ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––
LƯU TRƯỜNG SINH
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG KHÓA HỌC TRỰC TUYẾN
VỀ MỐI LIÊN HỆ GIỮA TOÁN PHỔ THÔNG VÀ
TOÁN ĐẠI HỌC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
THÁI NGUYÊN- 2015
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––
LƯU TRƯỜNG SINH
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG KHÓA HỌC TRỰC TUYẾN
VỀ MỐI LIÊN HỆ GIỮA TOÁN PHỔ THÔNG VÀ
TOÁN ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Toán Mã số: 60.14.01.11
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS BÙI VĂN NGHỊ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
THÁI NGUYÊN- 2015
LỜI CAM ĐOAN
Luận văn này là sự nghiên cứu độc lập của tôi dưới sự hướng dẫn của
GS.TS. Bùi Văn Nghị, các tài liệu tham khảo trong luận văn là trung thực. Luận
văn chưa từng được công bố trong bất cứ công trình nào.
Tác giả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Lưu Trường Sinh
i
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Ban Giám hiệu,
Ban chủ nhiệm khoa Toán - Tin, Phòng sau đại học, các thầy cô trong tổ bộ môn
Phương pháp giảng dạy Toán trường Đại học sư phạm Thái Nguyên đã tạo điều
kiện, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận
văn
Em xin bày tỏ lòng biết ơn đặc biệt sâu sắc đến GS. TS Bùi Văn Nghị,
người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn.
Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Ban giám hiệu,
tổ Toán THPT Chu Văn An Thái Nguyên đã hết lòng giúp đỡ tác giả trong quá
trình thực nghiệm sư phạm tại trường.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, tới những người
thân, bạn bè đồng nghiệp cũng như bạn bè trong nhóm Lý luận và Phương pháp
dạy học bộ môn Toán K21 đã tận tình giúp đỡ, cổ vũ, động viên tác giả trong
suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Thái Nguyên, tháng 5 năm 2015
Tác giả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Lưu Trường Sinh
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii
MỤC LỤC .......................................................................................................... iii
BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ........................................ iv
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ............................................................................. v
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................. 2
3. Giả thuyết khoa học ......................................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 3
5. Cấu trúc luận văn ............................................................................................. 3
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ............................................ 4
1.1. Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học môn Toán ............................. 4
1.2. Khóa học đại trà trực tuyến mở - MOOC ..................................................... 5
1.2.1. Một số khái niệm liên quan ....................................................................... 5
1.2.2. Một số tính chất của khóa học đại trà trực tuyến mở ................................ 6
1.2.3. Giao diện trang web của MOOC ............................................................... 7
1.2.4. Các lợi ích cụ thể của một khóa học MOOC ............................................. 8
1.2.5. Các thách thức với MOOC ........................................................................ 9
1.2.6. Các bài thi trong MOOC ......................................................................... 10
1.2.7. Lịch sử phát triển ..................................................................................... 11
1.2.8. Cách tham gia đăng kí một khóa học trực tuyến ..................................... 13
1.3. Một số thực tiễn về ứng dụng CNTT nói chung và khóa học trực tuyến
MOOC nói riêng ................................................................................................ 16
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.4. Kết luận chương 1....................................................................................... 20
iii
Chương 2: THIẾT KẾ KHOÁ HỌC TRỰC TUYẾN VỀ KỸ NĂNG
CHỨNG MINH BẤT ĐẲNG THỨC DỰA VÀO SỰ CHUYỂN HÓA TỪ
TRI THỨC TOÁN ĐẠI HỌC VÀ TOÁN PHỔ THÔNG ........................... 22
2.1. Giới thiệu khóa học .................................................................................... 22
2.1.1. Mục tiêu khóa học ................................................................................... 22
2.1.2. Thời gian .................................................................................................. 22
2.1.3. Đối tượng tham gia khóa học .................................................................. 22
2.1.4. Tóm tắt nội dung khóa học ...................................................................... 22
2.1.5 Phương pháp kiểm tra đánh giá ................................................................ 23
2.2. Nội dung khóa học ...................................................................................... 23
2.3. Đề xuất quy trình thiết kế khóa học trực tuyến .......................................... 42
2.4. Thiết kế khóa học đại trà trực tuyến mở về kỹ năng chứng minh bất đẳng
thức .................................................................................................................... 44
2.4.1. Xây dựng trang web ................................................................................ 44
2.4.2. Nội dung khóa học ................................................................................... 52
2.5. Kết luận chương 2....................................................................................... 71
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...................................................... 73
3.1. Mục đích, nội dung, tổ chức và phương pháp thực nghiệm sư phạm ........ 73
3.1.1. Mục đích thực nghiệm ............................................................................. 73
3.1.2. Nội dung thực nghiệm ............................................................................. 73
3.1.3. Phương pháp thực nghiệm ....................................................................... 73
3.1.3. Tổ chức thực nghiệm ............................................................................... 73
3.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ..................................................... 74
3.2.1. Phân tích định tính ................................................................................... 74
3.2.2. Phân tích định lượng ................................................................................ 78
3.2.3. Đề kiểm tra thực nghiệm ......................................................................... 79
3.2.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................. 79
3.3. Kết luận chương 3....................................................................................... 83
KẾT LUẬN ....................................................................................................... 84
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 85
iv
BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
Thứ tự Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ
Bất đẳng thức BĐT 1
Cao đẳng CĐ 2
Chứng minh CM 3
Chứng minh rằng CMR 4
Đại học ĐH 5
Điều phải chứng minh ĐPCM 6
Gợi ý GY 7
Nội dung 1 ND1 8
Nội dung 2 ND2 9
Trung học phổ thông THPT 10
Ví dụ VD 11
Vế trái VT 12
Vế phải VP 13
Hoạt động dạy học HĐDH 14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Công nghệ thông tin CNTT 15
iv
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Sự đánh giá của giáo viên về kiến thức xây dựng trong khóa học ...... 80
Biểu đồ 3.2. Sự đánh giá của học sinh về kiến thức xây dựng trong khóa học ......... 80
Biểu đồ 3.3. Sự đánh giá mức độ kiến thức của giáo viên và học sinh ............. 81
Biểu đồ 3.4. Sự đánh giá tính khả thi của đề tài ................................................ 82
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Biểu đồ 3.5. Kết quả bài kiểm tra ...................................................................... 82
v
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nâng cao chất lượng dạy học nói chung, chất lượng dạy học môn Toán
nói riêng đang là yêu cầu cấp bách đối với ngành giáo dục nước ta hiện nay.
Chúng ta đang sống và làm việc trong xã hội có công nghệ thông tin phát triển
nhanh như vũ bão. Cứ sau một thời gian ngắn, khối lượng kiến thức lại tăng lên
gấp bội. Đồng thời, cuộc sống đòi hỏi con người không ngừng mở rộng sự hiểu
biết, mở rộng tri thức. Để thực hiện một hoạt động nào đó, con người không
những tái hiện tri thức hiện có, sử dụng những kỹ năng sẵn có, mà còn cần những
tri thức mới, kỹ năng mới. Không một nhà trường nào có thể dạy đủ và dạy hết
tri thức cho học sinh. Để người học có thể cập nhật được tri thức của nhân loại,
hoạt động đạt hiệu quả và tiếp tục ngay cả khi không còn ngồi trên ghế nhà trường
thì cần phải được rèn luyện năng lực tự học thường xuyên. Như vậy, quá trình
sống và hoạt động của mỗi con người là quá trình con người dần dần bước lên
những bậc thang mới của sự hiểu biết. Bước đi này dễ hay khó, cao hay thấp phụ
thuộc vào khả năng tự học của mỗi người. Do đó, quá trình dạy học hiện nay cần
chú trọng và đặc biệt nhấn mạnh đến quá trình dạy tự học và tự học, phải biến
quá trình dạy học thành quá trình dạy tự học. Luật GD VN 2005, chương II đã
ghi rõ: Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ
động, tư duy sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học; bồi
dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận
dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú
học tập cho học sinh. Do đó muốn phát triển trí sáng tạo, cần chú trọng để học
sinh tự khám phá kiến thức mới, phải dạy cho học sinh phương pháp học, mà cốt
lõi là phương pháp tự học. Chính thông qua các hoạt động tự lực, được giao cho
từng cá nhân hoặc nhóm nhỏ, tiềm năng sáng tạo của mỗi học sinh được bộc lộ
và phát huy. Người giáo viên phải đổi mới phương pháp dạy học, rèn luyện năng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
lực tự học cho HS để rút ngắn thời gian học tập trên lớp mà vẫn đạt hiệu quả cao.
1
Dạy tự học là một hình thức dạy học hiện đại không chỉ phù hợp với đối tượng
học sinh giỏi mà còn có thể mở rộng với tất cả học sinh.
Trong thời gian qua, sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin
(CNTT) và truyền thông đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến mọi mặt trong đời sống, xã
hội, văn hóa giáo dục. Đã có nhiều đề tài về khai thác sử dụng công nghệ thông
tin trong dạy học môn Toán. Tuy nhiên vẫn còn một số hướng vận dụng khác có
thể khai thác được. Trong luận văn này chúng tôi tập trung khai thác, vận dụng
CNTT để thiết kế một khóa học đại trà trực tuyến mở (Massive Open Online
Course- MOOC) về một chủ đề môn Toán. Khóa học sẽ giúp làm giảm chi phí,
thời gian và công sức học tập, giúp nâng cao hiệu quả tiếp thu kiến thức cho
người học. Khóa học trực tuyến sẽ tạo điều kiện cho dạy học phân hóa ở cấp độ
cao, tạo cơ hội học tập cho nhiều đối tượng ở các trình độ khác nhau.
Xuất phát từ những lý do trên, đề tài được chọn là: “Thiết kế xây dựng
khóa học trực tuyến về mối liên hệ giữa Toán đại học và Toán phổ thông”
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục đích
Mục đích nghiên cứu là đề xuất nội dung và cách thức tổ chức một khóa
học trực tuyến mở cho học sinh giỏi về kỹ năng chứng minh BĐT dựa vào sự
chuyển hóa tri thức từ Toán ở đại học và Toán phổ thông.
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
(1) Nghiên cứu lí luận về khóa học trực tuyến
(2) Thiết kế về nội dung khóa học
(3) Tìm hiểu thực trạng về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học môn
Toán ở trường phổ thông
(4) Thực nghiệm sư phạm: để đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của đề tài.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế một khóa đào tạo trực tuyến về kỹ năng chứng minh BĐT
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
dựa vào sự chuyển hóa tri thức từ Toán đại học và Toán phổ thông và triển khai
2
một cách phù hợp với HS giỏi thì người học có tư duy, kỹ năng chứng minh BĐT
tốt hơn.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí luận: nghiên cứu các tài liệu, công trình có
liên quan đến ứng dụng công nghệ thông tin trong môn Toán nói chung và đến
khóa học trực tuyến.
- Phương pháp điều tra- quan sát: tiến hành dùng phiếu hỏi, phiếu điều tra
từ giáo viên đến học sinh về triển khai vận dụng khóa học trực tuyến trong thực
tiễn.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: triển khai và thực hiện một số nội dung
trong đề tài vào thực tiễn nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài.
- Phương pháp nghiên cứu trường hợp: từ kết quả quan sát, điều tra, phỏng
vấn dựa trên một số trường hợp, khái quát hóa để có những nhận định chung.
5. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung chính của luận văn được chia làm
3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn
Chương 2: Thiết kế khóa học trực tuyến về kỹ năng chứng minh bất đẳng
thức dựa vào sự chuyển hóa tri thức từ Toán ở đại học và Toán phổ thông
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
3
Chương 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1. Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học môn Toán
Thế giới hiện đại đang biến đổi một cách mạnh mẽ cùng với sự phát triển
như vũ bão của công nghệ thông tin đã khiến cho kiến thức nhân loại tăng lên
nhanh chóng. Môi trường học tập hiện nay cũng có nhiều thay đổi. Việc học
không chỉ diễn ra ở trường lớp mà còn diễn ra dưới nhiều hình thức khác nhau,
trong những khoảng thời gian và không gian khác nhau, những lớp học ảo bắt
đầu xuất hiện và dần trở nên phổ biến, chẳng hạn: E- learning, các khóa học trực
tuyến mở...
Xã hội hiện đại hiện nay đòi hỏi các nhà trường phải đào tạo ra những con
người tự chủ, năng động, sáng tạo, có một tư duy nhạy bén và có một năng lực
sử dụng những tri thức đó vào cuộc sống hàng ngày.
Theo định hướng đổi mới phương pháp dạy học, người giáo viên cần phải
biết sử dụng công nghệ thông tin, sử dụng các phần mềm ứng dụng trong dạy
học Toán có hiệu quả nhằm đáp ứng nhu cầu dạy học. Tuy nhiên, thực tiễn cho
thấy, hầu hết giáo viên chỉ sử dụng CNTT trong dạy học môn Toán dưới hai hình
thức: soạn giáo án và trình chiếu bài giảng trên lớp. Việc làm đó có thể thay thế
một phần việc ghi bảng của giáo viên, tiết kiệm thời gian trong việc đặt ra những
câu hỏi trong tiết dạy, những hình vẽ phức tạp...Có thể nói, GAĐT giúp giáo viên
làm giảm áp lực về mặt thời gian và công sức chuẩn bị hồ sơ chuyên môn. Hơn
nữa, việc kết hợp những hình ảnh trực quan, những video âm thanh trong các bài
soạn GAĐT sẽ làm cho HS có hứng thú hơn trong học tập vì các giác quan được
hoạt động nhiều hơn trong quá trình lĩnh hội tri thức.
