Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn

Khóa luận được thực hiện trong bối cảnh công nghệ thông tin (CNTT) ngày càng tác động sâu rộng đến giáo dục, đặc biệt sau khi Nghị quyết số 29-NQ/TW (ban hành ngày 04/11/2013) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo yêu cầu "đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học" và chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, phát huy tính tích cực, chủ động của người học.

Trong bối cảnh đó, môn Vật lý—vốn là môn khoa học thực nghiệm—đặt ra yêu cầu cao về thí nghiệm minh họa, trong khi cơ sở vật chất tại nhiều trường phổ thông thiếu thiết bị hoặc thiết bị đã cũ, cho kết quả không chính xác. Phần kiến thức Điện tích. Điện trường lớp 11 được đánh giá là tương đối khó và có ý nghĩa nền tảng cho các chương về điện và từ tiếp theo.

Xuất phát từ những vấn đề trên, tác giả Đoàn Thị Loan lựa chọn đề tài: "Thiết kế bài giảng điện tử sử dụng trong dạy học phần Điện tích. Điện trường lớp 11", thực hiện tại Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, dưới sự hướng dẫn của ThS. Ngô Trọng Tuệ, năm 2019.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu được xác định là: thiết kế bài giảng điện tử dạy học phần "Điện tích. Điện trường" lớp 11 nhằm nâng cao kết quả dạy học.

Các nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm:

  1. Đọc và nghiên cứu tài liệu có liên quan đến đề tài.
  2. Nghiên cứu về lí luận và cách sử dụng bài giảng điện tử.
  3. Nghiên cứu sử dụng bài giảng E-learning, một số công cụ thiết kế bài giảng điện tử.
  4. Điều tra thực trạng về việc sử dụng bài giảng điện tử trong dạy học chương Điện tích. Điện trường.

Giả thuyết khoa học: Nếu thiết kế bài giảng điện tử dạy học chương Điện tích. Điện trường theo đúng quy trình thiết kế sẽ đáp ứng các yêu cầu về mặt công nghệ, sư phạm và tổ chức dạy học, qua đó giúp nâng cao kết quả dạy học.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình chiếm lĩnh kiến thức của học sinh (HS) khi học chương Điện tích. Điện trường (Vật lý 11); nội dung kiến thức chương này.
  • Phạm vi nghiên cứu: Tổ chức cho HS tự học nhờ sự hỗ trợ của bài giảng điện tử khi học chương Điện tích. Điện trường (Vật lý 11).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và khái niệm

Khóa luận dựa trên các khái niệm và lý luận sau:

  • Giáo án điện tử (theo Lê Công Chiêm): là bản thiết kế cụ thể toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học của giảng viên, đã được multimedia hóa một cách chi tiết, có cấu trúc chặt chẽ và logic được quy định bởi cấu trúc của bài học.
  • E-Learning (Electronic Learning): hình thức phân phát nội dung học sử dụng các công cụ điện tử hiện đại như máy tính, mạng vệ tinh, mạng Internet, Intranet; người dạy và người học có thể giao tiếp qua e-mail, chat, forum, hội thảo video.
  • Hai hình thức tổ chức dạy học E-learning: Học tập trực tuyến (Online learning) — thực hiện toàn bộ trên môi trường mạng — và Học tập hỗn hợp (Blended learning) — kết hợp học trực tuyến với dạy học giáp mặt. Khóa luận chú trọng hình thức Blended learning.
  • Quy trình thiết kế giáo án điện tử 5 bước: (1) Xác định mục đích, yêu cầu; (2) Lựa chọn kiến thức cơ bản, trọng tâm; (3) Thu thập nguồn tài liệu, xây dựng kho tư liệu; (4) Xây dựng kịch bản dạy học; (5) Lựa chọn ngôn ngữ và phần mềm trình diễn.
  • Quy trình tổ chức dạy học 3 giai đoạn: Phân tích → Xây dựng kế hoạch dạy học → Thiết kế kịch bản dạy học.
  • Phần mềm Moodle: Hệ thống quản lý học tập (LMS) mã nguồn mở, được sử dụng làm nền tảng xây dựng và triển khai bài giảng. Chức năng chính gồm tạo bài giảng online, quản lý bài giảng, quản lý tài khoản giáo viên (GV) và HS.

