MỤC LỤC Trang 1. Lý do chọn đề tài 2 1. Mục đích nghiên cứu 2 1. Đối tượng nghiên cứu 3 1.
Phương pháp nghiên cứu 3 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN 2. Cơ sở lý luận của SKKN 3 2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN 4 2.
Một số kiến thức cần nhớ 5 2. Một số dạng toán thường gặp và phương pháp giải. Hiệu quả của sáng kiến 19 3. KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 3.
Kiến nghị 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SKKN 23 1. Lý do chọn đề tài: Toán học là một môn học có vai trò quan trọng trong hệ thống các môn khoa học, không chỉ là nền tảng cho các môn khoa học tự nhiên khác mà còn góp phần rèn luyện tư duy logic, khả năng phân tích, suy luận và giải quyết vấn đề. Việc học tốt môn Toán giúp học sinh tiếp cận hiệu quả hơn với các môn học khác và ứng dụng vào thực tiễn đời sống. Chính vì vậy, việc giảng dạy môn Toán trong nhà trường phổ thông không chỉ yêu cầu giáo viên có kiến thức chuyên môn vững vàng mà còn cần có phương pháp giảng dạy sáng tạo, hiệu quả nhằm giúp học sinh tiếp thu bài học một cách chủ động, linh hoạt.
Trong thực tế giảng dạy hiện nay, đặc biệt là ở bậc THPT, nhiều học sinh vẫn có thói quen học thuộc một cách máy móc, thiếu sự tư duy và sáng tạo. Kiến thức tiếp thu được không trở thành kiến thức "sống" để có thể vận dụng trong những tình huống khác nhau. Là một giáo viên đang trực tiếp giảng dạy khối lớp 10 năm học 2022–2023, tôi nhận thấy rõ những khó khăn mà học sinh gặp phải, đặc biệt là trong việc tiếp cận và vận dụng kiến thức mới. Một trong những đơn vị kiến thức quan trọng mà học sinh lớp 10 thường gặp khó khăn là Tổ hợp và Xác suất.
Trước đây, mảng kiến thức này chỉ thuộc chương trình lớp 11, nhưng hiện nay học sinh đã làm quen từ cấp THCS đã được đưa xuống giảng dạy sâu ở lớp 10 nhưng học sinh chưa kịp thích nghi với mức độ trừu tượng và khái niệm mới như: quy tắc đếm, hoán vị, chỉnh hợp, tổ hợp, biến cố, xác suất. Nhiều em không phân biệt rõ được bản chất cũng như sự khác nhau giữa các khái niệm này, dẫn đến việc lựa chọn sai phương pháp giải và nhầm lẫn giữa các dạng toán. Qua thực tiễn giảng dạy và sau một thời gian nghiên cứu, trăn trở với những khó khăn của học sinh, tôi mạnh dạn đề xuất sáng kiến: "Phương pháp tư duy giải một số bài toán đại số tổ hợp trong chương trình Toán lớp 10" nhằm cải tiến phương pháp giảng dạy, giúp học sinh hiểu sâu bản chất, nắm vững kiến thức và vận dụng hiệu quả trong việc giải toán. Mục đích nghiên cứu 1.
Giúp học sinh hiểu rõ bản chất của các khái niệm trong tổ hợp và xác suất, bao gồm: quy tắc cộng, quy tắc nhân, hoán vị, chỉnh hợp, tổ hợp, biến cố, không gian mẫu, xác suất. Phân biệt rõ ràng giữa hoán vị, chỉnh hợp và tổ hợp thông qua các ví dụ minh họa cụ thể, trực quan. Hình thành tư duy phân tích và giải quyết bài toán tổ hợp xác suất dựa trên nhận dạng đúng dạng toán và vận dụng phù hợp quy tắc đếm và công thức xác suất. Đưa ra một số phương pháp tư duy cụ thể, ngắn gọn, dễ nhớ, giúp học sinh tiếp cận nhanh và giải toán hiệu quả hơn.
