Để dạy một tri thức nào đó, thầy giáo thƣờng không thể trình bày ngay cho HS điều thầy muốn dạy; cách làm tốt nhất là cài đặt tri thức đó vào những tình huống thích hợp để HS chiếm lĩ[r]
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CABRI 3D TRONG DẠY HỌC ĐỊ NH LÍ HÌNH HỌC KHÔNG GIAN LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN HỌC
Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN TOÁN)
Mã số: 60 14 10
Học viên : Đỗ Thị Quỳnh Giao
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Chí Thành
HÀ NỘI – 2009
Trang 2MỞ ĐẦU
1 Lí do chọn đề tài
Thế kỷ XXI, thế kỷ phát triển khoa học-công nghệ cao, thế kỷ của nền kinh tế tri thức, với sự phát triển vũ bão về khoa học, đòi hỏi ngành giáo dục cần phải ứng dụng CNTT vào các hoạt động DH để tiếp cận với khoa học hiện đại (như các phương tiện nghe, nhìn, truyền thông, máy vi tính) và tận dụng những thành tựu trong công nghệ dạy và học Hơn nữa sự xuất hiện của nền kinh tế toàn cầu hoá, và nền kinh tế tri thức đang đưa xã hội loài người tới
kỷ nguyên mới và nó cũng đòi hỏi một hệ thống giáo dục mới, có nội dung phương pháp mới nhằm tạo ra con người với kỹ năng toàn cầu
Đối với Việt Nam, hiện nay sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đang đặt ra yêu cầu cho ngành Giáo dục phải đổi mới PPDH và ứng dụng CNTT vào các hoạt động trong nhà trường nhằm mục tiêu đào tạo con người lao động mới góp phần giải quyết hai vấn đề quan trọng là phát triển nguồn nhân lực và chiếm lĩnh những công nghệ cao Do vậy, ứng dụng CNTT trong đổi mới PPDH và các hoạt động Giáo dục khác là vấn đề cần thiết và quan trọng trong công tác chỉ đạo quản lý Dạy-Học Ngay trong chỉ thị số 29/2001/CT-BGD&ĐT ngày 30/7/2001 của bộ trưởng bộ GD&ĐT về việc tăng cường dạy 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 đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập ở tất cả các môn học” Năm học 2008-2009 được Bộ GD&ĐT chọn là năm học ứng dụng CNTT trong DH
Thực tế DH và nhiều nghiên cứu Giáo dục cho thấy DH với sự hỗ trợ của CNTT đã làm cho các tiết dạy trở nên sinh động hơn, HS lĩnh hội tri thức một cách chủ động hơn và hơn thế nữa đã kích thích được hứng thú học tập của HS
Trang 3Thực hiện chủ trương đổi mới, trong năm 2005 Bộ GD&ĐT vừa ban hành chương trình, SGK mới với nhiều điểm mới Điểm nổi bật là trong các tiết dạy đã tăng thời lượng dành cho những hoạt động học tập tích cực của
HS Điều này tạo điều kiện trực tiếp giúp HS tiếp tục nâng cao năng lực tự học và GV tích cực đổi mới PPDH
HHKG là một trong những môn học trừu tượng đòi hỏi HS phải tưởng tượng nhiều đôi khi rất khó hình dung Hơn thế nữa, nó được kết cấu bởi một
hệ thống các khái niệm, định lí, tính chất, tiên đề có mối liên hệ với nhau theo một thể thống nhất do đó việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm tiên tiến vào
DH HHKG đặc biệt là DH định lí để giúp HS tăng thêm niềm tin vào tri thức, tạo được động cơ kích thích HS khám phá tìm tòi tri thức là một việc làm cấp thiết
Hiện nay các nghiên cứu ứng dụng các phần mềm trong DH HHKG chưa có nhiều Trong các phần mềm DH, phần mềm dạy HHKG Cabri 3D đã được Việt hóa và đã được Bộ GD&ĐT đưa vào chương trình đào tạo GV năm học 2008-2009 Phần mềm cho phép hiển thị và thao tác trong không gian ba chiều cho mọi loại đối tượng, có thể tạo các phép dựng hình động từ đơn giản đến phức tạp giúp HS dễ hình dung hơn HS có thể tự phát hiện và chứng minh được một số định lí của HHKG dưới sự hướng dẫn của GV do đó nâng cao tính sáng tạo, khả năng tìm tòi và tạo được hứng thú cho HS
Vì những lí do trên nên chúng tôi chọn đề tài: “Ứng dụng phần mềm
Cabri 3D trong dạy học định lí hình học không gian lớp 11 trung học phổ thông”
2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu về định hướng đổi mới PPDH ở THPT, tích cực hóa hoạt động học tập của HS trong học tập môn Toán
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của DH định lí
Trang 4- Nghiên cứu chương trình, SGK, tổ chức DH định lí phần HHKG lớp
11 THPT
- Nghiên cứu phần mềm Cabri 3D và ứng dụng Cabri 3D trong DH định lí HHKG lớp 11 THPT
- Đề xuất phương án dạy một số định lí HHKG bằng Cabri 3D
- Xây dựng thực nghiệm sư phạm kiểm chứng các giả thuyết
3 Câu hỏi nghiên cứu
- Thực tế DH định lí HHKG trong trường THPT hiện nay gặp phải những khó khăn gì?