Phương pháp nghiên cứu

Nhóm phương pháp Thực hiện cụ thể
Nghiên cứu lí luận Đọc, phân tích tài liệu về bài giảng điện tử; nghiên cứu nội dung kiến thức Vật lý 11
Nghiên cứu thực tiễn Điều tra bằng phiếu hỏi (câu hỏi đóng và câu hỏi mở) tại trường THPT Mê Linh
Điều tra cơ bản Quan sát, trao đổi ý kiến với GV và HS
Dự kiến thực nghiệm sư phạm Thiết kế tiến trình thực nghiệm tại trường THPT Mê Linh với HS lớp 11

Nguồn dữ liệu

Dữ liệu thu thập từ khảo sát trực tiếp HS và GV Vật lý tại trường THPT Mê Linh thông qua phiếu điều tra.


Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc sử dụng bài giảng điện tử trong dạy học chương Điện tích. Điện trường

Chương này trình bày hệ thống lý luận về E-learning gồm khái niệm, ưu điểm và nhược điểm của bài giảng điện tử, các hình thức sử dụng (Online learning và Blended learning), quy trình 5 bước thiết kế giáo án điện tử, và quy trình tổ chức dạy học 3 giai đoạn. Phần mềm Moodle được giới thiệu là công cụ thiết kế chính.

Phần thực tiễn trình bày kết quả điều tra tại trường THPT Mê Linh:

Kết quả điều tra HS:

Chỉ số khảo sát Tỉ lệ
HS đã biết đến bài giảng điện tử 90,32%
Biết nhưng chưa được học 6,05%
Còn xa lạ với bài giảng điện tử 3,63%
Đánh giá mức độ cần thiết sử dụng BGĐT trong Vật lý 71,65% cần thiết; 25,54% rất cần thiết
Sử dụng Internet/BGĐT thường xuyên 46,09%
Mong muốn sử dụng BGĐT trong học tập 38,3% mong muốn; 22,72% rất mong muốn
Khả năng tự hoàn thành tốt nhiệm vụ học Vật lý 60,76%
Đánh giá sự cần thiết BGĐT học phần Điện tích. Điện trường 74,65% cần thiết; 18,31% rất cần thiết

Khó khăn của HS khi học với BGĐT: khả năng tự học hạn chế (33,8%), chưa quen sử dụng (22,54%), kiến thức không rõ ràng (17,07%). Mong muốn chính của HS: nội dung bài giảng sinh động hơn (38,03%), GV hướng dẫn cách học với BGĐT (35,17%).

Kết quả điều tra GV:

Chỉ số khảo sát Tỉ lệ
GV đã từng sử dụng BGĐT trong dạy Vật lý 86,3%
Đánh giá BGĐT phù hợp với bối cảnh nhà trường 85,7% có
Đánh giá sự cần thiết BGĐT cho phần Điện tích. Điện trường 55,8% cần thiết; 13,7% rất cần thiết
Khó khăn: mất nhiều thời gian chuẩn bị 57,43%
Khó khăn: chưa có tài liệu hướng dẫn GV 35,73%
Nhận xét BGĐT giúp phát huy năng lực tự học của HS 27,4%
Khó khăn của HS: khả năng tự học hạn chế 43,08%

Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học chương Điện tích. Điện trường với sự hỗ trợ của bài giảng điện tử

Chương này trình bày mục tiêu dạy học (kiến thức, kỹ năng, thái độ), hệ thống kiến thức vật lý của chương, quy trình xây dựng ba bài giảng điện tử cụ thể và tiến trình tổ chức dạy học tương ứng.

Ba bài giảng được xây dựng và tải lên địa chỉ https://dientruong.com:

  1. Bài giảng "Điện tích. Định luật Cu-lông": Cấu trúc gồm video thí nghiệm về sự nhiễm điện, giới thiệu cân xoắn Cu-lông, kết quả thí nghiệm, phát biểu định luật và viết biểu thức, tìm hiểu hằng số điện môi, tổng kết và bài tập.

