Tóm tắt 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:28

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt 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" 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 sư phạm kĩ thuật. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt 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 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN THỊ CÚC DẠY HỌC KĨ THUẬT SỐ CHO SINH VIÊN SƯ 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 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2022
Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. NGUYỄN VĂN KHÔI 2. TS. VŨ XUÂN HÙNG Phản biện 1: PGS.TS. Mạc Văn Tiến Viện NCKH Giáo dục nghề nghiệp Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Trọng Khanh Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Quốc Cường Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội vào hồi …..giờ … ngày … tháng… năm 2022 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
1 MỞ ĐẦU
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Các hệ thống truyền thông và điều khiển ngày càng được nâng cao chất lượng, không ngừng được 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 tư được 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 lí, sản xuất đã dần được chuyển đổi số; internet vạn vật (IoT) đã thâm nhập vào trong hầu hết công đoạn của quá trình 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 trình chuyển đổi số cũng đang diễn ra rất mạnh mẽ tại các nhà trường. Điều này đã ảnh hưởng đến hoạt động đổi mới phương pháp dạy và học trong bối cảnh mới. Đổi mới phải hướng đến cụ thể, thiết thực các hoạt động để có kết quả cao như nội dung phải được đa dạng và mới mẻ, tài liệu học tập phải được trình 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 người; sự thay đổi trong dạy học phải phát huy tính chủ động, tích cực, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; hạn chế cách giảng dạy chỉ ghi nhớ máy móc, truyền thụ áp đặt một chiều làm người học thiếu sự chủ động trong kiến tạo kiến thức cho bản thân. Để người học kiến tạo trie thức cần phải tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực. Trong bối cảnh sự phát triển của công nghệ, hình thức học tập ngày càng đa dạng không chỉ có dạy học trên lớp như trước, và đặc biệt 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 lượng trong dạy và học Kĩ thuật số là học phần thuộc khối kiến thức cơ sở ngành trong chương trình đào tạo của khối ngành kĩ thuật và sư phạm kĩ thuật tại các trường đại học Sư phạm Kĩ thuật. Học phần nhằm trang bị kiến thức cơ bản về hệ thống số, cách biểu diễn các đại lượng bằng hệ thống số, nguyên tắc phân tích, thiết kế các mạch số từ đó giúp người học nắm vững yếu tố nền tảng kỹ thuật trong các mạch số ứng dụng trong các thiết bị Điện-Điện tử, là nền tảng kiến thức để SV học các học phần chuyên ngành trong chương trình đào tạo. Tuy nhiên trong học tập Kĩ thuật số SV còn khó khăn trong việc nắm vững các quy tắc biểu diễn đại lượng bằng hệ thống số, các định luật và mối quan hệ của đại số logic, các phương pháp tối thiểu mạch logic, nguyên tắc hoạt động của các cổng logic và mạch logic, việc thiết kế mạch logic còn sai hoặc chưa đảm bảo tối ưu trong thiết kế mạch số. Nội dung của học phần có tính trừu tượng cao, mối quan hệ giữa các thành tố nội dung còn phức tạp gây ra tải nhận thức cao trong quá trình học tập cho SV. Chính vì vậy mà kết quả học tập Kĩ thuật số của SV còn thấp.
2 Là một nhánh của lí thuyết nhận thức, lí thuyết tải nhận thức là một lí thuyết học tập nghiên cứu quá trình xử lí thông tin theo mô hình trí nhớ (bộ nhớ) và các loại tải nhận thức gây ra trong quá trình xử lí thông tin trong vùng trí nhớ làm việc để từ đó định hướng các biện pháp trong dạy học nhằm kiểm soát được tải nhận thức trong học tập của SV. Đổi mới phương pháp dạy học góp phần nâng cao chất lượng 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”. 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 sư phạm kĩ thuật. 3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học Kĩ thuật số cho SV sư phạm kĩ thuật. 3.2. Đối tượng nghiên cứu Tiến trình, biện pháp dạy học theo Kĩ thuật số cho SV sư 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 được triển khai trong dạy học Kĩ thuật số cho SV sư 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 trường đại học sư phạm kỹ thuật: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định, đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh, đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long. - Phạm vi thực hiện kiểm nghiệm sư phạm: Thực nghiệm 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 tại trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên. 4. Giả thuyết khoa học Nếu kiểm soát được tải nhận thức của sinh viên sư 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 sư phạm kĩ thuật. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Xác định cơ sở lí luận và thực tiễn dạy học Kĩ thuật số cho SV sư 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 sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức.
3 5.3. Thiết kế dạy học Kĩ thuật số theo tiến trình và biện pháp được đề xuất theo lí thuyết tải nhận thức. 5.4. Kiểm nghiệm đánh giá tính đúng đắn, hợp lí, khả thi của tiến trình, biện pháp dạy học một số nội dung Kĩ thuật số cho SV sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Các phương pháp nghiên cứu lí luận Phân tích và tổng hợp, phân loại, hệ thống hóa các tài liệu lí luận ở trong và ngoài nước 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 lí luận liên quan đến mô hình xử lí thông tin, mô hình thiết kế dạy học giảm tải nhận thức, từ đó đưa ra được tiến trình, nguyên tắc, đặc điểm và các biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức để phát triển cơ sở lí luận cho đề tài. 6.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp điều tra bằng bảng hỏi, phỏng vấn GV để tìm hiểu thực trạng dạy học Kĩ thuật số dưới góc độ lí thuyết tải nhận thức ở một số trường ĐHSPKT. - Phương pháp quan sát để tìm hiểu hoạt động dạy học Kĩ thuật số của GV trong các giờ lên lớp, quan sát môi trường dạy học tại Khoa Điện – Điện tử ở Trường ĐHSPKT Hưng Yên. Từ đó xác định những biểu hiện quá tải của SV trong quá trình học tập học phần Kĩ thuật số. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm các biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức cho SV sư phạm kĩ thuật. - Phương pháp chuyên gia để đánh giá tính cần thiết và tính khả thi của các biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức cho SV sư phạm kĩ thuật. Đánh giá của chuyên gia về chất lượng thiết kế các bài học minh họa trong đề tài nhằm khẳng định chất lượng của các bài học được tiến hành thực nghiệm sư phạm. 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 dưới góc độ lí thuyết tải nhận thức ở một số trường ĐHSPKT. - Xử lí số liệu thực nghiệm sư phạm theo kiểm định “Independent Samples T-test” trong SPSS. - Xử lí số liệu, thông tin từ phương 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.
