8. Cấu tru ́c của đề tài
1.4. Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học
1.4.1. Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học
Ứng dụng CNTT trong giáo dục không đơn thuần là cung cấp các thiết bị phần cứng, phụ kiện, hệ thống mạng cho cơ sở giáo dục và đào tạo. Chính các PMDH và các dụng cụ công nghệ (ví dụ nhƣ máy tính bỏ túi, máy tính điện tử, bài giảng điện tử, hệ thống Internet) và nguồn nhân lực (bao gồm cả thầy và trò) mới chính là linh hồn để ứng dụng CNTT trong giáo dục. Bộ Giáo dục & Đào tạo yêu cầu “cần lƣu ý tới vai trị của CNTT và việc ứng dụng nó vào QTDH bộ mơn. Để có thể đổi mới PPDH mơn Tốn với sự hỗ trợ của CNTT cần kết hợp hài hòa tay nghề + định hƣớng đổi mới PPDH bộ môn + Nội dung dạy học + Thiết kế bài học theo tinh thần đổi mới + Phƣơng tiện dạy học trong đó computer là một hƣớng ứng dụng”.
Ứng dụng CNTT trong dạy học Tốn cũng khơng có nghĩa là chỉ sử dụng các công nghệ (ví dụ nhƣ phần mềm dạy học, máy tính bỏ túi) để trình diễn, minh họa các kết quả tính tốn hay mơ phỏng mà còn cần phải xây dựng các tình huống dạy học để tạo ra các mơi trƣờng tƣơng tác có tích hợp các CNTT nhằm giúp HS xây dựng, khám phá các kiến thức mới.
Việc sử dụng các CNTT trong dạy học địi hỏi GV khơng chỉ nghiên cứu làm chủ các cơng nghệ này mà cịn phải nghiên cứu quy trình mà qua đó giúp HS biến các dụng cụ cơng nghệ thành các cơng cụ học tập của mình.[13]
1.4.2. Mơi trường dạy học tích hợp cơng nghệ thơng tin:
Didactic là một trƣờng phái nghiên cứu lí luận dạy học của Pháp ra đời từ những năm 70 nhằm nghiên cứu trong một khung lí thuyết khoa học việc dạy học Toán ở Pháp tại thời điểm mà việc cải cách dạy học Tốn phổ thơng theo quan điểm của trƣờng phái Bourbaki tỏ ra thất bại. Theo từ điển Encyclopaedia universalis “ Didactic Tốn là khoa học nghiên cứu các quy trình truyền thụ và lĩnh hội những tri thức tốn học, đặc biệt là trong tình huống dạy học phổ thơng. Didactic Tốn có nhiệm vụ mô tả và giải thích các hiện tƣợng liên quan đến quan hệ giữa dạy và học mơn Tốn. Do đó Didactic Tốn có mục đích nâng cao các phƣơng pháp cũng nhƣ nội dung dạy học trong khi đảm bảo cho HS việc xây dựng các tri thức mới nhất (có thể đƣợc biến đổi) và tiện ích (cho phép giải quyết các bài toán và đặt ra các câu hỏi thực sự) ”.
Một trong các mục đích của Didactic Toán là việc xây dựng các tình huống học tập và cung cấp cho GV các công cụ để thực hiện nó. Lí thuyết tình huống là một trong các lí thuyết cơ sở và ra đời sớm nhất trong nghiên cứu Didactic Tốn, đƣợc Brousseau đặt nền móng từ những năm 80. Một trong các yếu tố cơ sở của lý thuyết tình huống là giả thuyết tâm lí “ Chủ thể học bằng cách thích nghi (đồng hóa và điều tiết) với mơi trƣờng , nơi tạo ra những mâu thuẫn, khó khăn và mất cân bằng ”. Giả thuyết này dựa trên các kết quả nghiên
cứu của Piaget J. và đƣợc Von Glaserfeld phát triển thành luận điểm cơ bản của lí thuyết dạy học kiến tạo. môi trƣờng là một khái niệm cơ sở trong việc xây dựng các tình huống didactic. “ Một tình huống đƣợc coi là tình huống diddactic nếu nhƣ có một cá thể (thơng thƣờng là GV) có ý định dạy cho một cá thể khác (thơng thƣờng là HS) một tri thức nào đó. ” (Briand J. 1995).
Theo Brousseau trong một tình huống didactic, “ mơi trƣờng là hệ thống đối kháng với HS, tức là cái làm thay đổi tình trạng của kiến thức, theo cách mà HS khơng kiểm sốt đƣợc ”.
