Dạy học và sự trợ giúp của máy tính

Chia sẻ: Nguyen Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

66
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với các hoạt động của con người, có 3 phạm trù là nội dung, phương pháp và phương tiện luôn gắn bó chặt chẽ với nhau. Mỗi nội dung hoạt động đòi hỏi các phương pháp và phương tiện tương ứng nhằm đạt mục tiêu xác định. Ngược lại, sự cải tiến và sáng tạo những phương tiện lao động làm nảy sinh những nội dung và phương pháp mới có chất lượng cao hơn. Vì vậy, con người luôn luôn chú ý tới việc sáng tạo và hoàn thiện không ngừng các phương tiện lao động....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Dạy học và sự trợ giúp của máy tính

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TS. NGUYỄN VŨ QUỐC HƯNG HÀ NỘI 2004
Ch¬ng 1 - D¹y häc vµ sù trî gióp cña m¸y tÝnh 1.1 Ho¹t ®éng d¹y häc 1.1.1 Chøc n¨ng cña ho¹t ®éng d¹y häc D¹y häc lµ mét ho¹t ®éng giao tiÕp gi÷a ngêi thÇy vµ häc trß. Ngêi thÇy truyÒn thô (d¹y) vµ häc trß tiÕp nhËn (häc) tri thøc. Môc tiªu lµ chuyÓn ®îc tri thøc cho häc trß ®Ó häc trß cã thÓ ph¸t triÓn thªm kh¶ n¨ng cña m×nh. D¹y häc còng lµ ho¹t ®éng ®îc tiÕp cËn trªn nhiÒu ph¬ng diÖn nh»m ®¸p øng c¸c vÊn ®Ò sau: - D¹y c¸i g× ? Néi dung cña tri thøc ®îc chuyÓn t¶i ®îc x¸c ®Þnh bëi chuyªn gia cña m«n häc. - D¹y cho ai? C¸ch thøc d¹y ®îc x¸c ®Þnh cho tõng lo¹i ®èi tîng häc sinh dùa trªn c¬ së vÒ t©m lý nhËn thøc, ®ã chÝnh lµ m« h×nh häc trß. - D¹y nh thÕ nµo? ¸p dông nh thÕ nµo c¸c ph¬ng ph¸p s ph¹m phï hîp víi t©m lý nhËn thøc. TËp hîp c¸c ph¬ng ph¸p ®ã h×nh thµnh mét m« h×nh s ph¹m vµ ta cßn nãi ®Õn c¸c chiÕn lîc s ph¹m khi ¸p dông lªn mét häc sinh cô thÓ. - D¹y b»ng g×? D¹y díi sù trî gióp cña c¸c ph¬ng tiÖn ©m thanh, trùc quan ®¶m b¶o cho ho¹t ®éng ®èi tho¹i hoÆc t¬ng t¸c gi÷a thÇy vµ trß. §Ó sù trî gióp nµy cã hiÖu qu¶ ta ph¶i cã mét m« h×nh giao diÖn - D¹y ë ®©u? Nãi ®Õn h×nh thÓ v¨n ho¸ x· héi, n¬i ta tiÕn hµnh ho¹t ®éng d¹y häc, “vÞ trÝ” lµ mét nh©n tè cña sù ph¸t triÓn khi ta ®Ò cËp mét sù nhËn thøc bëi sù t¬ng t¸c gi÷a chñ ®Ò vµ m«i trêng cña nã. - T¹i sao d¹y? Môc ®Ých cÇn ®¹t tíi, tõ ®ã ta cã mét m« h×nh kiÓm tra ®¸nh gi¸. Ngêi ta ph©n biÖt c¸c thµnh phÇn tham gia vµo qu¸ tr×nh d¹y häc nh sau: 2
- Néi dung (N) cña tri thøc m«n häc. - Ph¬ng tiÖn d¹y, ngêi hay m¸y (M) - §èi tîng d¹y: häc trß (HS) chØ mét cÊu tróc t©m lý- nhËn thøc. - M«i trêng v¨n ho¸ x· héi (MT) n¬i d¹y. - Môc ®Ých d¹y (M§) quy ®Þnh c¸c tiªu chuÈn thùc hiÖn vµ kiÓm so¸t - Ph¬ng ph¸p d¹y (P) ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh giao tiÕp gi¶ng d¹y S¬ ®å kiÕn tróc cña ho¹t ®éng d¹y häc ®îc m« t¶ bëi s¬ ®å sau ®©y: P N M§ N M MT D¹y häc HS MT H×nh 1.1 KiÕn tróc cña ho¹t ®éng d¹y-häc §Ó ®¹t ®îc môc tiªu d¹y häc, ngêi gi¸o viªn ph¶i lËp kÕ ho¹ch vµ tiÕn hµnh mét d·y c¸c thao t¸c d¹y häc, chÝnh lµ chøc n¨ng cña c¸c modun ®îc m« t¶ ë trªn, ho¹t ®éng cña ngêi gi¸o viªn cã vai trß chñ ®¹o trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng t¬ng t¸c gi÷a chóng. Muèn nghiªn cøu s©u s¾c c¸c ho¹t ®éng nµy th× chóng ta còng cÇn ph¶i m« h×nh ho¸ hoÆc h×nh thøc ho¸ qu¸ tr×nh cña nã. 3
1.1.2 NhËn xÐt Víi c¸c ®Æc trng ®îc nªu ë trªn, trong lÜnh vùc d¹y häc ta t×m hiÓu xem m¸y tÝnh , c¸c ho¹t ®éng s ph¹m còng lµ mét nghÖ thuËt, v× vËy ¸p dông ph¬ng tiÖn Tin häc vµo gi¶ng d¹y lµ mét vÊn ®Ò kh«ng ®¬n gi¶n. 1.2 VÊn ®Ò ¸p dông Tin häc trong d¹y häc Tin häc trong d¹y häc cã thÓ ®îc tiÕp cËn trªn nhiÒu ph¬ng diÖn: lµ c«ng cô trong m«n häc (tÝnh to¸n, tµi liÖu, ...), lµ m«n häc (häc lËp tr×nh, häc xö dông m¸y, ...), lµ c«ng cô trong d¹y häc (®Ó häc, ph¸t hiÖn, xö lý, ...). XÐt vÒ ph¬ng diÖn nµo th× Tin häc còng cã kh¶ n¨ng t¸c ®éng ®Õn häc trß, ®Õn gi¸o viªn