Диплом на тему Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций на элективном курсе по математике
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-06-24Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Вятский государственный гуманитарный университет»
Физико-математический факультет
Кафедра дидактики физики и математики
Выпускная квалификационная работа
Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций на элективном курсе по математике в старших классах общеобразовательной школы
Выполнила:
студентка V курса
физико-математического факультета (специальность 050201.65 Математика)
Халиуллина Розалия Рафильевна
Научный руководитель:
кандидат педагогических наук,
доцент кафедры дидактики физики и математики
Крутихина Марина Викторовна
Рецензент:
старший преподаватель кафедры дидактики физики и математики
Ошуева Елена Сергеевна
Работа допущена к защите в ГАК
«___» _________2008 г. Зам. зав. кафедрой ____________ М. В. Крутихина
«___» _________2008 г. Декан факультета ______________ Е. В. Кантор
Киров 2008
Содержание
\t "дип1;1;дип2;2" Введение
Глава I. Теоретические основы разработки элективных курсов
§1.Элективные курсы
§2. Использование свойств функций при решении уравнений и неравенств. Глава II. Разработка элективного курса «Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций»
§1. Методические основы разработки элективного курса
§2. Разработка занятий элективного курса
§3. Опытное преподавание
Заключение
Библиографический список
Введение
Принципиальным положением организации школьного математического образования в настоящее время является дифференциация обучения математике – уровневая дифференциация и профильная дифференциация в старших классах средней школы. Концепция модернизации российского образования на период до2010 г . предусматривает создание “системы специализированной подготовки (профильного обучения) в старших классах общеобразовательной школы, ориентированной на индивидуализацию обучения и социализацию учащихся, в том числе с учетом реальных потребностей рынка труда… отработка гибкой системы профилей”.[17] Широкий переход на профильное обучение в старших классах общеобразовательных учреждений Российской Федерации начался с 2006/07 учебного года.
В России имеется опыт дифференцированного обучения. В1864 г . было введено разделение образования на два типа - “классическое” (открывающее путь для поступления в университет) и реальное. Проект реформы образования 1915–1916 гг. предусматривал разделение на три варианта: новогуманитарное, гуманитарное и реальное образование. С 1918 по 1934 г . в старших классах выделялось три направления: гуманитарное, естественно-математическое и техническое. В 1934 г . были введены единые учебные планы и единые учебные программы. Но дальнейшее развитие социалистического строительства вызвало необходимость дифференциации обучения. Для этого, наряду с развитием системы школ (классов) с углубленным изучением отдельных предметов, в 1966 г . были организованы массовые факультативные курсы в общеобразовательных школах.
В 1970–1980 гг. обучение старшеклассников было связано с получением массовых профессий в системе учебно-производственных комбинатов. Однако этот опыт оказался малоэффективным: существенные затраты на узкопрофильное обучение не восполнялись из-за невостребованности этих профессий на рынке труда. Федеральный закон “Об образовании”, принятый в 1992г., открыл возможности для создания широкого спектра общеобразовательных учреждений (лицеев, гимназий, колледжей), широко реализующих вариативные программы обучения, в том числе и профильной предпрофессиональной подготовки [15].
В настоящее время программа по математике для средней общеобразовательной школы, работающей по базисному учебному плану, предполагает формирование у школьников представлений о математике как части общечеловеческой культуры, как определенном методе познания мира [32]. Но на данный момент содержание школьного курса математики не соответствует требованиям, возникшим в современных условиях. Объем знаний, необходимый человеку, резко возрастает, в то время как количество отводимых для занятий часов сокращается. Одним из средств реализации требований программы и решения имеющихся проблем является переход школы на профильное обучение и введение элективных курсов. Согласно «Концепции профильного обучения на старшей ступени общего образования» [18] особая роль при организации профильного обучения отводится элективным курсам, которые связаны с удовлетворением индивидуальных образовательных интересов, потребностей и склонностей каждого школьника. Их введение направлено на реализацию личностно-ориентированного учебного процесса, при котором существенно расширяются возможности построения учащимися индивидуальных образовательных программ, поскольку элективные курсы в наибольшей степени связаны с выбором каждым школьником содержания образования в зависимости от его интересов, способностей, последующих жизненных планов. Мотивами для выбора элективного курса у учеников могут быть следующие:
- подготовка к выпускным и вступительным экзаменам;
- поддержка изучения базового курса математики;
- заинтересованность математикой;
- профессиональная ориентация.
В курсы может быть включен материал, связанный с уравнениями и неравенствами. Он составляет значительную часть школьного курса математики, но временные рамки урока не позволяют рассмотреть все вопросы. Кроме того, обязательным минимумом содержания обучения математике, заданным государственным стандартом для основной школы, определен учебный материал для обязательного рассмотрения, но не для обязательного усвоения (например, нестандартные методы решения уравнений и неравенств, методы решения уравнений и неравенств с параметром и т.д.).
Ввиду важности и обширности материала, связанного с понятиями уравнений и неравенств, их изучение в современной методике математики организовано в содержательно-методическую линию – линию уравнений и неравенств [25]. Существует три основных направления развертывания данной линии в школьном курсе математики.
ü Прикладная направленность линии уравнений и неравенств раскрывается главным образом при изучении алгебраического метода решения текстовых задач. Уравнения и неравенства являются основной частью математических средств, используемых при решении текстовых задач.
ü Теоретико-математическая направленность раскрывается в двух аспектах: в изучении наиболее важных классов уравнений, неравенств и их систем, и в изучении обобщенных понятий и методов относящихся к линии в целом.
ü Для линии уравнений и неравенств характерна направленность на установление связей с остальным содержанием курса математики. Линия уравнений и неравенств также тесно связана с функциональной линией. С одной стороны – применение методов, разрабатываемых в линии уравнений и неравенств, к исследованию функции. С другой стороны, функциональная линия оказывает существенное влияние как на содержание линии уравнений и неравенств, так и на стиль ее изучения. В частности, функциональные представления служат основой привлечения графической наглядности к решению и исследованию уравнений, неравенств.
С каждым уравнением, неравенством связаны конструирующие их аналитические выражения. Последние в свою очередь могут задавать функции одной или нескольких переменных. Поэтому присутствие функций, а точнее, их свойств, не может не влиять на решение задач такого рода. Просто в одних случаях мы как бы негласно используем свойства функций, в других явно ссылаемся на них. Порой «гласное» смещение акцентов в сторону свойств функций может оказать существенную пользу в поиске рациональных идей решения. Изученные свойства функций и методы их исследования должны найти применение в школе при решении уравнений, неравенств. В школьном курсе математики рассмотрение этих вопросов остается в стороне, но в ЕГЭ достаточно часто встречаются задания, решаемые с помощью применения свойств функций. Поэтому целесообразно этот материал вынести на курсы по выбору.
Таким образом, тема данной работы «Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций на элективном курсе по математике в старших классах общеобразовательной школы» актуальна
Объект исследования: процесс применения свойств функции как метода решения уравнений, неравенств на элективных курсах в старших классах.
Предмет исследования: методика изучения темы «Использование свойств функций для решения уравнений и неравенств» на элективных курсах.
Цель работы: разработать методику применения свойств функции для решения уравнений и неравенств на элективных курсах.
Гипотеза: умение применять необходимые свойства функций при решении уравнений и неравенств позволит учащимся решать их на сознательной основе, использовать различные способы решения, выбирая из них наиболее рациональные, в том числе те, которые не рассмотрены в школьных учебниках.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Проанализировать программу и основные учебники, предусмотренные Федеральным перечнем учебников по математике для 10-11 классов, с точки зрения применения свойств функций при решении уравнений и неравенств.
2. Проанализировать задания и результаты ЕГЭ.
3. Подобрать систему заданий для работы на элективных курсах по математике.
4. Разработать методические рекомендации по обучению решения уравнений и неравенств с использованием свойств функций.
5. Осуществить опытное преподавание.
Для решения поставленных задач применялись следующие методы:
1. Изучение математической, методической и педагогической литературы.
2. Анализ школьных учебников, текстов и результатов ЕГЭ.
3. Опытное преподавание.
4. Наблюдение за работой учащихся на уроках и внеклассных занятиях по математике.
Глава I. Теоретические основы разработки элективных курсов
§1.Элективные курсы
Элективные курсы по математике (курсы по выбору) играют важную роль в системе профильного обучения на старшей ступени школы. Курсы по выбору способствуют созданию условий для существенной дифференциации и индивидуализации содержания обучения математике старшеклассников. В отличие от факультативных курсов, существующих сейчас в школе, элективные курсы обязательны для учащихся.
1.1. Типы учебных предметов профильного обучения
Профильное обучение является средством дифференциации и индивидуализации обучения, позволяющее за счет изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса более полно учитывать интересы, склонности и способности учащихся, создавать условия для обучения старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжения образования. Согласно концепции профильного обучения [18] на старшей ступени предполагается возможность разнообразных комбинаций учебных предметов, что позволит обеспечивать гибкую систему профильного обучения. Эта система должна включать в себя следующие типы учебных предметов: базовые общеобразовательные, профильные и элективные [19].
Базовые общеобразовательные предметы являются обязательными для всех учащихся и инвариантными для всех профилей обучения. Предлагается следующий набор обязательных общеобразовательных предметов: математика, история, русский и иностранные языки, физическая культура, а также интегрированные курсы обществознания (для естественно-математического, технологического и иных возможных профилей), естествознания (для гуманитарного, социально-экономического и иных возможных профилей).
Профильные общеобразовательные предметы – предметы, определяющие направленность каждого конкретного профиля обучения, являются обязательными для учащихся, выбравших данный профиль обучения. Обеспечивают углубленное изучение отдельных предметов.
Элективные курсы – обязательные для посещения курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы. Элективные курсы становятся основным средством удовлетворения индивидуальных образовательных интересов, потребностей и склонностей школьника.
1.2. Цели, задачи, функции элективных курсов
Цель изучения элективных курсов – ориентация на индивидуализацию обучения и социализацию учащихся, на подготовку к осознанному и ответственному выбору сферы будущей профессиональной деятельности.
Исходя из этого, можно сформулировать требования к тематике и содержанию элективных курсов:
ü иметь социальную и личностную значимость, актуальность как с точки зрения подготовки квалифицированных кадров, так и для личностного развития учащихся;
ü способствовать социализации и адаптации учащихся, предоставлять возможность для выбора индивидуальной образовательной траектории, осознанного профессионального самоопределения;
ü поддерживать изучение базовых и профильных общеобразовательных предметов, а также обеспечивать условия для внутрипрофильной специализации обучения;
ü обладать значительным развивающим потенциалом, способствовать формированию целостной картины мира, развитию общеучебных, интеллектуальных и профессиональных навыков [15].
Задачи элективных курсов:
1)создание условий для того, чтобы ученик утвердился или отказался от сделанного им выбора направления дальнейшего учения и связанного с определенным видом профессиональной деятельности;
2)помочь старшекласснику, выбравшему образовательную область для более тщательного изучения, увидеть многообразие видов деятельности, с ней связанных.
Традиционное разделение задач на три группы – обучение, воспитание, развитие – не обязательно, поскольку оно зачастую является искусственным и не отражает целостности образовательного процесса.
В соответствии с целями и задачами профильного обучения элективные курсы выполняют различные функции:
ü развивают содержание базового курса математики, изучение которого в данной школе осуществляется на минимальном общеобразовательном уровне, что позволяет поддерживать на профильном уровне или получать дополнительную подготовку для сдачи единого государственного экзамена по математике;
ü дополняют содержание профильного курса математики, выступают его надстройкой, что позволяет профильному курсу быть в полной мере углубленным;
ü удовлетворяют разнообразные познавательные интересы школьников, выходящие за рамки выбранного ими профиля, в различных сферах человеческой деятельности.
ü ориентируют в особенностях будущей профессиональной деятельности [22].
Каждая из указанных функций может быть ведущей, но в целом они должны выполняться комплексно.
Элективные курсы направлены:
1) на формирование умений и способов деятельности, связанных с решением практических задач по математике;
2) получение дополнительных знаний по математике, интегрирующих полученные знания в единую научную картину мира;
3) приобретение образовательных результатов, востребованных на рынке труда;
4) подготовку выпускников к принятию решения о профессиональной подготовке, а также к итоговой аттестации в форме ЕГЭ, к конкурсным экзаменам в вузы.
1.3. Типы элективных курсов
В научно-методической литературе условно выделяют три типа элективных курсов [22]:
I. Предметные курсы, задача которых - углубление и расширение знаний по предметам, входящих в базисный учебный школы.
В свою очередь, предметные элективные курсы можно разделить на несколько групп.
1. Элективные курсы повышенного уровня, направленные на углубление того или иного учебного предмета, имеющие как тематическое, так и временное согласование с этим учебным предметом. Выбор такого элективного курса позволит изучить выбранный предмет не на профильном, а на углубленном уровне.
2. Элективные курсы, в которых углубленно изучаются отдельные разделы основного курса, входящие в обязательную программу данного предмета.
3. Элективные курсы, в которых углубленно изучаются отдельные разделы основного курса, не входящие в обязательную программу данного предмета.
4. Прикладные элективные курсы, цель которых - знакомство учащихся с важнейшими путями и методами применения знаний на практике, развитие интереса учащихся к современной технике и производству.
5. Элективные курсы, посвященные изучению методов познания природы.Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Вятский государственный гуманитарный университет»
Физико-математический факультет
Кафедра дидактики физики и математики
Выпускная квалификационная работа
Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций на элективном курсе по математике в старших классах общеобразовательной школы
Выполнила:
студентка V курса
физико-математического факультета (специальность 050201.65 Математика)
Халиуллина Розалия Рафильевна
Научный руководитель:
кандидат педагогических наук,
доцент кафедры дидактики физики и математики
Крутихина Марина Викторовна
Рецензент:
старший преподаватель кафедры дидактики физики и математики
Ошуева Елена Сергеевна
Работа допущена к защите в ГАК
«___» _________2008 г. Зам. зав. кафедрой ____________ М. В. Крутихина
«___» _________2008 г. Декан факультета ______________ Е. В. Кантор
Киров 2008
Содержание
\t "дип1;1;дип2;2" Введение
Глава I. Теоретические основы разработки элективных курсов
§1.Элективные курсы
§2. Использование свойств функций при решении уравнений и неравенств. Глава II. Разработка элективного курса «Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций»
§1. Методические основы разработки элективного курса
§2. Разработка занятий элективного курса
§3. Опытное преподавание
Заключение
Библиографический список
Введение
Принципиальным положением организации школьного математического образования в настоящее время является дифференциация обучения математике – уровневая дифференциация и профильная дифференциация в старших классах средней школы. Концепция модернизации российского образования на период до
В России имеется опыт дифференцированного обучения. В
В 1970–1980 гг. обучение старшеклассников было связано с получением массовых профессий в системе учебно-производственных комбинатов. Однако этот опыт оказался малоэффективным: существенные затраты на узкопрофильное обучение не восполнялись из-за невостребованности этих профессий на рынке труда. Федеральный закон “Об образовании”, принятый в 1992г., открыл возможности для создания широкого спектра общеобразовательных учреждений (лицеев, гимназий, колледжей), широко реализующих вариативные программы обучения, в том числе и профильной предпрофессиональной подготовки [15].
