Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Nguyễn Thị Cẩm Trinh
NGHIÊN CỨU DIDACTIC VỀ x
TRONG TỐN HỌC VÀ TRONG VẬT LÝ
Chunngành: Lý luận và phương pháp dạy học mơn Tốn
Mãsố: 60 14 10
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
NGƯỜIHƯỚNGDẪNKHOAHỌC:
TS. TRẦN LƯƠNG CƠNG KHANH
Thành phố Hồ Chí Minh – 2010
THƯ
VIỆN
LỜI CẢM ƠN
Lờiđầutiên,tôixinbàytỏlòngbiếtơnsâusắcđếnTS.TrầnLươngCôngKhanh,mặcdùbộn
bềvớicôngviệcnhưngthầyluôntậntìnhhướngdẫnvàđộngviêntôitrongsuốtquátrìnhhoàn
thànhluậnvăn.
Tôixintrântrọngcảmơn:PGS.TS.LêThịHoàiChâu,PGS.TS.LêVănTiến,TS.ĐoànHữu
Hải, TS. Trần Lương Công Khanh, TS. Nguyễn Ái Quốc,
TS.LêTháiBảoThiênTrung,TS.VũNhưThưHương,TS.NguyễnChíThành,PGS.TS.Claude
Comiti, PGS.TS. Annie Bessot, TS. Alain Birebent đã truyền cho chúng tôi những kiến thức
Didacticquýbáu.
Tôicũngxinchânthànhcámơn:
-BanlãnhđạovàchuyênviênPhòngKHCN–SĐHtrườngĐHSPTP.HCMđãtạođiềukiện
thuậnlợichochúngtôikhiđượchọctậptạitrường.
-BanGiámhiệutườngTHPTLongTrườngnơitôicôngtácđãtạomọithuậnlợichotôitrong
lúchọctậptạitrườngĐHSPTP.HCM.
-BanGiámhiệuvàcácgiáoviêncủaTHPTGiồngÔngTố,THPTNguyễnHữuHuânđãnhiệt
tìnhgiúpđỡvàsắpxếpchotôithựcnghiệmtạiQuýtrường.
XingởinhữnglờicảmơnchânthànhđếncácbạntronglớpDidactickhóa18đãcùngtôihọc
tập,trảiquanhữngngàyvuibuồnvànhữngkhókhăntrongkhóahọc.
Saucùng,tôixinbàytỏlòngbiếtơnsâusắcđếncácthànhviêntronggiađìnhtôi,luônđộng
viênvàgiúpđỡtôivềmọimặt.
Nguyễn Thị Cẩm Trinh
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài và câu hỏi xuất phát
Kháiniệmviphânlàmộtkháiniệmcơbảncủagiảitích.Sựrađờicủaphéptínhvi
phânđãđưatoánhọcsangmộtgiaiđoạnmới,chuyểntừnghiêncứuphạmvibấtbiến,hữu
hạnsanglĩnhvựcvậnđộng,vôhạn,liêntụcvàcónhiềuứngdụngquantrọngtrongvậtlý.
Viphânđượcđịnhnghĩatrongchươngtrìnhtoánphổthôngthôngquakíhiệu
x,kíhiệu
nàycũngđượcsửdụngtrongvậtlý.Nhưvậytrongvậtlývàtrongtoánhọc,xxuấthiện
nhưthếnào,cóýnghĩavàchứcnănggiốnghaykhácnhau?Mặcdùviphâncóýnghĩaquan
trọngtrong toánhọc vàtrong vậtlýnhưngtrong chươngtrìnhtrung học phổthông,khái
niệmnàyđãthựcsựđượcchútrọng?HơnnữaởViệtNamchúngtôicũngchưabiếtmột
côngtrìnhdidacticnàonghiêncứuvềx.Đólànhữngcâuhỏimàchúngtôiđặtravàcũnglà
lýdomàchúngtôichọnđềtài“Nghiên cứu didactic về x trong toán học và trong vật lý”
đểtrảlờicáccâuhỏitrên.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn
Quamộtsốghinhậnđượctrìnhbàynhưtrên,chúngtôidẫnđếncáccâuhỏidướiđây
màviệctìmkiếmcâutrảlờilàmụcđíchcủaluậnvăn.
