Sáng kiến kinh nghiệm "Dạy học trực quan nội dung hình học không gian lớp 9 bằng phần mềm Sketchpad. Nhằm rèn luyện, phát triển trí tưởng tượng không gian và tư duy logic - khoa học cho học sinh ở trường THCS X, góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn

Sáng kiến kinh nghiệm "Dạy học trực quan nội dung hình học không gian lớp 9 bằng phần mềm Sketchpad. Nhằm rèn luyện, phát triển trí tưởng tượng không gian và tư duy logic - khoa học cho học sinh ở trường THCS X, góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn".......................................................................................................................

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÁO CÁO SÁNG KIẾN

Tên sáng kiến: "Dạy học trực quan nội dung hình học không gian lớp 9

bằng phần mềm Sketchpad Nhằm rèn luyện, phát triển trí tưởng tượng khônggian và tư duy logic - khoa học cho học sinh ở trường ………, góp phầnnâng cao chất lượng dạy học bộ môn".

I Tác giả sáng kiến: ………

II Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Giáo dục - giảng dạy

III Thực trạng trước khi áp dụng sáng kiến1 Thực trạng.

Sự nghiệp giáo dục và đào tạo của nước ta luôn hướng đến mục tiêu làđào tạo và bồi dưỡng ra công dân Việt Nam có đủ phẩm chât, nhân cách và nănglực để đáp ứng được nhu cầu của nền công nghiệp hiện đại và sự nghiệp xâydựng, phát triển đất nước và bộ môn toán học đóng vai trò quan trọng trong việcrèn luyện tư duy logic, tính rành mạch điều này sẽ giúp cho việc tiếp cận cáclĩnh vực, các tình huống thực tế trở nên dễ dàng hơn

Hình học không gian là một trong những phân môn cung cấp cho học sinhnhiều kỹ năng, đức tính và phẩm chất của người lao động mới Hình học khônggian cũng là phân môn có cấu trúc chặt chẽ, nội dung phong phú, giúp học sinhhình thành và phát triển được trí tưởng tượng không gian, phát triển được tư duylogic - khoa học Tuy nhiên qua quá trình dạy học phân môn này ở lớp 8, lớp 9thì tôi nhận thấy học sinh chưa thực sự hứng thú và gặp nhiều khó khăn dẫn đếnkết quả học tập phân môn này chưa được cao, các nguyên nhân chủ yếu là do:

- Hình học không gian có tính trừu tượng cao làm cho học sinh khó khăntrong việc tiếp nhận và hình thành kiến thức.

- Nhà trường đã trang bị tương đối đầy đủ cớ sở vật chất, trang thiết bịphục vụ cho dạy học như máy chiếu, các mô hình Tuy nhiên các mô hình trangbị cho phân môn này ở trường THCS thường khá đơn giản, chưa thể hiện đượchết nội dung kiến thức, dẫn đến việc dạy học thiếu tính trực quan, làm cho họcsinh khó hình dung và chán nản trong giờ học.

- Phương pháp truyền đạt kiến thức của giáo viên chưa thực sự phù hợpvới nội dung bài dạy, chưa sinh động, chưa lôi cuốn được học sinh tham gia vàocác hoạt động học tập.

lại được phân bố vào cuối chương trình của môn toán lớp 8, lớp 9 nên thườnghọc sinh không trú trong quá nhiều vào nội dung này.

2 Giải pháp đã sử dụng

Trước đây khi dạy học phân môn hình học không gian tôi thường dạy họctheo các nội dung trong sách giáo khoa, kết hợp giới thiệu hình ảnh trong sáchvới các mô hình có sẵn tại nhà trường Chủ yếu là giáo viên mô tả, thuyết trình,học sinh quan sát và tổng hợp kiến thức Mặc dù phương pháp này rất dễ thựchiện, học sinh được cung cấp nhanh và đầy đủ kiến thức của bài học Tuy nhiên

tôi nhận thấy, học sinh có thái độ ỷ lại, tiếp nhận kiến thức một cách thụ động,nhiều em không hình dung và nhận biết được các yếu tố trên một khối hình Ghinhớ công thức theo kiểu "Học vẹt", các em thường dễ quên, dễ nhầm lẫn cáccông thức, chưa biết cách áp dụng vào các mô hình trong thực tế Rất ít học sinhbiết cách liên hệ và nhận ra được vai trò của hình học không gian trong đời sốnghàng ngày.