В настоящее время программа по математике для средней общеобразовательной школы, работающей по базисному учебному плану, предполагает формирование у школьников представлений о математике как части общечеловеческой культуры, как определенном методе познания мира [32]. Но на данный момент содержание школьного курса математики не соответствует требованиям, возникшим в современных условиях. Объем знаний, необходимый человеку, резко возрастает, в то время как количество отводимых для занятий часов сокращается. Одним из средств реализации требований программы и решения имеющихся проблем является переход школы на профильное обучение и введение элективных курсов. Согласно «Концепции профильного обучения на старшей ступени общего образования» [18] особая роль при организации профильного обучения отводится элективным курсам, которые связаны с удовлетворением индивидуальных образовательных интересов, потребностей и склонностей каждого школьника. Их введение направлено на реализацию личностно-ориентированного учебного процесса, при котором существенно расширяются возможности построения учащимися индивидуальных образовательных программ, поскольку элективные курсы в наибольшей степени связаны с выбором каждым школьником содержания образования в зависимости от его интересов, способностей, последующих жизненных планов. Мотивами для выбора элективного курса у учеников могут быть следующие:
- подготовка к выпускным и вступительным экзаменам;
- поддержка изучения базового курса математики;
- заинтересованность математикой;
- профессиональная ориентация.
В курсы может быть включен материал, связанный с уравнениями и неравенствами. Он составляет значительную часть школьного курса математики, но временные рамки урока не позволяют рассмотреть все вопросы. Кроме того, обязательным минимумом содержания обучения математике, заданным государственным стандартом для основной школы, определен учебный материал для обязательного рассмотрения, но не для обязательного усвоения (например, нестандартные методы решения уравнений и неравенств, методы решения уравнений и неравенств с параметром и т.д.).
Ввиду важности и обширности материала, связанного с понятиями уравнений и неравенств, их изучение в современной методике математики организовано в содержательно-методическую линию – линию уравнений и неравенств [25]. Существует три основных направления развертывания данной линии в школьном курсе математики.
ü Прикладная направленность линии уравнений и неравенств раскрывается главным образом при изучении алгебраического метода решения текстовых задач. Уравнения и неравенства являются основной частью математических средств, используемых при решении текстовых задач.
ü Теоретико-математическая направленность раскрывается в двух аспектах: в изучении наиболее важных классов уравнений, неравенств и их систем, и в изучении обобщенных понятий и методов относящихся к линии в целом.
ü Для линии уравнений и неравенств характерна направленность на установление связей с остальным содержанием курса математики. Линия уравнений и неравенств также тесно связана с функциональной линией. С одной стороны – применение методов, разрабатываемых в линии уравнений и неравенств, к исследованию функции. С другой стороны, функциональная линия оказывает существенное влияние как на содержание линии уравнений и неравенств, так и на стиль ее изучения. В частности, функциональные представления служат основой привлечения графической наглядности к решению и исследованию уравнений, неравенств.
С каждым уравнением, неравенством связаны конструирующие их аналитические выражения. Последние в свою очередь могут задавать функции одной или нескольких переменных. Поэтому присутствие функций, а точнее, их свойств, не может не влиять на решение задач такого рода. Просто в одних случаях мы как бы негласно используем свойства функций, в других явно ссылаемся на них. Порой «гласное» смещение акцентов в сторону свойств функций может оказать существенную пользу в поиске рациональных идей решения. Изученные свойства функций и методы их исследования должны найти применение в школе при решении уравнений, неравенств. В школьном курсе математики рассмотрение этих вопросов остается в стороне, но в ЕГЭ достаточно часто встречаются задания, решаемые с помощью применения свойств функций. Поэтому целесообразно этот материал вынести на курсы по выбору.
Таким образом, тема данной работы «Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций на элективном курсе по математике в старших классах общеобразовательной школы» актуальна
Объект исследования: процесс применения свойств функции как метода решения уравнений, неравенств на элективных курсах в старших классах.
Предмет исследования: методика изучения темы «Использование свойств функций для решения уравнений и неравенств» на элективных курсах.
Цель работы: разработать методику применения свойств функции для решения уравнений и неравенств на элективных курсах.
Гипотеза: умение применять необходимые свойства функций при решении уравнений и неравенств позволит учащимся решать их на сознательной основе, использовать различные способы решения, выбирая из них наиболее рациональные, в том числе те, которые не рассмотрены в школьных учебниках.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Проанализировать программу и основные учебники, предусмотренные Федеральным перечнем учебников по математике для 10-11 классов, с точки зрения применения свойств функций при решении уравнений и неравенств.
2. Проанализировать задания и результаты ЕГЭ.
3. Подобрать систему заданий для работы на элективных курсах по математике.
4. Разработать методические рекомендации по обучению решения уравнений и неравенств с использованием свойств функций.
5. Осуществить опытное преподавание.
Для решения поставленных задач применялись следующие методы:
1. Изучение математической, методической и педагогической литературы.
2. Анализ школьных учебников, текстов и результатов ЕГЭ.
3. Опытное преподавание.
4. Наблюдение за работой учащихся на уроках и внеклассных занятиях по математике.
Глава I. Теоретические основы разработки элективных курсов
§1.Элективные курсы
Элективные курсы по математике (курсы по выбору) играют важную роль в системе профильного обучения на старшей ступени школы. Курсы по выбору способствуют созданию условий для существенной дифференциации и индивидуализации содержания обучения математике старшеклассников. В отличие от факультативных курсов, существующих сейчас в школе, элективные курсы обязательны для учащихся.
1.1. Типы учебных предметов профильного обучения
Профильное обучение является средством дифференциации и индивидуализации обучения, позволяющее за счет изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса более полно учитывать интересы, склонности и способности учащихся, создавать условия для обучения старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжения образования. Согласно концепции профильного обучения [18] на старшей ступени предполагается возможность разнообразных комбинаций учебных предметов, что позволит обеспечивать гибкую систему профильного обучения. Эта система должна включать в себя следующие типы учебных предметов: базовые общеобразовательные, профильные и элективные [19].
Базовые общеобразовательные предметы являются обязательными для всех учащихся и инвариантными для всех профилей обучения. Предлагается следующий набор обязательных общеобразовательных предметов: математика, история, русский и иностранные языки, физическая культура, а также интегрированные курсы обществознания (для естественно-математического, технологического и иных возможных профилей), естествознания (для гуманитарного, социально-экономического и иных возможных профилей).
Профильные общеобразовательные предметы – предметы, определяющие направленность каждого конкретного профиля обучения, являются обязательными для учащихся, выбравших данный профиль обучения. Обеспечивают углубленное изучение отдельных предметов.
Элективные курсы – обязательные для посещения курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы. Элективные курсы становятся основным средством удовлетворения индивидуальных образовательных интересов, потребностей и склонностей школьника.
1.2. Цели, задачи, функции элективных курсов
Цель изучения элективных курсов – ориентация на индивидуализацию обучения и социализацию учащихся, на подготовку к осознанному и ответственному выбору сферы будущей профессиональной деятельности.
Исходя из этого, можно сформулировать требования к тематике и содержанию элективных курсов:
ü иметь социальную и личностную значимость, актуальность как с точки зрения подготовки квалифицированных кадров, так и для личностного развития учащихся;
ü способствовать социализации и адаптации учащихся, предоставлять возможность для выбора индивидуальной образовательной траектории, осознанного профессионального самоопределения;
ü поддерживать изучение базовых и профильных общеобразовательных предметов, а также обеспечивать условия для внутрипрофильной специализации обучения;
ü обладать значительным развивающим потенциалом, способствовать формированию целостной картины мира, развитию общеучебных, интеллектуальных и профессиональных навыков [15].
Задачи элективных курсов:
1)создание условий для того, чтобы ученик утвердился или отказался от сделанного им выбора направления дальнейшего учения и связанного с определенным видом профессиональной деятельности;
2)помочь старшекласснику, выбравшему образовательную область для более тщательного изучения, увидеть многообразие видов деятельности, с ней связанных.
Традиционное разделение задач на три группы – обучение, воспитание, развитие – не обязательно, поскольку оно зачастую является искусственным и не отражает целостности образовательного процесса.
В соответствии с целями и задачами профильного обучения элективные курсы выполняют различные функции:
ü развивают содержание базового курса математики, изучение которого в данной школе осуществляется на минимальном общеобразовательном уровне, что позволяет поддерживать на профильном уровне или получать дополнительную подготовку для сдачи единого государственного экзамена по математике;
ü дополняют содержание профильного курса математики, выступают его надстройкой, что позволяет профильному курсу быть в полной мере углубленным;
ü удовлетворяют разнообразные познавательные интересы школьников, выходящие за рамки выбранного ими профиля, в различных сферах человеческой деятельности.
ü ориентируют в особенностях будущей профессиональной деятельности [22].
Каждая из указанных функций может быть ведущей, но в целом они должны выполняться комплексно.
Элективные курсы направлены:
1) на формирование умений и способов деятельности, связанных с решением практических задач по математике;
2) получение дополнительных знаний по математике, интегрирующих полученные знания в единую научную картину мира;
3) приобретение образовательных результатов, востребованных на рынке труда;
4) подготовку выпускников к принятию решения о профессиональной подготовке, а также к итоговой аттестации в форме ЕГЭ, к конкурсным экзаменам в вузы.
1.3. Типы элективных курсов
В научно-методической литературе условно выделяют три типа элективных курсов [22]:
I. Предметные курсы, задача которых - углубление и расширение знаний по предметам, входящих в базисный учебный школы.
В свою очередь, предметные элективные курсы можно разделить на несколько групп.
1. Элективные курсы повышенного уровня, направленные на углубление того или иного учебного предмета, имеющие как тематическое, так и временное согласование с этим учебным предметом. Выбор такого элективного курса позволит изучить выбранный предмет не на профильном, а на углубленном уровне.
2. Элективные курсы, в которых углубленно изучаются отдельные разделы основного курса, входящие в обязательную программу данного предмета.
3. Элективные курсы, в которых углубленно изучаются отдельные разделы основного курса, не входящие в обязательную программу данного предмета.
4. Прикладные элективные курсы, цель которых - знакомство учащихся с важнейшими путями и методами применения знаний на практике, развитие интереса учащихся к современной технике и производству.
6. Элективные курсы, посвященные истории предмета, как входящего в учебный план школы (история физики, биологии, химии, географических открытий), так и не входящего в него (история астрономии, техники, религии и др.).
7. Элективные курсы, посвященные изучению методов решения задач (математических, физических, химических, биологических и т.д.), составлению и решению задач на основе физического, химического, биологического эксперимента.
II. Межпредметные элективные курсы, цель которых - интеграция знаний учащихся о природе и обществе.
III. Элективные курсы по предметам, не входящим в базисный учебный план.
Набор элективных курсов на основе базисного учебного плана определяется самой школой (школьный компонент).
Так как элективные курсы выбираются самими учащимися, они должны соответствовать их потребностям, целям обучения и мотивам выбора курса. Следует отметить, что к основным мотивам выбора элективных курсов в 10-11 классе, которые необходимо учитывать при разработке и реализации элективных курсов относятся:
· подготовка к ЕГЭ по профильным предметам;
· приобретение знаний и навыков, освоение способов деятельности для решения практических, жизненных задач, уход от традиционного школьного «академизма»;
· возможности успешной карьеры, продвижения на рынке труда;
· любопытство;
· поддержка изучения базовых курсов;
· профессиональная ориентация;
· интеграция имеющихся представлений в целостную картину мира.
То, что набор элективных курсов определяют сами школьники, ставит учащихся в ситуацию самостоятельного выбора индивидуальной образовательной траектории, профессионального самоопределения. В связи с этим основными принципами обучения должны являться:
· индивидуальность,
· доступность,
· преемственность,
· результативность.
1.4. Требования к содержанию программ элективных курсов
Основой для работы учителя, ведущего элективный курс, могут стать программы факультативных курсов, разнообразные учебные пособия.Базовыми требованиями к содержанию программ элективных курсов являются следующие:
1) ориентация на современные образовательные технологии;
2) соответствие учебной нагрузки учащихся нормативам;
3) соответствие принятым правилам оформления программ;
4) наличие пособия, содержащего необходимую информацию;
5) краткосрочность проведения курса;
6) развитие содержания одного из базовых курсов, изучение которого осуществляется на минимальном общеобразовательном уровне, что позволяет поддерживать изучение смежных предметов на предпрофильном уровне;
7) удовлетворение познавательных интересов школьника в различных областях деятельности человека;
8) ознакомление учащихся с комплексными проблемами, выходящими за рамки традиционных учебных предметов.
Методической задачей учителя является отбор заданий в соответствии с функциями элективного курса и структурирование их особым образом. Содержанием элективного курса, направленного на углубление математики, может быть учебный материал, который проверяется на ЕГЭ в части С на высоком уровне сложности. Он выступает в качестве дополнительной подготовки учащихся к ЕГЭ по математике и обеспечивает взаимосвязь с обязательным минимумом содержания обучения на профильном уровне.
Содержанием элективных курсов, развивающих базовый курс математики для изучения смежных предметов на профильном уровне, могут стать новые темы обязательного минимума содержания обучения математике по профильному курсу.
Для отбора содержания элективных курсов с целью дополнительной полготовки к ЕГЭ можно руководствоваться общим перечнем контролируемых вопросов содержания курса математики в контрольно-измерительных материалах ЕГЭ. Для этой цели могут служить учебно-методические пособия для подготовки к ЕГЭ по математике.
1.5. Место курса в образовательном процессе
При разработке содержания и методической системы элективного курса важно показать, каково место курса в соотношении как с общеобразовательными, так и с базовыми профильными предметами:
· какие межпредметные связи реализуются при изучении элективного курса;
· какие общеучебные и профильные умения и навыки при этом развиваются;
· каким образом создаются условия для активизации познавательного интереса учащихся, профессионального самоопределения;
· как введение курса в учебный план конкретной школы поможет в выявлении и решении проблем школьного общества (например, развитие школьного самоуправления; организация досуга учащихся; усиление взаимодействия семьи и школы; школы, местной администрации, общественности; учет регионального компонента; улучшение имиджа и повышения конкурентоспособности школы).
Элективные курсы характеризуется тем, что из предложенного их набора ученик может выбрать те, которые ему интересны или нужны. Как только курс выбран, он становится таким же, как нормативный: с обязанностью посещать и отчитываться. Элективный курс в профильной школе краткосрочен, но его объем по часам (максимум 72 часа) выше, чем рекомендуемый объем курсов по выбору для девятиклассников (максимум 35 часов).
Элективные курсы в старшей школе должны быть систематичными (раз или два раза в неделю). В 10-11 классах целью элективного курса является расширение, углубление знаний, выработка специфических умений и навыков, знакомство с новыми областями науки в рамках выбранного профиля.
