Nội dung

3 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Khi giảng dạy cho các em học sinh ở bậc THCS môn Toán, tôi nhận thấy các em học sinh lớp 9 gặp rất nhiều khó khăn khi giải các dạng toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình. Mặc dù các em đã biết cách giải dạng toán đố ở Tiểu học, các bài toán số học ở lớp 6, 7, các dạng phương trình ở lớp 8, giải hệ phương trình ở lớp 9, phương trình bậc hai ở lớp 9. Nhưng khi gặp bài toán giải bằng cách lập phương trình, hệ phương trình thì các em lại thấy khó mặc dù các em đã nắm được quy tắc chung (các bước giải). Có nhiều em nắm được rất rõ các bước giải nhưng lại không biết vận dụng vào giải bài tập vì các em không biết xuất phát từ đâu để tìm lời giải hoặc không biết tìm sự liên quan giữa các đại lượng để lập phương trình, hệ phương trình. Mà dạng toán này là một dạng toán cơ bản, thường xuất hiện trong các bài kiểm tra học kỳ, các kỳ thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT, nhưng đại đa số học sinh bị mất điểm ở bài này do không nắm chắc cách giải, cũng có những học sinh biết cách làm nhưng không đạt điểm tối đa vì thiếu nhiều ý. Trong phân phối chương trình môn Toán THCS ở lớp 9 số lượng tiết học về giải bài toán bằng cách lập phương trình và hệ phương trình là 6 tiết nên bản thân giáo viên và học sinh cũng chưa có sự tìm hiểu một cách thấu đáo, sách vở tài liệu tham khảo ở các trường về dạng bài tập này cũng còn thiếu. Trường tôi đang giảng dạy là một trường DTNT nên đa số các em đều là đồng bào dân tộc thiểu số nên trình độ tiếp thu còn rất hạn chế đặc biệt là về các môn khoa học tự nhiên, nhiều em con đọc viết rất chậm khi lên lớp 6 do đó quá trình tiếp thu môn Toán của các em tương đối còn yếu, còn chậm. Từ một vài kinh nghiệm của bản thân khi giảng dạy “Giải bài toán bằng cách lập phương trình và hệ phương trình trong chương trình môn Toán lớp 9” đã thôi thúc tôi ý tưởng trình bày sáng kiến của mình để cùng trao đổi kinh nghiệm với các đồng nghiệp trong quá trình dạy học môn Toán. 4 2. Mục đích nghiên cứu Để giảng dạy học sinh lớp 9 thực hiện dễ dàng hơn trong việc “Giải bài toán bằng cách lập phương trình và hệ phương trình trong chương trình môn Toán lớp 9”, ứng dụng của Toán học trong cuộc sống, kích thích sự yêu thích, tìm hiểu môn Toán cũng như các môn khoa học khác. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Hướng dẫn học sinh cách lập phương trình, hệ phương trình rồi giải phương trình, hệ phương trình một cách kỹ càng, chính xác. Giúp các em học sinh có kỹ năng thực hành giải toán tương đối thành thục khi gặp bài toán đòi hỏi bằng cách lập phương trình hoặc hệ phương trình. 4. Đối tƣợng nghiên cứu Các phương pháp tìm lời giải bài toán, các bài toán giải bằng cách lập phương trình và hệ phương trình trong chương trình toán THCS ở lớp 9 5. Phạm vi nghiên cứu Đề tài được nghiên cứu và áp dụng giảng dạy cho học sinh THCS ở lớp 9 trên cơ sở các bài toán về “Giải bài toán bằng cách lập hệ phƣơng trình” của Chương III - Đại số Toán 9 tập 2, các bài toán “Giải bài toán bằng cách lập phƣơng trình” của Chương IV - Đại số Toán 9 tập 2, các bài toán giải bằng cách lập phương trình và hệ phương trình trong các sách tham khảo. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp trực quan Phương pháp tìm tòi Phương pháp làm việc với sách 7. Đóng góp khoa học của sáng kiến Kinh nghiệm “Giải bài toán bằng cách lập phương trình và hệ phương trình trong chương trình môn Toán lớp 9” đã được vận dụng trong quá trình giảng dạy môn Toán lớp 9 ở trường PT DTNT Tây Nguyên và bước đầu đã giúp cho học sinh hứng thú hơn trong việc học Toán. 5 Việc vận dụng đề tài áp dụng vào giảng dạy môn Toán, đặc biệt là đối với học sinh lớp 8, lớp 9 sẽ giúp cho học sinh dễ dàng hơn trong việc giải các bài toán bằng cách lập phương trình và hệ phương trình qua đó kích thích lòng say mê tìm hiểu môn Toán, yêu thích môn Toán cũng như các môn khoa học khác. 8. Kết cấu của đề tài gồm Mở đầu, hai phần, kết luận, tài liệu tham khảo. Phần 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG VIỆC GIẢI BÀI TOÁN BẰNG CÁCH LẬP PHƢƠNG TRÌNH, HỆ PHƢƠNG TRÌNH CỦA HỌC SINH LỚP 9 1.1 Cơ sở lý luận Toán học có vai trò rất quan trọng đối với đời sống và đối với các ngành khoa học. Ngay từ thế kỉ 13, nhà tư tưởng Anh R. Bêcơn (R. Bacon) đã nói rằng: “Ai không hiểu biết toán học thì không thể hiểu biết bất cứ một khoa học nào khác và cũng không thể phát hiện ra sự dốt nát của bản thân mình.”. Đến giữa thế kỉ 20, nhà vật lí học nổi tiếng (P.Dirac) khẳng định rằng khi xây dựng lí thuyết vật lí “không được tin vào mọi quan niệm vật lí”, mà phải “tin vào sơ đồ toán học, ngay cả khi sơ đồ này thoạt đầu có thể không liên hệ gì với vật lí cả.”. Sự phát triển của các khoa học đã chứng minh lời tiên đoán của C.Mac (K. Marx): “Một khoa học chỉ thực sự phát triển nếu nó sử dụng được phương pháp của toán học.”. Mục tiêu cơ bản của Giáo dục nói chung, của Nhà trường nói riêng là đào tạo và xây dựng thế hệ học sinh trở thành những con người mới phát triển toàn diện, có đầy đủ phẩm chất đạo đức, năng lực, trí tuệ để đáp ứng với yêu cầu thực tế hiện nay. Để thực hiện được mục tiêu đó, trước hết chúng ta phải biết áp dụng phương pháp dạy học hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, rèn luyện thành nề nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến, phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, dành thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh. Đồng thời bản thân mỗi giáo viên cũng phải tự giác, tích cực tìm ra những phương pháp dạy học mới, khắc phục lối truyền thụ một chiều, phát huy tính tích cực, 6 tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh trong các môn học, đặc biệt là môn học có tính đặc thù cao là môn Toán. Trong thời đại hiện nay, nền giáo dục của nước ta đã tiếp cận được với khoa học hiện đại. Các môn học đều đòi hỏi tư duy sáng tạo và hiện đại của học sinh. Đặc biệt là môn Toán, nó đòi hỏi tư duy rất tích cực của học sinh, đòi hỏi học sinh tiếp thu kiến thức một cách chính xác, khoa học và hiện đại. Vì thế để giúp các em học tập môn toán có kết quả tốt giáo viên không chỉ có kiến thức vững vàng, một tâm hồn đầy nhiệt huyết, mà điều cần thiết là phải biết vận dụng các phương pháp giảng dạy một cách linh hoạt, sáng tạo truyền thụ kiến thức cho học sinh một cách dễ hiểu nhất. 1.2 Thực trạng của vấn đề Chương trình môn Toán ở bậc THCS rất rộng và đa dạng, các em được lĩnh hội nhiều kiến thức. Trong đó có một nội dung kiến thức theo các em trong suốt quá trình học tập là phương trình. Ngay từ những ngày mới cắp sách đến trường, học sinh đã được giải phương trình. Đó là những phương trình rất đơn giản dưới dạng điền số thích hợp vào ô trống và dần dần cao hơn là tìm số chưa biết trong một đẳng thức và cao hơn nữa các em phải làm một số bài toán phức tạp. Đến lớp 8, lớp 9 các đề toán trong chương trình đại số về phương trình là bài toán có lời. Các em căn cứ vào lời bài toán đã cho phải tự mình thành lập phương trình, hệ phương trình và giải phương trình, hệ phương trình. Kết quả tìm được không chỉ phụ thuộc vào kỹ năng giải phương trình, hệ phương trình mà còn phụ thuộc rất nhiều vào việc thành lập phương trình, hệ phương trình. Đó là