Bài viết trình bày một số nội dung cơ bản về một số kĩ thuật biến đổi hình; Bài toán cơ bản ở tiểu học, từ đó xác định quy trình xây dựng hệ thống bài toán cơ bản có yếu tố hình học ở lớp 4 dựa trên các kĩ thuật biến đổi hình.
XÂY DỰNG BÀI TỐN CƠ BẢN VỀ YẾU TỐ HÌNH HỌC Ở LỚP BẰNG CÁC KĨ THUẬT BIẾN ĐỔI HÌNH HÀ NGỌC HÂN - TRẦN THỊ NGỌC DUYÊN Khoa Giáo dục Tiểu học Tóm tắt: Bài báo trình bày số nội dung số kĩ thuật biến đổi hình; tốn tiểu học, từ xác định quy trình xây dựng hệ thống tốn có yếu tố hình học lớp dựa kĩ thuật biến đổi hình Từ khóa: Kĩ thuật biến đổi hình, tốn bản, lớp ĐẶT VẤN ĐỀ Học sinh (HS) lớp tiếp cận với nhiều dạng tốn như: Tìm số trung bình cộng, tìm hai số biết tổng hiệu, tìm hai số biết tổng (hiệu) tỉ,… Hiện nay, lượng tập sách giáo khoa cịn ít, thiếu phong phú chủ đề Nhiều giáo viên (GV) gặp khó khăn xây dựng tốn bổ sung, hoàn thiện thêm kiến thức phương pháp giải kĩ giải toán cho HS, đặc biệt tiết học tăng cường mơn Tốn (buổi thứ hai ngày) Trong bào báo này, đề cập đến hướng xây dựng toán liên quan đến yếu tố hình học dựa số kĩ thuật biến đổi hình nhằm hỗ trợ cho GV có hướng phát triển tốn bản, tạo nguồn liệu phong phú hệ thống tập để bồi dưỡng cho HS kĩ phương pháp giải tốn, góp phần nâng cao hiệu dạy học mơn Tốn MỘT SỐ KĨ THUẬT BIẾN ĐỔI HÌNH THƯỜNG GẶP Ở TIỂU HỌC Những kĩ thuật biến đổi hình chúng tơi đề cập hiểu tác động nhằm làm thay đổi kích thước, hình dạng hình, chẳng hạn cắt, ghép, gấp, xếp hình, xoay hình… - Cắt hình Ví dụ 1: Làm để có hình vng? (Tốn 1, tr.8) - Ghép hình Ví dụ 2: Xếp hình tam giác thành hình bên (xem hình vẽ): (Toán 3, tr.20) Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Sinh viên năm học 2016-2017 Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế, tháng 12/2016: tr 282-291 XÂY DỰNG BÀI TOÁN CƠ BẢN VỀ YẾU TỐ HÌNH HỌC… 283 - Cắt ghép hình Ví dụ 3: Cho mảnh bìa hình chữ nhật Hãy cắt mảnh bìa thành mảnh nhỏ để ghép lại ta hình tam giác [3] Giải: Ta có cách chia sau: XÂY DỰNG BÀI TỐN CƠ BẢN CĨ YẾU TỐ HÌNH HỌC BẰNG CÁC KĨ THUẬT BIẾN ĐỔI HÌNH Ở lớp 4, toán hiểu rộng, bao gồm dạng tốn tính tốn với bốn phép tính, so sánh, tìm thành phần chưa biết phép tính, tốn giải có lời văn liên quan đến tìm số trung bình cộng, tìm hai số biết tổng hiệu hai số đó, tìm phân số số, tìm hai số biết tổng tỉ số hai số đó, tìm hai số biết hiệu tỉ số hai số đó… Trong phạm vi viết này, thu hẹp phạm vi toán dạng tốn có lời văn liên quan đến tìm hai số biết tổng hiệu hai số đó, tìm hai số biết tổng (hiệu) tỉ số hai số 3.1 Yêu cầu xây dựng toán - Nội dung toán phải đáp ứng mục đích, yêu cầu dạy Các tập tốn có tác dụng củng cố kiến thức HS học; rèn luyện kĩ áp dụng quy tắc, kiến thức học; xây dựng khái niệm Các tốn phải phục vụ cho mục đích yêu cầu dạy - Bài tốn phải phù hợp với trình độ kiến thức HS Khi