luận văn đại học sư phạm Sử dụng Phần mềm Cabri 3D trong dạy hoc chương đường thẳng và mặt phẳng trong không gian. quan hệ song song

học theo hướng sử dụng CNTT như là công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho đổimới phương pháp dạy học, học tập ở tất cả cỏc mụn học”.Theo kinh nghiệm giảng dạy của nhiều giáo viên, trong chương

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Điều 28.2 trong luật giáo dục năm 2005 viết: "Phương pháp giáo dụcphổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của họcsinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phươngpháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiếnthức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tậpcho học sinh"

Nghị quyết Hội nghị lần thứ 2 Ban chấp hành Trung ương Đảng cộngsản Việt Nam (khóa VIII, 1997) tiếp tục khẳng định : “Phải đổi mới phươngpháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thànhnếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiêntiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, bảo đảm điều kiện và thờigian tự học, tự nghiên cứu cho HS, nhất là sinh viên đại học”

Vì vậy quan điểm chung về đổi mới PPDH môn Toán hiện nay ởtrường THPT là tổ chức cho HS được học tập trong hoạt động và bằng hoạtđộng một cách tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo Dưới sự hướng dẫncủa thầy, HS có thể tự phát hiện ra vấn đề và suy nghĩ để tìm cách giải quyếtvấn đề đó

Thực tế giảng dạy cho thấy dạy học với sự hỗ trợ của các phương tiện

kỹ thuật mỗi tiết học trở nên sinh động hơn, kích thích được hứng thú học tậpcủa học sinh hơn Ngay trong chỉ thị số 29/2001/CT – Bộ giáo dục và Đào tạo(BGD & ĐT) ngày 30/7/2001 của Bộ trưởng BGD & ĐT về việc tăng cườngdạy, đào tạo và ứng dụng CNTT trong ngành giáo dục giai đoạn 2001 – 2005

đã yêu cầu: “Đẩy mạnh ứng dụng CNTT ở tất cả các cấp học, bậc học, ngành

học theo hướng sử dụng CNTT như là công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho đổimới phương pháp dạy học, học tập ở tất cả cỏc mụn học”.

Theo kinh nghiệm giảng dạy của nhiều giáo viên, trong chương trìnhToán phổ thông, hình học không gian là một phần tương đối khó, trừu tượngđối với học sinh, từ việc tiếp cận các khái niệm, định lý đến thực hành giải bàitập Thực tế giảng dạy (cũng như sách giáo khoa) hiện nay cho thấy đa số cáckết quả của hình học không gian đến với học sinh còn khiên cưỡng và trừutượng, thiếu tự nhiên, không phát huy được tính tự giác, chủ động của ngườihọc Các em không có hình dung trực quan về các hình ảnh không gian màmình nghiên cứu Điều này dẫn đến một thực trạng là để giải được các bàitoán hình học không gian, các em buộc phải ghi nhớ các kết quả, định lý mộtcách máy móc, thụ động

Chương "Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Quan hệ songsong" là chương đầu tiên trong chương trình hình học không gian lớp 11.Nhiệm vụ của chương này là cung cấp cho học sinh hệ thống tiên đề, các kháiniệm cơ bản, quan hệ song song giữa đường thẳng và mặt phẳng, là nền tảng

để tiếp cận chương quan hệ vuông góc Vì vậy việc nắm vững chương này có

ý nghĩa đặc biệt quan trọng

Việc sử dụng phần mềm Cabri 3D trong việc dạy học hình học khônggian chương "Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Quan hệ songsong" nhằm mục đích giúp cho HS tự tìm tòi khám phá từ đó dễ dàng tiếpnhận các kiến thức này một cách tự nhiên

Với mong muốn góp phần vào việc cải tiến phương pháp giảng dạy vàphương pháp học tập của trò với sự trợ giúp của CNTT như một công cụ để

chủ động phát hiện ra vấn đề, đề tài được chọn là: "Sử dụng Phần mềm Cabri

3D trong dạy hoc chương ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG TRONG KHÔNG GIAN QUAN HỆ SONG SONG" (Hình học 11).

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu

- Mục đích nghiên cứu là xõy dựng một phương án sử dụng Cabri 3D trong dạy

học chương "Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Quan hệ songsong" - Hình học không gian 11

- Nhiệm vụ nghiên cứu:

+ Làm rõ cơ sở lý luận của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạyhọc

+ Đề xuất một phương án sử dụng phần mềm Cabri 3D hỗ trợ việc họchình học không gian cho học sinh

+ Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả củaphương án đã đề xuất

3 Giả thuyết khoa học

Có thể khai thác sử dụng Cabri 3D trong dạy học hình học không gian

11, nhằm nâng cao chất lượng dạy học hình học không gian, tăng cường tíchtích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận

Nghiên cứu định hướng đổi mới phương pháp dạy học, phần mềm Cabri 3D,chương trình, nội dung hình học không gian 11

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả củaphương án đã đề xuất.