Từ những thực trạng và giải pháp đã thực hiện nhưng chưa đạt được hiệuquả như mong muốn mà tôi đã nêu trên, tôi đã tiếp tục tìm hiểu, nghiên cứu vàáp dụng giải pháp mới vào dạy học, qua năm học đầu tiên áp dụng và nhận thấygiải pháp mới đã đạt được một số hiệu quả tích cực nay tôi mạnh dạn viết thànhsáng kiến với tên gọi "Dạy học trực quan nội dung hình học không gian lớp 9bằng phần mềm Sketchpad Nhằm rèn luyện, phát triển trí tưởng tượng khônggian và tư duy logic - khoa học cho học sinh ở trường ………., góp phầnnâng cao chất lượng dạy học bộ môn"

IV Mô tả bản chất của sáng kiến, trong đó chỉ rõ những thông tincần được bảo mật (nếu có):

1 Tính mới, tính sáng tạo, tính khoa học:

Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học không còn là điều gìquá xa lạ đối với giáo viên, bên cạnh những bài giảng điện tử, những phần mềmsoạn giảng vẫn thường được sử dụng rất phổ biến Đối với giáo viên giảng dạybộ môn toán học thì các phần mềm vẽ hình, soạn thảo công thức vô cùng cầnthiết và luôn được áp dụng vào mọi kế hoạch bài dạy của giáo viên.

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin thì hiện nay ngày càngnhiều phần mềm phục vụ cho công tác giảng dạy ra đời, giúp cho giáo viên cónhiều sự lựa chọn hơn, riêng bản thân tôi đã sử dụng phần mềm vẽ hình cho bộmôn toán Skechpad (gọi tắt là GSP) ngay từ những ngày đầu vừa bước vàonghề

Phần mềm Geometer’sSketchpad (Gọi tắt là Sketchpadhoặc GSP) do một số nhà toán họcMỹ thiết kế vào những năm 90.Hiện tại phần mềm này được coi làphần mềm mô phỏng hình học độngsố một thế giới Phần mềm này dodự án DPL của IBM đưa vào ViệtNam năm 1998 Cho đến nay đã córất nhiều giáo viên và nhà trườngphổ thông đang sử dụng phần mềmnày trong việc giảng dạy và học tập

Trước đây tôi mới chỉ biết sơ

qua một số chức năng cơ bản của phần mềm này qua sự giới thiệu và hướng dẫncủa đồng nghiệp, vì đây là một phần mềm sử dụng ngôn ngữ chủ yếu là tiếngAnh, bản thân lại không thành thạo về Tiếng Anh nên còn hạn chế về việc tự tìnhiểu các chức năng và cách sử dụng của phần mềm này Tuy nhiên hiện nay

phần mềm này đã được Việt hóa (tính đến nay là Version 5.00) nhờ đó tôi đã dễdàng tìm hiểu được nhiều thông tinvề phần mềm này và biết đượcGSP có những ưu điểm nổi bật màcác phần mềm khác không có như:+ Nhỏ gọn dễ cài đặt, không yêucầu máy tính có cấu hình mạnh Có thể sao chép tập tin thực thi làchạy được ngay mà không cần càiđặt Chỉ cần lưu vào USB và sauđó có thể chạy trên bất cứ máytính nào.

+ Phần mềm không cài khóa, vìvậy bạn có thể cài đặt và sử dụng nó mà không cần có serial hay mãkích hoạt

Với nhiều chức năng như vậy nên để biết cách sử dụng thành thạo toàn bộcác chức năng trên thanh công cụ thì hiển nhiên không hề dễ dàng Qua quátrình tìm hiểu và học hỏi, với mong muốn thay đổi phương pháp giảng dạy đểgiúp cho học sinh tiếp thu kiến thức một cách chủ động, hứng thú và dễ dànghơn thông qua các hình học động tôi cũng đã khám phá ra nhiều điều thú vị vàbổ ích từ phần mềm này Từ chỉ biết vẽ các hình đơn giản như: điểm, đoạnthẳng, tam giác nay tôi đã tạo ra được nhiều hình ảnh sinh động hơn cho bàihọc như: tạo một mô hình động hướng dẫn học sinh từng bước vẽ hình theo kíchthước mong muốn, tạo mô hình hướng dẫn cho bài thực hành Tôi cũng tự tạovà sưa tầm thêm được nhiều bộ công cụ vẽ hình hơn cho bài giảng của mình.Nhờ đó tôi đã áp dụng vào để thay đổi phương pháp dạy học phân môn hình họckhông gian ở lớp 9, một phân môn mà theo bản thân tôi chỉ có thể sử dụngphương pháp dạy học trực quan mới có thể đem lại hiệu quả cao cho người học.