1.6. Методы и формы обучения
Методы и формы обучения должны определяться требованиями профилизации обучения, учета индивидуальных и возрастных особенностей учащихся, развития и саморазвития личности. В связи с этим выделяют основные приоритеты методики изучения элективных курсов [15]:
· междисциплинарная интеграция, содействующая становлению целостного мировоззрения;
· обучение через опыт и сотрудничество;
· учет индивидуальных особенностей и потребностей учащихся;
· интерактивность (работа в малых группах, ролевые игры, имитационное моделирование, тренинги, метод проектов);
· личностно-деятельностный и субъект-субъективный подход
· (большее внимание к личности учащегося, а не целям учителя, равноправное их взаимодействие);
· фасилитация.
Ведущее место в обучении следует отвести методам поискового и исследовательского характера, стимулирующим познавательную активность учащихся. Значительной должна быть доля самостоятельной работы с различными источниками учебной информации. При этом главная функция учителя – фасилитация – лидерство, основанное на совместной деятельности, направленное на достижение общей образовательной цели. Такой подход позволяет создать лишенный духа соперничества, конкуренции, агрессивности, доверительный психологический климат, в основе которого- взаимообучение, взаимопомощь, сотрудничество. Из единственного источника знаний в традиционном обучении учитель – фасилитатор превращается в «проводника» в мир знаний: эксперта и консультанта- при изучении теоретического материала и выполнения самостоятельных заданий, ведущего – в имитационной игре и тренинге, координатора и консультанта- при выполнении учебного проекта.
При определении форм организации учебных занятий следует исходить прежде всего из специфических целей курса. Преобладающие формы организации учебной деятельности на элективных курсах: лекции, семинары, лабораторно-практические занятия, коллоквиумы, зачеты.
Поскольку не исключается изучение элективного курса даже одним учащимся, необходимо предусмотреть варианты изучения как в коллективных, так и в индивидуально-групповых формах. В то же время, если содержание курса может быть освоено только в групповых или коллективных формах, то следует оговорить минимальную численность учебной группы.
Важно предусмотреть использование таких методов и форм обучения, которые давали бы представление учащимся об условиях и процессах будущей профессиональной деятельности в соответствии с выбранным профилем обучения, т. е. в какой-то степени моделировали бы их.
1.7. Формы контроля уровня достижений учащихся.
Не менее важно продумать систему форм контроля уровня достижений учащихся и критерии оценки. Необходимо разработать как формы промежуточного контроля, так и формы итоговой зачетной работы по курсу. Оценка может выставляться как в форме «зачтено/не зачтено», так и по балльной шкале. С целью повышения привлекательности курса для учащихся и повышения шансов его продвижения на рынке образовательных услуг желательно, чтобы формы и содержание контроля уровня достижений учащихся в рамках элективного курса согласовывались с требованиями контрольно-измерительных материалов ЕГЭ по базовым предметам.
Для контроля уровня достижения учащихся могут быть использованы такие способы, как наблюдение активности на занятии, беседа с учащимися, родителями, экспертные оценки педагогов по другим предметам, анализ творческих, исследовательских работ, результатов выполнения диагностических заданий учебного пособия или рабочей тетради, анкетирование, тестирование. Важно использовать оценку промежуточных достижений, прежде всего как инструмент положительной мотивации, а также своевременной коррекции деятельности как учащихся, так и учителя.
Для проведения итоговой аттестации по результатам изучения курса можно использовать:
ü специальную зачетную работу (экзамен, тест);
ü портфолио ученика (совокупность самостоятельно выполненных работ и документально подтвержденных достижений;
ü накопительную систему оценивания (когда результаты выполнения всех предложенных заданий оцениваются в баллах, которые суммируются по окончании курса).
Важным элементом методической системы элективного курса является определение ожидаемых результатов изучения курса [16]. Ожидаемый результат изучения курса подразумевает ответы на следующие вопросы: какие знания, умения, опыт, необходимые для построения индивидуальной образовательной траектории в школе и успешной профессиональной карьеры по ее окончании, будут получены, какие виды деятельности будут освоены, какие ценности будут предложены для усвоения [15].
1.8. Правила оформления программ
Структурными элементами программы элективного курса являются[22]:
1) титульный лист;
2) пояснительная записка;
3) требования к подготовке учащихся
4) учебно-тематический план;
5) содержание изучаемого курса;
6) методические рекомендации;
7) список литературы.
Пояснительная записка включает:
· аннотацию, обоснование необходимости введения данного курса в школе. Аннотация должна включать в себя название, основное содержание, для кого предназначен курс. Важно, чтобы аннотация была краткой и в то же время давала потребителю достаточно полное представление о курсе: в чем привлекательность курса для учащихся, для учителей, родителей, школьного сообщества в целом;
· указание на место и роль курса в профильном обучении (важно показать, каково место курса в соотношении как с общеобразовательными, так и с базовыми профильными предметами; какие межпредметные связи реализуются при изучении элективных курсов, какие общеучебные и профильные умения и навыки при этом развиваются, каким образом создаются условия для активизации познавательного интереса учащихся, профессионального самоопределения);
· цель и задачи элективного курса (цель курса – для чего он изучается, какие потребности субъектов образовательного процесса удовлетворяет: учащихся, учителей, школьного сообщества, общества; задача курса – что необходимо для достижения целей);
· сроки реализации программы (продолжительность обучения, этапы);
· основные принципы отбора и структурирование материала.
Учебно-тематический план содержит:
· перечень тем и разделов;
· время на изучение;
· деление на виды учебной деятельности;
· формы контроля.
Оформляется в виде таблицы:
| № п/п | Содержание учебного материала | Всего часов | В том числе | ||
| Лекц. | Практ. | Семин. | |||
Содержание изучаемого курса включает перечень тем, вопросов теоретической и практической части и их описание.
Список литературы состоит из списка книг, использованных при разработке элективного курса и списка литературы, рекомендованной учащимся.1.9 Элективные курсы в образовательной области «Математика»
В старших классах школы изучаются два предмета, составляющих образовательную область “Математика”, – алгебра и основы математического анализа и геометрия.
Сейчас наметилась тенденция наличия в учебном плане школы одного предмета – математики. Можно предположить, что в создаваемой профильной школе, скорее всего, в классах естественнонаучного математического профиля, сохранится раздельное обучение алгебре и геометрии. А вот в классах других профилей в учебном плане, вероятнее всего, будет присутствовать интегрированный курс математики.
Специфика преподавания математики в старших классах во многом определяется еще и тем, что экзамен по математике (в данное время по алгебре и началам анализа) является обязательным для всех школьников. В настоящее время этот экзамен проводится в виде ЕГЭ. Единый государственный экзамен по математике – процедура серьезная, требующая специальной подготовки.
Математику, в отличие от других предметов, сдают в вузах разного профиля (математических, естественнонаучных, технических, экономических, военных, связанных с математической лингвистикой и т. д.). С введением ЕГЭ на учителя математики явно или неявно возлагается еще большая ответственность за сдачу его выпускниками вступительных экзаменов в вуз.
Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что в профильной школе математика займет весьма важное место, учитель математики независимо от профиля будет, так или иначе, стремиться к увеличению числа учебных часов по своему предмету, поэтому, скорее всего, абсолютное большинство учителей математики будут заинтересованы во введении элективных курсов.
Вывод по параграфу: изложенные выше цели, задачи, типы, требования к элективным курсам необходимо учитывать при разработке любого элективного курса.
§2. Использование свойств функций при решении уравнений и неравенств
2.1. Общие методы решения уравнений
В методической литературе [25], [26] принято все методы, на которых основана школьная линия уравнений и неравенств с 7 по 11 классы, делить на три группы:
ü метод разложения на множители;
ü метод введения новых переменных;
ü функционально-графический метод.
В данной работе мы рассмотрим третий метод, а именно, использование графиков функций и различных свойств функций.
К применению функционально-графического метода школьников необходимо приучать с самого начала изучения темы «Уравнения».
Решение некоторых задач может быть основано на свойствах монотонности, периодичности, четности или нечетности и т.п. входящих в них функций.
2.2. Анализ школьных учебников
Проанализировав учебники, можно сделать вывод, что данная тема рассматривается только в учебниках математики нового поколения [2], [3], [5], [6] Построение курса в этих учебниках осуществляется на основе приоритетности функционально-графической линии. В остальных учебниках функционально-графический метод решения уравнений и неравенств в отдельную тему не выделен. Использование свойств функции для решения задач упоминается вскользь при изучении других тем. В новых учебниках содержится также достаточное количество заданий этого типа. В учебнике [2] содержатся задания повышенного уровня. Приведена наиболее полная система заданий, систематизированная по каждому свойству функции.
Решение некоторых задач может быть основано на свойствах монотонности, периодичности, четности или нечетности и т.п. входящих в них функций.
2.2. Анализ школьных учебников
Проанализировав учебники, можно сделать вывод, что данная тема рассматривается только в учебниках математики нового поколения [2], [3], [5], [6] Построение курса в этих учебниках осуществляется на основе приоритетности функционально-графической линии. В остальных учебниках функционально-графический метод решения уравнений и неравенств в отдельную тему не выделен. Использование свойств функции для решения задач упоминается вскользь при изучении других тем. В новых учебниках содержится также достаточное количество заданий этого типа. В учебнике [2] содержатся задания повышенного уровня. Приведена наиболее полная система заданий, систематизированная по каждому свойству функции.
| Учебник | А.Г.Мордкович «Алгебра и начала анализа 10-11», учебник для общеоб-разовательных учреждений[5], [6] | А.Г.Мордкович, П.В.Семенов «Алгебра и начала анализа 11», учебник для общеобразовательных учреждений (профильный уровень) [3] | С.М.Никольский и др. «Алгебра и начала анализа 11», учебник для общеобразовательных учреждений[2] | А.Н. Колмогоров и др. «Алгебра и начала анализа 11», учебник для общеобразовательных учреждений[4] | Ш.А. Алимов и др. «Алгебра и начала анализа 10-11», учебник для общеобразовательных учреждений[1] |
| Место в курсе | Глава 8 «Уравнения и неравенства. Системы уравнений и неравенств» (последняя тема курса) | Глава 6 «Уравнения и неравенства. Системы уравнений и неравенств» (последняя тема курса) | Глава II «Уравнения, неравенства, системы» | Нет отдельно выделенной темы. Но в теме «Решение тригонометрических уравнений и неравенств» формулируется теорема о корне, которая используется в дальнейшем изучении | Нет отдельно выделенной темы |
| Содержание темы | § §56 Общие методы решения уравнений и неравенств ( | § §27 Общие методы решения уравнений и неравенств ( | § Уравнения (неравенства)вида  § §12*Нестадартные методы решения уравнений и неравенств (использование областей существования функций, неотрицательности функций, ограниченности, использование свойств sin и cos, использование производной) | Свойство монотонности функции, четности-нечетности (при выводе формул корней тригонометрических уравнений) | Упоминается свойство монотонности при разборе примера в теме «Показательная функция» |
| Примеры рассматриваемых уравнений и неравенств | (   |      | Решить уравнение Сколько корней, принадлежащих данному промежутку, имеет уравнение  | Решить уравнение  | |
2.3. Анализ ЕГЭ (текстов и результатов)
Единый государственный экзамен как форма аттестации, которая введена в практику российского образования в 2002 году, с 2009 года переходит из экспериментального в штатный режим.
Анализ текстов ЕГЭ показал, что задания, при решении которых используются свойства функций встречаются каждый год.
В 2003 году в заданиях А9 и С2 при решении можно применить свойства функций:
· А9. Укажите промежуток, которому принадлежат корни уравнения 
. (выполнили верно 64,1% учащихся).
· С2. Найдите все значения p, при которых уравнение 
не имеет корней. (104 учащихся получили 4 балла, 36 – 3балла, 56 – 2балла, 261 – 1балл, не справились с заданием 13696 учащихся) [33].
В 2004 году – задание В2. Сколько корней имеет уравнение 
. (выполнили верно менее 40% учащихся) [34].
В 2005 году задание С2 (решите уравнение 
) выполнили 37% учащихся [42].
В 2007 при выполнении задания "Решите уравнение" в части В выпускники при решении уравнения 
рассматривали два случая, привычно раскрывая знак модуля. Хотя внимательный анализ условия задания показывает, что на промежутке 
, на котором следует искать корни уравнения, выражение 
принимает только положительные значения [42].
Анализ ответов участников экзамена показывает, что даже хорошо подготовленные учащиеся часто выполняют задания, используя "шаблонные" методы решения, которые приводят к громоздким преобразованиям и вычислениям.
Очевидно, что при выполнении приведенных выше заданий хорошо подготовленный выпускник должен был показать не только знание известных методов решения уравнений или преобразования выражений, но и умение проанализировать условие, соотнести данные и требования задания, вывести из условия различные следствия и т.п., то есть показать определенный уровень развития математического мышления.
Таким образом, при обучении хорошо успевающих учащихся нужно не только позаботиться об усвоении базовой составляющей курса алгебры и начал анализа, (усвоение изученных правил, формул, методов), но и о реализации одной из главных целей обучения математике – развитию мышления учащихся, в частности, математического мышления. Для реализации поставленной цели могут служить элективные курсы.
2.4. Применение свойств функций при решении уравнений и неравенств
1. Использование области определения функции. Если при рассмотрении уравнения (неравенства) выясняется, что обе его части определены на множестве M, состоящем из одного или нескольких чисел, то нет необходимости проводить какие-либо преобразования уравнения или неравенства. Достаточно проверить, является или нет каждое из этих чисел решением данного уравнения (неравенства).
Если множество M, на котором определены обе части уравнения (неравенства), окажется пустым множеством, то в этом случае уравнение (неравенство) решений не имеет [2], [31].
Пример 1. Решить уравнение 
ОДЗ этого уравнения состоит из всех x, одновременно удовлетворяющих условиям 
. Это значит, что ОДЗ есть пустое множество. Этим решение уравнения и завершается, т. к. установлено, то ни одно число не может являться решением, т.е. уравнение не имеет корней.
Ответ: решений нет.
При решении неравенств иногда можно не находить ОДЗ, а решать неравенство переходом к равносильной ему системе неравенств, в которой либо одно из неравенств не имеет решений, либо знание его решения помогает решить систему неравенств.
Пример 2. Решить неравенство 
Нахождение ОДЗ неравенства есть трудная задача, поэтому перейдем к равносильной ему системе неравенств 
.
Третье неравенство имеет решение 
. Первое и второе неравенство справедливо лишь для x из промежутка 
. Поэтому этот промежуток является множеством решений системы.
Ответ: .
2. Использование монотонности функций при решении уравнений и неравенств. Это свойство при решении уравнений и неравенств используется чаще всего. Решение уравнений и неравенств с применением монотонности функций основывается на следующих утверждениях [21], [31]:
2.1Пусть f(x) – непрерывная и строго монотонная функция на некотором промежутке. Тогда уравнение вида f(x)=c, где с – данная константа, может иметь не более одного решения на этом промежутке.
