Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
––––––––––––––––––––––––– ĐÀO TIẾN DŨNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG CÓ
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ
CHỦ ĐỀ MÔN TOÁN Ở TRƢỜNG THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
Chuyên ngành: LL&PP DẠY HỌC TOÁN
Mã số: 60.14.10
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRỊNH THANH HẢI
THÁI NGUYÊN - 2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3
LỜI CẢM ƠN
Bản luận văn đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại
học Thái Nguyên dƣới sự hƣớng dẫn tận tình của TS. Trịnh Thanh Hải.
Viết đầy đủ
1
CNTT
Công nghệ thông tin
2
GV
Giáo viên
3
HS
Học sinh
4
GD&ĐT
Giáo dục và đào tạo
5
SGK
Sách giáo khoa
6
SBT
Sách bài tập
7
PPDH
Phƣơng pháp dạy học
8
THPT
Trung học phổ thông
9
MTĐT
Máy tính điện tử
10
PMDH
12
1.2.1.
CNTT nâng cao hiệu quả quản lý giáo dục
12
1.2.2.
CNTT góp phần đổi mới nội dung phƣơng pháp dạy học
12
1.2.3.
CNTT góp phần đổi mới công tác kiểm tra đánh giá
16
1.2.4.
Nhận định chung
17
1.3.
Ứng dụng CNTT trong các nhà trƣờng ở Việt nam
17
1.3.1.
Quan điểm chỉ đạo về việc ứng dụng CNTT trong nhà trƣờng
17
1.3.2.
Định hƣớng về việc đƣa CNTT vào nhà trƣờng ở Việt Nam
17
1.4.
Ứng dụng CNTT trong dạy học Toán
19
1.4.1.
Ứng dụng CNTT trong dạy học toán
19
1.4.2.
Ứng dụng CNTT trong dạy học toán và vấn đề đổi mới trong
33
1.6.4.
Dạy tự học trong quá trình dạy học
34
1.6.5.
Xác định vai trò mới của ngƣời thầy với tƣ cách ngƣời thiết
kế, uỷ thác, điều khiển và thể chế hóa
35
1.7.
Thực trạng việc ứng dụng CNTT vào dạy học bộ môn Toán
bậc THPT ở địa bàn tỉnh Lai Châu.
36
Kết luận chƣơng 1
37
Chương 2: Khai thác phần mềm AutoGraph trong dạy học Toán ở
trường THPT
38
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
dung hàm số liên tục
39
2.2.
107
3.1.
Mục đích thực nghiệm sƣ phạm
107
3.2.
Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm.
107
3.3.
Nội dung thực nghiệm
108
3.4.
Triển khai thực nghiệm sƣ phạm
108
3.5.
Kết quả thực nghiệm
109
3.5.1.
Nhận xét về mặt định tính
109
3.5.2.
Đánh giá theo góc độ định lƣợng
109
Kết luận chƣơng 3
114
KẾT LUẬN
115
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Ban chấp hành Trung ƣơng 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 hƣớng sử dụng công nghệ thông tin nhƣ một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất
cho đổi mới phƣơng pháp giảng dạy, học tập ở tất các các môn.
Định hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học hiện nay là hƣớng 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
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9
một cách hợp lý việc triển khai ứng dụng CNTT trong đổi mới phƣơng pháp
dạy và học ở từng cấp học. Ở những nơi có điều kiện thiết bị tin học, từng
bƣớc đổi mới phƣơng 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 thƣ viện bài giảng điện tử, hƣớng tới
triển khai công nghệ học điện tử (e-Learning); tăng cƣờng giao lƣu 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 chƣơng 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)
V. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận
- Phƣơng pháp chuyên gia
- Phƣơng pháp điều tra, thăm dò
- Phƣơng pháp thực nghiệm giáo dục
- Phƣơng 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 chƣơng:
Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn
Chƣơng 2: Khai thác phần mềm AutoGraph trong dạy học Toán ở trƣờng
THPT
Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11
Chƣơng 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 ngƣời đã đƣợc chứng kiến một kỷ
nguyên mới gắn liền sự phát triển với tốc độ phát triển nhƣ vũ bão của CNTT
và đƣợc thừa hƣởng 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 ngƣời.
Những thành tựu của CNTT đã tạo ra một cuộc cách mạng trong hầu
nƣớc kém phát triển ở tốp sau rút ngắn đƣợc khoảng cách về sự tụt hậu so với
nền giáo dục ở các nƣớc 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 đƣa ra các chủ trƣơng, chính sách
đúng đắn.
Nhƣ vậy CNTT tạo ra một cuộc cách mạng trong quản lý giáo dục nó
làm thay đổi căn bản phƣơng 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 phƣơng 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 nƣớc đã sử dụng rộng rãi các hệ thống hƣớng dẫn
dạy học PLATO.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13
- Năm 1977 MTĐT đã nhanh chóng đƣợc sử dụng trong dạy học ở hầu
hết các cấp học.
- Năm 1980 ngôn ngữ Logo đƣợc đƣa vào khai thác trong nhà trƣờng,
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 phƣơng tiện và hệ thống ILS
trong các nhà trƣờng 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
Mô hình truyền
thống
GV đóng vai trò
trung tâm
Ngƣời học thụ
động
Bảng , tivi, radio
Mô hình thông tin
Ngƣời 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 trƣờng dạy học hoàn toàn mới, khắc phục
đƣợc các nhƣợc điểm của môi trƣờng học truyền thống:
- Tài nguyên học tập phong phú hơn: xuất hiện các “Sách giáo khoa”
điện tử dƣới dạng CD-ROM, DVD,… với khả năng lƣu trữ hầu hết các dạng
thông tin của loài ngƣời 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 ngƣời học nhằm kích thích hứng thú học tập cho
HS. CNTT còn tạo ra một môi trƣờng thuận lợi chƣa từng có để tổ chức các
đánh giá. HS rất hứng thú khi đƣợc học tập với MTĐT vì vậy hiệu quả cao
hơn hẳn việc học tập theo phƣơng pháp truyền thống.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
16
* CNTT góp phần đổi mới việc dạy
- CNTT hỗ trợ ngƣời GV gia tăng giá trị lƣợng thông tin đến HS, hình
thành nhiều kênh trao đổi thông tin hai chiều giữa GV và HS.
- CNTT đƣa 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 đƣa ra nhiều
hình thức dạy học mới nhƣ 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 trƣờng tƣơng tác để ngƣời học hoạt động và thích
nghi với môi trƣờng, nó tạo điều kiện cho ngƣời 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 vƣơn lên trong quá trình
học tập. HS nhận đƣợc sự giúp đỡ, khuyến khích do MTĐT đƣa 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 đƣa ra một số mô hình dạy học với sự hỗ trợ của
CNTT và truyền thông, ví dụ nhƣ:
- Mô hình dạy học hƣớng 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
Learning with Computer-TLC) nhằm xây dựng một mô hình dạy và học chất
lƣợng cao trên cơ sở ứng dụng CNTT.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
18
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 đƣợc nhóm nghiên
cứu của Vũ Thị Thái và các cộng sự triển khai đại trà tại các trƣờng tiểu học
trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên thu đƣợc kết quả tốt.
Tại trƣờng Đại học Sƣ 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 trƣờng phổ thông.
- Nhóm tác giả Nguyễn Đức Chuy, Hà Thị Lan Hƣơng và Lê Trọng
Tín, Nguyễn Cƣơng khoa Hoá đã triển khai tìm hiểu các phần mềm hoá học
có trên thế giới để đƣa vào khai thác, sử dụng trong nghiên cứu và giảng dạy
và thiết kế các hệ thống thí nghiệm ảo trong chƣơng 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 bƣớc 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 trƣờng 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 nhƣ trƣờng Ngôi sao (thành phố Hồ Chí Minh), trƣờng THPT Phụng
Hiệp (tỉnh Hậu Giang), trƣờng Xuyên Mộc (tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu), Tại
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
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
20
* Sử dụng MTĐT và phần mềm toán học để phát hiện các, tính chất, các
mối quan hệ trong toán học
Ngoài việc đƣa 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 đƣa ra sẽ giúp ta
phát hiện ra các tính chất của đối tƣợng toán học cũng nhƣ mối quan hệ giữa
các đại lƣợng 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 phƣơng pháp nghiên cứu trong
học tập, năng lực tƣ 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 đƣợc
thiết kế phục vụ việc dạy học ngày càng hoàn thiện. Ngƣời 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 đƣợc hình ảnh về đối tƣợng cần nghiên cứu dƣới các góc độ khác
nhau, thậm chí có thể cho một vài yếu tố của đối tƣợng toán học biến đổi liên
tục một cách tự động. Với các phần mềm động này, ngƣời học dễ dàng hình
dung ra các hình hình học một cách trực quan trên cơ sở hình ảnh đƣợc 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 lƣợng.
* Khai thác mạng Internet trong dạy học toán
Internet là một kho thông tin tích luỹ tri thức toán học của con ngƣời từ
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
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
22
phỏng các đối tƣợng 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 đƣa 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 phƣơng pháp dạy học môn toán
Cốt lõi của việc đổi mới phƣơng pháp dạy học ở trƣờng 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 phƣơng pháp dạy học môn toán ở nhà trƣờng
phổ thông hiện nay là tổ chức cho HS đƣợc học tập trong hoạt động và bằng
hoạt động tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo.
Tỷ lệ lƣu trữ thông tin trong trí nhớ ngƣời học thông qua các kênh
thông tin khác nhau đã đƣợc các chuyên gia tổng kết nhƣ sau:
Cách tiếp cận
Sau 3 giờ
Sau 3 ngày
Lời nói
Hình ảnh
Lời nói và hình ảnh
Lời, hình ảnh và hành động
Tự phát hiện
30%
60%
80%
90%
99%
thị, hình vẽ và quá trình chuyển động của các đối tƣợng toán học theo một
quy luật nào đó giúp HS tiếp thu các nội dung khó, có tính trừu tƣợng cao
trong toán học. Từ những thông tin thu nhận đƣợc từ MTĐT, HS phát hiện
đƣợc các tính chất, quan hệ toán học phức tạp, điều này khẳng định tính ƣu
việt của CNTT với các phƣơng tiện dạy học khác.
Việc sử dụng CNTT đã tạo điều kiện cho HS đƣợc tiếp nhận thông tin
dƣới 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
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
24
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 đƣợc cung
cấp một khối lƣợng câu hỏi phong phú, toàn diện đòi hỏi HS phải thực sự nắm
đƣợc kiến thức cơ bản và đạt đƣợc 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 nhƣ các phƣơng pháp kiểm tra thông thƣờng.
+ Xét về góc độ rèn luyện, phát triển tư duy toán học: Nhiều ngƣời lo
ngại rằng máy tính điện tử hiện đại với các chức năng “trong suốt” đối với
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 trƣờng mới này, GV và sách giáo khoa không còn là nguồn
cung cấp thông tin duy nhất mà HS đƣợc đặt vào một nguồn tri thức cho phép
phát triển năng lực hoạt động độc lập của mỗi HS cũng nhƣ tăng cƣờng khả
năng hợp tác.
+ Xét về vai trò của người GV trong dạy học toán: Trƣớc hết cần loại
bỏ tƣ tƣởng sai lạc là MTĐT có thể thay thế hoàn toàn ngƣời Thầy trong dạy
học toán. Việc dạy học toán luôn luôn đòi hỏi cao vai trò của ngƣời Thầy đặc
biệt là đòi hỏi công sức và khả năng sƣ phạm của ngƣời Thầy giáo. Tuy nhiên
vai trò của ngƣời Thầy giáo trong điều kiện sử dụng MTĐT và PMDH cũng
có những thay đổi so với truyền thống. Ngƣời GV phải là ngƣời hƣớng dẫn,
chỉ đạo HS phát huy đƣợc hết khả năng của mình trong hoạt động học tập.
Ngƣời GV là ngƣời tổ chức, điều khiển, tác động lên HS và đôi khi cả môi