skkn dạy học tiết thực hành về tích vô hướng của 2 vecter và ứng dụng

Khi giảng dạy chương II: Tích vô hướng của hai vectơ và ứng dụng Hìnhhọc lớp 10-Ban cơ bản, tôi thấy các bài tập mà sách giáo khoa đưa ra với dụng ý vận dụng kiến thức giải quyết bài toá

SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO HÀ NỘI

TRƯỜNG THPT LƯU HOÀNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

“DẠY HỌC TIẾT THỰC HÀNH VỀ TÍCH VÔ HƯỚNG CỦA HAI VECTƠ VÀ ỨNG DỤNG – HÌNH HỌC 10

THEO PHƯƠNG PHÁP STEAM”

MỤC LỤC

Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Phần II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

II.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁO DỤC STEAM

II.2 CÁC YẾU TỐ CỦA STEAM CÓ THỂ TÍCH HỢP TRONG TIẾT DẠY

II.3 GIỚI THIỆU VỀ MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ

II.4 THIẾT KẾ GIÁO ÁN

II.5 THỬ NGHIỆM SƯ PHẠM

II.5.1 Nội dung, tổ chức thử nghiệm

II.5.2 Kết quả thử nghiệm

Phần III; KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

Tài liệu tham khảo

Trang 1 Trang 4 Trang 4

Trang 6 Trang 6 Trang 7 Trang 16 Trang 16 Trang 17 Trang 19 Trang 20

PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ

I.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong thực tiễn dạy học, tôi thấy việc tách rời giữa các môn học trongchương trình đào tạo THPT là một rào cản lớn tạo ra khoảng cách không nhỏgiữa học và làm Chính sự tách rời này đã làm cho học sinh thiếu đi tính ứngdụng lý thuyết vào thực tiễn Vì thế, đa số học sinh nhớ rất rõ định nghĩa, kháiniệm, định lí, định luật, nguyên lí hoạt động, nhưng không giải quyết đượcmột số vấn đề thực tiễn rất đơn giản Nói một cách đơn giản, học sinh còn thiếu

kỹ năng trong việc giải quyết các tình huống thực tiễn

Theo yêu cầu của việc dạy-học hiện nay là đổi mới phương pháp, hìnhthức tổ chức dạy – học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của họcsinh Tăng cường giáo dục toàn diện, đặc biệt là chú trọng rèn luyện tư duy, kĩnăng sống cho học sinh Tích hợp liên môn trong dạy-học nhằm vận dụng kiếnthức giải quyết các tình huống thực tiễn

Tháng 10 năm 2018 tôi được tham gia lớp “Bồi dưỡng giáo viên cáctrường THPT về kiến thức chuyên môn và phương pháp giảng dạy” năm 2018

do chuyên gia nước ngoài giảng dạy Sau khi tham gia lớp tập huấn tôi đã cốgắng vận dụng những kiến thức được bồi dưỡng để áp dụng vào thực tiễn giảngdạy nhằm đáp ứng các yêu cầu mới của dạy học hiện nay

Khi giảng dạy chương II: Tích vô hướng của hai vectơ và ứng dụng (Hìnhhọc lớp 10-Ban cơ bản), tôi thấy các bài tập mà sách giáo khoa đưa ra với dụng

ý vận dụng kiến thức giải quyết bài toán thực tiễn nhưng thực chất bài toán đó

đã mô hình hóa toán học sẵn bài toán thực tiễn, như vậy đã không rèn luyệnđược năng lực mô hình hóa toán học cho học sinh Ví dụ bài toán: “Để đokhoảng cách từ một điểm A trên bờ sông đến một gốc cây C trên cù lao giữasông, người ta chọn một điểm B cùng ở trên bờ với A sao cho từ A và B có thểnhìn thấy điểm C Ta đo khoảng cách AB, góc �CAB và � CBA Chẳng hạn ta đo

được AB=40m, �CAB  45o, �CBA  70o Tính khoảng cách AC” Mặtkhác học sinh cũng không hiểu làm thế nào để có thể xác định được số đo củagóc �CAB và � CBA như đề bài đã nêu.

