czwartek, 24 listopada 2022

O co chodzi z tą matematyką - czyli dlaczego matematyka jako szkolny przedmiot nauczania sprawia uczniom tyle kłopotów

Czasami pojawiają się okazje, których nie można przegapić - zwłaszcza, gdy dostajesz zaproszenie od Profesora, który jednoczy świat akademicki, edukacyjny oraz wszystkich, którzy chcą podyskutować, posłuchać i zastanowić się nad tematami, które we współczesnym świecie są szalenie istotne. Jednym z takich tematów, które od lat przewijają się w debacie publicznej jest zagadnienie związane z matematyką, tym czemu są z nią wieczne problemy i dlaczego uczniowie mają z nią tyle kłopotów.

Tym razem okazją było spotkanie na które dostałem zaproszenie od Profesora Romana Lepperta, więc byłem absolutnie pewien, że będę wśród pasjonatów a zarazem będę miał okazję poczuć ten dreszczyk emocji związany z wystąpieniem publicznym, pomimo że w przestrzeni wirtualnej. Co takiego się zatem wydarzyło? Zacznijmy od początku.




W dniu 9 listopada wspólnie zebraliśmy się, aby podyskutować o matematyce w Akademickim Zaciszu, na zaproszenie Profesora Romana Lepperta. Tytuł debaty był bardzo ważny i jednocześnie zachęcający do dyskusji - "O co chodzi z tą matematyką?". Goście, którzy zostali zaproszeni do wirtualnego studia to:

- Ewa Czajka - prowadzącą stronę "Matma prosta i półprosta";

- Aleksandra Jakubczak - znaną m.in. dzięki "Odczaruj matematykę - przestrzeń pozytywnej edukacji";

- Doktor nauk społecznych Zuzanna Jastrzębska-Krajewska - kierującą Fundacją Wspomagania Rozwoju Dzieci Edyty Gruszczyk-Kolczyńskiej, znaną m.in. ze strony "Pani Zuzia";

- Tomasz Pintal (czyli ja) - który pokazuje m.in. jak łączyć matematykę z grą w szachy.




Co było celem spotkania? Chodziło o to, aby spróbować odpowiedzieć na pytanie: dlaczego matematyka jako szkolny przedmiot nauczania sprawia uczniom tyle kłopotów? Tak naprawdę doszło do tego, że była to bardzo gorąca dyskusja, która nie tyle była widoczna i słyszalna wyłącznie w studio, lecz przede wszystkim w kuluarach. Zaproszeni do dyskusji goście nie byli w stanie nadążyć za tempem jakie narzucili nasi niesamowici odbiorcy. Pojawiło się tak wiele pytań i refleksji, że chyba nikt się nie spodziewał, że nasze spotkanie w Akademickim Zaciszu będzie wyjątkowo dynamiczne, wielowątkowe oraz refleksyjne.


Na chwilę obecną (to znaczy tydzień po spotkaniu, to jest stan w dniu 16 listopada 2022; o godzinie 12:00) pod naszą debatą zostało pozostawionych 680 komentarzy, zaś licznik wskazuje, że zostało to spotkanie wyświetlone (obejrzane) co najmniej 3 tysiące razy (!). Czy można powiedzieć, że osiągnęliśmy sukces? Ja uważam, że tak duże zainteresowanie (w pewnym momencie podobno było aż 250 widzów jednocześnie uczestniczących w spotkaniu!) może właśnie o tym świadczyć!




A oto co po spotkaniu nasze gościnie zechciały dodać od siebie. W czasie spotkania było tak dużo energii oraz bardzo mocne tempo dyskusji, że trudno było odnieść się do wszystkich wątków (tak naprawdę nie było to możliwe). Niemniej w miarę możliwości postaraliśmy się odpowiedzieć na niemal wszystkie istotne kwestie poruszane w komentarzach przez naszych gości. Dlatego w telegraficznym skrócie poprosiłem nasze pasjonatki, aby powiedziały o tym co się udało zrobić, czego się nie udało oraz jakie są najważniejsze wnioski z tego spotkania z ich perspektywy:










Z kolei Profesor Roman Leppert, który był organizatorem i prowadzącym spotkanie, tak oto podsumował wydarzenie edukacyjne, które było czymś, co trudno opisać, a tym bardziej, gdy na żywo tyle się działo. Dlatego gdy emocje nieco opadły, poprosiłem naszego niesamowitego Edukosmitę (tak nazywamy pasjonatów uczenia i nauczania, którzy chcą zmieniać to co się dzieje na Ziemi, głównie w przestrzeni najszerzej rozumianej edukacji), aby podzielił się swoimi wrażeniami.



Co jeszcze można powiedzieć na temat spotkania? Mam poczucie, że spotkanie to dało przede wszystkim możliwość wyrażenia tego, co ważne przez naszych odbiorców. Wiemy bowiem wszyscy (i to nie od dziś), że z nauczaniem matematyki w szkołach publicznych nie jest dobrze. Oczywiście nie da się wskazać jednej przyczyny tego stanu rzeczy, ponieważ jest to złożony problem. Ważne jest jednak to, że są osoby, które swoimi działaniami wspierają ogólnie pojęte nauczanie, a dodatkowo także nauczanie matematyki. I co dodatkowo cieszy: takich osób jest coraz więcej, nawet jeśli często pozostają niejako w ukryciu. I nie tyle osoby ukrywają się przed światem, ile raczej ich praca jest niewystarczająco popularyzowana i dociera do bardzo wąskiego grona Eduzmieniaczy, których nazywam Edukosmitami.



