תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת...

22
בבתיה המתמטיקה מורי התמקצעות" ה ס יסודיים: השלמים המספרים טיוטה מתקדמת מודולה מילוליות בעיות לפתרון תהליכי מודל ב. מרגולין, ב. אילני1 מילוליות בעיות לפתרון תהליכי מודל ד" מרגולין ברוריה ר, לוינסקי מכללת, וד" אילני שבע בת ר, בית מכללת- ברל תח מתמטי תוכן ום) לסילבוס בהתאמה( - בעיה סיטואציות. הנושא ללימוד משוער זמן: 1.5 ש" ל. לנושאים קישור: וון דיאגראמות. דרושים ועזרים חומרים: עבודה דף" : ומה בבעיה הבעיה? " ושקף" : בעיה לפתרון המודל תרשים במתמטיקה מילולית) ." המודולה שבסוף בנספח נמצאים(. הפרק מבנה: א. מבוא ב. המודל תיאור1 . המתמטיקה ושפת הטבעית השפה2 . המתמטית השפה לבין הטבעית השפה בין ההבדלים3 . מילוליו בבעיות המתמטית לשפה הטבעית מהשפה תרגום במתמטיקה ת4 . המתמטית לשפה הטבעית השפה בין הגישור לקראת5 . המודל הצגת חשיבות ג. הפעילות מהלך א. מבוא המתמטית השפה בין לגשר צורך יש במתמטיקה מילוליות בעיות בפתרון, ראיית את המחייבת המתמטיים הרכיבים, השלם לטקסט אוריינית התייחסות המחייבת הטבעית השפה לבין. נציג במתמטיקה מילוליות לבעיות דוגמות, הלשונית מהסיטואציה במעבר תלוי הבעיות פתרון שבהן בין המקשר שלבים עשרה בן מודל ונציע המתמטי למודל" הפנים שתי" המתמטית השפה של: שני מצד האבסטרקטיים המתמטיים והמבנים אחד מצד הלשונית הסיטואציה. מציע המודל אינטראקטיבי תהליך ממנו המשמעות והפקת המתמטי הטקסט פענוח את המאפשר שלבי ורב גראפיי סמלים פענוח באמצעות ם, הגלוי התוכן הבנת, הלשונית הסיטואציה הבנת, למודל מעבר המתאים המתמטי והמודל הלשונית הסיטואציה בין והתאמה מתמטי. להשתמש ממליצות אנו בי של הגבוהות בכיתות לתלמידים הן זה במודל היסודי הספר ת, הביניים בחטיבת לתלמידים הן העליונה ובחטיבה. כדגם להוראה בהכשרתם ולסטודנטים למורים מומלץ במודל השימוש כן כמו מילוליות בעיות פתרון להוראת. סכמות בעזרת מילוליות בעיות פתרון דרכי על הדרגתית עבודה הפשוטות המילוליות הבעיות של מהלימוד כבר מובנות, ת בעיות עם גם להתמודד לתלמיד אפשר יותר מורכבות. להפנות שאפשר שונות שאלות נמצאות שבו המורים למורי תיאורטי רקע מופיע זו ביחידה למתמקצעים) עבודה דף בבעיה הבעיה מה? .( והארות הערות בברכה תתקבלנה

Transcript of תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת...

Page 1: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

1 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

ברל-מכללת בית, ר בת שבע אילני"וד, מכללת לוינסקי, ר ברוריה מרגולין"ד

.סיטואציות בעיה -) בהתאמה לסילבוס(ום תוכן מתמטי תח

.ל" ש1.5: זמן משוער ללימוד הנושא

.דיאגראמות וון: קישור לנושאים

תרשים המודל לפתרון בעיה : "ושקף" ? הבעיה בבעיהומה: " דף עבודה:חומרים ועזרים דרושים

.)נמצאים בנספח שבסוף המודולה". (מילולית במתמטיקה

:מבנה הפרק

מבוא . א

תיאור המודל. ב

השפה הטבעית ושפת המתמטיקה. 1

ההבדלים בין השפה הטבעית לבין השפה המתמטית. 2

ת במתמטיקהתרגום מהשפה הטבעית לשפה המתמטית בבעיות מילוליו. 3

לקראת הגישור בין השפה הטבעית לשפה המתמטית. 4

חשיבות הצגת המודל. 5

מהלך הפעילות . ג

מבוא . א

המחייבת את ראיית , בפתרון בעיות מילוליות במתמטיקה יש צורך לגשר בין השפה המתמטית

נציג . לבין השפה הטבעית המחייבת התייחסות אוריינית לטקסט השלם, הרכיבים המתמטיים

שבהן פתרון הבעיות תלוי במעבר מהסיטואציה הלשונית , דוגמות לבעיות מילוליות במתמטיקה

: של השפה המתמטית" שתי הפנים"למודל המתמטי ונציע מודל בן עשרה שלבים המקשר בין

המודל מציע . הסיטואציה הלשונית מצד אחד והמבנים המתמטיים האבסטרקטיים מצד שני

ורב שלבי המאפשר את פענוח הטקסט המתמטי והפקת המשמעות ממנו תהליך אינטראקטיבי

מעבר למודל , הבנת הסיטואציה הלשונית, הבנת התוכן הגלוי, םבאמצעות פענוח סמלים גראפיי

אנו ממליצות להשתמש . מתמטי והתאמה בין הסיטואציה הלשונית והמודל המתמטי המתאים

הן לתלמידים בחטיבת הביניים , ת הספר היסודיבמודל זה הן לתלמידים בכיתות הגבוהות של בי

כמו כן השימוש במודל מומלץ למורים ולסטודנטים בהכשרתם להוראה כדגם . ובחטיבה העליונה

עבודה הדרגתית על דרכי פתרון בעיות מילוליות בעזרת סכמות . להוראת פתרון בעיות מילוליות

אפשר לתלמיד להתמודד גם עם בעיות ת, מובנות כבר מהלימוד של הבעיות המילוליות הפשוטות

.מורכבות יותר

ביחידה זו מופיע רקע תיאורטי למורי המורים שבו נמצאות שאלות שונות שאפשר להפנות

).? מה הבעיה בבעיה�דף עבודה (למתמקצעים

הערות והארות תתקבלנה בברכה

Page 2: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

2 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

תיאור המודל. ב

השפה הטבעית ושפת המתמטיקה. 1

דהיינו המשמעויות , באופן דיאכרוניאחת ממגבלות השפה הטבעית היא העובדה שהיא פועלת

תלויה , ולמעשה משמעות העולם, אלא שתפיסת העולם. שהיא מציגה נפרשות על פני רצף הזמן

השדה כשלם מעניק , זאת ועוד. כלומר בהקשר וביחסי הגומלין עם הסביבה, בסינכרוניות השדה

כדי לקרוא בעיה : רלשון אח. ורכיבי השדה תורמים מצדם למשמעות השלם, משמעות לרכיביו

ולא רק כאוסף , מילולית במתמטיקה ולהעניק לה משמעות יש לתפוס אותה כיחידת טקסט אחת

. של נתונים

זו יחידה הדוקה מבחינה עניינית ולשונית. יחידת טקסט היא יחידה לשונית הגדולה מן המשפט

