Tổng quan luận án
Công trình "Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học Địa lý ở trường trung học phổ thông" do tác giả Nguyễn Văn Tuấn thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội vào năm 2014, thuộc chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Địa lý (mã số 62.11). Nghiên cứu được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đặng Văn Đức và TS. Ngô Quang Sơn.
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Theo trình bày của tác giả, sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin và truyền thông (CNTT&TT) đã tác động sâu sắc đến các lĩnh vực kinh tế, văn hóa, xã hội và giáo dục. Việc ứng dụng CNTT&TT trong dạy học đã trở thành một xu thế nhằm đổi mới phương pháp dạy học (PPDH), kiểm tra, đánh giá theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh (HS). Chủ trương này được thể chế hóa trong nhiều văn kiện của Bộ Giáo dục và Đào tạo, đặc biệt là Chỉ thị số 29/2001/CT-BGDĐT.
Mục tiêu dạy học môn Địa lý cấp trung học phổ thông (THPT) không chỉ dừng lại ở việc cung cấp tri thức mà còn hướng tới việc rèn luyện và phát triển các kỹ năng địa lý, hình thành năng lực tự học và tư duy giải quyết vấn đề. Dù cơ sở hạ tầng CNTT&TT tại các trường THPT (máy tính, máy chiếu đa năng, bảng tương tác, kết nối Internet) đã từng bước được trang bị, việc ứng dụng vào thực tế giảng dạy môn Địa lý vẫn gặp nhiều trở ngại:
- Giáo viên (GV) còn lúng túng trong kỹ năng khai thác và tích hợp các phần mềm dạy học chuyên dụng cũng như phần mềm văn phòng (như Excel, PowerPoint, MapInfo, Encarta,...).
- Xuất hiện tình trạng lạm dụng kỹ thuật công nghệ trong giờ lên lớp, dẫn đến hiện tượng "chiếu - chép", trình diễn công nghệ thay vì tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh.
- Thiếu các tài liệu nghiên cứu mang tính hệ thống về mặt lý luận và các tài liệu hướng dẫn cụ thể về quy trình thiết kế bài giảng điện tử (BGĐT), tổ chức dạy học tương tác và xây dựng môi trường dữ liệu trực tuyến hỗ trợ môn Địa lý.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của luận án là nghiên cứu, ứng dụng CNTT&TT vào dạy học Địa lý nhằm phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và phát triển năng lực của HS, góp phần đổi mới phương pháp và nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học ở trường THPT.
Nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định cụ thể qua 5 nhiệm vụ:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc ứng dụng CNTT&TT trong dạy học Địa lý ở trường THPT.
- Xác định những yêu cầu, nguyên tắc, quy trình xây dựng bài giảng điện tử.
- Tổ chức dạy học Địa lý THPT với sự hỗ trợ của CNTT&TT.
- Xây dựng và hướng dẫn sử dụng website hỗ trợ dạy học Địa lý THPT.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của đề tài nghiên cứu.
Giả thuyết khoa học
Văn bản đưa ra giả thuyết khoa học: Việc ứng dụng CNTT&TT vào dạy học nếu được thực hiện một cách khoa học, hợp lý sẽ phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và phát triển năng lực của HS, góp phần đổi mới phương pháp và nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học Địa lý ở trường THPT.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Ứng dụng CNTT&TT vào thiết kế bài học và xây dựng website hỗ trợ dạy học Địa lý ở trường THPT theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của HS.
- Phạm vi nghiên cứu nội dung: Tập trung vào các vấn đề lý luận, thực tiễn và các biện pháp sư phạm ứng dụng CNTT&TT để thiết kế bài giảng và tổ chức dạy học Địa lý các lớp 10, 11 và 12 THPT. Đề tài tập trung khai thác tính năng sư phạm và tiện ích của các phần mềm ứng dụng, không đi sâu vào việc phân tích các thuật toán hay tính năng kỹ thuật thuần túy của phần mềm tin học.
- Phạm vi không gian thực nghiệm: Nghiên cứu thực nghiệm sư phạm và khảo sát được tiến hành tại các trường THPT thuộc khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, bao gồm các tỉnh và thành phố: An Giang, Bến Tre, Cần Thơ và Kiên Giang. Các đơn vị phối hợp gồm có: Trường THPT Long Xuyên, Trường Thực hành Sư phạm – Đại học An Giang, Trường THPT chuyên Thoại Ngọc Hầu, Trường THPT Thủ Khoa Nghĩa (tỉnh An Giang); Trường THPT chuyên Bến Tre (tỉnh Bến Tre); Trường THPT Vĩnh Thạnh (thành phố Cần Thơ); và Trường THPT Kiên Hải (tỉnh Kiên Giang).
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu quốc tế
Tác giả điểm lại quá trình ứng dụng CNTT&TT trong giáo dục trên thế giới từ những năm 1970 với các đề án và chương trình tiêu biểu:
- Đề án "Tin học cho mọi người" (Informatique pour tous) tại Pháp (1970).
- Chương trình giáo dục vi điện tử (Microelectronics Education Program - MEP) tại Anh (1980).
