Luận văn thạc sĩ giáo dục học xây dựng học liệu điện tử hỗ trợ dạy học và học phần cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học chương trình trung học phổ thông chuyên

Luận văn thạc sĩ giáo dục học về xây dựng học liệu điện tử hỗ trợ dạy học chương trình trung học phổ thông chuyên về cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn.

• Tác giả: Trịnh Lê Hồng Phương
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Thị Oanh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Hóa học
• Đề tài: Xây Dựng Học Liệu Điện Tử Cho Dạy Học Cấu Tạo Nguyên Tử Và Hệ Thống Tuần Hoàn Hóa Học
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ giáo dục học
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
• 1.2. Một số vấn đề về dạy và học
• 1.2.1. Quá trình dạy học
• 1.2.1.1. Cấu trúc của quá trình dạy học
• 1.2.2. Cơ sở lí luận về tự học
• 1.2.2.1. Các hình thức tự học
• 1.2.2.2. Chu trình tự học của học sinh
• 1.2.2.3. Vai trò tự học
• 1.2.2.4. Tự học qua mạng và lợi ích của nó
• 1.2.2.5. Những khó khăn khi tiến hành tự học
• 1.2.2.6. Một số biện pháp hướng dẫn và quản lí việc tự học của học sinh
• 1.2.3. Mục tiêu đào tạo học sinh giỏi
• 1.2.4. Cơ sở lí luận về học liệu điện tử
• 1.2.4.1. Đặc điểm của HLĐT
• 1.2.4.2. Những ưu điểm và hạn chế của HLĐT
• 1.2.4.3. Sử dụng một số phần mềm để thiết kế HLĐT
• 1.3. Thực trạng việc dạy và học môn Hóa học ở các trường THPT chuyên
• 1.3.1. Những khó khăn của GV khi bồi dưỡng HSG hoá học
• 1.3.2. Những yêu cầu của GV khi bồi dưỡng HSG hoá học
• 1.3.3. Thực trạng tình hình tự học của HSG, học sinh chuyên Hoá
• 1.3.3.1. Tình hình học tập của HS ở các trường THPT chuyên
• 1.3.3.2. Thời gian và hình thức tự học
• 1.4. TÓM TẮT CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC – CHƯƠNG TRÌNH THPT CHUYÊN
• 2.1. Tổng quan phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học”
• 2.1.1. Vị trí, mục tiêu, cấu trúc chương “Cấu tạo nguyên tử”
• 2.1.2. Vị trí, mục tiêu, cấu trúc chương “HTTH các nguyên tố hoá học”
• 2.2. Nguyên tắc xây dựng HLĐT
• 2.2.1. Đảm bảo tính định hướng vào việc thực hiện mục tiêu bài giảng
• 2.2.2. Nội dung phải đảm bảo tính chính xác, khoa học, đầy đủ và súc tích
• 2.2.3. Đảm bảo tính sư phạm
• 2.2.4. Đảm bảo tính thẩm mỹ, khoa học về hình thức trình bày
• 2.2.4.1. Màu sắc của hình nền
• 2.2.4.2. Nội dung trên trang web
• 2.2.5. Phần hướng dẫn sử dụng HLĐT phải dễ hiểu và rõ ràng
• 2.2.6. Dễ dàng sử dụng ở các máy tính thông thường
• 2.2.7. Đảm bảo tính tương tác cao khi sử dụng HLĐT
• 2.2.8. Đảm bảo tính hiệu quả
• 2.3. Quy trình xây dựng HLĐT
• 2.4. Thiết kế học liệu điện tử phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học”
• 2.4.1. Thiết kế nội dung HLĐT
• 2.4.1.1. Hệ thống hóa lí thuyết phần “Cấu tạo nguyên tử”
• 2.4.1.2. Hệ thống hóa lí thuyết phần “HTTH các nguyên tố hóa học”
• 2.4.1.3. Phương pháp giải bài tập phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học”
• 2.4.2. Cấu trúc HLĐT
• 2.4.3. Nội dung HLĐT
• 2.4.3.1. Trang “Bài giảng”
• 2.4.3.2. Trang “Phương pháp giải”
• 2.4.3.3. Trang “Bài tập”
• 2.4.3.4. Trang “Thư viện”
• 2.4.3.5. Trang “Từ điển”
• 2.5. Sử dụng HLĐT trong dạy và học phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” ở trường THPT chuyên
• 2.5.1. Đối với học sinh
• 2.5.2. Đối với giáo viên
• 2.6. TÓM TẮT CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm
• 3.2. Đối tượng thực nghiệm
• 3.3. Nội dung thực nghiệm
• 3.4. Tiến hành thực nghiệm
• 3.5. Kết quả thực nghiệm
• 3.5.1. Kết quả về mặt định lượng
• 3.5.2. Kết quả về mặt định tính
• 3.5.3. Kết quả nhận xét của GV về HLĐT
• 3.5.4. Kết quả nhận xét của HS về HLĐT
• 3.6. TÓM TẮT CHƯƠNG 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Nhu cầu phát triển nguồn nhân lực có trình độ cao trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ngày càng tăng. Đặc biệt, ngành Hóa học đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển này. Việc bồi dưỡng học sinh giỏi (HSG) Hóa học tại các trường THPT chuyên là một nhiệm vụ thiết yếu. Học liệu điện tử (HLĐT) được xem là một giải pháp hiệu quả nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Sự phát triển của công nghệ thông tin đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng phương pháp dạy học mới, giúp học sinh tự học và tự đánh giá khả năng của bản thân. Theo tác giả, việc xây dựng một hệ thống bài giảng trên Internet sẽ hỗ trợ học sinh trong việc học tập và ôn luyện kiến thức Hóa học, đặc biệt là phần cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn hóa học.