W ciągu ostatnich kilku lat dostrzegam to, że coraz więcej nauczycieli matematyki zaczyna dzielić się swoimi pomysłami, zarówno poprzez różne opracowania zajęć matematycznych, jak też prowadzenie profilów w mediach społecznościowych w ramach których pokazują w jaki sposób realizują zajęcia, jakie wykorzystują narzędzia i jak planują całość zajęć. A do tego widać również nauczycieli innych przedmiotów, którzy wykorzystują "myślenie i umiejętności matematyczne" do tego, aby ich zajęcia były nie tylko ciekawe, ale również miały bardzo solidne podstawy związane ze strukturą, logicznymi przejściami, wynikowością czy też spójnością wypowiedzi (a także siłą argumentów).


I teraz pojawia się pytanie w jaki sposób możemy wspierać Edukatorów i Edukosmitów, którzy wspierają nasz system edukacji (często nadal pracując w systemie {niektórzy poza systemem}, stale wspierając innych nauczycieli!). Wydaje się, że tylko matematycy mogą coś zrobić, aby matematyka była lepiej nauczana, prawda? Nieprawda! Tak naprawdę KAŻDY Z NAS może dołożyć cegiełkę, aby wspólnie budować rzeczywistość. W myśl zasady - "ziarnko do ziarnka i zbierze się miarka". I naprawdę jest to bardzo duża pomoc, nawet jeśli w naszej świadomości możemy myśleć, że "przecież moje działanie jest niewidoczne, więc jak to może coś zmienić?". Otóż może, ponieważ to jest ta sama zasada, która mówi o tym, że odkładając (do skarbonki) codziennie tylko 3 złote... w ostatnim dniu roku będziemy mieli "dodatkowy" tysiąc złotych. A przecież nikt nie mówi o tym, żeby odkładać codziennie tysiąc złotych, zgadza się? Pomyślmy co się stanie, gdy takich osób będzie 10, 100, 1000 czy nawet 10 tysięcy. Jeśli każdy z nich zgodzi się, aby odkładać tysiąc złotych rocznie (tylko 3 złote dziennie) wspólnie zbierzemy odpowiednio: 10 tysięcy, 100 tysięcy, milion czy nawet 10 milionów. I to właśnie jest ta zasada. Pamiętajmy, że ma ona również zastosowanie w poniższych propozycjach wspierania.


SIEDEM PROSTYCH SPOSOBÓW WSPIERANIA EDUKOSMITÓW, EDUZMIENIACZY oraz OSÓB WSPIERAJĄCYCH NASZĄ EDUKACJĘ

1) Pomoc w popularyzowaniu działalności osób, które działają na rzecz lepszej nauki.
Często osoby, które oddają się działaniom na rzecz lepszej nauki, nie mają dodatkowych środków ani osób, które by realizowały marketing i promocję tego, czym się zajmują. Dlatego jeśli uważasz, że dana osoba realizuje wartościowe działania, to polecaj ją innym, podkreślając to dlaczego uważasz, że to co robi jest dobre, ważne i wartościowe. Można to robić na bardzo wiele sposobów, co za chwilę powinno stać się jasne. Tutaj zasada jest prosta: im bardziej popularna osoba, tym większe możliwości.

2) Udostępnianie różnych treści, które naszym zdaniem są wartościowe.
Jeśli dana osoba tworzy artykuł, spotkanie (online czy też w świecie realnym) czy też webinar albo kurs, to im więcej osób dowie się o nim, tym więcej osób będzie w stanie z niego skorzystać. A to z kolei pozwoli tej osobie na to, aby mogła skupić się na tym w czym jest najlepsza, a jeśli proponowane przez nią aktywności (usługi) czy też stworzone pomoce (kursy lub książki) są wartościowe, to warto je zakupić, aby również w ten sposób wspierać autora. Jeśli będzie miał większe środki, to jest bardzo duża szansa, że dotrze do większej liczby odbiorców (bo będzie mógł zlecić promocję i reklamę osobie, której zapłaci za to, aby się tym zajmowała profesjonalnie). Dodatkowo jeśli uważasz, że nauczyciel powinien mieć cenne źródło informacji, artykuł, webinar, debatę czy też różne inne pomoce naukowe (dydaktyczne), to po prostu udostępnij to u siebie na profilu w mediach społecznościowych i oznacz daną osobę (lub osoby). Dzięki temu jest szansa, że w oceanie informacji, ta wartościowa pomoc nie zostanie przeoczona. Właśnie chodzi o to, aby się dzielić, tym co wartościowe, z tymi którzy tego potrzebują. Tylko tyle i zarazem aż tyle.

3) Zapraszanie osób do udziału w różnych projektach i działaniach na rzecz edukacji.
Tutaj sprawa jest prosta. Jeśli są działania w których potrzebujemy osób aktywnie działających w swojej dziedzinie, to poprzez zaproszenie ich do różnych projektów czy działań na rzecz edukacji, dajemy im większą szansę na dotarcie do większego (nowego) grona odbiorców, jak też tworzenia wartościowych rzeczy w ramach takich spotkań. Oczywiście bardzo dobrym pomysłem jest polecanie pasjonatów, których działania doceniamy - tym, którzy poszukują ludzi do projektów czy też innych form związanych z nauczaniem i dzieleniem się swoimi pomysłami, doświadczeniem oraz umiejętnościami. Te inne formy to chociażby różnego rodzaju konferencje, kongresy, warsztaty czy też spotkania z autorami, którzy mogą dzielić się doświadczeniami jak też udzielać informacji zwrotnej, dotyczącej danego tematu czy obszaru aktywności (panel ekspertów).

