luận văn thạc sĩ ứng dụng phầm mềm cabri 3d trong dạy học bài toán tìm thiết diện theo quan điểm kiến tạo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGÔ THỊ THU HIỀN ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CABRI 3D TRONG DẠY HỌC BÀI TỐN TÌM THIẾT DIỆN THEO QUAN ĐIỂM KIẾN TẠO LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN HÀ NỘI – 2012 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGÔ THỊ THU HIỀN ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CABRI 3D TRONG DẠY HỌC BÀI TỐN TÌM THIẾT DIỆN THEO QUAN ĐIỂM KIẾN TẠO Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MƠN TỐN) Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN CHÍ THÀNH HÀ NỘI - 2012 z MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu 3 Mục đích nghiên cứu Các câu hỏi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu .4 Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN .6 1.1 Tiếp cận lý thuyết kiến tạo nghiên cứu thực hành dạy học toán trƣờng THPT 1.1.1 Quan niệm kiến tạo dạy học 13 1.1.2 Một số lực kiến tạo kiến thức dạy học Toán 14 1.2 Mơ hình dạy học theo quan điểm kiến tạo 14 1.2.1 Mơ hình dạy học truyền thống 15 1.2.2 Mơ hình dạy học theo quan điểm kiến tạo 16 1.3 Dạy học theo quan điểm CNTT 16 1.3.1.Vai trị cơng nghệ thơng tin nhà trường THPT 17 1.3.2 Dạy học theo quan điểm CNTT 18 1.3.3 Một số hướng việc sử dụng CNTT dạy học toán 20 1.4 Mơi trƣờng dạy học kiến tạo tích hợp CNTT 22 1.5 Giớí thiệu phần mềm Cabri 3D 23 1.5.1 Lí chọn phần mềm Cabri 3D 25 1.5.2 Cơng cụ ngun lí Cabri 3D Kết luận chương 30 Chƣơng 2: MỘT PHẦN THỰC TRẠNG VỀ DẠY VÀ HỌC BÀI TỐN “TÌM THIẾT DIỆN” TRONG CHƢƠNG TRÌNH HÌNH HỌC KHÔNG GIAN LỚP 11 Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG z 31 2.1 Chương trình hình học khơng gian lớp 11 trường Trung học phổ thông 31 z 2.2 Bài tốn “Tìm thiết diện” chƣơng trình tốn 11 trƣờng 33 trung học phổ thông 35 2.3 Phân loại dạng toán” Tìm thiết diện” 35 2.3.1.Thiết diện qua ba điểm không thẳng hàng cho trước 35 2.3.2.Thiết diện theo quan hệ song song 36 2.3.3.Thiết diện theo quan hệ vng góc 2.4 Thực trạng hoạt động dạy toán dạy học tốn “Tìm thiết diện” chƣơng trình tốn 11 trƣờng trung học phổ 41 thông 41 2.4.1.Mục đích điều tra 41 2.4.2.Mẫu điều tra 41 2.4.3.Phương pháp điều tra 42 2.4.4.Mô tả điều tra 46 2.5.Trình bày khó khăn giải tốn tìm thiết diện 46 2.5.1.Khó khăn thuộc phạm trù phương pháp luận nhận thức 47 2.5.2 Khó khăn liên quan đến đặc thù mơn học 2.5.3 Khó khăn liên quan đến kinh nghiệm học sinh việc định hướng tìm thuật giải, cách giải tốn tìm thiết 48 diện 50 2.6 Một số biện pháp khắc phục khó khăn đề xuất 2.7 Đề xuất số cách sử dụng phần mềm Cabri 3D 51 tốn tìm thiết diện chƣơng trình hình học lớp 11 2.7.1 Sử dụng phần mềm Cabri 3D dạy học tốn tìm thiết 51 diện giúp HS hình thành củng cố kiến thức 2.7.2 Sử dụng phần mềm Cabri 3D dạy học tốn tìm thiết 54 diện giúp học sinh tránh số khó khăn học hình khơng gian 2.7.3 Sử dụng phần mềm Cabri 3D dạy học tốn tìm thiết 56 diện theo quan điểm kiến tạo Kết luận chương 59 61 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM z 61 3.1 Mục đích, nhiệm vụ đối tƣợng thực nghiệm 61 3.1.1.Mục đích thực nghiệm 3.1.2.Nhiệm vụ thực nghiệm 61 3.1.3 Lựa chọn đối tượng thực nghiệm 61 62 3.2 Nội dung thực nghiệm sƣ phạm 62 3.2.1 Kế hoạch tiến hành thực nghiệm 63 3.2.2 Giáo án thực nghiệm 68 3.3 Đánh giá kết thực nghiệm 68 3.3.1 Về nội dung tài liệu thực nghiệm 71 3.3.2 Về phương pháp giảng dạy thực nghiệm 71 3.3.3 Về kết thực nghiệm 78 3.4 Kết luận chung thực nghiệm sƣ phạm Kết luận chương 79 81 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận 81 Khuyến nghị 82 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC z DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT Công nghệ thông tin CNTT – TT Công nghệ thông tin - Truyền thông ĐC Đối chứng DH Dạy học GV Giáo viên HHKG Hình học khơng gian HS Học sinh MTĐT Máy tính điện tử PPDH Phương pháp dạy học PTDH Phương tiện dạy học SGK Sách giáo khoa SGV Sách giáo viên TBDH Thiết bị dạy học THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm z luan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.tao MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, với đổi đât nƣớc, giáo dục phổ thơng đổi theo hƣớng chuẩn hóa, đại hóa, đa dạng hóa tồn cầu hóa Sự 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 đạo tạo ngƣời đáp