tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học môn toán lớp 10 thpt với sự hỗ trợ của phần mềm geogebra

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN HỮU THANH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM GEOGEBRA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN- 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN HỮU THANH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM GEOGEBRA Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp giảng dạy bộ môn Toán Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS: Trịnh Thanh Hải THÁI NGUYÊN- 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN ! Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Trịnh Thanh Hải, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tổ phƣơng pháp giảng dạy Toán - trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Quốc gia Hà Nội, các thầy cô giáo trong khoa Toán trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Em xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo và Nghiên cứu khoa học trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn. Em xin chân thành cảm ơn Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh Thái Nguyên, Ban giám hiệu trƣờng THPT Lƣơng Phú đã quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đúng kế hoạch học tập và nghiên cứu của mình. Đặc biệt, các đồng nghiệp ở tổ Toán-Tin trƣờng THPT Lƣơng Phú đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để em yên tâm học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn các thành viên trong lớp cao học Toán khoá 17 và các bạn là đồng nghiệp xa gần về sự động viên, kích lệ cũng nhƣ trao đổi về chuyên môn trong suốt quá trình tôi nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Thái Nguyên, tháng 7 năm 2011 Tác giả Nguyễn Hữu Thanh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT Công nghệ thông tin GV Giáo viên HĐ Hoạt động HS Học sinh NXB Nhà xuất bản PP Phƣơng pháp PPDH Phƣơng pháp dạy học SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TNSP Thử nghiệm sƣ phạm VD Ví dụ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 4 1.1. HĐ nhận thức trong dạy học môn toán 4 1.2 Các dạng hoạt động nhận thức chủ yếu của học sinh 9 1.3. Các hƣớng tổ chức HĐ nhận thức trong dạy học môn toán 13 1.4. Thực trạng về việc tổ chức HĐ nhận thức trong dạy học môn toán ở một số trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 25 1.5. Ứng dụng CNTT nhằm hỗ trợ các HĐ nhận thức trong dạy học môn toán ở trƣờng THPT 27 CHƢƠNG II: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 10 Ở TRƢỜNG THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM GEOGEBRA 41 1. Khai thức phần mềm GeoGebra để hỗ trợ hoạt động nhận thức trong dạy học bộ môn Toán 41 2. Thiết kế một số hoạt động với GeoGebra 42 2.1. Hoạt động dựng hình 42 2.2. Thiết kế hoạt động nhận thức với GeoGebra 45 2.3. Thiết kế bài giảng với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra 68 CHƢƠNG III. THỬ NGHIỆM SƢ PHẠM 93 3.1. Mục đích 93 3.2.Đối tƣợng và thời gian TNSP 93 3.3. Nhiệm vụ TNSP 94 3.4. Phƣơng pháp TNSP 95 3.5. Kết quả TNSP 97 Kết luận 100 Tài liệu tham khảo 101 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 1 - Phần mở đầu: 1. Lý do chọn đề tài: Luật giáo dục nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã quy định: "Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên" (Luật giáo dục 2005, chương I, điều 4); và "Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập của học sinh" (Luật giáo dục 2005, chương I, điều 24). Bộ Giáo dục và Đào tạo đã quyết