(Sáng kiến kinh nghiệm) khai thác phần mềm geometers sketchpad sử dụng trong dạy học h̀nh học ở trung học cơ sở

KHAI THÁC PHẦN MỀM GEOMETER’S SKETCHPAD SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC Ở TRUNG HỌC CƠ SỞ I ĐẶT VẤN ĐỀ: Thế giới hôm chứng kiến đổi thay có tính chất nhanh chóng hoạt động phát triển kinh tế - xã hội nhờ thành tựu công nghệ thông tin (CNTT) CNTT để góp phần quan trọng cho việc tạo nhân tố động mới, cho trình hình thành kinh tế tri thức xã hội thông tin Chúng ta sống thời đại mà biến đổi xã hội diễn sâu sắc với tốc độ nhanh chóng Trong hai thập niên cuối kỉ XX thập niên TK XXI, công nghệ cao phát triển vũ bão đạt thành tựu kì diệu mà trước vài thập niên người khơng dám mơ ước tới Các thành tựu công nghệ thông tin internet, web, thương mại điện tử với thành tựu công nghệ khác công nghệ sinh học tác động mạnh mẽ, sâu sắc đến toàn đời sống kinh tế xã hội loài người, đưa người vào thời đại kinh tế tri thức Trong xã hội đại, người lao động đòi hỏi phải có sáng tạo cao độ, họ phải chuẩn bị tư tưởng, trình độ, lực để hành nghề thích ứng với thay đổi cơng việc Trong hồn cảnh vậy, giáo dục phải đào tạo hệ học sinh có khả độc lập, sáng tạo, khả tự học, tự thích ứng với hồn cảnh - Công nghệ thông tin mở triển vọng to lớn việc đổi phương pháp hình thức dạy học Những phương pháp dạy học theo cách tiếp cận kiến tạo, phương pháp dạy học theo dự án, dạy học phát giải vấn đề có nhiều điều kiện để ứng dụng rộng rải Các hình thức dạy học dạy học đồng loạt, dạy theo nhóm, dạy cá nhân có đổi môi trường công nghệ thông tin truyền thông Chẳng hạn, cá nhân làm việc tự lực với máy tính, với Internet, dạy học theo hình thức lớp học phân tán qua mang, dạy học qua cầu truyền hình Nếu trước người ta nhấn mạnh tới phương pháp dạy cho học sinh nhớ lâu, dễ hiểu, phải đặt trọng tâm hình thành phát triển cho học sinh phương pháp học chủ động Nếu trước người ta thường quan tâm nhiều đến khả ghi nhớ kiến thức thực hành kỹ vận dụng, trọng đặc biệt đến phát triển lực sáng tạo học sinh Như vậy, việc chuyển từ “lấy giáo viên làm trung tâm” sang “lấy học sinh làm trung tâm” trở nên dễ dàng - Công nghệ phần mềm phát triển mạnh, phần mềm giáo dục đạt thành tựu đáng kể như: Office, Cabri, Crocodile, SketchPad / Geomaster SketchPad, Maple / Mathenatica, ChemWin, LessonEditor / VioLet… hệ thống WWW, Elearning phần mền đóng gói, tiện ích khác II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: Có thể nói dùng phần mềm Geometer’s SketchPad dạy – học có tác dụng tốt việc ứng dụng công nghệ thông tin dạy – học có hiệu sau: • Dùng Geometer’s SketchPad để thể khái niệm ý tưởng tốn học • Dùng Geometer’s SketchPad để khám phá sâu khái niệm khám phá góc độ khác khái niệm • Từng bước hướng dẫn để giúp học sinh xây dựng cấu trúc hiểu mối liên hệ thành phần • Học sinh dùng mơ hình để trả lời câu hỏi phiếu học tập máy tính • Giáo viên sử dụng mơ hình để dẫn dắt thảo luận trình dạy học • Học sinh thao tác mơ hình để hình thành tri thức • Học sinh làm việc để tạo đối tượng mơ hình theo u cầu giáo viên phản hồi với giáo viên q trình dạy học • Học sinh sử dụng Geometer’s SketchPad để giải tập lớn thách thức • Sử dụng Geometer’s SketchPad đồng thời với chương trình