)Halliday & Hassan, 1976 Widdowson, 1979; (Dijk Van, 1980;גבולות ברורים בעלת

, שראלBrown & Yule, 1983;(המשמשת לצורכי תקשורת , )ג"תשמ, לנדאו; ב"תשמ, רבין(

לתפקידה של , לשונית לתפקידה של הצורה-זיהוי הרכיבים בטקסט תלוי במודעות המטא). 1991

ובמיוחד במודעות לסמלים ובמודעות התחבירית, המילה או לתפקידו של המשפט בטקסט

)Herriman,1991בתוך :MacGregor, 1999 .( שאלות כמו חיבור וחיסור או כפל וחילוק הן

, אולם תפיסת מבנה הטקסט היא תהליך אינטואיטיבי, שאלות חשובות להבנת השפה המתמטית

. שבאמצעותו מזהים רכיבים טקסטואליים ומבצעים פעילויות לוגיות שונות

זוהי שפה כה מושלמת . " השפה הטבעיתהשונה מן, השפה המתמטית היא שפה מסוג מיוחד

עד שניתן לקוות כי כל היצורים האינטלגנטיים ביקום יכולים להבין אותה , ומיוחדת וכה מופשטת

אוצר . ידי כללי ההיגיון- נקבע על-כלומר הדרכים הנכונות לשימוש בה , הדקדוק של שפה זו(...)

אותיות המבטאות מספרים לא , רים מספתספרות המייצגו: כמו, המילים שלה מורכב מסמלים

כל הסמלים הללו מסייעים למדען (...) משוואות המתארות יחסי גומלין בין המספרים , ידועים

מכל מקום הם הופכים את , לגבי ההדיוטות. לקצר את תהליכי החשיבה שלו במידה ניכרת

של החברה " שתי תרבויות"המתמטיקה משפה אוניברסלית למחסום בלשני מוצק החוצץ בין

). 1970, ברגמיני והעורכים של לייף." ( בין המדעים לבין המקצועות ההומניסטיים-המודרנית

דזו שפה שצריכה להילמ. הגדרות ומשפטים, מושגים, השפה המתמטית היא שפה של סמלים

בשפה המתמטית לומד הילד להכיר . ואינה מתפתחת באופן טבעי כמו השפה הטבעית של הילד

המספרים הם . על תכונותיהם הדומות והשונות, אחד אחד, את המספרים כאובייקטים, למשל

.שב חישובים ולעשות מניפולציות שונותסמלים שבאמצעותם אפשר לח

הסינטקס של . עוסק בכללי התצורה לפיהם מורכבים משפטים ומילים, באופן כללי, הסינטקס

מערכת , אקסיומות, כללי תצורה ליצירת תבניות השפה, השפה המתמטית כולל רשימת סימנים

- מוגדרים באופן חדהמונחים המתמטיים והסימונים המתמטיים חייבים להיות. היסק ומשפטים

לכל תבנית מתמטית יש מבנה -כמו כן גם כל טענה בשפה המתמטית היא חד משמעית . משמעי

.ידי כללי הפעולות והסוגריים-עומק אחד הנקבע על

Page 3: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

3 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

אבל כל הגדרה של מושג מתמטי היא , לא נרחיב את הדיבור על הגדרות ומשפטים במתמטיקה

ל הגדרה נכללים מושגים נוספים שצריכים להיות מוגדרים מכיוון שבכ, תוצאה של תהליך מורכב

כל אחד מהמשפטים המתמטיים בכל אחד מענפי המתמטיקה מאופיין בכך שהוא נובע . גם הם

וראה סקירה של ( אקסיומות -דדוקטיבית ועקבית ממערכת של משפטים ראשוניים , בצורה לוגית

).2000, וקליין, צמיר, ברש, תירוש: הנושא אצל

המחייבת את ראיית הרכיבים , ענתנו המרכזית היא כי יש לגשר בין השפה המתמטיתט

יש : לשון אחר. לבין השפה הטבעית המחייבת התייחסות אוריינית לטקסט השלם, המתמטיים

שהרי כאשר פערי המידע , בין הרכיבים המתמטיים לבין הרכיבים האורייניים" פיצוי"ליצור יחסי

ואילו , על השפה הטבעית למלא את החסר ולהיות ברורה ומפורשת,בשפה המתמטית גדולים

.השפה הטבעית אינה חייבת למלא את החסר, כאשר פערי המידע בשפה המתמטית קטנים

ההבדלים בין השפה הטבעית לבין השפה המתמטית. 2

השפה :בפתרון בעיות מילוליות נתקל התלמיד בשתי שפות שונות זו מזו המופיעות יחד בערבוביה

ההבדלים המהותיים בין השפה ). 1983, 1976 אצל נשר Kane, 1970(הטבעית והשפה המתמטית

הטבעית לבין השפה המתמטית נובעים בראש ובראשונה מן העובדה שמבנה השפה המתמטית

בשפה הטבעית יש הבדלים בין מבנה . יותר מדויק ופחות גמיש מאשר מבנה השפה הטבעית

משמעיות ויש -משמעיות הנובעות ממלים דו-יש טענות דו, מק של המבעהשטח לבין מבנה העו

וריבוי מילים המבטאות , העושר הלשוני הרב נובע מריבוי סוגים של שמות עצם. עושר לשוני רב

לעומת זאת בשפה המתמטית לכל מבנה שטח יש מבנה עומק . כל הפעלים ושמות התואר�יחס

דלות לשונית הבאה לידי ביטוי בעובדה שיש שמות עצם משמעיות ויש -כל הטענות הן חד, אחד

). 1998, וינר-בלודי(שוויון -שוויון ואי: ויש שני סימני יחס, מספרים�מסוג אחד

ניקח . בדרך אחרת, השפה הטבעית והשפה המתמטית: מושגים שונים מתפרשים בשפות השונות

. הות בת יותר משני איבריםהמושג מתפרש בשפה הטבעית כמ". קבוצה"לדוגמה את המושג

בעלת איבר ) קבוצה ריקה( איברים 0בשפה המתמטית הקבוצה יכולה להיות בת , לעומת זאת

.או כל כמות טבעית אחרת, אחד

בשפה הטבעית הסדרה היא קבוצה מסודרת בעלת חוקיות ". סדרה"דוגמה נוספת היא המושג

אך לא חייבת , הסדר ביניהם ידועבשפה המתמטית הסדרה היא אוסף של איברים ש. מסוימת

.להיות חוקיות בסדר זה

ולכן נוצר מתח , מבנה השפה המתמטית הוא יותר מדויק ופחות גמיש מאשר מבנה השפה הטבעית

האלכסון בשפה . ניקח לדוגמה את מושג האלכסון. רב בשימוש בשפה הטבעית בבעיות מתמטיות

האלכסון יכול לחבר . סמוכים בתוך מצולעהמתמטית הוא קו המחבר בין שני קדקודים שאינם

לעומת זאת בשפה הטבעית אין חלים . נקודות גם מחוץ למצולע וגם יכול להיות אופקי או מאונך

, לפי הפרסומת: חוקי המתמטיקה על האלכסון ולראייה אפשר לתת דוגמה את הפרסומת הבאה

Page 4: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

4 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

האלכסון בפרסומת . עלות מ90כלומר בזווית שאינה בת , "אלכסון"אסור לחצות את הכביש ב

.שכן אינו מחבר בין שני קדקודים בתוך מצולע, אינו אלכסון מתמטי

בעוד שבשפה הטבעית קו ישר הוא קטע . גם הקו הישר שונה בשפה המתמטית, כמו האלכסון

, בשפה המתמטית הוא מושג יסוד ללא הגדרה, והוא בעל התחלה וסוף, מעלות180 -המתאפיין ב

