Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Khóa luận tốt nghiệp cử nhân hóa học của sinh viên Bùi Thị Mỹ Trâm (chuyên ngành Hóa phân tích, Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh, thực hiện năm 2006 dưới sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Minh Huệ) đặt vấn đề từ thực trạng chuyển giao giữa các cấp học phổ thông. Văn bản chỉ ra rằng qua các cấp từ tiểu học đến trung học phổ thông, học sinh chưa chứng kiến sự đổi mới mang tính căn bản về phương pháp cũng như phương tiện dạy học. Lối học rập khuôn khiến học sinh ít phát huy được khả năng tự học, tự tìm hiểu, tri thức tiếp nhận phần nhiều mang tính thụ động một chiều từ phía giáo viên. Điều này dẫn đến thực tế là học sinh Việt Nam dù đạt kết quả tốt trong các kỳ thi học sinh giỏi quốc tế ở các môn khoa học cơ bản, nhưng khả năng ứng dụng thực tế ở các môn khoa học ứng dụng vẫn còn hạn chế. Với đặc thù môn Hóa học là môn khoa học ứng dụng, việc kết hợp phương pháp dạy học mới với phương tiện kỹ thuật hiện đại là yêu cầu cấp thiết.
Đề tài xác định các mục đích nghiên cứu cụ thể:
- Đóng góp vào công cuộc đổi mới phương pháp dạy và học nhằm nâng cao chất lượng giáo dục trong nhà trường phổ thông.
- Tăng cường sử dụng phương tiện hiện đại và ứng dụng công nghệ thông tin phục vụ giảng dạy và học tập.
- Hướng dẫn và phổ biến việc sử dụng các phần mềm, công cụ tin học trong trường phổ thông và đại học.
- Giúp người học nâng cao kiến thức, kỹ năng sử dụng thiết bị tin học phục vụ học tập, giảng dạy và nghiên cứu khoa học.
Nhiệm vụ nghiên cứu được phân định thành các nội dung sau:
- Nghiên cứu xu hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay: tìm hiểu bản chất phương pháp, phân tích ưu nhược điểm của phương pháp dạy học truyền thống và hiện đại để hướng học sinh tiếp cận phương pháp mới.
- Nghiên cứu vai trò, thế mạnh và thực trạng ứng dụng tin học trong hoạt động giảng dạy.
- Sưu tầm, tìm hiểu và nghiên cứu cách sử dụng một số phần mềm, công cụ dạy học ứng dụng công nghệ thông tin.
- Xây dựng sự kết hợp giữa phương pháp mới và phương tiện dạy học hiện đại nhằm tạo hứng thú cho quá trình tự học của học sinh.
- Triển khai nội dung cụ thể vào Chương 2: "Định luật tuần hoàn" thuộc Sách giáo khoa Hóa học thí điểm lớp 10, ban Khoa học tự nhiên.
- Đối tượng nghiên cứu: Mối quan hệ phối hợp giữa đổi mới phương pháp dạy học và phương tiện dạy học hiện đại có ứng dụng công nghệ thông tin.
- Khách thể nghiên cứu: Học sinh trung học phổ thông tiếp cận chương trình giáo dục mới.
- Phạm vi nghiên cứu: Chương 2 ("Định luật tuần hoàn") - Sách giáo khoa thí điểm Hóa học 10, ban Khoa học tự nhiên; thời gian hoàn thành vào tháng 5 năm 2006 tại Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh.
- Giả thiết khoa học: Nếu ứng dụng công trình nghiên cứu vào quá trình giảng dạy ở trường phổ thông thì sẽ nâng cao hiệu quả phương pháp dạy học, mang lại lợi ích cho việc lĩnh hội tri thức của học sinh thông qua tự học, tự rèn luyện và nâng cao tính tích cực, sáng tạo.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Văn bản tiếp cận phương pháp dạy học dưới góc độ triết học và lý luận dạy học bộ môn. Phương pháp được định nghĩa là cách thức, con đường, phương tiện để đạt tới mục đích nhất định và là hình thức vận động bên trong của nội dung. Trong giáo dục học, phương pháp dạy học là cách thức làm việc phối hợp thống nhất giữa thầy và trò dưới sự chỉ đạo của thầy nhằm giúp trò tự giác, tích cực, tự lực đạt mục đích học tập.
