Ứng dụng phần mềm cabri 3d trong dạy học định lí hình học không gian lớp 11 trung học phổ thông

ng dng phn mm cabri 3D trong dy hc nh lí hình hc không gian lp 11 trung hc ph thông  Th Qunh Giao i hc Giáo dc Lu Qun lý giáo dc; Mã s: 60 14 05 ng dn: TS. Nguyn Chí Thành o v: 2009 Abstract: Trình bày v i my hc (PPDH)  Trung hc ph thông (THPT), tích cc hóa hong hc tp ca hc sinh (HS) trong hc tp môn Toán hin nay. Nghiên c lý lun ca dy hnh lí. Phân m ca mi tin trình dy hnh lí  ng ph thông. Tng quan v vic s dng công ngh thông tin trong vic dy hc Toán  Vit Nam. Nghiên cu phn mm Cabri 3D và ng dng Cabri 3D trong dy hnh lí hình hc không gian (HHKG) lp 11. Phân tích  n HHKG - xây dng mt s tình hung dy ht k c 8 ví d c th minh ha s dng phn mm Cabri 3D trong dy hnh lí, thc hin 1 tit dy thc nghim, son hai giáo án s dng Cabri 3D trong dy hc HHKG. Xây dng thc nghim kim chng các gi thit s khuyn ngh: Cn cho giáo viên ch  thi gian ca ni dung dy hy mc tc ca hc sinh thông qua các hong, cung cp và bng xuyên cho giáo viên và các PPDH tích c dn dy hc hii, cp h thng ph  giáo viên và hc sinh ch thc hành trên máy Keywords: Giáo dc trung hc; Hình hc không gian; Lp 11;  dy hc; Phn mm Cabri 3D Content 1. Lí do chọn đề tài Th k XXI, th k phát trin khoa hc-công ngh cao, th k ca nn kinh t tri thc, vi s phát tri khoa hi nghành giáo dc cn phi ng dng CNTT vào các ho tip cn vi khoa hc hii (n nghe, nhìn, truyn thông, máy vi tính) và tn dng nhng thành tu trong công ngh dy và ha s xut hin ca nn kinh t toàn cu hoá, và nn kinh t tri thi ti k nguyên mi và  i mt h thng giáo dc mi, có n   i nhm to ra con i vi k u. i vi Vit Nam, hin nay s nghip công nghip hóa và hii hóa t ra yêu cu cho ngành Giáo dc phi mi PPDH và ng dng CNTT vào các hong trong nhà ng nhm mng mi góp phn gii quyt hai v quan trng là phát trin ngun nhân lc và ching công ngh cao. Do vy, ng dng i mi PPDH và các hong Giáo dc khác là v cn thit và quan trng trong công tác ch o qun lý Dy-Hc. Ngay trong ch th s 29/2001/CT- ngày 30/7/2001 ca b ng b   vi  ng d  o và ng dng CNTT trong nghành giáo dn 2001-y mnh ng dng CNTT  tt c các cp hc, bc hc, nghành hng s d h tr c lc nhi mng dy, hc tp  tt c các môn hc 2008-2009 c B c ng dng CNTT trong DH. Thc t DH và nhiu nghiên cu Giáo dc cho thy DH vi s h tr c các tit dy tr i tri thc mt cách ch  n c hng thú hc tp ca HS. Thc hin ch i m005 B GD&T v SGK mi vi nhim mm ni bt là trong các tit dng dành cho nhng hong hc tp tích cc cu này tu kin trc tip giúp HS tip tc nâng c t hc và GV tích ci mi PPDH. HHKG là mt trong nhng môn hc tri HS phng nhi r nc kt cu bi mt h thng các khái ninh lí, tính cht,  có mi liên h vi nhau theo mt th thng nhc nghiên cu ng dng phn mm tiên tic bi m tin vào tri thc, to c là mt vic làm cp thit. Hin nay các nghiên cu ng dng các phn mu. Trong các phn mm DH, phn mm dc Vic B  c 2008-2009. Phn mm cho phép hin th và thao tác trong không gian ba chiu cho mi loi ng, có th to các phép dng t  gin phc tp giúp HS d  t phát hin và chc mt s nh lí ci s ng dn co, kh  tc hng thú cho HS. Vì nhng lí do trên nên chúng tôi ch tài: “Ứng dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học định lí hình học không gian lớp 11 trung học phổ thông”.  - Nghiên cu v i mi PPDH  THPT, tích cc hóa hong hc tp ca HS trong hc tp môn Toán. - Nghiên c lí lun cnh lí. - Nghiên c chnh lí phn HHKG lp 11 THPT. - Nghiên cu phn mm Cabri 3D và ng dnh lí HHKG lp 11 THPT. -  xut phy mt s nh lí HHKG bng Cabri 3D. - Xây dng thc nghim kim chng các gi thuyt.  - Thc t ng THPT hin nay gp phi nh - S d gii quyt nhn trong vinh lí HHKG lp 11  ng THPT hi nào ?  4.1 Khách thể nghiên cứu nh lí  THPT. 4.2 Đối tượng khảo sát HS lng THPT. 4.3 Mẫu khảo sát HS lng THPT Khoái Châu  Khoái Châu    Trong khuôn kh ca luc s và do hn ch v mt thi gian nên chúng tôi thu hp phm vi nghiên cu ch nghiên cu s d nh lí trong SGK lp 11  cao.  - S dnh lí thông qua t chc các hong hc tp s góp phn phát huy tính tích cc ca HS - S dc bic tip ca phn mnh lí HHKG s giúp HS nh c nnh lí, hiu vn dnh lí trong gii toán  - u lý lun: Nghiên cu các tài liu v  SGK HHKG  THPT và các tài liu liên quan. - c nghim: Thc nghii chnh lí HHKG, gia mt bên có s dt bên DH n thng. - ng kê: S dng th kinh các gi thit ca thc nghim, phân tích kt qu thc nghim.  - Lu  thng lý thuy chng t i mi PPDH hii hc, phân tích các v n tích cc tp ca HS. - H thng lý thuynh lí,   nh lí, phn HHKG lp 11. - Tìm ra nh gp phi khi hc t xut hai gi thuyt v s dng phn mm Cabri 3D h tr ging dnh lí HHKG. - Thit k c 8 ví d c th minh ha vic s dng phn mnh lí, thc hin 1 tit dy thc nghim, son hai giáo án s dng Cabri 3D trong dy hc HHKG, phân tích kt qu thc nghi kim chng các gi thuyt. - Lu là tài liu tham kho cho GV và HS trong quá trình DH HHKG.  Ngoài phn m u, kt lun, tài liu tham kho, mt s khuyn ngh m và ph lc, lu   lý lun   n HHKG. Xây dng mt s tình hun hình. c nghim Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 i mi PPDH  THPT hin nay Phân tích t hai tài liu, [11, tr.319] và [9, tr.114] chúng tôi thy ri mi PPDH  THPT hin nay phtổ chức cho người học học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạong này có th gi tc tp trong hot p vi lun ca giáo dc hc cho rng con i phát trin trong hong và hc tp din ra trong hong. i mc c th hoá qua bn ng chính (theo Nguyn Bá Kim [9]). Vn  này c trình bày c th trong lun vn t trang 6 n trang 9 1.2 y hc tích cc 1.2.1 Các dấu hiệu đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực Qua nghiên cu các tài liu [7], [15], [3] chúng tôi nhn thy DH theo PP) tích ci kin thc phi c kin to bi HS thông qua các hong hc tp tích cc ca bn thân HS. Vy làm th  tích cc hóa hong ca HS trong hc tp? 1.2.2 Tích cực hoá HĐ của HS trong học tập 1.2.2.1 Khái niệm về tính tích cực Tích cc hoá hong hc tp ca HS là mt tp hp các hong nhm làm chuyn bin v trí ci hc t th ng sang ch ng, t ng tip nhn tri thc sang ch th tìm kim tri th nâng cao hiu qu hc tp. 1.2.2.2 Dấu hiệu nhận biết tính tích cực Theo tác gi Thái Duy Tuyên [19] tính tích cc