Hiệu quả một số phần mềm toán học trong giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng toán học

Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng Toán học
9

Hiệu quả sử dụng một số phần mềm toán học
trong dạy-học và NCKH tại Học viện Kỹ thuật quân sự
trong thời gian qua
Ngô Văn Quyết, Phạm Ngọc Phúc
Học viện Kỹ thuật Quân sự
Tóm tắt:
1. Nhấn mạnh một số quan điểm trong việc xây dung và sử
dụng công cụ tin học trong giảng dậy và nghiên cứu toán học;
2. Việc sử dụng một số phần mêm toán học (
Maple,

Matlab,
SPSS...)
trong giảng dậy và NCKH trong thời gian qua tại Học viên Kỹ thuật Quân
sự;
3. Đánh giá hiệu quả. Kết luận.
1. Một số quan điểm cơ bản
Ngày nay Công nghệ thông tin và Truyền thông (CNTT&TT) thâm nhập
vào tất cảc lĩnh vực hoạt dộng đời sống con ngời. Sự thâm nhập của
CNTTvào lĩnh vực giáo dục và đào tạo sâu và rộng tới mức làm cho bộ mặt
nhà trờng truyền thống bị biến cải và bên cạnh nhà trờng hiện thực đã xuất
hiện nhà trờng ảo!{2,4}
Việc dậy và học trong nhà trờng ảo của một xã hội có nền kinh tế tri thức
phải dựa vào công nghệ Internet và truyền thông [11,14];
Việc dậy và học nói chung và toán học nói riêng trong một xã hội học tập
suốt đời đòi hỏi cả ngời dậy và ngời học phải nắm vững các công cụ tin học
và các phần mềm có liên quan. Đây là một xu thế tất yếu của mọi nền giáo
dục trên thế giới [2,13];

Mấu chốt và đIểm đột phá trong việc đổi mới phơng pháp giảng dậy ở các
bậc học là phải nhanh chóng sử dụng các công cụ tin học và công nghệ
truyền thông một cách có chọn lọc với một chiến lợc lâu dài.Muốn vậy theo
Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng Toán học
10

quan điểm của chúng tôi, cần phải nhanh chóng xây dung một nền giáo
dục điển tử [14];
Chỉ có thể thoả mãn nhu cầu học tập liên tục, học tập suốt đời cảu mọi
thành viên trong xã hội trong thời đại công nghệ cao bằng việc sử dụng có
hiệu quả cao CNTT&TT trong mọi loại hình đào tạo và giáo dục;
Việc sử dụng các công cụ tin học nói chung, các phần mềm toán học nói
riêng (cả của Việt nam và của nớc ngoài) tuỳ thuộc vào mục tiêu đào tạo,
vào đối tơngj giảng dậy cũng nh các điều kiện vật chất kỹ thuật cho phép
nhng phải dựa trên cơ sở lý luận chung đó là những quy luật và những
nguyên tắc dậy học có sử dụng các phơng tiện kỹ thuật dậy học hiện đại
[1,3]
2. Sử dụng một số phần mềm toán học trong dậy-học và NCKH
Trong thời gian qua, (tính từ thời gian Hội thảo Quốc gia lần thứ 2:
Phát triển
công cụ tin học hớng đến công nghiệp phần mềm
, Hà nội,12/2000), theo sự
nghiên cứu thống kê cha thật đầy đủ của chúng tôi, trong phạm vi Học viện Kỹ
thuật Quân sự, một số phần mềm toán học điển hình đã đợc sử dụng trong giang
dậy và NCKH nh dới đây:
1. Phần mềm Maple[1,10,11,12].
a.Nâng cao hiệu quả giảng dậy môn học
Xác suất thống kê
(Phạm Ngọc Phúc-
2002),

Lý thuyết Mỏi
ở bậc cao học với sự trợ giúp của một số phần mềm chuyên
dụng

(Ngô Văn Quyết, 2001-2004);
b.Mô phỏng trờng ứng suất và biến dạng tại vùng phá huỷ của mục tiêu dới
tác động của đạn xuyên theo một số thông số động lực học của đạn và các chỉ
tiêu chống phá huỷ (Ngô Văn Quyết, Nguyễn Văn Thủy, Dơng Văn Hậu, 2003);
c.Nghiên cứu năng lợng phá huỷ tới hạn của mục tiêu là bản thép (thành xe
tăng) dới tác động của đạn xuyên (Ngô Văn Quyết, Dơng Văn Hậu-2004);
d. Tự động tính toán độ bền mỏi và dự báo tuổi thọ của chi tiết máy cơ khí
(Trong Xe ô tô, xe máy công binh, Trục bánh xe tầu hoả, giá chuyển hớng toa xe,
trục máy nghiền côn,bánh răng, bánh vít...) nhờ sự trợ giúp của Maple ; Mdt,
SolidWork...(Ngô Văn Quyết,Dơng Văn Hậu, Trần Xuân Khái,Phạm Lê Tiến, Đinh
Văn Thái, Nguyễn Anh Đức, Bùi Thị Thu Hơng..-2001-2005);
e. Một số ứng dụng của phần mềm Maple V (Phạm Ngọc Phúc, Ngô Văn
Quyết-2003)...;
Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng Toán học
11

2. Phần mềm Matlab[6,10]
a.ứng dụng mô phỏng xác định chê độ bay tối u cho một loại tên lửa phòng
không (Huỳnh Lơng Nghĩa-2001)
b.Mô phỏng hệ thống truyền lực xe xích bằng công cụ SiMULiNK ( Le Kỳ Nam,
Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Xuân Dũng-2003)
c.Nghiên cứu năng lợng tới hạn nhằm phá huỷ phân mảnh đạn cối (Ngô Văn
Quyết, Nguyễn Văn Thuỷ, Trần Văn Tuyến,-2004);
d.Mô phỏng máy phân tích phổ và máy phân tích đặc tính biên độ tần số để
khảo sát một số dạng tín hiệu.(Hoàng Minh Thiện, Dơng Phi Thục, Bùi Văn Sáng);
e.Nghiên cứu mô phỏng hệ xử lý số tín hiệu trên Matlab (Nguyễn Văn Khôi,

Trần Tuấn Trung, Nguyễn Ngọc Bích);
f.Nghiên cứu sự tơng tác giữa sóng nổ trong môi trờng đất với kết cấu công
trình (Nguyễn Trọng Doanh, Nguyễn Đình Tứ, Trần Đức Trung, Vũ Đình Lợi);
Đặc biệt, phần mềm Matlab -Simulink đã đợc sử dụng làm công cụ thí nghiệm
ảo tại Bộ môn Tự động điều khiển
3. Phần mềm SPSS
Phần mềm này đã đợc khai thác, giảng dạy và sử dụng có hiệu quả tại Bộ môn
Toán thuôc Khoa CNTT trong năm vừa qua khi giảng dậy môn
Xác suất thống
kê.
.
4. Một số phần mềm toán học khác: ( Mathcad; Mathematica; Statistica... ) cũng đã đ-
ợc hai thác sử dụng mộ cách lể tẻ , rời rạc trong một số môn học.
3. Đánh giá hiệu quả.
Kết luận
1. Trong giảng dậy và học tập tại Học viện Kỹ thuật Quân sự, việc ứng dụng các
phần mềm toán học , đặc biệt là Maple và Matlab vẫn đợc duy trì và ngày càng
phát triển và đã thu đợc kết quả tốt đẹp;
2. Sử dụng các phần mềm toán học để giải quyết những bài toán nói chung và
những bài toán thuộc lĩnh vực khoa học-kỹ thuật quân sự nói riêng đã bớc đầu
đợc chú ý mở rộng ra nhiều đối tợng tại Học viện Kỹ thuật Quân sự.;
3. Mặc dù có những kết quả đáng khích lệ trong việc sử dụng các phần mềm toán
học trong giảng dậy và NCKH tại Học viện Kỹ thuật Quân sự, song nhìn
chung vẫn mang tính tự phát lẻ tẻ và mới loang quang ở những ngời phải sử
Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng Toán học
12

dụng công cụ toán học để giải quyết những bài toán do yêu cầu nghiên cứu đặt
ra, nhìn chung cha có một định hớng rõ rệt và một chiến lợc sử dụng lâu dài
cũng nh một cơ chế, một chính sách phù hợp nhằm đẩy mạnh việc ứng dụng

và phát triển các công cụ tin học để góp phần đổi mới phơng pháp dậy-học
trong quá trình chấn hng nền giáo dục hiện nay;
4. Hiện nay vẫn tồn tại một số quan điêm cho rằng việc sử dụng các phần mềm
Toán học làm thui chột t duy sáng tạo và làm cho ngời học ỷ nại vào công cụ
hiện đại, chây lời không chịu động não để nghiền ngẫm những cách giải toán
tay bo bằng hệ thống những mẹo vặt. Có ngời còn lập luận rằng việc gõ vài
phím trên máy vi tính để cho kết quả chẳng có gì thú vị sinh nhàm chán và
đặc biệt làm cho việc dùng các mẹo vặt giải các bài tập hắc búa của môn toán
để thi cử sẽ mất thiêng; Có không ít ngời vẫn rất thích giảng dậy với kiểu
thầy đọc, trò ghi với công cụ lời nói độc thoại của thày và viên phấn trắng lớt
trên bảng đen! Họ lý sự rằng :cái phơng pháp kinh đIển ấy không có gì thay
thế đợc, vì nó đã tồn tại cùng với nhà trờng truyền thống hàng mấy ngàn năm
rồi. Việc ding máy tính, kết hợp với việc dùng các phần mềm toán học cũng
không thể làm biến đổi đợc phơng pháp giảng dậy đó, có khi còn gây phiền
toái, hại điện mà thôi!
Khuyến nghị
1. Bộ Giáo dục và Đào tạo, trong quá trình chuẩn y các Chơng trình khung về
Toán học để có thể dùng trong các trờng Đại học và Cao đẳng, nên đa các Phần
mềm Toán học vào mục khuyến nghị áp dụng trong giai đoạn đầu (2 năm) và
bắt buộc sử dụng trong thời gian sau (3 năm) với thời gian sống của Chơng
trình khung từ 5-6 năm;
2.
Hội ứng dụng Toán học Việt Nam
cần có chính sách khuyến nghị ứng dụng
các phần mềm Toán học cho các cơ sở đào tạo, trớc hết cho đào tạo Sau đại học,
sau đó là các trờng Đại học, bằng những biện pháp cụ thể (in sách, tập huấn th-
ờng xuyên; trại hè..hoặc diễn đàn ứng dụng Toán học trong các lĩnh vực khác
nhau của đời sống xã hội).;
3. Coi việc ứng dụng các công cụ tin học mà trớc hết là ứng dụng các phần mềm
Toán học là một trong các tiêu chí để đánh giá về việc đổi mới phơng pháp

giảng dậy và nghiên cứu Toán học trong hệ thống các trờng quốc lập./.
Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng Toán học
13

Tài liệu tham khảo

[1] Ngô Văn Quyết:
Giảng dạy môn học Cơ sở lý thuyết mỏi ở bậc cao học với sự
trợ giúp của phần
mềm MAPLE-V
, Báo cáo khoa học tại Hội nghị Cơ hcọ biến dạng toàn quốc lần
thứ V
I
-Hà Nội,26-27/11/1999.
[2] Tuyển tập báo cáo Hội thảo :
Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho giảng dậy,
nghiên cứu và ứng dụng toán học
,-Bộ Giáo dục và Đào tạo; Trung tâm KHTN
&CNQG; Trờng Đại học Bách Khoa Hà nội; Viện CNTT, Viện Toán học, Hà Nội,
1999, 362 trg.
[3] Ngô Văn Quyết:
Sử dụng phần mềm dậy học góp phần nâng cao chất lợng
giáo dục-đào tạo
. Tạp chí : Đại học và giáo dục chuyên nghiệp, Só 3-2000, trang
25-25
[4] Tuyển tập báo cáo Hội thảo :
Phát triển công cụ tin học hớng đến công nghiệp
phần mềm
, Bộ Giáo dục và Đào tạo; Trung tâm KHTN &CNQG; Trờng Đại học
Bách Khoa Hà nội; Viện CNTT, Hà Nội, 12, 2001, 214 trg

[5] Bruce W.Char, Keith O.Geddes, Gaston H.Gonnet, Benton L. Leong , Michael
B. Monogan, Stephen M. Watt :
First Leaves:Atutorial introduction to MAPLE-V
,
Spring-Verlag, New York...Budapest, 1993, 254p.
[6] Naomi Ehrich Leonard, William S. Levine
:Using Matlab to Analyze and
Design Control Systems
, Second Edition.-Addision WesleyPublishing
Company,1995, 214p.
[7] James A.Carison; Jennifer M.,J ohnson :
Multivariable Mathematics with
Maple Linear Algebra, Vector Calculus and Diffrential Equations
. Prentice Hall.
London, Sydney, Toronto, Mexico, New Delhi , Tokyo, Singapore, Rio de Janeiro,
1997, 300 p.
[8] Nguyễn Hữu Điển:
Hớng dẫn và sử dụng MAPLE -V
,- Hà Nội, "Thống kê",
1999, 198 trg.
[9] Tống Đình Quỳ:
Giáo trình xác suất thống kê .-
Hà Nội, "Giáo dục", 1999, 244
trg.
[10] Phạm Thị Ngọc Yến, Ngô Hữu Tình, Lê Tấn Hùng,Nguyễn Thị Lan Hơng:
Cơ sở Matlab và ứng dụng
.-Hà Nội, Khoa học và Kỹ thuật,1999.,234 trg.
[11] Ngô Văn Quyết:
Khai thác ,sử dụng Internet phục vụ giáo dục đào tạo
..

-Tạp chí: Đại học và Giáo dục chuyên nghiệp - 2000,N0 5,trg 15-18