Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Dạy học kĩ thuật số cho sinh viên sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:225

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục "Dạy học kĩ thuật số cho sinh viên sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức" trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức; Biện pháp dạy học Kĩ thuật số cho sinh viên sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Dạy học kĩ thuật số cho sinh viên sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN THỊ CÚC DẠY HỌC KĨ THUẬT SỐ CHO SINH VIÊN SƢ PHẠM KĨ THUẬT THEO LÍ THUYẾT TẢI NHẬN THỨC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN THỊ CÚC DẠY HỌC KĨ THUẬT SỐ CHO SINH VIÊN SƢ PHẠM KĨ THUẬT THEO LÍ THUYẾT TẢI NHẬN THỨC Chuyên ngành: Lí luận và PPDH bộ môn Kĩ thuật Công nghiệp Mã số: 9 14 01 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. NGUYỄN VĂN KHÔI 2. TS. VŨ XUÂN HÙNG HÀ NỘI - 2022
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các kết quả, số liệu được trình bày trong luận án là nghiên cứu của riêng tôi, chưa từng được tác giả công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Thị Cúc
ii LỜI CẢM ƠN Luận án này đƣợc thực hiện tại Khoa Sƣ phạm Kĩ thuật, trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội. Trong suốt quá trính nghiên cứu, dƣới sự quan tâm, tận tính hƣớng dẫn của tập thể phó giáo sƣ, tiến sĩ mà tác giả đã hoàn thiện đƣợc luận án của mính. Tác giả xin gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc đến hai thầy hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Khôi, TS Vũ Xuân Hùng. Để có thể hoàn thành đƣợc luận án phải kể đến sự quan tâm và tạo mọi điều kiện mọi mặt của Lãnh đạo và thầy cô giáo Khoa Sƣ phạm Kĩ thuật, trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội. Tác giả xin cảm ơn sâu sắc đến sự quan tâm và giúp đỡ của các thầy cô. Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn tới Lãnh đạo và đồng nghiệp khoa Sƣ phạm Kĩ thuật, trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Hƣng Yên đã luôn ủng hộ, động viên để tác giả yên tâm thực hiện luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn rất nhiều sự hỗ trợ quý báu về sự đóng góp và tạo điều kiện thuận lợi của Lãnh đạo và tập thể thầy cô Khoa Điện – Điện tử, trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Hƣng Yên trong quá trình xây dựng bài giảng và thực nghiệm sƣ phạm tại trƣờng. Cuối cùng, lời cảm ơn xin đƣợc gửi tới các nhà khoa học, gia đính và tập thể các anh chị học viên lớp nghiên cứu sinh khóa 36 đã quan tâm giúp đỡ, cổ vũ và động viên tác giả hoàn thành luận án.
