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 NAM

Độc 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 không gian và tư duy logic - khoa học cho học sinh ở trường ………, góp phần nâng 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 kiến

1 Thực trạng.

Sự nghiệp giáo dục và đào tạo của nước ta luôn hướng đến mục tiêu là đào tạo và bồi dưỡng ra công dân Việt Nam có đủ phẩm chât, nhân cách và năng lực để đáp ứng được nhu cầu của nền công nghiệp hiện đại và sự nghiệp xây dựng, phát triển đất nước và bộ môn toán học đóng vai trò quan trọng trong việc rèn luyện tư duy logic, tính rành mạch điều này sẽ giúp cho việc tiếp cận các lĩnh 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 sinh nhiều kỹ năng, đức tính và phẩm chất của người lao động mới Hình học không gian cũng là phân môn có cấu trúc chặt chẽ, nội dung phong phú, giúp học sinh hình thành và phát triển được trí tưởng tượng không gian, phát triển được tư duy logic - khoa học Tuy nhiên qua quá trình dạy học phân môn này ở lớp 8, lớp 9 thì tôi nhận thấy học sinh chưa thực sự hứng thú và gặp nhiều khó khăn dẫn đến kết 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 khăn trong việc tiếp nhận và hình thành kiến thức

- Nhà trường đã trang bị tương đối đầy đủ cớ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ cho dạy học như máy chiếu, các mô hình Tuy nhiên các mô hình trang

bị cho phân môn này ở trường THCS thường khá đơn giản, chưa thể hiện được hết nội dung kiến thức, dẫn đến việc dạy học thiếu tính trực quan, làm cho học sinh khó hình dung và chán nản trong giờ học

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

lại được phân bố vào cuối chương trình của môn toán lớp 8, lớp 9 nên thường học 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 học theo các nội dung trong sách giáo khoa, kết hợp giới thiệu hình ảnh trong sách với 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 thực hiện, 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 Ghi nhớ công thức theo kiểu "Học vẹt", các em thường dễ quên, dễ nhầm lẫn các công thức, chưa biết cách áp dụng vào các mô hình trong thực tế Rất ít học sinh biết cách liên hệ và nhận ra được vai trò của hình học không gian trong đời sống hàng ngày

Từ những thực trạng và giải pháp đã thực hiện nhưng chưa đạt được hiệu quả như mong muốn mà tôi đã nêu trên, tôi đã tiếp tục tìm hiểu, nghiên cứu và

áp dụng giải pháp mới vào dạy học, qua năm học đầu tiên áp dụng và nhận thấy giải pháp mới đã đạt được một số hiệu quả tích cực nay tôi mạnh dạn viết thành sáng kiến với tên gọi "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 ………., góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn"

IV Mô tả bản chất của sáng kiến, trong đó chỉ rõ những thông tin cần 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 gì quá xa lạ đối với giáo viên, bên cạnh những bài giảng điện tử, những phần mềm soạn giảng vẫn thường được sử dụng rất phổ biến Đối với giáo viên giảng dạy

bộ môn toán học thì các phần mềm vẽ hình, soạn thảo công thức vô cùng cần thiết 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 càng nhiều phần mềm phục vụ cho công tác giảng dạy ra đời, giúp cho giáo viên có nhiều sự lựa chọn hơn, riêng bản thân tôi đã sử dụng phần mềm vẽ hình cho bộ môn toán Skechpad (gọi tắt là GSP) ngay từ những ngày đầu vừa bước vào nghề

Phần mềm Geometer’s

Sketchpad (Gọi tắt là Sketchpad

hoặc GSP) do một số nhà toán học

Mỹ thiết kế vào những năm 90

Hiện tại phần mềm này được coi là

phần mềm mô phỏng hình học động

số một thế giới Phần mềm này do

dự án DPL của IBM đưa vào Việt

Nam năm 1998 Cho đến nay đã có

rất nhiều giáo viên và nhà trường

phổ thông đang sử dụng phần mềm

này 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 dẫn của đồng nghiệp, vì đây là một phần mềm sử dụng ngôn ngữ chủ yếu là tiếng Anh, bản thân lại không thành thạo về Tiếng Anh nên còn hạn chế về việc tự tìn hiểu 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 dễ

dàng tìm hiểu được nhiều thông tin

về phần mềm này và biết được GSP có những ưu điểm nổi bật mà các phần mềm khác không có như: + Nhỏ gọn dễ cài đặt, không yêu cầu máy tính có cấu hình mạnh