- Các chương trình và phần mềm môn học của NSCU (National Software-Cadination Unit) tại Australia (1984).
- Đề án CLASS (Computer literacy and studies in school) tại Ấn Độ (1985).
- Hội thảo về xây dựng phần mềm tin học của các nước khu vực châu Á - Thái Bình Dương tổ chức tại Malaysia (1985).
Về mặt lý luận công nghệ dạy học và dạy học lấy người học làm trung tâm, luận án dẫn chiếu các công trình:
- Timothy J. Newby và các cộng sự (1996) với cuốn Instructional Technology for Teaching and Learning, đề cập đến việc xây dựng kế hoạch dạy học có phương tiện kỹ thuật hỗ trợ và phát huy vai trò tích cực của người học.
- Judith H. Jonassen và các cộng sự với tác phẩm Teaching with Technology: Creating Student-Centered-Classrooms, phân tích vai trò của đa phương tiện trong việc kích thích các giác quan và hỗ trợ học sinh tự khám phá kiến thức.
- Alan M. Pritchard (2007) với Effective teaching with internet technology pedagogy and practice; George Cole (2006) với 101 Essential List for Using ICT in the Classroom; William Clyde và Andrew Delohery (2005) với Using technology in teaching; Helena Gillespie và Helen Boulton (2007) với Learning and teaching with virtual learning environments; cùng các công trình nghiên cứu xu hướng ứng dụng CNTT của S. Leinonen, Maria Ranieri, Gerry White.
Riêng trong bộ môn Địa lý, các công trình quốc tế được điểm qua gồm:
- Sue Neale (1998) với Using Information Technology in Geography.
- Fred Martin và Keith Grimwade (1999) với Using ICT in Geography.
- Fred Martin (2006) với bài viết học thuật cho Using ICT in quality Geography.
- Các xuất bản phẩm dạng đĩa tra cứu đa phương tiện như PC Fact, The World Atlas, Encarta Reference Library.
- Các tài liệu về ứng dụng Microsoft PowerPoint trong giáo dục của Kenneth C. Laudon, Kenneth Rosenblatt, David Langley (2003) với cuốn Interactive Computing Series Microsoft PowerPoint 2002, cùng các bài viết thảo luận của Tad Simons, Edward Tufte trên tạp chí Presentations magazine.
Các hướng nghiên cứu trong nước
Tại Việt Nam, CNTT&TT được đưa vào trường phổ thông thử nghiệm từ đầu thập niên 90 của thế kỷ XX dưới hình thức môn Tin học, sau đó mở rộng sang các môn học khác. Luận án liệt kê các công trình tiêu biểu:
- Cơ sở lý luận về máy tính trong dạy học: Nguyễn Quang Lạc, Lê Công Triêm (1992); Trần Kiều, Nguyễn Thanh Lương (1994); Phan Trọng Luận (1998); Quách Tuấn Ngọc (1999); Đặng Văn Đức (2001); Lê Công Triêm (2002); Lưu Lâm (2002); Lê Hồng Sơn (2002); Nguyễn Thị Kim Thành, Ngô Quang Sơn (2003); Phó Đức Hòa, Ngô Quang Sơn (2008).
- Nghiên cứu và xây dựng phần mềm dạy học Địa lý:
- Báo cáo và phần mềm PCFACT với dạy học địa lý của Nguyễn Dược (1996, 1998).
- Phần mềm DB - Map của Đặng Văn Đức (1998), các bài viết trên Tạp chí Khoa học ĐHSP Hà Nội (2002, 2010) và nghiên cứu sử dụng bản đồ tư duy trong dạy học Địa lý (2012).
- Các phần mềm Ebook địa lý 6, Ebook địa lý 7, Ebook địa lý cao đẳng sư phạm, Hỗ trợ dạy học địa lý 10, Atlat điện tử địa lý 9 do Nguyễn Viết Thịnh và cộng sự thực hiện; giáo trình Windows MS Office Internet dùng trong giảng dạy và nghiên cứu địa lý (2005); tài liệu Giáo án và tư liệu dạy học điện tử môn địa lý 11 (2007).
- Trần Đức Tuấn với giáo trình Công nghệ dạy học địa lý (2006).
- Lâm Quang Dốc với Thành lập bản đồ kinh tế - xã hội (2008) và Hướng dẫn sử dụng tư liệu dạy học điện tử môn địa lý 12 (đồng tác giả với Kiều Văn Hoan, 2009).
- Nguyễn Trọng Phúc với các nghiên cứu xây dựng bài giảng điện tử và ứng dụng phần mềm Địa lý (2003, 2005).
- Các luận văn, luận án liên quan: Luận án của Kiều Văn Hoan (2010) về Atlas giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học địa lý lớp 9 ở trường THCS; luận văn Thạc sĩ của Nguyễn Văn Tuấn (2004) về Ứng dụng CNTT trong dạy học địa lý địa phương tỉnh An Giang; luận văn của Nguyễn Thanh Xuân (2008) về Xây dựng phần mềm hỗ trợ dạy học Địa lý 12 THPT.
