MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài khóa luận Hiện nay công nghệ thông tin đang phát triển với tốc độ như vũ bão. Các nhà khoa học đã khẳng định: chưa có một ngành khoa học và công nghệ nào lại phát triển nhanh chóng, sâu rộng và có nhiều ứng dụng như tin học. Một trong các sự kiện thế kỷ được nhắc đến đó là sự ra đời của Internet, nó đã mở ra một kỷ nguyên mới: kỷ nguyên thông tin. Trong khung cảnh đó, đào tạo và giáo dục được coi là mảnh đất mầu mỡ để cho các ứng dụng của tin học phát triển. Theo các chuyên gia, trong giai đoạn tới sẽ có thay đổi sâu sắc trong công nghệ đào tạo và giáo dục nhờ có tin học và Internet. Trên thế giới việc ứng dụng công nghệ thông tin vào giáo dục đã trở thành mối ưu tiên hàng đầu của nhiều nước. Các nhà chuyên gia đều cho rằng: Khi đưa công nghệ thông tin vào quá trình dạy học sẽ có sự thay đổi lớn, nó tạo ra một cuộc cách mạng trong giáo dục do đó sẽ tạo ra những thay đổi lớn trong phương pháp dạy học. Môn toán là một bộ môn vốn dĩ có mối liên hệ mật thiết với tin học. Toán học chứa đựng nhiều yếu tố để phục vụ nhiệm vụ giáo dục tin học, ngược lại tin học sẽ là một công cụ đắc lực cho quá trình dạy toán. Với sự hỗ trợ của máy tính điện tử đặc biệt là của Internet và các phần mềm dạy học quá trình dạy học toán ở trường trung học cơ sở sở có những nét mới chẳng hạn: - Giáo viên không còn là kho kiến thức duy nhất. Giáo viên phải thêm một chức năng là tư vấn cho học sinh khai thác một cách tối ưu các nguồn tài nguyên tri thức đó. - Tiến trình lên lớp không còn tuyến tính như trong các sách giáo khoa hay như nội dung các bài giảng truyền thống mà có thể tiến hành theo phương thức phi tuyến. - Phát triển cao các hình thức tương tác giao tiếp: học sinh - giáo viên, học sinh - học sinh, học sinh - máy tính, trong đó chú trọng đến quá trình tìm lời giải, khuyến khích học sinh trao đổi, tranh luận từ đó phát triển các năng lực tư duy ở học sinh. Với mục tiêu nâng cao chất lượng đào tạo, đổi mới phương pháp giảng dạy thì một trong các biện pháp khả thi là biết kết hợp các phương pháp dạy học truyền thống và không truyền thống trong đó có sử dụng công nghệ thông tin như một yếu tố không thể tách rời. Vì những lí do đó em chọn đề tài “Khai thác sử dụng phần mềm hìnhhọc động Cabri Geometry hỗ trợ dạy học hình học ở trường trung học cơ sở ” cho khóa luận tốt nghiệp đại học của mình. 2. Mục tiêu khóa luận • Mục tiêu khoa học công nghệ: Đề tài nghiên cứu về cách sử dụng và ứng dụng của phần mềm hình học động Cabri Geometry hỗ trợ dạy học hình học ở trường trung học cơ sở. • Sản phẩm khoa học công nghệ: Xây dựng tập tài liệu về khai thác sử dụng phần mềm hình học động Cabri Geometry hỗ trợ dạy học hình học ở trường trung học cơ sở. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu • Nghiên cứu phần mềm hình học động Cabri Geometry , các menu lệnh, các nguyên tắc vẽ hình, nguyên tắc thực hiện các phép biến hình trong phần mềm này để hệ thống các kiến thức về cách sử dụng và các ứng dụng của nó. Từ đó rút ra những kết luận cần thiết phục vụ cho việc nghiên cứu. • Nghiên cứu và khai thác sử dụng phần mềm hình học động Cabri Geometry hỗ trợ quá trình dạy học các bài toán hình học cụ thể ở trường trung học cơ sở. 4. Phương pháp nghiên cứu • Phương pháp nghiên cứu tự luận: Đọc và nghiên cứu tài liệu, giáo trình có liên quan đến cách sử dụng và ứng dụng của phầm mềm hình học động Cabri Geometry rồi phân hóa, hệ thống hóa các kiến thức. • Phương pháp tổng kết kinh nghiệm: Qua việc nghiên cứu tham khảo tài liệu, giáo trình từ đó rút ra kinh nghiệm để áp dụng vào việc nghiên cứu. • Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Lấy ý kiến của giảng viên trực tiếp hướng dẫn, các giảng viên khác để hoàn thiện về mặt nội dung và hình thức của khóa luận. 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu • Đối tượng: Phần mềm hình học động Cabri Geometry. • Phạm vi: Khai thác sử dụng phần mềm hình học động Cabri Geometry hỗ trợ quá trình dạy học các bài toán hình học cụ thể ở trường trung học cơ sở. 6. Ý nghĩa khoa học Khóa luận đưa ra cách sử dụng, các nguyên tắc vẽ hình, nguyên tắc thực hiện các phép biến hình của phần mềm hình học động Cabri Geometry và ứng dụng của phần mềm hỗ trợ dạy học các bài toán dựng hình và quỹ tích ở trường trung học cơ sở. Khóa luận có thể là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành sư phạm Toán và giáo viên THCS quan tâm tới phần mềm này. 7. Bố cục của khóa luận Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, khóa luận được chia thành 3 chương. Chương 1: Cách sử dụng phần mềm hình học động Cabri Geometry. Chương 2: Khai thác sử dụng phần mềm hình học động Cabri Geometry hỗ trợ dạy học hình học ở trường trung học cơ sở. Chương 3: Thiết kế một số giáo án hình học có sự hỗ trợ của phần mềm hình học động Cabri Geometry . CHƯƠNG 1. CÁCH SỬ DỤNG PHẦN MỀM HÌNH HỌC ĐỘNG CABRI GEOMETRY 1.1. Giới thiệu sơ lược về phần mềm hình học động Cabri Geometry Phần mềm Cabri Geometry là kết quả nghiên cứu của phòng nghiên cứu cấu trúc rời rạc và phương pháp giảng dạy – Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia – trường Đại học tổng hợp Joseph Fourier Grenoble (Pháp). Hai người có công lớn trong việc phát triển Cabri Geometry là Laborde và Franck Bellemain. Jean – Marie Laborde bắt đầu phát triển dự án Cabri II từ năm 1981 như một môi trường cho lý thuyết đồ thị. Franck Bellemain bắt đầu làm việc về dự án Cabri II vào 1986 và chịu trách nhiệm để viết những phiên bản đầu tiên của phần mềm Cabri Geometry. Hiện nay phần mềm Cabri Geometry II có thể download miễn phí tại địa chỉ http://www.ti.com/calc. Tập nén wcabri.zip có kích thước 3258 KB. Khi cởi nén, chương trình tự động tạo một thư mục mới ở thư mục gốc ổ C với tên là CABRI với dung lượng khoảng 5 MB. Giao diện làm việc của Cabri cho phép chọn các ngôn ngữ khác nhau với ngầm định là tiếng Anh. Tuy nhiên ta có thể Việt hóa các hệ thống menu của Cabri. 