Có thể sao chép tập tin thực thi là chạy được ngay mà không cần cài đặt Chỉ cần lưu vào USB và sau

đó có thể chạy trên bất cứ máy tính nào

+ Phần mềm không cài khóa, vì vậy bạn có thể cài đặt và sử dụng

nó mà không cần có serial hay mã kích hoạt

+ Các đối tượng hình mà GSP vẽ rất mịn và đẹp

+ Phần mềm có nhiều chức năng, đặc biệt những chức năng để tạo hình động rất đẹp mắt, có tính trực quan cao

+ Giáo viên cũng có thể tự tạo ra các bộ công cụ của mình ngay trên phần mềm

Như vậy có thể thấy GSP là một công cụ lý tưởng để tạo ra các bài giảng sinh động môn Hình học, tạo ra các "sách hình học điện tử" rất độc đáo trợ giúp cho giáo viên giảng bài

Với nhiều chức năng như vậy nên để biết cách sử dụng thành thạo toàn bộ các chức năng trên thanh công cụ thì hiển nhiên không hề dễ dàng Qua quá trình tìm hiểu và học hỏi, với mong muốn thay đổi phương pháp giảng dạy để giúp cho học sinh tiếp thu kiến thức một cách chủ động, hứng thú và dễ dàng hơn thông qua các hình học động tôi cũng đã khám phá ra nhiều điều thú vị và

bổ ích từ phần mềm này Từ chỉ biết vẽ các hình đơn giản như: điểm, đoạn thẳng, tam giác nay tôi đã tạo ra được nhiều hình ảnh sinh động hơn cho bài học như: tạo một mô hình động hướng dẫn học sinh từng bước vẽ hình theo kích thước mong muốn, tạo mô hình hướng dẫn cho bài thực hành Tôi cũng tự tạo

và 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 học không gian ở lớp 9, một phân môn mà theo bản thân tôi chỉ có thể sử dụng phương 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 làm

rõ 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 và hướng 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 trong

sách giáo khoa thì tôi thực

hiện 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 một tam giác vuông một vòng xung quanh một cạnh góc vuông của tam giác vuông đó

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

Hình ảnh trong sách giáo khoa

Tạo một hình tam giác vuông Cho tam giác vuông quay quanh một

cạnh 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 sinh biết được rằng hình nón có vô số đường sinh, mỗi vị trí mà cạnh huyền quét tới

sẽ tạo ra một đường sinh

- Để vẽ được hình không gian trên mặt phẳng là một điều khá là khó đối với các em, tuy nhiên bằng phần mềm GSP thì tôi có thể tạo mô phỏng hướng dẫn từng bước vẽ từ đó các em sẽ dễ hình dung và vẽ lại một hình không gian một 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 hình thành kiến thức mới bằng việc chính mắt các em quan sát trực tiếp qua các thao tác dựng hình, biến đổi hình của giáo viên, từ những kiểm nghiệm của bản thân, các em tổng kết được đặc điểm riêng của mỗi khối hình từ đó hình thành nên khái niệm, tính chất cho từng hình, học sinh cũng thấy được mối liên hệ giữa các hình phẳng và hình học không gian Với khả năng minh hoạ sinh động bằng hình ảnh chuyển động giúp cho học sinh tiếp thu bài nhanh chóng và

Vẽ đường kính đáy và đường cao vuông góc với đường kính đáy

Vẽ 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 quá nhiều

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 hình không gian, bởi cần có trí tưởng tượng tốt thì mới hiểu rõ được Hình ảnh minh họa trong sách lại khá đơn giản nên khi quan sát, nhiều em khó hình dung được các mặt cắt là hình gì Ví dụ khi quan sát hình ở sách giáo khoa một số em nhầm tưởng rằng mặt cắt dọc của một hình trụ là hình bình hành, còn hình tròn thì là một hình elip

