Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục: Thiết kế và sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Luận án nhằm đề xuất các bước vận lực tự học hóa học cho các học sinh ở các trường phổ thông. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của Luận án này.

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: Thiết kế và sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHAN HOÀI THANH THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRA CỨU KIẾN THỨC HÓA HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Hoá học Mã số: 9140111 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2020
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Cao Cự Giác Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường Địa điểm: Trường Đại học Vinh Thời gian: vào hồi …..giờ … ngày … tháng… năm 2020 Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc gia Việt Nam hoặc Thư viện Nguyễn Thúc Hào - Trường Đại học Vinh.
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Sự phát triển của khoa học công nghệ ngày nay đã tạo ra vô số các sản phẩm chất lượng cao cho xã hội nói chung và giáo dục nói riêng. Đòi hỏi mỗi quốc gia phải luôn sáng tạo, phải thích ứng kịp thời trước những chuyển biến không ngừng của cuộc sống và công nghệ. Nhằm giải quyết những thách thức đó, ngành Giáo dục và Đào tạo cần đi đầu và đảm nhận sứ mệnh nâng cao dân trí, phát hiện và bồi dưỡng nhân tài theo định hướng nâng cao giá trị chất xám. Phát triển năng lực (NL), đặc biệt là các năng lực tự học (NLTH) đang trở thành xu hướng trong đổi mới dạy học của nhiều nước trên thế giới. Với sự phát triển như vũ bão của công nghệ thông tin (CNTT), các thiết bị số phần nào đã đáp ứng được nhu cầu cho công tác dạy và học nói chung và bộ môn Hóa học nói riêng. Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đề xuất trong Chương trình phổ thông tổng thể thì NL ứng dụng tin học là một trong mười NL cốt lõi mà học sinh (HS) cần phải có được khi hoàn tất chương trình giáo dục phổ thông. Chính vì lẽ đó mà giáo viên (GV) cần hình thành và phát triển NL cũng như ứng dụng CNTT cho HS trong chính bộ môn của mình. Nhưng việc ứng dụng chính CNTT vào công tác dạy và học đặc biệt là quá trình tự rèn luyện, phát triển tư duy của HS còn hạn chế, chưa khai thác được thế mạnh của CNTT. Hóa học là một môn khoa học với dung lượng kiến thức lí thuyết và các dữ liệu thực nghiệm phong phú và đa dạng. Việc học để hiểu, nhớ và vận dụng chúng luôn là áp lực đối với đa số HS ở trường trung học phổ thông (THPT). Nếu có một phần mềm để tra cứu kiến thức và các dữ liệu thực nghiệm thì sẽ giúp cho HS thuận lợi trong việc vận dụng chúng để giải bài tập cũng như hoàn thành các nhiệm vụ học tập khác. Qua đó giúp HS phát triển NLTH nhờ việc ứng dụng học liệu điện tử và tạo hứng thú cho HS trong việc học tập hóa học. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Thiết kế và sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông”. 2. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu về cơ sở lí thuyết và ứng dụng của Microsoft (MS) Access và Visual Basic for Application (VBA) trong việc tạo các chương trình có ứng dụng trong dạy và học nói chung và dạy và học hoá học nói riêng. - Đóng góp về cơ sở lí luận và ứng dụng CNTT trong việc tạo các chương trình có ứng dụng trong dạy học hoá học và đặc biệt là NLTH, tự nghiên cứu của
2 HS ở trường THPT. - Nghiên cứu, đề xuất các bước vận dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học góp phần phát triển NLTH hóa học cho HS ở các trường phổ thông. 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu: ứng dụng CNTT trong việc dạy và học hoá học. 3.2. Đối tượng nghiên cứu: chương trình MS.Access và VBA; phần mềm tra cứu kiến thức hoá học; NLTH môn Hoá học của HS. 4. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu vai trò và ứng dụng của phần mềm tra cứu kiến thức hoá học đối với việc nâng cao NLTH, tự nghiên cứu môn Hoá học của HS ở các trường THPT. 5. Giả thuyết khoa học - Nếu nắm bắt được chương trình MS.Access và VBA thì sẽ tạo được các chương trình có ứng dụng trong dạy và học. - Nếu thiết kế được phần mềm “tra cứu kiến thức hóa học” và sử dụng phần mềm tra cứu kiến thức hoá học đã thiết kế hợp lí, hiệu quả thì sẽ phát triển được NLTH hoá học cho HS ở các trường phổ thông. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu về cơ sở lí luận và ứng dụng của Microsoft Access và Visual Basic for Application 6.2. Nghiên cứu về cơ sở lí luận và thực tiễn của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hoá học - Tìm hiểu khái niệm về CNTT và các khái niệm liên quan. - Điều tra thực trạng ứng dụng CNTT trong việc dạy và học hiện nay. 6.3. Xây dựng “Phần mềm tra cứu kiến thức hoá học” 6.4. Nghiên cứu về cơ sở lí luận về các phương pháp dạy học tích cực và năng lực tự học môn Hoá học của học sinh ở các trường phổ thông 6.5. Nghiên cứu, đề xuất cấu trúc năng lực tự học và bộ công cụ đánh giá năng lực tự học của học sinh ở các trường phổ thông thông qua phần mềm tra cứu kiến thức hóa học 6.6. Đề xuất các bước sử dụng phần mềm trong việc phát triển năng lực tự học hóa học cho học sinh: với 3 hình thức (trước, trong và sau khi lên lớp). 6.7. Thực nghiệm sư phạm: khẳng định tính hiệu quả và khả thi của đề tài. 7. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng các phương pháp nghiên cứu lí thuyết (phân tích, tổng hợp, phân
3 loại, hệ thống hóa), phương pháp thực tiễn (pháp điều tra, thực nghiệm sư phạm và phương pháp chuyên gia) và phương pháp thống kê toán học. 8. Điểm mới của luận án 8.1. Về lí luận - Tiếp cận và làm sáng tỏ lí luận về sử dụng CNTT nâng cao hiệu quả dạy học. - Xây dựng được hệ thống cơ sở lập trình ứng dụng và CSDL trong việc tạo các chương trình có ứng dụng bằng MS.Access và VBA. - Xây dựng, khai thác được hệ thống các phương pháp, phương tiện nhằm phát triển và hoàn thiện NLTH của HS đối với môn Hoá học. 8.2. Về thực tiễn - Đề xuất cấu trúc và nội dung NLTH hóa học của HS gồm 5 NL thành phần, 10 tiêu chí (TC) và mô tả chi tiết các TC theo 4 mức độ. - Thiết kế phần mềm tra cứu kiến thức hoá học điện tử. - Đề xuất các bước vận dụng phần mềm vào quá trình phát triển NLTH hóa học cho HS. - Giúp GV có thêm nguồn học liệu mở, tự cập nhật thông tin tùy vào mục đích sử dụng. - Triển khai ứng dụng trong dạy học hóa học nhằm phát triển NLTH của HS. 9. Cấu trúc tóm tắt của luận án Luận án gồm: mở đầu (6 trang), nội dung chính (129 trang, chia thành 3 chương) và kết luận, kiến nghị (2 trang). Ngoài ra, còn có danh mục chữ viết tắt, bảng, hình vẽ và sơ đồ, danh mục các công trình khoa học liên quan đến luận án đã công bố, tài liệu tham khảo và phụ lục.
4 Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH 1.1. Lịch sử về vấn đề nghiên cứu Qua nghiên cứu tài liệu trong và ngoài nước chúng tôi nhận thấy nhiều vấn đề ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) trong dạy học nói chung và môn Hóa học ở trường phổ thông nói riêng đã được thực hiện như nghiên cứu về hiệu quả của việc ứng dụng ICT trong dạy học, rào cản của việc ứng dụng ICT trong dạy học, các giải pháp để nâng cao hiệu quả ứng dụng ICT trong dạy học…, đã có một số công trình nghiên cứu về các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả ứng dụng ICT của GV cũng như HS. Tuy vậy vấn đề xác định NL ứng dụng ICT và đề xuất các biện pháp phát triển NL này cho HS ở trường THPT vẫn còn ít được quan tâm. 1.2. Đổi mới nền giáo dục Việt Nam - Xu hướng phát triển giáo dục ở Việt Nam: theo nhận định của tác giả Jacques Delors phân tích báo cáo của UNESCO, về giáo dục cho thế kỷ XXI, mô hình giáo dục thế giới của thế kỷ XXI dựa trên bốn trụ cột, đó là học để biết, học để làm, học để chung sống và học để làm người. Do tác động sâu rộng của khoa học và công nghệ, trong bối cảnh một thế giới bùng nổ thông tin và cạnh tranh để phát triển, lượng tri thức hàng ngày tăng lên gấp bội, trong đó kĩ thuật đa phương tiện là loại kĩ thuật đang được chú ý nhất. Theo đà phát triển của kĩ thuật đa phương tiện, một hình thức dạy học mới được hình thành - sự xuất hiện của hệ thống dạy học máy tính đa phương tiện. Kĩ thuật đa phương tiện sẽ làm thay đổi rất lớn giáo trình và giáo án. Giáo trình không chỉ vẻn vẹn là những cuốn sách in, mà còn là loại sách giáo khoa điện tử có đủ cả kênh chữ và kênh hình - Những định hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thông: chương trình và sách giáo khoa theo hướng phát triển NL tác động tích cực đến việc xác định mục tiêu giáo dục và tường minh hoá các mục tiêu đó bằng chuẩn đầu ra được mô tả bằng hệ thống các NL chung và NL chuyên biệt - Đổi mới phương pháp dạy học ở bậc THPT: đổi mới phương pháp dạy học đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận NL của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc HS học được cái gì đến chỗ quan tâm HS vận dụng được cái gì qua việc học.
