19.02.2015 Views

Materjali fail - Matemaatika didaktika

Materjali fail - Matemaatika didaktika

Materjali fail - Matemaatika didaktika

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

TARTU ÜLIKOOL<br />

MATEMAATIKA-INFORMAATIKA TEADUSKOND<br />

Katriin Orason<br />

DÜNAAMILISED SLAIDID TRIGONOMEETRIAS<br />

Magistriõppe lõputöö<br />

Juhendaja: dots Tiit Lepmann<br />

Autor ………………………………………. …………“ …..” juuni 2011<br />

Juhendaja ………………………………………………“……“ juuni 2011<br />

Lubatud kaitsmisele<br />

Magistrieksami komisjoni esimees …………………….“……“ juuni 2011<br />

Tartu 2011


Sisukord<br />

Sissejuhatus ...................................................................................................................... 3<br />

1. Trigonomeetria asend matemaatika õppekavas ............................................................ 5<br />

1.1. <strong>Matemaatika</strong> valdkond trigonomeetria .................................................................. 5<br />

1.2. Trigonomeetria asend matemaatika õppekavas ..................................................... 5<br />

2. GeoGebra programmi võimalused trigonomeetria näitlikustamiseks .......................... 8<br />

2.1. GeoGebra ............................................................................................................... 8<br />

2.2. GeoGebra kasutamine ............................................................................................ 9<br />

2.3. Interaktiivsete veebilehtede loomine ................................................................... 10<br />

3. Dünaamilised slaidid .................................................................................................. 12<br />

3.1. Kolmnurga sisenurkade summa ........................................................................... 12<br />

3.2. Trigonomeetrilised funktsioonid täisnurkses kolmnurgas ................................... 14<br />

3.3. Täisnurkse kolmnurga lahendamine .................................................................... 15<br />

3.4. Nurga mõiste, positiivne ja negatiivne nurk ........................................................ 16<br />

3.5. Nurkade liigitamine ............................................................................................. 18<br />

3.5. Nurga kraadimõõdu teisendamine radiaanmõõtu ja vastupidi ............................. 19<br />

3.6. Mis tahes nurga trigonomeetriliste funktsioonide definitsioonid ........................ 21<br />

3.7. Kolmnurga pindala kahe külje ja nendevahelise nurga järgi ............................... 22<br />

3.8. Siinusteoreem ....................................................................................................... 24<br />

3.9. Koosinusteoreem ................................................................................................. 26<br />

3.10. Siinusfunktsioon, koosinusfunktsioon ja tangensfunktsioon ............................. 27<br />

Kokkuvõte ...................................................................................................................... 30<br />

Summary ......................................................................................................................... 32<br />

Kasutatud kirjandus ........................................................................................................ 33<br />

Lisa 1. CD-ROM: 12 dünaamilist slaidi trigonomeetrias ja programm GeoGebra (v3.2)<br />

2


Sissejuhatus<br />

<strong>Matemaatika</strong>õpetuse üldeesmärgiks on arendada õpilaste loogilist ja loomingulist mõtlemist.<br />

<strong>Matemaatika</strong> peaks olema aine, kus omandatakse analüüsimise, üldistamise ja<br />

põhjendamise oskus, samuti modelleerimisoskus ning üldisem probleemide lahendamise<br />

oskus. Need oskused ei teki iseenesest, vaid vajavad süstemaatilist arendamist [12].<br />

Harjutamine ja õppimine on aga tulemuslik vaid siis, kui õpilasel on õppimiseks tugev<br />

motivatsioon. Õpilaste motiveerimine on alati olnud üheks oluliseks ülesandeks õpetaja<br />

töös [7].<br />

Trigonomeetria on õpilastele üks raskemaid teemasid koolimatemaatikas, sest see on<br />

mahukas ja keeruline. Trigonomeetria teeb keeruliseks tema abstraktsus ja valemite<br />

rohkus. Selleks, et õpilased seda paremini mõistaksid, tuleb trigonomeetriat muuta õpilasele<br />

konkreetsemaks. Viimast aga saame teha läbi trigonomeetria mõistete ja seoste<br />

visualiseerimise.<br />

Käesoleva magistritöö peamiseks eesmärgiks oli koostada dünaamilised slaidid trigonomeetria<br />

õpetamiseks. Õppematerjal on valmistatud toetudes gümnaasiumi kitsa matemaatika<br />

trigonomeetria kursuse sisule. Samas on slaidid kasutatavad ka laialdasemalt<br />

– trigonomeetria teema tutvustamiseks või kordamiseks nii põhikoolis, kutsekoolis kui<br />

ka kõrgkoolis.<br />

Töö autor valis slaidide koostamiseks koolitarkvaraprogrammi GeoGebra. Programm on<br />

vabavaraline, eestikeelne, internetis kättesaadav ja kergesti kasutatav. Lisaks saab programmi<br />

kasutada nii veebipõhiselt kui ka arvutisse installeeritult. Valikule aitas kaasa ka<br />

see, et programm kogub õpetajate seas üha enam populaarsust. Internetis on leida mitmeid<br />

matemaatika õpetajaid, kes on koostanud hulgaliselt dünaamilisi slaide<br />

GeoGebraga [8], [16], [19]. Lisaks on võimalik leida Tiit Lepmanni koostatud dünaamilisi<br />

slaide ja nende konstrueerimist abistavaid materjale matemaatika <strong>didaktika</strong> alast<br />

materjali koondavalt võrgulehelt http://matdid.edu.ee.<br />

GeoGebra programmi ja dünaamiliste slaidide loomisega on tegelenud ka mitmed üliõpilased<br />

oma lõputöödes. 2008 aastal koostas Jane Albre oma magistritöö raames hulgaliselt<br />

dünaamilisi slaide 12. klassi matemaatikaõpiku juurde [1]. Samal aastal uuris ka<br />

Kati Vendelin geomeetriliste konstruktsioonülesannete lahendamist GeoGebra abil [11].<br />

Järgmisel aastal tegeles Kaido Kariste GeoGebra abil lookuste konstrueerimisega [6].<br />

3


Ka 2010 aastal oli programm Geogebra üliõpilaste lõputöödes kasutusel. Reelika Leopard<br />

uuris dünaamilise geomeetria programmi GeoGebra mõju 7. klassi õpilaste arusaamisele<br />

matemaatilistest funktsioonidest ja Silja Ljaškov koostas dünaamilisi slaide<br />

koolimatemaatika teema „Funktsioonid I“ juurde [18].<br />

Hoolimata sellest, et nende aastate jooksul on valminud sadu dünaamilisi slaide, ei ole<br />

GeoGebra oma võimalusi veel ammendanud. Enamik dünaamilisi slaide on geomeetria,<br />

funktsioonide, stereomeetria teemalised. Trigonomeetria teemalisi eestikeelseid slaide<br />

leiab ainult üksikuid.<br />

Töö koosneb kolmest peatükist. Esimeses peatükis selgitatakse trigonomeetria asendit<br />

matemaatika uues õppekavas ja tuuakse välja koolis õpetatavad trigonomeetria teemad.<br />

Teises peatükis tutvustatakse programmi GeoGebra ning selgitatakse mõningaid<br />

GeoGebra võimalusi, mida antud töö autor kasutas.<br />

Kolmas peatükk peatub töö käigus koostatud slaidide ja nende kasutamisvõimaluste<br />

tutvustamisele. Iga slaidi puhul on toodud kirjeldus, kuidas töö autor on näinud ette<br />

slaidi kasutamist õppetöös. Loomulikult on dünaamiliste slaidide kasutamise võimalusi<br />

rohkem ning igaühel on võimalus kasutada slaide oma äranägemise järgi.<br />

4


1. Trigonomeetria asend matemaatika õppekavas<br />

1.1. <strong>Matemaatika</strong> valdkond trigonomeetria<br />

Ülo Kaasik annab oma matemaatikaleksikonis trigonomeetriale järgmise definitsiooni:<br />

see on matemaatika osa, milles uuritakse trigonomeetrilisi funktsioone ja nende rakendusi<br />

geomeetrias [5].<br />

Sõna trigonomeetria tuleneb kreeka keelest, sõnadest (trigonon) – kolmnurk<br />

ja (metreo) – mõõdan. Vajaduse osata lahendada kolmnurka tingisid astronoomia,<br />

merenavigatsioon ja maamõõtmine. Esimesed trigonomeetriaalased ülesanded arvatakse<br />

pärinevat III aastatuhandest e. Kr. Esimesed trigonomeetrilised tabelid koostas<br />

II saj. e. Kr. kreeka astronoom Hipparchos (u. 190 – 125 e.Kr.). II saj. p. Kr. koostas<br />

astronoom Ptolemaios (u. 100 – u. 178 p. Kr.) kõõlude tabeli teravnurkade jaoks. Sisuliselt<br />

oli selles tegemist siinuste tabeliga, kusjuures täpsus oli küllaltki suur [17].<br />