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

Ví dụ: Khi dạy học nội dung: Cắt hình cầu bởi một mặt phẳng trong hình học 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 cắt xong, tạo chuyển động tách hình cầu làm 2 phần rồi yêu cầu học sinh dự đoán về hình dạng của mặt cắt, sau đó xoay mặt cắt lại để học sinh tự kiểm tra xem dự đoán 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 hình tròn và mặt cắt càng gần tâm thì bán kính mặt cắt càng lớn, mặt cắt càng xa tâm thì 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 dung

và 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 thể tích của các hình học không gian.

Đây là nội dung kiến thức quan trong nhất khi học hình học không gian ở trung học cơ sở, vì học sinh phải hiểu bản chất và ghi nhớ được các công thức thì mới có thể áp dụng được vào để giải các bài tập cũng như áp dụng vào các

mô hình thực tiễn được, tuy nhiên trước đây đa số học sinh thường ghi nhớ các công thức bằng cách "nhồi nhét", "học vẹt" là chủ yếu, về lâu dài các em thường

dễ 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 cách

tự 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 hình trụ và giới thiệu về bề mặt xung quanh của hình trụ khi mở ra là một hình chữ nhật

+ Học sinh quan sát quá trình và thấy được rằng diện tích xung quanh của hình trụ chính là diện tích của hình chữ nhật có chiều dài là chu vi đáy hình trụ

và chiều rộng là chiều cao của hình trụ Từ đó các em sẽ xây dựng được công thức tính diện tích xung quanh của hình trụ

Tương tự, khi dạy học nội dung tính thể tích các hình tôi cũng có thể xây dựng 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 như sau

+ Trước tiên tôi tạo hình cầu có bán kính R, tạo một hình trụ có bán kính đáy 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, đổ đầy 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 của hình gì? (Học sinh dựa vào kiến thức vật lý biết được đó là thể tích của hình cầu)

Chiều

cao

Chu vi đáy

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

2

3 thể tích của hình trụ, dựa trên công thức tính thể tích hình trụ ở bài trước học sinh rút ra được công thức tính thể tích hình cầu

Với cách làm như vậy, học sinh nhanh chóng xác định được công thức, bằng trực quan nên các em ghi nhớ lâu, bên cạnh đó học sinh còn ứng dụng được kiến thức liên môn cho bài học

2 Hiệu quả

- Trong năm học 2020 - 2021 khi chưa áp dụng sáng kiến: Đa số học sinh không có hứng thú học tập với bộ môn toán đặc biệt là toán hình, với phần hình học không gian học sinh thường vẽ hình không chính xác do các em không tưởng tượng được hình dạng các mặt của khối hình khi vẽ trên mặt phẳng, khi làm các bài tập về hình không gian trong thực tế thì học sinh thường bị nhầm lẫn giữa các công thức hoặc nhầm lẫn về số đo các yếu tố trên hình do không phân biệt 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 phương pháp dạy học mới, dạy học trực quan với phần mềm Skechpad (GSP) bước đầu

đã 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 sinh hơn Những học sinh yếu bắt đầu tự tin tham gia vào phát biểu xây dựng bài nhiều hơn

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

+ Tiết kiện được thời gian ghi bảng, giáo viên có nhiều thời gian hơn để củng cố, luyện tập cho học sinh

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

Bảng đối chiếu kết quả kiểm tra thường xuyên nội dung hình học không

gian của học sinh trong năm học 2020 - 2021 và 2021 - 2022

Tổng số học sinh: 15

Điểm

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

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

Kết quả học tập phân môn hình không gian trong năm học 2021-2022 có

tỉ lệ học sinh đạt điểm khá giỏi tăng 27% so với năm 2020-2021 Tỉ lệ học sinh bị điểm yếu cũng giảm đáng kể và không có học sinh bị điểm kém

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

Học sinh biết vận dụng kiến thức vào thực tế