Bản chất của phương pháp dạy học được xác định là phương pháp kép, gồm phương pháp dạy và phương pháp học:
- Phương pháp học ($P_h$) được mô tả gồm ba thành tố liên hoàn: phương pháp tiếp thu ban đầu ($P_{tt}$), phương pháp tự học ($P_{th}$) và phương pháp vận dụng ($P_{vd}$). Trong đó, tiếp thu ban đầu chịu ảnh hưởng của các yếu tố sinh lý như chú ý, tưởng tượng, tư duy và bốn cấp độ vùng trí nhớ ($D_1$: gợi lại việc thấy hàng ngày; $D_2$: tái hiện máy móc; $D_3$: tính logic lập luận nguyên nhân - kết quả theo thời gian, không gian; $D_4$: biến hóa kiến thức và tưởng tượng sáng tạo).
- Phân loại phương pháp dạy học: Văn bản hệ thống hóa các cách phân loại theo mục đích lý luận nhận thức (4 nhóm); theo phương tiện truyền thông (dùng lời, trực quan, thực hành); theo đặc trưng hoạt động nhận thức của học sinh (giải thích - minh họa, tái hiện, trình bày nêu vấn đề, tìm tòi từng phần, nghiên cứu); phân loại phối hợp 3 cơ sở trong giáo trình Đại học Sư phạm; và các phương pháp dạy học phức hợp (Ơrixtic, dạy học chương trình hóa, grap dạy học, thuật toán dạy học, dạy học với máy vi tính).
- Khung quan niệm về công nghệ thông tin: Xác định công nghệ thông tin là "công nghệ tạo khả năng" (enabling technology), đóng vai trò công cụ hỗ trợ mở rộng năng lực trí tuệ chứ không thay thế hoàn toàn vị trí tổ chức, hướng dẫn của giáo viên.
Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả triển khai bao gồm:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Đọc, tổng hợp và phân tích các tài liệu giáo dục học, lý luận dạy học bộ môn Hóa học và tài liệu kỹ thuật công nghệ thông tin.
- Phương pháp thu thập dữ liệu và công nghệ: Truy cập mạng Internet để sưu tầm phim ảnh, tư liệu hóa học, các phần mềm và công cụ tin học.
- Phương pháp phân tích, tổng hợp và ứng dụng: Thiết kế bài giảng, xây dựng cấu trúc website học tập và số hóa ngân hàng câu hỏi.
- Phương pháp tham khảo ý kiến: Trao đổi, ghi nhận phản hồi từ giáo viên, bạn bè và học sinh.
Nguồn dữ liệu của đề tài gồm các văn bản chỉ đạo đổi mới giáo dục, tài liệu chuyên môn về lý luận dạy học, số liệu thống kê thực trạng công nghệ thông tin ngành giáo dục do Bộ Giáo dục và Đào tạo công bố (năm 2006) và Sách giáo khoa thí điểm Hóa học lớp 10 ban Khoa học tự nhiên.
Nội dung chính theo từng chương
Phần Mở đầu - Chương 2: Đổi mới phương pháp dạy học
Chương này tập trung phân tích bản chất của phương pháp dạy học và các tiêu chuẩn lựa chọn phương pháp tối ưu. Hiệu quả giảng dạy không phụ thuộc vào một phương pháp đơn lẻ mà dựa trên tổ hợp các yếu tố: mục đích bài học, tính chất nội dung sách giáo khoa, giai đoạn phát triển của khái niệm và đặc điểm tâm sinh lý lứa tuổi học sinh.
Chương 2 xác định 7 định hướng đổi mới phương pháp giáo dục phổ thông:
- Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học;
- Chuyển trọng tâm hoạt động từ giáo viên sang học sinh;
- Chuyển lối học từ thông báo tái hiện sang tìm tòi khám phá;
- Cá thể hóa việc dạy học;
- Sử dụng tối ưu các phương tiện dạy học, đặc biệt là công nghệ thông tin;
- Tăng cường khả năng vận dụng kiến thức vào đời sống và đổi mới kiểm tra đánh giá;
- Gắn dạy học với hoạt động tự học suốt đời và nghiên cứu khoa học.