שהוא , הקו הישר בשפה הטבעית מתאים להגדרה של קטע , למעשה. ואין לו סוףשאין לו התחלה

.חלק מישר בעל התחלה וסוף

יום -בשפת היום. היא דוגמה נוספת לפער בין השפה הטבעית לבין השפה המתמטיתההקוביי

. ב"בתים וכיו, שבעזרתה ילדים בונים מגדלים, חרוט או מנסרה, גליל, נתפסת הקובייה כתיבה

או חרוט בשפה המתמטית , גליל. שפאותיה ריבועים, אלא שבמתמטיקה הקובייה היא תיבה

.לעולם לא יהיו קובייה

תרגום מהשפה הטבעית לשפה המתמטית בבעיות מילוליות במתמטיקה. 3 בעיה מתמטית היא מצב שבו אדם או קבוצה של אנשים נקראים לבצע משימה שעבורה אין "

פתרון בעיות מתמטיות מצריך . המגדיר באופן שלם את שיטת הפתרוןאלגוריתם מוכן ומיידי

).(Lester, 1978" ביצוע סדרה של פעולות שבאמצעותן מגיעים למטרה מסוימת

הכוללת משפט שאלה ומתארת אירוע, בעיה מילולית במתמטיקה היא יחידת טקסט עצמאית

)Nesher, 1988; Nesher & Katriel, 1977 .(ת הטקסט מתארת אירוע מחיי היוםלעיתים יחיד-

). 1980, נשר(מטרת התיאור היא מתן ביטוי למבנה לוגי המכתיב פעולה חשבונית מסוימת . יום

הקושי בפתרון בעיות מילוליות במתמטיקה הוא הצורך לתרגם את האירוע המתואר בשפה

הפעילויות . תהטבעית לפעילות החשבונית הנדרשת בשפה המתמטית באמצעות פעילויות לשוניו

. סמנטית ופרגמטית של השיח, הלשוניות כוללות הבנה תחבירית

טקסטים עיוניים שבהם הטקסט הוא : מבחין בין שני סוגים טקסטים) Kintsch, 1986(קינטש

הקושי . מדריכים שמטרתם היא להפעיל את הקורא-וטקסטים מפעילים, המטרה המרכזית

בעיה מילולית במתמטיקה . ציה המתוארת בטקסטבטקסטים המפעילים הוא בהבנת הסיטוא

המחייבת את הקורא גם להבין את הסיטואציה המתוארת בטקסט וגם לענות , היא טקסט מפעיל

.על השאלה הנשאלת בבעיה

שבהן פתרון הבעיות תלוי בהמרה של הסיטואציה , להלן דוגמאות לבעיות מילוליות במתמטיקה

.הלשונית למודל המתמטי

Page 5: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

5 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

ת ההמבורגרים בעיי3.1

תרגום מהשפה הטבעית לשפה המתמטית בבעיות מילוליות במתמטיקה בעייתי בשל ההבדל בין

דוגמה לכך היא בעיית . פתרון בעיות אותנטיות במציאות לבין פתרון בעיות מילוליות במתמטיקה

:(Gravermeijer, 1997)ההמבורגרים

אמו הסכימה אבל אמרה שיש לה רק . מרקו ביקש מאמו שחברו יצטרף אליהם לארוחת ערב

. אנשים לארוחה6חמישה המבורגרים ויש כרגע

? אנשים6איך הייתם מחלקים את חמשת ההמבורגרים בין

:פתרונות ריאליסטים במקרה שהסיטואציה היא מציאותית

.מרקו יתחלק עם חברו בהמבורגר שלו -

. אביו ואמו של מרקו יתחלקו בהמבורגר אחד -

.קנות המבורגר נוסףמישהו ילך ל -

ההמבורגרים לא יתחלקו שווה בשווה בין כולם -

אבל סביר להניח שאלו יהיו הפתרונות שינקטו בהם , פתרונות אלה אינם פתרונות מתמטיים

במתמטיקה הפתרון צריך להיות כזה שכל אחד מהאורחים יאכל אותו . כשהבעיה תהיה במציאות

.לא יתרחש במציאות, כמובן, וזה, מבורגרחמש שישיות ה, כלומר, גודל של המבורגר

בעיית החיילים והאוטובוסים3.2

דוגמה נוספת לכך שפתרון בעיות מילוליות במתמטיקה הוא תלוי סיטואציה לשונית היא הדוגמה

:הבאה

לכמה . חיילים היו צריכים אוטובוסים כדי להגיע לאימון1,128. חיילים36אוטובוס צבאי מכיל

?הם נזקקואוטובוסים

. אוטובוסים32אבל התשובה הנכונה לבעיה היא , (12)31=1128:36, התשובה החישובית לבעיה

.32 - חיילים ייסעו באוטובוס ה12

ענו את התשובה 23%התקבל שרק ) Johnson, 1998 (13במחקר שנעשה בקרב תלמידים בגיל

& ,Silver, Shapiro. (12רית ושא31 נתנו את התשובה 29%, אוטובוסים31 ענו 19%, הנכונה

Deutsch, 1993 .(

Page 6: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

6 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

בבעיה זו , שבה היה ניסיון לחבר את התשובה אל הסיטואציה הממשית, בניגוד לבעיה הקודמת

ולכן אין צורך לחבר , כנראה בשל העובדה שהפתרון החישובי הוא פתרון בהישג יד, אין ניסיון כזה

1. את הבעיה לסיטואציה הממשית

בשים והכלבים בעיית הכ3.3

תרגום מהשפה הטבעית לשפה המתמטית נעשה אוטומטית אצל תלמידים גם בבעיה שאין לה

:לדוגמה, פתרון מתמטי

)Baruk, 1989 (?בן כמה השומר. כבשים125חמישה כלבים שומרים על

התלמידים מנסים לפתור את הבעיה בדרך של ניסוי וטעייה , כיוון שאין לבעיה פתרון אריתמטי

הם מנסים פתרונות לפי פעולות . ומנסים לבדוק אפשרויות שונות לפתרון תוך חיבור לסיטואציה

:כדלקמן, החשבון מן הקל אל הכבד

130 = 5+ 125: ידי פעולת חיבור-על .א

-הם מנסים לפתור את הבעיה על, כשנראה להם שהמספר גבוה מדיי מכדי לציין גילו של אדם .ב

. 120 = 125 − 5: ידי פעולת חיסור

:ידי חילוק-הם מנסים לפתור את הבעיה על, כשנראה להם שגם המספר הזה גבוה מדיי .ג

.תשובה זו נראית להם הגיונית. 25 = 125 : 5

בעיית הסטודנטים והפרופסור 3.4

"בעיית הסטודנטים והפרופסור"דוגמה לבעיה מתמטית ולצורך בתרגומה מהשפה הטבעית היא

)Kaput & Clement, 1979 .(ה זו שחשפה את שגיאת ההיפוך בתרגום נחקרה במחקרים בעי

).1998, וינר-בלודי(והוסברה בדרכים שונות , )Clement 1982; Rosnick, 1981: למשל(שונים

באוניברסיטה זו גדול : " שתייצג את הטענה הבאהP - וSכתבו משוואה בעזרת המשתנים "

- לסימון מספר הסטודנטים ובS -בהשתמשו ". ממספר הפרופסורים6מספר הסטודנטים פי

Pלסימון מספר הפרופסורים .

