Luận văn Xây dựng và sử dụng website hỗ trợ dạy học phần kiến thức "phương pháp tọa độ trong không gian" trong chương trình hình học nâng cao lớp 12 trường trung học phổ thông

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ THANH TUYÊN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG WEBSITE HỖ TRỢ DẠY HỌC PHẦN KIẾN THỨC “PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN” TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÌNH HỌC NÂNG CAO LỚP 12 TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2009 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ THANH TUYÊN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG WEBSITE HỖ TRỢ DẠY HỌC PHẦN KIẾN THỨC “PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN” TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÌNH HỌC NÂNG CAO LỚP 12 TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Toán Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đào Thái Lai THÁI NGUYÊN - 2009 MỤC LỤC Trang Mở đầu ........................................................................................................ 1 1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................ 3 3. Giả thuyết khoa học.................................................................................. 3 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................... 3 5. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 4 6. Cấu trúc của để tài .................................................................................... 4 Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn ....................................................... 5 1.1. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học môn Toán ........................... 5 1.2. Tác động của công nghệ thông tin và truyền thông tới đổi mới phương pháp dạy học ................................................................................................ 6 1.3. Mạng máy tính, Internet và website – triển vọng ứng dụng trong dạy học ............................................................................................................. 13 1.4. Tổng quan về website dạy học ............................................................. 17 1.4.1 Khái niệm website dạy học ................................................................ 17 1.4.2 Đặc trưng của website dạy học .......................................................... 19 1.4.3 Khả năng hỗ trợ của website với hoạt động dạy và học ..................... 20 1.4.4 Một số nguyên tắc cơ bản trong việc xây dựng website dạy học ........ 22 1.4.5 Các yêu cầu sư phạm và quy trình thiết kế website dạy học ............... 28 1.4.6 Những hạn chế và chú ý khi sử dụng website dạy học ....................... 30 1.5. Thực trạng ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học ở trường Trung học phổ thông .................................................................... 33 Kết luận chương 1 .................................................................................... 38 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  Chương 2: Xây dựng và sử dụng website hỗ trợ dạy học phần kiến thức Phương pháp tọa độ trong không gian trong chương trình hình học nâng cao lớp 12 trường Trung học phổ thông ........................................ 39 2.1. Tổng quan về dạy học chương Phương pháp tọa độ trong không gian . 39 2.1.1 Phương pháp tọa độ trong trường phổ thông ...................................... 39 2.1.2 Những trở ngại khi dạy học chương “Phương pháp tọa độ trong không gian” có thể khắc phục được với website dạy học ............................ 43 2.2. Xây dựng website hỗ trợ dạy học phần “Phương pháp tọa độ trong không gian” ................................................................................................ 46 2.2.1 Những căn cứ của việc thiết kế website dạy học phương pháp toạ độ không gian.................................................................................................. 46 2.2.2 Ý đồ sư phạm của việc sử dụng website dạy học ............................... 48 2.2.3 Định hướng xây dựng website dạy học phương pháp toạ độ không gian .. 50 2.2.4 Cấu trúc website hỗ trợ dạy học phần “Phương pháp tọa độ trong không gian” ................................................................................................ 51 2.3. Tổ chức dạy học chương “Phương pháp tọa độ trong không gian” có khai thác website dạy học .......................................................................... 61 2.3.1 Các hình thức tổ chức dạy học có thể khai thác khả năng hỗ trợ của website dạy học phương pháp toạ độ trong không gian .............................. 61 2.3.1.1 Hình thức 1: Tích hợp Website dạy học Phương pháp toạ độ trong không gian vào các giờ dạy truyền thống ................................................... 