5 1.3. Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy và học hoá học CNTT được ứng dụng trong dạy và học rất phổ biến hiện nay như: - Biên soạn giáo án, bài giảng điện tử. - Ứng dụng phần mềm tiện ích trong dạy và học. 1.4. Năng lực ICT của giáo viên và học sinh Nhiều nước trên thế giới đã và đang thực hiện các dự án phát triển giáo dục điện tử. Qua dự án, GV được bồi dưỡng kiến thức về công nghệ. Tại Việt Nam, hiện đã có nhiều cơ sở đào tạo được trang bị các hệ thống máy vi tính hiện đại, nhiều dự án xây dựng mạng máy tính kết nối các đơn vị giáo dục trên qui mô toàn quốc đang được triển khai. Tuy nhiên, cho đến nay nhiều đơn vị chưa tận dụng tối đa khả năng của các thiết bị tin học để sử dụng trong dạy học nhằm nâng cao hiệu quả và đổi mới phương pháp giảng dạy. Mục tiêu của ngành giáo dục là không ngừng đổi mới phương pháp dạy học và nâng cao chất lượng giáo dục ở tất cả các cấp học. Trong đó, ứng dụng CNTT trong dạy học đang được đẩy mạnh và nhân rộng trong toàn ngành hiện nay. Giáo dục định hướng phát triển NL nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng NL vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con người NL giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp. Chương trình này nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách chủ thể của quá trình nhận thức. Như vậy, dạy học định hướng phát triển NL chủ trương giúp người học không chỉ biết học thuộc, ghi nhớ mà còn phải biết làm thông qua các hoạt động cụ thể, sử dụng những tri thức học được để giải quyết các tình huống do cuộc sống đặt ra. Nói cách khác phải gắn với thực tiễn đời sống 1.5. Năng lực và năng lực tự học của học sinh với môn hóa học 1.5.1. Năng lực Trong luận án này, NL được đề cập là NL hành động hay NL thực hiện, được định nghĩa là “khả năng hành động có hiệu quả và có trách nhiệm các nhiệm vụ, công việc thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân dựa trên hiểu biết, kĩ năng, và thái độ (sự sẵn sàng hành động)” 1.5.2. Tự học - Khái niệm: TH là một giải pháp khoa học giúp giải quyết mâu thuẫn giữa khối lượng kiến thức đồ sộ với quỹ thời gian không nhiều khi học ở nhà trường. TH giúp tạo ra tri thức bền vững cho mỗi người bởi lẽ nó là kết quả của sự hứng
6 thú, sự tìm tòi, nghiên cứu và lựa chọn. - Vai trò: TH của HS có vai trò quan trọng đối với yêu cầu đổi mới giáo dục và đào tạo, nâng cao chất lượng đào tạo tại các trường phổ thông. Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa người học sẽ phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của người học trong việc lĩnh hội tri thức khoa học. Vì vậy, TH chính là con đường phát triển phù hợp với quy luật tiến hóa của nhân loại và là biện pháp sư phạm đúng đắn cần được phát huy ở các trường phổ thông. - Kĩ năng: gồm 3 nhóm kĩ năng: nhóm kĩ năng định hướng TH; nhóm kĩ năng thực hiện hoạt động TH; nhóm kĩ năng tự kiểm tra, đánh giá hoạt động TH. - Năng lực tự học: NLTH là một quá trình mà người học có khả năng tự thực hiện các hoạt động học tập, có thể cần hoặc không cần sự hỗ trợ của người khác, dự đoán được nhu cầu học tập của bản thân, xác định được mục tiêu học tập, phát hiện ra nguồn tài liệu, con người giúp ích được cho quá trình học tập, biết lựa chọn và thực hiện chiến lược học tập và đánh giá được kết quả thực hiện - Năng lực tự học hoá học: môn Hoá học hình thành, phát triển ở học sinh năng lực hoá học; đồng thời góp phần cùng các môn học, hoạt động giáo dục khác hình thành, phát triển ở học sinh các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung, đặc biệt là thế giới quan khoa học; hứng thú học tập, nghiên cứu; tính trung thực; thái độ tôn trọng các quy luật của thiên nhiên, ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững; khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân. 1.6. Dạy học định hướng phát triển năng lực Giáo dục định hướng phát triển NL nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng NL vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con người NL giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp. Chương trình này nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách chủ thể của quá trình nhận thức. Như vậy, dạy học định hướng phát triển NL chủ trương giúp người học không chỉ biết học thuộc, ghi nhớ mà còn phải biết làm thông qua các hoạt động cụ thể, sử dụng những tri thức học được để giải quyết các tình huống do cuộc sống đặt ra. Nói cách khác phải gắn với thực tiễn đời sống 1.7. Một số phương pháp dạy học phát triển năng lực người học Trong phạm vi luận án, chúng tôi đã phân tích một số phương pháp dạy học phát triển người học như: dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề; dạy học