Văn bản nhấn mạnh quan điểm đổi mới giáo dục trước hết là đổi mới nội dung giáo dục: nhà trường không thể cung cấp toàn bộ tri thức cho suốt cuộc đời người học, mà phải trang bị vốn tri thức cơ bản cùng năng lực tự chủ tìm kiếm và tạo ra tri thức mới.
Phần Mở đầu - Chương 3: Đổi mới phương tiện dạy học
Nội dung chương làm rõ khái niệm, phân loại và vai trò của phương tiện dạy học. Phương tiện dạy học (gồm sách giáo khoa, đồ dùng trực quan, máy móc nghe nhìn và thiết bị thí nghiệm) đóng vai trò thay thế các sự vật, hiện tượng phức tạp mà học sinh không thể tiếp cận trực tiếp, giúp rút ngắn thời gian giảng dạy và nâng cao độ chính xác của tri thức tiếp nhận.
Chương 3 trình bày mô hình "trường học điện tử" và phân tích thực trạng ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành giáo dục Việt Nam tại thời điểm năm 2006.
| Địa phương / Quốc gia |
Tỷ lệ học sinh / máy tính |
| Tỉnh Hòa Bình |
60 học sinh / máy |
| Thành phố Hải Phòng |
47 học sinh / máy |
| Thành phố Hồ Chí Minh |
30 học sinh / máy |
| Thái Lan |
20 học sinh / máy |
| Vương quốc Anh |
6 học sinh / máy |
Theo số liệu của GS. Hoàng Ngọc Hà (Vụ trưởng Vụ Quản lý Khoa học - Bộ GD&ĐT) được trích dẫn, khoảng 98% trường THPT và gần 100% các Sở GD&ĐT đã kết nối Internet (trong đó tỉnh Quảng Nam là đơn vị đi đầu). Tuy nhiên, việc triển khai còn phân tán, manh mún, chủ yếu dừng lại ở mức tự phát với phần mềm Microsoft PowerPoint hoặc phục vụ quản lý hành chính, đòi hỏi phải giải quyết ba điểm nghẽn: cơ sở vật chất, bồi dưỡng đội ngũ giáo viên và thống nhất bộ máy quản lý chỉ đạo vĩ mô.
Phần Nội dung - Chương 1: Dạy học qua mạng nhằm nâng cao tính tích cực của học sinh
Chương này xây dựng mô hình phòng máy phục vụ dạy học qua mạng nội bộ: gồm 1 máy chủ (server) của giáo viên và hệ thống máy con kết nối mạng dành cho từng học sinh, có quy trình bảo dưỡng kỹ thuật thường xuyên.
Mô hình dạy học mới đặt ra các tiêu chí: không nặng nề áp lực điểm số, linh hoạt về thời gian tiếp thu kiến thức và thời điểm làm bài kiểm tra, đồng thời chuyển vai trò giáo viên từ truyền thụ sang hướng dẫn. Chương 1 đưa ra chuẩn năng lực công nghệ cho người dạy (hiểu biết công nghệ, thiết kế môi trường học tập, triển khai kế hoạch giảng dạy, đánh giá lượng giá và nâng cao chuyên môn) cùng bộ kỹ năng công nghệ cơ bản của người học.
Quy trình lên lớp qua mạng được thiết lập theo 3 bước:
- Bước 1: Ổn định tổ chức (học sinh vào lớp, truy cập trang web, đăng nhập diễn đàn hoặc hệ thống kiểm tra).
- Bước 2: Kiểm tra bài cũ (làm bài trắc nghiệm trên máy, nhận kết quả, đáp án và hình ảnh minh họa tức thì).
