Luận án Xây dựng học liệu điện tử hỗ trợ dạy học tương tác ở tiểu học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM TRẦN DƯƠNG QUỐC HOÀ XÂY DỰNG HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY HỌC TƯƠNG TÁC Ở TIỂU HỌC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hà Nội - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM TRẦN DƯƠNG QUỐC HOÀ XÂY DỰNG HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY HỌC TƯƠNG TÁC Ở TIỂU HỌC Chuyên ngành: Lí luận và lịch sử giáo dục Mã số: 9 14 01 02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Đào Thái Lai 2. PGS.TS. Trần Thị Thái Hà Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Đào Thái Lai và PGS.TS. Trần Thị Thái Hà. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Trần Dương Quốc Hòa MỤC LỤC MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY HỌC TƯƠNG TÁC Ở TIỂU HỌC ...................... 7 1.1. Tổng quan nghiên cứu vấn đề ............................................................................... 7 1.1.1. Nghiên cứu về DHTT và DHTT ở tiểu học .................................................. 7 1.1.2. Nghiên cứu xây dựng các loại HLĐT sử dụng trong dạy học ở tiểu học ...... 9 1.2. Dạy học tương tác ở tiểu học ............................................................................... 13 1.2.1. Một số vấn đề cơ bản về DHTT .................................................................. 13 1.2.2. Đặc điểm của học sinh tiểu học ................................................................... 17 1.2.3. Hoạt động học và hoạt động dạy trong DHTT ở tiểu học ........................... 18 1.2.4. Đặc trưng của DHTT ở tiểu học .................................................................. 20 1.2.5. Nguyên tắc tổ chức DHTT ở tiểu học ......................................................... 21 1.2.6. Quy trình tổ chức DHTT ở tiểu học ............................................................ 24 1.2.7. Định hướng tổ chức DHTT ở tiểu học ........................................................ 26 1.3. Học liệu điện tử và vấn đề thiết kế học liệu điện tử hỗ trợ dạy học tương tác ở tiểu học .......................................................................................................................... 31 1.3.1. Một số vấn đề cơ bản về HLĐT .................................................................. 31 1.3.2. Những thành phần cơ bản của HLĐT sử dụng trong DHTT tiểu học ......... 35 1.3.3. Ưu thế và khả năng hỗ trợ của HLĐT trong DHTT ở tiểu học ................... 36 1.3.4. Mức độ hỗ trợ của HLĐT trong DHTT ở tiểu học ...................................... 42 1.3.5. Hạn chế của HLĐT trong DHTT ở tiểu học ................................................ 45 1.3.6. Những định hướng phát triển năng lực, phẩm chất học sinh khi thiết kế và sử dụng HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học................................................................ 46 1.3.7. Yêu cầu sư phạm đối với HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học .......................... 47 1.3.8. Công nghệ 4.0 và triển vọng ứng dụng trong xây dựng HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học ............................................................................................................... 49 1.4. Sử dụng học liệu điện tử trong dạy học tương tác ở tiểu học ........................... 51 1.4.1. Tương tác dạy học trong môi trường lớp học có sự hỗ trợ của HLĐT ....... 51 1.4.2. Hình thức sử dụng HLĐT trong dạy học tương tác ở tiểu học.................... 51 1.4.3. Các yếu tố tác động đến việc sử dụng HLĐT trong DHTT ở tiểu học ....... 53 1.5. Thực trạng sử dụng học liệu điện tử của giáo viên tiểu học và nhu cầu về học liệu điện tử sử dụng trong dạy học tương tác ở tiểu học .......................................... 57 1.5.1. Mục đích, đối tượng, nội dung và phương pháp khảo sát ........................... 57 1.5.2. Thực trạng khai thác và sử dụng HLĐT của GVTH ................................... 