Một kết quả nghiên cứu độc lập của một tổ chức giáo dục tại Tây Ban Nha cho biết nếu học sinh được tiếp cận sớm với các phần mềm toán học "động" này thì kết quả học tập sẽ tăng lên 30% so với các học sinh thông thường. Kết quả nghiên cứu này đã gây kinh ngạc cho nhiều quốc gia. Nhiều nước trên thế giới đã mạnh dạn vạch ra các hướng đầu tư sâu vào việc ứng dụng các phần mềm mô phỏng các môn học trong nhà trường.

Quá trình phát triển và đổi mới giảng dạy của con người có thể tóm lược theo 3 giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: Thầy giảng, trò nghe.

Ở giai đoạn này phương tiện giảng chính là "đọc". Câu hỏi thường xuyên của thầy là "trò nghe có rõ không?" hoặc "trò nghe có hiểu không?".

Giai đoạn 2: Thầy giảng bài kết hợp hình vẽ minh họa, trò quan sát, nghe và nhìn.

Ở giai đoạn này việc giảng dạy đã có kết hợp đọc và minh họa trên "bảng đen". Sau này hình thức bảng đen được cải tiến bằng máy chiếu, bảng mi ca, màn hình cỡ lớn. Tuy nhiên hình ảnh không là động và việc minh họa còn hạn chế. Câu hỏi của thầy là "trò nghe và nhìn rõ không?".

Giai đoạn 3: Toàn bộ kiến thức đều được minh họa và biểu diễn trên hình.

Đây là giai đoạn con người sử dụng phần mềm máy tính vào hỗ trợ giảng dạy kiến thức là chính. Câu hỏi của thầy sẽ là "trò nhìn có rõ không" hay "trò nhìn có hiểu không". Với công cụ máy tính, giáo viên sẽ chủ động hơn rất nhiều trong việc minh họa và mô phỏng kiến thức cần dạy trên máy tính và thể hiện các mô phỏng này trong quá trình giảng dạy.

Hiện nay chúng ta đang chứng kiến sự thay đổi và chuyển tiếp từ giai đoạn 2 sang giai đoạn 3 với một tốc độ rất nhanh trên qui mô toàn thế giới. Nếu như trước đây mục tiêu của giáo viên là minh họa càng nhiều càng tốt các chủ đề kiến thức thì giờ đây vấn đề đã không hẳn như vậy. Hiện tại giáo viên cần và phải nắm vững kỹ năng CNTT để có thể biết mô phỏng mọi kiến thức mà mình được phân công truyền đạt lại cho học sinh.

Như vậy rõ ràng mục đích hiện nay của đổi mới giảng dạy không phải là "trò có thể hiểu được những gì giáo viên mô phỏng" nữa mà là "trò phải quan sát được mọi kiến thức được giảng dạy trên lớp".

Riêng đối với môn Toán, chúng tôi nghĩ rằng thời đại của "trò phải quan sát được mọi kiến thức được giảng dạy trên lớp" đã đến.

2. Khái niệm và mô hình bài tập trong phần mềm Toán học động

Trong các đối tượng mà phần mềm Toán học động quan tâm, vấn đề ra "bài tập" về nhà cho học sinh là một bài toán khó mà hiện nay hãy còn rất ít phần mềm có thể mô tả được.

Vậy thì BÀI TẬP trong phần mềm Toán học động là gì?

Ta có thê hiểu đơn giản: BÀI TẬP là một hoặc nhiều đối tượng toán học trên màn hình mà giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh phải xây dựng, tính toán bằng cách sử dụng hạn chế các công cụ do giáo viên đưa ra. Nếu học sinh làm đúng theo yêu cầu của giáo viên sẽ nhận được điểm, ngược lại sẽ nhận điểm 0.

Vấn đề tưởng chừng đơn giản trên nhưng việc "mô phỏng" chúng trong phần mềm lại là một việc không đơn giản. Có nhiều lý do cho sự chậm trễ này.

Hiện tại theo chúng tôi được biết chỉ có phần mềm C.A.R là có một hệ thống mô hình bài tập tương đối hoàn chỉnh. Trong bài viết này tôi sẽ trình bày với các bạn cách thiết lập một bài tập cụ thể trong phần mềm C.A.R.

3. Vài nét về phần mềm C.A.R

Phần mềm C.A.R đã được chúng tôi giới thiệu nhiều lần. Đây là phần mềm miễn phí, mã nguồn mở do giáo sư Grothmann người Áo thiết kế. Theo chúng tôi đây là một trong những phần mềm Toán học độc mạnh nhất và phát triển bền vững nhất. Hiện tại GS Grothmann và các học trò của mình vẫn đang liên tục phát triển phần mềm này. Phiên bản hiện thời, mới nhất (tới thời điểm hiện tại 1-2008) là phiên bản 7.1 mới ra đời vào đầu năm 2008!!

Các bạn có thể vào trang chính của phần mềm http://www.z-u-l.de/doc_en/index.html để tìm hiểu thêm thông tin và tải về phiên bản mới nhất của phần mềm này.