iii MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN DẠY HỌC KĨ THUẬT SỐ THEO LÍ THUYẾT TẢI NHẬN THỨC................................. 7 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu về dạy học theo lí thuyết tải nhận thức.......................................................................................................... 7 1.1.1. Những nghiên cứu về lí thuyết tải nhận thức .................................. 7 1.1.2. Những nghiên cứu về dạy học theo lí thuyết tải nhận thức .......... 14 1.1.3. Những nghiên cứu về dạy học kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức... 16 1.1.4. Kết luận tổng quan và định hƣớng nghiên cứu của luận án.......... 19 1.2. Một số khái niệm cơ bản........................................................................ 20 1.2.1. Nhận thức ...................................................................................... 20 1.2.2. Tải nhận thức................................................................................. 20 1.2.3. Lí thuyết tải nhận thức .................................................................. 22 1.2.4. Dạy học ......................................................................................... 23 1.2.5. Dạy học theo lí thuyết tải nhận thức ............................................. 24 1.3. Lí luận về dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức ............... 25 1.3.1. Cơ sở tâm sinh lí của quá trình nhận thức .................................... 25 1.3.2. Nội dung dạy học, dấu hiệu nhận biết tải nhận thức và biểu hiện quá tải trong dạy học Kĩ thuật số .................................................... 29 1.3.3. Bản chất của dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức...... 31 1.3.4. Mô hình thiết kế dạy học kiểm soát tải nhận thức ........................ 32 1.3.5. Tiến trình thiết kế dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức ... 39 1.3.6. Nguyên tắc dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức ........ 42 1.4. Cơ sở thực tiễn dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức cho sinh viên đại học sƣ phạm kĩ thuật ....................................................... 44 1.4.1. Mục đìch, địa bàn, khách thể khảo sát .......................................... 44 1.4.2. Phƣơng pháp và kĩ thuật khảo sát ................................................. 44
iv 1.4.3. Nội dung điều tra........................................................................... 46 1.4.4. Phân tích kết quả ........................................................................... 46 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1................................................................................ 55 CHƢƠNG 2: BIỆN PHÁP DẠY HỌC KĨ THUẬT SỐ CHO SINH VIÊN SƢ PHẠM KĨ THUẬT THEO LÍ THUYẾT TẢI NHẬN THỨC ...... 57 2.1. Giới thiệu chƣơng trình Kĩ thuật số trong chƣơng trình đào tạo tại các trƣờng đại học Sƣ phạm Kĩ thuật.................................................... 57 2.1.1. Mục tiêu học phần Kĩ thuật số ...................................................... 57 2.1.2. Đặc điểm nội dung học phần Kĩ thuật số ...................................... 62 2.2. Tiến trình tổ chức dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức ..... 62 2.3. Biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức............... 65 2.3.1. Kiểm soát tải nhận thức bắt buộc thông qua việc tổ chức bài học thành các lớp nhiệm vụ học tập........................................................ 65 2.3.2. Giảm tải nhận thức ngoại lai thông qua sử dụng đa phƣơng tiện trong dạy học .................................................................................... 74 2.3.3. Kiểm soát tải nhận thức thông qua tổ chức dạy học ..................... 97 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2.............................................................................. 116 CHƢƠNG 3: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ...................................... 117 3.1. Mục đích và nhiệm vụ .......................................................................... 117 3.1.1. Mục đìch ..................................................................................... 117 3.1.2. Nhiệm vụ ..................................................................................... 117 3.2. Phƣơng pháp thực nghiệm .................................................................. 117 3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm ............................................................... 117 3.2.2. Nội dung thực nghiệm................................................................. 118 3.2.3. Tiến trình thực nghiệm................................................................ 118 3.2.4. Phân tích kết quả thực nghiệm .................................................... 121 3.3. Phƣơng pháp chuyên gia ..................................................................... 134 3.3.1. Chuẩn bị tài liệu xin ý kiến chuyên gia ...................................... 134 3.3.2. Nội dung tiến hành ...................................................................... 134