Khi dạy học phần hình học không gian ở cấp THCS thường tập trung làmrõ các vấn đề sau:

- Giới thiệu định nghĩa, khái niệm và hướng dẫn vẽ một hình không gian - Biểu diễn và xác định mặt cắt

- Xác định diện tích xung quanh và thể tích của các hình

Quá trình áp dụng phần mềm GSP để dạy học được tôi thực hiện như sau:

1.1 Sử dụng phần mềm GSP để giới thiệu định nghĩa, khái niệm vàhướng dẫn học sinh vẽ một hình không gian.

Bằng phần mềm GSP tôi tạo ra các hình động để nêu lên định nghĩa, khái

Phiên bản tiếng Việt dễ sử dụng hơn

niện của hình không gian đó và mô phỏng cách vẽ trên mặt phẳng.Ví dụ:

- Khi dạy khái niện hình nón ở chương trình hình học lớp 9 Thay vì yêu cầu học

sinh quan sát hình ảnh trongsách giáo khoa thì tôi thựchiện như sau:

+ Cho học sinh quan

sát trực tiếp quá trình tạo thành hình nón bằng cách tạo hình động trên GSP

Từ đó học sinh dễ dàng nhận ra hình nón là hình được tạo ra khi quay mộttam giác vuông một vòng xung quanh một cạnh góc vuông của tam giác vuôngđó

+ Giáo viên giới thiệu về đỉnh, đường cao, mặt đáy, đường sinh của hìnhnón trực tiếp trên hình

Hình ảnh trong sách giáo khoa

Tạo một hình tam giác vuôngCho tam giác vuông quay quanh mộtcạnh góc vuông cố định

Chú thích các yếu tố trên hình

+ Giáo viên cũng có thể tạo câu lệnh cho hình nón quay, từ đó học sinhbiết được rằng hình nón có vô số đường sinh, mỗi vị trí mà cạnh huyền quét tớisẽ tạo ra một đường sinh.

- Để vẽ được hình không gian trên mặt phẳng là một điều khá là khó đốivới các em, tuy nhiên bằng phần mềm GSP thì tôi có thể tạo mô phỏng hướngdẫn từng bước vẽ từ đó các em sẽ dễ hình dung và vẽ lại một hình không gianmột cách dễ dàng hơn.

Ví dụ: Khi vẽ hình nón tôi thực hiện như sau:

Vậy khi dạy học khái niệm bằng phần mềm GSP, học sinh sẽ được hìnhthành kiến thức mới bằng việc chính mắt các em quan sát trực tiếp qua các thaotác dựng hình, biến đổi hình của giáo viên, từ những kiểm nghiệm của bảnthân, các em tổng kết được đặc điểm riêng của mỗi khối hình từ đó hình thànhnên khái niệm, tính chất cho từng hình, học sinh cũng thấy được mối liên hệgiữa các hình phẳng và hình học không gian Với khả năng minh hoạ sinhđộng bằng hình ảnh chuyển động giúp cho học sinh tiếp thu bài nhanh chóng và

Vẽ đường kính đáy và đường caovuông góc với đường kính đáyVẽ Elip tạo đáy hình nón

Vẽ các đường sinh của hình nóm

nhẹ nhàng hơn, ghi nhớ lâu hơn Giáo viên cũng không phải hoạt động quánhiều.

1.2 Sử dụng phần mềm GSP để biểu diễn và xác định mặt cắt

Đây vẫn luôn là nội dung khó nhất đối với học sinh THCS khi học hìnhkhông gian, bởi cần có trí tưởng tượng tốt thì mới hiểu rõ được Hình ảnh minhhọa trong sách lại khá đơn giản nên khi quan sát, nhiều em khó hình dung đượccác mặt cắt là hình gì Ví dụ khi quan sát hình ở sách giáo khoa một số em nhầmtưởng rằng mặt cắt dọc của một hình trụ là hình bình hành, còn hình tròn thì làmột hình elip

Khi sử dụng phần mềm GSP để biểu diễn và xác định mặt cắt, sẽ đem lạinhững ưu điểm như: Mô phỏng được quá trình cắt, mô phỏng được mặt cắt mộtcách chính xác, sinh động

