LỚP 10 NHẰM PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG TOÁN HỌC TRONG GIÁO DỤC STEM
3.2. Thiết kế một số chủ đề giáo dục STEM nhằm phát triển kỹ năng Toán học (Hình học lớp 10)
3.3.2. Biện pháp 2: Tăng cường hoạt động củng cố theo hướng khai thác các ứng dụng của môn Toán vào các bộ môn khoa học khác
a) Cơ sở của biện pháp
Hoạt động củng cố trong DH toán là hoạt động hết sức cần thiết, nó giúp cho HS nắm vững kiến thức, biết vận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống cụ thể. Toán học là môn học cung cấp công cụ cho bộ môn Vật lý, Hóa học, Sinh học và áp dụng vào bài toán trong thực tế cuộc sống. Vì vậy, GV có thể khai thác các ứng dụng của môn Toán vào bộ môn khoa học khác và thực tiễn trong hoạt động củng cố kiến thức cho HS.
Hoạt động này vừa giúp cho HS nắm vững kiến thức không chỉ của môn Toán mà các em còn được củng cố thêm kiến thức của môn Vật lí, Sinh học, Hóa học. HS thấy được ý nghĩa của Toán học đối với môn Vật lí, Sinh học, Hóa học thấy được việc học toán là thực sự cần thiết, từ đó giúp cho HS có
thêm động lực để học tập môn Toán và tạo hứng thú học tập cho HS được tốt hơn.
b) Quy trình thực hiện biện pháp
Bước 1: Tìm hiểu kĩ nội dung lí thuyết toán học sẽ hình thành cho HS và những ứng dụng của kiến thức đó vào bộ môn Vật lí, Hóa học, Sinh học.
Bước 2: Tìm tòi một số ứng dụng của kiến thức đó vào các môn khoa học khác và thực tiễn.
Bước 3: Nghiên cứu và lựa chọn ứng dụng.
Khi nghiên cứu và lựa chọn ứng dụng của kiến thức đó vào bộ môn Vật lí, Sinh học, Hóa học cần đảm bảo không đòi hỏi quá nhiều tri thức chuyên sâu của môn Vật lí, Sinh học, Hóa học giải quyết vấn đề không quá phức tạp.
Bước 4: Đưa ra hoạt động củng cố theo hướng khai thác các ứng dụng của môn Toán vào bộ môn Vật lí, Sinh học, Hóa học và thực tiễn.
GV thực hiện bước này bằng các hoạt động cụ thể sau đây: Nhận dạng và thể hiện khái niệm hoặc định lí toán học; Hoạt động ngôn ngữ; Khái quát hóa, đặc biệt hóa và hệ thống hóa những khái niệm hoặc định l đã học.
Ví dụ 3.2. Củng cố chủ đề hàm số bậc nhất và bậc hai (ví dụ này có thể sử dụng cho HS trong tiết học ôn tập hàm số bậc nhất và bậc hai xem phụ lục Bước 1: GV cần tìm hiểu kĩ nội dung lí thuyết toán học: các khái niệm về hàm số bậc nhất và bậc hai.
Bước 2: Tìm tòi một số ứng dụng của hàm số bậc nhất và bậc hai vào bộ môn Vật lý, Hóa học, Sinh học và thực tiễn.
Ứng dụng 1: Khi biết phương trình quỹ đạo chuyển động của vật là một hàm số bậc hai ta có thể vẽ được quỹ đạo chuyển động của vật. Đây là ứng dụng thể hiện kỹ năng nhận dạng khái niệm hàm số bậc hai. Hoạt động này góp phần củng cố cho HS về kiến thức môn Toán và môn Vật lý.
Ứng dụng 2: Khi biết phương trình quỹ đạo chuyển động của vật là một hàm số bậc hai ta có thể tìm được vị trí của vật khi ở điểm cao nhất trong quỹ đạo
hoặc ở điểm thấp nhất trong quỹ đạo. Ứng dụng này thể hiện kỹ năng tư uy và lập luận trong toán học. Khi quỹ đạo chuyển động là hàm số bậc hai thì vật ở điểm cao nhất tương tự như đỉnh của hàm số bậc hai…
Ứng dụng 3: Khi biết quỹ đạo chuyển động của vật là parabol, dựa vào một số điểm trên quỹ đạo ta có thể tìm phương trình quỹ đạo chuyển động của vật là một hàm số bậc hai. Kỹ năng đặt và giải quyết vấn đề được đề cập đến trong ứng dụng này. Hoạt động này còn giúp HS liên hệ đến bài toán xác định parabol khi biết một số yếu tố.