- Sử dụng Cabri 3D để giải quyết những khó khăn trong việc DH định lí HHKG lớp 11 ở trường THPT hiện nay như thế nào ?
4 Khách thể nghiên cứu và đối tượng khảo sát
4.1 Khách thể nghiên cứu
Quá trình DH định lí ở THPT
4.2 Đối tượng khảo sát
HS lớp 11 các trường THPT
4.3 Mẫu khảo sát
HS lớp 11A2 trường THPT Khoái Châu – Khoái Châu – Hưng Yên
5 Phạm vi nghiên cứu
Trong khuôn khổ của luận văn Thạc sỹ và do hạn chế về mặt thời gian nên chúng tôi thu hẹp phạm vi nghiên cứu chỉ nghiên cứu sử dụng Cabri 3D vào DH định lí trong SGK lớp 11 chương trình nâng cao
6 Giả thuyết khoa học
- Sử dụng Cabri 3D trong DH định lí thông qua tổ chức các hoạt động
học tập sẽ góp phần phát huy tính tích cực của HS
- Sử dụng Cabri 3D, đặc biệt là đặc tính tương tác trực tiếp của phần mềm, trong DH định lí HHKG sẽ giúp HS nhớ được nội dung định lí, hiểu và bước đầu vận dụng định lí trong giải toán
Trang 57 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu các tài liệu về DH định
lí, chương trình SGK HHKG ở THPT và các tài liệu liên quan
- Phương pháp thực nghiệm: Thực nghiệm đối chứng hai quá trình DH định lí HHKG, giữa một bên có sử dụng Cabri 3D theo phương pháp trình bày trong luận văn và một bên DH theo phương pháp truyền thống
- Phương pháp phân tích thống kê: Sử dụng thống kê để kiểm định các giả thiết của thực nghiệm, phân tích kết quả thực nghiệm
8 Những đóng góp của luận văn
- Luận văn đã hệ thống lý thuyết để chứng tỏ và phân tích định hướng đổi mới PPDH hiện nay là HĐ hóa người học, phân tích các vấn đề liên quan đến tích cực hóa HĐ học tập của HS
- Hệ thống lý thuyết DH định lí, trên cơ sở đó nghiên cứu phân tích chương trình, SGK trong DH định lí, phần HHKG lớp 11
- Tìm ra những khó khăn mà HS có thể gặp phải khi học tập định lí HHKG, đề xuất hai giả thuyết về sử dụng phần mềm Cabri 3D hỗ trợ giảng dạy định lí HHKG
- Thiết kế được 8 ví dụ cụ thể minh họa việc sử dụng phần mềm Cabri 3D trong DH định lí, thực hiện 1 tiết dạy thực nghiệm, soạn hai giáo án sử dụng Cabri 3D trong dạy học HHKG, phân tích kết quả thực nghiệm để kiểm chứng các giả thuyết
- Luận văn có thể là tài liệu tham khảo cho GV và HS trong quá trình
DH HHKG
9 Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, một số khuyến nghị
sư phạm và phụ lục, luận văn được trình bày trong ba chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận
Chương 2: Phân tích chương trình và sách giáo khoa THPT năm 2007 phần HHKG Xây dựng một số tình huống DH điển hình
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Trang 6Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Định hướng đổi mới PPDH ở THPT hiện nay
Sơ đồ 1.1: Quá trình dạy học
Từ sơ đồ 1.1, trong tài liệu [11, tr.319], tác giả Đặng Xuân Hải cho rằng dạy và học là hai mặt của một quá trình, luôn tác động qua lại, bổ sung cho nhau, quy định lẫn nhau, thâm nhập vào nhau thông qua các hoạt động cộng tác nhằm tạo cho người học khả năng phát triển trí tuệ, góp phần hoàn thiện nhân cách Dạy là sự điều khiển tối ưu hoá quá trình người học chiếm lĩnh nội dung học, trong và bằng cách đó phát triển và hình thành nhân cách (năng lực
và phẩm chất) Học là quá trình tự giác, tích cực tự lực chiếm lĩnh khái niệm khoa học (nội dung học) dưới sự điều khiển sư phạm của GV Trong quá trình
DH, nội dung DH lại nằm trong mối liên hệ hữu cơ với các thành phần cơ bản của quá trình DH: Mục đích-Nội dung-Phương pháp Vì vậy, muốn đổi mới PPDH ta cần xét trên quan điểm hệ thống, coi PPDH là một thành tố của quá trình DH
Theo Nguyễn Bá Kim [9, tr.114] mỗi nội dung DH đều liên hệ với những hoạt động nhất định Đó là: những hoạt động đã được tiến hành trong lịch sử hình thành và ứng dụng những tri thức được bao hàm trong nội dung