hc tp ca HS th hin qua các ba du hiu c th. Ngoài ra nghiên cu tài lic các du hi phân bc tính tích cc hc tp ca HS và các c ca tính tích cc hong ca HS. 1.2.2.3 Một số biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của HS THPT 1.2.3 Dạy học theo quan điểm thực nghiệm Dy hm thc nghim nhm dn dt HS tìm tòi, khám phá tri thc qua nhng ví d, nhng v c th t thông qua các tình hum hoc các hot ng hc tp ca HS, t m chng các ph biu các ph lý thuy khnh hay bác b phQuan m là giúp cho HS làm quen dn vi vic t tìm hiu, suy lun và khnh hay bác b nhng do chính HS tìm ra, giúp HS s dng tt trc giác c tính nghi ng và rèn luyt gi thuyt cc mt tình hung có v. 1.3 Dy hnh lí 1.3.1 Khái niệm định lí và định lí toán học 1.3.2 Những yêu cầu cơ bản khi DH định lí toán học 1.3.2.1 Làm cho học sinh nắm chắc nội dung định lí và hệ thống định lí trong mối liên hệ giữa chúng. 1.3.2.2 Làm cho học sinh thấy được sự cần thiết phải chứng minh định lí, thấy được chứng minh định lí là một yếu tố quan trọng trong phương pháp làm việc trên lĩnh vực toán học. Đồng thời bản thân học sinh phải biết chứng minh một cách chặt chẽ, chính xác các định lí đưa ra. 1.3.2.3 Học sinh biết vận dụng các định lí vào việc giải bài tập, giải quyết các vấn đề thực tiễn. 1.3.2.4 Phát triển năng lực suy luận, chứng minh và óc sáng tạo cho HS, gây được hứng thú cho HS, làm cho HS muốn tìm tòi phát hiện ra những vấn đề mới của toán học. Tiến trình dạy học định lí ở trường phổ thông Sơ đồ 1.2: Các tiến trình dạy học 1.3.3 Ưu điểm và nhược điểm của mỗi tiến trình Phc trình bày trong lu 1.3.4 Phát triển năng lực chứng minh toán học Trong ving hay phi thc hin mt khâu quan trng là dy HS chng minh mt m  nó tr thành mn thit và có th phát trin Suy din 1. Tạo động cơ 2. Phát biểu định lý 3. Chứng minh hay công nhận định lý 4. Củng cố, vận dụng định lý nh lý 1. Tạo động cơ 2. Giải các bài toán (kết quả của bài toán này là nội dung định lý) 3. Phát biểu định lý 4. Củng cố, vận dụng định lý Thc nghim / Suy lun 1. Tạo động cơ 2. Nghiên cứu thực nghiệm(quan sát,đo đạc,thử nghiệm… trên các đối tƣợng cụ thể) 3. Từ các nghiên cứu thực nghiệm, trình bày dự đoán 4. Bác bỏ hay khẳng định dự đoán bằng suy luận 5. Phát biểu định lý (nếu dự đoán đƣợc chứng minh) 6. Củng cố,vận dụng định lý CÁC TIẾN TRÌNH DẠY HỌC ĐỊNH LÝ  hc chng minh toán hc. 1.4 S dng CNTT trong DH toán Trong phn này chúng tôi m v vic ng dng CNTT trong DH Toán  Vit Nam. Phân tích vai trò ca CNTT trong dy h cng ca CNTT trong dy hc thông qua vic phân tích s i cng dy hc khi có s h tr cn thy khi s dng CNTT trong dy hc toán s to ra môi i hc hoc lp  m cao không quá ph thuc vào GV. Phn này c trin khai thành ý chính: 1.4.1 Tổng quan về việc sử dụng CNTT trong việc DH toán ở Việt Nam 1.4.2 Vai trò của CNTT trong dạy học toán 1.4.3 Một số hướng chính trong việc sử dụng CNTT trong DH Toán 1.4.4 Sử dụng CNTT như công cụ dạy học 1.4.5 Môi trường dạy học có sự hỗ trợ của CNTT 1.5 .Phn mm DH Cabri 3D Trong phn này chúng