Keskajal arenes trigonomeetria Indias. Indias tunti siis juba siinuste tabeleid, seost<br />

(mida kirjutati mitte matemaatiliste sümbolitega, vaid sõnadega)<br />

ning nürinurga siinuse ja koosinuse taandamist teravnurga funktsioonideks.<br />

IX ja X sajandil võtsid araabia õpetlased tarvitusele tangensi ja koostasid täpsemad siinuse<br />

tabelid. Euroopas kirjutas esimesena trigonomeetriast inglise õpetlane Brawardine<br />

(XIII ja XIV s.). Esimese süstemaatilise trigonomeetria kursuse kirjutas XV sajandil<br />

saksa õpetlane Johannes Müller, kes kirjutas Regiomontanuse nime all. Regiomontanus<br />

käsitleb trigonomeetriat juba iseseisva teadusena, lahus astronoomiast.<br />

Alates XVI sajandist, pärast seda kui Viëta võttis tarvitusele tähelised sümbolid, omandavad<br />

trigonomeetrilised valemid juba nüüdisaegse ilme [15].<br />

1.2. Trigonomeetria asend matemaatika õppekavas<br />

Vaadeldes 2011. aastal vastuvõetud Riiklikku põhikooli ja gümnaasiumi õppekava on<br />

näha, et trigonomeetria teemaga teevad õpilased tutvust juba põhikoolis. III kooliastme<br />

õppesisu hõlmab järgmiseid teemasid: nagu Pythagorase teoreem ja teravnurga trigonomeetrilised<br />

funktsioonid [14].<br />

5


Gümnaasiumi osas jaguneb matemaatika kaheks: kitsas matemaatika ja lai matemaatika.<br />

Lai matemaatika ja kitsas matemaatika erinevad nii sisu kui ka käsitluslaadi poolest.<br />

Laias matemaatikas käsitletakse mõisteid ja meetodeid, mida on vaja matemaatikateaduse<br />

olemusest arusaamiseks. Erinevalt laiast matemaatikast ei ole kitsa matemaatika<br />

õppe põhiülesanne mitte matemaatika kui teadusharu enese tundmaõppimine, vaid peamine<br />

on matemaatika rakenduste vaatlemine inimest ümbritseva maailma teaduspõhiseks<br />

kirjeldamiseks ning elus toimetuleku tagamiseks. Selleks vajalik keskkond luuakse<br />

matemaatika mõistete, sümbolite, omaduste ja seoste, reeglite ja protseduuride käsitlemise<br />

ning intuitsioonil ja loogilisel arutelul põhinevate mõttekäikude esitamise kaudu.<br />

Nii kitsas kui ka lai matemaatika annab õppijale vahendid ja oskused rakendada teistes<br />

õppeainetes vajalikke matemaatilisi meetodeid [4].<br />

Kitsas matemaatika sisaldab 8 kursust, mis jagunevad järgnevalt:<br />

1. „Arvuhulgad. Avaldised. Võrrandid ja võrratused“<br />

2. „Trigonomeetria”<br />

3. „Vektor tasandil. Joone võrrand”<br />

4. „Tõenäosus ja statistika”<br />

5. „Funktsioonid I”<br />

6. „Funktsioonid II”<br />

7. „Tasandilised kujundid. Integraal”<br />

8. „Stereomeetria”<br />

Kursuse „Trigonomeetria“ õppesisu hõlmab järgnevaid teemasid: Nurga mõiste üldistamine,<br />

radiaanmõõt; Mis tahes nurga trigonomeetrilised funktsioonid (sin α, cos α, tan<br />

α), nende väärtused tähtsamate nurkade korral; Negatiivse nurga trigonomeetrilised<br />

funktsioonid; Funktsioonide y= sin x, y= cos x, y=tan x graafikud; Trigonomeetria põhiseosed;<br />

Siinus- ja koosinusteoreem; Kolmnurga pindala valemid; Kolmnurga lahendamine;<br />

Ringjoone kaare pikkus ja sektori pindala.<br />

Ainekavas on loetletud ka pädevused, mida õpilane peab saavutama selle kursuse lõpuks.<br />

Kursuse lõpetanud õpilane<br />

<br />

<br />

defineerib mis tahes nurga siinuse, koosinuse ja tangensi;<br />

loeb trigonomeetriliste funktsioonide graafikuid;<br />

6


teisendab kraadimõõdus antud nurga radiaanmõõtu ja vastupidi;<br />

teisendab lihtsamaid trigonomeetrilisi avaldisi;<br />

rakendab kolmnurga pindala valemeid, siinus- ja koosinusteoreemi;<br />

lahendab kolmnurki, arvutab kolmnurga, rööpküliku ja hulknurga pindala, arvutab<br />

ringjoone kaare kui ringjoone osa pikkuse ning ringi sektori kui ringi osa<br />

pindala;<br />

lahendab lihtsama rakendussisuga planimeetriaülesandeid.<br />

Lisaks sellele tuleb õpilastel trigonomeetriaga kokku puutuda kursuse „Funktsioonid I“<br />

ja „Stereomeetria“ raames. „Funktsioonid I“ kursuse lõpetanud õpilane oskab lahendada<br />

graafiku järgi trigonomeetrilisi põhivõrrandeid etteantud lõigul. „Stereomeetria“ kursuse<br />

lõpetanu oskab aga rakendada trigonomeetria- ja planimeetriateadmisi lihtsamate stereomeetriaülesannete<br />

lahendamisel [4].<br />

Trigonomeetriaga saab õpilane tegeleda ka valikainete kaudu. Riiklikus õppekavas on<br />

välja pakutud valikkursuste seas „Planimeetria I. Kolmnurkade ja ringide geomeetria” ja<br />

„Planimeetria II. Hulknurkade ja ringide geomeetria”, mille õppesisu hõlmab ka trigonomeetriat<br />

[4].<br />

7


2. GeoGebra programmi võimalused trigonomeetria näitlikustamiseks<br />

2.1. GeoGebra<br />

GeoGebra on vabavaraline ja mitmeplatvormiline dünaamilise matemaatika tarkvara<br />

kõigile kooliastmeile. See on kergesti kasutatav ja ühendab endas geomeetria, algebra,<br />

tabelid, graafika, statistika ning matemaatilise analüüsi. Programm on pälvinud mitmeid<br />

õpitarkvara auhindu nii Euroopas kui USAs [3].<br />

GeoGebra algne versioon valmis austerlase Markus Hohenwarteri magistritöö raames<br />

2001. aastal. Hohenwarter arendas seda edasi doktoritööd tehes. Praegu on ta matemaatika<br />

hariduse professor Linzi Johannes Kepleri Ülikoolis. Tänasel päeval toimub<br />

GeoGebra arendus juba suurema tiimiga [9].<br />

GeoGebra meeskond peab väga oluliseks, et inimesed ning eriti lapsed saaksid kasutada<br />

tarkvara oma emakeeles. Praeguseks on GeoGebra tõlgitud ligikaudu 50 keelde. Tiigrihüppe<br />

SA toel tõlkis programmi ja veebilehe eesti keelde Jane Albre-Andersen.<br />

GeoGebra veebilehte www.geogebra.org on külastanud miljonid inimesed 190 riigist.<br />

GeoGebra kogukonda seob mittetulunduslik Rahvusvaheline GeoGebra Instituut (International<br />

GeoGebra Institute ehk IGI). IGIsse kuuluvate õpetajate ja teadlaste eesmärgiks<br />

on arendada tarkvara, koostada ja jagada materjale, tegeleda uurimustööga, esineda<br />

konverentsidel jne. Lisaks IGI keskusele on aga olemas ka kohalikud instituudid.<br />

Eesti GeoGebra instituut loodi 2010. aasta juunis Tiigrihüppe SA egiidi all. Instituudi<br />

tegevust juhib K. Kreutzberg [9].<br />

Viimane ametlik versioon GeoGebra 3.2 lasti välja 3. juunil 2009. Programmi täpsemale<br />

tutvustamisel on antud töös aluseks võetud Jane Albre–Anderseni tõlgitud GeoGebra<br />

3.2 eestikeelne manuaal [2].<br />

Programm GeoGebra on kõigile saadav aadressilt www.geogebra.org/cms/et/download .<br />

Programmi saamiseks on mitmeid võimalusi. Esimene võimalus on installeerida programm<br />

oma arvutisse otse kodulehelt. Selleks tuleb vajutada nupule „Webstart“. Teiseks<br />

on võimalik kasutada programmi läbi interneti. Kasutaja arvutisse ei installeerita mitte<br />

midagi. Selleks tuleb vajutada nupule „Applet Start“. Kolmandaks on võimalik alla<br />

laadida exe-<strong>fail</strong>, mille abil saab programmi installeerida arvutitesse, kus internetiühen-<br />