v 3.3.3. Đánh giá kết quả ......................................................................... 134 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3.............................................................................. 138 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................. 139 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.................................................................... 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 142 PHỤ LỤC .....................................................................................................1PL
vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ BH Bài học CNTT Công nghệ thông tin ĐHSPKT Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật GV Giảng viên SV Sinh viên
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các nghiên cứu và kĩ thuật đo lƣờng tải nhận thức .................... 12 Bảng 1.2. Yếu tố GV quan tâm đến khi dạy học Kĩ thuật số...................... 46 Bảng 1.3. Nội dung khó khăn cho sinh viên ............................................... 47 Bảng 1.4. Yếu tố gây tải nhận thức cho SV ................................................ 49 Bảng 1.5. Tiêu chí thiết kế dạy học thuận lợi cho hoạt động nhận thức .... 51 Bảng 1.6. Cách thức kiểm soát tải nhận thức cho sinh viên ....................... 53 Bảng 1.7. Tiêu chí trong hoạt động đánh giá .............................................. 54 Bảng 2.1. Ma trận đóng góp của học phần Kĩ thuật số và thực tập Kĩ thuật số vào mức độ đạt đƣợc chuẩn đầu ra ............................... 61 Bảng 2.2. Thể hiện nội dung đánh giá kết quả học tập của SV .................. 64 Bảng 2.3. Các nhiệm vụ học tập đƣợc xác định trong dạy học nội dung “Chƣơng 2: Đại số logic” ........................................................... 66 Bảng 2.4. Các nhiệm vụ học tập đƣợc xác định trong dạy học nội dung “Chƣơng 4: Các mạch logic tổ hợp” .......................................... 69 Bảng 2.5. Các nhiệm vụ học tập đƣợc xác định trong dạy học nội dung “Chƣơng 5: Các mạch logic dãy” ............................................... 71 Bảng 2.6. Kế hoạch tổ chức bài học hƣớng dẫn SV tự nghiên cứu .......... 100 Bảng 2.7. Kế hoạch tổ chức hƣớng dẫn SV sử dụng mô phỏng trên phần mềm chuyên ngành .......................................................... 104 Bảng 2.8. Kế hoạch tổ chức dạy học Bài học “Biểu diễn hàm logic” theo mô hình lớp học đảo ngƣợc .............................................. 110 Bảng 2.9. Kế hoạch tổ chức dạy học Bài học “Tối thiểu hoá hàm logic” theo mô hình lớp học đảo ngƣợc ................................... 113 Bảng 3.1. Kiểm định “Independent Samples T-test” về giá trị trung bính điểm kiểm tra đầu vào thực nghiệm ................................. 122 Bảng 3.2. Kiểm định “Independent Samples T-test” về giá trị trung bính điểm kiểm tra đầu ra của thực nghiệm ............................. 125 Bảng 3.3. Kết quả ý kiến phản hồi của SV ............................................... 126 Bảng 3.4. Giá trị trung bình ý kiến phản hồi của SV................................ 128
viii Bảng 3.5. Kiểm định “Independent Samples T-test” về giá trị trung bính điểm phản hồi của SV ...................................................... 130 Bảng 3.6. Kết quả đánh giá bài học đƣợc thiết kế theo lí thuyết tải nhận thức của chuyên gia ......................................................... 135 Bảng 3.7. Kết quả đánh giá cách thức tổ chức dạy học theo lí thuyết tải nhận thức của chuyên gia .................................................... 137
ix DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Biểu đồ thể hiện kết quả điểm đầu vào trƣớc thực nghiệm của 2 lớp TN và ĐC ............................................................... 121 Biểu đồ 3.2. Biểu đồ thể hiện kết quả điểm đầu vào sau thực nghiệm của 2 lớp TN và ĐC ............................................................... 123 Biểu đồ 3.3. Đồ thị tần suất kết quả đầu ra của 2 lớp TN và ĐC ........... 123 Biểu đồ 3.4. Đồ thị tần suất hội tụ tiến kết quả đầu ra ............................... 124 Biểu đồ 3.5. Biểu đồ mô tả giá trị trung bình kết quả phản hồi của SV .... 129
x DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Sự phát sinh, phát triển các cấu trúc nhận thức và cấu trúc trí tuệ (Jean Piaget) ..................................................................... 26 Sơ đồ 1.2. Mô hính các giai đoạn của quá trình xử lí thông tin .................. 28 Sơ đồ 1.3. Quá trình xử lì thông tin kĩ thuật ................................................ 30 Sơ đồ 1.4. Mô hình 4C (Van Merriënboer, 1997) ....................................... 33 Sơ đồ 1.5. Mô hình xử lí thông tin trong não bộ ......................................... 36 Sơ đồ 1.6. Tiến trình thiết kế dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức .................................................................................... 39 Sơ đồ 2.1. Sơ đồ xác định hoạt động dạy học dựa theo lí thuyết tải nhận thức .................................................................................... 97
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Các hệ thống truyền thông và điều khiển ngày càng đƣợc nâng cao chất lƣợng, không ngừng đƣợc thông minh hoá và hiện đại hoá trong bối cảnh của sự phát triển kỉ nguyên công nghệ số. Sự bùng nổ của các sản phẩm công nghệ cao ngày nay phần nhiều là kết quả của sự ra đời và phát triển của công nghệ kĩ thuật số và hệ thống thông tin số. Đặc biệt cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ đƣợc gọi là Công nghiệp 4.0. Công nghiệp 4.0 tập trung vào công nghệ kỹ thuật số. Tại các doanh nghiệp mọi hoạt động từ quản lì, sản xuất đã dần đƣợc chuyển đổi số; internet vạn vật (IoT) đã thâm nhập vào trong hầu hết công đoạn của quá trính sản xuất. Các lĩnh vực khác cũng đang trong quá trình đẩy mạnh áp dụng những thành tựu của sự biến đổi kĩ thuật số trong mọi hoạt động. Đặc biệt trong giáo dục đào tạo quá trính chuyển đổi số cũng đang diễn ra rất mạnh mẽ tại các nhà trƣờng. Điều này đã ảnh hƣởng đến hoạt động đổi mới phƣơng pháp dạy và học trong bối cảnh mới. Đổi mới phải hƣớng đến cụ thể, thiết thực các hoạt động để có kết quả cao nhƣ nội dung phải đƣợc đa dạng và mới mẻ, tài liệu học tập phải đƣợc trính bày đa dạng và phong phú để đáp ứng yêu cầu của các cấp bậc học và nhu cầu học tập suốt đời của mọi ngƣời; sự thay đổi trong dạy học phải phát huy tình chủ động, tìch cực, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của ngƣời học; hạn chế cách giảng dạy chỉ ghi nhớ máy móc, truyền thụ áp đặt một chiều làm ngƣời học thiếu sự chủ động trong kiến tạo kiến thức cho bản thân. Để ngƣời học kiến tạo tri thức cần phải tập trung dạy cách học, cách nghĩ, nâng cao chất lƣợng tự học, tạo cơ sở để ngƣời học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực. Trong bối cảnh sự phát triển của công nghệ, hính thức học tập ngày càng đa dạng không chỉ có dạy học trên lớp nhƣ trƣớc, và đặc biệt
2 phải nâng cao các hoạt động nghiên cứu khoa học, hoạt động xã hội, ngoại khóa. Và đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông là nhiệm vụ cấp thiết để nâng cao chất lƣợng trong dạy và học [4]. Kĩ thuật số thuộc khối kiến thức cơ sở ngành trong chƣơng trính đào tạo của khối ngành công nghệ kĩ thuật và sƣ phạm kĩ thuật tại các trƣờng đại học sƣ phạm kĩ thuật. Học phần nhằm trang bị kiến thức cơ bản về hệ thống số, cách biểu diễn các đại lƣợng bằng hệ thống số, nguyên tắc phân tìch, thiết kế các mạch số từ đó giúp ngƣời học nắm vững yếu tố nền tảng kĩ thuật trong các mạch số ứng dụng trong các thiết bị Điện, Điện tử, trang bị những nền tảng kiến thức để SV học các học phần chuyên ngành trong chƣơng trính đào tạo. Tuy nhiên trong học tập Kĩ thuật số SV còn khó khăn trong việc nắm vững các quy tắc biểu diễn đại lƣợng bằng hệ thống số, các định luật và mối quan hệ của đại số logic, các phƣơng pháp tối thiểu mạch logic, nguyên tắc hoạt động của các cổng logic và mạch logic, việc thiết kế mạch logic còn sai hoặc chƣa đảm bảo tối ƣu trong thiết kế mạch số. Nội dung của học phần có tình trừu tƣợng cao, mối quan hệ giữa các thành tố nội dung còn phức tạp gây ra tải nhận thức cao trong quá trính học tập cho SV. Chình ví vậy mà kết quả học tập Kĩ thuật số của SV còn thấp. Lì thuyết tải nhận thức là một nhánh phát tiển của lì thuyết nhận thức. Lì thuyết tải nhận thức là lì thuyết học tập nghiên cứu quá trính xử lì thông tin theo mô hính trì nhớ (bộ nhớ) và các loại tải nhận thức gây ra trong quá trình xử lì thông tin trong vùng trì nhớ làm việc để từ đó định hƣớng các tổ chức trong dạy học nhằm kiểm soát đƣợc tải nhận thức trong học tập của SV [44][45][55][56][62][67] [68][69][70][71][72][79][83]. Đổi mới phƣơng pháp dạy học góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học Kĩ thuật số theo cơ sở về tải nhận thức, cách thiết kế dạy học và tổ chức giảng dạy để kiểm soát tải nhận thức cho SV là rất cần thiết. Do đó tác giả đã lựa chọn đề tài luận án là “Dạy học Kĩ thuật số cho sinh viên sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức”.
