Dạy học chủ đề hình học quan hệ song song trong không gian theo hướng phát triển năng lực sử dụng công cụ phương tiện học toán cho học sinh lớp 11

Hình học không gian 11 không chỉ là môn học, mà còn là công cụ để học sinh khám phá và hiểu thế giới xung quanh. Việc nắm vững kiến thức và kỹ năng trong hình học không gian giúp học sinh phát triển tư duy logic, khả năng hình dung không gian, và ứng dụng vào thực tế. Theo Nguyễn Hoàng Hải, hiểu biết về công cụ toán học là một trong những yêu cầu để đáp ứng các vấn đề, tình huống gặp phải trong cuộc sống.

Mục tiêu quan trọng nhất của việc dạy hình học không gian lớp 11 không chỉ là truyền đạt kiến thức mà còn là phát triển năng lực cho học sinh. Cụ thể, cần tập trung vào năng lực tư duy và lập luận toán học, năng lực mô hình hóa toán học, năng lực giải quyết vấn đề toán học, năng lực giao tiếp toán học và đặc biệt là năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán.

Các khái niệm trong hình học không gian như đường thẳng, mặt phẳng, góc, khoảng cách... thường khó hình dung đối với học sinh vì chúng tồn tại trong không gian ba chiều. Việc thiếu các mô hình trực quan hoặc phần mềm hỗ trợ làm cho việc tiếp thu trở nên khó khăn hơn.

Việc sử dụng các công cụ và phương tiện dạy học hiện đại, như phần mềm mô phỏng 3D, video minh họa, hoặc các mô hình trực quan, còn hạn chế trong nhiều trường học. Điều này làm giảm tính sinh động và hấp dẫn của bài giảng, ảnh hưởng đến hứng thú học tập của học sinh.

Việc liên hệ kiến thức hình học không gian với các ứng dụng trong thực tế cuộc sống thường không được chú trọng. Điều này khiến học sinh cảm thấy kiến thức khô khan, khó áp dụng, và không thấy được vai trò quan trọng của môn học.

Sử dụng các phần mềm như GeoGebra giúp học sinh trực quan hóa các khái niệm, khám phá các tính chất, và thực hiện các phép biến đổi hình học một cách dễ dàng. Phần mềm này hỗ trợ việc xây dựng các mô hình 3D, tạo ra các hình ảnh động, và cho phép học sinh tương tác trực tiếp với các đối tượng hình học. Nguyễn Hoàng Hải đã sử dụng GeoGebra để minh họa các ví dụ, giúp học sinh hiểu rõ hơn về quan hệ song song.

Ứng dụng ICT trong dạy học giúp tạo ra các bài giảng tương tác, các trò chơi học tập, và các bài kiểm tra trực tuyến. Điều này không chỉ tăng tính hấp dẫn của bài học mà còn giúp học sinh rèn luyện kỹ năng sử dụng công nghệ, một kỹ năng quan trọng trong thế kỷ 21. Theo Nguyễn Hoàng Hải, công cụ dạy học là động lực thúc đẩy học sinh học tốt hơn.

Giao cho học sinh các dự án và nhiệm vụ liên quan đến thực tế cuộc sống, yêu cầu họ vận dụng kiến thức hình học không gian để giải quyết vấn đề. Ví dụ, học sinh có thể thiết kế một mô hình kiến trúc, tính toán diện tích và thể tích của các vật thể, hoặc giải quyết các bài toán liên quan đến quy hoạch không gian.

Sử dụng các mô hình trực quan như hình hộp, hình lăng trụ, hình chóp... để giúp học sinh hình dung rõ hơn về các quan hệ song song. Ngoài ra, có thể sử dụng các vật thật trong cuộc sống, như các tòa nhà, cây cầu, hoặc đồ vật gia dụng, để minh họa cho các khái niệm hình học. Theo Nguyễn Hoàng Hải, dạy học thông qua việc sử dụng các phương tiện, công cụ hỗ trợ sẽ chiếm ít thời gian hơn so với giảng dạy truyền thống.

Chia học sinh thành các nhóm nhỏ, giao cho họ các nhiệm vụ liên quan đến quan hệ song song trong không gian, và khuyến khích họ thảo luận, chia sẻ ý tưởng, và giải quyết vấn đề cùng nhau. Giáo viên đóng vai trò là người hướng dẫn, hỗ trợ, và tạo điều kiện cho học sinh phát huy tính sáng tạo và hợp tác.

Thực hiện kiểm tra đánh giá thường xuyên để nắm bắt tình hình học tập của học sinh. Sử dụng các hình thức kiểm tra đa dạng, như bài tập trắc nghiệm, bài tập tự luận, bài tập thực hành, hoặc bài tập dự án, để đánh giá toàn diện năng lực của học sinh. Nguyễn Hoàng Hải đã thực hiện đánh giá và cho thấy năng lực sử dụng CC, PT học Toán của HS tăng lên.

Việc thực nghiệm tại trường THPT Mỹ Đình cho thấy học sinh đã tích cực tham gia vào các hoạt động học tập, chủ động sử dụng các công cụ và phương tiện học toán để giải quyết vấn đề. Kết quả học tập của học sinh được cải thiện đáng kể so với phương pháp dạy học truyền thống. Qua bảng thống kê, Nguyễn Hoàng Hải đã chứng minh sự thay đổi trong kết quả đánh giá NL sử dụng CC, PT học Toán của HS.

Các biện pháp sư phạm được đề xuất trong luận văn đã chứng minh tính hiệu quả trong việc phát triển năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán cho học sinh. Học sinh không chỉ nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện được các kỹ năng tư duy, giải quyết vấn đề, và làm việc nhóm.

Từ kết quả nghiên cứu, có thể rút ra những bài học kinh nghiệm quan trọng trong việc dạy học hình học không gian lớp 11. Cần chú trọng đến việc sử dụng các công cụ và phương tiện dạy học hiện đại, tạo ra môi trường học tập tích cực, và khuyến khích học sinh chủ động khám phá, trải nghiệm.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các biện pháp dạy học sáng tạo, sử dụng công cụ và phương tiện học toán hiệu quả, có thể phát triển năng lực cho học sinh, nâng cao chất lượng học tập môn hình học không gian lớp 11.

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp dạy học mới, ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông vào quá trình dạy học, và xây dựng các tài liệu học tập phong phú và hấp dẫn. Hướng phát triển có thể là sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để cá nhân hóa quá trình học tập cho từng học sinh.

Giáo viên cần nâng cao trình độ chuyên môn, cập nhật kiến thức về công nghệ thông tin, và tích cực tham gia vào các hoạt động bồi dưỡng nghiệp vụ. Nhà trường cần đầu tư trang thiết bị dạy học hiện đại, tạo điều kiện cho giáo viên và học sinh tiếp cận với các nguồn tài liệu học tập phong phú.