Tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học hình học không gian ở trường trung học phổ thông với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HOÀNG ĐỨC CHINH TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG KHÁM PHÁ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC KHÔNG GIAN Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN, 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HOÀNG ĐỨC CHINH TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG KHÁM PHÁ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC KHÔNG GIAN Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Toán Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Trung THÁI NGUYÊN, 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Xác nhận của Người hướng dẫn khoa học TS. Trần Trung Tác giả luận văn Hoàng Đức Chinh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn3 i MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Mục lục i Danh mục chữ viết tắt ii MỞ ĐẦU 1 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 5 1.1. Vấn đề đổi mới phương pháp dạy học hiện nay 5 1.1.1. Nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học 5 1.1.2. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học 6 1.1.3. Đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực 7 1.2. Phương pháp dạy học khám phá 9 1.2.1. Một số khái niệm cơ bản 9 1.2.2. Cơ sở khoa học của phương pháp dạy học khám phá 13 1.2.3. Tính chất của phương pháp dạy học khám phá 17 1.3. Tổ chức hoạt động khám phá trong dạy học 18 1.3.1. Các hình thức, cấp độ của hoạt động khám phá 18 1.3.2. Quy trình tổ chức hoạt động khám phá trong dạy học toán 25 1.3.3. Các thể hiện của hoạt động khám phá trong dạy học hình học 29 1.4. Ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ tổ chức hoạt động khám phá trong dạy học hình học ở trường Trung học phổ thông 33 1.4.1. Khả năng sử dụng phần mềm hình học động tổ chức hoạt động khám phá cho học sinh 34 1.4.2. Sử dụng WebQuest để học sinh khám phá qua mạng 38 1.5. Thực tiễn dạy học hình học không gian theo hướng khám phá ở trường Trung học phổ thông 41 1.6. Kết luận chương 1 45 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn4 Chương 2. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG KHÁM PHÁ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC KHÔNG GIAN LỚP 11 Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 46 2.1. Định hướng tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học hình học không gian ở trường Trung học phổ thông với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin 46 2.1.1. Nội dung chương trình Hình học không gian lớp 11 (Nâng cao) ở trường Trung học phổ thông 46 2.1.2. Định hướng tổ chức hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học hình học không gian với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin 48 2.2. Lựa chọn phần mềm hình học động hỗ trợ tổ chức hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học hình học không gian ở trường Trung học phổ thông 53 2.2.1. Tổng quan một số loại phần mềm hình học động hiện nay 53 2.2.2 . Các chức năng hỗ trợ dạy học hình học không gian của phần mềm Cabri3D 55 2.3. Khai thác phần mềm Cabri3D tổ chức các hoạt động khám phá hình học không gian cho học sinh trong các tình huống dạy học điển hình 66 2.3.1 Khai thác phần mềm Cabri 3D tổ chức các hoạt động khám phá khi dạy học khái niệm. 66 2.3.2 Khai thác phần mềm Cabri3D tổ chức các hoạt động khám phá khi dạy học định lý 75 2.3.3 Khai thác phần mềm Cabri3D tổ chức các hoạt động khám phá khi dạy học giải bài tập 80 2.4. Kết luận chương 2 93 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM. 94 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 94 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn5 3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm 94 3.3. Tổ chức thực nghiệm sư phạm 95 3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm. 97 3.5. Kết luận chương 3. 