4 - Xác định cơ sở của các loại tải nhận thức, nguyên nhân gây tải trong quá trình học tập Kĩ thuật số của SV sư phạm kĩ thuật. - Xác định được tiến trình, biện pháp thiết kế và tổ chức dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức. 7.2. Về thực tiễn - Thiết kế và tổ chức dạy học một số nội dung học phần Kĩ thuật số cho SV sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức ở trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên. - Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của bài học được 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 chương 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 sinh viên Sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức Chương 3. Kiểm nghiệm và đánh giá CHƯƠNG 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 kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức Trên cơ sở tìm hiểu các nghiên cứu về lí thuyết tải nhận thức, nghiên cứu về dạy học dựa trên lí thuyết tải nhận thức và nghiên cứu về dạy học kĩ thuật dựa trên lí thuyết tải nhận thức, có kết rút ra một số nhận định như sau: - Trên thế giới có nhiều nghiên cứu đóng góp vào sự phát triển lí thuyết tải nhận thức. Các nghiên cứu cũng đề xuất cách đo tải nhận thức của người học trong quá trình học tập. - Trên thế giới lí thuyết tải nhận thức được ứng dụng trong giảng dạy nhiều ngành nghề và cấp bậc học khác nhau. Những nghiên cứu này được kiểm nghiệm đánh giá cho thấy được hiệu quả của việc áp dụng lí thuyết tải nhận thức hướng vào giải quyết những vấn đề trong thiết kế dạy học để giảm tải cho người học. - Ở Việt Nam cũng có nhiều tác giả đã nghiên cứu về vận dụng các lí thuyết học tập vào dạy học các chuyên môn khác nhau ở các cấp bậc học. Trong đó cũng có nghiên cứu ứng dụng lí thuyết tải nhận thức vào trong dạy học, tuy nhiên số lượng nghiên cứu để chỉ rõ những ứng dụng trong dạy học dựa trên lí thuyết tải nhận thức chưa nhiều, đặc biệt chưa có nhiều và chưa có công trình
5 nào khai thác dưới góc độ của lí thuyết tải nhận thức để đưa ra tiến trình, biện pháp tổ chức giảng dạy Kĩ thuật số cho sinh viên sư phạm kĩ thuật. Là một nhánh phát triển của lí thuyết nhận thức, lý thuyết tải nhận thức quan niệm học tập là quá trình xử lí thông tin để giải quyết vấn đề; trong đó, bộ nhớ (trí nhớ) làm việc của người học chịu sức ép của 3 loại tải: Tải nhận thức bắt buộc (nội tại); Tải nhận thức ngoại lai (ngoại tại); Tải nhận thức lược đồ (cấu trúc). Như vậy, để dạy học dựa trên lý thuyết tải nhận thức cần làm rõ các vấn đề sau: (1) Quá trình xử lí thông tin, giải quyết vấn đề được thực hiện theo mô hình nào? (2) Trong thiết kế dạy học theo lý thuyết tải nhận thức có thể dựa trên các mô hình nào? (3) Dạy học dựa trên lý thuyết tải nhận thức như thế nào để người học thuận lợi trong quá trình xử lí thông tin? Đó là các vấn đề luận án quan tâm và giải quyết. 1.2. Một số khái niệm cơ bản 1.2.1. Nhận thức Có nhiều khái niệm “nhận thức” được diễn giải theo các cách khác nhau từ quan điểm triết học Mác-Lênin hay trong tâm lí học và khoa học nhận thức, các khái niệm đều chỉ ra nhận thức là quá trình xử lí xảy ra trong bộ não để con người nâng cao hiểu biết của bản thân về thế giới. Trong luận án nhận thức được hiểu là quá trình tiếp nhận, mã hoá và xử lí thông tin trong tâm trí khi người học tham gia quá trình học tập thông qua đó người học xây dựng kiến thức cho bản thân. 1.2.2. Tải nhận thức Từ khái niệm về “tải học tập là sức ép về vật chất và tinh thần do nhiệm vụ học tập đặt lên học sinh, nói cách khác đó là sức ép mà nhiệm vụ học tập đặt lên năng lực nhận thức của học sinh” của tác giả Thái Duy Tuyên và khái niệm tải nhận thức theo lí thuyết tải nhận thức, khái niệm quá trình xây dựng lược đồ nhận thức (schema construction) và tự động hóa lược đồ (schema automation) thì “tải nhận thức được định nghĩa là tổng số lượng các hoạt động trí óc đặt lên trí nhớ làm việc để thực hiện các nhiệm vụ học tập, tải đó được xác định bằng tổng tải nhận thức nội tại, tải nhận thức ngoại lai và tải nhận thức lược đồ”. 1.2.3. Lí thuyết tải nhận thức Lí thuyết tải nhận thức là một lí thuyết học tập dựa trên phân tích cấu trúc nhận thức của con người và quá trình xử lí thông tin trong não bộ với những nhận định: - Trí nhớ làm việc có giới hạn và có thể bị quá tải trong quá trình xử lí thông tin và nếu bị quá tải thì việc học, sự ghi nhớ và khả năng ứng dụng sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực.
