Méthodologie d'étude du matériel algébrique dans le cours initial de mathématiques. Éléments d'algèbre à l'école primaire

9.3.1. Méthodologie pour introduire le concept de « Monôme » et développer la capacité à trouver sa valeur numérique.

Les connaissances de base comprennent les notions d'expression algébrique, de produit d'expressions algébriques, de multiplicateur (numérique et alphabétique) ; aux compétences - enregistrer une expression algébrique par ses éléments, mettre en évidence les éléments d'une expression algébrique donnée.

Les connaissances sont mises à jour grâce à des exercices.

1. Dans cet ensemble, sélectionnez des expressions algébriques qui sont le produit de plusieurs facteurs : a) 5 une 2b; b) (7 ab 2 + à partir de 2):(5m 2 n); à 8; d) 5 une 6 bb 4 une; d) ; f) g)

La condition spécifiée est satisfaite par les expressions algébriques : 5 une 2b; 8; 5une 6 bb 4 une; ; Très probablement, les élèves n'en citeront pas 8 parmi les expressions algébriques requises ; ; bien que certains puissent deviner ce que l'on peut qualifier d'art. Après avoir pris plusieurs expressions algébriques, vous devriez vous entraîner à isoler leur facteur numérique, leurs facteurs alphabétiques et à écrire de nouvelles expressions basées sur ces expressions algébriques.

2. Créez une nouvelle expression algébrique à l'aide des expressions 3 une 2b Et UN. Réponses possibles des élèves : 3 une 2b+ UN; 3une 2bUN; 3une 2b UN; 3une 2b: UN.

3. Lesquelles des expressions suivantes sont des monômes : a) 5 un 3 bсab 4; b) UN; c) d) 3 4 e) 7 ab 2:n; e) – 5 un 6 b avec 2; e) – un 3; g) h) – mxn. Nommez les facteurs numériques et alphabétiques des monômes.

4. Écrivez plusieurs expressions algébriques qui sont des monômes.

5. Notez plusieurs monômes qui ne diffèrent que par leur coefficient numérique.

6. Remplissez les espaces vides : a) 12 une 3 b 4= 2UNb2; b) – 24 m 2 b 7 p 6= 24pb

7. Au lieu d'une formulation verbale, écrivez des expressions algébriques : a) double produit de nombres UN Et b; b) tripler le produit du carré d'un nombre UN et des chiffres b.



8. Expliquez les expressions : a) 2 UN b; b) UN 5b.

Par exemple, l'expression UN 5b peut être expliqué comme : 1) produit de nombres UN, 5 et b;2) produit de nombres UN et 5 b;3) aire d'un rectangle avec des côtés UN et 5 b.

Les exercices des types 7 et 8 contribuent également à maîtriser la méthode de résolution de problèmes de mots à l'aide d'équations, car la traduction de formulations verbales dans le langage des chiffres et des lettres et l'interprétation verbale des expressions algébriques sont des éléments importants de la méthode de résolution de problèmes à l'aide d'équations.

9. Trouvez la valeur numérique du monôme : 1) 5 mxnà m= 3, m= ; X=8; 2) (– 0,25)UN bà UN=12; b=8. Lors de l'exécution de tels exercices, il convient d'attirer l'attention des étudiants spéciaux sur la nécessité d'utiliser les propriétés et les lois des opérations arithmétiques pour rationaliser les calculs.

L'organisation des exercices peut être différente : la solution est au tableau, décision indépendante, solution commentée, exécution simultanée d'exercices au tableau avec la participation des élèves faibles et travail autonome des élèves forts, etc.

Pour devoirs Vous pouvez utiliser des exercices pour écrire des nombres sous forme standard, qui serviront de motif pour introduire le concept de forme standard d'un monôme dans la prochaine leçon.

9.3.2. Généralisation et systématisation des connaissances sur le thème : « Progressions ».

La reproduction et la correction des connaissances de base peuvent se faire à travers des exercices de remplissage du tableau suivis d'une discussion des résultats.

Notez que les progressions arithmétiques et géométriques fournissent un exemple de matériel d'apprentissage dans des situations similaires, donc place importante Des méthodes d'opposition et de comparaison doivent être utilisées pour systématiser les connaissances sur les progressions. La discussion des questions clés repose sur l’identification des raisons des différences et des points communs dans les progressions.

Questions à débattre.

UN). Nommer les structures communes et différentes des définitions des progressions arithmétiques et géométriques.

B). Définir une progression géométrique infiniment décroissante.

DANS). Comment appelle-t-on la somme d’une progression géométrique infiniment décroissante ? Notez sa formule.

G). Comment prouver qu’une suite donnée est une progression arithmétique (géométrique) ?

D). À l'aide de flèches, montrez les liens entre les définitions et formules spécifiées (Fig. 7) :

un une n = une n -1 + d UN 1 , UN 2 , … … une n = une l +d(n–1)
un, d
un n = (un n -1 + un n +1) Signe de progression arithmétique S n = (une 1 + une 2) n

3. Notez toutes les définitions et formules sur le thème « Progression géométrique » et indiquez les dépendances entre elles.

Les exercices 2 et 3 peuvent être demandés aux étudiants de manière indépendante, suivis d'une discussion des résultats par tous les étudiants de la classe. Vous pouvez réaliser l’exercice 2 collectivement et proposer l’exercice 3 en tant que travail indépendant.

Les étapes suivantes de la leçon de généralisation sont mises en œuvre à travers des exercices dont la mise en œuvre nécessite l'analyse et l'utilisation de faits de base, conduisant à de nouvelles connexions et relations entre les concepts et théorèmes étudiés.

4. Insérez un nombre positif entre les nombres 4 et 9 pour obtenir trois termes consécutifs de la progression géométrique. Formuler et résoudre un problème similaire en relation avec une progression arithmétique.

5. Définir les chiffres un 1, un 2, un 3 Et un 4, Si un 1, un 2, un 3 sont des termes successifs d'une progression géométrique, et un 1, un 3 Et un 4– progression arithmétique et un 1 + un 4= 14, un 2 + un 3 = 12.

7. Trois nombres positifs peuvent-ils être simultanément trois termes consécutifs d'une progression arithmétique et géométrique ?

8. Est-il possible de dire que les progressions arithmétiques et géométriques sont des fonctions ? Si oui, de quels types de fonctions s’agit-il ?

9. On sait que un = 2n+1 – progression arithmétique. Quelles sont les similitudes et les différences entre les graphiques de cette progression et la fonction linéaire ? F(X) = 2X+1?

10. Est-il possible d'indiquer des séquences qui sont
à la fois arithmétique et progression géométrique?

Les formes de réalisation des exercices peuvent être différentes : réalisation d'exercices au tableau, solutions commentées, etc. Certains des exercices proposés peuvent être réalisés par les étudiants de manière autonome, et leur mise en œuvre peut être réalisée en fonction des capacités des étudiants à l'aide de fiches contenant des lignes manquantes ou d'instructions pour leur mise en œuvre. Évidemment, plus les capacités de l’étudiant sont faibles, plus l’ensemble des recommandations (instructions de mise en œuvre) doit être étendu pour lui.

9.3.3. Tester, évaluer et corriger les connaissances, compétences et aptitudes sur le thème : « Multiplication et division de nombres rationnels ».

Le test des connaissances factuelles des étudiants et de leur capacité à expliquer l'essence des concepts de base est effectué au cours d'une conversation suivie d'exercices.

Questions pour la conversation

1. Formulez une règle pour multiplier deux nombres de mêmes signes. Donne des exemples.

2. Formulez une règle pour multiplier deux nombres avec différents signes. Donne des exemples.

3. Quel est le produit de plusieurs nombres si l'un d'eux est nul ? Sous quelles conditions un b = 0?

4. À quoi est égal le produit ? UN(-1)? Donne des exemples.

5. Comment le produit changera-t-il lorsque le signe de l'un des facteurs change ?

6. Formuler la loi commutative de la multiplication.

7. Comment est formulée la loi associative de multiplication ?

8. Écrivez, à l'aide de lettres, les lois commutatives et associatives de la multiplication.

9. Comment trouver le produit de trois et quatre nombres rationnels ?

10. Un élève, effectuant un exercice pour trouver le produit 0,25 15 15 (–4), a utilisé la séquence d'actions suivante : (0,25 (–4)) 15 15 = (–1) 15 15 = –15 15. Quelles lois est-ce qu'il a utilisé ?

11. Quel facteur d'une expression algébrique est appelé coefficient ?

12. Comment trouver le coefficient d'un produit qui possède plusieurs facteurs alphabétiques et numériques ?

13. Quel est le coefficient de l'expression : un; - un; un B; - un B?

14. Formuler la loi distributive de la multiplication. Écrivez-le en utilisant des lettres.

15. Quelles sont les conditions ? somme algébrique appelé similaire?

16. Expliquez ce que signifie citer des termes similaires.

17. Expliquez à l'aide de quelles lois la réduction de termes similaires dans l'expression 5.2 est effectuée oui – 8un - 4,8oui – 2UN.

18. Quelle est la règle pour diviser les nombres rationnels avec les mêmes signes ?

19. Quelle est la règle pour diviser les nombres rationnels avec des signes différents ?

20. Dans quel cas le quotient de deux nombres rationnels est-il égal à zéro ?

21. Dans quel ordre les opérations conjointes sont-elles effectuées avec des nombres rationnels ?

Certaines questions peuvent être soumises à discussion collective, d'autres - fiches de contrôle mutuel des élèves, il est possible de réaliser une dictée mathématique à partir de certaines questions, etc.

La série d’exercices suivante vise à contrôler, évaluer et corriger les compétences des élèves. Différentes formes de réalisation d'exercices sont possibles : décision indépendante, accompagnée d'une maîtrise de soi des élèves, décision commentée, réalisation d'exercices au tableau, questionnement oral, etc. Cette série couvre deux groupes d'exercices. Le premier groupe ne nécessite pas de nature reconstructive de l'activité mentale, la mise en œuvre du deuxième groupe implique la reconstruction des connaissances et des compétences sur le sujet étudié.

1. Lesquelles des égalités suivantes sont vraies :

1) (–9) (–8) = –72; 2) (–1,4) 0,5 = – 0,7;

3) 12 (–0,2) = –0,24; 4) (–3,2) (–2,1) = 6,72?

Choisis la bonne réponse.

Réponse 1); 2); 3); 4); il n’y a pas de véritables égalités.

2. Sans effectuer de calculs, déterminez quel produit est positif :

1) 0,26 (–17) (–52) (–34); 2) (–1) (–8) 0,4 (–3,4);

3) (–16) (–0,87) (– ) (–5); 4) 5 (–3,2) 0 (0,7).

Réponse 1); 2); 3); 4).

3. Spécifiez les expressions qui ont des coefficients égaux :

1) 9ca et 3 X(4oui); 2) (–3) (–8CB) et 4 X 6oui;

3) abc et 2,75 xy; 4) 3,15abc et 0,001 abc.

4. Laquelle des expressions contient des termes similaires :

1) 7UN– 12un B+ 14; 2) 0,5xy + 2,7kh – 0,5;

3) 3Avec – 2,7khus – ;4) 72un B - ab + 241?

Veuillez indiquer la bonne réponse.

Réponse 1); 2); 4); Il n’existe aucune expression contenant des termes similaires.

5. Spécifiez les égalités correctes : : (–18,2

3. Choisissez le plus grand et le plus petit nombre parmi les nombres
UN,UN 2 ,UN 3 ,UN 4 , UN 5 , UN 6 , UN 7 heures à UN = – 5, UN = 3.

4. Simplifiez l'expression :

1) – X(oui – 4) – 2(xy– 3) – 3X; 2) un(b+ 3) – 3(2 – un b) + une.

L'ensemble de tâches donné et leur séquence couvrent tous les niveaux d'acquisition de connaissances. L'achèvement de l'ensemble des tâches correspond à l'acquisition de connaissances et de compétences de haute qualité et peut être qualifié d'« excellent ». L'assimilation des connaissances et des compétences au niveau de leur application dans des situations ne nécessitant pas de reconstruction des connaissances et des compétences correspond aux exercices du premier groupe. Les réponses correctes aux questions caractérisent l'assimilation des connaissances au niveau de la reproduction. Une note « satisfaisante » peut être attribuée à un étudiant ayant réalisé la plupart des exercices du premier groupe. La note « bon » correspond à la réalisation correcte de la plupart des exercices du premier et du deuxième groupe.

Tâches

1. Sélectionnez un sujet spécifique pour un cours d'algèbre correctionnelle et développementale dans une école secondaire. Étudiez les sections pertinentes du programme et du manuel. Identifier les caractéristiques méthodologiques de l'étude du sujet. Développer des fragments de méthodes d'enseignement pour le sujet. Préparez un jeu de cartes pour corriger les connaissances des élèves.

2. Assistez à plusieurs cours d'algèbre dans l'un des établissements spéciaux (correctionnels) de type VII de votre région. Effectuer une analyse d'une leçon du point de vue de son orientation pédagogique, correctionnelle et développementale, pédagogique et pratique.

3. L'un des objectifs de l'enseignement des mathématiques est la formation d'une culture mathématique. La culture informatique est l'une des composantes de la culture mathématique. Proposez votre interprétation du concept de « culture informatique ». A quelles étapes de l'enseignement des mathématiques aux élèves spéciaux, lors de l'enseignement de quel contenu, est-il possible et approprié de fixer l'objectif « formation d'une culture informatique » ? Apporter exemple spécifique avec le système de tâches correspondant. Faites une liste de littérature sur le développement du concept de nombre pour la lecture extrascolaire pour les élèves spéciaux. Indiquez dans quelles classes il peut être utilisé.


CHAPITRE 10. QUESTIONS SÉLECTIONNÉES DANS LES MÉTHODES D'ENSEIGNEMENT CORRECTIONNEL ET DÉVELOPPEMENTAL DE LA GÉOMÉTRIE à l'école primaire.

(8 heures)

Plan:

1. Les objectifs de l'étude du matériel algébrique dans école primaire.

2. Propriétés des opérations arithmétiques étudiées à l'école primaire.

3. Etude des expressions numériques et des règles pour l'ordre des actions :

Une commande sans parenthèses ;

Même ordre avec parenthèses ;

Expressions sans parenthèses, comprenant 4 opérations arithmétiques, entre parenthèses.

4. Analyse des égalités et inégalités numériques étudiées dans les classes primaires (comparaison de deux nombres, d'un nombre et d'une expression numérique, de deux expressions numériques).

5. Introduction de symboles alphabétiques avec une variable.

6. Méthodologie d'étude des équations :

a) donner la définition d'une équation (à partir de cours de mathématiques et d'un manuel de mathématiques pour école primaire),

b) mettre en évidence la portée et le contenu du concept,

c) quelle méthode (abstraite-déductive ou concrète-inductive) allez-vous introduire ce concept ? Décrire les principales étapes du travail sur une équation.

Effectuez les tâches :

1. Expliquer l'opportunité d'utiliser les inégalités avec une variable au primaire.

2. Préparer un message pour la leçon sur la possibilité de développer une propédeutique fonctionnelle chez les élèves (par le jeu, par l'étude des inégalités).

3. Sélectionnez des tâches permettant aux élèves de compléter les propriétés essentielles et non essentielles du concept d'« équation ».

1. Abramova O.A., Moro M.I. Résolution d'équations // École primaire. – 1983. - N°3. – p. 78-79.

2. Ymanbekova P. Moyens de visualisation dans la formation du concept d'« égalité » et d'« inégalité » // École primaire. – 1978. – N° 11. – P. 38-40.

3. Shchadrova I.V. Sur l'ordre des actions dans une expression arithmétique // École primaire. – 2000. - N°2. – p. 105-107.

4. Chikhaliev Kh.Sh. Une approche unifiée pour résoudre les équations et les inégalités // École primaire. – 1989. - N° 8. – p. 83-86.

5. Nazarova I.N. Familiarisation avec la dépendance fonctionnelle dans l'enseignement de la résolution de problèmes // École primaire. – 1989. - N°1. – p. 42-46.

6. Kouznetsova V.I. Au sujet de certains erreurs typiquesétudiants liés aux questions de propédeutique algébrique // École primaire. – 1974. - N°2. – P. 31.

Caractéristiques générales de la méthodologie d'étude

matériel algébrique

L'introduction de matériel algébrique dans le cours initial de mathématiques permet de préparer les étudiants à l'étude des concepts de base des mathématiques modernes, tels que « variable », « équation », « inégalité », etc., et contribue à le développement de la pensée fonctionnelle chez les enfants.

Les principaux concepts du sujet sont « expression », « égalité », « inégalité », « équation ».

Le terme « équation » est introduit lors de l'étude du thème « Mille », mais le travail préparatoire visant à familiariser les élèves avec les équations commence dès la 1re année. Les termes « expression », « sens de l’expression », « égalité », « inégalité » sont repris dans le dictionnaire des élèves à partir de la 2e année. Le concept de « résoudre les inégalités » n’est pas introduit à l’école primaire.



Expressions numériques

En mathématiques, une expression est comprise comme une séquence constante selon certaines règles symboles mathématiques, désignant les nombres et les opérations sur eux. Exemples d'expressions : 7 ; 5 + 4 ; 5 (3 + V); 40 : 5 + 6, etc.

Expressions de la forme 7 ; 5 + 4 ; 10 : 5 + 6 ; (5 + 3) 10 sont appelés expressions numériques, contrairement aux expressions de la forme 8 – UN; (3 + V); 50: À, appelées expressions littérales ou variables.

Objectifs de l'étude du sujet

2. Familiariser les étudiants avec les règles de l'ordre d'exécution des opérations sur les nombres et, conformément à celles-ci, développer la capacité de trouver valeurs numériques expressions.

3. Présenter aux élèves des transformations identiques d'expressions basées sur des opérations arithmétiques.

Dans la méthode de familiarisation collégiens Avec la notion d'expression numérique, on peut distinguer trois étapes, impliquant la familiarisation avec des expressions contenant :

Une opération arithmétique (étape I) ;

Deux ou plusieurs opérations arithmétiques d'une étape (étape II) ;

Deux ou plusieurs opérations arithmétiques de niveaux différents (stade III).

Les élèves sont initiés aux expressions les plus simples - somme et différence - en 1re année (lors de l'étude de l'addition et de la soustraction jusqu'à 10) ; avec le produit et le quotient de deux nombres - en grade II.

Déjà lors de l'étude du thème « Dix », les noms des opérations arithmétiques, les termes « additionner », « somme », « minute », « soustraire », « différence » sont introduits dans le dictionnaire des élèves. Outre la terminologie, ils doivent également apprendre certains éléments de la symbolique mathématique, notamment les signes d'action (plus, moins) ; ils doivent apprendre à lire et à écrire des expressions mathématiques simples de la forme 5 + 4 (la somme des nombres « cinq » et « quatre ») ; 7 – 2 (la différence entre les nombres « sept » et « deux »).



Les élèves sont d'abord initiés au terme « somme » dans le sens d'un nombre résultant de l'opération d'addition, puis dans le sens d'une expression. Technique de soustraction de la forme 10 – 7, 9 – 6, etc. est basé sur la connaissance de la relation entre l’addition et la soustraction. Il est donc nécessaire d'apprendre aux enfants à représenter un nombre (diminué) comme la somme de deux termes (10 est la somme des nombres 7 et 3 ; 9 est la somme des nombres 6 et 3).