-xxuấthiệnnhưthếnàotrongtoánhọcvàtrongvậtlý,
xđượcđưavàonhằmmục
đíchgì?
-Trongchươngtrìnhphổthông,xđượctrìnhbàytronglĩnhvựcnàotrước,toánhọc
hayvậtlý?Cósựkhácbiệtnàokhông?Điềuđótạothuậnlợihaygâykhókhăngìchohọc
sinhkhitiếpthucùngmộtkháiniệmtronghaimônhọckhácnhau?
-Nhữnghợpđồngdidacticliênquanđến
xtrongvậtlývàtrongtoánhọc?
-Kháiniệmvôcùngbéxuấthiệnnhưthếnào,tiếntriểnrasao?Họcsinhcóđồngnhất
xvàkháiniệmvôcùngbévớinhaukhông?
-Nghĩacủavôcùngbétrongtoánhọcvàtrongvậtlýkhácnhaunhưthếnào?
3. Khung lý thuyết tham chiếu
Đểtìmkiếmcâutrảlờichocáccâuhỏitrên,đặttrongkhuônkhổdidactictoán,luận
vănnàychủyếudựavàolýthuyếtchuyểnđổididactic,kháiniệmhợpđồngdidacticvàmột
sốkháiniệmcủalýthuyếtnhânchủngnhưmốiquanhệthểchế,mốiquanhệcánhân.Sự
lựachọnnàyxuấtpháttừnhữnglýdosau:
Dựavàolýthuyếtchuyểnđổididacticsẽgiúpchúngtôihiểulịchsửxuấthiệncủax
vàđốichiếuvớisựxuấthiệncủanótrongchươngtrìnhphổthôngđểlàmrõvaitròvàyêu
cầuvềmứcđộsửdụngcủatrithức.
Kháiniệmhợpđồngdidacticchophéptagiảimãcácứngxửcủagiáoviênvàhọc
sinh,tìm raý nghĩa những hoạtđộng màhọ tiếnhành,từđó cóthể giảithíchrõràngvà
chínhxácnhữngsựkiệnquansátđượctronglớphọc.Việcsosánhhợpđồngdidacticliên
quanđếnxtrongtoánhọcvàtrongvậtlýgiúptahiểuđượcyêucầuvàđặctrưngcủamôn
họcđốivớicùngmộttrithức,từđócócáchgiảngdạy,truyềnđạtđểcácmônhọccósự
tươngquancóthểhỗtrợlẫnnhau,giúphọcsinhđạtđượckếtquảhọctậptốthơn.
Dựavàolýthuyếtnhânchủnghọcchophépchúngtôilàmrõmốiquanhệthểchếvới
trithứcvàgiữatrithứcvớicánhânnàođó.Từđóchochúngtôibiếttrithứcxuấthiệnởđâu,
cóvaitròmụcđíchgìtrongthểchếvàviệchọctậpcủacánhânvềtrithứcbịảnhhưởngbởi
nhữngràngbuộcnàotrongmốiquanhệvớithểchế.
3.1 Chuyển đổi didactic
Trongnhàtrườngphổthông,đốivớimộtmônhọc,ngườitakhôngthểdạychohọc
sinhtoànbộtrithứccóliênquanmànhânloạiđãtíchlũytrongsuốtthờigiantồntạitrênđịa
cầu.Hơnnữa,đểtrithứcbộmôntrởnêncóthểdạyđược,cầnphảilựachọn,sắpxếpvàtái
cấutrúclạinótheomộtkiểuliênkếtlogic,phụcvụchomụctiêudạyhọcxácđịnh.Từtri
thứcbáchọcđếntrithứctoánhọcmàhọcsinhđượchọcthậtsựcósựchuyểnđổididactic.
Sựchuyểnđổinàykhôngchỉbaogồmbướcchuyểnđổitừtrithứcbáchọcthànhtrithứccần
giảngdạymàcònliênquanđếnbướcchuyểntừgiáoáncủagiáoviên(trithứcsoạngiảng)
đếntrithứcthựcdạy(haytrithứcđượcdạy).
