Materjali fail - Matemaatika didaktika
Materjali fail - Matemaatika didaktika
Materjali fail - Matemaatika didaktika
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
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