4) Przekazywanie konstruktywnej krytyki oraz wartościowej informacji zwrotnej - czyli tego co według nas ważne, potrzebne i co może zostać zmienione na lepsze.
Jeśli zdarzy się tak, że coś nie jest poprawne czy też nie działa, to dobrze jest przekazać taką informację osobie, która się zajmuje działaniami o których cały czas wspominam. Najczęściej jest tak, że dana osoba po prostu ma za dużo aktywności (obowiązków) na głowie, więc przeoczenie czy pomylenie czegoś jest skutkiem pasji dzielenia się tym co najlepsze, w jak najkrótszym czasie. Bardzo rzadko kiedy osoby takie celowo realizują działania niskiej jakości lub nie dbają o odpowiednią jakość oferowanych usług czy produktów. Warto pamiętać jednak, aby taką informację zwrotną przekazać tak, aby była ona wartościowa (niestety bywa tak niekiedy, że taka informacja podcina skrzydła a nie daje konkretne wskazówki, co, jak i dlaczego warto zmienić).

Poszerzeniem informacji zwrotnej i konstruktywnej krytyki może być również pewnego rodzaju "koncert życzeń". Polega to na tym, iż odbiorca przekazuje twórcy, to czego potrzebuje, co jest dla niego wartościowe, dobre oraz ważne. Dzięki takiej komunikacji obie strony są na pozycji wygranej (win-win), ponieważ twórca wie co i jak zmienić, zaś odbiorca otrzymuje to czego potrzebuje i oczekuje. Zwłaszcza dotyczy to sytuacji, gdy coś nie działa tak jak powinno. Zamiast skupiać się na problemie, znacznie lepiej jest poszukiwać konstryktywnego rozwiązania, które zadowoli obie strony. Każdy twórca chce, aby jego wytwory (usługi czy też produkty) były wysokiej jakości, bo gwarantuje to nie tylko zadowolenie odbiorcy, ale także pomaga budować renomę (markę) twórcy i daje mu satysfakcję z dobrze wykonywanej pracy.

5) Subskrybowanie kanału na YouTube oraz obserwowanie (dołączanie do) fanpejżdzy w mediach społecznościowych.
Wiele osób tworzy wartościowe treści, którymi dzieli się właśnie za pomocą różnych fanpejdży czy profilów w mediach społecznościowych. Poza tym oczywiście mamy portal YouTube, gdzie mamy niemal nieskończoną skarbnicę materiałów wideo. I teraz oczywista sprawa: jeśli dana osoba będzie miała jasno określonych odbiorców (obserwatorów), to będzie mogła stosunkowo łatwo przebić się, aby móc się tym zajmować tak jak o tym marzy (najczęściej jest to wolność od cenzury i niezależność finansowa). Im więcej ludzi dobrej woli, którzy będą chciały takie osoby wspierać, tym większa szansa, że tacy twórcy będą chcieli i mogli robić to najlepiej jak potrafią i tak długo jak będą mogli sobie na to pozwolić (rzeczywistość szybko weryfikuje to, na ile można się tym zajmować na poważnie, bez stałego poszukiwania różnych sposobów, aby finansowo wiązać koniec z końcem).

6) Uczestniczenie w spotkaniach organizowanych przez Edukosmitów.
Jest coraz więcej różnego rodzaju spotkań o charakterze edukacyjnym. Duża część z nich jest bezpłatna (dla odbiorcy), nawet jeżeli twórca (organizator) ponosi koszty związane z jego obsługą. Im więcej osób uczestniczy w takich spotkaniach, tym łatwiej jest je przekuć na formę w której twórca (organizator) będzie mógł mieć większe zasięgi, większą widownię, a dzięki temu - łatwiej pozyskiwać fundusze na swoją działalność (głównie poprzez reklamę czy też sponsorowane spotkania, których koszty ponosi sponsor, a nie twórca). Są też spotkania (webinary, kursy) odpłatne i wtedy jest już dość oczywiste, że organizator spotkania (nie zawsze jest nim twórca!) może generować zysk, którym podzieli się z wykonawcą (twórcą). Warto podkreślić, że bez względu na to którą formę spotkań wybierzemy (można uczestniczyć w obu rzecz jasna), dobrze jest być aktywnym i dzielić się swoimi przemyśleniami, tym na ile spotkanie było wartościowe i co było dla mnie w nim ważne. Przy okazji warto na koniec podziękować za zorganizowanie takiego spotkania, bo jest to sygnał (potwierdzenie) ku temu, że takie spotkanie było ważne, czyli niejako jest sens kontynuować tego typu działania.

7) Wspieranie finansowe, w takim zakresie w jakim uznamy to za stosowne.
Ten wątek przewija się dość często, ale nie bez przyczyny. Najpierw bowiem trzeba przeżyć kolejny miesiąc (tydzień), aby móc tworzyć coś co jest wartościowe dla innych. I tutaj możliwości jest naprawdę wiele. Począwszy od zakupu produktów takich jak książki, ebooki, różne opracowania, do zakupu usług (dostęp do kursu, webinaru, interaktywnych narzędzi, etc.). Można także wspierać osoby za pomocą innych instrumentów. Najpopularniejsze z nich to Patronite, Postaw mi kawę, zrzutka.pl, napiwek czy podobnego typu serwisy. Ich działanie polega na tym, że w bardzo prosty sposób możemy dorzucić się, aby wspólnie wspierać naszego ulubionego i cenionego twórcę, który tworzy i dzieli się wartościowymi pomysłami i materiałami. Prosty przykład: jeśli dany twórca będzie miał dziesięć tysięcy odbiorców, a z tego co dwudziesty z nich dorzuci się każdego miesiąca na dobrą kawę (powiedzmy 15-20 złotych), to twórca miesięcznie otrzyma 500x20=10000. Podana tutaj kwota 10 tysięcy złotych (niestety, ale u nas bardzo rzadko spotykana) sprawi, że będzie mógł zajmować się tym co robi najlepiej, na pełen etat i nie będzie musiał poświęcać swojego czasu, energii oraz pomysłów na inne aktywności (pracować zarobokowo w innych miejscach). Ten przykład jest dość przejrzysty i mam nadzieję zrozumiały. Tak właśnie to działa, gdy również finansowo wspieramy twórcę. Zwykle kwota 10, 15 czy 20 złotych miesięcznie nie jest dla nas bardzo dużym obciążeniem budżetu, ale dla twórcy może oznaczać naprawdę bardzo dużo (zwłaszcza jeśli ma kilkuset lub kilka tysięcy osób go wspierających). Jeśli zajmuje się tym na pełen etat, to dzięki takiemu wsparciu ma pewność, że nie musi się martwić o to jak dotrwać do końca miesiąca.


