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:266

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 5
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: 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 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2020
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 Hóa học Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. CAO CỰ GIÁC NGHỆ AN - 2020
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả của luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Tác giả Phan Hoài Thanh
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các tập thể và cá nhân. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Cao Cự Giác, người đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, tập thể Bộ môn Phương pháp dạy học Hóa học - Trường Đại học Vinh, đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các giáo viên và học sinh của các Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Nghệ An, Quỳnh Lưu 1 - Nghệ An, Lê Lợi - Thanh Hóa và Nguyễn Du - Đắk Lắk đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm đề tài. Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè đã động viên, khuyến khích và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Nghệ An, tháng 08 năm 2020 Tác giả Phan Hoài Thanh
MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Lí do chọn đề tài ..........................................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................................3 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu .............................................................................3 4. Phạm vi nghiên cứu .....................................................................................................3 5. Giả thuyết khoa học .....................................................................................................3 6. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................3 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 ...................................................................................................................................4 7. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................4 8. Điểm mới của luận án ..................................................................................................5 9. Cấu trúc của luận án ....................................................................................................5 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......7 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu ..................................................................................7 1.1.1. Những kết quả nghiên cứu trên thế giới ................................................................7 1.1.1.1. Các nghiên cứu về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học. .....................7 1.1.1.2. Các nghiên cứu về phát triển năng lực tự học ....................................................9 1.1.2. Những kết quả nghiên cứu ở Việt Nam ...............................................................10 1.1.2.1. Các nghiên cứu về ứng dụng công nghệ thông tin ...........................................10 1.1.2.2. Ứng dụng công nghệ thông tin trong việc phát triển năng lực tự học ..............11 1.2. Đổi mới nền giáo dục Việt Nam .............................................................................12 1.2.1. Xu hướng phát triển giáo dục ở Việt Nam ..........................................................12 1.2.2. Những định hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thông ............................15 1.2.3. Đổi mới phương pháp dạy học ở bậc THPT .......................................................16 1.3. Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy và học hoá học ......................................16 1.3.1. Giáo án điện tử, bài giảng điện tử và các phương tiện hỗ trợ .............................16
1.3.1.1. Giáo án và giáo án điện tử ................................................................................16 1.3.1.2. Bài giảng và bài giảng điện tử ..........................................................................17 1.3.1.3. Phương tiện hỗ trợ ............................................................................................18 1.3.2. Phần mềm dạy và học ..........................................................................................18 1.3.3. Microsoft Access .................................................................................................19 1.3.3.1. Vai trò của Microsoft Access ...........................................................................19 1.3.3.2. Các đặc điểm của Microsoft Access .................................................................19 1.4. Năng lực ICT của giáo viên và học sinh ................................................................ 