- Bước 3: Bài mới (học sinh tự học qua bài giảng trên web hoặc nghe giáo viên hướng dẫn, thảo luận và đặt câu hỏi qua diễn đàn/vấn đáp).
| Tiêu chí |
Phương pháp dạy học truyền thống |
Phương pháp dạy học mới qua mạng |
| Ưu điểm |
- Dễ thực hiện, không đòi hỏi trang thiết bị phức tạp. - Tạo điều kiện giao lưu tình cảm trực tiếp giữa thầy và trò. |
- Phát huy tính độc lập, tự giác và sáng tạo của học sinh. - Phù hợp với năng lực cá nhân, thời gian học linh hoạt. - Cập nhật thông tin nhanh chóng, trực quan. - Giảm tải công việc chấm bài, vào điểm cho giáo viên. |
| Nhược điểm |
- Học sinh thụ động, dễ rơi vào tình trạng nhồi nhét. - Hạn chế về thời gian đào sâu kiến thức trên lớp. - Giáo viên tốn nhiều thời gian chấm bài thủ công. |
- Giảm thời gian tiếp xúc tình cảm trực tiếp giữa thầy và trò. - Đòi hỏi đầu tư cơ sở vật chất và đường truyền mạng. - Kết quả phụ thuộc vào kỹ năng tin học của học sinh. |
Về công tác kiểm tra đánh giá, chương phân tích tính ưu việt của hình thức trắc nghiệm trực tiếp trên máy: chấm điểm tự động, thống kê tức thời, hỗ trợ biểu diễn ký hiệu khoa học, đóng vai trò là công cụ tự rèn luyện của học sinh.
Phần Nội dung - Chương 2: Các công cụ thực hiện
Chương 2 hướng dẫn chi tiết phương pháp khai thác và sử dụng 5 công cụ phần mềm:
- Microsoft Office PowerPoint 2003: Hướng dẫn quy trình soạn giáo án điện tử (nắm bắt nội dung, lập dàn ý, soạn giáo án giấy, thiết kế slide); kỹ thuật định dạng màu nền/font chữ có độ tương phản; thiết lập chuyển trang (Slide Transition); cài đặt 4 nhóm hiệu ứng Custom Animation (Entrance, Emphasis, Exit, Motion Paths) và các chế độ kích hoạt (Start On Click, Start With Previous, Start After Previous); kỹ thuật chèn tranh ảnh, phim qua Windows Media Player, vẽ hình và sử dụng phím tắt, bút vẽ (Pen) khi trình chiếu.
- Easy File Sharing Web Server (EFS): Cài đặt máy chủ chia sẻ dữ liệu qua giao thức web nội bộ, cho phép giáo viên phân quyền và học sinh tải tài liệu.
- Phần mềm trắc nghiệm DSN: Quản lý ngân hàng câu hỏi, tạo đề và tổ chức kiểm tra trắc nghiệm khách quan trên máy vi tính.
- NetMeeting: Công cụ hỗ trợ trao đổi văn bản, hình ảnh và tương tác trực tuyến giữa máy chủ và các máy trạm.
- Macromedia Dreamweaver MX 2004: Kỹ thuật thiết kế giao diện website bài giảng, lập kế hoạch site, xử lý bảng (table), chèn định dạng văn bản (text), hình ảnh (image) và thiết lập liên kết (hyperlink) tích hợp các thành phần học tập.
Phần Nội dung - Chương 3: Ứng dụng phương pháp mới và phương tiện dạy học hiện đại vào giảng dạy chương 2 - "Định luật tuần hoàn" - SGK thí điểm 10 ban Khoa học tự nhiên
Chương 3 triển khai bài giảng thực nghiệm cho Chương 2: "Định luật tuần hoàn" (SGK Hóa học thí điểm lớp 10 ban Khoa học tự nhiên). Cấu trúc hệ thống bao gồm:
- Hướng dẫn cài đặt máy chủ EFS và kết nối mạng nội bộ phòng máy.
- Quy trình truy cập giao diện website chính qua trình duyệt web.
- Tích hợp các mô-đun: phần bài giảng đa phương tiện (soạn bằng PowerPoint kết hợp tư liệu Dreamweaver), diễn đàn thảo luận (Forum để học sinh và giáo viên trao đổi bằng nickname) và hệ thống trắc nghiệm DSN phục vụ ôn tập, củng cố kiến thức theo từng bài học của chương.
