Η Γεωμετρία της Αντιστροφής (Συμμετρία σε κύκλο)

Μαθηματικά (ΔΕ) (Γενικό Λύκειο)

Η Γεωμετρία της Αντιστροφής (Συμμετρία σε κύκλο)

3 ώρες
Γενική περιγραφή περιεχομένου

Με τα διάφορα είδη συμμετρίας εξοικειωνόμαστε από τα πρώτα  παιδικά μας χρόνια. Αργότερα στα πλαίσια των σχολικών μαθηματικών, μελετάμε συστηματικότερα κάποια είδη συμμετριών, όπως η κεντρική και η αξονική συμμετρία.

Στο σενάριο αυτό θα ασχοληθούμε με το γεωμετρικό μετασχηματισμό της αντιστροφής, που είναι ένα λιγότερο γνωστό είδος συμμετρίας, αλλά όπως έχει διαπιστωθεί πολύ γόνιμο στα μαθηματικά. Θα προσεγγίσουμε τις έννοιες που σχετίζονται μ’ αυτόν και θα μελετήσουμε τις βασικές του ιδιότητες. Τέλος θα εφαρμόσουμε αυτό το μετασχηματισμό στην  επίλυση κάποιων γεωμετρικών προβλημάτων.

Το σενάριο μπορούν να παρακολουθήσουν όλοι οι μαθητές που γνωρίζουν τα βασικά πάνω στις μετρικές σχέσεις στα τρίγωνα και στον κύκλο. Στο ελληνικό εκπαιδευτικό σύστημα, οι μαθητές αποκτούν αυτές τις γνώσεις κατά τους πρώτους μήνες της φοίτησής τους στη Β' λυκείου.

Το σενάριο έχει την εξής ιδιομορφία: Δεν είναι η παρουσίαση ενός ζητήματος που άμεσα πραγματεύεται το σχολικό βιβλίο. Αντίθετα στοχεύει να δείξει στους μαθητές, πώς αυτά τα οποία έχουν διδαχθεί, μπορούν να γίνουν η αφετερία και η βάση ώστε να επεκτείνουν τους ορίζοντές τους, να δούν και να αντιμετωπίσουν ακόμη και γνωστά τους προβλήματα, από  διαφορετική οπτική γωνία, με μια διαφορετική μέθοδο. Απ' αυτή την άποψη θα λέγαμε ότι είναι ένα mini project, πάνω στη θεωρία της αντιστροφής. Μια παράλληλη δραστηριότητα, κατά τη διδασκαλία των μετρικών σχέσεων. Ως εκ τούτου, και λόγω της δυσκολίας του θέματος, η ιδανικότερη σύνθεση ακροατηρίου για την υλοποίηση αυτού του σεναρίου, θα προέκυπτε με την εθελοντική συμμετοχή μαθητών, που έχουν αυξημένο ενδιαφέρον για τα μαθηματικά. Αν ωστόσο ο διδάσκοντας αποφασίσει την υλοποίηση του σεναρίου σε ένα συνηθισμένο σχολικό ακροατήριο, μπορεί, κατά την κρίση του, να παραλείψει τις δραστηριότητες αυξημένης δυσκολίας.

Ο μετασχηματισμός της αντιστροφής, σε αντίθεση με τους άλλους γνωστούς μετασχηματισμούς συμμετρίας, είναι δύσκολο να υλοποιηθεί με το "χέρι". Έτσι η χρήση λογισμικού καθίσταται απολύτως δικαιολογημένη, παίζοντας ένα βασικό και όχι διακοσμητικό ρόλο στο σενάριο.

Είναι γεγονός πως τα τελευταία χρόνια, λόγω και των απαιτήσεων του εξεταστικού συστήματος για την εισαγωγή στα ΑΕΙ, η διδασκαλία της γεωμετρίας περιθωριοποιήθηκε και συρικνώθηκε. Ένας στόχος λοιπόν του σεναρίου αυτού, είναι να ξαναζωντανέψει το ενδιαφέρον για τα γεωμετρικά προβλήματα, και το ρόλο που αυτά έχουν στη διαμόρφωση της παιδείας μας.

