Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học s phạm hà nội
-------------------
Lê thiếu tráng
VNDNGPHẫPBINCHNGDUYVTNHMPHTTRIN
NNGLCTONHCCHOHCSINHKHVGIITON
TRONGDYHCNIDUNGVECTVTA
TRNGTRUNGHCPHTHễNG
Chuyên ngành : LL& PPDH Bộ môn toán
Mã số
: 62 .14. 01. 11
Tóm tắt Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục
hà nội - 2015
Luận án đợc hoàn thành tại:
Trờng đại học s phạm hà nội
Ngời hớng dẫn khoa học: 1. TS. Trần Luận
2. PGS. TS. Vũ Dơng Thụy
Phản biện 1: GS.TS. Đào Tam
Trờng Đại học Vinh
Phản biện 2: PGS.TS. Đào Thái Lai
Viện Khoa học giáo dục Việt Nam
Phản biện 3: TS. Nguyễn Đức Hoàng
Trờng Đại học S phạm Hà Nội
Luận án đợc bảo vệ tại: Hội đồng chấm Luận án cấp Trờng
Họp tại: Trờng Đại học S phạm Hà Nội
Vào hồi ..... giờ ..... ngày ..... tháng ..... năm 2015
Có thể tìm đọc luận án tại:
- Th viện Quốc gia
- Th viÖn Trêng §¹i häc S ph¹m Hµ Néi
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
1. Lê Thiếu Tráng (2010), Áp dụng tư duy biện chứng trong dạy học toán
giúp học sinh chủ động và sáng tạo trong học tập, Tạp chí Giáo dục, Bộ
Giáo dục và Đào tạo, số 247, Kỳ 1 tháng 7 (tr.45).
2. Lê Thiếu Tráng (2013), Sử dụng phạm trù "vận động" xây dựng nhóm bài
tập từ một bài tập cơ bản trong hình học lớp 10 nhằm phát triển tư duy
biện chứng cho học sinh, Tạp chí Giáo dục, Bộ Giáo dục và Đào tạo, số
320, Kỳ 2 tháng 10 (tr.46).
3. Lê Thiếu Tráng (2014), Sử dụng mối quan hệ nhânquả trong giảng dạy
để phát triển năng lực toán học cho học sinh trung học phổ thông, Tạp chí
Giáo dục, Bộ Giáo dục và Đào tạo, số 336, Kỳ 2 tháng 6 (tr.51).
4. Lê Thiếu Tráng (2014), Phân tích cấu trúc của năng lực và ứng dụng
trong quá trình giảng dạy toán cho học sinh trung học phổ thông, Tạp chí
Giáo dục, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Số đặc biệt tháng 6 (tr.193).
5. Lê Thiếu Tráng (2014), Phát triển năng lực toán học cho học sinh trung học
phổ thông dựa trên nguyên lí về mối liên hệ phổ biến trong phép biện chứng
duy vật, Tạp chí Khoa học, Volume 59, Number 2A, trường ĐHSP Hà Nội
(tr.182).
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
1.1. Dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh là một mục tiêu đang
hướng tới của giáo dục Việt Nam
Theo điều 28.2 Luật Giáo dục: "Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy
tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh;...bồi dưỡng phương pháp tự
học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực
tiễn;...
Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương khóa XI chỉ rõ mục
tiêu Giáo dụcĐào tạo cần đạt: "Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào
tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang
bị kiên th
́ ưc sang phát tri
́
ển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi
với hành; lí luận gắn với thực tiễn;...Giáo dục con người Việt Nam phát triển toàn
diện và phát huy tốt nhất tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân;...".
Boyatzis và các đồng sự từ năm 1995 đã tổng kết các nhược điểm của giáo dục:
Quá nặng về phân tích, không định hướng thực tiễn và hành động; Thiếu và yếu trong
phát triển kĩ năng quan hệ qua lại giữa các cá nhân; Thiển cận, hạn hẹp, không có tiếp
cận toàn diện tổng thể trong những giá trị và tư duy của nó; Không giúp người học
làm việc tốt trong các nhóm và đội làm việc.
Rausch, Sherman, và Washbush năm 2001 cho rằng: “Thiết kế một cách cẩn
thận các chương trình giáo dục và đào tạo chú trọng vào kết quả đầu ra và dựa trên
năng lực có thể xem là một giải pháp tự nhiên để giải quyết hầu hết, nếu khô ng phải
là tất cả, những nhược điểm này”.
Nhóm tác giả: Phạm Văn Hoàn, Nguyễn Gia Cốc, Trần Thúc Trình nêu quan
điểm: “Phát triển những năng lực toán học ở học sinh là một nhiệm vụ đặc biệt quan
trọng của thầy giáo vì hai lí do: thứ nhất, toán học có một vai trò to lớn trong sự phát
triển của các ngành khoa học, kĩ thuật và sự nghiệp cách mạng cần thiết có một đội
ngũ những người có năng lực toán học; thứ hai, “Trên cơ sở những đòi hỏi tất yếu
của cuộc sống cộng đồng,..."phải" bảo đảm sự phát triển phong phú của nhân cách,
bồi dưỡng và phát huy sở trường và năng khiếu cá nhân”. Tuy nhiên, rất đáng tiếc,
hiện nay chúng ta vẫn chưa có những công trình nghiên cứu tỉ mỉ về cấu trúc của năng
lực tư duy toán học của học sinh nước ta, để từ đó có nội dung, phương pháp bồi
dưỡng năng lực sáng tạo toán học cho học sinh một cách chủ động.
Bộ giáo dục và Đào tạo năm 2013 đã có hướng dẫn "Thí điểm chương trình
giáo dục định hướng phát triển năng lực học sinh".
Năm 2014, trong Dự thảo Chương trình tổng thể giáo dục phổ thông của Bộ
Giáo dục và Đào tạo đề ra mục tiêu: Chương trình giáo dục phổ thông nhằm tạo ra
những con người Việt Nam phát triển hài hòa về thể chất và tinh thần,...có học vấn
phổ thông; có năng lực chung: Tự học và quản lí bản thân; phát hiện và giải quyết
vấn đề; giao tiếp và hợp tác; sử dụng ngôn ngữ, tính toán, công nghệ thông tin và
truyền thông làm cơ sở cho việc lựa chọn nghề nghiệp.
2
Do đó, việc nghiên cứu về phương pháp dạy học phát triển năng lực cho học
sinh là một vấn đề cần thiết cho việc đổi mới giáo dục trong thời gian tới ở Việt
Nam.
1.2. Vận dụng phép biện chứng duy vật trong dạy học Toán là một phương pháp
phát triển năng lực hiệu quả cho học sinh ở trường trung học phổ thông
Muốn dạy tốt môn toán trong nhà trường phổ thông, giáo viên cần có những
hiểu biết nhất định về khoa học toán học...Tất cả các lĩnh vực ấy đều dựa trên cơ sở
triết học nhất định. Vì vậy để dạy tốt môn toán, trước tiên chúng ta hãy tìm hiểu
những đặc điểm của khoa học toán học theo quan điểm triết học DVBC, bao gồm
những nội dung: Đối tượng, nguồn gốc, phương pháp của Toán học về tiêu chuẩn
chân lí của khoa học này.
Để nhận thức mặt nội dung của "hiện thực" cần có tư biện chứng, và để nhận
thức mặt hình thức của "hiện thực" cần có tư duy lôgic; nên tư duy toán học cũng
phải là sự thống nhất biện chứng giữa tư duy lôgic và tư duy biện chứng.
Từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tiếp cận năng lực người
học, qua khảo sát thực trạng dạy và học Toán hiện nay, chúng tôi chọn đề tài:
“VẬN DỤNG PHÉP BIỆN CHỨNG DUY VẬT NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
TOÁN HỌC CHO HỌC SINH KHÁ VÀ GIỎI TOÁN TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG
VECTƠ VÀ TỌA ĐỘ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG”
2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu
2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Về vận dụng phép BCDV trong dạy học Toán có tác phẩm “Một số quan điểm
Triết học trong toán học” của Rudavin, Nưxanbaep, Sliakhin;
Về năng lực: Công trình “Tâm lí năng lực toán học của học sinh” năm 1973
của Crutecxki V.A người Nga, đã xác định khái quát cấu trúc năng lực toán học của
học sinh.
Trong công trình "Về Toán học phổ thông và những xu hướng phát triển", năm
1980 của tác giả Maxlôva G.G đã khẳng định vấn đề tăng cường các ứng dụng toán
học là xu thế chung trong những thập kỉ gần đây.
Trong nghiên cứu "Dạy học Toán" của Xtôlia A.A, tác giả cũng nhấn mạnh
quan điểm dạy học phát triển năng lực toán cho học sinh chính là dạy học sinh biết
thực hiện các hoạt động toán học...
J.Guilford đưa ra quan điểm phải đánh giá nội dung học tập theo quan điểm giá
trị của chúng đối với hoạt động sáng tạo và đã giải quyết bằng cách xây dựng một mô
hình tham số các năng lực trí tuệ.
Hội đồng Quốc tế về giáo dục cho thế kỷ XXI được UNESCO năm 1996, Hội
đồng đã xuất bản ấn phẩm “Học tập: một kho báu tiểm ẩn”, trong đó đã xác định vấn
đề "học tập suốt đời" dựa trên bốn trụ cột là: Học để biết, học để làm, học để chung
sống với nhau, học để làm người. Các nghiên cứu xoay quanh vấn đề “ học để làm” liên
hệ mật thiết với việc phát triển năng lực của học sinh.
2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
3
Ở Việt Nam, đã có một số công trình nghiên cứu về vận dụng phép BCDV
trong giảng dạy Toán, phát triển tư duy biện chứng cho học sinh: Tiêu biểu là tác
phẩm “Tập cho học sinh giỏi Toán làm quen dần với nghiên cứu toán học” của Giáo
sư TSKH Nguyễn Cảnh Toàn, dựa trên 10 chủ đề tiêu biểu, tác giả đã sử dụng một
số nguyên lí và các cặp phạm trù cơ bản của phép BCDV, phân tích sâu sắc việc sử
dụng chúng trong quá trình học toán và nghiên cứu toán học.
Tác giả Nguyễn Thái Hòe, “Vận dụng những hiểu biết về triết học (các qui
luật cơ bản và các cặp phạm trù của phép BCDV) vào việc định hướng đường lối
giải các bài toán”, Thông báo khoa học, ĐHSP Vinh, 1990.
