Luận văn Tổ chức dạy học Sinh học 11 nâng cao theo phương pháp chương trình hóa với sự hỗ trợ của phần mềm Lectora

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học LỜI CẢM ƠN Trong quá trình hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được những sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các tập thể và cá nhân. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn khoa học: GS.TS. Đinh Quang Báo, người đã tận tâm giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể bộ môn Phương pháp dạy học Sinh học, Khoa Sinh học, Phòng Sau đại học – Trường ĐHSP Hà Nội, Trường THPT TH Cao Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2010 HOÀNG THỊ THÚY NGA Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT 1. CNTT : Công nghệ thông tin 2. DH CTH : Dạy học chương trình hóa 3. ĐC : Đối chứng 4. ĐV : Động vật 5. GV : Giáo viên 6. HD : Hướng dẫn 7. HS : Học sinh 8. KTĐG : Kiểm tra đánh giá 9. NTTT : Nguyên tố thông tin 10. PMDH : Phần mềm dạy học 11. PPDH : Phương pháp dạy học 12. PTDH : Phương tiện dạy học 13. SGK : Sách giáo khoa 14. SSHT : Sinh sản hữu tính 15. THPT : Trung học phổ thông 16. TN : Thực nghiệm 17. VD : Ví dụ Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH STT Số hiệu Nội dung Trang 1 Sơ đồ 1 Quá trình dạy học nhìn dưới góc độ điều khiển học 10 2 Sơ đồ 2 Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu tạo nên liều kiến thức 12 3 Sơ đồ 3 Cấu trúc của chương trình đường thẳng 12 4 Sơ đồ 4 Cấu trúc của chương trình phân nhánh 13 5 Sơ đồ 5 Cách trình bày SGK CTH theo kiểu dọc 21 6 Sơ đồ 6 Cách trình bày SGK CTH theo kiểu ngang 21 7 Sơ đồ 7 Chức năng của máy dạy học (Rốt-kốp-phơ 1957) 22 8 Sơ đồ 8 Mối quan hệ logic giữa các thành tố liên quan đến việc xây dựng, sử dụng quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học theo PPDH CTH 34 9 Sơ đồ 9 Tác động của PMDH đến quá trình dạy học 37 10 Sơ đồ 10 Quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học theo PPDH CTH 41 11 Sơ đồ 11 Sơ đồ cấu trúc logic của liều kiến thức 14 – Bài 42 48 12 Sơ đồ 12 Sơ đồ kịch bản “tĩnh” của bài 42 – Sinh sản hữu tính ở thực vật 50 13 Sơ đồ 13 Quá trình sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa 71 14 Sơ đồ 14 Chiều hướng tiến hóa trong sinh sản hữu tính ở ĐV 72 15 Bảng 1 So sánh đặc điểm của bài học CTH xây dựng trên SGK và trên máy 23 16 Bảng 2 Kết quả điều tra nhận thức của GV về bản chất, vai trò của DH CTH 25 17 Bảng 3 Kết quả điều tra mức độ tiếp cận và ứng dụng PPDH CTH 26 18 Bảng 4 Kết quả điều tra mức độ ứng dụng phần mềm cơ bản trong DH Sinh học 27 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 19 Bảng 5 Bảng trọng số của bài 42 – Sinh sản hữu tính ở thực vật 45 20 Bảng 6 Các cặp lớp TN và ĐC tương ứng 61 21 Bảng 7 Bảng phân phối tần suất kết quả của các bài kiểm tra trong thực nghiệm 64 22 Bảng 8 Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của bài kiểm tra trong thực nghiệm 67 23 Biểu đồ 1 So sánh các mức độ nhận thức của GV về bản chất, vai trò của DH CTH 25 24 Biểu đồ 2 So sánh các mức độ tiếp cận và ứng dụng PPDH CTH 26 25 Biểu đồ 3 So sánh mức độ ứng dụng các phần mềm cơ bản trong dạy học Sinh học 27 26 Biểu đồ 4 Biểu diễn phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 1 65 27 Biểu đồ 5 Biểu diễn phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 2 66 28 Biểu đồ 6 Biểu diễn phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 3 66 29 Biểu đồ 7 Biểu diễn phân phối tần suất kết quả tổng hợp của 3 bài kiểm tra 67 30 Biểu đồ 8 Biểu diễn điểm trung bình của các bài kiểm tra 68 31 Hình 1 Màn hình Lectora 38 32 Hình 2 Màn hình tạo câu hỏi 52 33 Hình 3 Màn hình tạo liên kết giữa các câu hỏi 52 34 Hình 4 Màn hình quy định thời gian cho bài học 53 35 Hình 5 Màn hình thông báo điểm 53 36 Hình 6 Màn hình thông báo kết quả khi điểm kiểm tra đạt yêu cầu 54 37 Hình 7 Màn hình thông báo kết quả khi điểm kiểm tra không đạt yêu cầu 54 38 Hình 8 Một số trang màn hình Lectora của bài 42 – Sinh sản hữu tính ở thực vật 55 39 Hình 9 Kết quả học tập của một HS sau khi hoàn thành bài 42 57 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học MỤC LỤC Trang PHẦN I. MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1 1. Lý do chọn đề tài .......................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................... 2 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu .............................................................. 2 4. Giả thuyết khoa học ...................................................................................... 2 5. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 2 6. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................... 2 7. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 3 8. Những đóng góp của đề tài ........................................................................... 3 9. Cấu trúc luận văn .......................................................................................... 