- Các nghiên cứu về khai thác phần mềm PowerPoint trong dạy học Địa lý: Ngô Quang Sơn; Nguyễn Viết Thịnh và Nguyễn Trường Huy (2000); Nguyễn Đức Vũ; Lê Công Triêm.
Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết
Tác giả nhận định: Các công trình nghiên cứu trước đây đã làm rõ xu thế và vai trò của CNTT&TT, hoặc giải quyết từng khía cạnh kỹ thuật riêng lẻ (như hướng dẫn sử dụng một phần mềm cụ thể, xây dựng phần mềm tra cứu atlas cho một khối lớp THCS hoặc địa phương). Tuy nhiên, chưa có công trình nào nghiên cứu một cách toàn diện và có hệ thống về cơ sở lý luận, thực tiễn, nguyên tắc, quy trình sư phạm để kết hợp đa dạng các phần mềm công cụ trong thiết kế bài giảng điện tử và xây dựng hệ thống website chuyên biệt hỗ trợ cho toàn bộ chương trình Địa lý cấp THPT (lớp 10, 11 và 12). Luận án định vị việc giải quyết khoảng trống này nhằm cung cấp giải pháp sư phạm đồng bộ, khắc phục hiện tượng lạm dụng máy chiếu đơn thuần ("chiếu - chép") ở các trường THPT.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Quan điểm và cơ sở lý thuyết
Nghiên cứu được xây dựng dựa trên 3 quan điểm chỉ đạo:
- Quan điểm hệ thống: Quá trình dạy học được cấu thành bởi các yếu tố có quan hệ biện chứng: mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học, giáo viên, học sinh và môi trường giáo dục. Khi ứng dụng CNTT&TT, sự thay đổi của phương tiện và phương pháp sẽ tác động đến toàn bộ hệ thống, đòi hỏi phải xác định quy trình phối hợp đồng bộ giữa GV - HS - CNTT - Thiết bị dạy học.
- Quan điểm công nghệ dạy học:
- Theo định nghĩa của UNESCO (tháng 5/1976), công nghệ dạy học là khoa học về giáo dục xác lập các nguyên tắc hợp lý và điều kiện thuận lợi của công tác đào tạo, xác lập các phương pháp và phương tiện hiệu quả nhất để đạt mục đích giáo dục và tiết kiệm sức lực của thầy và trò.
- Luận án tiếp cận công nghệ dạy học theo mô hình "Thầy thiết kế - trò thi công": Quá trình dạy học được tổ chức thành một quy trình với mục đích, đầu vào, đầu ra cụ thể; giáo viên thiết kế các chuỗi hành động và bài tập tình huống, học sinh là người trực tiếp thực thi để chiếm lĩnh tri thức.
- Quan điểm lịch sử: Nghiên cứu quá trình phát triển của CNTT&TT và việc ứng dụng công nghệ này trong giáo dục qua các thời kỳ, từ đó rút ra các bài học kinh nghiệm và dự báo xu hướng phát triển trong tương lai.
Khung khái niệm và mô hình giáo dục
- Mô hình giáo dục trong thời đại thông tin (theo UNESCO, 10/1998):
Luận án so sánh 3 mô hình giáo dục:
| Mô hình |
Trung tâm |
Vai trò người học |
Công nghệ cơ bản |
| Truyền thống |
Người dạy |
Thụ động |
Bảng / TV / Radio |
| Thông tin |
Người học |
Chủ động |
Máy vi tính (PC) |
| Tri thức |
Nhóm |
Thích nghi |
Máy vi tính + Mạng Internet |
- Bản chất quá trình dạy học theo quan điểm thông tin: Dạy học là quá trình truyền thông tin có định hướng và trao đổi hai chiều giữa người gửi (GV) và người nhận (HS) thông qua các kênh truyền thông (văn bản, âm thanh, hình ảnh, đa phương tiện) và có cơ chế phản hồi uốn nắn nhằm khắc phục các yếu tố gây nhiễu.
- Tỉ lệ tiếp thu và lưu giữ tri thức: Dựa trên số liệu khoa học giáo dục, văn bản dẫn chứng mức độ lưu giữ tri thức tăng lên rõ rệt khi phối hợp nhiều giác quan:
| Hình thức thu nhận |
Tỉ lệ thu nhận |
Hình thức lưu giữ |
Tỉ lệ lưu giữ |
| Qua vị giác (nếm) |
1% |
Qua thính giác (nghe) |
20% |
| Qua xúc giác (sờ) |
1,5% |
Qua thị giác (nhìn) |
30% |
| Qua khứu giác (ngửi) |
3,5% |
Qua phối hợp nhìn và nghe |
50% |
| Qua thính giác (nghe) |
11% |
Qua trình bày lại được |
80% |
| Qua thị giác (nhìn) |
83% |
Qua tự làm được (hành động) |
90% |
- Dạy học tích cực: Khái niệm dạy học tích cực được định nghĩa là hệ thống PPDH hướng tới việc tích cực hóa hoạt động học tập của người học, chuyển người học từ vị trí đối tượng tiếp nhận thụ động sang chủ thể tự lực tìm kiếm, khám phá và vận dụng tri thức dưới sự định hướng, chỉ đạo của giáo viên.