20 1.4.1. Thực trạng về năng lực ICT của giáo viên theo UNESCO và của học sinh .......20 1.4.2. Những lợi ích của công nghệ thông tin trong dạy và học ...................................20 1.5. Năng lực và năng lực tự học của học sinh với môn hóa học ..................................21 1.5.1. Năng lực ..............................................................................................................21 1.5.1.1. Khái niệm năng lực...........................................................................................21 1.5.1.2. Đánh giá năng lực người học............................................................................22 1.5.2. Tự học ..................................................................................................................25 1.5.2.1. Khái niệm về tự học..........................................................................................25 1.5.2.2. Vai trò của tự học .............................................................................................25 1.5.2.3. Đặc điểm của tự học .........................................................................................26 1.5.2.4. Kỹ năng tự học .................................................................................................26 1.5.2.5. Năng lực tự học ................................................................................................ 27 1.5.2.6. Năng lực tự học hoá học ...................................................................................28 1.6. Dạy học định hướng phát triển năng lực ................................................................ 30 1.6.1. Khái niệm ............................................................................................................30 1.6.2. Một số lí thuyết học tập định hướng phát triển năng lực ....................................31 1.6.2.1. Lí thuyết hoạt động ...........................................................................................31 1.6.2.2. Lí thuyết nhận thức ...........................................................................................32 1.6.2.3. Lí thuyết kiến tạo ..............................................................................................33 1.7. Một số phương pháp và quan điểm dạy học phát triển năng lực người học ..........33 1.7.1. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề...............................................................33 1.7.2. Dạy học phân hóa ................................................................................................ 34 1.7.3. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học ......................................................................35
1.7.4. Dạy học theo dự án ..............................................................................................36 1.7.5. Phương pháp dạy học WebQuest ........................................................................37 1.8. Thực trạng ứng dụng công nghệ thông tin phát triển năng lực tự học cho học sinh trong dạy học hoá học....................................................................................................40 1.8.1. Mục đích điều tra .................................................................................................40 1.8.2. Nội dung điều tra .................................................................................................40 1.8.3. Đối tượng điều tra................................................................................................ 40 1.8.4. Địa bàn điều tra ...................................................................................................40 1.8.5. Phương pháp điều tra ...........................................................................................41 1.8.6. Phân tích và đánh giá kết quả điều tra .................................................................41 1.8.6.1. Thực trạng về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học ở các trường phổ thông ..............................................................................................................................41 1.8.6.2. Thực trạng về phát triển NLTH của HS ở các trường phổ thông .....................45 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 ................................................................................................ 49 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 ................................................................................................................50 2.1. Thiết kế phần mềm tra cứu kiến thức hoá học .......................................................50 2.1.1. Mục tiêu của phần mềm ......................................................................................50 2.1.1.1. Mục tiêu, lựa chọn nội dung, ngôn ngữ lập trình và dữ liệu phần mềm ..........50 2.1.1.2. Mục tiêu của phần mềm ...................................................................................50 2.1.2. Nguyên tắc và quy trình xây dựng phần mềm .....................................................51 2.1.2.1. Nguyên tắc thiết kế ...........................................................................................51 2.1.2.2. Quy trình thiết kế phần mềm ............................................................................52 2.1.3. Chu trình thử nghiệm, hoàn thiện và triển khai phần mềm .................................52 2.1.4. Thiết kế giao diện của phần mềm ........................................................................53 2.1.4.1. Form..................................................................................................................53 2.1.4.2. Form phần mềm ................................................................................................ 55 2.1.5. Thiết kế cấu trúc lệnh Visual Basic for Application của phần mềm ...................64 2.1.5.1. Giới thiệu về Visual Basic ................................................................................64 2.1.5.2. Visual Basic for Application ............................................................................65
