vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong dạy học chương phương pháp tọa độ trong không gian hình học 12 nâng cao

PHẦN MỞ ĐẦU I.Lí DO CHỌN ĐỀ TÀI Đổi mới trong giáo dục đã và đang được toàn xã hội qua tâm. Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay vấn đề đổi mới nội dung và PPDH rất được chú trọng. Nghị quyết Ban chấp hành TW Đảng lần thứ hai khúa VIII (1997) đã chỉ rõ: “cuộc cách mạng về phương pháp giáo dục phải hướng vào người học, rèn luyện và phát triển khả năng giải quyết vấn đề một cách năng động, độc lập sáng tạo ngay trong quá trình học tập ở nhà trường phổ thông. Áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho HS năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề”. Trong những năm gần đây, trước những thách thức mới của yêu cầu phát triển xã hội, trong bối cảnh của cuộc cách mạng công nghệ thông tin trên thế giới, mục đích của nhà trường là phải đào tạo người HS – lực lượng lao động nòng cốt trong tương lai, có năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề một cách độc lập. Nh vậy, phát hiện và giải quyết vấn đề không chỉ thuộc phạm trù PPDH, mà còn trở thành mục đích của quá trình DH ở nhà trường, GQVĐ cũng trở thành nội dung học tập của HS. Bên cạnh đó, qua nghiên cứu tình hình thực tế GV gặp rất nhiều khó khăn trong việc lựa chọn PPDH sao cho vừa đảm bảo truyền tải đầy đủ nội dung, vừa phải đảm bảo phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS, phát triển ở họ năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề. Trong khi PPDH của nước ta hiện nay còn nhiều bất cập và hạn chế, Ýt tạo được động lực, hứng thú cho HS, nhiều kiến thức được truyền đạt tới HS mang tính áp đặt. Những điều này đã ảnh hưởng tới kết quả đào tạo ở trường phổ thông nói riêng và nền giáo dục của nước nhà nói chung. Phương pháp tọa độ trong không gian là mét trong những công cụ giải toán không gian quan trọng nã cho phép HS tiếp cận những kiến thức hình học phổ thông một cách gọn gàng, sáng sủa và có hiệu quả nhanh chóng, tổng quát, đôi khi không cần đến hình vẽ. Nó có tác dụng tích cực trong việc phát triển tư duy sáng tạo, trừu tượng, năng lực phân tích, tổng hợp. . . Hơn nữa nội dung chương phương pháp tọa độ trong không gian là mét trong những nội dung quan trọng của Hình học 12. Trong những năm gần đây nội dung này thường xuyên xuất hiện trong các kì thi tốt nghiệp THPT và trong các kì thi Đại học, Cao đẳng, Trung học chuyên nghiệp và chiếm mét số điểm không nhá (1, 5-2 điểm). Vì vậy với mong muốn góp phần giúp cho GV và HS có phương pháp giảng dạy và học tập tốt hơn trong khi dạy và học nội dung “ Phương pháp tọa độ trong không gian”, tác giả chọn đề tài: Vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong dạy học chương phương pháp tọa độ trong không gian– Hình học 12 nâng cao . II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu khả năng vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề vào chương phương pháp tọa độ trong không gian. III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Hệ thống húa cơ sở lý luận về DH phát hiện và giải quyết vấn đề. - Vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề vào dạy học những tình huống điển hình (dạy học khái niệm, định lí, quy tắc phương pháp, bài tập) - Thiết kế mét sè bài giảng vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề và thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra tính khả thi của đề tài. IV. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu GV vận dụng có hiệu quả dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong dạy học chương phương pháp tọa độ trong không gian thì sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy và học nội dung này. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 1.Phương pháp nghiên cứu lý luận: - Nghiên cứu lịch sử của DH phát hiện và giải quyết vấn đề. - Nghiên cứu những cơ sở khoa học của DH phát hiện và giải quyết vấn đề (cơ sở triết học, cơ sở tâm lý học, cơ sở giáo dục học). - Nghiên cứu những khái niệm cơ bản của DH phát hiện và giải quyết vấn đề. - Nghiên cứu các hình thức của DH phát hiện và giải quyết vấn đề. 2. Phương pháp quan sát - điều tra - Tìm hiểu thực tế DH chương phương pháp tọa độ ở trường phổ thông. - rút ra mét sè nhận định khách quan về những PPDH mà GV Toán THPT đang sử dụng. 3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: -Nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của đề tài. VI. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục. Nội dung chính của luận văn được chia làm 3 chương: Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương II: Vận dụng DH phát hiện và giải quyết vấn đề trong DH chương phương pháp tọa độ trong không gian – Hình học 12 (SGK - Nâng cao) Chương III: Thực nghiệm sư phạm CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Vài nét về lịch sử của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề Trong những thập kỷ 60 - 70 của thế kỷ XX, xu hướng DH phát hiện và giải quyết vấn đề được nhiều nhà khoa học giáo dục quan tâm, trên cả bình diện thực nghiệm rộng rãi ở nhiều môn học khác nhau cho nhiều lứa tuổi HS phổ thông. Đặc biệt công trình nghiên cứu của ễkụn, Đanhilov, Xcatkin, Rubinstein,Macchuskin, Kudriavse Ở Việt Nam, xu hướng DH này cũng có những ảnh hưởng và tác động đáng kể tớiquá trình đổi mới phương pháp dạy và học ở nhà trường phổ thông. Đặc biệt trong những năm gần đây, trước những thách thức mới của yêu cầu phát triển xã hội, trong bối cảnh của cuộc cách mạng công nghệ thông tin trên thế giới, mục đích của nhà trường là phải đào tạo người HS, lực lượng lao động nòng cốt trong tương lai, có năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề một cách độc lập. Như vậy, phát hiện và giải quyết vấn đề không chỉ thuộc phạm trù PPDH, mà còn trở thành một mục đích của quá trình DH ở trường, được cụ thể hoá thành một thành tố của mục tiêu là năng lực giải quyết vấn đề, giúp con người thích ứng được vớisù phát triển của xã hội, “giải quyết vấn đề” cũng trở thành nội dung học tập của HS. Định hướng phát triểngiáo dục và đào tạo, Nghị quyết Trung ương Đảng khoá IX, ([9]) đã nhấn mạnh “tiếp tục đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp giảng dạy, phương thức đào tạo, … nâng cao trình độ giáo viên các cấp ”. Những điều trình bày trên nhằm nhấn mạnh đến năng lực GQVĐ, phù hợp với xu thế hiện đại về cải cách PPDH của thế giới. Tóm lại: - Năng lực phát hiện và giải quyết vần đề là mét trong những năng lực then chốt, cần thiết cho mọi HS, đó là mục tiêu của quá trình DH. 1.2. Những cơ sở khoa học của dạy học phát hiện giải quyết vấn đề Theo Nguyễn Bá Kim ([15]),PPDH phát hiện và giải quyết vấn đề dựa trên các cơ sở sau: -Cơ sở triết học: “Mâu thuẫn là động lực của sự phát triển”, nên mâu thuẫn giữa yêu cầu nhận thức và những tri thức, kĩ năng còn hạn chế là động lực thúc đẩy nhận thức ở HS. - Cơ sở tâm lí học: “Con người chỉ bắt đầu tư duy tích cực khi nảy sinh nhu cầu tư duy”. Khi có nhu cầu hiểu biết, có niềm say mê, hứng thú thì quá trình nhận thức có hiệu quả sẽ tăng lên rõ rệt. - Cơ sở giáo dục học: Sẽ có hiệu quả giáo dục cao hơn khi quá trình đào tạo được biến thành quá trình tự đào tạo. 1.3. Những khái niệm cơ bản 1.3.1. Vấn đề Mét vấn đề (đối với người học) được biểu thị bởi mét hệ thống những mệnh đề, câu hỏi, yêu