101 KẾT LUẬN 102 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦATÁC GIẢ CÓ LIẾN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 PHỤ LỤC 107 Phụ lục 1. 107 Phụ lục 2 110 Phụ lục 3 112 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn6 ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Viết tắt Viết đầy đủ CNTT Công nghệ thông tin CNH-HĐH Công nghiệp hóa - hiện đại hóa DHKP Dạy học khám phá ĐC Đối chứng GV Giáo viên HĐ Hoạt động HĐTP Hoạt động thành phần HHKG Hình học không gian HS Học sinh MTĐT Máy tính điện tử PP Phương pháp PPDH Phương pháp dạy học PMDH Phần mềm dạy học PMHHĐ Phần mềm hình học động PPDHKP Phương pháp dạy học khám phá PPDHTC Phương pháp dạy học tích cực PTTQ Phương tiện trực quan SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm VD Ví dụ [1] Tài liệu số 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn7 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay với sự phát triển như vũ bão của công nghệ thông tin (CNTT) đã mở ra một kỉ nguyên mới, kỉ nguyên của công nghệ. CNTT được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của xã hội, kinh tế, văn hóa, tiêu biểu như trao đổi thư tín, thư viện điện tử, chính phủ điện tử, giáo dục điện tử. Việc ứng dụng CNTT trở thành xu hướng, là nhu cầu thiết yếu để nâng cao hiệu quả hoạt động của con người trong bất cứ lĩnh vực nào, đặc biệt trong lĩnh vực giáo dục. Xuất phát từ những ưu điểm về mặt kĩ thuật và tiềm năng về mặt sư phạm của CNTT mà Đảng và Nhà nước ta đã xác định CNTT là một phương tiện quan trọng góp phần đổi mới giáo dục. Dạy học Toán với sự hỗ trợ của CNTT sẽ góp phần tạo nên môi trường học tập mang tính tương tác cao, giúp học sinh (HS) học tập hiệu quả hơn, giáo viên (GV) có cơ hội tốt để xây dựng các kịch bản sư phạm phù hợp với đặc điểm nhận thức của HS, phát triển tư duy, nhân cách của HS. Hiện nay, các sản phẩm CNTT phục vụ cho việc dạy và học môn Toán khá phong phú, giáo viên sẽ có điều kiện tạo tình huống có vấn đề, phát huy hứng thú nhận thức của HS trong các giờ học toán. Trong chương trình Trung học phổ thông (THPT), Hình học là môn học có tầm quan trọng rất lớn đối với học sinh. Nó không những trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản về hình học mà còn là phương tiện để học sinh rèn luyện các phẩm chất trí tuệ và các kỹ năng nhận thức. Trong quá trình vận dụng kiến thức giải các bài tập về chứng minh, dựng hình, quỹ tích học sinh có thể rèn luyện tư duy logic, tư duy thuật giải và tư duy biện chứng. Tuy nhiên kiến thức hình học, đặc biệt là hình học không gian, là mảng kiến thức khó đối với học sinh. Chính vì vậy trong dạy học hình học không gian việc sử dụng các phương tiện trực quan là rất cần thiết. Xu thế chung của vấn đề đổi mới PPDH môn Toán ở nhiều nước là phải sử dụng nhiều loại hình phương tiện dạy học nhằm hỗ trợ lẫn nhau, thúc đẩy hoạt động nhận thức tích cực của HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Toán. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn8 2 Trong xu hướng đổi mới phương pháp dạy học, có nhiều phương pháp mới được vận dụng vào bài giảng bên cạnh các phương pháp dạy học truyền thống như: Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, dạy học theo nhóm nhỏ, dạy học theo lý thuyết tình huống, dạy học khám phá, Tất cả các phương pháp đó đều có thể vận dụng và phối hợp một cách nhuần nhuyễn để đạt được mục đích dạy học. Giáo viên cần nắm chắc các phương pháp, biết được điểm mạnh của mỗi phương pháp từ đó có cách phối hợp các phương pháp cho phù hợp. Thực tế ở trường THPT việc vận dụng dạy học khám phá trong các tiết dạy còn hạn chế, giáo viên còn chưa chú trọng tới vận dụng PPDH này. Nguyên nhân là do chưa có nhiều tài liệu, công trình nghiên cứu về PPDH này cung cấp cho giáo viên. Việc tổ chức các hoạt động khám phá trong dạy học Hình học không