3 2. Mục đích nghiên cứu Đề xuất tiến trình, biện pháp dạy học theo lí thuyết tải nhận thức để nâng cao hiệu quả trong dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật. 3. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật. 3.2. Đối tượng nghiên cứu Tiến trình, biện pháp dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức. 3.3. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu về nội dung: Tiến trình, biện pháp dạy học theo lí thuyết tải nhận thức đƣợc triển khai trong dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật. - Phạm vi nghiên cứu thực trạng: Phạm vi điều tra, khảo sát thực trạng dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức tại các trƣờng đại học sƣ phạm kỹ thuật: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Hƣng Yên, đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chì Minh, đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Vĩnh Long, đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Nam Định, đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Vinh. - Phạm vi thực hiện kiểm nghiệm sƣ phạm: Thực nghiệm tại trƣờng đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Hƣng Yên, triển khai dạy học một số nội dung điển hình để kiểm nghiệm tính khả thi của tiến trình và biện pháp dạy học theo lí thuyết tải nhận thức. 4. Giả thuyết khoa học Nếu kiểm soát đƣợc tải nhận thức của sinh viên sƣ phạm kĩ thuật trong quá trình học tập Kĩ thuật số thông qua tiến trình thiết kế và các biện pháp dạy học theo lí thuyết tải nhận thức thì sẽ đem lại hiệu quả và tác động tích cực trong dạy học Kĩ thuật số cho sinh viên sƣ phạm kĩ thuật.
4 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Xác định cơ sở lí luận và thực tiễn dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức. 5.2. Xây dựng tiến trình thiết kế và biện pháp dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức. 5.3. Thiết kế dạy học Kĩ thuật số theo tiến trình và biện pháp theo lí thuyết tải nhận thức. 5.4. Kiểm nghiệm đánh giá tình đúng đắn, hợp lí, khả thi của tiến trình, biện pháp dạy học một số nội dung Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1. Các phương pháp nghiên cứu lí luận Tác giả sử dụng các phƣơng pháp phân tích và tổng hợp, hệ thống hóa và phân loại các tài liệu lí luận ở trong và ngoài nƣớc về những lí thuyết học tập theo cơ sở của thuyết nhận thức và lí thuyết tải nhận thức; dạy học theo lí thuyết tải nhận thức; các tài liệu liên quan đến mô hình xử lí thông tin, mô hình thiết kế dạy học giảm tải nhận thức. Từ đó đƣa ra đƣợc tiến trình, nguyên tắc, bản chất và các biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức để phát triển cơ sở lí luận cho vấn đề nghiên cứu của luận án. 6.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Tác giả sử dụng phƣơng pháp điều tra bằng bảng hỏi và phỏng vấn GV để tìm hiểu thực trạng dạy học Kĩ thuật số dƣới góc độ lí thuyết tải nhận thức ở một số trƣờng ĐHSPKT. - Bên cạnh đó, tác giả sử dụng cả phƣơng pháp quan sát để tìm hiểu hoạt động dạy học Kĩ thuật số của GV trong các giờ lên lớp, môi trƣờng dạy học tại Khoa Điện – Điện tử ở Trƣờng ĐHSPKT Hƣng Yên. Từ đó xác định những biểu hiện quá tải của SV trong quá trình học tập học phần Kĩ thuật số.