vµ ®Õn viÖc qu¶n lý. VÊn ®Ò mµ chóng ta quan t©m ë ®©y chÝnh lµ c«ng cô trî gióp d¹y häc. 1.2.1 S¬ lîc lÞch sö viÖc Tin häc ho¸ qua tr×nh d¹y häc Trong qu¸ tr×nh Tin häc ho¸ ho¹t ®éng d¹y häc, ngßi ta ®· ®i tõ c¸c hÖ thèng trî gióp d¹y häc b»ng m¸y tÝnh (CAI: Computer Assisted Instruction) ®Õn c¸c hÖ thèng th«ng minh trî gióp d¹y häc b»ng m¸y tÝnh (ICAI: Intelligent Computer Assisted Instruction) hay cßn gäi lµ IT (Intelligent Tutor). C¸ch thøc tæ chøc d¹y häc ®i tõ Computer Based Training - CBT ®Õn Web Based Training - WBT vµ hiÖn nay lµ e-learning. LÞch sö ph¸t triÓn cã thÓ tãm lîc nh sau: : §©y lµ giai ®o¹n nhÊn m¹nh ®Õn kh¸i niÖm gi¶i thuËt vµ ch¬ng tr×nh ho¸ c¸c ho¹t ®éng d¹y häc. C¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh ph¸t triÓn t¬ng ®èi m¹nh vµ xuÊt hiÖn c¸c hÖ t¸c gia (Authoring System). C¸c hÖ nµy lµ c«ng cô t¹o ra c¸c phÇn mÒm d¹y häc. D¹y häc ch¬ng tr×nh ho¸ lµ mét tËp c¸c ph¬ng ¸n d¹y g¾n víi c¸c ®¬n vÞ tri thøc. TiÕn tr×nh cña c¸c ®¬n vÞ tri thøc nµy lµ tuyÕn tÝnh hoÆc rÏ nh¸nh tuú thuéc vµo møc ®é ®¸p øng cu¶ ngêi häc. HÖ t¸c gia lµ c«ng cô cho phÐp ngêi thÇy so¹n th¶o bµi gi¶ng cña m×nh theo mét kÞch b¶n cho tríc. C¸c bµi gi¶ng vµ c¸c ch¬ng tr×nh tin häc ®îc ®Þnh híng ®îc gäi lµ phÇn mÒm d¹y häc (courseware hoÆc didacticiel). 4
: Giai ®o¹n nµyphÇn mÒm cã xu híng trî gióp qu¸ tr×nh nhËn thøc b»ng c¸ch t¹o lËp m«i trêng ho¹t ®éng kh¸m ph¸. Cïng víi c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ trÝ tuÖ nh©n t¹o (AI: Artificial Intelligence), ®Æc biÖt lµ hÖ chuyªn gia, trong CAI b¾t ®Çu h×nh thµnh nh÷ng m« h×nh vÒ ho¹t ®éng nhËn thøc vµ c¸c chiÕn lîc gi¶ng d¹y. §ã chÝnh lµ mÇm mèng cña hÖ thèng d¹y häc th«ng minh (IT). RÊt nhiÒu vÊn ®Ò ®· ®îc ®Æt ra trong khu«n khæ nghiªn cøu cña trÝ tuÖ nh©n t¹o vµ t©m lý häc; khoa häc nhËn thøc cÇn ®îc m« h×nh ho¸ b»ng c¸c kü thuËt cña c«ng nghÖ th«ng tin. Thùc tÕ cho thÊy trong giai ®o¹n nµy cßn cã nhiÒu h¹n chÕ vÒ kü thuËt. : Sù ph¸t triÓn cña c¸c phÇn mÒm trî gióp d¹y häc g¾n rÊt chÆt víi c«ng nghÖ míi vÒ phÇn cøng vµ phÇn mÒm: hay cïng víi viÖc t¨ng hiÖu n¨ng cña dung lîng bé nhí vµ tèc ®é cña m¸y tÝnh, ®Æc biÖt lµ m«i trêng Internet ®· gióp Ých rÊt nhiÒu cho c¸c nghiªn cøu vÒ ®a Tin häc vµo gi¶ng d¹y hÇu hÕt c¸c m«n häc kh¸c nhau. §©y chÝnh lµ nÒn t¶ng kü thuËt cho h×nh thøc tæ chøc d¹y häc CBT, WBT vµ e-learning. nh»m m« pháng thÕ giíi nhËn thøc. Nã cho phÐp tiÕn hµnh gi¶ng d¹y theo chÕ ®é t¬ng t¸c, ph¸t triÓn kh¶ n¨ng häc trªn c¬ së c¸c tri thøc ®· lÜnh héi ®äc. MÆt kh¸c nh÷ng thµnh tùu míi vÒ Tin häc (®Æc biÖt lµ trong lÜnh vùc trÝ tuÖ nh©n t¹o) ®· cho phÐp ho¹t ®éng d¹y häc cã trî gióp bëi m¸y tÝnh ®i tõ kiÕn tróc "HÖ thèng + Häc sinh" sang kiÕn tróc tam gi¸c "HÖ thèng + Häc sinh + Ngêi ®ång hµnh”, nghÜa lµ ngoµi gi¶ng viªn vµ häc sinh ngêi ta gi¶ lËp thªm mét ngêi ®ång hµnh lµ phÇn mÒm trî gióp. Vai trß cña ngêi ®ång hµnh nµy nh»m trî gióp hay khuyÕn khÝch häc sinh häc tËp mét c¸ch tho¶i m¸i vµ hîp lý nhÊt. Mçi khi cã yªu cÇu cña häc sinh nh»m ®îc hç trî tõ ngêi d¹y (hÖ thèng hoÆc gi¶ng viªn) nãi chung häc sinh sÏ ®îc ®Æt vµo m«i trêng mét c¸ch tù nhiªn, kh«ng c¶m thÊy cã sù kiÓm so¸t vµ ®¸nh gi¸; Do vËy sù hç trî cña ngêi ®ång hµnh lµ mét sù hîp t¸c gièng nh chuyÓn giao hay trao ®æi th«ng tin nh»m t¹o thuËn lîi cho viÖc häc tËp. 5
