Καλημέρα σε όλους. Αναρτώ ένα ακόμα θέμα της νέας τράπεζας θεμάτων και σχολιάζω κάποια σημεία, που νομίζω ότι είναι προβληματικά, όχι μόνον ως προς το επίπεδο δυσκολίας και ασυμβατότητας με την ύλη που διδάσκονται οι μαθητές της Α΄ Λυκείου, αλλά κρύβουν και λανθασμένη αντίληψη βασικών μαθηματικών εννοιών.
Οφείλω να παρατηρήσω ότι η έλλειψη συμμετοχής στην παρούσα συζήτηση, με κάνει να ανησυχώ για τη χαλάρωση των αντανακλαστικών μας στα τεκταινόμενα στη μαθηματική μας εκπαίδευση με ότι αυτό συνεπάγεται.
Τα θέματα των εξετάσεων καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τη διδασκαλία μας σε βάθος χρόνου.
Αν αρχίσουμε να "διδάσκουμε" άκριτα, ότι περιέχεται στο επίσημο υλικό της τράπεζας θεμάτων, θα κυριαρχήσει, ως επικρατούσα άποψη, το «αλάθητο» των επίσημων αναρτημένων λύσεων με απρόβλεπτες συνέπειες. Δίχως, βέβαια, να διεκδικώ κι εγώ το "αλάθητο", θέλω με τις αναρτήσεις αυτές να συμβάλλω σε έναν διάλογο, δίχως αφορισμούς και κορώνες, όπως συνηθίζεται σε forum, όπου πολλοί γράφουν τη γνώμη τους σε dt, δίχως καν να διαβάζουν ή να σκέπτονται τι έχει γραφεί. Με χαρά θα δεχτώ κάθε τεκμηριωμένο αντίλογο σ' ότι αναφέρω παρακάτω.
Θέμα 38922

- 38922 a.jpg (120.8 KiB) Προβλήθηκε 2452 φορές

- 38922 b.jpg (65.33 KiB) Προβλήθηκε 2452 φορές
Το θέμα ξεκινά ως κλασικό πρόβλημα κίνησης, τα οποία, δυστυχώς, απουσιάζουν από τα σχολικά βιβλία τις τελευταίες δεκαετίες. Παλαιότερα ήταν συνηθισμένα θέματα στην επίλυση εξισώσεων με τη χρήση του τύπου

της ευθύγραμμης ομαλής κίνησης.
Ζητά να βρούμε την ταχύτητα κίνησης παρατηρώντας το σχήμα (1).
Στο σχήμα, υπάρχει ένα ατόπημα που, πιστεύω ότι, θα προκαλέσει σύγχυση στους μαθητές: Στο σημείο

είναι το λιμάνι Α και στο σημείο

είναι το λιμάνι Β. Η εκφώνηση αναφέρει ότι στο σχήμα «φαίνεται η απόσταση του πλοίου από το λιμάνι Α, καθώς κινείται προς το λιμάνι Β, σε σχέση με το χρόνο».
Αυτό που βλέπουν οι μαθητές είναι η πλάγια γραμμή από το

στο

και είναι λογικό να τους δημιουργηθεί η απορία αν έχει λοξοδρομήσει το πλοίο από τον προορισμό του. Το γράφημα
παριστάνει τη συνάρτηση
, που δίνει σε κάθε σημείο της τη συνάρτηση θέσης του πλοίου, ως προς το χρόνο
, που αυτό κινείται . Δηλαδή
η απόσταση του πλοίου από το λιμάνι Α τη χρονική στιγμή
είναι η τεταγμένη του σημείου του γραφήματος που έχει τετμημένη
. Εδώ, επειδή έχουμε ομαλή κίνηση με θετική ταχύτητα, η μετατόπιση από το Α ταυτίζεται με την απόσταση του πλοίου από το Α.
Βάζοντας στο σημείο