5 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn

Chương 2: Sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học chương "Đường thẳng

và mặt phẳng trong không gian Quan hệ song song"

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG TRONG ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

1.1.1 Định hướng đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông

Định hướng đổi mới PPDH đã được khẳng định trong Nghị quyết

TW 4 khoá VII, Nghị quyết TW 2 khoá VIII và được pháp chế hoá trong LuậtGiáo dục (sửa đổi) Nghị quyết TW 2 (khoá VIII) nêu rõ: “Đổi mới mạnh mẽphương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rènluyện nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phươngpháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào trong quá trình dạy học, bảo đảmđiều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, nhất là sinh viên đạihọc”

Điều 24.2 Luật Giáo dục 2005 quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh; phù hợp với đặc diểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”

Chiến lược phát triển giáo dục 2001- 2010 (Ban hành kèm theo Quyết định số 201/2001/QĐ- TTg ngày 28 tháng 12 năm 2001 của Thủ tướng Chínhphủ), ở mục 5.2 ghi rõ: “Đổi mới và hiện đại hoá phương pháp giáo dục Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống và

có tư duy phân tích, tổng hợp; phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng

cường tính chủ động, tính tự chủ của học sinh, sinh viên trong quá trình học tập, ”.

Như vậy, việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường trung học phổ thông được diễn ra theo bốn hướng chủ yếu:- Phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh - Bồi d

- Phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh

- Bồi dưỡng phương pháp tự học.- Rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn - Tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh.Trong đó, hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh là cơ bản, chủ yếu, chi phối đến ba hướng sau

- Rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

- Tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh.Trong đó, hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh là cơ bản, chủ yếu, chi phối đến ba hướng sau

1.1.2 Vai trò của công nghệ thông tin và truyền thông trong việc đổi mới phương pháp dạy học

Các nhà khoa học đã khẳng định chưa có một ngành khoa học và côngnghệ nào lại có nhiều ứng dụng như CNTT –TT Trong thập kỉ vừa quaInternet, công nghệ truyền thông đa phương tiện (multimedia) đã mang đếnnhững biến đổi to lớn có tính cách mạng trên quy mô toàn cầu trong nhiềulĩnh vực trong đó có giáo dục CNTT – TT cũng đã mang lại những triển vọngmới cho ngành giáo dục ở chỗ CNTT – TT không chỉ thay đổi căn bảnphương thức điều hành và quản lý giáo dục mà còn tác động mạnh mẽ làmthay đổi nội dung và phương pháp dạy học CNTT – TT đã trở thành một bộphận giáo dục về khoa học, công nghệ cho mọi học sinh Kỹ năng sử dụngMTĐT đã trở thành thiết yếu và không thể thiếu đối với học sinh

CNTT – TT góp phần đổi mới nội dung, phương pháp dạy học Chúng

ta có thể khai thác những thành tựu của CNTT – TT trong dạy và học CNTT– TT tạo ra một môi trường dạy và học mới với tài nguyên học tập phong phú

HS tiếp cận bài học qua nhiều kênh thông tin đa dạng: văn bản, hình ảnh tĩnh,hình ảnh động… HS có cơ hội quan sát, tìm hiểu và hình thành các khái niệmphức tạp trong cuộc sống CNTT – TT tạo ra sự tương tác trao đổi thông tin

đa chiều giữa HS – GV, GV – HS Các phần mềm dạy học tạo ra môi trườngthuận lợi để tổ chức các hoạt động học tập hướng vào lĩnh hội tri thức, khuyếnkhích học sinh tìm tòi, luyện tập các kĩ năng cần thiết, năng lực sử dụng thôngtin để phát hiện và giải quyết vấn đề góp phần phát huy tính sáng tạo, khảnăng tư duy độc lập, phương pháp và cách thức làm việc hợp tác

CNTT – TT góp phần đổi mới việc dạy và học: việc chuẩn bị và lên lớpcủa GV; tác động tích cực tới quá trình học tập của HS, tạo ra môi trườngthuận lợi cho việc học tập của HS mà đặc biệt là tự học Bên cạnh việc tiếpnhận kiến thức từ giáo viên, sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, học sinh còn

có thể tiếp cận với kiến thức, với thế giới khách quan qua "sách giáo khoađiện tử", CD - ROM, Internet… Các phần mềm vi thế giới tạo ra một môitrường thuận lợi, một thế giới sinh động thu nhỏ để kích thích trí tò mò, gợinhu cầu tìm hiểu, khám phá, giúp học sinh chủ động, sáng tạo trong quá trìnhtiếp cận và chiếm lĩnh tri thức

CNTT – TT tạo ra các mô hình dạy học mới như: dạy học có sự trợgiúp của máy tính (Computer Based Training - CBT), dạy học trên nềnwebsite (Web Based Training - WBT), dạy học qua mạng (Online Learning -Training - OLT), dạy học từ xa (Distance Learning), sử dụng CNTT – TTtạo ra một môi trường ảo để dạy học (E- learning)