Khoa häc nhËn thøc PMDHTM víi häc tiÕp cËn HyperText vµ MultiMedia PMDHTM víi ®a ph¬ng tiÖn TrÝ tuÖ nh©n t¹o PMDHTM PhÇn mÒm tri thøc C¸c vi thÕ giíi HÖ thèng PMDH Gi¶i thuËt D¹y häc ch¬ng tr×nh ho¸ Thêi gian ... 60 65 80 85 90 ... PMDHTM: PhÇn mÒm d¹y häc th«ng minh PMDH: PhÇn mÒm d¹y häc H×nh 1.2 LÞch sö ph¸t triÓn cña phÇn mÒm d¹y häc 1.2.2 KiÕn tróc cña c¸c phÇn mÒm d¹y häc. 1.2.2.1 PhÇn mÒm d¹y häc. PhÇn mÒm d¹y häc (PMDH) bao gåm c¸c ®¬n vÞ tri thøc, c¸c bµi tËp tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p t¹o ®iÒu kiªn cho viÖc lÜnh héi tri thøc. C¸c chiÕn lîc s ph¹m cho phÐp cÊu tróc hãa c¸c ®¬n vÞ tri thøc trong PMDH. Qu¸ tr×nh gi¶ng cã thÓ lµ tuyÕn tÝnh hay ph©n nh¸nh. C¸c phÇn tr×nh bµy ph¶i bao gåm ®Çy ®ñ c¸c sù kiÖn sÏ n¶y sinh trong qu¸ tr×nh t¬ng t¸c. C¸c t¸c ®éng nµy ph¶i thùc hiÖn theo nh÷ng lîc ®å nhÊt ®Þnh. ViÖc ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ c¸c ®¸p øng cña ngêi häc thêng dùa trªn c¸c yªu cÇu ®· chuÈn bÞ s½n. Sè lîng c¸c yªu cÇu nµy lµ h÷u h¹n vµ khã cËp nhËt. Lµm nh vËy th× viÖc dÉn d¾t, 6
tr×nh bµy vÊn ®Ò rÊt cã hiÖu qu¶, nhng c¸c gi¶i ph¸p ®¸p øng yªu cÇu ®· cè ®Þnh vµ h¹n chÕ søc s¸ng t¹o cña ngêi häc. HÖ t¸c gia (Authoring System) lµ phÇn mÒm d¹ng c«ng cô cho phÐp ngêi thµy so¹n bµi gi¶ng theo kÞch b¶n ®· t¹o s½n, c¸c tuú chän theo chiÕn lîc s ph¹m còng g¾n liÒn trong bµi gi¶ng. C¸c bµi gi¶ng lµ c¸c phÇn ®éc lËp, do vËy kÞch b¶n kh«ng cã tÝnh linh ho¹t vµ dÔ lçi thêi. Trong c¸c hÖ thèng nµy, tri thøc vµ chiÕn lîc s ph¹m kÕt hîp nhau trong mét tËp c¸c bµi gi¶ng. §Ó x©y dùng ®îc bµi gi¶ng, ngêi so¹n bµi ph¶i tiÕn hµnh ph©n tÝch bµi gi¶ng thµnh c¸c ®¬n vÞ nhá h¬n song song víi viÖc ph©n tÝch ®Æc thï ngêi häc. ViÖc ph©n tÝch ®Æc thï cho phÐp x¸c ®Þnh ®é khã cña c¸c bíc tr×nh bµy. Trªn c¬ së ®ã, kÞch b¶n ®îc x©y dùng thµnh c¸c m« ®un ch¬ng tr×nh cã kÌm theo c¸c tr¾c nghiÖm ®¸nh gi¸ nhËn thøc ngêi häc. ViÖc ®a tin häc vµo gi¶ng d¹y lµm n¶y sinh nhiÒu vÊn ®Ò nghiªn cøu. Nh÷ng vÊn ®Ò chung lµ: ®iÒu khiÓn viÖc häc, cÊu tróc t©m lý- nhËn thøc cña trß, c¸c nguyªn lý häc cña ngêi vµ c¸c chiÕn lîc s ph¹m. V× bµi gi¶ng chuyÓn t¶i c¸c tri thøc khai b¸o thµnh nh÷ng tri thøc d¹ng thñ tôc, nªn cã thÓ mÊt m¸t th«ng tin nhiÒu. H¬n n÷a, qu¸ tr×nh häc lµ tæng hîp kÕt qu¶ cña nhiÒu hµnh ®éng, ®iÒu ®ã khã cã thÓ lµm ®îc trong c¸c PMDH. Trong bµi gi¶ng kiÓu nµy kh«ng thÓ chøa c¸c yÕu tè suy diÔn, kh«ng cho phÐp häc trß thùc hiÖn qu¸ tr×nh suy luËn, kh«ng ®¸p øng hay ph©n xö th«ng minh c¸c c©u tr¶ lêi cña häc trß. MÆt kh¸c, c¸c bµi gi¶ng g¾n víi c¸c kÞch b¶n cè ®Þnh, kh«ng t¸ch rêi tri thøc cÇn truyÒn ®¹t vµ v× vËy khã ¸p dông c¸c chiÕn lîc s ph¹m phï hîp víi sù tiÕn ho¸ trong m« h×nh häc trß, mµ m« h×nh nµy thùc tÕ lµ rÊt ®a d¹ng vµ phong phó. 7
Häc sinh Giao diÖn t¬ng t¸c Bµi gi¶ng Néi dung ChiÕn lîc s ph¹m §¬n vÞ tri thøc HÖ thèng H×nh 1.3: KiÕn tróc cña PMDH 1.2.2.2 PhÇn mÒm d¹y häc th«ng minh. Vµo nh÷ng n¨m 75-80, c¸c nghiªn cøu vÒ Tin häc b¾t ®Çu ph¸t triÓn rÊt m¹nh, xuÊt hiÖn c¸c ng«n ng÷ rÊt thuËn lîi cho viÖc lËp tr×nh theo c¸c kü thuËt cña trÝ tuÖ nh©n t¹o nh LISP, PROLOG, SMALLTALK. Nh÷ng ng«n ng÷ nh vËy cho phÐp m« t¶ thuËn lîi c¸c ho¹t ®éng th«ng minh nh: trß ch¬i, ng«n ng÷, tèi u ho¸, gi¶i quyÕt vÊn ®Ò, häc vµ thao t¸c trªn c¸c ký hiÖu. VÒ khÝa c¹nh kh¸c LISP, PROLOG cã c¸c thao t¸c xö lý trªn danh s¸ch, ký hiÖu vµ do vËy kh¸ thuËn tiÖn ®Ó lËp luËn víi c¸c c¬ së tri thøc. Nhê kü thuËt biÓu diÔn tri thøc, xö lý logic vµ c¸c kü thuËt gi¶i quyÕt vÊn ®Ò, c¸c hÖ chuyªn gia ®îc ®a vµo nhiÒu nhiÒu lÜnh vùc ¸p dông kh¸c nhau, kÓ c¶ lÜnh vùc d¹y häc. Mçi hÖ chuyªn gia chuyªn ngµnh lµ mét thÓ hiÖn cô thÓ c¸c m« h×nh suy diÔn dµnh cho chuyªn ngµnh. §Æc trng cña c¸c hÖ nµy lµ m« pháng c¸c hµnh ®éng th«ng minh cña con ngêi trong viÖc chÈn ®o¸n, hç trî quyÕt ®Þnh, dù b¸o, thiÕt kÕ tèi u. VÊn ®Ò c¬ b¶n ë ®©y lµ biÓu diÔn tri thøc khi gi¶i quyÕt vÊn ®Ò vµ suy diÔn ra nh÷ng th«ng tin míi b»ng c¸ch kÕt hîp c¸c sù kiÖn ban ®Çu víi c¸c tri thøc mµ hÖ ®· tÝch luü trong hÖ thèng. Ngoµi ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña hÖ chuyªn gia, mét phÇn mÒm d¹y häc th«ng minh cÇn ph¶i cã thªm c¸c chøc n¨ng kh¸c. VÒ nguyªn t¾c, nã b¾t chíc c¸ch 8