Powyżej opisałem sposoby dzięki którym możemy wspierać tych, którzy naszym zdaniem robią dobrą robotę jeśli chodzi o wspieranie edukacji (i to nie tylko matematycznej). Są to wybrane przeze mnie sposoby, które realnie zmieniają naszą edukacyjną rzeczywistość. Każdy z nas samodzielnie może zdecydować o tym, które z nich wybierze. Tutaj działa zasada naczyń połączonych: im lepiej wspieramy Edukosmitów, tym większa szansa na to, że zmiana będzie coraz mocniej widoczna. Jeśli nie wiemy, nie rozumiemy czy też nie jesteśmy pewni, tego w jaki sposób wspierać naszych Eduzmieniaczy, to pamiętajmy, że warto pytać, rozmawiać, poprosić o wyjaśnienie oraz poszukiwać wspólnych rozwiązań. Im lepsze rozwiązania znajdziemy i zastosujemy, tym szybciej będziemy na pozycji obustronnie wygranej (win-win).

Teraz krótko przyjrzymy się temu co się działo w czasie naszej debaty. Pozwoliłem sobie tym razem zaprezentować to w postaci wybranych komentarzy (chmurek), które pokazują jak różnorodne, ciekawe, mądre i niekiedy bardzo trudne pomysły oraz wyzwania przed nami się pojawiają oraz czekają na rozwiązania jak też konkretne działania.


 















Czasami debata może okazać się naprawdę wciagająca, więc wówczas warto wstrzymać Słońce oraz poruszyć Ziemię (jak Kopernik)... albo przynajmniej zrobić herbatę i odrobinę odpocząć, słuchając aktywnie oraz spędzać miło czas w Akademickim Zaciszu, jak Pani Agata (która nota bene prowadzi znakomity profil "Matematyka u Sienkiewicza" na Facebooku - gorąco polecam wszystkim, którzy uczą matematyki w szkole podstawowej i chcą wiedzieć oraz czytać w jaki sposób można wspaniale uczyć).


W czasie naszego spotkania pojawiły się również pytania o to jak możemy wspomagać nauczanie matematyki (w bardziej ogólnej, szerzej formie czy też zakresie), więc w miarę możliwości spróbowaliśmy podjąć ten wątek w naszym spotkaniu. Oczywiście zapotrzebowanie było o niebo większe aniżeli nasz realny czas debaty. Z uwagi na to, że znalazłem bardzo ciekawą odpowiedź na to pytanie, to pozwolę sobie na podzielenie się refleksją i propozycją rozwiązania profesora Macieja Sysło. Proponuje on nietypowe rozwiązania, które bardzo mi się podobają, więc tutaj dzielę się fragmentem jego wypowiedzi (link do całego artykułu podaję na końcu: Tytuł artykułu - "Na ratunek uczącym się matematyki. Jak moglibyśmy się uczyć", którego autorem jest profesor Maciej Sysło).





Podsumowując: wielu edukatorów, wychowawców, nauczycieli i osób związanych z edukacją, dostrzega konieczność stosowania coraz lepszych i sprawdzonych metod, sposobów i narzędzi związanych z matematyczną edukacją. Teraz pozostaje pytanie na ile każdy z nas będzie chciał dołożyć swoją cegiełkę do tego, aby taka zmiana nastąpiła. Myślę, że podane w tym artykule sposoby wspierania naszej edukacji oraz Edukosmitów mogą być bardzo praktyczne a zarazem pomocne. Jeśli nastąpi bowiem głębsza refleksja związana z naszą edukacją, to jest duża szansa, że za nią pójdą odpowiednie działania. A właśnie suma tych działań daje nam realną zmianę, zwłaszcza gdy każdy z nas będzie chciał dać coś od siebie. W myśl mądrego przysłowia: ziarnko do ziarnka i zbierze się miarka!

A na koniec niespodzianka! Piękna notatka graficzna ze spotkania została opracowana przez Olę Kozłowską (Ola prowadzi swój profil facebookowy, pod nazwą "Co myślę to rysuję"). Pokazuje ona bardzo przejrzyście różne wątki jak i wnioski, które pojawiły się w czasie naszej bardzo żywej i produktywnej dyskusji.





Wystarczy uważnie przyjrzeć się obu notatkom graficznym i można już szybko dowiedzieć się jakie były główne wątki związane z tym spotkaniem. Jestem w pełni przekonany, że to doskonała pomoc ku temu, aby zatrzymać się na chwilę i przemyśleć nasze podejście do matematyki i jej nauczania.


JAK możemy WSPIERAĆ działania Profesora Romana Lepperta w ramach projektu Akademickiego Zacisza?

O co chodzi z tą matematyką? W listopadowym spotkaniu w ramach projektu #akademickiezacisze spróbowaliśmy odpowiedzieć na pytanie: dlaczego matematyka jako szkolny przedmiot nauczania sprawia uczniom tyle kłopotów? Link do tego spotkania na portalu Facebook (wraz z komentarzami na tej platformie).