2.2.Пусть f(x) и φ(x) непрерывные на некотором промежутке функции. Тогда если f(x) монотонно возрастает, а φ(x) убывает, то уравнение f(x)=φ(x) имеет не более одного решения на этом промежутке.
2.3.Пусть функция f(x) возрастает на своей области определения. Тогда для решения неравенства f(x)>c достаточно решить уравнение f(x)=c. Если x0 – корень, то решениями неравенства будут значения 
, принадлежащие области определения f(x).
Рассмотрим на примерах, как используются эти утверждения.
Пример 3. Решить неравенство 
. Существует стандартный прием решения: возведение в квадрат (при условии 
0). Мы рассмотрим решение данного неравенства с использованием свойства монотонности. Функция, расположенная в левой части неравенства, монотонно возрастает, в правой части - убывает. Из этого следует, что уравнение 
имеет не более одного решения, причем если x0 – решение этого уравнения, то при 
будет 
, а решением данного неравенства будет 
. Значение 
легко подбирается: 
.
Ответ: 
.
Пример 4. Решить уравнение 
Данное уравнение имеет очевидное решение 
. Докажем, что других решений нет. Поделим обе части на 
, получим 
. Левая часть представляет собой монотонно убывающую функцию. Правая часть функция постоянная. Следовательно, каждое свое значение она принимает один раз, то есть данное уравнение имеет единственное решение.
Ответ: .
3. Уравнения вида 
. При решении уравнений данного вида используются следующие утверждения [2], [5], [31]:
1) пусть область существования функции 
есть промежуток M и пусть эта функция непрерывна и строго монотонна на этом промежутке. Тогда уравнение 
будет равносильно системе 
;
2) если множество M совпадает с R, то уравнения 
и 
равносильны;
В школе чаще пользуются не этой теоремой, а ее следствиями:
3) уравнение 
равносильно системе 
(При условии, что 
);
4) для любого натурального числа 2m уравнение 
равносильно системе 
.
Заметим, что в этих двух системах любое из неравенств можно опустить.
Пример 5. Решить уравнение 
Данное уравнение равносильно системе 
. Уравнение имеет два корня 
. Неравенству удовлетворяет только первый корень. Следовательно система, а, значит, и равносильное ей уравнение имеют единственное решение.
Ответ: 
.
4. Использование понятия области изменения функции. При изучении уравнений в школе обращается внимание учащихся на нахождении области допустимых значений неизвестного. Однако в стороне остаются такие вопросы: если область допустимых значений неизвестного непустое множество, то всегда ли существует решение, какие необходимые условия его существования? Если существует решение, то нельзя ли сузить границы корней?
Дать ответы на эти вопросы можно, если использовать понятие области изменения функции (или область значений).
Пусть дано уравнение f(x)= 
,где f(x) и - элементарные функции, определенные на множествах X1 и X2. Тогда областью допустимых значений x для уравнения будет множество, состоящее из тех значений x, которые принадлежат обоим множествам, то есть A= X1∩X2. Если множество A пустое (A= 
), то уравнение решений не имеет. Поэтому рассмотрим случай, когда A≠ .
Обозначим области изменения этих функций соответственно через Y1 и Y2. Если x1 является решением уравнения, то будет выполняться числовое равенство f(x1)= 
, где f(x1) – значение функции f(x) при x=x1, а 
значение функции при x=x1.
Значит, если уравнение имеет решение, то области значений функции f(x) и имеют общие элементы (Y1∩Y2≠ ). Если же таких общих элементов множества Y1 и Y2 не содержат, то уравнение решений не имеет. Из того, что Y1∩Y2≠ , еще не следует существование решения, ибо это есть только необходимое, а не достаточное условие. Эти рассуждения полезно подкрепить графиками [41].
Пусть дано неравенство f(x)≤ ,где f(x) и - элементарные функции, определенные на множествах X1 и X2, причем X1∩X2≠ . Обозначим области изменения этих функций соответственно через Y1 и Y2. Если промежуток 
является решением неравенства, то для любого x из этого промежутка будет выполняться числовое неравенство f(a)≤ 
, где f(a) – значение функции f(x) при x=a, а значение функции при x=a. Значит, если неравенство имеет решение, то области значений функции f(x) и имеют общие элементы (Y1∩Y2≠ ). Если же таких общих элементов множества Y1 и Y2 не содержат, то уравнение решений не имеет.
Пример 7. Решить уравнение 
.
ОДЗ – множество действительных чисел. Область изменения функции f(x)= 
‑ множество Y1= 
, область изменения функции = 
‑ множество Y2= 
. Тогда Y1∩Y2= ∩ ={2}. Следовательно, если уравнение имеет решения, то ими могут быть только те значения x, при которых обе функции одновременно принимают значение, равное 2. Функция принимает это значение только один раз, при x=0. Нетрудно убедиться, что f(0)=2.
Ответ: x=0.
5. Использование свойств четности или нечетности и периодичности функций. Знания учащихся о свойствах четных и нечетных функций, о периодических функциях становятся более глубокими и осознанными, если систематически использовать эти свойства при решении уравнений и неравенств. Кроме того, применение свойств четности или нечетности, периодичности функций способствует рационализации самих решений.
Пусть имеем уравнение или неравенство F(x)=0, F(x)>0 (F(x)<0), где F(x) – четная или нечетная функция. Область определения такой функции симметрична относительно нуля (необходимое условие).
Для любых двух симметричных значений аргумента из области определения четная функция принимает равные числовые значения, а нечетная – равные по абсолютной величине, но противоположного знака значения.
Выводы:
1. Чтобы решить уравнение F(x)=0, где F(x) – четная или нечетная функция, достаточно найти положительные (или отрицательные) корни, после чего записать отрицательные (или положительные) корни, симметричные полученным. Для нечетной функции корнем будет x=0, если это значение входит в область определения F(x). Для четной функции значение x=0 проверяется непосредственной подстановкой в уравнение.
2. Чтобы решить неравенство F(x)>0 (F(x)<0), где F(x) – четная функция, достаточно найти решения для x≥0 (или x≤0). Действительно, если решением данного неравенства является промежуток (x1, x2), где x1, x2 – числа одного знака или одно из них равно нулю, то его решением будет и промежуток ( ‑ x2, ‑ x1).
3. Чтобы решить неравенство F(x)>0 (F(x)<0), F(x) – нечетная функция, достаточно найти его решения для x>0 (или x<0). Действительно, функция F(x) для любого x≥0 (x≤0) из области ее определения может находиться с нулем в одном из трех отношений: «равно», «больше», «меньше». Следовательно, если нам известно, при каких значениях x F(x)≥0 (F(x)≤0), то нам будет известно, при каких значениях x F(x)>0 (F(x)<0) (оставшиеся значения x из области определения). Но если нам известны промежутки знакопостоянства функции F(x) для x>0 (или x<0), то легко записать промежутки знакопостоянства и для x<0 (x>0).
Если функция F(x) – периодическая, то решение уравнения F(x)=0 или неравенства F(x)>0 (F(x)<0) достаточно найти на промежутке, равном по длине периоду функции, после чего записать общее решение. Если периодическая функция еще и четная или нечетная, то решение достаточно найти на промежутке, равном по длине половине периода [41].
Выводы по параграфу: анализ методической и математической литературы показал, что метод решения уравнений и неравенств с использованием свойств функций используется в школьном курсе математики редко, а в заданиях ЕГЭ и на вступительных экзаменах почти каждый год предлагаются уравнения и неравенства, решение которых упрощается, если применить свойства функций.
Выводы по главе: введение элективных курсов предоставит учащимся возможность, комбинируя их с базовыми и профильными предметами, выстроить индивидуальный маршрут получения полного среднего образования. Это позволит школьникам к окончанию учебного заведения выйти с разным уровнем подготовки как минимальным, так и максимально возможным.Единый государственный экзамен как форма аттестации, которая введена в практику российского образования в 2002 году, с 2009 года переходит из экспериментального в штатный режим.
Анализ текстов ЕГЭ показал, что задания, при решении которых используются свойства функций встречаются каждый год.
В 2003 году в заданиях А9 и С2 при решении можно применить свойства функций:
· А9. Укажите промежуток, которому принадлежат корни уравнения
· С2. Найдите все значения p, при которых уравнение
В 2004 году – задание В2. Сколько корней имеет уравнение
В 2005 году задание С2 (решите уравнение
В 2007 при выполнении задания "Решите уравнение" в части В выпускники при решении уравнения
Анализ ответов участников экзамена показывает, что даже хорошо подготовленные учащиеся часто выполняют задания, используя "шаблонные" методы решения, которые приводят к громоздким преобразованиям и вычислениям.
Очевидно, что при выполнении приведенных выше заданий хорошо подготовленный выпускник должен был показать не только знание известных методов решения уравнений или преобразования выражений, но и умение проанализировать условие, соотнести данные и требования задания, вывести из условия различные следствия и т.п., то есть показать определенный уровень развития математического мышления.
Таким образом, при обучении хорошо успевающих учащихся нужно не только позаботиться об усвоении базовой составляющей курса алгебры и начал анализа, (усвоение изученных правил, формул, методов), но и о реализации одной из главных целей обучения математике – развитию мышления учащихся, в частности, математического мышления. Для реализации поставленной цели могут служить элективные курсы.
2.4. Применение свойств функций при решении уравнений и неравенств
1. Использование области определения функции. Если при рассмотрении уравнения (неравенства) выясняется, что обе его части определены на множестве M, состоящем из одного или нескольких чисел, то нет необходимости проводить какие-либо преобразования уравнения или неравенства. Достаточно проверить, является или нет каждое из этих чисел решением данного уравнения (неравенства).
Если множество M, на котором определены обе части уравнения (неравенства), окажется пустым множеством, то в этом случае уравнение (неравенство) решений не имеет [2], [31].
Пример 1. Решить уравнение
ОДЗ этого уравнения состоит из всех x, одновременно удовлетворяющих условиям
Ответ: решений нет.
При решении неравенств иногда можно не находить ОДЗ, а решать неравенство переходом к равносильной ему системе неравенств, в которой либо одно из неравенств не имеет решений, либо знание его решения помогает решить систему неравенств.
Пример 2. Решить неравенство
Нахождение ОДЗ неравенства есть трудная задача, поэтому перейдем к равносильной ему системе неравенств
Третье неравенство имеет решение
Ответ:
2. Использование монотонности функций при решении уравнений и неравенств. Это свойство при решении уравнений и неравенств используется чаще всего. Решение уравнений и неравенств с применением монотонности функций основывается на следующих утверждениях [21], [31]:
2.1Пусть f(x) – непрерывная и строго монотонная функция на некотором промежутке. Тогда уравнение вида f(x)=c, где с – данная константа, может иметь не более одного решения на этом промежутке.
2.2.Пусть f(x) и φ(x) непрерывные на некотором промежутке функции. Тогда если f(x) монотонно возрастает, а φ(x) убывает, то уравнение f(x)=φ(x) имеет не более одного решения на этом промежутке.
2.3.Пусть функция f(x) возрастает на своей области определения. Тогда для решения неравенства f(x)>c достаточно решить уравнение f(x)=c. Если x0 – корень, то решениями неравенства будут значения
Рассмотрим на примерах, как используются эти утверждения.
Пример 3. Решить неравенство
Ответ:
Пример 4. Решить уравнение
Данное уравнение имеет очевидное решение
Ответ:
3. Уравнения вида
1) пусть область существования функции
2) если множество M совпадает с R, то уравнения
В школе чаще пользуются не этой теоремой, а ее следствиями:
3) уравнение
4) для любого натурального числа 2m уравнение
Заметим, что в этих двух системах любое из неравенств можно опустить.
Пример 5. Решить уравнение
Данное уравнение равносильно системе
Ответ:
4. Использование понятия области изменения функции. При изучении уравнений в школе обращается внимание учащихся на нахождении области допустимых значений неизвестного. Однако в стороне остаются такие вопросы: если область допустимых значений неизвестного непустое множество, то всегда ли существует решение, какие необходимые условия его существования? Если существует решение, то нельзя ли сузить границы корней?
Дать ответы на эти вопросы можно, если использовать понятие области изменения функции (или область значений).
Пусть дано уравнение f(x)=
Обозначим области изменения этих функций соответственно через Y1 и Y2. Если x1 является решением уравнения, то будет выполняться числовое равенство f(x1)=
Значит, если уравнение имеет решение, то области значений функции f(x) и
Пусть дано неравенство f(x)≤
Пример 7. Решить уравнение
ОДЗ – множество действительных чисел. Область изменения функции f(x)=
Ответ: x=0.
5. Использование свойств четности или нечетности и периодичности функций. Знания учащихся о свойствах четных и нечетных функций, о периодических функциях становятся более глубокими и осознанными, если систематически использовать эти свойства при решении уравнений и неравенств. Кроме того, применение свойств четности или нечетности, периодичности функций способствует рационализации самих решений.
Пусть имеем уравнение или неравенство F(x)=0, F(x)>0 (F(x)<0), где F(x) – четная или нечетная функция. Область определения такой функции симметрична относительно нуля (необходимое условие).
Для любых двух симметричных значений аргумента из области определения четная функция принимает равные числовые значения, а нечетная – равные по абсолютной величине, но противоположного знака значения.
Выводы:
1. Чтобы решить уравнение F(x)=0, где F(x) – четная или нечетная функция, достаточно найти положительные (или отрицательные) корни, после чего записать отрицательные (или положительные) корни, симметричные полученным. Для нечетной функции корнем будет x=0, если это значение входит в область определения F(x). Для четной функции значение x=0 проверяется непосредственной подстановкой в уравнение.
2. Чтобы решить неравенство F(x)>0 (F(x)<0), где F(x) – четная функция, достаточно найти решения для x≥0 (или x≤0). Действительно, если решением данного неравенства является промежуток (x1, x2), где x1, x2 – числа одного знака или одно из них равно нулю, то его решением будет и промежуток ( ‑ x2, ‑ x1).
3. Чтобы решить неравенство F(x)>0 (F(x)<0), F(x) – нечетная функция, достаточно найти его решения для x>0 (или x<0). Действительно, функция F(x) для любого x≥0 (x≤0) из области ее определения может находиться с нулем в одном из трех отношений: «равно», «больше», «меньше». Следовательно, если нам известно, при каких значениях x F(x)≥0 (F(x)≤0), то нам будет известно, при каких значениях x F(x)>0 (F(x)<0) (оставшиеся значения x из области определения). Но если нам известны промежутки знакопостоянства функции F(x) для x>0 (или x<0), то легко записать промежутки знакопостоянства и для x<0 (x>0).
Если функция F(x) – периодическая, то решение уравнения F(x)=0 или неравенства F(x)>0 (F(x)<0) достаточно найти на промежутке, равном по длине периоду функции, после чего записать общее решение. Если периодическая функция еще и четная или нечетная, то решение достаточно найти на промежутке, равном по длине половине периода [41].