Les enfants se familiarisent avec les expressions contenant deux opérations arithmétiques ou plus dès la première année d'enseignement lorsqu'ils maîtrisent les techniques de calcul ± 2, ± 3, ± 1. Ils résolvent des exemples de la forme 3 + 1 + 1, 6 – 1 – 1. , 2 + 2 + 2, etc. En calculant par exemple la valeur de la première expression, l'élève explique : « Ajoutez un à trois, vous obtenez quatre, ajoutez un à quatre, vous obtenez cinq. De la même manière, la solution aux exemples de la forme 6 - 1 - 1, etc.. Ainsi, les élèves de première année se préparent progressivement à déduire la règle sur l'ordre d'exécution des actions dans les expressions contenant des actions d'un niveau, qui est généralisé au grade II.

En première année, les enfants maîtriseront pratiquement une autre règle pour l'ordre d'exécution des actions, à savoir l'exécution d'actions dans des expressions de la forme 8 - (4 + 2) ; (6 - 2) + 3, etc.

Les connaissances des élèves sur les règles d'exécution des actions sont généralisées et une autre règle est introduite sur l'ordre des actions dans les expressions qui n'ont pas de parenthèses et contiennent des opérations arithmétiques de différents niveaux : addition, soustraction, multiplication et division.

En vous familiarisant avec la nouvelle règle sur l'ordre des actions, le travail peut être organisé de différentes manières. Vous pouvez inviter les enfants à lire la règle du manuel et à l'appliquer lors du calcul des valeurs des expressions correspondantes. Vous pouvez également demander aux élèves de calculer, par exemple, la valeur de l’expression 40 – 10 : 2. Les réponses peuvent être différentes : pour certains la valeur de l’expression sera égale à 15, pour d’autres elle sera 35.

Après cela, l'enseignant explique : « Pour trouver la valeur d'une expression qui n'a pas de parenthèses et contient les actions d'addition, de soustraction, de multiplication et de division, il faut effectuer dans l'ordre (de gauche à droite) d'abord les opérations de multiplication et division, puis (également de gauche à droite) addition et soustraction. Dans cette expression, vous devez d’abord diviser 10 par 2, puis soustraire le résultat obtenu 5 de 40. La valeur de l’expression est 35. »

Les élèves du primaire se familiarisent en effet avec des transformations identiques d'expressions.

La transformation identique des expressions est le remplacement d'une expression donnée par une autre dont la valeur est égale à la valeur donnée (le terme et la définition ne sont pas donnés aux élèves du primaire).

Les élèves rencontrent la transformation des expressions dès la 1re année dans le cadre de l'étude des propriétés des opérations arithmétiques. Par exemple, lors de la résolution d'exemples de la forme 10 + (50 + 3) d'une manière pratique les enfants raisonnent ainsi : « Il est plus pratique d'additionner des dizaines avec des dizaines et d'ajouter 3 unités au résultat obtenu de 60. Je vais l’écrire : 10 (50 + 3) = (10 + 50) + 3 = 63. »

En réalisant une tâche dans laquelle ils doivent finir d'écrire : (10 + 7) · 3 = 10 · 3 + 7 · 3 ..., les enfants expliquent : « A gauche, la somme des nombres 10 et 7 est multipliée par le nombre 3, à droite, le premier terme 10 de cette somme est multiplié par le nombre 3 ; Pour que le signe « égal » soit conservé, il faut également multiplier le deuxième terme 7 par le chiffre 3 et ajouter les produits résultants. Je vais l'écrire comme ceci : (10 + 7) 3 = 10 3 + 7 3. »

Lors de la transformation d'expressions, les élèves commettent parfois des erreurs de la forme (10 + 4) · 3 = - 10 · 3 + 4. La raison de ces types d'erreurs est associée à une mauvaise utilisation des connaissances précédemment acquises (dans ce cas, en utilisant le règle consistant à ajouter un nombre à la somme lors de la résolution d'un exemple, dans lequel la somme doit être multipliée par un nombre). Pour éviter de telles erreurs, vous pouvez proposer aux étudiants les tâches suivantes :

a) Comparez les expressions écrites à gauche des égalités. En quoi sont-ils similaires et en quoi sont-ils différents ? Expliquez comment vous avez calculé leurs valeurs :

(10 + 4) + 3 = 10 + (4 + 3) = 10 + 7 = 17

(10 + 4) 3 = 10 3 + 4 3 = 30 + 12 = 42

b) Remplissez les blancs et trouvez le résultat :

(20 + 3) + 5 = 20 + (3 + ð) ; (20 + 3) 5 = 20 ð + 3 ð.

c) Comparez les expressions et mettez un signe > entre elles,< или =:

(30 + 4) + 2 … 30 + (4 + 2) ; (30 + 4) + 2 … 30 2 + 4 2.

d) Vérifiez par calcul si les égalités suivantes sont vraies :

8 3 + 7 3 = (8 + 7) 3 ; 30 + (5 + 7) = 30 + 7.

Expressions littérales

Dans les classes élémentaires, il est prévu de réaliser - en lien étroit avec l'étude des opérations de numérotation et d'arithmétique - un travail préparatoire pour révéler le sens d'une variable. A cet effet, les manuels de mathématiques incluent des exercices dans lesquels une variable est indiquée par une « fenêtre ». Par exemple, ð< 3, 6 < ð, ð + 2 = 5 и др.

Ici, il est important d'encourager les élèves à essayer de substituer non pas un, mais plusieurs nombres tour à tour dans la « fenêtre », en vérifiant à chaque fois si l'entrée est correcte.

Donc, dans le cas p< 3 в «окошко» можно подставить числа 0, 1, 2,; в случае 6 < ð - числа 7, 8, 9, 10, 20 и др.; в случае ð + 2 = 5 можно подставить только число 3.

Afin de simplifier le programme de mathématiques pour les classes primaires et d'assurer son accessibilité, les symboles de lettres ne sont pas utilisés comme moyen de généraliser les connaissances arithmétiques. Toutes les désignations de lettres sont remplacées par des formulations verbales.

Par exemple, au lieu de la tâche

La tâche est proposée sous la forme suivante : « Augmenter le nombre 3 par 4 ; 5 fois; 6 fois; ..."

Égalités et inégalités

Familiariser les élèves du primaire aux égalités et inégalités implique de résoudre les problèmes suivants :

Apprendre à établir la relation « plus que », « inférieur à » ou « égal à » entre des expressions et noter les résultats de la comparaison à l'aide d'un signe ;

La méthodologie pour développer des idées sur les égalités et inégalités numériques chez les jeunes écoliers implique les étapes de travail suivantes.

Au stade I, qui commence par la semaine scolaire, les élèves de première année effectuent des exercices pour comparer des ensembles d'objets. Ici, il est préférable d'utiliser la technique d'établissement d'une correspondance individuelle. A ce stade, les résultats de la comparaison ne sont pas encore écrits en utilisant les signes de relation appropriés.

Au stade II, les élèves comparent les nombres, en s'appuyant d'abord sur la clarté objective, puis sur la propriété des nombres de la série naturelle, selon laquelle, de deux nombres différents, le plus grand nombre est appelé plus tard lors du comptage, et le plus petit nombre est appelé plus tôt. Les enfants notent les relations ainsi établies à l'aide de signes appropriés. Par exemple, 3 > 2, 2< 3. В дальнейшем при изучении нумерации (в концентрах «Сотня», «Тысяча», «Многозначные числа») для сравнения чисел полезно применять два способа, а именно устанавливать отношения между числами: 1) по месту их расположения в натуральном ряду; 2) на основе сравнения соответствующих разрядных чисел, начиная с высших разрядов. Например, 826 < 829, так как сотен и десятков в этих числах поровну, а единиц в первом числе меньше, чем во втором.

Vous pouvez également comparer les valeurs : 4 dm 5 cm > 4 dm 3 cm, puisqu'il y a plus de décimètres que dans la seconde. De plus, les valeurs peuvent d'abord être exprimées en unités d'une mesure et ensuite seulement comparées : 45 cm > 43 cm.

Des exercices similaires sont déjà introduits lors de l'étude de l'addition et de la soustraction jusqu'à 10. Il est utile de les exécuter en fonction de la clarté, par exemple : les élèves disposent quatre cercles sur leur bureau à gauche et quatre triangles à droite. Il s'avère qu'il existe un nombre égal de chiffres - quatre chacun. Notez l'égalité : 4 = 4. Ensuite, les enfants ajoutent un cercle aux chiffres de gauche et notent la somme 4 + 1. Il y a plus de chiffres à gauche qu'à droite, ce qui signifie 4 + 1 > 4.

Grâce à la technique des équations, les élèves passent de l’inégalité à l’égalité. Par exemple, 3 champignons et 4 écureuils sont placés sur une toile de composition. Pour avoir un nombre égal de champignons et d'écureuils, vous pouvez : 1) ajouter un champignon (il y aura alors 3 champignons et 3 écureuils).

Il y a 5 voitures et 5 camions sur la toile de composition. Pour avoir plus de voitures que d'autres, vous pouvez : 1) supprimer une (deux, trois) voitures (voiture ou camion) ou 2) ajouter une (deux, trois) voitures.

Peu à peu, lorsqu'ils comparent des expressions, les enfants passent de la visualisation à la comparaison de leurs significations. Cette méthode est la principale à l'école primaire. Lors de la comparaison d'expressions, l'élève peut également s'appuyer sur la connaissance : a) de la relation entre les composantes et du résultat d'une opération arithmétique : 20 + 5 * 20 + 6 (la somme des nombres 20 et 5 est écrite à gauche, le somme des nombres 20 et 6 à droite. Les premiers termes de ces sommes sont les mêmes, le deuxième terme de la somme à gauche est inférieur au deuxième terme de la somme à droite, ce qui signifie la somme à gauche est inférieur à la somme de droite : 20 + 5< 20 + 6); б) отношение между результатами и компонентами арифметических действий: 15 + 2 * 15 (слева и справа сначала было поровну – по 15. Затем к 15 прибавили 2, стало больше, чем 15); в) смысла действия умножения: 5 + 5 + 5 + 5 + 5 * 5 · 3 (слева число 5 взяли слагаемым 5 раз, справа число 5 взяли слагаемым 3 раза, значит, сумма слева будет больше, чем справа: 5 + 5 + 5 + 5 + 5 >5 + 5 + 5); d) propriétés des opérations arithmétiques : (5 + 2) · 3 * 5 · 3 + 2 · 3 (à gauche, la somme des nombres 5 et 2 est multipliée par le nombre 3, à droite, les produits de chacun ajoutés par le chiffre 3 sont trouvés et ajoutés. Cela signifie qu'au lieu d'un astérisque, vous pouvez mettre le signe égal : (5 + 2) 3 = 5 3 + 2 3).

Dans ces cas, des calculs de valeurs d'expression sont utilisés pour vérifier l'exactitude du signe. Pour enregistrer les inégalités à variable dans les classes élémentaires, une « fenêtre » est utilisée : 2 > ð, ð = 5, ð > 3.

Il est utile d'effectuer les premiers exercices de ce type basés sur une série de nombres, en se tournant vers lesquels les élèves remarquent que le nombre 2 est supérieur à un et zéro, donc dans la « fenêtre » (2 > ð) vous pouvez remplacer les nombres 0. et 1 (2 > 0, 2>1 ).

D'autres exercices avec fenêtre sont réalisés de la même manière.

La méthode principale pour considérer les inégalités avec une variable est la méthode de sélection.

Pour simplifier les valeurs d'une variable dans les inégalités, il est proposé de les sélectionner parmi une série spécifique de nombres. Par exemple, vous pouvez proposer d'écrire ceux des nombres donnés des séries 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 pour lesquels la notation ð - 7 est correcte< 5.

En accomplissant cette tâche, l'élève peut raisonner ainsi : « Remplaçons le chiffre 7 dans la « fenêtre » : 7 moins 7 sera 0, 0 est inférieur à 5, ce qui signifie que le chiffre 7 convient. Mettons le nombre 8 :8 moins 7 dans la « fenêtre » et nous obtenons 1, 1 est inférieur à 5, ce qui signifie que le nombre 8 convient également... Mettons le nombre 12 dans la « fenêtre » : 12 moins 7 obtient 5, 5 est inférieur à 5 - incorrect, ce qui signifie que le nombre 12 ne convient pas . Écrire ð - 7< 5 была верной, в «окошко» можно подставить любое из чисел 7, 8, 9, 10, 11».

Équations

A la fin de la 3e année, les enfants se familiarisent avec les équations les plus simples de la forme : X+8 =15; 5+X=12; X–9 =4; 13–X=6; X·7 =42; 4· X=12; X:8 =7; 72:X=12.

L'enfant doit être capable de résoudre des équations de deux manières :

1) méthode de sélection (dans les cas les plus simples) ; 2) d'une manière basée sur l'application de règles pour trouver des composantes inconnues d'opérations arithmétiques. Voici un exemple d’enregistrement d’une solution à une équation accompagnée d’une vérification et du raisonnement de l’enfant lors de sa résolution :

X – 9 = 4 X = 4 + 9 X = 13
13 – 9 = 4 4 = 4

"Dans l'équation X– 9 = 4 x remplace la fin du menu. Pour trouver la fin inconnue, vous devez ajouter la sous-tranche à la différence ( X=4+9.) Vérifions : soustrayons 9 de 13, nous obtenons 4. L’égalité correcte est 4 = 4, ce qui signifie que l’équation est résolue correctement.

En 4e, un enfant peut être initié à la solution tâches simples manière de composer une équation.

Introduction................................................. ....................................................... ............ ....... 2

Chapitre I. Aspects théoriques généraux de l'étude du matériel algébrique à l'école primaire............................................... ............... .................................... ..................... .... 7

1.1 Expérience d'introduction d'éléments d'algèbre à l'école primaire.................................. 7

1.2 Fondements psychologiques pour l'introduction des concepts algébriques

à l'école primaire............................................... ...................................... 12

1.3 Le problème de l'origine des concepts algébriques et sa signification

pour construire un sujet éducatif............................................................ ............ ....... 20

2.1 L'apprentissage à l'école primaire du point de vue des besoins

lycée................................................ ........................................................ 33

2.1 Comparaison (contraste) des concepts dans les cours de mathématiques.... 38

2.3 Etude conjointe de l'addition et de la soustraction, de la multiplication et de la division 48

Chapitre III. Pratique de l'étude du matériel algébrique dans les cours de mathématiques dans les classes primaires de l'école secondaire n° 4 de Rylsk.......................... ....................... ...55

3.1 Justification de l'utilisation technologies innovantes(les technologies

consolidation des unités didactiques)............................................. ...... ....... 55

3.2 À propos de l'expérience de familiarisation avec les concepts algébriques en première année.... 61

3.3 Formation à la résolution de problèmes liés au mouvement des corps.................................... 72

Conclusion................................................. .................................................................. ...... 76

Bibliographie.......................................................................... 79

À n'importe système moderne les mathématiques de l'enseignement général sont l'un des lieux centraux, ce qui indique sans aucun doute le caractère unique de ce domaine de connaissance.

Que sont les mathématiques modernes ? Pourquoi est-ce nécessaire ? Ces questions et d’autres similaires sont souvent posées par les enfants aux enseignants. Et à chaque fois la réponse sera différente selon le niveau de développement de l'enfant et de son besoins éducatifs.

On dit souvent que les mathématiques sont le langage de la science moderne. Il semble cependant qu’il y ait une faille importante dans cette affirmation. Le langage mathématique est si répandu et si souvent efficace précisément parce que les mathématiques ne peuvent s’y réduire.

Le mathématicien russe exceptionnel A.N. Kolmogorov a écrit : "Les mathématiques ne sont pas seulement l'un des langages. Les mathématiques sont le langage et le raisonnement, c'est comme le langage et la logique réunis. Les mathématiques sont un outil de réflexion. Elles concentrent les résultats de la pensée exacte de nombreuses personnes. En utilisant les mathématiques, vous pouvez relier un raisonnement à un autre… Les complexités évidentes de la nature avec ses lois et règles étranges, dont chacune permet une approche très distincte explication détaillée, sont en fait étroitement liés. Cependant, si vous ne voulez pas utiliser les mathématiques, alors dans cette grande variété de faits vous ne verrez pas que la logique vous permet de passer de l'un à l'autre » (p. 44).

Ainsi, les mathématiques nous permettent de former certaines formes réflexion nécessaire pour étudier le monde qui nous entoure.

Actuellement, la disproportion entre le degré de notre connaissance de la nature et notre compréhension de l'homme, de son psychisme et de ses processus de pensée devient de plus en plus perceptible. W. W. Sawyer dans le livre « Prelude to Mathematics » (p. 7) note : « Nous pouvons apprendre aux étudiants à résoudre de nombreux types de problèmes, mais la véritable satisfaction ne viendra que lorsque nous serons capables de transmettre à nos étudiants non seulement des connaissances, mais aussi de la flexibilité. d'esprit », ce qui leur donnerait à l'avenir la possibilité non seulement de résoudre de manière indépendante, mais également de se fixer de nouvelles tâches.

Bien sûr, il y a ici certaines limites qu'il ne faut pas oublier : beaucoup de choses sont déterminées par les capacités et le talent innés. Cependant, on peut noter tout un ensemble de facteurs dépendant de l'éducation et de l'éducation. Il est donc extrêmement important d'évaluer correctement les énormes opportunités inexploitées de l'éducation en général et enseignement des mathématiques en particulier.

Ces dernières années, les méthodes mathématiques ont eu tendance à pénétrer des sciences telles que l’histoire, la philologie, sans parler de la linguistique et de la psychologie. Par conséquent, le cercle de personnes qui, dans leur vie ultérieure activité professionnelle Peut-être qu'ils appliqueront les mathématiques et se développeront.

Notre système éducatif est conçu de telle manière que pour beaucoup, l'école offre la seule opportunité dans la vie de rejoindre une culture mathématique et de maîtriser les valeurs contenues dans les mathématiques.

Quelle est l’influence des mathématiques en général et mathématiques scolaires en particulier pour l'éducation personnalité créative? Enseigner l'art de résoudre des problèmes dans les cours de mathématiques nous offre une opportunité extrêmement favorable pour développer un certain état d'esprit chez les élèves. Nécessité activités de recherche développe l'intérêt pour les modèles, apprend à voir la beauté et l'harmonie de la pensée humaine. Tout cela est à notre avis l'élément le plus important culture générale. Le cours de mathématiques a une influence importante sur la formation Formes variées pensée : logique, spatio-géométrique, algorithmique. N'importe lequel processus créatif commence par la formulation d’une hypothèse. Les mathématiques, avec une organisation éducative appropriée, étant une bonne école pour construire et tester des hypothèses, vous apprennent à comparer différentes hypothèses, à trouver la meilleure option, à poser de nouveaux problèmes et à chercher des moyens de les résoudre. Entre autres choses, elle développe également l’habitude d’un travail méthodique, sans lequel aucun processus créatif n’est concevable. En maximisant les possibilités de la pensée humaine, les mathématiques constituent sa plus haute réussite. Cela aide une personne à se comprendre et à former son caractère.

C'est un peu de grande liste raisons pour lesquelles les connaissances mathématiques devraient devenir une partie intégrante de la culture générale et un élément obligatoire dans l'éducation et l'éducation d'un enfant.

Le cours de mathématiques (sans géométrie) de notre école de 10 ans est en fait divisé en trois parties principales : l'arithmétique (niveaux I à V), l'algèbre (niveaux VI à VIII) et les éléments d'analyse (niveaux IX à X). Quelle est la base d’une telle division ?

