- Bƣớc 2: Tỡm kiếm phương hướng giả
2.2. Một số nguyờn tắc cơ bản khi sử dụng phần mềm Maple trong dạy học nguyờn hàm, tớch phõn và ứng dụng
học nguyờn hàm, tớch phõn và ứng dụng
Qua nghiờn cứu nội dung, chương trỡnh và thực trạng giảng dạy nội dung nguyờn hàm, tớch phõn và ứng dụng, để đảm bảo tớnh khoa học và tớnh hiệu quả của việc xõy dựng và sử dụng phần mềm Maple trong dạy học nội dung Nguyờn hàm, tớch phõn núi chung và ứng dụng tớch phõn trong hỡnh học núi riờng, chỳng tụi đó xem xột và nhận thấy rằng việc xõy dựng và sử dụng chỳng cần phải dựa trờn một số nguyờn tắc cơ bản sau (Nguyễn Đức Thắng [37]):
Nguyờn tắc 1: Sử dụng phần mềm Maple trong dạy học nguyờn hàm,
tớch phõn và ứng dụng phải đỏp ứng mục đớch và yờu cầu của việc dạy học nội dung nguyờn hàm, tớch phõn trong nhà trường phổ thụng
Như trong mục 2.1.1 chỳng tụi đó nờu mục đớch của việc dạy nội dung nguyờn hàm, tớch phõn và ứng dụng là: giới thiệu cho HS những kiến thức cơ bản nhất về nguyờn hàm, tớch phõn, đồng thời nờu những ứng dụng của tớch phõn trong việc tớnh diện tớch hỡnh phẳng và thể tớch khối trũn xoay. Nhờ cụng cụ tớch phõn mà HS chứng minh được cụng thức tớnh diện tớch hỡnh elip, thể tớch của hỡnh cầu, khối chúp cụt mà trong hỡnh học HS đó thừa nhận.
Với phần mềm Maple, gúi lệnh Calculus1 chứa cỏc cụng cụ hỗ trợ từ hướng dẫn thực hiện cỏc phộp tớnh vi tớch phõn đến vẽ đồ thị cỏc hàm số, từ việc tớnh diện tớch hỡnh phẳng đến thể tớch khối trũn xoay..., nhờ cỏc ưu điểm nổi bật của Maple mà GV cú thể sử dụng Maple trong dạy học nội dung nguyờn hàm, tớch phõn và ứng dụng: sử dụng Maple như một phương tiện hỡnh thành khỏi niệm tớch phõn; Maple dự đoỏn cỏc kết quả tớnh toỏn nguyờn hàm, tớch phõn; Maple hỗ trợ HS hoạt động tự học và thỳc đẩy tỡm tũi sỏng tạo cỏc hướng giải khỏc nhau đối với một bài toỏn; ... đỏp ứng mục đớch và yờu cầu của việc dạy học nội dung nguyờn hàm, tớch phõn và ứng dụng trong nhà trường phổ thụng.
Nguyờn tắc 2: Sử dụng phần mềm Maple trong dạy học nội dung nguyờn
hàm, tớch phõn phải đỏp ứng chương trỡnh (SGK) hiện hành và phự hợp với thực tiễn nhà trường
Chương trỡnh và SGK mụn Toỏn được xõy dựng trờn cơ sở kế thừa những kinh nghiệm tiờn tiến ở trong và ngoài nước, theo một hệ thống quan điểm nhất quỏn về phương diện Toỏn học cũng như về phương diện sư phạm, thực hiện thống nhất trong phạm vi toàn quốc trong nhiều năm và được điều chỉnh nhiều lần cho phự hợp với thực tiễn giỏo dục ở nước ta. Trong hệ thống cỏc phương tiện dạy học núi chung, SGK Toỏn chiếm vị trớ trọng tõm, là hạt nhõn. Vỡ vậy dạy học theo hướng sử dụng cỏc PMDH phải phự hợp với chương trỡnh SGK hiện hành. Với tớnh năng của phần mềm Maple sẽ làm thể hiện được ý đồ trong SGK và những tỡnh huống cũn ẩn tàng trong SGK.