Phương pháp nghiên cứu thực tế
- Phương pháp thu thập, hệ thống hoá, phân tích tài liệu: Nghiên cứu các chỉ thị, nghị quyết của Đảng, Nhà nước, Bộ Giáo dục và Đào tạo; các giáo trình, sách giáo khoa, sách giáo viên Địa lý THPT hiện hành; tài liệu hướng dẫn sử dụng các phần mềm tin học và xây dựng website.
- Phương pháp điều tra, quan sát: Thăm dò ý kiến cán bộ quản lý, GV và HS; phát phiếu điều tra về thực trạng ứng dụng CNTT&TT trong dạy học Địa lý; dự giờ các tiết dạy thực tế để thu thập dữ liệu định tính.
- Phương pháp sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông: Khai thác các phần mềm công cụ, phần mềm chuyên dụng và môi trường mạng Internet để thiết kế BGĐT, biên tập tư liệu và xây dựng cổng website hỗ trợ học tập.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành giảng dạy thực nghiệm tại các trường THPT thuộc 4 tỉnh, thành phố khu vực Đồng bằng sông Cửu Long; phân chia lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC) tương đương về trình độ để đối chiếu hiệu quả.
- Phương pháp toán thống kê: Ứng dụng lý thuyết xác suất và phần mềm thống kê chuyên dụng SPSS phiên bản 16.0 để xử lý số liệu điểm kiểm tra (tính điểm trung bình, độ lệch chuẩn, phương sai, tỉ lệ xếp loại điểm số) và thực hiện các kiểm định thống kê so sánh giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học Địa lý ở trường trung học phổ thông
Chương 1 tập trung xây dựng nền tảng lý thuyết và đánh giá thực trạng dạy học bộ môn, bao gồm các nội dung chính:
- Đổi mới phương pháp dạy học ở trường THPT: Trình bày định hướng đổi mới bám sát Luật Giáo dục năm 2005 và Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT. Mục đích đổi mới nhằm khắc phục lối truyền thụ một chiều, chuyển sang phương pháp dạy học tích cực, hình thành các năng lực giải quyết vấn đề, tự học và hợp tác. Xác định rõ các yêu cầu đối với học sinh, giáo viên và cán bộ quản lý.
- Phương pháp dạy học Địa lý theo hướng tích cực: Phân tích cấu trúc 3 nhóm phương pháp dạy học truyền thống của bộ môn Địa lý (nhóm phương pháp dùng lời, nhóm phương pháp sử dụng phương tiện trực quan, nhóm phương pháp thực hành). Phân tích sự chuyển dịch từ dạy học thụ động sang dạy học tích cực; vận dụng mô hình "thầy thiết kế, trò thi công" để tổ chức các hoạt động nhận thức của học sinh.
- Phương tiện, thiết bị dạy học trong dạy học Địa lý: Hệ thống hóa các quan niệm về thiết bị dạy học của Nguyễn Ngọc Quang, Branxki, Cao Xuân Nguyên, Nguyễn Dược. Phân tích vai trò của phương tiện nghe nhìn hiện đại và dẫn chứng sơ đồ gia tăng hiệu quả dạy học từ bảng phấn truyền thống đến đa phương tiện và Internet.
- Xu thế ứng dụng CNTT&TT trong giáo dục: Phân tích các bước phát triển của chính sách giáo dục tại Việt Nam từ Nghị quyết 49/CP (1993), Chỉ thị 58-CT/TW (2000), Quyết định 81/2001/QĐ-TTg, Chỉ thị 29/2001/CT-BGDĐT đến chủ trương "Năm học công nghệ thông tin 2008 - 2009" theo các công văn số 9584/BGDĐT-CNTT và 12966/BGDĐT-CNTT.
- Vai trò của CNTT&TT đối với giáo dục: Làm rõ các biến chuyển căn bản: thay đổi mô hình giáo dục (truyền thống, thông tin, tri thức), nâng cao chất lượng dạy học và kiểm định, phát triển các hình thức đào tạo từ xa và đào tạo trực tuyến (e-learning), thay đổi phương thức quản lý giáo dục qua mạng Internet. Khẳng định CNTT&TT là công cụ gia tăng giá trị lượng tin và mở rộng kênh tương tác đa chiều.
- Đặc điểm chương trình Địa lý THPT và tâm sinh lý nhận thức của HS: Trình bày đặc điểm chương trình Địa lý các lớp 10, 11, 12 cả chương trình chuẩn và nâng cao; phân tích đặc điểm tư duy trừu tượng, nhu cầu khám phá và khả năng tương tác công nghệ của học sinh lứa tuổi THPT.
- Thực trạng ứng dụng CNTT&TT vào dạy học Địa lý ở trường THPT: Đánh giá thực trạng thông qua các bảng số liệu điều tra:
- Bảng 1.5 về tình hình ứng dụng CNTT&TT trong dạy học Địa lý tại trường THPT: phản ánh mức độ trang bị thiết bị phần cứng, tần suất sử dụng phòng máy, máy chiếu và mức độ thành thạo phần mềm của giáo viên.
