Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài 1. Những công trình nghiên cứu về tác động của CNTT đối với dạy học nói chung, đối với dạy học môn Toán nói riêng. Trên thế giới Những công trình trên thế giới nghiên cứu về tác động của CNTT đối với dạy học có khá nhiều.
Phát biểu về tác động của CNTT đối với dạy học (sau những kết quả nghiên cứu) có thể kể đến các nhận định sau: CNTT đã trở thành công cụ thúc đẩy nhận thức và kết quả học tập của HS, CNTT cho phép tạo ra tình huống học tập và thực hành (Barron,1998, Berge, 1998). Việc sử dụng thích hợp CNTT có thể làm xúc tác cho sự thay đổi cả về nội dung và PPDH trong thế kỉ XXI (Kulik, 1994); CNTT cho phép người học nhiều cơ hội khám phá hơn việc chỉ lắng nghe và ghi nhớ; CNTT giúp HS dễ dàng thông tin liên lạc với các GV (Valasidou và Bousiou, 2005); CNTT có thể giúp HS mở rộng và hiểu sâu sắc hơn nội dung kiến thức và hỗ trợ phát triển các kĩ năng tư duy cho HS (Kozma, 2005 , Kulik, 2003 , Webb và Cox (2004). Ronau và các đồng nghiệp (2014) đã đưa ra nhận định: Trong bốn thập kỷ qua, những kết quả nghiên cứu đều thống nhất rằng các công nghệ kỹ thuật số như máy tính và phần mềm máy tính nâng cao sự hiểu biết của HS và không làm giảm đến kỹ năng tính toán của HS. Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD - Organization for Economic Co-operation and Development) năm 2015 đã có kết luận: Chúng ta có thể sử dụng CNTT trong dạy và học qua các hình thức: DH dựa vào máy tính (CBT - Computer Base Training), học trực tuyến (online), e-learning, sử dụng các bài giảng điện tử, sử dụng một số phần mềm thông dụng trong chuẩn bị bài soạn như: Microsoft Word, Microsoft Excel; sử dụng một số phần mềm hỗ trợ dạy học: Microsoft Outlook, Adobe Photoshop, Microsoft Powerpoint; sử dụng một số phần mềm đánh giá kết quả học tập của HS: Violet, Macromedia 7 Flash….
Chúng ta có thể sử dụng Internet trong việc tìm kiếm các thông tin trực tuyến; Kết quả khảo sát từ một số địa phương đã cho chúng ta những bằng chứng chắc chắn rằng những HS sử dụng máy tính nhiều sẽ có điểm số tốt hơn trong học Toán và đọc sách. Các tác giả Drijvers P, Lynda Ball, Barbel Barzel M., Kathleen Heid Yiming Cao, Michela Maschietto (2016) đã có một tầm nhìn về vai trò tiềm năng của CNTT trong DH Toán cho những năm 2025 như sau: - HS có thể tiếp cận nội dung học tập thông qua nhiều loại thiết bị cá nhân, trong đó đã tích hợp công nghệ vào giáo dục toán học, để sử dụng trong hay ngoài lớp học một cách dễ dàng. Chẳng hạn máy tính bảng, đồng hồ thông minh, điện thoại di động hoặc tương tự. - HS sẽ sử dụng CNTT để tạo ra các đối tượng toán học 2D, 3D, cũng như sử dụng công nghệ để phân tích các đối tượng đó.
- HS dễ dàng tiếp cận các tập dữ liệu thống kê và các mô hình toán học khác nhau để khám phá ra những kết quả cần thiết. Ví dụ, HS có thể truy cập vào CNTT để khám phá các khía cạnh khác nhau của một đối tượng 3D bằng cách chia nó thành các phần, cắt ngang qua đối tượng, và mở lưới hoặc quay một đối tượng trong không gian. - Các lớp học toán học trong tương lai có thể không cần giấy tờ và HS có quyền truy cập vào các thiết bị mà trên đó họ có thể dễ dàng ghi lại những tri thức toán học cần thiết. Ở Việt Nam Tại Việt Nam đã có không ít những hội thảo, hội nghị về phát triển và sử dụng công nghệ dạy học trong đào tạo bồi dưỡng GV.
