Thiết kế hoạt động có ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học một số chủ đề môn toán

Thiết kế hoạt động có ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học một số chủ đề môn toán

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ––––––––––––––––––––

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRỊNH THANH HẢI

THÁI NGUYÊN - 2009

LỜI CẢM ƠN

Bản luận văn được hoàn thành tại Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên dưới sự hướng dẫn tận tình của TS Trịnh Thanh Hải Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Thầy về sự hướng dẫn hiệu quả cùng những kinh nghiệm trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Sau Đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Toán, các thầy cô giáo Trường Đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên, Viện Khoa học & Giáo dục Việt nam và Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học

tập và nghiên cứu khoa học

Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Lai Châu cùng các đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi về mọi mặt trong quá trình học tập và hoàn thành bản luận văn này

Bản luận văn chắc chắn sẽ không tránh khỏi những khiếm khuyết vì vậy rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn học viên để luận văn này được hoàn chỉnh hơn

Cuối cùng xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Thái Nguyên, tháng 09 năm 2009

Tác giả

CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

STT Viết tắt Viết đầy đủ

1 CNTT Công nghệ thông tin

1.2 Nhà trường hiện đại trong bối cảnh phát triển như vũ bão của

1.2.1 CNTT nâng cao hiệu quả quản lý giáo dục 12 1.2.2 CNTT góp phần đổi mới nội dung phương pháp dạy học 12 1.2.3 CNTT góp phần đổi mới công tác kiểm tra đánh giá 16

1.3 Ứng dụng CNTT trong các nhà trường ở Việt nam 17 1.3.1 Quan điểm chỉ đạo về việc ứng dụng CNTT trong nhà trường 17 1.3.2 Định hướng về việc đưa CNTT vào nhà trường ở Việt Nam 17

1.4.2 Ứng dụng CNTT trong dạy học toán và vấn đề đổi mới trong

1.6.1 Xác lập vị trí chủ thể của người học, đảm bảo tính tự giác tích

1.6.2 Dạy học dựa trên sự nghiên cứu tác động của những quan

1.6.3 Dạy việc học, dạy cách học thông qua toàn bộ quá trình dạy học 33

1.6.5 Xác định vai trò mới của người thầy với tư cách người thiết

1.7 Thực trạng việc ứng dụng CNTT vào dạy học bộ môn Toán

Chương 2: Khai thác phần mềm AutoGraph trong dạy học Toán ở

2.1 Khai thác AutoGraph hỗ trợ dạy học nội dung hàm số liên tục 38

2.1.1 Những thuận lợi, khó khăn của giáo viên và học sinh khi học tập và giảng dạy nội dung hàm số liên tục 38 2.1.2 Khai thác AutoGraph hỗ trợ các hoạt động để dạy học nội

2.2.2 Khai thác AutoGraph hỗ trợ các hoạt động để dạy học nội

2.3 Khai thác AutoGraph hỗ trợ dạy học một số bài toán quỹ tích 76 2.4 Khai thác AutoGraph hỗ trợ dạy học một số bài toán về phương

trình, bất phương trình, hệ phương trình, hệ bất phương trình có chứa tham số

86

2.5 Khai thác AutoGraph hỗ trợ dạy học phương pháp tọa độ

MỞ ĐẦU I Lý do chọn đề tài

Luật giáo dục nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã quy định: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý

chí vươn lên” (Luật giáo dục 2005, chương I, điều 4)

“Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập của HS”

(Luật giáo dục 2005, chương I, điều 24)

Chỉ thị số 58 – CT/TW ngày 17 tháng 10 năm 2000 của Bộ chính trị, Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam: “Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác giáo dục và đào tạo ở các cấp học, bậc học, ngành học Phát triển các hình thức đào tạo từ xa phục vụ cho nhu cầu học tập của toàn xã hội Đặc biệt tập trung phát triển mạng máy tính phục vụ cho giáo dục và đào tạo, kết nối Internet tới tất cả các cơ sở giáo dục và đào tạo”

Chỉ thị số 29/2001/CT - Bộ GD&ĐT cũng chỉ ra: đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục và đào tạo ở tất cả các cấp học, ngành học theo hướng sử dụng công nghệ thông tin như một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập ở tất các các môn

Định hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là hướng vào việc tổ chức cho học sinh học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác tích cực và sáng tạo để chống lại thói quen học tập thụ động

Đặc biệt, Bộ GD&ĐT đã quyết định chủ đề năm học 2008 – 2009 là “Năm học ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT)” với mục tiêu: “Đẩy mạnh

một cách hợp lý việc triển khai ứng dụng CNTT trong đổi mới phương pháp dạy và học ở từng cấp học Ở những nơi có điều kiện thiết bị tin học, từng bước đổi mới phương pháp dạy học thông qua việc thực hiện bài giảng điện tử, xây dựng cơ sở dữ liệu điện tử cho học tập từng môn, ứng dụng các phần mềm mô phỏng thí nghiệm, xây dựng thư viện bài giảng điện tử, hướng tới triển khai công nghệ học điện tử (e-Learning); tăng cường giao lưu trao đổi bài soạn qua mạng; phát huy tính tích cực tự học, tự tìm tòi thông tin qua mạng Internet Tổ chức “sân chơi” trí tuệ trực tuyến của một số môn học Tích cực chuyển sang khai thác, sử dụng và dạy học bằng phần mềm mã nguồn mở Xây dựng chương trình giảng dạy CNTT theo các mô-đun kiến thức để đáp ứng nhu cầu học tập một cách mềm dẻo.” (Trích Chỉ thị số 47/2008/CT-BGDĐT của Bộ GD&ĐT về năm học 2008-2009)

Từ những định hướng trên, chúng ta thấy rằng việc ứng dụng công nghệ thông tin và các phương pháp dạy học hiện đại vào hoạt động dạy học là một hướng đang nhận được sự quan tâm của Đảng, Nhà nước và của toàn xã hội Việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng trên sẽ góp phần nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo, đặc biệt là giáo dục và đào tạo phổ thông

Với những lý do trên và qua thực tế giảng dạy bộ môn Toán ở trường THPT, chúng tôi nhận thấy việc ứng dụng CNTT vào giảng dạy là hết sức cần thiết Vì vậy đề tài được chọn là: “THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG CÓ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ MÔN TOÁN Ở TRƯỜNG THPT”

II Giả thuyết khoa học

Nếu có phương pháp phù hợp để sử dụng CNTT trong thiết kế hoạt động dạy học môn Toán thì sẽ tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh, vừa đạt được mục tiêu truyền thụ kiến thức, rèn được kỹ năng, vừa phát triển tư duy logic cho học sinh, học sinh sẽ cảm thấy hứng thú học tập hơn Góp

phần đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng dạy học Toán ở trường THPT

III Mục đích nghiên cứu

Xây dựng phương án ứng dụng CNTT vào dạy học một số chủ đề môn Toán ở trường THPT nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy

IV Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu lý luận về những quan điểm đổi mới về phương pháp dạy học - Tìm hiểu thực trạng việc khai thác CNTT trong dạy học Toán ở trường THPT

- Thiết kế một số hoạt động dạy học có ứng dụng CNTT ở một số nội dung cụ thể trong chương trình Toán THPT

- Kiểm tra hiệu quả bằng thực nghiệm sư phạm

V Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận - Phương pháp chuyên gia

- Phương pháp điều tra, thăm dò - Phương pháp thực nghiệm giáo dục - Phương pháp xử lý dữ liệu

VI Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, nội dung luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn

Chương 2: Khai thác phần mềm AutoGraph trong dạy học Toán ở trường THPT

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1 BỐI CẢNH CHUNG VỀ TÁC ĐỘNG TOÀN DIỆN CỦA CNTT TỚI SỰ PHÁT TRIỂN CỦA XÃ HỘI

Trong những năm gần đây, loài người đã được chứng kiến một kỷ nguyên mới gắn liền sự phát triển với tốc độ phát triển như vũ bão của CNTT và được thừa hưởng nhiều thành tựu do CNTT mang lại Thông tin đã thực sự trở thành tài sản của mỗi cá nhân, mỗi tập thể, mỗi quốc gia và của toàn bộ loài người

Những thành tựu của CNTT đã tạo ra một cuộc cách mạng trong hầu hết các lĩnh vực xã hội, kinh tế, Sự phát triển Internet và công nghệ truyền thông đa phương tiện (Multimedia) đã tạo ra nhiều biến đổi lớn lao trong

phạm vi toàn cầu như: Trao đổi thư tín qua mạng Internet: e-mail; Chính phủ điện tử: e-government; Giáo dục điện tử: e-education; Dạy học qua mạng: e-learning; văn hoá số hay văn hoá điện tử: e-culture Tất cả đều có một đặc

