ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài: Theo yêu cầu của bộ môn Toán nói chung, môn toán 11 nói riêng, mỗi tiết học phải hạn chế lý thuyết kinh viện mà chủ yếu khai thác sâu bài tập và thực hành. Trong mỗi bài tập, người thầy phải giúp hoc sinh phân tích từng khía cạnh của bài toán, rồi khai thác phát triển bài toán đó, thậm chí phải lật ngược lại vấn đề. Nếu làm được việc đó thì học sinh càng hiểu sâu sắc bài toán, dạng toán.
Từ đó sẽ kích thích được tính tò mò, khơi dậy cho học sinh tính sáng tạo, khai thác được tiềm năng về môn toán của học sinh. Toàn bộ những điều trên nếu được thể hiện qua những tranh ảnh, hình vẽ, bài tập độc đáo và hấp dẫn; qua những câu chuyện lí thú về khoa học tự nhiên, về văn hoá và nghệ thuật, kiến trúc, thể thao và du lịch, thì từ đó, các em được tiến thêm một bước trên con đường khám phá thế giới bí ẩn và đẹp đẽ của toán học, đặc biệt là được "làm giàu" về vốn văn hoá chung và có cơ hội "Mang cuộc sống vào bài học - Đưa bài học vào cuộc sống". Trong dạy học truyền thống, người dạy chủ yếu cung cấp kiến thức cho người học bằng hình thức thuyết trình, đọc, diễn giảng độc thoại thì hiện nay người dạy đóng vai trò là người định hướng, người hướng dẫn cho người học tìm hiểu và khám phá kiến thức mới. Với sự thay đổi này, người học chủ động tiếp nhận và lĩnh hội tri thức, tích cực khám phá, rèn luyện bản thân để từ đó người học có khả năng nghiên cứu, tìm và giải quyết vấn đề, vận dụng vào thực tiễn.
Cùng với sự thay đổi về vai trò của người học và người dạy cũng là sự đổi mới trong phương pháp dạy học. Trong chương trình môn Toán 2018 đã đặc biệt chú trọng tính ứng dụng của Toán học vào thực tiễn, gắn với xu thế phát triển kinh tế - xã hội. Do vậy, việc phát triển năng lực tư duy và mô hình hóa là cần thiết đối với học sinh hiện nay, đặc biệt là phát triển năng lực mô hình hóa toán học. Năng lực này được thể hiện qua việc xác định được mô hình hóa toán học cho từng tình huống xuất hiện trong bài toán thực tiễn, giải quyết được những vấn đề toán học trong mô hình được thiết lập.
Khi đó học sinh được đặt vào các tình huống có các vấn đề thực tiễn phong phú của một bài toán hay một mô hình hóa toán học thích hợp, từ đó vận dụng kỹ năng và kiến thức toán để giải quyết vấn đề trong tình huống. Một trong những năng lực mà được nhiều quốc gia trên thế giới cũng như Việt Nam đang được chú trọng trong chương trình môn Toán phổ thông là năng lực mô hình hóa. Năng lực này được hình thành thông qua quá trình học sinh tìm hiểu, khám phá các tình huống có tính thực tiễn được xây dựng trên các công cụ và ngôn ngữ toán học. Mô hình hóa giúp học sinh nhận biết và hiểu được ý nghĩa, vai trò của toán học đối với đời sống thực tế, phát triển khả năng phân tích suy luận và giải quyết các vấn đề toán học, phát triển tư duy phê phán và khả năng liên hệ các kiến thức toán với các môn học khác.
Mô hình hóa trong dạy học Toán là quá trình giúp học sinh tìm hiểu, khám phá các tình huống nảy sinh từ thực tiễn bằng công cụ và ngôn ngữ Toán học với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin. Quá trình này đòi hỏi học sinh cần có các kĩ năng và thao tác tư duy Toán học như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa. Để nâng cao chất lượng giảng dạy, cũng như tạo động lực và hứng thú cho học sinh, giáo viên cần có các biện pháp phát triển năng lực người học. Trong đó, việc phát triển năng lực tư duy sáng tạo, mô hình hóa toán học cho học sinh nhằm vận dụng các kiến thức toán vào thực tế đời sống là cần thiết.
Với lý do đó tôi chọn viết sáng kiến kinh nghiệm “Phát triển năng lực tư duy sáng tạo, mô hình hoá và giải quyết các vấn đề thực tiễn cho học sinh thông qua nhiều góc nhìn từ các bài toán thực tế trong chương trình toán lớp 11”. Mục đích nghiên cứu Qua quá trình dạy Toán nhiều năm, tôi nhận thấy rằng: Có nhiều em học thuộc lòng lý thuyết (định nghĩa, định lý, tính chất, quy tắc,.) nhưng vẫn không giải được bài tập, đặc biệt là phần hình học. Mà nếu có giải được cũng không biết mình học những nội dung đó để làm gì. Tức là học sinh vẫn không nhìn ra được vẻ đẹp muôn màu của Toán, không thấy được nhiều sự liên quan gắn bó của Toán học và đời sống.