Bien entendu, chacune de ces pièces possède sa propre « technologie » particulière. Ainsi, en arithmétique il est associé, par exemple, aux calculs effectués sur des nombres à plusieurs chiffres, en algèbre - à des transformations identiques, à la logarithmisation, en analyse - à la différenciation, etc. Mais quelles sont les raisons plus profondes liées au contenu conceptuel de chaque partie ?

La question suivante concerne les bases permettant de distinguer l'arithmétique scolaire et l'algèbre (c'est-à-dire la première et la deuxième parties du cours). L'arithmétique comprend l'étude des nombres naturels (entiers positifs) et des fractions (primaires et décimales). Cependant, une analyse particulière montre que la combinaison de ces types de chiffres dans une même matière scolaire est illégale.

Le fait est que ces nombres ont des fonctions différentes : les premiers sont associés à compte objets, le second - avec mesurer des grandeurs. Cette circonstance est très importante pour comprendre que les nombres fractionnaires (rationnels) ne sont qu'un cas particulier des nombres réels.

Du point de vue de la mesure des grandeurs, comme le note A.N. Kolmogorov, "il n'y a pas de différence aussi profonde entre les nombres réels rationnels et irrationnels. Pour des raisons pédagogiques, ils s'attardent longtemps sur les nombres rationnels, car ils sont faciles à écrire sous forme de fractions ; cependant, l'usage qui en est fait dès le début, ils devraient immédiatement conduire à des nombres réels dans leur intégralité" (), p. 9).

UN. Kolmogorov considérait comme justifiée tant du point de vue de l'histoire du développement des mathématiques que, pour l'essentiel, la proposition d'A. Lebesgue de se déplacer dans l'enseignement des nombres naturels directement vers l'origine et la nature logique des nombres réels. Dans le même temps, comme le note A.N. Kolmogorov, « l'approche de la construction de nombres rationnels et réels du point de vue de la mesure des quantités n'est pas moins scientifique que, par exemple, l'introduction de nombres rationnels sous forme de « paires ». avantage » (p. 10).

Ainsi, il existe une réelle possibilité, à partir des nombres naturels (entiers), de former immédiatement « le concept le plus général du nombre » (selon la terminologie d'A. Lebesgue), le concept de nombre réel. Mais du point de vue de la construction du programme, cela signifie ni plus ni moins que l'élimination de l'arithmétique des fractions dans son interprétation scolaire. Le passage des nombres entiers aux nombres réels est un passage de l'arithmétique à « l'algèbre », à la création d'une base d'analyse.

Ces idées, exprimées il y a plus de 20 ans, sont toujours d’actualité aujourd’hui. Est-il possible de modifier la structure de l’enseignement des mathématiques à l’école primaire dans ce sens ? Quels sont les avantages et les inconvénients de « l’algébrisation » de l’enseignement des mathématiques au primaire ? L’objectif de ce travail est de tenter d’apporter des réponses aux questions posées.

La réalisation de cet objectif nécessite de résoudre les tâches suivantes :

Considération des aspects théoriques généraux de l'introduction des concepts algébriques de grandeur et de nombre à l'école primaire. Cette tâche est posée dans le premier chapitre de l'ouvrage ;

Étude de méthodes spécifiques pour enseigner ces notions à l'école primaire. Ici, en particulier, il est prévu de considérer ce que l'on appelle la théorie de l'élargissement des unités didactiques (UDE), qui sera discutée ci-dessous ;

Montrer l’applicabilité pratique des dispositions à l’étude sur cours d'école mathématiques à l'école primaire (les cours ont été dispensés par l'auteur en lycée N°4 Rylsk). Le troisième chapitre de l'ouvrage y est consacré.

En ce qui concerne la bibliographie consacrée à ce problème, on peut noter ce qui suit. Malgré le fait que récemment total publié littérature méthodologique en mathématiques est extrêmement insignifiant, les informations ne manquaient pas lors de la rédaction de l'ouvrage. En effet, de 1960 (époque où le problème s’est posé) jusqu’en 1990. Dans notre pays, une énorme quantité de littérature pédagogique, scientifique et méthodologique a été publiée, abordant à un degré ou à un autre le problème de l'introduction de concepts algébriques dans les cours de mathématiques des écoles primaires. Par ailleurs, ces questions sont régulièrement abordées dans des revues spécialisées. Ainsi, lors de la rédaction de l'ouvrage, les publications dans les revues « Pédagogie », « Enseignement des mathématiques à l'école » et « École primaire » ont été largement utilisées.

1.1. Questions générales sur les méthodes d'étude du matériel algébrique.

1.2. Méthodes d'étude des expressions numériques.

1.3. Apprendre les expressions des lettres.

1.4. Etude des égalités et inégalités numériques.

1.5. Méthodes d'étude des équations.

1.6. Résoudre des problèmes arithmétiques simples en écrivant des équations.

1.1. Questions générales de méthodologie pour l'étude du matériel algébrique

L'introduction de matériel algébrique dans le cours initial de mathématiques permet de préparer les étudiants à l'étude des concepts de base des mathématiques modernes (variables, équations, égalité, inégalité, etc.), contribue à la généralisation des connaissances arithmétiques, et formation de la pensée fonctionnelle chez les enfants.

Les élèves du primaire doivent acquérir des connaissances initiales sur les expressions mathématiques, les égalités et inégalités numériques, apprendre à résoudre des équations basées sur le programme scolaire et des problèmes arithmétiques simples en composant une équation ( base théorique choisir une opération arithmétique dans laquelle la connexion entre les composants et le résultat de l'opération arithmétique correspondante0.

L'étude du matériel algébrique s'effectue en lien étroit avec le matériel arithmétique.

1.2. Méthodologie d'étude des expressions numériques

En mathématiques, on entend par expression construite à l’aide de Certaines règles une séquence de symboles mathématiques représentant des nombres et des opérations sur ceux-ci.

Des expressions comme : 6 ; 3+2 ; 8:4+(7-3) - expressions numériques ; tapez : 8-a ; 30:c; 5+(3+c) - expressions littérales (expressions avec une variable).

Objectifs de l'étude du sujet

2) Familiariser les élèves avec les règles d'ordre d'exécution des opérations arithmétiques.

3) Apprenez à trouver des valeurs numériques d'expressions.

4) Introduire des transformations identiques d'expressions basées sur les propriétés des opérations arithmétiques.

La solution aux tâches fixées est réalisée tout au long de toutes les années d’enseignement à l’école primaire, dès les premiers jours du séjour de l’enfant à l’école.

La méthodologie de travail sur les expressions numériques comporte trois étapes : dans la première étape - la formation de concepts sur les expressions les plus simples (somme, différence, produit, quotient de deux nombres) ; à la deuxième étape - sur les expressions contenant deux ou plusieurs opérations arithmétiques d'un même niveau ; à la troisième étape - sur les expressions contenant deux ou plusieurs opérations arithmétiques de niveaux différents.

Les élèves sont initiés aux expressions les plus simples - somme et différence - en première année (selon le programme 1-4) avec le produit et le quotient en deuxième année (avec le terme « produit » en 2e année, avec le terme « quotient » en troisième année).

Considérons la méthodologie d'étude des expressions numériques.

Lorsqu'ils effectuent des opérations sur des ensembles, les enfants apprennent tout d'abord le sens spécifique de l'addition et de la soustraction. Par conséquent, dans les entrées de la forme 3 + 2, 7-1, les signes d'actions sont reconnus par eux comme une brève désignation du mots « ajouter », « soustraire » (ajouter 2 à 3). A l'avenir, les notions d'actions s'approfondissent : les élèves apprennent qu'en ajoutant (soustrayant) plusieurs unités, on augmente (diminue) le nombre du même nombre d'unités (lecture : 3 augmente par 2), puis les enfants apprennent le nom de l'action. signes d'action « plus » (lecture : 3 plus 2), « moins ».

Dans le thème « Addition et soustraction dans les 20 ans », les enfants sont initiés aux concepts de « somme » et de « différence » comme noms d'expressions mathématiques et comme nom du résultat des opérations arithmétiques d'addition et de soustraction.

Regardons un fragment de la leçon (2e année).

Fixez 4 cercles rouges et 3 jaunes au tableau avec de l'eau :

OOO OOO

Combien de cercles rouges ? (Écrivez le chiffre 4.)

Combien de cercles jaunes ? (Écrivez le chiffre 3.)

Quelle action faut-il effectuer sur les nombres écrits 3 et 4 pour savoir combien il y a de cercles rouges et jaunes ensemble ? (l'entrée apparaît : 4+3).

Dites-moi, sans compter, combien y a-t-il de cercles ?

Une telle expression en mathématiques, lorsqu’il y a un signe « + » entre les nombres, s’appelle une somme (Disons ensemble : somme) et se lit ainsi : la somme de quatre et trois.

Voyons maintenant à quoi est égale la somme des nombres 4 et 3 (nous donnons la réponse complète).

De même pour la différence.

Lors de l'étude de l'addition et de la soustraction dans la limite de 10, des expressions composées de 3 nombres ou plus reliés par des signes identiques et différents d'opérations arithmétiques sont incluses : 3+1+2, 4-1-1, 7-4+3, etc. En révélant le sens de telles expressions, l'enseignant montre comment les lire. En calculant les valeurs de ces expressions, les enfants maîtrisent pratiquement la règle de l'ordre des opérations arithmétiques dans les expressions sans parenthèses, bien qu'ils ne la formulent pas : 10-3+2=7+2=9. De telles entrées constituent la première étape dans la réalisation de transformations d'identité.

La méthode pour se familiariser avec les expressions entre parenthèses peut être différente (Décrivez un fragment de la leçon dans votre cahier, préparez-vous aux cours pratiques).

La capacité de composer et de trouver le sens d'une expression est utilisée par les enfants lors de la résolution de problèmes arithmétiques ; en même temps, une maîtrise plus approfondie du concept d'« expression » se produit ici et la signification spécifique des expressions dans les enregistrements de résolution de problèmes est acquise .

Le type de travail proposé par le méthodologiste letton J.Ya. Mencis.

Un texte est donné, par exemple, comme celui-ci : « Le garçon avait 24 roubles, le gâteau coûte 6 roubles, les bonbons coûtent 2 roubles », est-il suggéré :

a) composer tous types d'expressions à partir de ce texte et expliquer ce qu'elles montrent ;

b) expliquez ce que montrent les expressions :

2 cours 3 niveaux

24-2 24-(6+2) 24:6 24-6 3

En 3e année, outre les expressions évoquées précédemment, elles comprennent des expressions constituées de deux expressions simples (37+6)-(42+1), ainsi que celles constituées d'un nombre et du produit ou du quotient de deux nombres. Par exemple : 75-50:25+2. Lorsque l'ordre dans lequel les actions sont exécutées ne coïncide pas avec l'ordre dans lequel elles ont été écrites, des parenthèses sont utilisées : 16-6 :(8-5). Les enfants doivent apprendre à lire et écrire correctement ces expressions et à trouver leur signification.

Les termes « expression » et « valeur de l’expression » sont introduits sans définition. Afin de faciliter la lecture et la découverte du sens d'expressions complexes par les enfants, les méthodologistes recommandent d'utiliser un schéma compilé collectivement et utilisé lors de la lecture d'expressions :

1) Je déterminerai quelle action sera effectuée en dernier.

2) Je réfléchirai à la façon dont s’appellent les nombres lors de l’exécution de cette action.

3) Je vais lire comment ces chiffres sont exprimés.

Les règles pour l'ordre d'exécution des actions dans des expressions complexes sont étudiées en 3e année, mais les enfants en utilisent pratiquement certaines en première et en deuxième année.

La première à considérer est la règle sur l’ordre des opérations dans les expressions sans parenthèses, lorsque les nombres sont soit uniquement une addition et une soustraction, soit une multiplication et une division (3e année). Le but du travail à ce stade est de s'appuyer sur les compétences pratiques acquises plus tôt par les étudiants, de prêter attention à l'ordre d'exécution des actions dans de telles expressions et de formuler une règle.

Amener les enfants à la formulation de la règle et à leur prise de conscience peut être différent. L'on s'appuie principalement sur l'expérience existante, la plus grande indépendance possible, créant une situation de recherche et de découverte, de preuves.

Vous pouvez utiliser la technique méthodologique de Sh.A. Amonashvili « l’erreur du professeur ».

Par exemple. L'enseignant rapporte qu'en trouvant le sens des expressions suivantes, il a obtenu des réponses dont il est sûr qu'elles sont correctes (les réponses sont fermées).

36:2 6=6, etc.

Invite les enfants à trouver par eux-mêmes significations des expressions, puis comparez les réponses avec les réponses reçues par l'enseignant (à ce stade, les résultats des opérations arithmétiques sont révélés). Les enfants prouvent que l'enseignant a commis des erreurs et, à partir de l'étude de faits particuliers, formulent une règle (voir manuel de mathématiques, 3e année).

De même, vous pouvez introduire le reste des règles pour l'ordre des actions : lorsque les expressions sans parenthèses contiennent des actions des 1ère et 2ème étapes, dans les expressions entre parenthèses. Il est important que les enfants comprennent que changer l'ordre d'exécution des opérations arithmétiques entraîne une modification du résultat. Les mathématiciens ont donc décidé de se mettre d'accord et de formuler des règles qui doivent être strictement suivies.

Transformer une expression consiste à remplacer une expression donnée par une autre ayant la même valeur numérique. Les élèves effectuent de telles transformations d'expressions, en s'appuyant sur les propriétés des opérations arithmétiques et leurs conséquences (p. 249-250).

En étudiant chaque propriété, les élèves sont convaincus que dans les expressions d'un certain type, les actions peuvent être exécutées de différentes manières, mais le sens de l'expression est ne change pas. À l’avenir, les élèves utiliseront leurs connaissances sur les propriétés des actions pour transformer des expressions données en expressions identiques. Par exemple, des tâches telles que : continuer l'enregistrement pour que le signe « = » soit conservé :

76-(20 + 4) =76-20... (10 + 7) -5= 10-5...

60: (2 10) =60:10...

En accomplissant la première tâche, les élèves raisonnent ainsi : à gauche, de 76, soustrayez la somme des nombres 20 et 4 , à droite, soustrayez 20 de 76 ; pour obtenir le même montant à droite qu'à gauche, il faut aussi soustraire à droite 4. D'autres expressions sont transformées de la même manière, c'est-à-dire qu'après avoir lu l'expression, l'élève se souvient de la règle correspondante. Et, en accomplissant des actions selon la règle, il reçoit une expression transformée. Pour s'assurer que la transformation est correcte, les enfants calculent les valeurs des expressions données et transformées et les comparent.

En utilisant la connaissance des propriétés des actions pour justifier les techniques de calcul, les élèves des classes I à IV effectuent des transformations d'expressions de la forme :

72:3= (60+12):3 = 60:3+12:3 = 24 1830= 18(310) = (183) 10=540

Ici, il est également nécessaire que les élèves non seulement expliquent sur quelle base ils dérivent chaque expression suivante, mais aussi comprennent que toutes ces expressions sont reliées par le signe « = » car elles ont les mêmes significations. Pour ce faire, il convient occasionnellement de demander aux enfants de calculer le sens d’expressions et de les comparer. Cela évite les erreurs de la forme : 75 - 30 = 70 - 30 = 40+5 = 45, 24 12= (10 + 2) = 24 10+24 2 = 288.

Les élèves des classes II à IV transforment les expressions non seulement sur la base des propriétés de l'action, mais également sur la base de leur signification spécifique. Par exemple, la somme de termes identiques est remplacée par le produit : (6 + 6 + 6 = 6 3, et vice versa : 9 4 = = 9 + 9 + 9 + 9). Également en fonction de la signification de l'action de multiplication, des expressions plus complexes sont transformées : 8 4 + 8 = 8 5, 7 6-7 = 7 5.

Sur la base de calculs et d'analyses d'expressions spécialement sélectionnées, les élèves de quatrième année sont amenés à la conclusion que si dans les expressions entre parenthèses, les parenthèses n'affectent pas l'ordre des actions, elles peuvent alors être omises. Par la suite, en utilisant les propriétés étudiées des actions et les règles pour l'ordre des actions, les élèves s'entraînent à transformer des expressions avec parenthèses en expressions identiques sans parenthèses. Par exemple, il est proposé d'écrire ces expressions sans parenthèses afin que leurs valeurs ne changent pas :

(65 + 30)-20 (20 + 4) 3

96 - (16 + 30) (40 + 24): 4

Ainsi, les enfants remplacent la première des expressions données par les expressions : 65 + 30-20, 65-20 + 30, expliquant l'ordre d'exécution des actions en elles. De cette manière, les étudiants sont convaincus que le sens d'une expression ne change pas lors du changement de l'ordre des actions uniquement si les propriétés des actions sont appliquées.

Introduction................................................. ....................................................... ............ ....... 2

Chapitre I. Aspects théoriques généraux de l'étude du matériel algébrique à l'école primaire............................................... ............... .................................... ..................... ...................... 7

1.1 Expérience d'introduction d'éléments d'algèbre à l'école primaire.................................. 7

1.2 Fondements psychologiques pour l'introduction des concepts algébriques

à l'école primaire............................................... ...................................... 12

1.3 Le problème de l'origine des concepts algébriques et sa signification

pour construire un sujet éducatif............................................................ ............ ....... 20

2.1 L'apprentissage à l'école primaire du point de vue des besoins

lycée................................................ ........................................................ 33

2.1 Comparaison (contraste) des concepts dans les cours de mathématiques.... 38

2.3 Etude conjointe de l'addition et de la soustraction, de la multiplication et de la division 48

Chapitre III. Pratique de l'étude du matériel algébrique dans les cours de mathématiques dans les classes primaires de l'école secondaire n° 4 de Rylsk.......................... ....................... ...55

3.1 Justification du recours à des technologies innovantes (technologies

consolidation des unités didactiques)............................................. ...... ....... 55

3.2 À propos de l'expérience de familiarisation avec les concepts algébriques en première année.... 61

3.3 Formation à la résolution de problèmes liés au mouvement des corps.................................... 72

Conclusion................................................. .................................................................. ...... 76

Bibliographie................................................. .................................................. 79


Introduction

Dans tout système moderne d'enseignement général, les mathématiques occupent l'une des places centrales, ce qui témoigne sans aucun doute du caractère unique de ce domaine de connaissance.

Que sont les mathématiques modernes ? Pourquoi est-ce nécessaire ? Ces questions et d’autres similaires sont souvent posées par les enfants aux enseignants. Et à chaque fois la réponse sera différente selon le niveau de développement de l'enfant et ses besoins éducatifs.

On dit souvent que les mathématiques sont le langage de la science moderne. Il semble cependant qu’il y ait une faille importante dans cette affirmation. Le langage mathématique est si répandu et si souvent efficace précisément parce que les mathématiques ne peuvent s’y réduire.

Le mathématicien russe exceptionnel A.N. Kolmogorov a écrit : "Les mathématiques ne sont pas seulement l'un des langages. Les mathématiques sont le langage et le raisonnement, c'est comme le langage et la logique réunis. Les mathématiques sont un outil de réflexion. Elles concentrent les résultats de la pensée exacte de nombreuses personnes. En utilisant les mathématiques, vous pouvez relier un raisonnement à un autre... Les complexités apparentes de la nature avec ses lois et règles étranges, dont chacune admet une explication distincte très détaillée, sont en fait étroitement liées. Cependant, si vous n'êtes pas disposé à utiliser les mathématiques, alors en cette immense variété de faits, vous ne verrez pas que la logique permet de passer de l'un à l'autre » (p. 44).

Ainsi, les mathématiques nous permettent de former certaines formes de pensée nécessaires pour étudier le monde qui nous entoure.