6 - Nhận diện ba nguồn tải nhận thức xuất hiện khi người học thực hiện một nhiệm vụ học tập tác động lên trí nhớ làm việc. - Các loại tải nhận thức có thể khống chế thông qua thiết kế dạy học như: + Kiểm soát mức độ gây ra tải nhận thức bắt buộc bằng cách kiểm soát mức độ của nhiệm vụ học tập ở mức vừa sức người học. Nếu tải nhận thức bắt buộc do một nhiệm vụ phức tạp gây ra có thể được giảm bớt bằng cách chia nó thành các bước nhỏ hơn, đơn giản hơn để người học có thể hoàn thành một cách riêng lẻ. + Để giảm loại tải nhận thức ngoại lai khi thiết kế dạy học cần chú ý về cách trình bày thông tin và tổ chức các hoạt động học tập phù hợp. + Tăng tải nhận thức lược đồ sẽ đem lại hiệu quả học tập. 1.2.4. Dạy học Trong luận án thì dạy học được hiểu là quá trình cộng tác giữa thầy – trò; người thầy là người tổ chức, điều khiển việc học bằng cách tạo ra môi trường và những điều kiện dạy học để thúc đẩy quá trình lĩnh hội, tự giác, tích cực của người học nhằm hình thành và phát triển nhân cách. 1.2.5. Dạy học theo lí thuyết tải nhận thức Luận án xác định khái niệm dạy học theo lí thuyết tải nhận thức là quá trình tổ chức, điều khiển việc lĩnh hội tri thức của người học với mục tiêu kiểm soát được tải nhận thức của người học dựa trên phân tích cấu trúc nhận thức và quá trình xử lí thông tin trong quá trình học tập. 1.3. Lí luận về dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức 1.3.1. Cơ sở tâm sinh lí của quá trình nhận thức Dưới góc độ hoạt động sinh lí thuần kinh, bản chất của quá trình tổ chức dạy học, của hoạt động học tập là quá trình hình thành những phản xạ có điều kiện. a. Theo J.Piaget quá trình nhận thức đó là sự hình thành sơ đồ trí tuệ của cá nhân. Học là quá trình kiến tạo kiến thức riêng, kiến tạo thực tiễn của bản thân và cân bằng với môi trường. Tác động qua lại giữa sơ đồ hóa nội tại và cân bằng với môi trường – đồng hóa và điều ứng. Trong đồng hóa, các kích thích được chế biến cho phù hợp với sự áp đặt của sơ đồ đã có. Quá trình Điều ứng chủ thể buộc phải thay đổi sơ đồ cũ cho phù hợp với hoàn cảnh mới. Như vậy đồng hóa là tăng trưởng còn điều ứng là phát triển. b. Dựa trên mô hình trí nhớ của quá trình xử lí thông tin thì quá trình học tập là quá trình xử lí thông tin gồm ba bước cơ bản: Mã hóa, lưu trữ và truy xuất. Thông tin nhận được phải được chuyển qua ba vùng trí nhớ cơ bản trước khi nó có thể được lưu trữ và lấy ra. Ba trí nhớ cơ bản đó là: trí nhớ cảm giác, trí nhớ làm việc (trí nhớ ngắn hạn) và trí nhớ dài hạn: 1/trí nhớ cảm giác là nơi ghi nhớ những thông tin tác động vào cơ quan thị giác và thính giác. Trí nhớ tạm thời có thể ghi nhận một lượng thông tin rất lớn, nhưng chỉ giữ lại thông tin trong một giây hoặc phần giây. 2/Trí nhớ làm việc (trí nhớ ngắn hạn) có thể lưu
7 trữ từ 5, 7 hoặc 9 dữ liệu. Khả năng lưu trữ của trí nhớ này bị hạn chế. Ở trí nhớ làm việc xảy ra quá trình mã hóa (coding). 3/ Trí nhớ dài hạn là nơi lưu trữ thông tin dưới dạng các sơ đồ cấu trúc nhận thức và truy xuất những dữ liệu cần thiết khi thực hiện các nhiệm vụ. 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 Đối tượng nghiên cứu của Kĩ thuật số là hệ thống các vật thể kĩ thuật được thể hiện dưới dạng thông tin là: Các sự kiện (thông số kĩ thuật), khái niệm, nguyên lí (nguyên tắc), quá trình, qui trình và cấu trúc của hệ thống vật thể kĩ thuật. Khi tiếp cận các nội dung thông tin kĩ thuật sinh viên có thể xuất hiện các tải nhận thức như: Tải nhận thức nội tại đến từ sự phức tạp trong thành phần và đặc điểm trừu tượng của thông tin kĩ thuật; hoặc do SV không có đủ kiến thức, kinh nghiệm về đại số logic hoặc cách làm việc với các đối tượng kĩ thuật do đây là học phần cơ sở ngành và tích hợp nhiều kiến thức của đại số logic; Tải nhận thức ngoại lai chủ yếu tập trung đến hoạt động xử lí các tài liệu từ bên ngoài đưa vào; Tải nhận thức lược đồ là tải cần thiết trong quá trình học tập, nó được xác định chính là hoạt động xử lí thông tin để xây dựng thành các lược đồ nhận thức được lưu trữ trong vùng trí nhớ dài hạn. Biểu hiện quá tải thông qua hành vi trả lời hoặc các hành động bên ngoài của sinh viên như: Trả lời sai câu hỏi; vận dụng kiến thức vào giải quyết bài tập còn nhầm lẫn; không sử dụng được các thiết bị theo yêu cầu; không đề xuất được các phương án giải quyết vấn đề; không trình bày được đầy đủ kiến thức và trình bày không mạch lạc; không tham gia vào hoạt động học tập; thái độ ít tích cực, thiếu hứng thú… 1.3.3. Bản chất của dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức Bản chất của quá trình học tập theo lí thuyết tải nhận thức chính là quá trình xây dựng, lưu trữ và sử dụng các lược đồ nhận thức và quá trình dạy học dựa trên lí thuyết tải nhận thức với mục tiêu là kiểm soát tải nhận thức đảm bảo thuận lợi cho người học trong quá trình học tập. Do đó bản chất của quá trình dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức được xác định là: (1) Quá trình học tập là quá trình giải quyết các nhiệm vụ học tập từ đơn giản đến phức tạp để kiểm soát tải nhận thức bắt buộc ở mức vừa phải (2) Chiến lược phát triển tài liệu học tập đa phương tiện là cơ sở để giảm tải nhận thức ngoại lai (3) Luyện tập củng cố thông qua các bài tập sau mỗi lớp nhiệm vụ là quan trọng để tự động hoá lược đồ nhận thức. 1.3.4. Mô hình thiết kế dạy học kiểm soát tải nhận thức a. Mô hình thiết kế dạy học 4C Mô hình 4C (Four Components), mô hình bốn thành phần, dựa trên giả định rằng tất cả kiến thức của con người được lưu trữ trong các lược đồ nhận thức. Mô hình này hướng dẫn thiết kế dạy học dựa trên cả kiến trúc của con
