Tài liệu Khai thác phần mềm geogebra tích cực hóa hoạt động dạy học các khái niệm hình học ở trường thcs

LỜI CẢM ƠN TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS. Trần Anh Tuấn, người ----------------------thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình làm khóa luận. Em xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Khoa học Tự Nhiên, phòng Đào tạo, các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Toán Trường Đại học Hùng Vương đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và làm khóa luận. CHU THỊ MAI ANH Dù đã rất cố gắng, xong khóa luận cũng không tránh khỏi những khiếm khuyết, tác giả mong nhận được sự góp ý của các thầy, cô giáo và các bạn. Việt Trì, ngày 08 tháng 05 năm 2019 Tác giả khóa luận KHAI THÁC PHẦN MỀM GEOGEBRA TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CÁC KHÁI NIỆM HÌNH HỌC Ở TRƯỜNG THCS Chu Thị Mai Anh KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Sư phạm Toán học Giảng viên hướng dẫn: ThS. Trần Anh Tuấn Phú Thọ, 2019 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CNTT Công nghệ thông tin GD&ĐT Giáo dục và Đào tạo GV Giáo viên HS Học sinh MTĐT Máy tính điện tử PMDH Phần mềm dạy học PPDH Phương pháp dạy học PTDH Phương tiện dạy học THCS Trung học Cơ Sở TNSP Thử nghiệm sư phạm SGK Sách giáo khoa MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài khóa luận .............................................................................. 1 2. Mục tiêu khóa luận ............................................................................................ 3 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................ 4 4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 4 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 5 5.1. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................... 5 5.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 5 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn........................................................................... 5 7. Bố cục của Khóa luận........................................................................................ 5 Chương 1. DẠY HỌC MÔN TOÁN CHO HỌC SINH THCS VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CNTT .................................................................................................. 7 1.1. Sử dụng công nghệ thông tin như một công cụ dạy học ................................ 7 1.1.1. Sự cần thiết phải sử dụng CNTT vào quá trình dạy học ............................. 7 1.1.2. Xu hướng ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học .......................... 8 1.1.3. Ưu, nhược điểm của việc ứng dụng CNTT trong dạy học ....................... 9 1.2. Hình thức sử dụng CNTT trong dạy học Toán ..........................................10 1.2.1. Sử dụng các phần mềm “Toán học động”.................................................10 1.2.2. Khai thác, sử dụng thông tin trên mạng Internet ....................................11 1.2.3. Tổ chức một số chủ đề ngoại khóa Toán ..................................................11 1.2.4. Lựa chọn những tình huống dạy học nên ứng dụng CNTT ......................12 1.3. Tình huống khai thác CNTT trong giờ học Toán ......................................13 1.4. Thực trạng ứng dụng CNTT trong dạy học khái niệm hình học ở trường THCS ...................................................................................................................15 1.5. Giới thiệu phần mềm Geogebra ...................................................................17 1.5.1. Phần mềm toán học động Geogebra .........................................................17 1.5.2. Ưu điểm nổi bật của phần mềm Geogebra ................................................19 1.5.4. Hướng dẫn sử dụng phần mềm Geogebra .................................................19 1.6. Kết luận chương 1 ........................................................................................26 Chương 2. THIẾT KẾ TÌNH HUỐNG VẬN DỤNG PHẦN MỀM GEOGEBRA TRONG DẠY HỌC CÁC KHÁI NIỆM HÌNH HỌC .................27 