Từ thực tiễn giảng dạy và quá trình tích cực tìm tòi áp dụng phương phápgiáo dục STEAM vào giảng dạy chương này, tôi đã tìm hiểu và biết được cáctính năng của máy toàn đạc điện tử như đo khoảng cách, đo góc, đo tọa độ, xử lý

dữ liệu Nếu học sinh biết cách khai thác các tính năng này thì học sinh sẽ tự môhình hóa các bài toán thực tiễn như đo đạc, định vị điểm trên mặt phẳng thỏamãn điều kiện cho trước, sau đó sử dụng kiến thức đã học để giải quyết bài

toán Vì những lí do trên tôi đã viết sáng kiến kinh nghiệm “Dạy học tiết thực

hành về Tích vô hướng của hai vectơ và ứng dụng – Hình học 10 theo phương pháp STEAM”.

I.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Xác định các yếu tố của STEAM có thể kết hợp trong dạy học tiết thựchành về tích vô hướng của hai vectơ và ứng dụng nhằm giúp học sinh khắc sâukiến thức về tích vô hướng và biết cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn

I.3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI.

I.3.1 Đối tượng nghiên cứu: Mọi đối tượng học sinh lớp 10.

3.2 Phạm vi nghiên cứu: Học sinh hai lớp 10A1 và 10A2 của trường THPT

I.4 QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I.4.1 Tình hình thực tế khi chưa thực hiện đề tài

Sau khi dạy xong lý thuyết chương II: Tích vô hướng của hai vectơ vàứng dụng, tôi cho học sinh hai lớp 10A1 và 10A2 làm hai phiếu khảo sát nhưsau:

Phiếu số 1: Em hãy đưa ra cách giải quyết các bài toán thực tế sau:

Bài toán 1: “Bài toán công viên hình tam giác”

Để tiết kiệm điện cho hệ

thống chiếu sáng của một công

viên nhỏ hình tam giác, ban

quản lí công viên muốn thiết

kế lại hệ thống chiếu sáng

bằng cách đặt một cây đèn sao

cho đủ để chiếu sáng đều toàn

bộ công viên Em hãy giúp

ban quản lí cách xác định vị trí

đặt cây đèn và giải thích sự lựa

chọn của em

Bài toán 2: “Đo khoảng cách gián tiếp”

I.4.2 Số liệu điều tra trước khi thực hiện đề tài

Kết quả khảo sát phiếu số 1 được tổng hợp như sau:

Lớp

10A1 (40 HS)Thực nghiệm

10A2 (43 HS)Đối chứng

Đề xuất được cách giải quyết bài 1 có

Đề xuất được cách giải quyết bài 2 có

Kết quả khảo sát phiếu số 2 được tổng hợp như sau:

Lớp

Mức độ hứng thú

học tập môn toán

10A1 (40 HS)Thực nghiệm

10A2 (43 HS)Đối chứng

PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Sáng kiến kinh nghiệm “Dạy học tiết thực hành về Tích vô hướng của hai vectơ và ứng dụng – Hình học 10 theo phương pháp STEAM”.

Sáng kiến gồm các nội dung chính:

+ Phương pháp giáo dục STEAM

+ Các yếu tố của STEAM có thể tích hợp trong tiết dạy

+ Giới thiệu về máy Toàn đạc điện tử

+ Thiết kế tiết dạy thực hành về Tích vô hướng của hai vectơ và ứng dụng –Hình học 10 theo phương pháp STEAM

+ Hướng dẫn học sinh tìm hiểu về máy toàn đạc và ứng dụng

+ Thử nghiệm sư phạm

II.1 PHƯƠNG PHÁP GIÁO DỤC STEAM

STEAM là phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, do đó, trẻ được tiếp cận phương pháp giáo dục này có những ưu thế nổi bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn, khả năng sáng tạo, tư duy logic, hiệu suất học tập và làm việc vượt trội và có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn.