định chủ đề năm học 2008 – 2009 là “Năm học ứng dụng công nghệ thông tin ”, và tiếp tục đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong các năm học tiếp theo. Những quy định trên phản ánh nhu cầu đổi mới phương pháp giáo dục để giải quyết mâu thuẫn giữa yêu cầu đào tạo con người mới với thực trạng lạc hậu nói chung của phương pháp dạy học ở nước ta hiện nay. Mâu thuẫn này đã làm nảy sinh và thúc đẩy một cuộc vận động đổi mới phương pháp dạy học ở tất cả các cấp trong ngành giáo dục với định hướng đổi mới phương pháp dạy học là: phương pháp dạy học cần hướng vào việc tổ chức cho người học học tập trong hoạt đông và bằng hoạt động (HĐ) tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo. Cụ thể trong môn toán: Đổi mới phương pháp dạy học toán theo hướng tích cực hoá HĐ học tập của HS, khơi dậy và phát triển khả năng tự học, nhằm hình thành cho HS tư duy tích cực độc lập, sáng tạo, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS. Đặc biệt, trong HĐ nhận thức các em đã có những Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 2 - cố gắng trí tuệ và đã hao tốn năng lượng tâm lý thần kinh. Quá trình nắm vững kiến thức là một chu trình đầy đủ những hành động trí tuệ, bao gồm những hành động tri giác tái hiện đang nghiên cứu, thông hiểu, ghi nhớ, luyện kỹ năng và cuối cùng là những hành động khái quát hóa và hệ thống hóa kiến thức, nhằm xác lập mối liên hệ trong từng chủ đề, giữa các đề tài v.v… Thực tế có nhiều biện pháp nhằm tổ chức các HĐ nhận thức trong dạy học Toán, nhưng việc nghiên cứu vận dụng phần mềm GeoGebra vào việc tổ chức HĐ nhận thức cho HS trong dạy học môn toán lớp 10 ở trường THPT chưa có tác giả nào đề cập một cách có hệ thống Xuất phát từ những lý do trên mà chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ là: “Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học môn toán lớp 10 THPT với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra”. 2. Mục đích nghiên cứu: Thiết kế HĐ nhận thức cho HS với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra trong dạy học môn toán lớp 10 trường THPT nhằm phát huy được năng lực nhận thức cho HS, góp phần đổi mới phương pháp dạy học môn toán. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm hiểu về HĐ nhận thức của HS trong dạy học môn toán lớp 10 ở trường THPT; - Điều tra thực trạng việc tổ chức HĐ nhận thức của HS trong dạy học môn toán ở trường THPT với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra - Trên cơ sở tìm hiểu các chức năng của phần mềm GeoGebra, thiết kế HĐ nhận thức cho HS trong dạy học môn toán ở trường THPT; - Thử nghiệm sư phạm. 4. Đối tƣợng nghiên cứu: Quá trình tổ chức các HĐ nhận thức cho HS trong dạy học môn toán với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra. 5. Phạm vi nghiên cứu: Sử dụng phần mềm GeoGebra hỗ trợ việc tổ chức Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 3 - các HĐ nhận thức trong dạy học một số nội dung trong chương trình môn toán lớp 10 THPT. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu lí luận về đổi mới PPDH, về tổ chức HĐ nhận thức, nghiên cứu quan điểm sư phạm về ứng dụng CNTT vào dạy học toán; - Phương pháp điều tra: Tiến hành tìm hiểu, điều tra thực trạng về HĐ nhận thức của HS lớp 10 trường THPT; - Thử nghiệm sư phạm: Thử nghiệm giảng dạy một số giáo án với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài. 7. Giả thuyết khoa học: Nếu thiết kế được các HĐ nhận thức của HS với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra trong dạy học môn toán lớp 10 thì sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn toán ở trường THPT. 8. Những luận điểm đƣa ra bảo vệ luận văn: Phương pháp khai thác phần mềm GeoGebra nhằm hỗ trợ các HĐ nhận thức trong dạy học môn toán lớp 10 ở trường THPT. 9. Cấu trúc luận văn Ngoài các phần mở đầu, kết luận, mục lục, tài liệu tham khảo, nội dung đề tài gồm: Chương I. Cơ sở lý luận và thực tiễn, chương II. Ứng dụng phần mềm GeoGebra hỗ trợ HĐ nhận thức trong dạy học môn toán lớp 10, chương III. Thử nghiệm sư phạm. CHƢƠNG 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 4 - CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 . Hoạt động nhận thức trong dạy học môn toán 1.1.1. Khái niệm về hoạt động nhận thức Trên cơ sở phân tích các quan điểm của triết học duy vật biện chứng, tâm lý học và phương pháp luận nhận thức toán học có thể hiểu khái niệm HĐ nhận thức của HS như sau: HĐ nhận thức là quá trình tư duy dẫn tới lĩnh hội các tri thức toán học, nắm được các ý nghĩa của các tri thức đó: Xác định được các mối quan hệ nhân quả và các mối quan hệ khác của các đối tượng toán học được nghiên cứu (khái niệm; quan hệ; quy luật toán học,…); từ đó vận dụng được tri thức toán học giải quyết các vấn đề thực tiễn. 1.1.2. Một số nét đặc trƣng của hoạt động nhận thức trong việc dạy học toán Để hiểu rõ HĐ nhận thức của HS trong dạy học toán ở trường THPT, giáo viên toán cần xác định được những nét đặc trưng của nó với tư cách là những nhân tố cấu thành và các nhân tố thúc đẩy HĐ nhận thức. a. Tƣ duy trong hoạt động nhận thức Tư duy điều kiển nhận thức toán học của HS không chỉ có tư duy toán học. Tham gia vào quá trình nhận thức toán học của HS còn sử dụng các thành tố của tư duy biện chứng; tư duy phê phán; tư duy đối thoại… Có thể minh định điều nói trên thông qua dạy học tìm tòi phát hiện kiến thức mới; dạy học hợp tác; dạy học theo lý thuyết tình huống; dạy học giải quyết vấn đề. b. Lôgic tham gia vào trong quá trình nhận thức Các loại hình lôgic điều chỉnh HĐ nhận thức không chỉ có lôgic toán mà là sự phối hợp điều chỉnh của lôgic hình thức, lôgic biện chứng và lôgic toán. Chẳng hạn, để phát triển kiến thức mới, người HS cần lĩnh hội các khái niệm; cách phân loại khái niệm theo nội hàm, ngoại diên; một số cách thức phán đoán tri thức mới; các quy tắc suy luận; cách lập luận đúng, sai trong [...]... quan của phần mềm GeoGebra trong việc tổ chức HĐ nhận thức cho HS trong dạy học môn toán ở trường THPT 1.5 Ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ các hoạt động nhận thức trong dạy học môn toán ở trƣờng THPT 1.5.1 Tác động của công nghệ thông tin tới quá trình dạy học toán ở trƣờng THPT Việc ứng dụng CNTT trong dạy học hiện nay đang được đẩy mạnh và sử dụng rộng rãi trong các nhà trường Ở các trường THPT, ... hƣớng tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học môn toán 1.3.1 Vận dụng các lí thuyết và các phƣơng pháp dạy học tích cực Việc tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học toán theo hướng vận dụng các lý thuyết và các phương pháp dạy học tích cực giáo viên cần lưu ý các lí thuyết và các phương pháp dạy học tích cực được khai thác vận dụng trong chương trình THPT chủ yếu là: * Phương pháp dạy học toán theo... chung của hai đường chéo nhau a và b khi và chỉ khi A  a, B  b; AB  a, AB  b + AB là đường vuông góc chung của hai đường chéo nhau a và b khi và         chỉ khi A  a, B  b; AB.u  0; AB.v  0 trong đó u, v là các vectơ chỉ phương của a và b 1.3.4 Các bƣớc tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh THPT trong dạy học giải bài tập toán Quy trình tổ chức các HĐ nhận thức của HS trong dạy học. .. đồ 1.2 1.3.2 Các bƣớc tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học khái niệm toán học ở trƣờng THPT 1.3.2.1 Các dạng hoạt động và các loại hình tri thức chủ yếu trong dạy học khái niệm * Các dạng HĐ chủ yếu vận dụng trong dạy học khái niệm bao gồm: - HĐ phát hiện: phân tích, so sánh, tổng hợp, đặc biệt hóa, tương tự hóa, khái quát hóa, trừu tượng hóa; HĐ ngôn ngữ; HĐ nhận dạng; HĐ thể hiện... phát triển hoạt động nhận thức trong dạy học toán Mục tiêu chủ yếu của việc phát triển HĐ nhận thức trong dạy học toán là phát triển trí tuệ và nhân cách của HS Ở đây sự phát triển trí tuệ được hiểu là làm thay đổi về chất trong HĐ nhận thức Sự biến đổi đó được đặc trưng bởi sự thay đổi cấu trúc cái được phản ánh và phương thức phản ánh chúng Nói như vậy đồng nghĩa với phát triển trí tuệ là sự thống... thức chủ yếu của học sinh thể hiện trong lý thuyết dạy học và các phƣơng pháp dạy học 1.2.1 Hoạt động điều ứng HĐ điều ứng diễn ra khi vốn tri thức đã có của chủ thể chưa tương hợp với môi trường tri thức mới cần nhận thức; khi sơ đồ nhận thức đã có và tri thức mới không tương thích Khi đó HĐ điều ứng nhằm tạo lập sơ đồ nhận thức khác để tiếp nhận thức mới, tạo lập bước thích nghi mới Hoạt động điều ứng... HĐ nhận thức một cách tự giác, tích cự sáng tạo là tâm điểm của nhiệm vụ dạy học toán ở trường phổ thông hiện nay Chúng ta có thể làm sáng tỏ mục tiêu phát triển trí tuệ và nhân cách của HĐ nhận thức toán học cũng như gắn kết các HĐ đó trong các lý thuyết dạy học và các phương pháp dạy học; mối liên hệ giữa HĐ nhận thức với hệ thống các tri thức qua sơ đồ 1.1: Tri thức điều chỉnh HĐ nhận thức HĐ nhận. .. phải chứng minh d Đặc thù của hoạt động nhận thức toán học Để bồi dưỡng HĐ nhận thức toán học của HS, người giáo viên cần quan tâm tới sự khác biệt của HĐ này với HĐ nhận thức trong các khoa học khác Do đối tượng toán học tuy có nguồn gốc thực tiễn nhưng được trừu tượng hóa qua nhiều thang bậc khác nhau thông qua trừu tượng đồng nhất, lí tưởng hóa nên các HĐ nhận thức toán học cần chú trọng giải quyết... tổ chức HĐ nhận thức HS Xác định thông tin mới chứa đựng trong các tình huống nhận thức Xác định cấp độ mâu thuẫn, chướng ngại, khó khăn đối với tri thức đã có của học sinh Lựa chọn phương pháp, lý thuyết dạy học và các dạng hoạt động nhận thức Lựa chọn phương pháp dạy học HĐ điều ứng HĐ Phát hiện HĐ biến đổi đối tượng HĐ Mô hình Tri thức HĐ ứng dụng HĐ củng cố Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học. .. HĐ nhận thức toán học; xem xét mục đích của HĐ học có thể HĐ học hướng vào việc tiếp thu những kĩ năng, kĩ xảo mới đồng thời hướng vào việc tiếp thu cả những tri thức của bản thân HĐ, nói cách khác là tiếp thu được phương pháp giành tri thức đó (lĩnh hội được cách học, con đường dành tri thức kĩ năng, kĩ xảo) Chúng ta hiểu HĐ nhận thức trong dạy học toán là hạt nhân của HĐ học. Từ đó việc tổ chức cho . các HĐ nhận thức trong dạy học môn toán ở trƣờng THPT 27 CHƢƠNG II: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 10 Ở TRƢỜNG THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM GEOGEBRA. HĐ nhận thức của HS trong dạy học môn toán lớp 10 ở trường THPT; - Điều tra thực trạng việc tổ chức HĐ nhận thức của HS trong dạy học môn toán ở trường THPT với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra. cho luận văn thạc sĩ là: Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học môn toán lớp 10 THPT với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra . 2. Mục đích nghiên cứu: Thiết kế HĐ nhận thức cho