5 - Để kiểm nghiệm các biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức cho SV sƣ phạm kĩ thuật tác giả đã sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm. - Những đánh giá của chuyên gia về chất lƣợng thiết kế các bài học minh họa trong đề tài là rất cần thiết, nhằm khẳng định chất lƣợng của các bài học đƣợc tiến hành thực nghiệm sƣ phạm, thông qua những đánh giá đó sẽ giúp tác giả đánh giá đƣợc tính cần thiết và tính khả thi của các biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức cho SV sƣ phạm kĩ thuật. Do đó phƣơng pháp chuyên gia cũng đƣợc tác giả sử dụng trong quá trình thực hiện đề tài. 6.3. Các phương pháp hỗ trợ khác - Sử dụng phần mềm MS.Excel để xử lí số liệu, thông tin về thực trạng dạy học Kĩ thuật số dƣới góc độ lí thuyết tải nhận thức ở một số trƣờng ĐHSPKT. - Xử lí số liệu thực nghiệm sƣ phạm theo kiểm định “Independent Samples T-test” trong SPSS. - Xử lí số liệu, thông tin từ phƣơng pháp chuyên gia bằng phần mềm MS.Excel. 7. Những đóng góp mới của đề tài 7.1. Về lí luận - Hệ thống lại cơ sở lí luận về mô hình trí nhớ, quá trình xử lí thông tin trong não bộ, các mô hình thiết kế dạy học. - Xác định cơ sở của các loại tải nhận thức, nguyên nhân gây tải trong quá trình học tập Kĩ thuật số của SV sƣ phạm kĩ thuật. - Xác định đƣợc tiến trình, biện pháp thiết kế và tổ chức dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức.
6 7.2. Về thực tiễn - Thiết kế một số nội dung và tổ chức dạy học học phần Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức ở trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Hƣng Yên. - Đánh giá tình khả thi và hiệu quả của bài học đƣợc thiết kế và tổ chức theo lí thuyết tải nhận thức. 8. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, cấu trúc của luận án gồm có các chƣơng sau: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức. Chương 2. Biện pháp dạy học Kĩ thuật số cho SV Sƣ phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức. Chương 3. Kiểm nghiệm và đánh giá.
7 CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN DẠY HỌC KĨ THUẬT SỐ THEO LÍ THUYẾT TẢI NHẬN THỨC 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu về dạy học theo lí thuyết tải nhận thức 1.1.1. Những nghiên cứu về lí thuyết tải nhận thức Cơ chế tâm lí của việc học đƣợc mô tả và giải thích bởi các lí thuyết học tập. Chính vì vậy nghiên cứu về các lí thuyết học tập là rất quan trọng trong việc đƣa ra cơ sở khoa học để nâng cao chất lƣợng dạy học. Trong những năm 1970 và 1980 bắt đầu có sự thay đổi đáng kể trong nhận thức và định nghĩa của việc học khi thuyết nhận thức ra đời, thuyết tập trung vào hoạt động tinh thần bên trong của tâm trì con ngƣời. Kiến thức có thể đƣợc xem nhƣ là sơ đồ hoặc công trình xây dựng tinh thần tƣợng trƣng. Các quá trình tƣ duy, trí nhớ, hiểu biết, và giải quyết vấn đề cần đƣợc khám phá để thấy đƣợc cơ chế của quá trình học tập. Quá trình học tập đƣợc xem nhƣ là quá