(LUẬN văn THẠC sĩ) sử dụng phần mềm cabri 3d trong dạy học nội dung dựng hình không gian chương trình hình học lớp 11 trung học phổ thông

đại học quốc gia hà nội Khoa s- phạm ĐặNG THị THU VÂN Sử dụng PHầN MềM CABRI 3d TRONG DạY HọC NộI DUNG DựNG HìNH KHÔNG GIAN CHƯƠNG TRìNH HìNH HọC LớP 11 TRUNG HọC PHổ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận ph-ơng pháp dạy học (Bộ môn Toán học) MÃ số : 60 14 10 Luận văn thạc sĩ s- phạm toán học Ng-ời h-ớng dẫn khoa học: TS Ngun chÝ thµnh Hµ Néi - 2009 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong chương trình tốn phổ thơng, hình học khơng gian mơn học có nhiều lợi việc rèn luyện tư duy, suy luận cho học sinh (SGV hình học 11,tr8, NXB Giáo dục, 2007) Tuy nhiên, theo kết điều tra giáo viên tổ toán trường THPT Thái Phiên, số thầy dạy tốn thành phố Hải Phịng, 32 giáo viên hỏi đồng ý với ý kiến: “Khi học hình khơng gian, học sinh phổ thơng gặp nhiều khó khăn so với nội dung khác đại số, giải tích, hình học phẳng” Chúng tơi tiến hành khảo sát việc học hình khơng gian học sinh lớp 10B3, 11D2, 12A11 trường THPT Thái Phiên thành phố Hải Phòng Nội dung câu hỏi thứ dành cho 50 học sinh lớp 10B3: Em thấy phần hình học khơng gian (trong chương trình THCS) dễ hay khó? Dễ  Khó  Bình thường Kết quả: Bảng Thống kê ý kiến học sinh lớp 10B3 (câu 1) Mức độ Số câu trả lời Tỉ lệ Dễ 4,0% Khó 20 40,0% Bình thường 28 56,0% Tổng cộng 50 100% Nội dung câu hỏi thứ dành cho 48 học sinh lớp 11D2 Trong nội dung sau, phần kiến thức em thấy khó học nhất?  Đại số (lớp 10)  Hình học phẳng(lớp 10)  Hình học phẳng (lớp11)  Hình học khơng gian  Lượng giác Giải tích -1- TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Kết quả: (Có số em tích nhiều câu trả lời) Bảng Thống kê ý kiến học sinh lớp 11D2 (câu 1) Nội dung Số câu trả lời Tỉ lệ Đại số (lớp 10) 0 Hình học phẳng (lớp11) 7,9% Lượng giác 11,2% Hình học phẳng(lớp 10) 6,3% Hình học khơng gian 42 66,7% Giải tích 7,9% Tổng số 63 100% Nội dung câu hỏi thứ dành cho 50 học sinh lớp 12A11: Trong nội dung sau, phần kiến thức em thấy khó học nhất?  Đại số (lớp 10)  Hình học phẳng(lớp 10)  Hình học phẳng (lớp11)  Hình học khơng gian  Lượng giác Giải tích  Hình học giải tích không gian Kết quả: Bảng Thống kê ý kiến học sinh lớp 12A11 (câu 1) Nội dung Số câu trả lời Đại số (lớp 10) Hình học phẳng (lớp11) 13 Lượng giác 24 Hình học phẳng(lớp 10) Hình học khơng gian 28 Giải tích 11 Hình học giải tích khơng gian -2- TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Kết khảo sát học sinh qua câu hỏi thứ cho thấy, phần lớn học sinh gặp khó khăn học hình khơng gian đối tượng học sinh lớp 11 gặp nhiều khó khăn Nội dung câu hỏi thứ dành cho học sinh ba lớp sau: Khi học hình học khơng gian em gặp phải khó khăn nào?  