1.2 PHẦN MỀM CABRI 3D

1.2.1 Giới thiệu chung về phần mềm Cabri 3D

Phần mềm Cabri được viết vào thập niên 1980, tại Phòng Nghiên cứu củaCNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) và trường Đại họcJoseph Fourier ở Grenoble, Cộng hoà Pháp Phần mềm Cabri sử dụng trênnhiều hệ điều hành, có giao diện rất thân thiện và hiện nay đã được Việt hóa.Năm 2004, Giáo sư Jean-Marie Laborde cựng nhúm Cabrilog tiếp tục đemnhững thành quả của Cabri II vào không gian 3 chiều để cho ra đời phần mềmCabri 3D hỗ trợ dựng hình trong không gian Cabri 3D là phần mềm hình họcđầu tiên có phiên bản không gian Với phần mềm Cabri, người sử dụng có thểtác động trực tiếp lên đối tượng hình học đang khảo sát, thay đổi và di chuyểnhình ở nhiều vị trí khác nhau, thay đổi các tham số, dự đoán các tính chất củamột đối tượng, kết hợp giữa hình học và giải tích

Cách cài đặt và kích hoạt chương trình Cabri 3D

+ Yêu cầu kĩ thuật

• Máy tính PC

Hệ điều hành : Windows 98 IE5, Me, NT4, 2000, XP

Cấu hình tối thiểu : CPU tốc độ 800 MHz hoặc cao hơn, ít nhất 256 Mo

RAM, với thẻ đồ hoạ tương thích Open GL với ớt nhõt 64 Mo RAM

• Máy Macintosh : Mac OS X, phiên bản 10.3 hoặc mới hơn

+ Cài đặt

Dùng đĩa CD trong hộp :

• Máy tính PC : Cho đĩa CD vào ổ đĩa và làm theo chỉ dẫn Nếu chế độ khởiđộng tự động không được kích hoạt, hãy thực hiện cài đặt thủ công chươngtrình setup.exe từ đĩa CD

• Máy tính Mac OS : Chép biểu tượng Cabri 3D v2 vào trong thư mục ứng

1.2.2 Các công cụ và chức năng của Cabri 3D

Cabri 3D có một hệ thống các công cụ, chức năng rất phong phú

Các công cụ để xác định các đối tượng cơ bản như điểm, đường (đườngthẳng, đoạn thẳng, tia, vectơ, đường tròn, cụnic, đường giao các đối tượng),mặt (mặt phẳng, nửa mặt phẳng, miền, tam giác, đa giác), hình chóp, hình trụ,hình nón, hình cầu

- Ví dụ, để vẽ đoạn thẳng AB,

+ Trước tiên, ta dựng hai điểm A, B bằng cách sử dụng công cụ Điểm;

+ Kích chuột vào 2 vị trí bất kì, ta dựng được hai điểm A, B;

+ Kích chuột vào công cụ Đoạn thẳng ;

+ Kích chuột vào A, B, ta dựng được đoạn thẳng AB.

- Hay để dựng hình cầu ta làm như sau:

+ Kích chuột và giữ con trỏ trờn phím Mặt (bảng chọn thứ tư từ bên

trỏi) và chọn Hình cầu;

+ Kích chuột lần thứ nhất vào một vị trí bất kỳ nằm trên mặt phẳng cơ sở để xác định tâm hình cầu

+ Kích chuột lần thứ nhất vào một vị trí bất kỳ nằm trên mặt phẳng

cơ sở để xác định tâm hình cầu;

+ Tiếp theo kích chuột vào vị trí cách khoảng 2cm ở bên trái của điểm thứ nhất, ta dựng được hình cầu;

+ Để sửa hình cầu, chọn công cụ Thao tác và chọn Chọn ;

+ Để thay đổi kích thước của hình cầu, kích chuột vào điểm thứ

nhất hoặc điểm thứ hai mà ta đã dựng và rê chuột; + Đểdịch chuyển hình cầu, chọn hình cầu và dùng con trỏ để dịch

+ Để dịch chuyển hình cầu, chọn hình cầu và dùng con trỏ để dịch

chuyển tới một vị trí mới

Các công cụ dựng các đối tượng hình học mới trên cơ sở các đối tượng

đó cú như: vuông góc (đường thẳng hoặc mặt phẳng vuông góc), song song(đường thẳng hoặc mặt phẳng song song), mặt phẳng trung trực, trung điểm,tổng các vectơ Khi thay đổi yếu tố ban đầu thỡ cỏc đối tượng mới cũng thayđổi nhưng chúng vẫn bảo toàn các thuộc tính đó cú

Ví dụ, xét hình chóp S.ABCD

Để dựng mặt phẳng trung trực cạnh SA,

+ Ta kích chuột vào công cụ Mặt phẳng trung trực;

+ Kích chuột vào cạnh SA, ta dựng được mặt phẳng trung trực;

Các chức năng trong soạn thảo như cắt, chộp, dỏn, xoỏ,… của Cabri3D tương tự với các phần mềm soạn thảo khác trong môi trường Windowsnên rất thuận tiện cho người sử dụng Tuy nhiên khi xoá một đối tượng nào đóthỡ cỏc đối tượng phụ thuộc vào đối tượng này cũng bị xoá bỏ theo

Chức năng hình cầu kính: thay đổi cỏc gúc nhỡn Chức năng này chophép người sử dụng có thể hiển thị được cỏc hỡnh đó dựng dưới các góc độkhác nhau giống như là chúng nằm trong một hình cầu kính mà ta có thể xoaytheo mọi hướng