"Phát triển tư duy biện chứng của học sinh trong dạy học hình học ở trường
trung học phổ thông" luận án tiến sĩ của Nguyễn Thanh Hưng Đại học Tây Nguyên,
2008.
Về năng lực, ở Việt Nam đã có một số tác phẩm, bài báo đề cập đến, đặc biệt
là trong một số năm gần đây đã có nhiều cuộc Hội thảo bàn về vấn đề phát triển năng
lực chung và năng lực Toán học cho học sinh.
Tác phẩm "Giáo dục học môn Toán" của Phạm Văn Hoàn, Nguyễn Gia Cốc,
Trần Thúc Trình, đã phân tích và minh họa phát triển năng lực toán học trong quá trình
dạy học và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh phổ thông.
Tác phẩm “Khuyến khích một số hoạt động trí tuệ của học sinh qua môn Toán
ở trường THCS” của Nguyễn Bá Kim, Vương Dương Minh, Tôn Thân, các tác giả
cũng đề cập sâu sắc đến việc phát triển năng lực toán học của học sinh thông qua các
hoạt động trí tuệ tiêu biểu.
Một số bài viết khác như: Đào Tam (2007), “Rèn luyện cho học sinh phổ thông
một số thành tố của năng lực kiến tạo kiến thức trong dạy học toán ”, Tạp chí giáo dục;
TS Trần Luận (1990), “Về cấu trúc năng lực toán học của học sinh”, Tư liệu Hội thảo
môn toán, Viện khoa học giáo dục, Hà Nội; Kỷ yếu hội thảo khoa học quốc gia:
“Nghiên cứu giáo dục toán học theo hướng phát triển năng lực người học, giai đoạn
20142020” ...
Qua việc tìm hiểu, nghiên cứu chúng tôi nhận thấy: Các công trình nghiên cứu
trong nước và trên thế giới về sử dụng phép BCDV trong giảng dạy và phát triển
năng lực cho học sinh đã nghiên cứu đề cập đến các vấn đề sau:
Về phép BCDV, đã chỉ ra sự phát triển và phát minh Toán học đều dựa trên các
nguyên lí và qui luật tất yếu của triết học DVBC; đã minh họa một số bài toán tiêu
biểu vận dụng các cặp phạm trù trên cơ sở của triết học DVBC; phát triển tư duy
biện chứng cho học sinh thông qua dạy học hình học ở trường trung học phổ thông.
Về phát triển năng lực, các tác giả đã phân tích theo nhiều góc độ để đưa ra
những quan điểm về năng lực chung, năng lực toán học, tuy nhiên cũng chưa có sự
thống nhất giữa các tác giả và các quốc gia. Hiện nay việc chốt lại khung năng lực
chung và năng lực toán học cần phát triển cho học sinh phổ thông chưa có sự thống
nhất.
Chúng tôi nhận thấy, nếu kế thừa các kết quả của các tác giả đi trước, áp dụng
vào thực tế ở Việt Nam với một khung năng lực chung và năng lực toán học phù hợp
đặc điểm tâm sinh lí của học sinh Việt Nam, thì việc vận dụng phép BCDV là một
trong những biện pháp phát triển năng lực toán học cho học sinh đạt hiệu quả cao.
Phép BCDV có thể được vận dụng để phát triển năng lực được ở nhiều nội dung dạy
4
học, nhiều môn học, chủ đề vectơ và tọa độ có nhiều ý nghĩa trong lịch sử phát triển
Toán học và thực tiễn, có quan hệ mật thiết với các thành phần của năng lực toán học.
Hơn nữa, qua kinh nghiệm của tác giả vận dụng trong giảng dạy đã đạt được hiệu quả
nhất định. Do đó, chúng tôi lựa chọn đề tài này nhằm mục đích sau:
3. Mục đích nghiên cứu
Luận án đề xuất các biện pháp vận dụng phép BCDV trong quá trình dạy học
nội dung vectơ và tọa độ để phát triển năng lực toán học cho học sinh khá và giỏi toán,
góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn toán ở trường trung học phổ thông theo
hướng tiếp cập năng lực người học.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu trên, luận án có nhiệm vụ góp phần làm sáng
tỏ các vấn đề sau:
4.1. Lí luận về phép BCDV, các nguyên lí và phạm trù của phép BCDV, phân tích mối
liên hệ giữa toán học và các đặc trưng cơ bản của phép BCDV, minh họa những tri
thức tiêu biểu trong quá trình giảng dạy hình học.
4.2. Tìm hiểu, tổng hợp một số khái niệm, công trình về năng lực, năng lực toán học
và các đặc trưng của nó, đưa ra quan điểm phù hợp trong giai đoạn hiện nay ở Việt
Nam.
4.3. Tìm hiểu năng lực toán học của học sinh trong học tập hình học ở trường phổ
thông và mối quan hệ của nó với phép BCDV.
4.4. Xác định một số căn cứ, định hướng của việc đề ra các biện pháp sư phạm phát
triển năng lực toán học dựa trên cơ sở phép BCDV.
4.5. Đề xuất các biện pháp sư phạm vận dụng phép BCDV trong dạy học nội dung
vectơtọa độ ở trường phổ thông nhằm phát triển năng lực toán học cho học sinh khá
giỏi.
5. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu trong phạm vi nội dung chương trình hình học, chủ yếu là
nội dung liên quan đến vectơ và tọa độ ở trường trung học phổ thông.
6. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
6.1. Khách thể nghiên cứu
Hoạt động dạy và học hình học, nội dung vectơ và tọa độ theo hướng phát
triển năng lực toán học của giáo viên và học sinh ở trường trung học phổ thông.
6.2. Đối tượng nghiên cứu
Khái niệm, đặc trưng của năng lực toán học, lí luận của phép BCDV, việc vận
dụng phép BCDV của giáo viên để phát triển năng lực toán học cho học sinh khá giỏi
toán ở trường trung học phổ thông.
7. Giả thuyết khoa học
Trong quá trình dạy học nội dung vectơ và tọa độ, nếu vận dụng phép BCDV
bằng những biện pháp sư phạm phù hợp thì sẽ góp phần phát triển năng lực toán học
cho học sinh, từ đó nâng cao được hiệu quả dạy học Toán ở trường trung học phổ
thông.
8. Phương pháp nghiên cứu
8.1. Nghiên cứu lí luận: Các tài liệu về năng lực, năng lực toán học, tài liệu về triết
học DVBC, các tài liệu về Tâm lí học, Giáo dục học, các văn bản về giáo dục, luật
giáo dục.
5
8.2. Phương pháp điều tra, quan sát: Sử dụng phiếu hỏi, phiếu thăm dò các giáo viên dạy
Toán về sự quan tâm việc phát triển năng lực toán học cho học sinh, việc sử dụng phép
BCDV trong giảng dạy Toán. Dự giờ một số giờ dạy Toán của giáo viên trung học phổ
thông để nắm được thực tế việc dạy và học nội dung vectơ và tọa độ của giáo viên và học
sinh.
8.3. Phương pháp chuyên gia: Xin ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh vực giáo dục
toán học, triết học và tâm lí học để điều chỉnh và hoàn thành luận án.
8.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm để đánh giá
tính khả thi và tính hiệu quả của luận án. Đánh giá kết quả bằng phương pháp thống
kê trong khoa học giáo dục.
9. Những vấn đề đưa ra bảo vệ
9.1. Kết quả tổng hợp, phân tích và đánh giá các quan điểm về năng lực và năng lực
toán học của học sinh từ một số tài liệu đã có để đưa ra một khung năng lực toán học
cần phát triển trong dạy học nội dung vectơ và tọa độ đối với học sinh khá và giỏi toán
ở trường trung học phổ thông của Việt Nam.
9.2. Quan điểm về cách đánh giá mối quan hệ giữa phép BCDV với các thành phần năng
lực toán học của học sinh trong học tập hình học ở trường trung học phổ thông.
9.3. Các căn cứ và định hướng của việc đề ra các biện pháp sư phạm phát triển năng lực
toán học cho học sinh khá và giỏi toán ở trường trung học phổ thông của Việt Nam .
9.4. Các biện pháp sư phạm đề xuất vận dụng phép BCDV nhằm phát triển năng lực
toán học cho học sinh khá và giỏi toán trong dạy học nội dung vectơ và tọa độ ở
trường trung học phổ thông.
10. Những đóng góp mới của luận án
10.1. Về mặt lí luận
Phân tích, minh họa được mối liên hệ giữa các nguyên lí, qui luật và phạm trù của
phép BCDV với các thành phần năng lực và năng lực toán học cho học sinh trong dạy
học hình học.
Tổng hợp, phân tích khái niệm và đặc trưng về năng lực, năng lực toán học, lựa
chọn khung năng lực nói chung và năng lực toán học nói riêng cho học sinh Việt Nam.
Đề xuất được 5 biện pháp dạy học vận dụng phép BCDV phát triển năng lực toán
học cho học sinh khá và giỏi toán trong dạy học nội dung vectơ và tọa độ ở trường
trung học phổ thông.
10.2. Về mặt thực tiễn
Xây dựng được một phương pháp phát triển năng lực toán học cho học sinh khá và
giỏi toán thông qua giảng dạy chủ đề phương pháp vectơ và tọa độ trong hình học.
Xây dựng được 5 biện pháp phát triển năng lực toán học cho học sinh khá và giỏi
toán ở trường trung học phổ thông.
Xây dựng được một số chủ đề tiêu biểu và hệ thống ví dụ minh họa trong giảng
dạy của luận án là tài liệu tham khảo cho giáo viên khi thực hiện Kế hoạch giáo dục
theo định hướng phát triển năng lực người học của Bộ Giáo dục và Đào tạo trong
những năm tới.
Chương 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
6
1.1. Khái niệm, hình thức, đặc trưng và vai trò của phép biện chứng, p hép biện
chứng duy vật
1.1.1. Một số khái niệm
a. Biện chứng: Là phương pháp triết học xem xét những sự vật hiện tượng và những
phản ánh của chúng vào tư duy, chủ yếu là trong mối liên hệ qua lại, trong sự phát
sinh và sự tiêu vong của chúng.
b. Siêu hình: Là phương pháp xem xét sự vật trong trạng thái đứng im, không vận
động, cô lập và tách biệt nhau.