cầu hoạt động chưa được giải đáp, chưa có phương pháp có tính thuật toán để giải hoặc thực hiện 1.3.2. Tình huống gợi vấn đề Là tình huống trong đó tồn tại một vấn đề, gợi nhu cầu nhận thức, gây niềm tin ở khả năng. Ví dụ 1: Tính diện tích tam giác ABC khi biết tọa độ ba đỉnh là một tình huống gợi vấn đề đối với HS khi chưa biết ứng dụng của tích có hướng của hai véctơ. Ví dụ 2:Cho đường thẳng và hai điểm A(0;0;3), B(0;3;3). Tìm trên ( ) điểm M sao cho MA + MB nhỏ nhất. - Rõ ràng ở đây tồn tại một vấn đề. - Gợi nhu cầu nhận thức cho HS bởi vì trong mặt phẳng HS đã xác định được vị trí của điểm M nên thôi thúc HS suy nghĩ, tìm tòi. Tuy nhiên đây không phải là tình huống gợi vấn đề đối với những HS yếu và trung bình bởi vì đây là một bài toán khó nên không gây được niềm tin ở khả năng đối với những HS này. 1.3.3. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề: Theo Nguyễn Bá Kim - Vò Dương Thụy ([15]) DH phát hiện và giải quyết vấn đề được hiểu là sự tổ chức quá trình DH bao gồm việc tạo ra tình huống gợi vấn đề trong giờ học, kích thích ở HS nhu cầu giải quyết vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, phát triển tính tích cực của trí tuệ và hình thành cho các em năng lực tự mình thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học mới. Theo ễkụn ([14], tr. 103) quá trình DH của GV gồm các hành động sau: • Bước 1: Tổ chức các tình huống có vấn đề, phát hiện vấn đề và đặt vấn đề để GQVĐ. • Bước 2: Giúp đỡ HS những điều cần thiết để GQVĐ. • Bước 3: Kiểm tra cách giải quyết đó và nghiên cứu lời giải để hệ thống hoá, củng cố những kiến thức đã tiếp thu được. Các hành động học tập cơ bản của HS là: • Bước 1: Phát hiện vấn đề nảy sinh trong tình huống có vấn đề. • Bước 2: Độc lập giải quyết vấn đề dưới sự điều khiển của GV. Mục đích cuối cùng là HS nắm vững được tri thức và học được cách thức “tự khám phá” tri thức. 1.3.4. Đặc trưng của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề Theo Nguyễn Bá Kim ([15]) DH phát hiện và giải quyết vấn đề có đặc trưng cơ bản sau: + HS c t vo tỡnh hung gi vn .+ HS c t vo tỡnh hung gi vn . + HS đợc đặt vào tình huống gợi vấn đề. + HS hot ng tớch cc, huy ng ht tri thc v kh nng ca mỡnh GQV. + HS hoạt động tích cực, huy động hết tri thức và khả năng của mình để GQVĐ. + Giỳp HS khụng nhng phỏt huy k nng lnh hi c kt qu ca quỏ trỡnh GQV m cũn ch HS cũn c hc bn thõn vic hc. + Giúp HS không những phát huy kỹ năng lĩnh hội đợc kết quả của quá trình GQVĐ mà còn ở chỗ HS còn đợc học bản thân việc học. 1.4. Cỏc hỡnh thc ca dy hc phỏt hin v gii quyt vn Theo Nguyn Bỏ Kim ([15]) 1.4.1. Tự nghiờn cu vn GV to ra tỡnh hung gi vn , HS t phỏt hin v GQV. 1.4.2. Vn ỏp phỏt hin v gii quyt vn Trong vn ỏp phỏt hin v gii quyt vn HS lm vic khụng hon ton c lp m cú s gi ý, dn dt ca GV khi cn thit. Phng tin thc hin hỡnh thc ny l nhng cõu hi ca thy v nhng cõu tr li hoc hnh ng ỏp li ca trũ. 1.4.3. Thuyt trỡnh phỏt hin v gii quyt vn GV to ra tỡnh hung gi vn sau ú chớnh GV phỏt hin vn v trỡnh by quỏ trỡnh suy ngh GQV. 1.4.4. Cỏc mc v cỏc kiu phng phỏp dy hc gii quyt vn Qu trỡnh DH phỏt hin v gii quyt vn cú th c phõn bit theo bốn mc v cú th thc hin ba kiu phng phỏp sau: 1.4.4.1. Cỏc mc (4 mc ) + Mc th nht: GV nờu vn v GQV cũn HS chỳ ý hc cỏch nờu vn v GQV do GV lm mu. + Mức độ thứ hai: GV nêu vấn đề rồi tổ chức, lãnh đạo HS tham gia giải quyết một trong những vấn đề đó. + Mức độ thứ ba: GV nêu vấn đề rồi tổ chức, lãnh đạo HS độc lập giải quyết toàn bộ vần đề. + Mức độ thứ tư: HS tù nêu vấn đề và độc lập giải quyết toàn bộ vấn đề. 1.4.4.2. Các kiểu phương pháp Quá trình DH phát hiện và giải quyết vấn đề có thể được thực hiện với các