xây dựng toán, GV cần lưu ý là: khái niệm, phép tính, quy tắc đề cập đến nội dung cách giải toán phải điều mà em học Yêu cầu đòi hỏi GV phải nắm vững chương trình giảng dạy, tránh tình trạng cho HS làm toán sức em 284 HÀ NGỌC HÂN – TRẦN THỊ NGỌC DUYÊN - Bài toán phải đầy đủ kiện Nghĩa cho phải đủ để tìm đáp số toán lượt bỏ bới cho khơng tìm đáp số xác định tốn - Câu hỏi toán phải rõ ràng đầy đủ ý nghĩa Với kiện đặt câu hỏi khác nhau, việc lựa chọn phép tính để giải tốn khác Vì việc thấu hiểu câu hỏi toán điều kiện để giải tốn Do lúc xây dựng đề toán, ta phải ý nêu rõ câu hỏi để cho HS hiểu xác ý nghĩa Nếu khơng em khơng thể giải - Bài tốn phải khơng có mâu thuẫn Nghĩa từ kiện toán cách suy luận khác không dẫn đến hai kết trái ngược nhau, trái với ý nghĩa thực tế chúng Vì vậy, yêu cầu đòi hỏi GV phải tự giải cách cẩn thận đề tốn sáng tác; khơng nên ước lượng cách đại khái đáp số cách giải, dễ dẫn tới sai lầm đáng tiếc - Số liệu toán phải phù hợp với thực tế Một tác dụng giáo dục tốn chỗ phản ánh thực tế xung quanh, làm cho HS thấy rõ nguồn gốc mục đích thực tế tốn học Cho nên xây dựng toán cần phải lấy số liệu phù hợp với thực tế để em thấy lợi ích giải tốn - Ngơn ngữ tốn phải ngắn gọn, mạch lạc Ngơn ngữ tốn có ảnh hưởng khơng đến việc hiểu nội dung, ý nghĩa toán, đến trinh suy nghĩ chọn phép tính để giải HS Nhiều trường hợp khơng phân biệt ý nghĩa số từ dẫn tới việc mắc phải sai lầm đáng tiếc suy luận Cũng nên tránh việc kể lể dài dòng việc đề tốn, khơng cần thiết dễ làm cho HS khó tập trung suy nghĩ vào vấn đề trọng tâm 3.2 Quy trình xây dựng tốn Bước 1: Xác định mục tiêu thiết kế toán Mục đích xây dựng hệ thống tập nhằm hồn thiện kiến thức bản, làm cho HS nhớ khắc sâu dạng toán học, rèn luyện kỹ tính tốn, rèn luyện thao tác tư dể phát triển lực sáng tạo, đồng thời đáp ứng nhu cầu cho GV HS trình dạy học Bước 2: Hình thành ý tưởng toán Theo mục tiêu xác định, thiết kế hệ thống tốn dựa vào số kĩ thuật biến đổi hình tương ứng với kĩ thuật cắt, lắp, ghép hình đơn giản chương trình Tốn tiểu học Thơng qua kĩ thuật biến đổi hình này, vận dụng chúng vào giải tốn như: Tìm hai số biết tổng hiệu, tìm hai số biết XÂY DỰNG BÀI TOÁN CƠ BẢN VỀ YẾU TỐ HÌNH HỌC… 285 tổng (hiệu) tỉ số hai số Bước 3: Tiến hành thiết kế toán a) Thu thập tài liệu - Thu thập sách tập, tài liệu liên quan đến hệ thống tập cần xây dựng b) Tiến hành soạn thảo tập - Soạn loại tập - Bổ sung, chỉnh sửa dạng tập thiếu nội dung chưa có tập sách giáo khoa - Xây dựng phương pháp giải tập Bước 4: Lưu ý vận dụng Hệ thống tập nhóm kĩ thuật sử dụng số dạng toán bản, nên cần có hướng dẫn cụ thể nhóm tập để GV HS dễ dàng tham khảo sử dụng 3.3 Một số minh họa 3.3.1 Nhóm tập sử dụng kĩ thuật cắt giảm kích thước hình Bước 1: Xác định mục tiêu thiết kế toán Các minh họa nhóm tập phát