luận văn thạc sĩ vận dụng lí thuyết kiến tạo và sử dụng phần mềm maple trong dạy học chương trình nguyên hàm tích phân và ứng dụng lớp 12 trung học phổ thông ban cơ bản

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐOÀN KHẮC PHƢƠNG VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM MAPLE TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG "NGUYÊN HÀM, TÍCH PHÂN ỨNG DỤNG" LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (BAN CƠ BẢN) LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM TOÁN HỌC HÀ NỘI -2011 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐOÀN KHẮC PHƢƠNG VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM MAPLE TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG "NGUYÊN HÀM, TÍCH PHÂN ỨNG DỤNG" LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (BAN CƠ BẢN) LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM TOÁN HỌC Chuyên ngành : Lý luận phƣơng pháp dạy học (Bộ mơn Tốn học) Mã số : 60 14 10 Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN CHÍ THÀNH HÀ NỘI -2011 z DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT CNTT- TT CT DH ĐC ĐH – CĐ GV HĐ HS MT MTĐT PMDH PP PPDH PTDH SGK TBDH TH THPT TN : Công nghệ thông tin – truyền thông : Chƣơng trình : Dạy học : Đối chứng : Đại học – Cao đẳng : Giáo viên : Hoạt động : Học sinh : Mơi trƣờng : Máy tính điện tử : Phần mềm dạy học : Phƣơng pháp : Phƣơng pháp dạy học : Phƣơng tiện dạy học : Sách giáo khoa : Thiết bị dạy học : Tình : Trung học phổ thơng : Thực nghiệm z MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tƣợng nghiên cứu khách thể nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phƣơng pháp nghiên cứu Đóng góp luận văn Cấu trúc luận văn CHƢƠNG l: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Đổi phƣơng pháp dạy học 1.2 Dạy học theo quan điểm kiến tạo 10 1.3 Dạy học giải toán 12 1.4 Ứng dụng CNTT-TT trƣờng THPT 16 1.5 Kết luận chƣơng 28 Chƣơng 2: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÌNH HUỐNG DẠY HỌC THEO MƠ HÌNH KIẾN TẠO VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MAPLE TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG "NGUYÊN HÀM, TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG" 30 2.1 Phân tích nội dung nguyên hàm, tích phân ứng dụng SGK nƣớc ta 30 2.2 Nghiên cứu phần thực trạng dạy học nội dung nguyên hàm, tích phân ứng dụng 36 2.3 Giả thuyết khoa học luận văn 48 2.4 Một số đề xuất dạy học theo quan điểm kiến tạo phƣơng pháp giải toán ngun hàm, tích phân ứng dụng có sử dụng phần mềm Maple 49 z 2.5 Một số nguyên tắc sử dụng phần mềm Maple dạy học nội dung nguyên hàm, tích phân ứng dụng 51 2.6 Vận dụng lí thuyết kiến tạo có hỗ trợ phần mềm Maple số hoạt động dạy học nội dung nguyên hàm, tích phân ứng dụng 54 2.7 Liên hệ số đề thi tốt nghiệp đề thi đại học, cao đẳng mơn tốn khối A, B, D từ năm 2002 - 2010 80 2.8 Kết luận chƣơng 79 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 81 3.1 Mục đích thực nghiệm 81 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 82 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm 82 3.4 Tổ chức thực nghiệm 83 3.5 Nội dung thực nghiệm 86 3.6 Kết luận chƣơng 98 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 100 TµI LIƯU THAM KH¶O 111 PHô LôC 120 z PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong công đổi phát triển đất nƣớc, giáo dục đóng vai trị quan trọng nhằm "Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài" Để đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực chất lƣợng cao yếu tố định phát triển đất nƣớc thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hố, cần tạo chuyển biến bản, toàn diện giáo dục đào tạo