Ở mục 2.1.2, chỳng tụi đó đề cập đến nội dung nguyờn hàm, tớch phõn được trỡnh bày trong cỏc SGK [1], [4], [7], trong đú bộ SGK [4] và [7] hiện đang được triển khai trong cỏc nhà trường phổ thụng. Trong cỏc SGK này khụng những chỉ đề cập đến ứng dụng của nguyờn hàm, tớch phõn trong hỡnh học mà cũn ứng dụng trong vật lớ làm tăng cường cỏc HĐ trong giờ học.
Nguyờn tắc 3: Việc thiết kế Bài giảng cú sử dụng phần mềm Maple
trong dạy học nội dung nguyờn hàm, tớch phõn phải dựa trờn định hướng đổi mới PPDH hiện nay, tạo một mụi trường hoạt động tương tỏc cao, trong đú đề cao tớnh tớch cực, tự giỏc của HS
Để rốn luyện cho học sinh khả năng sử dụng cỏc phương tiện trực quan như mỏy tớnh điện tử và cỏc PMDH núi chung và phần mềm Maple núi riờng trước hết phải đổi mới nhận thức về vai trũ, chức năng của người GV trong quỏ trỡnh dạy học. GV phải là người hướng dẫn, tổ chức cho HS tự mỡnh khỏm phỏ kiến thức mới. Thụng qua cỏc phương tiện trực quan dạy cho HS khụng chỉ kiến thức mà cả phương phỏp học trong đú cốt lừi là phương phỏp tự học. Ở trường THPT, thụng qua dạy học toỏn cần quan tõm tới phương phỏp trực quan nhằm tạo cho HS hứng thỳ tiến hành cỏc HĐ Toỏn học, tự giỏc tỡm tũi kiến thức mới. Định hướng quan trọng trong đổi mới PPDH, hiện nay là: “Học tập
trong HĐ và bằng HĐ”, bao hàm một loạt ý tưởng lớn đặc trưng cho PPDH
hiện đại (chương 1).
Vỡ vậy, việc xõy dựng và sử dụng phần mềm Maple vào bài giảng nguyờn hàm, tớch phõn núi chung và ứng dụng tớch phõn núi riờng phải dựa trờn định hướng đổi mới PPDH hiện nay là HĐ hoỏ người học (tức là tổ chức cho HS học tập trong HĐ và bằng HĐ tự giỏc, tớch cực và sỏng tạo, được thực hiện độc lập hoặc trong giao lưu), GV tạo ra cho HS những tỡnh huống cú vấn đề thụng qua hỗ trợ của phần mềm Maple, để họ HĐ tự giỏc nhằm giải quyết vấn đề đặt ra. Thụng qua đú, HS lĩnh hội tri thức, rốn luyện kĩ năng trong giải toỏn nguyờn hàm, tớch phõn và đạt được những mục đớch học tập khỏc. Kiểu dạy học này là dạy cho HS cỏch khỏm phỏ, tức là rốn luyện cho HS cỏch thức phỏt hiện, tiếp cận và giải quyết vấn đề một cỏch khoa học. Đồng thời gúp phần bồi dưỡng người học những đức tớnh cần thiết của người lao động sỏng tạo, như
đức tớnh chủ động, tớch cực, kiờn trỡ vượt khú, tớnh kế hoạch và thúi quen tự kiểm tra.
Nguyờn tắc này chỉ đạo người GV khi sử dụng PMDH núi chung và phần mềm Maple núi riờng phải huy động một hệ thống phương phỏp tỏc động liờn tục nhờ cỏc tương tỏc từ mụi trường nhằm khờu gợi tư duy HS, tổ chức HĐ nhận thức của HS theo quy trỡnh, từ đú HS cú ý thức tự giỏc chủ động học tập, cú tinh thần ham hiểu biết, tỡm tũi khỏm phỏ.
Nguyờn tắc 4: Sử dụng phần mềm Maple trong dạy học nội dung nguyờn
hàm, tớch phõn và ứng dụng phải phự hợp với đặc điểm nhận thức của HS tức là phải đảm bảo tớnh vừa sức chung, tớnh vừa sức riờng trong dạy học.
