презентацией на экране. Литературный образный взгляд на геометрические фигуры неожиданно оказался ярким и необычным видением сложного математического материала.
Таким образом, получился проект “Тела вращения глазами филологов”, который мы представили в виде открытого урока для всей параллели одиннадцатых классов и учителей гимназии. Вашему вниманию предлагаются некоторые фрагменты этого урока, включая укороченную презентацию Цилиндра (приложение 1), т.к. основная часть урока – это объединенная презентация, которую невозможно здесь представить из-за очень большого объема (19 Мб), и нашу фотографию (gриложение 2).
Фрагменты урока
1. Вступительное слово учителя:
Уважаемые коллеги, ребята!
Сегодня мы хотим вам показать не совсем обычный урок.
На протяжении многих веков человечество не переставало пополнять свои научные знания в той или иной области науки.
Стереометрия, как наука о фигурах в пространстве, неотъемлемо связана со многими из научных дисциплин.
К таким дисциплинам относятся: математика, физика, информатика и программирование, а также химия и биология. В последних стоит проблема изучения микромира, который представляет собой сложнейшую комбинацию различных частиц в пространстве относительно друг друга.
В архитектуре постоянно используются теоремы и следствия из стереометрии.
Тема “Тела вращения” в стереометрии одновременно и интересная и не простая.
Множество ученых геометров, да и простых людей, интересовались такими фигурами как шар и его “оболочкой”, носящей название сфера, цилиндром и конусом.
Удивительно, но шар является единственным телом, обладающим меньшей поверхностью при объеме, равном объему других сравниваемых тел, таких как куб, призма или прочие возможные многогранники.
Вот об этом и, еще о многом другом будет наш рассказ.
Но мы же филологи, и поэтому добавили лирики.
А кто же вам еще сочинит что-либо подобное?!
Итак, взгляд филологов на стереометрию: ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ ГЛАЗАМИ ФИЛОЛОГОВ!
2. Литературная часть к презентации конуса (авторы: Горяйнов Никита, Тарасова Ангелина, Поколодина Анастасия, Зенина Диана и Матюхина Анастасия):
Трагедия в духе В. Шекспира
Давным-давно, в неведомой стране Геометландия, существовали две враждующих семьи: Треугонолетте и Круголетте. Никто и не помнил, из-за чего началась их вражда, но оба семейства не делали ничего, чтобы ее прекратить. Доказывая друг другу, что их форма уникальнее, а углы лучше их отсутствия и наоборот, стороны чуть было не докатились до войны. Однако в самый сложный период произошло чудо, изменившее историю всей геометрии.
Всё началось на общем бале, который, в хрупкой надежде на примирение, устроила немолодая Координата, одна из самых уважаемых женщин страны Геометландия. Бал решено было провести в её величественном дворце. С большой неохотой согласились прийти оба враждующих клана. Но было поставлено одно незыблемое условие – они будут находиться отдельно друг от друга. Старушка Координата согласилась, будто так и надо, но в голове у нее был великолепный план.
Среди самых агрессивно настроенных членов этих семей жили двое, юноша и девушка: смельчак Треугольник и красавица Окружность. Их родители видели в отпрысках надежду на счастливое будущее своего рода – детишки были красивы, умны, а главное – покорны воле родных.
Заклятые враги больше всего боялись, что молодые хоть раз встретятся – мало ли что придет им на ум! Но по счастливой случайности (а может, и нет…), и он, и она пошли со своими родителями на бал, не предвещавший ничего хорошего.
Однако для взрослых сам бал прошел великолепно. Гости веселились, пели и танцевали от души, совсем позабыв о том, что где-то недалеко так же развлекался их заклятый враг. Часы уже давно пробили двенадцать, а присутствующие и не думали расходиться… А в северном крыле большого дворца Координаты, не обращая внимания на веселье и бесконечные танцы, присел уставший Треугольник.
От нечего делать он принялся рассматривать необычайно красивые геометрические картины, изображенные на стене. Но внезапно его внимание привлекла приоткрытая дверь. В соседнем крыле веселились их враги, и он не смог побороть искушения хоть раз взглянуть на них вживую. Некоторое время он стоял, открыв рот от удивления.