7 phân hóa; sử dụng thí nghiệm trong dạy học; dạy học theo dự án; phương pháp dạy học WebQuest. 1.8. Thực trạng sử dụng công nghệ thông tin phát triển năng lực tự học cho học sinh ở trường THPT - Thực trạng về ứng dụng công nghệ thông tin: chúng tôi đã tiến hành điều tra 76 GV giảng dạy môn Hoá học ở các trường THPT trong nước. Qua số liệu thu được đưa ra một số kết quả: + Các trường được khảo sát chủ yếu là trường công lập không chuyên (đạt 3,9 điểm) và HS có học lực chủ yếu đạt chuẩn (chiếm 90,81%) trong đó loại Khá- Giỏi chiếm 36,36% (Theo số liệu xếp loại học lực). + Các trường phổ thông có hệ thống máy chiếu, phòng máy tính có chất lượng tốt nhưng mức độ quan tâm, khuyến khích việc ứng dụng CNTT của các trường phổ thông còn ở mức độ trung bình thấp và nhiều năm mới tổ chức hội thảo về ứng dụng CNTT trong dạy học được một lần. Đây rõ ràng là một rào cản lớn cho việc động viên các GV khai thác và ứng dụng CNTT vào công tác dạy học của mình. + Hầu hết các GV đều nhận định việc ứng dụng CNTT vào công tác giảng dạy là tích cực nhưng lại chỉ ứng dụng CNTT trong dạy học ở mức độ thỉnh thoảng và cũng chỉ muốn tham gia các lớp tập huấn khi được cử đi mà thôi. Điều này chứng tỏ việc ứng dụng CNTT trong giảng dạy của các GV đang tồn tại một rào cản trong chính bản thân các GV + Việc chuẩn bị một bài dạy có ứng dụng CNTT đối với GV khá chật vật nên được đánh giá khá-tốt cho các bài dạy là kết quả chính xác cho sự nỗ lực của GV. Tuy vậy, sự chuẩn bị của GV hầu như chỉ dừng lại ở việc soạn bài, tìm kiếm thông tin để trình chiếu cho HS và tập trung chủ yếu ở các tiết thao giảng chứ gần như chưa có sự sáng tạo trong việc tạo dựng đồ dùng dạy học. - Thực trạng về phát triển NLTH của HS ở các trường phổ thông: Chúng tôi đã tiến hành khảo sát ý kiến của 22 GV giảng dạy môn Hóa học và 237 HS ở các trường THPT trong nước. Qua số liệu thu được đưa ra một số kết quả: + 100% ý kiến của cả GV lẫn HS cho rằng cần duy trì và phát triển NLTH, tự nghiên cứu cho HS hàng ngày, và các GV đều đã tiến hành phát triển NLTH cho HS ở mỗi bài học. + Tuy rằng NL học tập của HS được đánh giá ở mức trung bình khá nhưng mức độ hoàn thành việc TH của HS tập trung chủ yếu ở việc ôn tập và vận dụng
8 kiến thức cũ và giảm mạnh tới mức độ vận dụng kiến thức mới. + Các nguồn tài liệu hiện nay rất phong phú nhưng cũng tập trung chủ yếu ở sách giáo khoa. + Việc phát triển NLTH của HS đã diễn ra một cách thường xuyên nhưng chủ yếu cũng chỉ tập trung vào việc ôn tập và vận dụng kiến thức cũ vào các phiếu học tập, sách giáo khoa và gần như không tự nghiên cứu và vận dụng được kiến thức mới. + Quá trình giao và kiểm tra công tác TH, tự nghiên cứu của HS được GV tiến hành đều đặn ở mỗi bài học, nội dung học nhưng sự tác động của nó hầu như chỉ tập trung ở việc ôn tập kiến thức cũ mà thôi. + Tuy rằng NL học tập còn hạn chế, việc TH, tự nghiên cứu còn chưa cao nhưng các em HS đã thấy được sự tác động lớn của việc TH, tự nghiên cứu nội dung tới các tiết học của mình ở trên lớp và đều cho rằng, việc phát triển NLTH của HS cần phải được triển khai và phát triển một cách thường xuyên theo từng bài, từng tiết, từng nội dung học tập. Tiểu kết chương 1 Chúng tôi đã tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước, hệ thống hóa cơ sở lí luận về NL và NLTH cho HS trung học phổ thông, điều tra thực trạng về việc ứng dụng CNTT và phát triển NLTH ở trường phổ thông. Đây là những cơ sở để chúng tôi đề xuất cấu trúc NLTH dành cho HS cũng như đề xuất các biện pháp, quy trình để phát triển NL này cho HS.