Phần Nội dung - Chương 4: Kết luận và đề xuất
Chương này tổng kết toàn bộ kết quả nghiên cứu lý luận và ứng dụng phần mềm trong dạy học Hóa học, nêu các đề xuất đối với công tác trang bị cơ sở vật chất, bồi dưỡng giáo viên và vạch ra hướng phát triển mở rộng của đề tài.
Kết quả và đóng góp
- Tổng hợp cơ sở lý luận về phân loại, tiêu chuẩn lựa chọn phương pháp dạy học và các nguyên tắc ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục hóa học phổ thông.
- Thu thập và công bố bức tranh số liệu thực tế về ứng dụng công nghệ thông tin năm 2006 (98% trường THPT kết nối Internet; tỷ lệ máy tính trên học sinh tại Hòa Bình là 60 HS/máy, Hải Phòng 47 HS/máy, TP.HCM 30 HS/máy so với Thái Lan 20 HS/máy, Anh 6 HS/máy).
- Thiết lập quy trình giảng dạy 3 bước trên môi trường phòng máy nối mạng nội bộ và xây dựng bảng đối sánh chi tiết giữa phương pháp dạy học truyền thống với phương pháp dạy học qua mạng.
- Hoàn thành việc tích hợp bộ 5 công cụ phần mềm (Microsoft PowerPoint 2003, Easy File Sharing Web Server, DSN, NetMeeting, Macromedia Dreamweaver MX 2004) thành một website bài giảng hoàn chỉnh.
- Số hóa và triển khai toàn bộ nội dung giảng dạy, diễn đàn trao đổi và hệ thống câu hỏi trắc nghiệm cho Chương 2: "Định luật tuần hoàn" thuộc chương trình Sách giáo khoa thí điểm Hóa học 10 ban Khoa học tự nhiên.
- Đề xuất 3 nhóm giải pháp tháo gỡ khó khăn trong ứng dụng công nghệ thông tin ngành giáo dục: đầu tư nâng cấp cơ sở vật chất; đào tạo, bồi dưỡng giáo viên về ngoại ngữ và tin học; thống nhất bộ máy chỉ đạo quản lý công nghệ thông tin từ cấp vĩ mô.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế về điều kiện kỹ thuật và hạ tầng: Số lượng máy vi tính tại các nhà trường còn ít, việc tổ chức dạy học qua mạng và kiểm tra trắc nghiệm trên máy tính tại thời điểm nghiên cứu chỉ có thể thực hiện luân phiên theo từng lớp, chưa thể áp dụng đồng loạt toàn trường.
- Kỹ năng tin học của học sinh chưa đồng đều, ảnh hưởng phần nào đến tốc độ thao tác và kết quả kiểm tra trên máy.
- Hệ thống chia sẻ và bảo mật của các phần mềm ứng dụng cục bộ còn ở mức cơ bản.
- Phạm vi nội dung thực nghiệm mới chỉ tập trung vào Chương 2 Sách giáo khoa thí điểm Hóa học 10 ban Khoa học tự nhiên, chưa bao phủ toàn bộ chương trình hóa học phổ thông.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng xây dựng bài giảng điện tử và ngân hàng dữ liệu trắc nghiệm cho toàn bộ chương trình Hóa học các khối lớp; hoàn thiện các tính năng bảo mật, tối ưu hóa giao diện web học tập; triển khai thực nghiệm sư phạm đối chứng trên diện rộng để đánh giá định lượng hiệu quả tiếp thu tri thức của học sinh.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là tài liệu tham khảo phù hợp cho:
- Sinh viên chuyên ngành Sư phạm Hóa học và học viên cao học ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Hóa học đang nghiên cứu về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học.
- Giáo viên Hóa học tại các trường trung học phổ thông tìm kiếm giải pháp tổ chức tiết học trong phòng máy vi tính hoặc soạn giáo án điện tử.
- Cán bộ quản lý chuyên môn và phụ trách công nghệ thông tin trường học tham khảo mô hình tổ chức dạy học qua mạng cục bộ và quy trình kiểm tra đánh giá bằng phần mềm trắc nghiệm.
