ПРОГРАММА ПО МАТЕМАТИКЕ ДЛЯ XI КЛАССа С УГЛУБЛЕННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ МАТЕМАТИКИ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа для общеобразовательной программы среднего (полного) общего образования, обеспечивающая дополнительную углубленную подготовку обучающихся по предметам физико-математического профиля. Материалы для рабочей программы составлены на основе: 1. федерального компонента государственного стандарта общего образования; 2. примерной программы по математике основного общего образования; 3. федерального перечня учебников, рекомендованных Министерством образования Российской Федерации к использованию в образовательном процессе в общеобразовательных учреждениях на 2010-11 учебный год; 4. с учетом требований к оснащению образовательного процесса в соответствии с содержанием учебных предметов компонента государственного стандарта общего образования; базисного учебного плана 2006 года с изменениями 2011 Основная задача обучения математике в школе заключается в обеспечении прочного и сознательного овладения учащимися системой математических знаний и умений, необходимых в повседневной жизни и трудовой деятельности каждому члену современного общества, достаточных для изучения смежных дисциплин и продолжения образования. Наряду с решением основной задачи углубленное изучение математики предусматривает формирование у учащихся устойчивого интереса к предмету, выявление и развитие их математических способностей, ориентацию на профессии, существенным образом связанные с математикой, подготовку к обучению в вузе. Изучение математики на профильном уровне в старшей школе направлено на достижение следующих целей: овладение математическими знаниями, достаточными для изучения смежных дисциплин на современном уровне и для продолжения образования в высшей школе по любой специальности, требующей высокого уровня владения математическим аппаратом; интеллектуальное развитие, формирование уровня абстрактного и логического мышления и алгоритмической культуры, необходимого для обучения в высшей школе и будущей профессиональной деятельности; развитие представлений о математике как части общечеловеческой культуры, о значимости математики в истории цивилизации и современном обществе; формирование представлений о математике как форме описания и методе познания действительности, об идеях и методах математики, об особенностях математического метода исследования и его отличии от методов естественных и гуманитарных наук. Порядок перечисления этих целей не определяет их иерархии, все они рассматриваются как одинаково значимые для формирования личности в процессе освоения математики Углубленное изучение математики на втором этапе предполагает наличие у учащихся более или менее устойчивого интереса к математике и намерение выбрать после окончания школы связанную с ней профессию. Обучение на этом этапе должно обеспечить подготовку к поступлению в вуз и продолжению образования, а также к профессиональной деятельности, требующей достаточно высокой математической культуры. Предлагаемая программа учитывает общие и специфические цели углубленного изучения математики в целом и на каждом его этапе. Программа включает три раздела. «Требования к математической подготовке учащихся», «Содержание обучения», «Тематическое планирование учебного материала». Раздел «Требования к математической подготовке учащихся» задает примерный объем знаний, умений и навыков, которым должны овладеть школьники. В этот объем, безусловно, входят те знания, умения и навыки, обязательное приобретение которых всеми учащимися предусмотрено требованиями программы общеобразовательной школы; однако предполагается иное, более высокое качество их сформированности. Учащиеся должны приобрести умения решать задачи более высокой по сравнению с обязательным уровнем сложности, точно и грамотно формулировать изученные теоретические положения и излагать собственные рассуждения при решении задач и доказательствах теорем, правильно пользоваться математической терминологией и символикой, применять рациональные приемы вычислений и тождественных преобразований, использовать наиболее употребительные эвристические приемы и т. д. Следует иметь в виду, что требования к знаниям и умениям учащихся при углубленном изучении математики ни в коем случае не должны быть завышенными. Чрезмерность требований порождает перегрузку, что ведет, особенно на первом этапе, к угасанию интереса к математике. Поэтому требования к