- Bảng 1.6 thống kê số liệu điều tra HS về việc học tập Địa lý với bài giảng điện tử (số lượng HS và tỉ lệ %): chỉ ra hứng thú của HS khi học với BGĐT, đồng thời chỉ rõ những điểm hạn chế khi GV trình chiếu quá nhanh hoặc lạm dụng văn bản trên slide.
Chương 2: Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông để xây dựng bài giảng điện tử và website hỗ trợ dạy học Địa lý ở trường trung học phổ thông
Chương 2 trình bày các giải pháp kỹ thuật sư phạm cụ thể và quy trình ứng dụng công nghệ:
- Nguyên tắc, yêu cầu và quy trình xây dựng bài giảng điện tử Địa lý:
- Xác định các đặc trưng riêng của bài giảng điện tử môn Địa lý: gắn liền với bản đồ, biểu đồ số liệu, hình ảnh địa hình cảnh quan và video các hiện tượng tự nhiên, kinh tế - xã hội.
- Các nguyên tắc sư phạm: đảm bảo tính khoa học, tính tư tưởng, tính trực quan, tính vừa sức và phát huy vai trò chủ thể nhận thức của học sinh.
- Các yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ: phông chữ rõ ràng, độ tương phản màu sắc hợp lý, không lạm dụng hiệu ứng hoạt hình gây phân tán chú ý, dung lượng tệp tin tối ưu.
- Quy trình 6 bước xây dựng BGĐT: từ xác định mục tiêu bài học, lựa chọn nội dung kiến thức, thu thập và xử lý tư liệu, thiết kế kịch bản sư phạm trên máy tính, thử nghiệm và đóng gói sản phẩm.
- Khai thác hệ thống phần mềm phục vụ dạy học Địa lý:
- Microsoft Word 2010: Hướng dẫn chuẩn hóa cấu trúc giáo án điện tử, chèn các lược đồ, bảng dữ liệu.
- Microsoft Excel 2010: Kỹ thuật xử lý bảng số liệu thống kê địa lý, tự động hóa vẽ các dạng biểu đồ (cột, tròn, đường, miền, kết hợp) phục vụ bài học Địa lý 12.
- Microsoft PowerPoint 2010: Thiết kế các slide tương tác, thiết lập liên kết (hyperlink), trình diễn sơ đồ và tích hợp các tư liệu đa phương tiện theo kịch bản sư phạm.
- Phần mềm Violet: Thiết kế các dạng bài tập củng cố tương tác: bài tập trắc nghiệm nhiều lựa chọn, bài tập ghép đôi, bài tập ô chữ, bài tập kéo thả chữ và bài tập điền khuyết.
- Phần mềm iMindMap: Ứng dụng xây dựng sơ đồ tư duy (SĐTD) để hệ thống hóa kiến thức bài học (như bài Dân cư Việt Nam, bài Sử dụng và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên trong Địa lý 12).
- Windows Movie Maker: Kỹ thuật cắt ghép, biên tập các đoạn video clip tư liệu về hiện tượng địa lý, lồng tiếng thuyết minh và ghi âm phục vụ bài giảng.
- Phần mềm GIS MapInfo Professional: Xây dựng bản đồ giáo khoa chuyên đề cấp tỉnh (như Bản đồ kinh tế tỉnh An Giang, Bản đồ dân số tỉnh An Giang) nhằm phục vụ dạy học địa lý địa phương và rèn luyện kỹ năng bản đồ.
- Encarta Reference Library 2009 và Internet: Phương pháp tìm kiếm, trích xuất dữ liệu bách khoa toàn thư, khai thác thông tin từ Wikipedia, YouTube, website của các cơ quan nghiên cứu và địa chỉ website Khoa Địa lý - ĐHSP Hà Nội.
- Thiết kế giáo án điện tử và tổ chức dạy học minh họa:
- Địa lý lớp 10: Thiết kế bài học ngành Giao thông vận tải (sử dụng phiếu học tập số 1, 2; video clip về phương tiện vận tải đường thủy, đường bộ; sơ đồ các nhân tố ảnh hưởng).
- Địa lý lớp 11: Thiết kế bài Hợp chủng quốc Hoa Kỳ (tiết 1 - Tự nhiên và dân cư; khai thác hệ thống bản đồ tự nhiên, video và câu hỏi trắc nghiệm tương tác trên Violet).
- Địa lý lớp 12: Thiết kế các bài học về Dân cư Việt Nam và Sử dụng, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên (kết hợp biểu đồ Excel, bản đồ chuyên đề và củng cố kiến thức bằng sơ đồ tư duy iMindMap).
- Xây dựng và hướng dẫn sử dụng website "Dạy và học địa lý THPT":
- Tên miền chính thức được tác giả thiết lập:
http://dayvahocdialy.net.
- Cấu trúc website bao gồm các chuyên mục: Banner trang web, chuyên mục Bài viết, chuyên mục Bài giảng điện tử, mục Giới thiệu sách, Liên kết web chuyên ngành, nhóm thông tin chuyên đề (Văn hóa, du lịch, sức khỏe, giáo dục, khoa học), cùng chức năng tải ảnh và tệp tư liệu dạy học trực tuyến.