1.2. Các vấn đề cơ bản để làm việc với Cabri Geometry 1.2.1. Khởi động Cabri Geometry Cabri là phần mềm có thể chạy trên nền của hệ điều hành MS- DOS và Windows. Ở nội dung của khóa luận này chỉ giới thiệu Cabri cho Windows. Để gọi Cabri ra làm việc, ta thực hiện lần lượt các thao tác kích chuột: ->Start ->Programs ->Cabri Geometry II->Cabri Geometry II Ta có thể tạo Shortcut để logo của Cabri Geometry trên màn hình để việc gọi được thuận tiện hơn. Sau khi khởi động, giao diện của Cabri thường như sau: 1.2.2. Hệ thống menu bar của Cabri Hệ thống menu bar của Cabri Geometry gồm 5 nhóm chức năng chính, mỗi nhóm ứng với một hệ thống menu dọc (PopUp). * Nhóm chức năng File : gồm 10 chức năng Hệ thống menu bar Hệ thống các công cụ Thanh lựa chọn thuộc tính các đối tượng Vùng làm việc - New (Ctrl + N): Mở một tệp (một trang hình học) mới. - Open …(Ctrl + O): Mở một tệp đã lưu trữ trên bộ nhớ ngoài. Khi xuất hiện cửa sổ Open a File ta phải chọn ổ đĩa, thư mục và tên tệp cần mở rồi chọn lệnh Open. - Close (Ctrl + W): Đóng tệp tin đang làm việc, nếu ta chưa lưu trữ tệp tin Cabri sẽ nhắc: Nếu chọn Yes Cabri sẽ lưu trữ tệp tin trước khi đóng. Chọn No Cabri sẽ không lưu trữ những thay đổi của tệp tin so với lần ghi trước đó hoặc không lưu trữ. Chọn Cancel là lệnh hủy bỏ lệnh đóng. - Save (Ctrl + S): Lưu giữ tệp tin trên màn hình. Nếu là lần lưu trữ đầu tiên sẽ xuất hiện cửa sổ Save,ta phải chọn ổ đĩa, thư mục lưu trữ tệp tin và tên của tệp tin này. Những lần thực hiện lệnh ghi về sau, Cabri không hỏi mà sẽ tự động ghi theo thông số đã chọn. - Save As: Lưu trữ tệp đã có với tên mới. - Show Page: Xem toàn bộ tệp trước khi in ( Ta có thể chọn vùng in bằng cách di chuyển khung hình chữ nhật đến vị trí cần thiết). - Page Setup: Định các thông số trước khi in nội dung tệp. - Print (Ctrl + P): Thực hiện lệnh in. - Exit (Ctrl + Q): Kết thúc phiên làm việc. * Nhóm chức năng Edit: (bao gồm 8 chức năng ) - Undo (Ctrl+Z): Huỷ bỏ lệnh vừa thực hiện. - Cut (Ctrl + X): Cắt bỏ các đối tượng đã được lựa chọn đánh dấu khỏi màn hình làm việc và lưu tạm vào bộ đệm Clipboard. - Copy (Ctrl + C): Copy các đối tượng đã được lựa chọn đánh dấu lưu tạm vào bộ đệm Clipboard. - Paste (Ctrl + V): Đưa các đối tượng đang lưu tạm trong bộ đệm Clipboard ra vị trí con trỏ. - Clear ( Del): Xóa bỏ các đối tượng đã được lựa chọn đánh dấu khỏi màn hình làm việc. - Select All (Ctrl + A): Đánh dấu lựa chọn tất cả các đối tượng của tệp đang làm việc. - Replay Construction: Xem lại toàn bộ quá trình dựng hình. - Refresh Drawing (Ctrl + F): Lấy lại họa tiết thao tác dựng hình. * Nhóm chức năng Options: (Gồm 5 chức năng cho phép lựa chọn các thuộc tính) - Hide Attributes: Cho hiện hay ẩn thanh công cụ lựa chọn thuộc tính cho các đối tượng. - Preferences… : Khai báo lựa chọn các tham số hệ thống như: lựa chọn đơn vị mầu, mầu đối tượng, chế độ hiển thị, font chữ hệ thống - Language: Lựa chọn ngôn ngữ hiển thị ( có nhiều lựa chọn như: Anh, Pháp, Đức. Đan Mạch…). - Font: Lựa chọn kiểu chữ cho đối tượng đang được lựa chọn. Nếu ta muốn thay đổi các thuộc tính ngầm định của Cabri thì cần phải khai báo, lựa chọn theo ý của người sử dụng. Để lưu trữ lại sự lựa chọn ta bấm chọn vào ô: [ ] Keep as defaults. Nếu muốn lưu trữ cấu hình như mẫu riêng, ta bấm chọn vào ô Save to file. * Nhóm chức năng Window: Hệ thống menu này bao gồm các lệnh có công dụng tương tự như các phần mềm khác trong môi trường hệ điều hành Windows dùng để bố trí sắp xếp các cửa sổ. * Nhóm chức năng Help: Hệ thống trợ giúp của Cabri và giới thiệu tổng quan về phần mềm Cabri. 