(SKKN HAY NHẤT) một số giải pháp nâng cao hiệu quả giải bài toán hình học không gian cho học sinh lớp 11 trường THPT quảng xương 1

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIẢI BÀI TỐN HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CHO HỌC SINH LỚP 11 TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG Người thực hiện: Vũ Mạnh Hùng Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Tốn THANH HỐ NĂM 2021 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC Nội dung Trang PHẦN I PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu PHẦN II NỘI DUNG SKKN 2.1 Cơ sở lí luận SKKN 2.2 Thực trạng vấn đề 2.3 Giải pháp để giải vấn đê 2.4 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục 24 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 25 3.1 Kết luận 25 3.2 Kiến nghị 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com PHẦN I PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Căn vào nhiệm vụ mục tiêu giáo dục phổ thông, vào cấu trúc đề thi, hình thức mơn thi, mơn học nói chung đặc biệt nội dung mơn tốn chương trình THPT nước ta nay, tính hiệu học tập ln tiêu chí quan trọng bậc Một vấn đề toán học cung cấp cho học sinh nhiều kĩ năng, đức tính, phẩm chất tư trừu tượng người lao động tốn hình học khơng gian Trong chương trình tốn THPT phần hình học khơng gian giữ vai trị, vị trí quan trọng Ngồi việc cung cấp cho học sinh kiến thức, kĩ giải tốn hình học khơng gian, cịn rèn luyện cho học sinh nhiều đức tính, phẩm chất lực người lao động như: cẩn thận, xác, hình thành phát triển lực tự giải vấn đề, lực giao tiếp, lực quản lý, lực sử dụng công nghệ thông tin thành thạo, sáng tạo cơng việc, bồi dưỡng óc thẩm mĩ tư trừu tượng Tuy nhiên trình giảng dạy mơn tốn lớp 11 trường THPT Quảng Xương 1, nhận thấy đa số học sinh e ngại nói đến hình học khơng gian em ln nghĩ trừu tượng khó học Chính mà có nhiều học sinh học tốt phần đại số yếu phần hình học không gian Vấn đề làm cho giáo viên gặp khơng khó khăn truyền đạt nội dung kiến thức phương pháp giải dạng tập hình học khơng gian Qua nhiều năm giảng dạy mơn tốn trường THPT, tơi đúc kết số kinh nghiệm nhằm giúp em tiếp thu kiến thức hình học tốt hơn, từ mà chất lượng giảng dạy giáo viên học tập học sinh ngày nâng lên Với lý vậy, nên nghiên cứu nội dung nhằm tìm phương pháp truyền đạt phù hợp với học sinh, đồng thời nhằm tháo gỡ vướng mắc, khó khăn mà học sinh thường gặp UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com phải q trình học tập, từ nâng dần chất lượng giảng dạy nói chung phần hình học khơng gian nói riêng Một dấu hiệu tích cực kết nghiên cứu tính thực tiễn tính hệ thống, khơng áp đặt dập khn máy móc học sinh dễ dàng áp dụng vào việc giải toán lạ, tốn khó Dựa tài liệu tham khảo thân sưu tầm tự bồi dưỡng, với thực tế giảng dạy kinh nghiệm tơi chọn tìm hiểu nghiên cứu đề tài: “Một số giải pháp nâng cao hiệu giải tốn hình học khơng gian cho học sinh lớp 11 trường THPT Quảng Xương 1” Tơi tập hợp tốn theo vấn đề chính, từ đưa cách thức giải quyết, đồng thời đúc kết kinh nghiệm cho dạng tốn tương tự Tơi hi vọng đề tài em học sinh tích cực hợp tác đồng nghiệp nhiệt tình giúp đỡ để tơi bổ sung hoàn thiện tốt đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu: - Giúp cho thân tự trau dồi kiến thức, rèn luyện kĩ năng, nâng cao lực trình độ chun mơn phục