9 Chương 2 THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRA CỨU KIẾN THỨC HOÁ HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1. Thiết kế phần mềm tra cứu kiến thức hoá học 2.1.1. Mục tiêu của phần mềm 2.1.1.1. Mục tiêu, lựa chọn nội dung, ngôn ngữ lập trình và dữ liệu phần mềm Các nội dung hóa học cho quá trình thiết kế phần mềm bao gồm: tóm tắt lí thuyết căn bản đến nâng cao, các dạng bài tập hóa học cần thiết, các dữ liệu thực nghiệm hóa học cần tra cứu, các mô phỏng, video thí nghiệm, trắc nghiệm khách quan. Những nội dung này được thiết kế kiểu mã nguồn mở, giúp cho GV và HS có thể tự cập nhật thông tin trong quá trình dạy và học. Có nhiều ngôn ngữ lập trình để thiết kế phần mềm, tuy nhiên sau khi xem xét tính tiện ích của các ngôn ngữ lập trình, VBA và phần mềm quản lí cơ sở dữ liệu MS. Access (được đóng gói cùng các phần mềm khác trong bộ Microsoft Office) đã được lựa chọn để thiết kế phần mềm “Tra cứu kiến thức hóa học”. 2.1.1.2. Mục tiêu của phần mềm Mục tiêu của phần mềm “Tra cứu kiến thức hóa học” giúp HS phát triển NLTH hóa học ở trường Trung học phổ thông thông qua các hoạt động: - Tra cứu và cập nhật kiến thức hóa học từ cơ bản đến nâng cao theo nội dung, cấu trúc chương trình hóa học phổ thông và một số kiến thức liên quan đến ôn tập, bồi dưỡng HSG hóa học. - Tra cứu và cập nhật các dữ liệu thực nghiệm sử dụng để giải bài tập TH như % đồng vị, các thông số nhiệt động, tích số tan, hằng số axit/bazơ, thế khử chuẩn,…. - Xem, quan sát và cập nhật các video thí nghiệm minh họa, thực hành các thí nghiệm mô phỏng, qua đó rút ra kiến thức và kĩ năng cơ bản khi tiến hành thí nghiệm thực trong phòng thí nghiệm hóa học. - Thực hành giải và cập nhật các dạng bài tập hóa học từ định tính đến định lượng, từ mức độ dễ đến khó. Từ đó hình thành các kĩ năng giải bài tập hóa học ở trường Trung học phổ thông. - Tự ôn tập, kiểm tra, đánh giá kiến thức và kĩ năng trong quá trình tự học của bản thân theo từng chủ đề/bài học được thiết kế trong phần mềm. Qua đó xác định được NLTH của bản thân đang ở cấp độ nào để tiếp tục có những điều chỉnh
10 phù hợp nhằm đạt được mục đích học tập. 2.1.2. Nguyên tắc và quy trình xây dựng phần mềm 2.1.2.1. Nguyên tắc thiết kế Phần mềm Tra cứu kiến thức hóa học được xây dựng dựa trên những nguyên tắc như sau: Nguyên tắc 1. Đảm bảo tính khoa học Nguyên tắc 2. Đảm bảo tính sư phạm Nguyên tắc 3. Đảm bảo tính khả thi Nguyên tắc 4. Đảm bảo tính thẩm mỹ 2.1.2.2. Quy trình thiết kế phần mềm Hình 2.1. Sơ đồ thiết kế phần mềm Bước 1: xây dựng các bảng lưu trữ dữ liệu trên cơ sở phần mềm MS. Access nhằm lưu trữ dữ liệu cho phần mềm chủ yếu dưới dạng kênh chữ. Bước 2: xây dựng các form giao diện của phần mềm trên cơ sở phần mềm MS. Access dưới dạng Việt hóa nhằm lằm tăng sự thân thiện với người học. Bước 3: xây dựng các Macro của phần mềm trên cơ sở phần mềm MS. Access nhằm kết nối các form, command,... Bước 4: xây dựng các cấu trúc lệnh (code) của phần mềm trên cơ sở VBA. Bước 5: xây dựng dữ liệu cho phần mềm trên, có bốn dạng dữ liệu cơ bản gồm dữ liệu số (lưu trong các table), dữ liệu chữ (soạn thảo trên nền MS. Word), dữ liệu video (chạy trên nền các trình duyệt Web) và dữ liệu trắc nghiệm khách quan (định dạng Adobe Flash). 2.1.3. Chu trình thử nghiệm, hoàn thiện và triển khai phần mềm (1) Thử nghiệm: sau khi đã thiết kế xong phần mềm, chúng tôi đã tiến