khác với vật thể thao tác • Sử dụng Geometer’s SketchPad để kiểm tra giả thiết đặt kiểm chứng kết Trong khn khổ viết này, xin đề xuất số phương hướng khai thác phần mềm Geometer’s SketchPad (GSP) vào dạy học Hình học trường trung học sở (THCS) để giáo viên Tốn sử dụng q trình giảng dạy học sinh thơng qua số thiết kế dạy học Từ nâng cao hiệu dạy học Hình học, góp phần đổi phương pháp dạy học trường THCS Thiết kế tình dạy học có vấn đề Học sinh (HS) với trợ giúp công nghệ thông tin (CNTT) công cụ để chủ động phát vấn đề Ở máy tính điện tử coi phương tiện trung gian HS mơ hình giới thực HS quan sát với mơ hình, nhận thức biểu mơ hình trạng thái khác để từ phát quy luật Trong ví dụ minh họa đây, giáo viên thiết kế tình có vấn đề chương trình mơn Tốn trung học sở (THCS) với phần mềm Geometry SketchPad Ví dụ 1: Khi dạy “Tổng ba góc tam giác” (Hình học 7), ta thực sau: • Vẽ tam giác ABC hình GSP Dùng chức Measure (đo đạc, tính tốn) GSP để đo góc tính tổng góc tam giác ABC • Cho đỉnh tam giác thay đổi, nhận thấy số đo góc thay đổi tổng số đo ba góc khơng đổi ln 180o Chẳng hạn: Trên hình GSP ta thực việc thay đổi liên tục để học sinh (HS) nhận xét thay đổi số đo góc khơng đổi tổng số đo góc Từ đưa dự đốn “Tổng ba góc tam giác 180o” Ví dụ 2: Khi dạy “Tính chất ba đường trung tuyến tam giác” (Hình học 7), ta thực sau: • Vẽ tam giác ABC hai đường A An/hien AM trung tuyến BN CP hình GSP gọi giao hai P N đường trung tuyến G Vẽ G C M • đường trung tuyến thứ ba AM B tam giác, dùng chức Hide/Show (ẩn/hiện) để ẩn đường trung tuyến B An/hien AM • Ẩn đường trung tuyến thứ ba AM, thay đổi tam giác cho M P lại đường trung tuyến G A nhiều lần Từ HS dự đốn C N “Ba đường trung tuyến tam giác qua điểm” • Tính tỉ số: AG BG CG ; ; cho hiển thị hình cho tam giác AM BN CP ABC thay đổi để HS dự đoán “Các tỉ số AG BG CG ; ; không đổi ” AM BN CP Kết hợp hai dự đốn trên, HS dự đốn tính chất ba đường trung tuyến tam giác Từ ví dụ 2, GV biết cách thiết kế tình đường đặc biệt khác tam giác Hơn nữa, từ hai ví dụ GV thấy tính chất, định lý mang tính định tính định lượng chương trình Hình học THCS dùng GSP để tạo tình dạy học có vấn đề Ví dụ 3: Khi dạy “Vị trí tương đối hai đường trịn” (Hình học 9), ta thực hiện: Cho đường tròn chạy đường thẳng chứa tâm hai đường tròn để giới thiệu vị trí tương đối hai đường trịn Khi O’ chạy HS quan sát trường hợp 1, xuất đường trịn có điểm chung • O’ tiếp tục chạy lúc khác xuất trường hợp thứ (có điểm chung) Hoặc: O’ chạy tiếp xuất trường hợp (khơng có điểm chung) Từ học sinh dự đoán trường hợp suy vị trí tương đối đường trịn Qua HS dự đốn tính chất đường nối tâm thơng qua phép đo phần mềm Hỗ trợ giải tập Hình học THCS Với hỗ trợ MTĐT, người thầy thể giả thiết tốn (bằng hình vẽ) giúp HS kiểm nghiệm kết luận tốn Hơn nữa, dễ dàng thay đổi số giả thiết để HS dự đốn kết luận khác Với tính vẽ hình xác, dễ dàng tính hoạt hình nên GSP công cụ hỗ trợ hiệu việc giải tập hình học phẳng, đặc biệt việc khai thác mở rộng tốn Ví dụ: Cho đường trịn đường kính CD, tâm M, vẽ tiếp tuyến với đường tròn C D Từ điểm E đường tròn vẽ tiếp tuyến E cắt hai tiếp tuyến A B Chứng minh: MA ⊥ MB (Hình học 9) Bằng chức GSP, ta vẽ hình hướng dẫn giải toán nhiều cách, m ∠AMB = 90.00° chẳng hạn: B Cách 1: Dùng tính chất phân giác MA, MB E Cách 2: Nhận xét = 900 A Vì ta chứng minh: = C M D = việc chứng minh tứ giác AEMC BEMD nội tiếp Từ cách giải thứ ta nhận thấy: E nằm đường tròn đường kính CD = 900 , điểm M di động ln có tứ giác AEMC BEMD nội tiếp MA vng góc với MB Khi cho M chạy đoạn CD ta thấy điều thỏa mãn (kiểm chứng việc cho M chạy đoạn CD quan sát số đo ) Vậy thay đổi giả thiết M nằm đường kính CD ta có kết tương tự Tiếp tục cho M chạy đoạn CD, quan sát thấy = 900 Với cách giải có, HS dễ dàng để chứng minh kết Từ ta có tốn tổng qt hơn: Cho đường trịn đường kính CD, vẽ tiếp tuyến với đường trịn C D Điểm E nằm đường tròn, M nằm đường thẳng CD, đường thẳng qua E cắt hai tiếp tuyến A B Chứng minh: MA ⊥ MB Giải tốn quỹ tích Ví dụ: Cho tam giác cân ABC (AB = AC) nội tiếp đường tròn (O) M điểm chuyển động đường tròn Kẻ CH ⊥ AM (H ∈ AM) Gọi I giao điểm CH BM Tìm quỹ tích I Bằng chức Animate ta cho M chạy (O) tạo vết cho I Quan sát ta thấy I chạy đường tròn tâm A, bán kính AB AB = 4.33 cm Animate AI = 4.33 cm I I I A A H H M M O B C C B Ví dụ: Cho đường tròn (O, R) điểm P cố định đường trịn Hai tia Px, Py thay đổi vị trí ln vng góc với cắt đường trịn A, B Tìm y quỹ tích trung điểm M A,B B * Vẽ hình: x * Cho Px, Py thay đổi vị trí (Cho A chạy (O)), M A P ta thấy quỹ tích M đường tròn O tâm chưa xác định Tiếp tục suy đoán: tâm đường tròn cố định nên liên quan đến yếu tố cố định (ở O, P, (O)), nhìn hình ta dự đốn tâm trung điểm OP Dựng tâm I OP tìm khoảng cách IM Cho Px, Py tiếp tục thay đổi ta thấy độ dài IM không đổi Vậy tâm đường trịn (quỹ tích) I y Animate IM = 2.30 cm B M A x P I O Ví dụ: Cho tam giác ABC vng A, có cạnh BC cố định Gọi I điểm đường phân giác Tìm Quỹ tích điểm I A thay đổi 10 Vẽ hình Khi A thay đổi, nghĩa A chạy đường trịn đường kính BC Học sinh quan sát: 11 Suy đốn: Quỹ tích điểm I cung tròn BIC Sử dụng GSP kết hợp phần mềm khác để thiết kế giáo án điện tử: Ngồi cịn cung cấp cho giáo viên số lí luận việc sử dụng CNTT dạy học, cách thức soạn “giáo án điện tử” Sử dụng phần mềm trình diễn liên kết với phần mềm Toán học hỗ trợ để thiết kế tiết dạy MTĐT Kết thực thực tế: Đề tài ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học nhằm đổi phương pháp dạy học xuất phát từ văn đạo Đảng Nhà nước, thị 58/CT Bộ Chính Trị ngày 07 tháng 10 năm 2001 việc đẩy mạnh ứng dụng CNTT phục vụ nghiệp Cơng nghiệp hóa Hiện đại hóa đất nước nhiệm vụ trọng tâm ngành giáo dục đào tạo nguồn nhân lực CNTT đẩy mạnh ứng dụng CNTT công tác giáo dục đào tạo, nhiệm vụ mà Thủ tướng Chính phủ giao cho ngành giáo dục thông qua định số 81/2001/QĐ-TTg; Hiện trường phổ thông điều trang bị phòng máy, phòng đa năng, nối mạng Internet Tin học giảng dạy thức, số trường trang bị thêm Thiết bị ghi âm, chụp hình, quay phim (Sound Recorder, Camera, Camcorder), máy quét hình (Scanner), số thiết bị khác, tạo sở hạ tầng CNTT cho giáo viên sử dụng vào trình dạy học Năm học 2007 - 2008 sau học nâng cao trình độ trường đại học chun ngành tốn tơi áp dụng thành cơng việc hướng dẫn, tập huấn cho cán giáo viên trường thực cách có hiệu quả, góp phần đổi phương pháp dạy học đồng thời nâng cao chất lượng dạy học nhà trường 12 Đến đề tài bổ sung hoàn