điểm chung là mọi công việc giao dịch được số hoá và thực hiện trên mạng Internet Sự thay đổi này kéo theo nhiều sự thay đổi sâu sắc trong xã hội Có thể khẳng định máy tính điện tử (MTĐT) đã xâm nhập vào mọi ngóc ngách của cuộc sống và trở thành một công cụ đắc lực không thể thiếu được trong cuộc sống hiện đại Con người tiếp xúc với kho kiến thức khổng lồ của nhân loại qua màn hình máy tính, và giao tiếp với nhau qua Internet Như vậy, mọi cản trở về không gian, thời gian đã trở nên không đáng kể

Trong bối cảnh chung này, giáo dục không thể là trường hợp ngoại lệ, sớm hay muộn thì giáo dục cũng phải chịu tác động sâu sắc bởi các thành tựu của CNTT

1.2 NHÀ TRƯỜNG HIỆN ĐẠI TRONG BỐI CẢNH PHÁT TRIỂN NHƯ VŨ BÃO CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Nằm trong xu thế chung của thời đại, ngành giáo dục đã có những thay đổi sâu sắc, toàn diện dưới tác động của CNTT CNTT và truyền thông ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhà trường là do những ưu điểm về mặt kỹ thuật và tiềm năng về mặt sư phạm của nó

1.2.1 CNTT nâng cao hiệu quả quản lý giáo dục

Vai trò của CNTT trong việc nâng cao hiệu quả quản lý giáo dục đã được các chuyên gia về quản lý giáo dục khẳng định, ví dụ:

- CNTT cho phép giảm bớt chi phí đào tạo đến mức độ tối thiểu

- Việc ứng dụng các thành tựu mới do CNTT mang lại đã giúp các nước kém phát triển ở tốp sau rút ngắn được khoảng cách về sự tụt hậu so với nền giáo dục ở các nước phát triển

- CNTT đã làm tăng hiệu quả và giảm tính quan liêu trong quản lý giáo dục Với công cụ xử lý thông tin, các nhà quản lý có thể giải quyết các bài toán về giáo dục nhanh chóng, hiệu quả và đưa ra các chủ trương, chính sách đúng đắn

Như vậy CNTT tạo ra một cuộc cách mạng trong quản lý giáo dục nó làm thay đổi căn bản phương thức điều hành và quản lý giáo dục Đó là công nghệ quản lý giáo dục (Education Management Technology)

1.2.2 CNTT góp phần đổi mới nội dung phương pháp dạy học

Ngay từ khi phát minh ra MTĐT, các chuyên gia về giáo dục đã chú ý và khai thác thế mạnh của MTĐT trong lĩnh vực giáo dục đào tạo, ví dụ:

- Năm 1967, công ty Mitre với sản phẩm TICCIT bắt đầu sử dụng máy tính mini để hỗ trợ giảng dạy

- Năm 1970 một số nước đã sử dụng rộng rãi các hệ thống hướng dẫn dạy học PLATO

- Năm 1977 MTĐT đã nhanh chóng được sử dụng trong dạy học ở hầu hết các cấp học

- Năm 1980 ngôn ngữ Logo được đưa vào khai thác trong nhà trường, điều này thúc đẩy nhiều công ty quan tâm đến lĩnh vực PMDH và mở ra một kỷ nguyên phát triển của các PMDH

- Năm 1990 việc sử dụng hệ thống đa phương tiện và hệ thống ILS trong các nhà trường đã thu lại những kết quả khả quan, nó khẳng định vai trò to lớn trong lĩnh vực giáo dục đào tạo của CNTT

- Năm 1994, các chuyên gia giáo dục bắt đầu khai thác Internet vào lĩnh vực giáo dục

- Năm 2000 trên cơ sở thành tựu của CNTT và truyền thông đã hình thành và phát triển các hệ thống giáo dục ảo và môi trường giáo dục ảo

* Những thành tựu của CNTT có thể khai thác trong dạy học

- Kỹ thuật đồ họa 2 chiều, 3 chiều trên máy tính dùng để thiết kế các thí nghiệm ảo trong vật lý, hoá học, sinh học …

- Công nghệ đa phương tiện (multimedia) với các chuẩn nén dữ liệu MP3, MP4, các phương pháp xử lý âm thanh, đồ hoạ tiên tiến cho phép tích hợp nhiều dạng dữ liệu như văn bản, biểu đồ, âm thanh, hình ảnh, video vào bài giảng nhằm hỗ trợ tối đa khả năng tiếp thu kiến thức của người học

-Việc trao đổi thông tin giữa GV với HS, giữa HS với HS được thực hiện trên mạng máy tính và Internet

- Sự phát triển của các ngành khoa học trong lĩnh vực tin học như trí tuệ nhân tạo, hệ chuyên gia, mạng noron, vấn đề xử lý tri thức đã cho phép chế tạo và điều khiển MTĐT bắt chước suy nghĩ và hành động của con người Trong thời gian gần đây việc sử dụng MTĐT trong các công việc đòi hỏi suy luận như chứng minh các mệnh đề toán học đã trở thành hiện thực

- Sự phát triển của công nghiệp phần mềm đã cung cấp hàng loạt các

PMDH, PMDH thông minh, các phần mềm công cụ với giao diện hết sức “thân thiện” hỗ trợ GV và HS trong dạy và học

Tại Hội nghị quốc tế về giáo dục Đại học thế kỷ 21 “Tầm nhìn và hành động” tại Paris diễn ra từ ngày 5 đến 9 tháng 10 năm 1998 do UNESCO tổ chức đã đưa ra ba mô hình giáo dục sau:

Mô hình Vai trò trung tâm Vai trò người học Công nghệ sử dụng Mô hình truyền

thống

GV đóng vai trò trung tâm

Người học thụ

động Bảng , tivi, radio

Mô hình thông tin Người học đóng

vai trò trung tâm Chủ động Máy tính điện tử Mô hình kiến thức Nhóm HS đóng

vai trò trung tâm Thích nghi cao độ MTĐT và mạng

Trong hệ thống trên, CNTT đóng vai trò quyết định trong việc chuyển từ mô hình truyền thống sang mô hình thông tin và sự xuất hiện của mạng máy tính là tác động chính để chuyển từ mô hình thông tin sang mô hình kiến thức

* CNTT tạo ra một môi trường dạy học mới

CNTT đã tạo ra một môi trường dạy học hoàn toàn mới, khắc phục được các nhược điểm của môi trường học truyền thống:

- Tài nguyên học tập phong phú hơn: xuất hiện các “Sách giáo khoa” điện tử dưới dạng CD-ROM, DVD,… với khả năng lưu trữ hầu hết các dạng thông tin của loài người nhờ công nghệ số hoá

- CNTT giúp tạo ra những kênh thông tin đa dạng, phong phú tác động đến tất cả các giác quan của người học nhằm kích thích hứng thú học tập cho HS CNTT còn tạo ra một môi trường thuận lợi chưa từng có để tổ chức các hoạt động học tập hướng vào việc lĩnh hội tri thức và kỹ năng cho HS, trong đó việc xử lý thông tin một phần được thực hiện nhờ MTĐT, vì vậy công

nghệ và MTĐT đã trở thành một bộ phận của bài học

- MTĐT có thể mô phỏng hầu hết thế giới thực một cách sinh động Làm cho HS có một môi trường thuận lợi để phát triển tính sáng tạo, khả năng tư duy, cách giải quyết vấn đề, phương pháp học tập và cách thức làm việc hợp tác

-Với các phần mềm vi thế giới, HS có thể tạo ra, tác động lên các đối tượng để từ đó tìm tòi, phát hiện ra quy luật của các đối tượng hoặc sử dụng quan sát các thí nghiệm ảo về sinh vật, hoá học, vật lý để rút ra được các nhận xét, kết luận khoa học Việc sử dụng CNTT để thực hiện các thí nghiệm ảo đã giúp nhà trường tránh được những thí nghiệm nguy hiểm, vượt quá hạn chế về thời gian, không gian hoặc chi phí- Đây là vấn đề khác biệt, vượt trội so với việc chỉ sử dụng các phương tiện, đồ dùng dạy học truyền thống

- Sự ra đời của Internet tạo ra một môi trường học tập mới Việc tương tác đa chiều giữa giảng viên, học viên, chuyên gia, việc trao đổi thông tin giữa GV và HS, giữa HS với HS, giữa gia đình và nhà trường được thực hiện qua mạng và Internet