11 hành thử nghiệm phần mềm tại trường các trường THPT qua đó phát hiện những điểm thiếu sót của phần mềm. (2) Hoàn thiện phần mềm: thông qua kết quả thử nghiệm phần mềm sẽ được chỉnh sửa và hoàn thiện sao cho đạt được mục tiêu dạy học trước khi đưa phần mềm vào áp dụng đại trà. (3) Triển khai phần mềm thực nghiệm đại trà. 2.1.4. Thiết kế giao diện của phần mềm 2.1.4.1. Form: Form là đối tượng dùng để tạo ra các biểu mẫu để cập nhập dữ liệu nhanh chóng, thân thiện cho CSDL. Ngoài ra, ta còn dùng Form để tạo ra giao diện chính liên kết các chức năng đã được thiết kế phục vụ cho việc khai thác CSDL. 2.1.4.2. Form phần mềm a) Mục đích - Thiết kế giao diện đơn giản, thân thiện, tối ưu hóa quá trình sử dụng của người dùng. - Tạo dựng các menu theo các nội dung chủ đạo của phần mềm cần hướng tới theo các nội dung cụ thể. - Kết nối linh động với các bảng cơ sở dữ liệu, biểu mẫu, macro của phần mềm nhằm tăng cường khả năng tìm kiếm, truy xuất các thông tin trong các bảng cơ sở dữ liệu. b) Một số form chính của phần mềm: Hình 2.2. Giao diện chính (Form Main)
12 Hình 2.3. Giao diện phần kiến thức cơ bản Hình 2.4. Giao diện bài tập mẫu Hình 2.5. Giao diện làm trắc nghiệm khách quan
13 Hình 2.6. Giao diện video thí nghiệm Hình 2.7. Giao diện bảng tuần hoàn 2.1.5. Thiết kế cấu trúc lệnh Visual Basic for Application của phần mềm Cấu trúc lệnh VBA cho phần mềm nhằm đáp ứng các chức năng sau: thêm mới dữ liệu; sửa sai dữ liệu; lưu dữ liệu; xoá dữ liệu; huỷ thao tác hiện hành; tắt form; in dữ liệu từ một report; thoát chương trình. 2.1.6. Xây dựng nội dung, dữ liệu phần mềm Là thành phần cơ bản quan trọng nhất của cơ sở dữ liệu. Nó được thiết kế dưới dạng bảng dùng để lưu trữ thông tin chi tiết về các thực thể mà chương trình quản lí của ta quan tâm đến. Thông tin của mỗi loại thực thể được lưu trữ bên trong một table. Tùy theo mỗi chương trình quản lí của ta có liên quan đến bao nhiêu loại thực thể mà ta có bấy nhiêu Table để chứa thông tin tương ứng. Nó ghi tất cả các biến động phát sinh thông tin về các thực thể trong quá trình làm việc. 2.2. Xây dựng khung năng lực tự học với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học Khung NL đóng vai trò định hướng và xây dựng động cơ học tập của HS trong quá trình rèn luyện NLTH. Nội dung của khung NL được cung cấp chi tiết,
14 rõ ràng từng mức độ và những yêu cầu cần đạt đến từng HS. Từ đó HS chủ động lập kế hoạch học tập cho bản thân ngay từ khi mới bắt đầu. Bên cạnh đó, còn giúp HS nhận ra được khoảng cách giữa NL của bản thân với yêu cầu đặt ra của GV, tự theo dõi được sự tiến bộ của bản thân để từ đó hình thành được động cơ học tập đúng đắn, đưa ra những hành động học tập cụ thể. Ngoài ra, Khung NL là một trong những căn cứ để GV xây dựng những công cụ đánh giá NL cho người học. Dựa trên khung NLTH mà GV có thể thiết kế các công cụ đánh giá (GV đánh giá người học, HS đánh giá bạn học và tự đánh giá như bảng kiểm mục, bảng kiểm quan sát, phiếu đánh giá đồng đẳng, phiếu tự đánh giá,…). Nhờ sự mô tả chi tiết theo các mức độ cần đạt, người học luôn theo dõi được sự tiến bộ của bản thân, bạn cùng học, cùng nhóm. Đồng thời, GV cũng có được những thông tin đánh giá một cách khách quan, chính xác giúp kiểm soát chặt chẽ sự tiến bộ của người học và từ đó đề xuất các biện pháp phát triển NLTH phù hợp cho từng đối tượng HS. Từ đó, chúng tôi tiến hành đề xuất nguyên tắc, quy trình xây dựng và cấu trúc NLTH cho HS như sau: 2.2.1. Nguyên tắc xây dựng Khi xây dựng khung NLTH cho HS trong luận án