Vận dụng phương pháp dạy học khám phá để rèn luyện năng lực giải toán hình học không gian lớp 11 cho học sinh THPT

B GIO DC V O TO TRNG I HC VINH PHM C HNH VN DNG PHNG PHP DY HC KHM PH RẩN LUYN NNG LC GII TON HèNH HC KHễNG GIAN LP 11 CHO HC SINH THPT Chuyên ngành: Lý luận và phơng pháp dạy học bộ môn toán Mã số: 60.14.10 LUN VN THC S GIO DC HC Ngi hng dn khoa hc: TS. BI GIA QUANG Vinh - 2010 1 Lời cảm ơn Luận văn đợc hoàn thành dới sự hớng dẫn khoa học của TS. Bùi Gia Quang. Tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới Thầy - ngời đã trực tiếp tận tình giúp đỡ tác giả hoàn thành Luận văn. Tác giả trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong chuyên ngành Lý luận và Phơng pháp dạy học bộ môn Toán, trờng Đại học Vinh, đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện Luận văn. Gia đình, bạn bè, đồng nghiệp luôn là nguồn cổ vũ động viên để tác giả thêm nghị lực hoàn thành Luận văn này. Xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ quý báu đó ! Dù đã có nhiều cố gắng, tuy nhiên Luận văn không tránh khỏi những thiếu sót cần đợc góp ý, sửa chữa. Tác giả rất mong nhận đợc những ý kiến, nhận xét của các thầy cô giáo và bạn đọc. Vinh, tháng 12 năm 2010. Tác giả M U 2 1. Lý do chọn đề tài. Trong thế kỷ 20 và những năm đầu thế kỷ 21 khoa học kỹ thuật tiếp tục phát triển mạnh, nhiều phát minh mới ra đời, có nhiều công trình khoa học có tính ứng dụng cao. Trong bối cảnh đó Đảng ta cũng rất chăm lo cho sự phát triển của Đất nước, Nghị quyết Trung ương 2 khoá VIII xác định “ phát triển giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đầu, là nền tảng, động lực thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá “. Luật giáo dục năm 2005 đã xác định rõ mục tiêu như sau: “ Mục tiêu giáo dục là đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, có đạo đức, tri thức, sức khoẻ, thẩm mỹ và nghề nghiệp, trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; hình thành và bồi dưỡng nhân cách, phẩm chất và năng lực của công dân, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. “. Luật giáo dục cũng nêu lên yêu cầu về nội dung, phương pháp giáo dục là : “1-Nội dung giáo dục phải bảo đảm tính cơ bản, toàn diện, thiết thực, hiện đại và có hệ thống; coi trọng giáo dục tư tưởng và ý thức công dân; kế thừa và phát huy truyền thống tốt đẹp, bản sắc văn hóa dân tộc, tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại; phù hợp với sự phát triển về tâm sinh lý lứa tuổi của người học. 2- Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên. “ Nhận thức được vị trí, vai trò của mình trước Đảng và Nhân dân ngành giáo dục phải đổi mới toàn diện, trong đó đổi mới phương pháp dạy học là nhiệm vụ cấp bách, then chốt. Nghị quyết Hội nghị lần thứ II BCHTƯ ĐCSVN ( khoá VIII, 1997) đã nêu ra : “ Phải đổi mới phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng những phương pháp tiên tiến và 3 phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho HS, nhất là sinh viên đại học“. Vì thế có rất nhiều công trình khoa học, đề tài khoa học, bài báo, những sáng kiến kinh nghiệm trong giảng dạy nghiên cứu về đổi mới cách dạy, cách học và đã mang lại kết quả thiết thực trong việc nâng cao chất giáo dục HS. Việc đổi mới phương pháp dạy và học đòi hỏi các đối tượng liên quan phải đổi mới như : về quản lý giáo dục, sách giáo khoa, sách giáo viên, phương tiện dạy học, kiểm tra đánh giá, đội ngũ giáo viên…. Ở đây điều cơ bản là thay đổi cách dạy, cách học hay nói cách khác là cách truyền tải nội dung kiến thức của người dạy và cách