d¹y cña ngêi thµy gi¸o trong chuyÓn ®æi tri thøc, nhng chóng cßn cã thªm c¸c chiÕn lîc s ph¹m, chØ râ "cÇn lµm nh thÕ nµo" nh»m dÉn d¾t qu¸ tr×nh häc vµ thay ®æi t¸c ®éng tuú theo tiÕn tr×nh. Cã thÓ nãi phÇn mÒm d¹y häc th«ng minh lµ mét hÖ chuyªn gia cã thªm nh÷ng ®Æc trng sau ®©y: - Qu¶n lý cã tÝnh s ph¹m biÓu diÔn tri thøc. - LËp luËn trªn tri thøc vµ biÕt c¸ch gi¶ thÝch c¸c lËp luËn ®ã - Híng dÉn, trî gióp, ®iÒu khiÓn, ph©n lo¹i, ®¸nh gi¸ qu¸ tr×nh häc cña häc trß. - Ph¸t triÓn m« h×nh tri thøc vµ cËp nhËt nh»m thÝch nghi vµ hoµn thiÖn chóng. Trong PMDHTM, c¸c m« ®un tri thøc, chiÕn lîc d¹y vµ m« h×nh häc trß kh«ng g¾n nhau mµ t¸ch riªng. C¸c m« ®un nµy thuËn lîi cho viÖc chuyªn biÖt ho¸ c¸c chøc n¨ng, ®ång thêi cho phÐp ph©n t¸n c¸c lËp luËn theo c¸c chøc n¨ng ®ã nh»m lµm cho ph¬ng ph¸p lËp luËn ®îc tinh tÕ, s©u s¾c h¬n. Häc sinh Giao diÖn t¬ng t¸c C¬ së tri thøc ChiÕn lîc s ph¹m M« h×nh häc trß HÖ thèng H×nh 1.4: KiÕn tróc cña mét PMDHTM 9
• Mo®un tri thøc (c¬ së tri thøc) CÊu tróc modun tri thøc còng nh trong hÖ chuyªn gia, bao hµm c¸c tri thøc chuyªn gia vµ c¸c sù kiÖn. Quan niÖm nµy rÊt quan träng v× ngêi häc cã thÓ tiÕp cËn ®îc c¸c tri thøc nµy, hÖ thèng cã thÓ ®a ra nh÷ng gi¶i thÝch vÒ c¸ch lËp luËn cña m×nh. C¸c ph¬ng ph¸p biÓu diÔn tri thøc ®îc chän sao cho phï hîp víi c¸c d÷ kiÖn vµ c¸c chøc n¨ng s ph¹m cña viÖc d¹y häc th«ng minh. C¸c gi¶i ph¸p chung bao gåm: hÖ logic, hÖ s¶n xuÊt, m¹ng ng÷ nghÜa, biÓu diÔn b»ng híng ®èi tîng. C¸c lËp luËn trªn c¬ së tri thøc cho phÐp t¹o ra c¸c gi¶i ph¸p gi¶i quyÕt vÊn ®Ò. Mét vÊn ®Ò quan träng lµ ph¶i kÕt nèi víi m« ®un chiÕn lîc gi¶ng d¹y nh»m b¸m s¸t vµ kiÓm so¸t ®îc tiÕn tr×nh häc cña häc trß. • Mo®un chiÕn lîc gi¶ng d¹y Tõ gãc ®é s ph¹m, viÖc d¹y häc trong c¸c phÇn mÒm d¹y häc ph¶i tu©n theo c¸ch thøc häc kinh ®iÓn häc sinh-thµy gi¸o. Modun nµy sÏ cho phÐp ¸p dông c¸c chiÕn lîc sao cho phï hîp víi ng÷ c¶nh häc: tiÕn tr×nh häc cña häc trß vµ môc tiªu ®Þnh s½n cho bµi gi¶ng. Nã cßn qu¶n lý mét c¸ch linh ho¹t c¸c qu¸ tr×nh s ph¹m vµ sù ph¸t triÓn nhËn thøc cña häc trß sau khi lÜnh héi, luyÖn tËp vµ vËn dông . M« h×nh häc trong phÇn mÒm d¹y häc th«ng minh cã thÓ lµ: - M« h×nh thùc hiÖn (hay m«i trêng häc): thùc hiÖn viÖc häc quy n¹p. T¸c gi¶ x©y dùng trong PMDHTM mét m« h×nh nhËn thøc ®Ó kh¶o s¸t vµ gi¶i quyÕt. Häc trß quan s¸t vµ thùc nghiÖm l¹i trªn c¸c d÷ liÖu. Qua ®ã chóng h×nh thµnh c¸c gi¶ thuyÕt, kh¸i qu¸t ho¸ trong khi tù t¹o mét m« h×nh hay s¬ ®å ¸p dông trong t×nh huèng míi. - M« h×nh huÊn luyÖn: tiÕn tr×nh häc tríc hÕt lµ suy diÔn. T¸c gi¶ ®a vµo trong PMDHTM mét m« h×nh nhËn thøc ®Ó ph©n lo¹i vµ tæ chøc c¸c kh¸i niÖm. Häc trß ph¶i t¹o ra c¸ch tæng hîp vµ c¸ch chuyÓn ®æi ®Ó ®a ra kÕt qu¶ mµ trß cã thÓ kiÓm so¸t ®îc 10
- M« h×nh lËp luËn: tiÕn tr×nh häc lµ lu©n phiªn gi÷a quy n¹p vµ suy diÔn. T¸c gi¶ ®a vµo PMDHTM c¸ch thøc qu¶n lý ®èi tho¹i cã b¸m s¸t chñ ®Ò; Nã qu¶n lý trß b»ng c¸c gîÞ ý, c©u hái, trõu tîng ho¸, cô thÓ ho¸ vµ hiÖu chØnh nh»m kh¸i qu¸t ho¸ mét tri thøc. • Mo ®un m« h×nh häc trß PMDHTM ®îc ¸p dông trong gi¶ng d¹y vÒ c¬ b¶n ph¶i ®¸p øng ®îc yªu cÇu chuyªn biÖt ho¸ ®èi tîng häc, ®©y lµ mét thÕ m¹nh nÕu viÖc d¹y ®îc dùa trªn tri thøc b¶n th©n cña mçi häc trß vµ xö lý nhËn thøc cña häc trß. M« h×nh häc trß ®a ra nh÷ng hÖ thèng th«ng tin riªng, mét c¸ch lý tëng hÖ thèng ph¶i thÝch øng ®îc th¸i ®é cña ngêi häc còng nh lêng tríc ®îc c¸c hµnh vi kÕ tiÕp vµ kh¶ n¨ng chuÈn ®o¸n c¸c lçi. ViÖc ph¸n ®o¸n vµ ¸p dông c¸c chiÕn lîc s ph¹m dÉn ®Õn viÖc lµm phï hîp vµ tèi u ho¸ qu¸ tr×nh häc. ViÖc biÓu diÔn tri thøc cña häc trß ph¶i g¾n bã víi biÓu diÔn tri thøc chuyªn m«n. Khi thùc hiÖn, ngêi ta cã thÓ x©y dùng theo: - C¸c m« h×nh tri thøc ghÐp chång (overlay): ë ®©y ta coi c¸c tri thøc häc trß chØ lµ mét phÇn cña c¬ së tri thøc. - C¸c m« h×nh tri thøc sai l¹c: m« ®un ®a ra tri thøc sai vµ c¸c lçi. ViÖc ph©n lo¹i lçi thu thËp ®îc qua tiÕn tr×nh häc cña häc trß cho phÐp ho¹ch ®Þnh vµ ®a ra c¸c chiÕn lîc s ph¹m, mÆt kh¸c còng ®a ra ®îc c¸c yÕu tè trî gióp, híng dÉn vµ gi¶i thÝch. ViÖc ph©n tÝch lçi phôc vô cho viÖc x¸c ®Þnh c¸c m« h×nh häc trß. C¸c m« h×nh trªn ®îc coi lµ mét bé phËn tri thøc tËp trung trong phÇn tri thøc chuyªn m«n. 11