STEAM viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ),Engineering (kỹ thuật), Art (nghệ thuật) và Math (toán học) là phương pháp học

được áp dụng đầu tiên tại Mỹ với đặc điểm cung cấp kiến thức toàn diện củanăm lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Nghệ thuật và Toán học Điểmnổi bật của STEAM là kết nối, liên hệ thông tin giữa các lĩnh vực vào trong thực

tế Các thí nghiệm, hoạt động thực tiễn thường xuyên diễn ra để các em có thểthảo luận, tự rút ra kết luận và ghi nhớ sâu sắc Chẳng hạn, trong giờ khoa học,

để giải thích cho các em vì sao nước sông suối lại trong, giáo viên sẽ cho họcsinh thử lọc nước chứa tạp chất bằng các vật liệu tự nhiên như đá, sỏi, cát và rút

ra kết luận về tính chất, vai trò của mỗi thành phần

STEAM là tích hợp

Rào cản lớn nhất trong các phương pháp giáo dục truyền thống là sự táchrời giữa các lĩnh vực quan trọng: khoa học, công nghệ, kỹ thuật, nghệ thuật vàtoán học Sự tách rời này sẽ đem đến một khoảng cách lớn giữa lý thuyết và thựchành, giữa kiến thức và ứng dụng Học sinh, sinh viên được đào tạo theo môhình truyền thống sẽ mất một khoảng thời gian thực tế để hiểu được làm thế nào

để cơ sở lý thuyết, nguyên lý chuyển thành các ứng dụng thực tế trong khi kiếnthức đã bị mài mòn Hơn nữa tư duy liên kết các sự vật, hiện tượng với các ứngdụng và kỹ thuật cũng rất hạn chế

Giáo dục STEAM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiếnthức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹthuật, nghệ thuật và toán học Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp,lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý màcòn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.Giáo dục STEAM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra nhữngcon người có năng lực làm việc một cách sáng tạo

STEAM – Phương pháp giáo dục hiện đại

STEAM dựa trên lý thuyết giáo dục hiện đại, xem giáo viên là người hỗtrợ về học tập, không chỉ là người cung cấp kiến thức Phương pháp này manglại sự hứng khởi trong học tập nhưng vẫn đảm bảo việc nắm bắt kiến thức, giúpcác em thật sự tương tác với môn học và học vì yêu thích, đồng thời kích thích

sự tìm tòi khám phá Mặt khác, việc đặt học sinh làm trung tâm sẽ giúp các emtrở thành những nhà lãnh đạo mạnh mẽ, những nhà cải tiến đầy sáng tạo Môhình STEAM còn khá mới mẻ ở Việt Nam nhưng đã là “kim chỉ nam” rất thịnhhành trong lĩnh vực giáo dục ở các quốc gia phát triển hàng đầu trên thế giới như

Mỹ, Nhật…

Bên cạnh đó, với sự phát triển của công nghệ kỹ thuật trên thế giới hiệnnay thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEAM ngày càng lớn đòi hỏi ngànhgiáo dục cũng phải có những sự thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội Giáo

dục STEAM có thể tạo ra những con người có thể đáp ứng được nhu cầu côngviệc của thời kỳ công nghệ 4.0 mới có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế.

II.2 CÁC YẾU TỐ CỦA STEAM CÓ THỂ TÍCH HỢP TRONG TIẾT DẠY

1 Science (khoa học): Giải thích nguyên tắc hoạt động của máy toàn đạc khi đo

khoảng cách là dựa vào vận tốc lan truyền tín hiệu (v=3.10^8 m/s)

Nều gọit là thời gian lan truyền tín hiệu truyền đi và về trên khoảng cách

d cần đo thì 1

2

d vt

2 Technology (công nghệ): Giúp học sinh biết sử dụng mạng Internet để tìm

hiểu thông tin về các ứng dụng và cách sử dụng máy toàn đạc Sử dụng ngônngữ lập trình Pascal để lập trình giải bài toán tìm tọa độ trọng tâm, trực tâm, tâmđường tròn ngoại tiếp tam giác ABC khi biết tọa độ 3 đỉnh của nó; bài toán giảitam giác

3 Engineering (kỹ thuật): Giúp học sinh sử dụng được máy toàn đạc vào đo

đạc, xử lí dữ liệu

4 Math (toán học): Kiến thức về tích vô hướng và ứng dụng; Các hệ thức

lượng trong tam giác

Như vậy tiết dạy có tích hợp liên môn Toán-Vật lí-Tin học

II.3 GIỚI THIỆU VỀ MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ

1 Ứng dụng của máy toàn đạc điện tử

Thiết bị này được ứng dụng trong các công tác đo đạc địa chính, đo đạckhảo sát địa hình, trong xây dựng dân dụng như nhà cao tầng, cầu đường giaothông