gian ở trường THPT sẽ có ưu điểm: thời gian học sinh giải quyết bài toán nhiều hơn cho nên khả năng làm việc độc lập của học sinh cao hơn, phát huy được ý thức tự chủ của học sinh, phát huy được tính sáng tạo của học sinh, và từ đó rèn luyện khả năng tự học của học sinh, đó là điểm mạnh của dạy học khám phá. Theo các công trình nghiên cứu của các tác giả Jerome Bruner, Nguyễn Bá Kim, Đào Tam, Bùi Văn Nghị, Lê Võ Bình đều xác định nếu giáo viên biết tạo ra các tình huống phù hợp với nhận thức của HS để trên cơ sở kiến thức đã có, học sinh khảo sát tìm tòi kiến thức mới thì việc học tập khám phá sẽ đem lại kết quả tốt hơn so với nhiều hình thức học tập khác. Từ những lý do trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài “Tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học Hình học không gian ở trường Trung học phổ thông với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin". 2. Mục đích nghiên cứu Khai thác một số ứng dụng của CNTT vào việc tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy Hình học không gian góp phần nâng cao hiệu quả dạy học môn Toán ở trường Trung học phổ thông. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn9 3 3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu: Sách giáo khoa,các phần mềm dạy học,những hoạt động khám phá của học sinh trong dạy học Hình học không gian ở trường Trung học phổ thông với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin. 3.2. Đối tượng nghiên cứu :Quá trình dạy học môn Toán cho học sinh Trung học phổ thông với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin. 3.3. Phạm vi nghiên cứu: Khai thác phần mềm hình học động và WebQuest hỗ trợ hoạt động khám phá kiến thức hình học không gian của học sinh lớp 11 Trung học phổ thông (Nâng cao). 4. Giả thuyết khoa học Trên cơ sở nội dung sách giáo khoa THPT, nếu sử dụng CNTT một cách hợp lý trong tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh thì sẽ phát huy tích tích cực học tập của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học hình học không gian. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu các vấn đề lý luận về dạy học khám phá (DHKP). Phân tích bản chất và hình thức tổ chức phương pháp dạy học khám phá. Hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng CNTT trong dạy học môn Toán ở trường THPT theo hướng DHKP. 5.2. Khai thác CNTT trong tổ chức các hoạt động khám phá với các tình huống dạy học điển hình trong chương trình hình học không gian góp phần nâng cao hiệu quả dạy học môn Toán ở trường THPT. 5.3. Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học và đánh giá tính khả thi, hiệu quả của việc sử dụng CNTT hỗ trợ tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học hình học không gian ở trường Trung học phổ thông . 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu về các vấn đề liên quan đến đề tài của luận văn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn10 [...]... đề hình học không gian cho học sinh Xử lý số liệu bằng phương pháp thống kê toán học 7 Đóng góp của luận văn 7.1 Hệ thống hóa tư liệu về phương pháp dạy học khám phá và sử dụng CNTT trong dạy học môn Toán ở trường THPT theo hướng DHKP 7.2 Nghiên cứu thực tiễn dạy học hình học không gian theo hướng DHKP hiện nay ở trường THPT Thiết kế một số hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học hình học không. .. điều chỉnh, tổ chức dạy học khám phá tốt hơn 1.3.3 Các thể hiện của hoạt động khám phá trong dạy học hình học 1.3.3.1 Đặc trưng của Hình học Với nhiệm vụ nghiên cứu hình dạng, kích thước, vị trí và mối quan hệ giữa các hình trong không gian, Hình học có hai đặc trưng cơ bản: Thứ nhất: Trong Hình học, lôgic chặt chẽ kết hợp với biểu tượng trực quan sinh động Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái... về khám phá trong dạy học Mẫu hình khám phá trong dạy học trình bày trong tài liệu này bao gồm cả