Actuellement, la disproportion entre le degré de notre connaissance de la nature et notre compréhension de l'homme, de son psychisme et de ses processus de pensée devient de plus en plus perceptible. W. W. Sawyer dans le livre « Prelude to Mathematics » (p. 7) note : « Nous pouvons apprendre aux étudiants à résoudre de nombreux types de problèmes, mais la véritable satisfaction ne viendra que lorsque nous serons capables de transmettre à nos étudiants non seulement des connaissances, mais aussi de la flexibilité. d'esprit », ce qui leur donnerait à l'avenir la possibilité non seulement de résoudre de manière indépendante, mais également de se fixer de nouvelles tâches.

Bien sûr, il y a ici certaines limites qu'il ne faut pas oublier : beaucoup de choses sont déterminées par les capacités et le talent innés. Cependant, on peut noter tout un ensemble de facteurs dépendant de l'éducation et de l'éducation. Il est donc extrêmement important d’évaluer correctement l’énorme potentiel inexploité de l’éducation en général et de l’enseignement des mathématiques en particulier.

Ces dernières années, les méthodes mathématiques ont eu tendance à pénétrer des sciences telles que l’histoire, la philologie, sans parler de la linguistique et de la psychologie. Par conséquent, le cercle de personnes susceptibles d’utiliser les mathématiques dans leurs futures activités professionnelles s’élargit.

Notre système éducatif est conçu de telle manière que pour beaucoup, l'école offre la seule opportunité dans la vie de rejoindre une culture mathématique et de maîtriser les valeurs contenues dans les mathématiques.

Quelle est l'influence des mathématiques en général et des mathématiques scolaires en particulier sur l'éducation d'une personnalité créative ? Enseigner l'art de résoudre des problèmes dans les cours de mathématiques nous offre une opportunité extrêmement favorable pour développer un certain état d'esprit chez les élèves. Le besoin d'activités de recherche développe l'intérêt pour les modèles et nous apprend à voir la beauté et l'harmonie de la pensée humaine. Tout cela constitue, à notre avis, l’élément le plus important de la culture générale. Le cours de mathématiques a une influence importante sur la formation de diverses formes de pensée : logique, spatio-géométrique, algorithmique. Tout processus créatif commence par la formulation d’une hypothèse. Les mathématiques, avec une organisation éducative appropriée, étant une bonne école pour construire et tester des hypothèses, vous apprennent à comparer différentes hypothèses, à trouver la meilleure option, à poser de nouveaux problèmes et à chercher des moyens de les résoudre. Entre autres choses, elle développe également l’habitude d’un travail méthodique, sans lequel aucun processus créatif n’est concevable. En maximisant les possibilités de la pensée humaine, les mathématiques constituent sa plus haute réussite. Cela aide une personne à se comprendre et à former son caractère.

Ceci est une petite liste de raisons pour lesquelles les connaissances mathématiques devraient devenir une partie intégrante de la culture générale et un élément obligatoire de l'éducation et de l'éducation d'un enfant.

Le cours de mathématiques (sans géométrie) de notre école de 10 ans est en fait divisé en trois parties principales : l'arithmétique (niveaux I à V), l'algèbre (niveaux VI à VIII) et les éléments d'analyse (niveaux IX à X). Quelle est la base d’une telle division ?

Bien entendu, chacune de ces pièces possède sa propre « technologie » particulière. Ainsi, en arithmétique il est associé, par exemple, aux calculs effectués sur des nombres à plusieurs chiffres, en algèbre - à des transformations identiques, à la logarithmisation, en analyse - à la différenciation, etc. Mais quelles sont les raisons plus profondes liées au contenu conceptuel de chaque partie ?

La question suivante concerne les bases permettant de distinguer l'arithmétique scolaire et l'algèbre (c'est-à-dire la première et la deuxième parties du cours). L'arithmétique comprend l'étude des nombres naturels (entiers positifs) et des fractions (primaires et décimales). Cependant, une analyse particulière montre que la combinaison de ces types de chiffres dans une même matière scolaire est illégale.

Le fait est que ces nombres ont des fonctions différentes : les premiers sont associés au comptage d'objets, les seconds à la mesure de grandeurs. Cette circonstance est très importante pour comprendre que les nombres fractionnaires (rationnels) ne sont qu'un cas particulier des nombres réels.

Du point de vue de la mesure des grandeurs, comme le note A.N. Kolmogorov, "il n'y a pas de différence aussi profonde entre les nombres réels rationnels et irrationnels. Pour des raisons pédagogiques, ils s'attardent longtemps sur les nombres rationnels, car ils sont faciles à écrire sous forme de fractions ; cependant, l'usage qui en est fait dès le début, ils devraient immédiatement conduire à des nombres réels dans leur intégralité" (), p. 9).

UN. Kolmogorov considérait comme justifiée tant du point de vue de l'histoire du développement des mathématiques que, pour l'essentiel, la proposition d'A. Lebesgue de se déplacer dans l'enseignement des nombres naturels directement vers l'origine et la nature logique des nombres réels. Dans le même temps, comme le note A.N. Kolmogorov, « l'approche de la construction de nombres rationnels et réels du point de vue de la mesure des quantités n'est pas moins scientifique que, par exemple, l'introduction de nombres rationnels sous forme de « paires ». avantage » (p. 10).

Ainsi, il existe une réelle possibilité, à partir des nombres naturels (entiers), de former immédiatement « le concept le plus général du nombre » (selon la terminologie d'A. Lebesgue), le concept de nombre réel. Mais du point de vue de la construction du programme, cela signifie ni plus ni moins que l'élimination de l'arithmétique des fractions dans son interprétation scolaire. Le passage des nombres entiers aux nombres réels est un passage de l'arithmétique à « l'algèbre », à la création d'une base d'analyse.

Ces idées, exprimées il y a plus de 20 ans, sont toujours d’actualité aujourd’hui. Est-il possible de modifier la structure de l’enseignement des mathématiques à l’école primaire dans ce sens ? Quels sont les avantages et les inconvénients de « l’algébrisation » de l’enseignement des mathématiques au primaire ? L’objectif de ce travail est de tenter d’apporter des réponses aux questions posées.

La réalisation de cet objectif nécessite de résoudre les tâches suivantes :

Considération des aspects théoriques généraux de l'introduction des concepts algébriques de grandeur et de nombre à l'école primaire. Cette tâche est posée dans le premier chapitre de l'ouvrage ;

Étude de méthodes spécifiques pour enseigner ces notions à l'école primaire. Ici, en particulier, il est prévu de considérer ce que l'on appelle la théorie de l'élargissement des unités didactiques (UDE), qui sera discutée ci-dessous ;

Montrer l'applicabilité pratique des dispositions considérées dans les cours de mathématiques scolaires à l'école primaire (les cours ont été dispensés par l'auteur à l'école secondaire n°4 de Rylsk). Le troisième chapitre de l'ouvrage y est consacré.

En ce qui concerne la bibliographie consacrée à cette question, on peut noter ce qui suit. Malgré le fait que récemment, la quantité totale de littérature méthodologique publiée en mathématiques soit extrêmement faible, les informations n'ont pas manqué lors de la rédaction de l'ouvrage. En effet, de 1960 (époque où le problème s’est posé) jusqu’en 1990. Dans notre pays, une énorme quantité de littérature pédagogique, scientifique et méthodologique a été publiée, abordant à un degré ou à un autre le problème de l'introduction de concepts algébriques dans les cours de mathématiques des écoles primaires. Par ailleurs, ces questions sont régulièrement abordées dans des revues spécialisées. Ainsi, lors de la rédaction de l'ouvrage, les publications dans les revues « Pédagogie », « Enseignement des mathématiques à l'école » et « École primaire » ont été largement utilisées.


Chapitre I. Aspects théoriques généraux de l'étude du matériel algébrique à l'école primaire 1.1 Expérience dans l'introduction des éléments de l'algèbre à l'école primaire

Comme on le sait, le contenu d’une matière académique dépend de nombreux facteurs : des exigences de la vie en matière de connaissances des étudiants, du niveau des sciences pertinentes, des capacités mentales et physiques des enfants, etc. La prise en compte correcte de ces facteurs est une condition essentielle pour la plupart apprentissage efficace les écoliers, développant leurs capacités cognitives. Mais parfois, cette condition n’est pas remplie pour une raison ou une autre. Dans ce cas, l’enseignement ne donne pas l’effet escompté tant en termes d’acquisition par les enfants de l’éventail des connaissances nécessaires qu’en termes de développement de leur intelligence.

Il semble qu'à l'heure actuelle, les programmes d'enseignement de certaines matières académiques, en particulier les mathématiques, ne répondent pas aux nouvelles exigences de la vie et du niveau de développement. sciences modernes(par exemple, les mathématiques) et les nouvelles données la psychologie du développement et la logique. Cette circonstance dicte la nécessité d'un test théorique et expérimental complet des projets possibles pour de nouveaux contenus de matières éducatives.

Fondation connaissances mathématiques commence à l’école primaire. Mais, malheureusement, tant les mathématiciens eux-mêmes que les méthodologistes et les psychologues accordent très peu d'attention au contenu des mathématiques élémentaires. Il suffit de dire que le programme de mathématiques à l'école primaire (niveaux I à IV) dans ses principales caractéristiques a été créé il y a 50 à 60 ans et reflète naturellement le système d'idées mathématiques, méthodologiques et psychologiques de l'époque.

Considérons caractéristiques norme nationale pour les mathématiques à l'école primaire. Son contenu principal est constitué d'entiers et d'opérations sur ceux-ci, étudiés dans un certain ordre. D'abord, quatre opérations sont étudiées dans la limite de 10 et 20, puis - les calculs oraux dans la limite de 100, les calculs oraux et écrits dans la limite de 1000 et, enfin, dans la limite des millions et des milliards. En IVe année, certaines relations entre les données et les résultats d'opérations arithmétiques, ainsi que les fractions simples, sont étudiées. Parallèlement à cela, le programme implique l'étude des mesures métriques et des mesures de temps, la maîtrise de la capacité de les utiliser pour la mesure, la connaissance de certains éléments de la géométrie visuelle - dessiner un rectangle et un carré, mesurer des segments, des aires d'un rectangle et d'un carré, calculer tomes.

Les étudiants doivent appliquer les connaissances et compétences acquises pour résoudre des problèmes et effectuer des calculs simples. Tout au long du cours, la résolution de problèmes s'effectue parallèlement à l'étude des nombres et des opérations - la moitié du temps approprié y est alloué. La résolution de problèmes aide les élèves à comprendre le sens spécifique des actions, à comprendre les différents cas de leur application, à établir des relations entre les quantités et à acquérir des compétences de base d'analyse et de synthèse. De la première à la quatrième année, les enfants résolvent les principaux types de problèmes (simples et composites) suivants : trouver la somme et le reste, le produit et le quotient, augmenter et diminuer des nombres donnés, différence et comparaison multiple, règle triple simple, division proportionnelle, trouver un inconnu par deux différences, le calcul de la moyenne arithmétique et certains autres types de problèmes.

Les enfants sont confrontés à différents types de dépendances quantitatives lorsqu’ils résolvent des problèmes. Mais il est très courant que les étudiants commencent leurs problèmes après et pendant qu’ils étudient les chiffres ; la principale chose requise lors de la résolution est de trouver une réponse numérique. Les enfants ont de grandes difficultés à identifier les propriétés des relations quantitatives dans des situations spécifiques et particulières, qui sont généralement considérées comme problèmes arithmétiques. La pratique montre que la manipulation des nombres remplace souvent l'analyse réelle des conditions du problème du point de vue des dépendances des quantités réelles. De plus, les problèmes introduits dans les manuels ne représentent pas un système dans lequel des situations plus « complexes » seraient associées à des niveaux « plus profonds » de relations quantitatives. Des problèmes de même difficulté peuvent se retrouver aussi bien au début qu’à la fin du manuel. Ils varient d'un tronçon à l'autre et d'une classe à l'autre selon la complexité de l'intrigue (le nombre d'actions augmente), le rang des nombres (de dix à un milliard), la complexité des dépendances physiques (des problèmes de répartition aux mouvements problèmes) et d’autres paramètres. Un seul paramètre - l'approfondissement du système de lois mathématiques lui-même - s'y manifeste faiblement et indistinctement. Il est donc très difficile d’établir un critère de difficulté mathématique d’un problème particulier. Pourquoi les problèmes de recherche d'une inconnue à partir de deux différences et de découverte de la moyenne arithmétique (grade III) sont-ils plus difficiles que les problèmes de différence et de comparaison multiple (grade II) ? La méthodologie n'apporte pas de réponse convaincante et logique à cette question.

Ainsi, les élèves du primaire ne reçoivent pas de connaissances adéquates et complètes sur les dépendances des quantités et les propriétés générales des quantités, ni lors de l'étude des éléments de la théorie des nombres, car dans le cours scolaire, ils sont principalement associés aux techniques de calcul, ni lors de la résolution problèmes, car ces derniers n'ont pas la forme appropriée et ne disposent pas du système requis. Les tentatives des méthodologistes pour améliorer les méthodes d'enseignement, bien qu'elles conduisent à des succès partiels, ne changent pas la situation générale, puisqu'elles sont limitées d'avance par le cadre des contenus acceptés.

Il semble que l'analyse critique du programme arithmétique adopté doive s'appuyer sur les dispositions suivantes :

La notion de nombre n'est pas identique à la notion de caractéristiques quantitatives des objets ;

Le nombre n'est pas la forme originale d'expression de relations quantitatives.

Expliquons la justification de ces dispositions.

Il est bien connu que les mathématiques modernes (en particulier l’algèbre) étudient des aspects des relations quantitatives qui n’ont pas de coque numérique. Il est également bien connu que certaines relations quantitatives sont tout à fait exprimables sans nombres et avant les nombres, par exemple en segments, volumes, etc. (relation « plus », « moins », « égal »). La présentation des concepts mathématiques généraux originaux dans les manuels modernes est réalisée dans un symbolisme qui n'implique pas nécessairement l'expression d'objets par des nombres. Ainsi, dans le livre d'E.G. Dans « L'arithmétique théorique » de Gonin, les objets mathématiques de base sont désignés dès le début par des lettres et des signes spéciaux (, pp. 12 – 15). Il est caractéristique que certains types de nombres et de dépendances numériques ne soient donnés qu'à titre d'exemples, d'illustrations des propriétés des ensembles, et non comme les seuls possibles et uniques. formulaire existant expressions. En outre, il convient de noter que de nombreuses illustrations de définitions mathématiques individuelles sont données sous forme graphique, à travers le rapport des segments et des zones (, pp. 14-19). Toutes les propriétés fondamentales des ensembles et des quantités peuvent être déduites et justifiées sans impliquer de systèmes numériques ; De plus, ces derniers eux-mêmes sont justifiés sur la base de concepts mathématiques généraux.

À leur tour, de nombreuses observations de psychologues et d'enseignants montrent que les idées quantitatives naissent chez les enfants bien avant qu'ils n'acquièrent des connaissances sur les nombres et sur la façon de les utiliser. Certes, il existe une tendance à classer ces idées parmi les « formations pré-mathématiques » (ce qui est tout à fait naturel pour les méthodes traditionnelles qui identifient les caractéristiques quantitatives d'un objet par un nombre), mais cela ne change pas leur fonction essentielle dans l'esprit général de l'enfant. orientation dans les propriétés des choses. Et il arrive parfois que la profondeur de ces soi-disant « formations pré-mathématiques » soit plus importante pour le développement de la pensée mathématique de l'enfant que la connaissance des subtilités. la technologie informatique et la capacité de trouver des dépendances purement numériques. Il est à noter que l'académicien UN. Kolmogorov, caractérisant les caractéristiques de la créativité mathématique, note spécialement la circonstance suivante : « La base de la plupart des découvertes mathématiques est une idée simple : une construction géométrique visuelle, une nouvelle inégalité élémentaire, etc. la solution d'un problème qui, à première vue, semble inaccessible" (, p. 17).

À l’heure actuelle, diverses idées concernant la structure et les manières de construire un nouveau programme sont appropriées. Il est nécessaire d'impliquer des mathématiciens, des psychologues, des logiciens et des méthodologistes dans les travaux de sa construction. Mais dans toutes ses variantes spécifiques, il semble devoir satisfaire aux exigences fondamentales suivantes :

Combler l'écart existant entre le contenu des mathématiques dans les écoles primaires et secondaires ;

Fournir un système de connaissances sur les lois fondamentales des relations quantitatives du monde objectif ; dans ce cas, les propriétés des nombres, en tant que forme particulière d'expression de la quantité, devraient devenir une section spéciale, mais pas la section principale du programme ;

Inculquer aux enfants les méthodes de pensée mathématique, et pas seulement les compétences de calcul : il s'agit de construire un système de problèmes basé sur l'exploration de la sphère des dépendances des quantités réelles (le lien des mathématiques avec la physique, la chimie, la biologie et d'autres sciences qui étudient des quantités);

Simplifier de manière décisive toutes les techniques de calcul, en minimisant le travail qui ne peut être effectué sans tableaux, ouvrages de référence et autres moyens auxiliaires (notamment électroniques) appropriés.

Le sens de ces exigences est clair : à l'école primaire, il est tout à fait possible d'enseigner les mathématiques comme une science sur les lois des relations quantitatives, sur les dépendances des quantités ; les techniques informatiques et les éléments de théorie des nombres devraient devenir une section spéciale et privée du programme.

L'expérience de construction d'un nouveau programme de mathématiques et de ses tests expérimentaux, réalisée depuis la fin des années 1960, permet aujourd'hui d'évoquer la possibilité d'introduire à l'école, dès la première année, un cours systématique de mathématiques, apportant des connaissances sur les relations et dépendances quantitatives. de quantités sous forme algébrique.

1.2 Fondements psychologiques pour l'introduction des concepts algébriques à l'école primaire

Récemment, lors de la modernisation des programmes, une importance particulière a été accordée à l'établissement d'une base théorique ensembliste pour le cursus scolaire (cette tendance se manifeste clairement tant ici qu'à l'étranger). La mise en œuvre de cette tendance dans l'enseignement (notamment dans les classes primaires, comme on l'observe par exemple dans école américaine) soulèvera inévitablement un certain nombre de questions difficiles pour la psychologie de l'enfant et de l'éducation et pour la didactique, car il n'existe désormais quasiment aucune étude révélant les caractéristiques de l'acquisition par l'enfant du sens du concept d'ensemble (contrairement à l'acquisition du comptage et du nombre , qui a été étudié de manière très approfondie).

Les recherches logiques et psychologiques de ces dernières années (notamment les travaux de J. Piaget) ont révélé le lien entre certains « mécanismes » de la pensée des enfants et des concepts mathématiques généraux. Ci-dessous, nous discutons spécifiquement des caractéristiques de cette connexion et de leur importance pour la construction des mathématiques en tant que matière académique (nous parlerons du côté théorique de la question, et non d'une version particulière du programme).

L'entier naturel a été un concept fondamental en mathématiques tout au long de son histoire ; il joue un rôle très important dans tous les domaines de la production, de la technologie, Vie courante. Cela permet aux mathématiciens théoriciens de lui accorder une place particulière parmi d’autres concepts mathématiques. DANS formes différentes des affirmations sont faites selon lesquelles le concept d'un nombre naturel est l'étape initiale de l'abstraction mathématique, qu'il est la base de la construction de la majorité disciplines mathématiques.