Ví dụ: Khi dạy học nội dung: Cắt hình cầu bởi một mặt phẳng trong hìnhhọc 9, tôi thực hiện như sau:

+ Tạo một hình cầu, tạo một mặt phẳng cắt

+ Tạo chuyển động cho mặt cắt, để mặt cắt cắt qua hình cầu, sau khi cắtxong, tạo chuyển động tách hình cầu làm 2 phần rồi yêu cầu học sinh dự đoán vềhình dạng của mặt cắt, sau đó xoay mặt cắt lại để học sinh tự kiểm tra xem dựđoán của mình đúng hay sai.

Hình vẽ trong sách giáo khoa biểu diễn về mặt cắt

+ Mô phỏng các vị trí cắt khác nhau, khẳng định mọi mặt cắt đều là hìnhtròn và mặt cắt càng gần tâm thì bán kính mặt cắt càng lớn, mặt cắt càng xa tâmthì bán kính mặt cắt càng nhỏ, mặt cắt đi qua tâm thì có bán kính lớn nhất.

Được quan sát một cách chi tiết như vậy, giúp cho học sinh dễ hình dungvà phát triển về trí tưởng tượng không gian khi học các khối hình tiếp theo.

1.3 Sử dụng phần mềm GSP để xác định diện tích xung quanh và thểtích của các hình học không gian.

Đây là nội dung kiến thức quan trong nhất khi học hình học không gian ởtrung học cơ sở, vì học sinh phải hiểu bản chất và ghi nhớ được các công thứcthì mới có thể áp dụng được vào để giải các bài tập cũng như áp dụng vào cácmô hình thực tiễn được, tuy nhiên trước đây đa số học sinh thường ghi nhớ cáccông thức bằng cách "nhồi nhét", "học vẹt" là chủ yếu, về lâu dài các em thườngdễ quên.

Bằng phần mềm GSP tôi sẽ mô phỏng lại qua trình khai triển một hình, từ

đó giúp học sinh phát hiện được công thức tính diện tích xung quanh một cáchtự nhiên chứ không phải "ép buộc" để ghi nhớ.

Ví dụ: Khi dạy phần diện tích xung quanh của hình trụ ở lớp 9

+ Trước tiên tôi tạo một hình trụ, sau đó sử dụng kéo mô phỏng cắt hìnhtrụ và giới thiệu về bề mặt xung quanh của hình trụ khi mở ra là một hình chữnhật

+ Học sinh quan sát quá trình và thấy được rằng diện tích xung quanh củahình trụ chính là diện tích của hình chữ nhật có chiều dài là chu vi đáy hình trụvà chiều rộng là chiều cao của hình trụ Từ đó các em sẽ xây dựng được côngthức tính diện tích xung quanh của hình trụ.

Tương tự, khi dạy học nội dung tính thể tích các hình tôi cũng có thể xâydựng các mô hình động để học sinh phát hiện công thức tính thể tích

Ví dụ: Khi dạy nội dung tính thể tích hình cầu tôi tạo mô hình động nhưsau.

+ Trước tiên tôi tạo hình cầu có bán kính R, tạo một hình trụ có bán kínhđáy bằng bán kính hình cầu và chiều cao bằng đường kính hình cầu (2R)

+ Tách hình cầu ra khỏi hình trụ, chia hình trụ làm 3 phần bằng nhau, đổđầy nước vào hình trụ, thả hình cầu vào hình trụ.

+ Yêu cầu học sinh quan sát và cho biết phần nước trào ra là thể tích củahình gì? (Học sinh dựa vào kiến thức vật lý biết được đó là thể tích của hìnhcầu)

Chu vi đáy

+ Đưa hình cầu ra khỏi hình trụ Qua quan sát học sinh biết được thể tíchhình cầu bằng

2 Hiệu quả

- Trong năm học 2020 - 2021 khi chưa áp dụng sáng kiến: Đa số học sinhkhông có hứng thú học tập với bộ môn toán đặc biệt là toán hình, với phần hìnhhọc không gian học sinh thường vẽ hình không chính xác do các em khôngtưởng tượng được hình dạng các mặt của khối hình khi vẽ trên mặt phẳng, khilàm các bài tập về hình không gian trong thực tế thì học sinh thường bị nhầm lẫngiữa các công thức hoặc nhầm lẫn về số đo các yếu tố trên hình do không phânbiệt được các yếu tố đó.