Khơng có khó khăn  Khó khăn vẽ hình biểu diễn  Hình biểu diễn mối quan hệ thực tế (VD: quan hệ vng góc, quan hệ đối tượng,…)  Phải tưởng tượng nhiều khơng có mơ hình, hình ảnh minh họa trực quan  Hay bị nhầm với tính chất hình học phẳng Kết quả: Bảng Thống kê ý kiến học sinh khó khăn học hình khơng gian Khó khăn 10B3 11D2 12A9 số hs số hs số hs Khơng có khó khăn 3 Khó khăn vẽ hình biểu diễn 12 13 Hình biểu diễn khơng thể mối 26 16 20 32 39 28 29 23 15 quan hệ thực tế Phải tưởng tượng q nhiều khơng có mơ hình, hình ảnh minh hoạ trực quan Hay bị nhầm với tính chất hình học phẳng Như vậy, số khó khăn học sinh gặp phải, khó khăn “ Phải tưởng tượng q nhiều khơng có mơ hình, hình ảnh minh -3- TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com hoạ trực quan” khó khăn thường gặp Chính trí tưởng tượng khơng gian nên học sinh “Hay bị nhầm với tính chất hình học phẳng” “Hình biểu diễn khơng thể mối quan hệ thực tế” gây lúng túng cho khơng học sinh Vậy khó khăn học sinh học hình khơng gian phần lớn liên quan đến vấn đề “ dựng hình khơng gian” Tài liệu hướng dẫn giáo viên thực chương trình sách giáo khoa mơn tốn lớp 11 (2007) viết: Chú ý sách giáo khoa, ta khơng đề cập đến vấn đề dựng hình khơng gian Do đó, thay cho từ “dựng” ta dùng từ “xác định” “tìm” (Tr 90) Vì trình dạy học hình khơng gian, giáo viên học sinh ln phải thực tốn “dựng hình” dạy lý thuyết luyện tập: giáo viên phải thường xuyên vẽ hình minh hoạ cho định nghĩa, định lí, tính chất; cịn học sinh giải tốn hình khơng gian phải dựng hình theo u cầu tốn Chính “ta không đề cập đến vấn đề dựng hình khơng gian” Tuy nhiên, “về mặt lí luận việc dựng hình khơng gian có nhiều nội dung khác với việc dựng hình mặt phẳng với dụng cụ dựng hình mặt phẳng thước compa ta dựng mặt phẳng thoả mãn số điều kiện khơng thể dựng mặt cầu thoả mãn tâm bán kính Do vấn đề dựng hình khơng gian khơng đặt chương trình hình học lớp 11” (tr90) Vì vậy, “thay cho từ “dựng” ta dùng từ “xác định” “tìm”” Như vậy, tốn dựng hình khơng gian khơng nêu cụ thể sách giáo khoa mà đưa vào dạng ẩn tàng Một lí khách quan để biểu diễn hình khơng gian ta chủ yếu dùng hình biểu diễn mặt phẳng, khơng có cơng cụ khơng có quy tắc chuẩn để dựng xác hình khơng gian -4- TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Cùng với đổi đất nước, giáo dục phổ thông đổi theo hướng chuẩn hoá, đại hoá đa dạng hố Tồn cầu hố phát triển kinh tế tri thức đặt yêu cầu giáo dục: Giáo dục cần phải giải mâu thuẫn tri thức ngày tăng nhanh mà thời gian đào tạo có hạn; giáo dục cần đào tạo người đáp ứng đòi hỏi thị trường lao động nghề nghiệp sống, có khả hồ nhập cạnh tranh quốc tế Nghị trung ương (khoá VII) nghị trung ương (khoá VIII) rõ: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm cấp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập học sinh” (Luật giáo dục 2005, chương II, mục 2, điều 28) Để đạt mục đích dạy học, nhà trường cần lựa chọn cách dạy cách học phù hợp, thực hoá phương pháp dạy học để học tập làm việc hiệu Giáo dục nói chung dạy học tốn học trường phổ thơng nói riêng phải có thay đổi chất để đáp ứng nhu cầu xã hội đại Sự thay đổi vị trí giáo viên học sinh dạy học tất yếu dẫn đến địi hỏi phải tìm phương pháp dạy học để bồi dưỡng cho người học lực tư Khoa học giáo dục khoa học có mối liên quan