Le choix des premiers éléments des mathématiques comme matière met essentiellement en œuvre ces dispositions générales. On suppose qu'en se familiarisant avec les nombres, l'enfant découvre simultanément par lui-même les premiers traits des relations quantitatives. Le comptage et le nombre constituent la base de tout apprentissage ultérieur des mathématiques à l’école.

Cependant, il y a des raisons de croire que ces dispositions, tout en soulignant à juste titre la signification particulière et fondamentale du nombre, expriment en même temps de manière inadéquate son lien avec d'autres concepts mathématiques et évaluent de manière inexacte la place et le rôle du nombre dans le processus de maîtrise des mathématiques. . En raison de cette circonstance, en particulier, certaines lacunes importantes des programmes, méthodes et manuels de mathématiques adoptés apparaissent. Il est nécessaire de considérer spécifiquement le lien réel du concept de nombre avec d'autres concepts.

De nombreux concepts mathématiques généraux, et en particulier les concepts de relations d'équivalence et d'ordre, sont systématiquement considérés en mathématiques quelle que soit la forme numérique. Ces concepts ne perdent pas leur caractère indépendant: sur leur base, il est possible de décrire et d'étudier un sujet particulier - différents systèmes numériques, dont les concepts en eux-mêmes ne couvrent pas le sens et le sens des définitions originales. De plus, dans l’histoire des sciences mathématiques, les concepts généraux se sont développés précisément dans la mesure où les « opérations algébriques » exemple célèbre que fournissent les quatre opérations arithmétiques, a commencé à être appliqué à des éléments de nature totalement non numérique.

Récemment, des tentatives ont été faites pour élargir l'étape d'introduction d'un enfant aux mathématiques dans l'enseignement. Cette tendance s'exprime dans les manuels méthodologiques, ainsi que dans certains manuels expérimentaux. Ainsi, dans un manuel américain destiné à enseigner aux enfants de 6 à 7 ans (), sont présentés dans les premières pages des tâches et des exercices qui entraînent spécifiquement les enfants à établir l'identité des groupes de matières. Les enfants apprennent la technique de connexion des ensembles et le symbolisme mathématique correspondant est introduit. Travailler avec des nombres repose sur des connaissances de base sur les ensembles.

Le contenu des tentatives spécifiques visant à mettre en œuvre cette tendance peut être évalué de différentes manières, mais il est en soi, à notre avis, tout à fait légitime et prometteur.

À première vue, les notions d'« attitude », de « structure », de « lois de composition », etc., qui ont des définitions mathématiques complexes, ne peuvent être associées à la formation de concepts mathématiques chez les jeunes enfants. Bien entendu, toute la signification vraie et abstraite de ces concepts et leur place dans la structure axiomatique des mathématiques en tant que science est un objet d'assimilation pour un esprit déjà bien développé et « formé » aux mathématiques. Cependant, certaines propriétés des choses fixées par ces concepts, d'une manière ou d'une autre, apparaissent relativement tôt à l'enfant : il existe des preuves psychologiques spécifiques à ce sujet.

Tout d'abord, il convient de garder à l'esprit que depuis la naissance jusqu'à l'âge de 7 à 10 ans, un enfant développe et développe des systèmes complexes d'idées générales sur le monde qui l'entoure et jette les bases d'une pensée significative et objective. De plus, sur la base d'un matériel empirique relativement restreint, les enfants identifient des schémas généraux d'orientation dans les dépendances spatio-temporelles et de cause à effet des choses. Ces diagrammes servent en quelque sorte de cadre au « système de coordonnées » au sein duquel l'enfant commence à maîtriser de plus en plus les diverses propriétés du monde diversifié. Bien entendu, ces schémas généraux sont peu réalisés et peuvent, dans une faible mesure, être exprimés par l'enfant lui-même sous la forme d'un jugement abstrait. Au sens figuré, ils constituent une forme intuitive d'organisation du comportement de l'enfant (même si, bien sûr, ils se reflètent de plus en plus dans les jugements).

Au cours des dernières décennies, les questions de la formation de l'intelligence des enfants et de l'émergence de leurs idées générales sur la réalité, le temps et l'espace ont été étudiées de manière particulièrement intensive par le célèbre psychologue suisse J. Piaget et ses collègues. Certaines de ses œuvres sont directement liées aux problèmes de développement de la pensée mathématique d'un enfant et il est donc important pour nous de les considérer en relation avec les problèmes de conception. programme d'études.

Dans l'un de leurs derniers livres() J. Piaget fournit des données expérimentales sur la genèse et la formation chez les enfants (jusqu'à 12 - 14 ans) de structures logiques élémentaires telles que la classification et la sériation. La classification consiste à effectuer une opération d'inclusion (par exemple, A + A" = B) et son opération inverse (B - A" = A). La sériation est le classement des objets en rangées systématiques (par exemple, des bâtons de différentes longueurs peuvent être disposés en rangée, dont chaque membre est plus grand que tous les précédents et plus petit que tous les suivants).

Analysant la formation de la classification, J. Piaget montre comment de sa forme initiale, de la création d'un « agrégat figuratif » fondé uniquement sur la proximité spatiale des objets, les enfants passent à une classification fondée sur le rapport de similarité (« non- agrégats figuratifs"), puis à la classification elle-même. forme complexe - à l'inclusion de classes, déterminées par le lien entre le volume et le contenu du concept. L'auteur considère spécifiquement la question de la formation d'une classification non seulement selon un, mais aussi selon deux ou trois critères, et du développement chez l'enfant de la capacité de changer la base de classification lors de l'ajout de nouveaux éléments. Les auteurs trouvent des étapes similaires dans le processus de formation de la sériation.

Ces études ont été complètement un objectif précis- identifier les modèles de formation des structures opératrices de l'esprit et, tout d'abord, une propriété aussi constitutive que la réversibilité, c'est-à-dire la capacité de l’esprit à avancer et à reculer. La réversibilité se produit lorsque « les opérations et les actions peuvent se dérouler dans deux directions, et la compréhension de l’une de ces directions provoque ipso facto [en vertu du fait lui-même] la compréhension de l’autre » (, p. 15).

La réversibilité, selon J. Piaget, représente la loi fondamentale de composition inhérente à l'esprit. Elle revêt deux formes complémentaires et irréductibles : le renversement (inversion ou négation) et la réciprocité. L'inversion se produit, par exemple, dans le cas où le mouvement spatial d'un objet de A vers B peut être annulé en transférant l'objet de B vers A, ce qui équivaut finalement à une transformation nulle (le produit d'une opération et son inverse est une opération identique, ou une transformation nulle).

La réciprocité (ou compensation) implique le cas où, par exemple, lorsqu'un objet est déplacé de A à B, l'objet reste en B, mais l'enfant lui-même se déplace de A à B et reproduit la position initiale lorsque l'objet était contre son corps. . Le mouvement de l'objet n'est pas annulé ici, mais il est compensé par un mouvement approprié propre corps- et c'est une forme de transformation différente de la conversion (, p. 16).

Dans ses travaux, J. Piaget a montré que ces transformations apparaissent d'abord sous la forme de circuits sensori-moteurs (de 10 à 12 mois). La coordination progressive des circuits sensori-moteurs, du symbolisme fonctionnel et de l'affichage linguistique conduit au fait que, à travers plusieurs étapes, la circulation et la réciprocité deviennent des propriétés d'actions intellectuelles (opérations) et sont synthétisées dans une structure d'opérateur unique (dans la période allant de 7 à 11 ans et de 12 à 15 ans) . Désormais, l'enfant peut coordonner tous les mouvements en un seul selon deux systèmes de référence à la fois : l'un mobile, l'autre stationnaire.

J. Piaget estime que la recherche psychologique sur le développement des opérations arithmétiques et géométriques dans l'esprit de l'enfant (en particulier les opérations logiques qui y réalisent des conditions préalables) permet de corréler avec précision les structures opérateurs de la pensée avec les structures algébriques, les structures d'ordre et topologiques. ceux (p. 13). Ainsi, la structure algébrique (« groupe ») correspond aux mécanismes opérateurs de l'esprit, soumis à l'une des formes de réversibilité - l'inversion (négation). Un groupe possède quatre propriétés élémentaires : le produit de deux éléments d'un groupe donne aussi un élément du groupe ; une opération directe correspond à une et une seule opération inverse ; il y a une opération d'identité ; les compositions successives sont associatives. Dans le langage des actions intellectuelles, cela signifie :

La coordination de deux systèmes d’action est nouveau schéma, attaché aux précédents ;

L'opération peut se développer dans deux directions ;

Quand nous revenons au point de départ, nous le trouvons inchangé ;

Un même point peut être atteint de différentes manières, et le point lui-même reste inchangé.

Faits de développement « indépendant » de l’enfant (c’est-à-dire un développement indépendant de toute influence directe) scolarité) montrent un écart entre l'ordre des étapes de la géométrie et les étapes de formation des concepts géométriques chez un enfant. Ces derniers se rapprochent de l'ordre de succession des groupes principaux, où la topologie vient en premier. Un enfant, selon J. Piaget, développe d'abord l'intuition topologique, puis il s'oriente vers des structures projectives et métriques. Ainsi, notamment, comme le note J. Piaget, lors des premiers essais de dessin, l'enfant ne distingue pas les carrés, les cercles, les triangles et autres figures métriques, mais distingue parfaitement les figures ouvertes et fermées, la position « dehors » ou « dedans ». » par rapport à la frontière, au partage et à la proximité (sans distinguer les distances pour l'instant), etc. (, p. 23).

Considérons les principales dispositions formulées par J. Piaget en relation avec les enjeux de construction d'un curriculum. Tout d’abord, les recherches de J. Piaget montrent qu’au cours de l’école maternelle et enfance scolaire L'enfant développe de telles structures de pensée opérateurs qui lui permettent d'évaluer les caractéristiques fondamentales des classes d'objets et de leurs relations. De plus, déjà au stade d’opérations spécifiques (de 7 à 8 ans), l’intellect de l’enfant acquiert la propriété de réversibilité, extrêmement importante pour comprendre le contenu théorique des matières pédagogiques, notamment les mathématiques.

Ces données indiquent que la psychologie et la pédagogie traditionnelles n’ont pas suffisamment pris en compte la nature complexe et étendue des étapes du développement mental d’un enfant associées à la période de 2 à 7 ans et de 7 à 11 ans.

La considération des résultats obtenus par J. Piaget permet de tirer un certain nombre de conclusions significatives concernant la conception d'un programme de mathématiques. Tout d'abord, des données factuelles sur la formation de l'intellect d'un enfant de 2 à 11 ans indiquent qu'à cette époque non seulement les propriétés des objets décrites à travers les concepts mathématiques de « relation - structure » ne lui sont pas « étrangères », mais ces derniers entrent eux-mêmes organiquement dans la pensée de l'enfant.

Les programmes traditionnels n’en tiennent pas compte. Par conséquent, ils ne réalisent pas bon nombre des opportunités cachées dans le processus de développement intellectuel d’un enfant.

Les matériaux disponibles en psychologie moderne de l'enfant nous permettent d'évaluer positivement l'idée générale de construire une matière éducative qui serait basée sur les concepts de structures mathématiques initiales. Bien entendu, de grandes difficultés surviennent tout au long de cette voie, car il n’existe pas encore d’expérience dans la construction d’une telle matière éducative. L’un d’eux concerne notamment la détermination du « seuil » d’âge à partir duquel la formation dans le cadre du nouveau programme est réalisable. Si l'on suit la logique de J. Piaget, alors, apparemment, ces programmes ne peuvent être enseignés que lorsque les enfants ont déjà des structures d'opérateur pleinement formées (de 14 à 15 ans). Mais si l'on suppose que la véritable pensée mathématique de l'enfant se forme précisément dans le cadre du processus désigné par J. Piaget comme le processus de pliage des structures d'opérateurs, alors ces programmes peuvent être introduits beaucoup plus tôt (par exemple, de 7 à 8 ans) , lorsque les enfants commencent à former des opérations spécifiques avec le plus haut niveau de réversibilité. Dans des conditions « naturelles », lorsque l’on étudie selon des programmes traditionnels, les opérations formelles ne peuvent prendre forme qu’entre 13 et 15 ans. Mais n'est-il pas possible d'« accélérer » leur formation en introduisant plus tôt un tel matériel pédagogique, dont l'assimilation nécessite une analyse directe des structures mathématiques ?

Il semble que de telles possibilités existent. À l'âge de 7 à 8 ans, les enfants ont déjà suffisamment développé un plan d'actions mentales, et en s'entraînant à un programme approprié, dans lequel les propriétés des structures mathématiques sont données « explicitement » et les enfants reçoivent les moyens de les analyser, il Il est possible d'amener les enfants plus rapidement au niveau des opérations « formelles », que dans le laps de temps dans lequel cela est réalisé lors de la découverte « indépendante » de ces propriétés.

Il est important de prendre en compte la circonstance suivante. Il y a lieu de croire que les particularités de la pensée au niveau des opérations spécifiques, datées par J. Piaget des 7-11 ans, sont elles-mêmes inextricablement liées aux formes d'organisation des apprentissages caractéristiques de l'école primaire traditionnelle. Cette formation (ici et à l'étranger) est dispensée sur la base d'un contenu extrêmement empirique, souvent sans rapport avec une attitude conceptuelle (théorique) envers l'objet. Une telle formation soutient et renforce chez les enfants une pensée basée sur la perception externe et directe, les signes perceptibles des choses.

Ainsi, à l'heure actuelle, il existe des données factuelles montrant un lien étroit entre les structures de la pensée des enfants et les structures algébriques générales, bien que le « mécanisme » de ce lien soit loin d'être clair et presque inexploré. La présence de cette connexion ouvre des possibilités fondamentales (pour l'instant seulement des opportunités !) pour la construction d'un sujet éducatif qui se développe selon le schéma « des structures simples à leurs combinaisons complexes ». L'une des conditions pour réaliser ces possibilités est l'étude de la transition vers la pensée médiatisée et de ses normes d'âge. Cette méthode de construction des mathématiques comme matière académique peut elle-même être un levier puissant pour développer chez les enfants une pensée fondée sur un fondement conceptuel assez solide.

1.3 Le problème de l'origine des concepts algébriques et de sa signification pour la construction d'une matière pédagogique

Séparation cours scolaire mathématiques pour l'algèbre et l'arithmétique, bien sûr, sous condition. Le passage de l'un à l'autre se fait progressivement. Dans la pratique scolaire, le sens de cette transition est masqué par le fait que l'étude des fractions se déroule en réalité sans support étendu pour mesurer les quantités - les fractions sont données sous forme de rapports de paires de nombres (bien que formellement l'importance de mesurer les quantités soit reconnue dans les manuels méthodologiques ). Une introduction extensive des nombres fractionnaires basée sur la mesure de quantités conduit inévitablement au concept de nombre réel. Mais ce dernier cas ne se produit généralement pas, car les étudiants travaillent longtemps avec des nombres rationnels, ce qui retarde leur transition vers « l’algèbre ».

En d'autres termes, l'algèbre scolaire commence précisément lorsque les conditions sont créées pour le passage des nombres entiers aux nombres réels, à l'expression du résultat d'une mesure sous forme de fraction (simple et décimal - fini, puis infini).

De plus, la première étape peut consister à se familiariser avec l'opération de mesure, pour obtenir le résultat final. décimales et étudier les actions sur eux. Si les élèves connaissent déjà cette forme d'écriture du résultat d'une mesure, cela constitue alors une condition préalable pour « abandonner » l'idée qu'un nombre peut aussi être exprimé comme une fraction infinie. Et il est conseillé de créer ce préalable dès l’école primaire.

Si le concept de nombre fractionnaire (rationnel) est retiré du champ de l'arithmétique scolaire, alors la frontière entre celui-ci et « l'algèbre » passera par la ligne de différence entre les nombres entiers et réels. C’est ce qui « coupe » le cours de mathématiques en deux parties. Il ne s’agit pas d’une simple différence, mais d’un « dualisme » fondamental des sources – comptage et mesure.

Suivant les idées de Lebesgue concernant " concept général nombres", il est possible d'assurer une unité complète dans l'enseignement des mathématiques, mais seulement à partir du moment et après que les enfants soient familiarisés avec le comptage et les nombres entiers (naturels). Bien entendu, le moment de cette familiarisation préalable peut être différent (dans les programmes pour les écoles primaires, ils sont clairement en retard), dans le cours d'arithmétique élémentaire, vous pouvez même introduire des éléments de mesures pratiques (qui ont lieu dans le programme), - cependant, tout cela ne supprime pas les différences dans les fondements de l'arithmétique et " "L'algèbre" comme matières éducatives. Les sections liées à la mesure des quantités et à la transition vers les fractions réelles "ont pris racine". Les auteurs de programmes et les méthodologistes s'efforcent de maintenir la stabilité et la "pureté" de l'arithmétique en tant que matière scolaire. Cette différence dans les sources est la raison principale pour enseigner les mathématiques selon le schéma - d'abord l'arithmétique (entier), puis « l'algèbre » (nombre réel).

Ce schéma semble tout à fait naturel et inébranlable, d'ailleurs, il est justifié par de nombreuses années de pratique dans l'enseignement des mathématiques. Mais il existe des circonstances qui, d’un point de vue logique et psychologique, nécessitent une analyse plus approfondie de la légalité de ce système d’enseignement rigide.

Le fait est que, malgré toutes les différences entre ces types de nombres, ils font spécifiquement référence à des nombres, c'est-à-dire à une forme particulière d’affichage des relations quantitatives. Le fait que les nombres entiers et réels appartiennent aux « nombres » sert de base à l’hypothèse des dérivés génétiques des différences mêmes entre compter et mesurer : ils ont une source spéciale et unique correspondant à la forme même du nombre. La connaissance des caractéristiques de cette base unifiée de comptage et de mesure permettra d'imaginer plus clairement les conditions de leur origine, d'une part, et la relation, d'autre part.

Vers quoi devons-nous nous tourner pour trouver la racine commune de l’arbre ramifié des nombres ? Il semble qu’il soit nécessaire avant tout d’analyser le contenu de la notion de quantité. Certes, ce terme est immédiatement associé à une autre dimension. Cependant, la légitimité d’un tel rapprochement n’exclut pas une certaine indépendance du sens du mot « grandeur ». La considération de cet aspect nous permet de tirer des conclusions qui rassemblent, d’une part, la mesure et le comptage, et d’autre part, le fonctionnement des nombres avec certaines relations et modèles mathématiques généraux.

Alors, qu’est-ce que la « quantité » et quel est l’intérêt de construire les premières sections de mathématiques scolaires ?

D'usage général, le terme « grandeur » est associé aux concepts « égal », « plus », « moins », qui décrivent des qualités variées (longueur et densité, température et blancheur). V.F. Kagan soulève la question de savoir quelles sont les propriétés communes de ces concepts. Il montre qu'ils concernent des agrégats - des ensembles d'objets homogènes, dont la comparaison des éléments permet d'appliquer les termes « plus », « égal », « moins » (par exemple, aux totalités de tous les segments de droite, poids , vitesses, etc.).

Un ensemble d'objets n'est transformé en grandeur que lorsque sont établis des critères permettant d'établir, par rapport à l'un quelconque de ses éléments A et B, si A sera égal à B, supérieur à B ou inférieur à B. De plus, pour deux éléments A et B quelconques, un et un seul des rapports : A=B, A>B, A<В.

Ces phrases constituent une disjonction complète (au moins une est vraie, mais chacune exclut toutes les autres).

V.F. Kagan identifie les huit propriétés fondamentales suivantes des concepts « égal », « plus », « moins » : (, pp. 17-31).