 

Βιβλιογραφία

Η ανάπτυξη του υλικού στο σενάριο, είναι βασισμένη στις παρακάτω πηγές:

  1. ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ - ΠΑΡΙΣ ΠΑΜΦΙΛΟΣ
  2. ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ - Vladimir Dubrovsky - Άρθρο στο περιοδικό QUANTUM 1999 T.6/T.6
  3. Ευκλείδειος Γεωμετρία – Σπ. Κανέλλου
  4. ΜΕΓΑΛΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΓΚΥΚΛΟΠΑΙΔΕΙΑ τ.2
  5. ADVANCED EUCLIDEAN GEOMETRY – ROGER JOHNSON
  6. ΕΥΚΛΕΙΔΕΙΑ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ Α', Β' ΛΥΚΕΙΟΥ - ΟΕΔΒ
  7. LOBACHEVSKIAN GEOMETRY - A.S. SMOGORZHEVSKY
  8.  ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ (ΙΗΣΟΥΪΤΩΝ)

 


Εκπαιδευτικό Πρόβλημα

Να γνωρίσουν οι μαθητές το μετασχηματισμό της συμμετρίας ως προς κύκλο, που συχνά αποκαλείται και μετασχηματισμός αντιστροφής, και αποτελεί μια αποτελεσματική μέθοδο για την εύκολη επίλυση κάποιων γεωμετρικών προβλημάτων.

at 50/100
Εκπαιδευτική Βαθμίδα που απευθύνεται το σενάριο
Γενικό Λύκειο
Θεματική Ταξινομία
Μαθηματικά (ΔΕ) > Γεωμετρία > Μετασχηματισμοί >
Τύπος Διαδραστικότητας
Συνδυασμός παθητικής και ενεργητικής μάθησης
Επίπεδο Διαδραστικότητας
υψηλό
Προτεινόμενη ηλικιακή ομάδα:
-6
6-9
9-12
12-15
15-18
18-25
25+
Φάσεις Ψηφιακού Σεναρίου:
Ο μετασχηματισμός της Αντιστροφής στη Γεωμετρία
60λεπτά
Χώρος Υλοποίησης
Εργαστήριο πληροφορικής
Οι βασικές προτάσεις της θεωρίας Αντιστροφής
60λεπτά
Χώρος Υλοποίησης
Εργαστήριο πληροφορικής
Χρήση της αντιστροφής στη λύση προβλημάτων.
60λεπτά
Χώρος Υλοποίησης
Εργαστήριο πληροφορικής
Διδακτικοί Στόχοι
Να φανεί η σπουδαιότητα και η χρησιμότητα γνωστών γεωμετρικών θεωρημάτων
Να γνωρίσουν οι μαθητές τη θεωρία της Αντιστροφής και της εφαρμογής της στη λύση προβλημάτων.
Να εξοικειωθούν οι μαθητές στη χρήση βοηθητικού λογισμικού για την επίλυση γεωμετρικών προβλημάτων
Να μάθουν οι μαθητές, να ερευνούν ένα πρόβλημα στα πλαίσια μιας ομάδας
Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου
αντιστροφή, γεωμετρία, μετασχηματισμός, συμμετρία, απεικόνιση, κύκλος, ευθεία, καθετότητα, ορθογώνιοι κύκλοι, inversion,
Υλικοτεχνική υποδομή
Εργαστήριο πληροφορικής, Προτζέκτορας ,Σύνδεση στο Internet, Φωτοτυπίες φύλλων εργασίας
Δημιουργός Σεναρίου: Γεώργιος Κασαπίδης (Εκπαιδευτικός)
ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΤΙΚΟ (τι είναι;)
Το σενάριο «Η Γεωμετρία της Αντιστροφής (Συμμετρία σε κύκλο)» έχει χαρακτηριστεί ως Βέλτιστο (βαθμολογία 70 μονάδων και άνω) ύστερα από αξιολόγηση που πραγματοποιήθηκε από δύο αξιολογητές βάσει κριτηρίων που ορίστηκαν από το ΔΣ του ΙΕΠ.