Выводы по параграфу: анализ методической и математической литературы показал, что метод решения уравнений и неравенств с использованием свойств функций используется в школьном курсе математики редко, а в заданиях ЕГЭ и на вступительных экзаменах почти каждый год предлагаются уравнения и неравенства, решение которых упрощается, если применить свойства функций.
В соответствии с изложенными целями, задачами, типами и требованиями к элективным курсам будет разработан элективный курс «Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций»
Глава II. Разработка элективного курса
«Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций»
§1. Методические основы разработки элективного курса
Пояснительная записка. Основная задача обучения математике в школе – обеспечить прочное и сознательное овладение учащимися системой математических знаний и умений, необходимых в повседневной жизни и трудовой деятельности каждому члену современного общества, достаточных для изучения смежных дисциплин и продолжения образования. Данный элективный курс связан с основным курсом математики. Развивает систему ранее приобретенных программных знаний, углубляет и расширяет курс математики основной школы. Материал, связанный с уравнениями и неравенствами, составляет значительную часть школьного курса математики. Это объясняется тем, что уравнения и неравенства широко используются в различных разделах математики, в решении важных прикладных задач. Есть много уравнений и неравенств, которые считаются для школьников задачами повышенной трудности. Для решения таких задач лучше применять не традиционные методы, а приёмы, которые не совсем привычны для учащихся. В данном элективном курсе рассматривается метод решения уравнений и неравенств, основанный на применении свойств функций (монотонность, ограниченность, четность и др.). Целесообразность этого метода состоит в том, что он дает более рациональное решение уравнений или неравенств. Учебный материал, касающийся нестандартных методов решения уравнений и неравенств, содержится в учебных пособиях для подготовки к ЕГЭ по математике, к конкурсным экзаменам в вузы. Во временных рамках уроков полностью этот материал рассмотреть невозможно, поэтому есть смысл вынести его на курсы по выбору.
Цели курса:
· познакомить учащихся с некоторыми приёмами решения уравнений и неравенств с использованием свойств входящих в них функций, показать применение производной при решении уравнений или неравенств;
· обеспечить прочное и сознательное овладение учащимися системой математических знаний и умений;
· углубление и расширение знаний учащихся;
· привить ученику навыки употребления нестандартных методов рассуждения при решении задач;
· формирование у учащихся устойчивого интереса к предмету;
· выявление и развитие их математических способностей, ориентация на профессии, существенным образом связанных с математикой;
· подготовка учащихся к итоговой аттестации и к обучению в вузе.
Требования к подготовке учащихся. В результате изучения данного элективного курса ученик должен
знать:
· основные свойства функций, которые применяются при решении уравнений и неравенств;
· о применении производной при решении уравнений и неравенств;
· уметь:
· объяснять, на основе какого свойства функции решаются уравнение или неравенство;
· применять производную для доказательства свойства функции, входящей в уравнение или неравенство;
· использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности при подготовке к ЕГЭ.
Тематика и содержание данного элективного курса отвечает следующим требованиям:
· поддержание изучения базового курса алгебры;
· социальная и личностная значимость: повышается уровень образованности учащихся, расширяется их кругозор, удовлетворяются познавательные интересы в области математики;
· обладание значительным развивающим потенциалом (развитие математического мышления, умения систематизировать, обобщать, делать выводы).
Основная форма изложения теоретического материала – лекция. На всех практических занятиях должна присутствовать самостоятельная работа учащихся: как индивидуально, так и в группах. Такая организация учебной деятельности способствует реализации поставленных целей курса, так как развитие способностей учащихся возможно лишь при сознательном, активном участии в работе самих школьников.
Содержание курса может быть освоено как в коллективных, так и в индивидуально-групповых формах. Численность учебной группы может быть любой.
Ожидаемый результат изучения курса:
· знание учащимися методов решения уравнений и неравенств с использованием свойств, входящих в них функций;
· умение самостоятельно добывать информацию и осознанно ее использовать при выполнении заданий;
· приобретение опыта в нахождении правильного и рационального пути решения уравнений и неравенств;
· практика работы в группе: умение распределять обязанности, учитывать мнение каждого члена группы, адекватно оценивать работу товарищей (при условии коллективной формы организации обучения).
Система форм контроля уровня достижений учащихся и критерии оценки. Уровень достижений учащихся определяется в результате:
· наблюдения активности на практикумах;
· беседы с учащимися;
· анализа творческих, исследовательских работ;
· проверки домашнего задания;
· выполнения письменных работ;
· самостоятельно созданных слайдов, мини-задачников, выполненных проектов, которые могут быть индивидуальными и коллективными.
Итоговая аттестация проводится в виде зачетной работы в форме теста, состоящего из трех блоков: А - задания с выбором вариантов ответа; В - задания с краткой записью ответа; С - задания, предполагающие развернутый ответ.
Итоговая оценка является накопительной, т.е. результаты выполнения предложенных заданий оцениваются в баллах, которые суммируются по окончании курса.
Предлагаемый курс, как и любой другой, улучшает имидж и повышает конкурентоспособность школы, так как реализация элективного курса дает более глубокие знания по математике, увеличивает уровень интеллектуального развития.
Содержание программы. Программа рассчитана на второе полугодие 11 класса (2 часа в неделю, всего 11 часов). Это обусловлено тем, что во втором полугодии уже изучены основные функции и их свойства.
1. Функции и их основные свойства.(1час)
Понятие функции. Область определения и область значения функции. Монотонность функции. Ограниченность функции. Четность, нечетность, периодичность функций.
2. Использование области определения функций.(1час)
Решение уравнений и неравенств с использованием области определения входящих в них функций
3. Использование монотонности функций.(2 часа)
Теоремы о корне. Нахождение промежутков монотонности с помощью производной. Решение уравнений и неравенств. Уравнения вида
4. Использование понятия области изменения функции при решении уравнений.(3 часа)
Способы определения области изменения функции: с помощью построения схемы графика, введение нового неизвестного, сведение к простой функции с помощью преобразований. Решение уравнений и неравенств. Использование неотрицательности функций, входящих в уравнение или неравенство.
5. Использование свойств четности или нечетности и периодичности функций.(1 час).
Учебно-тематическое планирование элективного курса
Литература для учителя: [2], [3], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [14], [15], [16], [21], [23], [24], [27], [29], [30], [31], [35], [36], [37], [38], [39], [40], [41], [42];
для учащихся: [2], [3], [5], [6], [13], [24], [29], [30], [31], [35], [38], [40].
§2. Разработка занятий элективного курса
Занятие №1 Тема: «Функции и их основные свойства».
Цели: обобщение и систематизация имеющихся у учащихся знаний по теме «Функции. Основные свойства функций».
Форма работы: беседа.
Ход занятия:
1. Организационный момент. Введение в элективный курс «Применение свойств функций при решении уравнений и неравенств», сообщение целей и задач курса, требований к учащимся, форм работы, системы контроля уровня достижений учащихся и критериев оценки, ожидаемого результата по окончании изучения курса. Вопросы учащихся по организации данного курса и ответы на них учителя.
2. Обзорная лекция по теме «Функция. Основные свойства функций». Повторение имеющихся знаний программы общеобразовательной школы по теме «Функция. Основные свойства функций»: понятие функции, область определения и область изменения функции, ограниченность, определения возрастающей, убывающей функции, четность, нечетность и периодичность функций.
1) Историческая справка. Понятие функции уходит своими корнями в ту далекую эпоху, когда люди впервые поняли, что окружающие их явления взаимосвязаны. Они еще не умели считать, но уже знали, что, чем больше оленей удастся убить на охоте, тем дольше племя будет избавлено от голода, чем сильнее натянута тетива лука, тем дальше полетит стрела, чем дольше горит костер, тем теплее будет в пещере. С развитием скотоводства и земледелия, ремесла и обмена увеличилось количество известных людям зависимостей между величинами. Многие из них выражались с помощью чисел. Если за одного быка давали 6 овец, то двух быков обменивали на 12 овец, а трех быков — на 18 овец; если из одного ведра глины изготовляли 4 горшка, то из двух ведер глины можно было сделать 8 горшков, а из трех ведер — 12 горшков. Такие расчеты привели к возникновению понятия о пропорциональности величин. Впервые термин «функция» (от латинского «функтус» — выполнять) в конце XVII века употребил Лейбниц (1646—1716) [12].
2) Что называется функцией?
Пусть каждому числу x из множества чисел X в силу некоторого закона f поставлено в соответствие единственное число y. Тогда говорят, что задана функция
3) Какие свойства функций вам известны?
o Область определения функции. Из определения функции следует, что функция задается вместе с областью определения X. Чаще всего функцию задают с помощью какой-либо формулы. При этом, если не дано дополнительных ограничений, то областью определения функции, заданной формулой, считают множество всех значений переменной, при которых эта формула имеет смысл.
o Область значений (область изменения) – множество всех значений функции
o Ограниченность функции. Функцию
o Возрастание, убывание функции. Функция возрастает (убывает), если большему значению аргумента соответствует большее (меньшее) значение функции. Общее название этих двух понятий – монотонность.
o Четность, нечетность функции. Функцию
o Периодичность функции. Функцию
4) Привести пример для каждого свойства.
3. Подведение итогов занятия. На занятии мы вспомнили основные сведения о свойствах функции. В течение элективного курса мы увидим, как работают свойства при решении уравнений и неравенств.
4. Постановка домашнего задания. Повторить теоретический материал.
Занятие №2 Тема: «Использование области определения функций».
Цель: познакомить учащихся с методом решения уравнений и неравенств, основанном на применении области определения, входящих в них функций.
Ход занятия:
1. Актуализация знаний
1) Что называется областью определения функции?
2) Найдите область определения функций:
А)
3) Что называется областью определения уравнения (неравенства)? (Множество всех значений переменной, при которых уравнение (неравенства) имеет смысл, или ОДЗ).
Найдите ОДЗ уравнения
4) Учитель делает вывод, что для того, чтобы найти ОДЗ переменной данного уравнения, необходимо найти область определения функций, в него входящих, и посмотреть при каких x одновременно имеют смысл выражения, стоящие в левой и правой частях.
2. Изучение нового материала.
1) Рассмотрим пример:
2) Рассмотрим на примере, как знание области определения помогает найти решение неравенства:
ОДЗ неравенства есть все x, удовлетворяющие условию
3. Решение задач. Учащиеся самостоятельно решают в тетради. Ответы проверяются и фиксируются на доске учителем. Задания, вызвавшие затруднения, разбираются учителем или одним из учеников на доске.
Решите уравнение или неравенство (список задач написан на доске):
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
4. Подведение итогов занятия.
Учитель выставляет баллы за работу на занятии. Если решены первые четыре задания – 1 балл, за задания 5-8 по одному баллу. Всего за урок можно получить 5 баллов.
5. Постановка домашнего задания.
1) Решите уравнение
Решите уравнение
Решите неравенство
Подготовить доклады на тему «Способы доказательства возрастания (убывания) функций» (по определению, с помощью производной) и «Как монотонность помогает решать уравнения и неравенства» (сформулировать теоремы о корне, 1 доказать). Это задание выполняют два ученика по желанию.
Занятие №3 Тема: «Использование монотонности функций»
Цели:
а) познакомить учащихся с методом решения уравнений и неравенств, основанном на применении монотонности функций;
б) обобщить и систематизировать знания учащихся о монотонности функций, способах исследования функции на монотонность.
Ход занятия:
1. Проверка домашнего задания. Решение первого задания учитель разбирает устно, ученики проверяют в тетради. Решение 2-ого и 3-его один ученик выписывает на доску до начала занятия. Школьники сверяют со своим решением, учитель комментирует решение.
2. Изучение нового материала.
1) Доклад «Способы доказательства возрастания (убывания) функций».
2) Доклад «Как монотонность помогает решать уравнения и неравенства».
3) Учитель делает выводы по докладам.
3. Решение задач. Список задач написан на доске. 1-ое задание разбирается учителем. На остальные дается время для самостоятельного решения. После ученики по желанию показывают свое решение на доске.
Решите уравнение или неравенство:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
4. Подведение итогов занятия.
Учитель выставляет баллы за работу на занятии. По одному баллу за доклад, по одному баллу за каждую задачу, решенную у доски.
5. Постановка домашнего задания.
1)
2)
3)
4)
Занятие №4 Тема: «Уравнения вида
Цель: систематизировать и обобщить знания о методе решения уравнений вида
Ход занятия:
1. Организационный момент. Постановка целей занятия, темы и плана его проведения.
2. Проверка домашнего задания. Решение каждой задачи с места объясняют ученики. Если нужно, учитель корректирует и комментирует ответы учеников.
3. Решение задач. Решение первой задачи учитель подробно разбирает на доске.
1)
В обеих частях уравнения стоят функции, похожие внешне. Поэтому имеет смысл рассмотреть функцию
‑ Назовите область определения этой функции (R).
‑ Исследуйте функцию на монотонность (убывает на R).
Если выполняются эти условия, то исходное уравнение равносильно уравнению
2)
3)
4)
5)
4. Подведение итогов занятия.
Учащимся, решившим верно все задания, за урок ставится 3 балла.
5. Постановка домашнего задания.
1) Повторить теоретический материал, связанный с понятием области изменения функции.
2) Решить уравнения:
6. Проверочная работа.
Вариант №1
1)
2)
3)
Вариант №2
1)
2)
Критерии оценивания:
«5» - верно выполнены все задания;
«4» - верно выполнены любые два задания;
«3» - верно выполнено любое одно задание.
Занятие №5 Тема: «Использование понятия области изменения функции при решении уравнений».
Цели:
а) изучить теоретический материал по теме «Использование понятия области изменения функции при решении уравнений»;
б) познакомить с основными способами определения множества значений функции.
Ход занятия:
1. Проверка домашнего задания. На доске записывается ответ к каждому заданию. Если у большинства учащихся есть затруднения в решении, то задание разбирается на доске. Если задание вызвало затруднение у небольшой группы учащихся, то к каждому из них «приставляется» ученик, выполнивший задание, с целью объяснить решение.
2. Лекция по теме «Использование понятия области изменения функции при решении уравнений».
Утверждение 1. Пусть дано уравнение
В системе можно решить только одно уравнение, а второе проверить подстановкой получившихся корней.
Утверждение 2. Если области изменения функций, входящих в уравнение (неравенство), не имеют общих точек, то уравнение (неравенство) решений не имеет.
Существует несколько способов определения множества значений функций. Рассмотрим их на примерах.
Пример 1. Найти область изменения функции
Для решения задачи построим схему графика с помощью производной:
1) область определения функции y промежуток
2) с помощью производной найдем экстремумы. В точке
3) найдем значения функции в точке максимума и на концах отрезка области определения:
4) таким образом, получаем
Пример 2. Найти область изменения функции
Преобразуем функцию к виду
Область изменения этой функции находится непосредственно:
Для нахождения множества значений некоторых тригонометрических функций удобно пользоваться следующим фактом.
Утверждение 3. Функция вида
Пример 3. Найти область изменения функции
Введем замену
Рассмотрим на примере, как при решении уравнений знание области изменения функций, в него входящих, упрощает поиски корней.