Tăng hứng thú học tập cho học sinh, giảm bớt sự nhầm lẫn, máy móc trong quá trình tiếp thu kiến thức mới. Nâng cao hiệu quả giảng dạy của giáo viên, tạo tiền đề cho việc đổi mới phương pháp giảng dạy môn Toán theo định hướng phát triển năng lực. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng áp dụng: Học sinh khối lớp 10, đặc biệt là các lớp do giáo viên trực tiếp giảng dạy môn Toán. Ngoài ra, các giáo viên môn Toán THPT có thể tham khảo để áp dụng trong công tác giảng dạy.
Phạm vi áp dụng: o Áp dụng trong quá trình giảng dạy chương trình Toán lớp 10, phần Tổ hợp và Xác suất (thuộc chương trình Toán THPT hiện hành). o Sử dụng trong các tiết học lý thuyết và luyện tập, ôn tập hoặc phụ đạo cho học sinh yếu kém. Phương pháp nghiên cứu Trong phạm vi của đề tài, đã sử dụng kết hợp các phương pháp như: phương pháp thống kê – phân loại; phương pháp phân tích – tổng hợp- đánh giá; phương pháp vấn đáp - gợi mở, nêu ví dụ; phương pháp diễn giải. và một số phương pháp khác như phương pháp quy lạ về quen, sử dụng máy tính để hổ trợ tìm đáp án trong câu hởi trắc nghiệm khách quan.
NỘI DUNG SÁNG KIẾN 2. Cơ sở lý luận: Trong quá trình nghiên cứu và giảng dạy, tôi đã từng đọc bài viết trên “Tạp chí Tuổi trẻ” của Bộ Giáo dục và Đào tạo, trong đó thầy Nguyễn Thái Hòe - nguyên giáo viên khối chuyên Toán, Đại học Sư phạm Vinh - khẳng định “Phương pháp dạy giải toán theo yêu cầu của phương pháp tìm lời giải có nhiều ưu điểm và phát huy tác dụng tốt cho nhiều loại đối tượng học sinh.” Tôi hoàn toàn đồng tình với quan điểm này, vì vai trò của giáo viên trong môn Toán chủ yếu và quyết định ở khâu hướng dẫn học sinh tìm lời giải bài toán. Đây là bước nền tảng để phát triển tư duy và kỹ năng giải quyết vấn đề cho học sinh. Bên cạnh đó, trong “Tuyển tập 30 năm Tạp chí Toán học và Tuổi trẻ”, thầy Phan Đức Chính - giảng viên Trường Đại học Tổng hợp – viết “Có thể nói rằng sự linh hoạt trong suy nghĩ là một điều kiện cần thiết để đạt được kết quả tốt trong việc học Toán.” 3 c) Vì hai bạn A và E ngồi ở hai đầu ghế nên xếp chỗ cho 2 bạn A và E: có (cách).
Xếp chỗ cho 3 bạn còn lại: có (cách). Vậy số cách xếp là: (cách). Ví dụ 2: Tổ 1 của lớp 10A4 có 9 học sinh. Hỏi có bao nhiêu cách sắp xếp vị trí theo hàng dọc của 9 học sinh đó? Giải: Sắp xếp 9 học sinh vào một hàng dọc khi thay đổi thứ tự của mỗi học sinh này cho ta 1 kết quả và sắp xếp tất cả 9 học sinh (n phần tử).
Do đó ta dùng hoán vị để tính được số cách xếp hàng. Vậy Số cách sắp xếp vị trí theo hàng dọc của 9 học sinh là: (Cách) Khi sắp xếp vị trí theo hàng thoã mãn điều kiện nào đó thì ta làm thế nào? Ta làm tiếp ví dụ sau. Ví dụ 3: Một nhóm học sinh gồm 4 nam và 4 nữ được xếp thành một hàng ngang. Hãy tìm a) Số cách xếp vị trí 8 bạn thành một hàng ngang ? b) Số cách xếp 8 bạn thành một hàng ngang sao cho các bạn nam luôn đứng cạnh nhau ? c) Số cách xếp 8 bạn thành một hàng ngang sao cho các bạn nam không đứng cạnh nhau ? d) Số cách xếp 8 bạn thành một hàng ngang sao cho nam và nữ đứng xen kẽ là ? Giải: a) Số cách sắp xếp vị trí 8 bạn thành một hàng ngang là b) Coi 4 bạn nam là phần tử.
Số cách tạo ra phần tử là Bài toán trở thành xếp chỗ 4 bạn nữ và có Số cách sắp xếp chỗ là c) Số cách sắp xếp 4 bạn nữ là 4 bạn nữ tạo thành 5 khoảng trống nên số cách xếp 4 bạn nam là Vậy có cách sắp xếp d) TH1: Nam đứng đầu Số cách xếp 4 bạn nam là 9 Lời giải: Mỗi cách chọn 5 bạn trong 10 bạn đi tập văn nghệ là một Tổ hợp chập 5 của 10 phần tử. Số cách chọn cần tìm là: (cách). Như vậy, để tìm lời giải một bài toán đại số tổ hợp, ta cần phân biệt được khi nào dùng Hoán vị, khi nào dùng Chỉnh hợp, khi nào dùng Tổ hợp và khi nào cần kết hợp các khái niệm trên. Câu hỏi phân Hoán vị Chỉnh hợp Tổ hợp loại 1.
Có sắp xếp thứ có có không tự hay không? 2. Nếu sắp xếp thì Tất cả (n phần tử) Chỉ k phần tử Chỉ k phần tử sắp xếp bao nhiêu trong n phần tử trong n phần tử phần tử khác (1 k n) (1 k n) nhau? Với câu hỏi 1 ta nhận biết được tổ hợp, còn câu hỏi 2 ta nhận biết được hoán vị và chỉnh hợp. Lưu ý cho các em là khi k = n thì chỉnh hợp cũng là hoán vị và ngược lại. Các em học sinh khi chưa đặt câu hỏi để phân biệt rõ ràng thì hay nhầm lẫn giữa chỉnh hợp và tổ hợp và giải một bài toán rất khó khăn, mơ hồ giữa các phép toán này.
Sau khi vận dụng sáng kiến này thì đa số các em hiểu rõ hoán vị, chỉnh hợp, tổ hợp hơn; giải quyết bài toán dễ dàng hơn nhiều. Ví dụ phân biệt khái niệm Hoán vị và Chỉnh hợp Ví dụ 1: Từ các chữ số: 1,2,3,4,5,6 có thể lập được bao nhiêu số tự nhiên: a. Gồm 6 chữ số khác nhau. Gồm 4 chữ số khác nhau.
Số “phần tử” bằng số “vị trí” nên đây là bài toán về Hoán vị. Số “phần tử” không bằng số “vị trí” nên đây là bài toán về Chỉnh hợp. Có bao nhiêu cách sắp xếp 7 người vào một hàng gồm 7 ghế? b. Có bao nhiêu cách sắp xếp 4 người vào một hàng gồm 7 ghế? c.
Có bao nhiêu cách sắp xếp 7 người vào một hàng gồm 5 ghế? Hướng dẫn: a. Số “phần tử” bằng số “vị trí” nên đây là bài toán về Hoán vị. 7 Lời giải: Mỗi cách chọn 5 bạn trong 10 bạn đi tập văn nghệ là một Tổ hợp chập 5 của 10 phần tử. Số cách chọn cần tìm là: (cách).
Như vậy, để tìm lời giải một bài toán đại số tổ hợp, ta cần phân biệt được khi nào dùng Hoán vị, khi nào dùng Chỉnh hợp, khi nào dùng Tổ hợp và khi nào cần kết hợp các khái niệm trên. Câu hỏi phân Hoán vị Chỉnh hợp Tổ hợp loại 1. Có sắp xếp thứ có có không tự hay không? 2. Nếu sắp xếp thì Tất cả (n phần tử) Chỉ k phần tử Chỉ k phần tử sắp xếp bao nhiêu trong n phần tử trong n phần tử phần tử khác (1 k n) (1 k n) nhau? Với câu hỏi 1 ta nhận biết được tổ hợp, còn câu hỏi 2 ta nhận biết được hoán vị và chỉnh hợp.
Lưu ý cho các em là khi k = n thì chỉnh hợp cũng là hoán vị và ngược lại.