результатам углубленного изучения математики на первом этапе ненамного превышают требования общеобразовательной программы. Требования на втором этапе в соответствии с его целями согласуются со средним уровнем требований, предъявляемых вузами к математической подготовке абитуриентов. Заметим, что минимальный обязательный уровень подготовки, достижение которого учащимися является необходимым и достаточным условием выставления ему положительной оценки, при углубленном и обычном изучении математики один и тот же. Однако тем учащимся классов с углубленным изучением математики, успехи которых в течение длительного времени не поднимаются выше минимального обязательного уровня, следует рекомендовать перейти в обычный класс. В разделе «Тематическое плакирование учебного материала» данной программы предлагаются варианты планирования, ориентированные на использование действующих учебников и на учебные пособия для школ и классов с углубленным изучением математики. Планирование исходит из учебного плана для школ и классов с углубленным изучением математики, согласно которому в X—XI классах изучаются предметы алгебра и математический анализ (5 ч в неделю, всего 170 ч в каждом классе), геометрия (3 ч в неделю, всего 102 ч в каждом классе) .Учителю предоставляется право самостоятельного построения курса. При этом он может выбрать учебники из числа действующих в массовой школе, пробных и специально предназначенных для углубленного изучения математики. Тематическое планирование учитель разрабатывает применительно к выбранному учебнику, учитывая подготовленность класса, интересы учащихся и т. д. При этом он может варьировать число часов, отводимых на ту или иную тему, переставлять темы, включать в них некоторые дополнительные теоретические вопросы или ограничиться программой массовой школы, полное прохождение которой в любом случае является обязательным. Успешность решения задач углубленного изучения математики во многом зависит от организации учебного процесса. Учителю предоставляется возможность свободного выбора методических путей и организационных форм обучения, проявления творческой инициативы. Однако при этом следует иметь в виду ряд общих положений, изложенных ниже. Учебно-воспитательный процесс должен строиться с учетом возрастных возможностей и потребностей учащихся. Углубленное изучение математики предполагает прежде всего наполнение курса разнообразными, интересными и сложными задачами, овладение основным программным материалом на более высоком уровне. Для поддержания и развития интереса к предмету следует включать в процесс обучения занимательные задачи, сведения из истории математики. На втором этапе возрастает роль теоретических знаний, становятся весьма значимыми такие их качества, как системность и обобщенность. Значительное место на этом этапе должно быть уделено решению задач, отвечающих требованиям для поступающих в вузы, где математика является профилирующим предметом. В связи с тем, что в классы с углубленным изучением приходят школьники с разным уровнем подготовки, в процесс обучения на каждом этапе должны быть включены повторение и систематизация опорных знаний. Учебный процесс должен быть ориентирован на усвоение учащимися прежде всего основного материала; при проведении текущего и итогового контролей знаний качество усвоения этого материала проверяется в обязательном порядке. Значительное место в учебном процессе должно быть отведено самостоятельной математической деятельности учащихся - решению задач, проработке теоретического материала, подготовке докладов, рефератов, курсовых работ и т.д. Очень важно организовать дифференцированный подход к учащимся, позволяющий избежать перегрузки и способствующий реализации возможностей каждого из них. Раздел тригонометрия в классах с углубленным изучением математики вынесен в отдельный предмет. За счет этого освободившиеся часы перенесены на повторение материала, изученного в 8-9 классах, на обобщение материала в конце года и на другие темы для более широкого изучения, а именно: Повторение 8-9-го класса – 14 ч; Многочлены: Изучение большего количества типов рациональных уравнений и методов их решения (однородные относительно одной переменной, уравнения вида 2 x a x b x c x d const , x a x b x c x d x , метод Феррари) – 5 ч; Изучение нестандартных методов решения рациональных неравенств (метод замены множителей) – 5 ч Предел и непрерывность: Детальное рассмотрение обратных функций – 3 ч; Производная и ее приложение: Исследование