dạng toán “Giải bài toán bằng cách lập phƣơng trình, hệ phƣơng trình”. Dạng toán này tương đối khó và mới mẻ, nó mang tính trừu tượng rất cao, đòi hỏi học sinh phải có các kiến thức về số học, đại số, hình học, vật lí và phải biết tìm mối liên hệ giữa các yếu tố của bài toán đã cho với thực tiễn đời sống. Nhưng thực tế cho thấy phần đông học sinh không đáp ứng được những khả năng trên nên không giải được các dạng của bài toán lập phương trình. Việc giải các bài toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình đối với học sinh THCS là một việc làm mới mẻ. Đề bài cho không phải là những phương trình, hệ 7 phương trình có sẵn mà là một đoạn văn mô tả mối quan hệ giữa các đại lượng, học sinh phải chuyển đổi được mối quan hệ giữa các đại lượng được mô tả bằng lời văn sang mối quan hệ toán học. Hơn nữa, nội dung của các bài toán này, hầu hết đều gắn bó với các hoạt động thực tế của con người, xã hội hoặc tự nhiên,… Do đó trong quá trình giải học sinh thường quên, không quan tâm đến yếu tố thực tiễn dẫn đến đáp số vô lý. Một đặc thù riêng của loại toán này là hầu hết các bài toán đều được gắn liền với nội dung thực tế. Chính vì vậy mà việc chọn ẩn số thường là những số liệu có liên quan đến thực tế. Do đó khi giải toán học sinh thường mắc sai lầm và thoát ly thực tế. Từ những lý do đó mà học sinh rất ngại làm loại toán này. Mặc khác, cũng có thể trong quá trình giảng dạy do năng lực, trình độ của giáo viên mới chỉ dạy cho học sinh ở mức độ truyền thụ tinh thần của sách giáo khoa mà chưa biết phân loại toán, chưa khái quát được cách giải cho mỗi dạng. Kỹ năng phân tích tổng hợp của học sinh còn yếu, cách chọn ẩn số, mối liên hệ giữa các dữ liệu trong bài toán, dẫn đến việc học sinh rất lúng túng và gặp rất nhiều khó khăn trong vấn đề giải loại toán này. Đối với việc giải bài toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình các em mới được học nên chưa quen với dạng toán tự mình làm ra phương trình, hệ phương trình. Xuất phát từ thực tế đó nên kết quả học tập của các em chưa cao. Nhiều em nắm được lý thuyết rất chắc chắn nhưng khi áp dụng giải bài tập thì lại không làm được. Do vậy việc hướng dẫn giúp các em có kỹ năng lập phương trình để giải toán, ngoài việc nắm lý thuyết, thì các em phải biết vận dụng thực hành, từ đó phát triển khả năng tư duy, đồng thời tạo hứng thú cho học sinh khi học nhằm nâng cao chất lượng học tập. Xuất phát từ thực tế là các em học sinh ngại khó khi giải các bài toán, tôi thấy cần phải tạo ra cho các em có niềm yêu thích say mê học tập, luôn tự đặt ra những câu hỏi và tự mình tìm ra câu trả lời. Khi gặp các bài toán khó, phải có nghị lực, tập trung tư tưởng, tin vào khả năng của mình trong quá trình học tập. Để giúp học sinh bớt khó khăn và cảm thấy dễ dàng hơn trong việc “Giải bài toán bằng cách lập phƣơng trình, hệ phƣơng trình” lớp 8, lớp 9 tôi thấy cần phải hướng dẫn học sinh cách lập 8 phương trình, hệ phương trình rồi giải phương trình, hệ phương trình một cách kỹ càng, yêu cầu học sinh có kỹ năng thực hành giải toán phần này cẩn thận. Việc hướng dẫn học sinh tìm ra phương pháp giải toán phù hợp với từng dạng bài là một vấn đề quan trọng, chúng ta phải tích cực quan tâm thường xuyên, không chỉ giúp các em nắm được lý thuyết mà còn phải tạo ra cho các em có một phương pháp học tập cho bản thân, rèn cho các em có khả năng thực hành. Nếu làm được điều đó chắc chắn kết quả học tập của các em sẽ đạt được như mong muốn. Kết luận phần 1 Từ những lí do nêu trên, do đó giáo viên không chỉ truyền thụ cho học sinh những kiến thức như trong sách giáo khoa (SGK) mà còn dạy cho học sinh cách