Thiết nghĩ, “kiến thức toán học được thể hiện qua những tranh ảnh, hình vẽ, bài tập độc đáo và hấp dẫn; qua những câu chuyện lí thú về khoa học tự nhiên, về văn hoá và nghệ thuật, kiến trúc, thể thao và du lịch. Các em được tiến thêm một bước trên con đường khám phá thế giới bí ẩn và đẹp đẽ của toán học, được "làm giàu" về vốn văn hoá chung và có cơ hội "Mang cuộc sống vào bài học - Đưa bài học vào cuộc sống", như lời giới thiệu ở một trong ba bộ sách mới của Bộ giáo dục nó vô cùng chính xác. Tôi muốn các em thấy được toán học trong thực tế đẹp như thế nào, muốn các thầy cô giáo sẽ giúp các em hiểu được Toán học vô cùng thú vị,đẹp muôn màu như chứ không khô khan như nhiều người vẫn nghĩ, mong muốn các em có thể đi một cách tự nhiên, nhẹ nhàng nhất từ những hình ảnh toán học trong thực tế để tư duy vấn đề toán học cũng như các vấn đề khác trong cuộc sống. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3.
Khách thể nghiên cứu Hệ thống các bài tập lý thuyết cũng như bài ứng dụng thông qua nội dung các bài Hình học không gian ở sách giáo khoa Toán 11 và một số bài toán thực tế khác. Qua đó nhằm phát triển năng lực tư duy cho học sinh, sự sáng tạo toán học và tính tò mò khám phá, giúp học sinh xử lí tốt các tình huống trong toán học và cuộc sống. Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu các bài toán Hình học không gian trong thực tế, các bài toán ứng dụng trong thực tế, được khai thác và đưa vào sử dụng cho các tiết lý thuyết và bài tập trong sách giáo khoa, chủ yếu là phần Hình học 11. Giả thuyết khoa học Nếu tất cả người dạy đều khai thác các bài toán hình học không gian từ thực tế không gian cuộc sống của chúng ta, giúp học sinh phát triển tư duy mở rộng, không những trong bộ môn toán mà còn trong các vấn đề khác, thì việc học hình không gian đối với học sinh sẽ không còn đáng sợ, và sẽ hiệu quả hơn rất nhiều.
Cũng vậy, những bài toán có tính ứng dụng, gần gũi với thực tế cuộc sống cũng làm cho học sinh cảm thấy Toán học bớt hàn lâm, trừu tượng. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5. Phạm vi nghiên cứu - Về nôi dung: Đề tài tập trung nghiên cứu việc khai thác các bài toán thực tế trong nội dung Hình học không gian lớp 11, dựa trên nội dung được đưa vào giảng dạy của chương trình sách giáo khoa trong các tiết lý thuyết và bài tập trên các lớp 11D3 và 11D4, qua đó nhằm phát huy năng lực tư duy cho học sinh.
Ngoài ra, đề tài nghiên cứu các bài toán ứng dụng của toán học trong các lĩnh vực khác của cuộc sống như lĩnh vực kinh tế, y học, khoa học,… trong chương trình Toán lớp 11. -Về thời gian: Đề tài được nghiên cứu trong thời gian từ tháng 11/2023 đến tháng 3 năm 2024 tại trường THPT Huỳnh Thúc Kháng. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thực hành - Phương pháp đối chứng - Phương pháp nghiên cứu tài liệu 7. Những luận điểm cần bảo vệ của đề tài Trong toán học bao gồm nhiều nội dung, dạng toán khác nhau.
Các dạng toán có thể không liên quan, ít liên quan, cũng có thể liên quan mật thiết với nhau. Song học sinh rất khó nhận ra điều này. Đặc biệt là các bài toán hình học. Môn Toán là một môn khoa học, những tri thức, kỹ năng toán học cùng với phương pháp làm việc trong toán học trở thành công cụ để học tập những môn khoa học khác, môn Toán là công cụ của nhiều ngành khoa học.
Môn Toán giúp cho học sinh hình thành và phát triển những phương pháp, phương thức tư duy và hoạt động như toán học hoá tình huống thực tế, thực hiện và xây dựng thuật toán, phát hiện và giải quyết vấn đề. Những kỹ năng này rất cần cho người lao động trong thời đại mới. Môn Toán góp phần phát triển nhân cách con người, ngoài việc cung cấp những kiến thức, kỹ năng toán học, môn Toán góp phần phát triển năng lực trí tuệ chung như phân tích, tổng hợp, trừu tượng hoá, khái quát hoá. Ta thấy được môn Toán có vai trò rất quan trọng trong đời sống và trong kỹ thuật.Vì vậy người thầy phải có phương pháp dạy học để phát huy được tính tích cực học tập của học sinh ở mọi đối tượng.
Đề tài này được áp dụng cho tất cả học sinh và thầy cô tham khảo,tuy nhiên đắc dụng nhất vẫn là học sinh lớp 11. Trong ba bộ sách giáo khoa mới nhất (lớp 10 và lớp 11 sử dụng trong năm học 2023-2024). Đóng góp mới của đề tài Các đề tài nghiên cứu về các bài toán thực tế là có rồi, tuy nhiên chưa có một đề tài nào nghiên cứu về các bài toán thực tế đưa vào giảng dạy trong các tiết lý thuyết và bài tập của Toán học sách giáo khoa mới của lớp 11. Vì vậy tôi xin khẳng định đề tài là mới 100%, không có ở bất cứ một tài liệu, sáng kiến hay đề tài khoa học, tạp chí nào.
PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I. Trong mục tiêu môn Toán THPT đã nêu lên rằng: “Rèn luyện khả năng suy luận lôgic; khả năng quan sát và dự đoán, phát triển trí tưởng tượng không gian. Rèn luyện kỹ năng sử dụng ngôn ngữ chính xác. Bồi dưỡng các phẩm chất tư duy như: linh hoạt, độc lập, sáng tạo”.
Chúng ta đã biết hệ thống kiến thức trong chương trình đã được biên soạn lôgic.