thiện nhằm phục vụ tốt ứng dụng dạy học toán trường THCS, Thực tế tất giáo viên nhà trường từ mò mẫm với tin học sử dụng thành thạo tin học ứng dụng dạy học, phần mềm Geometer’s SketchPad có Việt hóa nhằm giúp cho giáo viên sử dụng thuận lợi hơn, phổ biến Với đề tài nhỏ mong góp phần nhỏ vào việc ứng dụng công nghệ thông tin dạy học theo chủ đề “Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin; Nâng cao chất lượng dạy học” Đề tài khơng khỏi khơng có thiếu sót, mong góp ý bạn đọc người III KẾT LUÂN: Việc khai thác phần mềm GSP (cùng phần mềm khác) để hướng dẫn cho giáo viên sử dụng vào dạy học hình học trường THCS địa phương tiến hành triển khai năm gần thông qua tổ chức chuyên đề, giảng dạy lớp học hướng dẫn phần thực hành giải tốn thơng qua buổi sinh ngoại khóa, đến giáo viên thành thạo việc soạn dạy MTĐT + Qua thực tế thực vừa học nâng cao trình độ, vừa làm vừa rút kinh nghiệm, thấy việc sử dụng phần mềm toán MTĐT giảng dạy Toán trường đạt hai mục tiêu chủ yếu sau: • Góp phần đổi nội dung phương pháp giảng dạy nâng cao chất lượng giáo dục nhà trường • Cung cấp cho giáo viên biết sử dụng CNTT vào dạy học Toán, tiếp cận với phần mềm có nhiều ứng dụng, từ giáo viên tiếp tục nghiên cứu 13 trình dạy học Nhiều giáo viên tốn người sử dụng thành thạo việc sử dụng CNTT dạy học Toán trường THCS + Tuy nhiên thành công ban đầu, theo tơi để việc sử dụng CNTT phần mềm hỗ trợ vào giảng dạy Toán THCS có hiệu tốt nhà trường phải làm tốt công việc sau đây: • Cần có nghiên cứu sâu sắc lí luận dạy học quy trình thực cụ thể việc sử dụng CNTT vào giảng dạy cho mơn Tránh việc sử dụng CNTT hình thức, lãng phí, phản tác dụng • Trong sinh hoạt chuyên môn nên đưa vào trao đổi nhiều việc sử dụng CNTT vào giảng dạy môn THCS • Ủng hộ, khuyến khích giáo viên nghiên cứu lĩnh vực này, đồng thời quan tâm đầu tư trang thiết bị dạy học phục vụ tốt cho việc triển khai đưa CNTT vào trường học TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Thanh Hải: Sử dụng CNTT hỗ trợ giảng dạy Toán trường ĐHSP – ĐH Thái Nguyên – Hội thảo sử dụng CNTT vào giảng dạy Toán – Thái Nguyên – 003 Lê Thị Hương - Nguyễn Văn Kiếm - Hồ Xuân Thắng: Sử dụng phần mềm Maple, GSP hỗ trợ dạy học Giải tích Hình học trường CĐSP – Thơng tin khoa học - Trường CĐSP Quảng Trị - Số 14 Trần Vui: Sử dụng hệ thống đại số máy tính việc dạy học Đại số tuyến tính Đại học - Tạp chí khoa học - Đại học Huế - Số 14 Tài liệu giảng dạy ứng dụng công nghệ thông tin dạy học toán - Trường Đại học Quy nhơn Tài liệu Violet, Download phần mềm GSP 5.0 Và tài liệu khác có liên quan ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 15 ... Hình học trường trung học sở (THCS) để giáo viên Toán sử dụng trình giảng dạy học sinh thơng qua số thiết kế dạy học Từ nâng cao hiệu dạy học Hình học, góp phần đổi phương pháp dạy học trường THCS... sử dụng CNTT vào dạy học Toán, tiếp cận với phần mềm có nhiều ứng dụng, từ giáo viên tiếp tục nghiên cứu 13 trình dạy học Nhiều giáo viên toán người sử dụng thành thạo việc sử dụng CNTT dạy học. .. mẫm với tin học sử dụng thành thạo tin học ứng dụng dạy học, phần mềm Geometer’s SketchPad có Việt hóa nhằm giúp cho giáo viên sử dụng thuận lợi hơn, phổ biến Với đề tài nhỏ mong góp phần nhỏ vào