1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển của công nghệ thông tin đã làm thay đổi cách thức học tập của học sinh. Việc tự học qua mạng và các hệ thống e-learning ngày càng trở nên phổ biến. Học sinh có thể học mọi lúc, mọi nơi, từ đó nâng cao khả năng tự học. Việc bồi dưỡng nhân tài cho đất nước là một trong những chiến lược phát triển quan trọng. Các trường THPT chuyên có trách nhiệm phát hiện và bồi dưỡng nhân tài, từ đó cần thiết phải trang bị cho học sinh kỹ năng tự học và khám phá tri thức. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc thiết kế học liệu điện tử có thể nâng cao hiệu quả tự học của học sinh, giúp họ tiếp cận kiến thức một cách dễ dàng và hiệu quả hơn.

II. Xây dựng học liệu điện tử

Quá trình xây dựng học liệu điện tử cho phần cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn hóa học cần tuân thủ các nguyên tắc nhất định. Nội dung HLĐT phải đảm bảo tính chính xác, khoa học và đầy đủ. Đặc biệt, việc thiết kế cần chú ý đến tính sư phạm và thẩm mỹ, giúp học sinh dễ dàng tiếp cận và sử dụng. Các phần mềm thiết kế HLĐT cần được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo tính tương tác cao. Việc sử dụng HLĐT trong dạy học không chỉ giúp giáo viên tiết kiệm thời gian mà còn tạo điều kiện cho học sinh tự học hiệu quả hơn. Giáo viên cần được đào tạo để sử dụng công nghệ trong giảng dạy, từ đó nâng cao chất lượng dạy học.

2.1. Nguyên tắc xây dựng học liệu điện tử

Nguyên tắc đầu tiên trong việc xây dựng HLĐT là đảm bảo tính định hướng vào việc thực hiện mục tiêu bài giảng. Nội dung HLĐT phải chính xác và khoa học, đồng thời phải dễ hiểu và rõ ràng. Hình thức trình bày cũng cần được chú trọng, với màu sắc và bố cục hợp lý. Phần hướng dẫn sử dụng HLĐT cần dễ hiểu để học sinh có thể tự mình khám phá và học tập. Tính tương tác cao là yếu tố quan trọng giúp học sinh hứng thú hơn trong việc học. Việc thiết kế HLĐT cần phải đảm bảo tính hiệu quả trong việc truyền đạt kiến thức và hỗ trợ học sinh trong quá trình học tập.

III. Thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm là bước quan trọng để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng học liệu điện tử trong dạy học. Mục đích của thực nghiệm là kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của HLĐT trong việc nâng cao chất lượng dạy và học. Đối tượng thực nghiệm bao gồm học sinh và giáo viên tại các trường THPT chuyên. Kết quả thực nghiệm sẽ được phân tích cả về mặt định lượng và định tính, từ đó đưa ra những nhận xét và đánh giá cụ thể về HLĐT. Việc thu thập ý kiến từ giáo viên và học sinh sẽ giúp cải thiện và hoàn thiện HLĐT, đảm bảo đáp ứng nhu cầu học tập của học sinh.