37% -התברר ש, תלמידי מדעי החברה47 - תלמידי שנה א בהנדסה ול150 -כשנתנו בעיה זו ל

שני שלישים מהשוגים כתבו משוואות הפוכות . ממדעי החברה שגו57% -מתלמידי ההנדסה ו

שבה , העובדה שהשפה הטבעית היא שפה ליניאריתהשגיאה נבעה מ. 6P=S במקום 6S=P: מהסוג

. ולא היחסים בין שמות העצם כמו בשפה המתמטית, סדר המילים הוא הקובע

,Greer(אירלנד , יפן, נורבגיה: למשל, בעיה זו ניתנה בארצות שונות ובאוכלוסיות שונות והתוצאות היו דומות 1

1997.(

Page 7: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

7 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

ידי - הפעולה החשבונית הייתה מיוצגת על Sי "הסטודנטים היו מיוצגים ע: לפי השפה הטבעית

.6S=P ומכאן Pי "ולבסוף הפרופסורים היו מיוצגים ע, פעולת הכפל

המספר שהוקטןבעיית 3.5

דוגמה נוספת לבעיה מתמטית שיש צורך בתרגום מן השפה הטבעית לשפה המתמטית היא בעיית

".המספר שהוקטן"

במכללה זו רבע של מספר : " שתייצג את הטענה הבאהXכתבו משוואה בעזרת המשתנה "

". הם הסטודנטים למתמטיקה5 -הסטודנטים שהוקטן ב

התקבלו שתי , להוראת המתמטיקה במכללה להכשרת מוריםכשבעיה זו ניתנה לסטודנטים

: משוואות

1. (X−5)/4

2. X/4 − 5

ההבדל ביניהן נובע מן העובדה שלמבנה השטח המיוצג . ל הן משוואות נכונות"שתי המשוואות הנ

במשוואה הראשונה הרבע היה . לכל מבנה עומק יש משוואה שונה: בטענה יש שני מבני עומק

ואילו במשוואה השנייה הרבע היה ממספר כל , 5 -ם במכללה שהוקטן בממספר כל הסטודנטי

. 5ורק לאחר מכן הייתה הקטנה של , הסטודנטים במכללה

ההבדל בין השפה הטבעית לבין השפה המתמטית נוצר בשל העובדה שלמבנה השטח בשפה

פתרונות שני, כלומר, המייצגים שתי הבנות שונות של הבעיה, הטבעית יש שני משפטי עומק

.שונים

לקראת הגישור בין השפה הטבעית לשפה המתמטית. 4

פערי המידע בין השפה המתמטית לבין השפה הטבעית חריפים במיוחד בפתרון , כפי שראינו לעיל

הכולל תהליכים קוגניטיביים רבים ובין היתר , פתרון הבעיות הוא מושג מקיף. בעיות מילוליות

ייצוג הוא תחום חשוב בפתרון בעיות ומעט . נוי ייצוג ועיבוד אלגוריתמישי, עיבוד מילולי ותחבירי

לבין ,הקשר בין המידע הפנים טקסטואלי: דהיינו, ידוע על הקשר בין תובנות פנימיות וייצוגים

.המידע החוץ טקסטואלי: דהיינו, מקבילו החיצוני

מתמטית הן ברמה של -וניתיש לחנך לאוריינות לש, כדי לגשר בין השפה הטבעית לשפה המתמטית

מבחינת המוען עליו לדאוג לכך שכל האזכורים בטקסט ייוחסו . המוען והן ברמה של הנמען

ושכל המונחים הבעייתיים יועמקו מבחינה , משמעים-שהמבעים לא יהיו דו, לרפרנטים מתאימים

Page 8: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

8 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

המוען . מקובלעל המוען לגלות התחשבות בנמען באמצעות הפקת מידע זמין ו: לשון אחר. תוכנית

צריך לקחת בחשבון שמשמעו של הטקסט הוא תוצר של יחסי גומלין בין סכימת המוען וכוונותיו

הנחות מדויקות בקשר לידע הנמען וליכולת -ולכן עליו לקבוע קדם, לבין סכימת הנמען והיסקיו

ים ולנבא מסיח, להפיק טקסט מפורש ככל האפשר באמצעות מימוש לשוני לרעיונותיו, הסקתו

). 2000, פולמן(ומכשולים העלולים לפגום בהבנה ולנקוט פעולות למניעתם

שאינם , כדי להפיק את מלוא המשמעות של הטקסט עליו להשלים פערי מידע, אשר לנמען

לקשר אותו קישור פנים , הוא חייב לזהות את המידע בטקסט: לשון אחר. נמצאים בטקסט

. מידע מן המערך ההקשריטקסטואלי וחוץ טקסטואלי ולהוסיף עליו

כלומר ההקשר הנוצר , הקשר סמוך ומילולי: בחקר השיח מבחינים בשלושה מעגלים של הקשר

זהות : הכולל מרכיבים שונים כמו, פרגמטי-הקשר נסיבתי; בתוך היחידות הלשוניות הסמוכות

; )1989, ניר(כוונת המוען והמדיום התקשורתי , זמנה של פעילות הדיבור ומקומה, המוען והנמען

הקשר שהוא , )1991, שראל(הקשר הנוצר בין הטקסט לבין העולם , והקשר עולם השיח

.הסתמכות על הידע הקודם שלנו בתחום המדובר

היחידות . פערי המידע בפתרון בעיות הם בין יחידת הטקסט לבין המבנה המתמטי החבוי בה

אלא הן , לשוני-נים בעולם החוץהלשוניות בטקסט מתפקדות לא רק כסימנים שיש להם מסומ

כך שהמשמעויות שלהן עולות מאופן הארגון של האמצעים , מתקשרות ליסודות אחרים בטקסט

בפתרון בעיות יש לזהות את הזיקות בין המידע הפנים טקסטואלי לבין המידע . הלשוניים בטקסט

.החוץ טקסטואלי וליצור שלמות רעיונית אחת

שפה הטבעית לבין השפה המתמטית יש לפתח את המודעות לפערים כדי לגשר על הפערים בין ה

אלה באמצעות יחסי גומלין משמעותיים בין הלומד לבין הסביבה שלו בהקשר של פעילויות

שכן שפה מתפתחת באמצעות יחסי גומלין משמעותיים בין הפרט לסביבתו בהקשר של , אותנטיות

עילויות האותנטיות מאפשר חינוך לאוריינות ההקשר של הפ). Gee, 1996(פעילויות אותנטיות

שכן האינטרפרטציה של השיח מבוססת על כמות גדולה של אנלוגיה למה , מתמטית-לשונית

).Brown & Yule, 1983(תרבותי שלנו -כלומר מבוססת על הידע הסוציו, שחווינו בעבר

של השפה " הפניםשתי "גישור בין השפה הטבעית והשפה המתמטית מחייב מודל שיקשר בין

הסיטואציה הלשונית מצד אחד והמבנים המופשטים האבסטרקטיים מצד שני: המתמטית

)Greer,1997 .(בדרך של תרגום של : יצירת המודל יכולה להתבצע בשתי דרכים שונות

ובדרך ) (Polya cited in Reusser & Stebler, 1997(הסיטואציה הלשונית למושגים מתמטיים