- CNTT cho phép việc cá thể hoá dạy học ở mức độ cao CNTT đã cho phép thực hiện việc dạy học một – một mà điều này rất khó thực hiện trong các môi trường dạy học khác

- MTĐT là một “thầy giáo” lý tưởng MTĐT không đưa ra các phê phán khi HS chưa hoàn thành nhiệm vụ và trái lại có thể đưa ra các lời gợi ý, chỉ bảo một cách kiên trì cho đến khi HS hoàn thành nhiệm vụ

Các chuyên gia về giáo dục khẳng định việc ứng dụng CNTT đã tạo ra khả năng xây dựng môi trường hoạt động lý tưởng cho HS Trong môi trường này HS là chủ thể của quá trình dạy học, tự làm việc, tự phát hiện, tự kiểm tra đánh giá HS rất hứng thú khi được học tập với MTĐT vì vậy hiệu quả cao hơn hẳn việc học tập theo phương pháp truyền thống

* CNTT góp phần đổi mới việc dạy

- CNTT hỗ trợ người GV gia tăng giá trị lượng thông tin đến HS, hình thành nhiều kênh trao đổi thông tin hai chiều giữa GV và HS

- CNTT đưa ra nhiều lựa chọn để GV chuẩn bị bài giảng và tiến hành lên lớp sau cho phát huy cao nhất tính tích cực chủ động của HS

- CNTT cho phép GV thực hiện việc phân hoá cao trong dạy học

- CNTT không chỉ hỗ trợ GV dạy học trên lớp mà còn đưa ra nhiều hình thức dạy học mới như dạy học trên cơ sở mạng LAN, mạng WAN và Internet, dạy học, kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS từ xa

* CNTT góp phần đổi mới việc học, đặc biệt chú trọng việc tự học của HS

- CNTT tạo ra môi trường tương tác để người học hoạt động và thích nghi với môi trường, nó tạo điều kiện cho người học hoạt động độc lập với mức độ cao

- Thành tựu của CNTT sẽ dẫn đến khả năng thực hiện phân hoá cao trong quá trình giáo dục CNTT đã hỗ trợ tối đa HS vươn lên trong quá trình học tập HS nhận được sự giúp đỡ, khuyến khích do MTĐT đưa ra vì vậy có điều kiện phát triển kịp thời trong mọi thời điểm của cả quá trình học tập

* CNTT tạo ra các mô hình dạy học mới

Các chuyên gia đã đưa ra một số mô hình dạy học với sự hỗ trợ của CNTT và truyền thông, ví dụ như:

- Mô hình dạy học hướng dẫn (Instructional) - Mô hình dạy học phát hiện

- Mô hình dạy học kiểm nghiệm - Mô hình dạy học trợ giúp

1.2.3 CNTT góp phần đổi mới công tác kiểm tra đánh giá

Ta có thể khai thác CNTT trong các công đoạn: biên soạn đề, kiểm tra tính đúng đắn của đáp án, tổ chức và đánh giá kết quả kiểm tra…

1.2.4 Nhận định chung

Khi đưa CNTT vào quá trình dạy học sẽ có sự thay đổi lớn, nó tạo ra một cuộc cách mạng trong giáo dục và do đó sẽ tạo ra những thay đổi lớn trong phương pháp dạy học

1.3 ỨNG DỤNG CNTT TRONG CÁC NHÀ TRƯỜNG Ở VIỆT NAM 1.3.1 Quan điểm chỉ đạo về việc ứng dụng CNTT trong nhà trường

Nhận thức rõ vai trò to lớn của CNTT, Đảng và Nhà nước Việt Nam đã có rất nhiều những văn bản chỉ đạo về phát triển việc ứng dụng CNTT trong GD&ĐT như đã nêu trong phần lý do chọn đề tài

1.3.2 Định hướng về việc đưa CNTT vào nhà trường ở Việt Nam

*Dạy tin học như một môn học ở Việt Nam

Từ năm 1985, Bộ GD&ĐT đã cho phép 10 địa phương tiến hành dạy thử nghiệm chương trình nhập môn tin học cơ sở và đến năm 1990 đã triển khai việc dạy thí điểm tin học tại 100 trường THPT trên phạm vi toàn quốc

Từ năm học 1993-1994, trong chương trình thí điểm phân ban THPT, tin học được giảng dạy chung cho ba ban Bộ GD&ĐT đã biên soạn sách giáo khoa tin học thí điểm với 16 modul kiến thức để lựa chọn giảng dạy

Trong chương trình THPT thí điểm phân ban và chương trình THPT mới được thực hiện đại trà từ năm học 2006-2007, môn Tin học là môn học chính khoá Trong chương trình THCS, môn Tin học được đưa vào giảng dạy dưới hình thức tự chọn

* Sử dụng CNTT như công cụ hỗ trợ dạy học ở Việt Nam

- Ngày 11/9/1999, Bộ GD&ĐT đã kết hợp với quỹ Quốc tế IBM (IBM International Foundation) phối hợp triển khai dự án “Thực hành phát triển nghiệp vụ” với việc triển khai mô hình dạy học với máy tính (Teaching and Learning with Computer-TLC) nhằm xây dựng một mô hình dạy và học chất lượng cao trên cơ sở ứng dụng CNTT

Tại Trung tâm Công nghệ Giáo dục, nhóm nghiên cứu của Đào Thái Lai và các cộng sự đã thiết kế hàng loạt phần mềm sử dụng trong dạy học bậc tiểu học và THCS Một số phần mềm dành cho tiểu học đã được nhóm nghiên cứu của Vũ Thị Thái và các cộng sự triển khai đại trà tại các trường tiểu học trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên thu được kết quả tốt

Tại trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã có nhiều kết quả trong việc ứng dụng CNTT trong dạy học, ví dụ:

- Nhóm tác giả Phạm Xuân Quế, Nguyễn Xuân Thành khoa vật lý và các cộng sự đã triển khai ứng dụng CNTT xây dựng trang web hỗ trợ dạy và học vật lý ở nhà trường phổ thông

- Nhóm tác giả Nguyễn Đức Chuy, Hà Thị Lan Hương và Lê Trọng Tín, Nguyễn Cương khoa Hoá đã triển khai tìm hiểu các phần mềm hoá học có trên thế giới để đưa vào khai thác, sử dụng trong nghiên cứu và giảng dạy và thiết kế các hệ thống thí nghiệm ảo trong chương trình phổ thông

- Nhóm tác giả Đặng Văn Đức, Nguyễn Thị Minh Đức, Nguyễn Viết Thịnh, Nguyễn Trọng Phúc, Kiều Văn Hoan, Phạm Kim Chung, Lâm Quang Đốc – khoa Địa lý nghiên cứu sử dụng phần mềm địa lý Db-MAP, ENCARTA ENCYCLOPEDIA 2001, MAPINFO, SPSS, PC.FACT trong dạy học địa lý và bước đầu nghiên cứu triển khai việc đào tạo trực tuyến trên cơ sở trang website

Trần Vui và các cộng sự Đại học Huế đã nghiên cứu việc thiết kế các môi trường toán tích cực với sự hỗ trợ của CNTT

Có nhiều mô hình đã triển khai có hiệu quả việc ứng dụng CNTT vào dạy học như trường Ngôi sao (thành phố Hồ Chí Minh), trường THPT Phụng Hiệp (tỉnh Hậu Giang), trường Xuyên Mộc (tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu), Tại tỉnh Thái Nguyên, từ năm học 1993-1994, nhóm tác giả Trịnh Thanh Hải và các cộng sự đã triển khai nghiên cứu ứng dụng CNTT trong dạy học

1.4 ỨNG DỤNG CNTT TRONG DẠY HỌC TOÁN 1.4.1 Ứng dụng CNTT trong dạy học toán

* Điều chỉnh quá trình dạy học toán dựa trên thông tin ngược

MTĐT có khả năng cung cấp nhanh và chính xác các thông tin phản hồi một cách khách quan, những thông tin phản hồi như vậy sẽ giúp GV, HS một cách hiệu quả trong quá trình dạy học toán

Trong quá trình dạy và học toán, GV, HS có thể đưa ra các dự đoán, giả thuyết của riêng mình và nhờ MTĐT thử nghiệm những dự đoán đó Trên cơ sở thông tin phản hồi do MTĐT đưa ra ta có thể tiếp tục phát triển hoặc điều chỉnh, thay đổi những giả thuyết chưa chính xác

* Sử dụng MTĐT xây dựng các mô hình trực quan để sử dụng trong quá trình dạy học toán