H×nh 1.5 M« h×nh tri thøc ghÐp chång • M« ®un giao diÖn M« ®un nµy chÞu tr¸ch nhiÖm trî gióp nh÷ng giao tiÕp gi÷a trß vµ hÖ thèng, chóng biÓu diÔn ®îc c¸c ®¬n vÞ tri thøc, c¸c c©u tr¶ lêi, ®a ra vµ hiÓu ®îc c¸c t¬ng t¸c cña c¸c th«ng b¸o; ®ã chÝnh lµ nh÷ng yÕu tè quan träng trong qu¸ tr×nh ®èi tho¹i. Gi¶i ph¸p thêng ®îc sö dông lµ v¨n b¶n hay ®å ho¹ víi c¸c thùc ®¬n hay cöa sæ ®èi tho¹i. Trong c¸c bµi gi¶ng th«ng minh c¸c giao tiÕp ®èi tho¹i thêng b»ng ng«n ng÷ tù nhiªn cã h¹n chÕ vÒ có ph¸p vµ tõ vùng. KiÓu giao tiÕp nµy dÇn dÇn bÞ lo¹i bá vµ ®îc thay thÕ b»ng kiÓu thùc ®¬n cuén, sö dông chuét vµ cöa sæ. Bëi lÏ c¸c kü thuËt híng tíi viÖc giao tiÕp hoµn toµn b»ng ng«n ng÷ tù nhiªn tuy cho mét m«i trêng giao tiÕp phong phó nhng l¹i rÊt bÞ h¹n chÕ vÒ mÆt thùc hiÖn. MÆt kh¸c, víi c¸c lÜnh vùc chuyªn m«n trong ®ã tri thøc ®îc biÓu diÔn cã cÊu tróc cao (nh to¸n häc ch¼ng h¹n) th× ®iÒu ®ã kh«ng h¼n cÇn thiÕt. Kh¶ n¨ng lËp luËn lµ c¬ së cña PMDHTM, viÖc tÝch hîp c¸c kh¶ n¨ng lËp luËn kh«ng ®¬n gi¶n, yªu cÇu ®Æt ra lµ kÕt qu¶ lËp luËn ph¶i ®óng vµ râ rµng, kh¶ n¨ng lËp luËn ph¶i ®¶m b¶o ®îc tÝnh chÆt chÏ vµ tÝnh ®Çy ®ñ. 12
§Ó ®¶m b¶o tÝnh chÆt chÏ, kÕt qu¶ lËp luËn ph¶i lµ kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh logic. HÖ ph¶i cã kh¶ n¨ng mét khi ®· chØ ra mét tÝnh chÊt nµo ®îc x¸c nhËn lµ ®óng th× phñ ®Þnh ®iÒu ®ã kh«ng thÓ kh¼ng ®Þnh lµ ®óng ®îc. §Ó lËp luËn ®Çy ®ñ, hÖ ph¶i cã kh¶ n¨ng kh«ng chØ thu thËp c¸c tÝnh chÊt cã thÓ gi¶i thÝch ®îc mµ cßn kh¼ng ®Þnh xem nã cã hîp lÖ hay kh«ng? Trong gi¶ng d¹y, tÝnh ®Çy ®ñ sÏ cã ý nghÜa cho mäi gi¶i ph¸p mÒm dÎo mµ viÖc häc ®a ra. Do vËy tÝnh ®Çy ®ñ quyÕt ®Þnh chÊt lîng gi¶ng d¹y nhng rÊt khã ®¹t tíi do rÊt khã ®Þnh nghÜa, vµ cha cã nh÷ng thuËt to¸n hiÖu qu¶. 1.2.2.3 Vi thÕ giíi trong gi¶ng d¹y NÕu coi c¸c chøc n¨ng cña c¸c h×nh th¸i tin häc gi¸o dôc ®îc tr¶i trªn mét bËc thang më, th× ngêi ta cã thÓ bè trÝ c¸c h×nh th¸i kh¸c nhau trªn c¸c bËc thang ®ã, PMDH ®îc ®Æt vµo ®Çu cña thang. PMDH ®îc ®Æc trng bëi c¸c sù kiÖn ®a ra trong khi häc b»ng c¸c hÖ thèng c¸c c©u hái vµ nh÷ng c©u tr¶ lêi Ên ®Þnh tríc. XuÊt ph¸t tõ c¸c c©u tr¶ lêi ®a ra trong khi häc, PMDH ®Ò xuÊt nh÷ng c©u hái míi, cßn PMDHTM lµ PMDH dùa trªn yÕu tè th«ng minh. Còng víi nh÷ng c©u hái chÝnh x¸c víi nh÷ng g× cã thÓ tr¶ lêi, PMDHTM cßn cã kh¶ n¨ng lËp luËn. Víi c¸ch t¹o m«i trêng giao tiÕp tÝch cùc, PMDHTM cã kh¶ n¨ng m« pháng thÕ giíi thùc. PMDHTM cã thÓ ®îc chia nhá h¬n thµnh , vµ • Vi thÕ giíi ý táng cña vi thÕ giíi (VTG) lµ ®a ra m«i trêng häc díi d¹ng mét thÕ giíi cã h¹n chÕ. Khi lµm viÖc víi hÖ thèng ta coi lµ häc sinh bÞ c¸ch ly víi phÇn cßn l¹i cña thÕ giíi. Trong vi thÕ giíi ®ã c¸c ®èi tîng vµ quan hÖ gi÷a chóng kh¸ ®¬n gi¶n, do vËy viÖc häc g¾n víi qu¸ tr×nh t¹o ra c¸c ®èi tîng míi vµ vËn dông chóng, dùa trªn c¸c tri thøc cña nã (gäi lµ hÖ häc kh¸m ph¸). Mét trong c¸c môc tiªu cña vi thÕ giíi lµ cho phÐp thùc hiÖn nh÷ng gîi ý vµ t¹o kh¶ n¨ng ph¸n ®o¸n vît qu¸ c¸c sù kiÖn ®îc nªu ra. Nh÷ng sù kiÖn nµy trªn c¸c ®èi tîng cã thÓ lµ b¶n sao lÆp l¹i cña c¸c sù kiÖn trong thÕ giíi thùc. 13