triển từ tốn có nội dung hình học Chúng tơi sử dụng kĩ thuật cắt giảm để biến đổi hình, kết hợp với dạng tốn điển hình lớp nhằm giúp HS củng cố quy trình cách giải dạng cụ thể rèn luyện kĩ vẽ hình cắt hình, quan sát phân tích hình vẽ để tìm mối quan hệ độ dài cạnh vận dụng vào giải tốn Bước 2: Hình thành ý tưởng toán Các toán thiết kế phải sử dụng kĩ thuật cắt giảm/ghép thêm để biến đổi hình Đến lớp 4, HS học chu vi, diện tích hình chữ nhật, hình vng Muốn tính diện tích hình chữ nhật ta phải biết độ dài hai cạnh Việc xác định độ dài cạnh cách cho trước số đo q bình thường Có thể lồng ghép yêu cầu xác định số hai cạnh theo dạng tốn tìm hai số biết tổng hiệu, tổng tỉ, hiệu tỉ Trên sở đó, chúng tơi tập trung vào dạng biến đổi hình sau: - Thay đổi kích thước hình chữ nhật thành hình vng - Thay đổi kích thước hình vng thành hình chữ nhật - Hình chữ nhật biến đổi thành hình chữ nhật Bước 3: Tiến hành thiết kế toán Dạng 1: Thay đổi kích thước hình chữ nhật thành hình vng Ví dụ 1: Một hình chữ nhật có chu vi 170cm Nếu bớt chiều dài 15cm giữ nguyên chiều rộng hình chữ nhật trở thành hình vng Tìm chiều dài, chiều rộng hình chữ nhật HÀ NGỌC HÂN – TRẦN THỊ NGỌC DUYÊN 286 Gợi ý: Biết chu vi ta tính tổng chiều dài chiều rộng Theo hình vẽ, chiều dài chiều rộng 15cm Bài tốn có dạng tìm hai số biết tổng hiệu Từ ví dụ 1, ta nâng cao mức độ khó tốn với việc biến đổi hình cách cắt chiều dài chiều rộng sau: Ví dụ 2: Một hình chữ nhật có chu vi 32cm Nếu giảm chiều dài 4cm giảm chiều rộng 2cm hình vng Tính diện tích hình chữ nhật Gợi ý: Ở ví dụ này, hiệu chiều dài chiều rộng là: – = (cm) Bài toán trở dạng tìm hai số biết tổng hiệu Tương tự toán này, ta cần thay tổng tỉ số chiều dài chiều rộng để tạo thêm tốn tìm hai số biết hiệu tỉ: Ví dụ 3: Một hình chữ nhật có chiều rộng chiều dài Nếu giảm chiều dài 4cm giảm chiều rộng 2cm hình vng Tính diện tích hình chữ nhật Dạng 2: Thay đổi kích thước hình vng thành hình chữ nhật Ví dụ 1: Cho miếng đất hình vng, giảm bên phải 8m hình chữ nhật có chu vi 120m Tìm diện tích hình chữ nhật Gợi ý: Biết chu vi ta tính tổng chiều dài chiều rộng Nhìn vào hình vẽ để tìm hiệu chiều dài chiều rộng 8m Bài tốn có dạng tìm hai số biết tổng hiệu Ta biến đổi ví dụ thành dạng tốn tìm hai số biết hiệu tỉ sau: Ví dụ 2: Cho miếng đất hình vng, giảm bên phải 8m hình chữ nhật có chiều rộng chiều dài Tìm diện tích hình chữ nhật Dạng 3: Hình chữ nhật biến đổi thành hình chữ nhật Ví dụ 1: Cho hình chữ nhật có chu vi 100m Nếu ta cắt chiều dài 5m giữ nguyên chiều rộng hình chữ nhật có chiều dài chiều rộng 15m Tính diện tích hình chữ nhật Gợi ý: Từ hình vẽ hướng dẫn HS tìm chu vi hình chữ nhật là: 100 – = 90 (m) XÂY DỰNG BÀI TOÁN CƠ BẢN VỀ YẾU TỐ HÌNH HỌC… 287 Bài tốn trở dạng tìm hai số biết tổng hiệu Thay đổi kiện ví dụ 1, ta thêm nhiều