TRITHỨCBÁCHỌC
TRITHỨCCẦNGIẢNGDẠY
TRITHỨCSOẠNGIẢNG
TRITHỨCĐƯỢCDẠY
3.2 Hợp đồng didactic
Hợpđồngdidacticlàmộtsựmôhìnhhoácácquyềnlợivànghĩavụngầmẩncủagiáo
viênvàhọcsinhđốivớicácđốitượngtrithứctoánhọcđemgiảngdạy.Nólàtậphợpnhững
quytắcphânchiavàhạnchếtráchnhiệmcủamỗibên,họcsinhvàgiáoviên,đốivớimộttri
thứctoánđượcgiảngdạy.Hợpđồngchiphốiquanhệgiữathầyvàtròvềcáckếhoạch,các
mụctiêu,cácquyếtđịnh,cáchoạtđộngvàđánhgiásưphạm.Chínhhợpđồngchỉraởtừng
lúcvịtrítươnghỗcủacácđốitácđốivớinhiệmvụphảihoànthànhvàchỉrõýnghĩasâusắc
củahoạtđộngđangđượctiếnhành,củacácphátbiểuhoặcnhữnglờigiảithích.Nólàquy
tắcgiảimãchohoạtđộngsưphạmmàmọisựhọctậptrongnhàtrườngphảitrảiqua.Tachỉ
cóthểnắmđượcýnghĩacủanhữnglốichỉđạocáchứngxửcủagiáoviênvàhọcsinh,rất
cầnchophântíchdidactic,nếubiếtgắnnhữngsựkiệnđượcquansátvàotrongkhuônkhổ
hợpđồngdidacticđểgiảithích.
Đểthấyđượchiệulựccủahợpđồngtacóthểtheomộttrongnhữngcáchtiếnhành
nhưsau:
D1:tạomộtsựbiếnloạntronghệthốnggiảngdạy,saochocóthểđặtnhữngthành
viênchủchốt(giáoviên,họcsinh)trongmộttìnhhuốngkháclạ(tasẽgọitìnhhuốngđólà
tìnhhuốngphávỡhợpđồng)bằngcách:
-Thayđổinhữngđiềukiệnsửdụngtrithức.
-Lợidụngkhihọcsinhchưabiếtcáchvậndụngmộtsốtrithứcnàođó.
-Tựđặtmìnhrangoàilĩnhvựctrithứcđangxéthoặcsửdụngnhữngtìnhhuốngmà
cáctrithứcđangxétkhônggiảiquyếtđược.
-Làmchogiáoviênđốimặtvớinhữngứngxửkhôngphùhợpvớiđiềukiệnmàhọ
mongđợiởhọcsinh.
D2:phântíchcácthànhphầncủahệthốnggiảngdạytrongthựctế.
–Nghiêncứucâutrảlờicủahọcsinhtrongkhihọc.
–Phântíchcácđánhgiátoánhọccủahọcsinhtrongviệcsửdụngtrithức.
–Phântíchnhữngbàitậpđượcgiảihoặcđượcưutiênhơntrongsáchgiáokhoa.
Đặcbiệt,tacũngcóthểnhậnramộtsốyếutốcủahợpđồngdidacticđặcthùchotri
thứcbằngcáchnghiêncứunhữngtiêuchíhợpthứchóaviệcsửdụngtrithứcvìviệcsửdụng
trithứcđókhôngchỉđượcquyđịnhbởicácvănbảnhaybởiđịnhnghĩacủatrithứcmàcòn
phụthuộcvàotìnhhuốngvậndụngtrithức,vàonhữngướcđịnhđượchìnhthành(trêncơsở
mụctiêudidactic)trongquátrìnhgiảngdạy.Nhữngtiêuchíxácđịnhtínhhợpthứccủatri
thứctrongtìnhhuốngnàykhôngcònphụthuộcvàobảnthântrithứcnữamàphụthuộcvào
cácràngbuộccủahệthốngdidactic.
Bấtkỳviệcdạymộtđốitượngtrithứcmớinàocũngtạoranhữngphávỡhợpđồngso
vớiđốitượngtrithứccũvàđòihỏithươnglượnglạinhữnghợpđồngmới:họctậplàquá
trìnhhọcsinhlàmquenvớigiátrịcủanhữngsựphávỡnàythôngquathươnglượngvớigiáo
viên.TheoBrousseau,sựthươnglượngnàytạoramộtloạitròchơicóluậtchơiổnđịnhtạm
thời,chophépcácthànhviênchính,nhấtlàhọcsinh,đưaracácquyếtđịnhtrongmộtchừng
mựcantoànnàođó,cầnthiếtđểbảođảmchohọsựđộclậpđặctrưngcủaquátrìnhlĩnhhội.