1) Au moins une des relations est vraie : A=B, A>B, A<В.

2) Si la relation A = B est vraie, alors la relation A n'est pas vraie<В.

3) Si la relation A=B est vraie, alors la relation A>B n'est pas vraie.

4) Si A=B et B=C, alors A=C.

5) Si A>B et B>C, alors A>C.

6) Si A<В и В<С, то А<С.

7) L'égalité est une relation réversible : de la relation A=B découle toujours la relation B=A.

8) L'égalité est une relation réciproque : quel que soit l'élément A de l'ensemble considéré, A = A.

Les trois premières phrases caractérisent la disjonction des relations de base "=", ">", "<". Предложения 4 - 6 - их транзитивность при любых трех элементах А, В и С. Следующие предложения 7 - 8 характеризуют только равенство - его обратимость и возвратность (или рефлексивность). Эти восемь основных положений В.Ф.Каган называет поcтулатами сравнения, на базе которых можно вывести ряд других свойств величины.

Ces propriétés inférentielles de V.F. Kagan décrit sous la forme de huit théorèmes :

I. Le rapport A>B exclut le rapport B>A (A<В исключает В<А).

II. Si A>B, alors B<А (если А<В, то В>UN).

III. Si A>B est valable, alors A n’est pas valable.

IV. Si A1=A2, A2=A3,.., An-1=A1, alors A1=An.

V. Si A1>A2, A2>A3,.., An-1>An, alors A1>An.

VI. Si A1<А2, А2<А3,.., Аn-1<Аn, то А1<Аn.

VII. Si A=C et B=C, alors A=B.

VIII. S'il y a égalité ou inégalité A=B, ou A>B, ou A<В, то оно не нарушится, когда мы один из его элементов заменим равным ему элементом (здесь имеет место соотношение типа:

si A=B et A=C, alors C=B ;

si A>B et A=C, alors C>B, etc.).

Postulats et théorèmes de comparaison, souligne V.F. Kagan, « toutes les propriétés des concepts « égal », « plus » et « moins » sont épuisées, qui en mathématiques leur sont associées et trouvent une application quelles que soient les propriétés individuelles de l'ensemble aux éléments auxquels nous les appliquons dans divers cas particuliers » (, page 31).

Les propriétés spécifiées dans les postulats et les théorèmes peuvent caractériser non seulement les caractéristiques immédiates des objets que nous sommes habitués à associer à « égal », « plus », « moins », mais aussi à de nombreuses autres caractéristiques (par exemple, elles peuvent caractériser la relation "ancêtre - descendant"). Cela permet d'adopter un point de vue général pour les décrire et de considérer, par exemple, du point de vue de ces postulats et théorèmes trois types quelconques de relations « alpha », « bêta », « gamma » (dans ce cas il s'agit (il est possible d'établir si ces relations satisfont aux postulats et théorèmes et dans quelles conditions).

De ce point de vue, on peut, par exemple, considérer une propriété des choses telle que la dureté (plus dure, plus douce, dureté égale), la séquence des événements dans le temps (suivants, précédents, simultanés), etc. Dans tous ces cas, les ratios « alpha », « bêta », « gamma » reçoivent leur propre interprétation spécifique. La tâche associée à la sélection d'un tel ensemble d'organismes qui auraient ces relations, ainsi qu'à l'identification des signes par lesquels on pourrait caractériser « alpha », « bêta », « gamma » - c'est la tâche de déterminer les critères de comparaison dans un ensemble de corps donné (en pratique, dans certains cas, ce n'est pas facile à résoudre). « En établissant des critères de comparaison, nous transformons la multitude en grandeur », écrivait V.F. Kagan (, p. 41).

Les objets réels peuvent être visualisés selon différents critères. Ainsi, un groupe de personnes peut être considéré selon un critère tel que la séquence des moments de naissance de chacun de ses membres. Un autre critère est la position relative que prendront les têtes de ces personnes si elles sont placées côte à côte sur le même plan horizontal. Dans chaque cas, le groupe sera transformé en une quantité portant un nom correspondant - âge, taille. En pratique, une grandeur ne désigne généralement pas l'ensemble des éléments lui-même, mais un nouveau concept introduit pour distinguer les critères de comparaison (le nom de la grandeur). C'est ainsi que naissent les notions de « volume », de « poids », de « tension électrique », etc. "En même temps, pour un mathématicien, la valeur est complètement définie lorsque de nombreux éléments et critères de comparaison sont indiqués", note V.F. Kagan (, p. 47).

Cet auteur considère la série naturelle de nombres comme l’exemple le plus important d’une quantité mathématique. Du point de vue d'un critère de comparaison tel que la position occupée par les nombres dans une série (ils occupent la même place, suivent..., précèdent), cette série satisfait aux postulats et représente donc une quantité. Selon les critères de comparaison correspondants, un ensemble de fractions est également converti en une quantité.

C'est ce que dit V.F. Kagan, le contenu de la théorie des quantités, qui joue un rôle crucial dans le fondement de toutes les mathématiques.

En travaillant avec des quantités (il est conseillé d'enregistrer leurs valeurs individuelles en lettres), vous pouvez effectuer un système complexe de transformations, établissant les dépendances de leurs propriétés, passant de l'égalité à l'inégalité, effectuant des additions (et des soustractions) et lors de l'ajout vous pouvez vous laisser guider par les propriétés commutatives et associatives. Ainsi, si la relation A=B est donnée, alors lorsque vous « résolvez » des problèmes, vous pouvez vous laisser guider par la relation B=A. Dans un autre cas, s’il existe des relations A>B, B=C, on peut conclure que A>C. Puisque pour a>b il existe un c tel que a=b+c, ​​alors on peut trouver la différence entre a et b (a-b=c), etc. Toutes ces transformations peuvent être effectuées sur corps physiques et d'autres objets, établissant des critères de comparaison et la conformité des relations sélectionnées avec les postulats de comparaison.

Les matériaux ci-dessus nous permettent de conclure que les nombres naturels et réels sont également fortement associés aux quantités et à certaines de leurs caractéristiques essentielles. Est-il possible de faire de ces propriétés et d'autres le sujet d'une étude particulière pour l'enfant avant même que la forme numérique de description du rapport des quantités ne soit introduite ? Ils peuvent servir de conditions préalables à l'introduction détaillée ultérieure du numéro et de son différents types, en particulier pour la propédeutique des fractions, les concepts de coordonnées, de fonctions et autres concepts déjà présents dans les classes primaires.

Quel pourrait être le contenu de cette première section ? Il s'agit d'une connaissance des objets physiques, des critères de leur comparaison, de la mise en évidence d'une grandeur comme sujet de considération mathématique, d'une familiarité avec les méthodes de comparaison et les moyens symboliques d'enregistrement de ses résultats, avec les techniques d'analyse des propriétés générales des grandeurs. Ce contenu doit être développé dans un programme d'enseignement relativement détaillé et, surtout, lié aux actions de l'enfant grâce auxquelles il peut maîtriser ce contenu (bien sûr, sous la forme appropriée). Dans le même temps, il est nécessaire d'établir expérimentalement si les enfants de 7 ans peuvent maîtriser ce programme et quelle est la faisabilité de son introduction pour l'enseignement ultérieur des mathématiques dans les classes primaires dans le sens d'amener l'arithmétique et algèbre élémentaire.

Jusqu'à présent, notre raisonnement était de nature théorique et visait à clarifier les prérequis mathématiques pour construire une telle première partie du cours qui initierait les enfants aux concepts algébriques de base (avant l'introduction particulière des nombres).

Les principales propriétés caractérisant les quantités ont été décrites ci-dessus. Naturellement, cela n'a aucun sens que des enfants de 7 ans donnent des « conférences » sur ces propriétés. Il fallait trouver une telle forme de travail pour les enfants matériel didactique, grâce auquel ils pourraient, d'une part, identifier ces propriétés dans les choses qui les entourent, d'autre part, ils apprendraient à les fixer avec un certain symbolisme et à réaliser des actions élémentaires. analyse mathematique relations attribuées.

À cet égard, le programme doit contenir, d'une part, une indication des propriétés du sujet qui doivent être maîtrisées, d'autre part, une description du matériel didactique, troisièmement - et c'est l'essentiel d'un point de vue psychologique - les caractéristiques de ces actions par lesquelles l'enfant identifie certaines propriétés d'un objet et les maîtrise. Ces « composantes » constituent le programme d’enseignement au sens propre du terme.

Il est logique de présenter les caractéristiques spécifiques de ce programme hypothétique et de ses « composantes » lors de la description du processus d’apprentissage lui-même et de ses résultats. Voici les grandes lignes de ce programme et ses thématiques phares.

Thème I. Nivellement et finition d'objets (par longueur, volume, poids, composition des pièces et autres paramètres).

Tâches pratiques de mise à niveau et d'acquisition. Identification des caractéristiques (critères) par lesquelles les mêmes objets peuvent être égalisés ou complétés. Désignation verbale de ces caractéristiques (« en longueur », en poids », etc.).

Ces tâches sont résolues en travaillant avec du matériel didactique (barres, poids, etc.) par :

Choisir le « même » article,

Reproduction (construction) du « même » objet selon un paramètre sélectionné (spécifié).

Thème II. Comparer des objets et fixer ses résultats à l'aide de la formule égalité-inégalité.

1. Tâches de comparaison d'objets et de désignation symbolique des résultats de cette action.

2. Enregistrement verbal des résultats de la comparaison (termes « plus », « moins », « égal »). Caractères écrits ">", "<", "=".

3. Indication du résultat de la comparaison avec un dessin (« copie » puis « abstrait » - lignes).

4. Désignation des objets comparés avec des lettres. Enregistrement du résultat de la comparaison à l'aide des formules : A=B ; UN<Б, А>B.

Lettre comme signe qui fixe une valeur particulière directement donnée d'un objet en fonction d'un paramètre choisi (en poids, en volume, etc.).

5. Impossibilité de fixer le résultat de la comparaison en utilisant différentes formules. Sélection d'une formule spécifique pour un résultat donné (disjonction complète des relations plus grand - moins - égal).

Thème III. Propriétés d'égalité et d'inégalité.

1. Réversibilité et réflexivité de l'égalité (si A=B, alors B=A ; A=A).

2. Le lien entre les relations « plus » et « moins » dans les inégalités lors des « permutations » des partis comparés (si A>B, alors B<А и т.п.).

3. La transitivité comme propriété d'égalité et d'inégalité :

si A=B, si A>B, si A<Б,

un B=B, un B>B, un B<В,

alors A = B ; puis A>B ; puis un<В.

4. Transition du travail avec du matériel didactique disciplinaire à l'évaluation des propriétés d'égalité et d'inégalité en présence de formules littérales uniquement. Résoudre divers problèmes qui nécessitent la connaissance de ces propriétés (par exemple, résoudre des problèmes liés à la connexion de relations du type : étant donné que A>B et B=C ; découvrir la relation entre A et C).

Thème IV. Opération d’addition (soustraction).

1. Observations de l'évolution des objets selon l'un ou l'autre paramètre (en volume, en poids, en durée, etc.). Illustration d'une augmentation et d'une diminution avec les signes "+" et "-" (plus et moins).

2. Violation de l'égalité précédemment établie avec un changement correspondant dans l'un ou l'autre de ses côtés. Le passage de l'égalité à l'inégalité. Écrire des formules comme :

si A=B, si A=B,

puis A+K>B ; puis A-K<Б.

3. Modalités de transition vers une nouvelle égalité (sa « restauration » selon le principe : ajouter « égal » à « égal » donne « égal »).

Travailler avec des formules telles que :

alors A+K>B,

mais A+K=B+K.

4. Résoudre divers problèmes qui nécessitent l'utilisation de l'addition (soustraction) lors du passage de l'égalité à l'inégalité et inversement.

Thème V. Transition depuis les inégalités de type A<Б к равенству через операцию сложения (вычитания).

1. Tâches nécessitant une telle transition. La nécessité de déterminer la valeur de la quantité par laquelle les objets comparés diffèrent. La possibilité d'écrire l'égalité lorsque la valeur spécifique de cette quantité est inconnue. Méthode d'utilisation de x (x).

Écrire des formules comme :

si un<Б, если А>B,

alors A+x=B ; alors A-x=B.

2. Détermination de la valeur de x. Remplacer cette valeur dans la formule (introduction entre parenthèses). Tapez des formules

3. Résoudre des problèmes (y compris « intrigue-textuelle ») qui nécessitent d'effectuer les opérations spécifiées.

Thème Vl. Addition-soustraction d'égalités-inégalités. Substitution.

1. Addition-soustraction d'égalités-inégalités :

si A=B si A>B si A>B

et M=D, et K>E, et B=G,

alors A+M=B+D ; alors A+K>B+E ; puis A+-B>C+-G.

2. La capacité de représenter la valeur d'une quantité comme la somme de plusieurs valeurs. Remplacement de type :

3. Résoudre divers problèmes qui nécessitent la prise en compte des propriétés des relations avec lesquelles les enfants se sont familiarisés au cours du travail (de nombreuses tâches nécessitent la prise en compte simultanée de plusieurs propriétés, l'intelligence pour évaluer le sens des formules ; les descriptions des problèmes et des solutions sont données ci-dessous ).

Il s'agit d'un programme conçu pour 3,5 à 4 mois. premier semestre. Comme le montre l'expérience de l'enseignement expérimental, avec une bonne planification des cours, une amélioration des méthodes d'enseignement et un choix réussi des supports didactiques, tout le matériel présenté dans le programme peut être pleinement absorbé par les enfants dans un laps de temps plus court (en 3 mois) .

Comment évolue notre programme ? Tout d'abord, les enfants se familiarisent avec la méthode d'obtention d'un nombre qui exprime la relation d'un objet dans son ensemble (la même quantité représentée par un objet continu ou discret) à sa partie. Ce rapport lui-même et sa signification spécifique sont représentés par la formule A/K = n, où n est n'importe quel nombre entier, exprimant le plus souvent le rapport à « l'unité » la plus proche (uniquement avec une sélection spéciale de matériau ou en comptant uniquement « qualitativement »). des choses individuelles peuvent-on obtenir un entier absolument exact). Dès le début, les enfants sont « obligés » de garder à l'esprit qu'en mesurant ou en comptant, il peut en résulter un reste dont la présence doit être spécialement stipulée. C'est la première étape vers un travail ultérieur avec des fractions.

Avec cette forme d'obtention d'un nombre, il n'est pas difficile d'amener les enfants à décrire un objet avec une formule comme A = 5k (si le rapport était égal à « 5 »). Avec la première formule, elle ouvre des possibilités pour une étude particulière des dépendances entre l'objet, la base (mesure) et le résultat du comptage (mesure), qui sert également de propédeutique pour le passage aux nombres fractionnaires (en particulier , pour comprendre la propriété fondamentale d'une fraction).

Une autre ligne de développement du programme, mise en œuvre dès la première année, est le transfert aux nombres (entiers) des propriétés fondamentales de la quantité (disjonction égalité-inégalité, transitivité, inversibilité) et l'opération d'addition (commutativité, associativité, monotonie, la possibilité de soustraction). En particulier, en travaillant sur la droite numérique, l'enfant peut rapidement convertir des suites de nombres en grandeurs (par exemple, évaluer clairement leur transitivité en faisant des notations de type 3<5<8, одновременно связывая отношения "меньше-больше": 5<8, но 5<3, и т.д.).

La familiarité avec certaines des caractéristiques dites « structurelles » de l’égalité permet aux enfants d’aborder différemment le lien entre addition et soustraction. Ainsi, lorsqu'on passe de l'inégalité à l'égalité, les transformations suivantes sont effectuées : 7<11; 7+х=11; x=11-7; х=4. В другом случае дети складывают и вычитают элементы равенств и неравенств, выполняя при этом работу, связанную с устными вычислениями. Например, дано 8+1=6+3 и 4>2 ; trouver la relation entre les côtés gauche et droit de la formule pour 8+1-4...6+3-2 ; en cas d'inégalité, amenez cette expression à l'égalité (il faut d'abord mettre un signe « inférieur à » puis ajouter un « deux » à gauche).

Ainsi, traiter une série de nombres comme une quantité permet de développer les compétences d’addition et de soustraction (puis de multiplication et de division) d’une nouvelle manière.


Chapitre II. Recommandations méthodologiques pour l'étude du matériel algébrique à l'école primaire 2.1 Enseignement à l'école primaire du point de vue des besoins du secondaire

Comme vous le savez, lors de l'étude des mathématiques en 5e année, une partie importante du temps est consacrée à répéter ce que les enfants auraient dû apprendre à l'école primaire. Ce redoublement dans presque tous les manuels existants prend 1,5 trimestre académique. Cette situation n’est pas le fruit du hasard. La raison en est le mécontentement des professeurs de mathématiques du secondaire à l'égard de la préparation des diplômés du primaire. Quelle est la raison de cette situation ? À cette fin, les cinq manuels de mathématiques les plus connus aujourd’hui à l’école primaire ont été analysés. Ce sont les manuels de M.I. Moro, I.I. Arginskaya, N.-B. Istomina, L.G. Peterson et V.V. Davydova (, , , ,).

L'analyse de ces manuels a révélé plusieurs aspects négatifs, présents dans une plus ou moins grande mesure dans chacun d'eux et affectant négativement la poursuite de l'apprentissage. Tout d'abord, l'assimilation du matériel qu'ils contiennent repose en grande partie sur la mémorisation. Un exemple clair de ceci est la mémorisation de la table de multiplication. À l'école primaire, beaucoup d'efforts et de temps sont consacrés à sa mémorisation. Mais pendant les vacances d'été, les enfants l'oublient. La raison d’un oubli si rapide est l’apprentissage par cœur. Les recherches de L.S. Vygotsky a montré qu'une mémorisation significative est beaucoup plus efficace que la mémorisation mécanique, et des expériences ultérieures prouvent de manière convaincante que le matériel n'entre dans la mémoire à long terme que s'il est mémorisé à la suite d'un travail correspondant à ce matériel.

Une méthode pour maîtriser efficacement la table de multiplication a été trouvée dans les années 50. Il consiste à organiser un certain système d'exercices, en réalisant lesquels les enfants construisent eux-mêmes une table de multiplication. Cependant, cette méthode n’est mise en œuvre dans aucun des manuels examinés.

Un autre point négatif qui affecte la formation continue est que dans de nombreux cas, la présentation du matériel dans les manuels de mathématiques de l'école primaire est structurée de telle manière qu'à l'avenir les enfants devront être recyclés, ce qui, comme nous le savons, est beaucoup plus difficile. que l'enseignement. En ce qui concerne l’étude du matériel algébrique, un exemple serait la résolution d’équations à l’école primaire. Dans tous les manuels, la résolution d'équations est basée sur les règles permettant de trouver des composantes inconnues d'actions.

Cela se fait un peu différemment uniquement dans le manuel de L.G. Peterson, où, par exemple, la résolution d'équations de multiplication et de division repose sur la corrélation des composantes de l'équation avec les côtés et l'aire d'un rectangle et se résume finalement aussi à des règles, mais ce sont des règles pour trouver le côté ou l'aire de ​​un rectangle. Parallèlement, dès la 6e, les enfants apprennent un principe complètement différent de résolution d'équations, basé sur l'utilisation de transformations identiques. Ce besoin de réapprentissage conduit au fait que résoudre des équations est une tâche assez difficile pour la plupart des enfants.