với nhiều ngành khoa học khác như: tâm lí học, sinh lí học, thần kinh học, CNTT Vì thành tựu ngành khoa học vận dụng vào khoa học giáo dục, nhiều xu hướng giáo dục xuất với tư tưởng chủ đạo phát biểu nhiều hình thức khác như: lấy người học làm trung tâm, phát huy tính tích cực, dạy học sáng tạo Lí thuyết kiến tạo lí thuyết dạy học vận dụng giáo dục ngày Theo học thuyết này, mục đích dạy học khơng truyền thụ kiến thức mà chủ yếu làm thay đổi -5- TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com phát triển quan niệm người học, qua người học kiến tạo kiến thức đồng thời phát triển trí tuệ nhân cách Học sinh chủ thể tích cực xây dựng nên kiến thức cho thân dựa kiến thức kinh nghiệm có (học sinh trung tâm q trình dạy học) Dạy học theo quan điểm kiến tạo bồi dưỡng khuyến khích người học tự học, tự khám phá, phát giải vấn đề Bên cạnh đó, phát triển CNTT cho đời nhiều phần mềm dạy học thông minh hỗ trợ đáng kể cho công việc người thầy CNTT phương tiện hỗ trợ cho hoạt động giáo viên học sinh (trình chiếu, minh hoạ) mà tham gia với vai trò tạo mơi trường thích hợp để học sinh tương tác, hoạt động để tự hình thành tri thức mong muốn Như vậy, sử dụng CNTT để xây dựng môi trường học tập kiến tạo q trình dạy học mơn tốn hướng đắn nhằm góp phần đổi phương pháp dạy học Cabri 3D v2 phần mềm hình học động có nhiều lợi việc thiết kế hình học khơng gian hỗ trợ thiết kế giảng giảng dạy nhiều giáo viên giới sử dụng dạy học hình khơng gian Việc ứng dụng phần mềm vào học tập, thiết kế giảng giúp giáo viên giảng dạy dễ dàng hiệu hơn, giúp học sinh học tập hứng thú nhờ kết hợp lý thuyết thực hành Việc ứng dụng tiết kiệm mặt kinh tế cho chi phí vào việc thiết kế cơng cụ, đồ dùng học tập Xuất phát từ lí trên, chọn đề tài nghiên cứu luận văn là: “Sử dụng phần mềm Cabri 3D dạy học nội dung „Dựng hình khơng gian‟ chương trình Hình học lớp 11 Trung học phổ thơng” Mục đích nghiên cứu Đề xuất phương án sử dụng phần mềm Cabri 3D dạy học nội dung “ dựng hình khơng gian” chương trình Hình học lớp 11 Trung học phổ thơng -6- TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Các câu hỏi nghiên cứu H1) Nội dung “dựng hình khơng gian” trình bày chương trình SGK hình học 11 trường phổ thông nào? Giáo viên học sinh gặp khó khăn q trình dạy học nội dung “dựng hình khơng gian” ? H2) Nên dạy học nội dung “dựng hình khơng gian” chương trình lớp 11 để học sinh hứng thú tích cực học tập? H3) Việc ứng dụng phần mềm Cabri 3D dạy học nội dung “ dựng hình khơng gian” có giảm bớt khó khăn cho giáo viên học sinh trình dạy học hình khơng gian khơng? H4) Có thể xây dựng môi trường học tập kiến tạo với phần mềm Cabri 3D dạy học nội dung “ dựng hình khơng gian” hay không? Nhiệm vụ nghiên cứu * Nghiên cứu số quan điểm lí luận dạy học đại, định hướng đổi phương pháp dạy học, ứng dụng mơ hình dạy học kiến tạo dạy học mơn tốn Việc làm giúp chúng tơi tìm câu trả lời cho câu hỏi H2 * Nghiên cứu nội dung “dựng hình khơng gian” chương trình hình học lớp 11 thơng qua phân tích chương trình, sách giáo