Các cơng trình trong lĩnh vực didactic Tốn dành một phần rất quan trọng cho việc nghiên cứu các tình huống – bài tốn trong đó HS phải xây dựng các cơng cụ mới so với kiến thức đã có để giải quyết các bài toán này. Brousseau mơ tả các tình huống nhƣ sự tƣơng tác giữa mơi trƣờng và HS. Nếu ta coi hệ thống didactic đƣợc xây dựng xung quanh tam giác bao gồm các thành tố : GV, HS, tri thức thì mơi trƣờng sẽ nằm ở bên trong hệ thống này nhƣ đƣợc mơ tả trong hình số 1. Các mũi tên nhỏ nét biểu thị sự tƣơng tác ngầm ẩn trong khi đó các mũi tên đậm nét biểu thị sự tƣơng tác tƣờng minh hơn, có thể quan sát đƣợc.
Một trong những vai trò mấu chốt của mơi trƣờng trong tình huống didactic là cung cấp thơng tin và tác động phản hồi trong đó “ tác động phản hồi
là một thơng tin đặc biệt có từ mơi trƣờng : nghĩa là một thông tin đến với HS nhƣ một sự xác nhận tích cực hay tiêu cực trên hành động của họ và cho phép họ điều chỉnh hành động này, cho phép họ chấp nhận hay loại bỏ một giả thuyết, hay tiến hành một lựa chọn giữa nhiều cách giải quyết ” (Bessot 2003). Nhƣ vậy các tác động phản hồi của môi trƣờng cho phép HS, trong một số trƣờng hợp có những đánh giá trên sản phẩm của mình (một chiến lƣợc giải, một câu trả lời, một cách lựa chọn, một quyết định v.v.) để đi đến loại bỏ hay chấp nhận nó mà khơng cần sự đánh giá của GV. Ta nói mơi trƣờng có chức năng hợp thức hóa. Chính bằng cách hành động trên mơi trƣờng, bằng các giải thích của mình đối với các phản hồi tạo ra từ môi trƣờng, bằng việc lặp lại các phép thử cho lời giải của mình mà HS xây dựng các thích ứng trong kiến thức của mình cho tình huống gây cho HS một vấn đề nào đó. Các thích ứng này chính là nguồn gốc của các kiến thức mới (Marrgolinas 1993). Một giả thuyết cơ sở trong lí thuyết didactic là các môi trƣờng này phải đƣợc tổ chức để tạo ra các thích ứng mong muốn ở phía HS.
Theo Nguyễn Bá Kim (2006), một trong các ý đồ sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông nhƣ công cụ dạy học là “ tạo ra mô trƣờng học tập tƣơng tác để ngƣời học hoạt động và thích nghi với môi trƣờng. Việc dạy học diễn ra trong quá trình hoạt động và thích nghi đó ” [14]
1.4.3. Công nghệ thông tin như một phương tiện trực quan trong dạy học
Theo quan điểm của chủ nghĩa duy vật biện chứng thì quá trình nhận thức phải đi từ trực quan sinh động đến tƣ duy trừu tƣợng sau đó trở lại thực tiễn kiểm chứng. Chính vì vậy, trong tiến trình dạy học cần phải tăng cƣờng các yếu tố thức tiễn. Hay nói một cách khác là phải có sự tƣơng quan hợp lý giữa các tác động bằng lời nói của giáo viên với các phƣơng tiện trực quan. Chính các phƣơng tiện trực quan sẽ giúp hình thành những biểu tƣợng cụ thể trong ký ức của học sinh. Các khái niệm, các định lý thƣờng đƣợc hình thành trên cơ sở các
biểu tƣợng và chính các biểu tƣợng là điều dễ gợi nhớ nhất khi cần huy động những kiến thức sẵn có.
Với sự phát triển của công nghệ thông tin hiện nay, máy vi tính đã trở thành một công cụ lƣu trữ và xử lý thông tin tuyệt vời, với sự giúp đỡ của nó chúng ta có thể làm đƣợc rất nhiều điều trong việc hỗ trợ giảng dạy hình học. Tuy nhiên nó có thể tác động vào tâm lý của học sinh ra sao còn phụ thuộc vào việc chúng ta sử dụng máy vi tính nhƣ thế nào để phù hợp với các quá trình tâm lý của học sinh.
1.5. Phần mềm hình học động
1.5.1. Phần mềm dạy học
Phần mềm dạy học là một ứng dụng CNTT trong dạy học đƣợc thiết kế chuyên dụng phục vụ cho một nhu cầu phổ biến trong dạy học hoặc một chủ đề dạy học nào đó. Phần mềm dạy học phải đƣợc thiết kế phù hợp với những yêu cầu nhất định đối với mơn học hoặc chủ đề dạy học, ngồi ra còn phải đảm bảo tính thân thiện, tính khoa học và tính sƣ phạm.
