Giáo Dục Hóa Học Kỹ Thuật Số: Những Điều Chúng Ta Biết và Những Gì Chúng Ta Muốn Khám Phá Thêm

Chuyên khảo hóa học phân tích Digital learning and teaching in chemistry, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

Trường đại học

Royal Society of Chemistry

Chuyên ngành

Hóa Học

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

sách

2023

442
5
0

Phí lưu trữ

75 Point

Mục lục chi tiết

1. CHƯƠNG 1: Digital Learning and Teaching in Chemistry—What We Know and What We Wish to Investigate Further

1.1. Introduction

1.2. Word Cloud Analysis of the Book Chapters

1.3. Contribution

1.3.1. Research-oriented and Theoretical Contributions

1.3.2. Practical and Methodological Contributions

1.3.3. Recommendations for Future Studies

1.4. Acknowledgements

2. CHƯƠNG 2: Theme Introduction: Best Practices of Teaching and Learning Digitally

2.1. The Promise of Digital Learning

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Dục Hóa Học Kỹ Thuật Số Cơ Hội và Thách Thức

Giáo dục hóa học đang trải qua một cuộc cách mạng kỹ thuật số. Sự chuyển mình này không chỉ thay đổi cách thức giảng dạy mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho cả giáo viên và học sinh. Việc áp dụng công nghệ trong giáo dục hóa học giúp nâng cao trải nghiệm học tập, tạo điều kiện cho việc học tập linh hoạt và cá nhân hóa. Tuy nhiên, cũng có nhiều thách thức cần phải vượt qua để đảm bảo rằng mọi học sinh đều có thể tiếp cận và hưởng lợi từ những công nghệ này.

1.1. Giáo Dục Trực Tuyến Xu Hướng Mới Trong Hóa Học

Giáo dục trực tuyến đã trở thành một phần không thể thiếu trong giáo dục hiện đại. Việc áp dụng các nền tảng học trực tuyến giúp học sinh có thể học tập mọi lúc, mọi nơi. Tuy nhiên, việc đảm bảo chất lượng giảng dạy và sự tương tác giữa giáo viên và học sinh vẫn là một thách thức lớn.

1.2. Công Nghệ Trong Giáo Dục Cơ Hội và Thách Thức

Công nghệ mang lại nhiều cơ hội cho giáo dục hóa học, từ việc sử dụng phần mềm mô phỏng đến các ứng dụng di động. Tuy nhiên, việc đào tạo giáo viên và học sinh để sử dụng hiệu quả các công nghệ này vẫn cần được chú trọng.

II. Thách Thức Trong Giáo Dục Hóa Học Kỹ Thuật Số Những Vấn Đề Cần Giải Quyết

Mặc dù có nhiều lợi ích, giáo dục hóa học kỹ thuật số cũng đối mặt với nhiều thách thức. Những vấn đề như sự không đồng đều trong việc tiếp cận công nghệ, thiếu hụt kỹ năng số ở giáo viên và học sinh, và sự cần thiết phải phát triển các phương pháp giảng dạy mới là những vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Sự Không Đồng Đều Trong Tiếp Cận Công Nghệ

Nhiều học sinh không có điều kiện tiếp cận thiết bị công nghệ hoặc internet, dẫn đến sự chênh lệch trong cơ hội học tập. Điều này cần được khắc phục để đảm bảo mọi học sinh đều có cơ hội học tập công bằng.

2.2. Thiếu Kỹ Năng Số Ở Giáo Viên

Nhiều giáo viên chưa được đào tạo đầy đủ về công nghệ giáo dục, dẫn đến việc áp dụng công nghệ không hiệu quả trong giảng dạy. Cần có các chương trình đào tạo chuyên sâu để nâng cao kỹ năng số cho giáo viên.

III. Phương Pháp Giảng Dạy Hiện Đại Trong Giáo Dục Hóa Học Kỹ Thuật Số

Để vượt qua các thách thức, cần áp dụng các phương pháp giảng dạy hiện đại. Các phương pháp này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực cho học sinh.

3.1. Phương Pháp Học Tập Tích Cực

Học tập tích cực khuyến khích học sinh tham gia vào quá trình học tập thông qua các hoạt động nhóm và thảo luận. Điều này giúp học sinh phát triển kỹ năng tư duy phản biện và khả năng làm việc nhóm.

3.2. Sử Dụng Công Nghệ Mô Phỏng

Công nghệ mô phỏng giúp học sinh trải nghiệm các thí nghiệm hóa học trong môi trường ảo, từ đó nâng cao khả năng hiểu biết và ứng dụng kiến thức vào thực tiễn.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Giáo Dục Hóa Học Kỹ Thuật Số

Việc áp dụng giáo dục hóa học kỹ thuật số không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng công nghệ trong giảng dạy hóa học có thể nâng cao sự hứng thú và hiệu quả học tập của học sinh.

4.1. Nghiên Cứu Về Hiệu Quả Học Tập

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng học sinh tham gia vào các lớp học trực tuyến có kết quả học tập tốt hơn so với các lớp học truyền thống. Điều này cho thấy tiềm năng của giáo dục kỹ thuật số trong việc nâng cao chất lượng giáo dục.

4.2. Tích Hợp Công Nghệ Vào Giảng Dạy

Việc tích hợp công nghệ vào giảng dạy hóa học giúp giáo viên dễ dàng theo dõi tiến độ học tập của học sinh và điều chỉnh phương pháp giảng dạy phù hợp.

V. Kết Luận Tương Lai Của Giáo Dục Hóa Học Kỹ Thuật Số

Tương lai của giáo dục hóa học kỹ thuật số hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ. Việc áp dụng công nghệ sẽ không ngừng mở ra những cơ hội mới cho giáo viên và học sinh. Tuy nhiên, cần có sự đầu tư và hỗ trợ từ các cơ quan chức năng để đảm bảo rằng mọi học sinh đều có thể tiếp cận và hưởng lợi từ những tiến bộ này.

5.1. Đầu Tư Vào Công Nghệ Giáo Dục

Cần có sự đầu tư mạnh mẽ vào công nghệ giáo dục để đảm bảo rằng mọi trường học đều có đủ thiết bị và phần mềm cần thiết cho việc giảng dạy.

5.2. Đào Tạo Giáo Viên Về Công Nghệ

Đào tạo giáo viên về công nghệ giáo dục là rất quan trọng để họ có thể áp dụng hiệu quả các công nghệ mới trong giảng dạy.

11/07/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chapter 1 Downloaded from http://books.org/books/edited-volume/chapter-pdf/1746389/bk9781839165238-00001.pdf by RMIT University user on 06 February 2024 Digital Learning and Teaching in Chemistry—What We Know and What We Wish to Investigate Further Y. Szteinbergd a Faculty of Education in Science and Technology, Technion, Haifa, Israel; b Samuel Neaman Institute for National Policy, Haifa, Israel; cOffice of Undergraduate Research and Artistry, Colorado State University, Fort Collins, CO, USA; dCollege Office, College of Arts & Sciences, Washington University in St. Louis, MO, USA *E-mail: yjdori@technion.1 Introduction With education rapidly moving into the digital age, the role of the teacher and lecturer is significantly evolving in an imperative attempt to align with technological advances. In chemistry education, educators face many chal- lenges due to changes in the learning environment, including administer- ing and monitoring the learning process.

Teachers and researchers around the world are looking for creative and efficient ways to move from teacher- centred to student-centred classrooms, and from summative, assessment of learning to formative, assessment for learning methods,1 especially in online and digital learning environments.2 Therefore, gathering the most up-to-date Advances in Chemistry Education Series No. 11 Digital Learning and Teaching in Chemistry Edited by Yehudit Judy Dori, Courtney Ngai and Gabriela Szteinberg © The Royal Society of Chemistry 2023 Published by the Royal Society of Chemistry, www.org 1 2 Chapter 1 techniques for teaching and evaluating chemistry learning in digital environ- ments is essential.3 In this book, we provide high-school teachers and university and college lecturers with both theory and practice to support their pedagogical deci- sions regarding online teaching, learning, and assessment methods for chemistry courses. There is great potential in deploying digital technolo- Downloaded from http://books.org/books/edited-volume/chapter-pdf/1746389/bk9781839165238-00001.pdf by RMIT University user on 06 February 2024 gies in purposeful ways, giving chemistry teachers and lecturers a variety of options for a comprehensive examination of learners’ progress.4 Digital tech- nologies can also influence how new assessment criteria are set to match online learning and teaching methods and their unique characteristics for teaching science in general and chemistry in particular. Technology has been integrated into classrooms with varying degrees of success even before the COVID-19 pandemic, and the pandemic has forced educators to turn to digital learning to support their students.

This book is motivated by a desire to collect and share effective and cutting-edge practices in teaching chemistry digitally, especially those that have been recently devel- oped due to the pandemic. Furthermore, teaching chemistry digitally has the potential to bring greater equity to the field of chemistry education and foster access to high quality learning. This book will contribute to that goal. With more than 70 authors from nine countries, our book presents the ways digital learning and teaching of chemistry are being implemented around the world.

At the same time, because of the universal nature of technology, the topics shared in this book will apply to chemistry teachers, researchers, and learners globally.2 Word Cloud Analysis of the Book Chapters A world cloud was generated to summarize the main themes of the chapters in this book. The most frequent words in the full-text chapters (excluding abstracts) were students (more than 2000 times) and learning (more than 1100 times) followed by these words in descending order, from more than 850 times to fewer than 270 times: teachers, chemistry, teaching, groups, online, knowledge, digital, feedback, support, content, environmental, and social (see Figure 1. Knowledge was included in the top-ten list of both full-text and abstract analyses and the word content was in the top-fifteen of the full text. Surprisingly, given the prevailing educational discourse surrounding stu- dents’ skills, this word was not included in the top 15, emerging with less frequency.

The word practices was included toward the end of the list of the 55 most common words in the abstracts of the book (see Figure 1. Accord- ingly, a significant part of this book deals with skills, competencies, and practices, in addition to content knowledge. Concepts, understanding, ideas, experiences, hands-on activities, modelling, and information and media lit- eracy are all shown in the full-text word cloud illustration (see Figure 1. The word cloud analysis of the abstracts (Figure 1.2), which appear online, is similar to that of the full-text analysis for the top 10 words, in a slightly different order.

However, it is interesting to note that in both Digital Learning and Teaching in Chemistry 3 Downloaded from http://books.org/books/edited-volume/chapter-pdf/1746389/bk9781839165238-00001.pdf by RMIT University user on 06 February 2024 Figure 1.1  Word cloud analysis of the full text.2  Word cloud analysis of the abstracts. clouds students and learning were the most widely mentioned words. When comparing the 20 most frequently used words, the word pandemic is rela- tively frequent in the abstracts, evenly distributed among all book themes, whereas in the full-text analysis this word does not even make the top 100 (which is also the trend for COVID and COVID-19). The COVID-19 pandemic appears to have more of an impact on the transition to digital online learn- ing than is explicitly indicated in the study’s background, motivation, and structure.

The fact that the abstracts were written at the first stages of the pandemic and the chapters only about a year later when the transition to digital media had already begun and was practically a fait accompli, might explain that gap.3 Contribution This book aims to benefit a wide range of relevant populations—school and higher education educators, laboratory instructors, educational con- tent developers, education researchers, and policymakers. This book has several key contributions that can be beneficial for any of the above pop- Downloaded from http://books.org/books/edited-volume/chapter-pdf/1746389/bk9781839165238-00001.pdf by RMIT University user on 06 February 2024 ulations: research-oriented, theoretical, practical, and methodological contributions.1 Research-oriented and Theoretical Contributions This book has notable contributions to educational research and theory in a variety of aspects and levels. Highlighting various educational issues that have arisen in recent years, certainly since March 2020 when the pan- demic began to erupt, may give other researchers opportunities to explore new directions, particularly in the aspect of digital chemistry learning in the post-pandemic era. These new directions are evidence-based, so continuing the research avenues shared in this book may yield more important insights that can generate more practical contributions.

In the first theme of this book, Best Practices of Teaching and Learning Digitally,5 several chapters focus on expanding existing educational theo- ries regarding digital resources for the learning and teaching of chemis- try. They add fresh perspectives and characteristics related to this kind of learning, both in a student-centred and a teacher-centred approach. Other chapters included in the second theme, Digital platforms for increasing inclusion in chemistry education,6 add new knowledge to what we already know about the various aspects of inclusion in online chemistry learning, whether through YouTube, social media, or massive open online courses (MOOCs). The third theme, Using Visualization and Laboratory to Promote Learning in Science,7 is mostly focused on practical and methodological aspects in the application of visualization and technologies in chemistry education.

However, a couple of chapters clearly illustrate the importance of relying on existing theoretical frameworks (such as knowledge integra- tion), which can add significant value to the development of chemistry learning processes that integrate visualizations and technology. The fol- lowing theme of Digital Assessment8 includes a number of chapters that add new layers to existing theoretical frameworks dealing with different aspects and approaches to assessment. These chapters include topics such as formative feedback in laboratory activities, teachers’ assessment knowl- edge, the need for extensive training in this regard, and the need to provide multi-modal supportive feedback to increase student engagement in learn- ing. In the final theme, Building Communities of Learners and Educators,9 all the chapters discuss community formation, bringing new theoretical viewpoints to the field of chemical education.

This contribution is particu- larly significant considering the major disturbance caused by the COVID- 19 pandemic. Digital Learning and Teaching in Chemistry 5 1.2 Practical and Methodological Contributions Several chapters in this book present studies of a distinctly practical and methodological nature, either by elaborating on different existing method- ologies and technologies or by presenting results and insights that can and should be applied in educational practice. The third theme, which focuses Downloaded from http://books.org/books/edited-volume/chapter-pdf/1746389/bk9781839165238-00001.pdf by RMIT University user on 06 February 2024 on visualization and laboratory in chemistry education,7 includes studies that are more application-based. In this theme, digital technologies that can be used in both remote and in-person chemistry learning are presented, such as virtual and augmented reality, instructional videos, and smartphone applications.

In the chapters that make up this theme, specific guidelines for using similar digital platforms for other educational purposes (e., for other chemistry topics or other disciplines) are described in detail and with full transparency. The opening theme, Best Practices of Teaching and Learning Digitally,5 illus- trates how technical and theoretical principles are applied in converting in-person chemistry courses into a remote learning platform, and in creat- ing an informal learning environment enriched with augmented and virtual reality in the context of recycling electronic devices. Other notable practical and methodological contributions found in the book include identifying the most crucial elements for successful blended learning for better utilization in education systems; adapting an open-access chemistry learning website to the new needs and limitations that emerge over the years; designing an adaptive digital environment for personalized chemistry learning; introduc- ing a modelling tool and methodology that has been proven to facilitate the development of systems thinking; and laying down guidelines for an inno- vative online assessment that includes a two-stage test to encourage group interaction as a component of inclusive collaborative assessment. Most of these technological practices and methods can be used by any chemistry instructor, since the theoretical background, the generalizations and their validity, and the insights arising from these generalizations are all visible and detailed as required by evidence-based education.4 Recommendations for Future Studies As mentioned in section 1.2, the word skills was among this book’s 55 most frequently used words (see Figures 1.2) in the full-text.

The frequency of the word skills was about one third of the word knowledge and about half of the word content. The relatively medium-level frequency of skills, also referred to as competencies or practices, throughout the book may indicate the impor- tance of future studies that will focus more on these terms and find out how to connect them better to content knowledge in chemistry. Another aspect where further research may be helpful to establish the necessary knowledge and tools in digitally assisted learning and teaching is teacher preparation and professional development (PD) programs. To support pre- and in-service teachers in using learning technologies to help 6 Chapter 1 students develop a deeper understanding of the importance of scientific ideas, more needs to be done in science teacher PD and pre-service training programs to smoothly incorporate technology into the curriculum.

Research- based programs based on scientific theories are preferable to programs that lack proper research-theoretical foundations, which mandates more perti- nent teacher-centred studies. Considering the findings presented in the Downloaded from http://books.org/books/edited-volume/chapter-pdf/1746389/bk9781839165238-00001.pdf by RMIT University user on 06 February 2024 Digital Assessment theme,8 such training is particularly important regarding teachers’ assessment tools and knowledge in online environments. The con- nection between assessment and online learning environments in the con- text of teacher training should be subjected to more research. Regarding the inclusion of learners from different societies, needs, and backgrounds, additional studies are required to generate insights and knowledge adapted globally as well as to each country and each different target population.

Adaptation is required to produce reliable research evi- dence for different target populations, especially in issues related to equity and inclusion—societal aspects of education. Some of the studies presented in the book can and should form the basis for similar studies among other populations, in order to expand existing theories or even establish new ones.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Giáo Dục Hóa Học Kỹ Thuật Số: Thách Thức và Cơ Hội" khám phá những cơ hội và thách thức trong việc áp dụng công nghệ số vào giáo dục hóa học. Tài liệu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tích hợp công nghệ vào giảng dạy để nâng cao hiệu quả học tập và khuyến khích sự sáng tạo trong quá trình học. Độc giả sẽ tìm thấy những lợi ích rõ ràng từ việc sử dụng các công cụ kỹ thuật số, như khả năng tiếp cận tài nguyên học tập phong phú và cải thiện sự tương tác giữa giáo viên và học sinh.

Để mở rộng thêm kiến thức về các khía cạnh liên quan đến giáo dục và phản hồi trong lớp học, bạn có thể tham khảo tài liệu Luận văn thạc sĩ tâm lý học nghiên cứu sự đánh giá bản thân của sinh viên trường đại học công nghiệp quảng ninh, nơi nghiên cứu về sự tự đánh giá của sinh viên, hoặc tìm hiểu về Huflis english majored sophomores perceptions and delivery of peer feedback in english speaking classes nhận thức và thực hiện phản hồi đồng đẳng trong lớp học kỹ năng nói tiếng anh, tài liệu này cung cấp cái nhìn sâu sắc về phản hồi đồng đẳng trong lớp học. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về các phương pháp giáo dục hiện đại và cách thức cải thiện trải nghiệm học tập.