DH (cũng chính là những hoạt động để người học có thể kiến tạo và ứng dụng
Cộng tác
Nội dung dạy học
Truyền đạt
Lĩnh hội
Trang 7những tri thức trong nội dung đó); hoạt động củng cố tri thức; hoạt động rèn luyện các kĩ năng và hình thành những thái độ liên quan Vì vậy, nếu trong một nội dung DH, GV phát hiện được những hoạt động như vậy tức là đã vạch được một con đường để người học chiếm lĩnh nội dung đó và đạt được những mục tiêu DH khác; đồng thời các hoạt động đó cũng là sự cụ thể hoá mục tiêu DH, chỉ ra cách thức kiểm tra xem mục tiêu DH có đạt được hay không và đạt đến mức độ nào Cho nên, điều căn bản của PPDH là khai thác những hoạt động như trên tiềm tàng trong mỗi nội dung để đạt được mục tiêu DH
Từ sự phân tích trên, ta thấy rằng định hướng đổi mới PPDH ở THPT
hiện nay phải là “tổ chức cho người học học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo” Định hướng này có thể gọi tắt
là “học tập trong hoạt động”, nó hoàn toàn phù hợp với luận điểm cơ bản của giáo dục học cho rằng con người phát triển trong hoạt động và học tập diễn ra trong hoạt động
Định hướng đổi mới trên được cụ thể hoá qua những ý tưởng chính sau (theo Nguyễn Bá Kim [9]):
1.1.1 Xác lập vị trí chủ thể của người học, bảo đảm tính tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo của hoạt động học tập được thực hiện độc lập hoặc trong giao lưu
Trong quá trình DH, HS là chủ thể kiến tạo tri thức, rèn luyện kĩ năng, hình thành thái độ chứ không phải là nhân vật bị động, hoàn toàn làm theo lệnh của GV Vai trò chủ thể của HS được khẳng định trong quá trình họ học tập trong hoạt động và bằng hoạt động của bản thân mình Tính tự giác, tích cực và chủ động của HS có thể đạt được bằng cách tổ chức cho HS học tập thông qua những hoạt động được hướng đích, gợi động cơ, để chuyển hoá nhu cầu của xã hội thành nhu cầu nội tại của bản thân mình
Trang 8Tuỳ vào mục tiêu và hoàn cảnh cụ thể của hoạt động DH, ta có thể tổ
chức cho HS hoạt động độc lập hoặc trong giao lưu
1.1.2 Tri thức được cài đặt trong các tình huống có dụng ý sư phạm
Tri thức là đối tượng của hoạt động học tập Để dạy một tri thức nào
đó, thầy giáo thường không thể trình bày ngay cho HS điều thầy muốn dạy; cách làm tốt nhất là cài đặt tri thức đó vào những tình huống thích hợp để HS chiếm lĩnh nó thông qua hoạt động tự giác, tích cực và sáng tạo của bản thân
Mặt khác, theo Nguyễn Hữu Châu [5, tr.207] “người học không học bằng cách thu nhận một cách thụ động những tri thức do người khác truyền cho một cách áp đặt, mà bằng cách đặt mình vào trong một môi trường tích cực, phát hiện ra vấn đề, giải quyết vấn đề bằng cách đồng hoá hay điều ứng những kiến thức và kinh nghiệm đã có cho thích ứng với tình huống mới, từ đó xây dựng nên những hiểu biết mới cho bản thân” Vì vậy, điều
quan trọng là thiết lập những tình huống có dụng ý sư phạm để người học học tập trong hoạt động, học tập bằng thích nghi thông qua một môi trường
học tập tích cực
1.1.3 Khai thác những phương tiện dạy học để tiếp nối và gia tăng sức mạnh của con người
Phương tiện DH giúp thiết lập những tình huống có dụng ý sư phạm, tổ chức những hoạt động giao lưu của thầy và trò GV cần biết khai thác thế mạnh của các phương tiện sẵn có để phục vụ công việc dạy học của mình, đồng thời có thể tự tạo một số phương tiện, khắc phục khó khăn, không trông chờ vào sự tài trợ của nhà nước Phương tiện DH không chỉ dừng ở mức độ minh họa nội dung DH mà nó còn là nguồn tri thức, là một cách chứng minh bằng quy nạp các nội dung DH Ngày nay với sự phát triển của CNTT thì sử dụng các phần mềm làm phương tiện hỗ trợ DH một cách hợp lí sẽ cho hiệu
