Thiết kế các hoạt động trải nghiệm trong dạy học môn toán cho học sinh lớp 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN HỒI AN DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM TRONG MƠN TOÁN CHO HỌC SINH LỚP 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN HỌC HÀ NỘI – 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN HỒI AN DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM TRONG MƠN TỐN CHO HỌC SINH LỚP 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN TỐN HỌC Mã số: 8140209.01 Người hướng dẫn khoa học: TS Phan Thị Tình HÀ NỘI - 2022 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, tác giả nhận nhiều hỗ trợ từ phía thầy cơ, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp em học sinh Đây nguồn động lực to lớn để tác giả cố gắng suốt thời gian thực cơng trình nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Sư phạm trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội tận tâm giảng dạy giúp đỡ tác giả trình học tập, nghiên cứu Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Phan Thị Tình ln tận tình hướng dẫn, truyền thụ kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện tốt giúp tác giả hoàn thành luận văn Xin cảm ơn quý thầy, cô giáo em học sinh trường Trung học phổ thơng Hồi Đức A, Trung học phổ thơng Hồi Đức B, Trung học phổ thơng Hồi Đức C giúp đỡ tác giả trình khảo nghiệm, thực nghiệm Tác giả xin gửi lời biết ơn tới gia đình, cảm ơn người bạn thời gian qua động viên, hỗ trợ tác giả hoàn thành luận văn Mặc dù tác giả cố gắng dành thời gian nghiên cứu song luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót hạn chế Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp q báu thầy, giáo, bạn đồng nghiệp người quan tâm đến vấn đề trình bày luận văn để luận văn hồn thiện có giá trị thực tiễn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 03 năm 2022 Tác giả luận văn Nguyễn Hoài An i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt Từ viết tắt DH Dạy học GD Giáo dục GV Giáo viên HS Học sinh HĐ Hoạt động HĐTN Hoạt động trải nghiệm THPT Trung học phổ thông TCN Trước công nguyên TN Trải nghiệm KN Kĩ PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Nhận thức GV chất HĐTN toán học hình thức tổ chức HĐTN tốn học trường phổ thông 33 Bảng Thực trạng việc tổ chức hoạt động trải nghiệm dạy học mơn Tốn lớp 12 giáo viên trường phổ thông Error! Bookmark not defined Bảng 1.3 Những khó khăn, nhu cầu GV thiết kế, tổ chức HĐTN toán học 36 Bảng Kết khảo sát HS lớp 12 đánh giá vai trị HĐTN học mơn Tốn .398 Bảng 3.1 Thống kê điểm học sinh qua kiểm tra trước thực nghiệm …… 94 Bảng 3.2 Kiểm định giả thuyết thống kê số trung bình cộng 953 Bảng 3.3 Thống kê điểm học sinh qua kiểm tra sau thực nghiệm .964 Bảng 3.4 Kiểm định giả thuyết thống kê số trung bình cộng 975 iii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Điểm số kiểm tra trước thực nghiệm 964 Biểu đồ 3.2 Điểm số kiểm tra sau thực nghiệm .985 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Ảnh mơ tả Slide trị chơi Con ong tìm hũ mật 498 Hình 2.2 Hình ảnh Slide trị chơi Lật 51 Hình 2.3 Đáp án trị chơi Ghép hình 532 Hình 2.4 Một số hình ảnh học sinh thực trị chơi Ghép hình 532 Hình 2.5 Hình ảnh phiếu trị chơi Xây tường 565 Hình 2.6 Một số hình ảnh minh họa Slide phần thi “VƯỢT CHƯỚNG NGẠI VẬT” .797 Hình 