8 người và nguyên tắc đa phương tiện để đảm bảo người học sẽ làm việc trong một môi trường có mục tiêu, hiệu quả và hấp dẫn. Cấu trúc của mô hình được thể hiện theo sơ đồ dưới đây: Sơ đồ 1.4. Mô hình 4C (Van Merriënboer, 1997) Theo mô hình thiết kế dạy học bốn thành phần xác định rõ công cụ và chiến lược nhận thức để điều khiển các hoạt động học tập ở đây chính là các nhiệm vụ học tập. Những thành phần để tác động giúp SV thực hiện nhiệm vụ được trình bày dưới dạng thông tin hỗ trợ, thông tin thủ tục để thuận lợi cung cấp thông tin cho SV khi thực hiện xử lí thông tin trong vùng trí nhớ làm việc không bị tràn. Để thực hiện quá trình tự động hoá lược đồ sẽ được thực hiện khi SV thực hiện từng phần của nhiệm vụ để tái hiện những kiến thức, kĩ năng trong từng lớp nhiệm vụ, từ đó càng thuận lợi cho việc lưu trữ thông tin trong vùng trí nhớ dài hạn. b. Mô hình thiết kế dạy học đa phương tiện Trong quá trình học tập tải nhận thức ngoại lai xuất hiện khi người học chịu ảnh hưởng bởi hiệu ứng phân tâm, hiệu ứng dư thừa: Hiệu ứng phân tâm là hiệu ứng xảy ra khi hai nguồn thông tin tách biệt được trình bày và giảng dạy phối hợp chung; Hiệu ứng dư thừa là hiện tượng xảy ra khi các nguồn thông tin “dư thừa” được trình bày với những thông tin chủ yếu cần thiết cho việc học tập. Trong khi người học có thể vẫn hiểu được khi để tách biệt một cách độc lập. Dựa trên mô hình này sẽ đưa ra các giải pháp trong thiết kế tài liệu khi trình bày thông tin đa phương tiện trong thiết kế các công cụ hỗ trợ hoạt động nhận thức của SV để giảm tải nhận thức thông qua giảm tải ngoại lai bằng cách giảm hiệu ứng phân tâm, hiệu ứng dư thừa.
9 Quá trình xử lí thông tin đa phương tiện được thể hiện qua mô hình sau: Sơ đồ 1.5. Mô hình xử lí thông tin trong não bộ Trong mô hình này tập trung trình bày quá trình xử lí bên trong của bộ não. Thông tin được trình bày dưới dạng từ ngữ, hình ảnh dược đưa vào cơ quan thính giác và thị giác và có quá trình xử lí của bộ nhớ cảm giác với kênh hình và kênh tiếng. Mỗi kênh trong hệ thống xử lí thông tin của con người có năng lực hạn chế, chỉ có một lượng xử lí nhận thức có giới hạn có thể diễn ra trong kênh nói ở bất kỳ thời điểm nào, và chỉ một số lượng hạn chế quá trình xử lí nhận thức có thể diễn ra trong kênh trực quan tại bất kỳ một thời gian. Quá trình học tập đòi hỏi một lượng đáng kể quá trình xử lí nhận thức diễn ra trong các kênh bằng lời nói và hình ảnh. Các quy trình này bao gồm sự chú ý đến tài liệu được trình bày, tổ chức tinh thần các tài liệu được trình bày thành một cấu trúc chặt chẽ và tích hợp các tài liệu được trình bày với kiến thức hiện có. 1.3.5. Tiến trình thiết kế dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức Dựa trên cơ sở phân tích của mô hình 4C, mô hình đa phương tiện trong thiết kế dạy học. Luận án đề xuất tiến trình thiết kế dạy học dựa trên lí thuyết tải nhận thức được sơ đồ hoá như sau: Sơ đồ 1.6. Tiến trình thiết kế dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức
10 1.3.6. Nguyên tắc dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức Phương pháp nhận thức của học phần Kĩ thuật số dựa trên cơ sở của phương pháp nhận thức khoa học kĩ thuật đó là: Tích hợp; định hướng vận dụng; quan hệ giữa mục đích với phương tiện. Trên cơ sở của bản chất của dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức và các nguyên tắc dạy học như: Đảm bảo tính khoa học và phù hợp với trình độ người học; đảm bảo tính hệ thống và thực tiễn; đảm bảo nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp; đảm bảo tính tương tác GV-SV; tăng cường tham gia hợp tác giữa SV-SV; đảm bảo tính vấn đề của dạy học. Luận án đề xuất các nguyên tắc của dạy học Kĩ thuật số cho SV sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức như sau: (1) Đảm bảo các giai đoạn nhận thức (2) Đảm bảo tính vừa sức trong học tập (3) Đảm bảo tính hợp tác trong dạy học (4) Tăng cường sự hỗ trợ của công cụ nhận thức (5) Phát triển kĩ năng tự học, tự nghiên cứu của SV 1.4. Cơ sở thực tiễn dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức cho sinh viên đại học sư phạm kĩ thuật 1.4.1. Mục đích, địa bàn, khách thể khảo sát 1.4.1.1. Mục đích Thu thập thông tin về dạy học Kĩ thuật số cho SV ở các trường ĐHSPKT theo lí thuyết tải nhận thức. 1.4.1.2. Địa bàn Trường ĐHSPKT Hưng Yên, ĐHSPKT Nam Định, ĐHSPKT TP Hồ Chí Minh, ĐHSPKT Vinh, ĐHSPKT Vĩnh Long là địa bàn nghiên cứu đại diện cho các miền của nước ta. 1.4.1.3. Khách thể khảo sát GV khoa điện – điện tử tại các trường ĐHSPKT. 1.4.2. Phương pháp và kĩ thuật khảo sát 1.4.2.1. Phương pháp khảo sát Các phương pháp sử dụng khảo sát: phương pháp điều tra bằng bảng hỏi, phương pháp quan sát, phương pháp phỏng vấn. 1.4.2.2. Kĩ thuật khảo sát - Điều tra bằng bảng hỏi GV. - Phỏng vấn một số GV có kinh nghiệm trong giảng dạy Kĩ thuật số tại trường ĐHSPKT Hưng Yên. - Phỏng vấn SV trong quá trình học tập Kĩ thuật số tại trường ĐHSPKT Hưng Yên. - Dự giờ ngẫu nhiên nhằm quan sát các hoạt động dạy học Kĩ thuật số để xác định biểu hiện quá tải của SV trong quá trình học tập.
