Ứng dụng Phần mềm GeoGebra trong Dạy học Mạch Kiến thức Hình học và Đo lường ở Trường Trung học Cơ sở

GeoGebra không chỉ là một phần mềm, nó là một môi trường học tập tương tác. Việc học sinh đã quen thuộc với phần mềm qua môn Tin học giúp giảm thiểu thời gian làm quen và tăng hiệu quả sử dụng. Theo luận văn, "Học sinh được tiếp cận với phần mềm GeoGebra qua bộ môn Tin học; qua bài thực hành bộ môn Toán lớp 6, lớp 7." Điều này tạo ra một nền tảng vững chắc để giáo viên tích hợp GeoGebra vào giảng dạy hình học. Hơn nữa, khả năng trực quan hóa các khái niệm và bài toán hình học giúp học sinh dễ dàng nắm bắt và ghi nhớ kiến thức. GeoGebra thực sự là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho cả giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học Hình học THCS.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là thiết kế hoạt động dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm GeoGebra trong mạch kiến thức Hình học và Đo lường, theo hướng dạy học tích cực. Luận văn hướng đến phát triển năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán của học sinh THCS. Nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm: Nghiên cứu lý luận về phương pháp dạy học tích cực và ứng dụng CNTT trong dạy học Toán. Phân tích nội dung chương trình giáo dục phổ thông môn Toán năm 2018, mạch kiến thức Hình học và Đo lường. Nghiên cứu về phần mềm GeoGebra. Xây dựng tình huống ứng dụng GeoGebra trong dạy học. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của việc sử dụng GeoGebra.

Một trong những đặc trưng quan trọng của PPDH tích cực là rèn luyện phương pháp tự học cho học sinh. Giáo viên cần hướng dẫn học sinh cách đọc tài liệu, tìm kiếm kiến thức từ các nguồn khác, và suy luận vấn đề từ kiến thức đã có. Theo luận văn, "Bên cạnh việc hướng dẫn HS cách tiếp nhận tri thức, GV cũng cần tập trung vào việc rèn luyện cho HS phương pháp tự học thế nào để hiệu quả." Khi học sinh có thể tự rèn luyện phương pháp tự học, sẽ rèn luyện các thao tác tư duy phân tích tổng hợp, khái quát hoá, giúp hình thành và phát triển tiềm năng của bản thân. Việc ứng dụng GeoGebra có thể hỗ trợ quá trình tự học bằng cách cung cấp các công cụ trực quan và tương tác.

Để triển khai PPDH tích cực hiệu quả, giáo viên cần đầu tư nhiều thời gian, công sức hơn so với phương pháp truyền thống. Giáo viên cần có bản lĩnh, chuyên môn tốt và sự nhiệt thành. Theo luận văn, "Để dạy học theo phương pháp tích cực thì GV cần phải đầu tư về thời gian, công sức hơn nhiều so với dạy theo phương pháp thụ động." Việc lựa chọn và thiết kế các hoạt động học tập phù hợp với trình độ và khả năng của học sinh, cũng như việc sử dụng GeoGebra một cách hiệu quả, đòi hỏi giáo viên phải có sự chuẩn bị kỹ lưỡng. Bên cạnh đó, cần có sự hỗ trợ từ nhà trường và cộng đồng để tạo điều kiện tốt nhất cho việc đổi mới PPDH.

GeoGebra cho phép giáo viên tạo ra các hình ảnh động, giúp học sinh dễ dàng hình dung và nắm bắt các khái niệm hình học trừu tượng. Ví dụ, khi dạy về khái niệm đường trung trực của đoạn thẳng, giáo viên có thể sử dụng GeoGebra để tạo ra một đoạn thẳng và một điểm di động trên đường trung trực của đoạn thẳng đó. Khi điểm di chuyển, học sinh sẽ thấy rằng khoảng cách từ điểm đó đến hai đầu mút của đoạn thẳng luôn bằng nhau. Điều này giúp học sinh hiểu rõ hơn về định nghĩa và tính chất của đường trung trực.

GeoGebra cũng có thể được sử dụng để giúp học sinh khám phá và chứng minh các định lý hình học. Ví dụ, khi dạy về định lý Pytago, giáo viên có thể sử dụng GeoGebra để tạo ra một tam giác vuông và các hình vuông dựng trên các cạnh của tam giác. Học sinh có thể kéo các đỉnh của tam giác và quan sát sự thay đổi của diện tích các hình vuông. Điều này giúp học sinh nhận thấy rằng diện tích hình vuông dựng trên cạnh huyền luôn bằng tổng diện tích các hình vuông dựng trên hai cạnh góc vuông, từ đó khám phá ra định lý Pytago.

