Thạc Sĩ Khai thác phần mềm Geogebra trong dạy học môn toán lớp 10 ở trường THPT nước Cộng hòa Dân chủ Nhân d

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

iii
MỤC LỤC

Lời cam đoan . i
Lời cảm ơn ii
Mục lục . iii
Danh mục các cụm từ viết tắt . iv
Danh mục các hình v
MỞ ĐẦU 1
1. Lý do chọn đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 3
3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu . 3
4. Giả thiết khoa học . 3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu 3
6. Phương pháp nghiên cứu 4
7. Cấu trúc của luận văn 4
Chương 1:CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN . 5
1.1. Sử dụng CN4T như một công cụ dạy học . 5
1.1.1. Những ưu điểm kỹ thuật của CN4T 5
1.1.2. Thành tựu của CN4T khai thác trong dạy học 6
1.1.3. Quan điểm sư phạm về việc sử dụng CN4T trong dạy học 11
1.2. Hình thức sử dụng CN4T trong dạy học Toán . 13
1.3. Tình huống khai thác CN4T trong giờ học Toán . 15
1.4. Phần mềm toán học động GeoGebra . 18
1.4.1. Phần mềm dạy học 18
1.4.2. Phần mềm toán học động GeoGebra 20
1.5. Thực trạng của việc ứng dụng CN4T trong dạy học Toán ở các trường THPT
nước CHDCND Lào . 22
1.6. Kết luận chương 1 24 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

iv
Chương 2:THIẾTKẾ TÌNH HUỐNG VẬN DỤNG PHẦN
MỀMGEOGEBRATRONG DẠY HỌC MÔNTOÁN LỚP 10 . 25
2.1. Khái quát về chương trình môn Toán lớp 10 của nước CHDCND Lào 25
2.2. Thiết kế tình huống dạy học khái niệm toán học . 26
2.2.1. Dạy học khái niệm hàm số chẵn, hàm số lẻ, hàm số tuần hoàn . 27
2.2.2. Dạy học khái niệm đạo hàm . 30
2.2.3. Dạy học khái niệm tích phân xác định 32
2.2.4. Dạy học khái niệm các đường cô-níc . 37
2.3. Thiết kế tình huống dạy học định lý toán học . 44
2.3.1. Dạy học định lý Pitago . 45
2.3.2. Dạy học định lý về dấu của tam thức bậc hai . 46
2.4. Thiết kế tình huống dạy học giải bài tập toán học . 52
2.4.1. Dạy học giải bài toán khảo sát hàm số bậc ba, tìm nghiệm của phương
trình bậc ba 53
2.4.2. Dạy học giải bài toán giải phương trình và bất phương trình chứa dấu giá
trị tuyệt đối 57
2.5. Kết luận chương 2 61
Chương 3:THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 62
3.1. Mục đích thực nghiệm . 62
3.2. Nội dung thực nghiệm . 62
3.3. Tổ chức thực nghiệm . 62
3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm . 63
3.4.1. Phân tích định tính 63
3.4.2. Phân tích định lượng . 65
3.5. Kết luận chương 3 66
KẾT LUẬN 68
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌCLIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO 70
PHỤ LỤC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

iv
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt Viết đầy đủ
TN Thực nghiệm
ĐC Đối chứng
GV Giáo viên
HS Học sinh
SGK Sách giáo khoa
THPT Trung học phổ thông
MTĐT Máy tính điện tử
CN4T Công nghệ thông tin và truyền thông
PPDH PPDH học
PMDH Phần mềm dạy học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

v
DANH MỤC BIỂU ĐỒ, HÌNH

BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1: Điểm số của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 66

