Microsoft Word гн №4 2010 Верстка03 pdf doc
Download 0.64 Mb. Pdf ko'rish
|
Аналогия в геометрии
Характеристика приема: перенесение некоторого знания, полученно-
го из рассмотрения какого-либо объекта, на другой объект, т.е. если у объек- тов А и В некоторые признаки (отношения) одинаковы, и объект А, кроме то- го, обладает еще одним признаком (отношением), то делают вывод о том, что объект В обладает этим признаком (отношением). Необходимо отметить, что вывод по аналогии может быть истинным и ложным. Пример Площадь любого треугольника выражается формулой Герона ( ) ( ) ( ) S p p a p b p c . Изыскивая формулы для вычисления площади четырехугольников, мы можем задаться вопросом: верна ли аналогичная формула для четырехуголь- ника? Исследование этого вопроса показывает, что для четырехугольников, вписанных в окружность (и только для них!), справедлива следующая фор- мула для вычисления площади: ( ) ( ) ( ) ( ) S p a p b p c p d . Оказалось, что здесь полная аналогия не имеет места. Отправляясь далее от обнаруженной аналогии в формулах, можно выяс- нить причину этой аналогии: существует связь между треугольником (много- угольником, который всегда можно вписать в окружность) и четырехуголь- ником (не всяким, а только таким, который можно вписать в окружность). Итак, существенным признаком, объединяющим треугольник и четы- рехугольник (в смысле общности формулы Герона), является возможность вписать их в окружность. Однако аналогия имеет большое значение для дальнейших исследова- ний возможных объективных связей, помогает объяснить в какой-то мере ис- Известия высших учебных заведений. Поволжский регион 150 комые свойства и признаки, наводит на догадки, правильность или ошибоч- ность которых проверяется доказательством. Полезны специально подобранные упражнения в применении метода аналогии. Применение аналогии распадается на следующие действия: а) по- строение аналогов различных заданных объектов и отношений; б) нахожде- ние соответствующих элементов в аналогичных предложениях; в) составле- ние предложений или задач по аналогичным данным; г) проведение рассуж- дений по аналогии. В школьном курсе геометрии абсолютное большинство стереометриче- ских фактов излагается без установления внутрипредметных связей с анало- гичными планиметрическими фактами. Это есть следствие линейного по- строения курса геометрии. Целесообразно же на основе линейно концентри- ческой организации курса увязать эти плоскостные и пространственные те- мы. Сейчас школьные учебники по геометрии ориентированы на аксиомати- ческое и силлогистическое изложение. Целесообразна трансформация линей- ного построения содержания школьного курса геометрии в линейно-концен- трическое, что дает возможность проводить глубокие сравнения, широкое обобщение, выдвигать гипотезы и предположения, переносить знания, уме- ния и навыки в новую ситуацию, переосмысливать с новых, более общих по- зиций, уже ранее изученный материал. Большую роль при этом будут играть аналогии, интуитивные рассуждения, позволяющие приобщить учащихся к исследовательской деятельности. Наряду с полезной ролью, которую играет формирование действия по распознаванию образа, они же могут приводить отдельных учащихся, которые не усвоили или формально усвоили учебный материал, к грубым ошибкам. Так, учитель, рассматривая вопрос об окружностях, вписанных в четы- рехугольник, предлагает учащимся сделать предположение: всегда ли воз- можно в четырехугольник вписать окружность? Найдутся учащиеся, которые по аналогии с треугольником сделают по- спешное умозаключение: «В четырехугольник всегда можно вписать окруж- ность». Практически установив, что в некоторые четырехугольники невозмож- но вписать окружность, учитель далее выясняет, в какие четырехугольники можно вписать окружность, т.е. переходит к доказательству теоремы о при- знаках описанного четырехугольника. Необходимо требовать от учащихся постоянно обосновывать выпол- няемые математические операции с ссылками на определение, теоремы, фор- мулы, чтобы добиваться сознательного и прочного усвоения материала. При решении упражнений необходимо руководствоваться принципом «Сначала правило, потом действие. Без правила нет действия!». В процессе преподава- ния надо не только подчеркивать истинные аналогии, но и отличать ложные, разрушать их с целью предупреждения возможных ошибок. Насколько важна аналогия в математике, можно судить по следующему высказыванию извест- ного польского математика Стефана Банаха: «Математик – это тот, кто умеет находить аналогии между утверждениями; лучший математик – тот, кто за- мечает аналогии теорий; но можно себе представить и такого, кто между ана- логиями видит аналогии». Таким образом, умозаключения по аналогии явля- ются умозаключениями вероятности. Для того чтобы выяснить достоверность или ложность вывода по аналогии, необходимо дополнительно исследовать этот вывод. № 4 (16), 2010 Гуманитарные науки. Педагогика 151 Умозаключение по аналогии рассматривается в единстве с процессом доказательства его истинности. Здесь в теснейшем переплетении и во взаимо- связи встречается индукция и дедукция. В умозаключении по аналогии преж- де всего используется индукция, ибо переход от первого предмета ко второ- му (от треугольника к тетраэдру, от окружности к сфере) состоит в установ- лении связей между частными свойствами. В то же время умозаключение по аналогии тесно связано с дедукцией, ибо истинность вывода по аналогии ус- танавливается дедуктивным доказательством. При использовании аналогии совершается сложный мыслительный процесс, в котором применяются в единстве приемы анализа и синтеза. Пример а) Какой из всех прямоугольников, впи- санных в данный треугольник, имеет наибольшую площадь? (Основание пря- моугольника находится на основании треугольника, а две вершины его на бо- ковых сторонах треугольника.) б) Какая из всех прямых треугольных призм, вписанных в данных тетраэдр, имеет наибольший объем? (Три верши- ны призмы расположены на боковых ребрах тетраэдра, а основание призмы находится на основании тетраэдра.) Решение: (б) Проведем высоту тетраэдра '' AA = h (рис. 1). Рис. 1 Пусть ' '' A A = х – высота призмы. Тогда ' 2 2 ' ' ' '' 2 2 ( ) ( ) ( ) B C D BCD S AA h x S AA h . Найдем объем призмы: 2 1 ' ' ' 2 ( ) B C D BCD h x V x S x S h . Это выражение представим так: 1 2 1 2 ( )( ) 2 BCD V S x h x h x h . Известия высших учебных заведений. Поволжский регион 152 Сумма переменных множителей, заключенных в скобки, постоянна: 2x + (h – x) + (h – x) = 2. Поэтому, согласно известной теореме, произведение будет максималь- ным при равенстве множителей: 2х = h – x; 3 h x . Итак, наибольшим объемом обладает призма, имеющая основание – треугольное сечение тетраэдра на высоте от основания тетраэдра. Подставим значение х в выражение для объема призмы, получаем 3 1 2 1 8 27 2 BCD h V S h ; 1 4 27 BCD V h S . Учитывая, что объем тетраэдра АВСD равен 1 3 BCD V h S , получаем 1 4 9 V V . Итак, в статье представлен достаточный материал об аналогии как ме- тоде формирования действия по распознаванию образа в геометрии старших классов. Рассматриваются задачи, позволяющие описать общую характери- стику приема аналогии и выделить действия, его составляющие. Download 0.64 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling