تبیان، دستیار زندگی
این درس به دانش آموزان فرصت می دهد تا هنگام اندازه گیری طول ضلع و محیط مربع و قطر و محیط دایره، از واحدهای مختلف استفاده کنند. دانش آموزان با استفاده از این اندازه گیری ها، نسبت ثابت 1 به 4 را برای همه ی مربع ها و نسبت 1 به 3.14 را برای همه ی دایره ها کشف
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

دایره های مربعی

مربع

اهداف:

دانش آموزان:

واحد های مختلف اندازه گیری بسته به اقتضا هر شکل و اندازه را خواهند شناخت.

در مورد رابطه ضلع / محیط در مربع ها و قطر / محیط در دایره ها نتیجه خواهند کرد.

در خلال نمایش های فیزیکی، فهم خود را از یک ثابت که قطر دایره را به محیط آن مرتبط می کند و آن را عدد پی نام گذاری می کنند، گسترش خواهند داد.

وسایل لازم:

برگه‏ی فعالیت چه چیز هایی تغییر می کنند، چه چیز هایی ثابت باقی می مانند؟

برگه‏ی اورهد چه چیز هایی تغییر می کنند، چه چیز هایی ثابت باقی می مانند؟

خط کش

ماشین حساب

واحد های اندازه گیری مانند پول خرد، گیره ی کاغذ، کاغذ خط دار (از فاصله‏ی بین خطوط به عنوان یک واحد استفاده کنید.)، مهره (در اندازه ها و شکل های یکسان)، انگشت سبابه (از عرض انگشت دانش آموزان به عنوان یک واحد استفاده کنید.)، مداد (از عرض آن به عنوان یک واحد استفاده کنید.)، نخ (می توانید با یک مداد نخ را بر حسب سانتی متر اندازه گذاری کنید.)

طرح درس

این درس برای کار گروهی دانش آموزان، طراحی شده است. وقتی دانش آموزان به کلاس رسیدند، باید برگه‏ی فعالیت چه چیزهایی تغییر می کنند، چه چیزهایی ثابت باقی می مانند و خط کش را روی میز خود داشته باشند.

برگه‏ی فعالیت

برای شروع از دانش آموزان بخواهید تا طول ضلع و محیط هر مربع در برگه ی فعالیت را با استفاده از خط کش اندازه بگیرند. آن ها باید اندازه ها را بر حسب سانتی متر روی برگه ی فعالیت ثبت کنند. وقتی دانش آموزان این کار را برای همه ی مربع ها انجام دادند، از آن ها بخواهید تا قطر و محیط دایره های برگه فعالیت را اندازه گیری کنند. احتمالاً بحثی در مورد این که چگونه محیط دایره را با استفاده از خط کش اندازه گیری کنیم، ایجاد می شود.

بعد از روش طوفان ذهنی در مورد راه های این اندازه گیری، واحد هایی را که می توان برای اندازه گیری به کار برد، در اختیار دانش آموزان قرار دهید. مطمئن شوید که برای هر جفت از دانش آموزان، واحدهای کافی برای اندازه گیری موجود می باشد. شما ممکن است بخواهید در مورد چگونگی استفاده از این واحد، بحث کنید و یا ممکن است ترجیح دهید که دانش آموزان خودشان این موضوع را کشف کنند. معلم همچنین می تواند با دانش آموزان بحث کند که چگونه آن ها می توانند قسمت اعشاری اعداد را وقتی که اندازه گیری ها عدد صحیحی را نشان ندهند، گرد کنند. به دانش آموزان اجازه دهید تا مربع ها و دایره ها را با استفاده از حداقل یک واحد غیر سنتی اندازه گیری، اندازه گیری کنند.

وقتی دانش آموزان برگه ی فعالیت را پر کردند، کلاس می تواند از این اطلاعات برای کامل کردن اولین جدول برگه‏ی اورهد چه چیزهایی تغییر می کنند، چه چیزهایی ثابت می مانند، استفاده کنند. معلم می تواند یافته های دانش آموزان را ثبت کند. اگر معلم از هر یک از دانش آموزان بخواهد که یک کپی از این جدول داشته باشند، دانش آموزان می توانند از این برگه، یک کپی بگیرند.

در این نقطه از درس، معلم باید دانش آموزان را هدایت کند تا رابطه ی بین محیط مربع و ضلع آن را کشف کنند. خیلی از دانش آموزان ممکن است بدانند که محیط =4×ضلع یا P=4s. اما سعی کنید دانش آموزان به این فکر کنند که 4 به عنوان یک ثابت است و برابر است با P ÷ s. ستون سوم جدول برگه ی اورهد را "محیط تقسیم بر ضلع" بنامید و این ثابت را برای هر یک از مربع ها به دست آورید. برای دانش آموزان مهم است تا مشاهده کنند که این رابطه، صرف نظر از اندازه ی مربع ها یا واحد اندازه گیری، برای تمام مربع ها یکسان است و عدد ثابتی به دست می آید. بحثی از ثابت ها در مقابل متغیر ها، می تواند این جا مفید باشد.