το λιμάνι Α δημιουργούμε σύγχυση στους μαθητές. Υπάρχει κίνδυνος να αντιληφθούν την απόσταση του πλοίου από το λιμάνι Α ως το μήκος του πλάγιου ευθύγραμμου τμήματος, που είναι το γράφημα της συνάρτησης

.
Το σωστό είναι ότι το λιμάνι Α «κινείται» στον οριζόντιο άξονα και το λιμάνι Β «κινείται» στην ευθεία

αντίστοιχα. Αυτό συμβαίνει επειδή το σύστημα αξόνων έχει στον οριζόντιο άξονα το χρόνο και στον κατακόρυφο άξονα την απόσταση. Άρα για οποιαδήποτε τιμή του

το λιμάνι Α είναι πάνω στον άξονα

των τετμημένων, στο σημείο

και το Β, στην ευθεία που απέχει

από τον άξονα

, δηλαδή στο

.
Αν ήθελε να παραστήσει τα λιμάνια με σημεία οι άξονες όφειλαν να παριστάνουν μήκος και οι δύο, ώστε να προκύπτουν συντεταγμένες σημείων. Μιλάμε, όμως, για εντελώς διαφορετική εκφώνηση.
Άντε να το εξηγήσεις αυτό σε μαθητές Α΄ Λυκείου, οι οποίοι έχουν μέχρι στιγμής διδαχθεί τη συνάρτηση θέσης κινητού μόνον στο μάθημα της Φυσικής, (σελ. 44), όπου λέει ότι «πειραματικά, παρατηρούμε ότι η γραφική παράσταση ομαλής κίνησης είναι ευθεία, που είναι αναμενόμενο, αφού έχουμε ανάλογα ποσά». Στα Μαθηματικά σχετική αναφορά βρίσκουμε στο βιβλίο της Γ΄Λυκείου, στην παρουσίαση της έννοιας της παραγώγου (σ. 91).

- 38922 d.jpg (60.18 KiB) Προβλήθηκε 2452 φορές
Εδώ όμως εξετάζουμε κατά κύριο λόγο την ύλη Μαθηματικών της Α΄ Λυκείου. Δεν είναι υποχρεωμένοι οι μαθητές να διαβάσουν και την ύλη Φυσικής πριν τις εξετάσεις της Άλγεβρας.
Για να απαντήσουν στο (βi) οι μαθητές πρέπει να αιτιολογήσουν ότι το γράφημα της κίνησης της επιστροφής είναι επίσης ευθεία. Στις απαντήσεις γράφεται: «Επειδή η απόσταση που διανύει το πλοίο, όταν κινείται με σταθερή ταχύτητα, είναι ανάλογη το χρόνου, η γραφική παράσταση είναι ευθεία.» Φοβάμαι ότι θα το παραβλέψουν, ως αυτονόητο, αφού το γράφημα που τους δόθηκε βλέπουν ότι είναι ευθεία.

- 38922 c.jpg (75.59 KiB) Προβλήθηκε 2452 φορές
Νομίζω, θα ήταν πιο απλό θα ήταν να ζητηθεί η εξίσωση κίνησης, από το Α στο Β:

ή να ζητηθεί αιτιολόγηση γιατί το γράφημα της κίνησης είναι ευθεία.
Θα πρότεινα το παρακάτω σχήμα να αντικαταστήσει το αρχικό. Έτσι θα είναι ευκολότερη και η απάντηση στο (βii).

- 38922 e.jpg (29.72 KiB) Προβλήθηκε 2452 φορές
Ενδιαφέρον θέμα για διαπραγμάτευση στην τάξη, φοβάμαι απρόσιτο ως θέμα εξετάσεων σε μαθητές που δεν έχουν προετοιμαστεί κατάλληλα. Το θέμα θα μπορούσε να μεταφερθεί στη Γ΄ Λυκείου, αφού διορθωθούν και συμπληρωθούν οι εκφωνήσεις με κατάλληλα ερωτήματα, π.χ. επειδή η ταχύτητα (παράγωγος της μετατόπισης) είναι σταθερή, η συνάρτηση θέσης του κινητού είναι γραμμική (της μορφής

).