11 1.4.3. Nội dung điều tra - Những yếu tố quan tâm của GV khi dạy học Kĩ thuật số - Dạng nội dung có thể gây khó khăn cho SV trong học tập Kĩ thuật số - Những yếu tố có thể gây tải nhận thức cho SV trong quá trình học tập Kĩ thuật số - Cách thức giúp kiểm soát tải nhận thức cho SV - Những tiêu chí khi thiết kế dạy học giúp SV thuận lợi trong quá trình học tập Kĩ thuật số - Những tiêu chí thường xuất hiện trong hoạt động đánh giá trong dạy học Kĩ thuật số 1.4.4. Phân tích kết quả - Có nhiều yếu tố gây quá tải nhận thức cho sinh viên trong quá trình học tập Kĩ thuật số như: hoạt động dạy học nghèo nàn tương tác giữa SV và GV; nguồn tư liệu trình bày thiếu tính hấp dẫn và tính liên kết; nội dung trừu tượng, hàn lâm; hoạt động dạy học thiếu các nguồn tư liệu phong phú; Sự không phù hợp của các hoạt động học tập với phong cách học tập của SV; Hoạt động dạy học nghèo nàn tương tác giữa các SV; hình thức thi/đánh giá chưa phù hợp với học phần. - Khi thiết kế dạy học Kĩ thuật số các GV quan tâm đến các yếu tố như: Chuẩn đầu ra của môn họ; Đối tượng người học (trình độ, sở thích, hứng thú, động cơ học tập, độ tuổi, giới tính, văn hoá vùng miền…); Đặc điểm nội dung kiến thức; Số lượng SV tham gia học tập; Thời lượng của bài học; Điều kiện cơ sở vật chất phục vụ học tập; Kinh nghiệm, kỹ năng của bản thân GV; Tài nguyên internet. - Cách thức giúp kiểm soát tải nhận thức cho sinh viên trong quá trình tổ chức dạy học Kĩ thuật số được GV đánh giá cao là: 1. Kết hợp đọc sách và nghe giảng; 2. Minh họa trực quan các thông tin trong sách bằng powerpoint hoặc công cụ thích hợp; 3. Yêu cầu SV sử dụng điện thoại/internet trong lớp học để tìm kiếm thông tin; 4. Khuyến khích thành lập nhóm tự học trong môn học. Tăng cường làm việc nhóm để SV chia sẻ kiến thức; 6. Hướng dẫn SV sử dụng internet để tìm kiếm mở rộng kiến thức; 6. Thiết lập các kênh liên lạc để sẵn sàng giải đáp thắc mắc cho SV (chẳng hạn như nhóm Facebook, Zalo, Skype, gmail, zoom). - Trong các nội dung nhận thức của học phần Kĩ thuật số, dạng nội dung học tập có thể khó khăn cho SV đó là các nội dung: Tính toán, thử nghiệm và thiết kế kĩ thuật; ngôn ngữ kĩ thuật; quá trình hoạt động/ nguyên lí kĩ thuật; phát triển ý tưởng thiết kế kĩ thuật; bảo dưỡng và sửa chữa kĩ thuật; chế tạo và vận hành kĩ thuật; qui trình kĩ thuật; cấu trúc/ cấu tạo kĩ thuật. - Tiêu chí khi thiết kế dạy học giúp sinh viên thuận lợi trong quá trình học tập Kĩ thuật số được sự đồng ý của các GV là: Liên kết với những kiến thức/ kinh nghiệm đã có của SV; sử dụng vốn kinh nghiệm đã có của người học là vật liệu xây dựng kiến thức mới; chia nội dung bài học thành các nhiệm vụ nhỏ phù
12 hợp với nhận thức của người học; chuyển hóa nội dung thành các tình huống/ nhiệm vụ/ công việc/ hoạt động cụ thể; sắp xếp các nhiệm vụ học tập thành các lớp nhiệm vụ từ đơn giản đến thức tạp; xác định thông tin hỗ trợ cần trình bày làm nền tảng cho mỗi lớp nhiệm vụ; xác định rõ các thủ tục/ quy trình giảng dạy để giúp người học hoàn thành nhiệm vụ học tập; dự phòng các phương án giảng dạy khác nhau để cung cấp thông tin hỗ trợ cho người học khi quá tải nhận thức; xác định thời điểm người học có thể bị quá tải nhận thức để cung cấp thông tin hỗ trợ cần thiết. - Đánh giá SV trong dạy học Kĩ thuật số cần xác định rõ các tiêu chí: Yêu cầu thành tích cao về điểm số học tập của SV; đòi hỏi sự cam kết trong học tập của SV; thu thập phản hồi về sự hài lòng của SV với bài học; đòi hỏi sự nỗ lực/ áp lực của SV khi thực hiện nhiệm vụ; thúc đẩy động cơ/ động lực học tập của SV. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Chương 1, tác giả nghiên cứu tổng quan vấn đề nghiên cứu và thấy rằng có nhiều nghiên cứu về dạy học kĩ thuật, dạy học kĩ thuật theo các lí thuyết học tập. Nhưng vấn đề dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức thì chưa có công trình nào đề cập đến. Từ đó, luận án đã xác định rõ các khái niệm nhận thức, tải nhận thức, lí thuyết tải nhận thức, dạy học, dạy học theo lí thuyết tải nhận thức. Tác giả thấy rằng các nghiên cứu lí thuyết tải nhận thức đã xác định và phân loại các loại tải nhận thức trong quá trình học tập theo cơ sở của mô hình trí nhớ và quá trình xử lí thông tin trong não bộ. Tác giả thấy các tải nhận thức trong dạy học Kĩ thuật số là do thành phần tương tác nội dung gây ra, những yếu tố tác động từ hoạt động giảng dạy, tài