8


dus puudub. Selleks tuleb valida link „Offlain installerid“. Installerid on saadaval vastavalt<br />

Windows, Mac OS X, Ubuntu & Debian, openSUSE, XO operatsioonisüsteemidele.<br />

Veel on võimalik kasutada kaasaskantavat programmi. Kaasaskantav GeoGebra käivitub<br />

igas arvutis installeerimata. Selleks laadige ja pakkige lahti kaasaskantav pakett<br />

USB draivile. Selleks tuleb valida link „Kaasaskantav“. Kaasaskantav GeoGebra on<br />

saadaval vastavalt Windowsi, Mac Os X, Linux (32 bit või 64 bit) operatsioonisüsteemidele.<br />

Kuna programm on Java-põhine, siis nii internetis käivitamiseks kui ka teiste<br />

poolt üles pandud slaidide vaatamiseks peab olema arvutisse installeeritud Java 1.4.2<br />

või uuem versioon.<br />

2.2. GeoGebra kasutamine<br />

GeoGebra ekraanipildil (joonis 1) on võimalik valida kolme vaate vahel. Vasakul pool<br />

ääres avaneb algebravaade. Seal on nähtavad kolme tüüpi objektide algebralised vasted.<br />

Vabad objektid on geomeetria aknas liigutatavad piiranguteta.<br />

Tööriistariba abi<br />

Nupu- ehk tööriistariba<br />

Algebravaade<br />

Graafikavaade ehk<br />

joonestusväli<br />

Arvutustabeli<br />

vaade<br />

Käsuriba<br />

Sisendriba<br />

Joonis 1. GeoGebra ekraanipilt<br />

9


Sõltuvad objektid on seotud vabade objektidega ja on liigutatavad nende kaudu. Abiobjektideks<br />

loetakse vaikimisi arvutustabeli objekte ja neid vaikimisi graafikavaates ei<br />

näidata. Algebralisi avaldisi on võimalik sisestada sisendribalt.<br />

GeoGebras leidub ka arvukalt käske, mida saab sisestada sisendribale. Käsud leiad käsuribalt.<br />

Abi käsu kasutamise kohta saab, kui vajutada klahvikombinatsioonile CTRL+<br />

F1.<br />

Keskel avaneb graafikavaade ehk joonestusväli, kus on võimalik konstrueerida erinevaid<br />

kujundeid. Nende konstrueerimiseks saab kasutata tööriistaribal olevaid tööriistu.<br />

Iga aktiivse tööriista puhul antakse tööriistariba lõppu abistav tekst, mis juhendab, kuidas<br />

vastavat tööriista kasutada (joonis 2). Pärast liigutamise tööriista aktiveerimist on<br />

võimalik objekte graafikavaates liigutada neid hiirega lohistades. Samal ajal uuendatakse<br />

dünaamiliselt nende algebralist esitust algebravaates.<br />

Joonis 2. GeoGebra tööriista riba<br />

Graafikavaate puhul on võimalik muuta vaateakna tausta värvi, lubada või keelata ruudustiku<br />

ja koordinaattelgede näitamist. Muuta saab nii ruudustiku kui ka telgede värvi,<br />

suurust, kuju jne.<br />

Paremale jääb arvutustabel, mis oma olemuselt sarnaneb Exceli tabelile ja on abiks<br />

funktsioonide ning graafikute loomisel. Arvutustabeli lahtritesse on võimalik sisestada<br />

nii arve kui ka kõiki matemaatilisi objekte, mida GeoGebra toetab. Võimaluse korral<br />

näidatakse koheselt ka graafikavaates arvutustabeli lahtrisse sisestatud objekti graafilist<br />

esitust.<br />

2.3. Interaktiivsete veebilehtede loomine<br />

GeoGebra võimaldab luua interaktiivseid veebilehti ehk dünaamilisi töölehti. Selleks<br />

tuleb valida Fail menüüst käsk „Ekspordi“ ja seejärel “Dünaamiline tööleht veebilehena<br />

(html)“. Selle tulemusel avaneb aken, (joonis 3) kus on võimalik veebilehele lisada<br />

pealkiri, autor, kuupäev, tekst enne konstruktsiooni ja tekst pärast konstruktsiooni.<br />

10


Vahelehel „Lisavõimalused“ saab muuta dünaamilise konstruktsiooni funktsionaalsust<br />

Ja kasutajaliidest. Märge „Näita konstruktsiooni lähtestamise ikooni“ teksti ees võimaldab<br />

luua ikooni, mille abil saab alati konstruktsiooni algkujul esitada. Lisaks on võimalik<br />

muuta ka konstruktsiooniala suurust. See on vajalik, et standardse resolutsiooniga<br />

(1024 x 768) ekraani korral mahuks kogu konstruktsioon ekraanile nii, et ei pea kasutama<br />

kerimisribasid. Kui sätted on paika pandud, siis vajutada „Ekspordi“.<br />

Joonis 3. Dünaamilise töölehe eksportimine GeoGebras<br />

Dünaamilise töölehe eksportimisel luuakse kolm erinevat tüüpi <strong>fail</strong>e. Esiteks HTML<strong>fail</strong>,<br />

mis sisaldab töölehte ennast. Teiseks GGB-<strong>fail</strong>, mis on GeoGebra programmi <strong>fail</strong> ja<br />

sisaldab kogu GeoGebras loodud konstruktsiooni ja kolmandaks JAR-<strong>fail</strong>id. JAR-<strong>fail</strong>id<br />

on vajalikud GeoGebra <strong>fail</strong>i ja veebilehe ühendamiseks ning neid võib olla rohkem kui<br />

üks. Selleks, et dünaamiline konstruktsioon töötaks, peavad kõik need <strong>fail</strong>id (*.html,<br />

*.jar ja *.ggb) asuma ühes ja samas kaustas.<br />

Ekspordi tulemusel tekkinud HTML-<strong>fail</strong>i saab avada ja vaadata iga veebilehitsejaga.<br />

Dünaamilist töölehte saab ka vajadusel muuta. Töölehele sisestatud teksti (tekst enne/peale<br />

konstruktsiooni) muutmine toimub HTML-<strong>fail</strong>is ja see on võimalik paljude<br />

tekstitöötlusprogrammidega, näiteks OpenOffice Writer või NotePad. Dünaamilise<br />

konstruktsiooni muutmine toimub aga GGB-<strong>fail</strong>is. Selleks tuleb vastav <strong>fail</strong> avada<br />

GeoGebraga ja peale korrigeerimist salvestada see sama nimega.<br />

11


3. Dünaamilised slaidid<br />

Alljärgnevalt on toodud juhendid ja näpunäited kõigi töö raames loodud dünaamiliste<br />

slaidide kasutamise kohta. Iga slaid sisaldab interaktiivseid elemente. See tähendab, et<br />

slaidil olevat kujutist saab liigutada, pöörata, väärtusi muuta või objekte peita. Ka osa<br />

slaididel olevast tekstist on peidetav ja näidatav vastavalt vajadusele.<br />

Reeglina on vabad punktid tähistatud slaididel sinisena, nende abil on võimalik objekte<br />

liigutada. Märkeruutude abil on võimalik peita ja näidata teksti või objekte vastavalt<br />

vajadusele. Liuguri abil saab aga muuta teatud lõikude või nurkade suurusi.<br />

Iga slaidi üleval paremas nurgas asub slaidi lähtestamise nupp. Sellele vajutades taastatakse<br />

slaidi esialgne kuju.<br />

Üks osa slaididest on teoreetilise sisuga. Need slaidid on mõeldud uue teema õppimise<br />

näitlikustamiseks või juba õpitu meelde tuletamiseks. Õpetaja saab lubada õpilastel ise<br />

seoseid avastada ja pärast koos õpilastega jooniselt seose õigsust kontrollida. Selline on<br />

näiteks kolmnurga sisenurkade summa slaid.<br />

Teine osa slaididest on rakendusliku sisuga. Õpetajal on võimalus genereerida lõpmatul<br />

hulgal sarnaseid ülesandeid, et arendada ülesannete lahendamise oskust õpilastel. Selline<br />

on näiteks täisnurkse kolmnurga lahendamise slaid.<br />

Kõik slaidid on koostatud lähtuvalt kehtivas riiklikus õppekavas antud kitsa matemaatika<br />

trigonomeetria kursuse teemadest. Slaididel olevad valemid ja definitsioonid on võetud<br />

riiklikule õppekavale vastavatest 10. klassi matemaatika õpikutest [10], [17].<br />