58 1.5.3. Nhu cầu của GVTH, SVTH về nguồn HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học ...... 66 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................ 70 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỌC LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY HỌC TƯƠNG TÁC Ở TIỂU HỌC ...................................................................................................... 72 2.1. Nguyên tắc xây dựng HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học ...................................... 72 2.1.1. Đảm bảo tính phù hợp ................................................................................. 72 2.1.2. Đảm bảo tính hỗ trợ ..................................................................................... 73 2.1.3. Đảm bảo tính hiệu quả ................................................................................. 73 2.1.4. Đảm bảo khả năng thích ứng ....................................................................... 74 2.1.5. Đảm bảo khả năng sử dụng lại .................................................................... 74 2.1.6. Đảm bảo tính duy trì và phát triển ............................................................... 74 2.2. Đề xuất cấu trúc hệ thống HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học .............................. 75 2.2.1. Cấu trúc hệ thống HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học ...................................... 75 2.2.2. Các tầng thiết kế theo cấu trúc hệ thống HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học... 78 2.3. Quy trình xây dựng HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học ........................................ 80 2.3.1. Quy trình xây dựng ...................................................................................... 80 2.3.2. Một số lưu ý khi vận dụng quy trình ........................................................... 85 2.3.3. Minh họa ...................................................................................................... 90 2.4. Xây dựng HLĐT hỗ trợ DHTT các môn học ở tiểu học ................................. 107 2.4.1. Cấu trúc HLĐT hỗ trợ DHTT các môn học ở tiểu học ............................. 107 2.4.2. Chức năng hỗ trợ DHTT của hệ thống EcPit ............................................ 110 2.4.3. Cách thức phân phối và định hướng phát triển dữ liệu của hệ thống EcPit116 2.5. Sử dụng hệ thống EcPit hỗ trợ DHTT ở tiểu học ............................................ 117 2.5.1. Định hướng sử dụng hệ thống EcPit hỗ trợ DHTT ở tiểu học .................. 117 2.5.2. Các hình thức sử dụng hệ thống EcPit hỗ trợ DHTT ở trường tiểu học..... 119 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .......................................................................................... 132 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................ 134 3.1. Khái quát thực nghiệm sư phạm ....................................................................... 134 3.1.1. Mục đích thực nghiệm ............................................................................... 134 3.1.2. Nội dung thực nghiệm ............................................................................... 134 3.1.3. Đối tượng thực nghiệm .............................................................................. 134 3.1.4. Tiêu chí đánh giá và thang đo thực nghiệm .............................................. 135 3.1.5. Cách thức tiến hành thực nghiệm sư phạm ............................................... 137 3.2. Kết quả thực nghiệm .......................................................................................... 140 3.2.1. Kết quả khảo sát GVTH, SVTH ................................................................ 140 3.2.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 1 ....................................................... 144 3.2.