liệu học tập và cả nỗ lực để xây dựng các lược đồ nhận thức trong quá trình học tập tác động lên SV. Tải học tập là cần thiết để SV thực hiện quá trình xây dựng kiến thức cho bản thân, xong nhiều yếu tố gây tải ngoại lai lại đem lại tiêu cực cho SV trong quá trình học tập. Chính vì vậy việc tổ chức dạy học nhằm kiểm soát tải nhận thức phù hợp với SV là điều rất quan trọng, từ đó luận án đã phân tích sự phù hợp của hai mô hình thiết kế dạy học là mô hình 4C và mô hình học tập đa phương tiện làm cơ sở để thiết kế các bài học nhằm kiểm soát tải nhận thức trên cơ sở khống chế tải bắt buộc, giảm tải ngoại lai và tăng cường tải nhận thức lược đồ. Luận án đề xuất tiến trình dạy học bao gồm 6 bước: (1) Phân tích mục tiêu, (2) phân tích nội dung, (3) xác định chiến lược dạy học nhằm kiểm soát tải nhận thức, (4) thiết kế nhiệm vụ học tập, (5) thiết kế công cụ hỗ trợ nhận thức và (6) thiết kế công cụ đánh giá kết quả theo cơ sở của hai mô hình dạy học. Dựa trên kết quả khảo sát thực trạng dạy học Kĩ thuật số, tác giả thấy rằng trên thực tế GV đã quan tâm đến nhiều yếu tố khi dạy học và đặc biệt quan tâm đến trình độ đầu vào của SV. Bên cạnh đó Kĩ thuật số là học phần cơ sở ngành
13 kĩ thuật, các đối tượng kĩ thuật được thể hiện ở nhiều dạng khác nhau và các nội dung đó có tính trừu tượng, tính tích hợp cao và đó là nguyên nhân gây khó khăn cho SV khi tiếp nhận thông tin. Đồng thời những yếu tố nghèo nàn sự tương tác, thiếu sự hấp dẫn trong tài liệu học tập cũng là những nguyên nhân gây tải cao cho SV trong quá trình học tập. SV cũng có nhiều hình thức học tập đa dạng khác nhau xong qua phỏng vấn SV có thể thấy trên thực tế cách tổ chức dạy học của GV còn chưa thúc đẩy các hoạt động tích cực cho SV và tạo điều kiện thuận lợi để SV xây dựng kiến thức cho bản thân. Do đó để dạy học Kĩ thuật số có hiệu quả thì việc nghiên cứu các kĩ thuật thiết kế và tổ chức dạy học nhằm kiểm soát tải nhận thức là quan trọng. Đồng thời để tham khảo các ý kiến về các tiêu chí của bài học được thiết kế và tổ chức theo lí thuyết tải nhận thức của các GV để tác giả có cơ sở thực tiễn cho luận án. CHƯƠNG 2 BIỆN PHÁP DẠY HỌC KĨ THUẬT SỐ CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM KĨ THUẬT THEO LÍ THUYẾT TẢI NHẬN THỨC 2.1. Giới thiệu chương trình Kĩ thuật số trong chương trình đào tạo tại các trường đại học Sư phạm Kĩ thuật Kĩ thuật số là học phần thuộc khối kiến thức cơ sở ngành của các ngành kĩ thuật tại các trường đại học Sư phạm Kĩ thuật. Để có cơ sở vận dụng dạy học kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức, luận án sẽ nghiên cứu trường hợp chương trình Kĩ thuật số ở trường ĐHSPKT Hưng Yên. 2.1.1. Mục tiêu học phần Kĩ thuật số 2.1.2. Đặc điểm nội dung học phần Kĩ thuật số Đối tượng nghiên cứu của học phần Kĩ thuật số là các đối tượng kĩ thuật như các cổng logic, vi mạch logic, mạch số được chế tạo theo cơ sở của đại số logic, nền tảng xử lí tín hiệu điện dưới dạng số. Nộiv dung môn học là nền tảng để SV có kiến thức làm cơ sở học tập các học phần chuyên ngành. Các đối tượng kĩ thuật của học phần Kĩ thuật số được thể hiện dưới dạng nội dung là khái niệm, nguyên tắc, nguyên lí, quy trình. Các nội dung đó có đặc điểm: tính cụ thể, tính trừu tượng, tích tích hợp và tính thực tiễn. - Tính cụ thể được thể hiện ở các nội dung cấu tạo, hình ảnh và thao tác khi thực hành các cổng logic số, vi mạch, mạch số, chỉ thị của các tín hiệu số. - Tính trừu tượng thể hiện ở các nội nguyên tắc chuyển đổi mã trong hệ thống đếm, phương pháp biểu diễn hàm logic, phương pháp tối thiểu hàm logic, mối quan hệ logic giữa đầu ra khi tác động các tín hiệu đầu vào của các cổng logic, mạch logic. - Tính thực tiễn được thể hiện ở các nội dung thiết kế và tính toán được các