tốn sau: Ví dụ 2: Cho hình chữ nhật có chu vi 100m Nếu ta cắt chiều dài 5m giữ nguyên chiều rộng hình chữ nhật có chiều dài gấp đơi chiều rộng Tính diện tích hình chữ nhật Ví dụ 3: Cho hình chữ nhật có chiều dài chiều rộng 20m Nếu ta cắt chiều dài 5m giữ nguyên chiều rộng hình chữ nhật có chu vi 90m Tính diện tích hình chữ nhật Bước 4: Lưu ý vận dụng - Với tốn ta dùng sơ đồ đoạn thẳng để minh họa em khơng tìm hiệu hình vẽ - Hệ thống tập số trường hợp biến đổi hình Đối với dạng, cịn có nhiều cách biến đổi khác nên GV tự thiết kế bổ sung thêm nguồn tập sở dạng tập mà xây dựng - Dùng hình thức biến đổi để tạo cho em tư ta thay số liệu yêu cầu khác như: tính độ dài cạnh, tìm chu vi hay diện tích hình ban đầu hình - Khi sử dụng nhóm tập này, GV cần vận dụng triệt để yếu tố trực quan kết hợp với giảng giải để HS dễ nắm bắt vấn đề, nhận biết dạng tốn nhanh 3.3.2 Nhóm tập sử dụng kĩ thuật ghép thêm vào kích thước hình Nhóm tập sử dụng kĩ thuật ghép thêm mà thiết kế tương đồng với nhóm tập sử dụng kĩ thuật cắt giảm Vì vậy, nhóm tập này, với mục tiêu thiết kế cách hình thành ý tưởng lưu ý vận dụng hiểu tương tự với nhóm tập trước, không nhắc lại bước quy trình mà trực tiếp chuyển sang bước tiến hành thiết kế dạng tập nhóm Cách tiến hành thiết kế cụ thể cho dạng Dạng 1: Thay đổi kích thước hình chữ nhật thành hình vng Ví dụ 1: Một hình chữ nhật có chu vi 280m Nếu tăng chiều rộng thêm 30m giữ nguyên chiều dài ta hình vng Tính diện tích hình chữ nhật Gợi ý: Biết chu vi ta tính tổng chiều dài chiều rộng Nhìn vào hình vẽ ta thấy chiều dài chiều rộng 30m, hiệu 30m Bài toán trở dạng tìm hai số biết tổng hiệu Tương tự toán này, ta cần thay tổng tỉ số chiều dài chiều rộng để HÀ NGỌC HÂN – TRẦN THỊ NGỌC DUYÊN 288 tạo thêm tốn dạng tìm hai số biết hiệu tỉ, chẳng hạn: Ví dụ 2: Một hình chữ nhật có chiều rộng chiều dài Nếu tăng chiều rộng thêm 30m giữ nguyên chiều dài ta hình vng Tính diện tích hình chữ nhật Dạng 2: Thay đổi kích thước hình vng thành hình chữ nhật Ví dụ 1: Một miếng đất hình vng, sau mở rộng phía 8m miếng đất trở thành hình chữ nhật có chu vi 116m Tính diện tích miếng đất sau mở rộng Gợi ý: Biết chu vi ta tính tổng chiều dài chiều rộng Dựa vào hình vẽ dễ tìm hiệu chiều dài chiều rộng 8m Bài toán trở dạng tìm hai số biết tổng hiệu Có thể thay đổi kiện ví dụ để thành dạng tốn tìm hai số biết hiệu tỉ, sau: Ví dụ 2: Một miếng đất hình vng, sau mở rộng phía 8m miếng đất trở thành hình chữ nhật có chiều dài gấp lần chiều rộng Hỏi sau mở rộng, miếng đất có diện tích bao nhiêu? Dạng 3: Hình chữ nhật biến đổi thành hình chữ nhật Ví dụ 1: Cho hình chữ nhật có chu vi 80m Nếu ta tăng chiều dài lên 5m giữ nguyên chiều rộng hình chữ nhật có chiều dài chiều rộng 15m Tính chiều dài chiều rộng hình chữ nhật ban đầu Gợi ý: Từ hình vẽ hướng dẫn HS tìm