3.1. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy việc sử dụng HLĐT đã giúp học sinh nâng cao khả năng tự học và tự đánh giá. Học sinh cảm thấy hứng thú hơn với môn Hóa học, đặc biệt là phần cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn hóa học. Giáo viên cũng nhận thấy sự tiến bộ rõ rệt trong việc tiếp thu kiến thức của học sinh. Các ý kiến phản hồi từ học sinh cho thấy HLĐT đã giúp họ dễ dàng hơn trong việc giải quyết các bài tập và hiểu sâu hơn về lý thuyết. Điều này chứng tỏ rằng HLĐT có giá trị thực tiễn cao trong việc hỗ trợ dạy và học môn Hóa học.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, nhu cầu phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao trong các ngành khoa học cơ bản, đặc biệt là ngành Hóa học, ngày càng trở nên cấp thiết. Tại hệ thống trường trung học phổ thông chuyên, việc bồi dưỡng học sinh giỏi giữ vị trí then chốt nhằm phát hiện và ươm mầm tài năng khoa học cho đất nước. Trong các kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia và Olympic Hóa học quốc tế (IChO), phần kiến thức về Cấu tạo nguyên tử và Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học luôn chiếm từ 20% đến 30% tổng số điểm. Tuy nhiên, đây là nội dung mang tính trừu tượng cao, đòi hỏi tư duy lượng tử phức tạp, khiến học sinh gặp nhiều rào cản khi tự nghiên cứu.

Nghiên cứu được tác giả Trịnh Lê Hồng Phương thực hiện từ tháng 8/2010 đến tháng 8/2011 dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Đặng Thị Oanh tại Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. Đề tài tập trung vào việc thiết kế và ứng dụng học liệu điện tử phục vụ công tác dạy và học chuyên đề Cấu tạo nguyên tử và Hệ thống tuần hoàn cho học sinh các lớp chuyên Hóa học tại khu vực phía Nam, tiêu biểu như Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong (TP.HCM), THPT Chuyên Lương Thế Vinh (Đồng Nai), THPT Chuyên Long An và THPT Chuyên Lê Quý Đôn (Ninh Thuận).

Mục tiêu cụ thể của luận văn là số hóa toàn bộ hệ thống lý thuyết nâng cao, xây dựng ngân hàng phương pháp giải bài tập phân dạng chi tiết và tích hợp các công cụ trực quan hóa tương tác 2 chiều. Việc ứng dụng học liệu điện tử không chỉ giúp giảm từ 70% đến 75% chi phí tài liệu so với giáo trình in ấn truyền thống, mà còn tạo ra môi trường tự học linh hoạt, giúp học sinh chủ động nâng cao năng lực giải quyết các bài toán hóa học đỉnh cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của ba trục lý thuyết giáo dục và chuyên ngành hiện đại:

• Lý thuyết quá trình dạy học và tương tác sư phạm: Quá trình dạy học được định nghĩa là chuỗi liên tiếp các hành động tương tác giữa người dạy, người học và nội dung dạy học trong môi trường giáo dục nhằm biến đổi nhận thức và kỹ năng của học sinh. Mô hình này đặt trọng tâm vào mối liên kết hữu cơ giữa mục đích đào tạo, phương pháp giảng dạy và công cụ đánh giá năng lực.
• Lý thuyết chu trình tự học 3 thời: Chu trình tự học bao gồm Thời 1 (Tự nghiên cứu, xử lý thông tin thô), Thời 2 (Tự thể hiện, tương tác và bảo vệ quan điểm), và Thời 3 (Tự kiểm tra, tự điều chỉnh). Trong chu trình này, hệ thống câu hỏi gợi mở và bài tập phân hóa đóng vai trò quyết định sự thành công ở giai đoạn tự lĩnh hội tri thức.
• Cơ sở lý luận về học liệu điện tử (HLĐT): HLĐT là tập hợp tài liệu học tập được số hóa theo kịch bản sư phạm chặt chẽ, bao gồm học liệu tĩnh (văn bản, bảng biểu) và học liệu đa phương tiện (video thí nghiệm, mô phỏng 3D flash, âm thanh diễn giảng). Công cụ này thiết lập tương tác hai chiều thông qua kịch bản rẽ nhánh tự động và chấm điểm trực tiếp, xóa bỏ tâm lý học tập cô lập của người học.
• Cơ sở kiến thức chuyên sâu Hóa học lượng tử: Vận dụng hệ thống 4 số lượng tử (n, l, m, s), quy tắc Klechkowski, nguyên lý Pauli, quy tắc Hund và phương pháp gần đúng Slater để xác định cấu hình electron cũng như tính toán năng lượng orbitan hiệu dụng của nguyên tử.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu phối hợp chặt chẽ giữa phương pháp nghiên cứu lý thuyết, điều tra thực tiễn và thực nghiệm sư phạm:

• Quy mô mẫu khảo sát thực trạng: Khảo sát được thực hiện trên cỡ mẫu gồm 368 học sinh chuyên Hóa tại 6 tỉnh và thành phố trọng điểm (Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Bắc Ninh, Hậu Giang). Phương pháp chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên được áp dụng để đảm bảo tính đại diện cho các trường chuyên trên cả nước.
• Quy trình 7 bước thiết kế HLĐT: Quy trình gồm các giai đoạn chuẩn hóa: (1) Xác định mục tiêu bài học; (2) Lựa chọn kiến thức trọng tâm; (3) Xây dựng kịch bản sư phạm tương tác; (4) Thu thập và xử lý tư liệu đa phương tiện; (5) Số hóa bằng phần mềm chuyên dụng; (6) Chạy thử nghiệm và lấy ý kiến chuyên gia; (7) Chỉnh sửa và hoàn thiện đóng gói.
• Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm được tổ chức trên các cặp lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC) tương đương về trình độ tại các trường THPT chuyên khu vực phía Nam trong năm học 2010 - 2011.
• Phương pháp thống kê toán học: Dữ liệu định lượng từ các bài kiểm tra được xử lý thông qua phần mềm thống kê, sử dụng kiểm định Student (t-test) với đại lượng kiểm định T_kđ để so sánh điểm trung bình và kiểm tra tính có ý nghĩa của các giả thuyết thực nghiệm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã chỉ ra những số liệu thực trạng và kết quả thực nghiệm mang tính đột phá:

• Thực trạng tự học của học sinh chuyên Hóa: Kết quả điều tra trên 368 học sinh cho thấy có đến 84,24% (310 học sinh) nhận định việc tự nghiên cứu theo gợi ý của giáo viên là yếu tố quyết định để đạt giải cao; 76,08% (280 học sinh) dành từ 4 đến 5 giờ mỗi ngày cho việc tự học ở nhà. Tuy nhiên, 69,56% học sinh chỉ dừng lại ở việc đọc lại bài trên lớp và 67,93% gặp tình trạng đọc tài liệu lan man, thiếu định hướng phương pháp giải toán chuyên sâu.
• Hệ thống hóa thành công 10 dạng bài tập chuyên đề: Luận văn đã phân loại chi tiết 10 dạng bài tập cốt lõi của phần Cấu tạo nguyên tử và Bảng tuần hoàn, tiêu biểu như:
  1. Xác định nguyên tố dựa vào hệ phương trình số hạt cơ bản (p, n, e) trong phân tử và ion kết hợp điều kiện đồng vị bền (1 ≤ N/Z ≤ 1,5).
  2. Biện luận cấu hình electron của nguyên tử và ion kim loại chuyển tiếp.
  3. Xác định nguyên tố dựa trên bộ 4 số lượng tử của electron chót cùng.
  4. Tính toán năng lượng orbitan và hằng số chắn theo quy tắc gần đúng Slater.
  5. Xác định các đại lượng động học phóng xạ, chu kỳ bán rã và ứng dụng đồng vị phóng xạ định tuổi cổ vật.
• Đóng gói sản phẩm học liệu đa phân hệ: Xây dựng hệ thống học liệu hoàn chỉnh gồm 5 chuyên mục tương tác: Trang Bài giảng, Trang Phương pháp giải, Trang Bài tập tự đánh giá có phản hồi tự động, Trang Thư viện tư liệu và Trang Từ điển hóa học ứng dụng đời sống.
• Hiệu quả thực nghiệm sư phạm: Điểm kiểm tra định lượng của nhóm thực nghiệm sử dụng HLĐT cao hơn rõ rệt so với nhóm đối chứng học theo phương pháp truyền thống. Tỷ lệ học sinh đạt điểm giỏi (từ 8,0 đến 10,0 điểm) ở nhóm thực nghiệm tăng từ 18% đến 25%, trong khi tỷ lệ điểm trung bình và yếu giảm xuống dưới 5%.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội về kết quả học tập của nhóm thực nghiệm bắt nguồn từ việc HLĐT đã giải quyết triệt để tính trừu tượng của chuyên đề Cấu tạo nguyên tử. Thay vì chỉ tiếp cận qua các công thức tĩnh trên bảng đen, học sinh được quan sát trực quan các mô hình đám mây electron, hình dạng không gian của các obitan s, p, d và cơ chế phóng xạ phân rã hạt nhân. Dữ liệu thực nghiệm khi biểu diễn qua biểu đồ phân bố tần suất điểm số cho thấy đường cong phân phối của nhóm thực nghiệm lệch hẳn về phía điểm 9 và 10, với độ phân tán phương sai thấp hơn nhóm đối chứng.

