Dạy học chủ đề khối đa diện nhằm rèn luyện tư duy phê phán cho học sinh trung học phổ thông

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM BÙI VĂN THANH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ KHỐI ĐA DIỆN NHẰM RÈN LUYỆN TƯ DUY PHÊ PHÁN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thái Nguyên - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM BÙI VĂN THANH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ KHỐI ĐA DIỆN NHẰM RÈN LUYỆN TƯ DUY PHÊ PHÁN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Ngành: Lý luận Phương pháp dạy học mơn tốn Mã số: 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Hữu Châu Thái Nguyên - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình khoa học nghiên cứu riêng hướng dẫn GS.TS Nguyễn Hữu Châu Các kết quả, số liệu thực nghiệm trung thực chưa cơng bố cơng trình khoa học khác Thái Nguyên, tháng năm 2019 Tác giả luận văn Bùi Văn Thanh i LỜI CẢM ƠN Trước hết tơi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Hữu Châu tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực hồn thành khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi để học tập, nghiên cứu Cảm ơn thầy cô giáo thuộc chuyên ngành Lí luận PPGD Tốn học tham gia giảng dạy suốt q trình học tập giúp tơi bổ sung kiến thức cho thân Tôi xin cảm ơn ý kiến đóng góp giúp đỡ nhiệt tình q thầy giáo tổ Toán em học sinh lớp 12A4 lớp 12A6 trường Trung học phổ thông Nguyễn Trường Thúy - Xuân Trường - Nam Định, thời gian tổ chức thực nghiệm trường Thái Nguyên, tháng năm 2019 Tác giả luận văn Bùi Văn Thanh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii QUI ƯỚC VỀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN iv MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .2 Nhiệm vụ nghiên cứu Khách thể đối tượng nghiên cứu .2 Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp luận văn .3 Cấu trúc luận văn Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TƯ DUY PHÊ PHÁN VÀ RÈN LUYỆN TƯ DUY PHÊ PHÁN 1.1 Một số vấn đề tư .5 1.1.1 Khái niệm tư .5 1.1.2 Đặc điểm tư 1.1.3 Các thao tác tư 1.1.4 Một số loại hình tư tốn học .9 1.2 Tư phê phán 10 1.2.1 Khái niệm .10 1.2.2 Hình thức TDPP 11 1.2.3 Dấu hiệu lực TDPP Toán học .11 1.2.4 Mối quan hệ TDPP với TDST .17 1.3 Sự cần thiết việc phát triển TDPP trình dạy học 22 iii 1.3.1 Vai trò TDPP việc học 22 1.3.2 Quá trình dạy học với phát triển TDPP 24 1.3.3 Một số vấn đề việc dạy, học TDPP 26 1.4 TDPP với việc phát huy tính tích cực học tập học sinh .27 1.4.1 Tính tích cực HS hoạt động học tập 27 1.4.2 TDPP với việc phát huy tính tích cực học tập HS 28 1.5 Một số biểu đặc trưng tư phê phán tốn học học sinh trung học phổ thơng 29 1.5.1 Khả tái tạo, tổ chức, xếp thông tin mô tả vấn đề 29 1.5.2 Khả liên kết, đánh giá, xử lí thơng tin nhằm giải vấn đề 30 1.5.3 Khả phản ánh 30 1.6 Những để rèn luyện TDPP cho học sinh qua dạy học mơn Tốn 31 1.6.1 Mục tiêu giáo dục mục tiêu dạy học Toán với vấn đề rèn luyện TDPP 31 1.6.2 Căn vào yêu cầu đổi PPDH 31 1.7 Giới thiệu chủ đề Khối đa diện chương trình toán THPT khả bồi dưỡng lực TDPP cho học sinh thông qua dạy học chủ đề 32 1.7.1 Nội dung chủ đề Khối đa diện chương trình tốn THPT .32 1.7.2 Khả bồi dưỡng lực TDPP cho học sinh thông qua dạy học chủ đề Khối đa diện 33 1.8 Khảo sát thực