функции – 3 ч Задачи на оптимизацию – 4 ч; Приложение бинома Ньютона для приближенных вычислений – 3 ч; Повторение 10-го класса – 13 ч ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ УЧАЩИХСЯ Алгебра и математический анализ В результате изучения курса учащиеся должны уметь: выполнять действия над комплексными числами, заданными в различных формах; находить комплексные корни многочленов; строить графики элементарных функций и проводить преобразования графиков, используя изученные методы; проводить тождественные преобразования иррациональных, показательных, логарифмических и тригонометрических выражений; решать иррациональные, логарифмические и тригонометрические уравнения и неравенства, доказывать неравенства; решать системы уравнений изученными методами; применять аппарат математического анализа к решению задач. Практическая математическая компетентность предполагает, что ученик старшей ступени получает возможность: развить представления о числе и роли вычислений в человеческой практике; сформировать практические навыки выполнения устных, письменных, инструментальных вычислений, развить вычислительную культуру; овладеть символическим языком алгебры, выработать формально-оперативные алгебраические умения и научиться применять их к решению математических и нематематических задач; изучить свойства и графики функций, научиться использовать функционально-графические представления для описания и анализа реальных зависимостей; овладеть приемами решения уравнений высших степеней, неравенств, получить представления о статистических закономерностях в реальном мире и о различных способах их изучения, об особенностях выводов и прогнозов, носящих вероятностный характер; сформировать представления об изучаемых понятиях и методах как важнейших средствах математического моделирования реальных процессов и явлений. Информационная компетентность предполагает, что учащийся лицея может: сворачивать информацию в виде вторичных источников информации: план, тезисы, резюме, аннотации, реферат, в соответствии с требованиями, предъявляемые к их составлению; планировать и осуществлять алгоритмическую деятельность, выполнять заданные и конструировать новые алгоритмы; обобщать, ставить и формулировать новые задачи; приобрести опыт ясного, точного, грамотного изложения своих мыслей в устной и письменной речи, использовать различные языки математики (словесный, символический, графический), свободного перехода с одного языка на другой для иллюстрации, интерпретации, аргументации и доказательства; проводить доказательные рассуждения, аргументировать, выдвигать гипотезы и их обоснования; осуществлять поиск, систематизацию, анализ и классификацию информации, использовать разнообразные информационные источники, включая учебную и справочную литературу, современные информационные технологии. Общекультурная компетентность предполагает, что учащийся лицея умеет: владеть нормами нравственно значимого взаимодействия, общения и коммуникации; уважать права и достоинство людей, независимо от их национальности, расы, вероисповеданий; понимать социокультурную ситуацию, адекватно ориентироваться в ней, достойно действовать, совершая сознательный, свободный и ответственный выбор в своей жизненной позиции и способах самореализации. Антропологическая компетентность предполагает, что учащийся лицея умеет: анализировать и регулировать собственное эмоциональное состояние; планировать и организовывать свою деятельность; находить конструктивные пути выхода из конфликта; взаимодействовать и сотрудничать с людьми; совершенствовать способы своей интеллектуальной деятельности. Методологическая компетентность предполагает, что учащийся лицея умеет: формулировать проблему, генерировать идеи, выдвигать гипотезы; составлять план решения задачи, проблемы; подбирать необходимые и оптимальные принципы и методы решения проблем; устанавливать причинно-следственные связи; осуществлять логические процедуры деятельности: сравнивать, использовать аналогии, обобщать, систематизировать, конкретизировать, давать определения и объяснять понятия, проводить анализ и синтез, индуктивные и дедуктивные операции применять системный подход. Основные формы работы Изложение теории ведется в основном, лекционным методом, крупными тематическими блоками. При отработке учебного материала использую групповые формы работы, дифференцированный подход. На уроках я стараюсь учитывать психофизиологические особенности учащихся: возрастные особенности; особенности