Sử dụng phần mềm Cabri 3D để dạy học hình học không gian cho học sinh lớp 12

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vnu ued sử dụng phần mềm cabri 3d trong dạy học khám phá hình học không gian lớp 12 ban cơ bản toán, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Đặng Thị Bích Ngọc
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Chí Thành
• Trường học: Trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Toán
• Đề tài: Ứng dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học khám phá hình học không gian lớp 12 ban cơ bản, toán THPT
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
• MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
• NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
• PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• CÂU HỎI NGHIÊN CỨU
• GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
• PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• Phương pháp nghiên cứu lý luận
• Phương pháp thực nghiệm
• Phương pháp thống kê Toán học
• NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN
• CẤU TRÚC LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học
• 1.2. Dạy học khám phá
• 1.2.1. Khái niệm dạy học khám phá
• 1.2.2. Các kiểu dạy học khám phá
• 1.2.3. Các hình thức của dạy học khám phá
• 1.2.4. Đặc trưng của dạy học khám phá
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MỘT SỐ TÌNH HUỐNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM CABRI 3D TRONG DẠY HỌC KHÁM PHÁ HÌNH HỌC KHÔNG GIAN LỚP 12, BAN CƠ BẢN
• 2.1. Nguyên tắc thiết kế tình huống dạy học khám phá
• 2.2. Một số nguyên tắc sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học khám phá
• 2.3. Một số cách thức thiết kế tình huống dạy học khám phá bằng phần mềm Cabri 3D
• 2.4. Quy trình của dạy học khám phá
• 2.5. Một số tình huống sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học khám phá Hình học 12, Ban cơ bản
• 2.5.1. Tình huống dạy học khám phá dẫn dắt với nội dung “Khái niệm về hình đa diện”
• 2.5.2. Tình huống dạy học khám phá có hướng dẫn khái niệm mặt tròn xoay
• 2.5.3. Dạy học khám phá dẫn dắt khái niệm khối đa diện đều
• 2.5.4. Dạy học khám phá phân chia và lắp ghép các khối đa diện
• 2.5.5. Dạy học khám phá vị trí tương đối giữa mặt phẳng và mặt cầu
• 2.5.6. Dạy học khám phá vị trí tương đối giữa đường thẳng và mặt cầu
• 2.5.7. Dạy học khám phá giải toán tính thể tích khối đa diện
• 2.5.8. Tình huống sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học khám phá bài toán quỹ tích
• 2.6. Kết luận Chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Nội dung thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
• 3.6. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
• 3.7. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
• 3.8. Cơ sở để đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.9. Kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.10. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• CÔNG CỤ VÀ CÁC NGUYÊN LÝ CHÍNH CỦA CABRI 3D
• PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG DẠY HỌC CHƯƠNG I VÀ CHƯƠNG II, HÌNH HỌC 12, BAN CƠ BẢN

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học hình học không gian

Phần mềm Cabri 3D đã trở thành một công cụ hữu ích trong việc dạy học hình học không gian lớp 12. Với khả năng mô phỏng và trực quan hóa các khối hình, phần mềm này giúp học sinh dễ dàng hình dung và hiểu rõ hơn về các khái niệm hình học phức tạp. Việc sử dụng Cabri 3D không chỉ nâng cao chất lượng dạy học mà còn kích thích sự sáng tạo và tư duy phản biện của học sinh.

1.1. Phần mềm Cabri 3D là gì

Cabri 3D là một phần mềm dạy học hình học không gian, cho phép người dùng tạo ra và tương tác với các mô hình 3D. Phần mềm này hỗ trợ giáo viên trong việc trình bày các khái niệm hình học một cách sinh động và trực quan.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng Cabri 3D trong dạy học

Việc sử dụng Cabri 3D trong dạy học giúp học sinh phát triển khả năng tư duy không gian, nâng cao khả năng hình dung và giải quyết vấn đề. Học sinh có thể dễ dàng tương tác với các mô hình, từ đó hiểu rõ hơn về các khái niệm hình học.

II. Thách thức trong việc dạy học hình học không gian lớp 12

Dạy học hình học không gian lớp 12 gặp nhiều thách thức, đặc biệt là trong việc giúp học sinh hình dung các khối hình trừu tượng. Nhiều học sinh gặp khó khăn trong việc hiểu và áp dụng các kiến thức hình học vào thực tiễn. Điều này đòi hỏi giáo viên phải tìm ra các phương pháp dạy học hiệu quả hơn.

2.1. Khó khăn trong việc hình dung khối hình

Học sinh thường gặp khó khăn trong việc hình dung các khối hình không gian do tính trừu tượng cao. Việc thiếu các công cụ hỗ trợ trực quan khiến cho việc tiếp thu kiến thức trở nên khó khăn.

2.2. Thiếu tài liệu và công cụ hỗ trợ

Nhiều giáo viên chưa được trang bị đầy đủ tài liệu và công cụ hỗ trợ dạy học hình học không gian. Điều này dẫn đến việc giảng dạy không hiệu quả và không đáp ứng được nhu cầu học tập của học sinh.

III. Phương pháp dạy học hình học không gian hiệu quả với Cabri 3D

Sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học hình học không gian là một phương pháp hiệu quả giúp học sinh khám phá và hiểu rõ hơn về các khái niệm hình học. Phương pháp này không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách dễ dàng mà còn khuyến khích sự sáng tạo và tư duy độc lập.

3.1. Thiết kế bài học với Cabri 3D

Giáo viên có thể thiết kế các bài học tương tác với Cabri 3D, cho phép học sinh tự do khám phá và tạo ra các mô hình hình học. Điều này giúp học sinh chủ động hơn trong việc học tập.

3.2. Tích hợp công nghệ vào dạy học

Việc tích hợp công nghệ thông tin vào dạy học hình học không gian giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy. Cabri 3D cung cấp các công cụ trực quan giúp học sinh dễ dàng tiếp cận và hiểu các khái niệm phức tạp.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Cabri 3D trong dạy học

Cabri 3D đã được áp dụng thành công trong nhiều lớp học hình học không gian, mang lại kết quả tích cực cho học sinh. Việc sử dụng phần mềm này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn phát triển kỹ năng tư duy và giải quyết vấn đề.

4.1. Kết quả thực nghiệm sử dụng Cabri 3D

Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy học sinh sử dụng Cabri 3D có kết quả học tập tốt hơn so với các phương pháp truyền thống. Học sinh có khả năng hình dung và áp dụng kiến thức vào thực tiễn cao hơn.

4.2. Phản hồi từ học sinh và giáo viên

Học sinh và giáo viên đều đánh giá cao việc sử dụng Cabri 3D trong dạy học. Học sinh cảm thấy hứng thú hơn với môn học, trong khi giáo viên có thể giảng dạy hiệu quả hơn.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của việc sử dụng Cabri 3D

Việc sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học hình học không gian lớp 12 đã chứng minh được hiệu quả và tính khả thi. Trong tương lai, việc áp dụng công nghệ thông tin vào giáo dục sẽ ngày càng trở nên quan trọng, mở ra nhiều cơ hội mới cho việc dạy và học.

5.1. Tương lai của dạy học hình học không gian

Với sự phát triển của công nghệ, dạy học hình học không gian sẽ ngày càng trở nên sinh động và hấp dẫn hơn. Cabri 3D sẽ tiếp tục là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho giáo viên và học sinh.

5.2. Khuyến nghị cho giáo viên

Giáo viên nên tích cực tìm hiểu và áp dụng phần mềm Cabri 3D trong giảng dạy. Việc này không chỉ giúp nâng cao chất lượng dạy học mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực cho học sinh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo khảo sát thực tế tại các trường trung học phổ thông, hơn 70% học sinh lớp 12 gặp khó khăn nghiêm trọng khi tiếp cận môn Hình học không gian do rào cản về tư duy trừu tượng và khả năng tưởng tượng 3 chiều. Phương pháp giảng dạy truyền thống chủ yếu dựa vào hình vẽ phẳng 2D trên bảng đen hoặc giấy viết, khiến người học khó hình dung các mối quan hệ không gian phức tạp như quan hệ vuông góc, song song, thiết diện cắt hay mặt tròn xoay. Nhằm giải quyết triệt để vấn đề này, đề tài nghiên cứu tập trung khai thác ứng dụng phần mềm hình học động Cabri 3D vào quá trình tổ chức dạy học khám phá môn Hình học lớp 12 Ban cơ bản.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là xây dựng cơ sở lý luận vững chắc, thiết kế chuỗi tình huống dạy học khám phá trực quan và kiểm chứng tính hiệu quả sư phạm trong thực tiễn dạy học. Phạm vi không gian của đề tài được triển khai thực nghiệm tại Trường Trung học phổ thông Hồng Quang, thành phố Hải Dương, tỉnh Hải Dương trong khung thời gian năm học 2014 - 2015, kết hợp cùng 14 năm kinh nghiệm giảng dạy thực tế của tác giả. Nội dung nghiên cứu đi sâu vào hai phân môn trọng tâm: Chương 1 về Khối đa diện và Chương 2 về Mặt nón, mặt trụ, mặt cầu. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi giúp giảm khoảng 40% thời gian vẽ hình thủ công của giáo viên, đồng thời thúc đẩy chỉ số hứng thú học tập và năng lực tự chiếm lĩnh kiến thức của học sinh đạt trên 85%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự giao thoa giữa Thuyết kiến tạo trong giáo dục và Lý luận dạy học khám phá hiện đại. Dạy học khám phá là quá trình người học đóng vai trò trung tâm, chủ động thao tác, quan sát và phát hiện lại các quy luật toán học dưới sự định hướng sư phạm của giáo viên. Mô hình dạy học này bao gồm ba hình thức tiếp cận chính: khám phá dẫn dắt, khám phá hỗ trợ và khám phá tự do.

Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp quan điểm ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông với 4 khái niệm nền tảng:

• Tình huống gợi vấn đề: Môi trường học tập tạo ra mâu thuẫn nhận thức giữa kiến thức đã biết và tri thức mới cần phát hiện.
• Hình học động: Hệ thống phần mềm cho phép biến đổi liên tục các đối tượng toán học mà vẫn giữ nguyên các thuộc tính hình học cốt lõi.
• Thể chế hóa tri thức: Giai đoạn giáo viên chuẩn hóa, chính xác hóa các phát hiện của học sinh thành định nghĩa, định lý hoàn chỉnh.
• Tương tác không gian đa chiều: Khả năng xoay chuyển góc nhìn 360 độ, tạo vết chuyển động và cắt ghép trực quan trong không gian 3D của phần mềm Cabri 3D.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng hệ thống phương pháp nghiên cứu hỗn hợp kết hợp giữa lý luận, điều tra xã hội học và thực nghiệm sư phạm:

• Khảo sát thực trạng và cỡ mẫu: Đề tài tiến hành phát phiếu điều tra trên mẫu nghiên cứu gồm 8 giáo viên thuộc tổ Toán và 135 học sinh thuộc 3 lớp 12B, 12C, 12H tại Trường Trung học phổ thông Hồng Quang trong tháng 5 năm 2015. Tổng số phiếu phát ra và thu về đạt 143 phiếu, tương ứng tỷ lệ phản hồi 100%. Phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích được áp dụng nhằm phản ánh khách quan năng lực học tập ở các khối lớp Ban cơ bản.
• Phương pháp phân tích dữ liệu: Tác giả kết hợp phương pháp phân tích nội dung chương trình sách giáo khoa, phương pháp dự giờ quan sát sư phạm và phương pháp thống kê toán học để xử lý định lượng kết quả điều tra và đối chứng thực nghiệm. Lý do lựa chọn hệ thống phương pháp này là nhằm đảm bảo tính khách quan, đo lường chính xác tác động của phần mềm Cabri 3D đối với kết quả học tập.
• Lộ trình triển khai: Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 9 năm 2014 đến tháng 11 năm 2015, trải qua 3 giai đoạn gồm hoàn thiện khung lý thuyết, điều tra thực trạng dạy học và tổ chức thực nghiệm kiểm chứng tại lớp học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích dữ liệu điều tra thực trạng và kết quả thực nghiệm sư phạm đã mang lại 3 phát hiện nổi bật:

Thứ nhất, mức độ ứng dụng công nghệ trực quan 3D trong giảng dạy môn Toán tại trường phổ thông còn ở mức rất thấp. Kết quả khảo sát cho thấy chỉ có 5.0% giáo viên từng sử dụng các phần mềm chuyên dụng như Cabri 3D trong các tiết dạy hình học không gian. Tuy nhiên, có tới 83.0% giáo viên được hỏi nhận định rằng việc đổi mới phương pháp giảng dạy và ứng dụng phần mềm động là yêu cầu cấp thiết để nâng cao chất lượng dạy học.

Thứ hai, học sinh gặp rào cản rất lớn về kỹ năng biểu diễn và phân tích hình học không gian. Số liệu chỉ ra rằng 53.4% học sinh thừa nhận bản thân gặp khó khăn trong việc tự vẽ hình, không hình dung được khối hình khi bài toán thay đổi góc nhìn và lúng túng khi xác định hướng giải quyết bài tập nếu thiếu mô hình trực quan.

Thứ ba, việc áp dụng quy trình dạy học khám phá 5 bước kết hợp Cabri 3D mang lại bước tiến vượt bậc trong việc tiếp thu kiến thức. Đề tài đã thiết kế và thử nghiệm thành công 8 tình huống dạy học khám phá tiêu biểu, bao gồm: khái niệm hình đa diện, khối đa diện lồi, 5 loại khối đa diện đều, phân chia và lắp ghép khối lập phương thành các khối tứ diện, khái niệm mặt tròn xoay, vị trí tương đối của mặt phẳng với mặt cầu và bài toán quỹ tích không gian. 100% học sinh tham gia các tiết thực nghiệm đều hoàn thành tốt phiếu học tập và tự phát biểu chính xác các định nghĩa hình học cốt lõi.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến sự chuyển biến tích cực của học sinh nằm ở triết lý tương tác trực tiếp của phần mềm Cabri 3D: những gì nhìn thấy là những gì có thể thao tác được. Với tính năng hình cầu kính, tạo vết hoạt náo góc quay 360 độ và khả năng di chuyển mặt phẳng cắt theo thời gian thực, phần mềm đã biến các đối tượng toán học trừu tượng thành các mô hình trực quan sinh động. Học sinh không còn phải tiếp nhận kiến thức một cách thụ động theo phương pháp thuyết trình truyền thống mà được tự tay làm thí nghiệm toán học, quan sát sự biến đổi, đưa ra dự đoán và tự mình tìm ra chân lý khoa học.

So với các nghiên cứu trước đây vốn chỉ tập trung vào hình học không gian lớp 11 với các bài toán quan hệ song song và vuông góc, nghiên cứu này đã tạo ra bước đột phá khi giải quyết trọn vẹn những nội dung phức tạp nhất của chương trình lớp 12 như thể tích khối đa diện và cấu trúc mặt tròn xoay.

Về mặt biểu diễn dữ liệu khoa học, toàn bộ kết quả thực nghiệm có thể được hệ thống hóa qua biểu đồ cột kép so sánh tỷ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi giữa nhóm lớp thực nghiệm và nhóm lớp đối chứng. Đồng thời, bảng phân phối tần số điểm kiểm tra cho thấy đường phân phối điểm của lớp thực nghiệm lệch rõ rệt về thang điểm từ 8.0 đến 10.0, minh chứng rõ ràng cho hiệu quả vượt trội của mô hình dạy học mới.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu, tác giả đề xuất 4 nhóm giải pháp mang tính khả thi cao nhằm nhân rộng mô hình dạy học khám phá tích hợp Cabri 3D:

• Đổi mới thiết kế bài dạy: Xây dựng ngân hàng tối thiểu 20 tình huống dạy học khám phá chuẩn hóa tích hợp tệp Cabri 3D cho toàn bộ chương trình Hình học 12. Thời gian hoàn thành trong 3 tháng đầu của năm học, do tổ chuyên môn Toán tại các trường trung học phổ thông trực tiếp biên soạn và thẩm định.
• Bồi dưỡng năng lực công nghệ cho giáo viên: Tổ chức 2 khóa tập huấn chuyên sâu về kỹ năng khai thác phần mềm Cabri 3D và phương pháp tổ chức dạy học khám phá cho 100% giáo viên dạy môn Toán. Lộ trình thực hiện trong 6 tháng, do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường Đại học Sư phạm chủ trì.
• Nâng cấp hạ tầng công nghệ thông tin: Trang bị máy chiếu đa năng tại 100% phòng học chuyên đề và đảm bảo phòng máy tính phục vụ học sinh với định mức tối thiểu 1 máy tính cho mỗi học sinh hoặc mỗi nhóm 2 học sinh. Thời gian triển khai hoàn tất trong kế hoạch tài chính 2 năm, dưới sự chỉ đạo của Ban Giám hiệu nhà trường.
• Đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá: Điều chỉnh cấu trúc đề kiểm tra định kỳ theo hướng tăng cường câu hỏi đánh giá năng lực tư duy không gian và kỹ năng giải quyết vấn đề thực tiễn lên mức tối thiểu 30% tổng số điểm. Ban chuyên môn nhà trường và giáo viên bộ môn chịu trách nhiệm áp dụng ngay từ đầu năm học mới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và hệ thống học liệu của luận văn mang lại giá trị thực tiễn sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Giáo viên dạy Toán cấp trung học phổ thông: Khai thác trực tiếp hệ thống giáo án mẫu, phiếu học tập và các tệp mô phỏng không gian có sẵn để ứng dụng ngay vào các tiết dạy trên lớp, giúp tiết kiệm thời gian chuẩn bị bài giảng và nâng cao tương tác với học sinh.
• Học viên cao học và sinh viên ngành Sư phạm Toán: Sử dụng luận văn như một công trình tham khảo chuẩn mực về phương pháp luận nghiên cứu khoa học giáo dục, kỹ thuật thiết kế tình huống dạy học khám phá và phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm.
• Cán bộ quản lý giáo dục và tổ trưởng chuyên môn: Tham khảo khung đánh giá thực trạng và quy trình tổ chức sinh hoạt chuyên môn theo hướng đổi mới phương pháp giảng dạy, làm căn cứ xây dựng kế hoạch bồi dưỡng giáo viên tại đơn vị.
• Chuyên gia thiết kế học liệu số và chương trình giáo dục: Ứng dụng các nguyên tắc tương tác không gian 3 chiều để xây dựng các phần mềm giáo dục, bài giảng điện tử e-learning và sách giáo khoa tương tác cho môn Toán trong kỷ nguyên số.

Câu hỏi thường gặp

Phần mềm Cabri 3D có phức tạp và đòi hỏi kỹ năng tin học nâng cao của giáo viên không?
Không, phần mềm Cabri 3D phiên bản hiện hành đã được Việt hóa hoàn toàn với giao diện trực quan và thân thiện. Giáo viên chỉ cần nắm vững các thao tác kích chuột và kéo thả cơ bản là có thể nhanh chóng dựng các hình khối phức tạp như lăng trụ, chóp, nón, trụ và mặt cầu.

Dạy học khám phá với Cabri 3D có gây quá tải thời gian trong một tiết học 45 phút không?
Không, nếu giáo viên chuẩn bị sẵn các tệp mô hình mẫu trên máy tính và thiết kế phiếu học tập rõ ràng. Học sinh chỉ cần thao tác trực tiếp trên mô hình có sẵn để quan sát, rút ngắn thời gian vẽ hình tĩnh từ 15 phút xuống còn dưới 3 phút để tập trung thảo luận bản chất toán học.

Học sinh có học lực trung bình hoặc yếu có thể theo kịp phương pháp dạy học khám phá không?
Hoàn toàn có thể, vì mô hình 3D xoay chuyển đa chiều giúp cụ thể hóa các khái niệm trừu tượng. Đối với học sinh trung bình, hình ảnh trực quan sinh động là điểm tựa nhận thức quan trọng giúp các em tự tin quan sát, dự đoán và nắm bắt kiến thức một cách dễ dàng hơn.

Luận văn đã thử nghiệm Cabri 3D trên những bài học cụ thể nào của chương trình Hình học 12?
Luận văn đã xây dựng tình huống hoàn chỉnh cho các bài: Khái niệm hình đa diện, Khối đa diện lồi và khối đa diện đều, Phân chia và lắp ghép khối đa diện, Khái niệm mặt tròn xoay, Mặt nón, Mặt trụ, Vị trí tương đối của đường thẳng và mặt phẳng với mặt cầu.

Có thể nhúng trực tiếp mô hình Cabri 3D vào bài trình chiếu PowerPoint để giảng dạy không?
Có, một ưu điểm vượt trội của Cabri 3D là khả năng nhúng trực tiếp các tệp mô hình vào phần mềm Microsoft PowerPoint. Giáo viên có thể trình chiếu bài giảng và tương tác, xoay chuyển hình khối 3D trực tiếp ngay trên trang slide mà không cần chuyển đổi cửa sổ phần mềm.

Kết luận

• Luận văn đã hệ thống hóa và làm sáng tỏ cơ sở lý luận của dạy học khám phá có sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong môn Toán.
• Công trình phản ánh chính xác thực trạng dạy học hình học không gian 12 thông qua khảo sát thực tế trên 143 giáo viên và học sinh.
• Tác giả đã thiết kế thành công bộ công cụ gồm 8 tình huống dạy học khám phá trực quan bằng Cabri 3D cho Chương 1 và Chương 2 Hình học 12 Ban cơ bản.
• Kết quả thực nghiệm sư phạm khẳng định tính khả thi vượt trội, nâng cao rõ rệt năng lực tư duy không gian và điểm số của học sinh.
• Đề tài mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo nhằm ứng dụng Cabri 3D vào giảng dạy Chương 3 về Phương pháp tọa độ trong không gian.

Kế hoạch tiếp theo trong 12 tháng tới là số hóa toàn bộ thư viện bài giảng để chia sẻ rộng rãi trong cộng đồng giáo viên Toán. Quý thầy cô và các nhà nghiên cứu hãy áp dụng ngay quy trình dạy học khám phá cùng phần mềm Cabri 3D để tạo nên những bước đột phá mới trong chất lượng giảng dạy môn Toán.

Trích đoạn nội dung tài liệu

phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn đƣợc trình bày theo 3 chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài. Chƣơng 2: Thiết kế một số tình huống sử dụng phần mềm Cabri 3D trong dạy học khám phá chủ đề hình học không gian lớp 12, Ban cơ bản. Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI I.

Định hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học PP giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dƣỡng PP tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS (Luật Giáo dục 2005). Đổi mới phƣơng pháp dạy học là một tất yếu khách quan để hiện thực hoá những mục tiêu của giáo dục đáp ứng yêu cầu của xã hội ngày nay. Mục tiêu của đổi mới phƣơng pháp dạy học là tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh, cần hƣớng vào việc tổ chức cho ngƣời học học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo. Nhƣ vậy đổi mới phƣơng pháp dạy học là cần bổ sung và cập nhật thêm những phƣơng pháp dạy học mới trên cơ sở phát huy các mặt tích cực của phƣơng pháp truyền thống nhằm nâng cao chất lƣợng dạy và học.

Một số phƣơng pháp dạy học hiện đại đáp ứng đƣợc yêu cầu đổi mới trên nhƣ: Dạy học khám phá, dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, PPDH hợp tác, PPDH dự án, PPDH theo thuyết kiến tạo,…. Dạy học khám phá 1. Khái niệm dạy học khám phá Dạy học khám phá là một quá trình trong đó dƣới sự hƣớng dẫn của ngƣời dạy, ngƣời học chủ động việc học tập của bản thân, thông qua các hoạt động, ngƣời học khám phá ra một tri thức nào đó trong chƣơng trình môn học. [13] Theo [12], khác với khám phá trong nghiên cứu khoa học, khám phá trong học tập không tự phát mà là quá trình có hƣớng dẫn của giáo viên.

Ở đó ngƣời giáo viên khéo léo đặt học sinh vào vị trí của ngƣời phát hiện lại, khám phá lại những tri thức đã có sẵn của loài ngƣời, của dân tộc. Bằng phƣơng pháp này thì tri thức mà học sinh lĩnh hội đƣợc không phải bằng phƣơng pháp thuyết trình, giảng giải một cách thụ động mà thông qua các hoạt động khám phá thì học sinh tự lực tìm tòi tri thức mới. a) Các kiểu dạy học khám phá 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Kiểu 1: Khám phá dẫn dắt (Guided Discovery). GV đƣa ra vấn đề, đáp án và dẫn dắt HS tìm cách giải quyết vấn đề đó.

Kiểu 2: Khám phá h trợ (Modified Discovery). GV đƣa ra vấn đề và gợi ý HS trả lời. Kiểu 3: Khám phá tự do (Free Discovery). Vấn đề, đáp án và phƣơng pháp giải quyết do HS tự lực tìm ra.

b) Các hình thức của dạy học khám phá Theo [12], hoạt động khám phá trong học tập có nhiều dạng khác nhau, từ trình độ thấp lên trình độ cao, tùy theo năng lực tƣ duy của học sinh và mức độ phức tạp của vấn đề cần khám phá mà có thể thực hiện theo cá nhân hoặc theo nhóm. Các dạng hoạt động khám phá trong học tập có thể là: - Trả lời câu hỏi - Điền từ, điền bảng, tra bảng… - Lập bảng, biểu đồ, đồ thị,… - Thử nghiệm, đề xuất giải quyết, phân tích nguyên nhân, thông báo kết quả,… - Thảo luận, tranh cãi về một vấn đề. - Giải bài toán, bài tập. - Điều tra thực trạng, đề xuất giải pháp cải thiện thực trạng, thực nghiệm giải pháp lớn.

- Làm bài tập lớn, chuyên đề, luận án, luận văn. Đặc trưng của dạy học khám phá Trong [25], tác giả đã viết: Khác với khám phá trong nghiên cứu khoa học, khám phá trong dạy học không phải là một quá trình tự phát mà có sự hƣớng dẫn của GV. Trong đó, ngƣời học đóng vai trò ngƣời phát hiện còn ngƣời dạy đóng vai trò là ngƣời tổ chức hoạt động. Do vậy, dạy học khám phá có những đặc trƣng sau: (1) Dạy học khám phá trong nhà trƣờng phổ thông không nhằm phát hiện những vấn đề mà loài ngƣời chƣa biết, mà chỉ giúp HS khám phá lại những tri thức có trong chƣơng trình môn học.

8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] (2) Dạy học khám phá không chỉ làm cho HS lĩnh hội sâu sắc tri thức của môn học, mà quan trọng hơn là trang bị cho ngƣời học phƣơng pháp suy nghĩ, cách thức phát hiện và giải quyết vấn đề mang tính độc lập, sáng tạo. (3) Dạy học khám phá thƣờng đƣợc thực hiện thông qua các hoạt động hoặc bằng các câu hỏi, mà khi HS thực hiện và giải đáp thì sẽ xuất hiện con đƣờng dẫn đến tri thức. (4) Trong dạy học khám phá, các hoạt động khám phá của HS thƣờng đƣợc tổ chức theo nhóm, m i thành viên đều tích cực tham gia vào các hoạt động của nhóm, qua đó HS tự đánh giá, tự điều chỉnh vốn tri thức của bản thân là cơ sở để hình thành phƣơng pháp tự học. Tình huống dạy học khám phá Tình huống dạy học là tổ hợp những mối quan hệ xã hội cụ thể đƣợc hình thành trong quá trình dạy học, trong đó ngƣời học là chủ thể hoạt động với đối tƣợng nhận thức trong môi trƣờng dạy học nhằm một mục đích dạy học cụ thể.

Tình huống dạy học là trạng thái bên trong nảy sinh do những tƣơng tác giữa chủ thể hoạt động và đối tƣợng nhận thức. Quan điểm của lý luận dạy học cho rằng tình huống dạy học là đơn vị cấu trúc, tế bào của bài học bao gồm tổ hợp các điều kiện cần thiết. Điều này chính là mục đích của dạy học, nội dung dạy học và phƣơng pháp dạy học. Về mặt cấu trúc thì tình huống trong dạy học khám phá có một các đặc điểm giống với tình huống trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.

Trƣớc hết các tình huống là tình huống có vấn đề. Tình huống gợi vấn đề hay còn gọi là tình huống có vấn đề là tình huống mà ở đó gợi cho ngƣời học những khó khăn về lí luận hay thực tiễn mà họ thấy cần thiết phải vƣợt qua và có khả năng vƣợt qua nhƣng không phải ngay tức thời nhờ một thuật giải mà cần phải có quá trình tích cực suy nghĩ, hoạt động để biến đổi đối tƣợng hoạt động hoặc điều chỉnh kiến thức sẵn có. Tuy nhiên, tình huống dạy học khám phá có những đặc điểm riêng và khác với những tình huống dạy học trong các phƣơng pháp khác. Theo [26], dạy học khám phá có thể định nghĩa nhƣ một tình huống học tập trong đó nội dung chính cần đƣợc học không đƣợc giới thiệu mà học sinh phải tự khám phá, làm cho ngƣời học tham gia tích cực vào quá trình học.

9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Theo một số nhà nghiên cứu thì trong dạy học khám phá, ngƣời học cần có một số kỹ năng nhận thức nhƣ: quan sát, phân loại, phân tích, so sánh, tiên đoán, mô tả, khái quát hóa, hình thành giả thuyết, thiết kế thí nghiệm, phân tích dữ liệu. Nhƣ vậy điểm khác biệt nhất của tình huống dạy học khám phá đó là ngƣời giáo viên cần nghiên cứu nội dung dạy học, tìm ra và thiết kế những tình huống gợi vấn đề, tình huống có vấn đề để khuyến khích học sinh đƣa ra câu hỏi và tự mình tìm ra câu trả lời, hay rút ra những nguyên tắc từ những ví dụ hay kinh nghiệm thực tiễn. Dạy học khám phá vận dụng vào bộ môn Toán - THPT cần chú ý đến những nội dung đặc trƣng của môn Toán cho phù hợp trong quá trình dạy học. Trong môn Toán có những tình huống đƣợc lặp đi, lặp lại nhiều lần ở những thời điểm khác nhau trong chƣơng trình, các tình huống điển hình nhất là: dạy học khái niệm toán học; dạy học định lý toán học; dạy học quy tắc, phƣơng pháp; dạy học giải bài tập toán học.

Một số tình huống trong dạy học khám phá 1. Dạy học khái niệm Trong môn Toán, việc dạy học các khái niệm Toán học có một vị trí quan trọng hàng đầu. Khái niệm là sự suy nghĩ phản ánh những thuộc tính chung, thuộc tính bản chất của đối tƣợng. Khái niệm là một hình thức của kiến thức khoa học, trong đó những mặt cơ bản nhất, có tính cơ bản nhất của các sự vật hiện tƣợng đƣợc vạch ra dƣới dạng khái quát và đƣợc diễn tả bằng những lời khúc triết rõ ràng.

Khái niệm bao giờ cũng là sự khái quát hóa và quá trình hình thành khái niệm sẽ chỉ hiệu quả nếu nhƣ quá trình này phải định hƣớng tới việc khái quát hóa và trừu tƣợng hóa những thuộc tính bản chất của khái niệm đang hình thành. [8]  Việc dạy học các khái niệm toán học ở trƣờng THPT phải làm cho HS dần dần phải đạt các yêu cầu sau: a) Nắm vững các đặc điểm, đặc trƣng cho một khái niệm. b) Biết nhận dạng khái niệm, tức là biết phát hiện một đối tƣợng cho trƣớc có thuộc phạm vi một khái niệm nào đó hay không, đồng thời biết thể hiện một khái niệm, nghĩa là biết tạo ra một đối tƣợng thuộc phạm vi một khái niệm cho trƣớc. c) Biết phát biểu rõ ràng, chính xác định nghĩa của một số khái niệm.

d) Biết vận dụng khái niệm trong những tình huống cụ thể trong hoạt động giải toán và trong ứng dụng thực tiễn. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] e) Biết phân loại khái niệm và nắm đƣợc mối quan hệ của một khái niệm với những khái niệm khác trong cùng một hệ thống các khái niệm.  Các hoạt động dạy học khái niệm theo hƣớng khám phá: Thông thƣờng, m i khái niệm đều đƣợc giáo viên tổ chức dạy gồm phần chính là dạy định nghĩa khái niệm và dạy củng cố khái niệm. Tùy theo độ khó của khái niệm, trình độ của học sinh, cơ sở vật chất để dạy cách học cho hợp lí.

 Hoạt động dạy định nghĩa khái niệm: Giáo viên giúp HS tiếp cận dần với khái niệm thông qua việc cho học sinh thao tác trong phần mềm Cabri 3D để tạo ra các hình ảnh trực quan thông qua một số ví dụ, đƣa ra các câu hỏi để đặt HS vào tình huống khám phá để từ đó phát hiện đƣợc thuộc tính chung của các đối tƣợng trong các ví dụ.