Trong khi đó, một số công trình nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng, có thể
ứng dụng CNTT trong dạy học nhiều hơn, chẳng hạn như:
Sử dụng hình ảnh, các video để gợi vấn đề, gợi các tình huống tri thức;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Tạo ra những bảng biểu để khai thác trong quá trình dạy học;
4
Tạo ra những hình vẽ 2D, 3D thuận lợi cho việc phát hiện, tìm kiếm mối
liên hệ giữa các đại lượng hoặc nghiên cứu sự di động trong các bài toán
quỹ tích, xác định thiết diện...
Tạo tình huống cho học sinh phát hiện ra vấn đề, thâm nhập và khám phá
giải quyết vấn đề.
Gần đây đã xuất hiện một số công trình nghiên cứu vận dụng CNTT để
thiết kế những khóa học trực tuyến khác nhau. Những khóa học này giúp người
học giảm được chi phí, thời gian và công sức. Hơn nữa, khóa học trực tuyến sẽ
tạo điều kiện cho dạy học phân hóa ở cấp độ cao hơn, tạo cơ hội học tập cho
nhiều đối tượng ở các trình độ khác nhau.
1.2. Khóa học đại trà trực tuyến mở - MOOC
1.2.1. Một số khái niệm liên quan
Khoá học đại trà trực tuyến mở Massive Open Online Course- (MOOC) là
một khóa học (Course) trực tuyến (Online) về một vấn đề nào đó, nhắm tới số
lượng lớn người tham gia trên phạm vi rộng lớn (Massive), được truy cập miễn
phí (Open) thông qua mạng Internet.
+ Khóa học: Một khóa học đặt ra phải trả lời được các câu hỏi sau:
Mục tiêu: Cuối khóa học, người học học được cái gì? Cần đạt cái gì?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Nội dung: Mô tả nội dung vắn tắt, đề cương chi tiết như thế nào?
5
Thời gian: Khóa học diễn ra trong bao lâu?
Tổ chức khóa học: Ai là người tổ chức khóa học và ai là người tham gia
khóa học (Ghi tên theo mẫu? Phản hồi- Chấp nhận? Học phí?)
Hình thức đánh giá khóa học bằng cách nào? (Giấy chứng nhận,
Bằng cấp...)
Mỗi một khóa học thường hướng vào những kỹ năng nhất định, chẳng
hạn: khóa học Tiếng Anh giao tiếp, khóa học về ứng xử, khóa học thuyết trình,
khóa học thiết kế Website cho người không chuyên...
+ Khóa học trực tuyến: Khóa học trực tuyến là khóa học được tích hợp
hoàn toàn thông qua một máy tính có kết nối Internet, không có lịch trình các
cuộc họp lớp trong khuôn viên trường, có thể trừ một vài kì thi cần thiết. Tham
gia một khóa học thông thường bạn có thể dùng một hoặc phối hợp những
phương thức sau: Tự học, đến trường/ lớp hoặc nhờ người khác hướng dẫn, giúp
đỡ. Vậy, một khóa học trực tuyến có khác E- learning hay không?
E- learning là học tập với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin. Nội dung học
tập trong E- learning có thể ngắn, dài tùy theo; có thể là một bài, một chuyên đề,
cũng có thể là một khóa học, một cấp học.... Khóa học trực tuyến là một dạng
của E- learning.
1.2.2. Một số tính chất của khóa học đại trà trực tuyến mở
Trước hết là những tính chất có ngay từ tên gọi của nó: tính đại trà, tính
trực tuyến và tính mở.
Tính đại trà (Massive): mỗi khóa học có thể thu hút hàng chục thậm chí
hàng trăm nghìn người tham dự trên toàn thế giới.
Tính trực tuyến (Online): Dựa trên mạng Internet, không giới hạn về
thời gian, không gian.
Tính mở (Open): Ai có điều kiện thì đều có thể tham gia.
Hầu hết các khóa học MOOC là phi tín chỉ (non- credit) và học viên sau
khi hoàn thành khóa học có thể được cấp chứng nhận. Mỗi khóa học MOOC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
được dựa trên các nguyên tắc sư phạm kết nối. Ngoài tài liệu học truyền thống
6
như video bài giảng chất lượng cao và chuyên nghiệp, bài đọc, MOOC còn cung
cấp đan xen các bài tap hay kiểm tra giúp tăng cường việc hiểu, ghi nhớ bài và
cung cấp các diễn đàn người dùng tương tác giúp xây dựng một cộng đồng cho
sinh viên, giáo sư và trợ giảng. MOOC là một phát triển gần đây trong giáo dục
từ xa mà bắt đầu xuất hiện vào năm 2012.
Nhiều khoá học MOOCs sử dụng video bài giảng, hình thức giảng dạy cũ
nhưng sử dụng một công nghệ mới. Những đòi hỏi cao trong khi thiết kế giảng
dạy tạo điều kiện cho thu thập thông tin phản hồi và tương tác quy mô lớn. Hai
cách tiếp cận cơ bản là: Xem xét ngang hàng và nhóm hợp tác (bình đẳng và hợp
tác). Thông tin phản hồi tự động thông qua mục tiêu, đánh giá trực tuyến, ví dụ
như câu đố và bài kiểm tra. Một số thiết kế giảng dạy phương pháp kết nối người
học với nhau hoặc cộng tác làm việc trên các dự án chung.
Một xu hướng mới nổi trong khoá học MOOC là việc sử dụng sách giáo
khoa phi truyền thống như tiểu thuyết đồ hoạ để cải thiện việc lưu giữ tri thức.
Những người khác xem các video và các tài liệu khác được cung cấp trên
MOOCs như là hình thức đọc sách giáo khoa. “MOOC là sách giáo khoa mới”,
theo David Finegolg của Đại học Rutgers.
1.2.3. Giao diện trang web của MOOC
Một khóa học đại trà trực tuyến mở thường gồm các khoản mục/ thực đơn
(menu) sau: Trang chủ, giới thiệu, khóa học, lịch sử, kiến thức, tin tức, liên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
hệ...(xem hình minh họa)
7
Vào trang web này, bạn có thể tìm thấy những nội dung cần thiết và quan
trọng sau đây:
Giới thiệu về khóa học
Lợi ích khoa học
Cơ hội nhận được khi tham gia khóa học
Cam kết của chúng tôi
MOOC chính là một hình thức phát triển của loại hình đào tạo từ xa. Sự
phát triển nhanh chóng của MOOC trong những năm gần đây đã khiến cho việc
học trở nên dễ dàng cho mọi người, ở mọi nơi và miễn phí.
1.2.4. Các lợi ích cụ thể của một khóa học MOOC
Vì là khóa học trực tuyến, nên có thể tổ chức khóa học MOOC với bất
kì hệ thống nào được kết nối (ví dụ mạng Internet, mạng LAN).
Dựa trên nền tảng MOOC nào đó, người ta có thể tổ chức lớp học bằng
bất kì ngôn ngữ nào (tất nhiên phải lưu ý ngôn ngữ mà đối tượng học viên mục
tiêu sử dụng).
Bất kì công cụ trực tuyến nào cũng có thể được sử dụng trong khóa học
MOOC miễn là phù hợp với vùng miền của học viên hoặc học viên đã từng được
sử dụng công cụ đó.
Vượt qua được ranh giới về thời gian và địa lý
Khóa học có thể được tổ chức nhanh chóng.
Nội dung khóa học có thể được chia sẻ bởi tất cả mọi người tham gia.
Việc học được diễn ra thoải mái hơn (bớt chính quy hơn).
Học viên có thể tiếp thu kiến thức mới không theo dự tính từ những
người tham gia chia sẻ, trao đổi những ghi chép về môn học.
Người tham gia có thể kết nối với nhau giữa các môn học, các lĩnh vực,
các tổ chức, các công ty.
Bạn không cần có bằng cấp gì để theo học, chỉ cần bạn mong muốn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
được học.
8
Tham dự một MOOC, bạn có thể bổ sung vào môi trường học tập suốt
đời của chính bạn cũng như các mối quan hệ của bạn.
Bạn sẽ nâng cao khả năng học tập suốt đời vì tham dự một MOOC bắt
buộc bạn phải suy nghĩ sâu sắc về việc học hay việc tiếp thu kiến thức của chính
mình.
Như vậy, MOOC áp dụng phương pháp giảng dạy mới, nhiều hoạt động
và tương tác hơn cho học viên, và đem lại nhiều lợi ích hơn cho học viên. Học
viên trao đổi với nhau, liên kết với nhiều người hơn trong cộng đồng mạng.
Không những thế, chính các giảng viên cũng có những ích lợi qua việc nhận được
nhiều phản hồi hơn từ học viên.
1.2.5. Các thách thức với MOOC
Bên cạnh những ích lợi nêu trên, các khóa học cộng tác MOOC cũng tiềm
tàng những thách thức:
Dễ xảy ra lộn xộn, hỗn loạn thông tin do học viên có thể tự tạo ra nội
dung của riêng họ (các bài viết, nhận xét...). Hàng nghìn lời bình luận và câu hỏi
trên diễn đàn thảo luận cũng là thách thức đối với giảng viên trong việc trả lời
hoặc trao đổi với học viên.
MOOC đòi hỏi người dùng phải có kiến thức về công nghệ, sử dụng
được các công cụ trực tuyến, hay nói cách khác là phải có “kỹ năng mạng”- tham
gia, tìm kiếm và trao đổi thông tin trên mạng và tránh bị ngập bởi lượng thông
tin gần như là vô tận.
Học viên cần đầu tư nhiều thời gian và nỗ lực nhất định, nhất là khi họ
muốn học với tốc độ cao.
Khó khăn trong việc thay đổi các thức giảng truyền thống. Không dễ gì
thực hiện được bài giảng mà không có học viên trước mặt cũng như không thấy
phản ứng của họ. Trong các bài giảng truyền thống, tuy số lượng học viên ít, số
lượng phản hồi không nhiều bằng khóa học MOOC nhưng sự phản hồi là tức thì
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
theo thời gian thực (real- time).
9
Trong thời kì suy thoái kinh tế, sự phát triển của MOOC có thể gây ảnh
hưởng đến các khóa học thông thường của các trường đại học, nhất là các trường
danh tiếng có học phí cao.
Khó khăn trong cách thức đánh giá hiệu quả của việc học qua MOOC,
và khả năng loại bỏ gian lận xảy ra trong các kì thi.
1.2.6. Các bài thi trong MOOC
Theo Nguyễn Ngọc Tuấn (2012, Viện Nghiên cứu cao cấp về Toán-
VIASM), có ba dạng hoạt động thường được tiến hành trực tuyến trong MOOC:
(1) trình bày thông tin ở dạng bài giảng hay video;
(2) tương tác để khai thác thông tin, ví dụ qua các diễn đàn trao đổi, và
(3) các bài thi, đánh giá qua các bài kiểm tra hoặc các câu hỏi
Các bài kiểm tra có lẽ là hoạt động khó tiến hành trực tuyến nhất và dạng
kì thi trực tuyến khá khác biệt so với kì thi truyền thống trong đó giám thị có thể
tiếp xúc trực tiếp với sinh viên và bài thi. Thực tế với các kì thi trực tuyến, việc
giám sát thi và vấn đề gian lận thi cử đã được quan tâm đặc biệt hơn. Hai phương
pháp thông dụng nhất của các kỳ thi MOOC là:
(1) Phương pháp thi trắc nghiệm và bài thi được chấm bằng máy tính,
(2) Phương pháp viết luận bình duyệt (peer-reviewed written assignments).
Ngoài ra phương pháp cho máy tính chấm điểm các bài tập/ bài luận cũng đang
được xây dựng. Phương pháp bình duyệt (peer review) được tiến hành dựa trên
một mẫu các câu trả lời hướng dẫn người cho điểm với mỗi câu trả lời khác nhau
thì cho bao nhiêu điểm. Mẫu hướng dẫn này không phức tạp bằng mẫu dành cho
các trợ giảng, nhưng phương pháp này giúp cho học viên học được nhiều hơn từ
việc chấm bài của học viên khác lẫn việc được chấm bởi học viên khác.
Để phục vụ việc giám sát, các kỳ thi có thể diễn ra ở các trung tâm thi theo
từng vùng (điều này có thể hạn chế số lượng học viên theo học), hoặc học viên
có thể làm bài thi tại nhà hoặc văn phòng làm việc nhưng phải sử dụng webcam
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
hoặc bị giám sát việc nhấp chuột và gõ bàn phím.