2.1.5.3. Lí do sử dụng Visual Basic for Application thay cho macro ...........................65 2.1.5.4. Thiết kế cấu trúc lệnh Visual Basic for Application cho phần mềm................66 2.1.6. Xây dựng nội dung, dữ liệu phần mềm ...............................................................68 2.2. Xây dựng khung năng lực tự học với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học ...........................................................................................................................69 2.2.1. Nguyên tắc xây dựng ...........................................................................................70 2.2.2. Quy trình xây dựng ..............................................................................................70 2.2.3. Cấu trúc khung năng lực tự học hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm ...............73 2.3. Sử dụng phần mềm phát triển năng lực tự học cho học sinh .................................82 2.3.1. Sử dụng trước khi lên lớp ....................................................................................83 2.3.2. Sử dụng trong khi lên lớp ....................................................................................84 2.3.2.1. Trong các giờ thực hành ...................................................................................85 2.3.2.2. Trong các giờ ôn tập và luyện tập ....................................................................87 2.3.2.3. Trong các giờ kiểm tra......................................................................................90 2.3.3. Sử dụng sau khi lên lớp .......................................................................................91 2.3.4. Một số nội dung tự học khác có trong phần mềm ...............................................91 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 .....................................................................................92 2.4.1. Sử dụng thang đánh giá năng lực ........................................................................92 2.4.1.1. Đánh giá năng lực học sinh (dùng cho giáo viên đánh giá) .............................93 2.4.1.2. Phiếu tự đánh giá năng lực của học sinh ..........................................................94 2.4.2. Đánh giá thông qua bài kiểm tra năng lực ...........................................................95 2.4.2.1. Quy trình thiết kế bài kiểm tra năng lực ...........................................................95 2.4.2.2. Đề kiểm tra minh họa .......................................................................................96 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 ..............................................................................................103 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ....................................................................104 3.1. Mục đích thực nghiệm ..........................................................................................104 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm .........................................................................................104 3.3. Cách tiến hành thực nghiệm sư phạm ..................................................................105 3.3.1. Chọn đối tượng và địa bàn thực nghiệm sư phạm .............................................106 3.3.1.1. Chọn địa bàn thực nghiệm sư phạm ...............................................................106
3.3.1.2. Chọn giáo viên thực nghiệm sư phạm ............................................................106 3.3.1.3. Chọn đối tượng thực nghiệm sư phạm ...........................................................106 3.3.2. Kế hoạch bài học minh họa ...............................................................................107 3.3.3. Quy trình thực nghiệm sư phạm ........................................................................113 3.3.3.1. Chuẩn bị thực nghiệm ....................................................................................113 3.3.3.2. Tổ chức dạy thực nghiệm sư phạm ................................................................113 3.3.4. Phân tích, xử lí và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ...............................114 3.3.4.1. Đánh giá định tính ..........................................................................................114 3.3.4.2. Đánh giá định lượng .......................................................................................116 3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm ..............................................................................119 3.4.1. Đánh giá năng lực học tập của học sinh trước thực nghiệm .............................119 3.4.2. Đánh giá năng lực tự học khi sử dụng phần