Формирование понятия «величина» у младших школьников
Гаврилова Татьяна Александровна
ВВЕДЕНИЕ
Изучение в курсе математики начальной школы величин и их измерений имеет большое значение в плане развития младших школьников. Это обусловлено тем, что через понятие величины описываются реальные свойства предметов и явлений, происходит познание окружающей действительности; знакомство с зависимостями между величинами помогает создать у детей целостные представления об окружающем мире; изучение процесса измерения величин способствует приобретению практических умений и навыков, необходимых человеку в его повседневной деятельности. Кроме того знания и умения, связанные с величинами и полученные в начальной школе, являются основой для дальнейшего изучения математики.
Профессор ВГПУ Г.Г. Шмырева считает, что величина, так же как и число, - основное понятие курса математики начальных классов. Одна из задач темы – формирование у детей представления о величине как о некотором свойстве предметов и явлений, которое связано с измерениями (66, с.93).
В программе В.В. Давыдова в вводном разделе курса математики учащиеся получают представление об основных свойствах величин и осуществляют операции над ними. Этот раздел, подчеркивает В.В. Давыдов, должен сыграть роль общего «корня» для всего остального курса математики. В начале «необходимо, чтобы изучаемые свойства величин выступали в самом общем виде, а уже в дальнейшем конкретизировались в различных числовых формах» ( 50, с.15). Этим обусловлена необходимость введения уже в вводной раздел курс абстрактных знаков фиксации и учета психологических особенностей младших школьников. «Мы сочли важным подольше задержать детей на «чистом» дочисловом периоде, поскольку концентрированная работа по открытию и изучению общих свойств величин, но и «пережить», «почувствовать» их как предмет математики» (50, с.17).
По традиционной программе в конце четвёртого класса дети должны: знать таблицы единиц величин, принятые обозначения этих единиц и уметь применять эти знания в практике измерения и при решении задач, - знать взаимосвязь между такими величинами, как цена, количество, стоимость товара; скорость, время, расстояние, - уметь применять эти знания к решению текстовых задач, - уметь вычислять периметр и площадь прямоугольника (квадрата).
Однако результат обучения показывает, что дети недостаточно усваивают материал, связанный с величинами: не различают величину и единицу величины, допускают ошибки при сравнении величин, выраженных в единицах двух наименований, плохо овладевают измерительными навыками. Это связано с организацией изучения данной темы. В учебниках по традиционной программе недостаточно заданий, направленных на: выяснение и уточнение имеющихся у школьников представлений об изучаемой величине, сравнение однородных величин, формирование измерительных умений и навыков, сложение и вычитание величин, выраженных в единицах разных наименований.
Таким образом налицо противоречие между разработанностью методики формирования понятия величины в курсе математики начальной школы и недостаточным уровнем сформированности этого понятия величины у младших школьников.
Отсюда
Проблема исследования: каковы педагогические условия эффективного формирования понятия величины в курсе математики начальных классов.
Цель исследования - выявление, обоснование и реализация условий эффективного формирования понятия величин в курсе математики начальной школы.
Объект исследования - процесс обучения математике в начальной школе.
Предмет исследования - методика изучения величин.
Формирование понятия «величина» у младших школьников
Гаврилова Татьяна александровна
Задачи исследования:
1)изучить психолого-педагогическую, математическую, методическую
литературу по проблеме формирования понятия величины в курсе математики начальной школы;
2)выявить и обосновать эффективность формирования понятия величин;
3)реализовать на практике педагогические условия по формированию понятия величины в курсе математики начальной школы.
Гипотеза исследования: формирования понятия величины в курсе математики начальной школы будет проходить более эффективно если:
--- систематически использовать специально подобранные задания;
--- оснастить процесс формирования понятия величины в курсе математики начальной школы информационными и коммуникационными технологиями (ИКТ).
Методы исследования: теоретический анализ, сравнение, обобщение, систематизация, классификация, наблюдение, беседа, изучение продуктов деятельности учащихся, составление таблиц, диаграмм, схем.
База исследования. Исследование проводилось на базе 3-го класса муниципального образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №66» г. Магнитогорска. В исследовании приняло участие 20 учащихся.
Теоретическая значимость исследования состоит:
В выявлении условий формирования понятия величины у учащихся начальных классов современной городской школы;
В разработке критериев выявления уровня сформированности у младших школьников понятия величины.
Практическая значимость исследования заключается в разработке конспектов урока с использованием ИКТ, обеспечивающих эффективное усвоение понятия величины у младших школьников на уроках математики.
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОНЯТИЯ ВЕЛИЧИНЫ В КУРСЕ МАТЕМАТИКИ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ
1.1. Методика формирования понятия величины и её измерения у младших школьников
Современная математика – область человеческого знания, в центре которого стоит наука о математических структурах, пространственных формах и количественных отношениях. Изменение роли и место математики в общечеловеческой культуре и образовании решающим образом влияет на изменения содержания понятия «математическая грамотность».
В современном понимании этот термин обозначает не только владение учащимися традиционными учениями производить вычисления решать арифметические задачи, но и владение теоретическими знаниями, усвоение основ математического языка, овладение элементами логического мышления. Поэтому курс математики и методики ее преподавания будущим учителем начальной школы при получение им профессиональной специальной подготовки усваивается как совокупность, во-первых, современных общенаучных, многосторонних знаний о развитии природы, общества и человеческого мышления; во-вторых, специальных математических знаний; в-третьих, знаний из других специальных областей – физики, природоведения, географии, информатики и др., составляющих совместно с математическими знаниями область межпредметных связей; в-четвертых, специальных методических знаний; в-пятых, специальных педагогических знаний.
Развитие младших школьников при обучении математике в значительной степени зависит от усвоения ими таких базовых понятий, каким являются понятия числа и величины. Именно эти понятия составляют основу подавляющего большинства вариативных курсов математики I-IX классов. Кроме того, формирование представлений, а затем и понятий о величинах и их измерений выходит далеко за пределы курса математики и имеет общекультурное значение, так как данные представления и понятия широко используются при изучении других учебных предметов, вообще при ознакомлении ребенка с окружающим миром, а далее и в практической деятельности взрослого человека.
Понятие величины оказывается одним из основных понятий, когда речь заходит о приложениях математики к окружающему миру.
Вместе с тем очевидно, что понятие величины столь важно для формирования современных представлений о мире и практической деятельности, что его следует уже в начальной школе изучать в более многостороннем и одновременно более абстрагированном виде, чему будет способствовать решение задачи формирования ключевых компетенций младших школьников.
В практике работы школ наблюдается, что учащиеся часто смешивают такие понятия, как «отрезок» и «длина отрезка», «площадь прямоугольника» и «прямоугольник», то есть свойства величин приписываются многим, часто не обладающими этими свойствами свойствами объектам. Поэтому учитель должен четко представлять себе и доводить до сознания учащихся, что длина отрезка – число, характеризующее данный отрезок, а отрезок – часть прямой; прямоугольник – фигура, геометрический образ, а площадь прямоугольника – число, характеризующее его, и т.д. Следует помнить, что число возникает в связи с измерением и что число – это мера отрезка (если измеряют длину, ширину, высоту), меру площади (если измеряют площадь фигуры), мера объема (если измеряют объема тела) и т.д.