Việcnghiêncứuquytắccủahợpđồngdidacticlàcầnthiếtvìđểchuẩnbịchotương
lai,giáoviênphảixemxétđếnquákhứmàhợpđồnghiệnhànhlàdạngthểhiệnthựctếcủa
nó.Hợpđồngmà giáo viêntácđộngtiến triểnkhôngliên tục,màđượctạo thànhtừ một
chuỗibiếncốrấtnhỏnốitiếpnhau,tươngứngvớinhữngsựphávỡhợpđồng.Phávỡhợp
đồnglànguyêntắcchủđạođểcósựtiếntriểnmongđợi.
3.3 Quan hệ thể chế
KháiniệmquanhệthểchếđượcChevallardđưavàotừviệcthừanhậnrằng:“Mộttri
thứckhôngtồntạitrongmộtxãhộirỗng,mọitrithứcđềuxuấthiệnởmộtthờiđiểmxác
định,trongmộtxãhộinhấtđịnhvàđượccắmsâuvàomộthoặcnhiềuthểchế.Cụthểhơn,
mọitrithứcđềulàtrithứccủamộtthểchếvàmộttrithứccóthểsốngtrongnhiềuthểchế
khácnhau.”
MộtđốitượngOđượccoilàtồntạiđốivớimộtthểchếInếucómộtmốiquanhệR(I,
O)củaIđốivớiO.QuanhệnàychobiếtOxuấthiệnnhưthếnàovàởđâutrongI,Ogiữvai
trògìtrongIvàmốiquanhệgiữaOvớicácđốitượngkháccủaIrasao.
Cũngtươngtựnhưvậy,mộtđốitượngtrithứcOtồntạiđốivớimộtcánhânXnếucó
mốiquanhệR(X,O)củaXđốivớiO.Quanhệnàybaogồmtấtcảcáctácđộngqualạicủa
XđốivớiOnhưXcóthểsửdụngOnhưthếnào,hiểuvềOrasao…
4. Trình bày lại câu hỏi nghiên cứu
Vớikhunglýthuyếtthamchiếu,chúngtôitrìnhbàylạidướiđâynhữngcâuhỏimà
việctìmhiểucâutrảlờichínhlàmụcđíchnghiêncứucủaluậnvăn.
-Đặctrưngkhoahọcluậncủax?
-Mốiquanhệthểchếvớiđốitượngtrithức
xtrongthểchếdạyhọcToánhọcvà
trongthểchếdạyhọcVậtlý?
-Mốiquanhệgiữaxvàkháiniệmvôcùngbé.
-Kháiniệmvôcùngbétrongtoánhọcvàtrongvậtlý.Sựkhácnhaugiữachúng.
-Cácquytắccủahợpđồngdidacticđượchìnhthànhgiữagiáoviênvàhọcsinhkhi
tiếpcậnkháiniệm
xtrongtoánhọcvàtrongvậtlý?Sựgiốngvàkhácnhaugiữachúng?
Nhữngkhókhănvàthuậnlợicủahọcsinhkhitiếpthukháiniệmnàytronghaimônhọckhác
nhau.
5. Phương pháp nghiên cứu
Trongphạmvilýthuyếtđãtrìnhbày,đểtìmcáchtrảlờicáccâuhỏitrên,chúngtôisẽ
thựchiệnnghiêncứusauđây:
Sơlượcquátrìnhhìnhthànhvàpháttriểncủaxcùngcáckháiniệmliênquan.
Phântíchxvànhữngkháiniệmcóliênquantrongmộtsốgiáotrìnhgiảngdạyở
đạihọcvàmộtsốtàiliệuvềlịchsửtoán.
Nghiêncứutàiliệuhướngdẫngiáoviên,bộsáchgiáokhoagiảitích11,12(cơbản
vànângcao),bộsáchvậtlý10,11,12(cơbảnvànângcao)đểlàmrõmốiquanhệthểchế
vớiđốitượngxtừđóđềragiảthuyếtnghiêncứu.