Trang 9quả cao, bởi lẽ khi sử dụng phần mềm DH bài giảng sẽ sinh động hơn, sự tương tác hai chiều được thiết lập, HS được giải phóng khỏi những công việc vụn vặt, tốn thời gian, dễ nhầm lẫn, nên có điều kiện đi sâu vào bản chất của bài học
1.1.4 Xác định vai trò mới của người thầy với tư cách là người thiết kế, uỷ thác, điều khiển và thể chế hóa
Hoạt động hoá người học dễ dẫn đến việc ngộ nhận về sự giảm sút vai trò của người thầy Tuy nhiên điều đó không đúng
Một mặt cần phải hiểu rằng hoạt động hoá người học hay việc xác lập
vị trí chủ thể của người học không hề làm suy giảm mà còn nâng cao vai trò, trách nhiệm của người thầy Một câu tục ngữ vẫn được nhắc đến là “Không thầy đố mày làm nên”
Mặt khác, sẽ là bảo thủ nếu cho rằng tính chất, vai trò của người thầy vẫn như xưa Thầy giáo không còn là nguồn phát thông tin duy nhất, người ra lệnh một cách khiên cưỡng và cũng không phải là người hoạt động chủ yếu trong lớp học Vai trò, trách nhiệm của thầy bây giờ là quan trọng hơn, nặng
nề hơn và cũng khó khăn hơn Cụ thể là:
- Thiết kế: lập kế hoạch, chuẩn bị quá trình DH về mặt mục tiêu, nội
dung, phương pháp, phương tiện và hình thức tổ chức
- Uỷ thác: biến ý đồ của thầy thành nhiệm vụ học tập tự nguyện tự giác
của trò, chuyển giao cho trò không phải những tri thức có sẵn mà là những tình huống để trò hoạt động và thích nghi
- Điều khiển: kể cả sự điều khiển về tâm lý, bao gồm sự động viên,
hướng dẫn, trợ giúp và đánh giá
- Thể chế hoá: xác nhận những kiến thức mới phát hiện, đồng nhất hoá
những kiến thức riêng lẻ mang màu sắc cá thể, phụ thuộc hoàn cảnh và thời gian của từng HS thành tri thức khoa học của xã hội, tuân thủ chương trình
Trang 10về mức độ yêu cầu, cách thức diễn đạt và định vị tri thức mới trong hệ thống tri thức đã có, hướng dẫn vận dụng và ghi nhớ hoặc giải phóng khỏi trí nhớ
nếu không cần thiết
Những ý tưởng trong định hướng đổi mới trên đây sẽ làm nền tảng cho chúng tôi khi nghiên cứu ứng dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học định lí HHKG lớp 11
1.2 Phương pháp dạy học tích cực
1.2.1 Các dấu hiệu đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực
Theo tác giả Trần Bá Hoành [7] phương pháp tích cực là một thuật ngữ rút gọn để chỉ những PPDH theo hướng phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo của HS (phương pháp tích cực ở đây bao gồm cả phương pháp dạy và phương pháp học) Từ đó tác giả đưa ra bốn dấu hiệu đặc trưng cơ bản, đủ để phân biệt phương pháp tích cực với các phương pháp thụ động:
- Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của HS;
- Dạy và học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học;
- Tăng cường học tập cá thể phối hợp với học tập hợp tác;
- Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò
Tác giả Lê Văn Tiến [17, tr.10] dùng thuật ngữ “phương pháp tích cực” theo nghĩa chặt, cho rằng không phải mọi phương pháp cho phép phát huy được tính tích cực của HS đều là phương pháp tích cực Một phương pháp chỉ được coi là tích cực khi nó có những đặc trưng chủ yếu sau:
- GV tự nguyện rời bỏ vị trí trung tâm Họ chỉ còn là người đạo diễn, trọng tài, cố vấn, tổ chức cho HS tự mình kiến tạo kiến thức mới;
- HS trở thành chủ thể, thành trung tâm được định hướng để tự mình xây dựng kiến thức, chứ không phải được đặt trước những kiến thức có sẵn của SGK, hay bài giảng áp đặt của GV;
- Kiến thức được khám phá bởi người học có thể còn phiến diện, chưa đầy đủ, chưa hoàn chỉnh như tri thức ta muốn truyền thụ nhưng chính