10
1.2.7. Lịch sử phát triển
Trước khi Kỹ thuật số, Đào tạo từ xa xuất hiện dưới hình thức các khoá học
tương ứng, các khoá học và các hình thức phát sóng đầu tiên là của E- Learning.
Đến năm 1890 các khoá học tương ứng về các chủ đề chuyên ngành như
kiểm tra dịch vụ dân sự và tốc ký được thúc đẩy phát triển mạnh mẽ. Có hơn 4
triệu người người Mỹ- nhiều hơn so với các trường đại học truyền thống tham
dự- đã được ghi danh vào các khoá học tương ứng của năm 1920, bao gồm hàng
trăm đề tài công việc theo định hướng thực tế. Tỷ lệ hoàn thành của họ là dưới
3%.
Phát thanh là một hình thức mới trong những năm 1920 và với các chương
trình không hạn định khán giả. Đến năm 1922, Đại học New York hoạt động
trạm radio riêng của nó và có kế hoạch phát sóng thực tế tất cả các khoá học của
mình. Các trường đại học khác theo sau bao gồm Columbia, Đại học Harvard,
bang Kanas, bang Ohio, Đại học New York, Purdue, bang Wisconsin, Utah và
nhiều người khác. Học sinh đọc sách giáo khoa và lắng nghe các bài giảng được
phát sóng. Tuy nhiên, đến cuối những năm 1940 các khoá học phát thanh hầu
như biến mất tại Hoa Kỳ. Từ năm 1951, trường Đại học quốc gia Australia đã sử
dụng radio hai chiều sóng ngắn để dạy học sinh trong các lớp học tại các địa điểm
từ xa và các sinh viên có thể đặt câu hỏi cho người hướng dẫn trực tiếp của mình.
Trong Thế chiến thứ II, phim đã được sử dụng để đào tạo học viên. Các
trường đại học cung cấp các lớp học trên truyền hình, bắt đầu từ cuối những năm
1940 tại trường Đại học Louisville.
Tại nhiều trường đại học trong những năm 1980, các lớp học có liên quan
đến đào tạo từ xa đã cung cấp hình thức truy cập hệ thống video khép kín cho
một số sinh viên. Năm 1994, Jame J.O’Donnell của Đại học Pennsylvania dạy
một buổi hội thảo qua Internet về vấn đề sử dụng gopher, email và về cuộc đời
của Thánh Augustino thành Hippo đã thu hút hơn 500 người tham dự từ khắp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
nơi trên thế giới. Gần đây nhất, năm 2003 Trung Quốc đã xây dựng các khoá học
11
để dạy cho 4 triệu học viên người Trung Quốc giúp họ có khả năng truy cập
internet thông qua đài phát thanh, web và điện thoại di động.
MOOC bắt nguồn từ năm 2008 trong trào lưu tài nguyên giáo dục mở
(Open Education Resources- OER). Nhiều khóa học ban đầu dựa trên thuyết gắn
kết nhấn mạnh rằng việc học và kiến thức được hình thành từ một mạng lưới
những liên kết. Thời kì đó nội dung khóa học được cấp theo dạng luồng tin RSS,
và học viên có thể tham gia bằng các công cụ như luồng trao đổi trên Moodle,
các bài viết trên blog, hay gặp mặt trực tuyến.
Không bao lâu sau đã hình thành các khóa học MOOC khác dựa trên nền
tảng những bài viết, những hệ thống quản lý học tập trên mạng và những cấu trúc
kết hợp hệ thống quản lý học tập trên mạng nhiều nguồn tài nguyên mở khác trên
mạng.
Mùa thu năm 2011, ĐH Stanford mở ba khóa học trực tuyến, và mỗi khóa
học có khoảng 100,000 người đăng ký. Điều này dẫn đến việc khai trương
Coursera- công nghệ được phát triển tại chính Stanford- với hai khóa học: Học
máy bởi GS Andrew Ng và Cơ sở dữ liệu bởi GS Jennifer Widom. Đây chính là
hai khóa học MOOC đầu tiên của Stanford. Sau đó Coursera tuyên bố là đối tác
với vài trường ĐH khác, trong đó có Pennsylvania, Pricenton và Michigan. Đến
nay, riêng Course cung cấp nền tảng MOOC cho hơn 70 trường (trong đó có ĐH
Yale mới gia nhập).
Cùng trong trào lưu này, MIT khai trương nền tảng trực tuyến mở và miễn
phí MIT vào mùa thu năm 2011. Mùa xuân 2012, ĐH Harvard tham gia vào và
nền tảng này đổi tên thành edX. Mùa hè năm đó các trường ĐH California, ĐH
Berkeley cũng tham gia edX. Đến nay edX được cung cấp cho nhiều trường ĐH
khác trên thế giới. Tính đến thời điểm hiện tại trong nhóm Ivy League ở Mỹ chỉ
có Darthmouth là chưa liên kết với nhà cung cấp MOOC nào (Ivy League gồm
8 trường ĐH ở miền Đông Bắc Hoa Kỳ: Brown, Columbia, Cornell, Darthmouth,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Harvard, Princeton, PennsyIvania và Yale).
12
Chỉ trong một năm, trào lưu MOOC đã nhanh chóng lan sang Châu Âu,
tới các nước Anh, Đức, Hà Lan, ... và sang châu Á (Úc, Nhật, Hồng Kong). Thời
báo Newyork gọi năm 2012 là “ năm của MOOC”, và MOOC đã trở thành một
trong những chủ đề nóng nhất trong giáo dục. Tạp chí Time thì cho rằng, những
khóa học MOOC miễn phí đã mở ra cánh cửa tới “Ivy League đại trà”.
Những MOOC đầu tiên chủ yếu tập trung vào các ngành khoa học như
toán học và khoa học máy tính. Theo thời gian, các môn học lĩnh vực khác cũng
được đưa vào MOOC như ngôn ngữ, văn học...Tính đến tháng 3/2013, Coursera
đã mở ra 325 khóa học, trong số đó có 30% là về khoa học, 28% về nghệ thuật
và nhân văn, 23% về công nghệ thông tin, 13% về kinh doanh và 6% về Toán
học.
1.2.8. Cách tham gia đăng kí một khóa học trực tuyến
Một học sinh có nhu cầu tham gia khóa học hoặc bất kì một ai đó có nhu
cầu tìm hiểu kiến thức trong khóa học cần thực hiện các bước đăng kí sau:
Bước 1. Đăng ký thành viên
Thực hiện theo các bước sau:
- Bước 1: Nhập địa chỉ website
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
- Bước 2: Đăng ký thành viên
13
+ Người học click chọn “Tạo tài khoản mới”
+ Điền thông tin đăng ký theo hướng dẫn:
Lưu ý: Mật khẩu phải có ít nhất 8 ký tự trong đó: phải có 1 ký tự là số, 1
ký tự viết hoa, 1 ký tự ở dạng ký tự đặng biệt.
Khi đã đăng ký thành công. Màn hình hiển thị kết quả đăng ký sẽ xuất
hiện:
Sẽ có 01 Email thông báo xác nhận và kích hoạt tài khoản, bạn kiểm tra
email của mình. Người học có thể check trong mục Spam nếu không thấy email
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
xác nhận trong Inbox.
14
Sau khi tài khoản của người học được kích hoạt, bước đăng ký của họ đã thành công.
Bước 2: Đăng nhập
Thực hiện theo các bước sau:
- Nhập địa chỉ website:
- Nhập thông tin tài khoản và mật khẩu vào phần đăng nhập
- Click “Đăng nhập”
Bước 3. Tham gia khóa học
Yêu cầu về cơ sở vật chất
-Máy tính có loa hoặc headphone
-Cài đặt Flash player trên trình duyệt (FireFox, Chrome, Internet
Explorer,…)
-Có tài khoản đăng nhập
Yêu cầu về đối tượng
Người học cần có trình độ kiến thức hết lớp 12 và là học sinh giỏi môn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Toán, tức là:
15
-HS đó chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao, có khả năng sáng tạo,
thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt, đạt xuất sắc trong lĩnh vực lý thuyết,
khoa học.
-HS đó có dấu hiệu về khả năng hoàn thành xuất sắc công việc trong các
lĩnh vực như trí tuệ, sự sáng tạo, nghệ thuật, khả năng lãnh đạo.
Tham gia khoá học:
Chọn khoá học muốn tham gia và đăng nhập vào hệ thống, ghi danh vào
khoá học đó.
1.3. Một số thực tiễn về ứng dụng CNTT nói chung và khóa học trực tuyến
MOOC nói riêng
Ứng dụng CNTT trong hoạt động dạy và học là một hướng đi mang tính
chiến lược trong quá trình cải cách giáo dục ở Việt Nam. CNTT đã đóng góp
các công cụ, các phương thức và các giải pháp hữu hiệu hỗ trợ đắc lực cho việc
thực hiện đổi mới nội dung và phương pháp. Xét một cách toàn diện, CNTT vừa
là công cụ hỗ trợ vừa là nội dung và cũng là phương pháp nhằm đạt được các
mục tiêu giáo dục trong quá trình dạy học.
Cuộc cách mạng khoa học và công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông tin
và truyền thông đang tạo ra những điều kiện thuận lợi để đổi mới cơ bản nội
dung, phương pháp và hình thức tổ chức giáo dục, đổi mới quản lý giáo dục, tiến
tới một nền giáo dục điện tử đáp ứng nhu cầu của từng cá nhân người học.
Chiến lược phát triển giáo dục 2011-2020 của Chính phủ Việt Nam đã nêu
rõ: Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học,
đến năm 2015, 100% giảng viên đại học, cao đẳng và đến năm 2020, 100% giáo
viên giáo dục nghề nghiệp và phổ thông có khả năng ứng dụng công nghệ thông
tin và truyền thông trong dạy học. Biên soạn và sử dụng giáo trình, sách giáo
khoa điện tử.
Hướng dẫn nhiệm vụ CNTT năm học 2012-2013 của Bộ GD-ĐT yêu cầu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
triển khai Quyết định số 698/QĐ-TTg ngày 01/6/2009 của Thủ tướng Chính phủ
16
trong đó nhấn mạnh: “Đẩy mạnh việc ứng dụng CNTT trong trường phổ thông
nhằm đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng giáo viên tự tích hợp CNTT
vào từng môn học thay vì học trong môn tin học. Giáo viên các bộ môn chủ động
tự soạn và tự chọn tài liệu và phần mềm (mã nguồn mở) để giảng dạy ứng dụng
CNTT”. Cũng theo tinh thần đó, Kế hoạch số 86/KH-UBND của UBND tỉnh
Thái Nguyên cũng yêu cầu: “Đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong giảng dạy và
trong quản lý giáo dục ở tất cả các cấp học”. Quy hoạch phát triển CNTT tỉnh
Thái Nguyên đến năm 2015, định hướng đến năm 2020 xác định: “100% các
trường THPT được trang bị phòng máy tính đáp ứng nhu cầu dạy và học” và
Hướng dẫn nhiệm vụ CNTT năm học những năm gần đây của Bộ GD-ĐT và sở
GD-ĐT Thái Nguyên đều đặc biệt coi trọng việc ứng dụng CNTT trong đổi
mới phương pháp dạy và học. CNTT được coi là một công cụ có thể hỗ trợ đắc
lực quá trình đổi mới phương pháp dạy học, đóng góp vào nâng cao chất lượng
và hiệu quả giáo dục. Khuyến khích giáo viên chủ động tự soạn giáo án, bài
giảng và tài liệu giảng dạy để ứng dụng CNTT trong các môn học. Khuyến
khích giáo viên tích cực ứng dụng CNTT vào HĐDH, thiết kế các bài học có sử
dụng các trang trình chiếu, bài giảng điện tử và kế hoạch bài học trên máy vi
tính.
Theo Sở GD-ĐT Thái Nguyên, năm học 2013- 2014, ngành GD&ĐT tỉnh
Thái Nguyên đã đạt được những kết quả to lớn, chất lượng mũi nhọn được giữ
vững và chất lượng đại trà từng bước được nâng lên bền vững, trong đó có sự
đóng góp không nhỏ của việc ứng dụng CNTT trong quản lý và giảng dạy.
Báo cáo tổng kết nhiệm vụ CNTT năm học 2013-2014 của sở GD-ĐT Thái
Nguyên khẳng định: “Bên cạnh những kết quả đạt được, việc triển khai và ứng
dụng CNTT tại các cơ quan quản lý và các trường học trong tỉnh còn có những
hạn chế nhất định. Quá trình tổ chức triển khai còn gặp nhiều khó khăn về nhân
lực, vật lực và sự quan tâm, chỉ đạo chưa sâu sát của người đứng đầu đơn vị,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
trường học
17
Qua phân tích tình hình chính sách việc ứng dụng CNTT trong giáo dục
Việt Nam và thực tiễn triển khai tại tỉnh Thái Nguyên cho thấy các nhà hoạch
định chính sách, các cấp lãnh đạo từ trung ương đến địa phương đều đánh giá
việc ứng dụng CNTT trong HĐDH có vai trò mang tính chiến lược trong quá
trình cải cách giáo dục. Ứng dụng CNTT trong HĐDH là xu thế tất yếu, là kỹ
năng cần thiết của giáo viên trong thời đại thông tin hiện nay. Điều này khẳng
định việc nghiên cứu về việc ứng dụng CNTT trong HĐDH mang tính thực tiễn
cao, phù hợp với xu thế hiện nay của nền giáo dục nước nhà.