Выявим инвариантное содержание понятия «величина».
В связи с этим вспомним, в каком значении употребляется термин «величина» в профессиональной речи учителя, как связаны между собой понятия «величина» и «число».
Но сначала следует уточнить, в каком значении употребляется термин «величина» в профессиональной речи учителя и как необходимо пользоваться этим термином.
В толковом словаре С.И. Ожегова слово «величина» имеет три значения. Исключая третье – переносное значение «О человеке» - (он крупнейшая величина в физике) приводим первое значение термина. Словарь дает такие значения. 1. Размер, объем, протяженность предмета. Например. Площадь большой величины. Измерить величину чего-нибудь. 2. Величина – это, (предмет, явление и т.п.), что можно измерить, исчислить. Бесконечно малая величина, равные величины.
В профессиональной речи учителя на основании общеупотребительных значений, приведенных в словаре, слово величина» употребляют как минимум в двух значениях.
1-е значение. Под понятием «величина» понимается свойство предмета, объекта в твердом, жидком или газообразном состоянии), которое «можно измерить, исчислить»: длина, высота, ширина, объем, время, скорость и др.
В этом значении термин «величина» является родовым понятием, к которому как видовые относятся «длина», «высота», «ширина», «объем», «время» и др.
2- значение. «Величина – это количественная характеристика свойства предмета, выраженная в единицах измерения.
В этом значении слово «величина» употребляется для выражения числового значения величины как свойства предметов. (высота дерева 3 метра.)
РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЯ СВОЙСТВА, ВЫРАЖЕННЫЙ В ЧИСЛЕ
ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ
В разговорной речи слово «величина» чаще используется говорящими интуитивно. Поэтому при изучение величины в школе преподавание следует строить так, чтобы выявить общие свойство величины, которые лежат в основе ее определения. Разумеется, аксиоматическое определение понятия скалярной величины в силу того, что оно обладает высоким уровнем абстракции, не может быть использовано при обучении математике учащихся начальных классов.
В начальных классах происходит знакомство с некоторыми видами величин, с их свойствами, с единицами измерения величин методами вычисления некоторых из них, что составляет собственно математический аспект усвоения понятия «величина».
Решение этих задач возможно лишь в том случае, если учитель начальной школы имеет необходимую математическую подготовку. Учитель, обладающий математическими знаниями, при формировании у учащихся представлений о величинах и их измерений должен исходить из научной теории величин и четко представлять себе, что такое величина и какие основные признаки данного понятия он должен сформировать учащихся начальных классов. Таким образом, успешное обучение начальной математике зависит не только от методов обучения, но и от математической подготовки учителя.
Математика, как все другие науки, возникла из потребностей практической деятельности людей. На самых ранних ступенях развития у человека появилась необходимость определять количество добычи, измерять земельные участки, определять вместимость сосудов, вести счет времени. Для удовлетворения этих потребностей использовались примитивные способы счета и измерения.
При дальнейшем развитии общества усложнялась практическая деятельность человека, а вместе с ней росла потребность в усовершенствованных приемах счета и измерений. В течение многовековой практики человечеством были выработаны основные счета и измерения, понятия «число» и «величина». Возникнув из практических нужд людей, эти понятия вошли в математику в качестве важной составной части. В силу этого величины являются предметом рассмотрения многих наук, в том числе и математики.
Нами на основе анализа государственных образовательных стандартов, школьных программ, действующих в настоящее время учебников установлены роль и место изучения величин в соответствующих курсах начальной математики.
В приложение приведем таблицы, отражающие включение информативного компонента технологии изучения понятия «величина» в его математическом аспекте в программе «Школа России» (табл. 2), по программе академика Л.В.Занкова (табл. 3), по авторской программе обучения Л.Г.Петерсон (табл. 4), разработанной под руководством профессора Н.Я.Виленкина, в авторской программе Н.Б.Истоминой (табл. 5).
Анализ системы начальных математических понятий показал, что существующая роль при формировании математических понятий играют такие фундаментальные понятия, как множество и величина, они составляют генетическую основу для формирования понятия числа.
Таким образом в начальных классах происходит знакомство с некоторыми видами величин, с их свойствами, с единицами измерения величин методами вычисления некоторых из них, что составляет собственно математический аспект усвоения понятия «величина».
Уточнив, в каком значении употребляется термин «величина» в профессиональной речи учителя и как необходимо пользоваться этим термином мы постараемся в своей работе раскрыть условия формирования понятия величины в курсе математики начальной школы.
1.2. Математические основы формирования понятия величины в курсе математики начальной школы
Длина, площадь, масса, время, объём - величины. Первоначальное знакомство с ними происходит в начальной школе, где величина наряду с числом является ведущим понятием.
ВЕЛИЧИНА - это особое свойство реальных объектов или явлений, и особенность заключается в том, что это свойство можно измерить, то есть назвать количество величины, которые выражают одно и тоже свойство объектов, называются величинами одного рода или однородными величинами. Например, длина стола и длина комнаты - это однородные величины. Величины - длина, площадь, масса и другие обладают рядом свойств. Рассмотрим их.
1.Любые две величины одного рода сравнимы: они либо равны, либо одна меньше (больше) другой. То есть, для величин одного рода имеют место отношения «равно», «меньше», «больше» и для любых величин и справедливо одно и только одно из отношений: Например, мы говорим, что длина гипотенузы прямоугольного треугольника больше, чем любой катет данного треугольника; масса лимона меньше, чем масса арбуза; длины противоположных сторон прямоугольника равны.
2.Величины одного рода можно складывать, в результате сложения получится величина того же рода. Т.е. для любых двух величин а и b однозначно определяется величина a+b, её называют суммой величин а и b. Например, если a-длина отрезка AB, b - длина отрезка ВС, то длина отрезка АС, есть сумма длин отрезков АВ и ВС;
3.Величину умножают на действительное число, получая в результате величину того же рода. Тогда для любой величины а и любого неотрицательного числа x существует единственная величина b = x а, величину b называют произведением величины а на число x. Например, если a - длину отрезка АВ умножить на
x= 2, то получим длину нового отрезка АС .
4. Величины данного рода вычитают, определяя разность величин через сумму: разностью величин а и b называется такая величина с, что а=b+c. Например, если а - длина отрезка АС, b - длина отрезка AB, то длина отрезка ВС есть разность длин отрезков и АС и АВ.
5. Величины одного рода делят, определяя частное через произведение величины на число; частным величин а и b-называется такое неотрицательное действительное число х, что а= х b. Чаще это число - называют отношением величин а и b и записывают в таком виде: a/b = х. Например, отношение длины отрезка АС к длине отрезка АВ равно 2.