Xâydựngcáctìnhhuốngthựcnghiệmđểkiểmtragiảthuyếtđãđặtra.
6. Cấu trúc của luận văn
Mở đầu
Chương 1: Nghiên cứu về x trong vật lý
1. Điều tra khoa học luận về x
2. Phân tích mối quan hệ thể chế với đối tượng tri thức x
3. Kết luận chương 1
Chương 2: Nghiên cứu về x trong toán học
1. Phân tích mối quan hệ thể chế với đối tượng tri thức x
2. Kết luận chương 2
Chương 3. Thực nghiệm
1. Tóm tắt kết quả 2 chương đầu
2. Phát biểu giả thuyết nghiên cứu
3. Thực nghiệm
Kết luận chung
CHƯƠNG I.
NGHIÊN CỨU VỀ x TRONG VẬT LÝ
1. Điều tra khoa học luận về x
Mầmmóngcủaphéptínhvitíchphânđãphátsinhtừthờithượngcổtrongcácphép
tínhdiệntích,thểtích,tìmtrọngtâmcủacáchình Mộttrongnhữngnhàtoánhọckiệtxuất
củaHiLạp,Archimedes(287-212TCN)đãcónhữngkháiniệmbanđầuvềphéptínhvitích
phân.Ôngđãlậpcáchìnhphẳngtừnhữngđườngvàlậpcácvậtthểtừnhữngmặtphẳng,tính
diệntích(hoặcthểtích)củamộthình(vậtthể)bằngcáchphânchiathànhvôsốhình(phần
tử)nhỏhơn.Đếnthếkỷthứ17chủnghĩatưbảnbắtđầuhưngthịnh,nhucầuthựctếcủa
cuộcsốngđãthúcđẩycáckhoahọcchínhxácpháttriểnnhanhchóng,trongđócócácngành
thiênvănhọc,quanghọc,cơhọc.Sựpháttriểnđóđòihỏisựcảitiếncótínhchấtquyếtđịnh
củatoánhọc.Cácđạilượngbiếnthiên,lượngvôcùngbé(phânchiavôhạn)bắtđầuxuất
hiện,cầncónhữngphươngphápchungđểgiảicácbàitoáncùngloại,thiếtlậpmốiquanhệ
giữanhữngbàitoánthuộcloạikhácnhau TừnhữngýtưởngbanđầucủaArchimedes,một
sốnhàkhoahọccủathếkỷthứ17nhưFermat,Roberval,Descartes,Cavalieri, tiếptục
pháttriển,nghiêncứuvàđãđạtđượcmộtsốkếtquảliênquanđếntínhdiệntích,tínhthể
tích,độdàicung,xácđịnhtrọngtâm,tínhđượcmộtsốtíchphânđơngiảnnhất,tìmđược
nhữnghệthứckhácnhauđểbiếnđổitíchphânnàythànhtíchphânkhác, Tuynhiên,các
kếtquảnàychỉgiảiquyếtchonhữngbàitoánriênglẻ,chưathiếtlậpdướidạngtổngquátcác
kháiniệmcơbảncủaphéptínhtoánmớivàsựtươngquancủachúng.Vàvấnđềđãđược
giảiquyếtkhiphéptínhvitíchphânđượchainhàkhoahọcNewtonvàLeibniztìmra.
Sựrađờicủaphéptínhvitíchphâncũngđãgiảiquyếtđượcbốnbàitoánlớncủakhoa
họcthếkỷ17đặtra:
1.Tìmtiếptuyếncủamộtđườngcong.Bàitoánnàythuộcvềhìnhhọc,nhưngnócó
nhữngứngdụngquantrọngtrongkhoahọc.Nghềhànghảipháttriểnởthếkỷthứ17khiến
nhiềunhàkhoahọcquantâmđếnquanghọc,thiếtkếcácthấukính.Đểnghiêncứuđườngđi
củaánhsángquathấukính,ngườitaphảibiếtgócmàởđótiasángđậpvàothấukínhđểáp
dụngđịnhluậtkhúcxạ.Góccầnchúýlàgócgiữatiasángvàpháptuyếncủađườngcong,
pháptuyếnthìvuônggócvớitiếptuyến.Đểxácđịnhpháptuyến,ngườitaphảixácđịnhtiếp
tuyến.Mộtvấnđềcótínhkhoahọckhácnữaliênquanđếntiếptuyếncủamộtđườngconglà
nghiêncứuchuyểnđộng.Hướngchuyểnđộngcủavậtthểchuyểnđộngởbấtkỳđiểmnào
củaquỹđạochínhlàhướngcủatiếptuyếnquỹđạo.