حال، اطلاعات در مورد دایره را به همین روش جمع آوری کرده و نتایج را در دومین جدول برگه ی اورهد یادداشت کنید. رابطه ی بین ضلع و محیط مربع  آشکار است: اضلاع با هم جمع می شوند تا محیط را شکل دهند. به هر حال برای دایره ها معلوم نیست که قطر به طور مستقیم در محیط مؤثر است، به طوری که قطر بزرگ تر، محیط بیشتر را نتیجه دهد. از دانش آموزان بخواهید که در مورد این که آیا ممکن است عدد ثابت مشابهی برای این وضعیت موجود باشد، تحقیق کنند و ستون سوم دومین جدول برگه ی اورهد را  "محیط تقسیم بر قطر" بنامند. از دانش آموزان بخواهید تا این نسبت را برای هر مجموعه ای از داده ها محاسبه کنند. یک بار دیگر دانش آموزان متقاعد می شوند که همه ی مقادیر مشابه هستند و ممکن است یک ثابت موجود باشد. نام این ثابت (پی) است و بهترین تقریب آن را می توان یافت. دانش آموزان همچنین می توانند اگر هنوز سؤالی در مورد وجود یا عدم وجود عدد ثابت دارند، قطر و محیط دایره های موجود در اتاق را بیابند.

خیلی مهم است که دانش آموزان بفهمند که  همیشه یک ثابت است. این مقدار صرف نظر از اندازه ی دایره یا واحد اندازه گیری، ثابت خواهد بود و همیشه یک عدد را نشان می دهد. (گاهی دانش آموزان فکر می کنند که  یک متغیر مانند x و y است.)

پرسش هایی برای دانش آموزان:

ما چگونه می توانیم فرمول P=4s را به معادله ای تبدیل کنیم که P و s در یک طرف رابطه قرار گیرند؟

(دو طرف را بطه را به s تقسیم کنیم: )

با این که ما اکنون برای مربع ها می دانیم P=4s، چرا برخی از نسبت های ما عدد 4 را به طور دقیق نمی دهد؟

(اشتباه در اندازه گیری می تواند علت اشتباه در نسبت ها باشد. به هر حال، همه ی نسبت ها باید به 4 نزدیک باشد.)

ثابتی وجود دارد که ضلع مربع را به محیط آن مرتبط می کند و ثابتی وجود دارد که قطر دایره را به محیط آن مرتبط می کند. آیا برای مستطیل یک ثابت مشابه وجود دارد؟ چرا؟

(بین محیط و عرض یا محیط و طول مستطیل رابطه ی ثابتی وجود ندارد. اما رابطه ی ثابتی بین محیط یک مستطیل و جمع طول و عرض آن وجود دارد:   . معمولاً این رابطه را به صورت   می نویسند.)

تعمیم:

1-از دانش آموزان بخواهید تا چندین دایره روی کاغذ شطرنجی رسم کنند. سپس از آن ها بخواهید تا شعاع و مساحت تقریبی هر دایره را حساب کنند. با یافتن نسبت 2(شعاع) / مساحت (مساحت به مجذور شعاع) دانش آموزان دوباره ظاهر شدن ثابت ? را مشاهده خواهند کرد.

2-دانش آموزان می توانند مثلث های متساوی الساقین قائم الزاویه را با اندازه های متفاوت، رسم کنند و طول یک ساق و وتر آن را اندازه گیری کنند. با محاسبه ی نسبت ساق / وتر (وتر به ساق) برای هر مثلث، دانش آموزان می توانند ثابتی را که این دو را به هم مربوط می کند، کشف کنند. این ثابت برابر با 2? است.

ارزشیابی:

1-از دانش آموزان بخواهید تا پاراگرافی درباره ی رابطه ی محیط دایره بنویسند. عنوان برگه ی فعالیت اول "چه چیز هایی تغییر می کنند، چه چیز هایی ثابت باقی می مانند؟" بود. از دانش آموزان بخواهید تا توضیح دهند که چرا از این عنوان برای برگه ی فعالیت استفاده شده است.

2-از دانش آموزان بخواهید تا فرق بین یک متغیر و یک ثابت را توضیح دهند؟

3-به دانش آموزان فرصت دهید تا به سؤالات آخر برگه ی اورهد چه چیزهایی تغییر می کنند، چه چیزهایی ثابت باقی می مانند؟ توجه کنند. توجه کنید که دانش آموزان باید این سؤال را بدون استفاده از واحد های اندازه گیری، پاسخ دهند. از دانش آموزان بخواهید که پاسخ هایشان را به اشتراک بگذارند.

از دانش آموزان بخواهید به سؤالات زیر پاسخ دهند:

  1. اگر محیط یک مربع با طول 32 میدان فوتبال برابر باشد، طول ضلع مربع چقدر است؟ از نسبت p/s برای تنظیم یک معا دله و حل استفاده کنید.
  2. اگر محیط یک دایره برابر 112 مایل باشد قطر آن چقدر است؟ از نسبت c/d برای تنظیم یک معادله و حل آن استفاده کنید. (الان زمان خوبی است که دکمه pi را در ماشین حساب به دانش آموزان نشان دهید و طرز استفاده از آن را یاد دهید.

نظرات معلم:

دانش آموزان در استفاده از واحد های مختلف اندازه گیری با چه مشکلاتی رو به رو می شوند؟

آیا واحد های بهتری برای استفاده ی بعدی وجود دارد؟ کدام یک به خوبی کار می کند؟

آیا دانش آموزان روی درس متمرکز می شوند؟ اگر نه، چه کار هایی در جهت ارتقای این درس برای تدریس آتی می توان انجام داد؟

دانش آموزان چگونه می توانند نشان دهند که به طور فعال در حال یاد گیری هستند؟

آیا دانش آموزان را در این درس، خیلی رانمایی کرده اید؟ آیا آن ها به راهنمایی های بیشتر نیاز دارند؟

آیا به نظر شما باید تغییراتی در برخی از قسمت های درس داده شود؟

آیا وسایل مورد نیازی که دانش آموزان از آن ها استفاده می کنند، بر رفتار در کلاس یا مدیریت آن تأثیر می گذارد؟

مترجم: وحید رستمی