Kỹ năng vẽ hình chính xác là vô cùng quan trọng trong học tập hình học. GeoGebra cung cấp các công cụ vẽ hình chính xác và dễ sử dụng, giúp học sinh rèn luyện kỹ năng này. Học sinh có thể vẽ các hình hình học phức tạp một cách nhanh chóng và chính xác, đồng thời dễ dàng chỉnh sửa và thay đổi hình vẽ. Việc này giúp học sinh tiết kiệm thời gian và tập trung hơn vào việc giải bài toán. Các thao tác vẽ và chỉnh sửa được thực hiện trực quan, giúp học sinh hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của các hình hình học.

Trước khi bắt đầu thiết kế bài giảng, giáo viên cần xác định rõ mục tiêu của bài học. Mục tiêu này phải cụ thể, đo lường được, có tính khả thi, phù hợp và có thời hạn. Sau khi xác định được mục tiêu, giáo viên cần lựa chọn các công cụ GeoGebra phù hợp để minh họa các khái niệm và bài toán. Ví dụ, nếu mục tiêu là giúp học sinh hiểu rõ về định nghĩa đường tròn, giáo viên có thể sử dụng công cụ đường tròn để tạo ra một đường tròn và các yếu tố liên quan như tâm, bán kính, đường kính.

Một bài giảng GeoGebra hiệu quả cần có các hoạt động học tập tương tác, khuyến khích học sinh tự khám phá và tìm tòi kiến thức. Giáo viên có thể thiết kế các bài tập trắc nghiệm, điền khuyết hoặc kéo thả để học sinh củng cố kiến thức. Ngoài ra, giáo viên có thể tạo ra các mô hình động để học sinh quan sát và phân tích. Ví dụ, khi dạy về tính chất của các đường trung tuyến trong tam giác, giáo viên có thể tạo ra một tam giác và các đường trung tuyến của tam giác đó. Học sinh có thể kéo các đỉnh của tam giác và quan sát sự thay đổi của vị trí giao điểm của các đường trung tuyến.

Phương pháp định tính bao gồm phỏng vấn giáo viên và học sinh về trải nghiệm của họ khi sử dụng GeoGebra trong dạy học. Các câu hỏi phỏng vấn nên tập trung vào những khía cạnh như mức độ dễ sử dụng của phần mềm, khả năng minh họa các khái niệm và bài toán, và tác động của phần mềm đến sự hứng thú học tập của học sinh. Ngoài ra, việc quan sát các tiết học có sử dụng GeoGebra cũng giúp thu thập thông tin về cách giáo viên sử dụng phần mềm, cách học sinh tương tác với phần mềm, và những khó khăn gặp phải trong quá trình sử dụng.

Phương pháp định lượng bao gồm sử dụng các bài kiểm tra trước và sau khi sử dụng GeoGebra để đánh giá mức độ hiểu bài của học sinh. Các bài kiểm tra nên bao gồm các câu hỏi trắc nghiệm và tự luận, tập trung vào các khái niệm và bài toán đã được dạy bằng GeoGebra. Kết quả kiểm tra sẽ được so sánh để xác định xem liệu việc sử dụng GeoGebra có giúp cải thiện kết quả học tập của học sinh hay không. Cần có nhóm đối chứng (không sử dụng GeoGebra) để có kết quả so sánh khách quan.

Để GeoGebra được ứng dụng rộng rãi và hiệu quả trong dạy học, cần phát triển một cộng đồng giáo viên GeoGebra mạnh mẽ. Cộng đồng này sẽ là nơi giáo viên chia sẻ kinh nghiệm, tài liệu, và các bài giảng GeoGebra hay. Ngoài ra, cộng đồng cũng có thể tổ chức các khóa đào tạo, hội thảo, và các hoạt động khác để nâng cao năng lực sử dụng GeoGebra cho giáo viên. Sự hỗ trợ và hợp tác giữa các giáo viên sẽ giúp lan tỏa GeoGebra và tạo ra một môi trường học tập tích cực và sáng tạo.

Cần có thêm nhiều nghiên cứu và phát triển về GeoGebra trong giáo dục. Các nghiên cứu này có thể tập trung vào các khía cạnh như tác động của GeoGebra đến khả năng tư duy hình học của học sinh, hiệu quả của GeoGebra trong việc dạy các chủ đề hình học khác nhau, và cách thiết kế bài giảng GeoGebra hiệu quả. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng GeoGebra và giúp cải thiện chất lượng dạy và học hình học THCS. Cần khuyến khích các trường sư phạm và các trung tâm nghiên cứu giáo dục tham gia vào các hoạt động nghiên cứu và phát triển này.