Jeśli ktoś woli obejrzeć tę dyskusję na portalu YouTube, to tutaj również jest taka możliwość. Spotkanie trwa dokładnie 2 godziny i jest bardzo mocno naładowane wieloma wątkami i próbami odpowiedzi na pytania, więc z pewnością można je obejrzeć lub odsłuchać kilkukrotnie. Polecam bardzo serdecznie. Dla osób, które lubią tego typu spotkania, jak najbardziej polecam regularne branie udziału w tych spotkaniach albo oglądanie czy też odsłuchiwanie ich w wolnym czasie. Można również dołączyć do grupy (profilu) Akademickiego Zacisza, tak aby coraz więcej osób jednoczyło się i wspierało. Przy okazji dobrym pomysłem jest też wspieranie tego projektu poprzez subskrypcję kanału Akademickiego Zacisza na Youtube.


LINK do debaty o matematyce na YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=aKCJvSYNavg



DODATEK SPECJALNY:
1) I jeszcze obiecany link do artykułu "Na ratunek uczącym się matematyki. Jak moglibyśmy się uczyć", którego autorem jest profesor Maciej Sysło.
https://przegladpedagogiczny.ukw.edu.pl/archive/issue-articles/25/numer-1/

2) Link do raportu NIK, pod tytułem "Matematyka do poprawy" (opublikowany w lutym 2019 roku)
https://www.nik.gov.pl/aktualnosci/matematyka-do-poprawy.html

wtorek, 12 lipca 2022

Klonowanie i układanie kwadratów, prostokątów i trójkątów dla zaawansowanych - czyli jak przemycić pociągi Sierpińskiego i trójkąty Pitagorasa

Pojawia się pytanie czy aktywności związane z układaniem i manipulowaniem figurami, mogą być wykorzystywane w przypadku uczniów starszych aniżeli 3-5 klasa SP. Inaczej mówiąc: czy można zaciekawić uczniów koncepcjami wymagającymi nieco więcej wiedzy? Czy przykładowo można zrobić im dobre wprowadzenie do zagadnień, które są realizowane w klasach, powiedzmy 7-10?

W tym artykule przedstawię takie wprowadzenie, które opiera się na tym co wcześniej przekazałem. Chodzi oczywiście o poprzedni artykuł z tej serii: Klonowanie i układanie kwadratów, prostokątów i trójkątów - czyli budowanie zrozumienia właściwości podstawowych czworokątów. 




Pytanie zatem czy i jak można przemycić twierdzenie Pitagorasa, trójkąty (i dywan) Sierpińskiego oraz (po)ciągi: arytmetyczny i geometryczny? Wydaje się to być dość karkołomne, ale przy odrobinie kreatywnego podejścia, myślę że jest do zrealizowania. Od razu zaznaczam, że jest to pewien sposób (kierunek) realizowania ciekawych i bardziej wymagających zajęć, ale na pewno można je realizować, dostosowując środki dydaktyczne i metody pracy, do konkretnych uczniów. A zatem zaczynamy!


Na początek bierzemy do testowania kwadraty.

CZĘŚĆ 1: Łączenie kwadratów ze sobą.



 


  
 
Mamy figurę (klocek), która wygląda następująco: na samej górze (najwyższej warstwie) jest jeden kwadrat, a poniżej kolejne trzy.

 


   

Budujemy następną figurę, tak aby kolejna warstwa była poszerzona z obu stron o jeden klocek (czyli łącznie o dwa klocki). Czyli pierwsza warstwa to jeden kwadrat, kolejna to trzy kwadraty, dalsza - pięć, zaś najniższa to dokładnie siedem kwadratów (elementów).



  


I teraz na podstawie tego ćwiczenia możemy poprosić naszych uczniów, o to, aby budowali kolejne warstwy. No i oczywiście pojawią się różnorodne pytania:

1) Ile klocków (kwadratów) potrzeba do tego, aby ułożyć figurę, która będzie miała 3, 5, 7, 10, 20, 30 warstw?

2) W jaki sposób obliczyć ile jest warstw tej figry jeśli znamy liczbę klocków?

3) Ile klocków potrzeba, aby z 5-warstwowca ułożyć 10-warstwowiec?

4) Co ci przypomina i z czym ci się kojarzy powstawanie kolejnych figur?

5) Jeśli bok każdego klocka (kwadratu) wynosi jeden, to jaki będzie obwód każdej z figur, która ma odpowiednio 3, 5, 7, 10, 20, 30 warstw?

6) Co się stanie z figurą jeśli jej prawą część odetniemy i przeniesiemy na lewą, aby powstała nowa figura? Jaka to będzie figura?

7) Czy pole nowej figury będzie inne niż podstawowej figury?

8) W jaki sposób najłatwiej obliczyć pole nowej figury w zależności od liczby warstw?

*9) wprowadzenie w zagadnienie: ciąg arytmetyczny i suma ciągu arytmetycznego oraz dla bardziej zaawansowanych - ciąg geometryczny i suma ciągu geometrycznego (na przykładzie szachów: szachownica i legenda o nagrodzie dla mędrca: podwajanie liczby ziaren na każdym kolejnym polu)

10) ile ziaren byłoby na kolejnych polach szachownicy, gdyby na pierwszym polu położyć jedno ziarno, a na każdym kolejnym zwiększać o dwa? (czyli drugie pole - 3 ziarna, trzecie - 5, czwarte - 7, etc.)

11) ile ziaren byłoby na kolejnych polach szachownicy, gdyby na pierwszym polu położyć jedno ziarno, a na każdym kolejnym powiększać dwukrotnie? (czyli drugie pole - 2 ziarna, trzecie - 4, czwarte - 8, etc.)