HÌNH VẼ
Hình 1.1: Giao diện của phần mềm GeoGebra . 21
Hình 2.1: Đồ thị hàm số y = |x| và y = x
2
29
Hình 2.2: Đồ thị hàm số f(x) = x
3
và f(x) = cos(bx) 29
Hình 2.3: Đồ thị hàm số f(x) = sin(ax) 30
Hình 2.4: Ý nghĩa hình học của đạo hàm hàm số y = sinx . 31
Hình 2.5: Đạo hàm, nghiệm và các điểm cực trị của hàm số . 32
Hình 2.6: Khái niệm tích phân xác định . 33
Hình 2.7: Tập hợp các điểm M(x, y) thuộc đường parabôn 37
Hình 2.8: Đồ thị của parabôn có phương trình dạng: 2
(y k) 4 (x h) c 38
Hình 2.9: Đồ thị của parabôn có phương trình dạng: 2
(x h) 4 (y k) c . 39
Hình 2.10: Một đường tròn với tâm A(a;b) và bán kính r. . 40
Hình 2.11: Minh họa khái niệm đường elíp 41
Hình 2.12: Sự thay đổi đường elíp theo các tham số a, b . 42
Hình 2.13: Sự thay đổi đường hypebôn theo các tham số a, b, h, k . 43
Hình 2.14: Minh họa chứng minh định lý Pitago 46
Hình 2.15: Đồ thị của hàm số bậc hai (trường hợp a và b) . 48
Hình 2.16: Đồ thị của hàm số bậc hai (trường hợp c và d) . 49
Hình 2.17: Đồ thị của hàm số bậc hai (trường hợp e và f) . 49
Hình 2.18: Quy trình hỗ trợ giải bài tập bằng phần mềm GeoGebra . 53
Hình 2.19: Đồ thị hàm số 3
. f x x h k và
3
. f x x h k 54
Hình 2.20: Đồ thị hàm số bậc ba theo tham số a, h, k 55
Hình 2.21: Đồ thị của hàm số ( ) 1 3 f x x và 2 g x x . 57
Hình 2.22: Đồ thị của hàm số f(x) = |x - 1| + 3 và g(x) = 2x . 58
Hình 2.23: Đồ thị của hàm số f(x) = |2x| + |x + 1| và g(x) = 6 - |x - 1|. . 59
Hình 2.24: Đồ thị của hàm số f(x) = |2x + 3| + 1 và g(x) = |x - 1| . 60 1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đào tạo những người lao động phát triển toàn diện, có tư duy sáng tạo,
có năng lực thực hành giỏi, có khả năng đáp ứng đòi hỏi ngày càng cao trước
yêu cầu đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước gắn với phát triển
nền kinh tế tri thức và xu hướng toàn cầu hóa là nhiệm vụ cấp bách đối với
ngành giáo dục vàđào tạoở CHDCND Lào hiện nay. Để thực hiện được nhiệm
vụ đó cần phải đổi mới mạnh mẽchương trìnhgiáo dục phổ thông. Cùng với
những thay đổi về nội dung, cần có những đổi mới căn bản về tư duy giáo dục
và PPDH học. Đặc biệt, đổi mớiPPDH học môn Toán là một yêu cầu quan
trọng bởi vì toán học có liên quan chặt chẽ với thực tế và có ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực khác nhau của khoa học, công nghệ, sản xuất và đời sống
xã hội hiện đại. Nó thúc đẩy mạnh mẽ các quá trình tự động hóa sản xuất, trở
thành công cụ thiết yếu cho mọi ngành khoa học và được coi là chìa khóa của
sự phát triển[2], [3].
Nghị quyết Hội nghị lần thứ VIII Ban chấp hành Trung ương Đảng Nhân
dân Cách mạng Lào (năm 2006), Chiến lược Phát triểnGiáo dục giai đoạn 2006 -
2020 và Kế hoạch Giáo dục khóa VII (2010 - 2015) nêu rõ: “Để đưa đất nước thoát
khỏi nghèo nàn, lạc hậu, đến năm 2020 cầ ạo người lao động có kiến thức
sâu rộng, có tay nghề cao, tự chủ sáng tạ tri
thức vào thực tiễn. Đặc biệt, cần chú ý
đẩymạnhứngdụngcôngnghệthôngtintrongcôngtácgiáodụcvàđàotạoởcáccấphọc,bậ
chọc,ngànhhọc.Pháttriểncáchìnhthứcđàotạotừxaphụcvụchonhucầu họctập
củatoànxãhội, trong đó tậptrungpháttriểnmạngmáy tính phụcvụ
chogiáodụcvàđàotạo,kếtnốiinternettớitấtcảcáccơsởgiáodụcvàđào tạo”[12].
Như vậy, vấn đề đổi mới PPDH học theo hướng phát huy tính tích cực
nhận thức của học sinh là rất cần thiết. Hiện nay, các phần mềm phục vụ cho
việc dạy và học môn Toán khá phong phú như: Maple, Graph, Derive, 2
MathType, Cabri, Microsoft PowerPoint, Geospacw, GeoGebra Trong đó,
GeoGebra là một phần mềm toán học kết hợp hình học, đại số và vi tích phân.
Chương trình được phát triển cho việc dạy toán trong các trường học bởi
Markus Hohenwarter tại Đại học Florida Atlantic (Hoa Kì) [9], [16].
GeoGebra là một hệ thống hình học động giúp người sử dụng có thể dễ
dàng thực hiện các phép dựng điểm, véctơ, đoạn thẳng, đường thẳng, đường