- Hướng dẫn chi tiết quy trình khai thác cho GV (chia sẻ tài nguyên, tải bài giảng tham khảo) và HS (tự học, làm bài tập trực tuyến, tìm kiếm tư liệu học tập).
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Chương 3 trình bày việc kiểm chứng thực nghiệm tại cơ sở giáo dục phổ thông:
- Tổ chức thực nghiệm:
- Địa bàn và đối tượng: Triển khai tại 6 trường THPT thuộc 4 tỉnh, thành phố Đồng bằng sông Cửu Long (An Giang, Bến Tre, Cần Thơ, Kiên Giang). Tổ chức lựa chọn các cặp lớp tương đương về trình độ học lực để phân định thành nhóm Thực nghiệm (học với bài giảng điện tử và website hỗ trợ) và nhóm Đối chứng (học theo phương pháp truyền thống).
- Nội dung dạy thực nghiệm gồm 3 bài học cụ thể trong chương trình Địa lý THPT (Bài số 1, Bài số 2, Bài số 3).
- Phân tích kết quả thực nghiệm:
- Về mặt định tính: Quan sát lớp học ghi nhận HS ở các lớp thực nghiệm có tinh thần học tập hào hứng, tích cực tham gia thảo luận nhóm, chủ động trả lời câu hỏi và thực hiện các bài tập tương tác trên máy tính; kỹ năng đọc bản đồ, phân tích số liệu và tư duy tổng hợp kiến thức địa lý được thể hiện tốt hơn so với lớp đối chứng.
- Về mặt định lượng: Kết quả điểm kiểm tra sau mỗi bài thực nghiệm được thống kê và phân tích qua các bảng số liệu chuyên biệt:
- Bảng điểm và tỉ lệ điểm bài thực nghiệm số 1, 2, 3: Nhóm TN luôn đạt tỉ lệ điểm khá, giỏi cao hơn nhóm ĐC, tỉ lệ điểm yếu kém ở nhóm TN giảm rõ rệt.
- Các bảng tham số kiểm định kết quả kiểm tra (Bài số 1, Bài số 2, Bài số 3) và Bảng tổng hợp kết quả kiểm tra các lớp TN và ĐC: Điểm trung bình cộng ($\overline{X}$) của các lớp thực nghiệm cao hơn các lớp đối chứng một cách có ý nghĩa thống kê; độ lệch chuẩn ($S$) và hệ số biến thiên ($C_v$) ở nhóm thực nghiệm phản ánh độ phân tán điểm số thấp hơn, khẳng định tính ổn định của kết quả tiếp thu.
- Sử dụng SPSS 16.0 để tính toán kiểm định thống kê ($t$-test), xác nhận sự chênh lệch kết quả giữa lớp TN và ĐC là do tác động của biện pháp sư phạm ứng dụng CNTT&TT chứ không phải do ngẫu nhiên.
- Bảng tổng hợp mức độ hiệu quả khi GV dạy học với CNTT khẳng định các chỉ số đánh giá tích cực của giáo viên dự giờ.
- Khảo sát ý kiến đánh giá về trang web "Dạy và học địa lý THPT":
- Thống kê ý kiến đánh giá từ hai bảng số liệu:
- Bảng 3.19: Tổng hợp ý kiến giảng viên, GV đánh giá website
http://dayvahocdialy.net về giao diện, tính sư phạm, mức độ phong phú của tư liệu và khả năng hỗ trợ công tác soạn giảng.
- Bảng 3.20: Tổng hợp ý kiến HS đánh giá trang web về độ tiện dụng, hỗ trợ tự học, ôn tập kiến thức và tải dữ liệu học tập. Kết quả thu được phần lớn đánh giá ở mức tốt và phù hợp.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp về mặt lý luận
- Hệ thống hóa và làm sáng tỏ cơ sở lý luận của việc ứng dụng CNTT&TT trong dạy học Địa lý ở trường THPT theo định hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động và phát triển năng lực nhận thức của học sinh.
- Vận dụng quan điểm hệ thống, lý thuyết truyền thông tin và mô hình công nghệ dạy học ("thầy thiết kế - trò thi công") để xác định bản chất của quá trình dạy học Địa lý có máy tính và đa phương tiện hỗ trợ.
- Xác định hệ thống các nguyên tắc sư phạm, yêu cầu kỹ thuật và quy trình khoa học gồm các bước cụ thể để thiết kế bài giảng điện tử và bài tập tương tác môn Địa lý cấp THPT.
Đóng góp về mặt thực tiễn
- Hướng dẫn khai thác và phối hợp đồng bộ các phần mềm công cụ văn phòng và chuyên ngành (Word, Excel, PowerPoint, Violet, iMindMap, Windows Movie Maker, MapInfo Professional) phù hợp với mục tiêu và nội dung chương trình Địa lý 10, 11, 12.
- Thiết kế thành công các giáo án điện tử mẫu kèm hệ thống tư liệu số hóa, bản đồ chuyên đề và các bài tập trắc nghiệm tương tác cho các bài học điển hình ở cả 3 khối lớp THPT.