2.1. Quy trình dạy học khái niệm ........................................................................27 2.1.1. Đại cương về khái niệm và định nghĩa .....................................................27 2.1.1.1. Khái niệm ..............................................................................................27 2.1.1.2. Định nghĩa khái niệm .............................................................................27 2.1.2. Yêu cầu khi dạy học khái niệm Toán học .................................................28 2.1.3. Những con đường tiếp cận khái niệm .......................................................29 2.1.4. Những hoạt động củng cố khái niệm ........................................................29 2.1.4.1. Nhận dạng và thể hiện khái niệm ...........................................................29 2.1.4.2. Hoạt động ngôn ngữ ...............................................................................30 2.1.4.3. Khái quát hóa, đặc biệt hóa và hệ thống hóa .........................................30 2.1.5. Quy trình dạy học khái niệm hình học ......................................................31 2.2. Thiết kế tình huống dạy học khái niệm hình học lớp 6................................32 2.3. Thiết kế tình huống dạy học khái niệm hình học lớp 7................................41 2.4. Thiết kế tình huống dạy học khái niệm hình học lớp 8................................48 2.5. Thiết kế tình huống dạy học khái niệm hình học lớp 9................................56 2.6. Kết luận chương 2 ........................................................................................63 Chương 3. THỬ NGHIỆM SƯ PHẠM ..............................................................64 3.1. Mục đích thử nghiệm sư phạm.....................................................................64 3.2. Nội dung thử nghiệm sư phạm .....................................................................64 3.3. Tổ chức thử nghiệm sư phạm .......................................................................64 3.3.1. Đối tượng thử nghiệm sư phạm ................................................................64 3.3.2. Tổ chức thử nghiệm sư phạm....................................................................65 3.4. Kết quả thử nghiệm sư phạm .......................................................................66 3.4.1. Phân tích định tính kết quả thử nghiệm ....................................................66 3.4.2. Phân tích định lượng .................................................................................66 3.5. Kết luận chương 3 ........................................................................................68 KẾT LUẬN .........................................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................70 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài khóa luận Trong thời đại cách mạng khoa học và công nghệ, đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá phải gắn liền với phát triển kinh tế tri thức. Đó là đòi hỏi tất yếu, khách quan của sự phát triển lực lượng sản xuất ở nước ta hiện nay. Trong kinh tế tri thức, tri thức là yếu tố chủ yếu của sản xuất, là lợi thế của cạnh tranh, là chất lượng của nguồn nhân lực, là sức mạnh của nội lực và là sức hút chủ yếu của ngoại lực. Chất lượng nguồn nhân lực, tri thức con người phải thông qua giáo dục và đào tạo mới có được. Do vậy, nâng cao dân trí, đào tạo, bồi dưỡng và phát huy nguồn lực con người Việt Nam trên cơ sở phát triển giáo dục và đào tạo là động lực của sự phát triển kinh tế tri thức, là vấn đề có ý nghĩa sống còn trước xu thế toàn cầu hoá. Sở dĩ như vậy là vì, giáo dục và đào tạo là hoạt động trực tiếp tác động đến việc nâng cao trí tuệ, nâng cao sự hiểu biết và vận dụng những tri thức khoa học, kỹ thuật vào sản xuất của con người. Chỉ có thông qua giáo dục và đào tạo mới tạo dựng, động viên và phát huy có hiệu quả mọi nguồn lực trong xã hội, trước hết là nguồn lực con người cho sự phát triển kinh tế - xã hội. Nhận thức rõ vai trò của giáo dục - đào tạo đối với sự phát triển, Đảng và Nhà nước ta khẳng đinh: “Giáo dục là quốc sách hàng đầu”. Việc đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay đang là mối quan tâm của các cấp, ngành, các nhà khoa học và toàn xã hội. Chọn khoa học và giáo dục làm khâu đột phá cho phát triển. Chọn giáo dục làm tiền đề, làm xương sống của phát triển bền vững là xác định đúng đắn và khoa học. Hiện nay, sự bùng nổ của công nghệ thông tin (CNTT) có ảnh hưởng rất lớn đối với nền Giáo dục. Ứng dụng CNTT để nâng cao tính tích cực trong dạy học là xu hướng tất yếu của thời đại CNTT. Việc ứng dụng CNTT được xác định là một trong 9 nhiệm vụ trong giai đoạn tới của ngành giáo dục, là con đường tốt nhất để con người luôn luôn tiếp cận kịp thời những thông tin mới nhất, cập nhật, làm giàu thêm nguồn tri thức và năng lực sáng tạo của mình. Hiện tại việc ứng dụng CNTT trong dạy học nói chung và dạy môn Toán nói 2 riêng không còn là vấn đề mới đối với các nước trên thế giới. Định hướng đổi mới PPDH môn Toán hiện nay là tích cực hóa hoạt động học tập nhằm hình thành cho HS tư duy tích cực, độc lập, sáng tạo, nâng cao năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề. Đặc trưng của toán học là trừu tượng hoá cao độ và có tính logic chặt chẽ, trong dạy học toán ngoài suy diễn logic phải chú trọng nguyên tắc trực quan quy nạp, trực giác toán học. Với sự tham gia của CNTT, môi trường dạy học thay đổi, có tác động mạnh mẽ tới mọi thành tố của quá trình dạy học và tác động tới đổi mới PPDH môn Toán. Thay đổi vai trò của giáo viên thành người tổ chức, điều khiển, tác động lên HS; thực hiện phân hoá cao trong quá trình dạy học Toán; hỗ trợ khả năng đi sâu vào các phương pháp học tập, phương pháp thực nghiệm Toán học; kiểm soát và đánh giá quá trình học tập của HS kịp thời; góp phần hình thành phẩm chất, đạo đức, tác phong hiện đại cho HS. Môn Toán cần chú trọng các phần mềm mô phỏng, minh họa các chuyển động hình học, giúp HS tự tìm tri thức mới, tự ôn tập, tự luyện tập theo nội dung tùy chọn, theo các mức độ tùy theo năng lực của từng HS hỗ trợ hiệu quả dạy học môn Toán. Chúng giúp HS có thể tự học, tự nghiên cứu, tìm tòi kiến thức mới, thiết kế những bài toán hay, bài toán vui phát huy tính sáng tạo của HS. Các PM này cho một bộ công cụ tương tự như “thước kẻ, compa” để người sử dụng có thể thao tác trên chúng để tạo ra các hình hình học và các hiệu ứng chuyển động...Tránh việc lạm dụng trình chiếu, bất kì bài nào, bất kì nội dụng nào cũng đưa vào máy tính, hoặc đưa quá nhiều chữ, không nên dựng máy tính thay cho bảng đen. Hội đồng bộ môn Toán của Mỹ khuyến khích sử dụng PM này ở nhiều cấp học các nhau. Ở nhiều nước trên thế giới, HS phổ thông đã có sự sáng tạo bất ngờ khi khám phá PM này và có nhiều sản phẩm rất lý thú. Khi sử dụng phần mềm dạy học ta có thể khai thác điểm mạnh của CNTT để ứng dụng vào dạy học một cách hiệu quả. Sử dụng các phần mềm “toán học động” dạy học toán làm phương tiện hỗ trợ một cách hợp lý sẽ cho hiệu quả cao. PM mô phỏng những chuyển động hình học, chuyển động điểm, sự biến thiên của đồ thị hàm số... để cho người học có thể quan sát được “điều” mà các phương tiện khác khó có thể thực hiện được. 3 Các phần mềm phục vụ cho việc dạy và học môn Toán hiện nay khá phong phú như: Maple, Graph, Derive, Mathtype, Cabri, Microsoft, Powerpoint, Geospacw, Geogebra,... Trong đó Geogebra là một phần mềm toán học kết hợp hình học, đại số và vi tích phân - là một trong những PM dạy học tốt và được sử dụng phổ biến nhất trong dạy học toán trên thế giới, một số nước đã đưa vào khung chương trình môn Toán. Với hệ thống hình học động của phần mềm Geogebra giúp người sử dụng có thể dễ dàng thực hiện các phép dựng điểm, đoạn thẳng, đường thẳng, góc, đa giác.... Đây là thế mạnh mà nhiều phần mềm khác không có được. Nó giúp cho người sử dụng thấy rõ được tương ứng giữa hình ảnh trực quan của hình với các biếu thức đại số thuần túy, góp phần phát triển tư duy trực quan và hình thành mối liên hệ giữa hình học và đại số. Sử dụng PM hình học động Geogebra làm công cụ giúp HS khám phá và sáng tạo các bài toán mới liên quan đến kiến thức học trong chương trình. Ngoài ra phần mềm Geogebra giúp giáo viên thiết kế các tình huống dạy học khái niệm trong hình học một cách trực quan có tính chất khám phá. Đặc biệt, nó giúp giáo viên hướng dẫn học sinh biết các chuyển đổi từ ngôn ngữ hình học sang ngôn ngữ đại số và xây dựng hình ảnh liên quan đến các khái niệm tương ứng giúp tạo niềm tin cho HS tiếp cận những khái niệm mới. Trong chương trình hình học THCS được trình bày theo con đường kết hợp trực quan và suy diễn. Việc chứng minh được giảm nhẹ mà thay vào đó là đo đạc, quan sát, kiểm nghiệm trên hình vẽ, mô hình rồi công nhận một số tính chất và khái niệm. Do đó, việc sử dụng phần mềm Geogebra là rất phù hợp. Với những lí do trên, em đã chọn đề tài nghiên cứu sau làm khóa luận: “Khai thác phần mềm Geogebra tích cực hóa hoạt động dạy học các khái niệm hình học ở trường THCS” 2. Mục tiêu khóa luận Thiết kế các tình huống với sự hỗ trợ của phần mềm Geogebra nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học các khái niệm hình học ở trường THCS, phát huy tính tích cực và khả năng sáng tạo của HS. 4 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cách sử dụng phần mềm Geogebra. - Nghiên cứu và thiết kế các tình huống vận dụng phần mềm Geogebra trong dạy học khái niệm hình học. 4. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu lí luận về đổi mới PPDH, về PPDH khám phá, về tổ chức các hoạt động nhận thức về ứng dụng CNTT vào dạy học khái niệm hình học. Nghiên cứu các giáo trình, tài liệu, tạp chí, xem thông tin trên các trang web giới thiệu về phần mềm vẽ hình Geogebra. Phương pháp điều tra phỏng vấn: Điều tra GV và HS THCS về tình hình sử dụng phần mềm dạy học môn toán có liên quan. Tham khảo ý kiến của các chuyên gia giáo dục bộ môn Toán, giáo viên Toán về kinh nghiệm khai thác phần mềm vào dạy học Toán. Phương pháp nghiên cứu trường hợp: Nghiên cứu quá trình tiếp thu kiến thức và vận dụng kiến thức vào giải bài tập của một số cá nhân cụ thể trong quá trình học tập. Thử nghiệm sư phạm: Sử dụng phương pháp thử nghiệm sư phạm để kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của giải pháp đã đề ra. Phương pháp sử lý thống kê: Sử dụng các công cụ phần mềm để xử lý kết quả thử nghiệm sư phạm. Phương pháp phân tích và tổng kết kinh nghiệm: Qua việc nghiên cứu vẽ hình trong phần mềm Geogebra, sử dụng nó để hỗ trợ dạy học các khái niệm hình học. 5 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5.1. Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu vận dụng phần mềm Toán học động Geogebra thiết kế các tình huống dạy học khái niệm hình học. 5.2. Phạm vi nghiên cứu Dạy học khái niệm ở trường THCS. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Khóa luận đã thiết kế được các tình huống sử dụng phần mềm Geogebra góp phần nâng cao ứng dụng CNTT trong dạy học và đổi mới PPDH trong trường THCS. - Chức năng tạo được các hình động của phần mềm Geogebra giúp ta có thể quan sát hình dưới nhiều góc độ. Do đó, nếu giáo viên đưa phần mềm Geogebra vào hỗ trợ và minh họa bài dạy sẽ phát triển năng lực quan sát và mô tả, năng lực khám phá và khái quát của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy khái niệm hình học. 7. Bố cục của Khóa luận Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung của khóa luận gồm 3 chương:  Chương 1. Dạy học môn Toán cho học sinh THCS với sự hỗ trợ của CNTT 1.1. Sử dụng CNTT như một công cụ dạy học 1.2. Hình thức sử dụng CNTT trong dạy học Toán 1.3. Tình huống khai thác CNTT trong giờ học Toán 1.4. Thực trạng ứng dụng CNTT trong dạy học khái niệm hình học ở trường THCS 1.5. Giới thiệu phần mềm Geogebra  Chương 2. Thiết kế tình huống vận dụng phần mềm Geogebra trong dạy học các khái niệm hình học 2.1. Quy trình dạy học khái niệm 2.2. Thiết kế tình huống dạy học khái niệm hình học lớp 6 6 2.3. Thiết kế tình huống dạy học khái niệm hình học lớp 7 2.4. Thiết kế tình huống dạy học khái niệm hình học lớp 8 2.5. Thiết kế tình huống dạy học khái niệm hình học lớp 9  Chương 3: Thử nghiệm sư phạm 3.1. Mục đích thử nghiệm sư phạm 3.2. Nội dung thử nghiệm sư phạm 3.3. Tổ chức thử nghiệm sư phạm 3.4. Kết quả thử nghiệm sư phạm 3.5. Kết