Máy có các chế độ:

+ Đo khoảng cách+ Đo góc

+ Đo tọa độ+ Xử lý dữ liệu

2 Hướng dẫn sử dụng

Xem hướng dẫn trên Internet theo link bên dưới

a) Thiết lập hệ trục tọa độ giả định:

II.4 THIẾT KẾ GIÁO ÁN

Tiết 27: THỰC HÀNH VỀ TÍCH VÔ HƯỚNG CỦA HAI VECTƠ VÀ ỨNG DỤNG

b) Kĩ năng: Rèn luyện cho học sinh

+ Kĩ năng mô hình hóa toán học bài toán thực tiễn

+ Kĩ năng sử dụng kiến thức liên môn giải quyết vấn đề thực tiễn

+ Hứng khởi trong học tập, thật sự tương tác với môn học và học vì yêuthích.

1.2 Mục tiêu phát triển năng lực

Định hướng các năng lực được hình thành

- Năng lực chung:

 Năng lực tự chủ và tự học;

 Năng lực giao tiếp và hợp tác;

 Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

- Năng lực chuyên biệt:

 Năng lực tư duy và lập luận Toán học;

 Năng lực mô hình hóa toán học;

 Năng lực giải quyết vấn đề toán học;

 Năng lực giao tiếp toán học;

 Năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán

2 Phương pháp dạy học

 Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề;

 Phương pháp giáo dục STEAM

3 Chuẩn bị của giáo viên (GV) và học sinh (HS)

3.1 Chuẩn bị của GV

a) Dụng cụ dạy học: Máy tính, máy chiếu, máy toàn đạc điện tử;

b) Phiếu học tập

PHIẾU HỌC TẬP (Học sinh thực hiện trước ở nhà) + Yêu cầu 1: Tìm hiểu ứng dụng và cách sử dụng của máy toàn đạc trên

Internet theo các đường link sau:

https://www.youtube.com/watch?v=iI2Q0dg7a70

https://maythuybinh.vn/chieu-dai-bang-may-toan-dac-dien-tu/

https://maythuybinh.vn/goc-bang-may-toan-dac/

+ Yêu cầu 2: Trả lời các câu hỏi sau:

Câu hỏi 1: Nêu ứng dụng của máy toàn đạc.

Câu hỏi 2: Đề xuất cách sử dụng máy toàn đạc để giải quyết các bài toán

sau:

Bài toán 1: “Bài toán công viên hình tam giác”

Để tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng của một công viên nhỏ hìnhtam giác, ban quản lí công viên muốn thiết kế lại hệ thống chiếu sáng bằng cáchđặt một cây đèn sao cho đủ để chiếu sáng đều toàn bộ công viên Em hãy giúpban quản lí cách xác định vị trí cây đèn và giải thích sự lựa chọn của em

Bài toán 2: “Đo khoảng cách gián tiếp”

Chuẩn bị các nội dung được yêu cầu trong phiếu học tập9

4 Tiến trình bài giảng

1 Ổn định tổ chức lớp: Kiểm tra sĩ số, sơ đồ lớp… (1 phút)

2 Kiểm tra bài cũ: Kết hợp với bài giảng

3 Giảng bài mới

(Các chữ viết tắt: GV: Giáo viên; HS: Học sinh; NLĐHT: Năng lực được hình thành;CH: Câu hỏi; TLCH: Trả lời câu hỏi; NX: Nhận xét)

Hoạt động 1: (8 phút) Nêu cách giải quyết bài toán «Công viên hình tam giác»

Bài toán 1: “Bài toán công viên hình tam giác”

Để tiết kiệm điện

cho hệ thống chiếu sáng

của một công viên nhỏ

hình tam giác, ban quản

lí công viên muốn thiết

kế lại hệ thống chiếu

sáng bằng cách đặt một

cây đèn sao cho đủ để

chiếu sáng đều toàn bộ

công viên Em hãy giúp

- Giáo viên chiếu slide nội dung bài toán

Cho HS thảo luận nhóm theo tổ (4 tổ)

trong 3 phút theo yêu cầu:

1) Cây đèn đặt ở đâu để đủ chiếu sáng đều

toàn bộ công viên?

