מושגים בגיאומטריה- טרפז

בפעילות זו, ניצור טרפזים בעזרת מרובע דינמי. נבדוק האם המרובעים שיצרנו הינם טרפזים על ידי תכונות הטרפז ובעזרת הצגת אזורי התשובות האפשריות. בעקבות ההתנסות, נאפיין סוגים שונים של טרפזים.

קישור לכיתת התנסות

מתאימה לבית ספר יסודי. 

מתאים לסלולר בתצוגה רוחבית

בבית ספר היסודי הטרפז מוגדר כמרובע שיש לו זוג אחד בלבד של צלעות מקבילות. בהקשר לצלעות הטרפז אנו מבחינים בין בסיסים לבין שוקיים: בסיסים – שתי הצלעות המקבילות. שוקיים- שתי הצלעות האחרות (כלומר: הצלעות הנגדיות שאינן מקבילות).

על פי תכנית הלימודים במתמטיקה, נושא מרובעים וכחלק ממנו גם הטרפז נלמד בכיתה ג' ואילך. תלמידים נחשפים למרובעים כגון: ריבוע, מלבן, מקבילית, מעוין, טרפז, דלתון. בנוסף, הם לומדים על תכונות המרובעים בהקשר של צלעות שוות, מאונכות ומקבילות. תלמידים מתנסים בזיהוי, סרטוט ומדידות שטח והיקף. בכיתה ה' התלמידים עוסקים בשנית בנושא משפחת המרובעים בהקשר של ניתוח תכונות, מיון מרובעים וקשרי הכלה ביניהם.

למידת הנושאים הללו מלווה באתגרים שונים: בגילאי בית הספר היסודי התפיסה הויזואלית חזקה מאוד, תלמידים נוטים לאמץ את דוגמת האבטיפוס של הטרפז ועל פיה להחליט האם מרובע כלשהו "נראה כמו" טרפז או לא.

גם תלמידים השולטים בהגדרת הטרפז באופן פורמלי עלולים להתעלם מהגדרת הטרפז ולשפוט באופן ויזואלי. בנוסף, התפיסה הויזואלית גורמת לילדים ליצור טרפזים הקרובים לדוגמת האבטיפוס (הטרפז מוצב במישור באופן כזה שהבסיסים אופקיים), הם עלולים ליצור מרובעים המזכירים להם טרפז אך אינם מקיימים את הגדרת הטרפז ולהתקשות לסרטט או לזהות טרפז במנח שאינו אופקי וכן טרפזים מיוחדים כמו טרפז ישר זויות. 

על התלמיד לגרור את קודקוד A, ליצור טרפזים שונים ולעמוד על ההבדלים או המשותף בניהם. במהלך הפעילות, התלמיד מתנסה ביצירת מגוון דוגמאות למושג טרפז, בזיהוי תכונות הטרפז וביצוע הכללות. בהמשך, הוא יכול לבחון את מרחב התשובות שהשיב, ביחס למרחב התשובות העונות לתנאי המשימה ואלו שאינן עונות על תנאים אלו.

כדי לעודד את הילדים להתנסות ביישומון ולעורר דיון בתכנים העולים ממנו, אפשר לשאול:

  • האם קיימות תשובות אפשריות נוספות מעבר לטרפזים שיצרתם?
  • מה נחשב תשובה נכונה? מה נחשב כתשובה לא נכונה?
  • כמה סוגים שונים של טרפזים הצלחת ליצור? מה ההבדלים ביניהם?

תשובות אפשריות לשאלות אלו הן הדגמה של טרפזים שונים כולל טרפזים "קיצוניים" ובעלי מנח שאינו אופקי. נשתמש בהגדרת הטרפז כדי להחליט מהם התשובות מתאימות ומהם תשובות לא מתאימות. כל מרובע בעל זוג אחד בלבד של צלעות מקבילות הוא טרפז ולכן יחשב כתשובה מתאימה, מרובע שאין לו זוג צלעות מקבילות או לחלופין יש לו שתי זוגות של צלעות מקבילות אינו עונה על הגדרת הטרפז ולכן לא יחשב כתשובה מתאימה. יש המגדירים את הטרפז בהגדרה רחבה יותר אך בבית הספר היסודי אנו משתמשים בהגדרה המצומצמת הנתונה במשימה.

לאחר שהתלמידים מסיימים להתנסות ביישומון, הם יכולים לצפות בכלל התשובות שהשיבו, בעזרת לחיצה על הלחצן "צפייה במשוב".

במצב זה, מופיעים לצד סרטוט הטרפז לחצני בחירה המציגים את איזורי התשובות לפי סוגי המרובעים. האיזורים ששמותיהם צבועים בירוק, הינם איזורים העונים לתנאי המשימה. אלו הצבועים באדום, מציינים מרובעים מיוחדים מתוך איזורים רחבים יותר של מרובעים כלליים, אשר אינם עונים על תנאי המשימה.

לחצני הבחירה העונים על תנאי המשימה מאפשרים לבדוק מהו האיזור בו המרובע שנוצר הוא טרפז. אזור זה הינו אזור הקווים המקבילים לבסיסי הטרפז.