khám phá có gợi ý và không có gợi ý; khám phá qui nạp; khám phá diễn dịch và giải quyết vấn đề Người học được tham gia vào nhiều dạng khám phá khác nhau, có thể ứng dụng một mẫu hình khám phá chung cho nhiều vấn đề Một số chú ý khi sử dụng phương pháp dạy học khám phá: - Dạy học khám phá cho rằng người dạy. .. là động cơ bên ngoài Nội lực có vai trò quyết định sự thành bại trong việc học tập của cá nhân - Học cách khám phá: Cách duy nhất mà một người học học được các kỹ thuật khám phá đó là họ phải có cơ hội để khám phá Thông qua khám phá, người học dần dần sẽ học được cách tổ chức và thực hiện các nghiên cứu của mình - Phát triển trí nhớ: Một trong những kết quả tốt nhất của phương phá khám phá đó là nó hỗ. .. rói” trong óc, hơn nữa sẽ gợi lại những quan niệm mà bạn đã lãng quên Dạy học khám phá phù hợp với nguyên tắc tự giác, chủ động và tích cực vì nó đặt ra, khêu gợi được hoạt động học tập mà chủ thể hướng đích, gợi động cơ trong quá trình khám phá Dạy học khám phá cũng biểu hiện ở sự thống nhất giữa giáo dưỡng và giáo dục của kiểu dạy học là ở chỗ nó dạy cho học sinh cách khám phá, tức là rèn luyện cho học. .. trình dạy học Nhiệm vụ của người dạy là chuyển tải các thông tin cần học theo một phương pháp phù hợp với khả năng hiểu biết hiện tại của học sinh Giáo trình cũng cần được xây dựng theo hình xoáy ốc để học sinh được tiếp tục xây dựng kiến thức mới trên cơ sở cái đã học Tuy nhiên, ông cũng khẳng định rằng: trong dạy học khám phá, không phải là học sinh tự khám phá tất cả các dữ liệu thông tin, mà họ khám. .. học hình học không gian lớp 11 ở trường Trung học phổ thông với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin Chương 3 Thực nghiệm sư phạm Luận văn có sử dụng 31 tài liệu tham khảo và có 3 Phụ lục kèm theo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn11 5 Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Vấn đề đổi mới phương pháp dạy học hiện nay 1.1.1 Nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học. .. không gian có sự hỗ trợ của CNTT 7.3 Kết quả luận văn có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên Toán khi vận dụng DHKP trong dạy học góp phần nâng cao hiệu quả dạy học môn Toán ở trường THPT 8 Cấu trúc của luận văn Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, nội dung luận văn được trình bày trong ba chương: Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2 Tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học. .. sinh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn26 20 Dựa vào các hình thức và các nguyên tắc để xây dựng phương pháp dạy học khám phá ở các cấp độ khác nhau, chúng tôi đưa ra ba cấp độ của dạy học khám phá như sau: Cấp độ 1: Thuyết trình trong hoạt động khám phá Đây là cấp độ không được quan tâm để ý khi nghiên cứu về PPDHKP Tuy nhiên, đối với học sinh trung bình và... nhau Trong quá trình soạn giáo án, GV chuẩn bị kỹ càng hơn các bài toán, các cách cung cấp kiến thức mới theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh, để học sinh tự khám phá các tình huống nêu lên Như thế sẽ mang lại hiệu quả cao trong học tập của HS 1.3.2 Quy trình tổ chức hoạt động khám phá trong dạy học toán 1.3.2.1 Hoạt động của giáo viên Bước 1.Xác định mục đích -Về nội dung: + Vấn đề học tập . HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 46 2.1. Định hướng tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học hình học không gian ở trường Trung học phổ thông với sự hỗ trợ. dạy học hình học không gian với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin 48 2.2. Lựa chọn phần mềm hình học động hỗ trợ tổ chức hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học hình học không gian ở. chọn nghiên cứu đề tài Tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học Hình học không gian ở trường Trung học phổ thông với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin& quot;. 2. Mục đích