Sử dụng phần mềm geospace hỗ trợ dạy học hình học không gian nhằm góp phần phát triển trí tưởng tượng không gian cho học sinh trung học phổ thông

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ BÍCH THÀNH SỬ DỤNG PHẦN MỀM GEOSPACE HỖ TRỢ DẠY HỌC HÌNH HỌC KHƠNG GIAN NHẰM GĨP PHẦN PHÁT TRIỂN TRÍ TƯỞNG TƯỢNG KHƠNG GIAN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN, 2014 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ BÍCH THÀNH SỬ DỤNG PHẦN MỀM GEOSPACE HỖ TRỢ DẠY HỌC HÌNH HỌC KHƠNG GIAN NHẰM GĨP PHẦN PHÁT TRIỂN TRÍ TƯỞNG TƯỢNG KHƠNG GIAN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học mơn Tốn Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐÀO THÁI LAI THÁI NGUYÊN, 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, kết nghiên cứu trung thực chưa công bố cơng trình khác Xác nhận Tác giả luận văn Người hướng dẫn khoa học PGS.TS Đào Thái Lai Nguyễn Thị Bích Thành i LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS-TS Đào Thái Lai, người tận tình bảo, hướng dẫn em suốt trình nghiên cứu đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Trường Đại học sư phạm Thái Nguyên, khoa Toán khoa Sau đại học tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, giáo viên học sinh lớp Lí 11, Hóa 11 trường THPT Chuyên Thái Nguyên – Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình thực nghiệm sư phạm Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp – người động viên, khích lệ tơi hồn thành luận văn Thái Nguyên, Tháng năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Bích Thành ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Trí tưởng tượng không gian 1.1.1 Tưởng tượng 1.1.2 Trí tưởng tượng không gian 1.2 Phát triển trí tưởng tượng khơng gian thơng qua nội dung hình học khơng gian trường trung học phổ thông 1.2.1 Tổng quan nội dung hình học khơng gian chương trình trung học phổ thơng 1.2.2 Phát triển trí tưởng tượng khơng gian thơng qua tổ chức hoạt động thể hình biểu diễn hình không gian iii 10 1.2.3 Một số khó khăn sai lầm học sinh tưởng tượng hình khơng gian học hình học khơng gian 12 1.3 Phương tiện dạy học 16 1.3.1 Sơ lược phương tiện dạy học 16 1.3.2 Sử dụng công nghệ thông tin làm phương tiện dạy học 19 1.4 Tổng quan số phần mềm hình học động giúp phát triển trí tưởng tượng khơng gian 22 1.4.1 Một số phần mềm hình học động hỗ trợ vẽ hình khơng gian 22 1.4.2 Sơ lược phần mềm Geospace 26 1.5 Kết luận chương 29 CHƯƠNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH BẰNG PHẦN MỀM GEOSPACE NHẰM PHÁT TRIỂN TRÍ TƯỞNG TƯỢNG KHƠNG GIAN 30 2.1 Định hướng thiết kế mơ hình hình học hỗ trợ phát triển trí tưởng tượng khơng gian cho học sinh trung học phổ thông 30 2.2 Thiết kế mơ hình nhằm hỗ trợ cho học sinh hình thành biểu tượng khơng gian hình khối 31 2.2.1 Hỗ trợ học sinh tưởng tượng hình chóp 32 2.2.2 Hỗ trợ học sinh tưởng tượng hình chóp cụt 35 2.2.3 Hỗ trợ học sinh tưởng tượng hình lăng trụ 37 2.2.4 Hỗ trợ học sinh tưởng tượng số hình đa diện 42 2.2.5 Hỗ trợ học sinh tưởng tượng số hình khác 45 2.3 Thiết kế mơ hình nhằm giúp học sinh phát triển trí tưởng tượng khơng gian số tình giải tốn hình học khơng gian iv 48 2.4 Kết luận chương 74 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 75 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm 75 3.1.1 Mục đích 75 3.1.2 Nhiệm vụ 75 3.2 Phương pháp thực nghiệm 75 3.3 Quá trình thực nghiệm 75 3.4 Đánh giá kết thử nghiệm 84 3.5 Kết luận chương 85 KẾT LUẬN 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 v MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trí tưởng tượng nói chung trí tưởng tượng khơng gian nói riêng có vai trị to lớn hoạt động sáng tạo Mọi xung quanh bàn tay người làm ra, tất giới văn hóa, khác với giới tự nhiên, sản phẩm trí tưởng tượng người sáng tạo dựa trí tưởng tượng Do hoạt động