6. Отношение «меньше» для однородных величин транзитивно: если А<В и В<С, то А<С. Так, если площадь треугольника F1 меньше площади треугольника F2 площадь треугольника F2 меньше площади треугольника F3, то площадь треугольника F1 меньше площади треугольника F3. Величины, как свойства объектов, обладают ещё одной особенностью - их можно оценивать количественно. Для этого величину нужно измерить. Измерение - заключается в сравнении данной величины с некоторой величиной того же рода, принятой за единицу. В результате измерения получают число, которое называют численным значением при выбранной единице.
Процесс сравнения зависит от рода рассматриваемых величин: для длин он один, для площадей - другой, для масс- третий и так далее. Но каким бы ни был этот процесс, в результате измерения величина получает определённое численное значение при выбранной единице.
Вообще, если дана величина а и выбрана единица величины e, то в результате измерения величины а находят такое действительное число x, что а=x e. Это число x называют численным значением величины а при единице е. Это можно записать так: х=m (a).
Согласно определению любую величину можно представить в виде произведения некоторого числа и единицы этой величины. Например, 7 кг = 7 1 кг, 12 см =12 1 см, 15ч =15 1 ч. Используя это, а также определение умножения величины на число, можно обосновать процесс перехода от одной единицы величины к другой. Пусть, например, требуется выразить 5/12ч в минутах. Так как, 5/12ч = 5/12 60мин = (5/12 60)мин = 25мин.
Величины, которые вполне определяются одним численным значением, называются скалярными величинами. Такими, к примеру, являются длина, площадь, объём, масса и другие. Кроме скалярных величин, в математике рассматривают ещё векторные величины. Для определения векторной величины необходимо указать не только её численное значение, но и направление. Векторными величинами являются сила, ускорение, напряжённость электрического поля и другие.
В начальной школе рассматриваются только скалярные величины, причём такие, численные значения которых положительны, то есть положительные скалярные величины.
Измерение величин позволяет свести сравнение их к сравнению чисел, операции над величинами к соответствующим операциям над числами.
1. Если величины а и b измерены при помощи единицы величины e, то отношения между величинами a и b будут такими же, как и отношения между их численными значениями, и наоборот.
a=b m (a)=m (b),
a>b m (a)>m (b),
a<b m (a)<m (b).
Например, если массы двух тел таковы, что а=5 кг, b=3 кг, то можно утверждать, что масса а больше массы b поскольку 5>3.
2. Если величины а и b измерены при помощи единицы величины e, то, чтобы найти численное значение суммы a+b достаточно сложить численные значения величин а и b. а+b= c m (a+b) = m (a) + m (b). Например, если а = 15 кг, b=12 кг, то а+b=15 кг + 12 кг = (15+12) кг = 27кг
3. Если величины а и b таковы, что b= x а, где x -положительное действительное число, и величина а, измерена при помощи единицы величины e, то чтобы найти численное значение величины b при единице e, достаточно число x умножить на число m (а):b=x a m (b)=x m (a).
Например, если масса а в 3 раза больше массы b .т.е. b= За и а = 2 кг, то
b= За=3 (2 кг) = (3 2) кг = 6кг.
Рассмотренные понятия - объект, предмет, явление, процесс, его величина, численное значение величины, единица величины - надо уметь вычленять в текстах и задачах.
Например, математическое содержание предложения «Купили 3 килограмма яблок» можно описать следующим образом: в предложении рассматривается такой объект, как яблоки, и его свойство - масса; для измерения массы использовали единицу массы - килограмм; в результате измерения получили число 3 -численное значение массы яблок при единице массы - килограмм.
Рассмотрим определения некоторых величин и их измерений.
Длина отрезка и её измерение.
Длиной отрезка называется положительная величина, определённая для каждого отрезка так что:
1/ равные отрезки имеют разные длины;
2/ если отрезок состоит из конечного числа отрезков, то его длина равна сумме длин этих отрезков.
Рассмотрим процесс измерения длин отрезков. Из множества отрезков выбирают какой-нибудь отрезок e и принимают его за единицу длины. На отрезке а от одного из его концов откладывают последовательно отрезки равные e, до тех пор, пока это возможно. Если отрезки, равные e отложились n раз и конец последнего совпал с концом отрезка e, то говорят, что значение длины отрезка а есть натуральное число n, и пишут: а = ne. Если же отрезки, равные e, отложились n раз и остался ещё остаток, меньший e, то на нём откладывают отрезки равные e =1/10e. Если они отложились точно n раз, то тогда а=n, n e и значение длины отрезка а есть конечная десятичная дробь. Если же отрезок e отложился n раз и остался ещё остаток, меньший e , то на нём откладывают отрезки, равные e =1/100e. Если представить этот процесс бесконечно продолженным, то получим, что значение длины отрезка а есть бесконечная десятичная дробь.
Итак, при выбранной единице, длина любого отрезка выражается действительным числом. Верно и обратное; если дано положительное действительное число n, n , n , ... то взяв его приближение с определённой точностью и проведя построения, отражённые в записи этого числа, получим отрезок, численное значение длины которого, есть дробь: n ,n ,n …
Площадь фигуры и её измерение.
Понятие о площади фигуры имеет любой человек: мы говорим о площади комнаты, площади земельного участка, о площади поверхности, которую надо покрасить, и так далее. При этом мы понимаем, что если земельные участки одинаковы, то площади их равны; что у большего участка площадь больше; что площадь квартиры слагается из площади комнат и площади других её помещений.
Это обыденное представление о площади используется при её определении в геометрии, где говорят о площади фигуры. Но геометрические фигуры устроены по-разному, и поэтому когда говорят о площади, выделяют особый класс фигур. Например, рассматривают площади многоугольников и других ограниченных выпуклых фигур, или площадь круга, или площадь поверхности тел вращения и так далее. В начальном курсе математики рассматриваются только площади многоугольников и ограниченных выпуклых плоских фигур. Такая фигура может быть составлена из других. Например, фигура F, составлена из фигур F1, F2, F3. Говоря, что фигура составлена (состоит) из фигур F1, F2,…,Fn, имеют в виду, что она является их объединением и любые две данные фигуры не имеют общих внутренних точек. Площадью фигуры называется неотрицательная величина, определённая для каждой фигуры так, что:
1. равные фигуры имеют равные площади;
2. если фигура составлена из конечного числа фигур, то её площадь равна сумме их площадей. Если сравнить данное определение с определением длины отрезка, то увидим, что площадь характеризуется теми же свойствами, что и длина, но заданы они на разных множествах: длина - на множестве отрезков, а площадь - на множестве плоских фигур. Площадь фигуры F обозначать S(F). Чтобы измерить площадь фигуры, нужно иметь единицу площади. Как правило, за единицу площади принимают площадь квадрата со стороной, равной единичному отрезку e, то есть отрезку, выбранному в качестве единицы длины. Площадь квадрата со стороной e обозначают e . Например, если длина стороны единичного квадрата m, то его площадь m .
Измерение площади состоит в сравнении площади данной фигуры с площадью единичного квадрата e. Результатом этого сравнения является такое число x, что S(F)=x e .Число x называют численным значением площади при выбранной единице площади.