Có thể thấy, mỗi năm ở Việt Nam đều có ít nhất một hội thảo quốc gia về ứng dụng CNTT trong giáo dục; các địa phương thay nhau tổ chức các hội nghị, hội thảo về ứng dụng CNTT trong dạy học ở các cấp học, bậc học, theo bốn mô hình dạy học với sự hỗ trợ của CNTT. Đó là: dạy học có hướng dẫn, dạy học phát hiện, dạy học kiểm nghiệm, dạy học trợ giúp. 8 Nguyễn Bá Kim (2004, 1988) và các học trò của ông về đưa một số yếu tố của Tin học vào nhà trường phổ thông từ những năm 80 của thế kỉ XX, thể hiện qua các luận án của Ouk Chieng (1989): “Xác định con đường đưa một số yếu tố tin học vào nhà trường Campuchia”, Lê Khắc Thành (1993): “Tiếp cận hoạt động nhiều mặt trong DH lập trình ở nhà trường THPT”, Đỗ Thị Hồng Anh (1993): “Xây dựng và sử dụng một phần mềm DH tiếp cận các phương pháp của trí tuệ nhân tạo để trợ giúp DH giải Toán về hệ thức lượng trong tam giác”; Nguyễn Sĩ Đức (2002) : “Xây dựng và sử dụng phần mềm DH hỗ trợ luyện tập môn Toán ở trường Tiểu học”…. Về những công trình nghiên cứu ứng dụng CNTT trong DH môn Toán ở Đại học, Cao Đẳng, có thể kể đến các luận án: “Ứng dụng máy tính vào DH Đại số tuyến tính nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho sinh viên Cao đẳng Sư phạm” (Hoàng Thị Quỳnh Anh, 2006), “Sử dụng đa phương tiện trong DH PPDH Toán ở trường ĐHSP” (Hoàng Ngọc Anh, 2010); Luận án của Trần Trung năm 2009 “Ứng dụng CNTT và truyền thông hỗ trợ DH Hình học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS dự bị Đại học dân tộc”.
Trong những năm gần đây có một số nghiên cứu về những ứng dụng khác nhau của CNTT. Chẳng hạn như: Luận án của Nguyễn Đăng Minh Phúc năm 2008 về “Tích hợp các mô hình thao tác động với môi trường DH Toán điện tử nhằm nâng cao khả năng khám phá kiến thức mới của HS”; Luận án của Trịnh Thị Phương Thảo năm 2014 về “Khai thác một số ứng dụng trên điện thoại di động hỗ trợ HS lớp 12 THPT tự học”; Luận án của Nguyễn Chí Trung năm 2015 về “Phát triển tư duy thuật toán cho HS thông qua DH thuật toán ở trường THPT”. Về các đề tài nghiên cứu ứng dụng CNTT trong DH ở các trường phổ thông Việt Nam, có thể kể đến các đề tài: Đề tài trọng điểm cấp Bộ năm 2006 “Ứng dụng CNTT trong DH ở các trường phổ thông Việt Nam” do Đào Thái Lai làm chủ nhiệm; Đề tài trọng điểm cấp Bộ năm 2008 - 2010 “Tích hợp các mô hình động với nghiên cứu bài học có trọng tâm tư duy toán để nâng cao nghiệp 9 vụ sư phạm của GV” do Trần Vui làm chủ nhiệm; Đề tài cấp ngành năm 2008 – 2010 “Dạy và học Toán qua mạng Internet với sự hỗ trợ của các mô hình động” do Nguyễn Đăng Minh Phúc làm chủ nhiệm; Đề tài cấp Bộ năm 2016 “Nghiên cứu vận dụng mô hình hóa trong DH môn Toán ở trường phổ thông” do Nguyên Danh Nam làm chủ nhiệm. Đào Thái Lai (2006) đã đi đến kết luận: “CNTT đã có tác động mạnh mẽ tới mọi thành tố của quá trình DH; bao gồm mục tiêu DH, nội dung DH, PPDH, hình thức DH, phương tiện DH và kiểm tra đánh giá”.
