تبیان، دستیار زندگی
انحنا در ریاضیات پیشرفته، نظریه ی مهمی است که به وسیله ی آن یک شیء هندسی از صاف بودن منحرف می شود. ریاضی دان ها انحنای منحنی های پیشرفته و اشکال سه بعدی را مطالعه می کنند. در این درس دانش آموزان انحنای دایره ها را بررسی می کنند.
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

چینش دایره ای و انحنا

انحنا در ریاضیات پیشرفته، نظریه ی مهمی است که به وسیله ی آن یک شیء هندسی از صاف بودن منحرف می شود. ریاضی دان ها انحنای منحنی های پیشرفته و اشکال سه بعدی را مطالعه می کنند. در این درس دانش آموزان انحنای دایره ها را بررسی می کنند.

اهداف

دانش آموزان:

مفهوم انحنا را که به دایره مربوط می شود، درک خواهند کرد.

تشخیص می دهند که دایره هایی با انحنای بزرگ تر، شعاع کوچک تری دارند و برعکس.

تعاریف و قواعدی در مورد انحنا را برای حل مسائل دایره، به کار خواهند گرفت.

وسایل لازم

برگه ی فعالیت چینش دایره

طرح درس

درس را با رسم دو دایره روی تخته شروع کنید. یکی از آن ها کاملاً از دیگری بزرگ تر باشد. از دانش آموزان بپرسید: "کدام یک از این دایره ها شعاع بزرگ تری دارد؟" سپس از آن ها بپرسید: کدامشان انحنای بیشتری دارد؟" شاید لازم باشد سؤال دوم را به شکل های دیگری بپرسید تا دانش آموزان بفهمند منظور سؤال چیست. این سؤالات بذر هایی درباره ی نظریات انحنا در ذهن آن ها می کارد. بعد از این که دانش آموزان گفتند که دایره ی کوچک تر، انحنای بیشتری دارد، شاید بخواهید انحنا را این طور برایشان توضیح دهید:

انحنا مقداری است که به وسیله ی آن یک شیء هندسی، از مسطح بودن منحرف می شود.

برای بررسی انحنای دو دایره ای که روی تخته رسم کرده اید، یک مستطیل کوچک از وسط کاغذی جدا کنید و بعد فقط بخشی از دایره را، مانند شکل زیر، با مستطیل جدا شده مشخص کنید. دانش آموزان با در نظر گرفتن قسمتی از دایره، بهتر می توانند بفهمند که انحنای دایره ی کوچک تر، چقدر از دایره ی بزرگ تر بیشتر است. (در حقیقت، توجه کنید که قوس دایره ی بزرگ تر تقریباً مانند خط راست به نظر می رسد، در حالی که قوس دایره ی کوچک تقریباً یک شبه دایره است.)

دایره چینی

وقتی دانش آموزان نظریه ی کلی انحنا را یاد گرفتند، برگه ی فعالیت چینش دایره را بین آن ها توزیع کنید.

دانش آموزان باید برگه های فعالیت را در گروه های 3 و یا 4 نفری کامل کنند. در حالی که دانش آموزان روی این برگه ها کار می کنند، در صورت نیاز، آن ها راهنمایی کنید. دانش آموزان ممکن است در موارد زیر، به کمک نیاز داشته باشند:

  1. سؤال 8: دانش آموزان باید از معادله استفاده کنند و سه مقدار را در آن جایگذاری کنند. معادله ی به دست آمده، معادله ی درجه دوم با یک متغیر است.
  2. سؤال 10: دانش آموزان اغلب نمی توانند دایره ای را که در سمت راست دو دایره ی نشان داده شده در شکل است، ببینند.
  3. سؤال 11: خط راست، انحنایی برابر صفر دارد. چون مستقیم است. شاید لازم باشد سؤالات دیگری از دانش آموزان بپرسید تا خودشان به این نتیجه برسند.
  4. سؤالات 13- 12: دانش آموزان باید 0 را به عنوان مقدار یکی از متغیرها به کار ببرند.

برای نتیجه گیری از درس، یک بحث جمعی بین دانش آموزان راه بیندازید و با "سؤالاتی برای دانش آموزان"، شروع کنید. سپس فرصت دهید تا دانش آموزان نشان بدهند که با استفاده از یکی از گزینه های ارزیابی، چه چیزهایی یاد گرفته اند، یا به آن ها فرصت دهید تا با بررسی یکی از موارد "قسمت ملحقات"، تحقیق بیشتری انجام دهند.

پرسش هایی برای دانش آموزان

کدام یک انحنای بیشتری دارد، دایره ی بزرگ یا دایره ی کوچک؟

[دایره ی کوچک انحنای بیشتری دارد.]

انحنای خط راست چقدر است؟

[انحنای خط راست 0 است، چون خط راست اصلاً انحنایی ندارد.]

ملحقات

به دانش آموزان فرصت دهید تا در مورد "چینش دایره ای" در اینترنت جستجو کنند. منابع زیادی پیدا می شود. دو مورد از بهترین منابع، در زیر آورده شده است:

دنیای ریاضی – چینش دایره ای

اخبار دانش – بازی دایره از ایوارس پترسون

نرم افزار اقلیدس_تبیان

ارزشیابی

از دانش آموزان بخواهید پاراگرافی در مورد تمام مطالبی که درباره ی انحنای دایره یاد گرفته اند، بنویسند. از آن ها بخواهید چیزی را که به نظرشان جالب بوده، بنویسند و دلیل جالب بودنش را نیز توضیح دهند.

ارزیابی معلم

آیا دانش آموزان با این درس ارتباط برقرار کردند؟

این درس برای شاگردان ممتاز چقدر سخت بود؟ آیا برای شاگردان ضعیف هم فعالیت مناسبی است؟ اگر نه، چگونه می توان آن را مناسب کرد؟

درس را چگونه تغییر می دهید تا برای دانش آموزانی با شیوه های یادگیری مختلف مناسب باشد؟

مترجم: فاطمه وفایی