Kindlasti on vajalik, et antud slaidide kasutamsel õpetaja selgitaks tegevust ka suuliselt,<br />

sest slaidid ei ole mõeldud iseseisvaks õppevahendiks. Vastavad võimalikud õpetaja<br />

tegevused on esitatud alljärgnevas osas.<br />

3.1. Kolmnurga sisenurkade summa<br />

Kolmnurga sisenurkade teema on küll põhikoolis õpitud, kuid siiski leidub õpilasi, kellel<br />

see teadmine on meelest läinud. Seega on hea alustada trigonomeetriat vanade asjade<br />

meelde tuletamisega. Antud slaidi eesmärk on õpilastele õpetada või meelde tuletada, et<br />

kolmnurga sisenurkade summa on alati 180˚.<br />

12


Slaidi avades näeb õpilane kolmnurka, millel on antud nurkade väärtused, ja kolme<br />

märkeruutu (joonis 4). Sissejuhatuseks alustab õpetaja küsimusega: „Mis on sisenurk?“<br />

ja pärast pisikest arutelu näitab õpilastele definitsiooni. Selle tegevuse käigus on kõigile<br />

meelde tuletatud või arusaadavaks tehtud, mis on sisenurk.<br />

Joonis 4. Kolmnurga sisenurkade summa<br />

Edasi järgneb praktiline töö:<br />

1. Õpetaja annab õpilastele ülesandeks leida joonisel oleva kolmnurga sisenurkade<br />

summa. Kõik õpilased arvutavad vaikselt ja kirjutavad vastuse vihikusse.<br />

2. Õpetaja uurib õpilastelt, mis nad vastuseks said ja muudab slaidil olevat<br />

kolmnurka, liigutades seda vabadest (sinistest) punktidest ja palub õpilastel leida<br />

ka uue tekkinud kolmnurga sisenurkade summa.<br />

3. Nüüd kordab ta veel korra 2. punktis kirjeldatud protsetuuri.<br />

4. Võrreldakse koos õpilaste tulemusi ja tehakse järeldus.<br />

5. Nüüd meelitab õpetaja õpilased oma järelduse õigsuses ikka kahtlema ja pakub<br />

välja uue variandi arvutuste tõestuseks. Selleks teeb ta linnukese „Liiguta nurki“<br />

märkeruudule. See võimaldab kolmnurga nurgad kolmnurga alusel asuvasse<br />

musta värvi punkti kokku lohistada. Kollane punkt lubab ühte nurkadest ka<br />

pöörata.<br />

13


6. Õpetaja võtab ja lohistab nurgad kolmnurga alusele kokku ja paigutab nad<br />

üksteise kõrvale nii, et tekib 180˚ nurk. Seda tõsiasja saab kontrollida muutes<br />

kolmnurka tema allesjäänud nurkadest.<br />

7. Nüüd on kahel erineval moel proovitud, et ükskõik milline kolmnurk meil on,<br />

alati on tema sisenurkade summa 180˚.<br />

8. Seejärel näitab õpetaja õpilastele järelduse sõnastust.<br />

3.2. Trigonomeetrilised funktsioonid täisnurkses kolmnurgas<br />

Ka trigonomeetrilised funktsioonid täisnurkses kolmnurgas kuuluvad põhikoolis õpetatavate<br />

teemade hulka. Siiski enamik koolides kasutusel olevatest õpikutest alustab trigonomeetria<br />

teemat just täisnurkse kolmnurga arvutamisega. Seepärast ka antud töö<br />

sisaldab paari slaidi täisnurkse kolmnurga kohta. Käesoleva slaidi (joonis 5) eesmärk on<br />

meelde tuletada, kuidas nimetatakse täisnurkse kolmnurga külgi ning kuidas leida teravnurga<br />

trigonomeetriliste funktsioonide väärtusi täisnurkses kolmnurgas.<br />

Joonis 5. Trigonomeetrilised funktsioonid täisnurkses kolmnurgas<br />

Sissejuhatuseks tuletab õpetaja meelde, mis on täisnurkne kolmnurk ja kuidas selle külgi<br />

nimetatakse. Kolmnurka sinisest ja kollasest punktist liigutades saab näidata, et külgede<br />

nimetused säilivad kolmnurga kuju muutumisel.<br />

Edasi tuletab õpetaja õpilastele meelde tähtsamaid seoseid täisnurkses kolmnurgas.<br />

14


1. Pythagorase teoreemi näitamiseks tuleb teha linnuke märkeruutu vastava kirje<br />

ees. Selle tulemusel ilmub nähtavale Pythagorase teoreemi valem. Teoreemi esitamisel<br />

ei ole sihilikult kasutatud tähistust a, b ja c, et vältida valemi mehhaanilist<br />

pähe õppimist.<br />

2. Teravnurga trigonomeetrilisi funktsioone saab antud slaidil vaadelda korraga ainult<br />

ühe nurga korral. Kuna täisnurksel kolmnurgal on kaks teravnurka, siis enne<br />

funktsioonide juurde minemist tuleb valida, millist nurka vaadeldakse.<br />

Valides nurgaks α ja klõpsates vastava kirjega märkeruudule, ilmuvad nähtavale<br />

nurga α trigonomeetriliste funktsioonide definitsioonid. Seoses sellega muutub<br />

ka joonis: alles jääb ainult nurk α ja kaatetid nimetatakse ümber vastavalt nurga<br />

α lähiskaatetiks ja vastaskaatetiks. Valides nüüd nurgaks β, muutub definitsioonides<br />

nurga tähis ja ka joonisel kujutatakse kaateteid vastavalt nurgale β.<br />

Lõpetuseks võivad õpilased kogu slaidilt omandatu konspekteerida vihikusse.<br />

3.3. Täisnurkse kolmnurga lahendamine<br />

Vaadeldava slaidi eesmärk on pakkuda õpetajale lõpmata palju erinevate andmetega<br />

täisnurkse kolmnurga lahendamise ülesandeid, millega saab arendada õpilastel vastavate<br />

ülesannete lahendamise oskust.<br />

Joonis 6. Täisnurkse kolmnurga lahendamine<br />

15


1. Tunni sissejuhatuses tuletab õpetaja õpilastele meelde, kuidas lahendada täisnurkset<br />

kolmnurka ja milliseid valemeid selle juures saab kasutada.<br />

2. Edasi avab õpetaja slaidi. Slaidi avanedes on näha kolmnurk, liugur ja kaks<br />

märkeruutu (joonis 6). Liuguri abil saab õpetaja valida, milliste külgede ja nurkade<br />

väärtusi näidatakse. Selleks tuleb muuta liuguril oleva muutuja t väärtust.<br />

Väärtuste valimiseks on kokku üheksa erinevat võimalust:<br />

t = 0 korral ei näidata ühegi külje ega nurga väärtust;<br />

t = 1 korral on antud kaatetite a ja b väärtused;<br />

t = 2 korral on antud kaateti a ja nurga α väärtused;<br />

t = 3 korral on antud kaateti a ja nurga β väärtused;<br />

t = 4 korral on antud kaateti a ja hüpotenuusi c väärtused;<br />

t = 5 korral on antud hüpotenuusi c ja nurga α väärtused;<br />

t = 6 korral on antud hüpotenuusi c ja nurga β väärtused;<br />

t = 7 korral on antud hüpotenuusi c ja kaateti b väärtused;<br />

t = 8 korral on antud kaateti b ja nurga α väärtused;<br />

t = 9 korral on antud kaateti b ja nurga β väärtused.<br />

3. Õpetaja muudab kolmnurga külgede ja nurkade väärtusi vastavalt oma soovile.<br />

Selleks saab kasutada kolmnurga sinise ja kollase punktiga tippe. Edasi näitab<br />

õpetaja slaidi ka õpilastele.<br />

4. Esmalt tuleb õpilastel osata jooniselt sobivad andmed välja lugeda ja kirja panna.<br />

Kontrollimiseks saab õpetaja näidata slaidil antud ja leitavaid andmeid. Selleks<br />

tuleb teha linnuke „Andmed“ nimelisse märkeruutu.<br />

5. Edasi saavad õpilased iseseisvalt lahendada etteantud andmetega kolmnurka.<br />

Kui on vajadus, siis õpetaja lahendab ülesande tahvlile koos õpilastega.<br />

6. Lõpetuseks näitab õpetaja õpilastele vastuseid (pannes linnukese märkeruutu<br />

„Vastused“).<br />

3.4. Nurga mõiste, positiivne ja negatiivne nurk<br />

Antud slaidi eesmärk on õpilastele meelde tuletada nurga mõiste ja selgitada nurga teket.<br />

Lisaks võimaldab slaid visualiseerida positiivse ja negatiivse nurga teket.<br />

Slaidi avades näevad õpilased viit terminit ja tühja koordinaatteljestikku (joonis 7).<br />

16


Joonis 7. Nurga mõiste, positiivne ja negatiivne nurk<br />

1. Sissejuhatuseks küsib õpetaja: „Mis on nurk?“ ja pärast pisikest arutelu näitab<br />

õpilastele definitsiooni. Tehes linnukese märkeruudus „Nurk”, tekib<br />

koordinaatteljestiku x-teljele kiir, mida saab pöörata ümber selle alguspunkti<br />

kasutades sinist punkti, mis asub antud kiirel. Kiir jätab liikumisel jälje, nii saab<br />

õpetaja näidata, milline kujund tekib kiire pöörlemisel ümber oma algpunkti.<br />

Jälje kustutamiseks tuleb klikkida slaidil paremas nurgas oleval konstruktsiooni<br />

taasesitamise nupul.<br />

2. Nurga puhul on määravaks kiire asend kahel juhul: kiire asend, millest algab<br />

pöörlemine ja asend, kus lõpeb pöörlemine. Õpetaja saab näidata õpilastele alghaara<br />

ja lõpphaara definitsiooni klikkides vastava termini ees oleval märkeruudul.<br />

Koos definitsiooniga tuleb nähtavale ka koordinaatteljestikus asuv haar.<br />

Alghaar on kinnitatud x-teljele ja ei ole liigutatav. Lõpphaara saab aga liigutada,<br />

et näidata kuidas nurga suurus vastavalt lõpphaara asukohast muutub.<br />

3. Nüüd saab õpetaja laste tähelepanu suunata sellele, et lõpphaara saab pöörata<br />

kahes vastupidises suunas.<br />

4. Järgneb selgitus: kokkuleppeliselt nimetatakse matemaatikas vastupäeva (kellaosutile<br />

vastupidist) pöörlemise suunda positiivseks pöörlemiseks ja päripäeva<br />

(kellaosuti suunalist) pöörlemise suunda negatiivseks pöörlemissuunaks. Seega<br />

17


saame nurgad jagada pöörlemise suunast lähtuvalt kaheks: positiivseteks nurkadeks<br />

ja negatiivseteks nurkadeks.<br />

5. Lõpetuseks näitab õpetaja slaidil nii positiivse nurga kui ka negatiivse nurga definitsioone.<br />

Muutes nähtavaks positiivse või negatiivse nurga definitsiooni, ilmub<br />

joonisele vastava nurga kujutis, kus lõpphaara liikumise suund on tähistatud<br />

noolega.<br />

3.5. Nurkade liigitamine<br />

Nurki saab liigitada mitmel viisil. Tulemus sõltub sellest, milline tunnus või omadus on<br />

võetud aluseks. Üks võimalus on liigitada nurki nende suuruse põhjal. Antud slaid (joonis<br />

8) on illustreerivaks vahendiks nurkade liigitamisel nurga suuruse järgi.<br />

Joonis 8. Nurkade liigitamine<br />

Õpetaja avab slaidi ja alustab järgnevat arutelu:<br />

1. Nurk on kujund, mis jääb alghaara ja lõpphaara vahele. Kuna alghaar on liikumatu<br />

haar, siis nurga suuruse määrab ära lõpphaara asukoht. Et nurka oleks kergem<br />

kirjeldada, saame nurga paigutada alati koordinaatteljestikku nii, et haarade<br />

algpunkt asub koordinaatteljestiku alguspunktis ja alghaar x-teljel. Koordinaatta-<br />

18


sandi saab jagada neljaks võrdseks osaks. Neid osi nimetatakse veeranditeks. Järelikult<br />

saab ka nurki liigitada veerandite järgi.<br />

2. Edasi vaadeldakse nurki, mis on väiksemad kui 360˚. Lõpphaara saab pöörata<br />

lõpphaaral asuvast sinisest punktist. Vastavalt lõpphaara asukohale näidatakse<br />

ekraanil nurga peal kirjega, mis liiki nurgaga on tegemist:<br />

kui lõpphaar jääb I veerandisse, st. nurga suurus jääb vahemikku 0˚- 90˚, siis<br />

nimetatakse seda nurka teravnurgaks;<br />

kui nurga lõpphaar jääb täpselt I ja II veerandi vahele, st. nurga suurus on<br />

täpselt 90˚, siis nimetatakse seda nurka täisnurgaks;<br />

kui lõpphaar jääb II veerandisse, st. nurga suurus jääb vahemiku 90˚ - 180˚,<br />

siis nimetatakse seda nurka nürinurgaks;<br />

kui lõpphaar jääb täpselt II ja III veerandi vahele, st. nurga suurus on täpselt<br />

180˚, siis nimetatakse seda nurka sirgnurgaks;<br />

kui lõpphaar jääb III või IV veerandisse, st. nurga suurus jääb vahemiku<br />

180˚ - 360˚, siis nimetatakse seda nurka ülinürinurgaks;<br />

kui nurga lõpphaar jääb täpselt alghaara peale, st. nurga suurus on täpselt<br />

360˚, siis nimetatakse seda nurka täispöördeks.<br />

3. Kõikidel üle 360˚ olevatel nurkadel eraldi nimetus puudub. Siiski saame neid<br />

nurki liigitada veerandite kaudu, endiselt vastavalt sellele, millises veerandis<br />

lõpphaar peale pöörlemist peatub.<br />

3.5. Nurga kraadimõõdu teisendamine radiaanmõõtu ja vastupidi<br />

Vaadeldava slaidi eesmärk on aidata õpilastel mõista radiaani mõistet ja paremini meelde<br />

jätta seoseid radiaan-ja kraadimõõdu vahel radiaani ja kraadi vahel.<br />

1. Õpetaja alustab tundi sissejuhatavate küsimustega: „Milliseid nurgamõõdu ühikuid<br />

tunnete? Mitu kraadi on üks täispööre? Mis on ringjoon? Mis on kaar?“.<br />

Edasi selgitab õpetaja, et lisaks kraadimõõdule kasutatakse teatud erialadel ka<br />

radiaanmõõtu. Radiaanmõõdu ühikut nimetatakse radiaaniks.<br />

2. Õpetaja avab teemale vastava teemalise slaidi (joonis 9) ja näitab õpilastele radiaani<br />

definitsiooni klikkides selleks vastava kirje ees olevale märkeruudule.<br />

19


Joonis 9. Nurga kraadimõõdu teisendamine radiaanmõõtu ja vastupidi<br />

3. Edasi uurib õpetaja, kas õpilased mäletavad ringjoone pikkuse valemit ja tuletab<br />

selle neile, kes unustanud, meelde.<br />

4. Järgmiseks annab õpetaja õpilastele ülesandeks hinnata ligikaudu, mitu raadiust<br />

võiks mahtuda ühele ringjoonele. Pärast saadud pakkumisi püütakse vastus leida<br />

kasutades ringjoone pikkuse valemit. Seejärel laseb õpetaja õpilastel kontrollida<br />

vastust slaidilt. Märkeruudu ära märkimise järel jaguneb ring ekraanil radiaani<br />

suuruste nurkadega sektoriteks. Õpetaja saab nüüd veel ka raadiuse pikkust<br />

muuta, lohistades raadiust sinisest punktist.<br />

5. Õpetaja küsib üle, kas kõik mäletavad, mitu kraadi on üks täispööre. Kui see on<br />

uuesti kõigile meelde tuletatud, saab õpetaja minna järelduste tegemise juurde ja<br />

näitab õpilastele, kuidas kraadimõõt ja radiaanmõõt omavahel seotud. Õpilased<br />

saavad vastavad teisenduse valemid vihikusse kirja panna.<br />

6. Tunni lõpetuseks saavad õpilased ise teisendamist proovida. Selleks annab õpetaja<br />

liuguri abil nurgale α deg väärtuse kraadides. Õpilastel tuleb leida vastava<br />

nurga väärtus radiaanides. Vastuse õigsust saab kontrollida, kui õpetaja vajutab<br />

märkeruudule „Vastus“. Siis ilmub joonisele ka nurk α. Joonisele jäävad punktiirjoonega<br />

nähtavaks ka radiaani suuruse kesknurgaga sektorid, mille abil saab<br />

võrrelda kraadides antud nurga suuruse väärtuse vastavust radiaanides antud<br />

20


suuruse väärtusele. Liuguri α rad abil antakse nurgale algne väärtus radiaanides ja<br />