2.7 Ảnh minh họa phiếu trị chơi “Về đích” 80 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ……………………………………………………………………… i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ iv DANH MỤC CÁC HÌNH v MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .4 Nhiệm vụ nghiên cứu 4 Khách thể đối tượng nghiên cứu 4.1 Khách thể nghiên cứu 4.2 Đối tượng nghiên cứu Vấn đề nghiên cứu Giả thuyết khoa học Giới hạn phạm vi nghiên cứu .5 Phương pháp nghiên cứu 8.1 Các phương pháp nghiên cứu lý luận 8.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn 8.3 Phương pháp thống kê toán học .6 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề 1.1.1 Nghiên cứu nước 1.1.2 Nghiên cứu nước 1.2 Hoạt động trải nghiệm trường phổ thông 10 1.2.1 Khái quát hoạt động trải nghiệm học qua trải nghiệm 11 1.2.2 Các phương thức, hình thức, phương pháp tổ chức hoạt động trải nghiệm phương pháp đánh giá 15 1.3 Vấn đề dạy học trải nghiệm mơn Tốn trường THPT .24 1.3.1 Đặc điểm tâm sinh lí, khả nhận thức học sinh THPT .24 1.3.2 Mục tiêu, chuẩn kiến thức, kĩ năng, cấu trúc chương trình mơn Tốn lớp 12 Trung học phổ thông 27 vi Trong trình thiết kế, tổ chức HĐTN cho HS DH Toán lớp 12, thầy (cơ) gặp phải khó khăn nào? Mức độ khó khăn Thầy (Cơ) gặp phải tổ chức hoạt động trải nghiệm mơn Tốn cho HS lớp 12: Mức độ khó khăn Thấp Yếu tố TT Trung Cao bình Khó khăn TG để tổ chức trải nghiệm Khó khăn phương tiện, thiết bị đồ dùng dạy học Khó khăn tài liệu hướng dẫn HĐTN Sự phối hợp phụ huynh học sinh Sự phối hợp quan, đơn vị địa bàn Trình độ hứng thú, tích cực học sinh Sự phong phú, khoa học xây dựng nội dung thiết lập hoạt động học tập cho học sinh có cài đặt dụng ý sư phạm theo mục tiêu Kinh phí tổ chức hoạt động trải nghiệm Mức độ khó khăn Thầy (Cơ) gặp phải thiết kế nội dung tổ chức hoạt động trải nghiệm cho học sinh Nội dung chương trình Tốn 12 khó để gắn với HĐTN toán học Nội dung thi cử đánh giá khơng u cầu TN 3 Khó khăn việc thiết kế nội dung HĐTN môn Toán Cài đặt dụng ý sư phạm nhằm làm rõ u cầu nội dung mơn Tốn Cài đặt dụng ý sư phạm nhằm định hướng giáo dục phẩm chất, lực, kĩ sống cho học sinh Kết hợp kiến thức mơn Tốn với kiến thức môn học khác nội dung Phong phú hóa phương thức, hình thức tổ chức hoạt động cho học sinh Câu Thầy (Cô) đánh dấu x vào đáp án (có thể lựa chọn nhiều đáp án) Thầy (Cơ) mong muốn có trợ giúp sau mức độ cao việc tổ chức hoạt động trải nghiệm mơn Tốn a Được tập huấn lí luận tổ chức hoạt động trải nghiệm mơn Tốn cho học sinh trường THPT; b Được dẫn cách thức xây dựng nội dung trải nghiệm toán học phù hợp đặc điểm tâm lí, nhận thức học sinh THPT, đặc biệt học sinh lớp 12 c Được bổ sung thêm quỹ thời gian tổ chức hoạt động trải nghiệm dạy học mơn Tốn; d Được bổ sung thêm kinh phí, thêm điều kiện sở vật chất tổ chức hoạt động trải nghiệm; Trân trọng cảm ơn hợp tác quý thầy (cô)! Phụ lục 1.2: PHIẾU KHẢO SÁT HS LỚP 12 VỀ TÌNH HÌNH HỌC MƠN TỐN Tổ chức hoạt động trải nghiệm dạy học toán phương thức học tập thuận lợi cho việc phát triển lực cho học sinh, đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục Câu trả lời em thông tin cần thiết giúp thầy giáo có sở để thiết kế tổ chức hoạt động trải nghiệm dạy học mơn Tốn 12 THPT Em đánh dấu x vào ô để chọn mức độ phù hợp Câu hỏi Mức độ 1.1 Em cho biết mức độ quan tâm ứng Thường Thỉnh dụng kiến