trính xử lí thông tin. Ngƣời học học tập để thay đổi lƣợc đồ nhận thức của bản thân. Quá trình học tập đòi hỏi ngƣời học phải tham gia tích cực, chủ động và hành động có suy nghĩ. Những lí thuyết của thuyết nhận thức nhấn mạnh rằng học tập xảy ra từ trong ngƣời học [5][8]. Nhà tâm lí học ngƣời Thụy Sĩ J. Piaget, nhà tâm lí học Xô Viết Lev Vygotsky là những ngƣời khởi xƣớng các nghiên cứu và có nhiều công trình quan trọng đóng góp cho lì thuyết nhận thức. Những nghiên cứu của J.Piaget đã tập trung vào quá trình phát sinh, phát triển nhận thức theo những tiền đề sinh học, cơ chế sinh lí từ thuyết tiến hóa sinh học và logic học. Lev Vygotsky với lí thuyết phát triển nhận thức [26]. Tại Mĩ, các lí thuyết đã đƣợc phát triển mạnh mẽ trên cơ sở của thuyết nhận thức nhƣ: Lì thuyết kịch bản (Script Theory), R.Schank (1977)[95]; lí thuyết hiển thị thành phần (Component Display Theory), Merrill (1983)[90]; lí thuyết xây
8 dựng (Elaboration Theory) [86], Reigeluth, C. & Stein, F. (1983)[94]; lí thuyết mã hóa kép (Dual Coding Theory), Allan Paivio[91]; lí thuyết nhận thức về học tập đa phƣơng tiện (cognitive theory of multimedia learning), Mayer[89]. Các lí thuyết trên có đƣa ra nguyên tắc thiết kế dạy học theo cơ sở nghiên cứu quá trình xử lí thông tinh trong não bộ với nhiều nhận định khác nhau. Tuy nhiên các lí thuyết trên không tập trung vào các loại tải gây trong não bộ cụ thể là ở vùng trí nhớ làm việc trong quá trình học tập. John Sweller kế thừa nghiên cứu về “Mô hính của trí nhớ” đƣợc phát triển bởi Richard Atkinson và Richard Shiffrin kể từ năm 1968, mô hính “trì nhớ làm việc” bởi Alan Baddeley vào năm 1974 và lí thuyết lƣợc đồ (schema theory) của Barlett [44][45][53][81] để phát triển lí thuyết tải nhận thức (cognitive load theory). Atkinson và Schiffrin đã nhấn mạnh đến cấu trúc tự nhiên của trí nhớ: trí nhớ cảm giác (sensory memory), trí nhớ ngắn hạn (short-term memory) và trí nhớ dài hạn (long-term memory): (1) Trí nhớ cảm giác thời gian thông tin tồn tại trong vài giây hoặc phần giây trong vùng trí nhớ; (2) trí nhớ ngắn hạn thời gian thông tin tồn tại từ 15 đến 30 giây trong vùng trí nhớ; (3) trí nhớ dài hạn thông tin tồn tại nhiều năm và trong thời gian dài [46]. Alan Baddeley đề xuất mô hính “trì nhớ làm việc” thay cho trí nhớ ngắn hạn của Atkinson và Schiffrin. Mô hính ban đầu trí nhớ làm việc của Baddeley & Hitch bao gồm ba thành phần chính: Hệ điều hành trung ƣơng (central executive) hoạt động nhƣ một hệ thống giám sát và kiểm soát luồng thông tin từ nơi bắt đầu và đến các hệ thống chấp hành: vòng lặp âm vị học (phonological loop) và bảng phác thảo không gian (visuo-spatial sketchpad). Vòng ngữ âm lƣu trữ nội dung bằng lời, trong khi phác thảo không gian dành cho dữ liệu không gian. Cả hai hệ thống chấp hành chỉ hoạt động với chức năng lƣu trữ ngắn hạn. Năm 2000, Baddeley thêm một hệ thống chấp hành thứ ba vào mô hình của ông, bộ đệm lặp (episodic buffer)