CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Dạy học nguyên hàm – tích phân lớp 12 THPT Nguyên hàm – tích phân, là một chương vô cùng quan trọng và tương đối khó đối với HS. Chương này gồm nhiều dạng bài tập và tổng hợpnhiều kiến thức,có nhiều ứng dụng trong khoa học và cuộc sống đã được đưa vào DH một cách hệ thống ở trường phổ thông.Sơ lược về nguyên hàm - tích phân Phép tính tích phân đầu tiên đã được thực hiện từ cách đây hơn 2. Tích phân, vi phân và môn toán học của những phép tính nàyđã chính thức được khám phá bởi Leibniz (1646–1716) và Isaac Newton (1642–1727).
Gauss (1777–1855) là người đầu tiên lập bảng tra cứu các tích phân tính sẵn, ông đã cùng nhiều nhà toán học khác ứng dụng tích phân vào các bài toán của toán học và vật lý. Hermite (1822–1901) tìm thấy một thuật toán để tính tích phân cho các hàm phân thức và A.Ostrowski đãmở rộng cho các phân thức chứa lô ga rít vào những năm 1940. Trước khi máy tính ra đời, nhiều lý thuyết giúp tính các tích phân khác nhau đã không ngừngphát triển và được ứng dụng bởi những nhà toán học như:G.Brychkov,… để lập các bảng tra cứu tích phân và biến đổi tích phân. Những phát triển tiếp nối của nhiều nhà toán học khác đã ngày càng hoàn thiện PP của Rích (nghiên cứu về lý thuyết tổng quát và ứng dụng trong tích phân các hàm cơ bản)và những năm 1980 PP này đã được mở rộng cho cả các hàm không cơ bản đặc biệt.
Từ những năm 1990 (thế kỉ XX) trở lại đây máy tính ra đời và có khả năng tính hàng nghìn tích phân mới chưa bao giờ xuất hiện trong các bảng tra cứu và đã giúp loại bỏ sai sót do con người tạo nên. 8 Trong trường hợp đơn giản, tích phân của hàm sốf(x) trên x, được viết là: ∫ f ( x)dx (tích phân bất định) Với: ∫là "sự tích phân"; f(x)dx gọi là biểu thức dưới dấu tích phân; dx biểu diễn việc tích phân trên x. Đối với tích phân bất định, tồn tại cùng lúc nhiều hàm số sai khác nhau bằng hằng số tích phân C thoả mãn điều kiện cùng có chung vi phân, bởi vì vi phân của hằng số bằng 0, nếu F(x) là tích phân bất định của f(x) thì f(x) là vi phân của F(x) và ta có công thức: ∫ f ( x)dx = F ( x) + C Tích phân có cận trên và cận dưới (tích phân xác định)của hàm f(x) với x chạy trong khoảng từ a (cận dưới) đến b (cận trên) được viết b là: ∫ f ( x )dx a Nếu F(x) là tích phân bất định của f(x) thì f(x) là vi phân của F(x). Tích phân xác định được tính từ tích phân bất định như sau: b ∫ f ( x)dx = F (b) − F (a) a 1.
DH nguyên hàm - tích phân lớp 12 THPT 1. Vềkiếnthức: Hiểu khái niệm nguyên hàm; Biếttính chất cơ bản của nguyên hàm. Bảng nguyên hàm của một số hàm số thường gặp; Phân biệt rõ một nguyên hàm với họ nguyên hàm của một hàm số; Các phương pháp tính nguyên hàm; Biết khái niệm diện tích hình thang cong; Biết định nghĩa tích phân của hàm số liên tục bằng công thức Niu-tơn – Lai-bơ-nit; Biết các tính chất và các phương pháp tính tích phân; Biết các công thức tính diện tích hình phẳng, thể tích vật thể, thể tích khối tròn xoay nhờ tích phân. Về kĩnăng: 9 Tìm được nguyên hàm của một số hàm số đơn giản dựa vào bảng nguyên hàm và cách tính nguyên hàm từng phần; Sử dụng được các phương pháp tính nguyên hàm để tìm nguyên hàm của các hàm số đơn giản;Tính được tích phân của một số hàm số đơn giản bằng định nghĩa hoặc phương pháp tính tích phân từng phần; Sử dụng được phương pháp đổi biến số để tính tích phân; Tính được diện tích một số hình phẳng, thể tích một số khối tròn xoay nhờ tích phân;Củng cố phép tính tích phân.