мышления, памяти, внимания; уровень усвоения знаний; индивидуальный темп работы; индивидуальный способ проработки информации (словесный, знако-символьный, рисуночный); индивидуальный способ восприятия учебного материала (аудиальный, визуальный, кинестетический). Как известно, восприятие человека полимодально, то есть включает в себя результат работы нескольких анализаторов. Поэтому для обеспечения полноты восприятия необходимо, чтобы вербально-логическая форма обязательно сочеталась с образной, зрительное восприятие с практическими действиями. И я пытаюсь строить изложение материала, ориентируясь на то, насколько те или иные виды восприятия развиты у детей данного класса. Надеюсь, что умелое использование преобладающего сенсорного канала позволяет учителю с большим коэффициентом полезной деятельности передавать ученикам сложную учебную информацию. Обучая, я пытаюсь претендовать на многосенсорное представление информации – это позволит мне воздействовать на большую часть учеников, а им получить информацию, через ведущий входной канал. Кроме того, многосенсорное обучение подкрепляет запоминание, так как, чем больше информационных каналов, тем лучше живая память. Естественным считаю и тот факт, что многосенсорное обучение усиливает дополнительные сенсорные каналы учащихся. Основной формой контроля знаний, умений и навыков учащихся является контрольная работа, по совокупности результатов которых выставляется четвертная оценка. На уроках используются такие формы контроля как контрольные работы, тесты, самостоятельные работы, устные зачеты, математические диктанты. Значительное место в учебном процессе отведено самостоятельной математической деятельности учащихся - решению задач, проработке теоретического материала, подготовке докладов, рефератов, курсовых работ и т.д. СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ Элементарные функции Показательная, логарифмическая и степенная функции, их свойства и графики. Число е и натуральные логарифмы. Сложная функция. Построение графиков функций элементарными методами. Графики дробнолинейных функций; вертикальная и горизонтальная асимптоты. Графики кусочно-заданных функций. Графики функций, связанных с модулем. Тождественные преобразования Преобразования многочленов, разложение на множители. Формулы сокращенного умножения: n n n 1 n 2 n 1 y x y x x y ... y квадрат алгебраической суммы нескольких слагаемых, x , x y x y x xy ... y , где n - нечетное число. Деление многочлена на многочлен с остатком. Алгоритм Евклида для многочленов. Схема Горнера. Корни многочлена. Теорема Безу. Основная теорема алгебры. Нахождение рациональных корней многочлена с целыми коэффициентами. Обобщенная теорема Виста. Многочлены от нескольких переменных. Симметрические многочлены; основные симметрические многочлены. Преобразования рациональных выражений; освобождение от иррациональности в знаменателе. Свойства логарифмов. Основное логарифмическое тождество. Формула перехода от одного основания логарифма к другому. Тождественные преобразования показательных и логарифмических выражений. n n n 1 n 2 n 1 Уравнения, неравенства, системы Уравнение. Равносильные уравнения. Уравнение-следствие. Общие методы решения: переход к равносильному уравнению, переход к уравнению-следствию и проверка корней. Приемы решения уравнений: разложение на множители, замена переменной, возведение в степень и др. Иррациональные уравнения. Показательные и логарифмические уравнения, неравенства и системы; основные виды и методы их решения. Обобщенный метод интервалов для решения неравенств. Метод замены множителей. Иррациональные неравенства. Доказательства неравенств. [Некоторые классические неравенства.] Системы уравнений и неравенств. Основные методы решения систем уравнений: подстановка, алгебраическое сложение, введение новых переменных. Метод Гаусса. Применение графиков к решению уравнений, неравенств, систем. Приближенные методы решения уравнений. Уравнения, неравенства и системы с параметром. Методы решения. Уравнения и неравенства, не решаемые стандартными методами. Элементы математического анализа Числовые последовательности. Предел числовой последовательности. Теоремы о пределах. Существование предела монотонной ограниченной последовательности. Предел последовательности n 1 1 . n Предел функции на бесконечности. Предел функции в точке. Теоремы о пределах функций. lim x0 sin x . x Односторонние пределы. Бесконечные пределы. Непрерывность функции в точке и на