LOGO ®îc x©y dùng bëi Minsky vµ Papert lµ mét ®iÓn h×nh cña VTG. XuÊt ph¸t tõ c¸c hµm nguyªn thuû trong vÏ h×nh ph¼ng, c¸c thñ tôc ®îc x©y dùng thªm ngµy cµng trë nªn phøc t¹p cho phÐp h×nh thµnh c¸c ®èi tîng míi, cã thÓ nãi VTG ph¸t triÓn ®ång thêi víi viÖc häc. C¸c ph¸t triÓn ®ã t¹o ra sù kh¸c biÖt gi÷a c¸c VTG vµ c¸c m«i trêng m« pháng. • D¹y häc th«ng minh Lµ mét trong c¸c bËc thang cña c¸c h×nh th¸i d¹y häc. Kh¸c víi vi thÕ giíi lµ nã ®a ra nhiÖm vô chÝnh x¸c. Nã dùa trªn lËp luËn ®óng ®Ó dÉn d¾t häc trß trong viÖc gi¶i quyÕt nhiÖm vô. • Gi¶ng d¹y cã trî gióp kh¸m ph¸ Gi¶ng d¹y th«ng minh phô thuéc vµo tri thøc cña trß vµ ph¸t triÓn theo trß, viÖc d¹y cã phÇn lé liÔu, ®«i khi g©y c¶m gi¸c viÖc häc nÆng nÒ. Trong khi ®ã, vi thÕ giíi cha ®Æt ra nhiÒu vÊn ®Ò s ph¹m. D¹y cã trî gióp kh¸m ph¸ cho phÐp theo tõng giai ®o¹n häc, ®a ra nh÷ng hµnh vi cña vi thÕ giíi ®Æc trng cho d¹y häc th«ng minh. 1.3 Nh÷ng vÊn ®Ò nghiªn cøu díi gãc ®é Tin häc khi x©y dùng phÇn mÒm d¹y häc th«ng minh C¸c PMGDTM ph¶i cã ph¬ng ph¸p lËp luËn víi c¸c tri thøc cña thÕ giíi thùc nh»m phèi hîp nhiÒu kiÓu th«ng tin. Cã rÊt nhiÒu khÝa c¹nh cÇn ®Ò cËp ®Õn trong biÓu diÔn tri thøc nh: - Lµm thÕ nµo ®Ó chØ ra ®îc c¸c tri thøc cÇn biÓu diÔn; - Tæ chøc tri thøc thÕ nµo; xö lý tri thøc nh thÕ nµo cho cã hiÖu qu¶; biÓu diÔn c¸c kiÓu kh¸c nhau cña tri thøc, kÓ c¶ c¸c sù kiÖn, c¸c khai b¸o, c¸c luËt vµ c¸c qu¸ tr×nh; - Lµm sao cã thÓ suy diÔn th«ng tin kh«ng têng minh tõ nh÷ng c¬ së tri thøc; lµm sao hiÓu ®îc c¸c h¹n chÕ h×nh thøc còng nh thùc tiÔn cña hÖ thèng biÓu diÔn; 14
- Lµm sao phèi hîp ®îc th«ng tin míi vµo hÖ thèng; lµm sao biÕn ®æi th«ng tin khi thay ®æi t×nh huèng; - Lµm sao cho phÐp c¸c ngo¹i lÖ vµ c¸c m©u thuÉn cïng tån t¹i trong hÖ biÓu diÔn; biÓu diÔn thÕ nµo cho c¸c t×nh huèng gi¶ ®Þnh; thùc hiÖn c¸c ®iÒu kh«ng ch¾c ch¾n ra sao; - v.v... TËp hîp c¸c kü thuËt cho phÐp biÓu diÔn mét c¸ch hiÖu qu¶ c¸c tri thøc vµ khai th¸c chóng t¹o thµnh nÒn t¶ng cña kü nghÖ xö lý tri thøc. ViÖc x©y dùng PMGDTM ®ßi hái ph¶i nghiªn cøu mét c¸ch ®Çy ®ñ nh÷ng vÊn ®Ò nªu trªn trªn c¬ së vËn dông c¸c kü thuËt trÝ tuÖ nh©n t¹o, c¸c chiÕn lîc s ph¹m. §¬ng nhiªn, mét PMGDTM hiÖn t¹i kh«ng dÔ g× mµ ®¹t ®îc mäi ®iÒu nªu trªn mét c¸ch trän vÑn. ViÖc nghiªn cøu nµy lu«n ph¶i ®Æt trªn nÒn cña mét chuyªn m«n nµo ®ã, chÝnh ®iÒu ®ã lµm cho PMGDTM cã nhiÒu øng dông kh¶ quan trong kh¸m ph¸ biÓu diÔn tri thøc. 1.3.1 C¸c vÊn ®Ò liªn quan tíi biÓu diÔn tri thøc: ViÖc h×nh thµnh c¸c kü thuËt biÓu diÔn tri thøc gãp phÇn kh«ng nhá trong viÖc thu n¹p tri thøc trong c¸c c¬ së tri thøc nãi chung vµ phÇn mÒm d¹y häc nãi riªng. Lùa chän ®óng ph¬ng ph¸p biÓu diÔn tri thøc trong phÇn mÒm d¹y häc lµ yªu cÇu c¬ b¶n ®Æt ra víi ngêi thiÕt kÕ. Hä ph¶i kh¶o s¸t toµn bé c¸c khÝa c¹nh trong c¸c biÓu diÔn tri thøc thßng dïng. Nh÷ng lùa chän nµy cÇn ph¶i chó ý tíi s¬ ®å biÓu diÔn ®îc sö dông (logic vÞ tõ, frame, m¹ng ng÷ nghÜa, hÖ s¶n xuÊt, ..), kÝch cì c¬ së tri thøc, s¬ ®å lËp luËn nh»m trÝch rót tri thøc kh«ng têng minh trong c¬ së tri thøc... MÆt kh¸c, c¸c nhµ thiÕt kÕ cÇn ph¶i nªu ra mét vµi ®Æc thï riªng khi xem xÐt tõng lÜnh vùc chuyªn m«n cô thÓ. Tõ gãc ®é tin häc, cã thÓ ®a ra nh÷ng vÊn ®Ò khã cÇn ph¶i gi¶i quyÕt sau ®©y: (i) BiÓu diÔn c¸c nguån tri thøc chång chÐo nh tri thøc chñ ®Ò, tri thøc chung cña häc trß vµ tri thøc riªng cña häc trß . 15
