Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin (CNTT), việc ứng dụng CNTT trong giáo dục đã trở thành xu hướng tất yếu nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Theo khảo sát của Intel Việt Nam năm 2006, có khoảng 82,66% giáo viên (GV) quan tâm đến việc sử dụng CNTT để thiết kế bài giảng điện tử, trong khi 58,64% quan tâm đến khai thác Internet trong dạy học. Môn Toán, với tính chất trừu tượng và yêu cầu phát triển tư duy logic, đặc biệt cần được đổi mới phương pháp dạy học để tăng cường sự hứng thú và hiệu quả tiếp thu của học sinh (HS). Chủ đề phép biến hình trong chương trình Toán lớp 11 là một nội dung quan trọng, giúp HS phát triển tư duy sáng tạo và kỹ năng giải toán hình học.

Tuy nhiên, thực tế cho thấy HS còn gặp nhiều khó khăn trong việc tiếp cận và vận dụng phép biến hình, trong khi GV chưa khai thác hiệu quả CNTT để hỗ trợ dạy học chủ đề này. Luận văn nhằm mục tiêu khai thác ứng dụng CNTT trong dạy học môn Toán qua chủ đề phép biến hình tại các trường Trung học Phổ thông (THPT) ở Hải Phòng, với phạm vi nghiên cứu từ năm 2019 đến 2020. Nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng các tình huống dạy học có ứng dụng CNTT, thiết kế giáo án và thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao năng lực tự học, sáng tạo của HS, đồng thời góp phần phát triển giáo dục hiện đại, phù hợp với xu thế chuyển đổi số trong giáo dục.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết dạy học tích cực: Nhấn mạnh vai trò chủ động của người học trong quá trình tiếp thu kiến thức, khuyến khích sự tương tác, sáng tạo và phát triển năng lực cá nhân.
  • Mô hình ứng dụng CNTT trong giáo dục: Phân loại ba hướng ứng dụng CNTT trong dạy học gồm: CNTT là phương tiện của GV (bài giảng điện tử), CNTT là phương tiện dạy và học của cả GV và HS (bài dạy tích hợp CNTT), và CNTT là môi trường học tập ảo (học trực tuyến, học từ xa).
  • Khái niệm về phép biến hình trong hình học: Bao gồm các phép tịnh tiến, quay, đối xứng trục, đối xứng tâm và phép vị tự, là công cụ quan trọng trong giải toán hình học phẳng và phát triển tư duy hình học.
  • Khái niệm về phần mềm hỗ trợ dạy học: Các phần mềm như Violet, Geometer’s Sketchpad, Kahoot, McMIX, Shub Classroom được sử dụng để tạo môi trường học tập tương tác, sinh động và đánh giá hiệu quả học tập.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập từ tài liệu lý luận, các văn bản pháp luật về giáo dục, khảo sát thực trạng ứng dụng CNTT tại các trường THPT ở Hải Phòng, và kết quả thực nghiệm sư phạm.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê mô tả để xử lý số liệu khảo sát, phân tích định tính các phản hồi của GV và HS, đồng thời áp dụng phương pháp thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của việc ứng dụng CNTT trong dạy học chủ đề phép biến hình.
  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Thực nghiệm trên hai lớp 11 tại một trường THPT ở Hải Phòng, với tổng số HS khoảng 60 em, được chọn ngẫu nhiên theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện nhằm đảm bảo tính đại diện và khả năng kiểm soát thực nghiệm.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong năm học 2019-2020, bao gồm giai đoạn khảo sát thực trạng, xây dựng giáo án ứng dụng CNTT, thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ quan tâm và sử dụng CNTT của GV: Khoảng 67,3% GV nhận thấy việc ứng dụng CNTT trong dạy học môn Toán là cần thiết. Tuy nhiên, chỉ có 39,65% GV thường xuyên sử dụng phần mềm toán học hỗ trợ giảng dạy, và 22,28% sử dụng CNTT trong hoạt động đánh giá HS. Điều này cho thấy việc ứng dụng CNTT trong đánh giá còn hạn chế.