vụ cho cơng tác giảng dạy học tập - Bồi dưỡng cho học lực tư sáng tao, tư phân tích, tổng hợp, hình thành cho học sinh kĩ phương pháp tối ưu vận dụng vào việc giải tốn hình học khơng gian có hiệu Từ phát triển lực tư lơgic trừu tượng, khái qt hố vấn đề tạo tảng vững để giúp học sinh tự trau dồi, rèn luyện học tập mơn tốn nói chung phần hình học khơng gian nói riêng - Bồi dưỡng cho học sinh phát triển lực hoạt động trí tuệ, rèn luyện đức tính cần cù, cẩn thận linh hoạt góp phần hình thành phẩm chất đạo đức, lực làm việc hiệu người công dân thời đại công nghệ thông tin 1.3 Đối tượng nghiên cứu: - Phạm vi nghiên cứu: Áp dụng giảng dạy cho học sinh học lớp 11T5; 11T7 11C5 trường THPT Quảng Xương 1, năm học 2020 - 2021 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com - Giới hạn nội dung nghiên cứu: Hoạt động dạy học chuyên đề bồi dưỡng lực, kĩ tính tốn giải tốn hình học khơng gian thuộc chương chương phần hình học lớp 11 - Vấn đề nghiên cứu đề tài: Sử dụng phương pháp tư trừu tượng, kĩ tính tốn vận dụng để nâng cao hiệu giải tốn hình học khơng gian phần hình học mơn tốn lớp 11 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết định lý, tính chất, phương pháp giải chung dạng tốn hình học khơng gian chương trình SGK Hình học lớp 11 - Nghiên cứu cách giải tốn khó, đặc biệt câu hỏi trắc nghiệm hình học khơng gian mức độ vận dụng theo định hướng tìm phương án tối ưu hóa - Nghiên cứu thực tế giảng dạy mơn tốn trường THPT Quảng Xương 1, kết thu thi khảo sát chất lượng học sinh lớp 11, thông qua sách báo tài liệu tham khảo mơn tốn, thơng qua việc học hỏi tiếp thu ý kiến đóng góp đồng nghiệp qua chuyên đề giảng dạy, tiết dự UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com PHẦN NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận SKKN Khi giải toán chứng minh quan hệ song song, quan hệ vng góc xác định góc, xác định khoảng cách hình học khơng gian, ta phải đọc kỹ đề, phân tích giả thiết, kết luận, vẽ hình đúng, nhận dạng phải hiểu đặc điểm, tính chất có liên quan Bên cạnh ta cần phải ý đến yếu tố khác: Vẽ tốt chưa? Cần xác định thêm yếu tố hình khơng? Để giải vấn đề ta phải xuất phát từ đâu? Định lý, tính chất, hệ hay kết liên quan đến tốn, … có giúp ta giải nhiều toán mà khơng gặp khó khăn Ngồi cịn có yếu tố quan trọng khác ta phải nắm vững kiến thức hình học phẳng học chương trình THCS, phương pháp chứng minh giải cho dạng toán học 2.2 Thực trạng vấn đề Qua q trình giảng dạy tơi nhận thấy nhiều học sinh gặp tốn hình học khơng gian nói chung rơi vào tình khơng biết vẽ hình, khơng nhớ lý thuyết, cịn lúng túng, khơng phân loại dạng tốn, chưa định hướng cách giải Trong tốn liên quan đến hình học khơng gian có nhiều dạng tập khác nhau, chương trình hình học khơng gian lớp 11 không nêu cách giải tổng quát cho dạng, thời lượng dành cho tiết luyện tập ít, chí có học khơng có tiết luyện tập riêng Qua việc khảo sát chất lượng định kỳ kiểm tra tập nhận thấy nhiều học sinh trình bày lời giải chưa lơgic không làm tập liên quan đến chứng minh, xác định góc, khoảng cách hình học khơng gian Việc giải tốn hình học khơng gian giáo viên học sinh thường gặp số khó khăn với nguyên nhân sau: Khả tưởng tượng không gian học sinh chưa tốt Học sinh hay nhầm lẫn khái niệm hình học khơng gian, chưa biết vận dụng tính chất hình học phẳng cho hình khơng