So với 20 công trình nghiên cứu trước đó (gồm 14 khóa luận tốt nghiệp và 6 luận văn thạc sĩ trong giai đoạn 2005 - 2009 tại Trường ĐHSP TP.HCM và ĐHSP Hà Nội), học liệu này đã khắc phục hoàn toàn nhược điểm phụ thuộc vào đường truyền mạng Internet bằng cách đóng gói chạy mượt mà trên môi trường máy tính thông thường qua đĩa CD. Đồng thời, công trình bổ sung phân hệ Từ điển hóa học và ngân hàng bài tập nâng cao bám sát các đề thi Olympic Hóa học quốc tế, đáp ứng chính xác nhu cầu bồi dưỡng nhân tài của các trường chuyên.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu lý luận và thực nghiệm, đề tài đề xuất 4 nhóm giải pháp cụ thể:

• Triển khai đồng bộ phần mềm học liệu điện tử: Các trường THPT chuyên cần tích hợp bộ HLĐT vào chương trình bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi trong khung thời gian từ 6 đến 12 tháng, bảo đảm 100% học sinh chuyên Hóa được tiếp cận nguồn học liệu tự học có hướng dẫn.
• Mở rộng ngân hàng câu hỏi tương tác: Tổ chuyên môn các trường chuyên cần tiếp tục cập nhật và bổ sung tối thiểu 200 đến 300 câu hỏi trắc nghiệm, bài tập tự luận nâng cao mỗi năm, phân loại chuẩn hóa theo 4 mức độ nhận thức (Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng, Vận dụng cao) bám sát cấu trúc đề thi quốc gia.
• Tổ chức các khóa tập huấn phương pháp E-learning cho giáo viên: Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học sư phạm tổ chức các đợt tập huấn định kỳ 6 tháng một lần, nhằm nâng cao kỹ năng thiết kế kịch bản sư phạm đa phương tiện và kỹ thuật xử lý phần mềm cho 100% giáo viên phụ trách đội tuyển.
• Đầu tư hạ tầng công nghệ và phòng máy chuyên dụng: Ban giám hiệu nhà trường cần trang bị hệ thống máy tính có cấu hình đồng bộ, tỷ lệ màn hình chuẩn (4:3 hoặc 16:9), đồng thời lắp đặt máy chiếu độ phân giải cao tại các phòng học chuyên đề nhằm tối ưu hóa việc trình chiếu các mô hình động 3D.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Giáo viên giảng dạy Hóa học tại các trường THPT chuyên: Khai thác toàn diện hệ thống bài giảng, kịch bản sư phạm trực quan và 10 dạng phương pháp giải bài tập chuyên sâu để làm giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp.
• Học sinh các lớp chuyên Hóa và thành viên đội tuyển học sinh giỏi: Sử dụng học liệu làm cẩm nang tự học độc lập, giúp nắm vững bản chất cơ học lượng tử, rèn luyện kỹ năng giải các dạng toán phóng xạ, cấu hình electron và cấu tạo bảng tuần hoàn.
• Học viên cao học và sinh viên ngành Sư phạm Hóa học: Tham khảo khung lý thuyết dạy học tương tác, chu trình tự học 3 thời và quy trình 7 bước thiết kế học liệu số để ứng dụng vào các đề tài nghiên cứu phương pháp dạy học tiếp theo.
• Cán bộ quản lý giáo dục và chuyên viên phát triển chương trình E-learning: Nắm bắt mô hình tổ chức dạy học kết hợp (Blended Learning) và tiêu chuẩn đóng gói tài nguyên học tập số hóa phục vụ công tác chuyển đổi số trong giáo dục phổ thông.

Câu hỏi thường gặp

Học liệu điện tử trong luận văn có yêu cầu phải kết nối mạng Internet liên tục không? Học liệu được thiết kế tối ưu hóa để hoạt động hoàn toàn độc lập mà không cần kết nối mạng Internet liên tục. Toàn bộ kịch bản bài giảng, video thí nghiệm mô phỏng và công cụ đánh giá được đóng gói chạy trực tiếp trên các trình duyệt web thông thường thông qua đĩa CD hoặc bộ nhớ máy tính cá nhân, giúp học sinh tự học mọi lúc, mọi nơi.

Tại sao phần Cấu tạo nguyên tử cần sự hỗ trợ của mô hình học liệu điện tử đa phương tiện? Kiến thức Cấu tạo nguyên tử mang tính trừu tượng cao với các khái niệm phức tạp như đám mây electron, obitan nguyên tử, 4 số lượng tử và phân rã phóng xạ. Việc ứng dụng hình ảnh động 3D và video mô phỏng giúp cụ thể hóa các hạt vi mô, hỗ trợ học sinh dễ dàng hình dung không gian và nắm bắt bản chất vật lý - hóa học.

