לבני די ג`י

Download Report

Transcript לבני די ג`י

‫התפתחות המנייה ומערכות המספרים‪,‬‬
‫השיטה העשרונית‬
‫ולבני די ג'י‬
‫טלי שכטר‬
‫ראשיתה של המתמטיקה‪...‬‬
‫התפתחות המנייה ומערכות המספרים‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ממצאים ארכיאולוגיים מעידים כי כבר לפני ‪50,000‬‬
‫שנה השתמשו בני האדם במנייה‪ .‬המנייה נוצרה‬
‫מהצורך לבצע חישובים במסחר‪ ,‬במדידת אדמה וחיזוי‬
‫אירועים אסטרונומיים‬
‫החשבון (בשמו היווני "אריתמטיקה" שפירושו "אומנות‬
‫המספרים")‪ ,‬תפס מאז ומעולם מקום משמעותי‪ ,‬בכל‬
‫תחום‪ ,‬בחיי היום יום שלנו‬
‫מנייה בהתאמה‬
‫התחלת המנייה לא נעשתה במילים או בסמלים‪ ,‬אלא‬
‫התבססו על סוג של התאמה חד‪ -‬חד ערכית‪ .‬ההתאמה‬
‫יכלה להתבצע בין אובייקטים (אנשים‪ ,‬חפצים‪)...‬‬
‫לבין אצבעות‪ ,‬אבנים‪,‬‬
‫קשרים של חוט‪,‬‬
‫חריטה על מקלות‬
‫או בסימנים על האדמה‬
‫שיטת החריטות וסימנים‬
‫על גבי עצמים קשיחים‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫השיטות שפותחו כללו חריטה של המספר על אבנים‪,‬‬
‫יצירת חריצים על חתיכות עץ או יצירת קשרים ע"י‬
‫סיבים באורכים ובצבעים שונים‪ ,‬כאשר סימון אחד על‬
‫החומר הקבוע מייצג עצם אחד מתוך האוסף שאותו‬
‫סופרים‪.‬‬
‫שיטה זו מהווה את הצעד הראשון להתפתחותה של‬
‫התקשורת הכתובה בין בני האדם ולהבנה מופשטת‬
‫יותר של מושג המספר‬
‫"עצם האישנגו"‬
‫אחד העצמים המתמטיים‬
‫הקדומים ביותר שהתגלה‬
‫באחד ממקורותיו של נהר‬
‫הנילוס והוא בן ‪ 8,000‬שנה‪.‬‬
‫העצם מהווה הוכחה לשימור‬
‫מספרים על ידי חריטה על‬
‫חומרים קשיחים‪.‬‬
‫מערכות מספרים קדומות‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫עם הזמן‪ ,‬הסימון בחריטה הפך לבלתי יעיל ונוצר צורך לארגן‬
‫את המספרים בצורה שונה שבה יוצגו מספרים בגדלים שונים‪.‬‬
‫הדוגמא המוקדמת ביותר למערכת מספרים בה מיוצגים‬
‫המספרים בגדלים שונים‪ ,‬היא מערכת המספרים שהתפתחה‬
‫במצריים העתיקה בשנת ‪ 3500‬לפני הספירה‪.‬‬
‫עם השנים התפתחו שיטות מנייה‬
‫רבות ושונות‬
‫מערכת ספירה בבלית‬
‫מערכת ספירה רומית‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫עיקר פריחתה של המתמטיקה הייתה ביוון העתיקה‪.‬‬
‫בימיו של סוקרטס (‪ 450‬לפני הספירה) חלה‬
‫התפתחות כבירה במתמטיקה‪ ,‬והונח היסוד‬
‫למתמטיקה כפי שהיא נתפסת בעולם המודרני של‬
‫היום‪.‬‬
‫לשיאה הגיעה המתמטיקה בימיו של אוקלידס (‪300‬‬
‫לפני הספירה) כאשר קיבץ את כל חוקי המתמטיקה‬
‫הידועים של זמנו‪ .‬קובץ זה מהווה בסיס למתמטיקה‬
‫של ימינו‪.‬‬
‫"אלוהים נתן לאדם את‬
‫המספרים הטבעיים‪ ,‬כל שאר‬
‫המספרים הם פרי יצירתם של‬
‫בני האדם"‬
‫המתמטיקאי לאופולר קונקר ‪1891 - 1823 -‬‬
‫התפתחות כתיבת המספרים נמשכה אלפי שנים‬
‫והתפתחו שיטות מנייה למיניהן באזורים שונים‬
‫בעולם על בסיסים שונים‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫בסיס חמש – אצבעות יד אחת( צפון הודו‪ ,‬רומא)‬
‫בסיס ‪ 20‬בסיס ויגסימלי אצבעות הידיים והרגליים‬
‫(בני המאיה)‬
‫בסיס ‪ 60‬בסיס סקסגסימלי (אשור ובבל)‬
‫בימינו משתמשים בקבוצות מספרים על בסיס של ‪10‬‬