luận chương 3 7 Chương 1. DẠY HỌC MÔN TOÁN CHO HỌC SINH THCS VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CNTT 1.1. Sử dụng công nghệ thông tin như một công cụ dạy học 1.1.1. Sự cần thiết phải sử dụng CNTT vào quá trình dạy học Thời đại ngày nay là thời đại của CNTT. CNTT “bùng nổ” đã được ứng dụng vào mọi lĩnh vực của đời sống con người, trong đó có cả lĩnh vực giáo dục. Việc ứng dụng CNTT trong nhà trường như một công cụ lao động "Trí tuệ" giúp Ban giám hiệu nhà trường nâng cao chất lượng quản lí, giúp các thầy cô giáo nâng cao chất lượng dạy học, trang bị cho học sinh kiến thức về CNTT, HS sử dụng các thiết bị kĩ thuật số như một công cụ học tập, góp phần rèn luyện cho HS một số phẩm chất cần thiết của người lao động trong thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Để thực hiện tốt đổi mới giáo dục phổ thông nói chung và đổi mới giáo dục tiểu học nói riêng đạt kết quả, việc ứng dụng CNTT vào giảng dạy và học tập có một vai trò tích cực. CNTT mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mới các phương pháp và hình thức học tập. Nghị quyết Hội ghị Ban Chấp hành Trung ương Đảng lần thứ hai (khóa VIII) về định hướng chiến lược phát triển giáo dục và đào tạo trong thời kỳ mới đã yêu cầu nghành giáo dục phải “đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho HS”. CNTT chính là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi mới nội dung, phương pháp giảng dạy, hỗ trợ đổi mới quản lý giáo dục nhằm nâng cao chất lượng phát triển giáo dục. Nhận thức rõ vai trò, tầm quan trọng của việc ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình dạy học, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã quyết định chọn năm học 2008-2009 làm năm học ứng dụng CNTT nhằm thực hiện mục tiêu nâng cao chất lượng giáo dục theo định hướng “chuẩn hóa, hiện đại hóa”. Ban chấp hành TW Đảng khoá IX đã có định hướng cho phát triển giáo dục "Tập trung chỉ đạo phát triển giáo dục và đào tạo khoa học công nghệ thực sự ngang tầm là quốc sách hàng đầu". Nhà nước đã có Nghị định số 64/2007/NĐ - CP ngày 10 tháng 4 năm 2007 của Chính phủ về ứng 8 dụng CNTT trong hoạt động của cơ quan Nhà nước và Chỉ thị số 55/2008 CT BGDĐT ngày 30/9/2008 của Bộ trưởng Bộ giáo dục đào tạo về tăng cường giảng dạy, đào tạo và ứng dụng CNTT trong ngành giáo dục giai đoạn 2008 2012. Để con người Việt Nam nhanh chóng tiếp cận nền khoa học hiện đại tiên tiến của thế giới và để mỗi học sinh nắm bắt được kho tàng kiến thức của nhân loại thì cần phải thực hiện đổi mới giáo dục trước tiên phải đổi mới phương pháp dạy và học. Phương pháp dạy học trước đây nặng nề về truyền thụ kiến thức thì ngày nay phương pháp dạy học phải được thay đổi cách thức, hình thành những năng lực hoạt động, tìm tòi, khám phá cho học sinh. Vì vậy chúng ta cần phải quan tâm đặc biệt đến việc đổi mới phương pháp dạy học bằng nhiều hình thức nhằm giúp cho học sinh phát triển năng lực tư duy, óc sáng tạo, có ý chí tự lực trong quá trình lĩnh hội kiến thức. Quá trình lĩnh hội kiến thức của HS là từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ “tư duy trừu tượng đến thực tiễn”. 1.1.2. Xu hướng ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Môi trường học là toàn bộ các thành tố vật chất cũng như tinh thần có tác động qua lại giữa GV và HS, chi phối hình thức, tính chất và kết quả hoạt động dạy học. Đặc trưng của môi trường học là cấu trúc các thành tố tạo nên môi trường và tương quan giữa các thành tố đó. Khi CNTT tham gia vào quá trình dạy học sẽ làm môi trường dạy học thay đổi, nó có tác động mạnh mẽ tới mọi thành tố của quá trình dạy học: Thực hiện vai trò giảng dạy như một GV; Cung cấp tài liệu học tập mới có tính tương tác, dễ mang, dễ cập nhật; Cung cấp nguồn tài nguyên học tập phong phú, rất dễ truy cập, phân phối và có thể khai thác linh hoạt; Cung cấp công cụ học tập mới có khả năng hợp tác với người sử dụng để giúp người sử dụng khai thác hết khả năng làm việc của họ; Cung cấp kênh giao tiếp, truyền thông mới giữa GV và HS, giữa HS với HS, giữa HS với các đối tượng khác; Cung cấp công cụ kiểm tra, đánh giá mới khách quan và chính xác; Cung cấp một hệ thống và công cụ quản lý dạy học mới.... 9 Khi sử dụng các sản phẩm CNTT như một PTDH, ta có thể khai thác các ưu điểm về mặt kĩ thuật và tiềm năng về mặt sư phạm của CNTT để tận dụng được các tác động từ đó tới các thành tố của quá trình dạy học môn Toán ở trường THCS. 1.1.3. Ưu, nhược điểm của việc ứng dụng CNTT trong dạy học Mục tiêu của ngành giáo dục là không ngừng đổi mới phương pháp giảng dạy và nâng cao chất lượng giáo dục ở tất cả các cấp học. Trong đó, việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đang được đẩy mạnh và nhân rộng trong toàn ngành hiện nay. Dưới đây là những ưu và nhược điêm của việc ứng dụng CNTT trong dạy học. * Ưu điểm: - Tận dụng được kho thông tin khổng lồ trên Internet. - Nhờ các công cụ đa phương tiện của máy tính như: văn bản, đồ họa, hình ảnh, âm thanh, … GV xây dựng được bài giảng sinh động, HS tư duy dễ dàng hơn. - Các kiểu chữ, màu chữ, hiệu ứng có tác dụng trực quan, nhấn mạnh nội dung cơ bản, trọng tâm, lôi cối sự chú ý và khơi gợi sự hứng thú cho HS. - Giáo viên tiết kiệm được thời gian thuyết giảng và không quá vất cả khi giới thiệu, thể hiện những nội dung kiến thức mới. - Nâng cao hứng thú và động lực học tập cho HS. * Nhược điểm: - Nếu không biết chọn lọc, quá lạm dụng CNTT cũng gây nhàm chán, không hiệu quả, làm giảm đi vai trò của người thầy. - Sử dụng quá nhiều hình ảnh, âm thanh cũng làm HS mất tập trung Tóm lại, việc ứng dụng CNTT trong dạy học có vai trò rất quan trọng. Việc ứng dụng CNTT nhằm đổi mới nội dung, phương pháp dạy học là một công việc lâu dài, khó khăn đòi hỏi rất nhiều điều kiện về cơ sở vật chất, tài chính, năng lực của đội ngũ giáo viên. Nhưng thiết nghĩ rằng, với khả năng sư phạm vốn có, các GV hoàn toàn có thể thiết kế được bài giảng điện tử để thể hiện tốt hơn phương pháp sư phạm, góp phần đổi mới phương pháp giảng dạy. 10 1.2. Hình thức sử dụng CNTT trong dạy học Toán Đặc trưng của môn Toán là tính trừu tượng hóa cao và tính logic chặt chẽ. Trong dạy học toán ngoài suy diễn logic phải chú trọng trực quan quy nạp, trực giác toán học. Với sự tham gia của CNTT vào quá trình dạy – học môn Toán, nó có tác động mạnh mẽ tới mọi thành tố của quá trình dạy học và tác động tới đổi mới PPDH, có thể kể đến như: hỗ trợ HS tìm hiểu sâu nội dung kiến thức; rèn luyện kỹ năng, củng cố ôn tập kiến thức cũ; rèn luyện, phát triển tư duy toán học; đổi mới phương pháp và hình thức dạy học môn Toán; thay đổi vai trò của GV thành người tổ chức, điều khiển, tác động lên HS; kiểm soát và đánh giá quá trình học tập của HS kịp thời; góp phần hình thành phẩm chất, đạo đức, tác phong hiện đại cho HS. Theo đó, chúng ta có thể sử dụng một số đề xuất để nâng cao hiệu quả dạy – học môn Toán ở trường THCS như sau: 1.2.1. Sử dụng các phần mềm “Toán học động” Theo tôi, sử dụng PMDH Toán làm phương tiện hỗ trợ một cách hợp lý sẽ cho hiệu quả cao. PMDH mô phỏng những chuyển động hình học, chuyển động điểm, sự biến thiên của đồ thị hàm số... để cho người học có thể quan sát được “hiện tượng” mà các phương tiện khác khó có thể thực hiện được. PM hình học động tạo hứng thú học tập, giúp sáng tạo những bài toán hay, phát huy được tính tích cực chủ động trong học toán, góp phần phát triển trí tuệ, bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS, nhất là các bài toán có yếu tố chuyển động, điểm cố định, quỹ tích, … giúp HS tự tìm tri thức mới, tự ôn tập, tự luyện tập theo nội dung tùy chọn, theo các mức độ tùy theo năng lực của từng HS. Có thể kể đến các PM hỗ trợ rất tốt như: Geometer’s Sketchpad, Cabri Geometry, Maple, Geogebra... Chúng giúp HS có thể tự học, tự nghiên cứu, tìm tòi kiến thức mới, thiết kế những bài toán hay, bài toán vui phát huy tính sáng tạo của HS. Các PM này cho một bộ công cụ mà ta có thể tương tác giống như 11 “thước kẻ, compa” thật, để người sử dụng có thể thao tác trên chúng để tạo ra các hình hình học và hay hơn cả là các hiệu ứng chuyển động.... Trong môn Toán, cần chú ý biểu diễn những tính chất “động” trong hình học, những thao tác cắt ghép hình, tính chất của đồ thị hàm số, ... Tuy nhiên, cần tránh việc lạm dụng trình chiếu, không phải bất kì bài nào, bất kì nội dụng nào cũng đưa vào máy tính, không nên dựng máy tính thay cho bảng đen truyền thống. 1.2.2. Khai thác, sử dụng thông tin trên mạng Internet 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 người dạy và học Toán. Internet cũng cung cấp phương tiện, môi trường để GV, HS trao đổi thông tin với nhau trong quá trình dạy học Toán. Để khai thác, sử dụng thông tin trên mạng internet hỗ trợ việc dạy học Toán, người GV cần: - Nghiên cứu, phân tích chương trình môn Toán của lớp mình đang dạy để lên kế hoạch tìm kiếm thông tin trên một số trang web góp phần hỗ trợ dạy học một số bài học, một số chủ đề (ngoài SGK và các sách tham khảo thông thường khác). - Giới thiệu cho HS một số trang web hỗ trợ hiệu quả dạy học môn Toán và hướng dẫn HS cách thức tra cứu, tìm kiếm, lựa chọn thông tin. Hướng dẫn HS sử dụng một số trang web hỗ trợ tự học trên lớp và chuẩn bị bài ở nhà. 1.2.3. Tổ chức một số chủ đề ngoại khóa Toán Từ kế hoạch dạy học của lớp, GV cần đưa ra một số chủ đề toán cho HS tìm kiếm thông tin dưới dạng các bài tập ngoại khóa toán hoặc cuộc thi nhỏ trong khối lớp mình giảng dạy qua đó làm cho HS yêu thích học môn Toán hơn. Chẳng hạn: Tìm hiểu về nhà Toán học Py-ta-go và định lí Py-ta-go cho HS lớp 7; tìm hiểu về nhà Toán học Talet và định lí Talet cho HS lớp 8; tìm hiểu về giải Fields và các nhà Toán học đạt giải Fields cho HS trung học cơ sở, ... Các hình thức này có thể tổ chức dưới dạng seminar câu lạc bộ toán, các trò chơi tìm hiểu toán học, … 12 1.2.4. Lựa chọn những tình huống dạy học nên ứng dụng CNTT Các tình huống sau đây nên sử dụng CNTT hỗ trợ việc dạy – học: - Dạy học các khái niệm, hiện tượng khoa học trừu tượng, trong đó HS khó hình dung khái niệm, tính chất, có thể dùng mô phỏng để thể hiện khái niệm trên một cách trực quan hơn. - Khi cần giúp HS rèn luyện kỹ năng nào đó, thông qua việc phải hoàn thành số lượng lớn các bài tập, tổ chức kiểm tra đánh giá tự động trên máy. - Cần mô phỏng các chuyển động, cần tạo ra tình huống có vấn đề để kích thích hứng thú học tập ở HS; - Nội dung mà HS thường mắc sai lầm, cần có bài làm mẫu, giải mẫu để tham khảo, rút kinh nghiệm; nội dung cần tiểu kết trong bài, tổng kết cuối chương; - Các bài tập trắc nghiệm, bài tập ô chữ dưới dạng trò chơi giúp củng cố, kiểm tra nhanh kiến thức bài học; Tuy nhiên, vẫn có nhiều khó khăn khi GV THCS áp dụng thành tựu CNTT vào dạy – học. Đó là: - Hệ thống máy chiếu của mỗi trường THCS còn ít; - Các máy chiếu (nếu có) đều lắp cố định ở các phòng học bộ môn, như các phòng học môn Hóa, Lý, Sinh. Do đó, nếu GV môn Toán muốn sử dụng thì phải mượn các phòng học đó, điều này khó thực hiện, vì thời khóa biểu của các phòng học bộ môn khá dày, thậm chí gần như kín cả tuần; - Kĩ năng sử dụng CNTT của một số GV còn hạn chế; - Để chuẩn bị cho một tiết dạy có sử dụng CNTT, GV mất khá nhiều thời gian. Điều này vẫn khó thực hiện, vì ít nhiều bị ảnh hưởng bởi áp lực hồ sơ sổ sách, quy định về số tiết dự giờ trên 1 tuần, … Tóm lại, việc áp dụng CNTT vào giảng dạy môn Toán là cần thiết. Nhưng vấn đề đặt ra ở đây là cần phải có cái nhìn và định hướng đúng đắn trong việc sử dụng CNTT trong dạy học môn Toán. Nên ứng dụng CNTT ở những thời điểm nào, bài học nào, mức độ nào, … để khai thác hết khả năng của nó mà không hạn chế việc phát triển tư duy của HS. Điều đó đòi hỏi người GV phải có 13 tâm huyết với nghề, có trình độ chuyên môn nghiệp vụ vững vàng, nắm vững những yêu cầu, kĩ năng về CNTT, yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học môn Toán, … và người GV vẫn luôn phải giữ vai trò chủ đạo trong sự thành công của tiết học. 1.3. Tình huống khai thác CNTT trong giờ học Toán 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. * 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 HS. * Phát triển tư duy toán học cho HS: Nhiều người lo ngại rằng MTĐT hiện đại với các chức năng “trong suốt” đối với người sử dụng nên HS 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. 