Để nghiên cứu một đối tượng toán học nào đó trước hết người ta tìm cách xây dựng một vài mô hình tương ứng với các trường hợp cụ thể Trên cơ sở các kết quả làm việc với mô hình sẽ cho phép ta đi đến việc chứng minh hoặc lời giải trong trường hợp tổng quát So với các phương tiện đồ dùng dạy học truyền thống thì MTĐT có khả năng giúp ta thể hiện các đối tượng toán học trong thế giới thực bởi các mô hình trên giao diện đồ hoạ 2 chiều, 3 chiều CNTT là công cụ tự nhiên để diễn tả các mô hình toán học Ta có thể triển khai các chương trình thí nghiệm tính toán, thăm dò, dự đoán sau đó sử dụng phần mềm toán học, phần mềm thống kê và tính toán để phân tích dữ liệu hỗ trợ cho cho quá trình lập luận, tìm hiểu các mô hình toán học Máy tính có thể giúp đỡ HS phát triển ý tưởng, đưa ra cách tiếp cận hướng giải quyết các vấn đề nảy sinh trong quá trình nghiên cứu các mô hình toán học Điều này giúp GV trình bày các vấn đề của toán học rõ ràng, sinh động và khám phá vấn đề từ những cái phức tạp trong cuộc sống để thu cô đọng lại những gì tinh tế, sâu sắc rồi kết nối chúng lại để xây dựng các mô hình toán học

* Sử dụng MTĐT và phần mềm toán học để phát hiện các, tính chất, các mối quan hệ trong toán học

Ngoài việc đưa ra một mô hình trực quan, MTĐT còn hỗ trợ ta quan sát, khám phá, xử lý các mô hình đó một cách thuận tiện bằng cách cho thay đổi một vài thành phần và quan sát sự thay đổi trong các thành phần còn lại Qua việc quan sát và thu nhận thông tin phản hồi do MTĐT đưa ra sẽ giúp ta phát hiện ra các tính chất của đối tượng toán học cũng như mối quan hệ giữa các đại lượng toán học với nhau

Các chuyên gia về giáo dục đã nhấn mạnh vai trò của CNTT trong việc hỗ trợ HS tự khám phá và phát hiện vấn đề trong quá trình học toán và thông qua quá trình này HS có điều kiện rèn luyện phương pháp nghiên cứu trong học tập, năng lực tư duy sáng tạo

* Dạy và học toán với các phần mềm động

Trên cơ sở các thành tựu của khoa học tin học, các phần mềm được thiết kế phục vụ việc dạy học ngày càng hoàn thiện Người học có thể sử dụng các phần mềm toán chuyên dụng trên MTĐT để biểu diễn các biểu đồ, hình vẽ một cách sinh động Mặt khác, chỉ cần một vài thao tác đơn giản với chuột, ta có thể có được hình ảnh về đối tượng cần nghiên cứu dưới các góc độ khác nhau, thậm chí có thể cho một vài yếu tố của đối tượng toán học biến đổi liên tục một cách tự động Với các phần mềm động này, người học dễ dàng hình dung ra các hình hình học một cách trực quan trên cơ sở hình ảnh được máy tính mô tả Sử dụng kết hợp các phần mềm đồ họa và số học, GV có thể giải thích cả hai trạng thái thị giác và số lượng

* Khai thác mạng Internet trong dạy học toán

Internet là một kho thông tin tích luỹ tri thức toán học của con người từ xưa đến nay và như vậy đây là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá cho những người dạy và học toán Internet cung cấp phương tiện, môi trường để GV, HS

trao đổi thông tin với nhau trong quá trình dạy học toán

* Dạy học toán với máy tính

Trước hết MTĐT là một công cụ đắc lực giúp GV thực hiện việc dạy toán MTĐT có thể vừa đóng vai trò GV vừa đóng vai trò học sinh

Việc nghiên cứu và triển khai ứng dụng CNTT nhằm hỗ trợ quá trình dạy học toán được nhiều quốc gia và các nhà giáo dục quan tâm Các chuyên gia ở trong và ngoài nước đã khẳng định:

- Việc sử dụng CNTT và truyền thông (ICT) trong dạy học toán đã cung cấp cho học sinh một môi trường học tập nghiên cứu gồm các yếu tố: thông tin phản hồi; các mô hình; các mối quan hệ; các hình ảnh động để từ đó khám phá tìm hiểu thông tin và dạy học với sự hỗ trợ của máy tính

- Nếu sử dụng CNTT một cách hợp lý thì sẽ đạt được các kết quả sau: + Những đối tượng và quan hệ toán học không còn xa lạ và khó đối với số đông HS

+ Khai thác CNTT trong dạy học toán có thể làm tăng tỷ lệ HS khá, giỏi về toán và giảm tỷ lệ HS yếu so với dạy học truyền thống

+ GV có điều kiện giúp được hầu hết HS rèn luyện tốt năng lực sáng tạo, rèn luyện phương pháp nghiên cứu trong học tập

Đồ hoạ máy tính là công cụ hữu ích trong việc dạy toán, nó có khả năng biểu diễn các hình hình học Với sự hỗ trợ của đồ hoạ máy tính, GV có thể đưa ra những ví dụ khác nhau qua đó khai thác vai trò tích cực của HS trong quá trình phân tích phát hiện ra vấn đề Mặt khác sử dụng đồ hoạ còn cho phép GV phân tích rõ các mối liên kết giữa đại số, hình học

Nhiều nhà nghiên cứu đã khẳng định dạy học toán dưới sự trợ giúp của CNTT có thể làm thay đổi vai trò của người GV dạy toán truyền thống

Tuỳ theo sự thay đổi của các mô hình dạy học toán mà CNTT đã đem lại trong mấy năm gần đây, cấu trúc của toán học sẽ có nhiều điều mới Sự mô

phỏng các đối tượng toán học với trợ giúp của máy tính, mạng và các trang web đã thực giúp mở rộng tầm nhận thức của GV dạy toán Từ các mô hình đồ họa máy tính đưa ra cho GV, HS nhiều cách nhìn mới về thế giới toán học

1.4.2 Ứng dụng CNTT trong dạy học toán và vấn đề đổi mới trong hệ thống phương pháp dạy học môn toán

Cốt lõi của việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông là làm cho HS học tập tích cực, chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động Quan điểm chung về đổi mới phương pháp dạy học môn toán ở nhà trường phổ thông hiện nay là tổ chức cho HS được học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo

Tỷ lệ lưu trữ thông tin trong trí nhớ người học thông qua các kênh thông tin khác nhau đã được các chuyên gia tổng kết như sau:

Lời nói Hình ảnh

Lời nói và hình ảnh

Lời, hình ảnh và hành động Tự phát hiện

30% 60% 80% 90% 99%

10% 20% 70% 80% 90%

Qua đây ta thấy được hạn chế của các phương pháp dạy học cũ thụ động, nhồi nhét, máy móc và thấy được vai trò của việc sử dụng hình ảnh minh họa và tổ chức cho HS học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo Hơn nữa, việc sử dụng hình ảnh và tổ chức cho HS hoạt động với sự trợ giúp của CNTT sẽ hơn hẳn so với việc sử dụng các phương tiện dạy học truyền thống

Một vấn đề quan trọng hàng đầu được các chuyên gia quan tâm là việc ứng dụng CNTT trong dạy học toán sẽ tác động đến hệ thống phương pháp dạy học toán như thế nào?

Ta sẽ xem xét hệ thống phương pháp dạy học toán dưới từng góc độ để chỉ ra được những tác động tích cực do ứng dụng CNTT mang lại:

+ Xét về mục đích và nội dung dạy toán: Trong hoạt động toán học, có

những việc đòi hỏi phải tư duy, nhưng cũng có những công việc trung gian chỉ đòi hỏi hàng loạt các công việc, thao tác đơn điệu, nhàm chán như tính toán, vẽ hình các công việc này thường chiếm rất nhiều thời gian học tập của HS nhưng đôi khi kết quả không chính xác Như vậy bên cạnh việc chú trọng không thể giảm nhẹ việc rèn luyện các thao tác tư duy, các kỹ năng dựng hình cơ bản thì ta có thể sử dụng máy tính và phần mềm để hỗ trợ HS trong các công đoạn tính toán đơn thuần để tập trung thời gian vào những mục tiêu chính Thời gian tiết kiệm được dành cho việc HS tìm tòi, khám phá những vấn đề tiềm ẩn bên trong hình vẽ, đưa ra dự đoán và kiểm nghiệm dự đoán đó