  2. Hiệu quả học tập của HS khi ứng dụng CNTT: Qua thực nghiệm sư phạm, lớp TN (thực nghiệm) sử dụng CNTT trong dạy học chủ đề phép biến hình đạt điểm trung bình kiểm tra cuối kỳ cao hơn 15% so với lớp ĐC (đối chứng) không sử dụng CNTT. Tỷ lệ HS đạt điểm trên trung bình ở lớp TN là 85%, trong khi lớp ĐC chỉ đạt 70%.

  3. Phản hồi của HS về việc học có ứng dụng CNTT: 43,36% HS đánh giá việc học với phần mềm toán học giúp họ tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn và tăng hứng thú học tập. Các phần mềm như Geometer’s Sketchpad giúp HS quan sát trực quan các phép biến hình, từ đó phát triển tư duy hình học và kỹ năng giải toán.

  4. Khó khăn trong ứng dụng CNTT: Khoảng 60% GV cho biết gặp khó khăn về trang thiết bị chưa đầy đủ, kỹ năng sử dụng CNTT còn hạn chế, và HS dễ mất tập trung khi học qua phần mềm. Đây là những rào cản cần được khắc phục để nâng cao hiệu quả ứng dụng CNTT.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc khai thác ứng dụng CNTT trong dạy học môn Toán, đặc biệt qua chủ đề phép biến hình, góp phần nâng cao hiệu quả học tập của HS. Việc sử dụng phần mềm Geometer’s Sketchpad giúp HS hình dung sinh động các phép biến hình, từ đó phát triển tư duy logic và kỹ năng giải toán nhanh gọn. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả này phù hợp với nhận định của Schacter (1999) về tác động tích cực của CNTT đối với thành quả học tập.

Tuy nhiên, khó khăn về cơ sở vật chất và kỹ năng CNTT của GV là những hạn chế phổ biến, tương tự như báo cáo của Sở giáo dục Tây Úc về năng lực ứng dụng CNTT của GV. Việc đầu tư nâng cao kỹ năng CNTT cho GV và cải thiện hạ tầng công nghệ là cần thiết để phát huy tối đa lợi ích của CNTT trong giáo dục.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột so sánh điểm trung bình giữa lớp TN và ĐC, biểu đồ tròn thể hiện tỷ lệ GV sử dụng CNTT trong các hoạt động dạy học, và bảng thống kê phản hồi của HS về mức độ hài lòng khi học có ứng dụng CNTT.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo kỹ năng CNTT cho giáo viên: Tổ chức các khóa bồi dưỡng chuyên sâu về sử dụng phần mềm dạy học như Geometer’s Sketchpad, Violet, Kahoot nhằm nâng cao năng lực ứng dụng CNTT trong giảng dạy. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng, do Sở Giáo dục phối hợp với các trường đại học tổ chức.

  2. Đầu tư cơ sở vật chất công nghệ tại các trường THPT: Trang bị máy tính, máy chiếu, bảng tương tác và đường truyền Internet ổn định để hỗ trợ việc dạy học tích hợp CNTT. Mục tiêu đạt 80% trường THPT tại Hải Phòng có đủ thiết bị trong 1 năm tới, do UBND thành phố và Sở Giáo dục chịu trách nhiệm.

  3. Xây dựng ngân hàng bài giảng và tình huống dạy học ứng dụng CNTT: Phát triển các giáo án mẫu, bài tập tương tác và trò chơi học tập trên nền tảng CNTT để GV dễ dàng áp dụng. Thời gian xây dựng trong 9 tháng, do các tổ chuyên môn và GV chủ chốt thực hiện.