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2 ....................................................... 150 3.2.4. Kết quả nghiên cứu trường hợp ................................................................. 162 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .......................................................................................... 164 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................................................................... 165 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ .................... 169 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 170 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CNTT công nghệ thông tin DHTT dạy học tương tác ĐC đối chứng GV giáo viên GVTH giáo viên tiểu học HLĐT học liệu điện tử HS học sinh HSTH học sinh tiểu học PMDH phần mềm dạy học PPDH phương pháp dạy học PTDH phương tiện dạy học QTDH quá trình dạy học SGK sách giáo khoa SV sinh viên SVTH sinh viên ngành tiểu học THCS trung học cơ sở THPT trung học phổ thông TN thực nghiệm TNSP thực nghiệm sư phạm XT xem thêm DANH MỤC CÁC BẢNG Tên các bảng Trang Bảng 1.1 Hoạt động của GV và HS trong DHTT ở tiểu học 27 Bảng 1.2 Đánh giá của GVTH về số lượng và chất lượng các loại HLĐT hỗ trợ dạy học ở tiểu học hiện nay 68 Bảng 1.3 Ý kiến của GVTH đối với các nhận định về nguồn HLĐT hỗ trợ 1 tiết dạy 69 Bảng 1.4 Mức độ khai thác các loại HLĐT của GVTH 70 Bảng 1.5 Những nội dung thường được lựa chọn để ứng dụng các loại HLĐT 71 Bảng 1.6 Mục đích sử dụng HLĐT của GVTH 71 Bảng 1.7 Mức độ khó khăn khi khai thác và sử dụng nguồn HLĐT do tác động của trình độ công nghệ 74 Bảng 1.8 Các yếu tố quan tâm của GVTH, SVTH khi khai thác các bài giảng điện tử, PMDH hay dữ liệu từ các website dạy học được cung cấp trên Internet 76 Bảng 1.9 Các nội dung, yếu tố GVTH, SVTH mong muốn có trong một HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học 78 Bảng 1.10 Ý kiến của GVTH, SVTH về 5 yếu tố mong muốn nhất trong một HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học 70 Bảng 2.1 Quy trình xây dựng HLĐT hỗ trợ DHTT theo tiến trình dạy học 95 Bảng 2.2 Quy trình xây dựng HLĐT hỗ trợ DHTT theo bài học hoặc theo nội dung 97 Bảng 2.3 Quy trình xây dựng HLĐT hỗ trợ tự học cho HS 98 Bảng 2.4 Ý tưởng tổ chức hoạt động và các dự kiến cho bài “Phân số” (Toán 4) 101 Bảng 2.5 Bảng tổng hợp các học liệu trong từng hoạt động của bài “Phân số” 103 Bảng 2.6 Bản định hướng thiết kế cho bài “Phân số” (Toán 4) 105 Bảng 2.7 Bảng tổng hợp các nội dung và chủ đề kiến thức của mảng kiến thức Phân số (Toán 4) 110 Bảng 2.8 Bảng minh họa khai triển chi tiết các liều kiến thức của 2 chủ đề (thuộc nội dung “Nhận diện phân số) 111 Bảng 3.1 Các lớp thực nghiệm sư phạm vòng 1 146 Bảng 3.2 Các lớp thực nghiệm sư phạm vòng 2 146 Bảng 3.3 Ý kiến của GVTH, SVTH về hệ thống EcPit 151 Bảng 3.4 Ý kiến của GVTH, SVTH về khả năng hỗ trợ dạy học của hệ thống EcPit 153 Bảng 3.5 Các đại lượng thống kê trên điểm kiểm tra môn Toán, Khoa học của HS nhóm TN và ĐC trước TNSP vòng 1 156 Bảng 3.6 Mức độ nhận thức môn Toán, Khoa học của HS nhóm TN và ĐC trước TNSP vòng 1 156 Bảng 3.7 Phân bố tần suất tích lũy hội tụ lùi điểm kiểm tra môn Toán, Khoa học của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 1 157 Bảng 3.8 Các đại lượng thống kê trên điểm kiểm tra môn Toán, Khoa học của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 1 158 Bảng 3.9 Mức độ nhận thức môn Toán, Khoa học của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 1 158 Bảng 3.10 Các đại lượng thống kê trên điểm kiểm tra môn Toán (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC trước TNSP vòng 2 163 Bảng 3.11 Các đại lượng thống kê trên điểm kiểm tra môn Khoa học (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC trước TNSP vòng 2 163 Bảng 3.12 Phân bố tần suất tích lũy hội tụ lùi điểm kiểm tra môn Toán (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 2 164 Bảng 3.13 Phân bố tần suất tích lũy