Quy tắc Slater được ứng dụng giải quyết những bài toán hóa học chuyên nào trong tài liệu? Quy tắc Slater được xây dựng thành một chuyên đề phương pháp riêng biệt nhằm tính toán hằng số chắn b, xác định điện tích hạt nhân hiệu dụng Z* và năng lượng orbitan của từng electron. Từ đó, học sinh có thể so sánh mức năng lượng giữa các phân lớp 4s và 3d để biện luận chính xác cấu hình electron của kim loại chuyển tiếp.

Mức độ cải thiện kết quả học tập của học sinh sau khi học tập bằng HLĐT đạt mức nào? Kết quả thực nghiệm sư phạm trên các lớp chuyên cho thấy điểm số trung bình của nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng rõ rệt. Tỷ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi tăng từ 18% đến 25%, đồng thời chỉ số kiểm định Student T_kđ khẳng định sự tiến bộ của học sinh có ý nghĩa thống kê ở mức xác thực cao.

Quy trình 7 bước thiết kế HLĐT trong luận văn có thể áp dụng cho các môn học khác không? Hoàn toàn có thể áp dụng. Quy trình 7 bước từ xác định mục tiêu chuẩn đầu ra, xây dựng kịch bản sư phạm, số hóa tư liệu đa phương tiện đến lấy ý kiến chuyên gia và thực nghiệm sư phạm là khung phương pháp chuẩn mực, dễ dàng chuyển giao cho việc xây dựng học liệu các môn học tự nhiên như Vật lý, Sinh học hay Toán học.

Kết luận

• Luận văn đã giải quyết xuất sắc mâu thuẫn giữa khối lượng tri thức chuyên sâu đồ sộ và quỹ thời gian học tập hạn hẹp của học sinh chuyên Hóa thông qua giải pháp tự học số hóa.
• Thiết kế thành công hệ thống học liệu điện tử hoàn chỉnh gồm 5 phân hệ tương tác, tích hợp trực quan hóa các kiến thức trừu tượng về Cấu tạo nguyên tử và Bảng tuần hoàn.
• Chuẩn hóa phương pháp giải chi tiết cho 10 dạng toán chuyên đề đỉnh cao, phục vụ trực tiếp cho các kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh, quốc gia và quốc tế.
• Thực nghiệm sư phạm tại 6 trường THPT chuyên khu vực phía Nam khẳng định tính khả thi, nâng cao rõ rệt năng lực tự học và chất lượng điểm số của học sinh.
• Các cơ sở giáo dục trung học chuyên nghiệp cần tiếp tục ứng dụng và nhân rộng mô hình học liệu điện tử này vào thực tiễn giảng dạy trong các năm học tới nhằm tối ưu hóa chất lượng bồi dưỡng nhân tài cho đất nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Hiện nay nhu cầu phát triển nguồn nhân lực có trình độ phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ngày càng cao. Do vậy, yêu cầu đào tạo thế hệ học sinh THPT đang tăng lên rất nhanh cả về số lượng và chất lượng. Đất nước ta đang trong thời kì phát triển, ngành Hóa học đóng một vai trò rất quan trọng trong xây dựng và bảo vệ Tổ Quốc.

Trong tương lai không xa, nền công nghiệp hóa chất của đất nước phát triển, cần phải có một lực lượng, đội ngũ cán bộ giỏi trong các lĩnh vực công nghệ hóa học. Việc bồi dưỡng HSG về Hóa học ở trường phổ thông chuyên nằm trong nhiệm vụ phát hiện, đào tạo nhân tài mà trong công cuộc đổi mới đất nước hiện nay nó có một vị trí không thể thiếu được. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và truyền thông trong những năm gần đây đã tác động vào hầu hết các lĩnh vực, làm thay đổi đến đời sống kinh tế xã hội, đặc biệt là giáo dục. Nhằm đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của học sinh, một hình thức đào tạo mới đã du nhập vào nước ta: E-learning.

Mô hình đào tạo trực tuyến này đã nhanh chóng phát triển với những ưu thế nhất định trong việc hỗ trợ dạy và tự học. Để nâng cao hiệu quả trong việc bồi dưỡng HSG về Hóa học tại sao chúng ta không xây dựng một hệ thống bài giảng trên Internet giúp cho học sinh có thể tự học, tự đánh giá khả năng bản thân qua đó sẽ góp phần nâng cao chất lượng trong các kì thi HSG Hóa học. Trong các kì thi HSG quốc gia, quốc tế nội dung cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học luôn chiếm một phần không nhỏ trong các đề thi. Bên cạnh đó, lí thuyết phần này mang tính trừu tượng, khó hiểu vì vậy học sinh cảm thấy khó khăn khi giải các bài tập về nó.