.Freudenthal, 1991)(יחידת התוכן המתמטי של ארגון של

, כפל וחילוק יוצרים בכוח מודלים עבור סיטואציות לשוניות, חיסור, הוספה: המושגים, לפי גריר

ועל התלמיד להבחין בין המודל לבין הסיטואציה הלשונית ולהעריך אם המודל מתאים פחות או

וך רב רובדי המתבצע בכל רובדי הטקסט תהליך יצירת המשמעות נעשה כתיהל. יותר לסיטואציה

Page 9: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

9 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

האינטראקציה בין סכמות . בכל פעם מתמקד הנמען ברמה אחרת, ברמות שונות של התמקדות

המאמץ הקומוניקטיבי . קוגניטיבי-הקורא לבין סכמות הטקסט מחייבת מאמץ קומוניקטיבי

מחדש תוך מתבטא בזיהוי הסיטואציה הלשונית והמאמץ הקוגניטיבי מתבטא בשחבור הבעיה

יש צורך בחקירת הבעיה בדרכים שונות לשם זיהוי הבעיה לפני .חיבור המודל המתמטי לתוכה

.(Schoennfeld,1980)שניגשים לפתרונה

אנו מציעות במאמר זה מודל בן עשרה שלבים . תהליכית, אפוא, קריאת הטקסט צריכה להיות

).עה בשקף בהמשךסכמת המודל מופי( לפתרון בעיות מילוליות במתמטיקה

:שלבי המודל

קריאת הבעיה .א

פעולת הקריאה בשלב הזה ). bottom-up" (מלמטה למעלה"בשלב הראשון יש לקרוא את הבעיה

תהליך הקריאה הוא תהליך מצטבר מן . היא חשיפת המשמעות כשמיקום המשמעות הוא בטקסט

).טקסטה(ועד היחידה הגדולה ביותר ) המילים(היחידות הקטנות ביותר

הבנת הסיטואציה הלשונית. ב

סיעור "גישוש רב כיווני בדרך של ": החימום"פעולת הקריאה בשלב הזה תכונה במאמר זה שלב

:בשלב זה ישאל הקורא את עצמו את השאלות הבאות). Brain storming" (מוחות

?האם כל המילים ברורות .1

?האם כל המשפטים ברורים .2

?מהן מילות המפתח .3

?ה מובנתהאם השאל .4

?מה היחס שלי לנושא .5

?כיצד אוכל לתאר במילים שלי את הבעיה .6

הבנת הסיטואציה המתמטית. ג

הבעיה המתמטית מורכבת משני . הבנת הסיטואציה המתמטית מחייבת ניתוח הבעיה המתמטית

הנתונים מתייחסים לכל הביטויים שאותם אנו מניחים כקיימים . נתונים ושאלה: סוגים של מידע

הנתונים המפורשים הם אלה . הם יכולים להופיע בצורה מפורשת או בצורה סמויה. ולם הבעיהבע

המשפטים והעובדות , ואילו הנתונים הלא מפורשים הם האקסיומות, המוזכרים בגוף הבעיה

.השאלה היא אותו ביטוי שאותו רוצים למצוא. שבהם אפשר להשתמש בפתרון הבעיה

תמטית קיים צורך לבחון את הנתונים ואת השאלה ולהבין היטב כדי להבין את הסיטואציה המ

.בתרגול ובהמחשה, בהדגמה, אפשר להיעזר במקרה הצורך בפירוק. במה המדובר

, בשלב הראשון ניתן לפרק את הבעיה המתמטית לנתונים גלויים ולנתונים סמויים ולשאלה

, טבלה, הבעיה באמצעות ציורובשלב השני ניתן להדגים את הבעיה במקרים פרטיים ולפרש את

.תרשים או גרף היכולים לעזור לפשט את הבעיה

Page 10: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

10 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

כמו . ואת התנאים הלוגיים מתמטיים של הבעיה, פותר הבעיה צריך לזהות את העובדות הידועות

. כן הוא צריך לנסות לשייך את הבעיה הנידונה לבעיה או בעיות שאת פתרונן הוא מכיר

:מו את השאלות הבאותבשלב זה ישאל הקורא את עצ

?מה בדיוק היא הבעיה .1

?האם כל הנתונים ברורים .2

?אם כן מהם, האם יש נתונים סמויים .3

?האם אני מבין את הקשר בין הנתונים לשאלה .4

?האם יש לי מסגרת מושגית לבעיה .5

?האם הבחנתי בכל תכונותיה של הבעיה .6

התאמת הסיטואציה המתמטית לסיטואציה הלשונית. ד

פעולת הקריאה בשלב זה היא ). top-down" (מלמעלה למטה"ש לקרוא את הבעיה בשלב הזה י

תהליך . כשמיקום המשמעות הוא סכמות הידע של הקורא, החלת סכמות מתמטיות על הטקסט

הקריאה בשלב זה הוא תהליך מצטבר מן החיבור של סכמות הידע במתמטיקה לסכמות של

.הטקסט

נפורמציה המילולית לצורך הפיכתה לתרגיל מתמטי או בשלב זה נזקק הפותר לעיבוד האי

בעיית עיבוד . תוך התמקדות במבנה הסינטקטי ובמבנה הסמנטי של הבעיה, למשוואה אלגברית

האינפורמציה הדרושה לשם פתרון בעיה מילולית היא אחד הקשיים העיקריים בפתרון בעיות

.מילוליות במתמטיקה

:הבאותבשלב זה ישאל הפותר את השאלות

נתונים : למשל(? האם שמות העצם בשאלה מופיעים בה שוב בתוך מחלקה מכלילה יותר .1

").פרות"ואחר כך שואלים על " תפוחים"

אם : למשל(? האם האוגדים המופיעים בשאלה מתייחסים לגדלים מתמטיים שונים זה מזה .2

)?המספר הכופלהוא מה x היא והמכפלה 7 הואמספר מסוים

מילים מסוימות המסייעות כרמז לבחירת , כלומר, בבעיה" ים מילולייםרמז"האם יש .3

? הפעולה החשבונית הדרושה לפתרון הבעיה

האם יש פועל מסוים בבעיה הלקוח מן השפה היומיומית הרומז לסוג הפעולה החשבונית שיש .4

? לבצע

?האם יש מסיחים מילוליים לבעיה .5

Page 11: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

11 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

קסטהתאמת הסכמות של הקורא לסכמות של הט. ה

מידת . בשלב הזה יש ליצור אינטגרציה בין סכמות הקורא לבין סכמות הטקסט המתמטי

הקישוריות בין מרכיבי סכמות הקורא לבין סכמות הטקסט המתמטי קובעת את כוחן של

.הסכמות ואת נגישותן

של הנוצרת ברמה גבוהה , המאופיין ברשת יחסים פנימית יציבה, סכימה היא סוג של ייצוג מנטלי

שבה משתמשים לפרש מאורעות ספציפיים) template(הפשטה או הכללה ומשמשת כתבנית

)Carpenter, 1992; Brown & Yule, 1983 (Hiebert &.