Với các phần mềm đồ họa 2D, 3D cho phép GV mô tả chính xác các đồ thị, hình vẽ và quá trình chuyển động của các đối tượng toán học theo một quy luật nào đó giúp HS tiếp thu các nội dung khó, có tính trừu tượng cao trong toán học Từ những thông tin thu nhận được từ MTĐT, HS phát hiện được các tính chất, quan hệ toán học phức tạp, điều này khẳng định tính ưu việt của CNTT với các phương tiện dạy học khác

Việc sử dụng CNTT đã tạo điều kiện cho HS được tiếp nhận thông tin dưới rất nhiều hình thức phong phú, sinh động, điều này sẽ giúp cho HS ghi nhớ bài học một cách nhanh chóng và lâu dài

+ Xét về việc rèn luyện kỹ năng, củng cố, ôn tập kiến thức cũ: Với sự

phát triển nhanh chóng của công nghệ phần mềm, ngày nay các PMDH đã trở nên rất phong phú, đa dạng, trong đó có rất nhiều phần mềm có thể khai thác để rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh Chẳng hạn với phần mềm Graph, học sinh có thể rèn luyện các kỹ năng cơ bản về khảo sát hàm số, tính diện tích của một miền phẳng, xác định góc giữa tiếp tuyến với đồ thị tại một

điểm nào đó trên đồ thị Với phần mềm hình học Eclide học sinh có thể rèn luyện kỹ năng dựng hình, tìm hiểu các bài toán quỹ tích một cách rất hiệu quả Với phần mềm GeoSpace rèn luyện việc dựng hình, xác định thiết diện, xác định các khối tròn xoay và rất nhiều nội dung khác trong hình học không gian Phần mềm AutoGraph hỗ trợ rất mạnh trong việc dạy và học các bài toán có chứa tham số, các bài toán về đồ thị, các bài toán về thống kê, hình học phẳng, hình học không gian Với các phần mềm trắc nghiệm, HS được cung cấp một khối lượng câu hỏi phong phú, toàn diện đòi hỏi HS phải thực sự nắm được kiến thức cơ bản và đạt được kỹ năng thực hành đến một mức độ nhất định, hơn nữa HS có thể luyện tập và tự kiểm tra đánh giá không hạn chế về mặt thời gian và nội dung như các phương pháp kiểm tra thông thường

+ Xét về góc độ rèn luyện, phát triển tư duy toán học: Nhiều người lo

ngại rằng máy tính điện tử hiện đại với các chức năng “trong suốt” đối với người sử dụng nên học sinh không có sự gắn kết giữa hình tượng tính toán trong não với thực hiện tính toán trên máy Một số bước trung gian được máy tính thực hiện do đó làm mất cảm giác của thuật toán vì các bước thực hiện vắn tắt và không rõ ràng

Tại Hội nghiên cứu toán học thế giới lần thứ 3 (TIMSS) đã thảo luận xung quanh vấn đề nghi ngại trên Chuyên gia giáo dục học Ann Kitchen (1998) đã chứng minh rằng trong điều kiện có sử dụng máy tính sẽ học toán tốt hơn với việc sử dụng các phương tiện khác Các nhà khoa học đã khẳng định khi dạy học toán với sự hỗ trợ của MTĐT đã cho phép GV phát triển khả năng suy luận toán học và tư duy lôgíc, đặc biệt là năng lực quan sát, mô tả, phân tích so sánh HS sử dụng MTĐT và phần mềm để tạo ra các đối tượng toán học sau đó tìm tòi khám phá các thuộc tính ẩn chứa bên trong đối tượng đó Chính từ quá trình mò mẫm, dự đoán HS đi đến khái quát hoá, tổng quát hoá và sử dụng lập luận lô gíc để làm sáng tỏ vấn đề

+ Xét về phương pháp và hình thức dạy học: Khi đưa CNTT vào nhà

trường sẽ tạo nên một môi trường dạy học hoàn toàn mới, hấp dẫn, lôi cuốn và có tính trợ giúp cao Vì vậy CNTT tạo điều kiện thuận lợi cho việc đổi mới phương pháp và hình thức dạy học toán

Trước hết, CNTT góp phần tăng cường tính tích cực của HS trong học tập Trong những năm gần đây, trên cơ sở các thành tựu phát triển của các phần mềm dạy học (PMDH) cho phép ta tạo ra một môi trường hoạt động hết sức thuận lợi cho HS Trong môi trường này, HS là chủ thể hoạt động, tác động lên các đối tượng và qua đó HS chiếm lĩnh được các tri thức và kỹ năng mới Với sự phát triển của công nghệ mạng, Internet và các ứng dụng trên mạng đã tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho việc HS tra cứu, tìm kiếm thông tin trên hệ thống tài nguyên gần như “vô tận” trên các website, trong các thư viện điện tử Mặt khác việc tăng cường giao lưu, hợp tác, trao đổi trong học tập giữa HS với HS, HS với GV đã không còn bị hạn chế về mặt thời gian và khoảng cách địa lý

Trong môi trường mới này, GV và sách giáo khoa không còn là nguồn cung cấp thông tin duy nhất mà HS được đặt vào một nguồn tri thức cho phép phát triển năng lực hoạt động độc lập của mỗi HS cũng như tăng cường khả năng hợp tác

+ Xét về vai trò của người GV trong dạy học toán: Trước hết cần loại

bỏ tư tưởng sai lạc là MTĐT có thể thay thế hoàn toàn người Thầy trong dạy học toán Việc dạy học toán luôn luôn đòi hỏi cao vai trò của người Thầy đặc biệt là đòi hỏi công sức và khả năng sư phạm của người Thầy giáo Tuy nhiên vai trò của người Thầy giáo trong điều kiện sử dụng MTĐT và PMDH cũng có những thay đổi so với truyền thống Người GV phải là người hướng dẫn, chỉ đạo HS phát huy được hết khả năng của mình trong hoạt động học tập Người GV là người tổ chức, điều khiển, tác động lên HS và đôi khi cả môi

trường tin học Ví dụ, khi dạy định lý Pitago, GV có thể chỉ cho HS biết địa chỉ các website có trình bày về lịch sử, thân thế nhà bác học Pitago cũng như nội dung và việc chứng minh định lý Pitago hoặc khi dạy về số Pi, GV có thể chỉ cho học trò cách tìm kiếm những trang website có nối về lịch sử số Pi từ thời kỳ xa xưa đến những kết quả mới nhất của các nhà toán học đã tính được bao bao nhiêu chữ số thập phân

+ Xét về góc độ thực hiện phân hoá trong dạy học toán: CNTT tạo điều

kiện cho việc thực hiện phân hoá cao trong quá trình dạy học toán Để thực hiện được sự phân hoá cao, GV phải nắm bắt được và xử lý kịp thời mọi diễn biến của hoạt động học tập của từng HS trong lớp Công việc này rất khó thực hiện trong môi trường dạy học truyền thống một GV đảm nhận việc lên lớp cho ba, bốn chục HS Nếu sử dụng MTĐT và PMDH thì chính MTĐT sẽ kịp thời thay thế GV trong một thời điểm nào đó để kịp thời đưa ra những hỗ trợ kịp thời khi HS gặp khó khăn với liều lượng thích hợp đồng thời đưa ra những chương trình, nội dung công việc tuỳ thuộc vào mức độ nhận thức của mỗi HS Theo Đào Thái Lai thì dù cố gắng đến đâu chăng nữa thì trong điều kiện các đồ dùng, phương tiện dạy học truyền thống thì việc đảm bảo các nguyên tắc phân hoá trong dạy học toán vẫn bị hạn chế Với MTĐT và PMDH, mỗi HS như có được một trợ giảng riêng luôn sẵn sàng giúp đỡ HS vượt qua các trở ngại tại mọi thời điểm cần thiết Việc khai thác PMDH và Internet cũng đã nối dài cánh tay của người Thầy dạy toán đến từng gia đình, tới từng HS cụ thể và ngoài việc hướng dẫn HS học tập, công tác kiểm tra, đánh giá cũng được thực hiện ngay tại chỗ

+ Xét về vai trò hỗ trợ khả năng đi sâu vào các phương pháp học tập, nghiên cứu phương pháp thực nghiệm toán học: MTĐT với các phần mềm

cho phép GV, HS tạo ra các mô hình, mô tả quá trình diễn biến của các đại lượng toán học hoặc tổ chức các thực nghiệm toán học Bằng quan sát các quá

trình được máy tính đưa ra, HS đưa ra giả thuyết và sử dụng suy luận có lý để khẳng định hoặc bác bỏ giả thuyết của mình

