Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2. Xây dựng một số mô hình động trong dạy học xác suất thống kê bằng phần mềm Fathom Chương 3. Thực nghiệm sư phạm 5 c Chƣơng 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.
Tình hình nghiên cứu dạy học ứng dụng CNTT 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng CNTT trong giáo dục ở một số nước trên thế giới Trên thế giới, trong bối cảnh thời đại thay đổi rất nhanh và quá trình toàn cầu hoá kinh tế của cuộc cách mạng khoa học công nghệ diễn ra ngày một mạnh mẽ, khi thế giới càng tiến gần đến nền văn hoá văn minh trí tuệ, xã hội, thông tin và truyền thông là một trong những công cụ mạnh mẽ của sự phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội là thành tựu lớn của cuộc cách mạng khoa học - kĩ thuật hiện nay. Vì vậy mọi nền kinh tế trên thế giới đều cần phải có nhân lực được đào tạo tốt, có năng lực sử dụng CNTT, trẻ em các nước cũng cần phải học để biết sống và làm việc hàng ngày với những công cụ thông tin, giáo viên cần có kĩ năng sư phạm mới theo hướng sử dụng CNTT. Những thành tựu của CNTT đã tạo ra một cuộc cách mạng trong hầu hết các lĩnh vực xã hội, kinh tế,… Sự phát triển Internet và công nghệ truyền thông đa phương tiện đã tạo ra nhiều biến đổi lớn trong phạm vi toàn cầu như: Trao đổi thư tín qua mạng Internet: e - mail; chính phủ điện tử: e - government; Giáo dục điện tử: e - education; Dạy học qua mạng: e - learning; văn hoá số hay văn hoá điện tử: e - culture.
Tất cả đều có một đặc điểm chung là mọi công việc giao dịch được số hoá và thực hiện trên mạng Internet. Sự thay đổi này kéo theo nhiều sự thay đổi sâu sắc trong xã hội. Có thể khẳng định MTĐT đã xâm nhập vào mọi ngóc ngách của cuộc sống và trở thành một công cụ đắc lực không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Con người tiếp xúc với kho kiến thức khổng lồ của nhân loại qua màn hình máy tính, và giao tiếp với nhau qua Internet.
Như vậy, mọi cản trở về không gian, thời gian đã trở nên không đáng kể. Trong bối cảnh chung này, giáo dục không thể là trường hợp ngoại lệ, sớm hay muộn thì giáo dục cũng phải chịu tác động sâu sắc bởi các thành tựu của CNTT. 6 c Chúng ta đang ở giai đoạn đầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, đã bắt đầu vào thời điểm chuyển giao sang thế kỷ này và được xây dựng dựa trên cuộc cách mạng số, đặc trưng bởi Internet ngày càng phổ biến và di động, bởi các cảm biến nhỏ và mạnh hơn với giá thành rẻ hơn, bởi trí tuệ nhân tạo. Các công nghệ số với phần cứng máy tính, phần mềm và hệ thống mạng đang trở nên ngày càng phức tạp hơn, được tích hợp nhiều hơn và vì vậy đang làm biến đổi xã hội và nền kinh tế toàn cầu.
Trong vấn đề áp dụng CNTT vào nhà trường phổ thông, kinh nghiệm nhiều nước cho thấy một trong “những vấn đề cơ bản phải làm sáng tỏ là phân tích những mặt lợi và hạn chế trong việc áp dụng CNTT trong giáo dục nhà trường phổ thông” [2]. Việc sử dụng máy tính như một công cụ làm việc trong quá trình học tập đem lại những cái lợi sau đây: “Cá nhân hoá quá trình học (theo nhịp độ thích hợp với mình, khác với cách học truyền thống phải tiêu chuẩn hoá cho cả lớp học), tin học giúp cho việc học tập liên môn, xuyên môn, học cá nhân tiến hành trên cơ sở “cầu”, chứ không phải trên cơ sở “cung”. Khoảng 20 năm gần đây, MTĐT đã trở thành công cụ không thể thay thế được trong phát triển kinh tế, an ninh quốc phòng và nghiên cứu khoa học. Nhiều nước như Pháp, Anh, Nhật.
đã xác định chiến lược phát triển ứng dụng CNTT, một mặt quan trọng của chiến lược đó là giáo dục tin học phổ thông. Vì vậy, họ đã đầu tư xây dựng các trung tâm MTĐT cho các viện nghiên cứu và các trường học [2]. Ở Nhật Bản đã xác định vai trò của máy tính dùng để hỗ trợ quá trình giáo dục là rất quan trọng và đã đầu tư theo hướng này với tốc độ phát triển nhanh chóng. Tuỳ từng điều kiện cụ thể, mỗi nước có cách đi và phương hướng phát triển riêng.
Tuy nhiên, các nước trên đều có xu hướng chung là từng bước đưa nội dung tin học vào trường phổ thông nhằm nâng cao chất lượng giáo dục và sử dụng máy tính điện tử như công cụ trợ giúp cho dạy - học. Đa số các nước đều quan tâm đến phương pháp dạy - học như thế nào để HS nhanh chóng lĩnh hội tri thức cơ bản và tự học để hoàn thiện kiến thức. Trong đó, hầu hết các nước đều phát triển phương pháp dạy cách tự học cho HS. 7 c Cùng với sự phát triển của MTĐT là sự phát triển của các phần mềm hệ thống và ứng dụng.