Hiện nay, việc học trực tuyến tại thị trường Việt Nam chưa phổ biến và
vai trò của nó trong việc dạy và học chưa được đánh giá đúng mức.
Quan sát trên thị trường dễ dàng nhận thấy, một số nhà cung cấp dịch vụ
đào tạo trực tuyến dù là ở hình thức nào thì các viện đào tạo, công ty, trung tâm
cũng sử dụng việc dạy học qua Internet như là một kênh dạy và học “phụ” bên
cạnh việc phương pháp dạy “truyền thống” chính (học trực tiếp tại lớp) và tính
tương tác chưa cao hoặc chưa khai thác hết tiện ích của việc học qua Internet.
Theo đó, các công ty này đầu tư hầu hết nguồn lực vào kênh truyền thống mà
thôi. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình huống này. Tuy nhiên, có thể xem xét
nó từ hai góc độ chính như sau:
Thứ nhất là từ hướng người tiêu dùng (học viên). Học viên có thể chưa tin
tưởng vào chất lượng của chương trình học do tâm lý “thấy mới tin”, nghĩa là
người học thường quen với việc dạy và học ở trường lớp truyền thống như hiện
nay là đến lớp học và nghe thầy cô giáo giảng bài. Ngoài ra, người học còn thích
được giai tiếp với bạn bè và giáo viên “mặt đối mặt” vì như thế người học có
cảm giác là dễ tiếp thu và trao đổi ý kiến hơn.
Thứ hai là từ hướng nhà cung cấp giải pháp học trực tuyến. Từ thói quen
và nhu cầu của người học mà các nhà cung cấp chưa mạnh tay đầu tư vào việc
phát triển các giải pháp học trực tuyến. Ngoài ra, các khóa học trực tuyến đem
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
lại nguồn thu rất thấp cho các công ty cung cấp dịch vụ đào tạo. Có thể do các
18
nhà cung cấp chưa nghiên cứu kỹ tâm lý và nhu cầu người học nên chưa mạnh
dạn đầu tư và áp dụng công nghệ trong đào tạo trực tuyến vì nếu chỉ đơn thuần
đưa công nghệ đào tạo trực tuyến thì khả năng thành công của dự án là không
cao, bởi cần phải hiểu người học muốn gì.
Từ hai góc độ phân tích trên, có thể thấy do chưa nhận thấy được lợi ích
của phương pháp đào tạo trực tuyến một cách khoa học, nên vai trò của khoá học
trực tuyến chưa được thị trường, người học lẫn nhà cung cấp giải pháp, ủng hộ
và phát triển nó như ở các nước phát triển.
Và để thấy được nhu cầu của học sinh và giáo viên đối với việc học tập
trực tuyến, chúng tôi đã làm phiếu điều tra và triển khai ở một số trường THPT:
Mẫu phiếu điều tra
Họ và tên:
Lớp:
Trường:
Khoanh tròn vào chữ cái đầu ở mỗi câu mà em chọn.
Câu hỏi 1. Em được học về tin học ở mức độ nào dưới đây
A. Biết soạn thảo văn bản
B. Biết truy cập internet tìm hiểu tin tức
C. Biết tìm web theo sở thích
D. Biết comment trên các diễn đàn
Câu hỏi 2. Nhà em có điều kiện hỗ trợ học tập trực tuyến nào dưới đây
A. Không có máy tính B. Có máy tính
C. Có máy tính kết nối mạng Internet
Câu hỏi 3. Trung bình mỗi ngày, em dành bao nhiêu thời gian cho việc sử dụng
internet?
A. Dưới 1h B. Từ 1h đến 2h C. Trên 2h
Câu hỏi 4. Em dùng internet với mục đích chủ yếu nào dưới đây?
A. Chơi game B. Đọc báo, tham gia mạng xã hội
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
C. Bổ sung kiến thức nâng cao chất lượng học tập
19
Câu hỏi 5. Em đã biết một khóa học trực tuyến nào chưa?
A. Có B. Chưa
Câu hỏi 6. Em đã từng tham gia một khóa học trực tuyến nào chưa?
A. Có B. Chưa
Câu hỏi 7. Trung bình mỗi tuần, em dành bao nhiêu thời gian cho việc sử dụng
internet với mục đích học tập và mở rộng kiến thức?
A. Dưới 1h B. Từ 1h đến 2h C. Trên 2h
Chúng tôi thiết kế phiếu hỏi và điều tra 10 HS là đối tượng nghiên cứu
phục vụ cho luận văn của chúng tôi và kết quả thu được như sau:
- Hầu hết (10/10) em HS đều có thể biết vào web theo sở thích và biết
comment trên các diễn đàn xã hội. Do đó cả 10 HS này đều đủ điều kiện để
nghiên cứu phục vụ luận văn.
- Tuy nhiên, có đến 80% các em HS là sử dụng mạng internet phục vụ
cho việc giải trí. Số thời gian dành cho việc học tập quá ít.
1.4. Kết luận chương 1
Qua những điểm phân tích trên, ta thấy:
- Để triển khai hoạt động theo hướng MOOC cần nghiên cứu kỹ đặc điểm
xuất hiện, ưu nhược điểm của phương thức này. Đặc biệt cần xúc tiến nghiên cứu
giải quyết tốt các nghịch lý trong MOOC để tìm ra động lực phát triển cho loại
hình GD mới mẻ này.
- Cần nắm chắc các đặc điểm trên đây và làm cho việc GDĐH theo kịp
thời đại bằng tự nâng cao năng lực chuyên môn bản thân mình và đầu tư chương
trình, công nghệ cho cơ sở đào tạo. Trước tiên động chạm đến triển khai MOOC
là cần đề xuất các nguyên tắc chung và đưa ra lộ trình tiến hành với sự tham gia
của các nhà chuyên môn, của các nhà giáo.. thông qua hội thảo chuyên đề.
- Thực hiện nhiều bước thí điểm trước khi làm đại trà trong một cơ sở GD,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
thậm chí bộ phận của nó để rút kinh nghiệm.
20
Trong bối cảnh hiện nay triển khai MOOC cũng là tiền đề cho chúng ta
xây dựng, tìm giải pháp và làm tốt các vấn đề của GDĐH trong tình hình mới,
khi Nghị quyết Trung ương lần thứ 8 khóa XI đã chỉ ra nhu cầu và thực tiễn đổi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
mới căn bản toàn diện giáo dục Việt Nam.
21
Chương 2
THIẾT KẾ KHOÁ HỌC TRỰC TUYẾN VỀ KỸ NĂNG
CHỨNG MINH BẤT ĐẲNG THỨC DỰA VÀO SỰ CHUYỂN HÓA
TỪ TRI THỨC TOÁN ĐẠI HỌC VÀ TOÁN PHỔ THÔNG
2.1. Giới thiệu khóa học
2.1.1. Mục tiêu khóa học
Sau khóa học, người học sẽ có tư duy và kỹ năng chứng minh bất đẳng
thức tốt hơn; đồng thời người học sẽ biết cách thức chuyển hóa tri thức giữa tri
thức ở Toán đại học và tri thức Toán ở phổ thông.
2.1.2. Thời gian
Chúng tôi dự định khóa học này diễn ra trong 45 tiết.
2.1.3. Đối tượng tham gia khóa học
Khóa học này dành cho giáo viên, học sinh (là học sinh giỏi môn Toán),
sinh viên sư phạm Toán hoặc bất kì người học nào có nhu cầu muốn nâng cao kỹ
năng chứng minh bất đẳng thức.
2.1.4. Tóm tắt nội dung khóa học
Khóa học này giới thiệu một số phương pháp chứng minh bất đẳng thức
dựa vào sự chuyển hóa tri thức về chứng minh bất đẳng thức giữa tri thức Toán
đại học và Toán phổ thông nhằm mở rộng, đào sâu, bổ sung thêm một số phương
pháp chứng minh bất đẳng thức đã gặp trong chương trình môn Toán trung học
phổ thông.
Nội dung của khóa học được trình bày theo cấu trúc:
Bài 1: Phương pháp chứng minh BĐT từ tính chất của đạo hàm
Bài 2: Phương pháp chứng minh BĐT từ tính chất của hàm lồi
Bài 3: Phương pháp chứng minh BĐT từ tính chất các phép toán vecto
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Bài 4: Phương pháp chứng minh BĐT từ bất đẳng thức hoán vị.
22
Trong mỗi bài học, chúng tôi trình bày những nội dung:
Cơ sở lý thuyết
Ví dụ minh họa
Bài tập vận dụng
BT kiểm tra đánh giá
2.1.5 Phương pháp kiểm tra đánh giá
Trong 4 mục nội dung ở trên, sau mỗi mục sẽ có một bài kiểm tra đánh giá
trực tuyến kết hợp giữa tự luận và trắc nghiệm và cuối khóa học cũng sẽ có một
bài kiểm tra tổng hợp.
Bài kiểm tra tự luận có thể gửi đến Hội đồng chấm thi thông qua địa
chỉ email.
Bài kiểm tra trắc nghiệm thường có kết quả ngay dựa vào một số phần
mềm, chẳng hạn: phần mềm Violet...
2.2. Nội dung khóa học
Bài 1. Phương pháp chứng minh BĐT từ tính chất của đạo hàm
A. Cơ sở lí thuyết
A.1. Định nghĩa đạo hàm
Cho hàm số f(x) xác định trên khoảng (a; b) và . Nếu tồn tại giới
.
hạn ( ), thì giới hạn đó được gọi là đạo hàm
của hàm số tại điểm
xác định
Nếu hàm số f(x) có đạo hàm trên (a;b), thì tương ứng
một hàm số trên khoảng (a;b) mà ta gọi là đạo hàm của hàm số f(x) và kí hiệu là
f’(x)
A.2. Cực trị địa phương
. Ta nói
- Định nghĩa: Cho hàm số f(x) với miền xác định là U và
nếu f có đạo hàm trên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
rằng hàm số f đạt cực đại (cực tiểu) địa phương tại
23
khoảng (a;b) nào đó nằm trong U và chứa sao cho f(x) < f(a) hoặc f(x)> f(a).
Cực đại hay cực tiểu địa phương gọi chung là cực trị địa phương.
A.3. Một số định lí về giá trị trung bình
Định lí 1 (Định lí Fermat): Nếu hàm số f có cực trị địa phương tại điểm và có
đạo hàm tại điểm thì f’( ) = 0
Định lí 2 (Định lí Rolle): Giả sử hàm số liên tục trên và có đạo
hàm trên . Nếu thì tồn tại ít nhất một điểm sao cho
.
Định lí 3 (Định lí Lagrange): Nếu hàm số liên tục trên và có
đạo hàm trên thì tồn tại ít nhất một điểm sao cho
.
B. Xây dựng một số bất đẳng thức từ các định lí về đạo hàm
B.1. Xây dựng BĐT từ định lý Lagrange
Ví dụ 1: Cho hàm số
Ta thấy liên tục trên và có đạo hàm trên và
Theo định lí Lagrange thì tồn tại sao cho tức là
Mặt khác:
Từ đó ta có thể xây dựng một số bài toán sau:
1. Cho .Chứng minh rằng:
2. Cho . Chứng minh rằng:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
3.Chứng minh rằng ta có
24
Ví dụ 2: Cho hàm số
Ta thấy là hàm số liên tục và có đạo hàm và
Theo định lí Largrange sao cho
Do nên
Mặt khác ta xét thì
Một vấn đề quan trọng trong việc sử dụng định lý Lagrange để chứng minh
BĐT là:
Phải khéo léo chọn hàm f
Để chọn được hàm f ta phải biến đổi BĐT sao cho xuất hiện biểu thức
dạng trong BĐT phụ thuộc vào hai ẩn a,b
Từ đó ta có bài toán (dành cho học sinh THPT)
1.Với ta có
2.Cho . Chứng minh rằng
3.Chứng minh rằng
4.Cho . Chứng minh rằng
B.2. Xây dựng BĐT từ định lí Rolle
Ví dụ 1: Cho với trong đó
Ta thấy nên theo định lí Rolle thì
phương trình có hai nghiệm phân biệt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Mặt khác ta có nên theo Viet ta có
25
Từ định lí Caushy đối với hai số không âm ta có suy ra
Từ đó ta có bài toán dành cho học sinh THPT:
1.Với a, b, c là ba số không âm. Chứng minh rằng
2.Với a, b, c, d là bốn số không âm.
Chứng minh rằng
3.Với a, b, c, d là bốn số không âm.
Chứng minh rằng
C. Bài tập vận dụng
Hãy luyện tập với các bài toán sau:
Bài 1. Chứng minh rằng: Nếu thì
Bài 2. Chứng minh rằng: Nếu thì
Bài 3. Chứng minh rằng: Nếu thì
Bài 4. Chứng minh rằng: Nếu thì
Bài 5. Chứng minh rằng: Nếu thì
Bài 6. Chứng minh rằng
Bài 7. Chứng minh rằng ,
Gợi ý: Xét hàm số trên ta có: f(0)= f(1)= 0.