промежутке. Свойства непрерывных функций. Непрерывность элементарных функции. Теорема о промежуточном значении функции, непрерывной на отрезке. Производная. Дифференциал. Геометрический и физический смысл производной. Непрерывность и дифференцируемость функций. Производные суммы, произведения и частного. Производные сложной и обратной функций. Таблица производных элементарных функций. Вторая производная; ее геометрический и физический смысл. Производные высших порядков. Формула Тейлора. Приближенное вычисление значений элементарных функций*. Первообразная и ее свойства. Неопределенный интеграл. Таблица первообразных. Правила нахождения первообразных. Интегрирование по частям. Подстановка. Площадь криволинейной трапеции. Определенный интеграл и его свойства. Формула Ньютона- Лейбница. Приближенное вычисление определенных интегралов. Приложения математического анализа Приложения производной к исследованию функций. Теорема Лагранжа и ее следствие. Исследование функций на возрастание и убывание. Достаточные условия экстремума. Выпуклость; точки перегиба. Наклонные асимптоты. Отыскание наибольшего и наименьшего значений функции на промежутке. Применение производной к приближенным вычислениям. Использование производной в физических задачах. Приложения интеграла. Вычисление площадей и объемов геометрических фигур. [Вычисление длин дуг.] Использование интеграла в физических задачах. Дифференциальные уравнения. Примеры задач, приводящих к дифференциальным уравнениям (гармонические колебания, радиоактивный распад и др.). Решение простейших дифференциальных уравнений. [Уравнения с разделяющимися переменными.] Комплексные числа Развитие понятия числа: натуральные, целые, рациональные, действительные числа. Комплексные числа в алгебраической форме. Арифметические действия с комплексными числами. Сопряженные комплексные числа. Комплексная плоскость. Тригонометрическая форма комплексного числа. Умножение, деление и возведение в степень комплексных чисел в тригонометрической форме. Формула Муавра. Извлечение корней из комплексных чисел. Комплексные корни многочлена. [Использование комплексных чисел в геометрии.] [Показательная форма комплексного числа.] Элементы комбинаторики Метод математической индукции. Комбинаторные принципы сложения и умножения. Основные формулы комбинаторики. Размещения, сочетания и перестановки (без повторения и с повторениями). [Бином Ньютона. Принцип Дирихле. Элементы теории вероятностей и математической статистики. Случайные события. Классическое определение вероятности. Вычисление вероятностей с помощью формул комбинаторики. Правило сложения вероятностей. Условные вероятности. Правило умножения вероятностей. Независимые события. Формула Бернулли. Случайная величина. Математическое ожидание и дисперсия. Понятие о законе больших чисел. Понятие о нормальном законе распределения. Генеральная совокупность и выборка. Параметры генеральной совокупности и их оценка по выборке. Оценка параметров. Понятие об уровнях значимости и достоверности. Оценка вероятности события по частоте. Понятие о проверке статистических гипотез.] ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА XI КЛАСС (5 ч в неделю, всего 175 ч, планирование ориентировано на использование учебного пособия «Алгебра и математический анализ, 10» Н. Я Виленкина, О. С. Ивашева-Мусатова, С. И. Шварцбурда). 1. Повторение 10 класс. Решение задач (13 ч). 2. Интеграл. Дифференциальные уравнения (27ч). Первообразная и ее свойства. Неопределенный интеграл. Таблица первообразных. Правила нахождения первообразных. Интегрирование по частям. Подстановка. Площадь криволинейной трапеции. Определенный интеграл и его свойства. Формула НьютонаЛейбница. Приближенное вычисление определенных интегралов. Приложения интеграла. Вычисление площадей и объемов геометрических фигур. Использование интеграла в физических задачах. Дифференциальные уравнения. Примеры задач, приводящих к дифференциальным уравнениям (гармонические колебания и др.). Решение простейших дифференциальных уравнений. Уравнения с разделяющимися переменными. 3. Показательная и логарифмическая функции (44 ч). Показательная функция, ее свойства и график. Определение и свойства логарифмов. Основное логарифмическое тождество. Формула перехода от одного основания логарифма к другому. Тождественные преобразования показательных и логарифмических выражений. Показательные и логарифмические уравнения, неравенства и системы; основные виды и методы решения. Производная и первообразная показательной функции. Число е. Натуральные логарифмы. Вычисление пределов, связанных с числом е. Радиоактивный распад. Затухающие колебания. 