Sử dụng phần mềm cabri II plus trong dạy học lượng giác ở trung học phổ thông theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh

Sử dụng phần mềm Cabri II Plus trong dạy học lượng giác ở trung học phổ thông theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh Lê Thị Xuân Trường Đại học Giáo dục Luận văn ThS ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học; Mã số: 60 14 10 Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Chí Thành Năm bảo vệ: 2008 Abstract: Nghiên cứu cơ sở lý luận và phân tích định hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là hoạt động hóa người học, phân tích các vấn đề liên quan đến tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh. Từ đó tiến hành phân tích chương trình SGK hiện hành để tìm ra những khó khăn mà học sinh có thể gặp phải khi hoc tập lượng giác, phân tích các đặc điểm của phần mềm Cabri II plus để tạo ra một môi trường học tập tương tác. Đồng thời đề xuất các giả thuyết về sử dụng phần mềm Cabri II plus hỗ trợ giảng dạy lượng giác, tiến hành phân tích các kết của thực nghiệm để kiểm chứng các giải thuyết. Keywords: Lượng giác, Phương pháp dạy học, Phần mềm Cabri II Plus, Trường trung học phổ thông Content MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nhà trường phổ thông của chúng ta đang tiến hành đổi mới PPDH. Mục đích của đổi mới là yêu cầu sản phẩm giáo dục tạo ra phải là những con người có nhân cách, sáng tạo, năng động, tự lập, tự chủ trong việc giải quyết các tình huống thực tế của đời sống. Thực hiện chủ trương đổi mới đó, ở tất cả các môn học người ta đều cố gắng tìm ra những PPDH có thể phát huy hết khả năng tiềm tàng của người học và đạt được mục tiêu dạy học ở cấp độ cao nhất. Khi lựa chọn đề tài nghiên cứu này, tác giả đã ý thức được ý nghĩa về mặt khoa học và cả ý nghĩa về mặt thực tiễn của vấn đề. Lý do lựa chọn đề tài tựu chung ở năm lý do cơ bản sau: - Vấn đề đổi mới PPDH là vấn đề được quan tâm hàng đầu của ngành giáo dục, được thể hiện qua Nghị quyết TW 4 khóa 4 (năm 1993) và Nghị quyết TW 2 khóa 8 (năm 1997). Điều 5 khoản 2 chương I Luật Giáo dục 2005 cũng qui định “phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học”. - Thực hiện chủ trương đổi mới, trong năm 2005 Bộ Giáo dục và Đào tạo vừa ban hành chương trình, SGK mới với rất nhiều hoạt động học tập của HS, đòi hỏi PPDH phải thay đổi cho phù hợp. - Dạy học Lượng giác ở THPT hiện nay đang gặp khó khăn trong việc truyền tải đến HS các khái niệm Lượng giác, giữa khối lượng lớn kiến thức cần lĩnh hội và thời gian học tập hạn chế, HS không có hứng thú trong việc học Lượng giác vì chưa thấy hết ý nghĩa của môn Lượng giác, ngại phải học nhiều công thức. - Phần mềm Cabri II Plus đã được nghiên cứu ứng dụng trong dạy học hình học, đại số và giải tích nhưng chưa có công trình nào đặt vấn đề nghiên cứu sử dụng Cabri II Plus trong dạy học Lượng giác ở THPT. Khi sử dụng Cabri II Plus trong dạy học Lượng giác ở THPT thì có nhiều vấn đề cần giải quyết như sử dụng thế nào để phát huy được tính tích cực của HS, các phương pháp, hình thức tổ chức dạy học tương ứng phải như thế nào? Do đó, đòi hỏi phải có một công trình nghiên cứu đầy đủ, nghiêm túc để làm sáng tỏ tất cả những vấn đề trên. 2. Lịch sử nghiên