thức sau học xuyên thoảng Ít Không thân? 1.2 Em quan tâm đến hoạt Rất hứng Muốn Bình động trải nghiệm học toán? tham thường muốn thú gia 1.3 Em tham gia vào hoạt Thường Thỉnh động trải nghiệm học tốn? thoảng xun Khơng tham gia Ít Không Chúng chân thành cảm ơn Em tham gia trả lời câu hỏi! PHỤ LỤC 2: KẾ HOẠCH CHI TIẾT TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC TOÁN Phụ lục 2.1: Chủ đề diện tích, thể tích khối cầu I Mục tiêu: a Về kiến thức - Trình bày cơng thức tính diện tích mặt cầu thể tích khối cầu thơng qua tình trải nghiệm kiến tạo tri thức b Về kĩ - Phát hiện, kiểm chứng cơng thức tính diện tích mặt cầu thể tích khối cầu qua tình trải nghiệm sáng tạo - Biết vận dụng công thức tính diện tích mặt cầu thể tích khối cầu vào số toán thực tế HS hình thành rèn luyện số kĩ năng: làm việc nhóm, thuyết trình, đặc biệt hóa, khái qt hóa vấn đề; cải thiện kĩ hình học vẽ hình, liên tưởng khơng gian c Về tư - HS rèn luyện tư logic, trí tưởng tượng hình khơng gian, tìm tịi sáng tạo học tập d Về thái độ - HS hứng thú với môn học, thấy Tốn học có nhiều ứng dụng thực tiễn, nhiều tri thức kiến tạo thơng qua tình thực tế - HS chủ động, tích cực học tập, sáng tạo việc tiếp thu kiến thức cách khoa học hệ thống - Giúp HS có thói quen làm việc theo quy trình, cẩn thận, xác e Định hướng phát triển lực Qua chủ đề trải nghiệm giúp HS có hội phát triển số lực: - Năng lực tự học, lực giải vấn đề, lực sáng tạo (đặt câu hỏi khác, chủ động nêu ý kiến khác, cách làm khác) - Năng lực giao tiếp, lực hợp tác (hoạt động nhóm) - Năng lực sử dụng ngôn ngữ (qua việc trả lời câu hỏi, thuyết trình) - Năng lực tốn học: tư lập luận tốn học, mơ hình hóa tốn học, sử dụng cơng cụ phương tiện học tốn, trực giác tốn học, tưởng tượng khơng gian II Nội dung, hình thức, phương pháp hoạt động trải nghiệm a Nội dung: Xác định giao mặt cầu với mặt phẳng đường thẳng; Tìm cơng thức tính diện tích mặt cầu thể tích khối cầu qua tình trải nghiệm vận dụng vào tốn thực tế b Hình thức hoạt động: HS thảo luận làm việc theo nhóm, nhóm gồm 56 HS, báo cáo, trình bày, thuyết trình sản phẩm c Phương pháp: phương pháp dạy học dự án, phương pháp thuyết trình, phương pháp giải vấn đề, thảo luận, làm việc nhóm III Chuẩn bị a) Chuẩn bị giáo viên - Máy tính, máy chiếu projector, slide PowerPoint; sổ theo dõi dự án, phiếu đánh giá, phiếu tổng hợp - Chuẩn bị dụng cụ: 01 phễu dạng hình nón nhựa suốt có bán kính đáy r chiều cao 2r ; 01 cầu nhựa suốt có bán kính r , nước pha màu b) Chuẩn bị học sinh - Chuẩn bị số dụng cụ: bút, thước thẳng, máy tính cầm tay; nhóm chuẩn bị 01 bóng nhựa mềm, 01 bóng nhựa cứng, 01 tờ giấy cứng, 01 que nhọn; cầu nhựa cứng có bán kính r , mặt trụ bán kính r chiều cao 2r , cuộn dây màu cam, cuộn dây màu đỏ, kéo, ghim, cưa cắt, bảng phooc c) Dự kiến thời gian hoạt động: Giáo án thực 02 tiết học IV Thiết kế hoạt động - GV chia lớp thành nhóm (6HS/nhóm) Hoạt động I: Khởi động Bước 1: Xác định mục tiêu HĐ định tổ chức trò chơi Mục tiêu:  HS nhận biết ví dụ mặt cầu thực tế Bước 2: Lựa chọn tình chơi, tên trị chơi chủ đề chơi - Tình chơi: Mở đầu mặt cầu - Tên trò chơi: Chuyền bút Bước 3: Thiết kế giáo án HĐTN - Chuẩn bị:  GV thiết kế Slide trò chơi - Cách tiến hành:  Luật chơi, cách đánh giá: Bạn thứ làm câu bảng, sau quay chuyền bút cho bạn thứ làm câu tiếp theo,… hết câu hỏi (mỗi bạn câu) Chú ý: Mỗi câu điểm Đội nhanh nhất, thứ hai + 2, điểm Nếu vi phạm nội quy: -1đ/ lần + Nội dung: Các nhóm kể tên vật thể mơ hình ảnh mặt cầu, khối cầu có hình Hình 2.12 Hình ảnh mặt cầu, khối cầu thực tế - Học sinh: Thảo luận nhóm, nhanh chóng viết đáp án lên bảng phooc - Giáo viên kiểm tra kết nhóm, kết luận, biểu dương nhóm có đáp án nhanh xác HOẠT ĐỘNG II: Khám phá a) Tìm diện tích bề mặt hình cầu/mặt cầu - Giáo viên: + Yêu cầu nhóm HS chuẩn bị cầu nhựa cứng có bán kính r , mặt trụ bán kính r chiều cao 2r, cuộn dây màu cam, cuộn dây màu đỏ, kéo, ghim, bút, cưa cắt hình Hình 2.17 Một số dụng cụ để xác định diện tích mặt cầu + Hướng dẫn HS thực bước thao tác hình sau Hình 2.18 Các bước thao tác xác định diện tích mặt cầu + Giao nhiệm vụ cho nhóm HS: so sánh chiều dài sợi màu cam quấn quanh bề mặt bán cầu với chiều dài sợi màu đỏ quấn quanh bề mặt hình trụ; từ tìm cơng thức tính diện tích bề mặt hình cầu cho + Quan sát nhóm thực hiện, bao qt tồn lớp, hỗ trợ nhóm thông qua câu hỏi gợi mở cần thiết + Nhận xét phần trình bày nhóm, kết luận kiến thức liên quan - Học sinh: + Thao tác hướng dẫn GV, thảo luận tìm giải pháp giải nhiệm vụ: Diện tích bề mặt bán cầu chiều dài sợi màu cam quấn quanh nó, diện tích bề mặt hình trụ chiều dài sợi màu đỏ quấn quanh Chiều dài sợi màu cam nửa chiều dài sợi màu đỏ Từ suy diện tích bề mặt mặt cầu theo diện tích bề mặt hình trụ + Đại diện nhóm báo cáo kết thảo luận nhóm b) Diện tích mặt cầu diện tích hình trịn lớn - GV giao nhiệm vụ cho nhóm: Cho cầu bán kính r Bằng sợi dây màu, kiểm chứng diện tích S bề mặt cầu bốn lần diện tích hình trịn lớn cầu 10 - Học sinh: Thảo luận tìm giải pháp giải nhiệm vụ • Quấn quanh cầu sợi dây màu, cắt bỏ phần dây thừa • Vẽ lên bề mặt giấy bốn đường trịn có bán kính r Chiều dài sợi dây quấn quanh cầu vừa đủ xếp kín bốn đường trịn vừa vẽ - Đại diện nhóm báo cáo kết thảo luận nhóm Giáo viên nhận xét, kết luận kiến thức liên quan Hình 2.19 Diện tích bề mặt cầu bốn lần diện tích hình trịn lớn c) Cơng thức tính thể tích khối cầu - Dụng cụ chuẩn bị gồm 01 phễu dạng hình nón nhựa có bán kính đáy r chiều cao 2r ; 01 cầu nhựa có bán kính r , nước pha màu Hình 2.21 Dụng cụ xác định thể tích khối cầu 11 - Giáo viên cho nhóm làm thí nghiệm: đổ nước pha màu vào đầy phễu hình nón rót lượng nước phễu vào cầu cầu chứa đầy nước Sau thí nghiệm, u cầu nhóm rút nhận xét tìm thể tích khối cầu cho Hình 2.22 Thí nghiệm xác định thể tích khối cầu - Học sinh thao tác hướng dẫn GV, thảo luận tìm giải pháp giải nhiệm vụ: + Sau 02 lần rót nước từ phễu hình nón vào cầu cầu chứa đầy nước + Thể tích phễu hình nón thể tích cầu lượng nước chứa đầy + Thể tích khối cầu lần thể tích khối nón Từ suy cơng thức tính thể tích khối cầu theo thể tích khối nón - Đại diện nhóm báo cáo kết thảo luận nhóm - GV nhận xét phần trình bày nhóm, kết luận kiến thức liên quan HOẠT ĐỘNG III: Áp dụng Bài 1: Tính diện tích bề mặt địa cầu có đường kính 16cm 12 Hình 2.20 Quả địa cầu - Giáo viên: + Giao nhiệm vụ cho nhóm: tính diện tích bề mặt địa cầu + Nhận xét phần trình bày nhóm, kết luận kiến thức liên quan - Học sinh: + HS nhóm thảo luận tìm phương án giải tốn + Đại diện nhóm báo cáo kết thảo luận nhóm Bài 2: Bốn bạn Bình, An, Hạnh, Phúc có chiều cao 1,62 m; 1,65m; 1,70m; 1,74m muốn tham gia vào trò chơi lăn bóng Quy