giải bài tập. Giáo viên khi hướng dẫn cho học sinh giải các bài toán dạng này phải dựa trên các quy tắc chung là: yêu cầu về giải một bài toán, quy tắc giải bài toán bằng cách lập phương trình, phân loại các dạng toán, làm sáng tỏ mối quan hệ giữa các đại lượng dẫn đến lập được phương trình dễ dàng. Và khi lập được phương trình rồi thì đòi hỏi phải giải cho chính xác, tìm ra kết quả rồi sau cùng mới kết luận bài toán. Đây là bước đặc biệt quan trọng và khó khăn không những đối với học sinh mà còn đối với giáo viên. Do đó giáo viên không những cố gắng rèn luyện cho học sinh cách giải mà cần khuyến khích học sinh tìm hiểu cách giải để học sinh phát huy được khả năng tư duy linh hoạt, nhạy bén khi tìm lời giải bài toán, tạo được lòng say mê, sáng tạo, ngày càng tự tin, không còn tâm lý ngại ngùng đối với việc giải bài toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình. 9 Phần 2 GIẢI PHÁP HƢỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TOÁN BẰNG CÁCH LẬP PHƢƠNG TRÌNH, HỆ PHƢƠNG TRÌNH CỦA HỌC SINH LỚP 9 2.1 Phân tích, tìm hiểu dạng toán “Giải bài toán bằng cách lập phƣơng trình và hệ phƣơng trình” Từ những khó khăn cơ bản của học sinh cũng như những yếu tố khách quan khác, tôi đã cố gắng tìm ra những giải pháp khắc phục nhằm đạt được hiệu quả cao trong công tác. Nắm bắt được tình hình học sinh ngại khó khi giải bài toán bằng cách lập phương trình nên tôi đã đưa ra các dạng bài tập khác nhau để phân loại cho phù hợp với khả năng nhận thức của từng đối tượng. Các bài tập ở dạng từ thấp đến cao để các em nhận thức chậm có thể làm tốt những bài toán ở mức độ trung bình, đồng thời kích thích sự tìm tòi và sáng tạo của những học sinh khá, giỏi. Bên cạnh đó tôi thường xuyên hướng dẫn, sửa chữa chỗ sai cho học sinh, lắng nghe ý kiến của các em. Cho học sinh ngoài làm việc cá nhân còn phải tham gia trao đổi nhóm khi cần thiết. Tôi yêu cầu học sinh phải tự giác, tích cực, chủ động, có trách nhiệm với bản thân và tập thể. Mặc dù khả năng nhận thức và suy luận của học sinh trong mỗi lớp chưa đồng bộ nhưng khi giải bài toán bằng cách lập phương trình tất cả đều phải dựa vào một quy tắc chung: Đó là các bước giải bài toán bằng cách lập phương trình. Cụ thể như sau : Bƣớc 1: Lập phƣơng trình (hệ phƣơng trình) gồm các công việc sau - Chọn ẩn số ( ghi rõ đơn vị ) và đặt điều kiện cho ẩn; - Biểu diễn các đại lượng chưa biết theo ẩn và các đại lượng đã biết; - Lập phương trình biểu thị mối quan hệ giữa các đại lượng. Bƣớc 2: Giải phƣơng trình (hệ phƣơng trình) - Tùy từng phương trình (hệ phương trình) mà chọn cách giải cho ngắn gọn và phù hợp. 10 Bƣớc 3: Trả lời (Kiểm tra xem trong các nghiệm của phương trình ( nghiệm của hệ phương trình), nghiệm nào thỏa mãn điều kiện của ẩn, nghiệm nào không rồi kết luận). Lƣu ý: Trước khi thực hiện bước 1, học sinh cần phải đọc kỹ đề bài, nhận dạng bài toán là dạng toán nào, sau đó tóm tắt đề bài rồi giải. Bước 1 có tính chất quyết định nhất. Thường đầu bài hỏi số liệu gì thì ta đặt cái đó là ẩn số. Xác định đơn vị và điều kiện của ẩn phải phù hợp với thực tế cuộc sống. 2.2 Phân tích, tìm hiểu những yêu cầu khi giải bài toán bằng cách lập phƣơng trình và hệ phƣơng trình Tuy đã có quy tắc trên nhưng người giáo viên trong quá trình hướng dẫn cần đảm bảo cho học sinh thực hiện theo các yêu cầu sau : Yêu cầu 1 : Lời giải không phạm sai lầm và không có sai sót mặc dù nhỏ. Để học sinh không mắc phải sai lầm này người giáo viên phải hướng dẫn học sinh tìm hiểu đề toán. Do đó trước khi giải giáo viên phải yêu cầu học sinh đọc thật kỹ đề bài, đọc lại đề bài nhiều lần, từng câu, từng chữ trong đề bài để