1.1.2. Các hình thức cơ bản của phép biện chứng
a. ''Phép BC chất phác”;
b. ''Phép BC duy tâm”; c. ''Phép BCDV”.
1.1.3. Phép biện chứng duy vật, đặc trưng và vai trò của phép biện chứng duy
vật về phương pháp luận
Phép BCDV là khoa học về các qui luật chung nhất về sự phát triển của thế
giới vật chất, đồng thời là lí luận nhận thức và lôgic học. Các qui luật nhận thức và
các hình thức tư duy không tách rời lí luận về các qui luật và các hình thức vận động
của tồn tại. Phép BCDV của chủ nghĩa MácLênin có hai đặc trưng cơ bản sau:
Một là, phép BCDV của chủ nghĩa MácLênin là phép biện chứng được xác lập
trên nền tảng của thế giới quan duy vật khoa học.
Hai là, trong phép BCDV của chủ nghĩa MácLênin có sự thống nhất giữa nội
dung của thế giới quan (DVBC) với phương pháp luận (BCDV).
1.1.4. Hai nguyên lí cơ bản của triết học duy vật biện chứng
a. Nguyên lí về mối liên hệ phổ biến;
b. Nguyên lí về sự phát triển Nguyên lí về sự phát triển
1.1.5. Ba qui luật cơ bản của triết học duy vật biện chứng
Qui luật chuyển hóa từ những sự thay đổi về lượng thành những sự thay đổi
về chất và ngược lại; Qui luật thống nhất và đấu tranh giữa các mặt đối lập; Qui
luật phủ định của phủ định.
1.2. Một số quan điểm về năng lực và năng lực toán học
1.2.1. Năng lực
Theo từ điển Tiếng Việt, năng lực có hai nghĩa: (1). Khả năng, điều kiện chủ
quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó; (2). Phẩm chất tâm lí
và sinh lí tạo cho con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất
lượng cao.
Theo Tâm lí học: "Năng lực là tập hợp các tính chất hay phẩm chất của tâm lí
cá nhân, đóng vai trò là điều kiện bên trong, tạo thuận lợi cho việc thực hiện tốt một
dạng hoạt động nhất định”.
Luận án lấy quan điểm theo kết luận của Hội nghị giữa Hội đồng giáo dục và các
Bộ trưởng Giáo dụcĐào tạoViệc làm của Australia (9/1992), một kiến nghị về bảy
năng lực cơ bản của người lao động cần có được đề ra là: (1) Năng lực thu thập, phân
tích và tổ chức thông tin, (2) Năng lực giao tiếp, truyền đạt ý tưởng thông tin, (3) Năng
lực lập kết hoạch và tổ chức hoạt động, (4) Năng lực làm việc với đối tác theo nhóm, (5)
Năng lực sử dụng tư duy toán học và kỹ thuật, (6) Năng lực giải quyết vấn đề, (7) Năng
lực sử dụng công nghệ.
1.2.2. Năng lực của học sinh phổ thông
7
Singapo đề ra tám nhóm năng lực thiết yếu của học sinh là: (1) Năng lực phát
triển tính cách; (2) Năng lực tự điều khiển bản thân; (3) Năng lực xã hội và hợp tác;
(4) Năng lực đọc viết; (5) Năng lực giao tiếp; (6) Năng lực xử lí thông tin; (7) Năng
lực suy nghĩ và sáng tạo; (8) Năng lực ứng dụng kiến thức.
Phần Lan cũng đề ra tám năng lực của học sinh gồm: (1) Năng lực giao tiếp
tiếng mẹ đẻ; (2) Năng lực toán học và khoa học cơ bản; (3) Năng lực sáng tạo và lãnh
đạo; (4) Năng lực sử dụng công nghệ; (5) Năng lực thực hiện nghĩa vụ công dân và xã
hội; (6) Năng lực nhận thức và thể hiện văn hóa; (7) Năng lực sử dụng công nghệ số;
(8) Năng lực học cách học.
Đối với Việt Nam, trong Dự thảo chương trình tổng thể giáo dục phổ thông
của Bộ Giáo dục và Đào tạo năm 2014, phần phụ lục 1: Chuẩn đầu ra phẩm chất
năng lực chung của chương trình giáo dục các cấp, nêu chín phẩm chất về năng lực
chung cần đạt là: (1) Năng lực tự học; (2) Năng lực giải quyết vấn đề; (3) Năng lực
sáng tạo; (4) Năng lực tự quản lí; (5) Năng lực giao tiếp; (6) Năng lực hợp tác; (7)
Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông; (8) Năng lực sử dụng ngôn
ngữ; (9) Năng lực tính toán.
1.2.3. Năng lực toán học
a. Khái niệm năng lực toán học trong tâm lí học
Trong tâm lý học người ta hiểu khái niệm năng lực toán học dưới hai khía
cạnh: Đó là những năng lực sáng tạo trong hoạt động nghiên cứu toán học với tư cách
là khoa học; người có năng lực sáng tạo toán học cống hiến cho loài người những
công trình toán học có ý nghĩa đối với sự phát triển của khoa học toán học nói riêng,
có ý nghĩa đối với hoạt động thực tiễn của xã hội nói chung; Đó là những năng lực
trong học tập, trong việc nắm vững toán học với tư cách là môn học; người học sinh
có năng lực toán học nắm được nhanh chóng và có kết quả những kiến thức, kĩ năng,
kĩ xảo tương ứng.
b. Một số quan điểm khác
Trong cuốn sách của Viện sĩ Toán học A.N. Kôlmôgôrôp "Về nghề nghiệp của
nhà toán học". Các thành phần năng lực được minh họa trong sơ đồ 1.1.
Những năng lực
Tính sẵn sàng bắt tay vào hoạt
động
Những điều kiện tâm lý chung, cần thiết để đảm bảo thực hiện
thắng lợi hoạt động
Khuynh hướng
hứng thú
Các nét tính
cách
Các tình trạng
tâm lý
Kiến thức kỹ
năng kỹ xảo
Sơ đồ 1.1
Trong Hội thảo về năng lực toán học của học sinh của Viện Khoa học Giáo
dục Việt Nam đề xuất hai nhóm: Năng lực trí tuệ chung và năng lực toán học đặc thù.
8
(1) Nhóm các năng lực trí tuệ chung bao gồm các thành phần sau
(1.1) Năng lực hệ thống hoá và trừu tượng hoá toán học; (1.2) Năng lực sử dụng
các sơ đồ, hệ thống tín hiệu và những cái trừu tượng; (1.3) Năng lực suy luận lôgic
được phân nhỏ hợp lý, tuần tự, có liên quan đến nhu cầu phải chứng minh, luận chứng,
kết luận; (1.4) Năng lực khái quát hoá toán học và tri giác khái quát tình huống; (1.5)
Năng lực phân tích triệt để cấu trúc toán học, tái phối hợp các yếu tố của nó; (1.6) Tính
linh hoạt của các quá trình tư duy; (1.7) Năng lực hệ thống hoá chặt chẽ thông tin toán
học; (1.8) Năng lực ghi nhớ lôgic và sử dụng nhanh chóng, dễ dàng các thông tin đã
được ghi nhớ; (1.9) Năng lực diễn đạt một cách chính xác ý nghĩa toán học.
(2) Trong nhóm các năng lực toán học đặc thù bao gồm những thành phần sau
(2.1) Năng lực tưởng tượng không gian;(2.2) Năng lực biểu diễn trực quan các
quan hệ và phụ thuộc trừu tượng; (2.3) Tính sâu sắc và cặn kẽ các quá trình tư duy
trong hoạt động toán học;(2.4) Năng lực trực giác toán học.
c. Quan điểm của luận án về năng lực Toán học của học sinh
Luận án lấy theo quan điểm của Kỷ Yếu Hội thảo quốc tế Việt Nam Đan
Mạch về Giáo dục Toán học theo hướng tiếp cận năng lực, Viện KHGD Việt Nam,
2014 đề xuất sáu năng lực cần đạt: (1) Năng lực tư duy; (2) Năng lực giải quyết vấn
đề; (3) Năng lực mô hình hóa toán học; (4) Năng lực giao tiếp sử dụng ngôn ngữ toán
học; (5) Năng lực sử dụng các công cụ, phương tiện học toán; (6) Năng lực học tập
độc lập.
1.2.4. Sự cần thiết của việc phát triển năng lực toán học cho học sinh: Phát triển
những năng lực toán học của học sinh là một nhiệm vụ đặc biệt quan trọng của thầy
giáo vì hai lí do:
Thứ nhất, toán học có một vai trò to lớn trong sự phát triển của các ngành khoa
học, kĩ thuật và sự nghiệp cách mạng cần thiết có một đội ngũ những người có năng
lực toán học. Thứ hai, Văn kiện Đại hội IV của Đảng đánh giá: “Tập trung nâng cao
chất lượng giáo dục, đào tạo, coi trọng giáo dục đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo,
kĩ năng thực hành, khả năng lập nghiệp”; “Đổi mới nội dung, phương pháp dạy và
học theo định hướng “coi trọng việc bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh”.
1.3. Mục tiêu bồi dưỡng học sinh khá và giỏi toán ở trường trung học phổ
thông, vai trò của của phép biện chứng duy vật đối với sự phát triển năng lực
toán học của học sinh khá và giỏi toán ở trường trung học phổ thông
1.3.1. Mục tiêu bồi dưỡng học sinh khá và giỏi toán ở trường trung học phổ thông
Mục tiêu chính của chương trình dành cho học sinh giỏi và học sinh tài năng ở
các nước đều hướng đến một số điểm chính sau: Phát triển phương pháp suy nghĩ ở
trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ của trẻ; Bồi dưỡng sự lao động, làm việc
sáng tạo; Phát triển các kĩ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời; Nâng cao ý
thức và khát vọng của trẻ về sự tự chịu trách nhiệm; Khuyến khích sự phát triển về
lương tâm và ý thức trách nhiệm trong đóng góp cho xã hội.
1.3.2. Vai trò của của phép bi
ện ch
ứng duy v
t đối với sự phát triển năng lực
Phươ
ng pháp d
ạy họậc môn Toán
toán học của học sinh khá và giỏi toán ở trường trung học phổ thông
Mối quan hệ giữa phương pháp dạy học môn toán với những khoa học khác
được thể hiToán
ện trong sơ đ
ồ 1.2 [24, tr.2225].