2.Tìmđộdàicủamộtđườngcong.Chẳnghạnnhưkhoảngcáchđiđượccủamộthành
tinhtrongmộtthờigiannàođó;diệntíchcủahìnhgiớihạnbởicácđườngcong;thểtíchcủa
nhữngkhốigiớihạnbởinhữngmặt,…CácnhàtoánhọccổHyLạpđãdùngphươngpháp
vétcạnmộtcáchrấtkhéoléo,cácnhàtoánhọcthếkỷXVIIđãcảitiếndần,vàhọnhanh
chóngphátminhraphéptínhvitíchphân.
3.Tìmgiátrịlớnnhất,nhỏnhấtcủamộtđạilượng.Nghiêncứuđườngđicủaviên
đạnđểphụcvụchonhucầuquânsự.Khiđạnbắntừsúngthầncông,khoảngcáchđiđượcsẽ
phụthuộcvàogóccủasúngtạovớimặtđất.Vấnđềđặtralàtìmgócsaochoviênđạnđixa
nhất.Nghiêncứusựchuyểnđộngcủahànhtinhliênquanđếncácbàitoáncựctrị,vídụtìm
khoảngcáchngắnnhấtvàdàinhấtcủamộthànhtinhvàmặttrời.
4.Tìmvậntốcvàgiatốccủamộtvậtthểtại một thờiđiểmbấtkỳ khi biếtvậtthể
chuyểnđộngcóphươngtrìnhlàmộthàmsốtheothờigian.Vàngượclại,chogiatốccủavật
thểlàmộthàmsốtheothờigian,tìmvậntốcvàquãngđườngđiđược.
Sựrađờicủaphéptínhvitíchphânđánhdấumộtbướcngoặtquantrọngtrongtoán
học,thúcđẩykhoahọcpháttriểnnhanhchóng,cáckíhiệuvàkháiniệmx, dx,“vôcùng
bé”đãxuấthiệnnhưthếnàotrongquátrìnhxâydựngphéptínhvitíchphân?Chúngtôitìm
câutrảlờinàythôngquaviệcnghiêncứucáccôngtrìnhcủaIsaacNewton(1642-1727)và
GottfriedWilhelmLeibniz(1646-1716).
Năm1669,NewtongiảibàitoántínhdiệntíchScủahìnhphẳnggiớihạnbởiđồthị
hàmsốkhôngâmy=f(x),cáctrụctọađộvàđườngthẳngx=x
0
(x
0
>0).Ônggọicácsốgia
vôcùngbélàmômăng.ÔngxétmômăngdiệntíchoSkhix
0
tăngthêmmộtlượngvôcùngbé
kýhiệuo.ÔngtínhtỷsốbiếnthiêntứcthờicủadiệntíchoS/otạiđiểmcóhoànhđộx
0
và
nhậnthấytỷsốnàybằngf(x
0
).KếtquảnàyđượcphátbiểubằngkýhiệuhiệnđạilàS’(x
0
)=
f(x
0
).
Leibniztìmraphéptínhvitíchphânnăm1685,pháttriểnnómộtcáchđộclậpvới
Newton.Ôngđãdùngtíchphânđểtínhdiệntíchcủahìnhphẳnggiớihạnbởiđồthịhàmsố
f(x)vàcácđườngkhácbằngcáchchiadiệntíchđórathànhnhữnghìnhchữnhậtvôcùngbé
cóchiềurộng dxvàcóchiềudàif(x),sauđócộngtấtcảcácdiệntíchhìnhchữnhậtnhỏđó
lạivớinhautađượcdiệntíchcủahìnhcầntính.
