Việc hướng dẫn học sinh thiết kế các mô hình thực tiễn không chỉ giúp các em hiểu rõ hơn về các khái niệm, kiến thức hình học mà còn tạo cơ hội để các em rèn luyện kỹ năng hợp tác, tư du
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Cơ sở lí luận và thực tiễn
2.1.1.1 Định hướng chung về đổi mới PPDH
Trong bối cảnh đổi mới giáo dục hiện nay, phương pháp dạy học cần tập trung vào việc phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh Tổ chức các hoạt động học tập thực tiễn giúp học sinh áp dụng kiến thức vào thực tế, đồng thời phát triển tư duy logic, năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo và khả năng hợp tác.
2.2.1.2 Năng lực và năng lực GQVĐ và sáng tạo, năng lực HT a) Năng lực
Năng lực được định nghĩa bởi Covaliov (1971) là một tập hợp các thuộc tính của cá nhân, giúp đáp ứng yêu cầu của hoạt động và đảm bảo hiệu quả cao trong công việc.
Năng lực được định nghĩa bởi Phạm Minh Hạc (1992) là sự kết hợp của các đặc điểm tâm lý của con người, hoạt động theo một mục đích cụ thể và tạo ra kết quả cho một hoạt động nhất định.
Theo chương trình GDPT tổng thể (tháng 12/2018), năng lực được hiểu là thuộc tính bao gồm cả đặc tính bẩm sinh và những đặc tính mới hình thành qua quá trình học tập, rèn luyện Năng lực cho phép cá nhân huy động tổng hợp kiến thức, kỹ năng và thái độ để thực hiện thành công các hoạt động trong những tình huống cụ thể Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo là một phần quan trọng trong việc phát triển năng lực này.
Theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo là một trong những năng lực chung quan trọng cần phát triển ở học sinh Năng lực này giúp học sinh chủ động đối diện với các vấn đề mới và đề xuất giải pháp sáng tạo, đồng thời phát triển tư duy linh hoạt và hiệu quả Các thành phần và biểu hiện của năng lực này rất đa dạng và cần được chú trọng trong quá trình giáo dục.
Thành phần của năng lực Biểu hiện
Nhận diện và làm rõ các ý tưởng mới từ nhiều nguồn thông tin khác nhau là rất quan trọng Việc phân tích độc lập các nguồn thông tin giúp xác định khuynh hướng và độ tin cậy của những ý tưởng này.
Phát hiện và làm rõ vấn đề Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; phát hiện và nêu được
Thành phần của năng lực Biểu hiện tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống
Hình thành và triển khai ý tưởng mới là quá trình nêu ra nhiều ý tưởng sáng tạo trong học tập và cuộc sống, suy nghĩ vượt ra ngoài lối mòn, và tạo ra yếu tố mới từ những ý tưởng khác nhau Điều này bao gồm việc hình thành và kết nối các ý tưởng, nghiên cứu để điều chỉnh giải pháp theo sự thay đổi của bối cảnh, cũng như đánh giá rủi ro và chuẩn bị các phương án dự phòng Để đề xuất và lựa chọn giải pháp, cần thu thập và làm rõ thông tin liên quan, phân tích các giải pháp khả thi và chọn ra giải pháp phù hợp nhất.
Thiết kế và tổ chức hoạt động - Lập được kế hoạch hoạt động có mục tiêu, nội dung, hình thức, phương tiện hoạt động phù hợp;
- Tập hợp và điều phối được nguồn lực (nhân lực, vật lực) cần thiết cho hoạt động
Điều chỉnh kế hoạch và thực hiện các bước giải quyết vấn đề một cách linh hoạt theo hoàn cảnh là yếu tố quan trọng để đạt được hiệu quả cao.
- Đánh giá được hiệu quả của giải pháp và hoạt động
Tư duy độc lập là khả năng đặt ra nhiều câu hỏi giá trị, không chấp nhận thông tin một chiều một cách dễ dàng Người có tư duy độc lập không thành kiến khi đánh giá vấn đề, chú trọng đến các lập luận và minh chứng thuyết phục, đồng thời sẵn sàng xem xét và đánh giá lại các quan điểm Năng lực hợp tác cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình này.