tôi gii thiu phn mm Cabri 3D cùng vm ca nó t  ra nhm ca phn mm trong dy hc HHKG. T ng s dng Cabri 3D trong dy hc. Qua nhng phân tích trên chúng tôi rút ra nhn xét  s dng hiu qu phn mng hoi hc, chúng ta cn xây dng các tình hung dy hc và ng ch o khi xây dng các hong trong các tình hung là to ra mt ng cho s a Cabri 3D và HS. Phc chúng tôi trình bày c th qua ba phn chính 1.5.1 Giới thiệu phần mềm Cabri 3D 1.5.2 Những ưu điểm của phần mềm Cabri 3D trong dạy học HHKG 1.5.3 Sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học theo quan điểm tương tác    1 Qua phân tích v bn cht ca quá trình DH chúng tôi thy PPDH là mt thành t ca quá trình DH, vì vm h thng mui mi PPDH cn coi trng tt c các yu t còn ln ca PPDH là khai thác nhng hong tim tàng trong mi ni  c mi mi PPDH hic tp trong hong và bng ho Tính tích cc ca HS s c phát huy nu kin th i dng hot ng, phát trin và mâu thun vi nhau, tp trung vào nhng v then cht, s dng phi hp nhin hii và hình thc DH. HS tr thành ch thc  t mình xây dng kin thc, ch không phi th ng chp nhn nhng kin thc có sn ca SGK, hay bài git ca GV.        ,  ,                        .                n và chng minh, phát tric trí tu.                                        .                       ,   .                                 ,                        /      .                          . HS  ,            .  u ki HS tip cn tri thc toán hc mt cách thc nghim. Thông qua các quá trình tìm tòi nhng v c th, t  phn thc lý thuy khnh hay bác b ph phát tric kh ng quát mt v.  3       ,        c xây dng hình trong không gian 3 - chiu t tht  ng. Do ng ca HHKG cùng vi các mi quan h tr nên tru, giúp hc sinh d m thc trên các vt tht, có th nhìn mô hình theo nhi (chu kính) ch bng mn là dùng con tr chu ng.    3D vc quan, c bit là tính bo toàn thuc tính cng ph thuc khi dch chuyng cha chúng, giúp HS nhanh chóng nhn ra thuc tính bn cht ca s vt ng.Vì vy, s dng phn mm Cabri 3      giúp HS tip c           /               không tn nhiu tha, phn mm Cabri 3D có th to ra mng hc tp mi, cung cp các phn hi thông qua các hong ca HS. Các phn hi này cho phép HS có th ng ca mình và t ng vy to ra mt s i hu này s góp phn to nên các kin thc mi ca HS. Chƣơng 2: PHÂN TÍCH CHƢƠNG TRÌNH VÀ SÁCH GIÁO KHOA THPT NĂM 2007 PHẦN HHKG – XÂY DỰNG MỘT SỐ TÌNH HUỐNG DẠY HỌC ĐIỂN HÌNH 2.1  THPT 2.1.1 Nguyên tắc xây dựng chương trình ở THPT 2.1.2 Mục tiêu của môn Toán ở THPT 2.1.3 Mục tiêu của phần HHKG 2.2 Phân tích SGK Toán lp 11 phn hình hc không gian 2.2.1 Các định lí trong chương trình HHKG lớp 11 Trong phn này, lung kê nh lí thành bn nh lí v quan h song song (kí hiu SS)nh lí v quan h vuông góc(kí hiu VG)nh lí v vecto trong không gian(kí hiu VT)nh lí v quan h liên thuc (kí hiu LT)nh lí v din tích ca hình chiu (kí hiu HC). 