VJE
Tp chí Giáo dc (2023), 23(5), 7-11
ISSN: 2354-0753
7
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG MỘT SỐ TÌNH HUỐNG
DẠY HỌC MẠCH KIẾN THỨC THỐNG KÊ XÁC SUẤT
Ở TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Phm Thế Quân
1,+
,
Trn Trung
2
1
Trưng Đi hc phm Hà Ni 2;
2
Hc vin Dân tc
+ Tác giả liên hệ ● Email: phamthequan@hpu2.edu.vn
Article history
Received: 09/01/2023
Accepted: 10/02/2023
Published: 05/3/2023
Keywords
Information technology,
teaching situations, Statistics
and Probability, high school
ABSTRACT
Information technology has developed very rapidly in recent years, which has
had a great impact on all areas of modern life, including education. The
application of information technology in teaching Statistics and Probability
has become an inevitable trend today. The study presents a number of
situations for teaching Statistics and Probability with the support of
information technology in high schools. Applying information technology
effectively requires teachers’ enthusiasm, time and efforts, together with
constant improvements of their professional skills, especially the knowledge
of information technology, application softwares, etc. for application in
teaching in general and teaching Statistics and Probability in high schools in
particular.
1. Mở đầu
S phát trin nhanh chóng ca công ngh thông tin (CNTT) trong thi gian qua đã tác đng ln đến mi nh vc
ca cuc sng, trong đó có giáo dc. Vic GV và HS s dng máy tính, các phn mm h tr dy và hc đã tr nên
ph biến. Khi CNTT tham gia vào quá trình dy hc s làm môi trưng dy hc thay đi, tác đng mnh m ti các
thành t ca quá trình dy hc (Trn Trung và cng s, 2011). Hin nay, vic ng dng CNTT trong dy hc nói
chung và dy Toán nói riêng không còn là vn đ mi đi vi các nưc trên thế gii. Vit Nam, đã có nhiu kết
qu nghiên cu đ cp vn đ này như: Vũ Hng Linh (2019) đã nghiên cu vic vn dng phương pháp dy hc
theo lí thuyết Kết ni vi s h tr ca CNTT; tác gi Bùi Minh Đc (2017) nghiên cu vic s dng phn mm
GeoGerba trong dy hc hình hc trưng ph thông; Trn Trung và Nguyn Tiến Mnh (2019) đưa ra mt s tình
hung dy hc thng kê vi s h tr ca máy tính cm tay và phn mm Microsoft Excel.
Chương trình giáo dc ph thông môn Toán 2018 bao gm mch kiến thc: S hc, Đi s và mt s yếu t gii
tích; Hình hc Đo lưng; Thng kê và Xác sut (B GD-ĐT, 2018). Trong đó, mch kiến thc Thng kê và Xác
sut có nhiu đim mi so vi chương trình tc đây, có th k đến như: thi gian tiếp cn sm hơn khi HS bt đu
hc t lp 2, chương trình hc lin mch t lp 2 đến lp 12, tăng thi lưng và b sung mt s kiến thc cn thiết. S
thay đi v chương trình, ni dung dn đến vic dy và hc mch kiến thc này cũng phi có nhng thay đi phù hp.
Thng kê và xác sut ra đi t nhu cu ca thc tin, do con ni mun tìm hiu, khám phá thế gii khách quan.
Trong xã hi hin đi phát trin như hin nay, thng kê và xác sut tr thành nhng công c đ thu thp, phân tích
s liu thuc các lĩnh vc như kinh tế, dân s, môi trưng, giáo dc,… Trong lĩnh vc thng kê, công ngh tác
đng mnh m đến cách mà các nhà thng kê làm vic do đó thay đi cách dy và hc thng kê (Chance và cng
s, 2007). Vic nghiên cu v ng dng, tác đng ca CNTT ti dy hc mch kiến thc Thng kê và Xác sut tr
thành nhu cu tt yếu mà GV và các nhà nghiên cu giáo dc cn quan tâm. i đây, chúng tôi đưa ra nhng tác
đng ca CNTT ti vic dy hc mch kiến thc Thng kê và Xác sut THPT và mt s tình hung dy hc mch
kiến thc Thng kê và Xác sut vi s h tr ca CNTT.
2. Kết qu nghiên cu
2.1. Tác đng ca công ngh thông tin đến vic dy hc mch kiến thc Thng kê và Xác sut trung hc ph thông
S phát trin ca CNTT đã dn đến nhiu thay đi trong vic thc hin thng kê (Pratt et al., 2011). Công ngh
đưc s dng trong tt c các khía cnh ca quá trình thng kê như: chun b, thu thp thông tin, thao tác, phân tích
d liu, tóm tt và trc quan hóa; giúp con ngưi có th m vic vi lưng d liu vô cùng ln và phc tp. Nhiu
vn đ trưc đây rt khó đ phân ch thì nay đã có c gii pháp mi, giúp nhng ngưi làm thng kê gii quyết đơn
gin hơn. Công ngh có th trc quan hóa và h tr khám phá d liu, qua đó cung cp nhng phương pháp mi đ
phân tích d liu. Gould (2010) khng đnh rng, thng CNTT đã tr nên không th tách ri.
VJE
Tp chí Giáo dc (2023), 23(5), 7-11
ISSN: 2354-0753
8
Vic dy hc Thng kê và Xác sut cũng không nm ngoài tác đng ca CNTT. Pratt và cng s (2011) đã ch
ra mt s vai trò ca CNTT trong vic h tr dy và hc Thng kê và Xác sut:
- T đng hóa tính toán: Vi công ngh, các phn mm và thiết b h tr, HS có th thc hin nhiu phép tính
trong thi gian ngn vi đ chính xác cao. Vic gim s tp trung thi gian vào tính toán giúp HS có nhiu thi gian
hơn đ hiu các khái nim.
- Nhn mnh vào khám phá d liu: Vi s h tr ca CNTT, nhiu dng biu đ vi các cách biu din khác
nhau có th đưc to ra nhanh chóng. Điu này khuyến khích HS khám phá sâu hơn các tp d liu, rút ra đưc kết
lun cn thiết.
- Trc quan hóa các khái nim tru tưng: CNTT cho phép trc quan hóa các khái nim và quy trình thng kê.
Bng vic s dng các biu din sinh đng, GV d truyn đt ý ng, HS tiếp thu nhanh và ghi nh tt hơn.
- Mô phng như mt công c sư phm: CNTT cũng có th đóng mt vai trò quan trng trong vic nâng cao kh
năng ca HS trong vic nghiên cu các quy trình ngu nhiên và các khái nim thng kê, giúp các em tiếp cn qua
các mô phng. Vi nhng mô phng như vy, HS đưc tri nghim thc hin nhng điu mà trong thc tin khó
xy ra, qua đó các khái nim tru ng tr nên c th hơn.
- Điu tra các vn đ trong thc tin cuc sng: Công ngh to điu kin thun li cho vic tho lun v các vn
đ và tp hp d liu ln, phc tp xut phát t thc tin. Nhng bài tp như vy giúp HS đưc tri nghim vi vai
trò là ngưi s dng s liu thng kê, thc hành thng kê.
- Cung cp các công c cho s hp tác và tham gia ca HS: S phát trin ca công ngh, nn tng trc tuyến,
đin toán đám mây giúp cho vic hc tp có th din ra mi không gian và thi gian. Môi trưng đó s khuyến
khích ngưi hc trao đi, tho lun, chia s đ tìm ra ý ng và phát hin mi.
Nhn thy nhng tác đng tích cc ca CNTT ti vic dy hc mch kiến thc Thng kê và Xác sut, Chương
trình giáo dc ph thông môn Toán 2018 đã khuyến khích GV và HS s dng phn mm đ h tr dy hc các kiến
thc trong ch đ này, đc bit là cp THPT (B GD-ĐT, 2018). C th: Thc hành s dng phn mm đ tính
đưc s đc trưng đo xu thế trung tâm và đo mc đ phân tán cho mu s liu không ghép nhóm, tính xác sut theo
đnh nghĩa c đin (lp 10); S dng phn mm đ tính các s đc trưng đo xu thế trung tâm cho mu s liu ghép
nhóm. Thc hành s dng phn mm đ tính xác sut (lp 11); Thc hành s dng phn mm đ nh phân b nh
thc, tính toán thng kê (lp 12).
2.2. Mt s tình hung dy hc mch kiến thc Thng kê và Xác sut vi s h tr ca công ngh thông tin
trung hc ph thông
2.2.1. S dng chương trình phân tích d liu trong dy hc thng kê
Các chương trình, phn mm h tr vic thng kê, phân ch d liu đã đưc quan tâm nghiên cu và vn đang
tiếp tc phát trin. Có th k đến phn mm ph biến như Microsoft Excel hoc các phn mm chuyên dng hơn
như SAS, SPSS và R.c phn mmy có th đáp ng t nhng nhu cu bn ca mt ngưi mi bt đu vi
công vic thng kê hay mt chuyên gia trong lĩnh vc này.
ng vi vic phát trin nhng công c thng kê nêu trên, có nhiu nhà nghiên cu đã quan tâm xây dng chương
trình, phn mm h tr dy hc kiến thc Thng kê và Xác sut. Các chương trình, phn mm ni bt đưc s dng
ơng đi ph biến là Fathom, TinkerPlots và CODAP. Phn mm Fathom đưc phát trin bi William Finzer t
năm 2002. Phn mm TinkerPlots đưc thiết kế m 2005 bi Key Curriculum Press. Fathom và TinkerPlots có
chc năng tương t nhau như lưu tr, x lí, tính toán vi s liu; xây dng biu đ, mô phng trc quan; to thanh
trưt đ khám phá s thay đi ca các đi ng. S khác bit đến t đi ng mà hai phn mm ng ti.
TinkerPlots đưc mô t là phù hp vi HS t lp 4 đến đi hc, Fathom đưc đnh hưng s dng cp THCS và
bc đi hc. Phn mm Fathom đưc dành cho ngưi dùng ln tui hơn nên nó bao gm nhiu tính năng hơn phn
mm TinkerPlots. CODAP - mt phn mm phân tích d liu m, đưc xây dng trên nn web, hưng đến vic s
dng trong trưng hc. CODAP có nhng chc năng bn như Fathom, TinkerPlots nhưng hin đi, đơn gin hơn,
d truy cp và hoàn toàn min phí. Hin CODAP vn đang tiếp tc đưc phát trin và hn thin.
Nhng phn mm đưc xây dng nhm h tr vic dy hc Thng kê và Xác sut có ưu đim đó là đơn gin, d
thao tác, giúp ngưi mi làm quen tiếp cn nhanh, tp trung vào nhng chc năng phc v vic hc và phù hp vi
tiến trình nhn thc ca HS.
Tình hung dy hc dưi đây đưc thiết kế vi chương trình ca phn mm CODAP: Hai lp 10H và 10G va
hoàn thành mt bài kim tra môn Toán. Bài kim tra có đim ti đa là 40 và mi lp có 21 HS. Đim thi đưc ghi
li qua bng s liu sau (xem bng 1).
VJE
Tp chí Giáo dc (2023), 23(5), 7-11
ISSN: 2354-0753
9
Bng 1. Đim thi ca hai lp 10H và 10G
10G
12
8
36
14
16
40
32
16
12
32
4
18
32
12
4
6
14
28
40
36
40
36
24
36
8
16
16
30
36
10
16
40
36
16
21
24
36
12
32
24
18
6
Hình 1. Bng đim thi ca hai lp trên CODAP
Xác đnh giá tr trung bình, trung v, đ lch chun và nhn xét v đim s ca hai lp.
Đ phân tích và tính toán các s đc trưng, GV thao tác trên phn mm CODAP:
GV: To bng và nhp d liu đim ca hai lp vi công c Tables. Sp xếp đim theo th t t thp đến cao
vi chc năng Sort (xem hình 1).
GV: T bng s liu, hãy tìm đim s thp nht và cao nht ca hai lp.
HS (câu tr li mong đi): C hai lp đu có đim s thp nht là 4 và cao nht là 40.
GV: - Dùng công c Graph biu din đim ca HS hai lp trên biu đ; - Dùng công c Measure hin th trung
bình, trung v trên biu đ tương ng (xem hình 2).
Hình 2. Biu đ đim thi và các s đc trưng
GV: Hãy so sánh đim trung bình ca hai lp.
HS (câu tr li mong đi): Đim trung bình ca lp 10H là 23,6, cao hơn lp 10G (là 21,6).
GV: Như vy, có th kết lun lp 10H hc tt n lp 10G hay không?
HS (câu tr li mong đi): Chưa kết lun đưc, vì lp 10H cũng có nhiu HS đưc đim kém.
GV: Ta s xem xét thêm mt s g tr đc trưng và đc đim ca biu đ. Hãy so sánh trung v ca hai lp.
HS (câu tr li mong đi): Giá tr trung v ca lp 10H (là 16), nh hơn giá tr trung v ca lp 10G (là 21).
GV: Quan sát s phân b đim ca hai lp trên biu đ, ta có nhn xét gì?
HS (câu tr li mong đi): Lp 10H: Đim s tp trung v hai phía đu và cui, khong gia trng. Lp 10G:
Đim s tri dài trên bng đim.
GV: S đc trưng o th hin mc đ phân tán ca dãy s liu?
HS (câu tr li mong đi): Phương sai hoc đ lch chun.
GV: Dùng công c Measure hin th độ lch chun trên hai biu đ (xem hình 2). Hãy so sánh đ lch chun ca
hai lp.
HS (câu tr li mong đi): Đ lch chun ca lp 10H (là 13) ln hơn ca lp 10G (là 10,8).
GV: Ta có th đưa ra kết lun gì t đim thi ca hai lp?
HS (câu tr li mong đi): - Lp 10H phân chia thành hai nhóm HS, nhóm th nht hc tt vi đim s cao,
nhóm th hai hc kém vi đim s thp. Có s chênh lch ln gia hai nhóm HS này; - Các HS lp 10G có lc hc
tri đu t yếu, trung bình đến khá, tt. S chênh lch gia các nhóm không nhiu. Phn lp HS trong lp có mc
đim trung bình và khá.
GV: Như vy, nếu ch da vào giá tr trung bình, ta có th đưa ra nhn xét chưa chính xác. Đ rút ra kết lun, cn
căn c vào nhiu thông tin hơn như trung v, phương sai, đ lch chun, quan sát biu đ biu din dãy s liu đó.
VJE
Tp chí Giáo dc (2023), 23(5), 7-11
ISSN: 2354-0753
10
2.2.2. S dng mô phng trong dy hc đnh nghĩa xác sut
Có nhiu cách tiếp cn khái nim xác sut khác nhau: tiếp cn c đin, tiếp cn thng kê, tiếp cn tiên đ, tiếp
cn hình hc. Trong chương trình giáo dc ph thông Vit Nam cũng như cácc khác trên thế gii, khái nim
xác sut ch yếu đưc đưa ra theo cách tiếp cn c đin và tiếp cn thng kê.
Theo đnh nghĩa c đin, xác sut ca mt biến c là t s ca s trưng hp thun li vi s tt c các trưng
hp có th xy ra. Như vy,
𝑃𝑃(𝐴𝐴)=
𝑚𝑚
𝑛𝑛
, trong đó m là s trưng hp thun li ca biến c A, n là s trưng hp có
th xy ra, tc là s phn t ca không gian mu (Lê Th Hoài Châu, 2012). Theo cách tiếp cn này, đ tính đưc
xác sut, ngưi hc cn có kiến thc v phép đếm đi s t hp. hai điu kin bao hàm trong gi thiết ca đnh
nghĩa c đin: tp hp các kết qu có th có ca phép th (còn gi là các biến c sơ cp) là hu hn và tt c các kết
qu đó là đng kh năng. Các sách go khoa hin hành có nhc đến hai điu kin này, tuy nhiên không yêu cu HS
phi kim tra trưc khi tính xác sut, điu đó th khiến HS hiu đnh nghĩa này mt cách thiếu chính xác và không
đy đ. Trong tng hp các điu kin ca đnh nghĩa c đin không tha n, ngưi ta cn mt cách tiếp cn khác,
khi đó cách tiếp cn thng kê tha mãn điu này. Theo đnh nghĩa thng kê, xác sut ca mt biến c xy ra trong
mt phép th là tn sut ca biến c này khi phép th đó đưc lp đi lp li mt s ln rt ln:
𝑃𝑃(𝐴𝐴)=
𝑁𝑁(𝐴𝐴)
𝑛𝑛
, vi n
là tng s các trưng hp đưc kho sát và
𝑁𝑁(𝐴𝐴)
là s ln xut hin biến c A trong n tng hp đó.
Các nhà sư phm la chn s dng nghĩa xác sut c đin trong dy hc cho HS vì nó đơn gin, d hiu và d s
dng hơn c. Tuy nhiên, không th nghĩ mt cách đơn gin rng khái nim xác sut mà ta s dy cho HS không cn
đi xa n cách tiếp cn ca đi s t hp, bao gm vic lit các hi xut hin mt biến c ngay sau khi cho
rng các biến c là đng kh năng xy ra (Lê Th Hoài Châu, 2010). Khó khăn ca vic tính (gn đúng) xác sut theo
đnh nghĩa thng đòi hi phi thc hin đ ln các phép th như nhau. Chng hn đ tính xác sut khi gieo
đng xu, các nhà toán hc Buffon, Pearson đã phi thc hin 4040 và 12000 ln. Khó khăn này s đưc gii quyết
vi s h tr ca CNTT. Có rt nhiu phn mm, mô phng đưc xây dng đ mô t li các thí nghim trong môi
trưng o. Ngưi dùng ch cn cho biết s ln thc hin mong mun, mô phng s tr kết qu trong khong thi gian
rt ngn.
Tình hung 2
:
Gieo mt con xúc xc có sáu mt, cân đi, đng cht. Tính xác sut đ xut hin mt 2 chm.
Vì con xúc xc có sáu mt, cân đi, đng cht nên mi ln gieo ch có th xut hin mt có s chm t 1 đến 6,
các kết qu đó là đng kh năng.
S phn t ca không gian mu là
( )
6Ω=n
. Gi biến c A = “Xut hin mt hai chm”, suy ra
𝑛𝑛(𝐴𝐴)= 1
. Theo
đnh nghĩa c đin, xác sut
𝑃𝑃(𝐴𝐴)=
1
6
= 0,167
. Như vy, xác xut đ xut hin mt hai chm hay bt c mt có s
chm nào khác đu là
1
6
.
Đ kim tra li điu này, theo đnh nghĩa thng kê, ta s phi thc hin vic gieo xúc xc vi s ln đ ln. GV
có th s dng mô phng gieo xúc xc trên phn mm GeoGebra cho HS quan sát (xem hình 3).
Hình 3. Kết qu gieo xúc xc trên mô phng
vi 100 ln gieo
Hình 4. Kết qu gieo xúc xc trên mô phng
vi 10000 ln gieo
GV la chn s ln gieo (1, 10, 100 hoc 1000), mô phng s cho kết qu s ln xut hin ca các mt. Trong
hình 3, khi gieo 100 ln, ta thy s ln xut hin ca các mt chênh lch khá nhiu, s ln xut hin mt 5 chm (22
ln) gp đôi s ln xut hin mt 4 chm (11 ln).
VJE
Tp chí Giáo dc (2023), 23(5), 7-11
ISSN: 2354-0753
11
Trong hình 4, vi 10000 ln gieo, HS có th quan sát đ th và nhn xét rng tn sut xut hin các mt t 1 đến
6 chm gn ngang nhau.
Bng 2. Tn sut xut hin các mt ca xúc xc khi gieo 10000 ln
S chm
1
2
3
4
5
6
S ln xut hin
1643
1628
1666
1680
1698
1685
Tn sut
0,1643
0,1628
0,1666
0,1680
0,1698
0,1685
Khi s ln gieo tăng dn đến rt ln, HS s nhn xét đưc tn sut xut hin các mt s gn bng vi xác sut tính
theo đnh nghĩa c đin trên. Qua đó, HS hiu đưc ý nghĩa ca xác sut và đưc tiếp cn vi đnh nghĩa thng kê
ca xác sut mt cách t nhiên.
3. Kết lun
Vic khai thác các ng dng ca CNTT trong dy hc mch kiến thc Thng kê và Xác sut là xu thế tt yếu.
Công ngh đã và s tiếp tc nhân t chính trong vic ci thin cht ng hc tp Thng kê và Xác sut ca HS.
Vi s h tr ca CNTT, các bài hc tr nên sinh đng, hp dn, lôi cun HS tham gia vào hot đng hc tp; m
ra cơ hi phát trin mt môi trưng hc tp đa dng, phong phú và linh hot, trong đó HS là nhng ngưi hc tích
cc, đưc trc tiếp tri nghim và thc hành thng kê. Tuy nhiên, đ ng dng CNTT hiu qu, đòi hi GV phi lp
kế hoch mt cách công phu, càng sáng to. GV cn tâm huyết, đu thi gian, công sc và không ngng
nâng cao chuyên môn nghip v, đc bit là hiu biết v CNTT, các phn mm ng dng vào dy hc nói chung và
dy hc mch kiến thc Thng kê và Xác sut THPT nói riêng.
Tài liu tham kho
B GD-ĐT (2018). Chương trình giáo dc ph thông môn Toán (ban hành kèm theo Thông s 32/2018/TT-
BGDĐT ngày 26/12/2018 ca B trưng B GD-ĐT).
Bùi Minh Đc (2017). S dng phn mm GeoGebra h tr dy hc gii bài tn Hình hc không gian bng th
pháp tri hình. Tp chí Giáo dc, s đc bit tháng 3, 122-125.
Chance, B., Ben-Zvi, D., Garfield, J., & Medina, E. (2007). The Role of Technology in Improving Student Learning
of Statistics. Beth Chance, 1. https://doi.org/10.5070/T511000026
Gould, R. (2010). Statistics and the Modern Student. International Statistical Review, 78, 297-315.
https://doi.org/10.2307/27919839
Lê Th Hoài Châu (2010). Nhng chưng ngi, khó khăn trong dy hc khái nim xác sut. Tp chí Khoa hc Trưng
Đi hc Sư phm Thành ph H Chí Minh, 24, 115-121.
Lê Th Hoài Châu (2012). Dy hc xác sut - thng kê trưng ph thông. NXB Đi hc Sư phm Thành ph H
Chí Minh.
Pratt, D., Davies, N., & Connor, D. (2011). The role of technology in teaching and learning statistics. In Teaching
statistics in school mathematics-challenges for teaching and teacher education: A Joint ICMI/IASE Study: The
18th ICMI Study (pp. 97-107): Springer.
Trn Trung, Đng Xuân Cương, Nguyn Văn Hng, Nguyn Danh Nam (2011). ng dng công ngh thông tin vào
dy hc môn Toán trưng ph thông. NXB Giáo dc Vit Nam.
Trn Trung, Nguyn Tiến Mnh (2019). ng dng công ngh thông tin trong dy hc thng kê gn vi thc tin
trưng trung hc ph thông. Tp chí Giáo dc, s đặc bit tháng 5, 193-198.
Hng Linh (2019). Phương pháp dy hc theo lí thuyết kết ni vi s h tr ca công ngh thông tin. Tp c
Qun lí giáo dc, 1, 48-57.