Năng lực hợp tác, theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, là một trong những năng lực chung quan trọng, thể hiện khả năng làm việc nhóm, chia sẻ ý tưởng và hỗ trợ lẫn nhau trong học tập, công việc và cuộc sống Các thành phần và biểu hiện của năng lực này rất đa dạng.
Thành phần năng lực Biểu hiện
Xác định mục đích và phương thức hợp tác
Chủ động đề xuất mục đích hợp tác để giải quyết vấn đề là rất quan trọng, không chỉ cho bản thân mà còn cho những người xung quanh Đồng thời, việc lựa chọn hình thức làm việc nhóm phù hợp với quy mô và yêu cầu nhiệm vụ cũng góp phần nâng cao hiệu quả công việc.
Xác định rõ trách nhiệm và hoạt động của bản thân là rất quan trọng Cần phân tích các công việc cần thực hiện để hoàn thành nhiệm vụ của nhóm, đồng thời sẵn sàng nhận những công việc khó khăn để góp phần vào sự thành công chung.
Xác định nhu cầu và khả năng của người hợp tác là rất quan trọng Qua việc theo dõi và đánh giá, chúng ta có thể nhận diện khả năng hoàn thành công việc của từng thành viên trong nhóm Điều này giúp đề xuất điều chỉnh phương án phân công công việc và tổ chức hoạt động hợp tác một cách hiệu quả hơn.
Tổ chức và thuyết phục người khác là kỹ năng quan trọng, bao gồm việc theo dõi tiến độ công việc của từng thành viên và cả nhóm để điều hòa hoạt động phối hợp Cần có sự khiêm tốn trong việc tiếp thu ý kiến đóng góp và nhiệt tình hỗ trợ các thành viên trong nhóm Đánh giá hoạt động hợp tác dựa trên mục đích của nhóm giúp xác định mức độ đạt được mục tiêu của cá nhân và nhóm, từ đó rút ra kinh nghiệm cho bản thân và đưa ra góp ý cho từng thành viên.
Năng lực hợp tác không chỉ hỗ trợ học sinh hoàn thành nhiệm vụ học tập mà còn là một kỹ năng thiết yếu cho công việc và cuộc sống sau này.
Giải pháp thực hiện
2.2.1 Tổ chức, hướng dẫn học sinh thiết kế các mô hình thực tiễn trong dạy học chủ đề ba đường cô nic, nhằm phát triển năng lực GQVĐ và sáng tao, năng lực hợp tác cho học sinh a) Mục tiêu: Góp phần phát triển các năng lực sau
Năng lực giải quyết vấn đề (GQVĐ) giúp học sinh nhận diện và phân tích các vấn đề, từ đó đưa ra giải pháp phù hợp khi thiết kế mô hình thực tiễn, đặc biệt trong việc vận dụng kiến thức về ba đường cô-nic.
- Năng lực sáng tạo: Khuyến khích học sinh tưởng tượng và thiết kế các mô hình thực tiễn sáng tạo liên quan đến ba đường cô-nic
- Năng lực hợp tác: Thúc đẩy sự làm việc nhóm, giao tiếp và hợp tác trong quá trình thiết kế mô hình
Bước 1 Dạy học kiến thức về ba đường cô-nic:
Sau khi hoàn thành kiến thức về ba đường Cô-nic, giáo viên tổ chức cho học sinh ôn tập và nghiên cứu lại các khái niệm quan trọng liên quan đến elip, parabol và hyperbol.
Học sinh cần khám phá các ứng dụng thực tiễn của ba đường cô-nic trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm kiến trúc, kỹ thuật, truyền thông và thiên văn học Việc hiểu rõ vai trò của các đường cô-nic sẽ giúp nâng cao kiến thức và khả năng ứng dụng trong các ngành nghề này.
Bước 2: Giáo viên giao nhiệm vụ thiết kế mô hình thực tiễn:
GV chia lớp thành 4 nhóm học sinh, mỗi nhóm có nhiệm vụ thiết kế ít nhất một mô hình thực tiễn liên quan đến ba đường cô-nic Ví dụ, các nhóm có thể thiết kế một ăng-ten parabol, mô hình cầu thang hình elip, hoặc một chiếc kính thiên văn.