  2. Bài giảng "Thuyết electron. Định luật bảo toàn điện tích": Trình bày cấu tạo nguyên tử (slide 3, 4), nội dung thuyết electron (slide 5–8), vật dẫn điện – vật cách điện (slide 10), nhiễm điện do tiếp xúc, nhiễm điện do hưởng ứng, định luật bảo toàn điện tích (slide 17), tổng kết (slide 18).

  3. Bài giảng "Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện": Video mô phỏng về điện trường, định nghĩa và khái niệm cường độ điện trường (slide 6, 7), vectơ cường độ điện trường, cường độ điện trường của điện tích điểm và nguyên lí chồng chất (slide 9, 10), hình ảnh đường sức điện, định nghĩa điện trường đều (slide 17), tổng kết (slide 18).

Tiến trình tổ chức dạy học cho mỗi bài theo mô hình Blended learning gồm 4 hoạt động:

  • Hoạt động 1: Tìm hiểu thí nghiệm trên lớp (Tiết 1)
  • Hoạt động 2: Học kiến thức mới qua bài giảng điện tử ở nhà (học trên mạng)
  • Hoạt động 3: Giải thích kết quả thí nghiệm và thảo luận nhóm trên lớp (Tiết 2)
  • Hoạt động 4: Ứng dụng kiến thức giải bài tập (giao về nhà, có buổi sửa bài)

Chương 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm

Chương này trình bày kế hoạch thực nghiệm tại trường THPT Mê Linh với đối tượng là HS lớp 11 THPT. Tiết đầu tiên, GV giới thiệu về phương thức dạy học bằng E-learning và phát tài liệu cho HS tìm hiểu trước.

Dự kiến triển khai:

Bài Hoạt động Thời gian
Bài 1: Điện tích. Định luật Cu-lông HĐ1: Thí nghiệm trên lớp Tiết 1
HĐ2: Học kiến thức qua BGĐT Học trên mạng (ở nhà)
HĐ3 & HĐ4: Giải thích, thảo luận, bài tập Tiết 2
Bài 2: Thuyết electron. Định luật bảo toàn điện tích HĐ1: Thí nghiệm trên lớp Tiết 1
HĐ2: Học kiến thức qua BGĐT Học trên mạng (ở nhà)
HĐ3 & HĐ4: Giải thích, thảo luận, bài tập Tiết 2

Chương đề xuất bốn tiêu chí đánh giá thực nghiệm (Bảng 3.2–3.5): tính thẩm mỹ, tính khoa học, độ phù hợp của nội dung bài học, và khả năng giúp HS tự học trên mạng.


Thiết kế và triển khai

Mục này được thêm vì khóa luận trực tiếp xây dựng hệ thống bài giảng điện tử trên nền tảng phần mềm.

Nền tảng và công cụ

  • Phần mềm Moodle (LMS mã nguồn mở): được chọn làm hệ thống quản lý học tập. Hệ thống cho phép quản trị viên quản lý danh sách khóa học, danh sách thành viên, điểm số; GV soạn giảng và tải bài lên; HS chỉnh sửa giao diện cá nhân, thay đổi mật khẩu.
  • Nội dung bài giảng được soạn trực tiếp trên Moodle hoặc trên phần mềm E-learning khác (đề cập iSpring Suite), đóng gói dạng web HTML5 hoặc chuẩn SCORM rồi tải lên hệ thống.
  • Bài giảng được triển khai tại địa chỉ https://dientruong.com (tên đăng nhập: dientruong, mật khẩu: 55667788).

Cấu trúc hệ thống bài giảng

Mỗi bài giảng tích hợp: văn bản (text), hình ảnh minh họa, video thí nghiệm/mô phỏng, các slide có liên kết logic. Hệ thống hỗ trợ thêm các hoạt động như bài kiểm tra, diễn đàn (forum), gói SCORM, khảo sát; tài nguyên như file, sách điện tử, đường dẫn, nhúng web.