2.2.2 Cách xây dựng định lí HHKG trong SGK Qua phân tích cách xây dnh lí trong SGK chúng tôi nhn thy rng: Nu GV dy ging hoàn toàn SGK thì s nh lí trình bày theo tin trình Bài toán c trình bày theo tin trình Thc nghim/Suy lui vi nhnh lí trình bày theo tin trình suy din vic gc tu này làm cho HS cm thy không hng thú khi nghiên cnh lí. 2.2.3 Phân tích bài tập trong SGK Trong phn này lu  phân loi các dng bài ti chúng cùng vnh lí s dng. Ngoài ra lung kê s ng bài tp trong SGK s dng mnh lí  t n xét. 2.3 Mt s ví d v dy hc nh lí khi s dng Cabri 3D Trong phn này lu c th ng dng Cabri 3D trong dy hc nh lí HHKG cùng vi nhng phân tích chng t m ca cách dy này so vi cách dy ng bng phn bt s ví d thit k các tình huông dy hc nh lí s dng Cabri 3D c trích trong lun vn. Ví dụ 1: Định lí SS1 (định lí về giao tuyến) Giáo viên yêu cu HS m tp hinh 2.cg3 cho mt phng (P). Yêu cu HS v  gii bài toán sau: Cho hai mt phng (P) và (Q) ct nhau theo giao tuyn c. Dng thng a trong mt phng ng thng b trong mt phng (Q). Câu hỏi 1: ng thng a và b có nhng v i nào? Yêu cầu 1: Hãy dùng các công c trong Cabri dch chuy chúng ct nhau. Nêu nhn xét v v trí cm. Yêu cầu 2: Hãy dch chuyn  a//b và dùng công c trong Cabri kim tra v i ca a, b và c. Câu hỏi 2: Có tn ti mt mt phng ct hai mt phng (P) và (Q) theo hai giao tuyn phân bin này có mi quan h  nào vi nhau? Câu hỏi 3: ng hng thng a và b song song vn ca (P) và (Q) thu kin gì? Sau khi HS hoàn thành các câu hi trên GV s nêu li ni dung cnh lí và h qu cnh lí cho HS, giúp HS chng minh và nêu nhng ng dng cnh lí này. Hình 2.1 Bài tập củng cố: S d gi nh giao tuyn ca mt phng (SAD) và (SBC). Phân tích: Bài toán yêu cu HS dng hai mp (P) và (Q) ct nhau theo giao tuyn nhm m cng c li các kin thc  nh mt mt phng, khái nim giao [...]... Sử dụng Cabri 3D trong DH định lí thông qua tổ chức các hoạt động học tập sẽ góp phần phát huy tính tích cực của HS " Giả thuyết 2: "Sử dụng Cabri 3D, đặc biệt là đặc tính tương tác trực tiếp của phần mềm, trong DH định lí HHKG sẽ giúp HS nhớ được nội dung định lí, hiểu và bước đầu vận dụng định lí trong giải toán" Từ đó chúng tôi đã đi xây dựng 8 ví dụ về DH định lí có sử dụng phần mềm Cabri 3D như... xuất hai giả thuyết về sử dụng phần mềm Cabri 3D hỗ trợ giảng dạy định lí HHKG 4) Thiết kế được 10 ví dụ cụ thể minh họa việc sử dụng phần mềm Cabri 3D trong DH định lí, thực hiện 1 tiết dạy thực nghiệm, soạn hai giáo án sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học HHKG, phân tích kết quả thực nghiệm để kiểm chứng các giả thuyết; 5) Luận văn có thể là tài liệu tham khảo cho GV và HS trong quá trình DH HHKG... hào hứng tham gia của HS đối với việc sử dụng phần mềm Cabri 3D trong tiết học thực nghiệm Kết quả học tập của HS lớp thực nghiệm được nâng lên, thể hiện qua các bài kiểm tra sau khi dạy, chứng tỏ tác dụng tích cực rõ rệt của việc sử dụng phần mềm Cabri 3D trong DH định lí HHKG Tuy nhiên, chúng tôi cũng gặp phải một khó khăn lớn nhất đó là sự hạn chế về thời gian của một tiết dạy Khi HS tham gia học. .. Sử dụng Cabri 3D trong dạy học hình học không gian nhằm phát huy tính tích cực học tập của học sinh 14 Nguyễn Chí Thành Môi trường tích hợp CNTT-TT trong dạy và học môn