GD
Tâm
Lôgic
Tin
học
học
lí học
học
học
........
Triết học duy vật biện chứng
9
Sơ đồ 1.2
1.3.2.1. Phép biện chứng duy vật thể hiện khi định nghĩa khái niệm
Dựa trên hình ảnh minh họa thực tế (trực quan sinh động), dẫn đến khái niệm hai
vectơ cùng phương, dẫn đến biểu thức (tư duy trừu tượng) để hai vectơ cùng phương và
khái niệm tọa độ trên trục, hệ trục, từ không gian một chiều, hai chiều đến ba chiều.
1.3.2.2. Phép biện chứng duy vật thể hiện trong các định lí và ví dụ
Để học sinh thấy sự tổng quát, sự "vận động" của bài toán khi đưa ra định lí
không
côsin trong tam giác. Trước hết xét trường hợp ABC vuông tại A. Khi A
vuông thì có kết quả mới, tổng quát hơn và không phủ định kết quả cũ:
uuur2 uuur2 uuur2
uuur uuur
BC = AC + AB − 2 AC . AB .cos A , hay: a2=b2+c22bc.cosA.
1.3.2.3. Phép biện chứng duy vật thể hiện trong hệ thống bài tập: Hệ thống bài tập
SGK được xây dựng theo qui trình: Từ khái niệm và định lí bài tập cơ bản (gốc)
bài tập nâng cao (tổng quát hơn, độ suy luận phức tạp hơn). Chẳng hạn hệ thống bài
tập về trọng tâm hệ n điểm, n > 2:
Bài toán g
ểm A, B phân biệt, G là trung đi
ạn thẳng AB . Chứng
uuurốc 1:
uuur Cho 2 đi
r
uuur uuurểm đo
uuur
minh: GA + GB = 0 và với mọi điểm M ta có: MA + MB = 2MG . Nếu nhìn bài toán
dưới góc độ “vận động” theo hai hướng sau, ta sẽ phát triển được thành một hệ thống
bài tập tổng quát (Sơ đồ 1.4):
Hướng khai thác
Bài toán cơ bản
Sự “vận động” của bài toán
Giả Hướng 1 Cho 2 điểm A, B phân biệt Cho n điểm A1, A2,...,An, n > 2
uur
uur
thiế Hướng 2 G chia
theo t
ỉ
s
ố
k=1
G chia
AB theo tỉ số k 1
AB
t
uuur uuur r
Kết
1) GA +uuur
GB = uuu
0 r uuur Xây dựng đẳng thức tổng quát
luận
2) M: MA + MB = 2MG
Sơ đồ 1.4
Hướng 1: Điểm G thay đổi trên đouuu
ạn AB. H
ọc sinh có thể nhận thấy:
r
Bài toán tổng quát 1: Điểm G chia AB theo tỉ số k≠1 thì: và M ta có:
uuuur uuur
uuuur
β
MA − kMB = (1 − k)MG . Đặc biệt hóa giá trị k: Đặt k= với + ≠0, ta có:
α
Bài toán tổng quát 2: Cho hai điểm A, B phân biệt và hai s
thrực r , sao cho + 0:
uuur ốuuu
a) Tồn tại duy nh
ất điểuuu
m G sao cho:
αGA + βGB = 0 .
uuur
r
uuur
b) M ta có: α MA + βMB = (α + β)MG .
Hướng 2: Xét sự "vận động" theo hướng số lượng đi
ầu thay đ
uuuể
r m ban đ
uuur uuu
r r ổi:
Bài
c r 2: N
ếru G là trọng tâm ABC thì: GA + GB + GC = 0 và M ta có:
uuur toán
uuur gốuuu
uuuu
MA + MB + MC = 3MG . Đối với học sinh khá giỏi, thì các em đã tự tìm được kết quả:
10
Bài toán tổng quát 1: Cho n điểm A1uuuu
, Ar2,...,A
n, n > 2 thì:
uuuur
uuuuur r
1) Tồn tạ
i duy nh
ấ
t đi
ể
m G:
GA
+
GA
+
...
+
GA
n = 0.
uuuuur uuuuur
uuuuur 1 uuuur 2
2) M: MA1 + MA 2 + ... + MA n = nMG .
Bài toán tổng quát 2: Cho ABC, các số thực uuu, r , uuu
thrỏa mãn:
uuur r+ + 0 thì:
1) Tồn tại duy nh
ất đi
m G sao cho:
αGA
uuur uuu
r ểuuu
r
uuur+ βGB + γ GC = 0 .
2) M: α MA + β MB + γ MC = ( α + β + γ ) MG .
Bài toán tổng quát 3: Cho n điểm: A1, A2,...,An, với n > 2 và n số thực 1, 2,..., n thỏa
mãn: α1 + α 2 + ... + α n 0 thì:
uuuur
uuuur
uuuuur r
1) Tồn tại duy nh
ấ
t đi
ể
m G:
α
GA
+
α
GA
+
...
+
α
GA
=r0 .
1 uuuuu
1 r 2
2
n
nuuuu
uuuuur
uuuuur
2) M: α1 MA1 + α 2 MA 2 + ... + α n MA n = (α1 + α 2 + ... + α n )MG .
1.3.2.4. Phép biện chứng duy vật thể hiện trong mối liên hệ giữa mặt phẳng và không gian
Bài toán 1.6: Sự tương tự giữa tam giác vuông và tứ diện vuông (Sơ đồ 1.5)
Tam giác ABC
Tứ diện ABCD
A
vuông tại A,
vuông tại A,
đường cao AH:
đường cao AH:
2
2
B
C
H
AB =BC.BH; AC =BC.HC
S2ABC = SBCD .SBHC ; S2ACD = SBCD .SCHD ;
A
B
D
H
C
BC =AB +AC
1
1
1
=
+
...
AH 2 AB2 AC 2
2
2
2
S2ADB = SBCD .SBHD .
2
2
2
S2BCD = SABC
.
+ SACD
+ SABD
1
1
1
1
=
+
+
...
2
2
2
AH
AB
AC
AD 2
Sơ đồ 1.5
1.4. Các phương pháp tiếp cận hình học ở trường trung học phổ thông
1.4.1. Phương pháp tổng hợp: Để chứng minh một mệnh đề hình học có thể người
ta phải xem xét những trường hợp khác nhau của hình vẽ.
1.4.2. Phương pháp tọa độ (giải tích): Descartes và Fermat xây dựng phương pháp
giải tích, thông qua trung gian là một hệ tọa độ, thay thế các đối tượng và các quan hệ
hình học thành những đối tượng và quan hệ đại số, dẫn đến giải các phương trình, hệ
phương trình đại số. Cách giải không phụ thuộc hình vẽ nên có tính khái quát cao.
1.4.3. Phương pháp vectơ: Leibniz là người khởi xướng đến với ý tưởng xây dựng
một phương pháp mới để nghiên cứu hình học sao cho có thể sử dụng các phương
tiện của đại số nhưng vẫn ở phạm vi hình học.
1.4.4. Những con đường trình bày hình học ở trường trung học phổ thông: Trình
tự con đường có thể tiến hành dạy và học hình học ở trường trung học phổ thông (Sơ đồ
1.7):
PP vectơ
PP tổng
hợp
PP giải tích
PP giải tích
PP vectơ
PP vectơ
PP giải tích
Đại số hóa
hình học
11
Sơ đồ 1.7
1.5. Sự cần thiết của việc kết hợp các phương pháp dạy hình học ở trường
trung học phổ thông: Dựa trên ý nghĩa và vai trò của: Hình học và trí tưởng tượng
không gian; hình học và tư duy lôgic; Hình học và cuộc sống; Hình học và phương
diện thẩm mỹ; Hình học và Toán học; Hình học và các môn khoa học khác.
1.6. Quan điểm dạy hình học ở trường trung học phổ thông: Hiện nay SGK xây
dựng dựa trên Quan điểm thực nghiệm và Quan điểm tiên đề. Cần kết hợp hai quan
điểm thực nghiệm và tiên đề thích hợp cho từng cấp học, cho từng phần kiến thức sao
cho phù hợp tâm sinh lí của học sinh, vẫn vận dụng được kiến thức vào thực tế đồng
thời vẫn dần từng bước nâng cao yêu cầu suy luận, diễn dịch, phát triển tư duy lôgic có
cơ sở thông qua các tiên đề.
1.7. Thực trạng và nguyên nhân việc phát triển năng lực toán học cho học sinh
dựa trên phép biện chứng duy vật trong giảng dạy
1.7.1. Thực trạng: Tác giả đã khảo sát giáo viên dạy toán ở 10 trường phổ thông của
tỉnh Tuyên Quang, 05 trường phổ thông của tỉnh Thái Nguyên và 05 trường phổ thông
của tỉnh Yên Bái, gồm 196 giáo viên dạy toán, chúng tôi có kết quả sau:
a) Về việc phát triển năng lực toán học cho học sinh: Giáo viên đã đề cập đến nhưng
chưa có tiêu chí rõ ràng và thường xuyên, với lượng thời gian phân phối chương trình
mới dừng lại ở việc truyền tải kiến thức SGK và chữa các bài tập theo từng bài, từng
chương.
b) Về việc sử dụng phép BCDV trong giảng dạy: Hầu hết giáo viên không áp dụng
hoặc cũng chưa nắm được đầy đủ về phép BCDV, cho nên khi giảng dạy cũng không
đề cập đến, không chủ định phát triển theo khía cạnh của phép BCDV.
Qua kết quả điều tra thực tế giảng dạy toán ở các trường phổ thông được khảo
sát, chúng tôi thấy tình hình phát triển năng lực toán học cho học sinh, sử dụng phép
BCDV trong giảng dạy để phát triển năng lực toán học cho học sinh của giáo viên
hiện nay còn hạn chế, chưa được quan tâm đúng mức với ý nghĩa và tầm quan trọng
của nó.