Trong đó, việc đổi phƣơng pháp dạy học yếu tố quan trọng, định đến chất lƣợng nguồn nhân lực Nghị Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ IX khẳng định: "Tiếp tục nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đổi nội dung phương pháp dạy học, hệ thống trường lớp, hệ thống giáo dục, thực chuẩn hóa, đại hóa, xã hội hóa Phát huy tư sáng tạo lực tự đào tạo người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, ngoại khóa, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chung chung " Luật giáo dục (2005) quy định: "Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh, phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn tác động đến tình cảm đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh" Hiện nay, trƣờng THPT, việc đổi phƣơng pháp dạy học nhận đƣợc quan tâm hàng đầu Ban giám hiệu nhƣ toàn thể giáo viên Nhƣng đổi phƣơng pháp dạy học nhƣ để có hiệu câu hỏi đƣợc đặt Từ xƣa đến nay, nhà nghiên cứu giáo dục đƣa nhiều lý thuyết dạy học khác nhau, lý thuyết dạy học theo quan điểm kiến tạo lý thuyết dạy học có nhiều ƣu điểm, phù hợp với thực tiễn giáo dục z Dạy học theo lý thuyết kiến tạo kiểu dạy học giáo viên thiết kế tình cho học sinh tham gia kiến thiết, tạo dựng biến đổi tri thức, kĩ để phù hợp với tình có đƣợc nhận thức Qua học sinh phát huy đƣợc tính tích cực, chủ động việc nắm bắt tri thức Bên cạnh việc vận dụng lý thuyết dạy học đại việc sử dụng CNTT yếu tố quan trọng đổi phƣơng pháp dạy học Dạy học Toán với hỗ trợ phần mềm dạy học góp phần tạo nên môi trƣờng học tập linh hoạt, sinh động mang tính tƣơng tác cao, giúp học sinh học tập hiệu hơn, giáo viên có hội tốt để xây dựng giảng phù hợp với trình độ nhận thức học sinh Trong dạy học giải tích 12, nhiều nghiên cứu (Nguyễn Bá Kim 1995, Nguyễn Chánh Tú 2002, Trần Lƣơng Công Khanh 2006) chƣơng “Nguyên hàm, tích phân ứng dụng” chủ đề khó khăn cho GV HS Làm để học sinh hứng thú học tập chủ đề này, hiểu đầy đủ chất khái niệm, vận dụng linh hoạt để giải toán mà cịn hiểu đƣợc ứng dụng quan trọng câu hỏi đặt cho giáo viên Ở Việt Nam có nhiều nghiên cứu tác giả Nguyễn Bá Kim, Đào Thái Lai, Nguyễn Chí Thành, Bùi Văn Nghị, Phạm Huy Điển vận dụng lý thuyết dạy học sử dụng phần mềm hỗ trợ dạy học tốn nói chung giải tích nói riêng Tuy nhiên, chƣa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu vận dụng lý thuyết kiến tạo sử dụng phần mềm Maple dạy học nội dung ngun hàm, tích phân ứng dụng chƣơng trình mơn Tốn trung học phổ thơng X Xuuấấtt pphháátt ttừừ llýý ddoo ttrrêênn,, ttôôii cchhọọnn đđềề ttààii nngghhiiêênn ccứứuu ccủủaa lluuậậnn vvăănn llàà:: V Vậậnn ddụụnngg llýý tthhuuyyếếtt kkiiếếnn ttạạoo vvàà ssửử ddụụnngg pphhầầnn m mềềm mM Maappllee ttrroonngg ddạạyy hhọọcc cchhưươơnngg ""N Ngguuyyêênn hhààm m,, ttíícchh pphhâânn vvàà ứứnngg ddụụnngg”” llớớpp 1122 ttrruunngg hhọọcc pphhổổ tthhôônngg ((B Baann ccơơ bbảảnn)) z luan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.banluan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.ban Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý luận việc DH theo mô hình kiến tạo, sử dụng phần mềm Maple DH số nội dung chƣơng "Nguyên hàm, tích phân ứng dụng" - Xây dựng số tình DH theo mơ hình kiến tạo số ngun tắc sử dụng phần mềm Maple DH chƣơng "Nguyên hàm, tích phân ứng dụng" lớp 12 Trung học phổ thông (ban bản) - Đề xuất số vấn đề vận dụng lý thuyết kiến tạo sử dụng phần mềm Maple DH nội dung nguyên hàm, tích phân ứng dụng Đối tƣợng nghiên cứu khách thể nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Vận dụng lý thuyết kiến tạo sử dụng phần mềm Maple dạy học chƣơng “Nguyên hàm, tích phân ứng dụng” lớp 12 trung học phổ thông (Ban