4. Уравнения, неравенства, системы (45ч). Уравнение. Равносильные уравнения. Уравнение-следствие. Общие методы решения уравнений: переход к равносильному, уравнению, переход к уравнению-следствию и проверка корней. Приемы решения уравнений: разложение на множители, замена переменной, возведение в степень и др. Иррациональные уравнения. Обобщенный метод интервалов для решения неравенств. Решение иррациональных неравенств. [Некоторые классические неравенства.] Системы уравнений и неравенств. Основные методы решения систем уравнений: подстановка, алгебраическое сложение, введение новых переменных. Метод Гаусса. Применение графиков к решению уравнений, неравенств, систем. Приближенные методы решения уравнений. Метод последовательных приближений. Уравнения, неравенства и системы с параметром. Методы решения. Уравнения и неравенства, не решаемые стандартными методами. 5. Элементы теории вероятностей (14 часов) Случайные события. Классическое определение вероятности. Вычисление вероятностей с помощью формул комбинаторики. Правило сложения вероятностей. Условные вероятности. Правило умножения вероятностей. Независимые события. Формула Бернулли. Случайная величина. Математическое ожидание и дисперсия. Понятие о законе больших чисел. Понятие о нормальном законе распределения. Генеральная совокупность и выборка. Параметры генеральной совокупности и их оценка по выборке. Оценка параметров. Понятие об уровнях значимости и достоверности. Оценка вероятности события по частоте. Понятие о проверке статистических гипотез.] 6. Повторение и подготовка к экзамену (32 ч). Решение КИМов, стратегия написания ЕГЭ. Учебно-методический комплекс по алгебре и началам анализа 11 класс Учитель Ученик Алгебра и математический анализ для 11 Алгебра и математический анализ для 11 класса: Учеб. пособие для учащихся шк. и Кл. класса: Учеб. пособие для учащихся шк. и Кл. с углубл. изуч. математики /Н.Я. Виленкин, с углубл. изуч. математики /Н.Я. Виленкин, О.С.Ивашев-Мусатов, С.И.Шварцбурд.-7-е О.С.Ивашев-Мусатов, С.И.Шварцбурд.-7-е изд.-М.:Просвещение, 2010. -335с.:ил. изд.-М.:Просвещение, 2004. -335с.:ил. Алгебра и начала анализа. 10-11 кл.:Задачник Алгебра и начала анализа. 10-11 кл.:Задачник для общеобразоват. для общеобразоват. учреждений/А.Г.Мордкович,Л.О. Денищева, учреждений/А.Г.Мордкович,Л.О. Денищева, Т.А.Корешкова- 3-е изд., испр. – М.: Т.А.Корешкова- 3-е изд., испр. – М.: Мнемозина, 2010-315с.:ил. Мнемозина, 2010-315с.:ил. Дидактические материалы по алгебре и Дидактические материалы по алгебре и началам анализа для 11 класса. – 4-е изд., началам анализа для 11 класса. – 4-е изд., стереотипное.-СПб.: «ЧеРо- на-Неве», 2005.стереотипное.-СПб.: «ЧеРо- на-Неве», 2005.128с.:ил. 128с.:ил. Алгебра и начала анализа. 8-11кл.: Пособие для школ и классов с углубл. изучением математики/Л.И.Звавич, Л.Я.Шляпочник, М.В.Чинкина.-2-е изд. Стереотип.-М.: Дрофа, 2001.-352 с.:ил. Алгебра и начала анализа.:3600 задач для школьников и поступающих в вузы/ Л.И. Звавич Л.Я.Шляпочник, М.В.Чинкина.—М.: Дрофа, 1999.-352с.:ил. Материально-техническое и информационно-техническое обеспечение В лицее созданы условия для эффективного использования современных информационных технологий в учебном процессе. В распоряжении кафедры математики имеются четыре современных учебных кабинета , оснащенных мультимедийным оборудованием. В одном из кабинетов математики есть интерактивная доска. Специальное программное обеспечение для интерактивной доски позволяет работать с текстами и графическими объектами, аудио- и видеоматериалами, Интернет-ресурсами, делать записи от руки прямо поверх открытых документов и сохранять информацию. Доска предоставляет уникальные возможности для работы и творчества. У всех участников образовательного процесса есть возможность работы с мултимедийными образовательными ресурсами. В ходе реализации учебной образовательной программы проводятся уроки с демонстрацией презентаций, видеофильмов. На кафедре собрана медиатека с необходимыми цифровыми образовательными ресурсами. Для проведения индивидуального тестирования учителя математики используют имеющийся в Лицее класс ноутбуков. Особенно важно наличие мобильного класса при подготовке к ЕГЭ. Компьютерные классы с выходом в Интернет позволяют лицеистам участвовать в сетевых проектах, олимпиадах и конкурсах.