Рассмотрим один из приёмов, опирающихся непосредственно на определение площади, является измерение площади при помощи палетки- сетки квадратов, нанесённый на прозрачный материал.
Допустим, на фигуру F . площадь которой надо измерить, наложена сетка квадратов со стороной e. Тогда по отношению к этой фигуре можно выделить квадраты двух видов:
1. квадраты, которые целиком лежат внутри фигуры F.
2. квадраты, через которые проходит контур фигуры, и которые лежат частью вне фигуры F.
Пусть квадратов первого вида окажется m, а квадратов второго вида n. Тогда, очевидно, площадь фигуры F будет удовлетворять условию.
m <S(F)<(m+n) . Числа m и m+n будут приближёнными численными значениями измеряемой площади: первое число с недостатком, второе - с избытком.
Как видим, что палетка позволяет измерить площадь фигуры лишь с невысокой точностью. Чтобы получить более точный результат, можно уплотнить первоначальную сеть квадратов, разделив каждый из них на более мелкие квадраты. Можно, например, построить сеть квадратов со стороной e =1/10e.
В результате мы с большой точностью получим другие приближенные значения площади фигуры F.
Описанный процесс можно продолжить. Возникает вопрос: существует ли такое действительное число, которое больше всякого приближённого результата измерения, взятого с избытком, и которое может быть точным численным значением измеряемой площади? В математике доказано, что при выбранной единице площади такое число существует для всякой площади, оно единственно и удовлетворяет свойствам 1 и 2.
Масса и её измерение.
Масса - одна из основных физических величин. Понятие массы тела тесно связано с понятием веса-силы, с которой тело притягивается Землёй. Поэтому вес тела зависит не только от самого тела. Например, он различен на разных широтах: на полюсе тело весит на 0,5 % больше, чем на экваторе. Однако при своей изменчивости вес обладает особенностью: отношение весов двух тел в любых условиях остаётся неизменным. При измерении веса тела путём сравнения его с весом другого выявляется новое свойство тел, которое называется массой. Представим, что на одну из чашек рычажных весов положили какое-нибудь тело, а на другую чашку положили второе тело b. При этом возможны случаи:
1. Вторая чашка весов опустилась, а первая поднялась так, что они оказались в результате на одном уровне. В этом случае говорят, что весы находятся в равновесии, а тела а и b имеют равные массы.
2. Вторая чашка весов так и осталась выше первой. В этом случае говорят, что масса тела а больше массы тела b.
3. Вторая чашка опустилась, а первая поднялась и стоит выше второй. В этом случае говорят, что масса тела а меньше тела b.
С математической точки зрения масса - это такая положительная величина, которая обладает свойствами:
1. Масса одинакова у тел, уравновешивающих друг друга на весах;
2. Масса складывается, когда тела соединяются вместе: масса нескольких тел, вместе взятых равна сумме их масс. Если сравнить данное определение с определениями длины и площади, то увидим, что масса характеризуется теми же свойствами, что длина и площадь, но задана на множестве физических тел.
Измерение массы производится с помощью весов. Происходит это следующим образом. Выбирают тело e, масса которого принимается за единицу. Предполагается, что можно взять и доли этой массы. Например, если за единицу массы взят килограмм, то в процессе измерения можно использовать такую его долю, как грамм: 1г= 0,01кг.
На одну чашку весов кладут тело, массу тела кого того измеряют, а на другую – тела, выбранные в качестве единицы массы, то есть гири. Этих гирь должно быть столько, чтобы они уравновесили первую чашку весов. В результате взвешивания получается численное значение массы данного тела при выбранной единице массы. Это значение приближённое. Например, если масса тела равна 5 кг 350 г, то число 5350следует рассматривать как значение массы данного тела ( при единице массы – грамм). Для численных значений массы справедливы все утверждения, сформулированные для длины, то есть сравнение масс, действия над ними сводятся к сравнению и действиям над численными значениями масс (при одной и той же единице массы).
Основная единица массы - килограмм. Из этой основной единицы образуются другие единицы массы: грамм, тонна и другие.
Промежутки времени и их измерение.
Понятие времени более сложное, чем понятие длины и массы. В обыденной жизни время - это то, что отделяет одно событие от другого. В математике и физике время рассматривают как скалярную величину, потому что промежутки времени обладают свойствами, похожими на свойства длины, площади, массы.
Промежутки времени можно сравнивать. Например, на один и тот же путь пешеход затратит больше времени, чем велосипедист.
Промежутки времени можно складывать. Так, лекция в институте длится столько же времени, сколько два урока в школе.
Промежутки времени измеряют. Но процесс измерения времени отличается от измерения длины, площади или массы. Для измерения длины можно многократно использовать линейку, перемещая её с точки на точку. Промежуток времени, принятый за единицу, может быть использован лишь один раз. Поэтому единицей времени должен быть регулярно повторяющийся процесс. Такой единицей в Международной системе единиц названа секунда. Наряду с секундой используются и другие единицы времени: минута, час, сутки, год, неделя, месяц, век. Такие единицы, как год и сутки, были взяты из природы, а час, минута, секунда придуманы человеком.
Год - это время обращения Земли вокруг Солнца. Сутки - это время обращения Земли вокруг своей оси. Год состоит приблизительно из 365 суток. Но год жизни людей складывается из целого числа суток. Поэтому вместо того, чтобы к каждому году прибавлять 6 часов, прибавляют целые сутки к каждому четвёртому году. Этот год состоит из 366 дней и называется високосным.
В Древней Руси неделя называлась седмицей, а воскресенье - днём недельным (когда нет дел) или просто неделей, т.е. днём отдыха. Названия следующих пяти дней недели указывают, сколько дней прошло после воскресенья. Понедельник - сразу после неделя, вторник - второй день, среда - середина, четвёртые и пятые сутки соответственно четверг и пятница, суббота.
Список используемой литературы
1. Александров А.Д. Основания геометрии / А.Д. Александров. - Новосибирск: Наука,1987г. – 60 с.
2. Аргинская И.И. Математика в системе общего развития / И.И.Аргинская // Начальная школа: плюс минус. – 2000. - №4. С. 30-37.
3. Александрова Э.И. Методические рекомендации. Математика / Э.И.Александрова // Вестник образования. – 2000. – 18 сен. – С. 2.
4. Анипченко З.А.Задачи, связанные с величинами и их применение в курсе математики в начальных классах / З.А. Анипченко.- М.: 1997г. стр.2-5
5. Бантова М. А. Методика преподавания математики в начальной школе. / М. А. Бантова. – М.: Просвещение, 1984. – 250 с.
6. Бантова М. А. Школа России. Концепция и программы для начальных классов в 2 частях / М. А.Бантова, Г.В. Бельтюкова, с.И. Волкова. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2008. – 158 с.
7. Бань И.В. О формировании интереса к математике / И.В. Бань // Начальная школа. – 1999. - №4. – С. 73.