gian Một số tốn khơng gian mối liên hệ giả thiết UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com kết luận chưa rõ ràng làm cho học sinh lúng túng việc định hướng cách giải Bên cạnh với tâm lý hình học khó nên có em chưa xác định động học tập Qua phân tích thực trạng việc học học sinh việc dạy giáo viên, nhận thấy đề tài cần thiết giáo viên trực tiếp giảng dạy nhằm cung cấp cho học sinh lớp 11 phương pháp, kĩ cần thiết để tiếp cận tiếp thu vấn đề hình học chương trình lớp 12 theo cách tư sáng tạo linh hoạt 2.3 Giải pháp để giải vấn đề A Khái quát giải pháp Để giải tốn hình học tốt có hiệu cao theo tơi nghĩ có số giải pháp tăng cường kỹ kiến thức cho học sinh là: - Vẽ hình phải trực quan tạo điều kiện thuận lợi cho việc giải toán phát huy trí tưởng tượng khơng gian, phát huy tính tích cực niềm say mê học tập học sinh Đồng thời giúp học sinh tránh sai lầm, ngộ nhận kết đáng tiếc - Tăng cường vấn đáp đặc điểm, tính chất hình học nhằm giúp học sinh hiểu rõ khái niệm hình học khơng gian - Sử dụng đồ dùng dạy học, mơ hình hình học khơng gian, cơng nghệ tin học cho không gian cách hợp lý thường xuyên - Dạy học theo chủ đề, dạng toán, mạch kiến thức mà giáo viên phân chia từ khối lượng kiến thức chương trình nhằm giúp học sinh hiểu sâu kiến thức mà có, vận dụng chúng cách tốt I Các toán quan hệ song song - Tìm giao tuyến hai mặt phẳng - Tìm giao điểm đường thẳng với mặt phẳng - Chứng minh đường thẳng song song với mặt phẳng - Chứng minh hai mặt phẳng song song với II Các tốn xác định góc, xác định khoảng cách UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com - Tính góc hai đường thẳng - Tính góc đường thẳng mặt phẳng - Tính góc hai mặt phẳng - Tính khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng - Tính khoảng cách hai đường thẳng chéo B Các dạng toán áp dụng I Các dạng toán quan hệ song song Bài toán 1: Tìm giao tuyến hai mặt phẳng (α) ( ) Phương pháp: Cách 1: Xác định hai điểm chung hai mặt phẳng Dựa vào kết sau: Nếu Hình Cách 2: Xác định điểm chung song song với đường thẳng * Định lý 2: (SGK trang 57) Nếu * Hệ quả: Nếu Hình thì Hình Hình UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com * Định lý 2: (SGK trang 61) Nếu a // b (Hình 5) * Hệ : Nếu a // d (Hình 6) * Định lý 3: (SGK trang 67) Nếu Hình (Hình 7) Hình Hình *Nhận xét: - Để tìm giao tuyến hai mặt phẳng ta ưu tiên cho cách tìm hai điểm chung nằm hai mặt phẳng cách dựa vào hình vẽ - Nếu hình vẽ có điểm chung ta chuyển sang cách hai (dựa vào định lý hệ trên) *Áp dụng: Bài tập 1: [1] Trong mp(α) cho tứ giác cắt Gọi tuyến cặp mặt phẳng sau: a) b) c) có cắt , điểm nằm ngồi mp(α) Tìm giao UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com Trong đường trung bình (1) Trong đường trung bình (2) Từ (1) (2) suy Bài tập 8: [1] Cho hai hình vng hai mặt phẳng phân biệt Trên đường chéo lấy điểm Các đường thẳng song song với vẽ từ cho cắt Chứng minh rằng: a) b) Nhận xét: HS dễ dàng chứng minh câu a, câu b GV nên hướng dẫn cho HS biết cách vẽ hình, nhận xét hai đường thẳng nhau, từ gợi mở cho HS biết chứng minh hai đường thẳng song song với dựa vào định lí Talét đảo Lời giải a) Ta có: Mà b) Ta có: Mặt khác: ; Vậy: , mà (*) 17 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com (2) Mà Từ (1), (2) (3) (**) (***) Mà Từ (*), (**), (***) AI Các tốn xác định góc, xác