Nhưvậydùkhôngđượcđịnhnghĩatườngminhnhưngtrongquátrìnhxâydựngphép
tínhvitíchphân,cáckháiniệmmômăng,sốgiavôcùngbécũngđãxuấthiện.Kíhiệu dx
chỉlượngvôcùngbécủaxcũngđượcLeibnizsửdụngtrongquátrìnhxâydựngphépcầu
phương.ĐốivớiLeibniz dxlàthừasốchỉmộtkíchthướccủahìnhchữ nhậtvôcùngbé,
trongphépbiếnđổihình dxchỉsựtươngđươnggiữacáchìnhtươngtựvớiviệcchỉbiếnsố
lấytíchphânngày nay,nó khôngphảilàthừasốviphân.Còn kíhiệu xchỉsố giacủa
những đại lượngbiếnthiêndo nhà toánhọcLeonhardEuler(1707-1783) sángtạoravào
năm1775.
Trongchươngtrìnhtrunghọcphổthôngphéptínhvitíchphânđượctrìnhbàycóthể
hiệnđượcvaitròtolớncủanótrongtoánhọcvàtrongvậtlýkhông?Cáckíhiệux, dxcóý
nghĩagiốngvàkhácnhưthếnàosovớilịchsửcủanó?Chúngtôisẽtiếnhànhphântíchmối
quanhệthểchếvớiđốitượngxđểlàmrõcácvấnđềnêutrên.
2. Phân tích mối quan hệ thể chế với đối tượng tri thức x
Cácmônhọckhôngpháttriểnmộtcáchđộclậpmàthườngcómốiquanhệtácđộng
qualạihỗtrợlẫnnhau.Trongđócóthểnóitoánhọcvàvậtlýlàhaimônhọccónhiềuảnh
hưởngđếnnhau.Nhiềukháiniệmtrongtoánhọcđượcđịnhnghĩa,nghiêncứuvàpháttriển
từnhữngquansáthayhiệntượngxảyratrongvậtlý.Ngượclại,trongvậtlýcũngsửdụng
nhiềukháiniệm,côngthức,kíhiệu…trongtoánhọcvìnóđãđượcđịnhnghĩasẵn,dễhiểu
vàngắngọn.x, dxcùngcáckháiniệmđạohàm,viphânxuấthiệntrongcảtoánhọclẫnvật
lý.Trongchươngtrìnhphổthông,mặcdùcáckíhiệuvàkháiniệmtrênđượcxâydựngvà
địnhnghĩachínhthứctrongtoánhọcnhưngchúnglạixuấthiệntrongvậtlýsớmhơn.Vậy
trongchươngnàychúngtôinghiêncứumốiquanhệthểchếcủaxtrongchươngtrìnhvậtlý
phổthôngxemtrongvậtlýxcùngcáckháiniệmliênquanđượcxâydựngvàđịnhnghĩa
nhưthếnào?Bộsáchmàchúngtôichọnđểnghiêncứutrongchươngnàylàbộsáchgiáo
khoavậtlýhiệnhànhbancơbảnvàbannângcao.Sauđótrongchươngsauchúngtôisẽtiến
hànhnghiêncứumốiquanhệthểchếcủaxtrongchươngtrìnhtoánhọcvàsosánhchúng
vớinhau.Việctìmhiểuvàsosánhxtrongtoánvàtrongvậtlýnóiriênghaycáckháiniệm
kíhiệuđượcsửdụngtrongnhiềubộmônnóichunggiúpchogiáoviênbộmôntoántrong
khigiảngdạycáckiếnthứcđócóthểlưuý,nhấnmạnh,mởrộng,…kiếnthức,khôngchỉ
[...]... dt dt xử lý như thương số. Chưa có sự thống nhất trong mối quan hệ giữa dx và x : đôi khi được xem là x nhưng cũng có lúc dx chỉ đồng nhất với x khi x có giá trị rất bé. CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU VỀ x TRONG TOÁN HỌC 1 Phân tích mối quan hệ thể chế với đối tượng tri thức x Trong chương này chúng tôi sẽ xem xét trong toán học x được đưa vào như thế nào, phục vụ cho những tri thức nào và một số khái niệm có liên quan đến x. Bộ sách mà chúng ... lim x 0 f ( x ) f ( xo ) y chứ không sử dụng công thức f '( xo ) lim x xo x xo x Trong chương 1 ngoài kí hiệu x dùng để chỉ số gia của một đại lượng biến thiên nào đó, đôi khi dx cũng được sử dụng thay thế cho x. Không như x được sử dụng trước trong vật lý rồi mới được giới thiệu chính thức trong trong toán học, dx sử dụng trong vật lý trên cơ sở đã được giới thiệu trong toán học ở bài Vi phân. Do đó bây giờ ta xem xét khái niệm vi ... là một thừa số vi phân và sau này được sử dụng trong chương Nguyên hàm và Tích phân ở chương trình lớp nhưng qua cách trình bày của sách giáo khoa thì dx chính là x khi mà x 0, vai trò thừa số vi phân của dx bị lu mờ. 1.2 x trong chương trình đại học, cao đẳng Nghiên cứu khoa học luận về x ta nhận thấy vi phân là một khái niệm quan trọng, có nhiều ứng dụng trong vật lý và toán học nhưng khi phân tích mối quan hệ thể chế của x ... phục vụ cho những tri thức nào và một số khái niệm có liên quan đến x. Bộ sách mà chúng tôi chọn nghiên cứu trong chương này là Đại số và Giải tích 11 ban cơ bản và ban nâng cao, Giải tích 12 ban cơ bản và ban nâng cao của chương trình hiện hành. 1.1 x trong chương trình trung học phổ thông 1.1.1 Phần lý thuyết Trước hết chúng tôi xem xét trong chương trình toán ở trường trung học và nhận thấy x bắt đầu xuất hiện khi học sinh được học khái niệm đạo hàm của hàm số tại một điểm. ... điểm, x được dùng để chỉ số gia của một đại lượng nào đó và có thể được định nghĩa x = x2 - x1, x = x – xo Trong vật lý x là một đại lượng có đơn vị. Các môn học có mối tương quan hổ trợ lẫn nhau, trong chương trình trung học phổ thông, một số đại lượng vật lý như vận tốc tức thời, gia tốc tức thời, …để được định nghĩa chính xác cần sử dụng các khái niệm về giới hạn, đạo hàm trong toán hoc. Các khái niệm về giới hạn, đạo hàm các em học sinh được học trong chương trình lớp 11, trong khi đó các đại ... yo) =A .x+ B.y (A, B là các hằng số không phụ thuộc vào x, y). 2 Sai khác df(xo, yo) một vô cùng bé bậc cao so với x, y tức là df ( xo , yo ) f ( xo , yo ) ( x ) x ( y ) y với lim (x) 0 , lim (y ) 0 ” x 0 y 0 3 Kết luận chương 2 Trong toán học, x được đưa vào khi học khái niệm đạo hàm. Cách “định nghĩa” x trong sách giáo khoa trung học phổ ... nhưng trong phần trình bày trên sách giáo khoa dùng kí hiệu dt để chỉ khoảng thời gian và - dN để chỉ số hạt nhân phân rã trong khoảng thời gian đó. Bài Phóng xạ xuất hiện trong chương trình lớp 12 lúc này kí hiệu dx đã được giới thiệu trong toán học ở bài Vi phân lớp 11. Trong toán học thì x = dx còn trong vật lý ta xem thử x và dx có mối quan hệ như thế nào? Khoảng thời gian trong phần trình bày trên không yêu cầu rất bé mà có thể nhận giá trị tùy ý. Tại sao sách giáo khoa không sử dụng các kí hiệu t, ... động nhanh dần đều và v . phổthông,khái
niệmnàyđãthựcsựđượcchútrọng?HơnnữaởViệtNamchúngtôicũngchưabiếtmột
côngtrình didactic nào nghiên cứu về x. Đólànhữngcâuhỏimàchúngtôiđặtra và cũnglà
lý domàchúngtôichọnđềtài Nghiên cứu didactic về x trong toán. DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Nguyễn Thị Cẩm Trinh
NGHIÊN CỨU DIDACTIC VỀ x
TRONG TỐN HỌC VÀ TRONG VẬT LÝ
Ngày đăng: 19/02/2014, 10:04
Xem thêm: nghiên cứu didactic về x trong toán học và trong vật lý, nghiên cứu didactic về x trong toán học và trong vật lý