được chúng tôi xây dựng và thực hiện theo 05 nguyên tắc: (1) Đảm bảo tính chính xác, khoa học; (2) Đảm bảo tính khách quan; (3) Đảm bảo tính sư phạm; (4) Đảm bảo tính thực tiễn; (5) Đảm bảo tính toàn diện. Mỗi NL thành phần bao gồm những TC hay biểu hiện cụ thể. Tất cả các TC đánh giá trong thang đo có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, đóng vai trò đánh giá toàn diện NLTH của HS. 2.2.2. Quy trình xây dựng Để xác định cấu trúc của các NLTH hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm Tra cứu kiến thức hóa học, chúng tôi đã thực hiện theo quy trình gồm 05 bước cụ thể như sau:
15 Hình 2.8. Quy trình xây dựng khung NLTH hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học Bước 1. Nghiên cứu tài liệu, xác định các căn cứ để xây dựng khung NL. Khảo sát ý kiến các GV, HS về cấu trúc và biểu hiện của NLTH với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học. Bước 2. Xác định các NL thành phần và các TC biểu hiện Dựa trên cơ sở lí luận và thực tiễn đã nghiên cứu, chúng tôi đưa ra cấu trúc của NLTH hóa học thông qua phần mềm tra cứu kiến thức hóa học. Bao gồm 05 NL thành phần, đó là: (1) Tra cứu và cập nhật dữ liệu thực nghiệm; (2) Tra cứu và cập nhật kiến thức lí thuyết hóa học; (3) Rèn luyện kĩ năng thực hành thí nghiệm; (4) Tự giải bài tập theo chủ đề; (5) Tự kiểm tra – đánh giá kết quả học tập. Sau khi đề xuất NL các NL thành phần, chúng tôi tiến hành mô tả các TC biểu hiện của mỗi NL. Cấu trúc NL được thiết kế bao gồm 05 NL thành phần và 10 TC biểu hiện. Bước 3. Xây dựng bảng mô tả chi tiết các mức độ tương ứng với mỗi
16 biểu hiện trong khung NL Để thuận tiện trong việc thiết kế công cụ đánh giá NL cho HS, chúng tôi đề xuất hệ thống các TC và mô tả các mức độ NL tương ứng với mỗi biểu hiện. Để đánh giá NL, không thể chỉ căn cứ vào các TC mà phải thông qua đánh giá bằng những chỉ số hành vi, nghĩa là những chỉ số có thể đo lường và lượng hóa được. Vì vậy việc mô tả các chỉ số hành vi rất quan trọng trong việc đánh giá NL. Các chỉ số hành vi có thể được mô tả khác nhau tùy theo mỗi NL cụ thể. Bước 4. Tham khảo, trao đổi ý kiến các chuyên gia. Sau khi xác định được khung NL, chúng tôi tham khảo, trao đổi ý kiến với các chuyên gia và đồng nghiệp về tính khả thi, tính khoa học và thực tiễn của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học vào việc phát huy NLTH môn hóa học ở các trường phổ thông. Bước 5. Chỉnh sửa, bổ sung và hoàn thiện khung NL và bảng TC mô tả các biểu hiện NL. Sau khi nhận được các ý kiến đóng góp của chuyên gia tiến hành chỉnh sửa và hoàn thiện khung NL, bảng TC đánh giá bao gồm 05 NL thành phần và 10 TC tương ứng. 2.2.3. Cấu trúc khung năng lực tự học hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm TT Năng lực thành phần Tiêu chí (Biểu hiện) 1. Tra cứu dữ liệu thực nghiệm (tích số tan, hằng số axit/bazơ, thế khử chuẩn, đại lượng Tra cứu và cập nhật dữ nhiệt động, …) 1 liệu thực nghiệm 2. Cập nhật dữ liệu thực nghiệm (tích số tan, hằng số axit/bazơ, thế khử chuẩn, đại lượng nhiệt động, …) 3. Tra cứu kiến thức lí thuyết hóa học (về các đơn chất, hợp chất của các nguyên tố, sự điện Tra cứu và cập nhật li,...) 2 kiến thức lí thuyết hóa 4. Cập nhật kiến thức lí thuyết hóa học (về các học đơn chất, hợp chất của các nguyên tố, sự điện li,...) Hình thành kiến thức, kĩ 5. Hình thành kiến thức, kĩ năng thực hành 3 năng thực hành thí (thông qua các video thí nghiệm, thí nghiệm nghiệm ảo,...)