* Đảm bảo tính sáng tạo: Không lấy y nguyên mô hình đã có, tạo ra mô hình mới và mang bản sắcc riêng của nhóm
Để thiết kế mô hình hiệu quả, cần vận dụng kiến thức về ba đường Cô-nic một cách cụ thể Việc hiểu rõ các đặc điểm và tính chất của đường tròn, elip, và hyperbol sẽ giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế Sử dụng các công thức và ứng dụng thực tiễn từ ba đường Cô-nic này sẽ mang lại những giải pháp sáng tạo và chính xác trong việc phát triển mô hình.
*Công cụ, phương pháp và vật liệu:
+ Có thể sử dụng các phần mềm vẽ mô hình (nếu có), như GeoGebra, SketchUp, hoặc các phần mềm thiết kế mô hình 3D
+ Vật liệu làm mô hình: Đơn giản, kinh phí ít như bìa carton, giấy, dây thép…
* Đảm bảo tính hợp tác:
Trong quá trình thiết kế mô hình, các nhóm cần thảo luận, phân chia công việc và phối hợp chặt chẽ để hoàn thành mô hình, điều này được minh chứng qua video ghi lại.
+ Khuyến khích các nhóm trao đổi ý tưởng và cùng nhau giải quyết vấn đề khi gặp khó khăn
* Sự hỗ trợ của giáo viên: HS có thể trao đổi, cần sự hỗ trợ của giáo viên khi gặp khó khăn vướng mắc
* Bước 3: Làm việc theo nhóm
+ Các nhóm tiến hành nghiên cứu, thảo luận lên ý tưởng và thống nhất lựa chọn mô hình sẽ làm
Nhóm trưởng sẽ chỉ đạo chung trong việc phân công nhiệm vụ, bao gồm thư ký, người quay video, chuẩn bị vật liệu, và trực tiếp làm mô hình Cuối cùng, một thành viên sẽ đảm nhận vai trò thuyết trình và báo cáo sản phẩm.
* Bước 4 Trình bày và đánh giá
+ GV tổ chức trình bày báo cáo trong tiết học chính khóa hoặc tiết ngoại khóa buổi chiều
Sau khi hoàn thành mô hình, các nhóm sẽ trình bày sản phẩm trước lớp, giải thích lý thuyết liên quan, quá trình thiết kế và ứng dụng thực tiễn của mô hình.
Giáo viên và các nhóm khác sẽ đánh giá sản phẩm của từng nhóm dựa trên các tiêu chí như tính sáng tạo, khả năng giải quyết vấn đề và khả năng hợp tác Quá trình thực hiện và báo cáo sản phẩm của các nhóm cũng sẽ được chú trọng.
* Lớp 10K trường THPT Thái Hòa năm học 2023 – 2024:
- Nhóm 1: các sản phẩm Mô phỏng quỹ đạo của trái đất và lưới trang trí bằng tre
+ Mô phỏng quỹ đạo của trái đất quanh mặt trời: Vận dụng định nghĩa Elip và kiến thức về mômen quay vật lý cùng để thiết kế
Hình 1 Mô hình trái đất quay quanh mặt trời
+ Lưới trang trí bằng tre: Sử dụng mô hình Hypebol quay quanh một đường thẳn
Hình 2 Mô hình trang trí lưới trang trí bằng tre
Hình 3 Đại diện nhóm 1 lớp 10 K báo cáo sản phẩm
Hình 4 Thầy kiểm nghiệm sản phẩm của nhóm 1
Hình 5 Các thành viên của nhóm 1 lớp 10K
* Nhóm 2: Hệ thống giao thông nhiều tầng, sản phẩm là sự kết hợp của các mô hình toán học Parabol, Hypebol và Elip
Hình 6 Sản phẩm cầu đa tầng của nhóm 2
Hình 7 Các thành viên của nhóm 2
*Nhóm 3: Các sản phẩm của nhóm 3
Hình 8 Mô hình Cầu Hiếu 3, TX Thái Hòa của nhóm 3 được thiết kế dựa trên mô hình Parabol
Hình 9 Đại diện nhóm 3 báo cáo sản phẩm mô hình cầu Hiếu 3
Hình 10 Đại diện nhóm 3 báo cáo sản phẩm mô hình lò phản ứng hạt nhân, có mặt cắt qua trục là đường Hypebol