‫השיטה העשרונית‬
‫השיטה העשרונית‬
‫‪ ‬השיטה העשרונית היא שיטה להצגת מספרים‬
‫לפי בסיס ‪10‬‬
‫‪ ‬השיטה פותחה במקור בהודו במאה ה‪6-‬‬
‫‪ ‬כבר בתנ"ך הייתה מנייה במאות‪ ,‬עשרות ואחדות‪( .‬לדוגמה‪:‬‬
‫"שבע ועשרים ומאה")‪ ,‬וכך גם בספרות הרומיות‪.‬‬
‫‪ ‬המתמטיקאי אל ח'ואריזמי (מאה ‪ )8‬הביא חידוש של‬
‫שימוש בבסיס לשיטת הספירה‪,‬‬
‫כלומר רישום המספרים כך‬
‫שיש משמעות למיקום של‬
‫הספרה במספר‬
‫השיטה העשרונית‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫בכל התרבויות העתיקות השתמשו האנשים באצבעות‬
‫ידיהם כדי למנות דברים‪ ,‬ועד היום יש שפות בגינאה‬
‫החדשה שבהן המספרים נקראים לפי שמות האצבעות‪.‬‬
‫כשהגיעו לעשר לא נשארו אצבעות למנות‪ ,‬ואז החלו‬
‫סיבוב נוסף (התחלת השיטה העשרונית)‬
‫אחת הדרכים הנפוצות בעולם בימי קדם לציין ולזכור את‬
‫מה שמנו בע"פ ובעזרת האצבעות הייתה לאסוף אבנים‬
‫בערימות ("חישוב"‪" -‬קלקולציה" בלטינית אבן קטנה)‬
‫מנייה באצבעות‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫המילה "‪( "digit‬סיפרה) באה מהמונח הלטיני "‪"digitus‬‬
‫שפירושו אצבע‪.‬‬
‫המילה "‪ "digit‬אומצה כשם עבור התווים המשמשים למניה‬
‫מבחינות מסוימות עשר אינו בסיס נוח מכוון שהוא מתחלק‬
‫ללא שארית לחמש ושתיים בלבד אך הוא מקובל היות‬
‫ולאדם יש עשר אצבעות‬
‫לבני די גי‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מערכת לבני דיג'י היא כלי מארגן שעוצב במטרה לספק‬
‫לילדים אמצעים להבנה קונקרטית ואינטואיטיבית של האופן‬
‫שבו מספרים מאורגנים במבנה העשרוני‪ .‬זהו אמצעי המחשה‬
‫להבנת המבנה העשורי ולימוד פעולות חשבון‪.‬‬
‫‪Digi-Block‬‬
‫‪ Digit‬ספרה ‪ Block‬לבנה ומכאן השם לבני דיג'י‬
‫הכלי המתמטי "לבני דיג'י" הוא פרי פיתוח של פרופ' אילון‬
‫קולברג מאוניברסיטת הרווארד בקיימבריג'‪.‬‬
‫מדברי פרופ' קולברג‪...‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫החשיבה מאחורי פיתוח לבני הדי ג'י הייתה למצוא‬
‫מודל שיאפשר להסביר היטב בתיווך מבוגר את‬
‫השיטה העשרונית‪.‬‬
‫לאפשר לילד "לראות בעיניים" את שיטת המספרים‪,‬‬
‫כדי שיבין כל שלב בעצמו וישלוט ביישום שלה‪.‬‬
‫ללמד מעט‪ ,‬אך את המעט שמלמדים הילד צריך‬
‫להבין! יש לכך חשיבות בתחום הדעת מתמטיקה‪.‬‬
‫הרעיון המתמטי בלבני דיג'י‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מערכת לבני הדיג'י מציעה סוג חדש של לבנים‪,‬‬
‫המספקות לילדים דרכים לגילוי עצמי מודרך של שיטת‬
‫המנייה שלנו באמצעות מניפולציה פיזית‪.‬‬
‫מטרתו ‪ -‬לתמוך בהבנת המבנה‬
‫העשרוני באמצעות מודל‬
‫מייצג קונקרטי‪.‬‬
‫היתרונות הייחודיים של לבני דיג'י‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫בלבני דיג'י משתמשים ברציפות מגיל הגן ועד סוף כתה ו'‪.‬‬
‫לבני דיג'י הן עזר המתאים לעבודה בכל אחת מהגישות‬
‫והשיטות הקיימות כיום בשוק‪ ,‬החל בשיטות מסורתיות‬
‫וכלה בגישות החקר השונות‪.‬‬
‫לבני דיג'י הן עזר המגביר את המוטיבציה של הילדים‬
‫ללימוד חשבון‪ ,‬משום שהן הופכות את תהליך הלמידה‬