Chức năng che/ hiện: cho phép che các đối tượng đã được dựng trước

đó và trong các trường hợp cần thiết sẽ hiện nó lại Chức năng này dùng để ẩnbớt các chi tiết phụ, các chi tiết trung gian đã sử dụng trong quá trình vẽ hình

Chức năng hoạt náo và tạo vết: Cabri 3D cho phép kết hợp tạo ra cáchoạt náo tự động cho các đối tượng Bằng cách tạo ra một điểm chuyển độngtrên một đường tròn hoặc một đoạn thẳng, sau đó ta có thể chuyển động tất cảcác đối tượng liên kết với điểm này, từ đó xác định vết của một số yếu tố liênquan đến điểm chuyển động Chức năng này được ứng dụng trong bài toántìm quỹ tích

Ví dụ: Cho hình chóp S.ABCD, AB không song song với CD Điểm E nằm trên cạnh SA Mặt phẳng (BCE) cắt SD tại F BF cắt CE tại K Bằng chức năng hoạt náo ta có thể nhìn thấy được quĩ tớch cỏc điểm K khi E

di động trên cạnh SA.

Chọn công cụ Vết, chọn điểm K

Chọn Cửa sổ/ Hoạt náo Kích chuột vào điểm E (hoặc có thể chuyển

động điểm E bằng tay).

Ta sẽ nhìn thấy vết (quỹ tích) của điểm K chính là đường thẳng SO (O

là giao điểm hai đường chéo của tứ giác ABCD).

Chức năng quay tự động: cho phép quay toàn bộ kết quả một phépdựng hình xung quanh trục tâm của nó.

Chức năng hiện lại các bước dựng hình: Cabri 3D cho phép hiện lại tất

cả các bước dựng của một hình đã cho Ta cũng có thể dừng lại ở bất kì mộtbước nào và bắt đầu các bước dựng từ đầu đến bước này

Chức năng thay đổi các thuộc tính đồ hoạ của các đối tượng của Cabri3D rất phong phú: chọn màu, chọn kiểu, chọn kích cỡ của bề mặt, của đườngviền, của điểm

Sử dụng phương tiện trực quan là việc không thể thiếu trong dạy họchình học Với Cabri 3D, trước hết ta khai thác các công cụ vẽ hình để thể hiệncác yếu tố của hình vẽ một cách nhanh chóng, chính xác, sau đó cho thay đổi

độ đậm nhạt, màu sắc, … của hình vẽ để tập trung chú ý của học sinh vào một

số yếu tố của hình vẽ Như vậy, với các hình vẽ bằng Cabri 3D, học sinh sẽphát hiện rất nhanh (nhờ quan sát bằng mắt) các quan hệ song song, vuônggóc, thẳng hàng, đồng quy, cũng như hình dạng đường đi của điểm chuyểnđộng… Bằng trực quan học sinh sẽ ước lượng, nhận dạng, tìm ra các mốiquan hệ hình học chứa đựng bên trong hình vẽ Vấn đề này nói lên tính ưu

việt của đồ hoạ máy tính so với các phương tiện đồ dùng dạy học hình họctruyền thống và như vậy Cabri 3D trở thành chiếc cầu nối giữa hoạt động dạy

và học

1.3 NỘI DUNG CHƯƠNG "ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG TRONG KHÔNG GIAN QUAN HỆ SONG SONG"

Ở cấp THCS, học sinh đã được học hình học không gian thông qua một

số hình như: hình chóp, hình hộp, hình lập phương, hình nón, hình cầu,… vàmối quan hệ giữa các đối tượng: điểm, đường thẳng, mặt phẳng nhưng chỉ ởmức độ làm quen với hình học không gian Chương này nghiên cứu một cách

có hệ thống hai khái niệm cơ bản của hình học không gian: đường thẳng, mặtphẳng và các mối quan hệ giữa chúng, đặc biệt là quan hệ song song, đồngthời bước đầu cho học sinh làm quen với phương pháp tiên đề Học xongchương này, học sinh cần nắm được các điều kiện xác định mặt phẳng, dấuhiệu nhận biết hai đường thẳng song song, nhận biết một đường thẳng songsong với một mặt phẳng, nhận biết hai mặt phẳng song song với nhau Giáoviên cần cho học sinh thấy rằng: các bài toán xác định thiết diện của một hìnhđóng vai trò quan trọng trong việc giúp học sinh nhớ lại các khái niệm, tínhchất đã học và hình dung được hình dáng của cỏc hỡnh

Chương này gồm 5 bài (15 tiết), chúng tôi sắp đặt lại cho phù hợp vóiphương pháp dạy có sử dụng phần mềm như sau:

1 Đại cương về đường thẳng và mặt phẳng 2 tiết

3 Đường thẳng song song với mặt phẳng 1 tiết

để phù hợp với phương pháp dạy học có sự hỗ trợ của phần mềm

CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM CABRI 3D TRONG DẠY HỌC

CHƯƠNG ’’ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG TRONG KHÔNG GIAN QUAN HỆ SONG SONG”