“Так непривычно… форма и отсутствие углов ужасает, они неуклюжи и противно гладкие,… но почему они так похожи на моих сородичей сейчас?.. Они так же веселы, ведут себя так же и даже рассказывают друг другу одни и те же анекдоты… Где-то смертельное различие между нами? В форме? И есть ли оно вообще?”…
Внезапно его мысли оборвались – он почувствовал легкое прикосновение руки на плече.
– “Пойдем” – сказал добрый женский голос.
У Треугольника остановилось дыхание. “Всё – теперь мне конец” – подумал он и обернулся. Перед ним стояла маленькая Координата, и от этого бедному юноше немного полегчало. Она жестом позвала за собой, и они отправились наверх по шикарной винтовой лестнице
– “Заходи”, – они остановились у высокой двери. Треугольник вошел, и первое, что он заметил – что-то в самом дальнем углу, на роскошном диване, пошевелилось… А там сидела красавица Окружность.
В просторной гостиной “случайно” оказались две несовместимые друг с другом фигуры, оторопевший Треугольник и до смерти испуганная Окружность.
Первичный шок продлился недолго и спустя короткое время они уже были увлечены самой интересной беседой в их жизни. Именно во время нее Треугольник окончательно понял всю пустоту этого кровного противостояния между Треугонолетте и Круголетте и решил, во что бы то ни стало положить конец этой бессмыслице.
Но вместе с этим он вдруг почувствовал, что влюбился в Окружность. Она была идеальна – как по геометрической форме, так и по форме внутреннего содержания, и, судя по всему, также заинтересовалась юношей. Они вели беседу до утра – старушка Координата так и задремала напротив них в кресле, а когда испуганные родные подняли шум и, наконец, прибежали в эту комнату, то кроме мирно посапывающей старушки никого более не застали.
Главами враждующих семей было судорожно собрано общее собрание. В самый жаркий момент распахнулись двери, и молодые, рука об руку, предстали перед собравшимися. Гробовое молчание длилось достаточно долго, и когда оно стало совсем невыносимым, случайно было заглянувший на огонек Квадрат, коротко изрек: “Господа, похоже, хватит”.
Не сразу, но на лицах присутствующих стали медленно появляться улыбки. Все продолжали смотреть на юных, и выражение их лиц стремительно теплело… Многовековой лед был растоплен.
Семьи, наконец-то, признали друг друга, и молодые сыграли чудесную свадьбу, которая на века закрепила мир между Треугонолетте и Круголетте.
Не была бы эта история столь важна, если бы у молодоженов не родился удивительный ребенок. И треугольник в нем был, и окружность тоже имелась. Назвали его смешным именем Конус – и с тех пор он занял место среди самых главных и достойнейших фигур геометрии.
3. Литературная часть к презентации сферы и шара (авторы: Волкова Алина и Пунагина Дарья):
Новый взгляд на геометрию.
(Абсурдный текст)
Когда ничего не остается, человек
возвращается к здравому смыслу.
А. Давидович
В этой сказке, к сожаленью,
Нет, ни логики, ни рифмы
Да и, если приглядеться,
Смысла, то же, в общем нет…
Тем не менее, мы просим,
А вернее, предлагаем
На обычную науку
Чуть по-новому взглянуть.
Если много-много точек
Соберутся дружно вместе
Будут долго веселиться
И обнимутся потом,
А затем в ба-альшом пространстве
Все вокруг какой-то точки
На каком-то расстоянье
Встанут в шумный хоровод,
То получится ужасно
Интересная поверхность
И вот эту вот… фигуру
Стали сферой называть.
Ну, давайте поразмыслим,
Что дает нам эта сфера
И куда потом мы можем
Эту штуку… применить…
Нарисуем континенты,
Обозначим океаны…
И экватор в середине
Сферы мы изобразим.
Получился, несомненно,
Самый настоящий глобус –
Интересный и полезный
Человечеству предмет
Если хорошо подумав,
Сделать сферу из резины
И полученную штуку
Смело воздухом надуть,
То получится прекрасный,
И совсем незаменимый
Рыжий в черную полоску –
Это баскетбольный мяч.