61 2.3.1.2 Hình thức 2: giúp học sinh tự học ................................................... 65 2.3.1.3 Hình thức 3: Sử dụng Website dạy học trong kiểm tra, đánh giá học sinh..... 70 2.3.2 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức phần “Phương pháp tọa độ trong không gian” có khai thác Website dạy học .................................. 71 2.3.2.1 Quy trình thiết kế tiến trình dạy học .............................................. 71 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  2.3.2.2 Minh hoạ dạy học một tiết học cụ thể có khai thác website dạy học phương pháp toạ độ không gian.................................................................. 73 2.4. Điều kiện sử dụng website có hiệu quả ................................................ 85 2.4.1 Điều kiện về cơ sở vật chất ................................................................ 85 2.4.2 Điều kiện phần mềm ......................................................................... 85 2.4.3 Yêu cầu về kĩ năng cơ bản ................................................................. 85 Kết luận chương 2 .................................................................................... 87 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm ........................................................... 88 3.1. Mục đích của thực nghiệm .................................................................. 88 3.2. Đối tượng thực nghiệm ....................................................................... 88 3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm ....................................................................... 89 3.4. Phương pháp thực nghiệm .................................................................. 89 3.5. Kết quả thực nghiệm .......................................................................... 90 3.5.1 Nhận xét về tiến trình dạy học ........................................................... 90 3.5.2 Đánh giá kết quả học tập của học sinh ............................................... 91 Kết luận chương 3 .................................................................................... 96 Kết luận..................................................................................................... 97 Danh mục các công trình của tác giả đã công bố có liên quan đến đề tài luận văn...................................................................................................... 99 Tài liệu tham khảo .................................................................................... 100 Phụ lục .......................................................................................................... i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  NHỮNG CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Công nghệ thông tin Công nghệ thông tin và truyền thông Giáo viên Hình học không gian Học sinh Máy vi tính Phần mềm dạy học Phương pháp dạy học Phương pháp tọa độ Phương tiện dạy học Quá trình dạy học Sách giáo khoa Sách giáo viên Thực nghiệm sư phạm Trung học phổ thông Trắc nghiệm khách quan Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  CNTT CNTT&TT GV HHKG HS MVT PMDH PPDH PPTĐ PTDH QTDH SGK SGV TNSP THPT TNKQ 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay công nghệ thông tin (CNTT) đang xâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực của đời sống con người. Việc đưa CNTT với tư cách là phương tiện dạy học (PTDH) hiện đại đã trở thành một trào lưu mạnh mẽ với quy mô quốc tế và đó là một xu thế của giáo dục thế giới. Do đó việc đưa những thành tựu nổi bật của CNTT vào nhằm đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) ở trường phổ thông là một chủ trương lớn của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Cũng trong Chỉ thị số 29/2001/CT-BGD&ĐT đã nêu: “Đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong giáo dục và đào tạo ở tất cả các cấp học, bậc học, ngành học theo hướng sử dụng công nghệ thông tin như là một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập ở tất cả các môn học”. Chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2000 - 2010 cũng nhấn mạnh: Các ứng dụng CNTT sẽ trở thành thiết bị dạy học chủ đạo trong giảng dạy. Trong thời kì công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, việc đổi mới quá trình đào tạo nhằm nâng cao chất lượng của quá trình này đòi hỏi ứng dụng những tiến bộ khoa học công nghệ vào lĩnh vực giáo dục. Vì vậy một trong những xu hướng đổi mới PPDH hiện nay ở nước ta và trên toàn thế giới là ứng dụng và phát triển CNTT vào dạy học. Và thực tế trong những năm gần đây đã cho thấy, việc ứng dụng CNTT vào dạy học đã mang lại hiệu quả cao hơn so với PPDH truyền thống. Một trong những hướng ứng dụng CNTT vào dạy học là xây dựng và sử dụng website hỗ trợ dạy học. Các ứng dụng của website hỗ trợ dạy học với sự trợ giúp của máy vi tính (MVT) và Internet tỏ ra có nhiều thế mạnh trong việc hỗ trợ giảng dạy của giáo viên (GV) đồng thời góp phần rèn luyện khả năng tự học của học sinh (HS). Đây đã thực sự trở thành cầu nối giữa GV và HS, giữa GV và GV, giữa HS và HS. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  2 Công tác quản lý giáo dục cũng thay đổi, các tài liệu tham khảo, các giáo án, sáng kiến kinh nghiệm, các bài tập tham khảo, các đề thi, các hình thức luyện thi đại học liên tục được đưa lên mạng intermet để GV và HS có thể tham khảo, nghiên cứu mọi nơi mọi lúc. Phần kiến thức “Phương pháp tọa độ trong không gian” là chương cuối cùng trong chương trình hình học nâng cao lớp 12 trung học phổ thông (THPT). Nội dung chương này đề cập đến các kiến thức quan trọng như cách xác định tọa độ của véctơ, tọa độ của điểm, biểu thức tọa độ của các phép toán véctơ, phương trình đường thẳng, phương trình mặt phẳng, phương trình mặt cầu, các công thức tính góc, khoảng cách. Thực chất là nghiên cứu hìn h học không gian bằng công cụ đại số. Khi giảng dạy và học tập chương này HS gặp phải một số khó khăn như: các đối tượng hình học trong không gian trước kia đã được nghiên cứu bằng phương pháp tổng hợp, tuy trừu tượng nhưng vẫn có chỗ tựa trực quan, khi phát triển từ phương pháp tổng hợp sang PPTĐ thì các đối tượng đã được hình thức hóa ở mức trừu tượng cao hơn vì vậy HS khó thấy được ý nghĩa hình học của PPTĐ bởi một lí do quan trọng là thiếu những dụng cụ trực quan, sinh động. Do đó việc tiếp thu, lĩnh hội các kiến thức của phần này gặp những hạn chế, đôi khi HS phải chấp nhận một số tính chất, tiếp thu một cách thụ động. Để nâng cao chất lượng tri thức của HS, giúp HS lĩnh hội kiến thức một cách có căn cứ khoa học thì việc trực quan hóa các tính chất hình học là một nhu cầu cần thiết khi giảng dạy. Với những lí do trên chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu là “Xây dựng và sử dụng website hỗ trợ dạy học phần kiến thức “Phương pháp tọa độ trong không gian” trong chương trình hình học nâng cao lớp 12 THPT”. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  3 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu việc thiết kế website hỗ trợ dạy học phần kiến thức “Phương pháp tọa độ trong không gian” trong chương trình hình học nâng cao lớp 12 THPT, nhằm thúc đẩy khả năng tự học của HS và góp phần đa dạng hóa PTDH. 3. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được Website hỗ trợ dạy học phần kiến thức “Phương pháp tọa độ trong không gian” đảm bảo tính chính xác khoa học và được sử dụng phù hợp với yêu cầu đổi mới PPDH môn Toán thì sẽ phát huy tính tích cực, năng lực tự học của HS trong hoạt động học tập, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn toán lớp 12 ở trường THPT. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng website hỗ trợ đạy học. - Nghiên cứu thực trạng dạy học phần kiến thức “Phương pháp tọa độ trong không gian” ở lớp 12 THPT. - Thiết kế website hỗ trợ dạy học phần kiến thức “Phương pháp tọa độ trong không gian” trong chương trình hình học nâng cao lớp 12 THPT. - Nghiên cứu các hình thức sử dụng Website đã xây dựng được trong dạy học phần kiến thức “Phương pháp tọa độ trong không gian” trong chương trình hình học nâng cao lớp 12 THPT. - Áp dụng các kết quả nghiên cứu của đề tài vào dạy học một số bài trong phần “Phương pháp tọa độ trong không gian”, tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học đã đặt ra. 5. Phương pháp nghiên cứu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  4 - Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, Nhà nước về định hướng đổi mới PPDH. Nghiên cứu tài liệu lý luận về việc sử dụng MVT và những ứng dụng của nó trong việc đổi mới PPDH và nâng cao chất lượng dạy học môn Toán ở trường THPT. Nghiên cứu nội dung, chương trình SGK, SGV và các tài liệu tham khảo liên quan đến nội dung phần PPTĐ trong không gian. - Phương pháp điều tra, quan sát: Lập phiếu điều tra, quan sát kết quả mục đích thăm dò ý kiến của HS để nắm bắt được những thuận lợi và khó khăn của các em, trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp về việc dạy học phần nội dung này để làm sáng tỏ cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm giảng dạy một số giáo án đã đề xuất trong luận văn “Xây dựng và sử dụng website hỗ trợ dạy học phần kiến thức Phương pháp tọa độ trong không gian trong chương trình hình học nâng cao lớp 12 THPT” nhằm đánh giá khả thi và hiệu quả của đề tài. - Phương pháp phân tích, đánh giá: Sử dụng phương pháp phân tích định tính, phân tích định lượng nhằm rút ra các kết luận liên quan. Đánh giá kết quả bằng phương pháp thống kê toán học trong khoa học giáo dục. 6. Cấu trúc của đề tài Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, phần nội dung của luận văn gồm 3 chương: Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2. Xây dựng và sử dụng website hỗ trợ dạy học phần kiến thức “Phương pháp tọa độ trong không gian” trong chương trình hình học nâng cao lớp 12 THPT Chương 3. Thực nghiệm sư phạm Luận văn có sử dụng 48 tài liệu tham khảo, trong đó có 42 tài liệu Tiếng Việt, 2 tài liệu Tiếng Anh, một số website. Phụ lục của luận văn có 12 trang. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  5 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Định hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học môn Toán Sự phát triển xã hội và đổi mới đất nước trong thời kỳ hội nhập đang đòi hỏi cấp bách nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo. Mục tiêu giáo dục trong thời đại mới là không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ những kiến thức, kỹ năng có sẵn cho HS mà điều đặc biệt quan trọng là phải bồi dưỡng cho HS năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề. Trong quá trình dạy học, cùng với những thay đổi về mục tiêu, nội dung, cần có những thay đổi căn bản về phương pháp dạy học (PPDH) (hiểu theo nghĩa rộng gồm cả hình thức, phương tiện và kiểm tra, đánh giá). Tồn tại của PPDH hiện nay là việc GV thường cung cấp cho HS những tri thức dưới dạng có sẵn, thiếu yếu tố tìm tòi, phát hiện; việc GV dạy chay, áp đặt kiến thức khiến HS thụ động trong quá trình chiếm lĩnh tri thức. Đây là những lý do dẫn tới nhu cầu đổi mới PPDH nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo con người lao động sáng tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước. Từ nhu cầu đổi mới PPDH, các nhà khoa học giáo dục nước ta đã khẳng định hướng đổi mới PPDH trong giai đoạn hiện nay là: "Phương pháp dạy học cần hướng vào việc tổ chức cho HS học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực và sáng tạo, được thực hiện độc lập hoặc trong giao lưu" [28]. Theo Nguyễn Bá Kim [28] định hướng trên có những hàm ý sau đây: - Xác lập vị trí chủ thể của HS, đảm bảo tính tự giác, tích cực và sáng tạo của HS. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  6 - Quá trình dạy học là xây dựng những tình huống có dụng ý sư phạ m cho HS học tập trong hoạt động và bằng hoạt động, được thực hiện độc lập hoặc trong giao lưu. - Dạy việc học, dạy tự học thông qua toàn bộ quá trình dạy học. - Chế tạo và khai thác những phương tiện phục vụ quá trình dạy học. - Tạo niềm lạc quan học tập dựa trên lao động và thành quả của HS. - Xác định vai trò mới của GV với tư cách người thiết kế, uỷ thác, điều khiển và thể chế hoá. 1.2 Tác động của công nghệ thông tin và truyền thông tới đổi mới phƣơng pháp dạy học môn Toán Theo Nguyễn Bá Kim [28], môi trường dạy học truyền thống được mô tả như Hình 1.1: Hình 1.1: Môi trường dạy học truyền thống Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  7 Trong Hình 1.2 ta nhấn mạnh vị trí trung tâm của cá nhân HS, trong đó có làm rõ hơn các yếu tố mới trong môi trường dạy học có sự hỗ trợ của CNTT&TT Hình 1.2 Môi trường dạy học mới Theo Đào Thái Lai [36], với sự tham gia của công nghệ thông tin và truyền thông, môi trường dạy học thay đổi, nó có tác động mạnh mẽ tới mọi thành tố của quá trình dạy học gồm: Mục tiêu dạy học; nội dung dạy học; phương pháp dạy học, hình thức dạy học, phương tiện dạy học và kiểm tra, đánh giá. - Xét về mục đích và nội dung dạy học: Khi sử dụng máy vi tính (MVT) như một phương tiện dạy học (PTDH), vấn đề đặt ra là điều chỉnh lại những yêu cầu về kỹ năng trong khi dạy một loạt chủ đề toán học ở các bậc học, cụ thể như: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  8 Trong hoạt động toán học, có những việc đòi hỏi phải tư duy, nhưng cũng có những việc trung gian chỉ đòi hỏi một loại công việc đơn điệu nào đó như tính toán, vẽ hình... Những việc này lại cần thời gian, sức lực và kết quả có thể không chính xác. Có thể lược bỏ yêu cầu rèn luyện thuần tuý các kỹ năng làm việc có tính đơn điệu, không đòi hỏi tư duy đó. Khi HS được giải phóng khỏi các công việc này thì khả năng tập trung tư duy vào chủ đề chính tốt hơn. Như vậy, CNTT&TT đã tác động trực tiếp dẫn đến xu hướng tăng cường các hoạt động để HS có điều kiện hiểu sâu hơn hoặc mở rộng hơn về nội dung kiến thức Toán học. Tuy nhiên, những yêu cầu gắn với việc rèn luyện các thao tác trí óc thì không thể giảm nhẹ được, dù cho có thể dùng máy tính thay thế chúng. Chẳng hạn việc tính nhẩm, việc dạy HS thuộc các bảng cộng và nhân trong dạy học toán vẫn hết sức quan trọng. Cùng với việc giảm bớt một số yêu cầu, nội dung, do thời gian được tiết kiệm, ta lại cần xem xét việc đưa thêm các nội dung mới. Các nội dung mới