định trị chơi người chơi phải đứng thẳng đứng bóng hình cầu tích 0,8  m3 lăn mặt cỏ Hỏi bạn số bốn bạn khơng đủ điều kiện để tham gia trị chơi? - Giáo viên: + Giao nhiệm vụ cho nhóm + Quan sát nhóm thực hiện, bao qt tồn lớp, hỗ trợ nhóm thơng qua câu hỏi gợi mở cần thiết + Nhận xét phần trình bày nhóm, kết luận kiến thức liên quan - Học sinh: + HS nhóm thảo luận tìm phương án giải toán: 13 Để đủ điều kiện tham gia trị chơi chiều cao người chơi phải nhỏ đường kính bóng Khi đường kính bóng xấp xỉ 1,68m nên bạn Hạnh, Phúc không đủ điều kiện tham gia vào trị chơi + Đại diện nhóm báo cáo kết thảo luận nhóm HOẠT ĐỘNG IV: TÌM TỊI, MỞ RỘNG Bài 3: Một cốc hình trụ có bán kính Hình 2.23 Cốc nước hình trụ đáy chiều cao cm 20 cm Trong cốc có nước, khoảng cách đáy cốc mặt nước 12 cm (hình vẽ) Một quạ muốn uống nước cốc mặt nước phải cách miệng cốc khơng cm Con quạ thông minh mổ viên sỏi hình cầu có bán kính 0,6 cm thả vào cốc nước để mực nước dâng lên Để uống nước quạ cần thả vào cốc viên sỏi? - Giáo viên: + Giao nhiệm vụ cho nhóm: tính số viên sỏi hình cầu cần thả vào cốc nước hình trụ ví dụ + Quan sát nhóm thực hiện, bao qt tồn lớp, hỗ trợ nhóm thơng qua câu hỏi gợi mở cần thiết + Nhận xét phần trình bày nhóm, kết luận kiến thức liên quan - Học sinh: + HS nhóm thảo luận tìm phương án giải tốn Đáp án: cần thả 28 viên sỏi vào cốc + Đại diện nhóm báo cáo kết thảo luận nhóm HOẠT ĐỘNG V: CỦNG CỐ BÀI HỌC Giáo viên giúp học sinh củng cố kiến thức học thơng qua trị chơi “Mê Cung” 14 Bước 1: Xác định mục tiêu HĐ định tổ chức trị chơi Biết vận dụng cơng thức tính diện tích mặt cầu thể tích khối cầu vào - số toán thực tế Bước 2: Lựa chọn tình chơi, tên trị chơi chủ đề chơi - Tình chơi: - Tên trị chơi: Mê Cung Bước 3: Thiết kế giáo án HĐTN - Chuẩn bị:  GV thiết kế Slide trò chơi, phiếu trò chơi - Cách tiến hành: + GV chia lớp thành nhóm (4 HS nhóm) yêu cầu nhóm phân cơng nhóm trưởng - GV chiếu Slide phổ biến luật chơi, yêu cầu số HS nêu luật chơi + Thời gian: 15 phút + Nhiệm vụ: Hãy tìm đường để từ Start tới End cách chọn giải phù hợp ô bảng (chỉ xuống dưới/ sang bên phải/ chéo) + Cách tính điểm: Mỗi ô màu trắng điểm Mỗi ô màu vàng điểm Mỗi ô màu xanh điểm Đội đích đạt nhiều điểm đội thắng + Nội dung phiếu trò chơi: 15 - GV quan sát nhóm thực trò chơi - GV chiếu Slide đáp án - GV yêu cầu nhóm trưởng báo cáo kết sau thực trò chơi - GV khen thưởng cho đội chiến thắng - GV chữa số câu HS thắc mắc 16 - GV chốt kiến thức quan trọng, số sai lầm HS gặp phải HOẠT ĐỘNG VI: HƯỚNG DẪN TỰ HỌC Ở NHÀ Giáo viên giao nhiệm vụ cá nhân: - Ôn tập nội dung học; - Sưu tầm tính diện tích, thể tích 05 đồ vật nhà có hình dạng khối cầu mặt cầu - Bài tập nhà: Hồn thành nốt câu cịn lại phiếu trò chơi 17 ... Thiết kế số hoạt động trải nghiệm tốn học chương trình tốn lớp 12 THPT 45 2.2.1 Thiết kế hoạt động trải nghiệm Tốn học qua hình thức trị chơi 45 2.2.2 Thiết kế hoạt động trải nghiệm. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN HỒI AN DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM TRONG MƠN TOÁN CHO HỌC SINH LỚP 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC... hỏi thực trạng việc tổ chức hoạt động trải nghiệm dạy học mơn Tốn lớp 12, kết thu bảng sau: Bảng 1.2 Thực trạng việc tổ chức hoạt động trải nghiệm dạy học mơn Tốn lớp 12 giáo viên trường phổ thơng