- Xây dựng và đưa vào vận hành website chuyên ngành hỗ trợ dạy học tại địa chỉ
http://dayvahocdialy.net, tạo môi trường lưu trữ, chia sẻ tài nguyên dạy học cho giáo viên và tự học cho học sinh.
- Kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các giải pháp đề xuất thông qua quy trình thực nghiệm sư phạm bài bản tại 6 trường THPT ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, được lượng hóa bằng các công cụ toán thống kê và phần mềm SPSS 16.0.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất
- Đối với các cấp quản lý giáo dục (Bộ, Sở, Phòng GD-ĐT): Cần tiếp tục đầu tư hoàn thiện cơ sở hạ tầng CNTT&TT tại các trường phổ thông (phòng học đa chức năng, máy chiếu, mạng Internet tốc độ cao); đẩy mạnh công tác quản lý giáo dục qua mạng; tổ chức các lớp tập huấn, bồi dưỡng kỹ năng ứng dụng CNTT&TT chuyên sâu theo đặc trưng bộ môn Địa lý cho giáo viên.
- Đối với nhà trường THPT: Cần có chính sách khuyến khích, động viên và đánh giá thỏa đáng đối với giáo viên tích cực đổi mới phương pháp dạy học bằng CNTT&TT; tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và trang thiết bị để giáo viên khai thác bài giảng điện tử; trang bị thêm các thiết bị ghi âm, máy quay, máy tính nối mạng.
- Đối với giáo viên bộ môn Địa lý: Cần chủ động tự học nâng cao trình độ tin học, tránh lối dạy trình chiếu hình thức "chiếu - chép"; kết hợp hài hòa phương tiện hiện đại với phương tiện trực quan truyền thống (bản đồ giấy, quả địa cầu); khai thác có chọn lọc nguồn tư liệu trên Internet và vận dụng linh hoạt các phần mềm để thiết kế hoạt động học tập tích cực cho học sinh.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế
Căn cứ vào phạm vi và nội dung do tác giả xác định trong văn bản:
- Luận án không đi sâu vào khía cạnh nghiên cứu kỹ thuật lập trình hay giải mã cấu trúc thuật toán chi tiết của các phần mềm tin học, mà chủ yếu dừng lại ở góc độ khai thác ứng dụng tiện ích sư phạm phục vụ bài học Địa lý.
- Địa bàn tiến hành thực nghiệm sư phạm và lấy ý kiến khảo sát mới được triển khai tập trung ở 6 trường THPT thuộc 4 tỉnh, thành phố khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (An Giang, Bến Tre, Cần Thơ, Kiên Giang), chưa có điều kiện mở rộng thực nghiệm trên diện rộng tại các vùng miền địa lý khác của cả nước.
Hướng nghiên cứu tiếp
- Tiếp tục mở rộng phạm vi thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT thuộc các vùng kinh tế - xã hội, vùng đồng bằng, miền núi và đô thị khác nhau nhằm khẳng định thêm tính phổ quát của quy trình sư phạm.
- Nâng cấp, bổ sung tính năng tương tác trực tuyến của website
http://dayvahocdialy.net (xây dựng các diễn đàn thảo luận trực tuyến, bài kiểm tra đánh giá trực tuyến có chấm điểm tự động cho học sinh).
- Nghiên cứu cập nhật các phần mềm công cụ, phần mềm thông tin địa lý (GIS) thế hệ mới và các ứng dụng di động hỗ trợ học tập phù hợp với sự phát triển của công nghệ và chương trình giáo dục phổ thông.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo hữu ích cho nhiều đối tượng trong nghiên cứu và thực hành giáo dục:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Sư phạm Địa lý: Có thể tham khảo cơ sở lý luận về công nghệ dạy học, quy trình thiết kế bài giảng điện tử, phương pháp luận nghiên cứu thực nghiệm sư phạm và kỹ thuật sử dụng phần mềm SPSS 16.0 để xử lý dữ liệu thực nghiệm giáo dục học.
- Giáo viên Địa lý tại các trường THPT: Là tài liệu thực hành trực tiếp với các hướng dẫn khai thác phần mềm Word, Excel, PowerPoint, Violet, iMindMap, Windows Movie Maker và MapInfo để thiết kế bài giảng, vẽ biểu đồ số liệu, thành lập bản đồ giáo khoa cấp tỉnh và biên tập tư liệu video phục vụ các bài dạy cụ thể ở lớp 10, 11, 12.
- Cán bộ quản lý giáo dục phổ thông (Hiệu trưởng, tổ trưởng chuyên môn, chuyên viên phụ trách bộ môn): Cung cấp cơ sở thực tiễn để định hướng chỉ đạo chuyên môn, đánh giá tiết dạy có ứng dụng CNTT&TT đúng yêu cầu sư phạm, tránh tình trạng lạm dụng máy chiếu hoặc trình chiếu mang tính đối phó.