Mô phỏng xác định công thức tính thể tích hình cầu

- Năm học 2021 - 2022 là năm học đầu tiên tôi bắt đầu áp dụng phươngpháp dạy học mới, dạy học trực quan với phần mềm Skechpad (GSP) bước đầuđã thu được những kết quả khả quan:

+ Học sinh thích thú hơn trong các tiết hình học không gian

+ Nội dung hình thức tiết dạy phong phú, đưa được nhiều hình ảnh động,dễ hiểu, thu hút được sự chú ý và tham gia vào các hoạt động học của học sinhhơn Những học sinh yếu bắt đầu tự tin tham gia vào phát biểu xây dựng bàinhiều hơn.

+ Học sinh được phát triển về trí tưởng tượng không gian, tư duy khoa học

logic-+ Tiết kiện được thời gian ghi bảng, giáo viên có nhiều thời gian hơn đểcủng cố, luyện tập cho học sinh.

+ Kết quả học tập phân môn hình học không gian của học sinh cũng cónhiều tiến bộ rõ rệt so với năm trước cụ thể

Bảng đối chiếu kết quả kiểm tra thường xuyên nội dung hình học khônggian của học sinh trong năm học 2020 - 2021 và 2021 - 2022

Tổng số học sinh: 15

Năm 2020 -2021 phân mônhình học không gian lớp 8(Chưa áp dụng sáng kiến)

Năm 2021 -2022 phân môn hìnhhọc không gian lớp 9(Đã áp dụng sáng kiến)

3 Khả năng và điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:

Học sinh biết vận dụng kiến thức vào thực tế

Với những hiệu quả đã đạt được nêu trên trong năm học 2022 - 2023 tôitiếp tục áp dụng vào giảng dạy phân môn hình học không gian lớp 9 và lớp 7(Với chương trình GDPT 2018) được thực hiện trong tháng 3 và tháng 4 nămhọc này, tiếp tục tìm hiểu để áp dụng nhiều hơn vào các phân môn khác của toánhọc Bên cạnh đó tôi cũng hỗ trợ thêm một số đồng nghiệp để có thể ứng dụngphần mền GSP vào công tác giảng dạy, góp phần nâng cao chất lượng bộ môncủa nhà trường cũng như các trường trung học cơ sở khác.

Sáng kiến này có thể áp dụng rộng rãi ở tất cả các trường THCS vớinhững điều kiện đơn giản:

- Ban giám hiệu nhà trường quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạtđộng dạy và học.

- Lớp học có lắp đặt máy chiếu, tivi

- Giáo viên ham học hỏi, không ngại đổi mới để tạo ra các bài học có hiệuquả cao cho học sinh.

4 Thời gian và những người tham gia tổ chức áp dụng sáng kiến lần đầu:

Bắt đầu áp dụng sáng kiến lần đầu từ tháng 03 năm học 2021 - 2022

V Kết luận:

Sau khi áp dụng sáng kiến vào dạy học đối với phân môn hình học khônggian lớp 9 tôi nhận thấy không khí lớp học đã sôi động hẳn và quan trọng hơn cảlà thái độ của học sinh đối với môn học đã thay đổi theo chiều hướng tích cực,không còn coi đó là phân môn khó mà thay vào đó là môn học gần gũi, dễ hiểu,mang tính thực tế cao.

Trải qua những năm học với những diễn biến phức tạp của dịch bệnhCovid, bản thân tôi càng nhận thức rõ hơn vai trò của việc ứng dụng công nghệthông tin trong dạy học, mỗi giáo viên cần không ngừng đổi mới, tìm tòi, sángtạo để dù dạy học trực tiếp hay dạy học trực tuyến thì đều có thể mang đến chohọc sinh những giờ học đảm bảo chất lượng, góp phần thực hiện mục tiêu chungcủa chương trình THPT 2018 là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức,trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân,tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hộichủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếptục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ Tổquốc.

Trên đây là sáng kiến "Dạy học trực quan nội dung hình học không gianlớp 9 bằng phần mềm Sketchpad Nhằm rèn luyện, phát triển trí tưởng tượngkhông gian và tư duy logic - khoa học cho học sinh ở trường ………., gópphần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn" mà tôi đã sử dụng và đạt được kết

quả khá tốt Qua đó, tôi luôn duy trì những phương pháp mang lại hiệu quả mà