‫למהנה‪ .‬הכלי מאפשר לתלמידים בעלי יכולות שונות לעבוד‬
‫בו זמנית‪.‬‬
‫העבודה עם לבני דיג'י מובילה לתובנה מתמטית ושליטה‬
‫טובה במניפולציות חשבוניות‬
‫האלמנטים החשבוניים שניתנים‬
‫להמחשה באמצעות לבני דיג'י‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫המחשת המבנה העשורי‬
‫פעולות חיבור וחיסור עד ‪ 1,000‬כולל פריטה והמרה‬
‫המחשת מהות פעולות הכפל והחילוק‪ ,‬כולל חילוק‬
‫ארוך‬
‫הבנת השבר עשרוני‪ ,‬כולל חיבור וחיסור‬
‫והמניפולציות החשבוניות המופעלות עליו‬
‫השימוש בערכת דיג'י‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ילדים מתחילים בגילוי המנייה עם הלבנים האחדות‪ .‬הם‬
‫מגלים את האריזה לקבוצות של ‪ 10‬ואת ייצוג המספרים‬
‫במבנה עשרוני‬
‫בהמשך משתמשים הילדים בלבנים במצבים שונים לפתרון‬
‫בעיות‪.‬‬
‫שילוב הערכה בחיי הגן ייעשה על פי הגישה המתכללת‪ .‬אין‬
‫"ללמד את הכלי"‪ ,‬אלא יש לאתר מצבים שונים שבהם ניתן‬
‫לשלב את השימוש בו באופן יעיל ומשמעותי‪.‬‬
‫השימוש בערכת לבני דיג'י‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫חיוני לתת לילדים זמן להתנסות פעמים רבות ככל‬
‫שיידרש בבנייה חופשית‪ ,‬במשחק ובאריזה עד‬
‫שלבסוף הם יוכלו לשער את התוצאה לפני ההזזה של‬
‫הלבנים‪ .‬כאשר יוכלו לשער באופן עקבי מה יתרחש‪,‬‬
‫יגבשו הילדים הכללות ורעיונות חשובים לגבי המספר‬
‫ופעולות החשבון‬
‫שיח מתמטי סביב הפעילויות עם לבני הדיגי‪ .‬דיונים‬
‫כגון אלה מעודדים אותם להחליף רעיונות‪ ,‬לבדוק‬
‫השערות ולהבהיר את חשיבתם‪ .‬ילדים גם זקוקים‬
‫לזמן להפנים את רעיונותיהם‪ ,‬ליצור דרכים משלהם‬
‫לתיאור הידע החדש‬
‫השימוש בערכת לבני דיג'י‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מערכת לבני דיג'י מאפשרת לילדים בעלי יכולות שונות‬
‫לעבוד עם אותם חומרים‪ ,‬כל אחד על הכישורים שהוא‬
‫זקוק להם‪ .‬קבוצת ילדים יכולה גם לחקור אותה‬
‫משימה‪ ,‬אך ממגוון גישות‪.‬‬
‫מערכת לבני דיגי' פותחת במשימות שהן קלות כמעט‬
‫עבור כל הילדים ומשתמשת בהן כבסיס לחקר רעיונות‬
‫מתמטיים המהווים אתגר לרבים‪ .‬המשימות ברורות‬
‫ומוגדרות‪ ,‬ועם זאת יש מרחב פעולה עצום באופן‬
‫ביצוען‪.‬‬
‫הצפייה בביצועי התלמידים‪ ,‬כאשר הם עובדים‬
‫ומשוחחים‪ ,‬חושפת בפני הגננת את דרכי הלמידה‪.‬‬
‫השימוש בערכת דיג'י‬
‫‪35‬‬
‫רכבת צהובה‬
‫‪25‬‬
‫רכבת סגולה‬
‫שימו לב! טעות בתמונה! הקטר‬
‫תמיד יהיה משמאל !‬
‫‪35‬‬
‫רכבת צהובה –טובה‬
‫‪35‬‬
‫רכבת צהובה – לא טובה‬
‫שימו לב! טעות בתמונה! הקטר‬
‫תמיד יהיה משמאל !‬
‫שימו לב! טעות בתמונה! הקטר‬
‫תמיד יהיה משמאל !‬
‫רכבת צהובה‪ +‬רכבת סגולה =רכבת לא טובה‬
‫שימו לב! טעות בתמונה! הקטר‬
‫תמיד יהיה משמאל !‬
‫רכבת צהובה‪ +‬רכבת סגולה =רכבת טובה‬
‫שימו לב! טעות בתמונה! הקטר‬
‫תמיד יהיה משמאל !‬
‫מאפיינים עיקריים מייחדים של‬
‫לבני דיג'י‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫שימור המבנה בכל הגדלים‬
‫הכלה במקום המרה‬
‫הבנייה‬
‫ההתנסות בטכניקות חישוב נעשות‬
‫בשלוש רמות‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ייצוג פיזי‬
‫הסבר‬
‫"ניחוש נבון"‬