1.7.2. Nguyên nhân: Giáo viên chưa hiểu một cách đầy đủ về phát triển năng lực nói
chung và năng lực toán học nói riêng, chưa thấy tầm quan trọng của việc phát triển
năng lực là xu thế chung của giáo dục học hiện đại trên thế giới hiện nay; giáo viên
chưa nắm được đầy đủ về phép BCDV, hoặc sử dụng không rõ nét trong quá trình
giảng dạy. Chưa thấy ý nghĩa của việc dùng phép BCDV để phát triển năng lực toán
học cho học sinh; Một số giáo viên có chú trọng đến việc phát triển năng lực toán học
cho học sinh, nhưng không có công cụ để làm hoặc chỉ làm theo quan điểm cá nhân
như tăng cường luyện tập hoặc sử dụng phương pháp tương tự khi luyện tập...; Hiện
nay các tài liệu về phát triển năng lực, năng lực toán học không nhiều và khó tìm,
hoặc có nhưng không rõ nét, không phù hợp với dạy học toán ở trường phổ thông.
1.8. Kết luận chương 1
Phát triển năng lực nói chung, năng lực toán học nói riêng cho học sinh phổ
thông là một trong những khâu quyết định đến chất lượng học tập và giảng dạy môn
Toán.
Việc dạy học theo hướng tiếp cận năng lực của học sinh là đòi hỏi cấp thiết.
Trong thế giới bùng nổ thông tin, học sinh phải biết chọn lọc các kiến thức cần thiết
cho môn học, bên cạnh đó vẫn phải có kiến thức tổng hợp, cập nhật trong sự tiến bộ
của khoa học thế giới, phát triển năng lực nói chung và năng lực toán học nói riêng giúp
12
các em lĩnh hội được môn học vững chắc hơn, có bản lĩnh trong học tập cũng như trong
công việc sau này.
Trong chương 1, từ cơ sở lý luận về phép BCDV, phân tích các khái niệm, đặc
trưng và cấu trúc năng lực, năng lực toán học của học sinh, qua khảo sát thực tế, luận
án đã xác lập các yêu cầu cần đạt cho việc sử dụng phép BCDV trong giảng dạy để
phát triển năng lực toán học cho học sinh, những yếu tố cơ bản tác động đến việc
phát triển năng lực toán học cho học sinh toán học phổ thông, bằng những lí luận về
phép BCDV trong giảng dạy, luận án xây dựng những căn cứ và định hướng để đưa ra
các biện pháp mà luận án sẽ trình bày trong chương 2.
CHƯƠNG 2
MỘT SỐ BIỆN PHÁP VẬN DỤNG PHÉP BIỆN CHỨNG DUY VẬT NHẰM PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC TOÁN HỌC CHO HỌC SINH KHÁ VÀ GIỎI TOÁN TRONG DẠY
HỌC NỘI DUNG VECTƠ VÀ TỌA ĐỘ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
2.1. Những căn cứ của việc xây dựng và sử dụng các biện pháp vận dụng phép
biện chứng duy vật nhằm phát triển năng lực toán học cho học sinh khá và giỏi
toán trong dạy học nội dung vectơ và tọa độ ở trường trung học phổ thông
2.1.1. Căn cứ vào đặc điểm môn hình học và phương pháp vectơtọa độ liên hệ với
đặc trưng của phép biện chứng duy vật: Hình học có tính lôgic và tính thực nghiệm,
phương pháp cơ bản của hình học là suy diễn lôgic không dựa trên thực nghiệm, môn
hình học có mối quan hệ BCDV, thể hiện giữa lí luận (tính lôgic) và thực tiễn (tính thực
nghiệm).
2.1.2. Căn cứ vào nhu cầu thực tiễn và sự tích hợp của phương pháp vectơtọa
độ với các môn học khác
2.1.3. Căn cứ vào mối quan hệ giữa các thành phần của năng lực toán học thể
hiện trong học tập hình học ở trường trung học phổ thông: a) Năng lực tưởng
tượng không gian; b) Năng lực biểu diễn trực quan các quan hệ và phụ thuộc trừu
tượng; c) Tính sâu sắc và cặn kẽ các quá trình tư duy trong hoạt động toán học; d)
Năng lực trực giác toán học.
2.1.4. Căn cứ vào thành tựu nghiên cứu phát triển năng lực toán học và phép
biện chứng duy vật trong nước và trên thế giới : Việc vận dụng phép BCDV để
phát triển năng lực toán học cho học sinh trung học phổ thông phải kế thừa và phát
huy các thành quả của thế hệ đi trước. Mặt khác luận án cũng bày tỏ quan điểm riêng
của mình trên cơ sở nghiên cứu và thực tế giảng dạy hiện nay sao cho hiệu quả đạt
được cao nhất và phù hợp với đối tượng học sinh ở Việt Nam.
2.2. Những định hướng của việc vận dụng phép biện chứng duy vật trong dạy
học nội dung vectơ và tọa độ nhằm phát triển năng lực toán học cho học sinh
khá và giỏi toán ở trường trung học phổ thông
2.2.1. Vận dụng phép biện chứng duy vật phát triển năng lực toán học cho học
sinh khá và giỏi toán phải đáp ứng mục đích dạy và học môn Toán ở trường trung
học phổ thông: Giúp học sinh lĩnh hội và phát triển một hệ thống kiến thức, kĩ
năng, thói quen cần thiết cho: Cuộc s ống hàng ngày với những đòi hỏi đa dạng của
cá nhân, của gia đình và cộng đồng; Tiếp tục học tập, tìm hiểu toán học dưới bất kì
hình thức nào của giáo dục thường xuyên, giáo dục suốt đời; Học tập, tìm hiểu các
bộ môn khoa học khác hoặc lĩnh vực khác; Hình thành và phát triển các phẩm chất
tư duy cần thiết của một người có học vấn trong xã hội hiện đại, cùng những phẩm
chất, thói quen khác như đầu óc duy lí, tính chính xác...; Góp phần quan trọng trong
13
việc hiện thực hóa khả năng hình thành thế giới quan khoa học qua học t ập môn
Toán...; Hiểu rõ nguồn gốc thực tiễn của toán học và vai trò của nó trong quá trình
phát triển cùng với những tiến bộ của khoa h ọc kĩ thuật và công nghệ.
2.2.2. Vận dụng phép biện chứng duy vật khai thác nội dung chương trình và sách
giáo khoa để phát triển năng lực toán học cho học sinh khá và giỏi toán trong giảng
dạy
2.2.3. Vận dụng phép biện chứng duy vật phát triển năng lực toán học cho học
sinh cần dựa trên định hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay
a. Xác lập vị trí chủ thể của người học, bảo đảm tính tự giác, tích cực, chủ động và
sáng tạo của hoạt động học tập thực hiện độc lập hoặc trong giao lưu;
b. Tri thức được cài đặt trong những tình huống có dụng ý sư phạm
2.2.4. Vận dụng phép biện chứng duy vật phát triển năng lực toán học cho học
sinh cần chú trọng đến năng lực tự học của học sinh
2.3. Những biện pháp vận dụng phép biện chứng duy vật nhằm phát triển năng
lực toán học cho học sinh khá và giỏi toán trong dạy học nội dung vectơ và tọa
độ ở trường trung học phổ thông
2.3.1. Biện pháp 1: Vận dụng phép biện chứng duy vật phát triển năng lực tư
duy toán học cho học sinh khá và giỏi toán trong quá trình học tập
2.3.3.1. Cơ sở khoa học của biện pháp: Trong phần cơ sở khoa học của luận án đã
đề cập, phân tích những đặc điểm và hình thức của phép BCDV, đó là cơ sở của suy
luận thực tiễn và cũng là khái quát chung nhất cho quá trình tư duy.
2.3.3.2. Mục đích sử dụng biện pháp: Mục đích của biện pháp nhằm: Phát triển một số
loại hình tư duy thường gặp, cần phát triển cho học sinh trong quá trình giảng dạy hình
học ở trường trung học phổ thông. Trên cơ sở phép BCDV, các loại hình tư duy sẽ được
làm rõ nét hơn nhằm phát triển năng lực toán học nói riêng, năng lực tổng hợp nói chung
của học sinh.
2.3.3.3. Nội dung và tổ chức thực hiện biện pháp: Luận án sẽ vận dụng phép
BCDV phát triển 4 loại hình tư duy thông qua việc dạy học một số chủ đề sau:
Chủ đề 1: Phát triển năng lực tư duy lôgic
* Tổ chức hoạt động cho học sinh theo các đặc trưng của tư duy lôgic:
a) Năng lực rút ra kết luận từ các tiền đề đã cho; năng lực phân hoạch ra các trường
hợp riêng để khảo sát đầy đủ một sự kiện:
Bài toán 2.1: Cho đường thẳng và đường tròn (I;R). Xác định vị trí tương đối của
chúng. Dẫn đến khái niệm tiếp tuyến của đường tròn.
HĐ1: Dựa trên phạm trù “vận động”: Cho đường thẳng thay đổi, so sánh khoảng
cách từ I đến với R, rút ra kết luận về tiếp tuyến của đường tròn.
HĐ2: Hãy phát biểu kết luận này dưới các dạng khác trên cơ sở trực quan hình vẽ ?
HĐ3: Áp dụng cho ví dụ sau:
Ví dụ 2.21: Viết phương trình tiếp tuyến với đường tròn (C): x2+y2= 4:
a) Tại điểm M (1; 3) ; b) Biết đi qua điểm N(1;2).
b) Phát triển năng lực dự đoán các kết quả cụ thể của lí thuyết, khái quát hóa các kết luận
nhận được. Đặc trưng của tư duy lôgic là có tính dự đoán, tính khái quát, tính lôgic và tính
hoàn chỉnh:
uuur
Bài toán 2.2: Cho ABC, điểm J chia BC theo tỉ số 3, điểm N chia
K
uuur
uuur
1
theo t
ỉ
s
ố
1, đi
ể
m K chia
theo t
ỉ
s
ố
. Ch
ứ
ng minh J, N, K
AC
AB
A
3
thẳng hàng (hình 2.15).
N
B
J
C
14
uuur
uuur
HĐ1: Hãy nhận định kết quả khi AB và AC cùng phương.
HĐ2: Khái quát kết lu
ận trên thành biểu thức: Ba điểm phân biệt A, B, C thẳng hàng
uuur uuur
khi và chỉ khi AB =k AC .