Những công trình nghiên cứu về dạy học môn Toán nói chung, dạy học Hình học nói riêng với sự hỗ trợ của CNTT. Trên thế giới Ngay từ những năm cuối của thế kỉ XX, đã có không ít những công trình nghiên cứu về sử dụng phần mềm trong DH môn Toán. Chẳng hạn như công trình của Jackiw N (1995) về sử dụng tính năng thay đổi hình và tạo vết của phần mềm The Geometer’s Sketchpad trong dạy và học Hình học ở trường phổ thông; Công trình của Barnes J (1997) về lập mô hình hệ thống động với phần mềm bảng tính. Nghiên cứu về sử dụng phần mềm GeoGebra trong DH môn Toán có rất nhiều, có thể kể ra một cố công trình sau: Công trình của Hohenwarter M., Hohenwarter J, Kreis Y và Lavicza Z (2008) về dạy và học tính toán với phần mềm GeoGebra; công trình của Herceg Dj (2007) về học tính với GeoGebra ở trường THPT; công trình của Hohenwarter M, Preiner J (2007) về sử dụng trong DH Hình học ở trường phổ thông.
Khó có thể kể hết những công trình nghiên cứu về sử dụng phần mềm trong DH Toán, bởi hiện nay có khoảng ba chục phần mềm Toán học khác nhau có thể ứng dụng trong dạy và học Toán. Ở Việt Nam Bộ sách “ Khám phá Hình học 10 với The Geometer’s Sketchpad”, “ Khám phá Hình học 11 với The Geometer’s Sketchpad”, “Khám phá Hình học 10 12 với The Geometer’s Sketchpad” do Trần Vui chủ biên (2007, 2008, 2009) đã giới thiệu nhiều hoạt động khám phá Hình học ở trường THPT với phần mềm Geometer’s Sketchpad. Trần Vui và các tác giả viết bộ sách này đã viết các chương trình sử dụng The Geometer’s Sketchpad hỗ trợ GV và HS nghiên cứu từng bài học, suốt theo từng chương, từng mục trong các SGK Hình học các lớp 10, lớp 11, lớp 12 THPT. Trịnh Thanh Hải (2006), đã nghiên cứu sử dụng phần mềm hình học động để dạy một số nội dung Hình học lớp 10 và sử dụng phần mềm Cabri Geometry nhằm đổi mới PPDH Hình học lớp 7 theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của HS.
Tác giả đã đề xuất những biện pháp khai thác phần mềm Cabri Geometry đề DH trong các tình huống điển hình theo định hướng đổi mới PPDH nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS. Đó là: Trong DH khái niệm, sẽ hỗ trợ tiếp cận, nhận dạng, thể hiện, phân chia khái niệm; trong DH định lí, sẽ hỗ trợ gợi động cơ chứng minh, nhận dạng, thể hiện định lí; trong giải bài tập toán học, sẽ hỗ trợ phân tích, tìm tòi khám phá lời giải bài toán, kiểm tra lại lời giải, hỗ trợ DH một số chủ đề khó. Các phần mềm hình học động còn có thể hỗ trợ tốt cho việc giải bài tập hình học, giúp học sinh có cái nhìn trực quan. Các phần mềm có chức năng đo đạc các đại lượng hình học (độ lớn góc, độ dài đoạn thẳng) sẽ hỗ trợ cho việc kiểm nghiệm tính đúng đắn của những dự đoán, giảm bớt thời gian và công sức đi tìm kiếm chứng minh cho điều đó.
Sự hỗ trợ của CNTT trong dạy học ở tiểu học 1. Xu hướng ứng dụng CNTT trong dạy học Tiểu học Với GD&ĐT, CNTT là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi mới PPDH, học tập và hỗ trợ đổi mới quản lý giáo dục, góp phần nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng giáo dục.