12) Jeśli znamy liczbę ziaren na danym polu, to w jaki sposób możemy określić, które to pole - w zależności od tego czy postęp następuje arytmetycznie bądź geometrycznie?







 

Dzięki tym ćwiczeniom powinniśmy zrozumieć to czym jest ciąg arytmetyczny i geometryczny, a dodatkowo co się dzieje z kolejnymi warstwami i jak można odkrywać i określać zależności między nimi.


Następnie na warsztat idą trójkąty równoboczne.

CZĘŚĆ 2: Łączenie trójkątów równobocznych ze sobą.


1) ile różnych figur może powstać gdy połączymy ze sobą trzy trójkąty?

2) ułóż z trzech i pięciu trójkątów - trapez, a z sześciu - szcześciokąt foremny

3) ułóż z czterech, dziewięciu i szesnastu trójkątów - trójkąt

4) jakie dostrzegasz zależności pomiędzy kolejnymi liczbami trójkątów: jak się mają do liczby kwadratów z których budujemy większe kwadraty?

5) wykorzystanie pytań, które zadawaliśmy w przypadku kwadratów (to samo co w części pierwszej) oraz wyjaśnienie czym jest analogia

*6) wprowadzenie w zagadnienie: trójkąt i dywan Sierpińskiego

7) Narysowanie dużego trójkąta, przekształcenie w trójkąt Sierpińskiego i następnie wycinanie niepotrzebnych części (trójkątów)


Po tym jak już nieco sprawdziliśmy trójkąty, to z pewnością widzimy jakie są możliwości ich łączenia oraz jakie figury (kształty) powstają dzięki różnorodnemu łączeniu elementów (trójkątów). Teraz kolej na zachęcenie do odkrywania twierdzenia Pitagorasa.


CZĘŚĆ 3: Budowanie (układanie) na trójkącie prostokątnym (połowa prostokąta): kwadratu, półkwadratusa i trójkąta równobocznego:



1) na bokach trójkąta prostokątnego (połowa prostokąta) budujemy kwadraty

2) na bokach trójkąta prostokątnego (połowa prostokąta) budujemy półkwadratusy

3) na bokach trójkąta prostokątnego (połowa prostokąta) budujemy trójkąty równoboczne

4) pole której figury (zbudowanej na każdym z boków) jest największe i dlaczego?

5) jak się ma suma pól obu figur (zbudowanej na każdej z przyprostokątnych) w stosunku do pola największej figury?

*6) wprowadzenie z zagadnienie: twierdzenie Pitagorasa: narysowanie i wycięcie szablonu, a potem ułożenie odpowiednich klocków (figur), tak aby wszystkie z nich wypełniły kwadrat (zbudowany na najdłuższym boku - przeciwprostokątnej)

7) wprowadzenie do łamigłówki logicznej Tangram, która polega na łączeniu różnych figur w określone kształty

8) rozdanie Tangramu dla każdego ucznia i zachęcanie do budowania własnych wzorów, a potem określonych kształtów zgodnych z kartą zadań


 

Powyższe ćwiczenia powinny sprawić, że dzieci zaczną zauważać ciekawe zależności dotyczące pól figur zbudowanych na bokach trójkąta prostokątnego. Warto ćwiczyć obliczenia na trójkątach (trójki pitagorejskie), które są proste do narysowania, a jednocześnie dające łatwe obliczenia.

Dzięki temu możemy również poćwiczyć (powtórzyć, wyjaśnić) wzory figur takich jak: prostokąt, trójkąt, kwadrat oraz trójkąt równoboczny. Trójkąty pitagorejskie, które będą się dobrze sprawdzały (długości boków): 3-4-5 (jako klasyczny), 5-12-13, dalej 6-8-10, potem 9-12-15 i na koniec 10-24-26 (ten ostatni tylko wtedy, gdy mamy dużą przestrzeń do rysowania, aby potem składać wszystkie części, po to żeby sprawdzić, że rzeczywiście tworzą kwadrat zbudowany na przeciwprostokątnej).

Oczywiście w zależności od umiejętności naszych uczniów jak też warunków, prosimy o narysowanie odpowiednich trójkątów. Najlepiej sprawdzają się trójkąty 6-8-10 jak też 9-12-15. Powodem tego jest to, że kwadraty liczb związanych z bokami są stosunkowo proste (36-64-100 i 81-144-225), a do tego narysowanie dwóch przyprostokątnych (od których zaczynamy rysowanie trójkątów) o bokach 6 i 8 (cm) czy też 9 i 12, nie powinno sprawiać trudności. Przy okazji oczywiście możemy poprosić uczniów o dokładne zmierzenie najdłuższego boku (przeciwprostokątnej), zanim będziemy znali jego idealną wartość, dzięki zrozumieniu twierdzenia Pitagorasa.


Podsumowanie. Jak widać można zrealizować ciekawe zajęcia, które będą dawały dzieciom poczucie sensu, sprawstwa (sprawczości) jak też coraz lepszego zrozumienia bardziej wymagających zagadnień, które zostały dobrze utrwalone poprzez odkrywanie zależności na bardziej elementarnych. Warto zaznaczyć wyraźnie, że zakres elementów oraz zagadnień dostosowujemy do możliwości dzieci jak i warunków w jakich pracujemy. Chodzi o to, aby dzieci jak najwięcej samodzielnie odkrywały, manipulowały oraz tworzyły, wyciągając wnioski i budując na nich swoją niepowtarzalną wizję świata matematyki. Im więcej pojawi się pytań i możliwości dzielania się swoimi odkryciami jak też wnioskami, tym zrozumienie będzie pełniejsze i znacznie bardziej trwałe.

niedziela, 10 lipca 2022

Klonowanie i układanie kwadratów, prostokątów i trójkątów - czyli budowanie zrozumienia właściwości podstawowych czworokątów

Tym razem zobaczymy co się będzie działo z naszymi figurami, gdy będziemy je do siebie przykładali oraz w prosty sposób obracali. Z pewnością otwiera to nowe pole do popisu dla naszej wyobraźni oraz możliwości dalszego manipulowania figurami na różne sposoby (powiększanie, pomniejszanie, obracanie, przykładanie do siebie, rozcinanie, etc.)