Tiêu chí đánh giá bài giảng

Bốn bộ tiêu chí đánh giá sản phẩm bài giảng điện tử được xác định: tính thẩm mỹ (Bảng 3.2), tính khoa học (Bảng 3.3), độ phù hợp của nội dung bài học (Bảng 3.4), và khả năng giúp HS tự học trên mạng (Bảng 3.5).


Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xây dựng được hệ thống ba bài giảng điện tử hoàn chỉnh cho chương Điện tích. Điện trường lớp 11, triển khai trực tuyến trên nền tảng Moodle.
  • Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể cho từng bài theo mô hình Blended learning, gồm đủ bốn hoạt động (thí nghiệm trên lớp, tự học ở nhà qua BGĐT, thảo luận trên lớp, giải bài tập).
  • Kết quả khảo sát cho thấy 74,65% HS đánh giá việc sử dụng BGĐT để học phần Điện tích. Điện trường là cần thiết; 86,3% GV đã từng sử dụng bài giảng điện tử trong dạy Vật lý; 85,7% GV nhận định BGĐT phù hợp với bối cảnh nhà trường.

Giải pháp và kiến nghị tác giả đề xuất

  • GV cần giới thiệu và sử dụng bài giảng trên lớp trước để HS làm quen, sau đó hướng dẫn HS sử dụng tại nhà để hình thành thói quen tự học.
  • Đối với phần Điện tích. Điện trường: để nâng cao hiệu quả, tổ chức cho HS tự học kiến thức mới ở nhà qua BGĐT (30,83% GV đề xuất), trên lớp cho HS vận dụng kiến thức (42,34% GV đề xuất).
  • Cần nâng cao kỹ năng CNTT cho GV và cung cấp tài liệu hướng dẫn thiết kế BGĐT (35,73% GV phản ánh thiếu tài liệu hướng dẫn).

Đóng góp so với nghiên cứu trước

Theo tác giả tự nêu, đề tài có hai đóng góp:

  • Về lý luận: Hệ thống hóa một số cơ sở lý luận về việc sử dụng bài giảng điện tử trong dạy học.
  • Về thực tiễn: Nghiên cứu sử dụng một số phần mềm thiết kế bài giảng điện tử và xây dựng hệ thống bài giảng cụ thể cho chương Điện tích. Điện trường lớp 11.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Văn bản không trình bày mục hạn chế nghiên cứu một cách tường minh; tuy nhiên từ phạm vi và nội dung đề tài có thể nhận thấy:

  • Về thực nghiệm: Chương 3 chỉ dừng ở mức "dự kiến thực nghiệm sư phạm" — tức là thực nghiệm thực tế chưa được tiến hành và báo cáo trong phạm vi khóa luận. Do đó chưa có kết quả đánh giá thực tế về hiệu quả tác động của bài giảng đến kết quả học tập của HS.
  • Về phạm vi: Khảo sát thực tế giới hạn tại một trường THPT Mê Linh, mức độ đại diện còn hạn chế.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Triển khai thực nghiệm sư phạm thực tế để kiểm chứng giả thuyết; mở rộng thiết kế bài giảng điện tử cho toàn bộ chương trình Vật lý 11; nghiên cứu tác động dài hạn của mô hình Blended learning đến năng lực tự học của HS.

Giá trị tham khảo

Khóa luận phù hợp để tham khảo cho các đối tượng sau:

  • Sinh viên sư phạm Vật lý đang học học phần Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý, đặc biệt những sinh viên quan tâm đến ứng dụng E-learning trong dạy học.
  • Giáo viên Vật lý THPT muốn tìm hiểu quy trình thiết kế bài giảng điện tử và cách tổ chức dạy học theo mô hình Blended learning cho chương Điện tích. Điện trường.
  • Người làm đề tài tương tự về ứng dụng Moodle hoặc các LMS khác trong dạy học phổ thông có thể tham khảo phần lý luận về E-learning (Chương 1), quy trình thiết kế 5 bước, và bộ tiêu chí đánh giá bài giảng điện tử (Chương 3).
  • Nhà nghiên cứu giáo dục quan tâm đến số liệu thực trạng sử dụng BGĐT tại trường THPT có thể khai thác phần kết quả điều tra GV và HS tại Chương 1.