8. Белошистая А.В. К вопросу о развитии пространственных представлений и простра<
Изучение в курсе математики начальной школы величин и их измерений имеет большое значение в плане развития младших школьников. Это обусловлено тем, что через понятие величины описываются реальные свойства предметов и явлений, происходит познание окружающей действительности; знакомство с зависимостями между величинами помогает создать у детей целостные представления об окружающем мире; изучение процесса измерения величин способствует приобретению практических умений и навыков, необходимых человеку в его повседневной деятельности. Кроме того знания и умения, связанные с величинами и полученные в начальной школе, являются основой для дальнейшего изучения математики.
Профессор ВГПУ Г.Г. Шмырева считает, что величина, так же как и число, - основное понятие курса математики начальных классов. Одна из задач темы – формирование у детей представления о величине как о некотором свойстве предметов и явлений, которое связано с измерениями (66, с.93).
В программе В.В. Давыдова в вводном разделе курса математики учащиеся получают представление об основных свойствах величин и осуществляют операции над ними. Этот раздел, подчеркивает В.В. Давыдов, должен сыграть роль общего «корня» для всего остального курса математики. В начале «необходимо, чтобы изучаемые свойства величин выступали в самом общем виде, а уже в дальнейшем конкретизировались в различных числовых формах» ( 50, с.15). Этим обусловлена необходимость введения уже в вводной раздел курс абстрактных знаков фиксации и учета психологических особенностей младших школьников. «Мы сочли важным подольше задержать детей на «чистом» дочисловом периоде, поскольку концентрированная работа по открытию и изучению общих свойств величин, но и «пережить», «почувствовать» их как предмет математики» (50, с.17).
По традиционной программе в конце четвёртого класса дети должны: знать таблицы единиц величин, принятые обозначения этих единиц и уметь применять эти знания в практике измерения и при решении задач, - знать взаимосвязь между такими величинами, как цена, количество, стоимость товара; скорость, время, расстояние, - уметь применять эти знания к решению текстовых задач, - уметь вычислять периметр и площадь прямоугольника (квадрата).
Однако результат обучения показывает, что дети недостаточно усваивают материал, связанный с величинами: не различают величину и единицу величины, допускают ошибки при сравнении величин, выраженных в единицах двух наименований, плохо овладевают измерительными навыками. Это связано с организацией изучения данной темы. В учебниках по традиционной программе недостаточно заданий, направленных на: выяснение и уточнение имеющихся у школьников представлений об изучаемой величине, сравнение однородных величин, формирование измерительных умений и навыков, сложение и вычитание величин, выраженных в единицах разных наименований.
Таким образом налицо противоречие между разработанностью методики формирования понятия величины в курсе математики начальной школы и недостаточным уровнем сформированности этого понятия величины у младших школьников.
Отсюда
Проблема исследования: каковы педагогические условия эффективного формирования понятия величины в курсе математики начальных классов.
Цель исследования - выявление, обоснование и реализация условий эффективного формирования понятия величин в курсе математики начальной школы.
Объект исследования - процесс обучения математике в начальной школе.
Предмет исследования - методика изучения величин.
Формирование понятия «величина» у младших школьников
Гаврилова Татьяна александровна
Задачи исследования:
1)изучить психолого-педагогическую, математическую, методическую
литературу по проблеме формирования понятия величины в курсе математики начальной школы;
2)выявить и обосновать эффективность формирования понятия величин;
3)реализовать на практике педагогические условия по формированию понятия величины в курсе математики начальной школы.
Гипотеза исследования: формирования понятия величины в курсе математики начальной школы будет проходить более эффективно если:
--- систематически использовать специально подобранные задания;
--- оснастить процесс формирования понятия величины в курсе математики начальной школы информационными и коммуникационными технологиями (ИКТ).
Методы исследования: теоретический анализ, сравнение, обобщение, систематизация, классификация, наблюдение, беседа, изучение продуктов деятельности учащихся, составление таблиц, диаграмм, схем.
База исследования. Исследование проводилось на базе 3-го класса муниципального образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №66» г. Магнитогорска. В исследовании приняло участие 20 учащихся.
Теоретическая значимость исследования состоит:
В выявлении условий формирования понятия величины у учащихся начальных классов современной городской школы;
В разработке критериев выявления уровня сформированности у младших школьников понятия величины.
Практическая значимость исследования заключается в разработке конспектов урока с использованием ИКТ, обеспечивающих эффективное усвоение понятия величины у младших школьников на уроках математики.
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОНЯТИЯ ВЕЛИЧИНЫ В КУРСЕ МАТЕМАТИКИ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ
1.1. Методика формирования понятия величины и её измерения у младших школьников
Современная математика – область человеческого знания, в центре которого стоит наука о математических структурах, пространственных формах и количественных отношениях. Изменение роли и место математики в общечеловеческой культуре и образовании решающим образом влияет на изменения содержания понятия «математическая грамотность».
В современном понимании этот термин обозначает не только владение учащимися традиционными учениями производить вычисления решать арифметические задачи, но и владение теоретическими знаниями, усвоение основ математического языка, овладение элементами логического мышления. Поэтому курс математики и методики ее преподавания будущим учителем начальной школы при получение им профессиональной специальной подготовки усваивается как совокупность, во-первых, современных общенаучных, многосторонних знаний о развитии природы, общества и человеческого мышления; во-вторых, специальных математических знаний; в-третьих, знаний из других специальных областей – физики, природоведения, географии, информатики и др., составляющих совместно с математическими знаниями область межпредметных связей; в-четвертых, специальных методических знаний; в-пятых, специальных педагогических знаний.
Развитие младших школьников при обучении математике в значительной степени зависит от усвоения ими таких базовых понятий, каким являются понятия числа и величины. Именно эти понятия составляют основу подавляющего большинства вариативных курсов математики I-IX классов. Кроме того, формирование представлений, а затем и понятий о величинах и их измерений выходит далеко за пределы курса математики и имеет общекультурное значение, так как данные представления и понятия широко используются при изучении других учебных предметов, вообще при ознакомлении ребенка с окружающим миром, а далее и в практической деятельности взрослого человека.
Понятие величины оказывается одним из основных понятий, когда речь заходит о приложениях математики к окружающему миру.
Вместе с тем очевидно, что понятие величины столь важно для формирования современных представлений о мире и практической деятельности, что его следует уже в начальной школе изучать в более многостороннем и одновременно более абстрагированном виде, чему будет способствовать решение задачи формирования ключевых компетенций младших школьников.
В практике работы школ наблюдается, что учащиеся часто смешивают такие понятия, как «отрезок» и «длина отрезка», «площадь прямоугольника» и «прямоугольник», то есть свойства величин приписываются многим, часто не обладающими этими свойствами свойствами объектам. Поэтому учитель должен четко представлять себе и доводить до сознания учащихся, что длина отрезка – число, характеризующее данный отрезок, а отрезок – часть прямой; прямоугольник – фигура, геометрический образ, а площадь прямоугольника – число, характеризующее его, и т.д. Следует помнить, что число возникает в связи с измерением и что число – это мера отрезка (если измеряют длину, ширину, высоту), меру площади (если измеряют площадь фигуры), мера объема (если измеряют объема тела) и т.д.