khoa, kết điều tra giáo viên học sinh dạy học nội dung Việc làm giúp chúng tơi tìm câu trả lời cho câu hỏi H1 * Nghiên cứu đặc tính Cabri 3D Việc làm giúp tìm câu trả lời cho câu hỏi H3, H4 * Xây dựng thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết phát sinh trình nghiên cứu Giả thuyết khoa học G1: Có thể xây dựng mơi trường học tập kiến tạo với phần mềm Cabri 3D dạy học nội dung dựng hình khơng gian -7- TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com G2: Việc học sinh biết sử dụng phần mềm Cabri 3D để dựng “hình đúng” khơng gian góp phần vào việc giải tốn hình học khơng gian từ phát triển kĩ vẽ hình, hình thành kiến thức củng cố kiến thức Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu tài liệu có liên quan đến phương pháp dạy học mơn tốn nói chung phương pháp dạy học hình khơng gian nói riêng - Nghiên cứu phần mềm dạy học hình học, lựa chọn phần mềm thích hợp, nghiên cứu tính phần mềm - Nghiên cứu lý luận dạy học, mơ hình dạy học tích cực xây dựng sở học thuyết kiến tạo Mục đích: Rút vấn đề nghiên cứu, hình thành giả thuyết nghiên cứu 6.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Dùng thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết - Thống kê số liệu lớp thực nghiệm lớp đối chứng Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, luận văn gồm có ba chương, 90 trang, 10 bảng, 35 hình vẽ, biểu đồ Chƣơng trình bày số quan điểm lí luận dạy học đại, định hướng đổi phương pháp dạy học, lí thuyết dạy học kiến tạo giới thiệu phần mềm Cabri 3D Qua nghiên cứu chương 1, xác định lại vấn đề nghiên cứu V1, V2, V3 rút giả thuyết nghiên cứu G1 Trong chƣơng 2, chúng tơi tìm câu trả lời cho vấn đề V1, V2 Để thực điều này, tiến hành nghiên cứu chương trình, phân tích sách giáo khoa nội dung hình học khơng gian khối lớp: lớp 8, lớp 9, lớp 11, lớp 12 Chúng phân tích khó khăn q trình dạy -8- TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com hình học khơng gian trường phổ thơng; phân tích ưu điểm phần mềm Cabri 3D dạy học hình khơng gian Những phân tích giúp chúng tơi trả lời cho đề V1, V2 rút giả thuyết nghiên cứu G2 Chƣơng luận văn có mục đích xây dựng tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết tìm câu trả lời cho vấn đề V2 Trong phần kết luận luận văn, chúng tơi trình bày kết mà chúng tơi đạt trình nghiên cứu -9- TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... V3) Việc dạy học nội dung ? ?dựng hình khơng gian? ?? lớp 11 trung học phổ thông thay đổi ứng dụng Cabri 3D dạy học nội dung dựng hình khơng gian? Những kiểu tập chương trình nên sử dụng Cabri 3D để... ? ?Dựng hình khơng gian? ?? chương trình Hình học lớp 11 Trung học phổ thơng” Mục đích nghiên cứu Đề xuất phương án sử dụng phần mềm Cabri 3D dạy học nội dung “ dựng hình khơng gian? ?? chương trình Hình. .. VỀ DẠY VÀ HỌC NỘI DUNG DỰNG HÌNH KHƠNG GIAN CHƢƠNG TRÌNH HÌNH HỌC KHƠNG GIAN LỚP 11 Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG 2.1 Chƣơng trình hình học khơng gian trƣờng Trung học phổ thơng Trong chương trình