Hầu hết người sử dụng máy tính trên thế giới đã quen với các phần mềm nổi tiếng như Windows, Visual Basic. Từ nửa sau thế kỉ 20 sự phát triển của CNTT đã tiến những bước nhảy vọt. Các phần mềm ứng dụng ngày càng được sử dụng nhiều hơn và được phát huy thế mạnh của chúng trong lĩnh vực kinh tế, kĩ thuật, khoa học và giáo dục. Nhiều phần mềm ứng dụng dạy học đã ra đời.
Phần mềm tin học được ứng dụng ngay từ khi có hệ thống phần cứng ra đời [2]. Monet đã định nghĩa: “phần mềm tin học là nội dung “thông minh” trong máy tính, bao gồm toàn bộ những chỉ dẫn nhằm hướng dẫn hoạt động chung (hệ thống khai thác) và riêng (ứng dụng) cho một cách sử dụng chính xác hay đặc thù” [3]. Phần mềm tự học là dạng phần mềm giáo dục, cho phép cá nhân tự học theo một nội dung nào đó, nhờ sự trợ giúp của máy tính, phần mềm tự đặt ra các lỗi, các tình huống xử lí trong quá trình học (HS tự kiểm tra và hiệu chỉnh kiến thức qua các lỗi mắc phải). Phần mềm hỗ trợ dạy và học đã sớm ra đời, ngày càng phong phú đa dạng, dễ sử dụng, thuận tiện, thường xuyên cập nhật các phiên bản mới.
Các phần mềm dạy học ngày càng chuyên biệt và được xây dựng theo từng nội dung kiến thức cụ thể của từng chuyên ngành [2]. Sự ra đời của Internet đã kết nối toàn cầu thành một hệ thống thông tin khổng lồ. Việc trao đổi thông tin không chỉ là đơn lẻ một khu vực hay một quốc gia mà rộng khắp thế giới. Thông tin trao đổi có thể trực tiếp, các thông tin thời sự và các kết quả nghiên cứu khoa học được cập nhật nhanh nhất.
Các ngôn ngữ lập trình cũng được phát triển và hoàn thiện gần gũi với ngôn ngữ tự nhiên hơn tạo điều kiện cho việc phát triển các ứng dụng thuận tiện nhất. Các phần mềm có tính chất mở (người sử dụng có thể phát triển) nhiều hơn thuận tiện cho người sử dụng phát triển vào mục đích ứng dụng của mình [14]. Trên thế giới các nước có nền giáo dục phát triển đều chú trọng đến việc ứng dụng CNTT như: Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Australia, Hàn Quốc. Để ứng dụng CNTT được như ngày nay các nước này đã trải qua rất nhiều các chương trình quốc gia về tin học hoá cũng như ứng dụng CNTT vào các lĩnh vực khoa học kĩ thuật và trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, đặc biệt là ứng dụng vào khoa học công nghệ và 8 c giáo dục.
Họ coi đây là vấn đề then chốt của cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật, là chìa khoá để xây dựng và phát triển công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, tăng trưởng nền kinh tế để xây dựng và phát triển nền kinh tế tri thức, hội nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới. Việc đào tạo từ xa của các trường đại học cũng như các Trung tâm nghiên cứu, đã được thực hiện trên cơ sở xây dựng hệ thống thư viện, điện tử và tra cứu thông tin qua mạng Internet. Hiện nay, đã có phần mềm hỗ trợ dạy và học các môn học ở mọi cấp học, trong đó có các phần mềm về lĩnh vực dạy Toán học như: Maple, Cabri Geometry, Fathom. Nhìn chung, việc ứng dụng các phần mềm trong dạy học của nước ngoài có giao diện sinh động, có âm thanh, màu sắc trung thực, nhưng bằng tiếng nước ngoài nên khả năng sử dụng cho GV và HS cấp học phổ thông rất hạn chế.
Nội dung các phần mềm đó có ở khắp các cấp học, chỉ phù hợp cho việc tham khảo hay minh hoạ của GV khi cần thiết, không phù hợp với chương trình SGK mới ở cấp tiểu học, trung học cơ sở, THPT hiện hành. Chính vì vậy, chúng tôi cho rằng nghiên cứu thiết kế mô hình động để chủ động sử dụng trong dạy - học là việc làm rất cần thiết. Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng CNTT trong nhà trường ở Việt Nam Từ năm 1985, Bộ GD&ĐT đã cho phép 10 địa phương tiến hành dạy thử nghiệm chương trình nhập môn tin học cơ sở và đến năm 1990 đã triển khai việc dạy thí điểm tin học tại 100 trường THPT trên phạm vi toàn quốc. Từ năm 1993 - 1994, trong chương trình thí điểm phân ban THPT, tin học được giảng dạy chung cho ba ban.
Bộ GD&ĐT đã biên soạn sách giáo khoa tin học thí điểm để lựa chọn giảng dạy. Trong chương trình THPT thí điểm phân ban và chương trình THPT mới được thực hiện đại trà từ năm học 2006 - 2007, môn Tin học là môn học chính khoá. Trong chương trình THCS, môn Tin học được đưa vào giảng dạy dưới hình thức tự chọn. 9 c Ngày 11/9/1999, Bộ GD&ĐT đã kết hợp với quỹ Quốc tế IBM (IBM International Foundation) phối hợp triển khai dự án “Thực hành phát triển nghiệp vụ” với việc triển khai mô hình dạy học với máy tính (Teaching and Learning with Computer - TLC) nhằm xây dựng một mô hình dạy và học chất lượng cao trên cơ sở ứng dụng CNTT [14].
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 được nhóm nghiên cứu của Vũ Thị Thái và các cộng sự triển khai đại trà tại các trường tiểu học trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên thu được kết quả tốt [7].