trạng vấn đề phát triển rèn luyện TDPP cho học sinh dạy học mơn Tốn 34 KẾT LUẬN CHƯƠNG 36 Chương 2: MỘT SỐ BIỆN PHÁP DẠY HỌC CHỦ ĐỀ KHỐI ĐA DIỆN NHẰM RÈN LUYỆN TƯ DUY PHÊ PHÁN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 37 2.1 Định hướng xác định biện pháp 38 2.2 Một số biện pháp dạy học chủ đề khối đa diện nhằm rèn luyện TDPP cho học sinh trung học phổ thông 38 iv 2.2.1 Biện pháp 1: Rèn luyện cho học sinh kĩ xem xét, phân tích đề để từ tìm cách giải tốn 38 2.2.2 Biện pháp 2: Rèn luyện cho học sinh thao tác tư rèn luyện cho học sinh cách đặt câu hỏi 47 2.2.3 Biện pháp 3: Rèn luyện cho học sinh khả xác định tiêu chí đánh giá vận dụng chúng để đánh giá ý tưởng, giải pháp 54 2.2.4 Biện pháp 4: Tạo điều kiện để học sinh phát khắc phục sai lầm giải toán 60 KẾT LUẬN CHƯƠNG 78 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 80 3.1 Mục đích thực nghiệm 80 3.2 Nội dung thực nghiệm 80 3.3 Tổ chức thực nghiệm 80 3.3.1 Đối tượng thực nghiệm 80 3.3.2 Phương pháp thực nghiệm .80 3.4 Phân tích kết thực nghiệm 81 3.4.1 Đánh giá định lượng 81 3.4.2 Đánh giá định tính 82 3.5 Kết luận chung thực nghiệm 83 KẾT LUẬN .84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .86 PHỤ LỤC v QUI ƯỚC VỀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Viết tắt Viết đầy đủ GV Giáo viên HS Học sinh NXB Nhà xuất PPDH Phương pháp dạy học TDPP Tư phê phán TDST Tư sáng tạo THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm iv MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Công đổi đất nước đặt cho ngành Giáo dục Đào tạo nhiệm vụ to lớn nặng nề đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao đáp ứng yêu cầu nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Để thực nhiệm vụ này, bên cạnh việc đổi mục tiêu, nội dung chương trình sách giáo khoa bậc học, quan tâm nhiều đến việc đổi phương pháp dạy học Từ vị lãnh đạo Đảng, Nhà nước, lãnh đạo cấp ngành Giáo dục Đào tạo đến nhà nghiên cứu, nhà giáo khẳng định vai trò quan trọng cần thiết việc đổi phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện nhà trường Điều thể chế hóa Điều 24, Luật Giáo dục: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư sáng tạo người học; bồi dưỡng cho người học lực tự học, khả thực hành, lòng say mê học tập ý chí vươn lên” Nghị Đại hội lần thứ XI Đảng khẳng định “Thực đồng giải pháp phát triển nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo Đổi chương trình, nội dung, phương pháp dạy học theo hướng đại; nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo dục lý tưởng, đạo đức, lực sáng tạo, kỹ thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội” Một quan điểm đổi phương pháp dạy học tổ chức cho học sinh học tập hoạt động hoạt động cách tự giác, tích cực, chủ động, sáng tạo, biết tiếp nhận vấn đề có chọn lọc, đánh giá mức vận dụng linh hoạt Theo cách nói Janet Astington: “Trong xã hội thay đổi nhanh chóng, dạy học sinh tất thực tế chúng cần đến sống chúng Nhưng dạy chúng đánh giá trạng thái tri thức nào, tìm vấn đề cho đánh giá nguồn thông tin mâu thuẫn sao” Về thực chất, dạy cách phê phán cho học sinh Tuy nhiên, thực tế giảng dạy trường phổ thơng nước ta nay, việc rèn luyện TDPP chưa trọng gặp nhiều hạn chế, học sinh thụ động việc lĩnh hội tri thức Vì vậy, TDPP cần nghiên cứu sâu sắc quan tâm cách