Выявим инвариантное содержание понятия «величина».
В связи с этим вспомним, в каком значении употребляется термин «величина» в профессиональной речи учителя, как связаны между собой понятия «величина» и «число».
Но сначала следует уточнить, в каком значении употребляется термин «величина» в профессиональной речи учителя и как необходимо пользоваться этим термином.
В толковом словаре С.И. Ожегова слово «величина» имеет три значения. Исключая третье – переносное значение «О человеке» - (он крупнейшая величина в физике) приводим первое значение термина. Словарь дает такие значения. 1. Размер, объем, протяженность предмета. Например. Площадь большой величины. Измерить величину чего-нибудь. 2. Величина – это, (предмет, явление и т.п.), что можно измерить, исчислить. Бесконечно малая величина, равные величины.
В профессиональной речи учителя на основании общеупотребительных значений, приведенных в словаре, слово величина» употребляют как минимум в двух значениях.
1-е значение. Под понятием «величина» понимается свойство предмета, объекта в твердом, жидком или газообразном состоянии), которое «можно измерить, исчислить»: длина, высота, ширина, объем, время, скорость и др.
В этом значении термин «величина» является родовым понятием, к которому как видовые относятся «длина», «высота», «ширина», «объем», «время» и др.
2- значение. «Величина – это количественная характеристика свойства предмета, выраженная в единицах измерения.
В этом значении слово «величина» употребляется для выражения числового значения величины как свойства предметов. (высота дерева 3 метра.)
РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЯ СВОЙСТВА, ВЫРАЖЕННЫЙ В ЧИСЛЕ
ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ
В разговорной речи слово «величина» чаще используется говорящими интуитивно. Поэтому при изучение величины в школе преподавание следует строить так, чтобы выявить общие свойство величины, которые лежат в основе ее определения. Разумеется, аксиоматическое определение понятия скалярной величины в силу того, что оно обладает высоким уровнем абстракции, не может быть использовано при обучении математике учащихся начальных классов.
В начальных классах происходит знакомство с некоторыми видами величин, с их свойствами, с единицами измерения величин методами вычисления некоторых из них, что составляет собственно математический аспект усвоения понятия «величина».
Решение этих задач возможно лишь в том случае, если учитель начальной школы имеет необходимую математическую подготовку. Учитель, обладающий математическими знаниями, при формировании у учащихся представлений о величинах и их измерений должен исходить из научной теории величин и четко представлять себе, что такое величина и какие основные признаки данного понятия он должен сформировать учащихся начальных классов. Таким образом, успешное обучение начальной математике зависит не только от методов обучения, но и от математической подготовки учителя.
Математика, как все другие науки, возникла из потребностей практической деятельности людей. На самых ранних ступенях развития у человека появилась необходимость определять количество добычи, измерять земельные участки, определять вместимость сосудов, вести счет времени. Для удовлетворения этих потребностей использовались примитивные способы счета и измерения.
При дальнейшем развитии общества усложнялась практическая деятельность человека, а вместе с ней росла потребность в усовершенствованных приемах счета и измерений. В течение многовековой практики человечеством были выработаны основные счета и измерения, понятия «число» и «величина». Возникнув из практических нужд людей, эти понятия вошли в математику в качестве важной составной части. В силу этого величины являются предметом рассмотрения многих наук, в том числе и математики.
Нами на основе анализа государственных образовательных стандартов, школьных программ, действующих в настоящее время учебников установлены роль и место изучения величин в соответствующих курсах начальной математики.
В приложение приведем таблицы, отражающие включение информативного компонента технологии изучения понятия «величина» в его математическом аспекте в программе «Школа России» (табл. 2), по программе академика Л.В.Занкова (табл. 3), по авторской программе обучения Л.Г.Петерсон (табл. 4), разработанной под руководством профессора Н.Я.Виленкина, в авторской программе Н.Б.Истоминой (табл. 5).
Анализ системы начальных математических понятий показал, что существующая роль при формировании математических понятий играют такие фундаментальные понятия, как множество и величина, они составляют генетическую основу для формирования понятия числа.
Таким образом в начальных классах происходит знакомство с некоторыми видами величин, с их свойствами, с единицами измерения величин методами вычисления некоторых из них, что составляет собственно математический аспект усвоения понятия «величина».
Уточнив, в каком значении употребляется термин «величина» в профессиональной речи учителя и как необходимо пользоваться этим термином мы постараемся в своей работе раскрыть условия формирования понятия величины в курсе математики начальной школы.
1.2. Математические основы формирования понятия величины в курсе математики начальной школы
Длина, площадь, масса, время, объём - величины. Первоначальное знакомство с ними происходит в начальной школе, где величина наряду с числом является ведущим понятием.
ВЕЛИЧИНА - это особое свойство реальных объектов или явлений, и особенность заключается в том, что это свойство можно измерить, то есть назвать количество величины, которые выражают одно и тоже свойство объектов, называются величинами одного рода или однородными величинами. Например, длина стола и длина комнаты - это однородные величины. Величины - длина, площадь, масса и другие обладают рядом свойств. Рассмотрим их.
1.Любые две величины одного рода сравнимы: они либо равны, либо одна меньше (больше) другой. То есть, для величин одного рода имеют место отношения «равно», «меньше», «больше» и для любых величин и справедливо одно и только одно из отношений: Например, мы говорим, что длина гипотенузы прямоугольного треугольника больше, чем любой катет данного треугольника; масса лимона меньше, чем масса арбуза; длины противоположных сторон прямоугольника равны.
2.Величины одного рода можно складывать, в результате сложения получится величина того же рода. Т.е. для любых двух величин а и b однозначно определяется величина a+b, её называют суммой величин а и b. Например, если a-длина отрезка AB, b - длина отрезка ВС, то длина отрезка АС, есть сумма длин отрезков АВ и ВС;
3.Величину умножают на действительное число, получая в результате величину того же рода. Тогда для любой величины а и любого неотрицательного числа x существует единственная величина b = x а, величину b называют произведением величины а на число x. Например, если a - длину отрезка АВ умножить на
x= 2, то получим длину нового отрезка АС .
4. Величины данного рода вычитают, определяя разность величин через сумму: разностью величин а и b называется такая величина с, что а=b+c. Например, если а - длина отрезка АС, b - длина отрезка AB, то длина отрезка ВС есть разность длин отрезков и АС и АВ.
5. Величины одного рода делят, определяя частное через произведение величины на число; частным величин а и b-называется такое неотрицательное действительное число х, что а= х b. Чаще это число - называют отношением величин а и b и записывают в таком виде: a/b = х. Например, отношение длины отрезка АС к длине отрезка АВ равно 2.