1.5.2. Phần mềm hình học động
1.5.2.1. Giới thiệu về phần mềm hình học động
Với phầm mềm hình học động, NSD có thể tác động trực tiếp lên đối tƣợng hình học đang khảo sát, thay đổi và di chuyển hình ở nhiều vị trí khác nhau, thay đổi các tham số, dự đoán các tính chất của một đối tƣợng, kết hợp giữa hình học và giải tích. Điều này mở ra một hƣớng nghiên cứu mới trong hình học. Ứng dụng phần mềm hình học động nói chung chắc chắn sẽ góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học hình học trong nhà trƣờng và hƣớng đi đúng đắn trong việc ứng dụng CNTT trong giáo dục và đào tạo hiện nay. Nhờ phần mềm hình học động, NSD có thể dựng tất cả hình từ đơn giản đến phức tạp bằng các thao tác tƣơng đối dễ dàng, NSD có thể thao tác trực tiếp trên hình vẽ để dịch chuyển các điểm hoặc các đối tƣợng đã dựng, tạo các hình trải in đƣợc, tính năng plug-in, v.v. Đặc biệt trong giải bài toán quỹ tích, theo Nguyễn Chí Thành [12] ta có thể sử dụng một số đặc tính chủ yếu của phần mềm hình học
động sau đây: chức năng linh động hình vẽ, hoạt náo, tìm vết.
1.5.2.2. Một số phần mềm hình học động
Trong các phần mềm dạy học nói chung có nhiều phần mềm hỗ trợ trong dạy học hình học. Các phần mềm này đều có một đặc điểm chung là thiết kế các đối tƣợng hình học cơ bản theo quan điểm động và một số các phép dựng hình cơ bản. Hiện nay, có rất nhiều phần mềm Hình học hỗ trợ dạy học trong nhà trƣờng phổ thông, ví dụ nhƣ: Geogebra, Geometer’s Sketchpad, Cabri II Plus,…. Trong các phần mềm dạy hình học động nói trên tơi thấy Geometer’s Sketchpad là một trong những phần mềm phù hợp với dạy học hình học phẳng cấp THCS.
1.6. Giới thiệu phần mềm Geometer’s Sketchpad
Để có thể hiểu hơn về phần mềm Geometer's Sketchpad, trong phần này chúng tôi giới thiệu tổng quan về phần mềm.
1.6.1. Giới thiệu chung về phần mềm
The Geometer’s Sketchpad là một phần mềm ứng dụng trong việc xây dựng, thăm dò, và phân tích nhiều đối tƣợng tốn học. Trong các ứng dụng đó có thể kể đến việc sử dụng các cơng cụ hình học động để xây dựng nên những mơ hình tốn học có thể tự biến thiên giúp thể hiện một cách sống động nhiều bài toán quỹ tích phức tạp.
Với các ngƣời học, Sketchpad không chỉ giúp nghiên cứu những vấn đề hình học, mà cịn giúp ích rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhƣ đại số, lƣợng giác, tính toán, và những vấn đề khác nữa.
Với các giáo viên, Sketchpad cung cấp một môi trƣờng làm việc hấp dẫn mà với nó bạn có thể giới thiệu những khái niệm toán học, hệ thống câu hỏi gợi ý, và kích thích học sinh phỏng đốn tìm lời giải cho các bài tốn trong các tiết dạy của mình bằng việc trình diễn trên màn hình vi tính.
Với những đối tƣợng khác có thể sử dụng Sketchpad nhƣ là một cơng cụ tốt nhất để tạo ra những sự minh họa toán học sử dụng trong những bài báo cáo, các bài diễn thuyết, hoặc đơn giản để thoả mãn trực quan của bản thân.
1.6.2. Giao diện làm việc
Chúng ta sẽ làm quen với môi trƣờng làm việc của Sketchpad. Sau khi mở chƣơng trình bằng cách Click vào biểu tƣợng của phần mềm Geometer's Sketchpad trên màn hình sẽ xuất hiện giao diện làm việc nhƣ sau:
Phần mềm GSP này đã đƣợc việt hóa nên rất thân thiện, NSD chỉ cần chút ít thời gian để làm quen với việc sử dụng phần mềm. Giao diện màn hình GSP gồm bốn phần chính: Thanh menu, thanh công cụ, thanh văn bản và vùng làm việc. Than h công cụ Vùng làm việc Thanh menu
Thanh văn bản và kí hiệu tốn học Hình 1.2
Kết luận chƣơng I
Trong chƣơng I, chúng tôi đã làm đƣợc:
- Nghiên cứu nhu cầu đổi mới dạy học và các xu thế đổi mới trong dạy học. Đổi mới PPDH là một nhu cầu tất yếu trong dạy học ngày nay. Làm rõ đƣợc đổi mới PPDH thực chất là phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh.