2) Dựa vào các kiến thức đã tìm hiểu về

các tính năng và ứng dụng của máy toàn

đạc hãy nêu cách giải quyết bài toán

“Công viên hình tam giác”

- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi

cần

- Yêu cầu một nhóm báo cáo kết quả thảo

luận, các nhóm còn lại theo dõi, nêu nhận

xét, bổ sung (nếu có)

- GV chính xác hóa: Để cây đèn đủ chiếu

sáng đều toàn bộ công viên thì cây đèn

phải được đặt ở tâm đường tròn ngoại tiếp

công viên hình tam giác Sử dụng máy

toàn đạc thiết lập hệ trục tọa độ giả định

Tiếp theo sử dụng máy toàn đạc xác định

tọa độ các đỉnh của công viên hình tam

- Thảo luận nhóm đưa

ra cách giải quyết

- Một nhóm báo cáo kếtquả, các nhóm còn lại theo dõi, nêu nhận xét,

bổ sung (nếu có)

- Tiếp nhận tri thức

Năng lực

mô hìnhhóa toánhọc ;Nănglực tưduy vàlập luậntoán học;Năng lựcngônngữ

giác Lúc này bài toán đưa về xác định tọa

độ tâm đường tròn ngoại tiếp của tam giác

(Đây là bài toán quen thuộc mà học sinh

đã được luyện tập trước đó) Sau đó lại sử

dụng máy toàn đạc để xác định tâm đường

tròn ngoại tiếp của tam giác khi biết tọa độ

của nó

Hoạt động 2: (8 phút) Nêu cách giải quyết bài toán «Đo khoảng cách gián tiếp»

Bài toán 2: “Đo khoảng cách

- Giáo viên chiếu slide nội dung bài toán

Cho HS thảo luận nhóm theo tổ (4 tổ)

trong 3 phút theo yêu cầu:

1) Nguyên tắc hoạt động của máy toàn đạc

điện tử khi đo khoảng cách là dựa vào kiến

thức khoa học nào?

2) Dựa vào các kiến thức đã tìm hiểu về

các tính năng và ứng dụng của máy toàn

đạc hãy nêu cách giải quyết bài toán “Đo

khoảng cách gián tiếp”

- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi

cần

- Gợi ý: Ghép đoạn AB vào một tam giác

xác định, sau đó áp dụng hệ thức lượng

trong tam giác để tính độ dài đoạn AB

Một tam giác hoàn toàn xác định khi biết 3

đỉnh, hoặc biết chiều dài 3 cạnh, hoặc biết

- Thảo luận nhóm đưa

ra cách giải quyết

Năng lực

mô hìnhhóa toánhọc ;Nănglực tưduy vàlập luậntoán học;Năng lựcngônngữ

chiều dài hai cạnh và số đo góc xen giữa,

hoặc biết chiều dài một cạnh và số đo 2

góc ở hai đỉnh Bài này chọn ghép AB là

cạnh của một tam giác biết chiều dài một

cạnh và số đo hai góc bằng cách lấy một

điểm C ở trên bờ biển khác A sao cho A,

B, C không thẳng hàng

- Yêu cầu một nhóm báo cáo kết quả thảo

luận, các nhóm còn lại theo dõi, nêu nhận

xét, bổ sung (nếu có)

- GV chính xác hóa:

1) Nguyên tắc hoạt động của máy toàn đạc

khi đo khoảng cách là dựa vào vận tốc lan

truyền tín hiệu (v3.108 m/s)

Nều gọi t là thời gian lan truyền tín

hiệu truyền đi và về trên khoảng cách d

máy toàn đạc: đo khoảng cách từ A tới C;

Xác định góc lệch giữa hai vectơ ABuuur và

AC

uuur

, BAuuur và BCuuur Khi đó bài toán đưa về

bài toán giải tam giác biết một cạnh và hai

góc kề cạnh đó (Đây là bài toán quen

thuộc mà học sinh đã được luyện tập trước

đó) Hình ảnh minh họa:

- Một nhóm báo cáo kếtquả, các nhóm còn lại theo dõi, nêu nhận xét,

bổ sung (nếu có)

- Tiếp nhận tri thức

Hoạt động 3: (5 phút) Hướng dẫn học sinh thực hành đo góc, khoảng cách bằng

máy toàn đạc