nắm được đề bài đã cho những gì, yêu cầu tìm những gì. Từ đó giúp học sinh hiểu kỹ đề toán và trong quá trình giải không có sai sót nhỏ hoặc không phạm sai lầm. Việc hiểu kỹ nội dung đề bài là tiền đề quan trọng trong việc giải bài tập toán. Nó giúp học sinh rất nhiều trong việc chọn ẩn, đặt điều kiện của ẩn, suy luận, lập luận logic, kỹ năng tính toán, … Giáo viên phải rèn cho học sinh thói quen đặt điều kiện cho ẩn và đối chiều với điều kiện của ẩn cho thích hợp để tránh việc sai sót khi kết luận bài toán. Ví dụ 1 : Bài tập 37 SBT Toán 9 tập 2 - trang 09 Cho một số có hai chữ số. Nếu đổi chỗ hai chữ số của nó thì được một số lớn hơn số đã cho là 63. Tổng của số đã cho và số mới tạo thành bằng 99. Tìm số đã cho Phân tích : Học sinh cần phải nắm được cấu tạo số trong hệ thập phân: + số có hai chữ số ab thì được biểu diễn là 10a  b 11 Ta thấy hai đại lượng chưa biết là chữ số hàng chục và chữ số hàng đơn vị của số cần tìm. Theo giả thiết, khi viết hai chữ số ấy theo thứ tự ngược lại, ta vẫn được một số có hai chữ số. Điều đó chứng tỏ rằng hai chữ số ấy đều phải khác 0. Giải : Gọi chữ số hàng chục của số cần tìm là x (ĐK : 0  x  9 ) chữ số hàng đơn vị của số cần tìm là y (ĐK : 0  y  9 ) Theo đề bài ta có : Số ban đầu cần tìm là : xy  10 x  y Khi viết hai chữ số theo thứ tự ngược lại, ta được số mới là : yx  10 y  x Theo các điều kiện của đề bài ta có hệ phương trình :   x  y  7 10 y  x   10 x  y   63   x  y  9  10 x  y   10 y  x   99 x  1 y  8 Giải hệ ta được :  Vậy số ban đầu cần tìm là : 18 x  1 , giáo viên lưu ý học sinh đối chiếu với điều kiện ban đầu y  8 Sau khi tìm ra  của đề bài xem đã thỏa mãn các điều kiện chưa. Yêu cầu 2 : Lời giải phải có căn cứ chính xác. Khi giải bài toán bằng cách lập phương trình, giáo viên cần lưu ý học sinh lập luận phải có căn cứ và phải chính xác, khoa học. Vì mỗi câu lập luận trong bài giải đều liên quan đến ẩn số và các dữ kiện đã cho trong đề toán. Do đó giáo viên cần phải giúp học sinh hiểu được đâu là ẩn số, đâu là các dữ kiện đã cho trong bài toán, để từ đó dựa vào những yếu tố và các mối liên quan giữa các đại lượng đã cho và ẩn số để lập luận và lập nên phương trình. Vì thế, trước khi hướng dẫn học sinh giải bài toán bằng cách lập phương trình, giáo viên nên hướng dẫn học sinh luyện tập các phương pháp biểu diễn sự tương quan giữa các đại lượng bởi một biểu thức chứa ẩn, trong đó ẩn số đại diện cho một đại lượng nào đó chưa biết. Học sinh có thể sử dụng cách lập 12 bảng (có thể viết ngoài giấy nháp) để biểu diễn các đại lượng chưa biết bởi những biểu thức của ẩn cùng với các quan hệ của chúng. Ví dụ 2 : Bài toán SGK toán 9 tập 2 - trang 22 Hai đội công nhân cùng làm một đoạn đường trong 24 ngày thì xong. Mỗi ngày, phần việc đội A làm được nhiều gấp rưỡi đội B. Hỏi nếu làm một mình thì mỗi đội làm xong đoạn đường đó trong bao lâu ? Phân tích : Từ giả thiết hai đội cùng làm trong 24 ngày thì xong cả đoạn đường (và được xem là xong 1 công việc), ta suy ra trong một ngày cả hai đội làm chung 1 công việc. 24 Tương tự, số phần công việc mà mỗi đội làm trong một ngày và số ngày cần thiết để đội đó hoàn thành công việc là hai đại lượng tỉ lệ nghịch. Khi đó nếu gọi : + x là số ngày để đội A làm một một mình hoàn thành toàn bộ công việc + y là số ngày để đội B làm một một mình hoàn thành toàn bộ công việc Ta có bảng sau : Công việc Năng suất Thời gian Đội A 1 1 x x ngày (x > 0) Đội B 1 1 y y ngày (y > 0) 1 1 1 1   x y 24 24 ngày Cả hai đội Hệ PT 1 1 1  x  y  24  1  3. 1  x 2 y Trong ví dụ trên, nếu chọn ẩn số theo cách khác : Nếu gọi : + x là số phần công việc làm trong một ngày của đội A