Na początek weźmy nasze najbardziej popularne prostokąty.

Co się stanie jak weźmiemy dwa identyczne prostokąty i je ze sobą połączymy bokami, tak aby się "równo" stykały? Otóż mamy dwie podstawowe możliwości.


1) Łączymy prostokąty krótszymi bokami

Co się stanie gdy dokładamy kolejny prostokąt do poprzedniego? Otóż okazuje się, że nasza złożona figura nadal jest prostokątem, ale widać, że się wydłuża. Składając w ten sposób nie może powstać kwadrat, tylko coraz "węższy" (wizualnie) prostokąt. Jego wysokość pozostaje bez zmian, zaś szerokość coraz bardziej się powiększa.


2) Łączymy prostokąty dłuższymi bokami

Dzięki takiemu połączeniu nowa figura "rośnie". To tak jakbyśmy kładki na siebie kartki (jedna nad drugą). Za każdym razem będzie powstawał prostokąt, chociaż jest możliwość, że w pewnych okolicznościach może postwać także kwadrat.

Kwadrat powstanie wtedy, gdy relacja (proporcja) między dłuższym a krótszym bokiem będzie liczbą całkowitą dodatnią (naturalną, ale nie zerem). I w zależności jaka jest proporcja, to tyle potrzeba będzie figur jedna nad drugą położyć, aby powstał kwadrat. Przykładowo jeśli proporcja dłuższego boku do krótszego wynosi 4 (krótszy bok niech ma 2 jednostki zaś dłuższy 8), to ułożenie właśnie 4 kartek (prostokątów) jedna nad drugą, sprawi że powstanie kwadrat.

Natomiast gdy będziemy mogli jednocześnie korzystać z obu sposobów dokładania prostokątów, to będziemy mogli tworzyć różne kształty nowych figur, ale zawsze będą to prostokąty (o ile będziemy wypełniać do końca zarówno wiersze jak i kolumny), nawet jeśli w specyficznych wypadkach możemy zbudować także kwadrat (nadal ma zastosowanie ten sam warunek o którym wcześniej wspomniałem).


Teraz zastanówmy się co się stanie, gdy zajmiemy się kwadratami.

Z uwagi na to, że kwadrat jest wyjątkowym rodzajem prostokąta, który ma wszystkie boki równe, więc zawsze będziemy łączyli kwadraty z bokami tej samej długości.


I teraz jeśli przykładowo ułożymy obok siebie osiem kwadratów w poziomie (osiem kwadratów w wierszu), a potem takich warstw (jedna pod drugą) zbudujemy razem osiem (czyli dołożyli jeszcze siedem do pierwszej warstwy), wówczas będziemy mieli szachownicę (kratownicę) 8x8.

  

Oczywiście możemy modyfikować nasze konstrukcje na różne sposoby. Możemy bowiem dokładać kwadraty z czterech stron i w ten sposób uzyskujemy różnorodne kształty, w zależności od tego ile kwadratów będziemy mieli w danej linii poziomej (wierszu) oraz pionowej (kolumnie).


Teraz nadeszła kolej na następne figury, tym razem na trójkąty.

1) Trójkąt prostokątny, który powstał w wyniku przecięcia prostokąta wzdłuż przekątnej.

I teraz mamy trzy możliwości połączenia obu trójkątów:

a) Łączymy trójkąty najkrótszymi bokami (bokami o najmniejszej długości, leżącymi przy kącie prostym)

 

Przy pierwszym połączeniu powstanie trójkąt równoramienny, zaś jeśli jeden z trójkątów przed przyłożeniem obrócimy, to powstanie równoległobok.


b) Łączymy trójkąty średnimi bokami (bokami o średniej długości, leżącymi przy kącie prostym)

  

Przy pierwszym połączeniu powstanie trójkąt równoramienny, zaś jeśli jeden z trójkątów przed przyłożeniem obrócimy, to znowu powstanie równoległobok.


c) Łączymy trójkąty najdłuższymi bokami (bokami o największej długości, leżącymi naprzeciw kąta prostego)

  

Przy pierwszym połączeniu powstanie oczywiście prostokąt, zaś jeśli jeden z trójkątów przed przyłożeniem obrócimy, to tym razem powstanie tak zwany deltoid (kształtem podobny do latawca).


2) Trójkąt prostokątny, który powstał w wyniku przecięcia kwadratu wzdłuż przekątnej ("półkwadratus").

a) Łączymy trójkąty krótszymi bokami (bokami leżącymi przy kącie prostym - oba są tej samej długości)


Przy pierwszym połączeniu powstanie trójkąt prostokątny równoramienny ("półkwadratus"), zaś jeśli jeden z trójkątów przed przyłożeniem obrócimy, to powstanie równoległobok (warto sprawdzić, że to nie jest romb).


b) Łączymy trójkąty najdłuższymi bokami (bokami o największej długości, leżącymi naprzeciw kąta prostego)

Przy pierwszym połączeniu powstanie oczywiście kwadrat, zaś po obróceniu jednego z trójkątów przed przyłożeniem... powstanie również kwadrat! (tej samej wielkości)


3) Trójkąt równoboczny, który ma wszystkie boki tej samej długości (tak jak i wszystkie kąty tej samej miary)


W tym przypadku za każdym razem mamy tę samą sytuację: bez względu na to jakie boki dwóch trójkątów równobocznych przyłożymy do siebie, to zawsze uzyskamy romb (czyli równoległobok o wszystkich bokach równych).