HĐ3: Áp dụng vào bài toán. Hình 2.15
uuur uuur
HĐ4: T
ổ
ng quát k
ế
t qu
ả
: Cho
ABC, các đi
ể
m M, N, P l
ầ
n l
ượ
t chia
vect
ơ
, CA ,
BC
uuur
AB theo các tỉ số , , ≠1. Tìm hệ thức giữa , , để M, N, P thẳng hàng.
c) Vận dụng Nguyên lí về mối liên hệ phổ biến xem xét và kiến giải sự vật, hiện tượng
trong mối liên hệ ràng buộc, tác động lẫn nhau, rèn luyện năng lực kết hợp giữa dự đoán và
suy diễn:
Bài toán 2.3: Cho đo
ạrn th
ộ dài 2a và một số k 2. Hỏi rằng nếu điểm M
uuuu
uuurẳng AB có đ
thay đổi thỏa mãn MA.MB = k 2 thì M thuộc tập hợp nào?
HĐ1: Dự đoán.
HĐ2: Kiến giải hiện tượng: Bằng phương pháp tọa độ; Bằng phương pháp vectơ.
Chủ đề 2: Phát triển tư duy sáng tạo: Gồm các thành phần sau: Tính mềm dẻo; Tính
nhuần nhuyễn; Tính độc đáo; Tính hoàn thiện; Tính nhạy cảm vấn đề.
* Tổ chức HĐ cho học sinh rèn luyện năng lực theo các thành phần của TD sáng tạo:
HĐ1: Sử dụng lí luận của cặp phạm trù “bản chất và hiện tượng”, hướng dẫn học
sinh nhìn nhận bản chất của vấn đề là đường thẳng tiếp xúc với (E) qua các hiện
tượng của quan hệ đại số, hình học, lượng giác.
x 2 y2
Bài toán 2.4: Cho elip (E): 2 + 2 = 1 và đường thẳng ( ): Ax+By+C=0. Chứng
a
b
minh điều kiện cần và đủ để ( ) tiếp xúc (E) là: a2A2+b2B2=C2.
HĐ2: Dựa trên cơ sở của Nguyên lí về mối liên hệ phổ biến lí giải các phương pháp giải
trên.
Bài toán 2.6: Cho tứ giác ABCD. Chứng minh tồn tại duy nhất điểm G sao cho:
uuur uuur uuur uuur r
T= GA + GB + GC + GD = 0 .
Giải: Tổ chức hoạt động cho học sinh nhìn nhận theo các hướng khác nhau: Gọi M, P,
N, Q, R, S lần lượt là trung điểm các đoạn thẳng AB, BC, CD, DA, AC, BD.
HĐ1: Ôn lại công thức trọng tâm hệ hai điểm.
uuur uuur
uuur uuur
HĐ2: Áp dụng công thức cho hệ 2 điểm: A, B và C, D: T= (GA + GB) + (GC + GD)
uuur
uuur r
uuur
uuur
t và là trung đi
= 2GM + 2GN = 0 GM = −GN G tồn tại duy nh
uuur ấuuu
r uuur uuurểm MN.
HĐ3: Áp dụng công thức (1) 2 điểm: A, D và B, C: T= (GA + GD) + (GB + GC) =
uuur
uur r
= 2GQ + 2GP = 0
uur
uuur
GP = −GQ G tồn tại duy nhất và là trung điểm PQ.
uuur uuur
uuur uuur
HĐ4: Áp dụng công thức (1) cho: A, C và B, D: T= (GA + GC) + (GB + GD)
uuur uuur r uuur uur
= 2GR + 2GR = 0 GR = −GS G tồn tại duy nhất và là trung điểm RS.
HĐ5: Nhận xét các cách làm trên? Điểm G tồn tại duy nhất, đó là trọng tâm tứ giác
ABCD. Từ đó ta có kết luận: “Trong một tứ giác, ba đoạn thẳng: Hai đường trung
bình và đường nối trung điểm hai đường chéo đồng qui tại trung điểm mỗi đường”,
điểm đó gọi là trọng tâm của tứ giác và điều ngược lại cũng đúng.
HĐ6: Ta tiếp tục phủ định sự đồng phẳng của 4 điểm A, B, C, D. Ta được kết luận:
“Trong một tứ diện, ba đường trung bình đồng qui tại trung điểm mỗi đường”.
Chủ đề 3: Rèn luyện tư duy biện chứng
15
Dạng 1: Tư duy biện chứng được thể hiện trong sự mở rộng không gian từ một
chiều, hai chiều đến ba chiều: Tổ chức hoạt động
cho h
: Gi
ải rbài t
uuu
r uuur ọc sinh
uuur uuu
r uuu
uuur ập về hệ
thức Ơle: Cho 4 điểm A, B, C, D: Chứng minh: AB.CD + AC.DB + AD.BC =0. Khi 4
điểm trên trục số, trên mặt phẳng, trong không gian.
Dạng 2: Tư duy biện chứng thể hiện trong sự mâu thuẫn giữa nội dung và hình
thức:
* Tổ chức hoạt động: Phân tích: "Sự khác nhau và giống nhau giữa trung tuyến và đường
trung bình một tam giác". Minh họa các ý tưởng chính nhằm phát triển năng lực giải quyết
vấn đề cho học sinh trong sự mâu thuẫn giữa nội dung và hình thức và phạm trù vận động
của bài toán.
HĐ1: Đường trung bình trong một tam giác có độ dài bằng một nửa cạnh đáy.
1
2
HĐ2: Công thức đường trung tuyến: 2m c2 + c 2 = a 2 + b 2 .
HĐ3: Xét tứ giác ABCD, với M, N, P, Q lần lượt là trung điểm của AB, CD, AC và
BD. Tính MN, PQ.
HĐ4: Giáo viên gợi ý học sinh nhận xét: Khi cho D tiến dần đến C rồi D C, nhận xét
hình vẽ ứng với công thức nhận được: Sự vận động dẫn đến sự thay đổi “lượng
chất”; Sự mâu thuẫn giữa “nội dunghình thức”.
HĐ5: Lí giải sự mâu thuẫn giữa nội dung và hình thức.
Dạng 3: Tư duy biện chứng trong sự kế thừa kết quả hình học phẳng trong không
gian
Bài toán 2.10: Phân tích và tổ chức cho học sinh hoạt động trả lời các câu hỏi:
HĐ1: Khái niệm, tính chất hình bình hành?
HĐ2: Khái niệm, tính chất hình hộp?
HĐ3: Nếu coi hình hộp trong không gian là “mở rộng” của hình bình hành trong mặt
phẳng, thì các tính chất của hình bình hành được “mở rộng” như thế nào?
HĐ4: Hãy so sánh và nhận xét các khái niệm và tính chất đó đối với hình hộp trong
không gian (Sơ đồ 2.1).
Hình bình hành
Hình hộp
B
D'
C
C'
m
Hai đường
chéo cắt nhau
tại trung Bốn đường chéo cắt nhau tại trung
a
n
điểm mỗi đường
điểm mỗi đường
A
D
m2+n2=2(a2+b2) b
m2+n2+p2+q2= 4(a2+b2+c2)
uuur uuur uuur uuur
uuur uuur uuur
AC = AB + AD
AC ' = AB + AD + AA '
Sơ đồ 2.1
Chủ đề 4: Rèn luyện tư duy thuật giải : Thuật giải là một trong những thao thác cơ
bản, cụ thể của tư duy thuật giải, có các đặc trưng sau: Tính đơn trị; Đầu vào, đầu
ra; Tính hiệu quả; Tính tổng quát. Trên cơ sở lí luận của phép BCDV, từ trực quan
sinh động (bài toán, hình vẽ...), xây dựng nên những qui trình giải toán ( tư duy trừu
tượng đến thực tế): Truyền thụ cho học sinh những tri thức phương pháp về tư duy
thuật giải, thông qua các thao tác sau: a) Tìm hiểu đặc điểm riêng của bài toán; b)
Phân tích bài toán để thấy rõ giả thiết và kết luận; c) Phân tích bài toán đưa về bài
toán gốc; d) Xây dựng thuật giải cho một số dạng toán điển hình, minh họa cho các
dạng toán sau:
r
r
Dạng toán 1: Chứng minh đẳng thức vectơ: f (u ) = g (v) .
q
A'
B'
p
n
c
C
m
D
b
A
a
B
16
Dạng toán 2: Tìm tập hợp điểm M thỏa mãn một tính chất ( ).
Dạng toán 3: Chứng minh ba điểm A, B, C thẳng hàng.
Chủ đề 5: Phát triển tư duy hàm: Tư duy hàm có mối liên hệ sâu sắc với lí luận của
phép BCDV, bởi vì tư duy hàm có các đặc trưng: Biểu diễn các đối tượng toán học
trong sự vận động, biến đổi; Thể hiện cách tiếp cận thao tác hành động đối với các
sự kiện toán học và xử lí các mối liên hệ nhân quả; Khuynh hướng giải thích cặn kẽ
nội dung các sự kiện toán học và chú ý tới khía cạnh ứng dụng của toán học. Để phát
triển được năng lực tư duy hàm trên cơ sở phép BCDV, ta có thể tổ chức hoạt động cho
học sinh theo các đặc trưng trên:
a) Biểu diễn các đối tượng toán học trong sự vận động, biến đổi:
Ví dụ 2.34: Cho hai điểm A, B và đường thẳng d//AB. Một điểm C thay đổi trên d.
Tìm quỹ tích trực tâm H của ABC.
Giải: Tọa độ hóa bài toán: A(a;0), B(a;0), d có phương trình y=c. H(x;y) là trực tâm
ABC. Kết quả ta được hàm: x2+cya2=0. Quan hệ này thể hiện H thuộc parabol qua
A, B, có đỉnh là điểm H0 (là trực tâm ABC0 cân tại C0).
b) Thể hiện cách tiếp cận thao tác hành động đối với các sự kiện toán học và xử lí
các mối liên hệ nhân quả:
Ví dụ 2.35: Cho tứ diện ABCD, gọi P và Q lần lượt là trung điểm của AB và CD, điểm
R BC: BR=2RC. Gọi S=AD (PQR). Xác định S và chứng minh AS=2SD.
Giải: Hướng dẫn học sinh phân tích theo sơ sồ ngược:
a) AS=2SD, do Q trung điểm CD nên nếu kẻ CN//AD thì CN=SD.
b) AS=2CN và AS//CN nên CN là đường trung bình của AES C là trung điểm AE.
c) Kẻ CM//AB thì CM là đường trung bình APE AP=2CM=PB
d) BRP đồng dạng CRM tỉ số 2. Đúng.
Sơ đồ phân tích đi lên của bài toán: d) c) b) a). Quan hệ hàm được thể hiện trong
AS
BR
bài toán là:
thay đổi
cũng thay đổi, dẫn đến những bài toán mới.