bản) 3.2 Khách thể nghiên cứu: HS lớp 12 giáo viên dạy mơn Tốn lớp 12 Nhiệm vụ nghiên cứu Với mục tiêu trên, nhiệm vụ nghiên cứu luận văn là: 4.1 Nghiên cứu hệ thống hóa sở lý luận thực tiễn việc vận dụng lý thuyết kiến tạo khai thác ứng dụng phần mềm Maple dạy học mơn Tốn 4.2 Nghiên cứu việc dạy học nội dung nguyên hàm, tích phân ứng dụng giải tích 12 tìm hiểu phần thực trạng hoạt động dạy học chủ đề trƣờng THPT 4.3 Xây dựng số tình theo mơ hình kiến tạo dạy học nội dung nguyên hàm, tích phân ứng dụng giải tích lớp 12 4.4 Xây dựng số tốn ứng dụng ngun hàm, tích phân vào hình học với hỗ trợ phần mềm Maple luan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.banluan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.ban z luan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.banluan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.ban 4.5 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm để kiểm tra tính khả thi đánh giá hiệu việc vận dụng lý thuyết kiến tạo sử dụng phần mềm Maple Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức hoạt động dạy học nội dung "Nguyên hàm, tích phân ứng dụng" theo mơ hình kiến tạo sử dụng Maple theo vấn đề nêu luận văn phát huy tính tích cực, chủ động học sinh, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học mơn Tốn trƣờng THPT Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu tài liệu tâm lý học, giáo dục học, PPDH Toán SGK, sách giáo viên, sách tham khảo có liên quan đến đề tài nghiên cứu - Nghiên cứu khái niệm việc vận dụng lý thuyết kiến tạo dạy học Toán - Nghiên cứu tài liệu hƣớng dẫn sử dụng phần mềm Maple dạy học Toán - Nghiên cứu tài liệu khoa học Toán học, luận văn, luận án có liên quan đến đề tài 6.2 Quan sát trao đổi - Dự giờ, quan sát việc dạy giáo viên việc học học sinh chƣơng "Nguyên hàm, tích phân ứng dụng” - Quan sát giảng mơn Tốn có vận dụng lý thuyết kiến tạo, có sử dụng phần mềm Maple - Trao đổi với giáo viên việc thiết kế giảng, việc dạy thăm dò ý kiến học sinh việc học có vận dụng lý thuyết kiến tạo, có sử dụng phần mềm Maple 6.3 Thực nghiệm sư phạm xử lý kết luan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.banluan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.ban z luan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.banluan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.ban - Thực nghiệm kiểm tra tính hiệu việc vận dụng lý thuyết kiến tạo sử dụng phần mềm Maple dạy học mơn Tốn - Xử lý kết thực nghiệm phƣơng pháp thống kê Toán học Đóng góp luận văn 7.1 Nghiên cứu phần thực trạng hoạt động dạy học nội dung nguyên hàm, tích phân ứng dụng chƣơng trình giải tích lớp 12 7.2 Góp phần xây dựng số tình dạy học theo mơ hình kiến tạo sử dụng phần mềm Maple nội dung nguyên hàm, tích phân ứng dụng 7.3 Góp phần xây dựng sở khoa học việc sử dụng phần mềm Maple dạy học Toán Xác định đƣợc nguyên tắc, quy trình thiết kế sử dụng giảng mơn Tốn với hỗ trợ phần mềm Maple 7.4 Xây dựng tài liệu tham khảo vận dụng lý thuyết kiến tạo sử dụng phần mềm Maple dạy học nội dung "Nguyên hàm, tích phân ứng dụng" lớp 12 Trung học phổ thông (Ban bản) Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, nội dung luận văn đƣợc trình bày chƣơng Chƣơng 1: Cơ sở lý luận thực tiễn đề tài Chƣơng 2: Xây dựng số tình dạy học theo mơ hình kiến tạo ứng dụng phần mềm Maple dạy học nội dung “Nguyên hàm, tích phân ứng dụng” Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm luan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.banluan.van.thac.si.van.dung.li.thuyet.kien.tao.va.su.dung.phan.mem.maple.trong.day.hoc.chuong.trinh.nguyen.ham.tich.phan.va.ung.dung.lop.12.trung.hoc.pho.thong.ban.co.ban z