(ii) Víi bµi to¸n kh«ng chØnh, biÓu diÔn c¸c kh¸i niÖm ®· biÕt cña riªng häc trß, cho phÐp biÕt ®îc hoµn toµn tr¹ng th¸i cña tri thøc häc trß. (iii) Ph¸t hiÖn c¸c sai l¹c cña häc trß c¶ vÒ tri thøc n«ng lÉn tri thøc s©u. (iv) Ph¸t hiÖn tÝnh kh«ng nhÊt qu¸n mét c¸ch râ rµng trong tri thøc vµ lËp luËn cña häc trß . (v) CËp nhËt tri thøc khi c¸c hiÓu biÕt cña häc trß ®îc n©ng cao vµ hiÓu biÕt cña ngêi thÇy vÒ trß ph¸t triÓn. Cã thÓ thÊy r»ng kh«ng cã mét s¬ ®å tæng thÓ cho phÐp biÓu diÔn nhiÒu nguån tri thøc cÇn thiÕt trong mét PMGDTM. 1.3.2 C¸c m« h×nh gi¶i quyÕt vÊn ®Ò C¸ch gi¶i quyÕt vÊn ®Ò híng theo c¸c hµnh vi cña häc trß bao gåm viÖc chØ ra kÞp thêi nh÷ng môc tiªu cña häc trß vµ hiÓu ®îc c¸c ®éng c¬ n»m bªn díi c¸c t¸c ®éng ®ã cña häc trß; h¬n n÷a, lµm sao tÝch hîp ®îc sù hiÓu biÕt t¬ng tù vÒ c¸c hµnh vi, c¸c môc tiªu d¹y víi c¸c môc tiªu nµy cña häc trß. ChiÕn lîc gi¶i quyÕt vÊn ®Ò ®îc nh×n theo c¸c khÝa c¹nh: b¶n th©n PMGDTM ph¶i h×nh thµnh tõng bíc thùc hiÖn môc tiªu cña m×nh vµ ®o¸n nhËn ph¬ng thøc gi¶i quyÕt vÊn ®Ò cña häc trß. KhÝa c¹nh thø nhÊt kh«ng khã b»ng khÝa c¹nh thø hai. Nh÷ng cè g¾ng ®o¸n nhËn c¸c chiÕn lîc sö dông th«ng qua c¸c tham sè vµ c¸c heuristic ®Òu gÆp nh÷ng khã kh¨n, tríc hÕt ®Ó cã thÓ kh¾c phôc ®îc cÇn cè g¾ng ¸p dông trong m«n häc cô thÓ vµ thùc hiÖn c¸c rµng buéc. C¸c chiÕn lîc nµy thay ®æi theo häc trß vµ thay ®æi theo thêi gian, viÖc g¾n c¸c rµng buéc do vËy tríc m¾t chØ gi¶i quyÕt ®îc c¸c vÊn ®Ò rÊt h¹n chÕ. 1.3.3 ThÓ hiÖn c¸c chiÕn lîc gi¶ng d¹y BÊt cø PMGDTM nµo còng cã tri thøc vÒ chñ ®Ò chuyªn m«n cÇn ®Ò cËp. Trong PMDH truyÒn thèng, c¸c tri thøc nµy còng cã nhng kh«ng gièng nh trong PMGDTM v× chóng kh«ng thÓ lËp luËn. C¸c hÖ truyÒn thèng cã xu híng xö lý c¸c chñ ®Ò theo c¸ch d¹y vµ kh«ng ®îc ph©n tÝch bëi hÖ thèng. HÖ n¹p tríc tri thøc díi d¹ng c¸c ng«n ng÷ tù nhiªn hay c¸c ¶nh tÜnh hoÆc ®éng, tr×nh 16
diÔn vµ lÆp l¹i cho häc trß ®Õn khi häc trß tiÕp thu xong. C¸c hÖ dùa trªn TTNT ®ßi hái hÖ cã thÓ hiÓu ®îc Ýt nhÊt mét sè c¸c Èn ý cña néi dung mµ hÖ ®ang truyÒn ®¹t. Cã nhiÒu c¸ch tiÕp cËn nh»m d¹y trªn chñ ®Ò ®· cho, vµ viÖc chän chiÕn lîc d¹y thÝch hîp nhÊt phô thuéc rÊt lín vµo kiÓu häc trß ®îc d¹y, tri thøc häc trß hiÖn thêi (m« h×nh häc trß) vµ c¸c thao t¸c nµo häc trß ®· thùc hiÖn (tham chiÕu tiÒn sö häc trß). Yªu cÇu phèi ghÐp c¸c nguån tri thøc ®a d¹ng rÊt bøc xóc. Thùc khã cã thÓ t¸ch rêi c¸c nguån tri thøc trong PMDHTM, chóng cÇn ph¶i th«ng hiÓu ®îc víi nhau. ChiÕn lîc d¹y trong PMDHTM ®ãng vai trß ®iÒu khiÓn c¸c ho¹t ®éng ®ã, nh»m ®¶m b¶o: (i) KÕt hîp nhuÇn nhuyÔn ®îc c¸c ph¬ng ph¸p d¹y: diÔn gi¶i, t¬ng tù, m« pháng, quy n¹p tõ c¸c vÝ dô, tæng qu¸t ho¸, chuyªn biÖt ho¸ vµ phèi hîp víi sù hiÓu biÕt vµ lËp luËn tri thøc. (ii) BiÓu diÔn vµ chän lùa trong c¸c chiÕn lîc d¹y nhiÒu kiÓu kh¸c nhau, nh buéc häc trß thùc hiÖn têng minh mét ch¬ng tr×nh d¹y hoÆc ®a häc trß vµo m«i trêng häc ë ®ã hä cã thÓ häc th«ng qua nh÷ng kiÕn thøc khëi ®Çu cña m×nh, hoÆc thùc hiÖn b¾t ®Çu tõ mét vÞ trÝ nµo ®ã, trong ®ã ngêi thÇy hµnh ®éng nh mét ngêi híng dÉn chØ khi thùc sù cÇn thiÕt. 1.3.4 C¸c m« h×nh häc trß Cã nhiÒu kü thuËt rÊt h÷u Ých trong biÓu diÔn tri thøc cña häc trß. §iÒu quan träng lµ nhËn thÊy ®îc r»ng tri thøc häc trß ®îc biÓu diÔn ph¶i ®¸p øng ®îc c¸c yªu cÇu biÓu diÔn bæ sung tri thøc rót ra tõ qu¸ tr×nh häc. Tri thøc nh vËy cã thÓ ®îc c¸c PMDHTM sö dông nh»m b¸m vÕt c¸c tr×nh tù häc chuÈn mµ häc trß cã thÓ ®i qua. M« h×nh häc trß cã thÓ thÓ hiÖn qua c¸c sai l¹c mµ hä cã thÓ cã; bëi lÏ tr¹ng th¸i tri thøc häc trß kh«ng chØ ®¬n thuÇn lµ bao gåm c¸c kh¸i 17