Chứng minh hàm số f(x) đồng biến và có nghiệm thuộc khoảng trên. Lập bảng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
biến thiên rồi suy ra điều phải chứng minh.
26
Bài 8.Chứng minh rằng :
Bài 9. Cho . Chứng minh rằng
Gợi ý: Xét hàm số trên
Ta có: . Rõ ràng với điều kiện đầu bài cho, ta chưa thể
biết dấu của đạo hàm cấp một. Do đó ta nghĩ đến việc dùng đạo hàm cấp hai để
xét dấu đạo hàm cấp hai để xét dấu đạo hàm cấp một:
Bài 10. Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số
Bài 11. Cho . Chứng minh rằng:
Bài 12. Chứng minh rằng ,
Chú ý rằng một trong các tính chất sử dụng đạo hàm cũng rất hay được áp
dụng trong các bài toán BĐT đó là tính chất về tiếp tuyến của một đường cong.
Ta xét ví dụ sau:
Bài 13 (A-2003) Cho ba số dương . Chứng minh rằng:
Bài toán này có nhiều cách giải, có thể áp dụng BĐT Caushy nhưng từ giả
thiết và kết luận của bài toán ta nghĩ, nếu so sánh được với x hoặc với
ax+b thì bài toán có thể được giải. Từ đó ta nghĩ đến mối quan hệ giữa đường
cong và tiếp tuyến.
Tính chất:
Cho hàm số y= f(x) có đạo hàm cấp hai trên khoảng (a;b), khi đó:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Nếu thì
27
Nếu thì
Để chứng minh tính chất này ta có thể xét hàm số phụ hoặc có thể thấy
f(x) là hàm số có đồ thị lõm trên (a; b) còn hàm số
có đồ thị là tiếp tuyến của đồ thị hàm số y = f(x) tại điểm
Áp dụng tính chất trên ta có lời giải như sau:
Từ giả thiết suy ra 0 Do vai trò của x, y, z là như nhau nên ta nhận thấy dấu bằng xảy ra khi Xét hàm số : trên (0;1). Ta có Mặt khác Phương trình tiếp tuyến tại điểm có hoành độ là Áp dụng tính chất trên ta có: đẳng thức xảy ra khi Tương tự ta có: đẳng thức xảy ra khi đẳng thức xảy ra khi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Cộng vế theo vế của các BĐT trên ta được 28 Theo giả thiết có nên suy ra điều phải chứng minh Mục tiêu của cách làm này là so sánh một biểu thức có bậc phức tạp với nhị thức bậc nhất. Để sử dụng phương pháp này ta cần chú ý mấy điểm sau: Với bài toán nhiều biến số, chẳng hạn ba biến số a; b; c ta phải đưa bài toán về: Giả thiết cho quan hệ tổng của ba số trên là một số không đổi Kết luận phải biến đổi được về dạng với M là một hằng số cho trước Phán đoán trước được đẳng thức xảy ra khi nào Đạo hàm cấp hai không đổi dấu trên khoảng cần xét D. Bài tập kiểm tra Bài 1. Cho . Chứng minh rằng Bài 2. Cho . CMR: Bài 3. Chứng minh rằng với các số dương a, b, c ta có Bài 4. Cho . CMR: Bài 5: Chứng minh rằng với mọi số thực a, b, c ta đều có Bài 6: Cho . Chứng minh rằng : Bài 7: Cho . Chứng minh rằng Bài 2. Phương pháp chứng minh bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn A. Cơ sở lí thuyết 29 A.1. Khái niệm hàm lồi- hàm lõm - Hàm lồi: Hàm số được gọi là hàm lồi trong khoảng nếu với luôn có bất đẳng thức: Đặc biệt với thì ta có -Hàm lõm: Hàm số được gọi là hàm lõm trong khoảng nếu với luôn có bất đẳng thức: A.2. Một số định lí về hàm lồi Định lí 1: Giả sử hàm số xác định và liên tục trong khoảng . Hàm số là lồi trong khoảng khi và chỉ khi với Định lí 2: Giả sử hàm số xác định và liên tục trong khoảng và có đạo hàm hữu hạn. Khi đó là hàm lồi nếu và chỉ nếu là hàm không giảm trong . Từ mệnh đề 2 suy ra kết quả dưới đây: Hệ quả 1: Giả thiết xác định và liên tục trong khoảng I. Giả sử có đạo hàm liên tuch và có hữu hạn trong khoảng I. Khi đó là hàm lồi nếu và chỉ nếu 0 trong I. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Hệ quả 2: Bất đẳng thức Jensen 30 Nếu là hàm lồi trong thì và với mọi số thực ta luôn có bất đẳng thức dưới đây Hệ quả 3: Nếu là hàm lồi trên khoảng I thì với mọi ta đều có B. Xây dựng một số bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi Có 4 cách xây dựng bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi, đó là: Xét hàm xác định trên D sau đó chỉ ra là hàm số lồi trên tập A D bằng một trong hai cách: Hoặc tính và chỉ ra trên tập A D Hoặc chỉ ra bất đẳng thức sau : Đặc biệt hoá bài toán Tổng quát hoá bài toán C. Bài tập vận dụng C.1. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho thoả mãn . Chứng minh rằng Phân tích: Dễ thấy bài toán trên là trường hợp đặc biệt của bài toán xây dựng bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi. Thật vậy: Xét hàm số trên . Hiển nhiên thấy hàm số thoả mãn: . Theo hệ quả 2 xây dựng ở trên ta có: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Với n= 3. Ta có bài toán trên. 31 Ví dụ 2: Cho và thoả mãn . Chứng minh rằng: Phân tích: Dễ thấy bài toán trên là trường hợp đặc biệt của bài toán xây dựng bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi. Thật vậy: Xét hàm số trên . Ta có Vậy suy ra làm hàm lồi. Theo định lí xây dựng ở trên ta có: Với n= 2. Ta có bài toán trên. Ví dụ 3: Cho và thoả mãn Chứng minh rằng : C.2. Bài tập vận dụng Bài toán 1 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC ta có Xét hàm số . Dễ thấy là hàm lõm nên ta có Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên ta có : 32 Từ lời giải (sử dụng tính chất hàm lồi) ở trên ta nhận thấy để giải bài toán này cần có hai bước. Bước 1 là chứng minh ba bất đẳng thức Và cũng chỉ có bước này là sử dụng toán cao cấp. Tuy nhiên đối với THPT thì ta lại lí giải từng bất đẳng thức trên có được là do đánh giá . Thật vậy : vì Việc chứng minh hai bất đẳng thức còn lại tương tự. Sau đó bước 2 cũng là cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên để suy ra điều phải chứng minh. Bài toán 2 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC ta có Xét hàm số . Dễ thấy là hàm lõm nên ta có Từ lời giải (sử dụng tính chất hàm lồi) ở trên ta nhận thấy để giải bài toán này Cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên ta có : Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn cần có hai bước. Bước 1 là chứng minh ba bất đẳng thức 33 Và cũng chỉ có bước này là sử dụng toán cao cấp. Tuy nhiên đối với THPT thì ta lại lí giải từng bất đẳng thức trên có được là do đánh giá . Thật vậy : vì Việc chứng minh hai bất đẳng thức còn lại tương tự. Sau đó bước 2 cũng là cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên để suy ra điều phải chứng minh. Bài toán 3 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC nhọn ta có Xét hàm số . Dễ thấy là hàm lõm nên ta có Từ lời giải (sử dụng tính chất hàm lồi) ở trên ta nhận thấy để giải bài toán này Cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên ta có: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn cần có hai bước. Bước 1 là chứng minh ba bất đẳng thức 34 Và cũng chỉ có bước này là sử dụng toán cao cấp. Tuy nhiên đối với THPT thì ta lại lí giải từng bất đẳng thức trên có được là do đánh giá . Thật vậy: vì Việc chứng minh hai bất đẳng thức còn lại tương tự. Sau đó bước 2 cũng là cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên để suy ra điều phải chứng minh. Bài toán 4 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC nhọn ta có : Bài toán 5 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC nhọn ta có : D. Bài tập kiểm tra Bài 1: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 2: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 3: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 4: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 5: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 3. Phương pháp chứng minh bất đẳng thức từ bất đẳng thức vecto A. Cơ sở lý thuyết Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn A.1. Các phép toán vecto 35 - Cho . Khi đó ta có -Độ dài của vecto A.2 Một số bất đẳng thức vecto Trong không gian cho các vecto . Ta có các bất đẳng thức sau: B. Xây dựng một số bất đẳng thức từ các bất đẳng thức vecto Ví dụ 1: Trong mặt phẳng Oxy ta xét điểm A(a,2), B(b,3), C(3,4) Ta có: Khi đó: Theo bất đẳng thức thì Từ đó ta có thể xây dựng bất đẳng thức sau: Với a, b là các số thực bất kì thì Ví dụ 2: Cho với a, b, c là các số thực dương bất kì Khi đó: Theo bất đẳng thức thì Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Mặt khác ta lại có 36 Đặt . Xét hàm số . Vì là hàm đơn điệu giảm nên ta có Từ đó ta có thể xây dựng bất đẳng thức sau: Với a, b là các số thực dương bất kì thoả mãn ta có: Ngoài ra, còn có thể sử dụng bất đẳng thức Schwarz để tìm lời giải cho một số bài toán về bất đẳng thức ở THPT C. Bài tập vận dụng Bài 1: Chứng minh rằng: Phân tích: Các biểu thức dưới dấu căn là các biểu thức bậc hai luôn dương. Nên có thể: Biểu diễn mỗi căn bậc hai dưới dạng độ dài các véc tơ Chọn hai véc tơ sao cho tổng không đổi Ta chọn Áp dụng bất đẳng thức Dấu “=” xảy ra khi hai véc tơ cùng phương, tức là Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bài 2: Cho . Chứng minh rằng 37 Phân tích: Trước hết có thể đưa bài toán đã cho về việc tìm giá trị nhỏ nhất của hàm một biến bằng cách thế: . Khi đó vế trái của bất đẳng thức đưa về dạng: Thực hiện quá trình các bước giống bài 1, ta có lời giải bài toán. D. Bài tập kiểm tra Bài 1: Chứng minh rằng với mọi số thực x: Bài 2: Chứng minh rằng với mọi số thực x ta có: Bài 3: Chứng minh rằng với mọi số thực x,y ta có Bài 4: Chứng minh rằng Bài 5: (Đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng khối B- 2006) Chứng minh: Bài 4. Phương pháp chứng minh bất đẳng thức từ bất đẳng thức hoán vị A. Cơ sở lý thuyết Bất đẳng thức hoán vị - Định lí: Cho hai dãy số đơn điệu tăng và . Giả sử là một hoán vị bất kì của ta luôn có Ngoài ra: Nếu hai dãy trên là đơn điệu ngược chiều thì bất đẳng thức trên đổi chiều. B. Một số ví dụ minh hoạ về việc vận dụng bất đẳng thức hoán vị để giải một số bài toán về bất đẳng thức Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Ví dụ 1: Giả sử a, b, c là độ dài ba cạnh của một tam giác. Chứng minh rằng: 38 Ta thấy nên hai bộ số và là đơn điệu ngược chiều. Theo bất đẳng thức hoán vị ta có: (đpcm) Từ lời giải ở trên ta thấy để giải bài toán này cần theo hai bước Bước 1: Xác định hai dãy đơn điệu ngược chiều. Bước 2: Vận dụng bất đẳng thức hoán vị Trong lời giải trên chỉ có bước thứ 2 là dùng bất đẳng thức hoán vị. Do đó để giải bài toán trên bằng kiến thức phổ thông thì ta chỉ cần không áp dụng trực tiếp bất đẳng thức hoán vị trong trường hợp n= 3 mà trước khi áp dụng ta phải chứng minh nó bằng cách chuyển vế đổi dấu, nhóm các hạng tử đồng dạng với nhau. Tức là: C. Bài tập vận dụng Bài 1: Cho a, b, c là các số dương có tổng bằng 1. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: Bài 2: Cho a, b, c là các số dương có tích bằng 1. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: Bài 3: Cho x, y là các số dương và . Chứng minh rằng D. Bài tập kiểm tra Bài 1: Cho x, y là các số dương và . Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Chứng minh rằng: 39 Bài 2: Cho ba số dương x, y, z và . Chứng minh rằng : Bài 3: Cho x, y, z là các số dương. Chứng minh rằng: Bài 4: Cho x,y thỏa mãn x+y =2. Chứng minh rằng: Bài 5: Chứng minh rằng với ba số dương a, b, c ta có: Bài 5. Tài liệu tham khảo A. Bài tập cơ bản Bài 1: Cho . Chứng minh rằng: Bài 2: Cho . Chứng minh rằng: Bài 3: Cho . Chứng minh rằng: Bài 4: Cho thỏa mãn . Chứng minh rằng: Bài 5: Cho thỏa mãn . Chứng minh rằng: Bài 6: Cho thỏa mãn . Chứng minh rằng: Bài 7: Chứng minh rằng: Bài 8: Chứng minh rằng: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bài 9: Cho . Chứng minh rằng 40 Bài 10: Cho . Chứng minh rằng Bài 11: Cho . Chứng minh rằng: Bài 12: (A- 2008) Cho . Chứng minh rằng: Bài 13: (B- 2005) Chứng minh rằng với mọi số thực x ta có Bài 14: Cho . Chứng minh rằng: Bài 15: Cho . Chứng minh rằng: Bài 16: Cho . Chứng minh rằng: B.Bài tập nâng cao Bài 1: Cho . Chứng minh rằng: Bài 2: Chứng minh rằng Bài 3: Cho . Chứng minh rằng: Bài 4: Cho . Chứng minh rằng: Bài 5: Cho a, b là hai số thực không âm. Chứng minh rằng: Bài 6: Cho x, y là hai số dương. Chứng minh rằng: Bài 7: Cho . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bài 8: Chứng minh rằng , 41 Bài 9: Cho . Chứng minh rằng: Bài 10: Cho 1