En analysant les manuels, nous avons également constaté que lors de la présentation du matériel qu'ils contiennent, il y a souvent une distorsion des concepts. Par exemple, la formulation de nombreuses définitions est donnée sous forme d'implications, alors que la logique mathématique sait que toute définition est une équivalence. A titre d’illustration, on peut citer la définition de la multiplication tirée du manuel de I.I. Arginskaya : "Si tous les termes de la somme sont égaux les uns aux autres, alors l'addition peut être remplacée par une autre action - la multiplication." (Tous les termes de la somme sont égaux les uns aux autres. Par conséquent, l’addition peut être remplacée par la multiplication.) Comme vous pouvez le voir, il s’agit d’une implication dans sa forme pure. Cette formulation est non seulement analphabète du point de vue mathématique, non seulement elle forme incorrectement chez les enfants l'idée de ce qu'est une définition, mais elle est aussi très nocive car à l'avenir, par exemple, lors de la construction une table de multiplication, les auteurs de manuels utilisent le remplacement du produit par la somme de termes identiques, ce que la formulation présentée ne permet pas. Un tel travail incorrect avec des énoncés écrits sous forme d'implication forme un stéréotype incorrect chez les enfants, qui sera surmonté avec beaucoup de difficulté dans les cours de géométrie, lorsque les enfants ne ressentiront pas la différence entre un énoncé direct et inverse, entre le signe d'une figure et sa propriété. L'erreur consistant à utiliser le théorème inverse lors de la résolution de problèmes, alors que seul le théorème direct a été prouvé, est très courante.

Un autre exemple de formation incorrecte d’un concept est le travail avec la relation d’égalité littérale. Par exemple, les règles de multiplication d'un nombre par un et d'un nombre par zéro dans tous les manuels sont données sous forme de lettres : a x 1 = a, a x 0 = 0. La relation d'égalité, comme on le sait, est symétrique, et donc, telle une notation prévoit non seulement que lorsqu'on multiplie par 1, on obtient le même nombre, mais aussi que n'importe quel nombre peut être représenté comme le produit de ce nombre par un. Cependant, la formulation verbale proposée dans les manuels après l'entrée de la lettre ne parle que de la première possibilité. Les exercices sur ce sujet visent également uniquement à s'entraîner à remplacer le produit d'un nombre par un par ce nombre. Tout cela conduit non seulement au fait qu'un point très important ne devient pas le sujet de la conscience des enfants : n'importe quel nombre peut être écrit sous la forme d'un produit, ce qui en algèbre entraînera des difficultés correspondantes lorsqu'on travaille avec des polynômes, mais aussi au fait que les enfants, en principe, ne savent pas comment travailler correctement avec la relation d'égalité. Par exemple, lorsqu'ils travaillent avec la formule de la différence des carrés, les enfants se chargent généralement de prendre en compte la différence des carrés. Cependant, les tâches qui nécessitent une action inverse posent souvent des difficultés. Une autre illustration frappante de cette idée est le travail sur la loi distributive de la multiplication par rapport à l'addition. Ici aussi, malgré la rédaction écrite de la loi, tant sa formulation verbale que le système d'exercices ne font qu'entraîner la capacité d'ouvrir les parenthèses. En conséquence, la mise entre parenthèses du facteur commun entraînera des difficultés importantes à l’avenir.

Bien souvent à l’école primaire, même lorsqu’une définition ou une règle est formulée correctement, l’apprentissage est stimulé en s’appuyant non pas sur elles, mais sur quelque chose de complètement différent. Par exemple, lors de l'étude de la table de multiplication par 2, tous les manuels examinés montrent comment la construire. Dans le manuel M.I. Moro a fait comme ça :

2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2

Avec cette méthode de travail, les enfants remarqueront très rapidement le motif de la série de nombres résultante.

Après 3-4 égalités, ils arrêteront d'ajouter des deux et commenceront à écrire le résultat en fonction du modèle observé. Ainsi, la méthode de construction de la table de multiplication ne deviendra pas l'objet de leur conscience, ce qui entraînera sa fragile assimilation.

Lors de l'étude du matériel à l'école primaire, on s'appuie sur des actions objectives et une clarté illustrative, ce qui conduit à la formation d'une pensée empirique. Bien entendu, il n’est guère possible de se passer d’une telle visibilité à l’école primaire. Mais il ne doit servir que d'illustration de tel ou tel fait, et non de base pour la formation d'un concept. L’utilisation de clarté illustrative et d’actions de fond dans les manuels conduit souvent à rendre le concept lui-même « flou ». Par exemple, dans les méthodes mathématiques pour les niveaux 1 à 3, M.I. Moreau dit que les enfants doivent faire la division en disposant des objets en tas ou en faisant un dessin pendant 30 leçons. De telles actions perdent l’essence de l’opération de division en tant qu’action inverse de multiplication. En conséquence, la division s'apprend avec la plus grande difficulté et est bien pire que les autres opérations arithmétiques.

Lorsqu'on enseigne les mathématiques à l'école primaire, il n'est pas question de prouver des affirmations. En attendant, en vous rappelant à quel point il sera difficile d'enseigner la preuve au lycée, vous devez commencer à vous y préparer dès le primaire. De plus, cela peut se faire sur du matériel tout à fait accessible aux écoliers du primaire. Un tel matériel, par exemple, peut être les règles pour diviser un nombre par 1, zéro par un nombre et un nombre par lui-même. Les enfants sont tout à fait capables de les prouver en utilisant la définition de la division et les règles de multiplication correspondantes.

Le matériel de l'école primaire permet également la propédeutique algébrique - travailler avec des lettres et des expressions de lettres. La plupart des manuels évitent d'utiliser des lettres. En conséquence, les enfants travaillent presque exclusivement avec des chiffres pendant quatre ans, après quoi, bien sûr, il est très difficile de les habituer à travailler avec des lettres. Cependant, il est possible de fournir une propédeutique pour un tel travail, d'apprendre aux enfants à substituer un chiffre au lieu d'une lettre dans une expression alphabétique dès l'école primaire. Cela a été fait, par exemple, dans le manuel de L.G. Peterson.

Parlant des lacunes de l'enseignement des mathématiques à l'école primaire, qui interfèrent avec la poursuite de l'apprentissage, il est particulièrement nécessaire de souligner le fait que souvent le matériel contenu dans les manuels est présenté sans se demander comment il fonctionnera à l'avenir. Un exemple très frappant en est l’organisation de l’apprentissage de la multiplication par 10, 100, 1000, etc. Dans tous les manuels examinés, la présentation de ce matériel est structurée de telle manière qu'elle conduit inévitablement à la formation dans l'esprit des enfants de la règle : « Pour multiplier un nombre par 10, 100, 1000, etc., il faut ajouter autant de zéros à droite qu'il y en a dans 10, 100, 1000, etc." Cette règle fait partie de celles qui s’apprennent très bien à l’école primaire. Et cela conduit à un grand nombre d'erreurs lors de la multiplication de fractions décimales par des unités à chiffres entiers. Même après avoir mémorisé une nouvelle règle, les enfants ajoutent souvent automatiquement un zéro à droite de la décimale lorsqu’ils multiplient par 10. De plus, il convient de noter que lors de la multiplication d'un nombre naturel et lors de la multiplication d'une fraction décimale par des unités à chiffres entiers, la même chose se produit essentiellement : chaque chiffre du nombre est décalé vers la droite du nombre de chiffres correspondant. Il ne sert donc à rien d’enseigner aux enfants deux règles distinctes et totalement formelles. Il est bien plus utile de leur apprendre une manière générale de procéder pour résoudre des problèmes similaires.

2.1 Comparaison (contraste) des concepts dans les cours de mathématiques

Le programme actuel prévoit l'étude en première année de seulement deux opérations du premier niveau : l'addition et la soustraction. Limiter la première année d'études à seulement deux opérations est, en substance, une rupture avec ce qui était déjà réalisé dans les manuels qui ont précédé les manuels actuels : pas un seul enseignant ne s'est alors jamais plaint que la multiplication et la division, disons dans les 20, étaient au-delà les capacités des élèves de première année . Il convient également de noter que dans les écoles d'autres pays, où l'enseignement commence à l'âge de 6 ans, la première année scolaire comprend une première connaissance des quatre opérations arithmétiques. Les mathématiques reposent principalement sur quatre actions, et plus tôt elles seront intégrées dans la pratique de réflexion de l’élève, plus le développement ultérieur du cours de mathématiques sera stable et fiable.

Pour être honnête, il convient de noter que dans les premières versions des manuels de M.I. Moro pour la première année, la multiplication et la division étaient fournies. Cependant, un accident a empêché l'affaire : les auteurs des nouveaux programmes s'accrochaient obstinément à une « nouveauté » : la couverture en première année de tous les cas d'addition et de soustraction dans la limite de 100 (37+58 et 95-58, etc.). Mais comme il n'y avait pas assez de temps pour étudier une quantité d'informations aussi importante, il a été décidé de reporter complètement la multiplication et la division sur l'année d'études suivante.

Ainsi, la fascination pour la linéarité du programme, c'est-à-dire une expansion purement quantitative des connaissances (les mêmes actions, mais avec un plus grand nombre), a pris le temps qui était auparavant alloué à l'approfondissement qualitatif des connaissances (étudier les quatre actions au sein d'un programme). deux douzaines). Étudier la multiplication et la division dès la première année signifie un saut qualitatif dans la pensée, car cela permet de maîtriser des processus de pensée condensés.

Selon la tradition, l'étude de l'addition et de la soustraction dans la limite de 20 était un sujet particulier. La nécessité de cette approche dans la systématisation des connaissances est visible même à partir de l'analyse logique de la question : le fait est que le tableau complet d'addition à un chiffre les nombres se développent en deux dizaines (0+1= 1, ...,9+9=18). Ainsi, les nombres inférieurs à 20 forment un système complet de relations dans leurs connexions internes ; par conséquent, l’opportunité de préserver les « Vingt » comme deuxième thème holistique est claire (le premier de ces thèmes concerne les actions au sein des dix premiers).

Le cas en discussion est précisément celui où la concentricité (en conservant la seconde dizaine comme thème particulier) s'avère plus bénéfique que la linéarité (« dissolvant » la seconde dizaine dans le thème de la « Cent »).

Dans le manuel de M.I. Moro, l'étude des dix premiers est divisée en deux sections isolées : d'abord, la composition des nombres des dix premiers est étudiée, et dans le sujet suivant, les actions dans les 10 sont prises en compte. par P.M. Erdnieva, contrairement à cela, a mené une étude conjointe de la numérotation, de la composition des nombres et des opérations (addition et soustraction) dans la limite de 10 à la fois dans une seule section. Avec cette approche, une étude monographique des nombres est utilisée, à savoir : au sein du nombre considéré (par exemple, 3), toutes les « mathématiques monétaires » sont immédiatement comprises : 1 + 2 = 3 ; 2 + 1 = 3 ; 3 – 1 = 2 ; 3 – 2 = 1.

Si, selon les programmes actuels, 70 heures étaient allouées à l'étude des dix premières, alors dans le cas d'une formation expérimentale, tout ce matériel était étudié en 50 heures (et en plus du programme, certains concepts supplémentaires étaient pris en compte qui n'étaient pas dans le manuel stable, mais étaient structurellement liés au matériel principal).

La question de la classification des tâches et de la dénomination de leurs types nécessite une attention particulière dans la méthodologie de la formation initiale. Des générations de méthodologistes ont travaillé à rationaliser le système des tâches scolaires, à créer leurs types et variétés efficaces, jusqu'à la sélection de termes réussis pour les noms des tâches destinées à être étudiées à l'école. On sait qu'au moins la moitié du temps d'enseignement des cours de mathématiques est consacrée à leur résolution. Les tâches scolaires nécessitent certainement une systématisation et une classification. Quel type (type) de problèmes étudier, quand étudier, quel type de problèmes étudier en relation avec le passage d'une section particulière - c'est un objet légitime d'étude de la méthodologie et du contenu central des programmes. L’importance de cette circonstance ressort clairement de l’histoire de la méthodologie mathématique.

Dans les supports pédagogiques expérimentaux de l'auteur, une attention particulière est accordée à la classification des tâches et à la répartition de leurs types et variétés nécessaires à l'enseignement dans une classe particulière. Actuellement, les noms classiques de types de problèmes (trouver une somme, un terme inconnu, etc.) ont même disparu de la table des matières d'un manuel stable de première année. Dans le manuel d'essai P.M. Erdniev, ces noms « fonctionnent » : ils sont utiles comme jalons didactiques non seulement pour l'élève, mais aussi pour l'enseignant. Présentons le contenu du premier sujet du manuel de mathématiques d'essai, qui se caractérise par l'exhaustivité logique des concepts.

Dix premiers

Comparer les concepts de haut - bas, gauche - droite, entre, plus court - plus long, plus large - plus étroit, plus épais - plus fin, plus vieux - plus jeune, plus loin - plus proche, plus lent - plus rapide, plus léger - plus lourd, peu - beaucoup.

Étude monographique des nombres des dix premiers : nom, désignation, comparaison, mise des nombres sur le boulier et désignation des nombres sur la droite numérique ; signes : égal (=), différent de (¹), supérieur à (>), inférieur à (<).

Lignes droites et courbes ; cercle et ovale.

Point, ligne droite, segment, leur désignation par lettres ; mesurer la longueur d'un segment et déposer des segments d'une longueur donnée ; désignation, dénomination, construction, découpe de triangles égaux, de polygones égaux. Éléments d'un polygone : sommets, côtés, diagonales (désignés par des lettres).

Etude monographique des nombres au sein du nombre en question :

composition des nombres, addition et soustraction.

Les noms des composantes de l’addition et de la soustraction.

Quatre exemples d’addition et de soustraction :

3 + 2 = 5, 5 - 2 = 3, 2 + 3 = 5, 5 - 3 = 2.

Exemples déformés (avec chiffres et signes manquants) :

X + 5 = 7 ; 6-X = 4 ; 6 = 3A2.

Résoudre des problèmes pour trouver la somme et l'addition, la différence, la minute et la sous-traitance. Compilation et solution de problèmes mutuellement inverses.

Trois tâches : augmenter et diminuer un nombre de plusieurs unités et faire une comparaison différentielle. Comparaison des segments par longueur.

Loi commutative de l'addition. Changement d'une somme en fonction d'un changement d'un terme. La condition dans laquelle le montant ne change pas. Les expressions de lettres les plus simples : a + b = b + a, a + 0 = a, a – a = 0.

Compilation et résolution de problèmes d'expression.

Dans la présentation suivante, nous examinerons les principaux enjeux de la méthodologie de présentation de cette première section de mathématiques scolaires, en gardant à l'esprit que la méthodologie de présentation des sections suivantes doit être à bien des égards similaire au processus de maîtrise de la matière du premier sujet. .

Dès les premiers cours, l'enseignant doit se fixer pour objectif d'apprendre à l'élève à utiliser des paires de concepts dont le contenu se révèle lors du processus de composition de phrases correspondantes avec ces mots. (Premièrement, nous maîtrisons la comparaison à un niveau qualitatif, sans utiliser de chiffres.)

Voici des exemples des paires de concepts les plus courantes qui devraient être utilisées dans les cours non seulement de mathématiques, mais également de développement de la parole :

Plus - moins, plus long - plus court, plus haut - plus bas, plus lourd - plus léger, plus large - plus étroit, plus épais - plus fin, droite - gauche, plus loin - plus près, plus vieux - plus jeune, plus rapide - plus lent, etc.

Lorsque vous travaillez sur de telles paires de concepts, il est important d’utiliser non seulement les illustrations du manuel, mais également les observations des enfants ; ainsi, par exemple, depuis la fenêtre de la classe, ils voient qu'il y a une maison de l'autre côté de la rivière, et ils inventent les phrases : « La rivière est plus proche de l'école que la maison, et la maison est plus loin de l'école que la rivière. .»

Laissez l'élève tenir alternativement un livre et un cahier dans sa main. L'enseignant demande : qu'est-ce qui est le plus lourd : un livre ou un cahier ? Quoi de plus simple ? "Un livre est plus lourd qu'un cahier, et un cahier est plus léger qu'un livre."

Après avoir aligné côte à côte l'élève le plus grand et l'élève le plus petit de la classe devant la classe, nous composons immédiatement deux phrases : « Misha est plus grande que Kolya et Kolya est plus petite que Misha.

Dans ces exercices, il est important de parvenir à remplacer grammaticalement correctement un jugement par un double : « Une maison en pierre est plus haute qu'une maison en bois, ce qui signifie qu'une maison en bois est plus basse qu'une maison en pierre. »

En vous familiarisant avec le concept « plus long - plus court », vous pouvez montrer une comparaison d'objets en longueur en les superposant les uns aux autres (qu'est-ce qui est le plus long : un stylo ou une trousse ?).

Dans les cours d'arithmétique et de développement de la parole, il est utile de résoudre des problèmes logiques dans le but d'enseigner l'utilisation de concepts opposés : « Qui est le plus âgé : père ou fils ? Qui est le plus jeune : le père ou le fils ? Lequel est né en premier ? Qui est plus tard ?

« Comparez la largeur d'un livre et d'une mallette. Qu'est-ce qui est plus large : un livre ou une mallette ? Qu'est-ce qui est déjà un livre ou une mallette ? Qu'est-ce qui est le plus lourd : un livre ou une mallette ?

L’enseignement du processus de comparaison peut être rendu plus intéressant en introduisant des exercices dits matriciels (tabulaires). Un tableau de quatre cellules est construit au tableau et la signification des concepts « colonne » et « ligne » est expliquée. Nous introduisons les concepts de « colonne de gauche » et de « colonne de droite », de « rangée du haut » et de « rangée du bas ».

Avec les étudiants, nous montrons (imitons) l'interprétation sémantique de ces concepts.

Montrez la colonne (les enfants bougent la main de haut en bas).

Montrez la colonne de gauche, la colonne de droite (les enfants balancent leurs bras deux fois de haut en bas).

Montrez la ligne (balancez votre main de gauche à droite).

Afficher la ligne du haut et la ligne du bas (deux gestes de la main montrant la ligne du haut et la ligne du bas).

Il faut s'assurer que les élèves indiquent avec précision la position de la cellule : « cellule supérieure gauche », « cellule inférieure droite », etc. Le problème inverse est immédiatement résolu, à savoir : l'enseignant montre une cellule du tableau (matrice) , l'élève donne le nom correspondant de cette cellule. Ainsi, si l’on pointe vers une cellule située à l’intersection de la rangée supérieure et de la colonne de gauche, alors l’élève doit nommer : « Cellule supérieure gauche ». De tels exercices habituent progressivement les enfants à l'orientation spatiale et sont importants lors de l'étude ultérieure de la méthode coordonnée des mathématiques.

Le travail sur les séries de nombres est d'une grande importance pour les premiers cours de mathématiques élémentaires.

Il est pratique d’illustrer la croissance d’une série de nombres en additionnant un par un en se déplaçant vers la droite le long de la droite numérique.

Si le signe (+) est associé au déplacement le long d'une droite numérique d'un point vers la droite, alors le signe (-) est associé au déplacement vers la gauche d'un point, etc. (Par conséquent, nous montrons les deux signes simultanément dans le même leçon.)

En travaillant avec la série de nombres, nous introduisons les concepts suivants : le début de la série de nombres (le nombre zéro) représente l'extrémité gauche du rayon ; Le chiffre 1 correspond à un segment unitaire, qui doit être représenté séparément de la série numérique.

Demandez aux élèves de travailler sur une droite numérique inférieure à trois.