đầy đủ lí luận thực tiễn, việc rèn luyện TDPP cho học sinh cần ý mức Trong chương trình tốn phổ thơng nước ta, hình học khơng gian khối đa diện giữ vai trò, vị trí quan trọng Ngồi việc cung cấp cho học sinh kiến thức, kĩ giải tốn hình học khơng gian, rèn luyện cho học sinh đức tính, phẩm chất người lao động mới: cẩn thận, xác, có tính kỉ luật, bồi dưỡng óc thẩm mĩ, tư sáng tạo, TDPP Xuất phát từ lí trên, tơi chọn đề tài: “Dạy học chủ đề khối đa diện nhằm rèn luyện tư phê phán cho học sinh trung học phổ thơng” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn TDPP rèn luyện TDPP cho học sinh Đề xuất số biện pháp dạy học chủ đề Khối đa diện nhằm rèn luyện TDPP cho học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu sở lí luận TDPP việc rèn luyện TDPP người học Đánh giá thực trạng TDPP việc rèn luyện TDPP dạy học Toán trường THPT Đề xuất số biện pháp dạy học chủ đề khối đa diện nhằm rèn luyện tư TDPP cho học sinh Thực nghiệm sư phạm nhằm bước đầu kiểm nghiệm tính khả thi hiệu biện pháp đề xuất Khách thể đối tượng nghiên cứu Khách thể: Quá trình dạy học chủ đề Khối đa diện trường THPT PHỤ LỤC GIÁO ÁN GIỜ DẠY THỰC NGHIỆM Chương I: KHỐI ĐA DIỆN Bài 3: KHÁI NIỆM VỀ THỂ TÍCH CỦA KHỐI ĐA DIỆN (TIẾT 8) I MỤC TIÊU: Kiến thức: - Nắm khái niệm thể tích khối đa diện - Nắm công thức tính thể tích số khối đa diện cụ thể Kĩ năng: - Tính thể tích khối lăng trụ, khối chóp - Tính tỉ số thể tích khối đa diện tách từ khối đa diện Thái độ: - Liên hệ với nhiều vấn đề thực tế với khối đa diện - Phát huy tính độc lập, sáng tạo học tập II PHƯƠNG TIỆN DẠY - HỌC: Giáo viên: Giáo án Hình vẽ minh hoạ Học sinh: SGK, ghi Ôn tập số kiến thức học tiết trước làm tập giao III PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Vận dụng linh hoạt PPDH nhằm giúp học sinh chủ động tích cực phát hiện, chiếm lĩnh tri thức, như: trình diễn, thuyết trình, giảng giải, gợi mở vấn đáp, nêu vấn đề, Trong phương pháp sử dụng đàm thoại phát hiện, gợi giải vấn đề IV TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG: Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số lớp Kiểm tra cũ: H Cho hình lăng trụ ABC.ABC có đáy ABC tam giác vuông C, ABC  600 , cạnh BC = a, đường AB tạo với mặt phẳng góc  BCCB  300 Tính thể tích khối lăng trụ ABC.ABC Đ ;BC  a  AC  BC tan 60  a Tam giác ABC vuông C có ABC  60 Khi SABC a  AC.BC  2 Mà AC   BCCB   AB;  BCCB  ABC  30 Tam giác AB’C vng C có: ABC  30 ;BC AC  a  BC  3a tan 30 Tam giác BB’C vng B có: BC  a;BC  3a  BB  2a Vậy VABC.ABC  SABC BB  a  Giảng mới: Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung Hoạt động 1: Tìm hiểu cơng thức tính thể tích khối chóp - GV giới thiệu cơng - HS tiếp thu ghi nhớ III THỂ TÍCH KHỐI thức tính thể tích CHĨP khối chóp Định lí: Thể tích khối - GV hướng dẫn HS: chóp H1 Nhắc lại khái Đ1 Đoạn vng góc hạ từ niệm đường cao đỉnh đến đáy hình hình chóp? chóp D A H B C H2 Nhắc lại số Đ2 cơng thức tính diện Tam giác ABC vng tích đa giác quen thuộc? A: S = AB.AC Tam giác ABC đều: S = (cạnh)2  Các cơng thức tính diện tích tam giác ABC: S= đáy B nhân với chiều cao h V= S 1 aha  bhb  ch c 2 diện tích Bh Hoạt động GV Hoạt động HS S=  Nội dung 1 bcsin A  acsin B 2 absin C S = pr S= abc 4R S = p(p  a)(p  b)(p  c) Hình vng: S = cạnh  cạnh Hình thoi: S = (chép dài  chéo ngắn) Hình