kiểu phương pháp khác nhau trong sù phối hợp một cách hợp lý. + Kiểu phương pháp thông báo vấn đề. + Kiểu phương pháp tìm kiếm bộ phận. + Kiểu phương pháp nghiên cứu toàn bộ vấn đề. 1.5. Thực hiện dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 1.5.1. Các bước của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề Theo quan điểm của Nguyễn Bá Kim và Vũ Dương Thụy, quá trình DHphát hiện và giải quyết vấn đề được phân thành các bước sau ([15], tr.119): Bước 1: Phát hiện vấn đề Tạo tình huống có vấn đề, phát hiện những dạng vấn đề nảy sinh, phát hiện những vấn đề cần giải quyết. Bước 2: Giải quyết vấn đề Đề xuất các giả thuyết, lập kế hoạch GQVĐ, thực hiện kế hoạch GQVĐ. Bước 3: Trình bày cách giải quyết vấn đề. Khẳng định hay bác bỏ những giả thuyết đã nêu. Bước 4: Nghiờn cứu sâu lời giải Tìm hiểu các khả năng ứng dụng kết quả, đề xuất những vấn đề mới có liên quan. 1.5.2. Những điểm cần chú ý khi vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề + DH phát hiện và giải quyết vấn đề là mét trong những xu hướng dạy và học hiện đại, nó đòi hỏi phải có sự vận dụng thật sáng tạo trong những điều kiện DH, nội dung DH, đối tượng DH và môi trường sư phạm cụ thể. + Khi thực hiện DH theo xu hướng phát hiện và giải quyết vấn đề, để đạt kết quả cao yêu cầu GV phải có sự chuẩn bị bài giảng cẩn thận và công phu (chuẩn bị nhiều câu hỏi, nhiều bài toán, nhiều tình huống có vấn đề… cho nhiều đối tượng HS). + Tạo tình huống có vấn đề một cách thật khéo léo khi tiến hành DH ở những lớp có số HS đông. 1.6. Những cách thông dụng để tạo tình huống gợi vấn đề: 1.6.1. Dự đoỏn nhờ nhận xột trực quan và thực nghiệm (tớnh toỏn, đo đạc ) Ví dụ: , và vuông góc với . và vuông góc với . Gợi ra vấn đề có phải chăng và . 1.6.2. Lật ngược vấn đề Ví dụ 1: Nếu khai triển phương trình mặt cầu và viết dưới dạng thì thấy rằng là đa thức bậc hai đối với có các hệ số của đều bằng 1 và không có các hạng tử chứa . Bừy giờ xột vấn đề ngược lại: Phương trình dạng có phải là phương trình mặt cầu trong không gian cho trước hay không (?) Ví dụ 2: Trong không gian mỗi mặt phẳng đều có phương trình dạng . Vấn đề đặt ra: Trong không gian mỗi phương trình dạng: có phải là phương trình của mặt phẳng không? 1.6.3. Xem xột tương tự Ví dụ: Trong mặt phẳng phương trình tham số của đường thẳng có dạng: trong đó và là VTCP của đường thẳng , là tham số. Tương tự như cách lập phương trình tham số của đường thẳng trong mặt phẳng, hãy lập phương trình tham số của đường thẳng trong không gian. [...]... đường thẳng và không 1 7 Vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Toán Việc vận dụng DH phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Toán, theo Phạm Văn Hoàn, Trần Thúc Trình, Nguyễn Gia Cốc [12] có nghĩa là phải tổ chức việcDH toán sao cho các em luôn đứng trước những tình huống có vấn đề mang tính chất toán học phải giải quyết, phải luôn luôn tìm tòi, phát hiện ra vấn đề và sáng tạo... trường Trung học phổ thông là có tính khả thi - DH phát hiện và GQVĐ phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong học tập của HS Như vậy, phát hiện và giải quyết vấn đề là một xu hướng DH có hiệu quả Vì vậy trong quá trình DH chúng ta cần có những biện pháp vận dụng PPDH này nhằm nâng cao hiệu quả việc dạy và học Đồng thời trang bị cho HS năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề một trong những... chương II luận văn nói đến việc vận dụng phương pháp tọa độ để giải những bài toán hình học không gian 11 1 1 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm: 3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm kiểm tra tính khả thi và tính hiệu quả của việc vận dụng DH phỏt