Vềtháiđộ: Tích cực, chủ động xây dựng bài và chiếm lĩnh kiến thức theo sự hướng dẫn của GV. Phát triển tư duy thuật giải, lập chiến lược giải và giải bài toán, rèn luyện tính linh hoạt và khả năng sáng tạo. Hình thành năng lực tính toán trên các tập hợp số,bên cạnh đó HS còn phải biết sử dụng các công thức, kí hiệu, tức là hình thành được năng lực sử dụng ngôn ngữ toán học. Tích phân được xuất phát từ thực tiễn, liên môn HS còn rèn luyện được năng lực mô hình hoá toán học và năng lực GQVĐ.
Máy tính cầm tay hỗ trợ HS tính tích phân do đó học sinh còn phát triển năng lực sử dụng công cụ tính toán… d. Giá trị: Hình thành năng lực tính toán trên các tập hợp số;năng lực sử dụng ngôn ngữ toán học; năng lực mô hình hoá toán học và GQVĐ;năng lực sử dụng công cụ tính toán để vận dụng được nguyên hàm – tích phân vào thực tiễn đời sống và nghiên cứu khoa học. Nội dung chương trình Nguyên hàm. Ứng dụng tích phân trong hình học: 14 tiết Nguyên hàm: 2 tiết Luyện tập về nguyên hàm: 2 tiết Tích phân: 4 tiết Luyện tập về tích phân: 1 tiết Ứng dụng tích phân trong hình học: 4 tiết 10 Luyện tập về ứng dụng tích phân trong hình học: 1 tiết 1.
Thực trạng DH nguyên hàm - tích phân lớp 12 THPT Dạy học toán hiện nay chỉ chú trọng nhiều vào mục tiêu thi cử cũng như tập trung nhiều vào việc giải quyết các dạng bài tập, vì vậy đã vàđang làm toán học trở nên khô khan và mất dần ý nghĩa đối với học sinh. Để giúp học sinh có hứng thú và thấy được ý nghĩa của học toán thì cần cho các em thấy được ứng dụng hiệu quả của việc LCLG&GBT trong các vấn đề của thực tiễn cuộc sống và các môn khoa học khác. Điều này không những cho học sinh thấy được vai trò công cụ của toán học mà còn giúp đem lại ý nghĩa cho các khái niệm, định lí khi chúng là công cụ để giải quyết các vấn đề đó. Chương trình SGK Toán (năm 2009) THPTđã có nhiều thay đổi theo hướng giảm dần việc cung cấp tri thức theo kiểu có sẵn.
Trong chương III. Nguyên hàm - Tích phân và ứng dụng của sách Giải tích lớp 12 có nhiều tiềm năng để tổ chức các hoạt động dạy học theo hướng phát triển năng lực LCLG&GBT. Đối tượng khảo sát Chúng tôi đã thiết kế và gửi phiếu điều tra đến các GV dạy toán lớp 12 của 50 trường THPT công lập và dân lập ( gồm 200 GV); 14 trung tâm GDTX quận, huyện(gồm 30 GV) trên địa bàn TP Hải Phòng; thời gian từ 04/3/2019 đến 06/4/2019. Mục đích là để tìm hiểu thực trạng DH Nguyên hàm – Tích phân lớp 12 THPT trên các phương diện: Nhận thức, thái độ, năng lực giải toán; theo mẫu phiếu khảo sát (Phiếu KS – GV) như sau: Nội dung khảo sát 11 Phiếu KS - GV Trường THPT (TT.