thu nhận kiến thức của người học. Cách dạy phải tạo ra niềm vui hứng thú học tập cho học sinh, dạy học thông qua tổ chức các hoạt động học tập, chú trọng phát trển trí tuệ, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh. Như thế mới có thể phát huy tối đa tính tích cực học tập của học sinh. Cách học cần chú trọng trang bị, rèn luyện phương pháp tự học cho học sinh, đồng thời tăng cường hoạt động hỗ trợ như làm chuyên đề, viết báo cáo, thực hành, thực tập …, với mục tiêu HS phải tự lực khám phá kiến thức mới. Trong việc đổi mới phương pháp dạy học, có nhiều phương pháp mới được vận dụng vào bài giảng bên cạnh các phương pháp dạy học truyền thống như : Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, dạy học theo nhóm nhỏ, dạy học theo lý thuyết tình huống, dạy học khám phá, Tất cả các phương pháp đó đều có thể vận dụng và phối hợp một cách nhuần nhuyễn để đạt được mục đích dạy học. Điều đó phụ thuộc hoàn toàn vào việc tổ chức các hoạt động dạy và học của giáo viên trong giờ lên lớp. Giáo viên cần nắm chắc các phương pháp, biết được điểm mạnh của mỗi phương pháp từ đó có cách phối hợp các phương pháp cho phù hợp. Thực tế ở trường PT việc vận dụng dạy học khám phá trong các tiết dạy còn hạn chế, giáo viên còn chưa chú trọng tới vận dụng PPDH này. Nguyên nhân là do chưa có nhiều tài liệu, công 4 trình nghiên cứu về PPDH này cung cấp cho giáo viên PT. Các đợt học chuyên đề về đổi mới PPDH cũng không chú tâm tới PPDH này. Sau khi đọc các tài liệu nó về PPDH khám phá, vận dụng nó vào dạy học Hình học không gian ở trường THPT có ưu điểm hơn so với PPDH khác như : thời gian học sinh giải quyết bài toán nhiều hơn cho nên khả năng làm việc độc lập của học sinh cao hơn, phát huy được ý thức tự chủ của học sinh, phát huy được tính sáng tạo của học sinh, và từ đó rèn luyện khả năng tự học của học sinh, đó là điểm mạnh của dạy học khám phá. Theo các công trình nghiên cứu của các tác giả Jerome Bruner, Trần Bá Hoành, Đào Tam - Lê Hiển Dương, Lê Võ Bình, Phan Trọng Ngọ, Nguyễn Hữu Châu, .các tác giả đều xác định nếu giáo viên biết tạo ra các tình huống phù hợp với nhận thức của HS để trên cơ sở kiến thức đã có, học sinh khảo sát tìm tòi kiến thức mới thì việc học tập khám phá sẽ đem lại kết quả tốt hơn so với nhiều hình thức học tập khác. Như đã nêu ở trên đổi mới phương pháp dạy học nhằm đạt được mục tiêu giáo dục. Chất lượng giáo dục phản ánh cho ta sự đổi mới PPDH, kết quả học tập của HS phản ánh PPDH mà giáo viên vận dụng. Trong hoạt động học Toán của học sinh khả năng nhận biết, thừa nhận các tiên đề, khái niệm và định nghĩa ; khả năng chứng minh định lý ; năng lực giải bài tập toán và thực hành giải toán, phản ánh cho chúng ta kết quả việc dạy và học Toán. Một HS được gọi là có kiến thức, đã lĩnh hội được kiến thức, nội dung bài học thì học sinh đó phải giải được bài tập toán theo các mức độ từ dễ đến khó mà giáo viên nêu ra theo chương trình được học. Muốn đạt được điều đó HS cần có năng lực giải toán. Chúng ta biết rằng năng lực giải Toán của học sinh là thước đo kiến thức Toán mà học sinh đó chiếm lĩnh được. Trong quá trình dạy học giáo viên cần phân loại được năng lực toán của học sinh, phải lập được chương trình rèn luyện NLGT cho HS, lập kế hoạch đẻ rèn luyện năng lực giải toán cho học sinh. Trong quá trình dạy học nếu chúng ta chú ý đến 5 việc rèn luyện NLGT cho HS thì sẽ nâng cao được chất lượng giáo dục,đáp ứng được phần nào đó mục tiêu giáo dục trong bộ môn Toán. Từ những yêu cầu như trên chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu của mình là : “ Vận dụng phương pháp dạy học khám phá để rèn luyện năng lực giải toán Hình học không gian lớp 11 cho học sinh THPT “; Nhằm góp phần tăng cường khả năng giải toán của học sinh, năng cao chất lượng của ngành giáo dục. 2. Mục đích nghiên cứu. Xây dựng một số biện pháp sư phạm nhằm rèn luyện NLGT hình học không gian lớp 11 cho học sinh, thông qua việc vận dụng các phương pháp dạy học khám phá. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu. Từ mục đích nêu trên, luận văn cần phải làm rõ những yêu cầu sau. 3.1. Nghiên cứu các vấn đề lý luận về DHKP. Phân tích bản chất và hình thức tổ chức phương pháp dạy học khám phá. Phân biệt giữa KP trong dạy học Toán và KP trong nghiên cứu khoa học. 3.2. Nghiên cứu các vấn đề lý luận NL và NLGT của HS, vai trò của hoạt động KP trong quá trình giải Toán. 3.3. Nghiên cứu về nội dung, chương trình SGK hiện hành và thực tiễn thực hành giải toán hiện nay ở trường THPT. 3.4. Xây dựng tiến trình giải toán và đề xuất một số biện pháp sư phạm nhằm rèn luyện một số năng lực giải Toán cho học sinh theo hướng KP thông qua dạy nội dung Hình học. 3.5. Thực nghiệm sư phạm để xem xét tính khả thi của các biện pháp đã đề ra trong luận văn. 4. Giả thuyết khoa học. 6 Trên cơ sở SGK hiện hành, nếu vận dụng phương pháp dạy học khám phá một cách hợp lý thì có thể rèn luyện NLGT cho học sinh, góp phần năng cao được chất lượng học sinh trong trường THPT 5. Phương pháp nghiên cứu. 5.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu, sách báo, các vấn đề liên quan đến đề tài luận văn. 5.2. Phương pháp điều tra quan sát: Tìm hiểu thực trạng dạy học môn Toán ở các trường THPT trong tỉnh Nghệ An khi dạy Hình học không gian lớp 11. 5.3. Phương pháp tổ chức thực nghiệm sư phạm: Xem xét tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đề xuất trong luận văn. 6. Dự kiến đóng góp của Luận văn. 6.1. Về mặt lý luận: * Làm rõ hơn một số vấn đề về lý luận phương pháp dạy học khám phá, lý luận cơ bản về NLGT. - Định hướng cách tiếp cận hoạt động khám phá trong giải Toán - Khái niệm, bản chất, các thành phần đặc trưng của NLGT. - Điều kiện, cơ chế logic hình thành và phát triển NLGT cho HS. - Các biện pháp rèn luyện NLGT cho HS theo hướng khám phá. * Xây dựng và thực nghiệm một phương án về NLGT nhằm góp phần năng cao NLGT cho học sinh THPT. 6.2. Về mặt thực tiễn: - Giúp giáo viên và học sinh hiểu rõ thêm về NLGT, cung cấp một số biện pháp rèn luyện NLGT thông qua hoạt động dạy học khám phá, thể hiện qua dạy hình học lớp 11 ở trường THPT. 7 - Có thể sử dụng kết quả luận văn để làm tài liệu tham khảo cho giáo viên Toán khi vận dụng dạy học khám phá trong dạy học, sẽ nâng cao hiệu quả dạy học môn Toán ở trường THPT. 7. CẤU TRÚC LUẬN VĂN. Phần Mở đầu, tiếp theo Luận văn gồm có 3 chương như sau: Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn 1.1. Dạy học khám phá. 1.2. Một số năng lực giải toán theo hướng dạy học khám phá. 1.3. Thực trạng dạy học môn Toán ở trường THPT trong việc rèn luyện NLGT. 1.4. Vài nét về đổi mới phương pháp dạy học hiện nay 1.5. Kết luận chương 1. Chương 2. Đề xuất một số biện pháp sư phạm góp phần rèn luyện NLGT theo định hướng dạy học khám phá. 2.1. Vài nét về chương trình HHKG trong trường THPT 2.2. Một số biện pháp rèn luyện NLGT cho học sinh theo hướng khám phá. 2.3. Kết luận chương 2. Chương 3. Thực nghiệm sư phạm. 3.1. Mục đích thực nghiệm. 3.2. Nội dung thực nghiệm. 3.3. Kết quả thực nghiệm và phân tích kết quả thực nghiệm. 