Пример 3. Решить уравнение
Рассмотрим функции, стоящие в левой и правой частях уравнения,
Утверждение 4. Пусть дано неравенство
Пример 4. Решить неравенство
ОДЗ неравенства есть все действительные x, кроме -1. Разобьем ОДЗ на три промежутка
3. Постановка домашнего задания.
1) Выучить теоретический материал.
2) Найти множество значений функций:
а)
3) Решить уравнение
Занятие №6 Тема: «Использование понятия области изменения функции при решении уравнений».
Цель: закрепить знания по теме «Использование понятия области изменения функции при решении уравнений».
Ход занятия:
1. Проверка домашнего задания. До начала занятия один из учеников записывает домашнее задание на доске учитель и другие ученики проверяют решение.
2. Решение задач. На доске написан список задач. Учащиеся по одному решают у доски. Учитель напоминает, что данные уравнения и неравенства решаются с использованием множества значений функций, в них входящих.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
3. Подведение итогов занятия.
Учитель выставляет баллы за занятие: 1 балл за решение домашнего задания, по одному баллу за решение задач у доски
4. Постановка домашнего задания
Решить уравнения и неравенство:
1)
2)
3)
4)
Занятие №7 Тема: «Использование неотрицательности функций, входящих в уравнение или неравенство».
Цели: познакомить учащихся с приемом решения уравнений и неравенств, состоящих из неотрицательных функций.
Ход занятия:
1. Проверка домашнего задания. На доске записывается ответ к каждому заданию. Уравнение, вызвавшее трудности, разбирается учеником, выполнившим его.
2. Изучение нового материала.
Утверждение 1. Пусть имеется уравнение
‑Назовите функции, которые принимают неотрицательные значения на всей области определения (
Пример1. Решить уравнение
Преобразуем уравнение
Аналогичное утверждение можно сформулировать и для неравенств.
Утверждение 2. Пусть имеется неравенство
Пример 2. Решить неравенство
Так как для любого x справедливы неравенства
Утверждение 3. Пусть имеется неравенство
Пример 3. Решить неравенство
ОДЗ неравенства
3. Решение задач. На доске написаны два варианта заданий. Учащиеся в течение 13-15 минут решают каждый свой вариант, затем в паре обмениваются тетрадями и проверяют решение соседа по парте и ставят баллы (по одному за каждое верное решение уравнения или неравенства). Учитель выписывает ответы на доске.
Вариант 1.
1)
2)
3)
Вариант 2.
1)
2)
3)
4. Подведение итогов занятия. Учитель выставляет баллы полученные учениками. 1 балл ставится ученику, объяснявшему домашнее задание.
5. Постановка домашнего задания
Решите уравнения и неравенство:
1)
2)
3)
4)
Занятие №8 Тема: «Использование свойств четности или нечетности и периодичности функций».
Цель: знакомство с новым приемом решения уравнений и неравенств – использование свойств четности, нечетности и периодичности функций.
Ход занятия:
1. Проверка домашнего задания. До начала занятия двое учащихся выписывают решение на доске. Остальные на занятии проверяют правильность решения.
2. Актуализация знаний.
‑Какие функции называются четными, какие нечетными?
‑Приведите примеры.
‑Исследовать функции на четность:
‑Сформулируйте определение периодической функции.
‑Какие из перечисленных функций являются периодическими, укажите их период:
Изучение нового материала.
Утверждение 1. Пусть дана функция
Утверждение 2. Если функция F(x) – периодическая, то решение уравнения F(x)=0 или неравенства F(x)>0 (F(x)<0) достаточно найти на промежутке, равном по длине периоду функции, после чего записать общее решение.
Утверждение 3. Чтобы решить уравнение F(x)=0, где F(x) – четная или нечетная функция, достаточно найти положительные (или отрицательные) корни, после чего записать отрицательные (или положительные) корни, симметричные полученным. Для нечетной функции корнем будет x=0, если это значение входит в область определения F(x). Для четной функции значение x=0 проверяется непосредственной подстановкой в уравнение.
Утверждение 4. Чтобы решить неравенство F(x)>0 (F(x)<0), где F(x) – четная функция, достаточно найти решения для x≥0 (или x≤0). Если решением данного неравенства является промежуток (x1, x2), где x1, x2 – числа одного знака или одно из них равно нулю, то его решением будет и промежуток ( ‑ x2, ‑ x1).
Утверждение 5. Чтобы решить неравенство F(x)>0 (F(x)<0), F(x) – нечетная функция, достаточно найти его решения для x>0 (или x<0). Действительно, функция F(x) для любого x≥0 (x≤0) из области ее определения может находиться с нулем в одном из трех отношений: «равно», «больше», «меньше». Следовательно, если нам известно, при каких значениях x F(x)≥0 (F(x)≤0), то нам будет известно, при каких значениях x F(x)>0 (F(x)<0) (оставшиеся значения x из области определения). Но если нам известны промежутки знакопостоянства функции F(x) для x>0 (или x<0), то легко записать промежутки знакопостоянства и для x<0 (x>0).
Решение задач. Список заданий написан на доске. Первое и второе учитель подробно разбирает. Остальные учащиеся самостоятельно решают в тетради и по желанию демонстрируют свое решение на доске.
1) Решить уравнение
Период, входящих в уравнение функций Т=200p. Возведем обе части в квадрат и получим
Решением уравнения является
2) Решить уравнение
Заметим, что в обеих частях уравнения стоят четные функции, поэтому решим данное уравнение с использованием свойств четной функции. С учетом сказанного выше для четной функции, достаточно найти решения для x≥0. Но x=0 не есть корень уравнения. Рассмотрим два промежутка (0, 2], (2, ∞). На промежутке (0, 2] имеем
3)
4)
3. Подведение итогов занятия.
Учитель выставляет баллы учащимся по одному баллу за решение домашнего задания и за решение у доски.
Постановка домашнего задания. На этом занятии завершается теоретическая часть курса. Следующий урок посветим решению разных задач. Поэтому вам нужно повторить всю теорию, посмотреть приемы решения уравнений и неравенств, рассмотренные нами на предыдущих занятиях. Занятие пройдет в форме игры. Класс нужно разделить на команды. Каждая команда готовит название, девиз.
Занятие №9 «Морской бой»
Цели: закрепить имеющиеся знания учащихся по изученному материалу.
Правила игры.
Занятие проводится в форме игры «Морской бой». Основой игры является детская игра «Морской бой». Поле с проставленными на нем очками является игровым полем для данной игры. Например, для морского боя 5*5 клеток игровое поле и поле ведущего будут выглядеть следующим образом:
На игровом поле проставлены очки и буквы «Б» блиц-турнир (за 60 секунд ответить на максимальное количество вопросов), «М» - музыкальный конкурс (спеть песни, в которых содержаться числительные, кто больше), «К» - конкурс капитанов.
На поле у ведущего расположены корабли, координат которых играющие не знают.
Команды распределяют между собой поровну корабли (по 2 корабля каждой команде) и ведущий называет командам в тайне от других координаты этих кораблей.
Та команда, которой выпадает по жребию начинать игру, называет координату первого «выстрела». Если на этой клетке стоит корабль, то команда получает в плюс очки, проставленные на клетке и продолжает стрельбу. Если на этой точке нет корабля, то ведущий предлагает команде вопрос той сложности, сколько очков стоит на этой клетке. Если команда ответила правильно, то очки засчитываются в плюс, если неправильно или не ответила, то в минус. Ход переходит к противнику.
Команда выбывает из игры, если «потоплены» все её корабли. Выигрывает та команда, которая к моменту, когда сбиты все корабли, наберет больше очков (победителем может считаться и та команда, у которой остался последний корабль «на плаву»).
Участники: команды по 10 человек.
Продолжительность игры: около 90 минут.
Система судейства: воспитатели и группа детей.
Реквизит: игровое поле, табло для очков, модели кораблей для жеребьевки, фломастеры, для обозначения ходов на игровом поле.
Ход занятия:
1. Представление команд.
2. С помощью жребия выбирают, кто ходит первым.
Задания. 5 баллов:
1. 
;
2. 
;
4 балла:
1. 
;
2. 
;
3. 
;
3 балла:
1. 
;
2. 
;
3. 
;
4. 
;
2 балла:
1. 
;
2. 
;
3. 
;
4. 
;
5. 
;
1 балл:
1. 
;
2. ;
3. 
;
4. 
;
5. 
;
6. 
;
7. 
.
«К» - конкурс капитанов.
1. «БУКВЫ»: для проведения этого конкурса понадобится подготовить буквы алфавита по 3 – 4 пары каждой. Капитаны команд вытягивают из ящика (коробки) заранее оговоренное ведущим число букв (8 – 10). Задание – из букв сложить возможное количество слов. Победителем становится тот, кто быстрее и правильнее выполнит задание.
2. «СЛОГИ»: капитаны обмениваются слогами, перебрасывая, друг другу мяч. Например, первый говорит «да», второй «ча». И так до тех пор, пока кто-нибудь не запнется, не сможет составить слово. (Составляемые слова должны быть по изученной теме)
«М» - музыкальный конкурс (спеть песни про математику или в тексте которых содержится числительное, кто больше).
«Б» - блиц-турнир (за 60 секунд ответить на максимальное количество вопросов).
Примерные вопросы:
‑Что называется функцией?
‑Перечислите основные свойства функций.
‑Что называется областью определения функции?
‑Что называется множеством значений функции?
‑Какая функция называется четной?
‑Какая функция называется четной?
‑Приведите пример ограниченной функции.
‑Какая функция называется монотонной?
‑Приведите пример функции возрастающей на всей области определения.
Подведение итогов: выяснить допущенные ошибки, недостатки в проведении игры. Узнать мнение участников и зрителей о проведенном мероприятии. Команде-победителю вручается диплом и каждому члену команды ставится 5 баллов. Команде, занявшей второе место ставится 4 балла. Можно наградить отдельных участников в номинациях «Приз зрительских симпатий», «Лучший капитан», и т.д.
В конце урока напомнить учащимся, что следующее занятие зачетное.
Занятие №10 Зачет.
Цели: проверить знания учащихся по теме «Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций».
Оборудование и средства: карточки с заданиями на 2 варианта.
Ход занятия:
1. Организационный момент. Постановка целей занятия, настрой на работу. На занятии ученикам предстоит выполнить зачётную работу, составленную по типу контрольно-измерительных материалов единого государственного экзамена, поэтому её можно считать непосредственно подготовкой к сдаче ЕГЭ, который предстоит пройти по окончании школы.
2. Проверка уровня знаний и умений. В работе предлагается три задания уровня А, с выбором ответа, три заданий уровня В, где требуется написать свой ответ. Далее учащиеся выполняют одно задание поля С, где требуется привести полное подробное решение. После проверки учителем выставляется итоговая оценка.
Зачетная работа.
Вариант 1.
Часть 1
При выполнении заданий этой части укажите цифру, которая обозначает выбранный вами ответ.
А1. Решите уравнение 
.
1) -2; 2) 2; 3)1; 4) не имеет корней.
А2. Решите уравнение 
и укажите верное утверждение о его корнях.
1) корень только один, и он положительный;
2) корень только один, и он отрицательный;
3) корней два, и они разных знаков;
4)корней два, и они отрицательные.
А3. Найдите область значений функции 
.
1)[-2;0]; 2)[-2;1]; 3)[-3;1]; 4)[-2;2].
Часть 2
Ответом на каждое задание этой части работы будет некоторое число. Это число надо вписать рядом с номером задания.
В1. Решите уравнение 
. (Если уравнение имеет более одного корня, в ответе запишите сумму всех его корней).
В2. Решите уравнение 
В3. Решите неравенство 
Часть 3
На листке запишите номер задания, а затем приведите полное, обоснованное решение.
С1. Найдите нули функции 
Вариант 2.
Часть 1
При выполнении заданий этой части укажите цифру, которая обозначает выбранный вами ответ.
А1. Решите уравнение 
.
1) -5; 2) 5; 3)4; 4) не имеет корней.
А2. Решите уравнение 
и укажите верное утверждение о его корнях.
1) корней два, и они разных знаков;
2) корней два, и они положительные;
3) корень только один, и он положительный;
4) корень только один, и он отрицательный.
А3. Найдите область значений функции 
.
1)[3;+∞); 2)(-∞;+∞); 3)(-∞;3); 4)(3;+∞).
Часть 2
Ответом на каждое задание этой части работы будет некоторое число. Это число надо вписать рядом с номером задания.
В1. Решите уравнение 
. (Если уравнение имеет более одного корня, в ответе запишите сумму всех его корней).
В2. Решите уравнение 
В3. Решите неравенство 
Часть 3
На листке запишите номер задания, а затем приведите полное, обоснованное решение.
С1. Найдите нули функции 
.
Ответы к зачетной работе.
Критерии оценок:
Часть А: каждое задание оценивается по 1 баллу. Всего можно получить 3 балла.
Часть В: за верное выполнение задания выставляется 1 балл. Всего – 3 балла.
Часть С: максимум – 3 балла, если приведена верная последовательность всех шагов решения, все тождественные преобразования выполнены верно, получен верный ответ;
2 балла – приведена верная последовательность всех шагов решения, при решении одного из уравнений допущена одна описка, или негрубая вычислительная ошибка, не влияющая на правильность дальнейшего хода решения;
1 балл ‑ приведена верная последовательность всех шагов решения, допущена грубая ошибка в тождественных преобразованиях, в результате которой получен неверный ответ;
0 баллов – все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок.
Оценка: «5» – 7-9 баллов;
«4» – 5-6 баллов;
«3» – 2-4 балла;
Не зачтено – 0-1 балл.
3. Подведение итогов занятия. Учащимся выставляются оценки за урок. На следующем занятии конференция. Ученикам предлагается подготовить выступление.
Занятие №11 Конференция.
Цель: подведение итогов изучения элективного курса;
Ход занятия:
1. Выступление учащихся. Учащиеся выделяют наиболее интересные темы и задачи, наиболее трудные и легкие для усвоения; отмечают «плюсы» и «минусы» данного курса, вносят свои предложения по его изучению, оценивают свою деятельность и работу учителя.
Учитель фиксирует для себя сказанное учениками.
2. Выступление учителя.
Обобщает все сказанное учениками.
Подводит итоги по табелям баллов: сообщает уровень, на котором ученики освоили данный курс: 1 уровень – более 45 баллов; 2 уровень – 30-44 балла; 3 уровень – менее 30 баллов.
3. Подведение итогов. Вручение ученикам сертификатов, подтверждающих прохождение курса, с отмеченным в нем уровнем освоения курса.
§3. Опытное преподавание
Опытное преподавание проводится с целью объективной и достоверной проверки гипотезы и предполагает ряда методов, например, наблюдение, диагностирующие контрольные работы, беседа и другие.
Опытное преподавание проводилось в МОУ СОШ № 8 города Кирова с учениками 11 «А» класса (общеобразовательный класс). Было проведено 4 занятия.