לחצנים אלו הם:

  • ABCD טרפז, AB מקביל ל CD – בכל נקודה שבה נמקם את קודקוד A על הישר הירוק המקביל לצלע CD יתקבל טרפז. צלע AB מקבילה לצלע CD ולכן נוצר טרפז ש AB וCD- הם בסיסיו (איור 6).
  • ABCD טרפז, AD מקביל ל BC – בכל נקודה שבה נמקם את קודקוד A על הישר הירוק המקביל לצלע BC יתקבל טרפז. צלע AD מקבילה לצלע BC ולכן נוצר טרפז ש AD וBC הם בסיסיו (איור 7).
  •  

    באיזור המרובעים אשר עונים על תנאי המשימה, מספר מקרים מיוחדים. ניתן ליצור טרפזים מיוחדים כמו טרפז שווה שוקיים וטרפז ישר זווית. אזורי התשובות המעניינות מסומנות בעיגול. מרכז העיגול מסמן את התשובה המדויקת, השטח שמסביב נותן אפשרות לקבל תשובות בעלות סטייה קטנה מהמבוקש. איזורים אלו הם:

    • ABCD טרפז ישר זווית, הזווית BAD שווה לתשעים מעלות – ישנן שתי אפשרויות ליצור טרפזים בהם הזווית BAD שווה לתשעים מעלות. אפשרות אחת היא למקם את קודקוד A על הישר הירוק המקביל לצלע BD (איור 8). אפשרות שניה היא למקם את קודקוד A על הישר הירוק המקביל לצלע CD (איור 9).
  • המקרים בהם ניתן ליצור טרפזים שווי שוקיים:

    • ABCD טרפז שווה שוקיים, AB=CD – אפשרות ראשונה ליצור טרפז שווה שוקיים היא למקם את קודקוד A על הישר הירוק המקביל לBC, כך ששוקי הטרפז CD ו- AB יהיו שווים באורכם (איור 10).
    • ABCD טרפז שווה שוקיים, BC=AD – אפשרות שניה ליצור טרפז שווה שוקיים היא למקם את קודקוד A על הישר הירוק המקביל לצלע CD כך ששוקי הטרפז BC ו- AD יהיו שווים באורכם (איור 11).

הערכה כוללנית של הכיתה על ידי המורה:

המורה יכול להעריך את תשובות התלמידים בשתי דרכים:

  • הערכה יחידנית – הערכה של תלמיד יחיד על ידי המורה
  • הערכה כיתתית – הערכה של כלל הכיתה

משימה זו מזמנת הגשת מספר רב של טרפזים ומתוכם המורה יכול ללמוד על תפיסת המושג "טרפז" עבור תלמיד יחיד או עבור כל הכיתה.

הערכה יחידנית:

מקבץ התשובות של תלמיד יחיד מופיעות כמקבץ של נקודות כחולות. הצגת התשובות של תלמיד אחד מאפשרת למורה להכיר את התפיסות של התלמיד ולתמוך בו על פי הצורך.

בדוגמה שבאיור 15 ניתן לראות את תשובותיו של תלמיד המסומנות כנקודות כחולות על גבי היישומון, כל נקודה מסמנת מיקום של קודקוד A שהגיש התלמיד. תלמיד זה הגיש דוגמאות לטרפז, ניתן לראות שכלל הנקודות נמצאות באזור התשובות הלא נכונות (איור 16). מקבץ הנקודות יכול להעיד שהתלמיד יצר דוגמה שלדעתו נראית כטרפז (תפיסה ויזואלית) ואז ניסה ליצור דוגמאות הקרובות אליה. חלק מהדוגמאות קרובות לישר המקביל לצלע CD  אך רובן רחוקות יותר.

הערכת תשובותיהם של כלל תלמידי הכיתה:

הערכה הכוללת את כל התשובות של תלמידי הכיתה מאפשרת למורה לקבל תמונה עדכנית על תפיסת המושג טרפז, ועל מאפייני התפיסות השגויות שלהם. הנקודות שמופיעות על הישרים הירוקים מציגות את מספר הדוגמאות של טרפזים שהוגשו.

הדיון והתייחסות המורה לתשובות התלמידים הינה גורם מכריע בגיבוש נורמות כיתתיות בביצוע משימות אלו. כדי ליצור שטף של תשובות וגמישות מחשבתית יש לעודד את התלמידים להגיש תשובות מגוונות הכוללות מקרים מיוחדים ולא להסתפק בדוגמת האבטיפוס הרגילה.

סוגיות שניתן להתייחס אליהם בדיון כיתתי:

  1. אזורים של הטרפזים המיוחדים

יש לשים לב האם יש שם ריכוז גדול יותר של נקודות או שלא הוגשו דוגמאות של טרפזים מיוחדים. הנקודות שאינן מופיעות על הישרים הירוקים מציגות את מספר הדוגמאות שהוגשו שאינן טרפזים. בנוסף יש לשים לב האם הוגשו דוגמאות של מקבילית. כדאי לעודד יצירת דוגמאות של טרפזים "מתוחים", גדולים ושונים מהמקובל (כמובן שיש לבחון כל טרפז ע"פ הגדרת הטרפז). דוגמאות אלו מאפשרות לתלמידים לפתח שטף של דוגמאות וגמישות מחשבתית.

  1. רוב הדוגמאות מרוכזות סביב איזור מסוים

הנטייה הראשונית היא להגיע את הדוגמה הנוחה והקלה ביותר, כיוון שהמשימה דורשת 10 דוגמאות אז התלמיד צריך להתאמץ ולחפש דוגמאות נוספות. ישנם תלמידים גוררים מעט את הקודקוד כדי ליצור 10 דוגמאות ואינם מחפשים דוגמאות שונות מהותית.