On sélectionne deux nombres voisins quelconques, par exemple 2 et 3. En passant du chiffre 2 au chiffre 3, les enfants raisonnent ainsi : « Le chiffre 2 est suivi du chiffre 3. » Passant du numéro 3 au numéro 2, ils disent :

« Le chiffre 3 vient avant le chiffre 2 » ou : « Le chiffre 2 vient avant le chiffre 3. »

Cette méthode permet de déterminer la place d'un numéro donné par rapport aux numéros précédents et suivants ; Il convient de prêter immédiatement attention à la relativité de la position du nombre, par exemple : le chiffre 3 est à la fois suivant (derrière le chiffre 2) et précédent (avant le chiffre 4).

Les transitions indiquées le long de la série de nombres doivent être associées aux opérations arithmétiques correspondantes.

Par exemple, la phrase « Le chiffre 2 est suivi du chiffre 3 » est symboliquement représentée comme suit : 2 + 1 = 3 ; cependant, il est psychologiquement bénéfique de créer immédiatement après lui la connexion de pensées opposée, à savoir : l'expression « Avant le chiffre 3 vient le chiffre 2 » est soutenue par l'entrée : 3 – 1 = 2.

Pour comprendre la place d'un nombre dans une série de nombres, des questions paires doivent être posées :

1. Quel nombre est suivi du chiffre 3 ? (Le chiffre 3 vient après le chiffre 2.) Quel chiffre le chiffre 2 précède-t-il ? (Le chiffre 2 précède le chiffre 3.)

2. Quel chiffre vient après le chiffre 2 ? (Le chiffre 2 est suivi du chiffre 3.) Quel chiffre vient avant le chiffre 3 ? (Le chiffre 3 est précédé du chiffre 2.)

3. Entre quels nombres se trouve le chiffre 2 ? (Le chiffre 2 est entre le chiffre 1 et le chiffre 3.) Quel chiffre se trouve entre les chiffre 1 et 3 ? (Entre les chiffres 1 et 3 se trouve le chiffre 2.)

Dans ces exercices, les informations mathématiques sont contenues dans des mots de fonction : avant, derrière, entre.

Il est pratique de combiner le travail avec une série de nombres avec la comparaison des nombres par grandeur, ainsi que la comparaison de la position des nombres sur la droite numérique. Des connexions de jugements de nature géométrique se développent progressivement : le chiffre 4 est sur la droite numérique à droite du chiffre 3 ; cela signifie que 4 est supérieur à 3. Et vice versa : le chiffre 3 est sur la droite numérique à gauche du chiffre 4 ; cela signifie que le nombre 3 est inférieur au nombre 4. C'est ainsi qu'un lien s'établit entre des couples de concepts : à droite - plus, à gauche - moins.

De ce qui précède, nous voyons un trait caractéristique de l'assimilation intégrée des connaissances : l'ensemble des concepts associés à l'addition et à la soustraction sont proposés ensemble, dans leurs transitions continues (recodages) les uns dans les autres.

Le principal moyen de maîtriser les relations numériques dans notre manuel sont les barres colorées ; Il est pratique de les comparer par longueur, en établissant combien de cellules sont plus grandes ou plus petites qu'elles dans la barre supérieure ou inférieure. En d'autres termes, nous n'introduisons pas le concept de « comparaison différentielle de segments » comme sujet particulier, mais les étudiants le connaissent au tout début de l'étude des nombres des dix premiers. Dans les leçons consacrées à l'étude des dix premiers, il est pratique d'utiliser des barres colorées, qui permettent de réaliser la propédeutique des principaux types de tâches pour les actions de la première étape.

Regardons un exemple.

Supposons que deux barres colorées, divisées en cellules, se superposent :

dans celui du bas - 3 cellules, dans celui du haut - 2 cellules (voir figure).


En comparant le nombre de cellules dans les barres supérieure et inférieure, l'enseignant compile deux exemples d'actions mutuellement inverses (2 + 1 = 3, 3 – 1 = 2), et les solutions de ces exemples sont lues par paires de toutes les manières possibles :

2 + 1 = 3 3 – 1 = 2

a) ajoutez 1 à 2 - vous obtenez 3 ; a) soustrayez 1 de 3 - vous obtenez 2 ;

b) augmentez 2 par 1 - vous obtenez 3 ; b) réduisez 3 par 1 - vous obtenez 2 ;

c) 3 est supérieur à 2 sur 1 ; c) 2 est inférieur à 3 par 1 ;

d) 2 oui 1 sera 3 ; d) 3 sans 1 sera 2 ;

e) additionner le chiffre 2 avec le chiffre 1 - e) soustraire le chiffre 1 du chiffre 3 -

il s'avère que 3. il s'avère que 2.

Professeur. Si 2 est multiplié par 1, combien cela fera-t-il ?

Étudiant. Si vous augmentez 2 de 1, vous obtenez 3.

Professeur. Maintenant, dites-moi, que faut-il faire avec le chiffre 3 pour obtenir 2 ?

Étudiant. Réduisez 3 de 1 pour obtenir 2.

Attirons ici l'attention sur la nécessité, dans ce dialogue, d'une mise en œuvre méthodique et compétente du fonctionnement de l'opposition. ,

La maîtrise confiante par les enfants de la signification des concepts appariés (ajouter - soustraire, augmenter - diminuer, plus - moins, oui - sans, ajouter - soustraire) est obtenue en les utilisant dans une leçon, basée sur le même triplet de nombres (par exemple, 2+1= =3, 3-1=2), basé sur une démonstration - comparant les longueurs de deux barres.

C'est la différence fondamentale entre le système méthodologique de consolidation des unités d'assimilation et le système d'étude séparée de ces concepts de base, dans lequel des concepts mathématiques contrastés sont introduits, en règle générale, séparément dans la pratique de la parole des étudiants.

L'expérience d'apprentissage montre les avantages de l'introduction simultanée de paires de concepts mutuellement opposés, dès les premières leçons d'arithmétique.

Ainsi, par exemple, l'utilisation simultanée de trois verbes : « ajouter » (ajouter 1 à 2), « ajouter » (ajouter le chiffre 2 avec le chiffre 1), « augmenter » (2 augmenter de 1), qui sont représentés symboliquement le même (2+1= 3), aide les enfants à apprendre la similitude et la proximité de sens de ces mots (un raisonnement similaire peut être effectué concernant les mots « soustraire », « soustraire », « réduire »).

De la même manière, l'essence de la comparaison des différences s'apprend grâce à l'utilisation répétée de la comparaison de paires de nombres dès le début de la formation, et dans chaque partie du dialogue de la leçon, toutes les formes verbales possibles d'interprétation de l'exemple résolu sont utilisées : « Qu'est-ce qui est plus grand : 2 ou 3 ? Combien de plus fait 3 que 2 ? Combien faut-il ajouter à 2 pour obtenir 3 ? etc. Le changement des formes grammaticales et l'utilisation fréquente des formes interrogatives sont d'une grande importance pour maîtriser le sens de ces concepts.

Des tests à long terme ont montré les avantages de l'étude monographique des dix premiers numéros. Chaque numéro successif est soumis à une analyse multilatérale, toutes les options possibles pour sa formation étant énumérées ; au sein de ce nombre, toutes les actions possibles sont effectuées, « toutes les mathématiques disponibles » sont répétées, toutes les formes grammaticales acceptables pour exprimer la relation entre les nombres sont utilisées. Bien entendu, avec ce système d'étude, en relation avec la couverture des nombres ultérieurs, les exemples précédemment étudiés sont répétés, c'est-à-dire que l'expansion de la série de nombres est effectuée avec une répétition constante de combinaisons de nombres et de variétés de problèmes simples précédemment considérées. .

2.3 Etude conjointe de l'addition et de la soustraction, de la multiplication et de la division

Dans la méthodologie des mathématiques élémentaires, les exercices sur ces deux opérations sont généralement considérés séparément. En attendant, il semble que l'étude simultanée de la double opération « addition - décomposition en termes » soit plus préférable.

Laissez les élèves résoudre le problème d’addition : « Ajoutez 1 bâton à trois bâtons - vous obtenez 4 bâtons. » Suite à cette tâche, il faut immédiatement se poser la question : « De quels nombres se compose le chiffre 4 ? 4 bâtons se composent de 3 bâtons (l'enfant compte 3 bâtons) et 1 bâton (sépare 1 bâton supplémentaire).

Le premier exercice peut être la décomposition d’un nombre. L'enseignant demande : « De quels nombres se compose le chiffre 5 ? (Le nombre 5 est composé de 3 et 2.) Et immédiatement une question est posée sur les mêmes nombres : « Combien obtenez-vous si vous ajoutez 2 à 3 ? (Ajoutez 2 à 3 - vous obtenez 5.)

Dans le même but, il est utile de s’entraîner à lire des exemples dans deux directions : 5+2=7. Ajoutez 2 à 5, vous obtenez 7 (lire de gauche à droite). 7 est constitué des termes 2 et 5 (lus de droite à gauche).

Il est utile d'accompagner l'opposition verbale de tels exercices sur le boulier de classe, qui permettent de voir le contenu précis des opérations correspondantes. Les calculs sur boulier sont indispensables pour visualiser les actions sur les nombres, et la taille des nombres à moins de 10 est ici associée à la longueur d'un ensemble d'os situés sur un fil (cette longueur est perçue visuellement par l'élève). Il est impossible d'être d'accord avec une telle « innovation » alors que les manuels et programmes actuels ont complètement abandonné l'utilisation du boulier russe dans les cours.

Ainsi, lors de la résolution d'un exemple d'addition (5+2=7), l'élève a d'abord compté 5 pierres sur le boulier, puis leur en a ajouté 2 et a ensuite annoncé la somme : « Ajoutez 2 à 5 - vous obtenez 7 » (le nom du nombre résultant 7, l'élève établit en recalculant la nouvelle totalité : « Un - deux - trois - quatre - cinq - six - sept »).

Étudiant. Ajoutez 2 à 5 et vous obtenez 7.

Professeur. Montrez maintenant de quels termes se compose le nombre 7.

Étudiant (sépare d’abord deux os vers la droite, puis parle). Le chiffre 7 est composé de 2 et de 5.

Lors de la réalisation de ces exercices, il est conseillé d'utiliser dès le début les notions de « premier terme » (5), de « deuxième terme » (2) et de « somme ».

Les types de tâches suivants sont proposés : a) la somme de deux termes est 7 ; trouver les termes ; b) de quels éléments se compose le chiffre 7 ?; c) décomposer la somme 7 en 2 termes (en 3 termes). Etc.

La maîtrise d'un concept algébrique aussi important que la loi commutative de l'addition nécessite des exercices variés, basés dans un premier temps sur des manipulations pratiques d'objets.

Professeur. Prenez 3 bâtons dans votre main gauche et 2 dans votre main droite. Combien y a-t-il de bâtons au total ?

Étudiant. Il y a 5 bâtons au total.

Professeur. Comment puis-je en dire plus à ce sujet ?

Étudiant. Ajoutez 2 bâtons à 3 bâtons - il y aura 5 bâtons.

Professeur. Composez cet exemple à partir de nombres coupés. (L'élève invente un exemple : 3+2=5.)

Professeur. Maintenant, échangez les baguettes : transférez les baguettes de votre main gauche vers votre droite et transférez les baguettes de votre main droite vers votre gauche. Combien de bâtons y a-t-il maintenant dans les deux mains ?

Étudiant. Au total, il y avait 5 bâtons dans deux mains, et maintenant il y a à nouveau 5 bâtons.

Professeur. Pourquoi est-ce arrivé?

Étudiant. Parce que nous n’avons rien mis de côté et n’avons pas ajouté de bâtons : autant il y en avait, tant il restait.

Professeur. Composez des exemples résolus à partir des numéros coupés.

Étudiant (met de côté : 3+2=5, 2+3=5). Ici, il y avait le chiffre 3, et maintenant le chiffre 2. Et ici, il y avait le chiffre 2, et maintenant le chiffre 3.

Professeur. Nous avons interverti les numéros 2 et 3, mais le résultat est resté le même :

5. (Un exemple est constitué de nombres fractionnés : 3+2=2+3.)

La loi commutative s'apprend également dans des exercices de décomposition d'un nombre en termes.

Quand introduire la loi commutative de l’addition ?

L'objectif principal de l'enseignement de l'addition - dès les dix premiers - est de souligner constamment le rôle de la loi commutative dans les exercices.

Laissez les enfants compter d’abord 6 bâtons ; puis on leur ajoute trois bâtons et par recalcul (« sept - huit - neuf ») on établit la somme : 6 oui 3 - sera 9. Il faut immédiatement proposer un nouvel exemple : 3 + 6 ; le nouveau montant peut d'abord être établi à nouveau par recalcul (c'est-à-dire de la manière la plus primitive), mais il faut progressivement et délibérément formuler une méthode de solution dans un code supérieur, c'est-à-dire logiquement, sans recalcul.

Si 6 et 3 seront 9 (la réponse est établie par recalcul), alors 3 et 6 (sans recalcul !) feront également 9 !

Bref, la propriété commutative de l'addition doit être introduite dès le début des exercices d'addition de différents termes, pour que composer (prononcer) des solutions à quatre exemples devienne une habitude :

6 + 3 = 9, 9 - 3 = 6, 3 + 6 = 9, 9 – 6 = 3.

Compiler quatre exemples est un moyen d’élargir les connaissances accessibles aux enfants.

Nous voyons qu'une caractéristique aussi importante de l'opération d'addition que sa commutabilité ne devrait pas se produire sporadiquement, mais devrait devenir le principal moyen logique de renforcer les associations numériques correctes. La principale propriété de l'addition - la commutabilité des termes - doit être constamment prise en compte dans le cadre de l'accumulation de nouveaux résultats tabulaires en mémoire.

Nous voyons : la relation entre des opérations informatiques ou logiques plus complexes est basée sur une relation par paire similaire (proximité) d'opérations élémentaires à travers lesquelles une paire d'opérations « complexes » est effectuée. En d’autres termes, l’opposition explicite de concepts complexes repose sur l’opposition implicite (subconsciente) de concepts plus simples.

Il est conseillé de réaliser l'étude initiale de la multiplication et de la division dans la séquence suivante de trois cycles de problèmes (trois tâches dans chaque cycle) :

Je cycle : a, b) multiplication avec un multiplicande constant et division par contenu (ensemble) ; c) division en parties égales.

Cycle II : a, b) diminution et augmentation du nombre plusieurs fois (ensemble) ; c) comparaison multiple.

Cycle III : a, b) trouver une partie d'un nombre et un nombre par la taille d'une de ses parties (ensemble) ; c) résoudre le problème : « Quelle partie représente un nombre dans un autre ?

Le système méthodologique d'étude de ces problèmes est similaire à celui décrit ci-dessus pour les problèmes simples de la première étape (addition et soustraction).

Etude simultanée de la multiplication et de la division du contenu. En deux ou trois leçons (pas plus !) consacrées à la multiplication, le sens de la notion de multiplication comme addition réduite de termes égaux est clarifié (l'action de division n'est pas encore abordée dans ces leçons). Ce temps est suffisant pour étudier la table de multiplication du nombre 2 par des nombres à un chiffre.

En règle générale, les élèves voient un enregistrement du remplacement de l'addition par la multiplication : 2+2+2+2=8 ; 2*4=8. Ici, la connexion entre addition et multiplication va dans le sens addition-multiplication. Il convient de proposer immédiatement à l'élève un exercice destiné à produire un feedback de la forme « multiplication-addition » (termes égaux) : en regardant cette entrée, l'élève doit comprendre que le nombre 2 doit être répété comme terme autant de fois que le le multiplicateur dans l'exemple montre (2*4= 8).

La combinaison des deux types d'exercices est l'une des conditions importantes qui assurent l'assimilation consciente du concept de « multiplication », c'est-à-dire d'addition effondrée.

Dans la troisième leçon (ou quatrième, selon la classe), pour chacun des cas de multiplication connus, un cas de division correspondant est donné. À l’avenir, il sera avantageux de considérer la multiplication et la division uniquement ensemble dans les mêmes leçons.

Lorsqu'on introduit la notion de division, il faut rappeler les cas de multiplication correspondants pour, à partir d'eux, créer la notion d'une nouvelle action inverse de la multiplication.

Dès lors, le concept de « multiplication » acquiert un contenu riche : il n'est pas seulement le résultat de l'addition de termes égaux (« généralisation de l'addition »), mais aussi la base, le moment initial de division, qui, à son tour, représente « soustraction réduite », en remplaçant la « soustraction séquentielle par 2 » :

Le sens de la multiplication n'est pas tant compris à travers la multiplication elle-même, mais à travers des transitions constantes entre multiplication et division, puisque la division est une multiplication voilée et « modifiée ». C'est pourquoi il est avantageux de toujours étudier ensuite en même temps la multiplication et la division (tant tabulaires qu'extra-tabulaires ; tant orales qu'écrites).

Les premières leçons sur l'étude simultanée de la multiplication et de la division devraient être consacrées au traitement pédant des opérations logiques elles-mêmes, appuyées de toutes les manières possibles par de nombreuses activités pratiques de collecte et de distribution d'objets divers (cubes, champignons, bâtons, etc.), mais la séquence des actions détaillées doit rester la même.

Le résultat de ce travail sera les tables de multiplication et de division écrites côte à côte :

2*2=4, 4:2=2,

2*3=6, 6 : 2=3,

2*4=8, 8 : 2=4,

2*5 = 10, 10 : 2 = 5, etc.

Ainsi, la table de multiplication est construite à l'aide d'un multiplicande constant et la table de division est construite à l'aide d'un diviseur constant.

Il est également utile de proposer aux élèves, en association avec cette tâche, un exercice structurellement opposé sur le passage de la division à la soustraction de soustractions égales.

Dans les exercices de répétition, il est utile de proposer des tâches de ce type : 14:2==.

Etude de la division en parties égales. Après avoir étudié ou répété ensemble la multiplication du nombre 2 et la division par 2, la notion de « division en parties égales » (troisième type de problème du premier cycle) est introduite dans l'une des leçons.

Considérez le problème : « Quatre élèves ont apporté 2 cahiers. Combien de cahiers avez-vous apporté ? »

L'enseignant explique : prenez 2 4 fois - vous obtenez 8. (L'entrée apparaît : 2 * 4 = 8.) Qui écrira le problème inverse ?

Et une généralisation de l'expérience des enseignants lors de la conduite de cours de mathématiques sur ce sujet. Le travail de cours comprend une introduction, deux chapitres, une conclusion et une liste de références. Chapitre I. Caractéristiques méthodologiques de l'étude du domaine des figures géométriques et de ses unités de mesure dans les cours de mathématiques à l'école primaire 1.1 Caractéristiques liées à l'âge du développement des écoliers plus jeunes au stade de la formation de concepts géométriques...




Cela n’éclaire toujours pas les problèmes. La question des méthodes pédagogiques de transformation des tâches ayant été peu abordée, nous continuerons à l'étudier. Chapitre II. Méthodologie pour enseigner la transformation des problèmes. 2.1. Problèmes de transformation dans les cours de mathématiques à l'école primaire. Comme il existe très peu de littérature spécialisée concernant la transformation des tâches, nous avons décidé de mener une enquête auprès des enseignants...

Lors de l'apprentissage d'une nouvelle matière, il est recommandé de structurer une leçon de telle manière que le travail commence par une variété de démonstrations réalisées par l'enseignant ou l'élève. L'utilisation d'aides visuelles dans les cours de mathématiques lors de l'étude de matériaux géométriques permet aux enfants de maîtriser fermement et consciemment toutes les questions du programme. Le langage mathématique est un langage de symboles, de signes conventionnels, de dessins, de formes géométriques...