17 6. Cập nhật hệ thống thí nghiệm ảo, video thí nghiệm 7. Hướng dẫn, tự giải các dạng bài tập theo chủ Tự giải bài tập theo chủ đề 4 đề 8. Cập nhật hệ thống các bài tập tự luyện theo các chủ đề 9. Tự kiểm tra đánh giá năng lực học tập (trắc Tự kiểm tra – đánh giá nghiệm khách quan theo các chủ đề) 5 kết quả học tập 10. Cập nhật các bài kiểm tra đánh giá năng lực học tập 2.3. Sử dụng phần mềm phát triển năng lực tự học cho học sinh Phần mềm có thể được sử dụng ở cả 03 hình thức: trước, trong và sau khi lên lớp. 2.3.1. Sử dụng trước khi lên lớp Theo hình thức này, phần mềm sẽ hỗ trợ cho HS tiến hành TH, tự nghiên cứu bài ở nhà, hoạt động TH trước khi tiến hành học tập, nghiên cứu bài mới trên lớp. Với hình thức này, chúng tôi đề xuất các bước mà HS có thể tiến hành TH trước khi lên lớp như sau: Bước 1. Nghiên cứu nội dung kiến thức cơ bản có trong phần mềm Bước 2. Nghiên cứu nội dung thí nghiệm Bước 3. Nghiên cứu nội dung các dạng toán có trong phần mềm Bước 4. Tự kiểm tra kiến thức, kĩ năng TH 2.3.2. Sử dụng trong khi lên lớp Đây là một trong những ưu điểm nhưng không phải trường phổ thông nào cũng có đủ cơ sở vật chất để đáp ứng được cho nhu cầu học tập của HS. Như vậy, ưu điểm lớn nhất của hình thức này thường diễn ra trong các tiết ôn tập, luyện tập, thực hành và kiểm tra. 2.3.2.1. Trong các giờ thực hành Bước 1. Kiểm tra kiến thức và kĩ năng thực hành của HS Bước 2. Giới thiệu các danh mục thực hành và những lưu ý khi tiến hành thực hành Bước 3. Thảo luận nhóm Bước 4. Xem thí nghiệm mô phỏng
18 Bước 5. HS tiến hành các thí nghiệm theo nhóm nhỏ. Bước 6. Kiểm tra kết quả thí nghiệm, củng cố bài học. Bước 7. Viết tường trình 2.3.2.2. Trong các giờ ôn tập và luyện tập Bước 1. Kiểm tra kiến thức và NLTH của HS Bước 2. Giới thiệu các dạng toán định lượng cơ bản Bước 3. Thảo luận nhóm Bước 4. Kết quả thảo luận Bước 5. Củng cố bài học. 2.3.2.3. Trong các giờ kiểm tra Bước 1. Chuẩn bị bài kiểm tra của GV Bước 2. Chuẩn bị trang thiết bị Bước 3. Tiến hành giờ kiểm tra Bước 4. Trích xuất điểm kiểm tra 2.3.3. Sử dụng sau khi lên lớp Với hình thức này, chúng tôi đề xuất các bước TH như ở hình thức TH trước khi lên lớp. 2.3.4. Một số nội dung tự học khác có trong phần mềm: ngoài ra, phần mềm còn cung cấp hằng số axit-bazơ (Ka), tích số tan (T), thế tiêu chuẩn (E), các thông số về nhiệt động học (H, S, G) và dữ liệu về quang phổ. 2.4. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực tự học của học sinh với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học 2.4.1. Sử dụng thang đánh giá năng lực Dựa trên cấu trúc của khung NLTH với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học mà chúng tôi đã đề xuất, có thể thiết kế bảng đánh giá hoặc bảng tự đánh giá NLTH của HS. Mỗi TC sẽ được đánh giá theo thang đo 04 mức độ. 2.4.2. Đánh giá thông qua bài kiểm tra năng lực Là cơ sở để đánh giá về sự phát triển NL và NLTH hóa học của HS và đặc biệt là đánh giá tính khả thi của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học vào việc hỗ trợ cho quá trình phát triển NLTH hóa học cho HS ở các trường phổ thông hiện nay. 2.4.2.1. Quy trình thiết kế bài kiểm tra năng lực Bước 1. Xác định mục tiêu của đề kiểm tra. Bước 2. Xác định hình thức của đề kiểm tra.