2.1 PHƯƠNG HƯỚNG VÀ TỔ CHỨC

2.1.1 Phương hướng khai thác các tính năng của Cabri 3D

Trước hết ta có thể khai thác chức năng vẽ hình của Cabri 3D Phần

mềm Cabri 3D cho phép vẽ hình nhanh, đẹp, trực quan cỏc hỡnh trong sáchgiáo khoa, sách bài tập thuộc chương trình hình học không gian 11 Công việcnày từ trước đến nay là một trở ngại đối với giáo viên

Mặt khác, các hình vẽ bằng những phương tiện dạy học truyền thốngtrước đây đều là ”hỡnh bất động ” Phần mềm Cabri 3D cho phép dời hình từchỗ này đến chỗ khác, xoay hình để quan sát theo các góc độ khác nhau.Cabri cho phép để lại vết của một yếu tố động được chọn trong quá trình dịchchuyển Nhờ tính chất này, phần mềm cho phép hiển thị một cách dễ dàngmột tập hợp điểm Người sử dụng cũng có thể dựng ảnh một đối tượng quacỏc phộp biến hình thông thường như: đối xứng tâm, đối xứng trục, quay, tịnhtiến

2.1.2 Phương hướng xây dựng phương án sử dụng Cabri 3D

- Nghiên cứu sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài liệu tham khảo đểthiết kế các tiết dạy học, hướng dẫn học sinh sử dụng phần mềm Cabri 3Dtương ứng với từng nội dung dạy học nhằm phát huy được các tính năng ưuviệt của phần mềm

Giáo viên tìm tòi phát hiện những hoạt động trong giờ học có thể khaithác thế mạnh của MTĐT và Cabri 3D để tổ chức cho học sinh hoạt động

nhằm tăng cường tích cực hoá quá trình nhận thức trong hoạt động học tậpcủa học sinh, trong đó chú ý đến các tình huống khai thác được tính trựcquan, tính động, tính cấu trúc, tính liên tục của Cabri 3D Khi lựa chọn cáchoạt động cần phải căn cứ vào nội dung, trình tự logic của mạch kiến thức.

Cụ thể phải xác định rõ ta thiết kế sử dụng Cabri 3D nhằm hình thành kháiniệm mới hay hình thành và hỗ trợ chứng minh định lý hay giải bài tập, ôntập, tổng kết… cùng với việc hướng dẫn học sinh kĩ năng sử dụng phần mềm

để thực hiện các yêu cầu giáo viên đề ra Mặt khác cần phải chú ý đến tínhhiệu quả khi sử dụng chúng

- Một số nội dung dạy học được giao cho học sinh chuẩn bị trước hoặc làmbài tập ở nhà

- Đánh giá kết quả giờ dạy qua phiếu điều tra, rút kinh nghiệm, chỉnh sửabài dạy

2.1.3 Tổ chức thực hiện

Trước tiên, giáo viên chuẩn bị phương tiện kĩ thuật như máy tính điện

tử, máy chiếu đa năng và các phương tiện dạy học khác Nếu cần, có thể bố trílại sơ đồ chỗ ngồi trong lớp nếu tiết học có những hoạt động được tổ chứctheo hình thức nhóm nhỏ Trong một số tiết dạy, giáo viên có thể hướng dẫnhọc sinh chuẩn bị, hoàn thành một số yêu cầu trước tiết học Tùy theo mức độthích hợp của mỗi bài dạy mà GV tổ chức cho học sinh sử dụng phần mềmtrong dạy học theo nhóm hay độc lập tại lớp hay ở nhà

* Sử dụng Cabri 3D trong dạy học theo nhóm

Lớp học được chia thành cỏc nhúm nhỏ, mỗi nhúm cú ít nhất mộtmáy tính có cài đặt Cabri 3D Nếu các máy tính được nối mạng thỡ cỏc nhúm

có thể chia sẻ thông tin với nhau Các hoạt động chủ yếu trong tiết học baogồm:

- Giáo viên giao nhiệm vụ cho cỏc nhúm thông qua các chủ đề, phiếu học tập

- Các thành viên trong nhóm sử dụng chung một máy tính, có trách nhiệmcộng tác, chia sẻ những ý tưởng của bản thân để hoàn thành nhiệm vụ củanhóm cũng như của bản thân

Ở hình thức này, mỗi người trong nhóm đều có thể trực tiếp làm việcvới máy tính điện tử và có cơ hội để thể hiện, trao đổi những suy nghĩ của bảnthân với cả nhóm, góp phần kiểm chứng những nhận định, phán đoán của cácthành viên khác trong nhóm Mỗi học sinh không chỉ nghe, tập làm mà cònhướng dẫn cho bạn cùng làm qua đó góp phần tăng hiệu quả học tập của cảhọc sinh được giúp đỡ và những học sinh đã giúp đỡ các bạn khác Mặt khác,những học sinh kém sẽ có khả năng, cơ hội bày tỏ và học hỏi nhiều hơn ởchớnh cỏc thành viên trong nhóm