ứng đƣợc đòi hỏi thị trƣờng lao động nghề nghiệp nhƣ sống, có khả hịa nhập cạnh tranh quốc tế Nghị trung ƣơng 4(khóa VII) nghị trung ƣơng 2(khóa VIII) rõ: “Phƣơng 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 dƣỡng phƣơng 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, Chƣơng II, Mục 2, Điều 28) Để đạt đƣợc mục đích dạy học, nhà trƣờng cần lựa chọn cách dạy cách học phù hợp, thực hóa phƣơng pháp dạy học để học tập làm việc hiệu Giáo dục nói chung dạy học tốn học trƣờng phổ thơng nói riêng phải có thay đổi chất để đáp ứng đƣợc nhu cầu xã hội đại Sự thay đổi vị trí giáo viên học sinh dạy học tất yếu dẫn đến đòi hỏi phải tìm phƣơng pháp dạy học để bồi dƣỡng cho ngƣời học lực tƣ Khoa học giáo dục khoa học có liên quan đến nhiều ngành khoa học khác nhƣ: tâm lí học, sinh lí học, CNTT Vì thành tựu ngành khoa học nói đƣợc vận dụng vào khoa học giáo dục, nhiều xu hƣớng giáo dục xuất với tƣ tƣởng chủ đạo đƣợc phát biểu dƣới nhiều hình thức khác nhƣ: lấy ngƣời học làm trung tâm, phát huy tính tích cực, dạy học sáng tạo Ngày lý thuyết kiến tạo lý thuyết dạy học đƣợc vận dụng nhiều giáo dục luan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.tao 10 z luan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.tao hƣớng tới ngƣời học Theo học thuyết này, mục đích dạy học khơng truyền thụ kiến thức mà chủ yếu làm thay đổi phát triển quan niệm ngƣời học, qua ngƣời 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 trình dạy học) Dạy học theo quan điểm kiến tạo khuyến khích ngƣời học tự học, tự khám phá, phát giải vấn đề Theo Mebrien Brandi (1997) thì: “Kiến tạo cách tiếp cận “dạy” dựa nghiên cứu việc “học” với niềm tin rằng: Tri thức đƣợc tạo nên cá nhân ngƣời học trở nên vững nhiều so với việc đƣợc nhận từ ngƣời khác” Bên cạnh việc phát triển CNTT cho đời nhiều phần mềm dạy học thông minh hỗ trợ đáng kể cho công việc ngƣời thầy CNTT phƣơng tiện hỗ trợ cho hoạt động giáo viên học sinh(trình chiếu, minh họa) mà tham gia với vai trò tạo mơi trƣờng thích hợp để học sinh tƣơng tác, hoạt động để tự hình thành tri thức mong muốn Nhƣ sử dụng CNTT để xây dựng mơi trƣờng học tập kiến tạo q trình dạy học mơn tốn hƣớng đắn nhằm góp phần đổi phƣơng pháp dạy học Cabri 3D v2 phần mềm hình học động có nhiều lợi việc thiết kế hình học khơng gian nhƣ hỗ trợ thiết kế giảng giảng dạy, dƣợc nhiều giáo viên giới sử dụng dạy học hình khơng gian Việc sử 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 kinh phí vào việc thiết kế cơng cụ, đồ dùng học tập Trong chƣơng trình tốn phổ thơng, hình học khơng gian mơn học có nhiều lợi việc rèn luyện tƣ duy, suy luận cho học sinh (SGK luan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.tao 11 z luan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.tao hình học 11, tr8, NXB Giáo Dục 2007) Theo tài liệu bồi dƣỡng giáo viên, thực chƣơng trình SGK lớp 11(2007): “Các tốn tìm thiết diện hình đóng vai trò quan trọng việc giúp học sinh nhớ lại khái niệm tính chất học hình dung đƣợc hình dáng hình” Các tồn tìm thiết diện tuyến kiến thức SGK Hình học 11 vận dụng tiên đề mặt phẳng, tính chất quan hệ liên thuộc, quan hệ song song yếu tố đƣờng thẳng, mặt phẳng không gian Nghiên cứu chủ đề nhằm tạo kết nối chƣơng mục khác Hình học trƣờng THPT Các tốn tìm thiết diện xun suốt tồn chƣơng trình hình học khơng gian lớp 11 Nó tốn tổng hợp, với nhiều dạng, đòi hỏi phải huy động nhiều kiến thức để giải Vì học sinh thƣờng gặp nhiều khó khăn việc tìm lời giải tốn Xuất phát từ lí trên, chọn đề tài nghiên cứu luận văn là: “Ứng dụng phần mềm Cabri 3D dạy học tốn tìm thiết diện theo quan điểm kiến tạo” Lịch sử nghiên cứu Từ trƣớc đến có nhiều viết, cơng trình nghiên cứu khoa học đề cập đến việc ứng dụng phần mềm Cabri 3D dạy học hình học khơng gian lớp 11 Nhƣng chƣa có viết, cơng trình khoa học nghiên cứu việc ứng dụng phần mềm Cabri 3D dạy học tốn tìm thiết diện theo quan điểm kiến tạo Đây đề tài Việt Nam Mục đích nghiên cứu Sử dụng phần mềm Cabri 3D dạy học tốn tìm thiết diện chƣơng trình SGK hình học lớp 11 nâng cao Trung học phổ thông theo quan điểm kiến tạo Các câu hỏi nghiên cứu Câu hỏi 1: Bài toán “Tìm thiết diện” đƣợc trình bày chƣơng trình SGK hình học 11 nâng cao trƣờng phổ thơng nhƣ nào? luan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.taoluan.van.thac.si.ung.dung.pham.mem.cabri.3d.trong.day.hoc.bai.toan.tim.thiet.dien.theo.quan.diem.kien.tao 12 z