Bài 11: Cho x>y>-1 . Chứng minh rằng Bài 12: (A- 2007) Cho . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức sau: Bài 13: Cho . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức sau: Bài 14: (A- 2005) Cho . Chứng mỉnh rằng Bài 15: ( A- 2001) Chứng minh rằng với mọi số dương x, y, z ta đều có Ứng dụng của tính chất hàm số, đạo hàm để chứng minh BĐT còn nhiều vấn đề lý thú. Song, do khuôn khổ luận văn, chúng tôi dừng lại ở đây. 2.3. Đề xuất quy trình thiết kế khóa học trực tuyến Để triển khai MOOCs trong thực tiễn, đầu tiên ta phải trải qua các bước sau: Bước 1: Xác định nhu cầu và mục tiêu Trong bước này, cần xác định mục tiêu của từng bài học. Mục tiêu của một bài học gồm những kiến thức người học cần biết hoặc có thể làm được sau khi kết thúc bài học. Điều lưu ý đầu tiên ảnh hưởng đến sự xác định mục tiêu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn trong mỗi bài giảng là khả năng tiếp nhận kiến thức của người học.Vì vậy, khi 42 xác định mục tiêu trong mỗi bài giảng cần xác định rõ các yêu cầu trọng tâm trong mỗi bài học và nhu cầu về lượng kiến thức người học cần chiếm lĩnh. Bước 2: Thu thập tài nguyên Tài nguyên cần phải liên quan đến chủ đề của bài dạy. Các tài nguyên cần thiết cho chủ đề của mỗi bài học có thể lấy từ giáo trình, sách tham khảo, phim ảnh và quan trọng nhất là từ các chuyên gia hay những người có kiến thức sâu sắc trong từng lĩnh vực liên quan. Tài nguyên vật chất dùng cho việc thiết kế bài giảng gồm chữ viết (text); hình ảnh (picture); âm thanh (sound); hoạt hình (animation); phim (movie)... Bước 3: Nghiên cứu nội dung Xây dựng các bài học phải là người hiểu biết sâu sắc về nội dung cần được trình bày. Các nhà thiết kế có thể nghiên cứu nội dung bài giảng bằng cách làm việc với các chuyên gia, đọc sách và các tài liệu hướng dẫn và thường thì họ tự đặt mình vào vị trí một sinh viên. Tóm lại, không thể xây dựng được những bài học hiệu quả nếu không thông thạo nội dung của bài học. Bước 4: Hình thành ý tưởng Bước 5: Thiết kế bài giảng Dựa trên những ý tưởng đã được chọn, thể hiện bài giảng với những chiến lược sư phạm phù hợp. Bước 6: Lưu đồ tiến trình bài học Biểu đồ tiến trình rất quan trọng vì các hướng dẫn bài giảng với sự hỗ trợ của máy tính thường là tương tác được và nó thể hiện sự liên kết trong bài giảng. Biểu đồ tiến trình gồm có thông tin khi nào máy tính cung cấp tư liệu, điều gì xảy ra khi người học làm sai và khi nào bài học kết thúc... Mức độ chi tiết của biểu đồ tiến trình khác nhau tuỳ theo từng phương pháp được áp dụng khi thiết kế. Đối với các phương pháp đơn giản (bài hướng dẫn, bài tập rèn luyện, bài kiểm tra) nên dùng các biểu đồ đơn giản miêu tả tổng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn quan về phạm vi và tiến trình của bài học. 43 Bước 7: Thể hiện nội dung các bài học Bước này, tập trung vào thiết kế và xây dựng các bài dạy. Thông thường, các nội dung đó được thể hiện dưới các hoạt động dạy học (educational activities) thông qua các hành động, hoạt động cụ thểcủa người học. Thực tiễn cho thấy, chất lượng của một MOOCs phụ thuộc phần lớn vào các thức thể hiện nội dung thành các hoạt động. Bước 8: Thể hiện bài dạy thành chương trình Bước này là quá trình chuyển đổi kịch bản trên giấy thành MOOCs. Có rất nhiều phần mềm cho phép thực hiện công việc này. Bước 9: Xây dựng các tài liệu hỗ trợ Thường có 4 loại: tài liệu hướng dẫn học sinh , tài liệu hướng dẫn giáo viên, tài liệu hướng dẫn kỹ thuật và tài liệu hướng dẫn bổ sung. Giáo viên và người học có các nhu cầu khác nhau do đó tài liệu cho mỗi ñối tượng cũng khác nhau. Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật cần thiết cho việc “cài đặt” những bài giảng phức tạp hoặc cần có các thiết bị phức tạp... Tài liệu hướng dẫn bổ sung gồm phiếu học tập, biểu đồ, bài thi, ảnh và bài luận.... Bước 10: Đánh giá và chỉnh sửa Cuối cùng, bài giảng và các tài liệu hỗ trợ cần được đánh giá bằng cách tự mình xem xét hoặc nhờ các chuyên gia nhận xét. Cũng có thể sử dụng phương pháp thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng chất lượng của các bài học. Trên cơ sở đó, tiến hành điều chỉnh, bổ sung để có được những sản phẩm hoàn chỉnh nhất. 2.4. Thiết kế khóa học đại trà trực tuyến mở về kỹ năng chứng minh bất đẳng thức 2.4.1. Xây dựng trang web Trước tiên, chúng ta hãy xây dựng giao diện trang web phục vụ cho việc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn thiết kế một khóa học trực tuyến mở. Việc thiết kế một trang web là một công 44 việc mà mọi người dùng Internet hiện nay đều muốn thực hiện. Tuy nhiên, không phải người nào cũng có điều kiện trải qua các khóa học lập trình web nên công việc ấy tưởng chừng "vô vọng" đối với những ba ̣n không chuyên. Đầu tiên, người học truy cập vào: http://sites.google.com. Kế đến, cần nhập vào địa chỉ email và mật khẩu, nếu chưa có địa chỉ email của google thì người học hãy đăng kí tại http://mail.google.com (quá trình đăng kí đơn giản và miễn phí), rồi nhấn nút Create site ở cửa sổ kế tiếp. Trong cửa sổ Create new site, người học cần điền đầy đủ các thông tin: đặt tên trang web của bạn (Site name), mô tả trang web (Site description); chọn chủ đề (Site theme), có thể nhấn More themes để tìm thấy các giao diện khác; nhập mã số hiển thị (Please type the code shown), cuối cùng nhấn nút Create site để hoàn tất và bước vào việc thiết kế một trang web của riêng họ trên Google Sites. Sau khi đăng kí tài khoản xong, người học sẽ bước vào giao diện thiết kế sẽ thấy các công cụ cho việc xây dựng trang web. Bước 1: Ở trang đầu tiên, người học nhấn nút Edit page (hình chiếc bút chì ở góc trên bên phải) để thiết kế trang chủ. Công cụ này có cửa sổ giống như Word nên rất thuận lợi cho các ba ̣n, gồm có các tính năng như Insert (chèn hình ảnh, link, liên kết với các dịch vụ khác của Google: Google Document; Google Video;....và YouTube), Format (gõ chỉ số trên, dưới, canh lề,...), Table (chèn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn bảng), Layout (bố trí trang web thành 01 hoặc 02 cột). Đặc biệt, tính năng HTML 45 sẽ giúp cho người học có hiểu biết về ngôn ngữ này có thể dễ dàng kiểm tra, chỉnh sửa, thêm bớt các hiệu ứng cho web mà Google Sites không cung cấp sẵn. Sau khi đã hoàn thành xong nội dung, hãy nhấn nút Save để lưu lại. Bước 2: Kế tiếp, người học cần bổ xung thêm hình nền, logo, chỉnh sửa thanh Sidebar,...ở góc trên bên phải click vào Thêm chọn Quản lý trang web. Trong cửa sổ hiện ra, người học sẽ thấy các thẻ chính như: Tài liệu đính kèm, Bố cục trang web, Màu và phông chữ, Chủ đề... Bố cục website -Đầu trang: các ba ̣n nhấn nút Thay đổi biểu trưng để thay đổi logo cho trang web của mình. Trong cửa sổ Định cấu hình biểu trưng trang web, các ba ̣n hãy chọn Biểu trưng tùy chỉnh và nhấn nút Browse để duyệt đến logo cần chèn trên máy hoặc có thể không chọn logo bằng cách chọn vào Không có biểu trưng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn nào. 46 -Thay đổi bố cục trang: tại đây các bạn có thể thay đổi độ rộng cho trang web, tùy chọn thanh điều hướng... Theo mặc định thì Google sites sẽ cung cấp thanh bên và thanh điều hướng ngang, để sử dụng thanh điều hướng ngang các bạn vào Thay đổi bố cục trang web tích chọn vào mục Thanh điều hướng ngang. Để tạo menu dọc (menu trên thanh bên) các bạn click vào chỉnh sửa tại ô điều hướng ở thanh bên và tiến hành thêm các menu mà bạn muốn, tương tự menu ngang (menu trên thanh điều hướng ngang). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn - Màu và phông chữ (Colors and Fonts): Thẻ này sẽ giúp các ba ̣n thay đổi
màu, hình nền cho web, tiêu đề (Header), từng trang (Page), Sidebar. Đối với 47 việc chèn hình nền cho đối tượng thì cần nhấn Browse để duyệt đến bức ảnh và cần chờ một khoảng thời gian để Upload lên máy chủ. - Chủ đề (Themes): Nếu cảm thấy không vừa lòng với giao diện web đã chọn ban đầu lúc đăng kí tài khoản thì có thể chọn lại tại đây (gồm có 24 themes). Mỗi thay đổi, các bạn cần nhấn Save changes để lưu lại trước khi quay trở ra trang web (Return to site). Bước 3: Sau khi đã thiết kế trang đầu tiên, các ba ̣n cần phải tạo ra các trang thứ 2, 3,...Để thực hiện việc này, các ba ̣n nhấn nút Create new page rồi chọn một trong 5 dạng: Web page, Dashboard, Announcements, File Cabinet, List, rồi đặt tên cho trang mới (Name) và chọn nơi đặt trang: đặt ở đầu trang (Put page at the top level), đặt bên dưới trang chủ (Put page under "tên trang chủ"). Cuối cùng nhấn Create page để tạo ra trang mới và mọi công việc thiết kế cũng sẽ sử dụng các tính năng nêu trên. -Thiết kế nội dung trang chủ Người học nhấn chuột lên nút Edit page, khi đó – bạn hãy thay đổi chữ Home sang tên trang web của mình (trong ví dụ này là ADC Việt Nam). Để thay đổi font chữ, bạn quét chọn các chữ rồi nhấn chuột lên nút Normal và chọn dạng font mình thích. Để thay đổi kích thước chữ, bạn nhấn chuột lên nút 10 pt và chọn kích thước chữ mình thích. Để im đậm, in nghiên, gạch chân – bạn quét chọn chữ rồi nhấn chuột lên các nút chữ B, chữ I hoặc chữ U tương ứng. Để thay đổi màu sắc cho chữ, bạn cũng quét chọn chữ rồi nhấn chuột lên nút chữ A sau đó tìm đến màu sắc mình muốn. Tính năng tương tự trong nút giúp bạn tô màu nền cho chữ. Các nút và giúp bạn canh lề cho chữ trong khung của trang web. Khung bên dưới, bạn hãy viết đôi lời giới thiệu về trang web, hoặc các cảm nhận, suy nghĩ của mình sao cho thật ấn tượng để khiến bất kì ai ghé thăm cũng dừng lại để “ngó nghiêng” đôi chút. Sau khi đã thiết kế xong trang Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn chủ, bạn nhấn nút Save để lưu lại chọn lựa. 48 -Tạo thêm trang phụ Một trang web phong phú phải là một trang web có nhiều trang bên trong với mỗi trang là một nội dung khác nhau. Muốn tạo ra một trang web mới, bạn nhấn chuột lên nút Create new page rồi trong dòng Select a template to use, bạn hãy đánh chọn mục Web Page và điền tiếp địa chỉ cho trang web mới ấy. Bạn nên đặt theo tên tiêu đề của trang web mới bằng tiếng Việt để Google tạo lấy luôn tiêu đề ấy làm tiêu đề cho trang web mới. Riêng phần địa chỉ thì bạn an tâm, Google sẽ chuyển địa chỉ tiêu đề (bằng tiếng Việt ấy) ra tiếng Việt không dấu và tạo địa chỉ cho trang web bằng chính tiêu đề đó. Chẳng hạn, bạn muốn tạo ra một trang web mới có tiêu đề “Thiết kế website” thì trong khung Name – bạn hãy viết là “Thiết kế website”. Lúc ấy, Google tạo cho người học một địa chỉ cho trang web này theo dạng site/tên trang chủ/tên trang phụ, chẳng hạn trong trường hợp này sẽ là site/adcvietnam/thiet-ke-website. Nếu muốn nó nằm cùng vị trí với trang chủ thì bạn đánh chọn mục Put page at the top level hoặc đánh chọn Put page under … thì Google sẽ đặt trang phụ này nằm phía sau một đường link trong trang chủ. Bây giờ, bạn nhấn nút Create Page để tạo trang web phụ mới. Để chỉnh sửa nội dung trang web mới tạo, cần qua mục Recent site activity rồi nhấn chọn lên trang web ấy và làm như trên để chỉnh sửa nội dung, hình thức cho phù hợp với ý thích của mình. -Đưa thêm các file media vào Khi thiết kế một trang web, nên đưa thêm các file media vào bên trong để trang web trông đẹp, hấp dẫn và ấn tượng hơn. Để đưa hình ảnh vào trong trang web, nhấn chọn lên mục Insert > Image. Trong pop-up hiện ra, nếu bức hình của bạn nằm trong trang web thì bạn đánh chọn mục Uploaded Image, nhấn nút Browse rồi tìm đến file kia, nhấn Open > Add Image để đưa nó lên web. Để tinh chỉnh cho file ảnh, hãy nhấn chọn lên nó, lúc ấy một thanh công Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn cụ hiện ra, dòng Align giúp để canh trái – phải – giữa cho file ảnh bằng cách 49 nhấn chuột lên các chữ L – C – R. Trong dòng Size, bạn có thể chọn phóng to thu nhỏ hình bằng cách nhấn chọn lên các chữ S (small) – M (medium) – L (large) – Original (giữ nguyên kích thước hình). Nếu muốn loại bỏ hình, bạn nhấn chuột lên liên kết Remove là xong. Để đưa thêm các video, vào Insert > Video rồi chọn Google Video hoặc YouTube. Khi có pop-up hiện ra, bạn chỉ đơn giản điền địa chỉ của file video vào trong khung Paste the URL of your YouTube video, sau đó trong khung Include title – bạn hãy điền tên của Video hoặc tên cho chú thích của Video vào đó, nhấn Save để lưu lại chọn lựa. Sau đó, trong mục Align, bạn nhấn chuột lên các chữ L – C – R để canh trái, giữa hoặc phải. Khi một file media đã được đưa vào trang web trước đó và bạn muốn chỉnh sửa lại thì bạn chỉ việc nhấn chuột lên nó rồi chọn Properties là xong. Di chuyển nhanh trong trang web Nếu trang web của bạn dài, hay có nhiều đề mu ̣c, hoă ̣c đơn giản là ba ̣n
muốn lập một mục lu ̣c trong trong web củ a ba ̣n để nó trông có vẻ ngăn nắp và
hê ̣ thống, chứ ng tỏ ngườ i làm ra trang web làm viê ̣c rất có khoa ho ̣c và logic.