* Học sinh sử dụng Cabri 3D một cách độc lập trên lớp

Lớp học được tổ chức tại phòng máy tính, mỗi học sinh có một máytính điện tử Hình thức này cho phép giáo viên tổ chức các hoạt động phù hợpvới khả năng nhận thức, năng lực của từng học sinh trong lớp Do vậy họcsinh có điều kiện phát huy hết khả năng của bản thân Đây là môi trường thíchhợp để thực hiện dạy học phõn hoá

* Học sinh sử dụng Cabri 3D tại nhà

Trong điều kiện gia đình học sinh có máy tính điện tử, giáo viên có thể

tổ chức, hướng dẫn học sinh sử dụng Cabri 3D để thực hiện một số nội dungtrước khi đến lớp Như vậy, học sinh sẽ nghiên cứu, tìm tòi, khám phá và dựđoán kết quả trước khi đến trường Trong giờ học, giỏơ viờn yêu cầu học sinh

cho biết kết quả của mình, từ đó nhận xét, đưa ra kết luận chung và giải quyếttrọn vẹn các nội dung này tại lóp.

* Thiết kế phiếu học tập để tổ chức các hoạt động hình học với Cabri 3D

Về hình thức, phiều học tập được in trên giấy kết hợp với việc giáoviên trình chiếu bằng phần mềm power point gồm các thông tin:

+ Hướng dẫn những hoạt động sử dụng Cabri 3D của học sinh

+ Hướng dẫn học sinh chú ý quan tâm đến những thông tin quan trọngcần phân tích, xử lý

Hoạt động sử dụng phiếu học tập được thực hiện xen kẽ trong quá trìnhlên lớp Giáo viên căn cứ vào nhiệm vụ ghi trong phiếu học tập phân phối thờigian hợp lý để đa số học sinh hoàn thành nhiệm vụ Khi cần kiểm tra lại kiếnthức, kỹ năng của học sinh một cách chi tiết thì giào viên yêu cầu học sinhnộp lại phiếu học tập Ngoài ra giáo viên có thẻ thiết kế phiếu học tập yêu cầuhọc sinh hoàn thành tại nhà, định hướng cho học sinh phát hiện kiến thứcmới, thực hiện thành thạo một kỹ năng cơ bản nào đó hoặc rèn luyện khảnăng tư duy sáng tạo Thông qua phiếu học tập, giáo viên có thể định ra ngay

từ đầu những kiến thức, kỹ năng mà học sinh phải đạt được nờn cú điểu kiệnđầu tư cho học sinh phương pháp học tập và đặc biệt là phương pháp tự học Nhờ các phiếu học tập, hoạt động chủ đạo trong mỗi tiết học chuyển từhoạt động của thầy sang hoạt động của trò và hoạt động giao tiếp của cácthành viên trong một nhóm để cùng hoàn thành nhiệm vụ quy định trongphiếu học tập đã kích thích các hoạt động giao tiếp giữa học sinh với học sinh,giữa học sinh với giáo viên và giữa các nhóm học sinh Thông qua phiếu học

tập, giáo viên có thẻ tăng thêm liều lượng các câu hỏi để yêu cầu học sinhtăng cường khả năng tư duy một cách tích cực sáng tạo.

2.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG PHẦN MỀM CABRI 3D HỖ

TRỢ DẠY HỌC CHƯƠNG ”ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG

TRONG KHÔNG GIAN QUAN HỆ SONG SONG”

Để dạy học theo phương án của chúng tôi, một điều kiện tiên quyết là lớphọc phải được trang bị đầy đủ các phương tiện kĩ thuật như: máy tính điện tử cho mỗi học sinh, máy chiếu đa năng cho giáo viên, học sinh được phát tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Cabri 3D Mục tiêu dạy học chung cho cácbài của chương này là chẳng những trang bị tri thức cho học sinh theo quy định chương trình mà còn từng bước hướng dẫn cho học sinh sử dụng được phần mềm Cabri 3D Chúng tôi không có tham vọng (không thể) sử dụng cách dạy học này trong tất cả các bài, chỉ những bài nào qua nghiên cứu chúng tôi thấy có hiệu quả thực sự thì mới trình bày trong chương này

2.2.1 Bài: “Đại cương về đường thẳng và mặt phẳng “ (2 tiết)

A Tiết 1: Khái niệm mở đầu, các tính chất thừa nhận

I MỤC TIÊU

1 Về kiến thức

- Nắm được các khái niệm điểm, đường thẳng, mặt phẳng trong không gianthông qua hình ảnh của chúng trong thực tế và trong đời sống, cách vẽ hìnhbiểu diễn của hình trong không gian

- Nắm được các tính chất thừa nhận để vận dụng khi làm các bài toán hìnhhọc không gian đơn giản

2 Về kĩ năng

- Biết vẽ hình biểu diễn của một hình

- Nắm được phương pháp giải bài toán tìm giao tuyến của hai mặt phẳng, tìmgiao điểm của đường thẳng và mặt phẳng

- Dựng được điểm thuộc, không thuộc mặt phẳng

- Dựng được đường thẳng đi qua hai điểm phân biệt, mặt phẳng đi qua bađiểm không thẳng hàng

- Dựng được tam giác trong mặt phẳng, trung điểm đoạn thẳng

- Xác định được giao điểm của hai đường thẳng, giao tuyến của hai mặtphẳng

- Biết cách đặt tên cho các đối tượng

II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

- Giáo viên:

+ Máy chiếu Projector và các thiết bị kèm theo

+ Thiết kế bài giảng bằng Powerpoint

+ Một số mô hình minh họa bằng Cabri

- Học sinh: Bút chì, thước kẻ

III PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

- Gợi mở vấn đáp đan xen hoạt động nhóm

- Sử dụng Cabri 3D trợ giúp dạy và học

IV CẤU TRÚC BÀI DẠY

- HĐ1: Giáo viên giới thiệu các đối tượng cơ bản của hình học không gian (5

phút).

- HĐ2: Giáo viên đưa ra hình vẽ bằng Cabri 3D để học sinh nhận dạng khái

niệm điểm thuộc, không thuộc mặt phẳng (3 phút).

- HĐ3: Giáo viên đưa ra hình vẽ tứ diện đều bằng Cabri 3D để dẫn vào khái

niệm hình biểu diễn, hướng dẫn học sinh dựng tứ diện đều bằng Cabri 3D, học sinh xoay hình và đưa ra cỏc hỡnh biểu diễn khác nhau (Học sinh sử

- HĐ4: Giáo viên hướng dẫn học sinh dựng hình bằng Cabri 3D để phát hiện, minh hoạ các tính chất thừa nhận của hình học không gian (Học sinh sử dụng

phần mềm theo nhóm) (20 phút).

Nếu không có Cabri 3D, học sinh sẽ phải thừa nhận các tính chất này một cách khiên cưỡng Việc tạo ra các vật ảo bằng phần mềm giúp học sinh tin tưởng, ghi nhớ tốt hơn nội dung của các tiên đề này, thậm chí các em còn có thể tự mình phát hiện ra chúng, rõ ràng học sinh sẽ hứng thú hơn nhiều so với cách học thông thường.

- HĐ5: Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm ra phương pháp xác định giao

tuyến của hai mặt phẳng (5 phút).

- Kí hiệu:

HOẠT ĐỘNG 3

3 Hình biểu diễn của một hình không gian

- Giáo viên cho học sinh xem mô hình tứ diện đều bằng Cabri 3D

- Ta có hình ảnh một tứ diện đều Vấn đề là ta biểu diễn hình này trên bảng,trên giấy như thế nào ?

- Trong hình ảnh trên vì sao không thấy cạnh BD? (BD bị che khuất)

- Vì ta không nhìn thấy cạnh BD nên trờn hỡnh biểu diễn BD được thể hiện

bẳng nét đứt Các cạnh còn lại được biểu diễn bằng nét liền Ta có hình biểudiễn tứ diện đều trên như sau :

- Giáo viên hướng dẫn học sinh cách dựng tứ diện đều bằng Cabri 3D: Đểdựng tứ diện đều bằng Cabri 3D ta click chuột vào công cụ dựng hình thứ 9

của thanh công cụ rồi chọn Tứ diện đều

- Em hãy vẽ hình tứ diện đều bằng Cabri 3D, sử dụng chức năng hình cầukính để xoay hình, từ đó vẽ cỏc hỡnh biểu diễn khác với hình biểu diễn trên

Trả lời: Ngoài hai hình biểu diễn trên ta cú thờm cỏc hỡnh biểu diễn tương

+ Trường hợp 2 :

- Trong cỏc hỡnh trờn hỡnh nào cho ta sự tưởng tượng tốt nhất về tứ diện ?

HOẠT ĐỘNG 4

II Các tính chất thừa nhận của hình học không gian

- Giáo viên nờu cỏc tính chất thừa nhận, sau đó dùng Cabri 3D để minh hoạcho các tính chất này

Tính chất 1: "Có một và chỉ một đường thẳng đi qua hai điểm phân biệt cho

trước"

+ Biểu diễn :

- Em hãy tạo ra hai điểm phân biệt bằng cách sử dụng công cụ thứ hai của

thanh công cụ, chọn Điểm

kích chuột vào hai vị trí phân biệt bất kỡ trờn màn hình, sau đó vào công cụ

thứ ba chọn Đường thẳng

kích chuột vào hai điểm đã dựng, ta dựng được đường thẳng duy nhất đi qua hai điểm Để đặt tên cho điểm (hoặc đường thẳng), ta kích chuột vào đối tượng cần đặt tên, sau đó gừ tờn điểm (đường thẳng)

B A

- Đây cũng là điều kiện để xác định đường thẳng Đường thẳng hoàn toàn xácđịnh bởi hai điểm thuộc nó.

Tính chất 2: "Có một và chỉ một mặt phẳng đi qua ba điểm không thẳng

hàng cho trước"

- Như vậy qua hai điểm phân biệt cho trước thì xác định duy nhất một đườngthẳng Vậy qua bao nhiêu điểm thì xác định duy nhất một mặt phẳng? Để trảlời câu hỏi này hãy thực hiện các yêu cầu sau (Học sinh thực hiện theo nhóm)

+ Dựng tứ diện đều ABCD và điểm M thuộc đoạn AB.

+ Sử dụng công cụ Mặt phẳng của Cabri 3D, hãy cho biết trong các trường

hợp sau, trường hợp nào dựng được mặt phẳng:

a) Qua 2 điểm phân biệt bất kì

b) Qua 3 điểm phân biệt thẳng hàng bất kì

c) Qua 3 điểm không thẳng hàng bất kì

d) Qua 4 điểm bất kì

- Giáo viên yêu cầu cỏc nhúm đưa ra kết quả, từ đó kết luận: Mặt phẳng xácđịnh bởi 3 điểm không thẳng hàng.

+ Biểu diễn :

+ Ký hiệu : mp(ABC), (ABC)

- í nghĩa thực tiễn: Trong thực tế những vật có 3 chân đều rất vững chãi: Cửuđỉnh, kiềng hay giá ba chân Khi đặt những vật này lên bất kì địa hình nào nó

cũng không bị gập ghềnh vì ba điểm A, B, C luôn nằm trên một mặt phẳng.

A

B

Tính chất 3: "Tồn tại bốn điểm không cùng nằm trên một mặt phẳng"

- Ta biết rằng qua 3 điểm không thẳng hàng xác định duy nhất một mặtphẳng Liệu điều này cú đựng với 4 điểm hay không? Xét 4 điểm bất kỳ, cóthể kết luận chựng luụn nằm trên cùng một mặt phẳng hay không? Chẳng hạn

xét tứ diện ABCD trong hình vẽ ở hoạt động trên, điểm nào không thuộc mặt

phẳng nào?

- Ta viết và núi cỏc điểm A, B, C, D không đồng phẳng.

Tính chất 4: “Một đường thẳng có hai điểm phân biệt cùng thuộc một mặt

phẳng thì mọi điểm của đường thẳng đều thuộc mặt phẳng đú”

- Em hãy mở phần mềm Cabri 3D, dựng hai điểm A, B phân biệt thuộc mặt phẳng cơ sở (P) Dựng đường thẳng d xác định bởi A, B Hãy nhận xét vị trí tương đối của đường thẳng d và mặt phẳng (P)? Dựng điểm M thuộc d, khi đó

+ Dùng công cụ Tam giác để dựng tam giác ABC (Chọn Tam giác, kích

chuột vào 3 điểm A, B, C).

+ Sử dụng công cụ Trung điểm để dựng trung điểm AB, BC.

+ Sử dụng công cụ Điểm giao để xác định trọng tâm G,

+ Dùng chức năng hình cầu kính để kiểm tra G thuộc mặt phẳng cơ sở (Xoay

hình đến vị trí mà mặt phẳng cơ sở nhìn gần như một đường thẳng)

Tính chất 5: "Nếu hai mặt phẳng phân biệt có một điểm chung thỡ chỳng cũn

cú một điểm chung khác nữa"

- Cho ba điểm A, B, C sao cho A thuộc mặt phẳng cơ sở (P); B, C nằm ngoài mặt phẳng cơ sở Mặt phẳng (ABC) và mặt phẳng (P) có bao nhiêu điểm chung? A có phải là điểm chung duy nhất không?

- Giáo viên phát biểu tính chất 5

- Giả sử điểm chung thứ hai là D Khi đó ta có thể rút ra nhận xét gì?

- Kết luận: Nếu hai mặt phẳng phân biệt có một điểm chung thỡ chỳng sẽ có một đường thẳng chung đi qua điểm chung ấy.

Đường thẳng chung này gọi là giao tuyến của hai mặt phẳng.

- Hãy dựng mặt phẳng (ABC) Chọn công cụ thứ ba trên thanh công cụ, tiếp

tục chọn công cụ Đường giao tuyến để xác định giao tuyến của mặt phẳng

(ABC) và mặt phẳng cơ sở.

HOẠT ĐỘNG 5

- Muốn xác định giao tuyến của hai mặt phẳng cần xác định bao nhiêu điểm

chung của hai mặt phẳng?

- Ví dụ 1: Cho bốn điểm không đồng phẳng A, B, C, D Trên các đoạn AB,

BD, CD và AC lấy các điểm M, P, Q và N sao cho M, P, Q lần lượt là trung điểm AB, BD, CD N khác trung điểm AC

a) Xác định giao tuyến của mặt phẳng (DMN) với các mặt phẳng (ABD), (ACD), (ABC), (BCD).

b) Xác định giao điểm của đường thẳng AP, BQ với mặt phẳng (DMN).

c) Kiểm nghiệm kết quả bằng Cabri 3D.

(Phần mềm Cabri 3D mặc định các đối tượng là những vật ảo, không phải hình biểu diến nên không tuân theo các quy tắc của hình biểu diễn)

Tính chất 6: “Trờn mỗi mặt phẳng, các kết quả đã biết trong hình học phẳng

Hướng dẫn cách vẽ hình lập phương: Chọn công cụ Hình lập phương, sau

đó kích chuột lần thứ nhất tại một vị trí bất kỡ trờn mặt phẳng cơ sở, kíchchuột lần thứ nữa tại một vị trí khác