+ Xét về việc áp dụng các hình thức dạy học trong dạy học toán: Các

hình thức dạy học truyền thống như dạy học đồng loạt, dạy học theo nhóm, dạy học cá thể sẽ có điều kiện kết hợp một cách hiệu quả, linh hoạt hơn nếu sử dụng, khai thác CNTT Hơn nữa các hình thức dạy học cũng “mở” hơn, chẳng hạn khái niệm dạy học đồng loạt không chỉ là hình thức thầy lên lớp tại giảng đường như hình thức truyền thống mà thầy ở tại một địa điểm nào đó (chẳng hạn ở tại Hà Nội) có thể lên lớp và truyền trực tiếp lên mạng Internet và rất đông HS cùng vào mạng để tham dự lớp học này Hình thức học theo nhóm được mở rộng bao gồm các HS cùng quan tâm, nghiên cứu và trao đổi với nhau về một nội dung cụ thể mà không giới hạn về phạm vi bạn bè trong một lớp, một trường hoặc sinh sống gần nhau mà tất cả đều thông qua mạng Internet, thậm chí một HS cùng một lúc có thể tham gia nhiều hình thức học tập hoặc tham gia học tập theo nhiều nhóm khác nhau

+ Xét về góc độ kiểm soát và đánh giá quá trình học tập của HS: Với

sự trợ giúp của các phần mềm kiểm tra, đánh giá, GV có điều kiện kiểm soát chặt chẽ toàn bộ quá trình học tập của HS Việc kiểm tra đánh giá sẽ xảy ra liên tục, trong mọi thời điểm của quá trình học tập của HS Với các phần mềm ghi trên đĩa CD-ROM, hay trên các website cung cấp các đề dạng kiểm tra trắc nghiệm khách quan, các đề tự luận sẽ giúp GV và HS thực hiện việc đánh giá một cách nhanh chóng và đơn giản Mặt khác, với các phần mềm công cụ, GV dễ dàng có được các nhận định một cách chính xác về kỹ năng tính toán, khả năng tập trung chú ý, khả năng suy luận lô gíc Với khả năng lưu trữ và xử lý gần như “vô tận” của máy tính điện tử, GV có thể lưu lại toàn bộ quá trình học tập của HS để có những định hướng đúng đắn trong quá trình học tập của từng HS

+ Xét về việc hình thành phẩm chất, đạo đức, tác phong cho HS trong quá trình dạy học toán: Về vai trò của MTĐT trong việc hình thành phẩm

chất, đạo đức, tác phong cho HS cũng đã được nhiều chuyên gia khẳng định MTĐT không chỉ góp phần đổi mới phương pháp dạy học toán bằng cách đưa ra các hình ảnh trực quan mà còn cao hơn nữa là hình thành cho HS một phương pháp nghiên cứu toán học mới, đặc biệt là trong dạy học hình học Theo Đào Thái Lai thì việc ứng dụng CNTT sẽ dẫn đến những thay đổi của hệ thống phương pháp dạy học toán

CNTT đã góp phần đổi mới phương pháp dạy học toán trong nhà trường phổ thông với những nội dung cơ bản sau:

- CNTT đã tạo ra môi trường thuận lợi nhất chưa từng có để đạt được mục đích là HS học toán một cách tích cực, chủ động, trong quá trình tự mình giải quyết vấn đề, trên cơ sở đó phát triển tư duy sáng tạo và phát triển tự học - CNTT đã khắc phục được việc dạy – học đơn thuần là truyền thụ một chiều, HS thụ động tiếp thu và tái hiện một cách máy móc

- CNTT đã giúp hướng tới việc khuyến khích HS ngoài việc tích luỹ kiến thức thì chú trọng đến phát triển năng lực mà chủ yếu là năng lực giải quyết vấn đề

- CNTT đã tạo ra các hình thức dạy học phong phú, hiệu quả

- Việc sử dụng CNTT đã góp phần nâng cao ý thức và hiệu quả của việc sử dụng phương tiện dạy học

- Với những dịch vụ phong phú mà CNTT cung cấp, người GV có điều kiện để lựa chọn phương pháp dạy học theo nội dung, sở trường, đối tượng HS, sao cho tối ưu nhất

1.5 PHẦN MỀM DẠY HỌC (PMDH) 1.5.1 Phần mềm

Các thiết bị điện tử và cơ khí của máy tính điện tử được gọi chung là

phần cứng (hardware) Các chương trình chạy trên máy tính điện tử gọi chung là phần mềm (Software)

Có thể phân chia các phần mềm thành các nhóm: phần mềm hệ thống; phần mềm nghiệp vụ; phần mềm thời gian thực; phần mềm khoa học và công nghệ; phần mềm nhúng; phần mềm máy tính cá nhân và phần mềm trí tuệ nhân tạo

Đặc thù chung của các sản phẩm ứng dụng trong dạy học được thiết kế từ các phần mềm này là thông tin, dữ liệu đều ở dạng “thô” và khó thể hiện hết được ý đồ sư phạm của người dạy nên khi sử dụng chúng GV phải có mặt trực tiếp

* Nhóm phần mềm chuyên để dạy học (PMDH)

PMDH là phương tiện chứa chương trình để ra lệnh cho máy tính thực hiện các yêu cầu về nội dung và phương pháp dạy học theo các mục tiêu dạy học Một PMDH có rất nhiều chức năng khác nhau nhưng về góc độ biểu diễn thông tin thì một PMDH bao gồm các chức năng cho phép biểu diễn các dạng thông tin khác nhau như văn bản, ký hiệu, hình ảnh tĩnh, hình ảnh động, âm thanh Như vậy, PMDH là phương tiện xử lý thông tin và đưa ra các thông tin phản hồi một cách nhanh chóng, chính xác Căn cứ vào đó có thể biết được kết quả học tập như kiến thức, kỹ năng mà học sinh đã tiếp nhận được Thông

thường, một PMDH sẽ bao gồm các modul tri thức, các hệ thống bài tập từ đơn giản đến phức tạp, các hệ thống kiểm tra đánh giá tất cả được thiết kế nhằm mục đích hỗ trợ cho việc hoạt động dạy của GV và hoạt động lĩnh hội tri thức của học sinh Các thông tin này có thể được lưu trữ trên đĩa mềm, đĩa cứng, đĩa CD-ROM, đĩa DVD, thẻ nhớ nên rất dễ dàng nhân bản và bảo quản

* Các đối tượng chính của PMDH:

* Các công nghệ chính của PMDH:

- Công nghệ kiến tạo bài giảng và sách điện tử trong trường hợp sử dụng các phần mềm có sẵn như: PowerPoint, FrontPage, Dreamweaver, Flash với công nghệ Hyper Text Mark Languae (HTML), Java, Windows Help, Math Type Khi đó ta có thể tương tác trực tiếp để tạo ra các bài giảng điện tử và sách điện tử (Interactiver Page)

Học sinh

Kiến thức Giáo

viên

Ngân hàng đề kiểm tra

Phòng học ảo Hỗ trợ dạy

nghiệm ảo

Công nghệ số hoá và lưu trữ động ngân hàng

đề bài kiểm tra kiến thức

- Công nghệ thiết kế và lưu trữ tư liệu học tập, mô hình thí nghiệm ảo có thể sử dụng các phần mềm công cụ như Microsoft Encarta, Britanica, Babylon, Crocodile các phần mềm này đều hỗ trợ rất mạnh cho các công nghệ xử lý audio, video, flash, database Mục tiêu là tạo ra các thư viện bài giảng mẫu, thí nghiệm ảo phục vụ cho dạy học (Virtual Library)

- Với kỹ thuật số hoá ta có thể tạo ra các mô hình ngân hàng câu hỏi và đề kiểm tra động, mô hình kiểm tra (TEST) trên máy tính và mô hình đánh giá trực tuyến, cho điểm trực tuyến thông qua hệ thống mạng

1.5.3 PMDH thông minh

PMDH thông minh là một hệ chuyên gia có thêm các đặc trưng cơ bản sau: - Quản lý có tính sư phạm việc biểu diễn tri thức

- Lập luận trên tri thức và có cơ chế giải thích các lập luận đó

- Có chức năng hướng dẫn, trợ giúp, điều khiển, phân loại, đánh giá quá trình học tập của học sinh

- Cho phép phát triển mô hình tri thức và cập nhật tri thức nhằm thích nghi và hoàn thiện môdul tri thức của phần mềm

1.6 Quan điểm hoạt động trong dạy học

(Nội dung sau được trình bày theo Nguyễn Bá Kim [10], [11])

Theo định hướng đổi mới phương pháp dạy học thì PPDH cần hướng vào việc tổ chức cho người học học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực và sáng tạo Định hướng này có thể gọi tắt là học tập trong hoạt động và bằng hoạt động, hay gọn hơn: hoạt động hóa người học