6. Отношение «меньше» для однородных величин транзитивно: если А<В и В<С, то А<С. Так, если площадь треугольника F1 меньше площади треугольника F2 площадь треугольника F2 меньше площади треугольника F3, то площадь треугольника F1 меньше площади треугольника F3. Величины, как свойства объектов, обладают ещё одной особенностью - их можно оценивать количественно. Для этого величину нужно измерить. Измерение - заключается в сравнении данной величины с некоторой величиной того же рода, принятой за единицу. В результате измерения получают число, которое называют численным значением при выбранной единице.
Процесс сравнения зависит от рода рассматриваемых величин: для длин он один, для площадей - другой, для масс- третий и так далее. Но каким бы ни был этот процесс, в результате измерения величина получает определённое численное значение при выбранной единице.
Вообще, если дана величина а и выбрана единица величины e, то в результате измерения величины а находят такое действительное число x, что а=x e. Это число x называют численным значением величины а при единице е. Это можно записать так: х=m (a).
Согласно определению любую величину можно представить в виде произведения некоторого числа и единицы этой величины. Например, 7 кг = 7 1 кг, 12 см =12 1 см, 15ч =15 1 ч. Используя это, а также определение умножения величины на число, можно обосновать процесс перехода от одной единицы величины к другой. Пусть, например, требуется выразить 5/12ч в минутах. Так как, 5/12ч = 5/12 60мин = (5/12 60)мин = 25мин.
Величины, которые вполне определяются одним численным значением, называются скалярными величинами. Такими, к примеру, являются длина, площадь, объём, масса и другие. Кроме скалярных величин, в математике рассматривают ещё векторные величины. Для определения векторной величины необходимо указать не только её численное значение, но и направление. Векторными величинами являются сила, ускорение, напряжённость электрического поля и другие.
В начальной школе рассматриваются только скалярные величины, причём такие, численные значения которых положительны, то есть положительные скалярные величины.
Измерение величин позволяет свести сравнение их к сравнению чисел, операции над величинами к соответствующим операциям над числами.
1. Если величины а и b измерены при помощи единицы величины e, то отношения между величинами a и b будут такими же, как и отношения между их численными значениями, и наоборот.
a=b m (a)=m (b), a>b m (a)>m (b), a<b m (a)<m (b).Например, если массы двух тел таковы, что а=5 кг, b=3 кг, то можно утверждать, что масса а больше массы b поскольку 5>3.
2. Если величины а и b измерены при помощи единицы величины e, то, чтобы найти численное значение суммы a+b достаточно сложить численные значения величин а и b. а+b= c m (a+b) = m (a) + m (b). Например, если а = 15 кг, b=12 кг, то а+b=15 кг + 12 кг = (15+12) кг = 27кг
3. Если величины а и b таковы, что b= x а, где x -положительное действительное число, и величина а, измерена при помощи единицы величины e, то чтобы найти численное значение величины b при единице e, достаточно число x умножить на число m (а):b=x a m (b)=x m (a).
Например, если масса а в 3 раза больше массы b .т.е. b= За и а = 2 кг, то
b= За=3 (2 кг) = (3 2) кг = 6кг.
Рассмотренные понятия - объект, предмет, явление, процесс, его величина, численное значение величины, единица величины - надо уметь вычленять в текстах и задачах.
Например, математическое содержание предложения «Купили 3 килограмма яблок» можно описать следующим образом: в предложении рассматривается такой объект, как яблоки, и его свойство - масса; для измерения массы использовали единицу массы - килограмм; в результате измерения получили число 3 -численное значение массы яблок при единице массы - килограмм.
Рассмотрим определения некоторых величин и их измерений.
Длина отрезка и её измерение.
Длиной отрезка называется положительная величина, определённая для каждого отрезка так что:
1/ равные отрезки имеют разные длины;
2/ если отрезок состоит из конечного числа отрезков, то его длина равна сумме длин этих отрезков.
Рассмотрим процесс измерения длин отрезков. Из множества отрезков выбирают какой-нибудь отрезок e и принимают его за единицу длины. На отрезке а от одного из его концов откладывают последовательно отрезки равные e, до тех пор, пока это возможно. Если отрезки, равные e отложились n раз и конец последнего совпал с концом отрезка e, то говорят, что значение длины отрезка а есть натуральное число n, и пишут: а = ne. Если же отрезки, равные e, отложились n раз и остался ещё остаток, меньший e, то на нём откладывают отрезки равные e =1/10e. Если они отложились точно n раз, то тогда а=n, n e и значение длины отрезка а есть конечная десятичная дробь. Если же отрезок e отложился n раз и остался ещё остаток, меньший e , то на нём откладывают отрезки, равные e =1/100e. Если представить этот процесс бесконечно продолженным, то получим, что значение длины отрезка а есть бесконечная десятичная дробь.
Итак, при выбранной единице, длина любого отрезка выражается действительным числом. Верно и обратное; если дано положительное действительное число n, n , n , ... то взяв его приближение с определённой точностью и проведя построения, отражённые в записи этого числа, получим отрезок, численное значение длины которого, есть дробь: n ,n ,n …
Площадь фигуры и её измерение.
Понятие о площади фигуры имеет любой человек: мы говорим о площади комнаты, площади земельного участка, о площади поверхности, которую надо покрасить, и так далее. При этом мы понимаем, что если земельные участки одинаковы, то площади их равны; что у большего участка площадь больше; что площадь квартиры слагается из площади комнат и площади других её помещений.
Это обыденное представление о площади используется при её определении в геометрии, где говорят о площади фигуры. Но геометрические фигуры устроены по-разному, и поэтому когда говорят о площади, выделяют особый класс фигур. Например, рассматривают площади многоугольников и других ограниченных выпуклых фигур, или площадь круга, или площадь поверхности тел вращения и так далее. В начальном курсе математики рассматриваются только площади многоугольников и ограниченных выпуклых плоских фигур. Такая фигура может быть составлена из других. Например, фигура F, составлена из фигур F1, F2, F3. Говоря, что фигура составлена (состоит) из фигур F1, F2,…,Fn, имеют в виду, что она является их объединением и любые две данные фигуры не имеют общих внутренних точек. Площадью фигуры называется неотрицательная величина, определённая для каждой фигуры так, что:
1. равные фигуры имеют равные площади;
2. если фигура составлена из конечного числа фигур, то её площадь равна сумме их площадей. Если сравнить данное определение с определением длины отрезка, то увидим, что площадь характеризуется теми же свойствами, что и длина, но заданы они на разных множествах: длина - на множестве отрезков, а площадь - на множестве плоских фигур. Площадь фигуры F обозначать S(F). Чтобы измерить площадь фигуры, нужно иметь единицу площади. Как правило, за единицу площади принимают площадь квадрата со стороной, равной единичному отрезку e, то есть отрезку, выбранному в качестве единицы длины. Площадь квадрата со стороной e обозначают e . Например, если длина стороны единичного квадрата m, то его площадь m .
Измерение площади состоит в сравнении площади данной фигуры с площадью единичного квадрата e. Результатом этого сравнения является такое число x, что S(F)=x e .Число x называют численным значением площади при выбранной единице площади.