định khoảng cách Bài tốn 4: Xác định góc đường thẳng Phương pháp Phương pháp 1: Sử dụng định lý hàm số cosin tỉ số lượng giác Phương pháp 2: Sử dụng tích vơ hướng: hai vecto phương ( vecto pháp tuyến ) hai đường thẳng góc hai đường thẳng xác định công thức Áp dụng Bài tập 9: [2] Cho hình lập phương trung điểm cạnh , , Gọi Xác định góc Lời giải 18 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com Phương pháp 1: Giả sử hình lập phương có cạnh Ta tính góc Vì vng ; , nên: vng , vng nên ta có: ; Nên hay Phương pháp 2: Ta có (*) +) (1) +) Thay (2) vào ta được: Bài tập 10: [2] Cho tứ diện trung điểm Biết có Gọi Tính góc Lời giải 19 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com Gọi trung điểm Áp dụng định lý cosin cho ta có: Vì *Chú ý: Các tốn xác định góc đường thẳng mặt phẳng; góc hai mặt phẳng cắt nhau, quy việc xác định góc hai đường thẳng khơng gian Vì đề tài khơng đề cập đến hai tốn xác định góc Bài toán 5: Xác định khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng *Định nghĩa: Cho điểm khoảng cách từ mặt phẳng tới Dựng độ dài đoạn Khi kí hiệu Áp dụng Bài tập 11: [3] Cho hình chóp cạnh Tính có , theo a h Lời giải 20 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com Gọi trung điểm Dựng Có tam giác vng Bài tập 12: [2] Cho hình chóp cạnh a, có đáy ; ; nên: ; hình thoi tâm Đặt , ; Tính Lời giải Vì cạnh 21 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com Tứ diện vng Ta có Do Bài toán 6: Khoảng cách hai đường thẳng chéo *Định nghĩa: Cho hai đường thẳng chéo thẳng Khi tồn đường vng góc với hai đường thẳng , cắt hai đường thẳng gọi đường vng góc chung Đoạn thẳng chéo gọi đoạn vng góc chung hai đường thẳng Khi khoảng cách hai đường thẳng độ dài đoạn vng góc chung Bài tập 13: [2] Cho hình lập phương khoảng cách có cạnh Tính ? Lời giải +) +) Tứ diện vuông nên 22 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com Bài tập 14: [2] Cho lăng trụ đứng có đáy tam giác vuông , cạnh bên trung điểm , Tính Lời giải Lấy trung điểm Mà tứ diện vuông nên: Nhận xét: Qua tốn áp dụng ta ln chuyển khoảng cách tứ diện vng để tính theo tốn khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng Vì tốn khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng toán Mọi toán khoảng cách khác quy toán Bài tập rèn luyện: Bài 1: [1] Cho tứ diện a) b) Gọi trung điểm Tìm giao tuyến hai điểm đoạn , điểm đoạn Tìm giao tuyến hai Bài 2: [3] Cho hình bình hành ngồi mp( ) Gọi nằm mp( ) điểm điểm nằm ; giao điểm hai đường thẳng ; điểm nằm nằm 23 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com a) Tìm giao điểm đường thẳng b) Tìm giao tuyến hai c) Tìm thiết diện hình chóp với cắt Bài 3: [1] Cho hai hình bình hành khơng nằm mặt phẳng a) Gọi tâm Chứng minh song song với b) Gọi trọng tâm Chứng minh rằng: Bài 4: [2] Cho lăng trụ tam giác vuông đỉnh có độ dài cạnh bên , mặt phẳng góc hai đường thẳng , hình chiếu vng góc trung điểm cạnh Tính cosin Bài 5: [2] Cho hình hộp chữ nhật Gọi , đáy có điểm chia đoạn với Tính giá trị theo ; ; Đặt , 2.4 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục Qua trình thực sáng kiến kinh nghiệm, tơi nhận thấy em có nhiều tiến nhiều phương diện, cụ thể như: Các tiết học hình khơng gian đạt hiệu cao hơn, phần tập học sinh hoàn thành nhanh, nhiều xác Đặc biệt qua kiểm tra, thi khảo sát câu hình khơng