mềm .............................................120 3.4.2.1. Kết quả khảo sát học sinh và biểu điểm chấm của giáo viên .........................120 Đại lượng .....................................................................................................................120 3.4.2.2. Đánh giá kết quả khảo sát, thăm dò ................................................................121 3.4.3. Kết quả điểm thực nghiệm sư phạm lần 1 .........................................................122 3.4.4. Kết quả điểm thực nghiệm sư phạm lần 2 .........................................................127 3.4.5. Phân tích kết quả định lượng thực nghiệm sư phạm .........................................132 3.5. Đánh giá năng lực sử dụng phần mềm của học sinh các lớp thực nghiệm ..........133 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 ..............................................................................................135 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ..............................................................................136 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ .............................138 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................139
BẢNG GHI CHÚ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT Stt Chữ viết tắt Viết đầy đủ 1 CNTT Công nghệ thông tin 2 CSDL Cơ sở dữ liệu 3 ĐC Đối chứng 4 GV Giáo viên 5 HS Học sinh 6 HSG Học sinh giỏi 7 ICT Công nghệ thông tin và truyền thông 8 MS Microsoft 9 NL Năng lực 10 NLTH Năng lực tự học 11 TC Tiêu chí 12 TH Tự học 13 THPT Trung học phổ thông 14 TN Thực nghiệm 15 TNSP Thực nghiệm sư phạm 16 VBA Visual Basic for Application United Nations Educational Scientific and 17 UNESCO Cultural Organization (Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc)
DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Mô tả chi tiết về NLTH hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm .....................74 Bảng 3.1. Danh sách trường, lớp, số HS tham gia TNSP thăm dò .............................114 Bảng 3.2. Danh sách GV tham gia TNSP thăm dò .....................................................114 Bảng 3.3. Danh sách trường, lớp, số HS tham gia TNSP lần 1, lần 2 .........................114 Bảng 3.4. Danh sách GV tham gia TNSP lần 1, lần 2.................................................114 Bảng 3.5. Đánh giá của HS về phần mềm tra cứu kiến thức hóa học .........................116 Bảng 3.6. Kết quả kiểm tra trước TN. .........................................................................119 Bảng 3.7. Bảng đánh giá điểm trung bình các NLTH sau tác động ............................120 Bảng 3.8. Bảng mô tả so sánh dữ liệu điểm NLTH sau tác động ...............................120 Bảng 3.9. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy điểm của lớp TN và ĐC của trường THPT Quỳnh Lưu 1 (lần 1) .......................................................................122 Bảng 3.10. Bảng mô tả so sánh dữ liệu điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Quỳnh Lưu 1 (lần 1) .........................................................................................123 Bảng 3.11. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy điểm của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Đức Mậu (lần 1) ...............................................................123 Bảng 3.12. Bảng mô tả so sánh dữ liệu điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Đức Mậu (lần 1) ..................................................................................124 Bảng 3.13. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy điểm của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Du (lần 1) ..........................................................................124 Bảng 3.14. Bảng mô tả so sánh dữ liệu điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Du (lần 1) ............................................................................................125 Bảng 3.15. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy điểm của lớp TN và ĐC của trường THPT Lê Lợi (lần 1) .................................................................................126 Bảng 3.16. Bảng mô tả so sánh dữ liệu điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Lê Lợi (lần 1) ....................................................................................................127 Bảng 3.17. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy điểm của lớp TN và ĐC của trường THPT Quỳnh Lưu 1(lần 2) ........................................................................127