1.3. Thao tác với hệ thống các công cụ của Cabri Geometry Hệ thống công cụ của Cabri Geometry gồm 11 nhóm chức năng chính. Biểu tượng của công cụ đang được lựa chọn sẽ có màu sáng. Để sử dụng một công cụ nào đó, ta bấm chuột vào biểu tượng nhóm chức năng rồi di chuyển chuột bấm chọn công cụ cần sử dụng. 1.3.1. Nhóm chức năng chọn trạng thái làm việc với chuột Khi bấm chuột vào nhóm chức năng này, xuất hiện danh sách 4 công cụ: - Pointer: Sử dụng để lựa chọn, dịch chuyển các đối tượng hình học. Sau khi chọn công cụ Pointer: + Để chọn một đối tượng nào đó, ta chỉ chuột vào đối tượng và bấm (click), khi đó chuột sẽ có dạng hình bàn tay và hiện lên chú thích kiểu của đối tượng. + Để chọn nhiều đối tượng một lúc, ta nhấn phím Shift trong khi lần lượt bấm chuột vào các đối tượng cần chọn. + Để di chuyển một đối tượng, sau khi chọn đối tượng ta giữ phím chuột trong khi di chuyển chuột (drag) để thay đổi vị trí hình vẽ. - Rotate: Sử dụng để xoay hình xung quanh một điểm hay tâm của hình. Sau khi chọn công cụ Rotate ta bấm chuột xác định tâm quay sau đó bấm chuột vào đối tượng và giữ phím để xoay hình. - Dilate: Mở rộng hay thu hẹp một hình bằng một phép đồng dạng. Sau khi chọn công cụ Dilate ta cần bấm chuột xác định một điểm được chọn làm tâm của phép đồng dạng sau đó bấm chuột vào đối tượng và giữ phím kéo để thay đổi kích thước. - Rotale and Dilate: Có thể cùng một lúc vừa xoay vừa thay đổi độ rộng, chiều cao của hình. Chú ý: Chỉ ở trạng thái Pointer mới có thể sử dụng chuột để tác động hoặc làm thay đổi các yếu tố của hình vẽ. [...]... Cabri Geometry không đòi hỏi nhiều ở giáo viên, học sinh về kiến thức tin học và thời gian chuẩn bị, ta có thể triển khai việc sử dụng Cabri Geometry hỗ trợ dạy học hình học trên diện rộng CHƯƠNG 2 SỬ DỤNG PHẦN MỀM HÌNH HỌC ĐỘNG CABRI GEOMETRY HỖ TRỢ DẠY HỌC HÌNH HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ 2.1 Khai thác hỗ trợ dạy học bài toán dựng hình Ví dụ 2.1: Dựng một tam giác đều có cạnh bằng 5 cm Gợi ý hướng khai. .. với học sinh các trường Trung học cơ sở vùng, miền còn hạn chế về ngoại ngữ chúng ta có thể Việt hóa hệ thống các câu lệnh của Cabri Geometry (một số chuyên gia như Ngô Ánh Tuyết, Vũ Đình Hòa, Nguyễn Vũ Quốc Hưng đã Việt hóa Cabri Geometry) Ta mở tệp US – English.cgl (Cabri Geometry Language) và thay đổi nội dung các nhãn từ tiếng Anh sang tiếng Việt Như vậy, để sử dụng, khai thác các tính năng của Cabri. .. xác định yếu tố động Khi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, xuất hiện bảng gồm 8 chức năng: - Label: Tạo, sửa các nhãn để ghi tên các đối tượng hình học Để đặt tên cho đối tượng hình học, ta chọn công cụ Label sau đó đưa chuột bấm vào đối tượng cần đặt tên Xuất hiện một khung hình chữ nhật để ta nhập tên cho đối tượng hình học đó - Comments: Tạo, sửa lời chú thích Công cụ Comments được sử dụng khi ta cần... tích trọng tâm G? - Bước 1: Sử dụng các công cụ của Cabri Geometry để dựng hình - Bước 2: Chọn công cụ Locus rồi lần lượt bấm vào điểm G (yếu tố quỹ tích) rồi bấm vào điểm A (yếu tố gây quỹ tích) Ta nhận được hình ảnh quỹ tích điểm G - Redefine Object: Định nghĩa lại đối tượng hình học theo sự phụ thuộc ban đầu Giả sử ta đã thực hiện n