hội tụ lùi điểm kiểm tra môn Khoa học (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 2 165 Bảng 3.14 Các đại lượng thống kê trên điểm kiểm tra môn Toán (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 2 167 Bảng 3.15 Các đại lượng thống kê trên điểm kiểm tra môn Khoa học (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 2 167 Bảng 3.16 Kết quả phỏng vấn HS sau các tiết dạy TNSP vòng 2 170 Bảng 3.17 Đánh giá của GV về các tiết dạy TNSP vòng 2 (khi so sánh với các tiết dạy thông thường) 171 Bảng 3.18 Bảng tổng hợp kết quả quan sát giờ dạy của đợt TNSP vòng 2 172 Bảng 3.19 Kết quả nghiên cứu trường hợp 173 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ Tên các biểu đồ, sơ đồ Trang Biểu đồ 1.1 Các loại HLĐT được GVTH sử dụng trong dạy học 67 Biểu đồ 1.2 Lí do GVTH không khai thác và sử dụng các loại HLĐT trong dạy học 69 Biểu đồ 1.3 Số lượng HS được tham gia tương tác với học liệu trong tiết học có ứng dụng HLĐT 72 Biểu đồ 1.4 Ý kiến của GVTH về lí do gây ra khó khăn khi khai thác và sử dụng nguồn HLĐT hiện có 74 Biểu đồ 1.5 Các yếu tố quan tâm của GVTH, SVTH khi khai thác các bài giảng điện tử, PMDH hay dữ liệu từ các website dạy học được cung cấp trên Internet 77 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ phân nhánh các liều kiến thức thuộc chủ đề “Đọc viết phân số” 114 Biểu đồ 3.1 Đường biểu diễn phân bố tần suất tích lũy hội tụ lùi điểm kiểm tra môn Toán của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 1 157 Biểu đồ 3.2 Đường biểu diễn phân bố tần suất tích lũy hội tụ lùi điểm kiểm tra môn Khoa học của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 1 157 Biểu đồ 3.3 Mức độ nhận thức môn Toán 4 của HS nhóm TN và ĐC trước TNSP vòng 2 162 Biểu đồ 3.4 Mức độ nhận thức môn Toán 5 của HS nhóm TN và ĐC trước TNSP vòng 2 162 Biểu đồ 3.5 Mức độ nhận thức môn Khoa học 4 của HS nhóm TN và ĐC trước TNSP vòng 2 162 Biểu đồ 3.6 Mức độ nhận thức môn Khoa học 5 của HS nhóm TN và ĐC trước TNSP vòng 2 163 Biểu đồ 3.7 Đường biểu diễn phân bố tần suất tích lũy hội tụ lùi điểm kiểm tra môn Toán (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 2 165 Biểu đồ 3.8 Đường biểu diễn phân bố tần suất tích lũy hội tụ lùi điểm kiểm tra môn Khoa học (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 2 166 Biểu đồ 3.9 Mức độ nhận thức môn Toán (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 2 168 Biểu đồ 3.10 Mức độ nhận thức môn Khoa học (lớp 4 và lớp 5) của HS nhóm TN và ĐC sau TNSP vòng 2 169 DANH MỤC CÁC HÌNH Tên các hình Trang Hình 1.1 Khả năng hỗ trợ quá trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HSTH của HLĐT 48 Hình 1.2 Khả năng hỗ trợ học theo khả năng cá nhân HS của HLĐT 49 Hình 1.3 Khả năng hỗ trợ việc kích thích và duy trì hứng thú học tập cho HSTH của HLĐT 49 Hình 1.4 Minh họa công nghệ AR trong dạy học một nội dung ở tiểu học 58 Hình 1.5 Mô hình chấp nhận và sử dụng HLĐT trong DHTT ở tiểu học 62 Hình 2.1 Cấu trúc hệ thống HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học 86 Hình 2.2 Hình minh họa tính phù hợp và tương thích cấu trúc của các tầng thiết kế 90 Hình 2.3 Hình minh họa việc phân quyền truy cập hệ thống HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học (đơn môn hoặc đa môn) 90 Hình 2.4 Quy trình xây dựng HLĐT hỗ trợ DHTT ở tiểu học 91 Hình 2.5 Sơ đồ cấu trúc HLĐT hỗ trợ DHTT bài “Phân số” (Toán 4) 104 Hình 2.6 HLĐT hỗ trợ DHTT bài “Phân số” được thiết kế bằng phần mềm Lectora InSpire 107 Hình 2.7 Trang nội dung của một số hoạt động 107 Hình 2.8 Giao diện trang mở đầu và trang quản lí các hoạt động 108 Hình 2.9 Một trang nội dung của hoạt động 2 (Hoạt động “Khám phá”) 108 Hình 2.10 Giao diện trang quản lí các hoạt động của bài học 108 Hình 2.11 Một trang nội dung của hoạt động 3 (Hoạt động “Chiếm lĩnh”) 109 Hình 2.12 Giao diện trang đăng nhập (1) và trang quản lí nội dung (2) 115 Hình 2.13 Giao diện một trang quản lí chủ đề (1) và một trang thể hiện nội dung SGK (2) 116 Hình 2.14 Giao diện