Основные задачи проведения опытного преподавания:
1) проверить правильность отбора содержания материала и системы упражнений;
2) выявить тот материал, который вызывает у учащихся наибольшие затруднения;
3) определить эффективность усвоения материала посредством итоговой проверки;
4) выявить заинтересованность учащихся в изучении данной темы.
Занятие №1 Тема: «Использование области определения функций».
Цель: познакомить учащихся с методом решения уравнений и неравенств, основанном на применении области определения, входящих в них функций.
Занятие №2 Тема: «Использование монотонности функций».
Цель: познакомить учащихся с методом решения уравнений и неравенств, основанном на применении монотонности функций; обобщить и систематизировать знания учащихся о монотонности функций, способах исследования функции на монотонность.
Занятие №3 Тема: «Использование неотрицательности функций, входящих в уравнение или неравенство».
Цель: познакомить учащихся с приемом решения уравнений и неравенств, состоящих из неотрицательных функций.
Занятие №4. Контрольная работа.
Цель: проверить знания по рассмотренным темам.
Результаты контрольной работы показали положительную тенденцию применения учащимися свойств функций при решении уравнений и неравенств.
Заключение
Элективные курсы представляют собой новейший механизм дифференциации и индивидуализации процесса обучения. Их введение позволит учащимся определить свою программу обучения и получить образование с углублением в любую область знаний (выбранную самим учеником).
В ходе исследования получены следующие результаты:
1) в школьных учебниках не уделяется большого внимания методу решения уравнений и неравенств с использованием свойств функций;
2) результаты ЕГЭ показывают, что большинство учащихся решают уравнения с использованием стандартных, алгоритмических методов, что дает иногда очень громоздкие выкладки. В связи с этим процент выполнения заданий второй и третьей частей невысокий.
В результате исследования были решены следующие задачи:
1. Проанализирована программа и основные учебники, предусмотренные Федеральным перечнем учебников по математике для 10-11 классов, с точки зрения применения свойств функций при решении уравнений и неравенств.
2. Проанализированы задания и результаты ЕГЭ.
3. Подобрана система заданий для работы на элективных курсах по математике.
4. Разработаны методические рекомендации по обучению решения уравнений и неравенств с использованием свойств функций.
5. Проведено опытное преподавание.
Гипотеза, выдвинутая в начале исследования о том, что умение применять необходимые свойства функций при решении уравнений и неравенств позволит учащимся выбирать наиболее рациональный способ решения получила положительные подтверждения через опытное преподавание. Из-за недостатка возможности и времени для проведения эксперимента нельзя сделать точные статистические выводы о том, в какой мере повысилась эффективность изучения темы. Но, опираясь на полученные положительные результаты, можно сделать вывод, что цель работы была достигнута.
Таким образом, данная работа может быть рекомендована для практического использования студентами-практикантами математического факультета и учителями математики. Материал может быть использован на математических кружках и факультативах, и на уроках математики.
Библиографический список:
1. Алгебра и начала анализа 10-11класс [Текст]: учебник для общеобразовательных учреждений / Ш. А. Алимов [и др.]. ‑ М.: Просвещение.-1993. – 254с.
2. Алгебра и начала анализа 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных учреждений / С. М. Никольский [и др.]. ‑ М.: Просвещение.-2003. – 448с.
3. Алгебра и начала анализа 11 класс. В 2 частях. Ч. 1 [Текст]: учебник для общеобразовательных учреждений (профильный уровень) / А. Г. Мордкович, П.В.Семенов. – М.: Мнемозина, 2007. – 287 с.
4. Алгебра и начала анализа. 10-11 классы [Текст]: учебник / Под ред. А.. Н. Колмогорова. – М.: Просвещение, 1991. 320 с.
5. Алгебра и начала анализа. 10-11 классы. В 2 частях. Ч. 1: Учебник для общеобразовательных учреждений. [Текст]: учебник / Под. ред. А. Г. Мордковича. – М.: Мнемозина, 2003.
6. Алгебра и начала анализа. 10-11 классы. В 2 частях. Ч. 2: Задачник для общеобразовательных учреждений. [Текст]: учебник / Под. ред. А. Г. Мордковича. – М.: Мнемозина, 2003.
7. Варшавский, И. К., Гаиашвили, М. Я., Глазков, Ю. А. Степени, корни и показательная функция в заданиях ЕГЭ [Текст] / И. К. Варшавский [и др.] //Математика в школе. – 2005 ‑ №9. С 2 – 12.
8. Варшавский, И. К., Гаиашвили, М. Я., Глазков, Ю. А. Функция, ее производная и первообразная на ЕГЭ [Текст] / И. К. Варшавский [и др.] //Математика в школе. – 2005 ‑ №8. С 2 – 15
9. Василевский, А. Б. задания для внеклассной работы по математике: 9-11 классы [Текст]: книга для учителя / А. Б. Василевский. ‑ Минск.: Народная асвета, 1988. – 175 с.
10. Ваховский, Е. Б., Рывкин, А. А. Когда помогают графики [Текст] / Е. Б. Ваховский, А. А. Рывкин // Квант. – 1975. ‑ №2. С 43-48.
11. Вопросы обучения математики в школе [Текст]: сборник статей. – Киров, 1962. – 143 с.
12. Глейзер, Г.Д. История математики в школе [Текст] / Глейзер Г. Д. – М.: Просвещение, 1964. 375 с.
13. Горнштейн, П. И. Экзамен по математике и его подводные рифы [Текст] / П. И. Горнштейн, А. Г. Мерзляк [и др.]. – М.: Илекса, 2004. – 236 с.
14. Денищева, Л. О.,Глазков, Ю. О. Единый государственный экзамен 2007. математика. Учебно-тренировочные материалы для подготовки учащихся [Текст] / Л. О. Денищева, Ю. О. Глазков [и др.]. – М.: Интеллект-Центр, 2007. – 272 с.
15. Ермаков, Д. С. Элективные курсы для профильного обучения [Текст] / Д. С. Ермаков // Педагогика. – 2005. ‑ №2. С. 36-41.
16. Ермаков, Д. С., Петрова, Г. Д. Создание элективных учебных курсов для профильного обучения [Текст] / Д. С. Ермаков, Г. Д. Петрова // Школьные технологии. – 2003. ‑ №6.
17. Концепция модернизации российского образования на период до 2010г. [Текст] // Стандарты и мониторинг в образовании. – 2002. - №3.
18. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования [Текст] // Стандарты и мониторинг в образовании. – 2002. – № 5.
19. Крутихина, М. В. Элективные курсы [Текст]: учебно-методические рекомендации / М. В. Крутихина, З. В. Шилова. – Киров: Изд-во ВятГГУ, 2006. – 40с.
20. Кузнецов, А. А. Базовые и профильные курсы: цели, функции, содержание [Текст] / А. А. Кузнецов // Стандарты и мониторинг в образовании. – 2003. – № 3.
21. Лященко, Е. И. Изучение функций в курсе математики восьмилетней школы [Текст]: книга для учителя / Е. И. Лященко. – Минск.: Народная асвета,1970. – 175 с.
22. Маркова, В. И. Деятельностный подход в обучении математике в условиях предпрофильной подготовки и профильного обучения [Текст] \ В. И. Маркова. – Киров: КИПК и ПРО, 2006. – 200 с.
23. Математика: 10 настоящих вариантов заданий для подготовки к единому государственному экзамену-2007 [Текст] / А. Г. Клово. – М.: Федеральный центр тестирования, 2007. – 94 с.
24. Математика: тренировочные тематические задания повышенной сложности с ответами для подготовки к ЕГЭ и к другим формам выпускного и вступительного экзаменов [Текст] / Сост. Г. И. Ковалева [и др.]. – Волгоград: Учитель, 2008. 494 с.
25. Методика преподавания математики в средней школе [Текст]: учебное пособие / А. Я. Блох, В. А. Гусев [и др.]; сост. В. И. Мишин. – М.:Просвещение,1987. – 416 с.
26. Методика преподавания математики в средней школе. Частные методики. [Текст]: учебник для вузов / Ю. Колягин [и др.]. – М.: Просвещение, 1977. – 317с.
27. Мигина, Л. Решение уравнений с применением оригинальных приемов [Текст] / Л. Мигина //Математика. – 2001. ‑ №37. – с. 26-29.
28. Мордкович, А. Г. Беседы с учителями математики. [Текст] / А. Г. Мордкович. – М.: Мир и образование, 2005.
29. Мордкович, А. Г. Общие методы решения уравнений [Текст] / А. Г. Мордкович // Математика для школьников. – 2005. ‑ №4. С 40 – 49.
30. Нараленков, М. И. Вступительный экзамен по математике. Алгебра: как решать задачи [Текст]: учебно-практическое пособие / М. И. Нараленков. – М.: Экзамен, 2003. – 448 с.
31. Олехник, С. Н. Уравнения и неравенства. Нестандартные методы решения. 10-11 классы [Текст]: учебно-методическое пособие / С. Н. Олехник [и др.]. – М.: Дрофа, 2004. – 192 с.
32. Программы для общеобразовательных школ, гимназий, лицеев. Математика. 5-11 классы [Текст] / Сост. Г. М. Кузнецова, Н. Г. Миндюк. - М.: Дрофа.-2004. – 320 c.
33. Результаты единого государственного экзамена в Кировской области в2003 г . Статистический сборник. – Департамент образования, г. Киров, 2003. – 680 с.
34. Результаты единого государственного экзамена в Кировской области в2004 г . Статистический сборник. – Департамент образования, г. Киров, 2004. – 160с.
35. Саакян, С. М. Задачи по алгебре и началам анализа [Текст]: пособие для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений / С. М.. Саакян [и др.]. – 4-е издание. – М.: Просвещение, 2003. – 286 с.
36. Сборник задач по алгебре и началам анализа для 9 и 10 классов [Текст]: пособие для учителя / Б. М. Ивлев [и др.]. – М.: Просвещение, 1978. – 272 с.
37. Супрун, В. П. Избранные задачи повышенной сложности по математике [Текст] / В. П. Супрун. – Мн.: Полымя, 1998. – 108 с.
38. Ткачук, В. В. Математика – абитуриенту [Текст] / В. В. Ткачук. – М.: МЦНМО, 2005. – 944 с.
39. Шандер, В. Н. Уравнения и неравенства. Методические разработки для учащихся ВЗМШ [Текст] / В. Н. Шандер. – М.: изд. РАО, 1992. – 67 с.
40. Шарыгин, И. Ф., Голубев, В. И. Факультативный курс по математике: решение задач [Текст]: учебное пособие для 11 класса средней школы / И. Ф. Шарыгин, В. И. Голубев. – М.: Просвещение, 1991. – 384 с.
41. Шунда, Н. Н. Об использовании свойств функции при решении уравнений и неравенств [Текст] / Н. Н. Шунда //Математика в школе. – 1970. ‑ №3. – с. 61-64.
42. http://www.ege.edu.ru.
Занятие проводится в форме игры «Морской бой». Основой игры является детская игра «Морской бой». Поле с проставленными на нем очками является игровым полем для данной игры. Например, для морского боя 5*5 клеток игровое поле и поле ведущего будут выглядеть следующим образом:
На игровом поле проставлены очки и буквы «Б» блиц-турнир (за 60 секунд ответить на максимальное количество вопросов), «М» - музыкальный конкурс (спеть песни, в которых содержаться числительные, кто больше), «К» - конкурс капитанов.
На поле у ведущего расположены корабли, координат которых играющие не знают.
Команды распределяют между собой поровну корабли (по 2 корабля каждой команде) и ведущий называет командам в тайне от других координаты этих кораблей.
Та команда, которой выпадает по жребию начинать игру, называет координату первого «выстрела». Если на этой клетке стоит корабль, то команда получает в плюс очки, проставленные на клетке и продолжает стрельбу. Если на этой точке нет корабля, то ведущий предлагает команде вопрос той сложности, сколько очков стоит на этой клетке. Если команда ответила правильно, то очки засчитываются в плюс, если неправильно или не ответила, то в минус. Ход переходит к противнику.
Команда выбывает из игры, если «потоплены» все её корабли. Выигрывает та команда, которая к моменту, когда сбиты все корабли, наберет больше очков (победителем может считаться и та команда, у которой остался последний корабль «на плаву»).
Участники: команды по 10 человек.
Продолжительность игры: около 90 минут.
Система судейства: воспитатели и группа детей.
Реквизит: игровое поле, табло для очков, модели кораблей для жеребьевки, фломастеры, для обозначения ходов на игровом поле.
Ход занятия:
1. Представление команд.
2. С помощью жребия выбирают, кто ходит первым.
Задания. 5 баллов:
1.
2.
4 балла:
1.
2.
3.
3 балла:
1.
2.
3.
4.
2 балла:
1.
2.
3.
4.
5.
1 балл:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
«К» - конкурс капитанов.
1. «БУКВЫ»: для проведения этого конкурса понадобится подготовить буквы алфавита по 3 – 4 пары каждой. Капитаны команд вытягивают из ящика (коробки) заранее оговоренное ведущим число букв (8 – 10). Задание – из букв сложить возможное количество слов. Победителем становится тот, кто быстрее и правильнее выполнит задание.
2. «СЛОГИ»: капитаны обмениваются слогами, перебрасывая, друг другу мяч. Например, первый говорит «да», второй «ча». И так до тех пор, пока кто-нибудь не запнется, не сможет составить слово. (Составляемые слова должны быть по изученной теме)
«М» - музыкальный конкурс (спеть песни про математику или в тексте которых содержится числительное, кто больше).
«Б» - блиц-турнир (за 60 секунд ответить на максимальное количество вопросов).
Примерные вопросы:
‑Что называется функцией?
‑Перечислите основные свойства функций.
‑Что называется областью определения функции?
‑Что называется множеством значений функции?
‑Какая функция называется четной?
‑Какая функция называется четной?
‑Приведите пример ограниченной функции.
‑Какая функция называется монотонной?
‑Приведите пример функции возрастающей на всей области определения.
Подведение итогов: выяснить допущенные ошибки, недостатки в проведении игры. Узнать мнение участников и зрителей о проведенном мероприятии. Команде-победителю вручается диплом и каждому члену команды ставится 5 баллов. Команде, занявшей второе место ставится 4 балла. Можно наградить отдельных участников в номинациях «Приз зрительских симпатий», «Лучший капитан», и т.д.
В конце урока напомнить учащимся, что следующее занятие зачетное.
Занятие №10 Зачет.
Цели: проверить знания учащихся по теме «Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций».
Оборудование и средства: карточки с заданиями на 2 варианта.
Ход занятия:
1. Организационный момент. Постановка целей занятия, настрой на работу. На занятии ученикам предстоит выполнить зачётную работу, составленную по типу контрольно-измерительных материалов единого государственного экзамена, поэтому её можно считать непосредственно подготовкой к сдаче ЕГЭ, который предстоит пройти по окончании школы.