gian nói riêng đạt hiệu tốt Với giải pháp đưa áp dụng, sau thực nghiệm đối chứng đề tài lớp giảng dạy thu kết học tập cuối năm mơn tốn nói riêng sau: 24 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com Lớp 11T5 11T7 11C5 Còn thông kê KSCL lần đề cập Lớp 11T5 11T7 11C5 Qua thống kê thu trên, tạo điều kiện niềm tin cho để tiếp tục áp dụng giải pháp tích cực đề tài cho năm học sau Và nhận thấy để dạy cho học sinh học tốt mơn hình học khơng gian cần phải hệ thống lại kiến thức, nắm phương pháp giải, phương pháp chứng minh, lập luận chặt chẽ, lơgíc,…Ngồi cần giúp cho học sinh phát triển tư hình ảnh, trực quan, rèn kỹ vẽ hình Nhằm mục đích giúp học sinh tiếp thu kiến thức ngày tốt hơn, hiệu giảng dạy giáo viên nâng dần lên tầm cao PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: 25 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com Ý nghĩa sáng kiến kinh nghiệm: Nhằm tạo động lực thúc đẩy học sinh tích cực học tập, góp phần nâng cao hiệu giảng dạy cho thân kết giáo dục nhà trường Khả ứng dụng: Sáng kiến kinh nghiệm áp dụng rộng rãi cho tất học sinh học lớp 11 Khả ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm phương pháp đặt vấn đề, phân tích, hướng dẫn học sinh giải vấn đề Bài học kinh nghiệm hướng phát triển đề tài *Qua trình nghiên cứu áp dụng đề tài nêu trên, tơi thấy kết thu tích cực Điều chứng tỏ để học sinh có kĩ năng, chủ động linh hoạt, người giáo viên cần linh hoạt nắm bắt xu hướng đổi giáo dục, phát huy tính sáng tạo giảng dạy; song song cần tích cực nghiên cứu tài liệu sách đầu tư cho chuyên môn *Khi nghiên cứu đề tài: “Một số giải pháp nâng cao hiệu giải tốn hình học khơng gian cho học sinh lớp 11 trường THPT Quảng Xương 1” Tôi nhận thấy thân trở thành người sáng tạo linh hoạt, tiếp nhận vấn đề chủ động, tư tìm thêm nhiều giải pháp tích cực truyền đạt cho học sinh 3.2 Kiến nghị: - Nhằm giúp cho học sinh học tốt với môn hình học khơng gian, thân kiến nghị với Ban giám hiệu có kế hoạch mua bổ sung thiết bị dạy học, mơ hình đại mới, trang bị thêm phòng giáo án điện tử,… - Trong dạy học cần bám sát chuẩn kiến thức kỹ năng, nhấn mạnh kiến thức trọng tâm, phương pháp chứng minh phục vụ trình làm tập - Bên cạnh đó, tơi mong giúp đỡ đồng nghiệp để triển khai ý tưởng đề tài rộng rãi phổ biến 26 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh Hoá, ngày 20 tháng 05 năm ĐƠN VỊ 2021 CAM KẾT KHÔNG COPY Người viết: Vũ Mạnh Hùng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hình học 11; tác giả Trần Văn Hạo (Tổng Chủ biên), nhà xuất Giáo dục [2] Cơng phá tốn 2; tác giả Ngọc Huyền LB [3] Bộ tài liệu ôn thi THPT 2017 - 2018; tác giả Đặng Việt Đông 27 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com ... tư cho chuyên môn *Khi nghiên cứu đề tài: ? ?Một số giải pháp nâng cao hiệu giải tốn hình học khơng gian cho học sinh lớp 11 trường THPT Quảng Xương 1? ?? Tôi nhận thấy thân trở thành người sáng tạo... tài lớp giảng dạy thu kết học tập cuối năm mơn tốn nói riêng sau: 24 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail com Lớp 11 T5 11 T7 11 C5 Cịn thơng kê KSCL lần đề cập Lớp 11 T5 11 T7 11 C5... khơng gian phần hình học mơn tốn lớp 11 1. 4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết định lý, tính chất, phương pháp giải chung dạng tốn hình học khơng gian chương trình SGK Hình học lớp 11