NCKH ƯD - Sử dụng phần mềm Yenka để nâng cao kết quả học tập phần Hình học không gian của học sinh lớp 8

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠODỰ ÁN VIỆT - BỈ BÁO CÁO THỰC HÀNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ỨNG DỤNG Sử dụng phần mềm Yenka để nâng cao kết quả học tập phần Hình học không gian của học sinh lớp 8 dân tộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

DỰ ÁN VIỆT - BỈ

BÁO CÁO

THỰC HÀNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ỨNG DỤNG

Sử dụng phần mềm Yenka để nâng cao kết quả học tập phần Hình học không gian của học sinh lớp 8 dân tộc thiểu số Trường PTCS Dân tộc Nội trú Bát Xát, tỉnh Lào Cai

Nhóm nghiên cứu:

Đào Thị Thuý Nga Nguyễn Thị Minh Lương

Hà Vũ Quang Đồng Ngọc Sơn

Đơn vị công tác: Trường Cao đẳng Sư phạm Lào Cai

BÁO CÁO

THỰC HÀNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ỨNG DỤNG

Sử dụng phần mềm Yenka để nâng cao kết quả học tập

phần Hình học không gian của học sinh lớp 8 dân tộc thiểu số Trường PTCS Dân tộc Nội trú Bát Xát, tỉnh Lào Cai

I TÓM TẮT

Công tác giảng dạy của người giáo viên trong nhà trường là quá trình luôn tìm tòi, thay đổi linh hoạt các phương pháp dạy học để đạt được hiệu quả cao nhất Mỗi môn học có đặc trưng riêng đòi hỏi phải có phương pháp dạy học thích hợp mới có thể kích thích được hứng thú, tính tích cực học tập của học sinh Với mục đích nâng cao chất lượng dạy học, chúng tôi mạnh dạn thử nghiệm phương pháp dạy học phần hình học không gian trong môn toán lớp 8

bằng phần mềm Yenka và nghiên cứu tác động của phương pháp này đối với kết

quả học tập của học sinh lớp 8 trường PTDT Nội trú Bát Xát

Để xem xét hiệu quả của việc ứng dụng phần mềm vào dạy hình học không gian, lớp 8A - thực nghiệm được học bằng phần mềm Yenka và lớp 8B học theo cách mô tả thông thường Các phép kiểm chứng độc lập thực hiện đối với các bài kiểm tra đầu ra và điểm số thu được cho thấy sự khác biệt lớn nghiêng về nhóm thực nghiệm.

II GIỚI THIỆU

Hình học là một trong những môn học ở trường phổ thông đòi hỏi học sinh phải có khả năng tư duy trừu tượng cao nên việc dạy và học môn hình học gặp phải nhiều khó khăn, nhất là đối với các em học sinh người dân tộc thiểu số Hiện nay, việc giảng dạy phần hình học không gian trong trường PTDT Nội trú Bát Xát đã được trực quan hóa một số tiết thông qua việc giáo viên sử các mô hình khi lên lớp Tuy nhiên, việc chuẩn bị mô hình hình học không gian chiếm khá nhiều thời gian và công sức của giáo viên và xét về một mặt nào đó thì cũng chưa thực sự “trực quan hóa” Đa số các tiết dạy, giáo viên thường sử dụng phương pháp diễn tả các hình khối hình học không gian còn ở mức đơn giản,

tính trực quan chưa cao, chưa phù hợp với đối tượng học sinh dân tộc thiểu số, điều đó ảnh hưởng đến việc tiếp thu kiến thức của học sinh.

Với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, nhất là trong tin học Việc sử dụng các phần mềm dạy học và đưa công nghệ thông tin vào dạy học đã được nhiều trường quan tâm, đầu tư về cơ sở vật chất Phần mềm được sử dụng thông dụng nhất trong dạy học hình học ở phổ thông là các phần mềm The Geometer's Sketchpad (GSP), Cabri và hiện nay chương trình Tin học tự chọn 8

đã đưa phần mềm Yenka vào dạy học Yenka là một phần mềm nhánh của công

ty phần mềm Crocodile nổi tiếng Chức năng chính của phần mềm là giúp học sinh thiết kế các mô hình hình khối kiến trúc không gian dựa trên các hình không gian cơ bản như hình trụ, lăng trụ, hình chóp, hình hộp Giúp khởi tạo hình đơn giản; Phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển và xoay khung hình trong không gian 3D, khai triển hình không gian trong không gian 2D.

Khác với các phần mềm GSP chỉ vẽ và xem các hình hình học trên không gian 2D còn với phần mềm Yenka thì chúng ta vừa có thể vẽ trên cả 2D và 3D.

Do đó ta có thể sử dụng Yenka để dạy phần hình học không gian Ngoài chức năng thao tác với đối tượng là hình học không gian ở trên, Yenka còn rất hữu ích trong việc dạy và học vật lý Mặt khác, chương trình này rất thích hợp cho học sinh tự học ở nhà, đặc biệt là đối với thầy, cô có thể đưa vào để giảng dạy, giúp cho việc học giữa thầy và trò có hiệu quả hơn Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học là một việc làm quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học trong giai đoạn hiện nay.

Qua quá trình tìm hiểu việc học tập phần hình học không gian của học sinh lớp 8, trường PTDT Nội trú Bát Xát Chúng tôi nhận thấy có một số nguyên nhân sau dẫn đến kết quả học tập chưa cao của các em học sinh người dân tộc thiểu số khi học phần hình học không gian là:

1 Khả năng nhận thức môn hình học của học sinh dân tộc còn thấp.

2 Học sinh dân tộc hạn chế về khả năng tưởng tượng hình học không gian.

3 Mức độ tập trung chưa cao do môn học khó.

5 Giáo viên thường sử dụng phương pháp diễn tả các hình khối hình học không gian còn ở mức đơn giản, tính trực quan chưa cao, chưa phù hợp với đối tượng học sinh dân tộc thiểu số, dẫn đến khả năng hiểu của học sinh hạn chế.

Trong các nguyên nhân kể trên, chúng tôi tập trung vào việc tìm giải pháp tác động vào nguyên nhân thứ 5.

Với những lý do đã nêu, chúng tôi mạnh dạn thực hiện vấn đề nghiên cứu: Sử dụng phần mềm Yenka để nâng cao kết quả học tập phần Hình học không gian của học sinh lớp 8 dân tộc thiểu số trường PTCS Dân tộc Nội trú Bát Xát, tỉnh Lào Cai.

Để thực hiện nghiên cứu đề tài này chúng tôi đã tham khảo và vận dụng lí luận của một số tài liệu, công trình nghiên cứu tác động:

Nghiên cứu khoa học ứng dụng của tiến sỹ Dr Chris Tan (2008)

III PHƯƠNG PHÁP

1 KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU

- Chúng tôi tiến hành chọn 2 lớp của khối lớp 8 trường Dân tộc Nội trú huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai để tiến hành kiểm tra tác động, trong đó 1 nhóm (lớp) thực nghiệm, 1 nhóm (lớp) đối chứng

Lớp 8A- nhóm thực nghiệm: 33 học sinh

Lớp 8B- nhóm đối chứng: 33 học sinh

Hai nhóm này tương đương về: Trình độ, điều kiện học tập và hoàn cảnh gia đình, giới tính, thành phần dân tộc, cụ thể:

Khách thể nghiên cứu được chọn là nhóm nguyên vẹn gồm tất cả học sinh của hai lớp 8A và 8B, trong đó nhóm thực nghiệm là lớp 8A và lớp 8B là nhóm đối chứng.

Nhóm đối chứng: Tiến hành dạy học theo phương pháp dùng mô hình thông thường và mô tả.

Nhóm thực nghiệm: Tiến hành với sự trợ giúp của phần mềm Yenka trong việc quan sát ở các góc nhìn động khác nhau đối với các hình không gian, mặt khác phần mềm cũng giúp học sinh có thể khai thác những dấu hiệu bản chất của các hình không gian

Để kiểm chứng cho tác động, chúng tôi sử dụng kiểu thiết kế kiểm tra trước

và sau tác động với các nhóm tương đương (Thiết kế 2).

Dạy hình học không gian

Các ký hiệu: O1,O2 (Bài kiểm tra trước tác động), O3,O4 (Bài kiểm tra sau tác động);

Sử dụng bài kiểm tra trước và sau tác động, kết quả thu được là các dữ liệu liên tục nên chúng tôi sử dụng phép kiểm chứng t-test độc lập đánh giá kết quả nghiên cứu.

3 ĐO LƯỜNG

Để đánh giá tác động nghiên cứu lên nhóm thực nghiệm, chúng tôi sử dụng

đo kiến thức bằng cách sử dụng các bài kiểm tra:

- Nội dung: Bài kiểm tra các kiến thức liên quan đến hình học không gian trong chương trình Toán THCS lớp 8.

- Hình thức: Bài kiểm tra gồm các phần trắc nghiệm khách quan, tự luận.

Đối với bài kiểm tra trước: Chúng tôi tiến hành kiểm tra sau khi học sinh

đã học 4 bài của phần Hình học không gian lớp 8 Mục đích: đánh giá kết quả của việc dạy học với phương pháp dạy học không có sự trợ giúp của phần mềm Yenka trên cả 2 lớp.

Đối với bài kiểm tra sau: được thực hiện sau khi học sinh kết thúc học phần Hình học không gian Mục đích: đánh giá kết quả học tập của học sinh sau khi tiến hành tác động với lớp thực nghiệm để so sánh mức độ tác động, ảnh hưởng của việc sử dụng phần mền Yenka đến kết quả học tập của học sinh quá trình học.

- Tổ chức chấm chéo các bài kiểm tra Kiểm chứng độ tin cậy, độ giá trị bằng công thức: rSB= 2*rhh/(rhh+1).

4 QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU

- Quá trình nghiên cứu tác động được thực hiện trong chương IV (chương về Hình học không gian- lớp 8), sau khi học sinh được học 04 tiết về hình hộp chữ nhật, thể tích hình hộp chữ nhật và luyện tập về hình hộp chữ nhật thì nhóm nghiên cứu tiến hành bài kiểm tra đầu vào đối với cả 02 lớp tham gia nghiên cứu Sau đó lớp 8A- lớp thực nghiệm được học phần còn lại của chương với sự trợ giúp của phần mềm Yenka, lớp 8B- lớp đối chứng học theo phương pháp thông thường Kết thúc chương chúng tôi tiến hành kiểm tra đầu ra để đánh giá xem tác động có ý nghĩa hay không?

- Việc thiết kế và thực hiện các bài kiểm tra trước và sau tác động được 02 giáo viên bộ môn tiến hành tại lớp học, tổ chức chấm chéo để đảm bảo tính khách quan.

- Quá trình thực nghiệm tác động được nhóm nghiên cứu tiến hành với thời lượng 1/2 tháng trong các giờ học chính khoá của lớp 8A trường PTCS Dân tộc Nội trú huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai.

5 KỸ THUẬT PHÂN TÍCH DỮ LIỆU

Với những dữ liệu (điểm số các bài kiểm tra) thu được chúng tôi sử dụng các

kỹ thuật thống kê để xử lý dữ liệu, đó là:

- Tính toán các giá trị trung bình điểm kiểm tra, độ lệch chuẩn (SD) để biết quy mô phân bố các điểm số;

- Sử dụng phép kiểm chứng t-test độc lập để xác định mức khác biệt giữa điểm trung bình của hai nhóm tham gia nghiên cứu;

- Ngoài ra chúng tôi còn sử dụng công thức tính quy mô ảnh hưởng (ES) để kiểm chứng những thay đổi về điểm trung bình do tác động của nghiên cứu có thực tế và có ý nghĩa hay không.

IV PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ KẾT QUẢ

Qua quá trình ki m tra trước và sau tác động, chúng tôi đã thu thập được kết quả vềc v sau tác à sau tác động, chúng tôi đã thu thập được kết quả về động, chúng tôi đã thu thập được kết quả vềng, chúng tôi ã thu th p đ ập được kết quả về được kết quả vềc k t qu vết quả về ả về ề

h c t p ph n hình h c không gian c a h c sinh 2 l p tham gia nghiên c u nh sau:ập được kết quả về ủa học sinh 2 lớp tham gia nghiên cứu như sau: ớc và sau tác động, chúng tôi đã thu thập được kết quả về ứu như sau: ư

Lớp

Kiểm tra trước tác động Kiểm tra sau tác động

(Bảng 2: Kết quả kiểm tra của nhóm thực nghiệm và đối chứng)

Với kết quả thu được như trên, chúng tôi đã tiến hành kiểm tra độ tin cậy Spearman-Brown của dữ liệu sau tác động và thu được kết quả là: 0,72 (Biểu 1) Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn tiến hành tính giá trị trung bình (TB) và độ lệch chuẩn của dữ liệu nhằm so sánh điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động:

(Bảng 3: So sánh điểm TB bài kiểm tra sau tác động)

Trong bảng trên, điểm TB bài kiểm tra sau tác động của nhóm thực nghiệm

là 6,47 (SD =1,26) và của nhóm đối chứng là 5,79 (SD = 1,11) Dựa vào điểm

TB cho thấy nhóm thực nghiệm đạt kết quả cao so với nhóm đối chứng (xem biểu đồ).

Biểu đồ "So sánh điểm TB các bài kiểm tra sau tác

động"

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

Nhóm thực nghiệm Nhóm đối chứngKhi thực hiện phép kiểm chứng t-test độc lập (trên cơ sở điểm số của học sinh từng nhóm sau tác động) ta tính được giá trị p là 0,02 (< 0,05) chứng tỏ sự chênh lệch trong giá trị trung bình giữa nhóm thực nghiệm (6,47) và nhóm đối chứng (5,79) l có ý ngh a.à sau tác động, chúng tôi đã thu thập được kết quả về ĩa

(Bảng 4: Bảng giá trị p của phép kiểm chứng t-test độc lập)

Và để kiểm chứng cho tác động của nghiên cứu trên có thực tê và có ý nghĩa hay không, ta xét quy mô ảnh hưởng của tác động đến quá trình dạy học Ta có bảng sau:

Bài KT nhóm thực nghiệm Kết quả tính ES Ảnh hưởng

(Bảng 5: Quy mô ảnh hưởng ES của tác động)

Như vậy, tác động trong quá trình nghiên cứu là có quy mô ảnh hưởng đến kết quả học tập của học sinh

V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Mục tiêu của đề tài là đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng phần mềm Yenka trong dạy học hình học không gian cho học sinh lớp 8 dân tộc thiểu số trường PTCS Dân tộc Nội trú Bát Xát, tỉnh Lào Cai Các kết quả cho thấy học sinh được học phần hình học không gian bằng phần mềm Yenka sẽ khắc phục được các hạn chế về khả năng tưởng tượng khi phân tích, nhận biết các hình Ngoài ra, qua việc học tập bằng phần mềm học sinh còn có thể tự thiết kế các

mô hình, hình khối kiến trúc không gian dựa trên các hình không gian cơ bản Khi học tập hình học không gian có sự hỗ trợ của phần mềm Yenka, kết quả học tập của học sinh có sự cải thiện rõ rệt Điều đó chứng tỏ nhận thức về các hình không gian đã được nâng lên.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy với đối tượng học sinh dân tộc, nếu giáo viên mô tả thông thường bằng hình vẽ, mô hình thì học sinh tiếp nhận kiến thức hình học không gian bị hạn chế Và nếu có sử dụng mô hình thì việc thay đổi, dịch chuyển hình không thể thực hiện, học sinh không thể tưởng tượng hình ở các góc độ khác nhau.

Qua kết quả nghiên cứu chúng tôi thấy có thể triển khai ứng dụng phần mềm Yenka vào dạy học hình học không gian cho các lớp THCS như là một công cụ hữu ích hỗ trợ học tập và giảng dạy.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lưu Xuân Mới- Phương pháp luận nghiên cứu khoa học- NXB ĐH Sư phạm 2003.

2 Dr Chris Tan - Tài liệu tập huấn về nghiên cứu khoa học - Dự án Việt- Bỉ Tháng 1/2008

3 Quan sát hình không gian với phần mềm Yenka- http://www.schoolnet.vn

PHỤ LỤC

1 Bài kiểm tra trước và sau tác động.

2 Kế hoạch bài học, tài liệu giảng dạy

3 Các số liệu thống kê chi tiết.

BẢNG XỬ LÝ TÍNH TOÁN CÁC GIÁ TRỊ CỦA DỮ LIỆU

BẢNG KIỂM TRA ĐỘ TIN CẬY CỦA DỮ LIỆU SAU TÁC ĐỘNG

TT Học sinh Điểm trắc nghiệm Điểm tự luận Tổng Lẻ Chẵn

Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4

Họ và tên:……….

Lớp:……… Bài kiểm tra kiến thức 1Thời gian : 45 phút

(Không kể thời gian giao bài)

Câu 1: Hãy khoanh tròn vào các đáp án em cho là đúng trong các câu sau:

Hai mặt phẳng (ABCD) và (DCC1D1) cắt nhau

Hai mặt phẳng (ABCD) và (ABC1D1) chéo nhau

Hai mặt phẳng (ABB1A1) và (DCC1D1) song song với nhau

Hai đờng thẳng AB và CC1 vuông góc với nhau

Câu 2 : Điền Đ (đúng) hoặc S (sai) vào ô trống:

1 Nếu một đờng thẳng song song với một mặt phẳng thì chúng không có điểm

chung

2 Đờng thẳng nối hai đỉnh đối diện của hình hộp chữ nhật gọi là đờng chéo của

hình hộp chữ nhật

3 Hai mặt phẳng gọi là song song với nhau nếu chúng không có điểm chung

4 Trong không gian hai đờng thẳng hoặc cắt nhau hoặc song song

Câu 3:

Một căn phòng dài 4,5m, rộng 3,7m; cao 3,0m Ngời ta muốn quét vôi trần nhà và bốn bức ờng Biết tổng diện tích của các cửa là 5,8m2 Tính diện tích cần quét vôi

t-

-Hết -Họ và tên:………

Lớp:………

Bài kiểm tra kiến thức 2

Thời gian: 45 phút

(Không kể thời gian giao bài)

Câu 1: Hãy khoanh tròn vào các đáp án em cho là đúng trong các câu sau:

1 Trong các vật sau, vật có dạng hình lăng trụ đứng là:

A Hộp sữa bò B Bảng đen C Hộp phấn D Bao diêm

2 Trong các vật sau, vật có dạng hình chóp là:

A Cái nón B Kim tự tháp C Tam giác D Chai nớc Lave

3 Mặt bên của hình lăng trụ đứng là :

A Hình chữ nhật B Hình thang cân

C Hình tam giác cân D.Tam giác

4 Một hình chóp tứ giác đều S.ABCD có các

mặt bên là những tam giác đều, AB = 8cm, O

là trung điểm của AC Độ dài đoạn thẳng SO

5 Một lăng trụ đứng có đáy là tam giác, có:

Câu 2: Điền Đ(đúng) hoặc S (sai) vào các câu sau:

1 Hình chóp đều có đáy là hình thoi và chân đờng cao trùng với giao điểm của hai

đờng chéo của đáy

2 Hình chóp đều có đáy là hình chữ nhật và chân đờng cao trùng với giao điểm của

hai đờng chéo của đáy

3 Trong lăng trụ đứng, các cạnh bên song song và bằng nhau

4 Trong lăng trụ đứng, hai mặt đáy nằm trên hai mặt phẳng song song và bằng nhau

Câu 3: Điền từ thích hợp vào chỗ trống….:

a) Một lăng trụ đứng có sáu mặt thì đáy của lăng trụ đó là hình………

b) Một lăng trụ đứng có tám mặt thì đáy của lăng trụ đó là hình………

c) Hình lăng trụ đứng có 20 đỉnh thì có ………mặt, ……… cạnh

Câu 4: Một tấm lịch để bàn (nh hình vẽ) có dạng một hình lăng trụ đứng, có ABC là một tam

giác cân:

a) Hãy vẽ thêm đờng nét khuất, điền thêm chữ vào các đỉnh rồi

cho biết AB song song với cạnh ………

b) Diện tích tấm bìa dùng để làm cuốn lịch: 15cm

22cm 8cm

B C A