bước dựng hình nhưng muốn thay đổi lại ở bước dựng thứ m nào đó (... Conic: Vẽ đường conic qua năm điểm Đường conic được xác định trên cơ sở 5 điểm Ta chọn công cụ Conic rồi sau đó ta xác định lần bấm chuột chọn 5 điểm cơ sở của đường conic Tùy vị trí năm điểm sẽ cho ta elip hay parabol, hyperbol 1.3.5 Nhóm chọn công cụ xác định điểm, đường, ảnh các đối tượng hình học được dẫn xuất từ các đối tượng hình học đã có Khi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, xuất hiện bảng gồm... kéo nhẹ (xuất hiện hình lò xo) rồi thả chuột ra Muốn dừng chuyển động của đối tượng ta bấm chuột vào vị trí bất kỳ trong trang làm việc Đây là chức năng hỗ trợ dạy học quỹ tích rất trực quan - Multiple Animation: Thực hiện chuyển động phức tạp, hỗn hợp Tương tự như trên, ta chọn chức năng Multiple Animation rồi lần lượt lựa chọn đối tượng và phương thức chuyển động Để thực hiện chuyển động ta ấn phím... đối tượng hình học (điểm, đường thẳng, đường tròn, đồ thị ) Cabri sẽ hiện ra màn hình tọa độ điểm, phương trình của đường thẳng, đường tròn mà ta đã chọn - Calculate: Tính toán trực tiếp với số liệu động Để tính kết quả của biểu thức ta chọn công cụ Calculate sau đó màn hình sẽ xuất hiện một máy tính có các phép toán số học cơ bản Để tính toán với những số liệu đo đạc, tính toán đã có trên màn hình, ta... Show cho phép che (không hiện ra màn hình) những đối tượng được đánh dấu để làm cho hình vẽ đơn giản, đỡ rắc rối 1.4 Việt hóa giao diện của Cabri Geometry Các câu lệnh của Cabri Geometry trong phiên bản gốc thường là tiếng Anh nhưng số câu lệnh của Cabri Geometry không nhiều nên việc ghi nhớ chúng không quá khó Đi kèm với mỗi lệnh là một biểu tượng, giáo viên và học sinh chỉ cần nhìn vào biểu tượng... giác MNP cần dựng đường tròn nội tiếp Ta có ngay kết quả như hình trên Như vậy, chức năng macro cho phép ta mở rộng các công cụ của Cabri Geometry Ta có thể xây dựng một hệ thống macro bao gồm tất cả các thao tác dựng hình thường dùng trong chương trình phổ thông và lưu lại dưới dạng file Việc sử dụng chúng sẽ cho phép rút ngắn thời gian vẽ hình 1.3.8 Nhóm công cụ kiểm tra thuộc tính Khi bấm chuột chọn... tượng nào đó hoặc giao của các đối tượng hình học Khi chọn công cụ Point có dạng bút chì , đưa đầu bút đến vị trí xác định điểm, bấm chuột trái Có thể xác định nhiều điểm mà không cần chọn lại công cụ - Point on Object: Tạo một điểm trên một hình đã có Intersection Points: Xác định điểm là giao của các hình hình học 1.3.3 Nhóm chọn công cụ dựng các đối tượng hình học Khi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, . Geometry hỗ trợ dạy học hình học ở trường trung học cơ sở. • Sản phẩm khoa học công nghệ: Xây dựng tập tài liệu về khai thác sử dụng phần mềm hình học động Cabri Geometry hỗ trợ dạy học hình học ở trường. tượng: Phần mềm hình học động Cabri Geometry. • Phạm vi: Khai thác sử dụng phần mềm hình học động Cabri Geometry hỗ trợ quá trình dạy học các bài toán hình học cụ thể ở trường trung học cơ sở. 6 Cabri Geometry hỗ trợ dạy học hình học ở trường trung học cơ sở. Chương 3: Thiết kế một số giáo án hình học có sự hỗ trợ của phần mềm hình học động Cabri Geometry . CHƯƠNG 1. CÁCH SỬ DỤNG PHẦN MỀM