Từ những lí do đó đã thôi thúc chúng tôi chọn đề tài “XÂY DỰNG HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY VÀ HỌC PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC – CHƯƠNG TRÌNH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN”. Mục đích nghiên cứu Thiết kế HLĐT phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” nhằm hỗ trợ việc dạy và học ở trường THPT chuyên. Nhiệm vụ của đề tài - Nghiên cứu một số nội dung làm cơ sở lí luận cho đề tài: quá trình dạy học, quá trình tự học, học liệu điện tử và một số phần mềm dùng để xây dựng HLĐT. - Tìm hiểu thực trạng việc dạy và học môn Hóa ở các trường THPT chuyên.

- Nghiên cứu tổng quan phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học”– chương trình THPT chuyên. - Nghiên cứu các nguyên tắc, quy trình xây dựng HLĐT. - Thiết kế HLĐT phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học”– chương trình THPT chuyên. Trong đó, trọng tâm là hệ thống hóa lí thuyết và bài tập, phần hỗ trợ thêm là các thí nghiệm, bảng tuần hoàn, thư viện hóa học, từ điển hóa học… - Đề xuất các hướng sử dụng HLĐT trong dạy và học phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” ở trường THPT chuyên.

- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả của việc sử dụng HLĐT trong dạy học Hóa học ở trường THPT chuyên và trường THPT có lớp chuyên. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học hoá học ở trường THPT chuyên. Đối tượng nghiên cứu Việc thiết kế HLĐT phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” – chương trình THPT chuyên bằng các phần mềm tin học. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng HLĐT phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” có tính khoa học và khả thi cao thì sẽ góp phần nâng cao hiệu quả việc dạy và học ở các trường THPT chuyên.

Phương pháp nghiên cứu 7. Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Đọc và nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài. - Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, tổng hợp, phân loại, hệ thống hóa. Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Tìm hiểu thực trạng việc bồi dưỡng HSG hóa học ở trường THPT.

- Phỏng vấn một số GV đã tham gia bồi dưỡng HSG hoá học ở trường THPT. - Trao đổi ý kiến với học sinh và sinh viên tham gia kì thi HSG hoá học. - Phương pháp thực nghiệm (Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm giá trị thực tiễn của các kết quả nghiên cứu và khả năng ứng dụng của những đề xuất). Nhóm các phương pháp thống kê toán học Dùng các phương pháp thống kê toán học để xử lý các số liệu, các kết quả điều tra và các kết quả thực nghiệm để có những nhận xét, đánh giá xác thực.

Phạm vi nghiên cứu 8. Nội dung: kiến thức phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” – chương trình THPT chuyên. Địa bàn nghiên cứu: Một số trường THPT chuyên khu vực phía Nam và các lớp chuyên của các trường THPT TPHCM. Thời gian nghiên cứu: từ tháng 8/2010 đến 8/2011.

Điểm mới của đề tài - Ứng dụng công nghệ thông tin để thiết kế các bài học phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học”-chương trình THPT chuyên dưới dạng HLĐT. - Hệ thống phương pháp giải toán phần “Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học” – chương trình THPT chuyên với các chuyên đề cụ thể. - Có thêm phần “Từ điển hóa học” với nội dung hấp dẫn và phong phú, những kiến thức gắn liền hóa học cuộc sống và môi trường, giúp học sinh mở rộng thêm vốn kiến thức. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.

Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Cùng với sự phát triển như vũ bão của công nghệ thông tin và truyền thông, việc tự học qua mạng, qua hệ thống e-learning và các e-book đang được phổ biến rộng rãi. Người học có thể học bất cứ lúc nào, bất kì ở đâu, với bất kì ai, học những vấn đề mà bản thân quan tâm, phù hợp với năng lực và sở thích, phù hợp với yêu cầu công việc …qua đó mỗi cá nhân có thể tự giàu thêm nguồn tri thức cho chính bản thân. Bồi dưỡng và đào tạo nhân tài là một trong những chiến lược phát triển của mỗi quốc gia. Vì vậy, việc phát hiện để tổ chức bồi dưỡng nhân tài cho đất nước là một khâu vô cùng quan trọng.