Lúc đó ba ̣n cần có công cu ̣ giúp ba ̣n “nhảy” thẳng từ vi ̣ trí mu ̣c lu ̣c đến vi ̣ trí nô ̣i
dung tương ứ ng trong trang web. Ví dụ, mu ̣c lu ̣c trang web củ a ba ̣n liê ̣t kê. 01- Giớ i thiệu
02- Ngườ i chủ quản
03- ………. 10- Kết luận. Và ba ̣n muố n khi ngườ i đo ̣c nhấn chuô ̣t vào 10- Kết luâ ̣n thì ngay lâ ̣p tứ c
ho ̣ sẽ đươ ̣c di chuyển ngay đến nô ̣i dung tương ứ ng trong trang đó thay vì phải
́t công rê chuô ̣t. Thủ thuâ ̣t này khá hay nhưng thực hiê ̣n cũng không đơn giản
mâ ̣
vì ba ̣n phải chú ý đến từ ng câu chữ trong trang web đó . Có rất ít trang web các
nhân không chuyên có được hiệu ứng này và vì thế nếu bạn tạo được nó trong trang web thì sẽ không gì tuyệt hơn. Tuy nhiên, như đã nói, để có được hiệu ứng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn “pro” này thì bạn phải bỏ ra một chút công sức. 50 - Bướ c 1: trước tiên bạn hãy xây dựng đầy đủ nô ̣i dung, mu ̣c lu ̣c cho trang web.
- Bước 2: bạn tô khố i từ ng đề mu ̣c trong mu ̣c lu ̣c theo ví dụ ở trên. Chẳng hạn
ba ̣n tô chọn phần 01- Giớ i thiê ̣u rồi vào Insert > Link. Trong pop-up hiện ra,
bạn hãy chuyển qua thẻ Web address. Bây giờ, bạn hãy điền địa chỉ của trang web (lấy trong khung Adress ở phía trên) vào trong mục Link to this URL sau đó thêm mã #1 vào phía sau. Chẳng hạn trong ví dụ ở trên, địa chỉ của trang web là trong thanh Adress là (site.google/site/thiet-ke-web), thì trong khung Link to this URL bạn cũng điền là (site.google/site/thiet-ke-web) rồi thêm mã #1 thì sẽ được link mới là (site.google/site/thiet-ke-web#1). Cuối cùng bạn nhấn OK để hoàn tất viê ̣c đă ̣t
link mớ i cho mục lục.
- Bướ c 3: bạn làm tương tự cho các mu ̣c lục còn lại và thay mã #1 thành các mã
với con số thứ tự tiếp theo là #2, #3, #4, #5,… Như vậy, bằng cách này, có bao nhiêu phần trong mục lục thì bạn chỉ việc thay nó bằng con số thứ tự tương ứng là xong. - Bướ c 4: Bạn quay xuống các tiêu đề của nô ̣i dung có bên dướ i trang web, xác
định vị trí các tiêu đề này rồi nhấn chuột lên nút HTML ở góc trên bên tay phải “Ở đây bạn phải phân biệt tiêu đề trong mu ̣c lu ̣c vớ i tiêu đề củ a nô ̣i dung, tiêu đề
trong mục lục không có nô ̣i dung gì bên dướ i (đơn thuần là một cái mục lục mà
thôi), cò n tiêu đề củ a nội dung thì bên dướ i nó luôn có một đoa ̣n văn miêu tả cho
tiêu đề đó ”.
- Bước 5: thêm mã cho các link trong tiêu đề của nội dung. Đây là bước quan trọng nhất, trước tiên bạn tìm đến tiêu đề của nội dung. Chẳng hạn theo ví du ̣ ở trên, thì bạn tìm đến dòng có chữ là tiêu đề củ a nô ̣i dung 01- Giớ i thiê ̣u, sau đó
điền đoa ̣n mã tên tiêu đề ke ̣p lấy tiêu đề đó . Như
vậy, với 01- Giớ i thiệu ba ̣n sẽ có lệnh mớ i là 01- Giớ i
thiê ̣u. Vớ i 02- Ngườ i chủ quản, ba ̣n có lê ̣nh là 02-
Ngườ i chủ quả n , hoă ̣c vớ i 10- Kế t luâ ̣n, ba ̣n có lệnh là 10- Kế t luận. Cứ như vâ ̣y, bạn hãy thêm mã “nhảy” cho các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn tiêu đề trong nội dung trang web. 51 - Bước 6: sau khi mo ̣i thứ đã xong, ba ̣n nhấn Update để đưa kết quả lên web. Bây
giờ, khi ai đó nhấn chuột lên mục lục thì họ sẽ được chuyển ngay đến nội dung tương ứng ở bên dưới. Bằng cách này, với một trang web dài, bạn sẽ giúp người sử dụng dễ dàng tìm đến những phần mình quan tâm một cách nhanh nhất. Ta có giao diện trang Web như sau: 2.4.2. Nội dung khóa học + Phần lý thuyết: Bài 1. Phương pháp chứng minh bất đẳng thức từ tính chất của đạo hàm A. Cơ sở lí thuyết A.1. Định nghĩa đạo hàm Cho hàm số f(x) xác định trên khoảng (a; b) và . Nếu tồn tại giới hạn . ( ), thì giới hạn đó được gọi là đạo hàm của hàm số tại điểm xác định Nếu hàm số f(x) có đạo hàm trên (a;b), thì tương ứng một hàm số trên khoảng (a;b) mà ta gọi là đạo hàm của hàm số f(x) và kí hiệu là Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn f’(x) 52 A.2.Cực trị địa phương . Ta nói rằng hàm - Định nghĩa: Cho hàm số f(x) với miền xác định là U và nếu f có đạo hàm trên khoảng số f đạt cực đại (cực tiểu) địa phương tại sao cho f(x) < f(a) hoặc f(x)> f(a). Cực đại (a;b) nào đó nằm trong U và chứa
hay cực tiểu địa phương gọi chung là cực trị địa phương.