niÖm ®óng. §iÒu nµy sÏ thÊy râ thªm qua tÝnh kh«ng chØnh, kh«ng nhÊt qu¸n, nhËn d¹ng môc tiªu, biÕn ®æi tri thøc vµ c¸c chiÕn lîc gi¶i. X¸c ®Þnh ®óng m« h×nh ®ßi hái ph¶i ph©n biÖt gi÷a tri thøc chung cña häc trß víi c¸c tri thøc ®Æc thï cña tõng häc trß. Cã thÓ cã nhiÒu c¸ch phèi ghÐp kh¸c nhau, hoÆc c¸c häc trß riªng rÏ cã thÓ chia sÎ c¸c nhËn thøc vµ c¸c sai l¹c chung hoÆc ghÐp thµnh nhãm c¸c häc trß víi c¸c nhËn thøc vµ c¸c sai l¹c riªng, hoÆc cã thÓ cã nh÷ng hµnh vi duy nhÊt cho mçi häc trß ®ã. Mét vÊn ®Ò kh¸c cã liªn quan ®Õn m« h×nh häc trß lµ tiÒn sö t¬ng t¸c gi÷a hÖ d¹y vµ häc trß. NÕu m« h×nh häc trß cã thÓ biÓu thÞ tr¹ng th¸i tri thøc cña mét häc trß ë mét thêi ®iÓm bÊt kú, tiÒn sö sÏ chØ ra nh÷ng g× ®· x¶y ra ®Ó häc trß ®¹t ®îc tr¹ng th¸i ®ã. §iÒu nµy quan träng cho viÖc lËp luËn vÒ tr¹ng th¸i häc trß còng nh viÖc hiÖu chØnh m« h×nh häc trß hiÖn thêi. TiÒn sö cã thÓ ®îc dïng ®Ó dÉn ®Õn c¸c kiÓu t¬ng t¸c mong muèn gi÷a hÖ thèng vµ häc trß vµ tõ ®ã còng cã thÓ häc ®îc c¸ch t¬ng t¸c víi häc trß vµ c¸ch d¹y häc trß tèt nhÊt. Mét c¸ch thøc ®· ®îc ¸p dông ®Ó x©y dùng tiÒn sö häc trß qua ®å thÞ ph¸t sinh nh mét tËp c¸c ®êng ®i cã thÓ trong mét c¬ së tri thøc. TiÒn sö häc trß lµ mét phÇn cña ®å thÞ ph¸t sinh cho phÐp x¸c ®Þnh ®îc ®êng ®i mµ häc trß cã thÓ ®i qua. 1.3.5 C¸c giao tiÕp ngêi m¸y Giao tiÕp ngêi m¸y thÓ hiÖn møc ®é linh ho¹t vµ hiÖu qu¶ cña hÖ thèng. Khã kh¨n c¬ b¶n trong giao tiÕp ngêi m¸y lµ liªn kÕt néi dung c¸c ®èi tho¹i mét c¸ch tù ®éng. Mét hÖ thèng häc sö dông ®èi tho¹i ngêi m¸y tiªn tiÕn cÇn ph¶i cã: - §èi tho¹i hçn hîp kÕt hîp ®îc c¸c môc tiªu s ph¹m, - TruyÒn ®¹t trung thùc nguyªn b¶n: viÖc häc cã kh¶ n¨ng ®a ra d÷ liÖu míi, dÉn d¾t häc trß xö lý c¸c gi¶ ®Þnh vµ môc tiªu s ph¹m kh«ng têng minh (®Ó lÊp ®Çy c¸c lç hæng ®èi tho¹i vµ ®o¸n môc tiªu tiÕp theo) 18
- §¸p øng: khi cã c©u hái, hÖ t×m kiÕm c¸c yÕu tè cÇn thiÕt nh»m t×m mét c©u tr¶ lêi x¸c ®¸ng nhÊt. - HiÖu chØnh: hÖ cã kh¶ n¨ng biÕn ®æi mét ®¹i lîng ®a vµo kh«ng phï hîp víi nh÷ng tri thøc mµ nã së h÷u (mét th«ng tin ®· cho phï hîp mét sè th«ng tin tríc ®ã) - Gi¶i thÝch: hÖ cã kh¶ n¨ng gi¶i thÝch cho trß c©u tr¶ lêi mµ nã cung cÊp. 1.4 §iÓm qua mét vµi phÇn mÒm d¹y häc h×nh häc. Chóng ta xÐt ®Õn mét sè ®¹i diÖn ®iÓn h×nh sau ®©y: • Logo ®îc x©y dùng bëi Minsky vµ Papert Häc sinh (c¸c líp nhá tuæi) dùng h×nh víi mét thñ tôc ®iÒu khiÓn “rïa h×nh häc”: tiÕn, lïi, quay, ... §©y lµ ph¬ng thøc häc lËp tr×nh th«ng qua ho¹t ®éng vÏ h×nh. Theo sù ph©n lo¹i truyÒn thèng, LOGO cã thÓ xem nh vi thÕ giíi. • Cabri-Geometre cña Y. Baulac vµ J. M. Laborde §©y lµ mét vi thÕ giíi ®Ó kh¸m ph¸ c¸c tri thøc h×nh häc ph¼ng dùa trªn c¸c phÐp dùng h×nh. Ngêi sö dông th¨m dß c¸c h×nh vÏ b»ng c¸ch biÕn thiªn h×nh, qua ®ã ph¸t biÓu nh÷ng tÝnh chÊt cña h×nh. C¸c h×nh vÏ ®îc ®iÒu khiÓn thay ®æi vÞ trÝ mµ vÉn ®¶m b¶o tÝnh chÊt h×nh. Ngêi sö dông ®îc tiÕp xóc víi mét giao diÖn cöa sæ, menu cuén, chuét, ... HiÖn nay hÖ ®îc ph¸t triÓn híng tíi mét phÇn mÒm trî gióp viÖc häc chøng minh. • Geometry díi sù chØ ®¹o cña PTS. NguyÔn Thanh Thuû vµ c¸c céng sù t¹i khoa C«ng nghÖ Th«ng tin, trêng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi. §©y lµ mét phÇn mÒm trî gióp chøng minh h×nh häc ph¼ng, häc trß ®îc ®äc bµi to¸n, híng dÉn viÕt gi¶ thiÕt, kÕt luËn, vÏ h×nh vµ híng dÉn chóng minh. Trong phÇn mÒm nµy lång ghÐp mét vi thÕ giíi c¸c ®èi tîng h×nh, cho phÐp häc sinh cã c¸c ho¹t ®éng tù kh¸m ph¸. 1.5 kÕt luËn 19
Trong ch¬ng nµy ta ®· th¶o luËn nh÷ng ®Æc trng cña ho¹t ®éng d¹y häc, nh÷ng ®Æc trng ®ã ®· quy ®Þnh nh÷ng tÝnh chÊt cÇn thiÕt cho phÇn mÒm d¹y häc. §Ó ®¹t tíi møc ®é d¹y häc th«ng minh, phÇn mÒm d¹y häc th«ng minh cÇn ph¶i gi¶i quyÕt mét lo¹t c¸c vÊn ®Ò trong thiÕt kÕ vµ cµi ®Æt mµ chñ yÕu lµ x©y dùng ®îc mét c¸ch thøc cho phÐp suy diÔn, nhËn biÕt mét c¸ch tinh tÕ c¸c tr¹ng th¸i cña tri thøc còng nh tr¹ng th¸i cña ngêi häc. §©y lµ mét vÊn ®Ò cùc kú khã kh¨n, hÇu nh kh«ng cã mét c¸ch thøc chung cho tÊt c¶ c¸c lÜnh vùc tri thøc ®îc d¹y, chØ cã dùa trªn ®Æc ®iÓm tri thøc cña tõng lÜnh vùc mµ ta ®a ra nh÷ng ph¬ng ph¸p cô thÓ. Tri thøc cña h×nh häc ph¼ng lµ mét trong nh÷ng lÜnh vùc cã nhiÒu ®Æc tÝnh thuËn lîi ®Ó khai th¸c cho môc ®Ých ®· nªu, ch¬ng tiÕp theo sÏ tr×nh bµy nh÷ng nghiªn cøu theo híng ®ã. 20