14 mạch số, lựa chọn được phương pháp tối ưu khi thiết kế mạch số bất kỳ từ đó đóng góp cải tiến các thiết bị điện tử sử dụng trong công nghiệp và dân dụng. - Tính tích hợp thể hiện trong mối quan hệ của các nội dung học tập với các chuyên môn về đại số logic, nội dung các công nghệ chế tạo vi mạch. Các đối tượng kĩ thuật có tính đa phương án được thể hiện ở nội dung có nhiều phương pháp để tối thiểu hoá hàm logic, có nhiều phương án để thiết kế các mạch số. Do đó trong học tập SV cần phát huy tư duy hệ thống hoá và có kiến thức vững vàng để tìm ra tính tối ưu trong phương án thiết kế để đảm bảo tính kinh tế trong thiết kế mạch số đáp ứng thực tiễn. 2.2. Tiến trình tổ chức dạy học học phần Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức Bước 1: Lập kế hoạch dạy học Bước 2: Triển khai dạy học Bước 3: Đánh giá, cải tiến 2.3. Biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức Trên cơ sở lí luật dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức, mục đích của dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức là kiểm soát tải nhận thức của sinh viên. Những chiến lược kiểm soát tải nhận thức phải dựa trên sự xuất hiện các tải đó trong quá trình học tập. Do đó luận án đề xuất ba biện pháp dạy học theo lí thuyết tải nhận thức như sau: 2.3.1. Kiểm soát tải nhận thức bắt buộc thông qua việc tổ chức bài học thành các lớp nhiệm vụ học tập Mục đích của biện pháp là kiểm soát tải bắt buộc thông qua dạy học định hướng hoạt động. Cách thức thực hiện biện pháp được xác định như sau: 1. Xác định nội dung học tập có các thành phần tương tác phức tạp. 2. Phân tích mục tiêu SV cần đạt được. 3. Chuyển hoá các nội dung học tập thành các nhiệm vụ cụ thể để xác định các hoạt động học tập SV cần thực hiện để nhận thức nội dung học tập. 4. Sắp xếp các nhiệm vụ học tập theo mức độ của quá trình nhận thức từ đơn giản đến phức tạp trong các lớp nhiệm vụ học tập. 5. Xác định phương tiện SV tương tác để giải quyết nhiệm vụ học tập. 6. Xác định những thông tin hướng dẫn kèm theo khi SV gặp khó khăn. 7. Xác định công cụ trình bày thông tin hướng dẫn. 8. Xác định công cụ tương tác với SV trong quá trình học tập. Luận án đã thiết kế được các lớp nhiệm vụ học tập cho sinh viên trong quá trình dạy học “Chương 2: Đại số logic”; “Chương 4: Các mạch logic tổ hợp”; “Chương 5: Các mạch logic dãy” 2.3.2. Giảm tải nhận thức ngoại lai thông qua sử dụng đa phương tiện trong dạy học Mục đích của biện pháp là áp dụng mô hình học tập đa phương tiện để trình bày tích hợp hình ảnh và văn bản phù hợp cho nội dung thông tin sẽ tránh
15 được hiệu ứng dư thừa, từ đó giảm tải ngoại lai trong quá trình thực hiện nhiệm vụ cho SV. Cách thức thực hiện biện pháp Luận án định hướng đến trình bày thông tin hỗ trợ sinh viên trong quá trình thực hiện nhiệm vụ cần sử dụng đến. Thông tin hỗ trợ được trình bày dưới dạng bài giảng điện tử, các thông tin được chọn lọc trình bày trong 1 slide phải đáp ứng đầy đủ và cô động nhất thông tin cần tiếp cận để thu thập một đơn vị thông tin một cách trọn vẹn. Thông tin thủ tục được trình bày trong các mẫu báo cáo hoặc gợi ý hướng dẫn khi thực hiện nhiệm vụ học tập. Để trình bày thông tin đảm bảo thuận lợi cho sinh viên trong quá trình nhận thức cần thực hiện theo các bước sau: 1. Phân tích nội dung 2. Xác định các thành phần nội dung dạy học 3. Lựa chọn thông tin trình bày đa phương tiện 4. Lựa chọn công cụ trình bày thông tin bài học, công cụ trình bày nhiệm vụ học tập 5. Thực hiện trình bày thông tin đa phương tiện trên công cụ công nghệ thông tin 6. Xác định thời điểm cung cấp thông tin đa phương tiện trong quá trình SV thực hiện nhiệm vụ 7. Đánh giá hiệu quả tương tác các hình ảnh đa phương tiện Trên cơ sở phân tích nội dung của môn Kĩ thuật số và lựa chọn công cụ trình bày, luận án đã lựa chọn công cụ powerpoint để trình bày nội dung thông tin hỗ trợ, sử dụng phần mềm chuyên ngành để minh hoạ các sơ đồ mạch logic để người học có thể tương tác được trong quá trình học tập để thuận lợi trong quá trình tiếp cận đến nội dung học tập. Đồng thời cũng thuận lợi cho giảng viên dễ dàng sử dụng để hướng dẫn sinh viên học tập trực tiếp hoặc trực tuyến. Luận án đã minh hoạ được cách trình bày nội dung thông tin “Chương 2: Đại số logic”; “Chương 5: Các mạch logic dãy”. 2.3.3. Kiểm soát tải nhận thức thông qua tổ chức dạy học Trên cơ sở của việc xác định các hoạt động tổ chức dạy học không phù hợp của GV cũng gây tải nhận thức cho SV trong quá trình học tập. Do đó luận án cũng hướng đến các biện pháp kiểm soát tải nhận thức cho SV khi tổ chức các hoạt động dạy học bằng các biện pháp cụ thể như: a. Tổ chức hướng dẫn tự nghiên cứu cho sinh viên đối với các nội dung học tập mà SV có kinh nghiệm Mục đích Giảm tải ngoại lai gây ra từ tác động của các hoạt động giảng dạy của GV đối với nội dung mà SV có kinh nghiệm để tự nghiên cứu, từ đó giảm tải nhận thức; nguồn lực nhận thức sẽ được sử dụng để tăng tải lược đồ bằng cách mở rộng nhiệm vụ nhận thức để ứng dụng của nội dung đó trong thực tế.