RC
SD
c) Khuynh hướng giải thích cặn kẽ nội dung các sự kiện toán học và chú ý tới khía
cạnh ứng dụng của toán học, là một sự kiểm nghiệm thực tiễn để thấy sự đúng đắn
lý luận của phép BCDV: Tổ chức hoạt động cho học sinh giải bài toán sau:
Bài toán 2.14: Viết phương trình tiếp tuyến chung của hai đường tròn:
(C): x2+y26x+5=0 và (C'): x2+y212x6y+44=0.
Phân chia cặn kẽ các trường hợp của bài toán: Tiếp tuyến chung dạng ( ): y=ax+b và
dạng x = x0 tìm được 4 tiếp tuyến là:
y=
9 − 17
x+
−33 + 9 17
; y=
9 + 17
x+
−33 − 9 17
; y=2; x= 5.
8
8
8
8
2.3.3.4. Chú ý khi thực hiện biện pháp: Cần chú ý đến những phẩm chất của tư duy là:
Tính định hướng; Bề rộng; Độ sâu; Tính linh hoạt; Tính mềm dẻo; Tính độc lập; Tính khái
quát.
2.3.2. Biện pháp 2: Vận dụng phép biện chứng duy vật phát triển năng lực giải
quyết vấn đề cho học sinh khá và giỏi toán trong dạy học nội dung vectơ và tọa
độ.
17
2.3.2.1. Cơ sở khoa học của biện pháp: Biện pháp đưa ra dựa trên cơ sở phép BCDV về
quá trình nhận thức của con người: từ trực quan sinh động tư duy trừu tượng thực
tiễn.
2.3.2.2. Mục đích sử dụng biện pháp: Giúp học sinh phát triển các khả năng: Phát
hiện và trình bày vấn đề, khả năng tìm kiếm cách giải quyết vấn đề, khả năng tổ
chức quá trình giải quyết vấn đề, khả năng kiểm tra đánh giá kết quả.
2.3.1.3. Nội dung và tổ chức thực hiện biện pháp
* Tổ chức hoạt động cho học sinh theo các bước sau: Bước 1: Tạo tình huống gợi
vấn đề; Bước 2: Trình bày vấn đề và đặt mục tiêu giải quyết; Bước 3: Giải quyết
vấn đề; Bước 4: Rút ra kết luận: Kiểm tra, đánh giá lời giải, kết quả và cả cách thức
tìm kiếm lời giải. Thể chế hóa kiến thức cần lĩnh hội; Bước 5: Vận dụng kiến thức
mới để giải quyết những nhiệm vụ đặt ra tiếp theo. Tìm hiểu những khả năng ứng
dụng kết quả. Đề xuất những vấn đề mới có liên quan nhờ xét tương tự, khái quát hóa,
lật ngược vấn đề,... và giải quyết nếu có thể.
a) Phát triển năng lực giải quyết vấn đề bằng việc khai thác, vận dụng “Qui luật
chuyển hóa từ những sự thay đổi về lượng thành những sự thay đổi về chất và ngược
lại” giúp học sinh thấy được cách thức, hình thức và cơ chế của sự phát triển toán
học trong một số chủ đề hình học
Chủ đề 1: Bài toán liên quan đến điểm chia đoạn thẳng theo tỉ số k.
Chủ đề 2: Khi xây dựng bằng vectơtọa độ được các x' A
B
C x
công thức lượng giác, hệ thức lượng trong tam giác, có
một hệ thống các bất đẳng thức trong tam giác liên
quan. Chủ đề 3: Sự thay
đổi “ lượngchất” của bài toán lũy thừa Hình 2.37a
trong đẳng thức hình học
* Tổ chức hoạt động cho học sinh giải bài toán sau:
A
Bước 1: Tạo tình huống gợi vấn đề:
Bài toán 2.17: Xét hệ thức Sáclơ trên đường thẳng: Cho 3 điểm A,
b
B, C. Đặt BC=a, CA=b, AB=c thì: Ba điểm A, B, C thẳng hàng và B c
ở giữa A và C khi nào? b=a+c, hay: b1=a1+c1 (hình 2.37a).
C
B
a
Bước 2: Trình bày vấn đề và đặt mục tiêu giải quyết:
+ Cho "lượng" n=1 thay đổi, thì "chất" của bài toán là gì? Hình 2.37b
Khi n=2, ta có: b2=a2+c2; Khi n=3, ta có: b3=a3+b3; Khi n > 3, ta có: bn=an+cn.
Mỗi trường hợp trên, về “chất” biểu thức đã thay đổi, còn về mặt hình học ta có điều gì?
Bước 3: Giải quyết vấn đề: Khi n=2, ta có: b2=a2+c2 ABC vuông tại B (hình
2.37b).
Như vậy, với “lượng” n=1, n=2 ta có những kết quả cụ thể, khi n > 3, ta được
một kết quả khái quát là ABC có ba góc đều nhọn.
Bước 4: Rút ra kết luận: Kiểm tra, đánh giá lời giải, kết quả và cả cách thức tìm
kiếm lời giải. Thể chế hóa kiến thức cần lĩnh hội.
Bước 5: Vận dụng kiến thức mới để giải quyết những nhiệm vụ đặt ra tiếp theo.
Chủ đề 4: Bài toán liên quan đến tâm sai của cônic, tiếp tuyến của đường tròn
18
* Tổ chức hoạt động cho học sinh giải các bài toán sau:
Bước 1: Tạo tình huống gợi vấn đề:
Bài toán 2.18: Cho cônic (C), điểm M(1;2m) thuộc (C), tiêu điểm F(m;2m), m 0,
đường chuẩn : x5= 0. Biện luận hình dạng của (C) ?
m +1
Bước 2: Trình bày vấn đề và đặt mục tiêu giải quyết: Tính tâm sai e =
6
Bước 3: Giải quyết vấn đề: Nếu e < 1 −7 < m < 5 thì (C) là elip. Nếu e=1
m < −7
m = −7
thì (C) là parabol. Nếu e > 1
thì (C) là hypebol.
m=5
m>5
Ta thấy, "lượng" là tâm sai e so sánh với số 1, dẫn đến "chất" nhận được tương
ứng là ba đường cônic.
Bước 4: Rút ra kết luận: Kiểm tra, đánh giá lời giải, kết quả và cả cách thức tìm
kiếm lời giải. Thể chế hóa kiến thức cần lĩnh hội.
Bước 5: Vận dụng kiến thức mới để giải quyết những nhiệm vụ đặt ra tiếp theo.
2.3.1.4. Chú ý khi thực hiện biện pháp: Việc sử dụng biện pháp nêu trên thực ra
không đòi hỏi nhiều thời gian. giáo viên chỉ cần nhìn nhận vấn đề bằng phép lí luận
của BCDV, trang bị trong những tình huống điển hình cho học sinh trong quá trình
giảng dạy.
2.3.3. Biện pháp 3: Vận dụng phép biện chứng duy vật phát triển năng lực mô hình
hóa toán học, kết hợp với năng lực sử dụng các công cụ và phương triện dạy học
2.3.3.1. Cơ sở khoa học của biện pháp: Theo nhà toán học người Nga Kôlmôgôrôp,
sự phát triển toán học gồm bốn giai đoạn: Giai đoạn toán học cổ đại; Giai đoạn toán
học sơ cấp; Giai đoạn toán học cao cấp cổ điển; Giai đoạn toán học hiện đại. Trên
quan điểm triết học DVBC, qua lịch sử phát triển của toán học thì toán học phát sinh
từ thực tiễn, sự nảy sinh, phát triển các tri thức toán học là do xuất hiện nhu cầu thực
tiễn, thực tiễn là động lực thúc đẩy toán học phát triển.
2.3.3.2. Mục đích sử dụng biện pháp: Khi dạy học toán học ứng dụng vào các môn
khoa học khác, có hai phạm vi: Vận dụng lí thuyết để giải toán thuần túy và giải các
bài toán thực tế bằng mô hình hóa toán học.
2.3.3.3. Nội dung và tổ chức thực hiện biện pháp: Trong chương trình trung học
phổ thông, toán học ứng dụng khá đa dạng, được thể hiện ở nhiều môn học khác
nhau như Vật lý, Hóa học, Tin học, Địa lý...Để phát huy và làm rõ được ứng dụng của
mô hình hóa toán học, ứng dụng vào thực tiễn, giáo viên có thể xây dựng các chủ đề
dạy học tích hợp hoặc liên môn.
Chủ đề 1: Mô hình hóa bài toán kinh tế bằng PP tọa độ kết hợp với hệ bất
phương trình bậc nhất hai ẩn
Bài toán 2.20: Người ta dự định dùng hai loại nguyên liệu để chiết xuất ít nhất 140 kg
chất A và 9 kg chất B. Từ mỗi tấn nguyên liệu loại I giá 4 triệu đồng, có thể chiết xuất
được 20 kg chất A và 0,6 kg chất B. Từ mỗi tấn nguyên liệu loại II giá 3 triệu đồng, có
thể chiết xuất được 10 kg chất A và 1,5 kg chất B. Hỏi phải dùng bao nhiêu tấn nguyên
liệu mỗi loại để chi phí mua nguyên liệu ít nhất, biết rằng cơ sở cung cấp nguyên liệu
19
chỉ có thể cung cấp không quá 10 tấn nguyên liệu loại I và không quá 9 tấn nguyên liệu
loại II ?
y
* Tổ chức hoạt động cho học sinh theo các bước sau:
Bước 1: Phân tích đầu bài và đưa phương án mô hình
hóa toán học: Ta cần tìm x, y thỏa mãn:
14
0 x 10
0 y 9
2x+y 14
2x+5y 30
9
D
C
6
sao cho T(x;y)= 4x+3y nhỏ nhất.
Bước 2: Giải quyết bài toán theo phương thức đã 4
A
2
B
chọn:
x
O
+ Xác định miền nghiệm của hệ trên: Đó là đa giác
5
15
10
7
5/2
ABCD như hình vẽ 2.38.
+ Biểu thức T(x;y) đạt giá trị lớn nhất hay nhỏ nhất tại m ột trong các đỉnh
của tứ giác ABCD. Hình 2.38
+ Thay tọa độ các điểm A, B, C, D vào T(x;y) được kết quả: T(5;4)=32 là giá trị nhỏ nhất.