Phần đáng tham khảo nhất là mô tả chi tiết cấu trúc từng bài giảng điện tử theo từng slide (Chương 2) và thiết kế tiến trình dạy học 4 hoạt động theo mô hình Blended learning — đây là phần có tính ứng dụng trực tiếp cao nhất cho GV thực hành.


Câu hỏi thường gặp

1. Phần mềm nào được dùng để xây dựng và quản lý hệ thống bài giảng trong khóa luận? Tác giả sử dụng phần mềm Moodle — hệ thống quản lý học tập (LMS) mã nguồn mở — làm nền tảng chính. Bài giảng có thể được soạn trực tiếp trên Moodle hoặc trên phần mềm E-learning khác như iSpring Suite, sau đó đóng gói dạng HTML5 hoặc chuẩn SCORM rồi tải lên hệ thống. Ba bài giảng được triển khai tại địa chỉ https://dientruong.com.

2. Tỉ lệ HS trường THPT Mê Linh nhận thấy cần thiết phải dùng bài giảng điện tử khi học phần Điện tích. Điện trường là bao nhiêu? Theo kết quả khảo sát, 74,65% HS cho rằng cần thiết và 18,31% cho rằng rất cần thiết khi sử dụng BGĐT để học phần Điện tích. Điện trường. Chỉ 7,04% đánh giá là không cần thiết.

3. Mô hình dạy học nào được áp dụng trong tiến trình tổ chức dạy học của khóa luận, và cụ thể được triển khai như thế nào? Tác giả áp dụng mô hình Blended learning (học tập hỗn hợp): mỗi bài học được tổ chức theo 4 hoạt động — Hoạt động 1 là thí nghiệm thực hành trên lớp (Tiết 1); Hoạt động 2 là HS tự học kiến thức mới qua BGĐT ở nhà; Hoạt động 3 là GV và HS giải thích thí nghiệm, thảo luận nhóm trên lớp (Tiết 2); Hoạt động 4 là giải bài tập theo nhiệm vụ về nhà, có buổi sửa bài trên lớp.

4. Khó khăn lớn nhất mà GV Vật lý gặp phải khi sử dụng bài giảng điện tử là gì, theo kết quả điều tra? Theo khảo sát GV tại trường THPT Mê Linh, nguyên nhân lớn nhất là mất nhiều thời gian chuẩn bị (57,43%), tiếp theo là chưa có tài liệu hướng dẫn GV (35,73%), nguồn học liệu để thiết kế bài giảng hạn chế (29,87%), và GV chưa có kỹ năng tổ chức dạy học với E-learning (20,37%).

5. Chương 3 dự kiến đánh giá bài giảng điện tử theo những tiêu chí nào? Chương 3 đề xuất bốn bộ tiêu chí đánh giá bài giảng điện tử, được trình bày qua các Bảng 3.2 đến 3.5: (1) Tiêu chí đánh giá tính thẩm mỹ, (2) Tiêu chí đánh giá tính khoa học, (3) Tiêu chí đánh giá độ phù hợp của nội dung bài học, và (4) Tiêu chí đánh giá khả năng giúp HS tự học trên mạng. Ngoài ra, Bảng 3.1 liệt kê các hoạt động dạy thực nghiệm theo từng bài và tiết học.


Kết luận

Khóa luận của Đoàn Thị Loan hướng đến giải quyết thực trạng thiếu thiết bị thí nghiệm và nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học Vật lý tại trường phổ thông thông qua việc xây dựng hệ thống ba bài giảng điện tử cho chương Điện tích. Điện trường (Vật lý 11) trên nền tảng Moodle, triển khai theo mô hình Blended learning. Kết quả điều tra thực trạng tại trường THPT Mê Linh cho thấy nhu cầu sử dụng BGĐT trong dạy học Vật lý là tương đối cao ở cả phía GV và HS, song kỹ năng tự học của HS và kỹ năng CNTT của GV vẫn là rào cản cần khắc phục. Do giới hạn thời gian, thực nghiệm sư phạm mới được lên kế hoạch ở mức dự kiến, chưa có kết quả thực tế về hiệu quả học tập của HS, đây là phần cần được tiếp tục trong các nghiên cứu sau.