Ứng dụng 4: Một số bài toán hóa học áp dụng phương pháp khảo sát đồ thị hàm số để giải. Đây là nội ung đòi hỏi HS không những hiểu rõ về bản chất của đồ thị hàm số bậc nhất, bậc hai mà còn rèn luyện cho HS kỹ năng giao tiếp toán học thông qua bài tập môn Hóa.
Bước 3: Nghiên cứu những ứng dụng trên ta có thể lựa chọn ứng dụng 3 để củng cố kiến thức.
Bước 4: Đưa ra hoạt động củng cố theo hướng khai thác các ứng dụng 3 trong trường hợp này ta có thể làm như sau:
Sau khi HS được học xong khái niệm hàm số bậc hai và đồ thị của hàm số bậc hai GV có thể củng cố khái niệm này cho HS bằng hoạt động nhận dạng và thể hiện khái niệm như sau:
+ Hoạt động 1 (nhận dạng khái niệm hàm số bậc hai). Trong các hàm số sau, hàm số nào là hàm số bậc hai.
A.h t( )= - 5t3+ v t0 + h0 B. h t( )= - 5t2 + v t0 + h0
C. h t( )= - 5t+ v t0 D. h t( )= - 5t3+ h0
+ Hoạt động 2 (thể hiện khái niệm hàm số bậc hai). GV yêu cầu HS: Hãy lấy ví dụ về hàm số bậc hai đã học trong môn Vật lí? HS có thể đưa ra câu trả lời như chuyển động ném xiên của một vật.
Sau khi HS được học xong phần đồ thị của hàm số bậc hai GV có thể củng cố
kiến thức này cho HS thông qua hoạt động ngôn ngữ như sau:
Hoạt động 3. Bài toán: Khi một vật được ném lên thì chiều cao h m( ) so với
mặt đất theo thời gian t (giây) được tính bởi hàm số h t( )= - 5t2 + v t0 + h0 với v0 là vận tốc ban đầu của vật, h0 là độ cao ban đầu của vật.
Một quả bóng được cầu thủ đá lên từ mặt đất với vận tốc ban đầu là 20m/giây.
a. Tính chiều cao cực đại của quả bóng.
b. Sau bao lâu, bóng sẽ rơi xuống mặt đất?
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh GV: Em có nhận xét gì về phương
trình quỹ đạo của quả bóng?
GV: Qũy đạo của vật có dạng như thế nào?
GV: Em có nhận xét gì về chiều cao cực đại của vật và đỉnh của parabol ? GV: Hãy tìm tung độ đỉnh của
parabol?
HS: Phương trình quỹ đạo của quả bóng là một hàm bậc hai với
5, 20, 0
a= - b= c= h
HS: Qũy đạo của vật là một parabol có bề lõm hướng xuống ưới.
HS: Chiều cao cực đại của vật bằng tung độ đỉnh của parabol
HS: Gọi I là đỉnh của parabol, ta có:
20 2
2 2.5
h b a
= - = =
Nhận xét:
Trong hoạt động trên GV đã hướng d n HS chuyển đổi từ ngôn ngữ vật lý sang ngôn ngữ toán học cụ thể là: “Phương trình quỹ đạo của vật bị ném
xiên” thành “hàm số bậc hai”, “ quỹ đạo của vật bị ném xiên” thành “ parabol” “ tầm bay cao của vật” thành “ tung độ đỉnh của parabol” rồi dùng kiến thức của toán học để tìm tung độ đỉnh của parabol, sau đó HS lại chuyển đổi từ ngôn ngữ toán học sang ngôn ngữ vật l để kết luận bài toán. Hoạt động này đã củng cố kiến thức về đồ thị của hàm số bậc hai theo hướng khai thác
các ứng dụng của nó vào bộ môn Vật lí thông qua hoạt động ngôn ngữ. Như vậy, với bài toán trên đã phát triển được kỹ năng giao tiếp toán học cho HS.
Kết lu n hươ g 3
Trong chương 3, người viết đã trình bày được quy trình thiết kế cho chủ đề giáo dục STEM trong dạy học môn Toán. Đồng thời tác giả cũng đã thiết kế hai chủ đề giáo dục STEM gồm chủ đề vectơ và hệ thức lượng trong tam giác. Nội ung chương này được thiết kế nhằm định hướng cho quá trình TN sư phạm ở chương 4.
CHƯƠNG 4