õpilased peavad teisendama radiaanides antud nurga kraadidesse.<br />

3.6. Mis tahes nurga trigonomeetriliste funktsioonide definitsioonid<br />

Õpilastel on eelnevalt juba õpitud trigonomeetriliste funktsioonide definitsioonid teravnurkade<br />

korral. Sarnaselt teravnurkadele saab defineerida antud funktsioone ka mis tahes<br />

nurga korral. Antud slaidi eesmärk on näidata, kuidas defineeritakse trigonomeetrilisi<br />

funktsioone mis tahes nurga korral.<br />

Joonis 10. Mis tahes nurga trigonomeetriliste funktsioonide definitsioonid<br />

1. Õpetaja avab slaidi (joonis 10) ja valib liuguri abil, millist seost ta õpilastele<br />

näidata tahab. Liuguril on võimalik valida neli erinevat väärtust:<br />

kui t = 1, siis kuvatakse y ja r jagatis ehk sinα avaldis;<br />

kui t = 2, siis kuvatakse x ja r jagatis ehk cosα avaldis;<br />

kui t = 3, siis kuvatakse y ja x jagatis ehk tanα avaldis;<br />

kui t = 4, siis kuvatakse x ja y jagatis ehk cotα avaldis.<br />

Klikkides märkeruudul „Vastus“ saab näidata ka jagatise arvulist väärtust.<br />

21


2. Edasi valib õpetaja nurga lõpphaarale sobiva asukoha (nurga suuruse). Haara<br />

saab liigutada sellel asuvast sinisest punktist.<br />

3. Järgmiseks annab õpetaja õpilastele ülesandeks leida slaidil esitatud jagatis. Arvutuse<br />

õigsust saavad lapsed kontrollida, kui õpetaja aktiveerib vastava märkeruudu.<br />

Enne järgmist tegevust tuleb kindlasti jagatise vastus uuesti peita.<br />

4. Õpetaja nihutab nurga lõpphaaral olevat punkti F ja õpilased peavad leidma<br />

punkti muudetud koordinaatide korral uuesti antud jagatise.<br />

5. Õpetaja kordab punkti nihutamist ja laseb veel korra õpilastel leida antud jagatise.<br />

Selleks ajaks on ilmselt juba kõik õpilased taibanud, et antud nurga korral<br />

leitav jagatis jääb alati samaks.<br />

6. Nüüd aga muudab õpetaja nurga lõpphaara asukohta (nurga suurust) ja kordab<br />

õpilastega punktides 4 ja 5 kirjeldatud tegevust.<br />

7. Nüüd on näidatud ka, et jagatise väärtus sõltub nurga suurusest, mitte punkti<br />

asukohast haaral.<br />

8. Lõpetuseks annab õpetaja leitud suhtele nime (siinus, koosinus, tangens või kootangens)<br />

ja näitab õpilastele definitsiooni.<br />

9. Täpselt sama protseduuri saab õpetaja läbi teha kõigi ülejäänud kolme funktsiooni<br />

korral.<br />

3.7. Kolmnurga pindala kahe külje ja nendevahelise nurga järgi<br />

Enamasti teatakse, et kolmnurga pindala saab leida valemiga<br />

. Kuid mis teha<br />

siis, kui on kolmnurga puhul teada ainult kaks külge ja nende vaheline nurk? Käesoleva<br />

slaidi (joonis 11) abil saab õpetaja näidata, kuidas sellisel juhul saab kolmnurga pindala<br />

leida.<br />

Alustuseks peab õpetaja valima, millised andmed on kolmnurgas antud. Selleks klikib<br />

õpetaja vastaval märkeruudul. Selle tulemusel märgitakse joonisel punasega vastavad<br />

küljed ja nende vaheline nurk.<br />

22


Joonis 11. Kolmnurga pindala kahe külje ja nende vahelise nurga järgi<br />

Enne lahenduse juurde asumist on õpetajal võimalik muuta ka kolmnurka. Kolmnurka<br />

saab muuta liigutades seda sinistest punktidest kolmnurga tippudes.<br />

Kui kolmnurk ja andmed on paigas alustab õpetaja järgmise arutlusega:<br />

1. Esmalt uurib õpetaja õpilastelt: „Milliseid andmeid on meil vaja kolmnurga<br />

pindala leidmiseks?“ Kui õpilased ise ei paku alust ja kõrgust, siis suunab õpetaja<br />

nad selleni.<br />

2. Järelikult on vaja joonestada kolmnurgale kõrgus. Selleks klikib õpetaja vastaval<br />

märkeruudul. Kuna kõrguse joonestamise valikuid on kaks, siis ühise arutelu<br />

käigus jõutakse arusaamisele, millisele küljele peaks kõrguse joonestama.<br />

3. Edasi uurib õpetaja õpilastelt, mis selle kolmnurgaga edasi saaks teha. Mida<br />

kõrgus kolmnurgaga teeb? Kui õpilased vastata ei oska, siis suunab õpetaja nad<br />

vastuseni, et kõrgus jagab antud kolmnurga kaheks täisnurkseks kolmnurgaks.<br />

Selle kinnituseks klõpsab õpetaja märkeruudul „Tükelda“.<br />

4. Tükeldamise tulemusel ilmuvad nähtavale kaks täisnurkset kolmnurka. Kolmnurgad<br />

on liigutatavad sinistest punktidest ja pööratavad kollastest punktidest.<br />

Õpetaja saab täisnurksed kolmnurgad lohistada esialgse kolmnurga peale. Sellega<br />

saab ta näidata õpilastele, et antud täisnurksetest kolmnurkadest saab tõesti<br />

moodustada esialgse kolmnurga.<br />

23


5. Kolmnurkadel ADC ja BDC on märgitud ära andmed, mis on teada. Edasi ärgitab<br />

õpetaja õpilasi leidma võimalusi kolmnurga kõrguse avaldamiseks. Ühest<br />

antud kolmnurgast ei ole võimalik kõrgust avaldada, sest seal ei ole antud piisavalt<br />

andmeid. Teises kolmnurgas on teada nurk ja hüpotenuus ning vaja on leida<br />

nurga vastas olev kaatet. Seega saame välja kirjutada nurga siinuse kui otsitava<br />

kõrguse ja kaateti jagatise. Saadud seosest on võimalik avaldada kolmnurga kõrgus.<br />

6. Õpetaja suunab õpilasi lahenduse leidmisele. Kogu lahendus viiakse läbi tahvlil.<br />

7. Vajadusel teeb õpetaja kogu tuletuskäigu uuesti teistsuguste andmetega läbi.<br />

8. Lõpetuseks näitab õpetaja järeldust.<br />

3.8. Siinusteoreem<br />

Kolmnurga lahendamine tähendab selle kolmnurga puuduvate külgede ja nurkade leidmist.<br />

Puuduvate külgede ja nurkade leidmine on kerge, kui on teada mõningad kolmnurga<br />

nurkade ja külgede vahelised seosed. Üks tähtsamaid nendest on siinusteoreem.<br />

Antud slaid (joonis 12) on abistav vahend siinusteoreemi õpetamiseks. Lisaks on slaid<br />

kasutatav ka siinusteoreemi abil lahendatavate ülesannete koostamisel ja lahendamisel.<br />

Joonis 12. Siinusteoreem<br />

24


Enne teema juurde asumist saab õpetaja muuta vastavalt oma soovile antud kolmnurga<br />

külgede ja nurkade väärtusi. Selleks saab ta liigutada kolmnurka sinistest punktidest.<br />

Edasi toimub töö slaidiga:<br />

1. Õpetaja annab õpilastele ülesandeks leida kolme slaidil oleva suhte väärtused<br />

kasutades joonisel olevaid väärtusi. Iga suhte väärtus on ka slaidilt kontrollitav.<br />

Selleks märgib õpetaja ära vastava suhte ees oleva märkeruudu.<br />

2. Vajadusel muudab õpetaja kolmnurgas olevaid andmeid ja laseb õpilastel punktis<br />

1 kirjeldatud tegevust korrata.<br />

3. Saades kinnitust, et kolmnurga külje ja tema vastasnurga siinuse jagatis antud<br />

kolmnurga korral on muutumatu suurus, näitab õpetaja õpilastele siinusteoreemi<br />

sõnastust.<br />

Antud slaidi saab kasutada ka kolmnurga lahendamiseks siinusteoreemi abil. Siinusteoreem<br />

on kasutatav kolmnurga lahendamisel siis, kui on teada kolmnurga kaks nurka ja<br />