 

W przypadku, gdy przyłożymy bokami do siebie trzy trójkąty równoboczne, to powstanie trapez równoramienny, a gdy takie dwa trapezy połączymy ze sobą najdłuższymi bokami, to powstanie sześciokąt foremny (składający się z sześciu trójkątów równobocznych)


4) Trójkąt równoramienny, który ma dwa boki (ramiona) tej samej długości (i kąty przy podstawie tej samej miary) i nie jest trójkątem prostokątnym ("półkwadratusem").

a) Łączymy trójkąty ramionami (najdłuższymi bokami)
  

Przy pierwszym połączeniu ramionami powstanie równoległobok, zaś jeśli jeden z trójkątów przed przyłożeniem obrócimy, to tym razem powstanie tak zwany deltoid (kształtem podobny do latawca).


b) Łączymy trójkąty podstawami (najkrótszymi bokami)


Bez względu na to jak przyłożymy do siebie podstawy (z obrotem o 180 stopniu czy też bez) dwóch trójkątów równoramiennych, to zawsze uzyskamy romb (czyli równoległobok o wszystkich bokach równych).

I tym oto sposobem uzyskaliśmy z naszych trójkątów wszystkie najważniejsze (podstawowe) czworokąty, razem z trapezem równoramiennym (powstałym z połączenia 3 trójkatów równobocznych). Warto samodzielnie sprawdzić co powstanie jeśli będziemy ze sobą łączyli trapez równoramienny i prostokątny (oba z nich osobno z tymi samymi rodzajami trapezów).


Pora na podsumowanie. Z uwagi na to, aby było bardziej czytelnie, to wypunktuje najbardziej istotne kwestie.

1. Układanie figur obok siebie (trójkątów i czworokątów) może być bardzo dobrą pomocą ku temu, aby odkrywać właściwości figur (zwłaszcza równoległoboków i rombów, które czasami mylą się dzieciom, bo nie do końca rozumieją różnice między nimi). Dodatkowo można analizować powstałe figury pod kątem ich boków, przekątnych (długości, kątów przecięcia) jak też wysokości a nawet obliczania ich pola.

2. Na początek dobrze jest rozpocząć układanie nowych figur poprzez łączenie ich po 2 sztuki obok siebie: każde z nich łączymy z bokami tego samego rodzaju (długości), a dodatkowo później odwracamy jedną z nich o 180 stopni i po połączeniu sprawdzamy co wówczas powstaje.

3. Stopniowo można łączyć coraz więcej figur, tak aby układać nie tylko różne "pełne" figury, ale i układanki (wzorce) z figur. Dzięki temu coraz szybciej przejdziemy do tak zwango matematycznego parkietażu, bo to już cała nowa matematyczna kraina składająca się z figur (wielokątów foremnych). A dalej możemy pójść śladami Eschera czyli realizować teamat: parkietaże, teselacje, mozaiki. Nie trzeba chyba mówić jak potężne możliwości za tym się kryją, prawda?

4. Następny krok to łączenie wszystkich figur (trójkątów i czworokątów) ze sobą, ale tak, aby żaden bok nie wystawał poza figurę (bok). Przykładowo jeden z najprostszych sposóbów połączenia trójkąta prostokątnego (nie "półkwadratusa"), to ułożenie kwadratu na każdym z boków trójkąta. No i dzięki temu oczywiście za jakiś czas będziemy mogli omówić twierdzenie Pitagorasa. Jeśli będzie ku temu okazja, to można twierdzenie Pitagorasa rozciągnąć na dowolne wielokąty foremne (dzięki temu powtarzamy o wielokątach, a jednocześnie odkrywamy magię i głębię twierdzenia Pitagorasa).

5. W zależności od tego na ile dzieci są gotowe do dalszych eksperymentów, można również wprowadzać temat obrotu, którym zajmiemy się w jednym z kolejnych odcinków. W tej odsłonie mieliśmy tylko odwracanie figur o 180 stopni, co jest najprostszym wprowadzeniem w temat. Jeśli dzieci są gotowe, to wyjaśniamy obrót o 180 stopni, a potem o 90 stopni (w obu kierunkach: zgodnie z ruchem wskazówek zegara jak i przeciwnie).

6. Najważniejsza wskazówka: dzieci powinny samodzielnie jak najwięcej odkrywać, sprawdzać, testować, ale również zapisywać wnioski (tak jak umieją i przy okazji najprościej jak można, aby nie tracić na tę czynność energii). Dzięki temu można potem porównywać nasze odkrycia jak też wnioski. Przy dobrej współpracy można zrealizować (zainicjować) naprawdę dużo tematów "pobocznych", które za jakiś czas będą nam (i dzieciom) znajome, a więc łatwiejsze do zintegrowania w systemie wiedzy i zrozumienia matematycznego świata, który stale budujemy i poszerzamy.

7. W zależności od tego jakimi środkami dydaktycznymi dysponujemy, dzieci mogą różne figury samodzielnie rysować oraz wycinać. W kolejnych odsłonach można zapewnić dzieciom plastikowe lub drewniane figury, aby przyspieszyć proces odkrywania i tworzenia. Jedną z doskonałych lamigłówek ku temu, aby rozwijać wyobraźnię przestrzenną (tutaj na razie dwuwymiarowa) jest tak zwany TANGRAM (rysunek poniżej przedstawia mozaikę wielokątów).




Mam nadzieję, że ten artykuł jest dobrą inspiracją, podpowiedzią czy też pomocą ku temu, aby wykorzystywać proste pomysły do tego, aby przechodzić na wyższe poziomy odkrywania, tworzenia, testowania jak i zrozumienia.