  4. Khuyến khích học sinh sử dụng CNTT trong học tập và tự học: Tạo môi trường học tập linh hoạt, hỗ trợ HS truy cập các phần mềm học tập và tài liệu trực tuyến mọi lúc mọi nơi. Phối hợp với phụ huynh và nhà trường để giám sát và hỗ trợ HS sử dụng hiệu quả CNTT trong học tập.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Toán THPT: Nắm bắt các phương pháp ứng dụng CNTT trong dạy học chủ đề phép biến hình, từ đó đổi mới phương pháp giảng dạy, tăng cường tương tác và nâng cao hiệu quả học tập của HS.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Tham khảo để xây dựng chính sách, kế hoạch đầu tư cơ sở vật chất và đào tạo GV nhằm thúc đẩy ứng dụng CNTT trong giáo dục phổ thông.

  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Toán: Học hỏi về cách thiết kế giáo án tích hợp CNTT, phương pháp thực nghiệm sư phạm và đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ trong dạy học.

  4. Phụ huynh học sinh: Hiểu rõ vai trò của CNTT trong học tập hiện đại, từ đó phối hợp với nhà trường và GV hỗ trợ con em sử dụng công nghệ hiệu quả, phát triển năng lực tự học và sáng tạo.

Câu hỏi thường gặp

  1. Ứng dụng CNTT có giúp HS hiểu bài phép biến hình tốt hơn không?
    Có. Các phần mềm như Geometer’s Sketchpad tạo hình ảnh động, mô phỏng trực quan giúp HS dễ dàng quan sát và hiểu các phép biến hình, từ đó nâng cao khả năng tư duy và giải toán.

  2. GV cần chuẩn bị gì để ứng dụng CNTT hiệu quả trong dạy học?
    GV cần có kỹ năng sử dụng các phần mềm hỗ trợ dạy học, hiểu rõ nội dung bài giảng và biết cách tích hợp CNTT phù hợp với mục tiêu bài học, đồng thời chuẩn bị giáo án kỹ lưỡng.

  3. Có những phần mềm nào phổ biến trong dạy học môn Toán?
    Các phần mềm phổ biến gồm Violet (tạo bài giảng điện tử), Geometer’s Sketchpad (mô phỏng hình học), Kahoot (trò chơi trắc nghiệm tương tác), McMIX (trộn đề thi), Shub Classroom (giao bài và đánh giá trực tuyến).

  4. Làm thế nào để khắc phục khó khăn khi HS mất tập trung khi học qua CNTT?
    GV nên thiết kế các hoạt động tương tác, trò chơi học tập, chia nhỏ nội dung và kết hợp phương pháp dạy học tích cực để duy trì sự chú ý và hứng thú của HS.

  5. Ứng dụng CNTT có phù hợp với tất cả các trường THPT?
    Phù hợp nhưng cần điều chỉnh theo điều kiện cơ sở vật chất và trình độ CNTT của GV, HS. Các trường cần đầu tư hạ tầng và đào tạo GV để đảm bảo hiệu quả ứng dụng CNTT.

Kết luận

  • Ứng dụng CNTT trong dạy học môn Toán qua chủ đề phép biến hình giúp nâng cao hiệu quả học tập, phát triển tư duy sáng tạo và kỹ năng giải toán của HS.
  • Các phần mềm như Geometer’s Sketchpad, Violet, Kahoot được khai thác hiệu quả trong việc tạo môi trường học tập sinh động, tương tác.
  • Khó khăn chính là hạn chế về kỹ năng CNTT của GV và cơ sở vật chất chưa đồng bộ, cần được đầu tư và bồi dưỡng.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể gồm đào tạo GV, đầu tư thiết bị, xây dựng ngân hàng bài giảng và khuyến khích HS sử dụng CNTT trong học tập.
  • Nghiên cứu mở ra hướng phát triển ứng dụng CNTT trong giáo dục phổ thông, góp phần đổi mới phương pháp dạy học và nâng cao chất lượng giáo dục trong thời đại số.

Để tiếp tục phát huy hiệu quả, các nhà trường và cơ quan quản lý giáo dục cần triển khai đồng bộ các giải pháp trên trong vòng 1-2 năm tới. Mời quý độc giả, đặc biệt là GV và nhà quản lý giáo dục, áp dụng và phát triển các nội dung nghiên cứu này nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Toán hiện đại.