cứu Lượng giác luôn là phần kiến thức không thể thiếu trong chương trình toán phổ thông. Trong những năm 80, Lượng giác là một môn học riêng, tương đương với các môn học như Đại số, Hình học. Từ năm 90 trở lại đây, qua ba lần cải cách chương trình, phần Lượng giác vẫn chiếm hai chương, với thời lượng gần tương đương với một học kì trong ba năm ở THPT. Do vị trí quan trọng của môn Lượng giác, đã có nhiều bài báo, công trình nghiên cứu về việc giảng dạy lượng giác nhằm phát huy tính tích cực của HS. Từ năm 1996, sau khi Bộ Giáo dục và Đào tạo tiến hành sửa đổi chương trình và SGK phổ thông, Doãn Minh Cường [5] đề ra “một phương án vận dụng quan điểm hoạt động vào dạy học giải phương trình lượng giác”. Trong công trình này, tác giả thống kê những sai lầm thường gặp của HS khi giải phương trình lượng giác, tìm ra cấu trúc hoạt động dạy học giải phương trình lượng giác. Năm 1997 tác giả này lại có một bài báo bàn về cách nhận dạng trong hoạt động dạy học giải phương trình lượng giác, đề cập đến việc phân dạng phương trình lượng giác tổng quát. Tiếp theo là một loạt các bài báo và công trình nghiên cứu về chủ đề giải phương trình lượng giác, ví dụ: “Giải bài tập Lượng giác theo hướng phát huy tính tích cực sáng tạo của HS THPT”- Tạp chí Nghiên cứu Giáo dục số 7, năm 1998-Nguyễn Thị Hương Trang. “Lựa chọn và sử dụng hệ thống bài tập phương trình lượng giác có phân bậc nhằm phát huy tính tích cực học tập của HS”-Luận văn Thạc sĩ Giáo dục năm 2000, Viện Khoa học giáo dục-Nguyễn Văn Kiên. “Một số căn cứ để phân bậc hoạt động giải phương trình lượng giác ở lớp 11 THPT nhằm phát huy tính tích cực học tập của HS”-Tạp chí Giáo dục, số 2 năm 2002-Cao Thị Hà. Chúng tôi nhận thấy tất cả các công trình nghiên cứu trên tuy đã có những đóng góp quan trọng trong nghiên cứu và trong dạy học lượng giác nhưng mới chỉ đề cập đến vấn đề giải bài tập lượng giác chứ chưa xem xét kĩ đến việc giảng dạy lý thuyết lượng giác. Cabri II Plus là một phần mềm hình học động, ra đời vào năm 1985 tại Pháp, được giới thiệu trong nhà trường phổ thông Việt Nam từ năm 2000 và đã được đánh giá cao trong dạy học. Phần mềm đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo tiến hành sử dụng thí điểm tại một số trường THPT, như THPT Chu Văn An (Hà Nội), Quốc học Huế. Hiện nay Cabri II Plus đã được đưa vào chương trình đào tạo GV của Bộ. Việc nghiên cứu sử dụng phần mềm này một cách khoa học và có hệ thống cũng chỉ mới bắt đầu trong thời gian gần đây. Năm 2006 Trịnh Thanh Hải [6] đã nghiên cứu sử dụng phần mềm Cabri II Plus trong dạy học Hình học lớp 7 theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của HS. Tuy nhiên công trình này chưa nhấn mạnh tính tương tác của Cabri II Plus. Năm 2007, Nguyễn Chí Thành [20] đã vận dụng quan điểm của Laborde (tác giả phần mềm Cabri) đề cập đến việc tạo ra một môi trường tương tác giữa Cabri II Plus và HS, chứng minh tác dụng tích cực hóa hoạt động học tập học tập của HS của Cabri II Plus. Tiếp theo [6], có một số khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Khoa Sư phạm, Đại học Quốc gia Hà Nội cũng đã đề cập đến việc sử dụng phần mềm này trong giảng dạy hình học ở THPT. Ví dụ khóa luận tốt nghiệp năm 2007 của Trịnh Thị Thanh Thùy đã bàn