3.4. Kết luận về thực nghiệm sư phạm. Phần cuối là kết luận của Luận văn. Tài liệu tham khảo. 8 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Dạy học khám phá. 1.1.1. Các khái niệm khám phá. Trong [23, tr 610] khám phá là tìm ra, phát hiện ra cái còn dấu, cái bí mật. Trong [21, tr 159] " Khám phá " là quá trình hoạt động và tư duy, có thể bao gồm Quan sát, phân tích, nhận định, đánh giá, nêu giả thuyết, suy luận…nhằm đưa ra các khái niệm, phát hiện ra những tính chất, quy luật… trong sự vật hiện tượng và mối liên hệ giữa chúng. Trong [10, tr 30] đưa ra khái niệm chung về khám phá và dạy học khám phá như sau: - '' Khám phá " là một quá trình có mục đích của việc chiếm lĩnh tri thức, giải quyết vấn đề. -"Dạy học khám phá " là một quá trình, trong đó dưới vai trò định hướng của người dạy, người học chủ động việc học tập của bản thân, hình thành các câu hỏi đặt ra trong tư duy, mở rộng công việc nghiên cứu, tìm kiếm; từ đó xây dựng nên những hiểu biết và tri thức mới. Những kiến thức này giúp cho người học trả lời các câu hỏi, tìm kiếm các phương pháp khác nhau để giải quyết vấn đề, chứng minh một định lý hay một quan điểm. 1.1.2. Cơ sở khoa học của PP dạy học khám phá. a) Cơ sở tâm lý học ở lứa tuổi học sinh phổ thông. Trong nội dung Luận văn này chúng tôi chỉ trích dẫn các công trình nghiên cứu khoa học về "Tâm lý " liên quan đến lứa tuổi HS phổ thông. Quá trình tích lũy kiến thức của con người chủ yếu là tự học, tự khám phá về thế giới. J.Richard Suchman đã nói rằng " khám phá là cách mọi người học khi họ đơn độc ". Theo ông khám phá là cách tự nhiên mà loài người tìm hiểu về môi trường của mình. Hãy nghĩ đến đứa trẻ một mình ở 9 một sân chơi với một số đồ vật để em tự do khám phá. Đứa trẻ không cần sự dỗ dành, sẽ bắt đầu khám phá đồ vật bằng cách ném, sờ, kéo, đập chúng và cố lấy chúng đi. Đứa trẻ học về các vật dụng đó, và tìm hiểu xem các vật dụng đó tương tác với nhau như thế nào, bằng cách khám phá chúng, bằng cách phát triển những ý tưởng của bản thân về đồ vật đó - nói tóm lại tìm hiểu các đồ vật bằng cách tự khám phá (Trong [10,tr28]). Ở lứa tuổi nhỏ trẻ khám phá các đồ vật, cảm nhận và phân biệt chúng từ hình thức bên ngoài. Ở lứa tuổi như học sinh phổ thông nhu cầu cao tìm hiểu và nhận thức thế giới bên ngoài với sự chủ động và tự giác, đối với các em việc tri thức về các đồ vật không chỉ là hình thức bên ngoài mà còn nội dung bên trong của nó, một cách cụ thể hơn là trong lứa tuổi này các em đã biết tách nội dung và hình thức của vật. Theo J.Piaget giai đoạn phát triển trí tuệ ở lứa tuổi này là " giai đoạn thao tác hình thức" (Trong [19, tr 417]); Đặc trưng trong sự phát triển cấu trúc trí tuệ của trẻ em từ 13- 15 tuổi là tính thống nhất trong cấu trúc trí tuệ thời kỳ trước được giải phóng khỏi vật cụ thể và chuyển vào các mệnh đề. Đây là sự hoàn tất của quá trình chuyển trọng tâm ra bên ngoài, giúp đứa trẻ chuẩn bị bước vào tuổi thanh xuân với đặc trưng không phụ thuộc vào cái cụ thể để hướng vào tương lai, cái phi hiện thực. Tất cả sự biến đổi ấy đều do tư duy của trẻ sử dụng những giả thuyết, những suy luận bằng những mệnh đề được trừu xuất khỏi những nhận biết cụ thể và thực tế của giai đoạn trước. Thành tựu trí tuệ này được biểu hiện qua hình thành cấu trúc tư duy và trí tuệ mới. Dạy học KP lấy lý thuyết hoạt động làm cơ sở, do đó theo các nhà tâm lý học, con người bắt đầu tư duy tích cực khi nảy sinh nhu cầu tư duy, tức là đứng trước một khó khăn về nhận thức cần phải khắc phục, một tình huống gợi vấn đề, hay nói như Rubinstein: " Tư duy sáng tạo luôn bắt đầu từ tình huống gợi vấn đề". 10