Mỗi nội dung dạy học đều liên hệ mật thiết với những hoạt động nhất định Đó là những hoạt động đã được tiến hành trong quá trình hình thành và vận dụng nội dung đó Phát hiện được những hoạt động tiềm tàng trong một nội dung là vạch được một con đường để người học chiếm lĩnh nội dung đó và đạt được những mục đích dạy học khác, cũng đồng thời là cụ thể hóa được

mục đích dạy học nội dung đó và chỉ ra được cách kiểm tra xem mục đích dạy học có đạt được hay không đạt được đến mức độ nào Quan điểm này thể hiện rõ nét mối liên hệ giữa mục đích, nội dung và phương pháp dạy học Nó hoàn

toàn phù hợp với luận điểm cơ bản của giáo dục học cho rằng con người phát triển trong hoạt động và học tập diễn ra trong hoạt động

Định hướng "hoạt động hóa người học" bao hàm các nội dung sau:

1.6.1 Xác lập vị trí chủ thể của người học, đảm bảo tính tự giác tích cực và sáng tạo của hoạt động học tập

Người học là chủ thể chiếm lĩnh tri thức, rèn luyện kỹ năng, hình

thành thái độ chứ không phải là nhân vật bị động hoàn toàn làm theo lệnh của thầy giáo Với định hướng “hoạt động hóa người học”, vai trò chủ thể của người học được khẳng định trong quá trình học tập, trong hoạt động và bằng hoạt động của bản thân mình

Tính tự giác, tích cực của người học từ lâu đã trở thành một nguyên tắc của giáo dục học xã hội chủ nghĩa Nguyên tắc này bây giờ không mới, nhưng

vẫn chưa được thực hiện trong cách dạy học thầy nói, trò nghe vẫn còn đang rất phổ biến hiện nay Một lần nữa cần phải nhấn mạnh rằng nguyên tắc vẫn là nguyên tắc Khi nói “hoạt động hóa người học”, ta hiểu đó là hoạt động tự giác, tích cực của người học thể hiện ở chỗ HS học tập thông qua những hoạt động được hướng đích và gợi động cơ để biến nhu cầu của xã hội chuyển hóa thành nhu cầu nội tại của chính bản thân mình

Các nhà khoa học nhất là các nhà sư phạm từ lâu đã tâm đắc và tâm niệm một lời cảnh báo mạnh mẽ của Viện sĩ Kapitxa cho rằng vấn đề thông minh sáng tạo của tuổi trẻ không kém quan trọng so với vấn đề vũ khí hạt nhân và chiến tranh, hoà bình Và cũng không phải ngẫu nhiên mà nguyên Thủ tướng Phạm Văn Đồng từ những năm 60 đã nhiều lần căn dặn thầy giáo phải “gõ vào trí thông minh” của HS và đã tha thiết kêu gọi là “phải nhắc lại

nghìn lần ý muốn lớn nhất của chúng ta trong giáo dục”, là đào tạo HS thành những thế hệ thông minh sáng tạo Theo Đại Bách khoa toàn thư Xô-Viết

(xuất bản lần thứ ba năm 1976) thì sáng tạo là hoạt động của con người

nhằm biến đổi thế giới tự nhiên, xã hội phù hợp với mục đích và nhu cầu của con người trên cơ sở các quy luật khách quan của thực tiễn; sáng tạo là hoạt động được đặc trưng bởi tính không lặp lại, tính độc đáo và tính duy nhất HS chỉ có thể phát huy sáng tạo khi họ được học tập trong hoạt động và bằng hoạt động

1.6.2 Dạy học dựa trên sự nghiên cứu tác động của những quan niệm và kiến thức sẵn có của người học

Theo chủ nghĩa kiến tạo trong tâm lý học, học tập chủ yếu là một quá

trình trong đó người học xây dựng kiến thức cho mình bằng cách liên hệ những cảm nghiệm mới với những kiến thức và kinh nghiệm sẵn có, bắc một

chiếc cầu nối giữa cái mới và cái sẵn có Đầu óc học trò không phải là một cái

bình rỗng để thầy giáo rót kiến thức vào, cũng không phải là tờ giấy trắng tinh chờ được thấm mực Khi học một kiến thức mới, thường không phải là học trò chưa có một quan niệm nào về kiến thức đó Trái lại, bộ óc học trò thường

đã có một số quan niệm, kinh nghiệm nào đó liên quan với kiến thức cần học,

làm thuận lợi hoặc gây khó khăn cho quá trình xây dựng kiến thức mới Vì vậy, tổ chức cho HS hoạt động học tập có một hàm nghĩa là nghiên cứu những quan niệm, kinh nghiệm sẵn có đó, khai thác mặt thuận lợi và hạn chế mặt khó khăn cho quá trình học tập, nghiên cứu những chướng ngại mà họ có thể gặp, những sai lầm mà họ có thể mắc khi xây dựng một kiến thức mới,

nhờ đó thầy giáo điều khiển việc học có hiệu quả

1.6.3 Dạy việc học, dạy cách học thông qua toàn bộ quá trình dạy học

Mục đích dạy học không phải chỉ ở những kết quả cụ thể của quá trình học tập: ở tri thức và kỹ năng bộ môn, mà điều quan trọng hơn là ở bản thân

việc học, ở cách học, ở khả năng đảm nhiệm, tổ chức và thực hiện những quá trình học tập một cách hiệu quả Ý tưởng này ngày càng được nhấn mạnh trong lý luận và thực tiễn dạy học trên quy mô quốc tế, bằng nhiều thứ tiếng

khác nhau: learning how to learn, apprendre à apprendre Đương nhiên, ý

tưởng này chỉ có thể được thực hiện trong những quá trình mà người học thật

sự hoạt động để đạt được những gì mà họ cần đạt

1.6.4 Dạy tự học trong quá trình dạy học

Kho tàng văn hóa của nhân loại là vô tận Cứ sau một chu kì ngắn thì tri thức trên các lĩnh vực lại tăng lên gấp đôi Nếu đặt mục tiêu dạy một lần đủ tri thức để người học có thể sống và hoạt động suốt đời thì sẽ không bao giờ đạt được Để có thể sống và hoạt động suốt đời thì phải học suốt đời Để học

được suốt đời thì phải có khả năng tự học Khả năng này cần được rèn luyện

ngay trong khi còn là HS ngồi trên ghế nhà trường Vì vậy, quá trình dạy học

phải bao hàm cả dạy tự học Việc dạy tự học đương nhiên chỉ có thể thực hiện

được trong một cách dạy học mà người học là chủ thể, tự họ hoạt động để đáp ứng nhu cầu của xã hội đã chuyển hóa thành nhu cầu của chính bản thân họ

Việc nhấn mạnh vai trò của tự học và dạy tự học không có nghĩa là phủ

nhận bản chất xã hội của việc học tập Tự học không có nghĩa là cô lập người

học khỏi xã hội, không có nghĩa là bao giờ cũng để người học đơn phương độc mã suy nghĩ từ A đến Z Biết tự học cũng có nghĩa là biết kế thừa di sản văn hoá của nhân loại, biết khai thác những phương tiện mà loài người cung cấp cho mình để thực hiện quá trình học tập Để hiểu nghĩa của một số thuật ngữ trong một bài văn, HS có thể và cần biết cách tra từ điển Để tự học giải bài tập Tin học, khi mà sự suy nghĩ của riêng cá nhân mình không thể giải quyết được vấn đề đặt ra, HS có thể và cần biết đọc sách, trong đó mức độ hỗ trợ có thể chỉ dừng ở việc cho đáp số nhưng cũng có thể ở mức cao hơn: hướng dẫn cách giải HS cần biết cách sử dụng những phương tiện hỗ trợ đó

đúng chỗ, đúng lúc và đúng cách Trong điều kiện CNTT phát triển mạnh, biết tự học cũng có nghĩa là biết tra cứu những thông tin cần thiết, biết khai thác những ngân hàng dữ liệu của những trung tâm lớn, kể cả trên Internet để hỗ trợ cho nhiệm vụ học tập của mình

1.6.5 Xác định vai trò mới của người thầy với tư cách người thiết kế, uỷ thác, điều khiển và thể chế hóa

Hoạt động hóa người học dẫn tới việc ngộ nhận về sự giảm sút vai trò của người thầy

Một mặt, cần phải hiểu rằng hoạt động hóa người học, sự xác lập vị trí chủ thể của người học không hề làm giảm sút, mà ngược lại còn nâng cao vai trò, trách nhiệm của người thầy Đối với HS diện phổ cập, không có vai trò của thầy thì người học không thể đảm nhiệm vị trí chủ thể, không thể hoạt động tự giác, tích cực và sáng tạo trong quá trình học tập