PHIẾU ĐIỀU TRA THU THẬP THÔNG TIN Mong thầy (cô) vui lòng khoanh tròn vào chữ cái trước mỗi đáp án mà thầy (cô) cho là phù hợp với mình nhất. Khi dạy học Nguyên hàm – Tích phân lớp 12 THPT; GV có cần hiểu biết mối quan hệ giữa Đạo hàm với Vi phân; Vi phân với Tích phân và Đạo hàm với Tích phân không? A. Thầy (cô) vui lòng đánh giá lời giải của bài toán sau. Bài toán:Chứng minh rằng F(x) = - (1 + x)e-x là một nguyên hàm của hàm số f(x) = xe-x trên.
Từ đó hãy tìm nguyên hàm của hàm số g(x) = (x - 1)e-x. Lời giải: -x -x -x •F’(x) = -e + (1 + x)e = xe = f(x) với mọi x ⇒ F(x) là một nguyên hàm của hàm f(x) trên. Khi dạy học Nguyên hàm – Tích phân lớp 12 THPT; thầy (cô) đánh giá tầm quan trọng của việc phát triển năng lực “lập chiến lược giải và giải bài toán” cho HS như thế nào? A. Rất quan trọng B.
Bình thường C. Không quan trọng 12 Kết quả khảo sát Đáp án A B C Câu hỏi Câu 1 27,50% 30,30% 42,20% Câu 2 50,40% 29,60% 20,00% Câu 3 9,80% 79,00% 11,20% Kết luận Qua số liệu của kết quả khảo sát, ta thấy rằng: - 42,2% thầy (cô) được hỏi cho rằng: Khi dạy học Nguyên hàm – Tích phân lớp 12 THPT, GV không cần hiểu biết mối quan hệ giữa Đạo hàm với Vi phân; Vi phân với Tích phân và Đạo hàm với Tích phân, trong khi đó SGK Giải tích 12 định nghĩa Tích phân thông qua Nguyên hàm của nó (công thức Niu-tơn Lai-bơ-nít). Điều đó nói nên rằng NL giải bài toán Nguyên hàm – Tích phân của thầy (cô) được KS cần phải được bồi dưỡng thêm. - 79% thầy (cô) được hỏi cho rằng việc phát triển năng lực “lập chiến lược giải và giải bài toán” cho HS trong DH Nguyên hàm – Tích phân lớp 12 THPTlà bình thường, trong khi đó nội dung chương này là khó đối với học sinh, đồng thời NL “lập chiến lược giải và giải bài toán” là một trong những thành tố rất quan trọng trong NL PH&GQVĐ.
Phần lớn GV được khảo sát không (chưa) quan tâm đến DH Nguyên hàm – Tích phân lớp 12 THPT theo hướng “phát triển năng lực lập chiến lược giải và giải bài toán”cho học sinh, chỉ coi DH Nguyên hàm – Tích phân như là một phần dạy học các bài toán cơ bản trong rất nhiều các bài toán cơ bản khác mà trong chương trình toán trung học yêu cầu. Năng lực toán học cần hình thành và phát triển cho HS THPT 13 1. Năng lực Một quan niệm cho rằng: Năng lựclà sự kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức giữa kiến thức, kỹ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân… nhằm đáp ứng hiệu quả một yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định. Đặcđiểmcủanănglực, gồm: Năng lực chuyên môn; năng lực phương pháp; năng lực xã hội; năng lực cá thể.
Năng lực chung và năng lựcđặc thù Năng lực chunglà những NL cơ bản, cốt lõi làm nền tảng cho mọi hoạt động của con người trong cuộc sống và lao động. Năng lực đặc thùlà những NL được hình thành và phát triển từ các NL chung theo hướng chuyên sâu, riêng biệt. Năng lực toán học cần hình thành và phát triển cho HS THPT Năng lực toán học Năng lực toán học được hiểu là những đặc điểm tâm lí cá nhân, trước hết là những đặc điểm hoạt động trí tuệ nhằm đáp ứng những yêu cầu của hoạt động toán học. Cấu trúc năng lực toán học Cấu trúc NL toán học củahọc sinh gồm các thành phần: Thu nhận thông tin toán học, chế biến thông tin toán học, lưu trữ thông tin toán học, thành phần tổng hợp chung.