Bước 3: Kiểm tra và đánh giá kết quả.
Kết luận: Để chi phí nguyên liệu ít nhất, cần sử dụng 5 tấn nguyên liệu loại I và 4 tấn
nguyên liệu loại II. Khi đó tổng chi phí tổng cộng là 32 triệu
y
D
y4
đồng.
C
y3
Bước 4: Khái quát loại toán và ứng dụng của nó.
Chủ đề 2: Tính diện tích một đa giác lồi bằng phương pháp
E
y5
tọa độ
B
y2
A
Bài toán 2.21: Một thửa ruộng có hình một đa giác lồi
y1
ABCDE. Hãy đưa một phương án tính diện tích thửa ruộng đó
I
G K
H
x
J
khi biết tọa độ các đỉnh.
O x5
x4 x1
x3
x2
* Tổ chức cho học sinh hoạt động xây dựng công thức sau đó
kiểm nghiệm lại sự đúng đắn của kết quả bằng cách khác
hoặc trong thực tế.
HĐ1: Xây dựng hệ trục tọa độ (hình 2.39).
HĐ2: Tìm một phương án tính diện tích S. Hình 2.39
HĐ3: Gợi mở PP tọa độ: S=SDEGK+SCDKJ+SBCJI(SAEGH+SABIH) =
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
= (y4+y5)(x4x5)+ (y3+y4)(x3x4)+ (y2+y3)(x2x3) (y1y5)(x1x5) (y2+y1)(x2x1)
HĐ4: Kiểm chứng kết quả theo một cách khác để thấy sự đúng đắn trong lập luận.
Nếu các điểm có tung độ âm ta có thể tịnh tiến trục hoành xuống phía dưới để các
điểm có tung độ không âm.
Có thể tổng quát bài toán cho đa giác n đỉnh.
Khi không biết thứ tự sắp xếp các hình chiếu của các đỉnh trên Ox, thì chiều
cao các hình thang là |xixj|.
Chủ đề 3: Ứng dụng của vectơ và tọa độ trong môn Vật lý lớp 10
+Ứng dụng vectơ và tọa độ trên trục để xác định vị trí chất điểm
20
Bước 1: Đặt vấn đềuuuuu
: Trong kho
ảng thời gian t=t2t1, chất điểm đã dời vị trí từ M1
r
đến M2. Khi đó vetơ M 1 M 2 gọi là vectơ độ dời của chất điểm trong khoảng thời gian
đó. Nếu M1=(x1), M2=(x2), vectơ độ dời là: x=x2x1.
Bước 2: Ứng dụng
Ví dụ 2.39: Hai người đi bộ cùng chiều trên một đường thẳng. Người thứ nhất đi với
vận
tốc không đổi v1=0,9m/s, người thứ hai đi với vận tốc không đổi v2=1,9m/s. Biết hai
người cùng xuất phát từ một vị trí.
a) Nếu người thứ hai đi không nghỉ thì sau bao lâu đến địa điểm cách đó 780m.
b) Nếu người thứ hai đi một đoạn rồi dừng lại, sau 5,5 phút thì người thứ nhất đến.
Hỏi vị trí đó cách nơi xuất phát bao xa?
Giải: Chọn chiều dương cùng chiều chuyển động của 2 người. Gốc tọa độ O là vị trí
hai người xuất phát, gốc thời gian là lúc hai người bắt đầu xuất phát.
a) Nếu người thứ hai đi không nghỉ thì địa điểm cách nơi xuất phát là A=(780)
S2=780m sau một thời gian là: t=
780
1,9
410,5(s) .
b) Gọi t là thời gian người thứ hai đi thì vị trí đó cách nơi xuất phát một đoạn đường
s=1,9t. Đối với người thứ nhất, ta có: S=0,9t+0,9.(5,5.60) t=297 (s); S=546,3 (m).
+ Ứng dụng vectơ phân tích và tổng hợp lực.
Bài toán 2.22: Hợp lực của hai lực đồng quy.
Bước 1:
r Bi
r ểu di
r ễn b
r ằng đ
r ường chéo của hình bình hành. Mở rộng ta được qui tắc đa
giác: F = F1 + F2 + F3 + F4 .
Bước 2: Áp dụng
Ví dụ 2.41: Cho ba lực đồng qui cùng nằm trong một mặt phẳng, có độ lớn bằng nhau
0
và đôi một tạor với nhau góc 120
. Tìm hợp l
r
r
r ủa chúng ?
r r r
r ực c
Giải: Ta có: F1 + F2 = −F3 Hợp lực là: F = F1 + F2 + F3 = 0
+ Ứng dụng vectơ và tọa độ trong trong động học chất điểm
Chủ đề 4: Ứng dụng vào khoa học trắc địa, đo đạc và địa lí, thiên văn
Đo chiều cao; Đo khoảng cách; Ứng dụng giải tam giác vào các kết quả khác...
2.3.3.4. Chú ý khi thực hiện biện pháp: Trong quá trình giảng dạy, để biện pháp
này đạt hiệu quả thì: Giáo viên nên tìm thêm các ví dụ điển hình khác ngoài SGK;
Giáo viên xây dựng các chủ đề dạy học tích hợp và liên môn giữa toán học với các môn
khoa học khác và với thực tế gần gũi xung quanh chúng ta; Bố trí thời gian để học sinh
hoạt động ngoại khóa ứng dụng toán học vào thực tiễn, tăng cường khả năng thực hành
của học sinh.
2.3.4. Biện pháp 4: Vận dụng một số cặp phạm trù của phép biện chứng duy vật
phát triển năng lực giao tiếp toán học của học sinh thông qua cách đặt vấn đề, sử
dụng ngôn ngữ toán học, trình bày và chứng minh các mệnh đề toán học
2.3.4.1. Cơ sở khoa học của biện pháp: Trong quá trình giảng dạy, việc thể hiện
được các cặp phạm trù đối lập, tùy theo từng dạng toán sẽ làm cho học sinh hiểu sâu
sắc hơn, toàn diện hơn vấn đề đang học, sẽ phát triển được năng lực nói chung, năng
lực giao tiếp toán học nói riêng cho học sinh thông qua việc họ được phát biểu vấn
đề, giải quyết vấn đề bằng ngôn ngữ, trình bày, đồ thị, bảng biểu, hình vẽ...
2.3.4.2. Mục đích sử dụng biện pháp: Biện pháp đưa ra với các mục đích sau:
21
Thứ nhất, biện pháp này sẽ là cơ sở để phát triển năng lực giao tiếp, lập luận,
chứng minh sự đúng đắn của vấn đề toán học, góp phần để đổi mới phương pháp
dạy học theo hướng tiếp cận năng lực của người học; Thứ hai, biện pháp còn còn có
mục đích phát triển năng lực tự học, tự nghiên cứu để hình thành năng lực nhìn nhận
vấn đề toàn diện của học sinh.
2.3.4.3. Nội dung và tổ chức thực hiện biện pháp: Sử dụng bốn cặp phạm trù
Chủ đề 1: Phát triển năng lực tiếp cận vấn đề Toán học thông qua cặp phạm trù
“bản chất và hiện tượng”: Tổ chức hoạt động cho học sinh: Nhìn nhận những hiện
tượng biểu hiện khác nhau để tìm bản chất của bài toán:
Bài toán 2.23: Cho hai điểm B, C cố định trên (O;R). Tìm tập hợp trực tâm H của
ABC khi A thay đổi trên (O). Xem xét, thể hiện ngôn ngữ bài toán theo các hiện
tượng: Ngôn ngữ của hình học tổng hợp; Ngôn ngữ phép tịnh tiến; Ngôn ngữ phép đối
xứng trục; Ngôn ngữ bằng phép đối xứng tâm.
Chủ đề 2: Vận dụng cặp phạm trù “Nội dung và Hình thức” phát triển năng lực thể
hiện ngôn ngữ toán học trong một số vấn đề cụ thể của hình học: Tổ chức hoạt
động cho học sinh phát biểu ngôn ngữ toán học theo cặp phạm trù “nội dung và hình
thức” bài toán sau:
Bài toán 2.27: Cho đoạn thẳng AB và một điểm M không trùng A, B. Vẽ các đường
tròn (C) tâm A, bán kính AM và (C') tâm B bán kính BM. Xác định vị trí tương đối của
hai đường tròn đó.
* Tổ chức cho học sinh hoạt động thể hiện ngôn ngữ qua việc phân tích theo hai hình
thức của một nội dung của bài toán.
Hình thức 1: Ngôn ngữ hình học tổng hợp: Thể hiện trong Sơ đồ 2.3.
(C')
A
M ngoài đường
thẳng AB
M
B
M nằm giữa A và B
(C)
(C')
|MAMB|
B
A
(C) cắt (C').
(C)
M
AB=AM+MB.
(C) và (C') tiếp xúc
ngoài.
M
A
B
M nằm trên tia
đối của tia AB
AB=BMAM.
(C) và (C') tiếp
A
xúc trong.
M nằm trên tia
đối của tia BA
B
AB=AMBM.
(C) và (C') tiếp
xúc trong.
M
Sơ đồ 2.3
Hình thức 2: Ngôn ngữ tọa độ: Xây dựng hệ trục tọa độ: Giả sử: A(a;0), B(a;0). Nếu
2
2
M(x0;y0), thì ta có phương trình: (C1): (x+a)2+y2=(x0+a)2+ y0 ; (C2): (xa)2+y2=(x0a)2+ y0 .
Hệ giao điểm có hai nghiệm: (x0;y0) và (x0;y0). Kết luận:
Nếu y0 y0 y0 0 thì (C) cắt (C') tại hai điểm phân biệt.
Nếu y0=y0 y0=0 thì (C) và (C') có chung một điểm: (C) tiếp xúc (C').
Nếu y0 < a (M nằm trên tia đối của tia AB): (C) và (C') tiếp xúc trong.
Nếu y0 > a (M nằm trên tia đối của tia BA): (C) và (C') tiếp xúc trong.
Nếu a < y0 < a (M nằm giữa A và B): (C) và (C') tiếp xúc ngoài.
Chủ đề 3: Vận dụng cặp phạm trù “Cái chung Cái riêng” phát triển năng lực
ngôn ngữ toán học qua việc nhận biết các thuộc tính tương tự trong sự phát triển
các vấn đề hình học: Tổ chức hoạt động cho học sinh thực hiện chủ đề qua các bài
toán sau: