Chương trình hỗ trợ dạy học hình học lớp 11 cho sinh viên khoa học máy tính

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1. Động cơ nghiên cứu

1.2. Mục tiêu đề tài

1.3. Các giai đoạn thực hiện đề tài

1.4. Ý nghĩa đề tài

1.5. Cấu trúc báo cáo luận văn

2. CHƯƠNG 2: CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN

2.1. Giới thiệu GeoGebra

2.2. Thực nghiệm với Geogebra

2.3. Một số thực nghiệm khác

2.4. Giới thiệu Cabri 3D

2.5. Thực nghiệm với Cabri 3D

2.6. Đánh giá

3. CHƯƠNG 3: KIẾN THỨC NỀN TẢNG

3.1. Lý thuyết cơ bản về hình học

3.1.1. Hình học phẳng

3.1.2. Hình học không gian

3.2. Cơ chế hoạt động của OpenGL

3.2.1. Single-Document Interface (SDI)

3.2.2. Multiple-Document Interface (MDI)

3.3. Tác dụng của OpenGL

3.4. Các hàm của OpenGL được sử dụng trong chương trình

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH

4.1. Kiến trúc hệ thống

4.2. Các đối tượng chính của chương trình

4.2.1. Các class ứng với mô hình MDI của MFC

4.2.2. Các class và namespace của mô hình bài toán - Problem

4.3. Yêu cầu hệ thống

4.3.1. Yêu cầu phi chức năng

4.3.2. Yêu cầu chức năng

5. CHƯƠNG 5: HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH

5.1. Các bài toán và khó khăn gặp phải

5.1.1. Lượng tính toán nhiều

5.1.2. Bài toán thay đổi góc nhìn bằng thao tác chuột (trong không gian 3D)

5.1.3. Bài toán hiển thị nét đứt cho các đường bị khuất (trong không gian 3D)

5.1.4. Bài toán kéo dài đường thẳng tới giao điểm

5.2. Giao diện chương trình

5.2.1. Hiển thị mục lục - danh sách các bài toán được thiết kế sẵn

5.2.2. Hiển thị danh sách các đối tượng hình vẽ của bài toán

5.2.3. Thay đổi thuộc tính của hình vẽ

5.2.4. Phóng to/ Thu nhỏ

5.2.6. Thay đổi góc nhìn

5.2.7. Thêm hình vẽ có sẵn

5.2.8. Hiển thị thuộc tính

5.2.9. Trình bày bài toán theo các bước

5.2.10. Hiển thị 2 cửa số song song

5.2.11. Biểu mẫu thêm hình vẽ

5.2.12. Thanh công cụ

5.3. Kết quả đạt được

5.4. Đánh giá chương trình

5.4.1. Nhược điểm

5.4.2. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu đề tài

Trong bối cảnh giáo dục hiện đại, việc dạy và học môn hình học lớp 11 đang gặp nhiều khó khăn do tính chất trừu tượng của môn học. Học sinh thường phải làm việc với các hình vẽ 2D trên giấy, điều này dẫn đến việc khó khăn trong việc hình dung các khái niệm hình học không gian. Do đó, cần thiết phải có một chương trình hỗ trợ dạy học nhằm cung cấp các công cụ trực quan giúp học sinh dễ dàng tiếp cận và hiểu rõ hơn về các khái niệm hình học. Chương trình này được xây dựng dựa trên nền tảng của OpenGL, cho phép mô phỏng hình học không gian một cách rõ ràng và trực quan. Việc sử dụng công nghệ hiện đại này giúp giáo viên và học sinh có thể tương tác với các hình vẽ trong không gian ba chiều, từ đó nâng cao khả năng tiếp thu kiến thức.

1.1 Động cơ nghiên cứu

Môn hình học thường được xem là một trong những môn học khó khăn nhất đối với học sinh trung học. Nhiều học sinh gặp khó khăn trong việc hình dung các hình khối trong không gian ba chiều chỉ từ các hình vẽ 2D. Chương trình hỗ trợ dạy học hình học lớp 11 nhằm mục đích giải quyết vấn đề này bằng cách cung cấp một công cụ trực quan, giúp học sinh dễ dàng quan sát và tương tác với các hình khối. Điều này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm hình học mà còn giảm bớt áp lực trong việc học tập.

II. Công trình nghiên cứu liên quan

Nghiên cứu về các công cụ hỗ trợ dạy học hình học đã được thực hiện qua nhiều năm. GeoGebra và Cabri 3D là hai phần mềm nổi bật trong lĩnh vực này. GeoGebra cung cấp khả năng vẽ hình động và thực hiện các phép toán đại số, trong khi Cabri 3D tập trung vào việc dựng hình không gian. Cả hai phần mềm này đều có ưu điểm riêng, nhưng cũng tồn tại những hạn chế nhất định khi áp dụng vào chương trình học hình học lớp 11. Việc so sánh và phân tích các công trình nghiên cứu này sẽ giúp xác định được những điểm mạnh và điểm yếu, từ đó cải thiện chương trình hỗ trợ dạy học hình học.

2.1 Thực nghiệm với GeoGebra

GeoGebra là một phần mềm học toán rất phổ biến, cho phép người dùng vẽ hình và thực hiện các phép toán hình học một cách dễ dàng. Tuy nhiên, một số học sinh gặp khó khăn trong việc sử dụng phần mềm này do giao diện phức tạp và yêu cầu kỹ năng công nghệ. Việc thực hiện các bài toán hình học trong GeoGebra cho thấy phần mềm này có thể giúp học sinh hình dung tốt hơn về các khái niệm hình học, nhưng cũng cần có sự hướng dẫn cụ thể từ giáo viên để đạt hiệu quả tốt nhất.

III. Thiết kế chương trình

Chương trình hỗ trợ dạy học hình học lớp 11 được thiết kế nhằm mang lại trải nghiệm học tập tốt nhất cho học sinh. Sử dụng OpenGL, chương trình cho phép người dùng tương tác với các hình khối trong không gian ba chiều. Các đối tượng hình học được xây dựng dựa trên các bài toán có trong sách giáo khoa, giúp học sinh dễ dàng tiếp cận và thực hành. Giao diện của chương trình được thiết kế thân thiện, dễ sử dụng, với các chức năng cho phép học sinh vẽ, chỉnh sửa và quan sát hình khối từ nhiều góc độ khác nhau.

3.1 Kiến trúc hệ thống

Hệ thống được xây dựng trên nền tảng MFC (Microsoft Foundation Class) kết hợp với OpenGL để tạo ra các hình ảnh 2D và 3D. Kiến trúc này cho phép chương trình hoạt động mượt mà và hiệu quả. Các lớp đối tượng được thiết kế để quản lý các hình vẽ và thao tác của người dùng, từ đó nâng cao khả năng tương tác và trải nghiệm học tập. Điều này không chỉ giúp học sinh dễ dàng hơn trong việc học hình học mà còn tạo ra một môi trường học tập thú vị và đầy sáng tạo.

Luận văn tốt nghiệp về chương trình hỗ trợ dạy và học môn hình học lớp 11