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 logic, 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 logic để làm sáng tỏ vấn đề. * Tổ chức dạy học phân hóa: 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, 14 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 ở đó 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. * 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. * Đa dạng hóa hình thức dạy học trong dạy học: 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. 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. * Đánh giá kết quả 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. 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 logic... Với khả năng lưu trữ và xử lý gần như “vô tận” của MTĐT, 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. 15 1.4. Thực trạng ứng dụng CNTT trong dạy học khái niệm hình học ở trường THCS Qua điều tra, khảo sát 6 GV dạy toán và 60 HS lớp 7 của hai trường THCS Phương Xá (Phú Thọ) về việc sử dụng CNTT, phần mềm hỗ trợ trực quan trong dạy học, kết quả thu được như sau: * Đối với GV: 83,3% GV biết đến các phần mềm toán học như Geogebra, Sketchpad, Cabri và Maple nhưng hầu hết biết đến các phần mềm này ở trường Đại Học; 33,3% giáo viên thường xuyên sử dụng các phần mềm này và có đến 66,7% GV thỉnh thoảng hoặc chưa bao giờ sử dụng những phần mềm này để hỗ trợ giảng dạy. Về phương pháp khai thác phần mềm, GV thường sử dụng phần mềm trong việc hỗ trợ vẽ hình, soạn giáo án, minh họa kết quả tính toán mà ít chú trọng đến việc dạy học khái niệm, định lý, hỗ trợ HS khám phá các tính chất, kiểm tra các giả thuyết toán học, tìm tòi phương pháp giải, xây dựng các lập luận và chứng minh giả thuyết, … * Đối với HS: 26,7% HS thường xuyên được học các tiết sử dụng CNTT, 73,3% thỉnh thoảng được học các tiết sử dụng CNTT; 95% HS rất thích hoặc thích thầy cô sử dụng CNTT, 3,33% bình thường và 1,67% không thích. Sử dụng CNTT giúp các em minh họa hình vẽ, mô tả các yếu tố thay đổi từ đó có thể tìm ra hướng giải bài toán. Từ kết quả trên có thể kết luận: - Ứng dụng CNTT trong giáo dục là một việc cần thiết. - Sử dụng phần mềm hỗ trợ trực quan trong dạy học nói chung, bộ môn toán nói riêng là phù hợp. - Hiệu quả của việc ứng dụng CNTT trong dạy học đem lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, việc mang lại hiệu quả cũng phụ thuộc vào khả năng khai thác của GV. - HS cảm thấy hứng thú học tập hơn. - Cơ sở vật chất, thiết bị phục vụ cho việc giảng dạy có sử dụng thiết bị 16 hiện đại là khá tốt. Bên cạnh những nỗ lực và thành quả mà nhà trường đã đạt được vẫn còn nhiều khó khăn và thách thức trong việc ứng dụng CNTT trong giảng dạy và cần phải khắc phục trong thời gian tới để việc ứng dụng CNTT vào giảng dạy để đạt kết quả tốt hơn. * Đối với giáo viên: Để mỗi bài giảng sinh động, hấp dẫn và dễ tiếp thu hơn khi được sự trợ giúp của CNTT thì không ai khác trong nhà trường người trực tiếp làm việc đó là những giáo viên hằng ngày đứng trên bục giảng. Nhưng khi ứng dụng CNTT thì giáo viên còn ngại vì trình độ tin học còn hạn chế, ngại tiếp xúc với các phương tiện hiện đại, còn có tính ngại đổi mới trong quá trình soạn giảng các tiết có ứng dụng CNTT. Nên việc đầu tiên: - GV cần học, dự các lớp tập huấn soạn, giảng bài giảng điện tử để nâng cao trình độ tin học của mình. - GV cần mạnh dạn, không ngại khó, tự tin khi thiết kế và sử dụng bài giảng điện tử của mình, khi đó sẽ giúp cho giáo viên rèn luyện được nhiều kỹ năng và phối hợp tốt các phương pháp dạy học tích cực khác. - Biết khai thác các tài liệu trên internet trên các trang web như bachkim.vn, violet, giaovien.net… để tham khảo các bài của các đồng nghiệp khác đã soạn. - Tạo cho mình một kho tài liệu các nội dung, kiến thức, hình ảnh liên quan đến nội dung kiến thức bộ môn của mình (Để khi cần ta đỡ mất thời gian tìm khiếm). * Đối với HS: - Các em phải biết khai thác, sử dụng máy tính, internet như một phương tiện hỗ trợ cho hoạt động tự học, tự rèn luyện của bản thân thay vì sử dụng vào các mục đích giải trí khác. - Không ngừng học hỏi bạn bè, thầy cô, tự rèn luyện kĩ năng CNTT cho bản thân, nhất là khi các em đang học tập, rèn luyện trong thời đại mới với sự bùng nổ của CNTT.