2. Проверка уровня знаний и умений. В работе предлагается три задания уровня А, с выбором ответа, три заданий уровня В, где требуется написать свой ответ. Далее учащиеся выполняют одно задание поля С, где требуется привести полное подробное решение. После проверки учителем выставляется итоговая оценка.
Зачетная работа.
Вариант 1.
Часть 1
При выполнении заданий этой части укажите цифру, которая обозначает выбранный вами ответ.
А1. Решите уравнение
1) -2; 2) 2; 3)1; 4) не имеет корней.
А2. Решите уравнение
1) корень только один, и он положительный;
2) корень только один, и он отрицательный;
3) корней два, и они разных знаков;
4)корней два, и они отрицательные.
А3. Найдите область значений функции
1)[-2;0]; 2)[-2;1]; 3)[-3;1]; 4)[-2;2].
Часть 2
Ответом на каждое задание этой части работы будет некоторое число. Это число надо вписать рядом с номером задания.
В1. Решите уравнение
В2. Решите уравнение
В3. Решите неравенство
Часть 3
На листке запишите номер задания, а затем приведите полное, обоснованное решение.
С1. Найдите нули функции
Вариант 2.
Часть 1
При выполнении заданий этой части укажите цифру, которая обозначает выбранный вами ответ.
А1. Решите уравнение
1) -5; 2) 5; 3)4; 4) не имеет корней.
А2. Решите уравнение
1) корней два, и они разных знаков;
2) корней два, и они положительные;
3) корень только один, и он положительный;
4) корень только один, и он отрицательный.
А3. Найдите область значений функции
1)[3;+∞); 2)(-∞;+∞); 3)(-∞;3); 4)(3;+∞).
Часть 2
Ответом на каждое задание этой части работы будет некоторое число. Это число надо вписать рядом с номером задания.
В1. Решите уравнение
В2. Решите уравнение
В3. Решите неравенство
Часть 3
На листке запишите номер задания, а затем приведите полное, обоснованное решение.
С1. Найдите нули функции
Ответы к зачетной работе.
| Номер задания | А1 | А2 | А3 | В1 | В2 | В3 | С1 |
| Вариант 1 | 2 | 2 | 3 | 0 | 3 | 0 | -2 |
| Вариант 2 | 2 | 3 | 2 | 1 | 0 | 3 | Нет решений |
Часть А: каждое задание оценивается по 1 баллу. Всего можно получить 3 балла.
Часть В: за верное выполнение задания выставляется 1 балл. Всего – 3 балла.
Часть С: максимум – 3 балла, если приведена верная последовательность всех шагов решения, все тождественные преобразования выполнены верно, получен верный ответ;
2 балла – приведена верная последовательность всех шагов решения, при решении одного из уравнений допущена одна описка, или негрубая вычислительная ошибка, не влияющая на правильность дальнейшего хода решения;
1 балл ‑ приведена верная последовательность всех шагов решения, допущена грубая ошибка в тождественных преобразованиях, в результате которой получен неверный ответ;
0 баллов – все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок.
Оценка: «5» – 7-9 баллов;
«4» – 5-6 баллов;
«3» – 2-4 балла;
Не зачтено – 0-1 балл.
3. Подведение итогов занятия. Учащимся выставляются оценки за урок. На следующем занятии конференция. Ученикам предлагается подготовить выступление.
Занятие №11 Конференция.
Цель: подведение итогов изучения элективного курса;
Ход занятия:
1. Выступление учащихся. Учащиеся выделяют наиболее интересные темы и задачи, наиболее трудные и легкие для усвоения; отмечают «плюсы» и «минусы» данного курса, вносят свои предложения по его изучению, оценивают свою деятельность и работу учителя.
Учитель фиксирует для себя сказанное учениками.
2. Выступление учителя.
Обобщает все сказанное учениками.
Подводит итоги по табелям баллов: сообщает уровень, на котором ученики освоили данный курс: 1 уровень – более 45 баллов; 2 уровень – 30-44 балла; 3 уровень – менее 30 баллов.
3. Подведение итогов. Вручение ученикам сертификатов, подтверждающих прохождение курса, с отмеченным в нем уровнем освоения курса.
§3. Опытное преподавание
Опытное преподавание проводится с целью объективной и достоверной проверки гипотезы и предполагает ряда методов, например, наблюдение, диагностирующие контрольные работы, беседа и другие.
Опытное преподавание проводилось в МОУ СОШ № 8 города Кирова с учениками 11 «А» класса (общеобразовательный класс). Было проведено 4 занятия.
Основные задачи проведения опытного преподавания:
1) проверить правильность отбора содержания материала и системы упражнений;
2) выявить тот материал, который вызывает у учащихся наибольшие затруднения;
3) определить эффективность усвоения материала посредством итоговой проверки;
4) выявить заинтересованность учащихся в изучении данной темы.
Занятие №1 Тема: «Использование области определения функций».
Цель: познакомить учащихся с методом решения уравнений и неравенств, основанном на применении области определения, входящих в них функций.
Занятие №2 Тема: «Использование монотонности функций».
Цель: познакомить учащихся с методом решения уравнений и неравенств, основанном на применении монотонности функций; обобщить и систематизировать знания учащихся о монотонности функций, способах исследования функции на монотонность.
Занятие №3 Тема: «Использование неотрицательности функций, входящих в уравнение или неравенство».
Цель: познакомить учащихся с приемом решения уравнений и неравенств, состоящих из неотрицательных функций.
Занятие №4. Контрольная работа.
Цель: проверить знания по рассмотренным темам.
Результаты контрольной работы показали положительную тенденцию применения учащимися свойств функций при решении уравнений и неравенств.
Заключение
Элективные курсы представляют собой новейший механизм дифференциации и индивидуализации процесса обучения. Их введение позволит учащимся определить свою программу обучения и получить образование с углублением в любую область знаний (выбранную самим учеником).
В ходе исследования получены следующие результаты:
1) в школьных учебниках не уделяется большого внимания методу решения уравнений и неравенств с использованием свойств функций;
2) результаты ЕГЭ показывают, что большинство учащихся решают уравнения с использованием стандартных, алгоритмических методов, что дает иногда очень громоздкие выкладки. В связи с этим процент выполнения заданий второй и третьей частей невысокий.
В результате исследования были решены следующие задачи:
1. Проанализирована программа и основные учебники, предусмотренные Федеральным перечнем учебников по математике для 10-11 классов, с точки зрения применения свойств функций при решении уравнений и неравенств.
2. Проанализированы задания и результаты ЕГЭ.
3. Подобрана система заданий для работы на элективных курсах по математике.
4. Разработаны методические рекомендации по обучению решения уравнений и неравенств с использованием свойств функций.
5. Проведено опытное преподавание.
Гипотеза, выдвинутая в начале исследования о том, что умение применять необходимые свойства функций при решении уравнений и неравенств позволит учащимся выбирать наиболее рациональный способ решения получила положительные подтверждения через опытное преподавание. Из-за недостатка возможности и времени для проведения эксперимента нельзя сделать точные статистические выводы о том, в какой мере повысилась эффективность изучения темы. Но, опираясь на полученные положительные результаты, можно сделать вывод, что цель работы была достигнута.
Таким образом, данная работа может быть рекомендована для практического использования студентами-практикантами математического факультета и учителями математики. Материал может быть использован на математических кружках и факультативах, и на уроках математики.
Библиографический список:
1. Алгебра и начала анализа 10-11класс [Текст]: учебник для общеобразовательных учреждений / Ш. А. Алимов [и др.]. ‑ М.: Просвещение.-1993. – 254с.
2. Алгебра и начала анализа 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных учреждений / С. М. Никольский [и др.]. ‑ М.: Просвещение.-2003. – 448с.
3. Алгебра и начала анализа 11 класс. В 2 частях. Ч. 1 [Текст]: учебник для общеобразовательных учреждений (профильный уровень) / А. Г. Мордкович, П.В.Семенов. – М.: Мнемозина, 2007. – 287 с.
4. Алгебра и начала анализа. 10-11 классы [Текст]: учебник / Под ред. А.. Н. Колмогорова. – М.: Просвещение, 1991. 320 с.
5. Алгебра и начала анализа. 10-11 классы. В 2 частях. Ч. 1: Учебник для общеобразовательных учреждений. [Текст]: учебник / Под. ред. А. Г. Мордковича. – М.: Мнемозина, 2003.
6. Алгебра и начала анализа. 10-11 классы. В 2 частях. Ч. 2: Задачник для общеобразовательных учреждений. [Текст]: учебник / Под. ред. А. Г. Мордковича. – М.: Мнемозина, 2003.
7. Варшавский, И. К., Гаиашвили, М. Я., Глазков, Ю. А. Степени, корни и показательная функция в заданиях ЕГЭ [Текст] / И. К. Варшавский [и др.] //Математика в школе. – 2005 ‑ №9. С 2 – 12.
8. Варшавский, И. К., Гаиашвили, М. Я., Глазков, Ю. А. Функция, ее производная и первообразная на ЕГЭ [Текст] / И. К. Варшавский [и др.] //Математика в школе. – 2005 ‑ №8. С 2 – 15
9. Василевский, А. Б. задания для внеклассной работы по математике: 9-11 классы [Текст]: книга для учителя / А. Б. Василевский. ‑ Минск.: Народная асвета, 1988. – 175 с.
10. Ваховский, Е. Б., Рывкин, А. А. Когда помогают графики [Текст] / Е. Б. Ваховский, А. А. Рывкин // Квант. – 1975. ‑ №2. С 43-48.
11. Вопросы обучения математики в школе [Текст]: сборник статей. – Киров, 1962. – 143 с.
12. Глейзер, Г.Д. История математики в школе [Текст] / Глейзер Г. Д. – М.: Просвещение, 1964. 375 с.
13. Горнштейн, П. И. Экзамен по математике и его подводные рифы [Текст] / П. И. Горнштейн, А. Г. Мерзляк [и др.]. – М.: Илекса, 2004. – 236 с.
14. Денищева, Л. О.,Глазков, Ю. О. Единый государственный экзамен 2007. математика. Учебно-тренировочные материалы для подготовки учащихся [Текст] / Л. О. Денищева, Ю. О. Глазков [и др.]. – М.: Интеллект-Центр, 2007. – 272 с.
15. Ермаков, Д. С. Элективные курсы для профильного обучения [Текст] / Д. С. Ермаков // Педагогика. – 2005. ‑ №2. С. 36-41.
16. Ермаков, Д. С., Петрова, Г. Д. Создание элективных учебных курсов для профильного обучения [Текст] / Д. С. Ермаков, Г. Д. Петрова // Школьные технологии. – 2003. ‑ №6.
17. Концепция модернизации российского образования на период до 2010г. [Текст] // Стандарты и мониторинг в образовании. – 2002. - №3.
18. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования [Текст] // Стандарты и мониторинг в образовании. – 2002. – № 5.
19. Крутихина, М. В. Элективные курсы [Текст]: учебно-методические рекомендации / М. В. Крутихина, З. В. Шилова. – Киров: Изд-во ВятГГУ, 2006. – 40с.
20. Кузнецов, А. А. Базовые и профильные курсы: цели, функции, содержание [Текст] / А. А. Кузнецов // Стандарты и мониторинг в образовании. – 2003. – № 3.
21. Лященко, Е. И. Изучение функций в курсе математики восьмилетней школы [Текст]: книга для учителя / Е. И. Лященко. – Минск.: Народная асвета,1970. – 175 с.
22. Маркова, В. И. Деятельностный подход в обучении математике в условиях предпрофильной подготовки и профильного обучения [Текст] \ В. И. Маркова. – Киров: КИПК и ПРО, 2006. – 200 с.
23. Математика: 10 настоящих вариантов заданий для подготовки к единому государственному экзамену-2007 [Текст] / А. Г. Клово. – М.: Федеральный центр тестирования, 2007. – 94 с.
24. Математика: тренировочные тематические задания повышенной сложности с ответами для подготовки к ЕГЭ и к другим формам выпускного и вступительного экзаменов [Текст] / Сост. Г. И. Ковалева [и др.]. – Волгоград: Учитель, 2008. 494 с.
25. Методика преподавания математики в средней школе [Текст]: учебное пособие / А. Я. Блох, В. А. Гусев [и др.]; сост. В. И. Мишин. – М.:Просвещение,1987. – 416 с.
26. Методика преподавания математики в средней школе. Частные методики. [Текст]: учебник для вузов / Ю. Колягин [и др.]. – М.: Просвещение, 1977. – 317с.
27. Мигина, Л. Решение уравнений с применением оригинальных приемов [Текст] / Л. Мигина //Математика. – 2001. ‑ №37. – с. 26-29.
28. Мордкович, А. Г. Беседы с учителями математики. [Текст] / А. Г. Мордкович. – М.: Мир и образование, 2005.
29. Мордкович, А. Г. Общие методы решения уравнений [Текст] / А. Г. Мордкович // Математика для школьников. – 2005. ‑ №4. С 40 – 49.
30. Нараленков, М. И. Вступительный экзамен по математике. Алгебра: как решать задачи [Текст]: учебно-практическое пособие / М. И. Нараленков. – М.: Экзамен, 2003. – 448 с.
31. Олехник, С. Н. Уравнения и неравенства. Нестандартные методы решения. 10-11 классы [Текст]: учебно-методическое пособие / С. Н. Олехник [и др.]. – М.: Дрофа, 2004. – 192 с.
32. Программы для общеобразовательных школ, гимназий, лицеев. Математика. 5-11 классы [Текст] / Сост. Г. М. Кузнецова, Н. Г. Миндюк. - М.: Дрофа.-2004. – 320 c.
33. Результаты единого государственного экзамена в Кировской области в
34. Результаты единого государственного экзамена в Кировской области в
35. Саакян, С. М. Задачи по алгебре и началам анализа [Текст]: пособие для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений / С. М.. Саакян [и др.]. – 4-е издание. – М.: Просвещение, 2003. – 286 с.
36. Сборник задач по алгебре и началам анализа для 9 и 10 классов [Текст]: пособие для учителя / Б. М. Ивлев [и др.]. – М.: Просвещение, 1978. – 272 с.
37. Супрун, В. П. Избранные задачи повышенной сложности по математике [Текст] / В. П. Супрун. – Мн.: Полымя, 1998. – 108 с.
38. Ткачук, В. В. Математика – абитуриенту [Текст] / В. В. Ткачук. – М.: МЦНМО, 2005. – 944 с.
39. Шандер, В. Н. Уравнения и неравенства. Методические разработки для учащихся ВЗМШ [Текст] / В. Н. Шандер. – М.: изд. РАО, 1992. – 67 с.
40. Шарыгин, И. Ф., Голубев, В. И. Факультативный курс по математике: решение задач [Текст]: учебное пособие для 11 класса средней школы / И. Ф. Шарыгин, В. И. Голубев. – М.: Просвещение, 1991. – 384 с.
41. Шунда, Н. Н. Об использовании свойств функции при решении уравнений и неравенств [Текст] / Н. Н. Шунда //Математика в школе. – 1970. ‑ №3. – с. 61-64.
42. http://www.ege.edu.ru.