Câu hỏi thường gặp
1. Luận án đã đề xuất và hướng dẫn khai thác những phần mềm cụ thể nào trong dạy học Địa lý THPT?
Văn bản trình bày và hướng dẫn khai thác cụ thể 7 phần mềm và công cụ:
- Microsoft Word 2010 (soạn giáo án điện tử).
- Microsoft Excel 2010 (xây dựng các dạng biểu đồ địa lý).
- Microsoft PowerPoint 2010 (thiết kế trình chiếu bài giảng).
- Violet (xây dựng các dạng bài tập trắc nghiệm, ô chữ, kéo thả chữ, ghép đôi).
- iMindMap (thiết lập sơ đồ tư duy để củng cố và hệ thống hóa bài học).
- Windows Movie Maker (biên tập, cắt ghép video clip và ghi âm thuyết minh tư liệu).
- MapInfo Professional (xây dựng bản đồ giáo khoa chuyên đề kinh tế, dân số).
Ngoài ra, tác giả còn hướng dẫn khai thác đĩa bách khoa toàn thư Encarta Reference Library 2009 và các cổng dữ liệu mạng như Google, Wikipedia, YouTube.
2. Mô hình giáo dục nào được tác giả phân tích và lấy làm định hướng cho việc đổi mới phương pháp dạy học?
Tác giả dẫn chiếu bảng phân loại 3 mô hình giáo dục thời đại thông tin từ Hội nghị Paris của UNESCO (tháng 10/1998):
- Mô hình truyền thống: Lấy người dạy làm trung tâm, người học thụ động, công nghệ cơ bản là bảng, TV, radio.
- Mô hình thông tin: Lấy người học làm trung tâm, người học chủ động, công nghệ cơ bản là máy vi tính cá nhân (PC).
- Mô hình tri thức: Lấy nhóm làm trung tâm, người học thích nghi, công nghệ cơ bản là máy tính kết hợp mạng Internet.
Luận án xác định mô hình tri thức là mô hình hiện đại nhất, định hướng cho việc chuyển từ dạy học truyền thụ kiến thức sang dạy học tích cực, tự học và hợp tác có sự hỗ trợ của mạng máy tính.
3. Website do tác giả xây dựng có tên miền là gì và bao gồm những chuyên mục nội dung nào?
Website do tác giả xây dựng có tên miền là http://dayvahocdialy.net (Dạy và học địa lý THPT). Cấu trúc nội dung gồm có:
- Banner trang web.
- Mục Bài viết và Bài giảng điện tử.
- Mục Giới thiệu sách và Liên kết web chuyên môn.
- Mục thông tin chuyên đề theo nhóm: Văn hóa, du lịch, sức khỏe, giáo dục, khoa học.
- Chức năng tải ảnh, tư liệu bản đồ và tệp bài giảng phục vụ cho giáo viên và học sinh.
4. Quá trình thực nghiệm sư phạm của luận án được tiến hành tại những cơ sở giáo dục nào?
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại 6 trường THPT thuộc 4 tỉnh, thành phố khu vực Đồng bằng sông Cửu Long:
- Tỉnh An Giang: Trường THPT Long Xuyên, Trường Thực hành Sư phạm – Đại học An Giang, Trường THPT Thủ Khoa Nghĩa, Trường THPT chuyên Thoại Ngọc Hầu.
- Tỉnh Bến Tre: Trường THPT chuyên Bến Tre.
- Thành phố Cần Thơ: Trường THPT Vĩnh Thạnh.
- Tỉnh Kiên Giang: Trường THPT Kiên Hải.
5. Phương pháp toán thống kê và công cụ nào đã được sử dụng để kiểm định kết quả thực nghiệm sư phạm?
Luận án sử dụng lý thuyết xác suất và toán thống kê giáo dục, áp dụng phần mềm chuyên dụng SPSS phiên bản 16.0 để tính toán các tham số: điểm trung bình cộng ($\overline{X}$), phương sai ($S^2$), độ lệch chuẩn ($S$), hệ số biến thiên ($C_v$) và thực hiện phép kiểm định giả thuyết thống kê ($t$-test). Dữ liệu này chứng minh kết quả học tập của các lớp thực nghiệm cao hơn các lớp đối chứng một cách có ý nghĩa thống kê.
Kết luận
Luận án tiến sĩ "Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học Địa lý ở trường trung học phổ thông" của tác giả Nguyễn Văn Tuấn là một công trình nghiên cứu chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Địa lý được thực hiện công phu và có cấu trúc chặt chẽ. Luận án đã hệ thống hóa cơ sở lý luận về dạy học tích cực và công nghệ dạy học, đề xuất quy trình xây dựng bài giảng điện tử và phối hợp nhiều công cụ phần mềm văn phòng, biên tập video, sơ đồ tư duy cùng hệ thống thông tin địa lý MapInfo. Đồng thời, tác giả đã thiết lập website chuyên ngành http://dayvahocdialy.net và kiểm chứng hiệu quả thực tiễn qua thực nghiệm sư phạm được xử lý bằng toán thống kê SPSS tại 6 trường THPT khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Công trình cung cấp hệ thống giải pháp sư phạm rõ ràng, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Địa lý trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông.
