Sử dụng phần mềm CABRI 3d tạo ra mô hình dạy hình không gian lớp 9

Hình học không gian của chương trình trung học cơ sở là một phần toánhọc khó, trừu tượng, đặc biệt đối tượng học sinh trung học cơ sở các em mới bắtđầu tiếp xúc với những kiến thức hình

18 + Ví dụ 3: Cắt hình trụ bởi mặt phẳng song song với trục 7

19 3.3 Hình thành công thức tính diện tích xung quanh diện 10

21 +Ví dụ 5: Hình thành công thức tính diện tích xung quanh

và diện tích toàn phần của hình nón

12

22 3.4 Tạo ra các mô hình hướng dẫn giải các bài tập 14

23 4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm 16

I MỞ ĐẦU

1.Lý do chọn đề tài

Hình học không gian của chương trình trung học cơ sở là một phần toánhọc khó, trừu tượng, đặc biệt đối tượng học sinh trung học cơ sở các em mới bắtđầu tiếp xúc với những kiến thức hình học không gian này Chính vì vậyphần đahọc sinh thấy khó khăn trong việc tiếp nhận kiến thức, dẫn đến các em ngại học,giáo viên thì khó lựa chọn cách dạy cho hiệu quả.

Cách dạy truyền thống giáo viên sử dụng mô hình dạy học có sẵn từ khothiết bị của nhà trường kết hợp với sự mô tảbằng lờiđể truyền tải nội dung kiếnthức đến học sinh Nhưng những tính năng của những mô hình có sẵn này chưa

đủ điều kiện để diễn tả hết được những kiến thức mà giáo viên cần hình thànhcho học sinh

Phần mềm Cabri 3D có nhiều tính năng hay có thể tạo ra những mô hìnhdạy học trên máy tính giải quyết được những khó khăn trên Ngoài ra hìnhkhông gian ở bậc học THCS chứa đựng nhiều nội dung thuận lợi để khai thácphần mềm Cabri nhằm hỗ trợ cho việc dạy học Bởi những yếu tố trên tôi quyết

định chọn đề tài: “Sử dụng phần mềm Cabri3D tạo ra mô hình dạy học hình

không gian lớp 9”

2 Mục đích nghiên cứu

Tạo ra những mô hình hỗ trợ tích cực cho việc dạy và học phần hìnhkhông gian của chương trình toán lớp 9 Từ đó dẫn tới học sinh dễ hiểu bài, hấpdẫn, tập trung hơn khi học tập, giáo viên thì có phương án dạy học đơn giản

3 Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu là mô hình dạy học hình học không gian lớp 9 thiết

kế bằng phần mềm Cabri 3D

4.Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp phân tích:Nghiên cứu thực trạng học sinh từ đó nắm bắt

được những khó khăn, vướng mắc khi học sinh học hình không gian ở hình lớp

9

Phương pháp tổng hợp:Sử dụng các kĩ thuật mô hình sẵn có trên

internet kết hợp với giảng dạy của bản thân, thực tế diễn ra trên lớp học cũngnhư các ý kiến đóng góp của thầy, cô giáo

Phương pháp thực nghiệm:Khi giảng dạy một bài toán bằng Cabri3D

tôi thấy rằng cần phải thử nghiệm cách dạy qua những lớp khác nhau thì mới rút

ra những kinh nghiệm và cải tiến phù hợp cho lớp sau

Phương pháp trao đổi và thảo luận:Cùng nghiên cứu và cung cấp

những kết quả thảo luận với các thầy cô giáo trong tổ cũng như trên mạnginternet

II NỘI DUNG 1.Cơ sở lí luận

Cơ sở triết học: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ tư duy

Yêu cầu của thực tiễn: Đổi mới phương pháp dạy học theo tinh thần sáchgiáo khoa mới Thực hiện lấy học sinh làm trung tâm của quá trình dạy học.

2 Thực trạng của vấn đề nghiên cứu.

a Thuận lợi.

Hình học không gian ở bậc học THCS có nhiều nội dung, bài học phù hợpvới việc sử dụng phần mềm Cabri 3D để hỗ trợ dạy học, phát huy hiệu quả caokết quả học tập

Về cơ sở vật chất của nhà trường đã có sự đổi mới thuận lợi cho việc ứngdụng công nghệ thông tin vào dạy học: Như máy chiếu,…

Hiện nay trên mạng Internet có nhiều phần mềm, nhiều sách hướng dẫnphần mềm rất thuận lợi cho việc nghiên cứu

Phần mềm Cabri 3D có hình ảnh bắt mắt, nhiều chuyển động hay làmtăng khả năng tập trung của học sinh, gây ấn tượng cho các em, học sinh sẽ dễnhớ nội dung bài học, hỗ trợ rất tốt cho dạy học

b Hạn chế

Ở bậc học trung học cơ sở học sinh đang làm quen với các đối tượng hìnhhọc trên cùng một mặt phẳng, nên khi các em chuyển sang nghiên cứu các đốitượng không gian các yếu tố hình học trở nên trừu tượng, khó hình dung, dẫn tớicác em thấy nội dung phần hình không gian rắc rối, khó hiểu và từ đó học sinhngại học Để giải quyết vấn đề này giáo viên rất cần những mô hình dạy học trựcquan có thể hỗ trợ hiệu quả cho việc dạy Thực tế hiện nay ở trường tôi đangcông tác các mô hình có sẵn này chưa đủ tính năng để tháo gỡ được những khókhăn mà học sinh và giáo viên vướng mắc Năm học 2014-2015 tôi được phâncông giảng dạy môn toán lớp 9 với cách dạy truyền thống qua bài kiểm tra kếtquả đạt được như sau:

3 Giải pháp tổ chức thực hiện.

3.1Sử dụng phần mềm Cabri 3D thiết kế mô hình dạy hình thành khái niệm.

VD1: Hình thành khái niệm hình trụ.

* Cách dạy truyền thống: Giáo viên dùng mô hình của hình chữ nhật ABCD nói

quay hình chữ nhật ABCD quanh trục CD ta được hình trụ Giáo viên đặt câuhỏi cạnh nào của hình chữ nhật quét nên mặt xung quanh, cạnh nào quét nênmặt đáy?

Cái đích mà giáo viên cần đạt đến là học sinh trả lời được: Cạnh AD, BCquét nên hai đáy của hình trụ, cạnh AB quét nên mặt xung quanh của hình trụ

Cái hạn chế của cách dạy này là khi quay mô hình các cạnh không để lạivết nên học sinh có học lực trung bình và yếu kém không nhìn ra cạnh AD và

BC quét nên hai mặt đáy của hình trụ, cạnh AB quét nên mặt xung quanh củahình trụ

Đây chính là khó khăn cho giáo viên khi muốn truyền đạt nội dung kiếnthức cho học sinh mà phần mềm Cabri 3D với nhiều tính năng hay có thể giúpgiải quyết vấn đề một cách nhẹ nhàng

* Các bước tiến hành dạy khái niệm bằng phần mềm Cabri 3D.

Bước 1: Giáo viên đưa ra mô hình ( Hình 1a)

Bước 2:Cho học sinh quan sát hình chữ nhật ABCD quay hết một vòng tròn

quanh CD để lại vết là hình trụ (Hình 1b)

(Hình 1a)

Bước 3: Khi đó giáo viên nói (hình 1b) là hình trụ Vậy qua quan sát hình trụ

được hình thành như thế nào? Mặt xung quanh tạo nên như thế nào? Đáy củahình trụ hình thành ra sao?

Bước 4: Qua quan sát trực tiếp các em thấy cạnh AB, BC, AD quay đến đâu để

lại vết đến đó Từ đó học sinh trả lời các câu hỏi trên, hình thành nên khái niệmhình trụ

Bước 5: Phần mềm Cabri3D có tính năng chọn màu bắt mắt, cũng như tính năng

làm cho vận tốc hoạt náo tăng lên từ đó làm cho vết cách nhau rộng ra, ta được(hình 1c) Khi đó giáo viên giới thiệu các đoạn thẳng màu vàng là đường sinhcủa hình trụ

Hình 1b

Với hình ảnh đẹp trong không gian 3D học sinh dễ nhận định đường sinh vuônggóc với mặt đáy.

Ta có thể xoay hình để học sinh nhìn hình trụ ở nhiều góc nhìn khác nhaunhư (hình 1d) ở dưới

VD2: Hình thành khái niệm hình nón.

*Các bước tiến hành dạy khái niệm bằng phần mềm Cabri 3D.

Bước 1: Giáo viên đưa ra mô hình (Hình 2a)

HÌnh 1c

Hình 1d

Bước 2: Khi đó giáo viên nói (hình 2b) là hình nón Vậy qua quan sát hình nón

được hình thành như thế nào? Mặt xung quanh tạo nên như thế nào? Đáy củahình nón hình thành ra sao?

Bước 3: Qua quan sát trực tiếp các em dễ dàng trả lời các câu hỏi trên, từ đó

hình thành nên khái niệm hình nón

Bước 4: Khi đó giáo viên chỉ việc giới thiệu các đoạn thẳng màu vàng là đường

sinh của hình nón(Hình 2c)

Nhận xét:

Hình 2b

Hình 2c

Cách dạy truyền thống bằng mô

hình sẵn có từ kho thiết bị của nhà

trường.

Sử dụng mô hình thiết kế bằng phần mềm cabri 3d.

- Cách dạy truyền thống giáo viên sử

dụng mô hình có sẵn từ kho thiết bị

của nhà trường kết hợp với mô tả bằng

lời nói quá trình hình thành các hình

trụ, hình nón, hình cầu Tuy nhiên mô

tả bằng mô hình nhưng không có hình

ảnh rõ ràng tạo thành các hình như

phần mềm cabri 3D nên học sinh có

học lực trung bình và yếu chắc chắn sẽ

không hình dung ra vấn đề

- Mô hình thực tế có sẵn trong trường

học không có những tính năng này

- Với chức năng tạo vết giáo viênkhông phải mô tả quá trình hình thànhhình trụ, hình nón, hình cầu, mà họcsinh trực tiếp nhìn thấy diễn biến quátrình hình thành các hình này Vớicách dạy này giáo viên hoàn toàn nhẹnhàng khi hình thành khái niệm chohọc sinh, còn học sinh dễ dàng hìnhthành khái niệm một cách hết sức tựnhiên đúng theo quan điểm từ trựcquan sinh động đến tư duy trừu tượng

- Với chức năng tạo màu, thay đổi vậntốc hoạt náo có thể tạo ra vô số nhữngđường sinh tùy ý, giáo viên dễ dàngdạy khái niệm đường sinh

-Ở không gian 3D hình vẽ nhìn rất thuận lợi giống như thực tế, phần mềm còn

có chức năng chọn màu làm cho học sinh rất thích thú khi được tiếp xúc, phầnmềm còn có chức năng hình cầu kính, quay tự động giúp học sinh nhìn vật thể ởnhiều góc nhìn khác nhau

- Rõ ràng nếu dạy hình thành khái niệm bằng phần mềm Cabri 3D thì hoàn toàn

ưu việt so với dùng các mô hình truyền thống hiện đang có trong nhà trườngtrung học cơ sở Thạch Bình

3.2 Dạy mặtcắt của hình trụ, hình nón, hình cầu với một mặt phẳng.

Ví dụ 3: Cắt hình trụ bởi mặt phẳng song song với trục.

* Cách dạy truyền thống.

-Giáo viên dùng hình ảnh sách giáo khoa mô tả cắt hình trụ bởi mặt phẳng song

song với trục hình trụ ta được mặt cắt là hình chữ nhật hoặc giáo viên có thể tựlàm mô hình bằng những vật cụ thể đời thường Tuy nhiên với cách dạy mô tảthì học sinh có học lực trung bình, yếu chắc chắn không tưởng tượng ra mặt cắt

là gì, nếu dùng mô hình thực tế vừa mất công, bất tiện, lãng phí không sinhđộng

Dạy bằng mô hình thiết kế từ phần mềm Cabri 3D.

Bước 1: Giáo viên cho học sinh quan sát mô hình đã tạo sẵn bằng phần mềm

Cabri 3D

Bước 2: Cho mặt phẳng màu tím trượt cắt hình trụ ở những vị trí khác nhau,

bằng kĩ thuật tạo giao tuyến mặt phẳng trượt đến đâu để lại hình ảnh mặt cắtmàu vàng ở đó như (hình 3b), (hình 3c)

Hình 3b

Nhận xét:

Cách dạy truyền thống bằng mô

hình sẵn có từ kho thiết bị của nhà

trường.

Sử dụng mô hình thiết kế bằng phần mềm Cabri 3D.

- Trong nhà trường không có mô hình

sẵn có Giáo viên tự làm mô hình từ

- Bằng khả năng sáng tạo giáo viên

có thể tạo ra mô hình có màu sắc phùhợp để nhận biết đâu là mặt phẳngcắt, đâu là mặt cắt Sau đó di chuyểnmặt phẳng cắt luôn song song vớitrục của hình trụ ta luôn có mặt cắt làhình chữ nhật màu vàng

Tương tự ta tạo ra các mô hình cắt hình trụ bởi mặt vuông góc với trục

Hình 3c

3.3 Hình thành công thức tính diện tích xung quanh diện tích tòan phần của hình trụ và hình nón.

Ví dụ 4: Hình thành công thức tính diện tích xung quanh, diện tích toàn phần của hình trụ.

* Cách dạy truyền thống.

Cách dạy truyền thống giáo viên mô tả từ một hình trụ, cắt rời hai đáy vàcắt dọc theo đường sinh của mặt xung quanh rồi trải phẳng ra, ta được hình khaitriển mặt xung quang của hình trụ là hình chữ nhật có cạnh bằng chu vi đáy,cạnh còn lại là đường cao của hình trụ Bằng cách mô tả này đối tượng học sinhkhá giỏi có thể tưởng tượng được, nhưng đối tượng học sinh trung bình, yếu,kém chắc chắn không hình dung ra

Khi dạy bằng mô hình tạo ra từ phần mềm Cabri 3D ta thực hiện như sau:

Bước 1:Giáo viên đưa ra mô hình đã thiết kế sẵn.

Bước 2: Dùng thanh trượt kéo lên, kéo xuống để trải mặt xung quanh của hình

trụ và mở hai đáy của hình trụ như các (hình 4b, 4c)

Hình 4a

Hình 4b

quanh của hình trụ ta được hình chữ nhật có một cạnh là chu vi của đường trònđáy, một cạnh là đường cao của hình trụ Từ đó xây dựng công thức tính diệntích xung quanh và diện tích toàn phần của hình trụ một cách nhẹ nhàng.

Ví dụ 5: Hình thành công thức tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình nón.

Tương tự như hình thành công thức tính diện tích xung quanh và diện tích toànphần của hình trụ Ta thực hiện như sau:

Bước 1:Giáo viên đưa ra mô hình đã thiết kế sẵn.

Bước 2: Dùng thanh trượt kéo lên kéo xuống để trải mặt xung quanh của hình

nón và mở đáy của hình nón như các (hình 5b, 5c)

Hình 5a

Bước 3: Bằng quan sát chuyển động học sinh phát hiện ra mặt xung quanh của

hình nón trải ra là hình quạt có bán kính là đường sinh của hình nón, độ dài dâycung chính bằng chu vi đường tròn đáy Từ đó học sinh phát hiện ra công thức

Hình 5b

Hình 5c

- Trong nhà trường không có mô hình

sẵn có Giáo viên tự làm mô hình từ

những vật cụ thể, gây ra bất tiện, lãng

phí, khó sử dụng khi dạy học

- Giáo viên tạo ra một mô hình trên

máy tính áp dụng lâu dài trong dạyhọc, chỉ cần kéo thả trên thanh trượt tađược các hình trụ, hình nón khai triểntheo ý muốn mà hoàn toàn không lãngphí,

3.4 Tạo ra các mô hình hướng dẫn giải các bài tập.

Ví dụ 6: Hình ABCD khi quay quanh BC thì tạo ra:

Hãy chọn câu trả lời đúng

Bài toán này không phải là bài toán khó với bộ phận học sinh khá giỏi Cònđốitượng học sinh có học lực trung bình và yếu kém chắc chắn sẽ thắc mắc tại saođáp án là “D Hai hình nón”.Bằng kĩ thuật tạo vết cho hình ABCD quay quanh

BC các em thấy được quá trình hình thành vật thể như hình 6b, 6c Thắc mắc

được giải quyết, chắc chắn với cách làm này sẽ tạo được dấu ấn sâu sắc cho các

em

Hình 6a

Ví dụ 7: Một dụng cụ gồm một phần có dạng hình trụ, phần còn lại có dạng

hình nón Kích thước cho hình trên Hãy tính thể tích của dụng cụ này?

Đối tượng học sinh giỏi thì bài toán này không phải là vấn đề, tuy nhiênhọc sinh có học lực yếu kém sẽ khó phát hiện ra cách làm Khi đó giáo viên chỉviệc kéo thanh trượt để tách hình ban đầu thành hình trụ và hình nón, đươngnhiên học sinh biết ngay cách tính thể tích của dụng cụ bằng tổng thể tích củakhối trụ và khối nón

Hinh 6c Hình 6b

4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm

Khi sử dụng phần mềm này tôi nhận thấy các em rất hứng thú, tập trungkhi học, các em hiểu bài hơn, giáo viên thì có cách truyền tải nội dung kiến thứchiệu quả hơn Bên cạnh đó, tôi cũng phát hiện có nhiều em muốn tìm hiểu vềphần mềm này, điều đó chứng tỏ các em đã thấy được cái hay của phần mềmCabri 3d trong dạy học

Hình 7b

Trong giới hạn sáng kiến kinh nghiệm tôi không thể đưa ra hết những môhình thiết kế từ phần mềm Cabri 3D ứng dụng trong việc dạy hình không gianlớp 9 mà chỉ lấy những ví dụ đại diện Tuy nhiên với những tính năng có sẵn tahoàn toàn có thể thiết kế ra nhiều mô hình dạy học phù hợp cho dạy khái niệm,dạy hình thành công thức tính diện tích bề mặt, mô hình dạy hướng dẫn giải bàitập của chương trình hình không gian lớp 9.

Thực tế khảo sát chất lượng tại Trường THCS Thạch Bình trong các bài kiểm trađịnh kì gần đây nhất của học sinh khối 9 có kết quả như sau:

+ Đặc biệt khi sử dụng phần mềm Cabri 3D để dạy học giúp học sinh tiếtkiệm thời gian, tăng khả năng ghi nhớbài học tốt hơn

+ Do giao diện đẹp, kết hợp hình ảnh nhiều màu sắc, nhiều chuyển độnghay làm cho học sinh tập trung cao vào tiết dạy Học sinh sẽ tự khám phá và khi

ý tưởng hoàn chỉnh được giáo viên và các bạn ngợi khen, các em sẽ phấn khởirất nhiều và hứng thú hơn đối với môn học

Nhược điểm:Sử dụng phần mềm này trong dạy học yêu cầu nhà trường

phải trang bị đầy đủ cơ sở vật chất như máy tính, máy chiếu, phòng học chứcnăng

2 Ý kiến đề xuất:

tránh khỏi những hạn chế, rất mong được sự góp ý chân thành của các bạn đồngnghiệp để tôi có thể từng bước hoàn thiện nâng cao nghiệp vụ giảng dạy củamình Tôi xin chân thành cảm ơn

* Tôi xin cam đoan sáng kiến kinh nghiệm này là do tôi độc lập suy nghĩviết nên, không sao chép từ bất cứ sáng kinh nghiệm nào khác

DUYỆT CỦA BGH.

Thạch Thành, ngày 13 tháng 10 năm 2015

NGƯỜI VIẾT SKKN

Trịnh Quang Duy

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

1 Sách giáo khoa hình học lớp 9.

2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Cabri 3D.