hiện và GQVĐ vào DH chương PP tọa độ trong không gian hình học 12 3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm... đã đề cập đến tình hình, nội dung và mục đích DH chương phương pháp tọa độ trong không gian Đồng thời đã vận dung DH phát hiện và giải quyết vấn đề vào DH các tình huống điển hình trong môn Toán cụ thể đã DH được 3 khái niệm, 3 định lí, 3 qui tắc phương pháp, 11 bài toán Hệ thống bài toán mẫu này cũng được chọn lọc có những bài toán trong SGK và có cả những bài toán dành cho HS khá, giỏi Ở cuối chương. .. trường cho HS học được cách “tự khám phỏ”, tự phát hiện và GQVĐ - Có khả năng phát triển tư duy Toán học cho HS - Có khả năng góp phần tạo cơ sở ban đầu giúp các GV thực hiện DH phát hiện và GQVĐ trong quá trình DH toán, mà trước hết là trong quá trình DH chương PP tọa độ trong không gian ( Hình học 12) KẾT LUẬN CHƯƠNG III Kết quả thực nghiệm cho phộp nhận định như sau: - DH phát hiện và GQVĐ môn toán... giác, độc lập, sáng tạo Nhận xột chung: - Vận dụng DH phát hiện và GQVĐ vào DH chương PP tọa độ trong không gian là khả thi Nú không chỉ áp dụng cho những tình huống như đã trình bày trong luận văn, mà còn có thể áp dụng trong nhiều tình huống DH khác - Các tình huống gợi vấn đề đã giúp đỡ rất nhiều cho GV trong việc thực hiện DH theo PP mới, nhằm thực hiện đổi mới PPDH môn Toán ở trường THPT hiện nay... gợi vấn đề được tiến hành trong bài giảng đã góp phần tạo được hứng thú, lôi cuốn HS vào quá trình tìm hiểu, giải quyết các câu hỏi và các bài toán Từ đó các em có thể tự phát hiện và giải quyết được vấn đề mà GV đặt ra, tuy nhiên một số vấn đề cần có sự giúp đỡ của GV - Mức độ khó khăn được thể hiện trong các tình huống gợi vấn đề đã xây dựng là đúng mức, kiến thức là vừa sức với HS - Sau bài học. .. liệu thực nghiệm theo hướng DH phỏt hiện và GQVĐ cho HS - Hướng dẫn sử dụng tài liệu cho GV - Đỏnh giỏ chất lượng, hiệu quả và hướng khả thi của việc vận dụng xu DH trờn 3.2 Phương phỏp thực nghiệm - Hướng dẫn GV sử dụng tài liệu để soạn giỏo ỏn và thực hiện cỏc bước lờn lớp đối với bài dạy trong chương PP tọa độ trong không gian theo phương án đã trình bày trong chương II của luận văn Thực nghiệm sư... của các em đối với môn Hình học lớp 12 + Dự giờ cỏc GV dạy chương PP tọa độ trong không gian - Kết hợp sử dụng PP quan sỏt và tổng kết kinh nghiệm Cụ thể: Sau mỗi tiết học tiến hành trao đổi với GV và HS để rút kinh nghiệm và có sự điều chỉnh cho phù hợp với giáo án, hoặc điều chỉnh, bổ sung nhằm nừng cao chất lượng giảng dạy 3.3 Kế hoạch và nội dung thực nghiệm 3.3.1 Kế hoạch và đối tượng thực nghiệm... tạo những con đường để giải quyết những vấn đề đó (tù rút ra công thức, tù chứng minh định lý, tìm cách ghi nhớ một cách tích cực cần kiến thức cần lĩnh hội, tù tìm ra thuật toán giải bài toán điển hình ) Kết quả là HS lĩnh hội được kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới đồng thời học cách tự khám phá Khi vận dụng DH phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Toáncần phải chú ý khai thác sử dụng những khía cạnh . hơn trong khi dạy và học nội dung “ Phương pháp tọa độ trong không gian , tác giả chọn đề tài: Vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong dạy học chương phương pháp tọa độ trong không. làm 3 chương: Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương II: Vận dụng DH phát hiện và giải quyết vấn đề trong DH chương phương pháp tọa độ trong không gian – Hình học 12 (SGK - Nâng cao) Chương. lý luận về DH phát hiện và giải quyết vấn đề. - Vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề vào dạy học những tình huống điển hình (dạy học khái niệm, định lí, quy tắc phương pháp, bài tập)