üks külg või kaks külge ja ühe antud külje vastasnurk. Slaidil on toodud liugur, mille<br />

abil on võimalik näidata ja peita kolmnurga erinevate külgede ja nurkade väärtusi. Liuguril<br />

on kokku 16 erinevat väärtust, iga väärtuse korral näidatakse kolmnurgas erinevate<br />

külgede ja nurkade kombinatsiooni.<br />

Kui t = 0, siis on nähtavad kolmnurga kõikide külgede ja nurkade väärtused;<br />

kui t = 1, siis on nähtavad külje a ning nurkade α ja β väärtused;<br />

kui t = 2, siis on nähtavad külje b ning nurkade α ja β väärtused;<br />

kui t = 3, siis on nähtavad külje c ning nurkade α ja β väärtused;<br />

kui t = 4, siis on nähtavad külje a ning nurkade α ja väärtused;<br />

kui t = 5, siis on nähtavad külje b ning nurkade α ja väärtused;<br />

kui t = 6, siis on nähtavad külje c ning nurkade α ja väärtused;<br />

kui t = 7, siis on nähtavad külje a ning nurkade β ja väärtused;<br />

kui t = 8, siis on nähtavad külje b ning nurkade β ja väärtused;<br />

kui t = 9, siis on nähtavad külje c ning nurkade β ja väärtused;<br />

kui t = 10, siis on nähtavad külgede a ja b ning nurk α väärtused;<br />

kui t = 11, siis on nähtavad külgede a ja b ning nurk β väärtused;<br />

kui t = 12, siis on nähtavad külgede a ja c ning nurk α väärtused;<br />

kui t = 13, siis on nähtavad külgede a ja c ning nurk väärtused;<br />

kui t = 14, siis on nähtavad külgede b ja c ning nurk β väärtused;<br />

25


kui t = 15, siis on nähtavad külgede b ja c ning nurk väärtused.<br />

Enne kolmnurga lahendamist tuleb õpetajal valida kolmnurgale sobivad andmed. Edasi<br />

tuleb õpilastel välja kirjutada kõik antud ja puuduvad elemendid. Selleks, et õpilased<br />

saaksid oma joonise lugemise oskust kontrollida, tuleb õpetajal klikkida märkeruutu<br />

„Andmed“. Järgmiseks tuleb siinusteoreemi abil leida puuduvad küljed ja nurgad. Kindlasti<br />

tuleb õpetajal juhendada õpilasi siinusteoreemi kasutamisel. Lõpetuseks saavad<br />

õpilased kontrollida vastuseid. Selleks tuleb õpetajal klikkida märkeruudule „Vastused“.<br />

3.9. Koosinusteoreem<br />

Alati ei õnnestu kolmnurga lahendamisel siinusteoreemi kasutada. Näiteks juhul, kui on<br />

antud ainult kolmnurga kolm külge. Kuid see ei tähenda veel, et kolmnurka ei saa nende<br />

andmete põhjal lahendada. Sellistel juhtudel kasutatakse kolmnurga lahendamiseks koosinusteoreemi.<br />

Antud slaidi (joonis 13) abil saab tuletada koosinusteoreemi.<br />

Joonis 13. Koosinusteoreem<br />

Tuletuskäik on järgmine:<br />

1. Sissejuhatuseks alustab õpetaja teemat küsimusega: „Millise valemi abil saame<br />

leida täisnurkses kolmnurgas kolmanda külje, kui meil on teada kolmnurga ülejäänud<br />

kaks külge?“ Toimub arutelu, mille tulemusel jõutakse ühesele järelduse-<br />

26


le, et selleks on vaja kasutada Pythagorase teoreemi. Õpetaja suunab õpilaste tähelepanu<br />

ka sellele, et tegelikult on meil täisnurkse kolmnurga puhul alati teada<br />

ka kaatetite vaheline nurk.<br />

2. Edasi tõstatab õpetaja küsimuse, et kas seda valemit saab kasutada ka siis, kui<br />

kolmnurk ei ole täisnurkne? Kuidas ja kas saab üldse leida suvalise kolmnurga<br />

kolmanda külje pikkuse siis, kui on teada kolmnurga kaks külge ja nende vaheline<br />

nurk? Õpetaja teeb ettepaneku asja lähemalt uurida.<br />

3. Õpetaja muudab slaidil kolmnurka vastavalt oma soovile ja määrab ära, millised<br />

küljed ja nende vaheline nurk on antud. Kolmnurka saab muuta sinistest punktidest<br />

kolmnurga tippudes. Andmete määramiseks on vaja klikkida vastava kirje<br />

ees olevale märkeruudule. Valitud andmed kajastuvad ka joonisel. Otsitav külg<br />

on algselt märkimata.<br />

4. Järgmiseks arutleb õpetaja selle üle, millega tuleks joonist täiendada, et saaks<br />

uue ülesande taandada tuttavale Pythagorase teoreemi rakendamisele. Selleks lisalõiguks<br />

on kolmnurga kõrgus. Jaotab ju kõrgus antud kolmnurga kaheks täisnurkseks<br />

kolmnurgaks.<br />

5. Tükeldamisel ilmuvad nähtavale kaks täisnurkset kolmnurka. Kolmnurgad on<br />

liigutatavad sinistest punktidest ja pööratavad kollastest punktidest. Õpetaja<br />

saab täisnurksed kolmnurgad lohistada esialgse kolmnurga peale, et siis tuletada<br />

soovitud valem.<br />

6. Kolmnurkadel ADC ja BDC on märgitud ära andmed, mis on teada ja ka külg,<br />

mida on vaja leida. Edasi ärgitab õpetaja õpilasi leidma seoseid, mille abil on<br />

võimalik avaldada otsitav külg. Kogu valemi tuletamine viiakse läbi tahvlil.<br />

7. Vajadusel teeb õpetaja kogu tuletuskäigu uuesti teistsuguste andmetega läbi.<br />

8. Lõpetuseks näitab õpetaja järeldust.<br />

3.10. Siinusfunktsioon, koosinusfunktsioon ja tangensfunktsioon<br />

Trigonomeetriliste funktsioonide y=sin x, y=cos x ja y=tan x graafikute lugemise oskus<br />

on eraldiseisva pädevusena trigonomeetria all kirja pandud alles 2011. aastal vastu võetud<br />

õppekavas. Varasemas õppekavas käsitleti trigonomeetriliste funktsioonide graafikuid<br />

teema „Funktsioonid II“ raames [13].<br />

27


Antud slaidid aitavad õpilastel aru saada, kuidas siinusfunktsiooni, koosinusfunktsiooni<br />

ja tangensfunktsiooni graafikud tekivad. Iga funktsiooni kohta on koostatud eraldi slaid.<br />

Alljärgnev kirjeldus sobib kõigi kolme slaidiga töötamiseks.<br />

Avades antud teemalise slaidi, näeme seal kahte koordinaatteljestikku, millest ühes on<br />

kujutatud nurk (joonis 13). Nurga väärtust saab muuta, liigutades lõpphaara sellel olevast<br />

sinisest punktist H. Punkti H kaugust koordinaatteljestiku alguspunktist saab muuta<br />

liuguri abil. Punkti asukoha muutmisega muutuvad ka vasakul olevad punkti koordinaadid<br />

ja punkti kaugus r .<br />

Joonis 14. Siinusfunktsioon<br />

Õpetaja juhatab teema sisse tuletades õpilastele meelde funktsiooni mõiste ja mis tahes<br />

nurga trigonomeetriliste funktsioonide definitsioonid.<br />

Edasi järgneb praktiline töö:<br />

1. Õpetaja paneb paika punkti kauguse koordinaatteljestikust ja määrab ära lõpphaara<br />

asukoha. Edasi on vaja õpilastel arvutada etteantud nurgale vastav trigonomeetrilise<br />

funktsiooni väärtus kasutades antud suhet.<br />

Selleks määrab õpetaja nurgale suuruse ja annab õpilastele aega arvutada. Enne<br />

nurga suuruse muutmist laseb õpetaja õpilastel tulemust kontrollida, selleks teeb<br />

ta kliki märkeruudul „Arvuta“.<br />

28


2. Olles saanud funktsiooni väärtuse, saab leitud andmete põhjal paigutada koordinaatteljestikku<br />

uue punkti koordinaatidega (α; sinα). Selleks tuleb valida tööriistaribalt<br />

punkti tööriist ja paigutada punkt võimalikult täpselt suurele koordinaatteljestikule.<br />

Et asukohta oleks täpsem määrata, on arvutuste all antud ka kraadimõõdus<br />

nurga teisendus radiaanmõõtu.<br />

3. Sarnaselt punktis 2 kirjeldatule paigutatakse veel mõned punktid koordinaatteljestikku.<br />

4. Edasi näitab õpetaja graafikut aktiveerides vastava märkeruudu. Selle tulemusel<br />

ilmub koordinaatteljestikku vastava trigonomeetrilise funktsiooni graafik koos<br />

sellel asuva punktiga D. Õpilased saavad kontrollida, kas graafik läbib ka nende<br />

poolt paika pandud punkte.<br />

5. Kuna punktide leidmine ühe kaupa võtab palju aega, on õpetajal võimalus näidata<br />

graafiku teket kiiremini. Selleks tuleb tal liigutada nurga lõpphaara samal ajal,<br />

kui funktsiooni graafik on nähtav. Haara liigutades hakkab liikuma ka graafikul<br />

olev punkt D, mis jätab endast maha jälje.<br />

29


Kokkuvõte<br />

Trigonomeetria on õpilastele üks raskemaid teemasid koolimatemaatikas, sest see on<br />

mahukas ja abstraktne. Selleks, et õpilased seda paremini mõistaksid, tuleb trigonomeetriat<br />

muuta õpilasele konkreetsemaks ja paremini mõistetavaks. Viimast aga saame teha<br />

läbi trigonomeetria mõistete ja seoste visualiseerimise.<br />

Käesoleva magistritöö peamiseks eesmärgiks oli koostada abistav materjal trigonomeetria<br />

õpetamiseks ja õppimiseks. Slaidide koostamisel on lähtutud kehtivas riiklikus õppekavas<br />

antud kitsa matemaatika trigonomeetria kursuse teemadest. Samas on slaidid<br />

kasutatavad ka laialdasemalt – trigonomeetria teema tutvustamiseks või kordamiseks nii<br />

põhikoolis, kutsekoolis kui ka kõrgkoolis.<br />

Töö autor valis slaidide koostamiseks koolitarkvaraprogrammi GeoGebra. Programm on<br />

vabavaraline, eestikeelne, internetis kättesaadav ja kergesti kasutatav. Lisaks saab programmi<br />

kasutada nii veebipõhiselt kui ka arvutisse installeeritult. Valikule aitas kaasa ka<br />

see, et programm kogub õpetajate seas üha enam populaarsust.<br />

Lõputöö jaguneb kaheks: teoreetiline töö ja dünaamilised slaidid. Teoreetiline töö koosneb<br />

kolmest peatükist. Esimeses peatükis selgitatakse trigonomeetria asendit matemaatika<br />

uues õppekavas ja tuuakse välja koolis õpetatavad trigonomeetria teemad.<br />

Teises peatükis tutvustatakse programmi GeoGebra ning selgitatakse mõningaid<br />

GeoGebra võimalusi, mida antud töö autor kasutas.<br />

Kolmas peatükk peatub töö käigus koostatud slaidide ja nende kasutamisvõimaluste<br />

kirjeldamisel. Iga slaidi kohta tuuakse välja põhjalik kirjeldus, millised on slaidi kasutamise<br />

võimalused ja kirjeldatakse, kuidas on töö autor näinud slaidi kasutamist õpetaja<br />

töös.<br />

Praktilise osana on töö juurde autori poolt loodud 13 dünaamilist slaidi:<br />

Kolmnurga sisenurkade summa;<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Trigonomeetrilised funktsioonid täisnurkses kolmnurgas;<br />

Täisnurkse kolmnurga lahendamine;<br />

Nurga mõiste, positiivne ja negatiivne nurk;<br />

Nurkade liigitamine;<br />

Nurga kraadimõõdu teisendamine radiaanmõõtu ja vastupidi;<br />

30


Mis tahes nurga trigonomeetriliste funktsioonide definitsioonid;<br />

Kolmnurga pindala kahe külje ja nendevahelise nurga järgi;<br />

Siinusteoreem;<br />

Koosinusteoreem;<br />

Siinusfunktsioon;<br />

Koosinusfunktsioon;<br />

Tangensfunktsioon.<br />

Kõik loodud dünaamilised slaidid asuvad magistritöö elektroonilises osas CD-l.<br />

31


Summary<br />

Dynamic slides for trigonometry<br />

Katriin Orason<br />

For the leaners trigonometry is one of the most difficult subjects in school maths due to<br />

its volume and complexity. Trigonometry is difficult because it is abstract and there are<br />

lots of formulas. In order to make the subject more comprehensible, trigonometry has to<br />

be made more specific for the learner. It can be done via visualising the terms and links<br />

in trigonometry.<br />

The main goal of the present Master`s thesis was to compile study material „Dynamic<br />

Slides for Teaching Trigonometry“. All slides have been prepared pursuant to subjects<br />

of narrow maths trigonometry presented in current public study program. While the<br />

slides can also be used wider – to introduce or revise trigonometry in basic or vocational<br />

school or university.<br />

To prepare the slides the author of the paper has chosen school software program<br />

GeoGebra. It is a freeware program, in Estonian, available in the internet and easy to<br />

use. Additionally the program can be used either web-based or downloaded in your<br />

computer. The choice was supported by the fact that the program is becoming more and<br />

more popular with the teachers.<br />

The final thesis is divided into two parts: theoretical work and dynamic slides.<br />

Theoretical part composes of three chapters. The first chapter explains the place of<br />

trigonometry in new maths study program and gives the subjects taught in trigonometry.<br />

The second chapter introduces the program GeoGebra and describes some possibilities<br />

of GeoGebra used by the author.<br />

The third chapter describes the slides made in work process and the opportunities to use<br />

them. Each slide is thoroughly described, what are the possibilities to use the slides and<br />

how the author sees their usage by a teacher.<br />

As practical part of the work there are 13 dynamic slides. All dynamic slides are<br />

attached to the electronical part of the Master`s thesis on CD.<br />

32


Kasutatud kirjandus<br />

[1] Albe, J. (2008). Dünaamilised slaidid 12. klassi matemaatikaõpiku juurde :<br />

magistritöö. Tartu: Tartu Ülikool.<br />

http://dspace.utlib.ee/dspace/bitstream/10062/6625/1/albre_jane.pdf<br />

(26.05.2011)<br />

[2] Albre –Andersen, J. (2009). GeoGebra 3.2 eestikeelne manuaal.<br />

http://mott.edu.ee/index.php?option=com_remository&Itemid=28&func=file<br />

info&id=177 (26.05.2011)<br />

[3] GeoGebra ametlik veebileht. http://www.geogebra.org/ (26.05.2011)<br />

[4] Gümnaasiumi riiklik õppekava. (2011) Riigi Teataja I osa.<br />

https://www.riigiteataja.ee/akt/114012011002 (26.05.2011)<br />

[5] Kaasik, Ü. (2003). <strong>Matemaatika</strong>leksikon. Tartu: AS Atlex, 245.<br />

[6] Kariste, K. (2009). Lookuste konstrueerimine dünaamilise geomeetria tarkvarapaketiga<br />

GeoGebra: bakalaurusetöö. Tartu: Tartu Ülikool.<br />

http://math.ut.ee/~kaido98/Geogebra_bakalaureusetoo/Bakalaureuse_too_Ka<br />

ido_Kariste_033.doc (26.05.2011)<br />

[7] Koolielu. (2008). Õpilaste motiveerimine, õppemeetodite valiku olulisus.<br />

http://arhiiv.koolielu.ee/pages.php/0710,22085 (26.05.2011)<br />

[8] Koppel, T. Tiit Koppeli e-materjalid. http://tiitkoppel.webs.com/<br />

(26.05.2011)<br />

[9] Kreutzberg, K., Pihlap, S., Tõnisson, E. (2010). GeoGebra instituut – liiga<br />

lennukas silt või siiski mitte? - Koolimatemaatika XXXVII. Tartu: Tartu Ülikooli<br />

kirjastus, lk. 14-17.<br />

[10] Lepmann, L., Lepmann, T., Velsker, K. (2004). Trigonomeetria. – <strong>Matemaatika</strong><br />

10 klassile. Tallinn: Koolibri, lk. 200 – 287.<br />

33


[11] <strong>Matemaatika</strong> instituudi 2008. aasta aruanne. (2009)<br />

http://www.math.ut.ee/orb.aw/class=file/action=preview/id=520633/aruanne<br />

2008.pdf (26.05.2011)<br />

[12] Palu, A. (2010). <strong>Matemaatika</strong>. – Õppimine ja õpetamine esimeses ja teises<br />

kooliastmes. Tartu: Ecoprint, lk. 243 – 261.<br />

[13] Põhikooli ja gümnaasiumi riiklik õppekava. (2002) Riigi Teataja I osa.<br />

https://www.riigiteataja.ee/akt/174787 (26.05.2011)<br />

[14] Põhikooli riiklik õppekava. (2011) Riigi Teataja I osa.<br />

https://www.riigiteataja.ee/akt/114012011001 (26.05.2011)<br />

[15] Rõbkin, N. (1954). Tasapinnaline trigonomeetria X – XI klassile. Tallinn:<br />

Eesti Riiklik kirjastus, lk. 3 – 5.<br />

[16] Sazonova, N. <strong>Matemaatika</strong>. http://www.tvl.tartu.ee/~natalja_sazonova/<br />

(26.05.2011)<br />

[17] Tõnso, T. Veelmaa, A. (1996). Trigonomeetria. – <strong>Matemaatika</strong> X klassile.<br />

Tallinn: Mathema, lk. 197 – 266.<br />

[18] TÜ <strong>Matemaatika</strong> instituudi 2010. aasta aruanne. (2011)<br />

http://www.math.ut.ee/orb.aw/class=file/action=preview/id=946701/MMI_ar<br />

uanne2010.pdf (26.05.2011)<br />

[19] Veelmaa, A-R. GeoGebra materjalid.<br />

http://web.zone.ee/veelmaaallar/geogebra/ (26.05.2011)<br />

34

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!