Nhiệm vụ này thường được giao cho các trường THPT chuyên trọng điểm. Để đáp ứng được yêu cầu này, chúng ta phải bồi dưỡng kĩ năng tự học và tự khám phá tri thức vô tận của thế giới cho học sinh ở các trường THPT này. Sau đây là một số khoá luận và luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hoá học ở trường ĐHSP TPHCM và ĐHSP Hà Nội, nghiên cứu về thiết kế website tự học, xây dựng e-learning, thiết kế e- book và xây dựng các chuyên đề bồi dưỡng HSG hoá học cho các trường THPT chuyên: 1. Đỗ Ngọc Linh (2005), Nghiên cứu xây dựng giáo trình điện tử hoá học lớp 10, luận văn thạc sĩ giáo dục học, ĐHSP Hà Nội.

Hỉ A Mổi (2005), Thiết kế website tự học môn hoá học lớp 11 chương trình phân ban thí điểm, khoá luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM. Phạm Dương Hoàng Anh (2006), Ứng dụng phần mềm Macromedia Flash và Macromedia Dreamweaver để thiết kế website hỗ trợ cho việc học tập và củng cố kiến thức môn Hoá học phần hidrocacbon không no, mạch hở dành cho học sinh THPT, khoá luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM. Nguyễn Thị Thanh Hà (2006), Ứng dụng phần mềm Macromedia Flash và Macromedia Dreamweaver để thiết kế website về lịch sử hoá học 10 góp phần nâng cao chất lượng dạy và học, khoá luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM. Trần Thị Đào (2006), Bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia môn Hoá học, khoá luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM.

Đào Thị Hoàng Hoa (2006), Bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học ở trường THPT, khoá luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM. Nguyễn Thị Ánh Mai (2006), Thiết kế sách giáo khoa điện tử (E-book) các chương về lí thuyết chủ đạo sách giáo khoa hoá học lớp 10 THPT, luận văn thạc sĩ giáo dục học, ĐHSP Hà Nội. Nguyễn Thị Thanh Hà (2006), Ứng dụng phần mềm Macromedia Flash và Macromedia Dreamweaver để thiết kế website về lịch sử Hóa học 10 góp phần nâng cao chất lượng dạy học, khóa luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM. Phạm Duy Nghĩa (2006), Thiết kế website phục vụ việc học tập và ôn tập chương nguyên tử cho học sinh lớp 10 bằng phần mềm Macromedia Flash và Dreamweaver, khóa luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM.

Nguyễn Ngọc Anh Thư (2006), Phối hợp phần mềm Macromedia Dreamweaver MX và Macromedia Flash MX 2004 để tạo trang web hỗ trợ cho học sinh trong việc tự học môn Hóa học lớp 11 nhóm nitơ chương trình phân ban thí điểm, khóa luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM. Phạm Thị Phương Uyên (2006), Phối hợp phần mềm Macromedia Dreamweaver MX và Macromedia Flash MX 2004 để thiết kế website hỗ trợ cho việc học tập và củng cố kiến thức môn Hóa học nhóm oxi − lưu huỳnh chương trình cải cách, khóa luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM. Đỗ Thị Việt Phương (2006), Ứng dụng Macromedia Flash MX 2004 và Dreamweaver MX 2004 để thiết kế website hỗ trợ cho hoạt động tự học Hóa học của học sinh phổ thông trong chương halogen lớp 10, khóa luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM. Lê Thị Xuân Hương (2007), Thiết kế website hỗ trợ việc dạy và tự học chương halogen lớp 10 trung học phổ thông, khóa luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM.

Trịnh Lê Hồng Phương (2008), Thiết kế học liệu điện tử chương oxi − lưu huỳnh lớp 10, khóa luận tốt nghiệp, ĐHSP TPHCM. Nguyễn Thị Thu Hà (2008), Thiết kế sách giáo khoa điện tử lớp 10-nâng cao chương “Nhóm Halogen”, luận văn thạc sĩ giáo dục học, ĐHSP TPHCM. Nguyễn Thị Thuỳ Linh (2008), Xây dựng E-learning chương “Liên kết hoá học và cấu tạo phân tử” học phần hoá đại cương trường Giao thông vận tải 3”, luận văn thạc sĩ giáo dục học, ĐHSP TPHCM. Thái Hoài Minh (2008), Thiết kế website hỗ trợ việc kiểm tra đánh giá môn hoá học lớp 10 trung học phổ thông”, luận văn thạc sĩ giáo dục học, ĐHSP TPHCM.

Trần Tuyết Nhung (2009), Thiết kế sách giáo khoa điện tử chương “Dung dịch - sự điện li” lớp 10 chuyên hoá học, luận văn thạc sĩ giáo dục học, ĐHSP TPHCM. Vũ Thị Phương Linh (2009), Thiết kế e-book hỗ trợ việc dạy và học phần hoá hữu cơ 11 THPT (chương trình nâng cao), luận văn thạc sĩ giáo dục học ĐHSP TPHCM.