A.3. Một số định lí về giá trị trung bình Định lí 1 (Định lí Fermat): Nếu hàm số f có cực trị địa phương tại điểm và có đạo hàm tại điểm thì f’( ) = 0 Định lí 2 (Định lí Rolle): Giả sử hàm số liên tục trên và có đạo hàm trên . Nếu thì tồn tại ít nhất một điểm sao cho . Định lí 3 (Định lí Lagrange): Nếu hàm số liên tục trên và có đạo hàm trên thì tồn tại ít nhất một điểm sao cho . B. Xây dựng một số bất đẳng thức từ các định lí về đạo hàm B.1. Xậy dựng BĐT từ định lý Lagrange Ví dụ 1: Cho hàm số Ta thấy liên tục trên và có đạo hàm trên và Theo định lí Lagrange thì tồn tại sao cho tức là Mặt khác Từ đó ta có thể xây dựng một số bài toán sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.Cho .Chứng minh rằng : 53 2.Cho . Chứng minh rằng : 3.Chứng minh rằng ta có Ví dụ 2: Cho hàm số Ta thấy là hàm số liên tục và có đạo hàm và Theo định lí Largrange sao cho Do nên Mặt khác ta xét thì Một vấn đề quan trọng trong việc sử dụng định lý Lagrange để chứng minh BĐT là: Phải khéo léo chọn hàm f Để chọn được hàm f ta phải biến đổi BĐT sao cho xuất hiện biểu thức dạng trong BĐT phụ thuộc vào hai ẩn a,b Từ đó ta có bài toán (dành cho học sinh THPT) 1.Với ta có 2.Cho . Chứng minh rằng 3.Chứng minh rằng 4.Cho . Chứng minh rằng B.2. Xây dựng BĐT từ định lí Rolle Ví dụ 1: Cho với trong đó Ta thấy nên theo định lí Rolle thì Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn phương trình có hai nghiệm phân biệt 54 Mặt khác ta có nên theo Viet ta có Từ định lí Caushy đối với hai số không âm ta có suy ra Từ đó ta có bài toán dành cho học sinh THPT: 1.Với a, b, c là ba số không âm. Chứng minh rằng 2.Với a, b, c, d là bốn số không âm. Chứng minh rằng 3.Với a, b, c, d là bốn số không âm. Chứng minh rằng C. Bài tập vận dụng Hãy luyện tập với các bài toán sau: Bài 1. Chứng minh rằng: Nếu thì Bài 2. Chứng minh rằng: Nếu thì Bài 3. Chứng minh rằng: Nếu thì Bài 4. Chứng minh rằng: Nếu thì Bài 5. Chứng minh rằng: Nếu thì Bài 6. Chứng minh rằng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bài 7. Chứng minh rằng , 55 Gợi ý: Xét hàm số trên ta có: f(0)= f(1)= 0. Chứng minh hàm số f(x) đồng biến và có nghiệm thuộc khoảng trên. Lập bảng biến thiên rồi suy ra điều phải chứng minh. Bài 8.Chứng minh rằng : Bài 9. Cho . Chứng minh rằng Gợi ý: Xét hàm số trên Ta có: . Rõ ràng với điều kiện đầu bài cho, ta chưa thể biết dấu của đạo hàm cấp một. Do đó ta nghĩ đến việc dùng đạo hàm cấp hai để xét dấu đạo hàm cấp hai để xét dấu đạo hàm cấp một: Bài 10. Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số Bài 11. Cho . Chứng minh rằng: Bài 12. Chứng minh rằng , Chú ý rằng một trong các tính chất sử dụng đạo hàm cũng rất hay được áp dụng trong các bài toán BĐT đó là tính chất về tiếp tuyến của một đường cong. Ta xét ví dụ sau: Bài 13 (A-2003) Cho ba số dương . Chứng minh rằng: Bài toán này có nhiều cách giải, có thể áp dụng BĐT Caushy nhưng từ giả thiết Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn và kết luận của bài toán ta nghĩ, nếu so sánh được với x hoặc với ax+b 56 thì bài toán có thể được giải. Từ đó ta nghĩ đến mối quan hệ giữa đường cong và tiếp tuyến. Tính chất: Cho hàm số y= f(x) có đạo hàm cấp hai trên khoảng (a;b), khi đó: Nếu thì Nếu thì Để chứng minh tính chất này ta có thể xét hàm số phụ hoặc có thể thấy f(x) là hàm số có đồ thị lõm trên (a; b) còn hàm số có đồ thị là tiếp tuyến của đồ thị hàm số y = f(x) tại điểm Áp dụng tính chất trên ta có lời giải như sau: Từ giả thiết suy ra 0 Do vai trò của x, y, z là như nhau nên ta nhận thấy dấu bằng xảy ra khi Xét hàm số : trên (0;1). Ta có Mặt khác Phương trình tiếp tuyến tại điểm có hoành độ là Áp dụng tính chất trên ta có: đẳng thức xảy ra khi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Tương tự ta có: 57 đẳng thức xảy ra khi đẳng thức xảy ra khi Cộng vế theo vế của các BĐT trên ta được Theo giả thiết có nên suy ra điều phải chứng minh Mục tiêu của cách làm này là so sánh một biểu thức có bậc phức tạp với nhị thức bậc nhất. Để sử dụng phương pháp này ta cần chú ý mấy điểm sau: Với bài toán nhiều biến số, chẳng hạn ba biến số a; b; c ta phải đưa bài toán về: Giả thiết cho quan hệ tổng của ba số trên là một số không đổi Kết luận phải biến đổi được về dạng với M là một hằng số cho trước Phán đoán trước được đẳng thức xảy ra khi nào Đạo hàm cấp hai không đổi dấu trên khoảng cần xét D. Bài tập kiểm tra Bài 1. Cho . Chứng minh rằng Bài 2. Cho . CMR: Bài 3. Chứng minh rằng với các số dương a, b, c ta có Bài 4. Cho . CMR: Bài 5: Chứng minh rằng với mọi số thực a, b, c ta đều có Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bài 6: Cho . Chứng minh rằng : 58 Bài 7: Cho . Chứng minh rằng Bài 2. Phương pháp chứng minh bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi A. Cơ sở lí thuyết A.1. Khái niệm hàm lồi- hàm lõm -Hàm lồi: Hàm số được gọi là hàm lồi trong khoảng nếu với luôn có bất đẳng thức: Đặc biệt với thì ta có -Hàm lõm: Hàm số được gọi là hàm lõm trong khoảng nếu với luôn có bất đẳng thức: A.2. Một số định lí về hàm lồi Định lí 1: Giả sử hàm số xác định và liên tục trong khoảng . Hàm số là lồi trong khoảng khi và chỉ khi với Định lí 2: Giả sử hàm số xác định và liên tục trong khoảng và có đạo hàm hữu hạn. Khi đó là hàm lồi nếu và chỉ nếu là hàm không giảm trong . Từ mệnh đề 2 suy ra kết quả dưới đây: Hệ quả 1: Giả thiết xác định và liên tục trong khoảng I. Giả sử có đạo hàm liên tuch và có hữu hạn trong khoảng I. Khi đó là hàm lồi nếu và chỉ nếu 0 trong I. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Hệ quả 2: Bất đẳng thức Jensen 59 Nếu là hàm lồi trong thì và với mọi số thực ta luôn có bất đẳng thức dưới đây Hệ quả 3: Nếu là hàm lồi trên khoảng I thì với mọi ta đều có B. Xây dựng một số bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi Có 4 cách xây dựng bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi, đó là: Xét hàm xác định trên D sau đó chỉ ra là hàm số lồi trên tập A D bằng một trong hai cách: Hoặc tính và chỉ ra trên tập A D Hoặc chỉ ra bất đẳng thức sau : Đặc biệt hoá bài toán Tổng quát hoá bài toán C. Bài tập vận dụng C.1. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho thoả mãn . Chứng minh rằng Phân tích: Dễ thấy bài toán trên là trường hợp đặc biệt của bài toán xây dựng bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi. Thật vậy: Xét hàm số trên . Hiển nhiên thấy hàm số thoả mãn: . Theo hệ quả 2 xây dựng ở trên ta có: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Với n= 3. Ta có bài toán trên. 60 Ví dụ 2: Cho và thoả mãn . Chứng minh rằng: Phân tích: Dễ thấy bài toán trên là trường hợp đặc biệt của bài toán xây dựng bất đẳng thức từ tính chất của hàm lồi. Thật vậy: Xét hàm số trên . Ta có Vậy suy ra làm hàm lồi. Theo định lí xây dựng ở trên ta có: Với n= 2. Ta có bài toán trên. Ví dụ 3: Cho và thoả mãn Chứng minh rằng : C.2. Bài tập vận dụng Bài toán 1 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC ta có Xét hàm số . Dễ thấy là hàm lõm nên ta có Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên ta có : 61 Từ lời giải (sử dụng tính chất hàm lồi) ở trên ta nhận thấy để giải bài toán này cần có hai bước. Bước 1 là chứng minh ba bất đẳng thức Và cũng chỉ có bước này là sử dụng toán cao cấp. Tuy nhiên đối với THPT thì ta lại lí giải từng bất đẳng thức trên có được là do đánh giá . Thật vậy : vì Việc chứng minh hai bất đẳng thức còn lại tương tự. Sau đó bước 2 cũng là cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên để suy ra điều phải chứng minh. Bài toán 2 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC ta có Xét hàm số . Dễ thấy là hàm lõm nên ta có Cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên ta có : Từ lời giải (sử dụng tính chất hàm lồi) ở trên ta nhận thấy để giải bài toán này Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn cần có hai bước. Bước 1 là chứng minh ba bất đẳng thức 62 Và cũng chỉ có bước này là sử dụng toán cao cấp. Tuy nhiên đối với THPT thì ta lại lí giải từng bất đẳng thức trên có được là do đánh giá . Thật vậy: vì Việc chứng minh hai bất đẳng thức còn lại tương tự. Sau đó bước 2 cũng là cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên để suy ra điều phải chứng minh. Bài toán 3 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC nhọn ta có Xét hàm số . Dễ thấy là hàm lõm nên ta có Cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên ta có : Từ lời giải (sử dụng tính chất hàm lồi) ở trên ta nhận thấy để giải bài toán này Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn cần có hai bước. Bước 1 là chứng minh ba bất đẳng thức 63 Và cũng chỉ có bước này là sử dụng toán cao cấp. Tuy nhiên đối với THPT thì ta lại lí giải từng bất đẳng thức trên có được là do đánh giá . Thật vậy : vì Việc chứng minh hai bất đẳng thức còn lại tương tự. Sau đó bước 2 cũng là cộng vế với vế của ba bất đẳng thức trên để suy ra điều phải chứng minh. Bài toán 4 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC nhọn ta có : Bài toán 5 : Chứng minh rằng với mọi tam giác ABC nhọn ta có : D. Bài tập kiểm tra Bài 1: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 2: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 3: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 4: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 5: Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng Bài 3. Phương pháp chứng minh bất đẳng thức từ bất đẳng thức vecto A. Cơ sở lý thuyết A.1. Các phép toán vecto Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn - Cho . Khi đó ta có 64 -Độ dài của vecto A.2 Một số bất đẳng thức vecto Trong không gian cho các vecto . Ta có các bất đẳng thức sau: B. Xây dựng một số bất đẳng thức từ các bất đẳng thức vecto Ví dụ 1: Trong mặt phẳng Oxy ta xét điểm A(a,2), B(b,3), C(3,4) Ta có: Khi đó: Theo bất đẳng thức thì Từ đó ta có thể xây dựng bất đẳng thức sau: Với a, b là các số thực bất kì thì Ví dụ 2: Cho với a, b, c là các số thực dương bất kì Khi đó: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Theo bất đẳng thức thì 65 Mặt khác ta lại có Đặt . Xét hàm số . Vì là hàm đơn điệu giảm nên ta có Từ đó ta có thể xây dựng bất đẳng thức sau: Với a, b là các số thực dương bất kì thoả mãn ta có : Ngoài ra, còn có thể sử dụng bất đẳng thức Schwarz để tìm lời giải cho một số bài toán về bất đẳng thức ở THPT C. Bài tập vận dụng Bài 1: Chứng minh rằng: Phân tích: Các biểu thức dưới dấu căn là các biểu thức bậc hai luôn dương. Nên có thể: Biểu diễn mỗi căn bậc hai dưới dạng độ dài các véc tơ Chọn hai véc tơ sao cho tổng không đổi Ta chọn Áp dụng bất đẳng thức Dấu “=” xảy ra khi hai véc tơ cùng phương, tức là Bài 2: Cho . Chứng minh rằng Phân tích: Trước hết có thể đưa bài toán đã cho về việc tìm giá trị nhỏ nhất của hàm một biến bằng cách thế: . Khi đó vế trái của bất đẳng thức đưa Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn về dạng: 66 Thực hiện quá trình các bước giống bài 1, ta có lời giải bài toán. D. Bài tập kiểm tra Bài 1: Chứng minh rằng với mọi số thực x: Bài 2: Chứng minh rằng với mọi số thực x ta có: Bài 3: Chứng minh rằng với mọi số thực x,y ta có Bài 4: Chứng minh rằng Bài 5: (Đề thu tuyển sinh Đại học, Cao đẳng khối B- 2006) Chứng minh: Bài 4. Phương pháp chứng minh bất đẳng thức từ bất đẳng thức hoán vị A. Cơ sở lý thuyết Bất đẳng thức hoán vị - Định lí: Cho hai dãy số đơn điệu tăng và . Giả sử là một hoán vị bất kì của ta luôn có Ngoài ra: Nếu hai dãy trên là đơn điệu ngược chiều thì bất đẳng thức trên đổi chiều. B. Một số ví dụ minh hoạ về việc vận dụng bất đẳng thức hoán vị để giải một số bài toán về bất đẳng thức Ví dụ 1: Giả sử a, b, c là độ dài ba cạnh của một tam giác. Chứng minh rằng: Ta thấy nên hai bộ số và là đơn điệu ngược chiều. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Theo bất đẳng thức hoán vị ta có: 67 (đpcm) Từ lời giải ở trên ta thấy để giải bài toán này cần theo hai bước Bước 1: Xác định hai dãy đơn điệu ngược chiều. Bước 2: Vận dụng bất đẳng thức hoán vị Trong lời giải trên chỉ có bước thứ 2 là dùng bất đẳng thức hoán vị. Do đó để giải bài toán trên bằng kiến thức phổ thông thì ta chỉ cần không áp dụng trực tiếp bất đẳng thức hoán vị trong trường hợp n= 3 mà trước khi áp dụng ta phải chứng minh nó bằng cách chuyển vế đổi dấu, nhóm các hạng tử đồng dạng với nhau. Tức là: C. Bài tập vận dụng Bài 1: Cho a, b, c là các số dương có tổng bằng 1. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: Bài 2: : Cho a, b, c là các số dương có tích bằng 1. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: Bài 3: Cho x, y là các số dương và . Chứng minh rằng D. Bài tập kiểm tra Bài 1: Cho x, y là các số dương và . Chứng minh rằng: Bài 2: Cho ba số dương x, y, z và . Chứng minh rằng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bài 3: Cho x, y, z là các số dương. Chứng minh rằng: 68 Bài 4: Cho x,y thỏa mãn x+y =2. Chứng minh rằng: Bài 5: Chứng minh rằng với ba số dương a, b, c ta có: + Phần bài tập: A.Bài tập cơ bản Bài 1: Cho . Chứng minh rằng: Bài 2: Cho . Chứng minh rằng: Bài 3: Cho . Chứng minh rằng: Bài 4: Cho thỏa mãn . Chứng minh rằng: Bài 5: Cho thỏa mãn . Chứng minh rằng: Bài 6: Cho thỏa mãn . Chứng minh rằng: Bài 7: Chứng minh rằng: Bài 8: Chứng minh rằng: Bài 9: Cho . Chứng minh rằng Bài 10: Cho . Chứng minh rằng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bài 11: Cho . Chứng minh rằng: 69 Bài 12: (A- 2008) Cho . Chứng minh rằng: Bài 13: (B- 2005) Chứng minh rằng với mọi số thực x ta có Bài 14: Cho . Chứng minh rằng: Bài 15: Cho . Chứng minh rằng: Bài 16: Cho . Chứng minh rằng: B. Bài tập nâng cao Bài 1: Cho . Chứng minh rằng: Bài 2: Chứng minh rằng Bài 3: Cho . Chứng minh rằng: Bài 4: Cho . Chứng minh rằng: Bài 5: Cho a, b là hai số thực không âm. Chứng minh rằng: Bài 6: Cho x, y là hai số dương. Chứng minh rằng: Bài 7: Cho . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức Bài 8: Chứng minh rằng , Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bài 9: Cho . Chứng minh rằng: 70