chữ nhật: S = dài  rộng Hình thang: S = (đáy lớn + đáy bé)  chiều cao Hình bình hành: S = đáy  chiều cao Hoạt động 2: Áp dụng tính thể tích khối chóp - GV chia lớp thành - Các nhóm đọc nhiệm vụ, nhóm u cầu: thảo luận, tính điền kết + Thực nhiệm vào bảng Cử đại diện vụ chiếu bảng trình bày kết nhóm mình, góp ý bổ sung phụ kết nhóm khác + Thảo luận ghi kết bảng VD1: Gọi S, h, V thể diện tích đáy, chiều cao thể tích khối chóp Tính điền vào trống: Nhóm S h V Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung phụ phút Nhóm + Gọi đại diện nhóm lên trình bày giải thích kết Các nhóm khác bổ sung hồn chỉnh Nhóm Nhóm Nhóm Hoạt động 3: Vận dụng tính thể tích khối chóp  GV hướng dẫn HS Ví dụ Cho hình chóp giải: tam giác S.ABC, cạnh đáy a Tính H1 Nêu đặc điểm Đ1 hình học đáy đường cao hình chóp tam giác ? thể tích khối chóp Đáy tam giác Chân đường cao từ đỉnh a) Các cạnh bên có độ trùng với tâm đáy mặt bên đáy Gọi M trung điểm của hình chóp tam BC SBC ,  ABC SABC H4 Tính chiều cao hình chóp? Đ4 đáy 600 S  SMA C H3 Tính diện tích Đ3 đáy hình chóp? dài a b) Góc mặt bên H2 Xác định góc Đ2 giác ? biết: A a2  O M B Hoạt động GV Hoạt động HS a) AO  Nội dung a AM  3 a 15 a b) MO  AM  SO  SA  AO  SO  OM.tan 600  - GV gọi HS lên bảng trình bày a - HS trình bày lời giải - GV yêu cầu HS khác nhận xét, bổ sung, hoàn chỉnh lời - HS nhận xét, bổ sung giải - GV chia lớp thành nhóm yêu cầu: - Các nhóm đọc nhiệm vụ, Ví dụ Cho hình chóp + Thực nhiệm thảo luận, tính điền kết S.ACBD có đáy ACBD vụ chiếu bảng vào bảng Cử đại diện hình thang vng A phụ trình bày kết D, AD = DC= 2AB + Thảo luận ghi nhóm mình, góp ý bổ sung Xác định thiết diện hình chóp cắt mặt kết bảng kết nhóm khác phụ phút + Gọi đại diện nhóm lên trình bày giải thích kết Các nhóm khác bổ sung phẳng qua đỉnh S chia khối chóp thành hai khối cho thể tích khối lớn gấp hai lần thể tích khối Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung hoàn chỉnh S - GV đặt vấn đề kết C D nhóm kết khác khơng - Các nhóm thảo luận đưa B A kết S S M D C C D M B A A B S S C D N D C B A A B M S S M D N D C A A M B B C Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung - GV cho lớp theo dõi lời giải chiếu yêu - HS thảo luận, suy nghĩ tìm câu trả lời cầu HS xét xem lời giải chưa? Nếu chưa đúng, sửa lại Ví dụ Trong hình chóp tam giác S.ABC có đáy ABC tam giác cạnh a, SA ^ (ABC), khoảng cách từ A đến (SBC) a Tính thể tích khối chóp S.ABC Có học sinh giải sau: S H C A B Dựng AH ^ SB Þ d (A,(SBC)) = AH = Xét tam giác vng SAB có a 2 1 Þ SA = a = + AH SA AB2 a3 VS.ABC = SA.SABC = 12 Xét xem lời giải chưa? Nếu chưa đúng, sửa lại Hoạt động GV Hoạt động HS - GV gọi HS lên - HS trả lời trình bày bảng trình bày Nội dung S lời giải đúng: d(A,(SBC))= AH = a sai AH khơng vng góc với (SBC) H C A M - GV yêu cầu HS - HS nhận xét, bổ sung khác nhận xét, bổ sung, hoàn chỉnh lời B M trung điểm BC, AM = giải a Dựng AH ^ SM Þ d(A,(SBC))= AH = a Xét tam giác vuông SAM có 12 1 AH = SA + AM Þ SA = a a3 VS.ABC = SA.SABC = Hoạt động 4: Hướng dẫn công việc nhà Giải tập: 1, 2, 3, 4, 5, SGK, trang 25, 26 PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA VÀ ĐÁP ÁN THỰC NGHIỆM A Phần trắc nghiệm: (2 điểm) Câu 1: Các mặt khối tứ diện là: A.Hình tam giác B Hình vng C Hình ngũ giác D.Hình thoi Câu 2: Trong hình đa diện, đỉnh đỉnh chung nhất: A mặt B mặt C mặt D mặt Câu 3: Thể tích khối lăng trụ tam giác có tất cạnh 5a là: A 125a3 B 125 a3 C 125 a3 D 125 a3 Câu 4: Thể tích khối lăng trụ 3a , chiều cao 2a Diện tích đáy khối lăng trụ bằng: A 3a B 3a C 3a D Câu 5: Thể tích khối chóp tam giác S.ABC với đáy ABC tam giác cạnh 3a , SA vng góc với đáy SA = A 9a B 27a C 3a là: 9a D 3a Câu 6: Cho khối lập phương ABCD.ABCD cạnh a Thể tích khối tứ diện AABD a3 a3 A B C a D a Câu 7: Cho khối lập phương ABCD.ABCD Tỉ số thể tích khối AABC khối AABD bằng: A B C D Câu 8: Cho khối lập phương ABCD.ABCD Tỉ số thể tích khối AABC khối lập phương ABCD.ABCD bằng: A B C D B Phần tự luận: (8 điểm) Câu (2 điểm) Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD hình vng cạnh a, cạnh SA = a SA vng góc với đáy a) Tính thể tích khối chóp S.ABC b) Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SBC) Câu (2.5 điểm) Ta có lời giải tốn: “Cho hình chóp S.ABC, đáy ABC tam giác cạnh a, SA   ABC  , mặt bên (SBC) tạo với đáy 600 góc Tính thể tích khối chóp S.ABC” sau: S C A 45° M B Gọi M trung điểm a2 S ABC = AM.BC = BC Diện tích tam giác ABC Góc SBC   ABC  Xét tam giác vng SAB có SBA= 450 SA= AB.tan450 = a a3 Thể tích hình chóp S.ABC là: VS.ABC = SA.S ABC = 12 Xét xem lời giải chưa? Nếu chưa đúng, sửa lại cho Câu (3.5 điểm) Một bác thợ gò hàn làm thùng hình hộp chữ nhật (khơng nắp) tơn thể tích 665,5 dm3 Chiếc thùng có đáy hình vuông cạnh x (dm), chiều cao h(dm) Để làm thùng, bác thự phải cắt miếng tơn hình vẽ Tìm x để bác thợ sử dụng ngun liệu ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM: A Phần trắc nghiệm: Mỗi câu 0,25 điểm Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu A B D B C D A D B Phần tự luận: Câu Đáp án Điểm S H A D 1.a C B SABC VS.ABC a2  AB.BC  2 0.5 a3  SA.SABC  0.5 Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SBC) Dựng AH  SB  AH   SBC  hay d  A, SBC   AH 1.b Xét tam giác vng SAB 0.5 có 1 a 2 = + Þ AH = AH SA AB 0.5 Trong lời giải tốn việc xác định góc  SBC  0.5 Câu Điểm Đáp án  ABC  SBA = 450 sai S C A 45° M B Gọi M trung điểm BC Diện tích tam giác ABC a2 SABC = AM.BC = 0.5 Góc  SBC   ABC  SMA = 450 0.5 a 0.5 a3 Thể tích hình chóp S.ABC là: VS.ABC = SA.SABC = 0.5 Xét tam giác vng SAM có SA = AM.tan450 = 0.25 h x Câu Đáp án Điểm Thể tích hình hộp V  x 2h  665,5  h  665,  x  0 x2 2 Diện tích mặt hộp S  x  4xh  x  266 x 1331 x  ;S   x  11 2662   S  2x x  x2 0.5 0.5 0.5 Bảng biến thiên: x S' 11 - + 0.75 S 363 Dựa vào BBT ta thấy x = 11 S đạt giá trị nhỏ Vậy để sử dụng nguyên liệu bác thợ xây phải cắt miếng tơn có đáy hình vng 11 (dm) 0.5 0.5 ... PHÁP DẠY HỌC CHỦ ĐỀ KHỐI ĐA DIỆN NHẰM RÈN LUYỆN TƯ DUY PHÊ PHÁN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 37 2.1 Định hướng xác định biện pháp 38 2.2 Một số biện pháp dạy học chủ đề khối đa. .. trình dạy học chủ đề Khối đa diện trường THPT Đối tư ng: TDPP cách thức dạy học chủ đề Khối đa diện nhằm rèn luyện TDPP cho học sinh Giả thuyết khoa học Có thể xây dựng số biện pháp dạy học chủ đề. ..ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM BÙI VĂN THANH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ KHỐI ĐA DIỆN NHẰM RÈN LUYỆN TƯ DUY PHÊ PHÁN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Ngành: Lý luận Phương pháp dạy học mơn