4. Bài tập trong phần mềm C.A.R

Assignment là chức năng cho phép giáo viên giao bài tập cho học sinh (sinh viên) làm bài tập theo đề bài cho trước. Công việc mà học sinh cần làm là dựa trên một số đối tượng hình học đã dựng sẵn cần thiết kế và dựng các đối tượng hình học đích nào đó (do giáo viên qui định). Cách xây dựng không quan trọng, mục đích xây dựng mới là quan trọng. Khi một bài tập (assignment) được xây dựng xong thì giáo viên có thể giao cho học sinh mang về nhà làm. Khi làm phần mềm sẽ có chức năng tự động kiểm tra công việc xem đã thực hiện xong chưa. Các tệp tương ứng với bài tập sẽ có phần mở rộng là *.job. Bài tập về nhà có thể giao bằng các tệp *job hoặc cấp thông tin lên Internet để học sinh thực hiện công việc từ xa.

Giao bài tập về nhà (Assignment) là một chức năng vô cùng đặc biệt mà tất cả các phần mềm tương tự không có.

Ví dụ một Assignment có thể như sau:

Giáo viên sẽ cho trước 3 điểm trên mặt phẳng, học sinh chỉ với công cụ tìm trung điểm, đoạn thẳng nối hai điểm, giao điểm và vòng tròn qua 2 điểm để dựng được vòng tròn ngoại tiếp 3 điểm đã cho.

Như vậy mỗi bài về nhà sẽ bao gồm 2 phần:

- Các đối tượng gốc (đã cho ban đầu)

- Các đối tượng đích cần xây dựng

Và tất nhiên giáo viên còn phải qui định các công cụ cho phép khi làm bài.

Khởi tạo và ghi một Assignment

Sau đây sẽ mô tả qui trình khởi tạo một bài tập và cách tạo ra các tệp *.job.

1. Thiết kế và vẽ trên màn hình một hình đầy đủ bao gồm tất cả các đối tượng hình học gốc và đích cần xây dựng của bài tập. Nên bắt đầu từ một tệp *.zir mới. Sau khi đã hoàn thiện toàn bộ các đối tượng muốn vẽ thì chuyển sang bước 2.

2. Thực hiện lệnh Special/Define an Assignment hay đơn giản chỉ gõ phím số 6.

3. Sau lệnh trên chúng ta bắt đầu bước vào giai đoạn xác định các đối tượng chính của bài tập. Việc xác định này được chia thành 2 bước sau:

- Bước 1: dùng chuột kích chọn một đối tượng cuối cùng được thiết lập trong số các đối tượng cơ sở sẽ dùng làm tham số chính của bài tập. Chú ý rằng chỉ cần chọn 1 đối tượng mà thôi. Có thể tham khảo từ DS các đối tượng bằng cách nhấn phím F11 để hiện Object List.

- Bước 2: dùng chuột kích chọn các đối tượng đích. Có thể chọn 1 hoặc nhiều đối tượng đích.

4. Nhập thông tin giao bài tập. Trong bước này giáo viên sẽ nhập thông tin chi tiết các công việc sẽ được giao cho học sinh trong một màn hình riêng. Các thông tin này sẽ xuất hiện trên màn hình của học sinh khi làm bài tập này.

Để nhập thông tin bài tập thực hiện lệnh Special/Set Assignment Text hay dùng phím F8.

Màn hình nhập thông tin có dạng như hình dưới đây.

5. Ghi bài tập dưới dạng job file.

Thực hiện lệnh Special/Save as Assignment hoặc dùng tổ hợp phím Ctrl-k.

Màn hình ghi file dạng bài tập có dạng như hình sau:

Chú ý rằng các bài tập được lưu dưới dạng *.job file.

6. Ghi bài tập dưới dạng HTML file

Việc ghi bài tập dưới dạng HTML file dùng cho trường hợp giáo viên muốn giao bài tập cho sinh viên làm bài thông qua mạng Internet. Thực hiện lệnh Special/Create an HTML file hoặc tổ hợp phím Ctrl-e. Màn hình xuất hiện có dạng sau:

Sau khi đã chọn xong các lựa chọn nhấn nút OK để tiến hành việc khởi tạo HTML file.

Giáo viên giao bài tập cho học sinh

Sau khi đã khởi tạo xong bài tập (thông thường là *job file), giáo viên sẽ bàn giao cho học sinh làm bài tập này theo một trong hai cách sau.

Cách 1. Giao bài tập thông qua Assignment. Giáo viên giao tệp *job cho học sinh. Học sinh sử dụng phần mềm C.a.R với lệnh File/Load an Assignment hoặc tổ hợp phím Ctrl-j để mở tệp bài tập ra làm bài tập.

Cách 2. Giao bài tập qua Internet. Giáo viên đưa cho học sinh địa chỉ trang HTML đã được khởi tạo có chứa bài tập này.

Thực hiện bài tập

Khi bài tập (Assignment) đã được khởi tạo thì học sinh có thể tiến hành làm bài tập này theo 2 cách sau đây: làm bài thông qua Internet hoặc làm trực tiếp từ phần mềm C.a.R và tệp *.job đã được giao.

Khi thực hiện một bài tập cụ thể, trước tiên phần mềm sẽ làm hiện nội dung của bài tập để học sinh đọc và hiểu vấn đề cần làm.

Hình sau cho ta thấy màn hình ban đầu thực hiện một bài tập: cho trước 3 điểm hãy dựng vòng tròn ngoại tiếp 3 điểm đã cho.

Nếu học sinh thực hiện đúng và xong bài tập, một thông báo nhỏ như sau xuất hiện:

Như vậy chức năng tạo Assignment là tính năng rất độc đáo và hữu ích của phần mềm C.a.R.

School@net