המאפשרת לבעליה לפעול באותם מצבים באופן ) Piaget, 1980(הסכימה היא תבנית של פעולה

אפשר לה להתרחב למצבים חדשים יש לה אופי דינמי המ, ויחד עם זאת, עקבי כמתוך הרגל

)Hershkovitz & Neseher, 1996, 2003.(

, במצב של רכישת סכימה פוגש הלומד מקרים חדשים ופועל עליהם לפי הסכמות הקודמות שלו

אם ההתרחשות תואמת . הלומד מצפה להתרחשות או לתוצאה מסוימת. הקשורות לאותו העניין

ואם לאו חלה הפרה היכולה לגרום לשינוי , ה הקיימת אצלוחלה הרחבה של הסכימ, את ציפיותיו

.הסכימה ולרכישת סכימה חדשה

העלאת רעיונות לפתרון. ו

כך שכל , החל מהמצב הנתון עד למטרה המיוחלת, לפתור בעיה פירושו למצוא סדרה של צעדים

, ירה הולמתהתהליך המוביל לפתרון בעיות קשור בבח. ידי פעולה לוגית-צעד מתקבל מקודמו על

).1990, ארבל(דרך , צעדים, רעיון, חיפוש אחר שיטה, כלומר

קיימות אסטרטגיות . כדי להפוך את החיפוש לשיטתי חייבים להכיר אסטרטגיות לפתרון בעיות

. כלליות וקיימות אסטרטגיות המיוחדות לסוגים של בעיות

באה , מכאן לפי פוליה. התלמידים מקבלים בעיות שדומות לבעיות שפתרו בעבר, בדרך כלל

פי רוב אין קושי לפי פוליה לעלות בעיות שנפתרו -על? המכיר אתה בעיה קרובה לזו שלך: השאלה

.כבר והן קרובות במידת מה לבעיה שלפנינו

: בשלב הזה ישאל הלומד את השאלות הבאות

?האם הבעיה ייחודית .1

?האם נתקלתי בבעיות דומות .2

? הבעיה על סמך הניסיון של העברהאם אפשר לבנות סכימה לפתרון .3

ניפוי הרעיונות . ז

אם הוא באמת עוזר לנו , יש לבדוק כל אחד מהם, לאחר העלאת הרעיונות השונים לפתרון הבעיה

.יש לנפות ולהשאיר רעיונות רלוונטיים בלבד. לפתור את הבעיה

Page 12: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

12 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

בניית מודל מתמטי. ח

כך , עד למטרה המיוחלת) בבעיה(ל מהמצב הנתון הח, לפתור בעיה פירושו למצוא סדרה של צעדים"

). 1990, ארבל)." (המותרת בעולם הבעיה הנתונה(ידי פעולה לוגית -שכל צעד מתקבל מקודמו על

:בשלב הזה ישאל הלומד את השאלות הבאות

?מה אעשה בשלב הראשון כדי לפתור את הבעיה .1

?טי מתאיםהאם אני יודע כיצד לפתור את הבעיה ולבנות מודל מתמ .2

?באיזה מודל מתמטי אשתמש לפתרון הבעיה .3

, הגדרת הבעיה והבנת הסיטואציה שלה: באמצעות פעולה אינטראקטיבית של הפעילויות הבאות

הבנת היחסים והתנאים , בניית מודל מתמטי של היסודות המתמטיים הרלוונטיים בבעיה

סכימה חדשה המציגה את מערכת ידי הלומד-תיבנה על, הכרוכים בבעיה ושימוש במודל המתמטי

.הקשרים שבין הידע הקודם לבין הסכמות של הטקסט המתמטי

מציאת הפתרון. ט

חשוב לבדוק . יש לפתור אותו ולהגיע אל הפתרון המיוחל, לאחר שמצאנו את המודל המתמטי

על כן יש למצוא את כל הפתרונות , ייתכן ויש יותר מפתרון אחד, האם זהו הפתרון היחיד

.אפשריים לבעיהה

:בשלב הזה ישאל הלומד את השאלות הבאות

?האם זהו הפתרון היחיד. 1

?מהם כל הפתרונות האפשריים לבעיה. 2

בקרה . י

, יש לחזור אל הבעיה המקורית, כלומר. יש לבדוק אם פתרון הבעיה אכן מתאים לבעיה עצמה

:לקרוא אותה שוב ולבדוק

?האם הפתרון הוא הגיוני .1

? הפתרון מתאים לסיטואציה הלשוניתהאם .2

?האם הפתרון מתאים לסיטואציה המתמטית .3

?האם המודל המתמטי שבו השתמשתי התאים לבעיה .4אך הפתרון אינו הגיוני , כי פעמים רבות נראה לנו שמצאנו את הפתרון, שלב זה הוא חשוב ביותר

כדאי לבחון את הפתרון . שואז צריך לחזור על כל התהליך מחד, ) אנשים2.2קיבלנו : לדוגמה(

.ולבדוק את כל המהלכים שהובילו מהנתונים אל הפתרון

Page 13: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

13 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

חשיבות הצגת המודל. 5

אלא גם , כדי לחנך לאוריינות מתמטית יש להעניק תשומת לב לא רק לתהליכים האינטואיטיביים

ון אלה ניתנים לשיפור באמצעות תרגול וארג. קוגניטיביים-לתהליכים הקוגניטיביים והמטא

ובאמצעות פיתוח אסטרטגיות , ) Feuerstein & Others 1986; Sternberg, 1985: למשל(מחדש

ביניהן אסטרטגיות המארגנות תהליכים ומיומנויות ) Polya,1954): למשל(של חשיבה כללית

את התהליך " רסן"פיתוח אסטרטגיות חשיבה יאפשר ל. המבטיחות את ביצוען השוטף

וידריך לחשוב על פתרונות , "אוטומטיים"וד המאמץ במציאת פתרונות של מיק2האינטואיטיבי

מהווה " אוטומטיים"נטייה זו לחשוב על פתרונות . אפשריים לפני שיורדים לעומקה של הבעיה

הפתרונות העולים על הדעת משקפים הנחות סמויות המביאות להבנה לא . פעמים רבות מלכודת

טובים , ומוציאים מכלל אפשרות פתרונות אחרים, תנכונה של הבעיה וכתוצאה מכך לטעויו

).(Perkins, 1986יותר

ניסינו להראות כיצד ניתן לגשר על הפערים בין השפה הטבעית לבין השפה המתמטית בפתרון

שבאמצעותו הנמען מעבד את הטקסט עיבוד קוגניטיבי כדי , בעיות במתמטיקה באמצעות מודל

, שלבי-תהליך עיבוד הטקסט המתמטי הוא רב. מונה בושיוכל להפיק ממנו את המשמעות הט

הבנת , הבנת התוכן הגלוי, פיענוח סמלים גרפיים: והוא מחייב ביצוע מספר פעולות קוגניטיביות

המרה למודל מתמטי והתאמה בין הסיטואציה הלשונית והמודל המתמטי , הסיטואציה הלשונית

.המתאים

להימנע מבעיות שאינן מתאימות , לשפה הטבעיתאנו ממליצות לרתום את השפה המתמטית

להסביר לתלמיד את ההבדלים בין השפה הטבעית , משמעיים-להימנע ממבעים דו, למציאות

. למתמטית ואת אפשרות השילוב ביניהן

הנסמך על " עולם טקסט"תהליך יצירת המשמעות לפי המודל המוצע הוא תהליך של יצירת

: אמצעות פעולה אינטראקטיבית מחזורית של המערכות הבאותהוא נוצר ב. הסכמות של הנמען

אלא משתנה בתהליך , המשמעות אינה קבועה. עריכה ושחבור, ניסוח, גיוס סכמות, תכנון

.יצירתה

שהקונטקסט התרבותי והסוציולוגי , הצגת המודל בפני התלמיד חשובה ביותר להבנת העובדה

, ניתוח הקונטקסט התרבותי והסוציולוגי. ושיש להתחשב בהם, חודרים לכיתה במתמטיקה

ובאמצעות , מאפשר לתלמיד להבין את ההיגיון של הבעיה, של הטקסט" המציאות"ניתוח , כלומר

.הבנת ההיגיון של הבעיה ניתן יהיה לפתח נטייה מתמטית אצל ילדים

מתייחס אל אינטואיציות שניוניות כאל , המתאר בספרו שלושה סוגים של אינטואיציות ,Fischbein)1987( פישביין 2

אלו אמיתות הנלמדות והנרכשות על בסיס שיקולים . אינטואיציות המתהוות כתוצאה מתהליך הוראה סיסטמתי

כלומר . ן זמן רב הן נעשות מובנות מאליהןולאחר שמשתמשים בה, מחשבתיים בהסתמכות על נתונים מסוימים

. האימון והתרגול יכולים לשפר את האינטואיציות המקדימות והאמונתיות ולהפוך אותן לאינטואיציות שניוניות

.פיתוח יכולת של פתרון בעיות מילוליות במתמטיקה מחייב אפוא אימון ותרגול רב

Page 14: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

14 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

הן , המודל שאנו מציעות מתאים הן לתלמידים בכיתות הגבוהות של בית הספר היסודי

בבית הספר . למידים בחטיבת הביניים ובחטיבה העליונה והן לסטודנטים המוכשרים להוראהלת

ולכן , היסודי רוב הבעיות המזומנות לתלמידים ניתנות לפתרון נומרי בעל משמעות במציאות

בהמשך לימודיהם בחטיבת הביניים ובחטיבה . חשוב להבין בהן את הסיטואציה הלשונית

וחייבים להשתמש , דים עם בעיות שאינן ניתנות לפתרון נומרי דווקאהעליונה יתמודדו התלמי

.כדי לפתור אותן, באלגברה

עבודה הדרגתית על דרכי פתרון בעיות מילוליות בעזרת סכמות מובנות כבר מהלימוד של הבעיות

.תאפשר לתלמיד להתמודד גם עם בעיות מורכבות יותר, המילוליות הפשוטות

הן בתהליך ההכשרה שלהם והן , ל יעזור גם להכשרתם של סטודנטים להוראההשימוש במוד

-הבנת המודל תאפשר למורה המתחיל להבין שהמודעות המטא. בהתנסות שלהם בהוראה

. הכרחית לפתרון בעיות במתמטיקה, ובמיוחד המודעות התחבירית והמודעות לסמלים, לשונית

ת יכולה להשפיע באופן משמעותי על יכולת דרך ניסוח הבעיה והתאמתה למציאו, זאת ועוד

הוספת מילת מפתח הרומזת על האסטרטגיה המתאימה , למשל-התלמידים לפתור את הבעיה

. או אם הסיפור שבבעיה מכיל סיטואציה או פעולה המוכרת לילד, לפתרון

".תרשים המודל לפתרון בעיה מילולית במתמטיקה: "להלן סקיצה של המודל המופיעה בשקף

Page 15: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

15 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

שקף

תרשים המודל לפתרון בעיה מילולית במתמטיקה

קריאת הבעיה

הבנת הסיטואציה הלשונית

הבנת הסיטואציה המתמטית

ת הסיטואציה התאמ המתמטית

לסיטואציה הלשונית

התאמת הסכמות של הקורא

הטקסט לסכמות של

ניפוי הרעיונות

בניית מודל מתמטי

הפתרון

העלאת רעיונות לפתרון

בקרה

האם : חזרה לבעיה כדי לבדוק?תואמת לאומדן? התשובה הגיונית

?תואמת לסיטואציה הלשונית

Page 16: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

16 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

מהלך הפעילות. ג

שבו מופיעות בעיות שונות , "?מה הבעיה בבעיה"המורים יפתרו את דף הפעילות .1

.3שההתייחסות אליהן היא בסעיף

לצאת לאסטרטגיות השונות לפתרון ניתן , בדיון במליאה, מתוך תשובות המורים המשתלמים .2

.הבעיות תוך כדי גישור בין השפה הטבעית לשפת המתמטיקה

".תרשים המודל לפתרון בעיה מילולית במתמטיקה"המודל יוצג בעזרת השקף .3

.ייערך דיון בשימוש במודל בהוראה עם תלמידים .4

Page 17: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

17 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

דף למשתלמים

?מה הבעיה בבעיה

:הציעו פתרונות שונים לבעיות הבאות אמו הסכימה אבל אמרה שיש לה רק . מרקו ביקש מאמו שחברו יצטרף אליהם לארוחת ערב .1

. אנשים לארוחה6חמישה המבורגרים ויש כרגע

? אנשים6איך הייתם מחלקים את חמשת ההמבורגרים בין

. חיילים היו צריכים אוטובוסים כדי להגיע לאימון1,128. חיילים36אוטובוס צבאי מכיל .2

?ה אוטובוסים הם נזקקולכמ

? בן כמה השומר. כבשים125חמישה כלבים שומרים על .3

באוניברסיטה זו גדול : " שתייצג את הטענה הבאהP - וSכתבו משוואה בעזרת המשתנים .4

לסימון מספר הסטודנטים S -השתמשו ב". ממספר הפרופסורים6מספר הסטודנטים פי

. לסימון מספר הפרופסוריםP -וב

במכללה זו רבע של מספר : " שתייצג את הטענה הבאהXכתבו משוואה בעזרת המשתנה .5

". הם הסטודנטים למתמטיקה5 -הסטודנטים שהוקטן ב

Page 18: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

18 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

ביבליוגרפיה

.האוניברסיטה הפתוחה, אביב-אוניברסיטת תל. אסטרטגיות לפתרון בעיות). 1990(' ב, ארבל

. אלגברית אצל תלמידי מכינה אוניברסיטאיתבעיות בהבנת השפה ה ).1998(' ח, וינר-בלודי

.האוניברסיטה העברית ירושלים". דוקטור לפילוסופיה"חיבור לשם קבלת

-30, הספרות. וח השיחנית: מבנה המבע של ידיעה בעיתון יומי). 1981(' ר, ניר', ש, קולקה-בלום

31 ,58-69 .