Toán.Ví dụ phần mềm Cabri Tạp chí Khoa học Giáo dục Hà Nội, số 7 tháng 4 năm 2007 15 Lê Văn Tiến Môi trường trong sư phạm tương tác và trong lí thuyết tình huống Tạp chí Khoa học Giáo dục Hà Nội, số 8/2006 16 Lê Văn Tiến Phương pháp dạy. .. dạy theo SGK sẽ không chú ý đến việc hình thành và phát hiện ra định lí của HS và do đó chưa tạo được hứng thú, kích thích sự tìm tòi khám phá của bản thân HS với định lí, chưa nhấn mạnh được tầm quan trọng của các định lí được nêu ra trong giải toán Trên cơ sở phân tích về phần mềm Cabri 3D trong chương 1 chúng tôi đã đặt ra hai giả thuyết khi sử dụng Cabri 3D trong DH định lí Giả thuyết 1: " Sử dụng. .. vào nghiên cứu ứng dụng Cabri 3D trong DH định lí HHKG Vì vậy, khi nhiệm vụ nghiên cứu hoàn thành chúng tôi nghĩ đến một công trình nghiên cứu toàn diện hơn: Sử dụng phần mềm Cabri 3D trong DH HHKG ở THPT theo hướng tích cực hóa HĐ học tập của HS, trong công trình này chúng tôi sẽ phát triển các kết quả nghiên cứu đạt được trong DH định lí HHKG, nghiên cứu đầy đủ việc sử dụng Cabri 3D trong DH khái... chúng tôi khẳng định: Việc sử dụng Cabri 3D trong DH định lí đã phát huy được hứng thú, tính tự giác, tích cực chủ động của HS trong việc tiếp thu kiến thức mới, chất lượng học tập của lớp tham gia thực nghiệm tốt hơn lớp dạy theo phương pháp truyền thống Điều này chứng tỏ mục đích thực nghiệm đã đạt được, tính khả thi và hiệu quả của việc sử dụng Cabri 3D trong DH định lí HHKG được khẳng định Qua đợt... lại niềm vui và sự tự tin trong học tập của các em HS sẽ cảm thấy hứng thú hơn nhiều so với việc giáo viên đưa ra kết quả định lí và giải thích bằng hình vẽ trên bảng Ví dụ 3: Định lí SS6 (Định lí Talet trong không gian) GV: Em hãy phát biểu định lí Talet trong mặt phẳng? GV: Trong không gian ta có được mệnh đề tương tự nào? GV: Chúng ta cùng kiểm tra xem mệnh đề trên có đúng không? Hãy mở tệp hinh4.cg3... Nguyễn Bá Kim Phương pháp dạy học môn Toán Nhà xuất bản Đại học Sư phạm, 2007 10 Ngô Thúc Lanh, Đoàn Quỳnh, Nguyễn Đình Trí Từ điển Toán học thông dụng Nhà xuất bản Giáo dục, 2001 11 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 12 Đào Tam Phương pháp dạy học hình học ở trường trung học phổ thông Nhà xuất bản Đại học Sư Phạm, 2007 13 Đào... thuyết để chứng tỏ và phân tích định hướng đổi mới PPDH hiện nay là HĐ hóa người học, phân tích các vấn đề liên quan đến tích cực hóa HĐ học tập của HS 2) Hệ thống lý thuyết DH định lí, trên cơ sở đó nghiên cứu phân tích chương trình, SGK trong DH định lí, phần HHKG lớp 11 3) Nghiên cứu một phần thực trạng dạy học HHKG, từ đó xác định những khó khăn mà HS có thể gặp phải khi học tập định lí HHKG, đề . trên nên chúng tôi ch tài: Ứng dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học định lí hình học không gian lớp 11 trung học phổ thông . . 1.5.1 Giới thiệu phần mềm Cabri 3D 1.5.2 Những ưu điểm của phần mềm Cabri 3D trong dạy học HHKG 1.5.3 Sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học theo quan