về việc sử dụng phần mềm Cabri 2D trong dạy khái niệm phép quay ở lớp 11 THPT. Không chỉ ứng dụng trong hình học, một số khóa luận tốt nghiệp khác cũng nghiên cứu sử dụng phần mềm Cabri II Plus trong các nội dung dạy học khác như giải toán cực trị (sinh viên Lê Thị Hà Thu), dạy học khái niệm giới hạn ở Đại số 11 (sinh viên Nguyễn Thị Vân). Các giáo viên THPT cũng rất hào hứng trong việc tìm hiểu những ứng dụng của Cabri II Plus trong dạy học Toán. Điển hình là thầy giáo Phạm Thanh Phương ở trường THPT Dương Bạch Mai, Bà Rịa-Vũng Tàu đã tự mình nghiên cứu và tìm ra các ứng dụng của phần mềm này trong dạy học các đường conic, khảo sát và vẽ đồ thị cùng với một số mô hình mô phỏng lại các mô hình dạy học trực quan trong SGK. Sau khi tiến hành nghiên cứu lịch sử vấn đề, chúng tôi nhận thấy việc nghiên cứu dạy học lượng giác theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của HS đã được tiến hành từ lâu và đã có những thành tựu nhất định. Tuy nhiên, các tác giả chỉ chú trọng đến việc giải bài tập chứ chưa chú ý đến việc giảng dạy lý thuyết, nhất là dạy học khái niệm lượng giác. Còn việc nghiên cứu sử dụng phần mềm Cabri II Plus trong dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS thì mới chỉ bắt đầu hình thành. Các nghiên cứu đã đề cập đến việc ứng dụng Cabri II Plus trong nhiều nội dung dạy học như hình học, đại số, giải tích nhưng chưa thấy đề cập đến việc ứng dụng trong giảng dạy lượng giác ở THPT để tích cực hóa hoạt động học tập của HS. Vì vậy, với mong muốn tìm ra một PPDH lượng giác hiệu quả, chúng tôi đã lựa chọn đề tài “Sử dụng phần mềm Cabri II Plus trong dạy học lượng giác ở trung học phổ thông theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh”. 3. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận về định hướng đổi mới PPDH, tích cực hóa hoạt động học tập của HS trong học tập môn Toán. - Nghiên cứu thực tiễn dạy học lượng giác ở THPT, phân tích chương trình, SGK, đề ra giả thuyết liên quan đến những khó khăn trong dạy học lượng giác hiện nay. - Xác định phương pháp sử dụng phần mềm Cabri II Plus trong dạy học lượng giác ở THPT. - Xây dựng thực nghiệm sư phạm kiểm chứng các giả thuyết. 4. Câu hỏi nghiên cứu Thực tế dạy học lượng giác trong trường THPT hiện nay đang gặp phải những khó khăn gì? Sử dụng phần mềm Cabri II Plus để giải quyết những khó khăn trong việc dạy học các khái niệm lượng giác ở THPT hiện nay như thế nào? 5. Khách thể nghiên cứu và đối tượng khảo sát 5.1 Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học khái niệm lượng giác ở THPT. 5.2 Đối tượng khảo sát Học sinh lớp 10 và lớp 11 ở các trường THPT. 5.3 Mẫu khảo sát HS lớp 10A5 và lớp 11A14 trường THPT Hàn Thuyên, Bắc Ninh. 6. Phạm vi nghiên cứu Do hạn chế về thời gian nên chúng tôi thu hẹp phạm vi nghiên cứu: chỉ nghiên cứu sử dụng Cabri II Plus vào dạy học các khái niệm lượng giác trong SGK chương trình cơ bản năm 2005. 7. Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức các hoạt động dạy học Lượng giác ở THPT trên cơ sở sử dụng phần mềm Cabri II Plus theo những phương pháp nêu ra trong luận văn thì sẽ phát huy được tính tích cực của HS và đạt hiệu quả cao trong học tập. Giả thuyết này sẽ được chúng tôi triển khai cụ thể trong luận văn. 8. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu, phân tích các tài liệu về tích cực hóa HĐ học tập của HS, chương trình SGK lượng giác ở THPT và các tài liệu liên quan. - Phương pháp phỏng vấn: Phỏng vấn một số thầy cô giáo dạy giỏi ở Hà Nội và Hải Phòng để tìm ra những khó khăn trong dạy học lượng giác ở THPT hiện nay. - Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến các chuyên gia về tin học để tìm hiểu phần mềm Cabri II Plus. - Phương pháp thực nghiệm giáo dục: Thực nghiệm đối chứng hai quá trình dạy học Lượng giác ở THPT, giữa một bên có sử dụng Cabri II Plus theo phương pháp trình bày trong luận văn và một bên dạy học theo phương pháp truyền thống. - Phương pháp phân tích thống kê: Sử dụng thống kê để kiểm định các giả thiết của thực nghiệm, phân tích kết quả thực nghiệm 9. Những đóng góp của luận văn  Hệ thống lại lý thuyết để chứng tỏ và phân tích định hướng đổi mới PPDH hiện nay;  Tìm ra những khó khăn mà HS có thể gặp phải khi học tập lượng giác, đề xuất bốn giả thuyết về sử dụng phần mềm Cabri II Plus hỗ trợ giảng dạy lượng giác;  Thiết kế được 32 ví dụ cụ thể minh họa việc sử dụng phần mềm Cabri II Plus trong dạy học lượng giác, thực hiện 2 tiết dạy thực nghiệm, phân tích kết quả thực nghiệm để kiểm chứng các giả thuyết;  Có thể là tài liệu tham khảo cho GV trong quá trình dạy học lượng giác. 10. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn được trình bày trong ba chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2: Phân tích chương trình và sách giáo khoa THPT năm 2005 phần lượng giác Chương 3: Xây dựng một số tình huống dạy học điển hình và thực nghiệm sư phạm References A- TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT 1. Bộ Giáo dục và Đào tạo. Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình sách giáo khoa lớp 10 THPT môn Toán. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006. 2. Bộ Giáo dục và Đào tạo. Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình sách giáo khoa lớp 11 THPT môn Toán. Nhà xuất bản Giáo dục, 2007. 3. Bộ Giáo dục và đào tạo. Chương trình giáo dục phổ thông cấp THPT (Ban hành kèm theo quyết định số 16/2006/QĐ-BGD ĐT ngày 05/05/2006 của Bộ trưởng Bộ GD-ĐT). Nhà xuất bản Giáo dục, 2006. 4. Nguyễn Hữu Châu. Những vấn đề cơ bản về chương trình và quá trình dạy học. Nhà xuất bản Giáo dục, 2005. 5. Doãn Minh Cường. Một phương án vận dụng quan điểm hoạt động vào dạy học phương trình lượng giác cho HS lớp 11 PTTH. Luận văn Thạc sỹ Khoa học Toán học. Trường Đại học Sư phạm Hà nội, 1996. 6. Trịnh Thanh Hải. Ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học Hình học lớp 7 theo hướng tích cực hoá hoạt động học tập của học sinh. Luận án Tiến sỹ Giáo dục học. Trường Đại học Sư phạm Hà nội, 2006. 7. Trần Văn Hạo (Tổng chủ biên), Vũ Tuấn (Chủ biên), Đào Ngọc Nam, Lê Văn Tiến, Vũ Viết Yên. Đại số và Giải tích 11 - Sách giáo viên. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006. 8. Trần Văn Hạo (Tổng Chủ biên), Vũ Tuấn (Chủ biên), Đào Ngọc Nam, Lê Văn Tiến, Vũ Viết Yên. Đại số và Giải tích 11. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006. 9. Trần Văn Hạo (Tổng chủ biên), Vũ Tuấn (Chủ biên), Doãn Minh Cường, Đỗ Mạnh Hùng, Nguyễn Tiến Tài. Đại số 10. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006. 10. Trần Văn Hạo (Tổng chủ biên), Vũ Tuấn (Chủ biên), Doãn Minh Cường, Đỗ Mạnh Hùng, Nguyễn Tiến Tài. Đại số 10 -Sách giáo viên. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006. 11. Trần Văn Hạo, Phan Trương Dần. Đại số và Giải tích 11 -Sách giáo viên. Nhà xuất bản Giáo dục, 1991. 12. Trần Bá Hoành. Những đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực. Tạp chí Giáo dục số 6, năm 2002. 13. Lê Văn Hồng (chủ biên), Lê Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thàng. Tâm lý học lứa tuổi và tâm lý học sư phạm. Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội, 2001. 14. Nguyễn Bá Kim. Phương pháp dạy học môn Toán. Nhà xuất bản Đại học Sư phạm, 2007. 15. Nguyễn Thị Mỹ Lộc (Chủ biên). Một số vấn đề về Giáo dục học Đại học. Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội, 2004. 16. Lê Đình Phi, Nguyễn Đức Thuần, Nguyễn Đình Thọ, Quốc Trinh. Hướng dẫn giảng dạy Lượng giác cấp III. Nhà xuất bản Giáo dục, 1984. 17. Phạm Thanh Phương. Dạy và học Toán với phần mềm Cabri- Tập1. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006. 18. Phạm Đức Quang, Vũ Thị Thuần. Sử dụng mô hình góc và cung lượng giác trong dạy học môn Toán lớp 10. Tạp chí Thiết bị giáo dục số 19, năm 2007. 19. Đoàn Quỳnh (Chủ biên), Nguyễn Huy Đoan, Nguyễn Xuân Liêm, Nguyễn Khắc Minh, Đặng Hùng Thắng. Đại số và Giải tích 11 nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006. 20. Nguyễn Chí Thành. Ứng dụng phần mềm Cabri trong dạy và học môn Toán ở trường phổ thông. Tạp chí Giáo dục số 166, năm 2007. 21. Lê Văn Tiến. Phương pháp dạy học môn Toán ở trường phổ thông (Các tình huống dạy học điển hình). Nhà xuất bản Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2005. 22. Vũ Tuấn (Chủ biên), Doãn Minh Cường, Trần Văn Hạo, Đỗ Mạnh Hùng, Phạm Phu, Nguyễn Tiến Tài. Bài tập Đại số 10. Nhà xuất bản Giáo dục, 2005. 23. Vũ Tuấn (Chủ biên), Trần Văn Hạo, Đào Ngọc Nam, Lê Văn Tiến, Vũ Viết Yên. Bài tập Đại số và Giải tích 11. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006. 24. Thái Duy Tuyên. Những vấn đề cơ bản của Giáo dục học hiện đại. Nhà xuất bản Giáo dục, 1998. B. TÀI LIỆU TIỂNG NƯỚC NGOÀI 25. P.Mc Keague, Mark D.Turner. Trigonometry. Nhà xuất bản Thomson Brooks/Cole, 2004. 26. Lydia Misset, Jacques Turner, Éric Lotz. Mathématiques Desclic 2 de . Nhà xuất bản Hachette Education, 2004. C. TRANG WEB 27. http://www-cabri.imag.fr/cabri2/historique-e.php 28. http://www.trigonometry-help.net/history-of-trigonometry.php 29. http://library.thinkquest.org/C0110248/trigonometry/history1.htm 30. http://www.nghean.gov.vn/ruletext/default.asp?m=6&p=95&s=32&act=view&id=5 58 31. Trang Web của Viện chiến lược và Chương trình Giáo dục http://www.niesac.edu.vn 32. Trang Web của Công ty Công nghệ và tin học trong Nhà trường http://www.vnschool.net 33. http://www.vnschool.net//modules.php?name=News&file=article&sid=773 . Sử dụng phần mềm Cabri II Plus trong dạy học lượng giác ở trung học phổ thông theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh Lê. PPDH lượng giác hiệu quả, chúng tôi đã lựa chọn đề tài Sử dụng phần mềm Cabri II Plus trong dạy học lượng giác ở trung học phổ thông theo hướng tích cực