giáo dục, việc rèn luyện trí tưởng tượng cho học sinh quan trọng cần thiết Trong chương trình giáo dục phổ thơng, mơn Tốn có khả to lớn góp phần phát triển lực trí tuệ cho người học Tác dụng phát triển tư mơn Tốn không dừng rèn luyện tư lôgic mà cịn phát triển khả suy đốn tưởng tượng Phân mơn hình học, đặc biệt nội dung hình học khơng gian giảng dạy trường trung học phổ thơng có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển trí tưởng tượng khơng gian cho học sinh Tuy vậy, hình học khơng gian lại nội dung khó với đa số người học Một khó khăn phổ biến khả tưởng tượng hình khơng gian học sinh cịn hạn chế thực bước chuyển từ hình học phẳng sang hình học khơng gian, từ dẫn đến sai lầm, thiếu sót Một cách hiệu giúp khắc phục khó khăn giáo viên phải khai thác tốt phương tiện dạy học q trình giảng dạy Ngồi đồ dùng trực quan ví dụ có sẵn thực tế, công nghệ thông tin với nhiều ưu điểm bật khai thác để trở thành phương tiện dạy học hiệu Hiện nay, có nhiều phần mềm hình học động có khả hỗ trợ giáo viên thiết kế mơ hình để sử dụng giảng dạy hình học khơng gian, góp phần phát triển trí tưởng tượng khơng gian cho học sinh, từ nâng cao chất lượng dạy học nội dung Xuất phát từ vấn đề nêu trên, lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Sử dụng phần mềm Geospace hỗ trợ dạy học hình học khơng gian nhằm góp phần phát triển trí tưởng tượng khơng gian cho học sinh trung học phổ thơng” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu phần mềm hình học động Geospace để thiết kế số mơ hình nhằm giúp học sinh phát triển trí tượng tượng khơng gian học chương trình hình học không gian trường trung học phổ thông Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lí luận trí tưởng tượng khơng gian việc phát triển trí tưởng tượng khơng gian thơng qua nội dung hình học khơng gian trường trung học phổ thơng - Tìm hiểu khó khăn, sai lầm học sinh tưởng tượng hình khơng gian - Tìm hiểu phần mềm hình học động Geospace thiết kế số mơ hình phần mềm hình học động Geospace hỗ trợ dạy học nội dung hình học khơng gian trường trung học phổ thông - Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng tính khả thi hiệu đề tài Đối tượng nghiên cứu Quá trình dạy học nội dung hình học khơng gian trường trung học phổ thơng theo hướng sử dụng phần mềm Geospace nhằm góp phần phát triển trí tưởng tượng khơng gian cho học sinh Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức dạy học nội dung hình học khơng gian trường trung học phổ thông với hỗ trợ phần mềm hình học động Geospace cách hợp lý góp phần phát triển trí tưởng tượng khơng gian cho học sinh trung học phổ thông Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu sách, báo, tư liệu, cơng trình nghiên cứu vấn đề có liên quan đến đề tài - Phương pháp điều tra vấn: Phỏng vấn giáo viên học sinh trung học phổ thơng tình hình thực tiễn có liên quan đến đề tài - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính khả thi đánh giá hiệu đề tài Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, luận văn gồm chương: Chương – Cơ sở lý luận thực tiễn Chương – Thiết kế mơ hình phần mềm Geospace nhằm góp phần phát triển trí tưởng tượng khơng gian Chương – Thực nghiệm sư phạm ... Geospace nhằm góp phần phát triển trí tưởng tượng không gian cho học sinh Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức dạy học nội dung hình học không gian trường trung học phổ thông với hỗ trợ phần mềm hình. .. kế mô hình hình học hỗ trợ phát triển trí tưởng tượng không gian cho học sinh trung học phổ thông 30 2.2 Thiết kế mơ hình nhằm hỗ trợ cho học sinh hình thành biểu tượng khơng gian hình khối.. .cho giáo viên Tốn trường trung học phổ thông để giảng dạy nhằm hỗ trợ phát triển trí tưởng tượng khơng gian cho học sinh 85 KẾT LUẬN Luận văn ? ?Sử dụng phần mềm Geospace hỗ trợ dạy học hình học