Bảng 3.18. Bảng mô tả so sánh dữ liệu điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Quỳnh Lưu 1 (lần 2) .........................................................................................128 Bảng 3.19. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy điểm của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Đức Mậu (lần 2) ...............................................................128 Bảng 3.20. Bảng mô tả so sánh dữ liệu điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Đức Mậu (lần 2) ..................................................................................129 Bảng 3.21. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy điểm của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Du (lần 2) ..........................................................................130 Bảng 3.22. Bảng mô tả so sánh dữ liệu điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Du (lần 2) ............................................................................................131 Bảng 3.23. Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất tích lũy điểm của lớp TN và ĐC của trường THPT Lê Lợi (lần 2) .................................................................................131 Bảng 3.24. Bảng mô tả so sánh dữ liệu điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Lê Lợi (lần 2) ....................................................................................................132 Bảng 3.25. Bảng tổng hợp điểm kiểm tra NL sử dụng phần mềm ..............................134
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Biểu đồ học lực của HS mà các GV, HS tự đánh giá ....................................41 Hình 1.2. Biểu đồ đánh giá chất lượng máy chiếu, phòng máy của các đơn vị các GV được khảo sát .................................................................................................................42 Hình 1.3. Biểu đồ đánh giá mức độ khuyến khích ứng dụng CNTT của các đơn vị các GV được khảo sát ..........................................................................................................42 Hình 1.4. Biểu đồ mức độ tác động của CNTT tới công tác giảng dạy ........................43 Hình 1.5. Biểu đồ mức độ ứng dụng CNTT trong công tác giảng dạy .........................43 Hình 1.6. Biểu đồ đánh giá mức độ chuẩn bị bài dạy có ứng dụng CNTT ...................43 Hình 1.7. Biểu đồ đánh chất lượng giờ dạy có ứng dụng CNTT của đồng nghiệp với các GV được khảo sát ....................................................................................................44 Hình 1.8. Biểu đồ công việc mà GV thường ứng dụng CNTT .....................................44 Hình 1.9. Biểu đồ ứng dụng CNTT để xây dựng các chương trình hỗ trợ dạy học ......44 Hình 1.10. Biểu đồ đánh giá thái độ của HS với các tiết học có ứng dụng CNTT .......45 Hình 1.11. Biểu đồ hướng tự nghiên cứu của HS do GV đánh giá ...............................45 Hình 1.12. Biểu đồ hướng tự nghiên cứu của HS do HS tự đánh giá ...........................46 Hình 1.13. Biểu đồ nhận định các nguồn tài liệu được sử dụng cho quá trình TH, tự nghiên cứu của HS do GV đánh giá ..............................................................................46 Hình 1.14. Biểu đồ nhận định các nguồn tài liệu được sử dụng cho quá trình TH, tự nghiên cứu của HS do HS tự đánh giá...........................................................................46 Hình 1.15. Biểu đồ mô tả mức độ hoàn thành việc tự nghiên cứu của HS do GV đánh giá ..................................................................................................................................47 Hình 1.16. Biểu đồ mô tả mức độ hoàn thành việc tự nghiên cứu của HS do HS tự đánh giá..........................................................................................................................47 Hình 1.17. Biểu đồ mô tả thời điểm kiểm tra công tác TH, tự nghiên cứu của HS ......47 Hình 1.18. Biểu đồ mô tả sự tác động của việc TH, tự nghiên cứu của HS ..................48 Hình 2.1. Sơ đồ thiết kế phần mềm ...............................................................................52 Hình 2.2. Mục Forms trong Menu Create .....................................................................53 Hình 2.3. Chọn dữ liệu nguồn cho Form .......................................................................53
Hình 2.4. Mục Controls chứa các công cụ điều khiển trong Form ...............................54 Hình 2.5. Giao diện chính của phần mềm (Main) .........................................................56 Hình 2.6. Giao diện phần kiến thức cơ bản ...................................................................56 Hình 2.7. Giao diện phần nội dung trong phần kiến thức cơ bản..................................57 Hình 2.8. Giao diện phần bài tập vận dụng ...................................................................58 Hình 2.9. Giao diện nội dung trong phần bài tập vận dụng ..........................................58 Hình 2.10. Giao diện phần trắc nghiệm .........................................................................59 Hình 2.11. Giao diện phần bài làm trắc nghiệm ............................................................60 Hình 2.12. Giao diện phần tra cứu dữ liệu đồng vị .......................................................60 Hình 2.13. Giao diện video thí nghiệm .........................................................................61 Hình 2.14. Giao diện xem video thí nghiệm .................................................................61 Hình 2.15. Giao diện phổ khối lượng ............................................................................62 Hình 2.16. Giao diện dữ liệu nguyên tố ........................................................................63 Hình 2.17. Giao diện cấu hình electron nguyên tử ........................................................63 Hình 2.18. Giao diện thông