trang nội dung của một liều kiến thức (1) và một trang nội dung của tiểu mục “Bài kiểm tra tổng hợp”(2) 116 Hình 2.15 Giao diện các trang hướng dẫn 116 Hình 2.16 Cấu trúc hệ thống EcPit 118 Hình 2.17 Giao diện trang quản lý nội dung của hệ thống EcPit 118 Hình 2.18 Giao diện trang quản lý nội dung của HLĐT môn Toán với đối tượng đăng nhập là GV (1) và HS (2) 119 Hình 2.19 Giao diện trang quản lý nội dung của HLĐT môn Khoa học (1) và môn Lịch sử (2) với đối tượng đăng nhập là GV 119 Hình 2.20 Giao diện trang lựa chọn đối tượng và trang đăng nhập (môn Toán) 120 Hình 2.21 Giao diện trang quản lý các bài học và một trang bài giảng thuộc hệ thống HLĐT môn Toán (EcPit_M) 121 Hình 2.22 Giao diện trang quản lý các bài học và một trang bài giảng thuộc hệ thống HLĐT môn Khoa học (EcPit_S) 121 Hình 2.23 Giao diện trang luyện tập Toán 4 và Toán 5 122 Hình 2.24 Giao diện trang luyện tập Lịch sử 4 122 Hình 2.25 Giao diện trang đề kiểm tra nội dung “Phân số” (Toán 4) 123 Hình 2.26 Giao diện trang “Kết quả” sau khi HS hoàn thành đề kiểm tra 123 Hình 2.27 Giao diện trang quản lí các chủ đề kiến thức và một trang nội dung một liều kiến thức phần Phân số (Toán 4) 124 Hình 2.28 Giao diện trang quản lí các chủ đề kiến thức và một trang nội dung của HLĐT tìm hiểu về Hai Bà Trưng 124 Hình 2.29 Giao diện một trang nội dung của thành phần “Bài học” (môn Toán) 125 Hình 2.30 Giao diện trang nội dung của thành phần “Bài học” (môn Lịch sử) 125 Hình 2.31 Giao diện trang quản lí dữ liệu của thành phần “Tài nguyên” thuộc HLĐT môn Toán (EcPit_M) 126 Hình 2.32 Nội dung trang “Game giải trí” 126 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài 1.1. Dựa trên quan điểm hướng vào người học, dạy học tương tác (DHTT) là hướng tiếp cận dạy học hiện đại và tích cực của giáo dục hiện nay. DHTT đặc biệt quan tâm đến sự gia tăng giá trị tương tác giữa người dạy, người học và môi trường, để từ đó thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học. DHTT mang đến cho người học một môi trường lý tưởng để kiến tạo và tự chiếm lĩnh kiến thức thông qua các hoạt động được thiết kế bởi người dạy. DHTT coi trọng tính tích cực, năng động của người học. Việc dạy và học được thực hiện dựa trên sự tác động qua lại giữa các thành tố của quá trình dạy học (QTDH) (các tương tác sư phạm). Sự tác động này đã giảm bớt đáng kể tính một chiều, tính thụ động của người học đồng thời tăng cường tương tác tích cực đa chiều, đặc biệt là các tương tác người học - người dạy, người học - người học, người học - nhóm bạn học, người học - phương tiện học. Hiện nay, việc nghiên cứu ứng dụng DHTT vào QTDH đang được thực hiện một cách có hệ thống và đạt được nhiều thành tựu đáng kể. Có thể kể đến một số nghiên cứu của T.A.Ilina, P.P.Êxipốp, Iu.K.Babanski, Jean Marc Denomme & Madelein Roy, Đặng Thành Hưng, Vũ Lệ Hoa, Tạ Quang Tuấn,. Tuy nhiên, các nghiên cứu về vấn đề này trong dạy học ở bậc tiểu học vẫn còn khá hạn chế và chưa mang lại nhiều kết quả cụ thể. Do đó, việc vận dụng quan điểm DHTT trong dạy học ở tiểu học cần được tiếp tục nghiên cứu sâu với những định hướng rõ ràng hơn. 1.2. Trong DHTT, các hoạt động dạy học đòi hỏi phải được thiết kế, sắp xếp theo trình tự hợp lí, phù hợp với quy luật nhận thức của người học và hướng vào mục tiêu dạy học. Khi tổ chức các hoạt động DHTT, các tác động sư phạm của người dạy cần phải hướng đến việc thúc đẩy cao nhất tính chủ động, tích cực của người học cũng như nâng cao khả năng hoạt động của người học khi tham gia vào các tương tác. Do đó, với DHTT, việc ứng dụng các thành tựu của công nghệ thông tin (CNTT) và truyền thông tỏ ra có nhiều ưu thế vượt trội, được nhiều nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu thực hiện, và đây cũng là một xu thế tất yếu trong dạy học hiện nay. Kết hợp với các hình thức cũng như phương pháp dạy học (PPDH) khác, DHTT tạo ra sự phát triển toàn diện hơn cho người học, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy. 2 Và hiện nay, chúng ta đang chứng