Рассмотрим один из приёмов, опирающихся непосредственно на определение площади, является измерение площади при помощи палетки- сетки квадратов, нанесённый на прозрачный материал.
Допустим, на фигуру F . площадь которой надо измерить, наложена сетка квадратов со стороной e. Тогда по отношению к этой фигуре можно выделить квадраты двух видов:
1. квадраты, которые целиком лежат внутри фигуры F.
2. квадраты, через которые проходит контур фигуры, и которые лежат частью вне фигуры F.
Пусть квадратов первого вида окажется m, а квадратов второго вида n. Тогда, очевидно, площадь фигуры F будет удовлетворять условию.
m <S(F)<(m+n) . Числа m и m+n будут приближёнными численными значениями измеряемой площади: первое число с недостатком, второе - с избытком.
Как видим, что палетка позволяет измерить площадь фигуры лишь с невысокой точностью. Чтобы получить более точный результат, можно уплотнить первоначальную сеть квадратов, разделив каждый из них на более мелкие квадраты. Можно, например, построить сеть квадратов со стороной e =1/10e.
В результате мы с большой точностью получим другие приближенные значения площади фигуры F.
Описанный процесс можно продолжить. Возникает вопрос: существует ли такое действительное число, которое больше всякого приближённого результата измерения, взятого с избытком, и которое может быть точным численным значением измеряемой площади? В математике доказано, что при выбранной единице площади такое число существует для всякой площади, оно единственно и удовлетворяет свойствам 1 и 2.
Масса и её измерение.
Масса - одна из основных физических величин. Понятие массы тела тесно связано с понятием веса-силы, с которой тело притягивается Землёй. Поэтому вес тела зависит не только от самого тела. Например, он различен на разных широтах: на полюсе тело весит на 0,5 % больше, чем на экваторе. Однако при своей изменчивости вес обладает особенностью: отношение весов двух тел в любых условиях остаётся неизменным. При измерении веса тела путём сравнения его с весом другого выявляется новое свойство тел, которое называется массой. Представим, что на одну из чашек рычажных весов положили какое-нибудь тело, а на другую чашку положили второе тело b. При этом возможны случаи:
1. Вторая чашка весов опустилась, а первая поднялась так, что они оказались в результате на одном уровне. В этом случае говорят, что весы находятся в равновесии, а тела а и b имеют равные массы.
2. Вторая чашка весов так и осталась выше первой. В этом случае говорят, что масса тела а больше массы тела b.
3. Вторая чашка опустилась, а первая поднялась и стоит выше второй. В этом случае говорят, что масса тела а меньше тела b.
С математической точки зрения масса - это такая положительная величина, которая обладает свойствами:
1. Масса одинакова у тел, уравновешивающих друг друга на весах;
2. Масса складывается, когда тела соединяются вместе: масса нескольких тел, вместе взятых равна сумме их масс. Если сравнить данное определение с определениями длины и площади, то увидим, что масса характеризуется теми же свойствами, что длина и площадь, но задана на множестве физических тел.
Измерение массы производится с помощью весов. Происходит это следующим образом. Выбирают тело e, масса которого принимается за единицу. Предполагается, что можно взять и доли этой массы. Например, если за единицу массы взят килограмм, то в процессе измерения можно использовать такую его долю, как грамм: 1г= 0,01кг.
На одну чашку весов кладут тело, массу тела кого того измеряют, а на другую – тела, выбранные в качестве единицы массы, то есть гири. Этих гирь должно быть столько, чтобы они уравновесили первую чашку весов. В результате взвешивания получается численное значение массы данного тела при выбранной единице массы. Это значение приближённое. Например, если масса тела равна 5 кг 350 г, то число 5350следует рассматривать как значение массы данного тела ( при единице массы – грамм). Для численных значений массы справедливы все утверждения, сформулированные для длины, то есть сравнение масс, действия над ними сводятся к сравнению и действиям над численными значениями масс (при одной и той же единице массы).
Основная единица массы - килограмм. Из этой основной единицы образуются другие единицы массы: грамм, тонна и другие.
Промежутки времени и их измерение.
Понятие времени более сложное, чем понятие длины и массы. В обыденной жизни время - это то, что отделяет одно событие от другого. В математике и физике время рассматривают как скалярную величину, потому что промежутки времени обладают свойствами, похожими на свойства длины, площади, массы.
Промежутки времени можно сравнивать. Например, на один и тот же путь пешеход затратит больше времени, чем велосипедист.
Промежутки времени можно складывать. Так, лекция в институте длится столько же времени, сколько два урока в школе.
Промежутки времени измеряют. Но процесс измерения времени отличается от измерения длины, площади или массы. Для измерения длины можно многократно использовать линейку, перемещая её с точки на точку. Промежуток времени, принятый за единицу, может быть использован лишь один раз. Поэтому единицей времени должен быть регулярно повторяющийся процесс. Такой единицей в Международной системе единиц названа секунда. Наряду с секундой используются и другие единицы времени: минута, час, сутки, год, неделя, месяц, век. Такие единицы, как год и сутки, были взяты из природы, а час, минута, секунда придуманы человеком.
Год - это время обращения Земли вокруг Солнца. Сутки - это время обращения Земли вокруг своей оси. Год состоит приблизительно из 365 суток. Но год жизни людей складывается из целого числа суток. Поэтому вместо того, чтобы к каждому году прибавлять 6 часов, прибавляют целые сутки к каждому четвёртому году. Этот год состоит из 366 дней и называется високосным.
В Древней Руси неделя называлась седмицей, а воскресенье - днём недельным (когда нет дел) или просто неделей, т.е. днём отдыха. Названия следующих пяти дней недели указывают, сколько дней прошло после воскресенья. Понедельник - сразу после неделя, вторник - второй день, среда - середина, четвёртые и пятые сутки соответственно четверг и пятница, суббота.
Список используемой литературы
1. Александров А.Д. Основания геометрии / А.Д. Александров. - Новосибирск: Наука,1987г. – 60 с.
2. Аргинская И.И. Математика в системе общего развития / И.И.Аргинская // Начальная школа: плюс минус. – 2000. - №4. С. 30-37.
3. Александрова Э.И. Методические рекомендации. Математика / Э.И.Александрова // Вестник образования. – 2000. – 18 сен. – С. 2.
4. Анипченко З.А.Задачи, связанные с величинами и их применение в курсе математики в начальных классах / З.А. Анипченко.- М.: 1997г. стр.2-5
5. Бантова М. А. Методика преподавания математики в начальной школе. / М. А. Бантова. – М.: Просвещение, 1984. – 250 с.
6. Бантова М. А. Школа России. Концепция и программы для начальных классов в 2 частях / М. А.Бантова, Г.В. Бельтюкова, с.И. Волкова. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2008. – 158 с.
7. Бань И.В. О формировании интереса к математике / И.В. Бань // Начальная школа. – 1999. - №4. – С. 73.
8. Белошистая А.В. К вопросу о развитии пространственных представлений и простра<