tin phần mềm ....................................................................64 Hình 2.19. Cửa sổ Table Design ...................................................................................69 Hình 2.20. Quy trình xây dựng khung NLTH hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức hóa học ....................................................................................................71 Hình 2.21. Sơ đồ cấu trúc NLTH hóa học với sự hỗ trợ của phần mềm .......................73 Hình 2.22. Tab “kiến thức cơ bản” với nội dung bài “Nguyên tố hóa học” .................83 Hình 2.23. Tab “Bài tập vận dụng” với nội dung bài học về“Đồng vị”........................84 Hình 2.24. Trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kỹ năng thực hành ...................................85 Hình 2.25. Video thí nghiệm Cu tác dụng với H2SO4 loãng và đặc nóng.....................86 Hình 2.26. Trắc nghiệm củng cố tiết thực hành ............................................................86 Hình 2.27. Trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, NLTH của HS .........................................87 Hình 2.28. Ôn tập kiến thức chung chương Oxi-Lưu huỳnh ........................................88 Hình 2.29. Nội dung thảo luận nhóm phần ôn tập kiến thức chung chương oxi-lưu huỳnh .............................................................................................................................88 Hình 2.30. HS thảo luận nhóm tại trường THPT Nguyễn Đức Mậu ............................89
Hình 2.31. Tác giả chỉnh sửa, nhắc nhở HS sau khi thảo luận nhóm............................89 Hình 2.32. Trắc nghiệm củng cố tiết luyện tập .............................................................90 Hình 2.33. Tác giả cùng ThS. NCS Hồ Thị Phương Mai-Phó hiệu trưởng trường THPT Nguyễn Đức Mậu cùng giám sát thử nghiệm tiết kiểm tra ...........................................91 Hình 2.34. Mẫu bảng đánh giá NLTH hóa học của HS với sự hỗ trợ của phần mềm tra cứu kiến thức học học ....................................................................................................93 Hình 2.35. Mẫu phiếu tự đánh giá NLTH hóa học của HS ...........................................94 Hình 3.1. Biểu đồ điểm trung bình các TC đánh giá NLTH của HS tự đánh giá sau tác động .............................................................................................................................121 Hình 3.2. Biểu đồ điểm trung bình các TC đánh giá NLTH của HS được GV đánh giá sau tác động .................................................................................................................121 Hình 3.3. Đồ thị đường lũy tích điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Quỳnh Lưu 1 (lần 1) ....................................................................................................122 Hình 3.4. Đồ thị đường lũy tích điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Đức Mậu (lần 1) .............................................................................................124 Hình 3.5. Đồ thị đường lũy tích điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Du (lần 1) .......................................................................................................125 Hình 3.6. Đồ thị đường lũy tích điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Lê Lợi (lần 1) ....................................................................................................................126 Hình 3.7. Đồ thị đường lũy tích điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Quỳnh Lưu 1 (lần 2) ....................................................................................................128 Hình 3.8. Đồ thị đường lũy tích điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Đức Mậu (lần 2) .............................................................................................129 Hình 3.9. Đồ thị đường lũy tích điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Nguyễn Du (lần 2) .......................................................................................................130 Hình 3.10. Đồ thị đường lũy tích điểm TNSP của lớp TN và ĐC của trường THPT Lê Lợi (lần 2) ....................................................................................................................132
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 năng lực tự học (NLTH) đang trở thành xu hướng trong đổi mới dạy học của nhiều nước trên thế giới. Điều này đã được nghiên cứu và khẳng định tại một số nước phát triển như: Nga, Hoa Kì, Anh, Canada, … Lí thuyết này xuất hiện từ thời cổ đại với ông tổ Socrate và phát triển cực thịnh vào những năm 90 của thế kỉ XX, nó mang đến một quan điểm mới trong việc thay đổi quan điểm dạy học, phát huy tối đa vai trò của người học, góp phần chuyển dần từ đào tạo sang tự đào tạo trong giáo dục [78]. Như vậy, có thể thấy rằng NLTH là NL quan trọng được nhiều nước trên thế giới tập trung chú ý phát triển cho người học, bởi lẽ nó là cơ sở, nền tảng để phát triển NL sáng tạo [84]. Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI của Ban chấp hành Trung ương Đảng về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế (Nghị quyết số 29-NQ/TW) nhấn mạnh mục tiêu chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011-2020 (ban hành kèm theo Quyết định 711/QĐ-TTg ngảy 13/6/2012 của Thủ tướng Chính phủ) “Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, NL công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh (HS). Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, NL và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học (TH), khuyến khích học tập suốt đời”. “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích TH, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát triển NL. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý
2 các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) trong dạy và học” [115]. Mục 3 điều 30 của Luật Giáo dục sửa đổi bổ sung có hiệu lực thi hành ngày 14 tháng 6 năm 2019 ghi rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS phù hợp với đặc trưng từng môn học, lớp học và đặc điểm đối tượng HS; bồi dưỡng phương pháp TH, hứng thú học tập, kĩ năng hợp tác, khả năng tư duy độc lập; phát triển toàn diện phẩm chất và NL của người học; tăng cường ứng dụng ICT vào quá trình giáo dục” [54]. 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. Trong chương trình giáo dục phổ thông [14] thì NL tin học là một trong mười NL cốt lõi mà 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 ICT cho HS trong chính bộ môn của mình. Tuy nhiên 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 và tạo hứng thú cho HS trong việc học tập hóa học nhờ việc ứng dụng học liệu điện tử. Theo nhận định của một số chuyên gia [19], [23], [25], [61] thì việc đưa ICT ứng dụng vào lĩnh vực giáo dục và đào tạo bước đầu đã đạt được những kết quả khả quan. Tuy nhiên, những gì đã đạt được vẫn còn hết sức khiêm tốn. Khó khăn, vướng mắc và những thách thức vẫn còn ở phía trước bởi những vấn đề nảy sinh từ thực tiễn, về khả năng tiếp cận cũng như trình độ và ứng dụng ICT của đội ngũ GV cũng như HS. Một điểm đáng lưu ý hiện nay là đa số các chương trình, phần mềm, tiện ích được sử dụng trong việc dạy và học môn Hoá học là các chương trình của nước ngoài, các chương trình phải trả phí cao. Các chương trình mang bản sắc Việt Nam vẫn còn rất khiêm tốn. Đặc biệt hiện tại chưa có phần mềm nào hỗ trợ cho việc tra cứu kiến thức hóa học mang tính tích hợp (bao gồm lí thuyết hóa học cơ bản, dữ
3 liệu thực nghiệm, video thí nghiệm, bài tập vận dụng và hệ thống bài tập tự kiểm tra đánh giá kết quả tự học (TH) của HS và được xây dựng cấu trúc mã nguồn mở giúp cho GV và HS có thể tự cập nhật tài nguyên học liệu theo mục đích học tập của mình. 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, đề xuất các bước vận dụng phần mềm tra cứu kiến thức hóa học góp phần phát triển NLTH hóa học cho các 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 - Tìm hiểu khái niệm và ứng dụng về MS.Access và VBA. - Nghiên cứu việc tạo các giao diện (form), bảng biểu (table), bảng truy vấn (query), báo cáo (report),... - Nghiên cứu cấu trúc lệnh (code) của các nút lệnh (command).
4 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. - Tìm hiểu thực trạng ứng dụng CNTT trong việc dạy và học hiện nay. 6.3. Xây dựng “Phần mềm tra cứu kiến thức hoá học” - Thiết kế giao diện và viết chương trình cho phần mềm. - Nhập dữ liệu cho phần mềm. 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 - Tìm hiểu về khái niệm, cách thức và phạm vi ứng dụng các phương pháp dạy học tích cực. - Tìm hiểu về khái niệm, thực trạng phát triển NLTH môn Hoá học của HS ở trường THPT. 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 - Hình thức 1. Trước khi lên lớp. - Hình thức 2. Trong khi lên lớp. - Hình thức 3. Sau khi lên lớp. 6.7. Thực nghiệm sư phạm - Tổ chức các thực nghiệm sư phạm (TNSP). - Khảo sát ý kiến, nhận xét của người sử dụng phần mềm. - Xử lí thống kê các số liệu và rút ra kết luận. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu các văn bản, chỉ thị, nghị quyết của Đảng và Nhà nước, của Bộ Giáo dục và Đào tạo có liên quan đến ứng dụng CNTT trong dạy học. - Nghiên cứu cơ sở lí thuyết về phát triển NLTH của HS. - Nghiên cứu cơ sở lí thuyết về chương trình MS.Access, VBA và ứng dụng của chúng. 7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp điều tra bằng bảng hỏi đối với GV và HS về thực trạng ứng
5 dụng CNTT trong dạy học và thực trạng phát triển NLTH Hóa học của HS ở các trường phổ thông. - Phương pháp trao đổi kinh nghiệm, lấy ý kiến chuyên gia, GV về các đề xuất trong đề tài và phần mềm (cấu trúc NLTH hóa học thông qua phần mềm tra cứu kiến thức hóa học). - Phương pháp TNSP để kiểm nghiệm giá trị thực tiễn, tính khả thi và hiệu quả của các kết quả nghiên cứu. 7.3. Nhóm phương pháp xử lí thông tin Sử dụng phương pháp thống kê toán học trong nghiên cứu khoa học giáo dục để xử lí, phân tích kết quả TNSP nhằm xác nhận giả thuyết khoa học và đánh giá tính hiệu quả, tính khả thi của các bước đã đề xuất. 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 cơ sở dữ liệu (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 của luận án Luận án được cấu trúc thành 03 phần: mở đầu (6 trang), nội dung chính (129 trang) và kết luận, khuyến nghị (2 trang). Trong đó phần nội dung chính được chia thành 3 chương: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc ứng dụng công nghệ thông tin để phát triển NLTH cho học sinh (43 trang).