Các nội dung có giá trị sử dụng cao gồm: hướng dẫn thao tác kỹ thuật trên Microsoft PowerPoint 2003 phục vụ đặc thù bộ môn Hóa học; quy trình tích hợp máy chủ EFS và Dreamweaver để tạo mạng chia sẻ bài giảng nội bộ; cấu trúc tổ chức tiến trình bài dạy 3 bước qua mạng.
Câu hỏi thường gặp
Khóa luận lựa chọn bài học cụ thể nào trong chương trình phổ thông để xây dựng nội dung giảng dạy thực nghiệm?
Tác giả lựa chọn Chương 2: "Định luật tuần hoàn" thuộc Sách giáo khoa thí điểm Hóa học lớp 10, ban Khoa học tự nhiên để thiết kế bài giảng điện tử, diễn đàn thảo luận và hệ thống trắc nghiệm.
Những công cụ phần mềm nào được tác giả tích hợp trong mô hình dạy học qua mạng của đề tài?
Hệ thống kết hợp 5 phần mềm: Microsoft Office PowerPoint 2003 (soạn bài giảng, trình diễn hiệu ứng), Easy File Sharing Web Server - EFS (tạo máy chủ chia sẻ dữ liệu mạng nội bộ), phần mềm DSN (tổ chức thi và chấm trắc nghiệm), NetMeeting (công cụ giao tiếp trực tuyến) và Macromedia Dreamweaver MX 2004 (thiết kế và liên kết website học tập).
Quy trình một tiết lên lớp qua mạng trong khóa luận gồm những bước nào?
Tiến trình gồm 3 bước: Bước 1 - Ổn định tổ chức (học sinh truy cập trang web, đăng nhập diễn đàn/bài kiểm tra); Bước 2 - Kiểm tra bài cũ (làm bài trắc nghiệm trên máy tính và nhận kết quả, đáp án phản hồi lập tức); Bước 3 - Bài mới (học sinh tự nghiên cứu bài giảng trên website hoặc nghe giáo viên giảng bài, trao đổi qua diễn đàn hoặc hỏi đáp trực tiếp).
Thực trạng trang bị máy tính cho học sinh THPT tại Việt Nam được trích dẫn trong văn bản năm 2006 ra sao?
Theo số liệu từ GS. Hoàng Ngọc Hà (Bộ GD&ĐT), khoảng 98% trường THPT kết nối Internet; tỷ lệ học sinh trên máy tính tại Hòa Bình là 60 học sinh/máy, Hải Phòng là 47 học sinh/máy, TP. Hồ Chí Minh là 30 học sinh/máy, thấp hơn nhiều so với Thái Lan (20 học sinh/máy) và Anh (6 học sinh/máy).
Phương pháp học ($P_h$) được tác giả hệ thống hóa qua công thức và các thành tố nào?
Phương pháp học được xác định gồm ba thành tố liên hoàn theo công thức: $P_h = P_{tt} + P_{th} + P_{vd}$, trong đó $P_{tt}$ là phương pháp tiếp thu ban đầu (chịu ảnh hưởng bởi 4 cấp độ vùng trí nhớ $D_1 - D_4$), $P_{th}$ là phương pháp tự học và $P_{vd}$ là phương pháp vận dụng tri thức vào giải bài tập và thực tiễn.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của Bùi Thị Mỹ Trâm đã hệ thống hóa cơ sở lý luận về phương pháp dạy học và vai trò hỗ trợ của phương tiện kỹ thuật hiện đại trong giáo dục hóa học. Tác giả đã xây dựng hoàn chỉnh mô hình dạy học qua mạng cục bộ kết hợp bộ 5 công cụ phần mềm (PowerPoint 2003, EFS, DSN, NetMeeting, Dreamweaver MX 2004) và áp dụng cụ thể vào Chương 2: "Định luật tuần hoàn" thuộc SGK Hóa học thí điểm lớp 10 ban Khoa học tự nhiên. Công trình cung cấp giải pháp tổ chức dạy học lấy học sinh làm trung tâm, thúc đẩy năng lực tự học và cung cấp tài liệu tham khảo có tính ứng dụng cao cho sinh viên sư phạm cùng giáo viên phổ thông tại thời điểm chương trình giáo dục đổi mới năm 2006.