Наконец, для кулинаров:
Если вылепить из теста
Эту круглую фигуру,
А затем ее запечь,
То получим, очевидно,
Мы известного героя
Знаменитой русской сказки.
Его имя – Колобок.
С содержаньем этой сказки
Все немножечко знакомы.
Как у Бабки кулинарный
Удался эксперимент.
Жаль лишь, что на руки-ноги
Теста Бабке не хватило
Но зато каким-то чудом
Получился интеллект.
Нелегко на этом свете
Свежей выпечке живется
Даже если она мыслит
И умеет говорить.
Очень жаль, но по сюжету
Сказки нашего героя
В качестве здоровой пищи
Все хотят употребить.
Эта важная проблема
Может привести к расстройству
Слабой психики героя
И к последствиям плохим.
Если Колобок возьмется
За веревку и за мыло,
Из-за круглой формы будет
Невозможен суицид.
В сказке было все иначе,
Ну и пусть. Хотим сказать мы,
Как прекрасно для героя
Этой сказки круглым быть.
Мы вам сказку рассказали
Кто-то слушал… и не очень.
Всем спасибо. В заключенье
Нам хотелось бы сказать:
Не курите что попало –
Долго будете смеяться
И подобные “шедевры”
Вдруг начнете сочинять.
4. Интересная задача (решается со всей аудиторией):
Прочитаем фрагмент старинной легенды восточных народов, рассказанной А.С. Пушкиным в “Скупом рыцаре”.
“...Читал я где-то,
Что царь однажды воинам своим
Велел снести земли по горсти в кучу.
И гордый холм возвысился,
И царь мог с высоты с весельем озирать
И дол, покрытый белыми шатрами,
И море, где бежали корабли”.
Это одна из немногих легенд, в которой, при кажущемся правдоподобии, нет и зерна правды. Докажем геометрически, что если бы какой-нибудь древний деспот вздумал осуществить такую затею, он был бы обескуражен мизерностью результата. Перед ним высилась бы настолько жалкая куча земли, что никакая фантазия не смогла бы раздуть ее в легендарный “гордый холм”.
Итак, войско в 100 000 воинов считалось очень внушительным. Следовательно, общий объём всех горстей будет равен
V = 0,2· 100 000 = 20 000 дм3 = 20 м3.
Возьмем угол откоса наибольшим возможным, т. е. 45°, а иначе земля начнет осыпаться.
Дано: конус, V = 20 м3, a = 45°.
Найти: Hконуса
Решение:
;
так как H = R,
то 
, 
м
Надо обладать очень богатым воображением, чтобы земляную кучу в 2,7 м (в 1,5 человеческих роста) назвать “гордым холмом”. Сделав расчет для меньшего угла, мы получили бы еще более скромный результат.
У Аттилы было самое многочисленное войско, которое знал древний мир. Историки оценивают его в 700 000 человек. К сведению, Аттила – предводитель гуннов, кочевого народа, сложившегося в Приуралье из многих племен. И если бы все воины Аттилы участвовали в насыпании холма, образовалась бы куча повыше, чем вычисленная, но всё равно, даже близко не подходила бы к описанию грандиозного холма… Но, советую вам самим дома вычислить высоту кургана и подумать, удовлетворила бы такая высота честолюбие Аттилы или нет.
5. Часть общей презентации, посвященная цилиндру, вместе со сказкой (приложение 1).
Не останавливаясь подробно на общеизвестных факторах, влияющих на формирование положительной устойчивой мотивации к учебной деятельности, в заключении хочется отметить только следующее. Рассмотрение стандартного материала нестандартными методами дало интересные результаты. Во-первых, “филологи”, таким образом, завоевали уважение у “математиков” и повысили свою самооценку в общем учебном процессе. Во-вторых, интегрированный урок геометрии затронул темы, связанные с другими учебными предметами (информатикой, литературой, историей, биологией), что заинтересовало не только учащихся иных профильных классов, но и моих коллег, не математиков. В-третьих, коллективный творческий процесс вызвал положительный интерес к изучению сложной темы по “непрофильной” математике. В-четвертых, применение новых технических средств ведения урока позволило доступно, наглядно и компактно подать изучаемый материал.