16 Nội dung và cách thực hiện biện pháp - Xác định nội dung học tập để tổ chức dạy học theo hình thức hướng dẫn tự nghiên cứu theo tiêu chí sau: 1) Nội dung đó có mối liên quan trực tiếp với nội dung SV đã được học trước đó; 2) Nội dung đó có mức độ tương tác thấp, nghĩa là số lượng các thành phần tương tác của nội dung đó cần ít các thao tác tư duy để nhận thức được nội dung đó; 3) Nội dung mang tính cụ thể, có thể thể hiện bằng các hình ảnh trực quan mà SV có thể tiếp cận dễ dàng. - Thiết kế bài học có cấu trúc 4 thành phần bao gồm: Nhiệm vụ học tập, thông tin hỗ trợ (bài giảng), thông tin thủ tục (hướng dẫn và gợi ý thực hiện nhiệm vụ học tập), bài tập luyện tập. - Chuẩn bị các điều kiện về cơ sở vật chất để triển khai các hoạt động tự nghiên cứu bao gồm: không gian phòng học, máy tính, máy chiếu, hệ thống mạng Internet, máy tính SV - Hoạch định các hoạt động học tập của SV, hoạt động hỗ trợ của GV theo các giai đoạn sau: Bước 1: GV giao nhiệm vụ học tập cho SV Bước 2: SV thực hiện nhiệm vụ Bước 3: GV và SV hệ thống kiến thức và đánh giá kết quả học tập Lựa chọn bài học điển hình dựa trên tiêu chí đã xác định là bài học “Tìm hiểu các cổng logic và vi mạch logic” thuộc chương 2: Đại số logic trong chương trình học phần Kĩ thuật số. Bài học được xác định các nhiệm vụ SV phải thực hiện, các thành phần thông tin trình bày trên bài giảng powerpoit, các gợi ý hướng dẫn SV thực hiện nhiệm vụ bằng văn bản, các bài tập để SV củng cố. Đồng thời tiến hành lập kế hoạch dạy học trên lớp theo hướng cho SV tự nghiên cứu. Luận án xác định rõ các công cụ để SV tự học chính là tương tác trên các đối tượng để tìm hiểu nội dung, xây dựng hiểu biết về các đối tượng từ đó hệ thống được kiến thức dưới dạng lược đồ. b. Tổ chức hướng dẫn SV sử dụng mô phỏng trên phần mềm chuyên ngành để khám phá các nội dung học tập trừu tượng Mục đích Kiểm soát tải nhận thức bắt buộc, giảm tải ngoại lai thông qua sự tích hợp kênh thị giác và thính giác để tăng lượng thông tin lưu trữ trong vùng trí nhớ làm việc trong cùng một thời điểm Nội dung và cách thức thực hiện - Phân tích nội dung học tập cần sử dụng phần mềm chuyên ngành mô phỏng + Phân tích các thành phần tương tác của nội dung học tập; + Phân tích mối quan hệ giữa các thành phần nội dung học tập; + Chọn phần mềm chuyên ngành mô phỏng đảm bảo SV dễ sử dụng và mô phỏng chính xác được các đối tượng trong nội dung học tập.
17 - Xây dựng mô phỏng cho các nội dung trừu tượng. - Thiết kế bài học sử dụng phần mềm chuyên ngành mô phỏng theo cấu trúc mô hình 4C bao gồm: Nhiệm vụ học tập, thông tin hỗ trợ, thông tin thủ tục, bài tập luyện tập cho SV sau mỗi lớp nhiệm vụ. - Xác định các giai đoạn tổ chức dạy học khi sử dụng phần mềm chuyên ngành mô phỏng với mục đích giảm tải đã xác định. Các giai đoạn sử dụng mô phỏng trên phần mềm chuyên ngành + Giai đoạn 1: GV sử dụng mô phỏng trên phần mềm để minh hoạ các nội dung trừu tượng. Mục tiêu giảm tải nhận thức cho SV qua hoạt động trực quan hoá các nội dung trừu tượng bằng video hướng dẫn của GV, hoặc hướng dẫn trực tiếp của GV trên đối tượng mô phỏng để tích hợp thông tin trình bày cho SV. Kết hợp sử dụng mô phỏng, hướng dẫn quan sát và đàm thoại để tạo điều kiện cho SV thuật loại tiếp nhận thông tin + Giai đoạn 2: SV sử dụng phần mềm để mô phỏng kiểm tra kết quả thực hiện các nhiệm vụ học tập để tăng cường hoạt động chuyển giao và tự động hoá lược đồ. Đặc điểm nội dung chương 5: Mạch logic dãy có đặc điểm trừu tượng và nội dung có các thành phần tương tác phức tạp. Do đó sẽ là nội dung phù hợp với định hướng sử dụng mô phỏng để giảm tải nhận thức. Luận án minh hoạ cách tổ chức hướng dẫn SV sử dụng mô phỏng trên phần mềm chuyên ngành đối với nội dung bài học “Chương 5: Mạch logic dãy”. c. Tổ chức dạy học theo mô hình đảo ngược tăng cường hoạt động thảo luận và luyện tập Mục đích Thúc đẩy hoạt động chuyển giao nhận thức bằng các hoạt động luyện tập, thảo luận từ đó sẽ tăng tải nhận thức lược đồ. Giảm tải nhận thức ngoại lai bằng cách thiết kế tài liệu tự học, tăng cường hoạt động tương tác của GV- SV, SV- SV để hỗ trợ hoạt động nhận thức của SV trong quá trình học tập. Nội dung và cách thức thực hiện - Phân tích lựa chọn nội dung phù hợp với hoạt động nhận thức của SV. Đó là nội dung học tập SV gắn với kinh nghiệm trước đó. Khối lượng thông tin lớn. Nội dung học tập có tính thực tiễn. - Thiết kế tài liệu tự học theo mô hình 4C để giảm tải nhận thức. - Thiết lập các công cụ hỗ trợ quá trình tự học của SV như nhóm zalo học tập giữa các SV trong nhóm, giữa các nhóm SV với GV. - Xác định các bài tập luyện tập và nội dung thảo luận để tăng cường hoạt động chuyển giao nhận thức. - Xác định kiểu mô hình lớp học đảo ngược phù hợp với mục tiêu tăng cường hoạt động thảo luận và luyện tập.