: אינטרנציונל, טיים לייף. lifeעית המדההספריי. מתמטיקה). 1970(, ברגמיני והעורכים של לייף

.הולנד

.61-77, 20, שית"בלשנות עברית חפ. בין חקר השיח לחקר הסגנון). ג"תשמ(' ר, לנדאו

. פוזנר ובניו: ירושלים.לשון מדיום ומסר). 1984(' ר, ניר

האוניברסיטה : אביב-תל. 8יחידה , סמנטיקה עברית משמעות ותקשורת). 1989(' ר, ניר

.חההפתו

כתב עת : עיונים בחינוך. במתמטיקה מילוליותשלושה מרכיבי קושי של שאלה ).1976(' פ,נשר

.אוניברסיטת חיפה, בית ספר לחינוך .10, לעיון ולמחקר בחינוך

: בתוך. באריתמטיקהם הקשורים בפתרון בעיות מילוליותיתהליכים קוגניטיבי. )1983( ' פ,נשר

הוצאת : ירושלים.)425-407' עמ(בין חינוך לפסיכולוגיה ,]עורכים[לסט ', ניסן וא', מ

. האוניברסיטה העברית-מאגנס

, ראה מקור באנגלית, תרגום מאנגלית. (אוצר המורה: אביב-תל? כיצד פותרין). 1961(' ג, ּפוליה

1954.(

. ניתוח השיח תקשורתיים של-היבטים הכרתיים: הפקת משמעות מטקסט). 2000(' ש, פולמן

.אביב-אוניברסיטת תל: אביב-לת

עיונים , ]עורכים[ניר ' רטובין ו', י, קולקה-בלום', ש: בתוך. חקר השיח-מבוא ). ב"תשמ(' ח, רבין

. אקדמון: ירושלים.)1-15' עמ (בחקר השיח

.עם-אור: אביב-תל. מבוא לניתוח השיח). 1991(' צ, שראל

-תל. היבטים פסיכולוגיים בהוראת המתמטיקה). 2000(' ר, קלייןו 'פ, צמיר', א, ברש', ד, תירוש

.ת"מכון מופ: אביב

Anderson, J.A.(1980).Cognitive Psychology and its Implications. San Francisco: W.

H. Freeman and Company.

Page 19: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

19 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

Baruk, S. (1989). Wie alt ist Kapitan? (How Old Is the Capitan? About the Error in

Mathematics). Basel: Birkhauser.

Brown, G., & Yule, G. (1983). Discourse Analysis. Cambridge University Press.

Clement, J. (1982). Algebra Word Problem Solution: Thought Processes Underlying a

Common Misconception. Journal for Research in Mathematics Education,

13(1), 16-30.

Dijk Van, T.A. (1980). Macrostructures: An Interdisciplinary Study of Global

Structures in Discourse. New-Jersy: Erlbaum.

Dijk Van, T.A. (1981). Studies in the Pragmatics of Discourse. The Netherlands:

Mouton.

Eugene, G. J. (1998). Linking the National Assessment of Educational Progress

(NAEP) and The Third International Mathematics and Science Study (TIMSS):

A Technical Report, (pp.98-499). U.S. Department of Education Office of

Educational Research and Improvement NCES.

Feuerstein, R., Hoffman, M.B., Rand, Y., Jensen, M.R., Tzuriel, D., & Hoffman, D.B.

(1986). Learning to learn: Mediated learning experiences and instrumental

enrichment. Journal for Special Services in Schools, 3(1-2), 49-82.

Freudenthal, H. (1991). Revising Mathematics Education. Dordrecht: Kluwer.

Fischbein, E. (1987). Intuition in Science and Mathematics: An Educational

Approach. Dordrecht, Holland: Reidel Pub.

Gee, J.P.(1996). Discourse Analysis: Status, Solidarity and Social Identity. In: J.P.

Gee (Ed.), Social Linguistics and Literacy: Ideology in Discourse, (pp. 90-

112). Bristol, PA: Taylor & Francis.

Page 20: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

20 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

Greer, B. (1997). Modeling Reality in the Mathematics Classroom: The Case of Word

Problems. Learning and Instruction, 7, 293-307.

Gravermeijer, K. (1997). Solving word problems: A case of modeling? Learning and

Instruction, 7(4), 389-397.

Halliday, M.A.K., & Hassan, R. (1976). Cohesion in English. London: Longman.

Hershkovitz, S., & Nesher, P. (1996). The Role of Schemes in Designing

Computerized Environments. Educational Studies in Mathematics, 30, 339-366.

Hershkovitz, S., & Nesher, P. (2003). The Role of Schemes in Solving Word

Problems. The Mathematics Educator, 7(2), 1-24.

Hiebert, J., & Carpenter, T.P. (1992). Learning and Teaching with Understanding. In:

D.A. Grouns (Ed.), Handbook of research on Mathematics Teaching and

Learning, (pp.65-92). New York: Mcmillan.

Kane, R.B. (1970). The Readability of Mathematics Textbooks Revisited. The

Mathematics Teacher, 63, 579-581.

Kaput, J. J., & Clement, J. (1979). Letter to the editor of JCMB. Journal of Children's

Mathematical Behavior, 2, 208.

Kintsch, W. (1986). Learning from text. Cognitive and Instruction, 3(2), 87-108.

Lester, F.K. (1978). Mathematical Problem Solving in the Elementary School: Some

Educational and Psychological Considerations. In: L. L. Hatfield, & D. A.

Bradbard (Eds.), Mathematical Problem Solving: Papers from a research

workshop. Columbus, Ohio: ERIC/SMET (ERIC Document Reproduction

Service No. ED156446).

MacGregor, M., & Price E. (1999). An Exploration of Aspects of Language

Proficiency and Algebra Learning. Journal for Research in Mathematics

Education, 30(4), 449-467.

Page 21: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

21 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

Nesher, P., Greeno J.G., & Riley, M.S. (1982). The Development of Semantic

Categories for Addition and Subtraction. Educational Studies in Mathematics,

13, 373-394.

Nesher, P., & Katriel, T. (1977). A Semantic Analysis of addition and Subtraction

word problem in arithmetic. Educational Studies in Mathematics, 8, 251-269.

Nesher, P. (1988). Multiplicative School Word Problems: Theoretical Approaches and

Empirical Findings. In: J. Hiebert, & M. Behr (Eds.), Number Concepts and

Operations in the Middle Grades, (pp. 19-41). NJ: Lawrence Erlbaum

Association.

Piaget, J. (1980). Experiments in Contradiction. Chicago and London: University of

Chicago Press.

Perkins, D. (1986). Thinking Frames. Educational Leadership, (May), 4-10.

Polya, G. (1954). How to Solve it? Princeton University Press.

Reusser, K., & Stebler,R. (1997). Every word problem has a - solution - the social

rationallity of mathematical modeling in school. Learning and Instruction, 7,

309-327.

Rosnick, P. (1981). Some Misconceptions Concerning the Concept of Variable. Are

You Careful about Defining your Variables? Mathematics Teacher, 74(6), 418-

420, continue p. 450.

Schoennfeld, A. H. (1980). Teaching Problem-Solving Skills. American Mathematical

Monthly, 87, 794-805.

Page 22: תוילולימ תויעב ןורתפל יכילהת לדומymath.haifa.ac.il/images/stories/part3/moreymorim/hitmakzeut/materials/integers/...הטויט תמדקתמ הלודומ

מודולה מתקדמת טיוטה�המספרים השלמים : יסודייםס ה"התמקצעות מורי המתמטיקה בבתיה

22 אילני. ב, מרגולין. ב מודל תהליכי לפתרון בעיות מילוליות

Silver, E. A., Shapiro, L. J., & Deutsch, A. (1993). Sense Making and the Solution of

Division Problems Involving Remainders: An Examination of Middle School

Student's Solution Processes and their Interpretation of Solution. Journal for

Research in Mathematics Education, 24, 117-135.

Sternberg, R. J. (1985). Beyond IQ. New York: Cambridge University Press.

Widdowson, H.G. (1979). Rules and Procedures in Discourse Analysis. In: H.

Widdowson (Ed.), Explorations in Applied Linguistics (pp.141-149). Oxford:

University Press.