Mặt khác, sẽ là bảo thủ nếu cho rằng tính chất vai trò của người thầy vẫn như xưa Trong khi khẳng định vai trò của thầy không suy giảm, cần phải thấy rằng tính chất của vai trò này đã thay đổi: thầy không phải là nguồn phát tin duy nhất, thầy không phải là người ra lệnh một cách khiên cưỡng, thầy không phải là người hoạt động chủ yếu ở hiện trường Vai trò, trách nhiệm của thầy bây giờ là ở chỗ khác, quan trọng hơn, nặng nề hơn, nhưng tế nhị hơn, cụ thể là:

- Thiết kế là lập kế hoạch chuẩn bị quá trình dạy học cả về mặt mục đích,

nội dung, phương pháp, phương tiện và hình thức tổ chức;

- Ủy thác là biến ý đồ dạy của thầy thành nhiệm vụ học tập tự nguyện, tự

giác của trò, là chuyển giao cho trò không phải những tri thức dưới dạng có sẵn mà là những tình huống để trò hoạt động và thích nghi;

- Điều khiển, kể cả điều khiển về mặt tâm lý, bao gồm sự động viên, hướng dẫn - trợ giúp và đánh giá;

- Thể chế hóa là xác nhận những kiến thức mới phát hiện, đồng nhất hóa

những kiến thức riêng lẻ mang màu sắc cụ thể, phụ thuộc hoàn cảnh và thời

gian của từng HS thành tri thức khoa học của xã hội, định vị trí cho tri thức

mới được chiếm lĩnh trong hệ thống tri thức đã có, hướng dẫn khả năng vận dụng và cách ghi nhớ hoặc cho phép giải phóng khỏi trí nhớ

Trong các vai trò kể trên của GV, ủy thác và thể chế hóa đã được đề cập trong lý thuyết tình huống dưới hai thuật ngữ tiếng Pháp dévolution và institutionalisation (Comiti,1991 và Bessot,1997)

1.7 Thực trạng việc ứng dụng CNTT vào dạy học bộ môn Toán bậc THPT ở địa bàn tỉnh Lai Châu

* Về cơ sở vật chất:

Tính đến cuối năm học 2008 – 2009, số phòng học Tin học được trang bị ở các trường THPT trong toàn tỉnh là 17 phòng Có 594 máy tính được trang bị cho các trường trong đó có 503 máy được sử dụng trực tiếp cho giảng dạy Có 44 máy chiếu đa năng (projector), 17 máy chiếu thông thường (OverHead) và 01 máy chiếu đa vật thể Đã có 11 trên tổng số 13 trường THPT đã được kết nối Internet băng thông rộng Riêng đối với trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn đã được lắp đặt 05 phòng học có đầy đủ máy tính, máy chiếu phục vụ cho việc học tập của HS

* Thực trạng việc ứng dụng CNTT vào dạy học Toán ở bậc THPT ở Tỉnh Lai Châu

Kết quả điều tra với 82 giáo viên Toán THPT ở Lai Châu:

Phần mềm Cabri Graph Sketpach AutoGraph Mable

Con đường tiếp cận với các PMDH

Học ở trường

đại học Tự học

Qua các lớp tập huấn bồi dưỡng

chuyên môn

Mức độ sử dụng Thường xuyên Thỉnh thoảng Không bao giờ

Mục đích sử dụng

Hỗ trợ soạn giáo án

Hỗ trợ giảng dạy trên lớp

Cả hai việc trên

Không sử dụng vào việc gì cả Số lượng

Qua việc điều tra, khảo sát bằng phiếu điều tra và phỏng vấn các giáo viên Toán dạy ở các trường THPT trong toàn tỉnh, chúng tôi nhận thấy một số vấn đề nổi bật lên như sau:

- Cơ sở vật chất đã được trang bị tương đối đầy đủ ( trừ một số trường mới thành lập ) đảm bảo cho GV và HS có môi trường học tương đối tốt

- Đa số các giáo viên đều đã được tiếp cận và biết sử dụng một số phần mềm dạy học như Cabri, Graph, Sketchpad, Maple

- Việc ứng dụng CNTT vào giảng dạy đã lác đác được thực hiện ở một số trường có truyền thống học tập như trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn, THPT số 1 Than Uyên, … Tuy nhiên, các đa phần các GV mới chỉ dừng lại ở việc khai thác phần mềm để hỗ trợ vẽ hình phục vụ cho soạn giáo án Đa số các GV đều ngại sử dụng giáo án điện tử và phần mềm hỗ trợ vì việc soạn bài tương đối mất thời gian và kỹ năng sử dụng máy tính còn chưa tốt Chỉ có các tiết thao giảng mới có một số giáo viên dùng giáo án điện tử và có sử dụng các phần mềm để hỗ trợ giảng dạy

Kết luận chương 1

Qua tìm hiểu các ưu thế của CNTT ta thấy hoàn toàn có đủ cơ sở để ứng dụng CNTT hỗ trợ các hoạt động dạy và học toán ở trường THPT nói riêng và đối với mọi cấp học nói chung

dụ, từng bài tập cụ thể với định hướng thiết kế các hoạt động dạy học ở một số nội dung cụ thể của môn Toán ở trường THPT

2.1 KHAI THÁC AUTOGRAPH HỖ TRỢ DẠY HỌC NỘI DUNG HÀM SỐ LIÊN TỤC

2.1.1 Những khó khăn của giáo viên và học sinh khi học tập và giảng dạy nội dung hàm số liên tục

Phân phối chương trình: Phần hàm số liên tục được đưa vào chương

trình Đại số lớp 11 với thời lượng 2 tiết

Những khó khăn:

* Đối với học sinh:

- Khó hình dung khái niệm điểm gián đoạn trên đồ thị hàm số - Khó liên hệ giữa khái niệm và ý nghĩa hình học của tính liên tục

- Học sinh mới biết các vẽ đồ thị hàm số bậc nhất và hàm số bậc hai mà chưa thể vẽ được đồ thị của các hàm số khác nên gặp nhiều khó khăn trong khi tiếp nhận dạng toán chứng minh phương trình có nghiệm

* Đối với giáo viên:

- Khó minh họa cho học sinh ý nghĩa hình học của tính liên tục

- Giáo viên khi dạy bài toán chứng minh phương trình có nghiệm lần đầu cho học sinh đều phải sử dụng đến đồ thị hàm số nhưng nếu vẽ cụ thể, chính xác thì mất thời gian

2.1.2 Khai thác AutoGraph hỗ trợ các hoạt động để dạy học nội dung hàm số liên tục

Những khó khăn trên có thể khắc phục được bằng cách khai thác triệt để các tính năng ưu việt của AutoGraph như tính trực quan, tính động… Ta

a xkhi xf x

a x khi x

 

trên 

( Bài 4.66_ Trang 145_SBT ĐS&GT Nâng cao 11)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

HS: f x ( ) liên tục vì ( ) (1 )

f x  a x là hàm đa thức HS: ( )f x liên tục tại x2

GV: Điều kiện để f x( )liên tục tại x2? GV yêu cầu HS tính các giới hạn trên và kết luận

GV: Nếu hàm số f x( )liên tục trên  thì đồ thị của nó phải là một

đường “liền nét” Bây giờ chúng ta sẽ cùng quan sát đồ thị của hàm số trên

GV dùng

AutoGraph vẽ đồ thị của hàm số f x( )

Kết quả nhận được là hình 2.1

GV: Nhận xét gì về đồ thị của hàm số ( )

f x và tính liên tục của nó?

GV: Bây giờ ta sẽ quan sát sự thay đổi của đồ thị hàm số f x( ) khi tham số a thay đổi

GV dùng chức năng View\Constant Controller để điều chỉnh giá trị của tham

số a và yêu cầu HS quan sát sự thay đổi đồ thị hàm số

GV: Từ hình ảnh trực quan, hãy cho biết với những giá trị nào của a thì đồ thị hàm số là đường liền nét? Từ đó kết luận về tính liên tục của hàm số f x( ) trên  ?

HS quan sát và nhận xét: Đồ thị của hàm số f x( ) là một đường liền nét trên các miền x2và

x  ; không liền nét tại điểm

x  Hàm số liên tục trên các miền x2và x2 và gián đoạn tại điểm x2

HS: với a0,5 và a 1 thì đồ thị hàm số là một đường liền nét Điều đó có nghĩa là với

a và a 1 thì hàm số đã cho liên tục trên 

Hình 2.1