chu vi hình chữ nhật là: 80 + = 90 (m) Bài toán trở dạng tìm hai số biết tổng hiệu Thay đổi kiện ví dụ 1, ta tốn tìm hai số biết tổng tỉ sau: Ví dụ 2: Cho hình chữ nhật có chu vi 80m Nếu ta tăng chiều dài lên 5m giữ nguyên chiều rộng hình chữ nhật có chiều rộng chiều dài Tính chiều dài chiều rộng hình chữ nhật ban đầu Hoặc thay đổi lại kiện, ta lại tạo thêm nhiều tốn khác dạng tổng hiệu từ ví dụ như: Ví dụ 3: Cho hình chữ nhật có chiều dài chiều rộng 10m Nếu ta tăng chiều dài thêm 5m giữ nguyên chiều rộng hình chữ nhật có chu vi 90m Tính diện tích hình chữ nhật XÂY DỰNG BÀI TỐN CƠ BẢN VỀ YẾU TỐ HÌNH HỌC… 289 3.3.3 Nhóm tập sử dụng kĩ thuật cắt ghép hình Bước 1: Xác định mục tiêu thiết kế toán Các tập nhóm phối hợp hai kĩ thuật cắt hình ghép hình hai nhóm tập để biến đổi hình Tuy phát triển từ dạng toán điển hình lớp 4, để giải tập nhóm ngồi việc HS nắm vững quy trình giải tốn vẽ hình, HS cần rèn kĩ làm việc hình vẽ: cắt ghép hình Qua đó, vừa rèn kĩ giải tốn cho HS, vừa phát triển khả tư duy, tưởng tượng,… người học Bước 2: Hình thành ý tưởng toán Các minh họa thiết kế dựa vào dạng biến đổi nhóm tập Và để biến đổi hình, chúng tơi cắt phía ghép thêm phía để thiết kế nhóm tập Bước 3: Tiến hành thiết kế tốn Dạng 1: Thay đổi kích thước hình chữ nhật thành hình vng Ví dụ 1: Một mảnh vườn hình chữ nhật có chu vi 84m Nếu tăng chiều rộng thêm 4m giảm chiều dài 4m mảnh vườn có dạng hình vng Tìm chiều dài chiều rộng mảnh vườn hình chữ nhật Gợi ý: Biết chu vi, ta tính tổng hiệu chiều dài chiều rộng Hiệu chiều dài chiều rộng là: + = (m) Bài toán trở dạng tìm hai số biết tổng hiệu Từ ví dụ 1, ta thay đổi số liệu để thiết kế thêm dạng tìm hai số biết hiệu tỉ: Ví dụ 2: Mảnh đất hình chữ nhật có chiều rộng chiều dài Nếu chiều rộng tăng thêm 9m, chiều dài bớt 9m mảnh đất trở thành hình vng Tính diện tích mảnh đất Gợi ý: Hiệu chiều dài chiều rộng là: + = 18 (m) Dạng 2: Thay đổi kích thước hình vng thành hình chữ nhật Ví dụ 1: Cho miếng đất hình vng, tăng bên trái 8m giảm phía 2m miếng đất trở thành hình chữ nhật có chu vi 72m Tìm diện tích miếng đất hình vng 290 HÀ NGỌC HÂN – TRẦN THỊ NGỌC DUYÊN Gợi ý: Hiệu chiều dài chiều rộng là: + = 10 (m) Bài tốn trở dạng tìm hai số biết tổng hiệu Tương tự ví dụ 1, ta thiết kế thêm dạng tốn tìm hai số biết hiệu tỉ: Ví dụ 2: Cho miếng đất hình vng, tăng bên trái 25m giảm phía 15m miếng đất trở thành hình chữ nhật có chiều dài gấp lần chiều rộng Tìm diện tích miếng đất hình vng Giải: Hiệu chiều dài chiều rộng hình chữ nhật là: 25 + 15 = 40 (m) Dạng 3: Hình chữ nhật biến đổi thành hình chữ nhật Ví dụ 1: Cho hình chữ nhật có chu vi 80m Nếu tăng chiều rộng 3m, giảm chiều dài 5m hình chữ nhật có chiều dài chiều rộng 2m Tính chiều dài chiều rộng hình chữ nhật ban đầu Gợi ý: Dựa vào hình vẽ (sơ đồ), ta tìm chu vi HCN