Hình 11 Các sản phẩm mô hình thực tiễn của nhóm 3
Hình 12 Các thành viên nhóm 3
Hình 13 Nhóm 4 báo cáo sản phẩm mô hình cổng hình Parabol
Hình 14 Nhóm 4 báo cáo sản phẩm mô hình hệ mặt trời
Hình 15 Đại diện nhóm 4 báo cáo sản phẩm mô hình hồ cá Elip
Hình 16 Nhóm 4 báo cáo sản phẩm mô hình cảnh bằng Hypebol quay làm bằng tre
Hình 17 Các thành viên nhóm 4 cùng các sản phẩm của nhóm
Hình 18 Cả lớp 10K cùng theo dõi báo cáo sán phẩm của các nhóm
* Lớp 10A trường THPT Thái Hòa năm học 2023 – 2024:
- Nhóm 1: Mô hình công viên được thiết kế từ sự kết hợp cả ba mô hình đường
Hình 19 Đại diện nhóm 1 báo cáo sản phẩm, mô phỏng thiết kế bằng phần mềm Geobra
Hình 20 Giáo viên xem chi tiết mô hình do nhóm 1 thiết kế
* Nhóm 2: Sản phẩm đồng hồ cát
Hình 21 Nhóm 2 báo cáo sản phẩm
Hình 22 Các thành viên nhóm 2
* Nhóm 3: Mô hình cầu Parabol trên cảng dòng sông có hai bờ là mô hình Hypebol
Hình 23 Mô hình cầu cap treo parabol nối bờ sông mô hình Hypebol
Hình 24 Các thành viên nhóm 3
* Nhóm 4: Hệ thống cầu quay(sự kết hợp giữa các hình Elp, Hypebol và Parabol)
Hình 24 Mô hình cầu quay
Hình 25 Nhóm 4 trình bày, báo cáo sản phẩm, Sử dụng phần mềm Geobra cùng kiến thức về 3 đường Coonic để thiết kế mô hình
Hình 26 Các thành viên nhóm 4
Dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo, các nhóm học sinh đã nghiêm túc áp dụng kiến thức toán học về ba đường Cônic để thiết kế những mô hình thực tiễn đa dạng và phong phú.
Việc làm việc theo nhóm với phân công nhiệm vụ rõ ràng và tranh luận để đạt được sự thống nhất trong sản phẩm đã giúp các em phát triển năng lực hợp tác Sản phẩm cuối cùng không chỉ được ghi nhận bởi các nhóm khác mà còn được thầy giáo đánh giá cao, góp phần quan trọng vào sự phát triển kỹ năng làm việc nhóm của các em.
Khi nhận nhiệm vụ từ Thầy giáo, các nhóm đã họp để phân tích các tình huống thực tiễn và áp dụng kiến thức Toán vào thiết kế và thực hiện ý tưởng Trong quá trình này, các em đã xem xét và điều chỉnh giải pháp thiết kế để hoàn thiện sản phẩm một cách chất lượng và sáng tạo Điều này đóng góp quan trọng vào việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và khả năng sáng tạo cho học sinh.
2.2.2 Tổ chức, hướng dẫn học sinh thiết kế các mô hình thực tiễn trong dạy học chủ đề quan hệ vuông góc trong không gian nhằm phát triển năng lực GQVĐ và sáng tao, năng lực hợp tác cho học sinh a) Các bước thực hiện:
Bước 1 Dạy học kiến thức về quan hệ vuông góc:
Sau khi hoàn thành kiến thức về quan hệ vuông góc, giáo viên tổ chức cho học sinh ôn tập lại các khái niệm quan trọng như hai đường thẳng vuông góc, đường thẳng vuông góc với mặt phẳng, hai mặt phẳng vuông góc, cũng như các loại hình chóp, lăng trụ và hình đa diện.
- Yêu cầu HS tìm hiểu các ứng dụng thực tiễn của quan hệ vuông góc trong không gian trong các lĩnh vực như kiến trúc, kỹ thuật,
Bước 2: Giáo viên giao nhiệm vụ thiết kế mô hình thực tiễn:
