Vận dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của 9 công nghệ thông tin trong dạy học chương iii vectơ trong không gian quan hệ vuông góc trong không gian hình học 11

Chuyên khảo giáo dục phân tích Vận dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của 9 công nghệ thông tin, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất

• Tác giả: Mai Như Quỳnh
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Xuân
• Trường học: Trường Đại Học Hồng Đức
• Chuyên ngành: Đại Học Sư Phạm Toán
• Đề tài: Vận Dụng Phương Pháp Dạy Học Phát Hiện và Giải Quyết Vấn Đề Trong Dạy Học Hình Học 11
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thanh Hóa

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC TOÁN
• 1.1. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông
• 1.1.1. Dạy học tích cực hóa người học
• 1.2. Đổi mới phương pháp dạy học ở trường THPT
• 1.3. Tổng quan về phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
• 1.3.1. Những khái niệm cơ bản
• 1.3.2. Đặc trưng cơ bản của phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
• 1.3.3. Các hình thức, cấp độ dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
• 1.3.4. Thực hiện quá trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
• 1.3.5. Những cách thông dụng để tạo tình huống gợi vấn đề
• 1.3.6. Vai trò của CNTT trong dạy học Toán ở trường THPT
• 1.3.7. Một số phần mềm ứng dụng trong dạy học Toán ở trường phổ thông
• 1.3.7.1. Phần mềm Geometer’s Sketchpad 5
• 1.3.7.2. Phần mềm Cabri 3DV2
• 1.3.7.3. Phần mềm GeoGebra
• 1.3.7.4. Phần mềm Violet v1
• 1.3.8. Những yêu cầu đối với việc sử dụng CNTT trong dạy học hình học không gian
• 1.3.8.1. Yêu cầu sư phạm
• 1.3.8.2. Yêu cầu về kỹ thuật
• 1.3.9. Thực trạng dạy và học
• 1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG I
• 2. CHƯƠNG II: VẬN DỤNG PPDH PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC
• 2.1. Nội dung, mục tiêu dạy học Vectơ trong không gian. Quan hệ vuông góc trong không gian (Hình học 11)
• 2.2. Vận dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học
• 2.2.1. Vectơ trong không gian
• 2.2.2. Dạy học điều kiện đồng phẳng của ba vectơ trong không gian
• 2.2.3. Dạy học góc giữa hai đường thẳng trong không gian
• 2.2.4. Hai đường thẳng vuông góc
• 2.2.5. Dạy học bài tập góc giữa hai đường thẳng
• 2.2.6. Hai đường thẳng vuông góc
• 2.2.7. Dạy học khái niệm đường thẳng vuông góc với mặt phẳng
• 2.2.8. Dạy học giải bài tập đường thẳng vuông góc với mặt phẳng
• 2.2.9. Dạy học khái niệm khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
• 2.2.10. Dạy học giải bài tập hai mặt phẳng vuông góc
• 2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG II
• 3. CHƯƠNG III: THỬ NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thử nghiệm
• 3.2. Nội dung thử nghiệm
• 3.3. Kế hoạch thử nghiệm
• 3.4. Đối tượng thử nghiệm
• 3.5. Giáo án thử nghiệm sư phạm
• 3.6. Ma trận đề kiểm tra 45 phút
• 3.7. Đánh giá thử nghiệm sư phạm
• 3.8. Kết quả kiểm tra
• 3.9. Một số vấn đề nảy sinh từ thử nghiệm sư phạm
• 3.10. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phương Pháp Dạy Học Phát Hiện và Giải Quyết Vấn Đề

Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là một trong những phương pháp dạy học hiện đại, giúp học sinh phát triển tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề. Phương pháp này không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách chủ động mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng làm việc nhóm. Việc áp dụng phương pháp này trong dạy học hình học 11, đặc biệt là trong chương về vectơ trong không gian, mang lại nhiều lợi ích cho học sinh.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Phương Pháp Dạy Học

Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề được hiểu là quá trình mà học sinh tự tìm ra kiến thức thông qua việc giải quyết các tình huống có vấn đề. Điều này giúp học sinh phát triển kỹ năng tư duy và khả năng tự học.

1.2. Lợi Ích Của Phương Pháp Trong Dạy Học Hình Học

Việc áp dụng phương pháp này trong dạy học hình học không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về các khái niệm hình học mà còn phát triển khả năng tư duy logic và sáng tạo trong việc giải quyết các bài toán hình học.

II. Những Thách Thức Trong Việc Vận Dụng Phương Pháp Dạy Học

Mặc dù phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng gặp phải không ít thách thức trong quá trình áp dụng. Một trong những thách thức lớn nhất là việc giáo viên cần có kỹ năng và kiến thức vững vàng để tạo ra các tình huống học tập phù hợp. Ngoài ra, việc sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học cũng đòi hỏi giáo viên phải có khả năng khai thác và sử dụng hiệu quả các phần mềm hỗ trợ.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Tạo Tình Huống Học Tập

Giáo viên cần phải thiết kế các tình huống học tập sao cho phù hợp với khả năng của học sinh, điều này đòi hỏi sự sáng tạo và kinh nghiệm trong giảng dạy.

2.2. Yêu Cầu Về Kỹ Năng Sử Dụng Công Nghệ

Việc áp dụng công nghệ thông tin trong dạy học hình học không gian yêu cầu giáo viên phải có khả năng sử dụng thành thạo các phần mềm hỗ trợ như GeoGebra hay Cabri 3D để tạo ra các bài giảng sinh động và hấp dẫn.

III. Phương Pháp Dạy Học Phát Hiện và Giải Quyết Vấn Đề Trong Hình Học 11

Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề có thể được áp dụng hiệu quả trong chương trình hình học 11, đặc biệt là trong các bài học về vectơ trong không gian. Việc sử dụng các phần mềm hỗ trợ giúp học sinh hình dung rõ hơn về các khái niệm hình học phức tạp, từ đó nâng cao hiệu quả học tập.

3.1. Ứng Dụng Phần Mềm Hỗ Trợ Trong Dạy Học

Các phần mềm như GeoGebra và Cabri 3D giúp học sinh dễ dàng hình dung và tương tác với các khái niệm hình học, từ đó phát triển khả năng tư duy không gian.

3.2. Thiết Kế Bài Giảng Theo Phương Pháp Tích Cực

Giáo viên có thể thiết kế các bài giảng theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề bằng cách tạo ra các tình huống thực tiễn liên quan đến vectơ trong không gian, khuyến khích học sinh tham gia thảo luận và tìm ra giải pháp.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tiễn

Nghiên cứu cho thấy việc áp dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong dạy học hình học 11 đã mang lại kết quả tích cực. Học sinh không chỉ tiếp thu kiến thức tốt hơn mà còn phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện. Việc sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học cũng giúp tăng cường sự hứng thú và động lực học tập của học sinh.

4.1. Đánh Giá Hiệu Quả Học Tập

Kết quả khảo sát cho thấy học sinh có sự tiến bộ rõ rệt trong việc hiểu và áp dụng các khái niệm hình học sau khi áp dụng phương pháp dạy học này.

4.2. Phản Hồi Từ Học Sinh

Học sinh cho biết họ cảm thấy hứng thú hơn với môn học và có khả năng tự tin hơn trong việc giải quyết các bài toán hình học phức tạp.

V. Kết Luận và Định Hướng Tương Lai

Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là một công cụ mạnh mẽ trong việc nâng cao chất lượng dạy học hình học 11. Để đạt được hiệu quả tối ưu, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp giảng dạy tích cực, đồng thời tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục. Điều này không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức tốt hơn mà còn phát triển toàn diện các kỹ năng cần thiết cho tương lai.

5.1. Đề Xuất Các Giải Pháp Cải Tiến

Cần có các chương trình đào tạo cho giáo viên về phương pháp dạy học tích cực và sử dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy.

5.2. Tương Lai Của Phương Pháp Dạy Học

Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề sẽ tiếp tục được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong các môn học khác, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

phần mở đầu, kết luận, mục lục, danh mục tài liệu tham khảo, phần nội dung của khóa luận gồm 3 chƣơng: Chƣơng I: Cở sở lý luận và thực tiễn của đề tài. Chƣơng II: Thiết kế một số bài giảng: Vận dụng phƣơng pháp pháp hiện và giải quyết vấn đề trong dạy học Chương III: Vectơ trong không gian. Quan hệ vuông góc trong không gian (Hình học 11) với sự hỗ trợ của CNTT. Chƣơng III: Thử nghiệm sƣ phạm.

5 Chƣơng I: MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC TOÁN 1. Định hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học ở trƣờng phổ thông 1. Dạy học tích cực hóa người học Dạy học tích cực hóa ngƣời học là PPDH hƣớng vào việc tổ chức cho ngƣời học học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực và sáng tạo, đƣợc thể hiện độc lập và trong giao lƣu. Định hƣớng này còn gọi là tổ chức cho học sinh học tập trong HĐ và bằng HĐ, hay là HĐ hóa ngƣời học.

Quan điểm này thể hiện rõ nét mối liên hệ giữa mục đích, nội dung và PPDH. Nó phù hợp với luận điểm cơ bản của giáo dục học cho rằng: Con ngƣời phát triển trong HĐ và học tập diễn ra trong HĐ. Định hƣớng HĐ hóa ngƣời học có những đặc trƣng của PPDH hiện đại. Bởi vì HĐ hóa ngƣời học: Xác lập vị trí chủ thể của ngƣời học, bảo đảm tính tự giác, tích cực và sáng tạo của HĐ học tập.

HS chỉ có thể phát huy đƣợc sáng tạo khi họ đƣợc học tập trong HĐ và bằng HĐ. Xây dựng ngững dụng ý sƣ phạm cho HS học tập trong HĐ và bằng HĐ đƣợc thực hiện độc lập hoặc trong giao lƣu. Dạy việc học, dạy tự học thông qua toàn bộ quá trình dạy học. Để đạt đƣợc điều này GV cần biết cách sử dụng những phƣơng tiện hỗ trợ dạy học đúng chỗ, đúng lúc và đúng cách.

Trong điều kiện công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ, cần tổ chức quá trình dạy học sao cho học sinh biết tự học và biết tra cứu những thông tin cần thiết, biết khai thác những ngân hàng dữ liệu của những trung tâm lớn, kể cả Internet để hỗ trợ cho việc học tập của mình. Chế tạo và khai thác những phƣơng tiện phục vụ quá trình dạy học là một nhiệm vụ không thể thiếu của ngƣời giáo viên. Từ việc in ấn tài liệu và các đồ dùng dạy học đơn giản tới các phƣơng tiện kỹ thuật tinh vi, đặc biệt là công nghệ thông tin, với kỹ thuật đồ họa nâng cao có thể mô phỏng nhiều quá trình, 6 hiện tƣợng trong tự nhiên, xã hội mà con ngƣời không thể … tất cả đƣợc khai thác tạo nên những điều kiện thuận lợi cho HS học tập trong HĐ và bằng HĐ tự giác tích cực chủ động sáng tạo, đƣợc thực hiện độc lập hoặc trong giao lƣu. Tạo niềm lạc quan học tập dựa trên lao động và thành quả của bản thân ngƣời học.

Xác định đƣợc vai trò của ngƣời thầy với tƣ cách ngƣời thiết kế, ủy thác điều kiện và thể chế hóa. Nhƣ vậy, dạy học tích cực hóa ngƣời học là phƣơng pháp có thể đáp ứng đƣợc các yêu cầu cơ bản của mục tiêu giáo dục trong thời kỳ đổi mới theo định hƣớng xã hội chủ nghĩa. Đó là kết hợp giữa tƣ tƣởng và thành tựu giáo dục hiện đại của thế giới với truyền thống giáo dục của dân tộc. Đổi mới phương pháp dạy học ở trường THPT Với định hƣớng tích cực hóa ngƣời học, đổi mới PPDH sẽ thiết thực góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục nói chung hay giáo dục THPT nói riêng, tạo điều kiện để cá thể hóa dạy học và khuyến khích dạy học phát hiện những kiến thức trong bài học.

Từ đó phát triển đƣợc các năng lực, sở trƣờng của từng HS. Rèn luyện, đào tạo HS trở thành những thế hệ thông minh, lao động sáng tạo. Để đảm bảo thành công của việc đổi mới PPDH ở trƣờng THPT thì ta cần chú ý tới các giải pháp chính sau đây: + Đổi mới nhận thức, trong đó cần trân trọng khả năng chủ động, sáng tạo của GV và HS. + Đa dạng hóa hình thức tổ chức dạy học: dạy học cá thể, dạy học theo nhóm, theo lớp, dạy học ở hiện trƣờng, tăng cƣờng trò chơi trong học tập.

+ Sắp xếp phòng học để tạo môi trƣờng HĐ thích hợp, đổi mới phƣơng tiện dạy học, phiếu học tập, đổi mới cách đánh giá GV và HS. + Hình thành các tình huống có vấn đề hoặc vấn đề từ nội dung bài học và từ tình huống thực tiễn. Từ đó, xây dựng kế hoạch hƣớng dẫn cho HS tự giác giải quyết vấn đề. + Giúp HS sử dụng SGK và các tài liệu tham khảo một cách có ý thức, chủ động theo các hƣớng nghiên cứu GQVĐ.

7 + Tăng cƣờng hoạt động tìm tòi, quan sát, đo đạc, thực hành, làm báo cáo, tự điều tra,… + Thay đổi các hình thức tổ chức học tập trong điều kiện cho phép (thảo luận nhóm, lớp học ngoài trời,…), tạo điều kiện và không khí thân thiện để HS có thể tranh luận với nhau, tranh luận với GV, thông qua đó để tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau về kết quả tìm tòi, phát hiện, từ đó nắm vững kiến thức. + Xây dựng các hình thức phiếu học tập, báo cáo kết quả,. một cách thích hợp. + Tận dụng tối đa phƣơng tiện, thiết bị dạy học với tƣ cách là phƣơng tiện nhận thức mà không đơn thuần là minh họa đơn giản.

+ Tăng cƣờng dùng phƣơng pháp quy nạp trong quá trình đi đến các giả thiết có tính khái quát. Nhƣ vậy đổi mới PPDH cần đƣa ra các PPDH mới vào nhà trƣờng trên cơ sở phát huy các mặt tích cực của phƣơng pháp truyền thống để nâng cao chất lƣợng dạy học, nâng cao hiệu quả giáo dục và đào tạo. Đổi mới PPDH ở THPT phải thực hiện đồng bộ với việc đổi mới mục tiêu và nội dung giáo dục, đổi mới chỉ đạo và đánh giá giáo dục THPT… Đó là quá trình lâu dài, phải kiên trì, tránh nôn nóng, cực đoan bảo thủ. Phải biết kế thừa những thành tựu về PPDH của đội ngũ GV THPT ở nƣớc ta và học tập những kinh nghiệm thành công của các nƣớc, kế thừa và phát huy các mặt tích cực của các PPDH truyền thống và vận dụng hợp lý các PPDH mới.

Mức độ thực hiện đổi mới PPDH ở trƣờng THPT tùy thuộc vào điều kiện và hoàn cảnh cụ thể, cũng nhƣ phụ thuộc vào sự cố gắng của từng địa phƣơng, của GV từng trƣờng, từng lớp. Tổng quan về phƣơng pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 1. Những khái niệm cơ bản  Vấn đề + Hệ thống đƣợc hiểu là tập hợp các phần tử cùng với quan hệ giữa các phần tử của tập hợp đó. + Một tình huống đƣợc hiểu là một hệ thống phức tạp bao gồm chủ thể và khách thể thì tình huống này đƣợc gọi là một tình huống với chủ thể.

8 Nếu một tình huống mà chủ thể còn chƣa biết ít nhất một phần tử của khách thể thì tình huống này đƣợc gọi là một tình huống với chủ thể. Trong một tình huống bài toán, nếu trƣớc chủ thể đặt ra mục tiêu tìm phần tử nào đó chƣa biết dựa vào một số phần tử cho trƣớc trong khách thể thì ta có một bài toán. Một bài toán đƣợc gọi là vấn đề nếu chủ thể chƣa có một thuật giải nào có thể áp dụng để tìm ra phần tử chƣa biết của bài toán. Lƣu ý: Hiểu nhƣ trên thì vấn đề không đồng nghĩa với một bài toán.

Những bài toán nếu chỉ yêu cầu HS trực tiếp áp dụng một thuật giải thì không phải là những vấn đề.  Tình huống gợi vấn đề Tình huống gợi vấn đề: là tình huống gợi cho HS những khó khăn về lý luận hay thực tiễn mà họ thấy cần thiết và có khả năng vƣợt qua nhƣng không phải là ngay tức khắc nhờ một quy tắc có tính chất thuật toán, mà phải trải qua quá trình suy nghĩ, hoạt động tích cực để biến đổi đối tƣợng hoạt động hoặc điều chỉnh kiến thức có sẵn. Tình huống gợi vấn đề phải thỏa mãn những điều kiện sau: + Tồn tại một vấn đề: Tình huống phải bộc lộ mâu thuẫn của thực tiễn với trình độ nhận thức, chủ yếu phải nhận thức đƣợc khó khăn trong tƣ duy hoặc hành động mà vốn hiểu biết sẵn có chƣa thể vƣợt qua. Trong học tập, vấn đề có thể là tri thức mới, kỹ năng mới mà chủ thể cần nhận thức, cần phát hiện và cần chiếm lĩnh.

+ Gợi nhu cầu nhận thức: Tình huống có vấn đề đƣợc học sinh nhận thức cần thiết thấy có nhu cầu nhận thức, thấy có nhu cầu cần giải quyết vấn đề đó. + Gây niềm tin hoặc khả năng: Cần làm cho HS thấy tuy tình huống đã cho chƣa có ngay lời giải nhƣng đã có một số kiến thức, khái niệm liên quan,… Nếu họ tích cực suy nghĩ thì có nhiều hy vọng có thể họ giải quyết đƣợc vấn đề đó.  Các cách thông dụng tạo “tình huống có vấn đề” Khi thực hiện dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề yếu tố đặc trƣng là tình huống gợi vấn đề. Việc tạo “tạo tình huống gợi vấn đề” là thiết thực.

Có nhiều cách để tạo “tình huống gợi vấn đề”. Sau đây là những cách thông dụng: 9 - Dự đoán nhờ nhận xét trực quan và thực nghiệm. - Lật ngƣợc vấn đề. Ví dụ: Sau khi học sinh giải đƣợc bài toán “Cho tứ diện OABC có cạnh OA, OB, OC đôi một vuông góc.

Gọi H là chân đƣờng cao hạ từ O đến mặt phẳng (ABC). Chứng minh H là trực tâm của tam giác ABC”. Có thể lật ngƣợc vấn đề điều ngƣợc lại có đúng không? - Xét tƣơng tự? - Khái quát hóa? - Tìm sai lầm, phát hiện nguyên nhân sai và sửa chữa sai lầm? - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi trắc nghiệm mà học sinh chƣa biết đáp án có thể trở thành tình huống gợi vấn đề. - Yêu cầu học sinh giải bài tập mà học sinh chƣa biết thuật giải có thể trở thành tình huống gợi vấn đề.

Ví dụ: Sau khi học lý thuyết Bài 5: Khoảng cách, GV cho làm bài tập “Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông ABCD cạnh a, có cạnh SA= h và vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Dựng và tính độ dài đoạn vuông góc chung của SC và BD”.