là: 80 – ( – ) = 76 (m) Nửa chu vi HCN là: 76 : = 38 (m) Bài toán trở dạng tổng – hiệu Tương tự ví dụ 1, ta thiết kế thêm dạng tốn tìm hai số biết tổng tỉ: Ví dụ 2: Cho hình chữ nhật có chu vi 80m Nếu tăng chiều rộng 3m, giảm chiều dài 5m hình chữ nhật có chiều rộng chiều dài Tính diện tích hình chữ nhật ban đầu Ta biến đổi sang dạng tốn tìm hai số biết hiệu tỉ với sau: Ví dụ 3: Cho hình chữ nhật có chiều dài chiều rộng 10m Nếu tăng chiều rộng 3m, giảm chiều dài 5m hình chữ nhật có chiều rộng chiều dài Tính diện tích hình chữ nhật ban đầu Gợi ý: Hiệu chiều dài chiều rộng hình chữ nhật là: 10 – – = (m) Bước 4: Lưu ý sử dụng - Hệ thống tập nhóm tương đối nhiều, GV tự thiết kế thêm nhiều XÂY DỰNG BÀI TỐN CƠ BẢN VỀ YẾU TỐ HÌNH HỌC… 291 toán tương tự tùy theo mức học HS lớp - Đây nhóm tập mà HS sử dụng phối hợp kĩ thuật cắt ghép hình tốn Đó nguồn tập phong phú để bồi dưỡng HS giỏi - Nếu HS chưa thể hình dung hình vẽ để rút mối liên quan độ dài cạnh GV nên tóm tắt sơ đồ để HS dễ dàng nhận cách giải toán KẾT LUẬN Việc nghiên cứu sở lí luận vận dụng sở lí luận vào thực tiễn xây dựng hệ thống tốn có yếu tố hình học lớp kĩ thuật biến đổi hình nhiều mang lại hiệu việc nâng cao chất lượng dạy học mơn Tốn tiểu học Hệ thống tập xem cơng cụ hữu ích bổ sung vào nguồn liệu tham khảo phong phú GV; vừa giúp HS củng cố kiến thức, rèn luyện kĩ giải tốn, vừa phát triển kĩ vẽ hình; phát triển tư duy, tưởng tượng tăng hứng thú học tập HS học giải toán TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] Nguyễn Trọng Chiến, Nguyễn Thị Kim Thoa Giáo trình Tốn sơ cấp, NXB Đại học Huế Trần Diên Hiển (2008) Giáo trình chuyên đề, Bồi dưỡng HSG Toán Tiểu học, NXB Đại học Sư phạm Trần Diên Hiển, Thực hành giải Toán tiểu học (tập II), NXB Đại học Sư phạm Nguyễn Thị Kim Thoa (2013) Thực hành giải Toán tiểu học, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội HÀ NGỌC HÂN SV lớp TU4B, khoa Giáo dục Tiểu học, trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế ĐT: 01206214379, Email: hangochan95@gmail.com TRẦN THỊ NGỌC DUYÊN SV lớp TU4A, khoa Giáo dục Tiểu học, trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế ĐT: 01662939098, Email: boconganh220495@gmail.com ... XÂY DỰNG BÀI TOÁN CƠ BẢN CĨ YẾU TỐ HÌNH HỌC BẰNG CÁC KĨ THUẬT BIẾN ĐỔI HÌNH Ở lớp 4, tốn hiểu rộng, bao gồm dạng tốn tính tốn với bốn phép tính, so sánh, tìm thành phần chưa biết phép tính, tốn... nhật XÂY DỰNG BÀI TỐN CƠ BẢN VỀ YẾU TỐ HÌNH HỌC… 289 3.3.3 Nhóm tập sử dụng kĩ thuật cắt ghép hình Bước 1: Xác định mục tiêu thiết kế tốn Các tập nhóm phối hợp hai kĩ thuật cắt hình ghép hình. .. tưởng tốn Theo mục tiêu xác định, thiết kế hệ thống toán dựa vào số kĩ thuật biến đổi hình tương ứng với kĩ thuật cắt, lắp, ghép hình đơn giản chương trình Tốn tiểu học Thơng qua kĩ thuật biến đổi