côníc, cũng như vẽđồ thị hàm sốvà thay đổi các tham số của bài toán. Hơn nữa,
tọa độ của điểm và phương trình của các đường có thể được nhập trực tiếp trên
thanh nhập lệnh của phần mềm. Do đó, GeoGebra có thể làm việc với nhiều
loại đối tượng khác nhau như điểm,véctơ và tích hợp công cụ tính toán như:
tính đạo hàm của hàm số, tính tích phân, tìm nghiệm của phương trình hoặc tìm
các điểmcực trị. Phần mềm GeoGebra tích hợp ba cửa sổ: cửa sổ hình học hiển
thị trực quan các hình hình học, cửa sổ đại số chứa các đối tượng đại số tương
ứng với hình bên cửa sổ hình học và bảng tính để hiển thị các số liệu liên quan
khác. Đây là thế mạnh mà nhiều phần mềm khác không có được. Nó giúp cho
người sử dụng thấy rõ được tương ứng giữa hình ảnh trực quan của hình vớicác
biểu thức đại số thuần túy, góp phần phát triển tư duy trực quan và hình thành
mối liên hệ giữa hình học và đại số.
Ngoài ra, phần mềm GeoGebra giúp giáo viên thiết kế các tình huống
dạy học khái niệm, tính chất, định lý trong hình học một cách trực quan, có tính
chất khám phá. Đặc biệt, phần mềm giúp giáo viên hướng dẫn học sinh biết
cách chuyển đổi từ ngôn ngữ hình học sang ngôn ngữ đại số và xây dựng hình
ảnh liên quan đến các khái niệm tương ứng giúp tạo niềm tin cho học sinh khi
tiếp cận các khái niệm mới.
Từnhữngđịnhhướngtrên,chúngtathấyrằngviệcứngdụngcông
nghệthôngtinvàcácPPDHhọchiệnđạivào tổ chức các hoạtđộngdạyhọclà một
biện pháp tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh và gópphầnnângcao
chấtlượnggiáodục ở các trườngphổthông. 3
Vớinhữnglýdotrênvàquathựctếgiảngdạymôn Toánởtrường THPT, chúng
tôinhậnthấyviệcứngdụng công nghệ thông tinvàogiảngdạylàhếtsứccần thiết nên
tôi đã chọn đề tài nghiên cứu “Khai thác phần mềm GeoGebra trong dạy học
môn Toán lớp 10 ở trường THPT nước CHDCND Lào”.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu là xác định các tình huống dạy học và đề xuất quy
trình dạy học với sự hỗ trợ phần mềm toán học động GeoGebra nhằm tích cực
hóa hoạt động học tập, kiến tạo tri thức mới cho HS trong dạy học môn Toán ở
trường THPT.
3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Toán ở trường THPT nước
CHDCND Lào.
3.2. Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu vận dụng phần mềm toán học động
GeoGebra trong dạy học môn Toán lớp 10 tại một số trường THPTcủa nước
CHDCND Lào.
3.3. Phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu trong phạm vi khai thác phần mềm
GeoGebra vào việc dạy học môn Toán lớp 10 trong các trường THPT của nước
CHDCND Lào với đối tượng HS thuộc diện đại trà.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu khai thác hiệu quả các tình huống dạy học có sử dụng phần mềm
toán học động GeoGebra thì sẽ tích cực hóa hoạt động của HS, giúp HS hiểu rõ
bản chất một số khái niệm toán học, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học
môn Toán lớp 10 ở các trường THPT của nước CHDCND Lào.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc đổi mới PPDH học, ứng dụng CN4T trong
dạy học môn Toán.
5.2. Nghiên cứu thực trạng về việc ứng dụng CN4T trong dạy học môn Toán
lớp 10 ở các trường THPT của nước CHDCND Lào. 5.3. Nghiên cứu các tình huống vận dụng phần mềm toán học động GeoGebra
trong hỗ trợ dạy và học môn Toán lớp 10 ở trường THPT.
5.4. Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của đề
tài nghiên cứu.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
6.2. Phương pháp điều tra, quan sát, phỏng vấn
6.3. Phương pháp nghiên cứu trường hợp
6.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
6.5. Phương pháp thống kê toán học
7. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung của
luận văn gồm có 3 chương sau đây:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn.
Chương 2: Thiết kế tình huống vận dụng phần mềm GeoGebra trong hỗ
trợ dạy học môn Toán lớp 10.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.