Trong dạy học, một mặt yờu cầu vừa sức để HS cú thể chiếm lĩnh được tri thức, rốn luyện được kỹ năng, kỹ xảo, nhưng mặt khỏc lại đũi hỏi khụng ngừng nõng cao yờu cầu để thỳc đẩy sự phỏt triển của HS. "Sức" của HS, tức là trỡnh độ, năng lực của họ, khụng phải là bất biến mà thay đổi trong quỏ trỡnh học tập, núi chung là theo chiều hướng tăng lờn. Với tớnh năng của phần mềm Maple, GV tiến hành tổ chức những pha phõn hoỏ trờn lớp (thể hiện thành những bài tập phõn hoỏ) để đảm bảo tớnh vừa sức chung và tớnh vừa sức riờng trong dạy học. Đặc biệt GV cần quan tõm động viờn những HS cỏ biệt, khuyến khớch những HS khỏ giỏi.
Nguyờn tắc 5: Sử dụng phần mềm Maple trong dạy học nội dung nguyờn
hàm- tớch phõn phải chỳ trọng đến tổ chức cỏc hoạt động để HS dự đoỏn, tỡm kiếm lời giải - coi trọng quan điểm dạy học thực nghiệm.
Theo Nguyễn Cảnh Toàn [39] “Toỏn học khụng chấp nhận chứng minh bằng thực nghiệm nhưng khuyến khớch tỡm tũi bằng thực nghiệm, rồi chứng minh bằng suy diễn”. Như vậy dạy học Toỏn theo quan điểm thực nghiệm nhằm dẫn dắt HS tỡm tũi, khỏm phỏ tri thức qua những vớ dụ cụ thể, những
vấn đề cụ thể được GV cài đặt thụng qua cỏc tỡnh huống sư phạm, từ đú giỳp HS rỳt ra phỏng đoỏn, kiểm chứng cỏc phỏng đoỏn, phỏt biểu cỏc phỏng đoỏn này và dựng cụng cụ lý thuyết để khẳng định hay bỏc bỏ phỏng đoỏn. Cỏc HĐ học tập này sẽ giỳp HS làm quen với việc tự tỡm hiểu, suy luận và khẳng định hay bỏc bỏ những ý tưởng của mỡnh, coi trọng quỏ trỡnh nhận thức của bản thõn. Cỏc HĐ này cũng giỳp HS quan sỏt, thu thập dữ liệu và quy nạp từ cỏc dữ liệu cụ thể để tổng quỏt hoỏ thành cỏc giả thuyết Toỏn học. Việc học tập như vậy sẽ mang tớnh chất khỏm phỏ tri thức mới.
Để sử dụng phần mềm Maple trong dạy học nội dung nguyờn hàm, tớch phõn và ứng dụng theo quan điểm thực nghiệm đạt kết quả tốt chỳng ta cú thể ỏp dụng quy trỡnh sau:
- Thụng qua sự hỗ trợ của phần mềm Maple HS quan sỏt vớ dụ, đối tượng cụ thể như hỡnh vẽ, kết quả số;
- HS nờu ra cỏc phỏng đoỏn;
- Kiểm chứng phỏng đoỏn bằng cỏc vớ dụ cụ thể khỏc nhau, từ đú đi đến củng cố hay bỏc bỏ phỏng đoỏn;
- Phỏt biểu cỏc phỏng đoỏn đó được kiểm chứng;
- Chứng minh cỏc phỏng đoỏn bằng cụng cụ lớ thuyết của nguyờn hàm, tớch phõn và ứng dụng.
Như vậy quan điểm dạy học này cú ưu điểm là giỳp cho HS làm quen dần với việc tự tỡm hiểu, suy luận và khẳng định hay bỏc bỏ những ý tưởng do chớnh HS tỡm ra. Thụng qua phần mềm Maple giỳp HS sử dụng tốt trực giỏc của mỡnh, làm tăng tớnh nghi ngờ và rốn luyện cho HS cỏch đặt giả thuyết trước một tỡnh huống cú vấn đề.