- Nghiên cứu về các tình huống điển hình trong dạy học. Chỉ rõ đƣợc yêu cầu, cách thức và các phƣơng pháp thƣờng dùng trong dạy học khái niệm, dạy học định lí và dạy học giải bài toán.
- Nghiên cứu về vai trò của các phƣơng tiện trực quan trong dạy học, đặc biệt là vai trò to lớn của ứng dụng CNTT trong dạy học. Có thể nói CNTT đã trở thành một giải pháp rất hữu hiệu trong đổi mới dạy học nhằm tăng cƣờng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong học tập.
- Nghiên cứu về phần mềm hình học động và những tiện ích cơ bản của chúng trong dạy học hình học. Trong đó GSP là phần mềm hình học động phù hợp nhất trong dạy học hình học phẳng cấp THCS. Những tính năng của GSP giúp cho GV khơng khó khăn trong việc thiết kế minh họa các ý tƣởng dạy học. Mặt khác sự thân thiện của phần mềm GSP đã đƣợc việt hóa giúp học sinh dễ dàng nắm bắt và thao tác trên phầm mềm trong quá trình học tập.
- Một câu hỏi đặt ra là: Áp dụng GSP vào dạy học các tình huống điển hình nhƣ thế nào để tăng cƣờng tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong hoạt động học?
- Chủ đề đƣờng tròn là một phần kiến thức trọng tâm của hình học lớp 9 nói riêng và chƣơng trình hình học THCS nói chung. Yêu cầu nội dung và phƣơng pháp cũng nhƣ sự cần thiết ứng dụng PMHHĐ vào việc dạy học chủ đề
CHƢƠNG II
CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. Các văn bản chỉ đạo ứng dụng CNTT trong dạy học
2.1.1. Định hướng phát triển CNTT trong ngành GD&ĐT
Năm học mới 2016-2017 bộ trƣởng giáo dục Phùng Xuân Nhạ đã phát biểu về 9 nhóm nhiệm vụ lớn của ngành. Trong đó có nhóm nhiệm vụ về phát triển ứng dụng CNTT trong dạy học:
Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy, học và quản lý giáo dục
“ ... Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong đổi mới nội dung, phương pháp dạy học, kiểm tra, đánh giá một cách sáng tạo, thiết thực và hiệu quả. Xây dựng kho bài giảng e-Learning trực tuyến đáp ứng nhu cầu tự học và học tập suốt đời của người học, thu hẹp khoảng cách tiếp cận các dịch vụ giáo dục và đào tạo có chất lượng của người học giữa các vùng, miền”.[3]
2.1.2. Các văn bản chỉ đạo của bộ GD & ĐT
Trong văn bản hƣớng dẫn việc triển khai nhiệm vụ công nghệ thông tin (CNTT) cho năm học 2016 - 2017 của bộ GD & ĐT có đoạn nhƣ sau:
Ứng dụng CNTT đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học
“... Ứng dụng CNTT đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng giáo viên tự tích hợp CNTT vào từng mơn học để nâng cao hiệu quả bài giảng. Giáo viên sử dụng thành thạo phần mềm trình chiếu, kết hợp các phần mềm mơ phỏng, thí nghiệm ảo và phần mềm dạy học. Tránh lạm dụng CNTT trong dạy học hoặc ứng dụng một cách miễn cưỡng, lúng túng”.[4]
2.1.3. Các văn bản chỉ đạo của cơ sở GD & ĐT
Theo hƣớng dẫn số 9273/SGD&ĐT-KHCN ngày 02/10/2013 của Sở GD&ĐT về việc Hƣớng dẫn thực hiện nhiệm vụ Ứng dụng CNTT năm học
2013-2014 có đoạn nhƣ sau:
Ứng dụng CNTT trong đổi mới phương pháp dạy và học
a) Các trường chỉ đạo, tổ chức hướng dẫn cụ thể cho giáo viên sử dụng các cơng cụ CNTT vào q trình dạy học nhằm kích thích sự sáng tạo, độc lập suy nghĩ, tăng cường khả năng tự học, tự tìm tịi của học sinh.
b) Trong năm học, mỗi giáo viên có trình độ tin học cơ bản cần thực hiện ít nhất từ 2 đến 4 bài giảng có ứng dụng CNTT. Khuyến khích 100% bài hội giảng, thi dạy giỏi của giáo viên được sử dụng các phương tiện hỗ trợ dạy học, ứng dụng CNTT..
c) Tổ chức các chuyên đề từ trường đến Quận, Huyện về đổi mới phương pháp dạy học, trong đó có sử dụng phương tiện CNTT một cách hợp lý, nhằm