4 PHẦN II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .............................................................. 5 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ................. 5 1.1. Cơ sở lý luận ............................................................................................... 5 1.1.1. Khái niệm dạy học chương trình hóa ................................................... 5 1.1.2. Cơ sở khoa học của PPDH chương trình hóa....................................... 9 1.1.2.1. Cơ sở triết học .......................................................................... 9 1.1.2.2. Cơ sở tâm lý học ...................................................................... 9 1.1.2.3. Cơ sở giáo dục học ................................................................... 10 1.1.2.4. Cơ sở điều khiển học ................................................................ 10 1.1.3. Các kiểu chương trình ......................................................................... 11 1.1.3.1. Chương trình đường thẳng........................................................ 12 1.1.3.2. Chương trình phân nhánh ......................................................... 13 1.1.4. Tình hình nghiên cứu, vận dụng PPDH chương trình hóa ................... 15 1.1.4.1. Trên thế giới ............................................................................. 15 1.1.4.2. Ở Việt Nam .............................................................................. 17 1.1.5. Vai trò của công nghệ thông tin trong dạy học ................................... 19 1.1.6. Khả năng hỗ trợ của CNTT đối với dạy học chương trình hóa ........... 20 1.1.6.1. Sách giáo khoa chương trình hóa .............................................. 21 1.1.6.2. Máy dạy học cổ truyền ............................................................. 21 1.1.6.3. Máy vi tính ............................................................................... 23 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 1.2. Cơ sở thực tiễn ............................................................................................ 25 1.2.1. Thực trạng ứng dụng phương pháp CTH và phần mềm Lectora trong dạy học Sinh học ở trường THPT ................................................................. 25 1.2.1.1. Nhận thức của GV về bản chất, vai trò của dạy học CTH .......... 26 1.2.1.2. Mức độ tiếp cận và ứng dụng PPDH CTH ................................ 27 1.2.1.3. Mức độ ứng dụng các phần mềm cơ bản trong DH Sinh học ..... 27 1.2.1.4. Phân tích nguyên nhân và đề xuất giải pháp .............................. 29 1.2.1.5. Khả năng ứng dụng DH CTH trong điều kiện hiện nay ............. 30 1.2.2. Sự phù hợp của nội dung chương trình Sinh học 11 Nâng cao với dạy học chương trình hóa ............................................................................. 31 1.2.2.1. Đặc điểm nội dung, cấu trúc chương trình Sinh học 11 Nâng cao................................................................................................ 31 1.2.2.2. Sự phù hợp của chương trình Sinh học 11 Nâng cao với quan điểm dạy học chương trình hóa ..................................................... 33 CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC BÀI HỌC SINH HỌC 11 THEO PPDH CHƯƠNG TRÌNH HÓA ..................................................... 35 2.1. Các nguyên tắc cơ bản khi xây dựng quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học 11 theo PPDH CTH ............................................................................. 36 2.1.1. Nguyên tắc thiết kế bài học ................................................................. 36 2.1.1.1. Đảm bảo tính khoa học, tính sư phạm ...................................... 36 2.1.1.2. Đảm bảo tính linh hoạt của chương trình ................................. 37 2.1.1.3. Đảm bảo tính trực quan, tính thẩm mỹ...................................... 37 2.1.1.4. Sử dụng phần mềm thích hợp để phát huy tối đa ưu điểm của DH CTH ............................................................................................... 38 2.1.2. Nguyên tắc tổ chức bài học ................................................................. 40 2.1.2.1. Đảm bảo các điều kiện cần thiết cho việc tổ chức bài học......... 40 2.1.2.2. Đảm bảo phối hợp DH CTH với một số PPDH tích cực khác một cách hiệu quả ................................................................................. 41 2.1.2.3. Đảm bảo phát huy tối đa tính tích cực, tự lực của HS ............... 41 2.2. Quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học 11 theo PPDH CTH ............. 41 2.2.1. Giai đoạn 1 – Thiết kế bài học ............................................................ 43 2.2.1.1. Bước 1 – Phân tích logic nội dung bài học................................ 43 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 2.2.1.2. Bước 2 – Xác định mục tiêu ..................................................... 45 2.2.1.3. Bước 3 – Lập bảng trọng số, chia nội dung kiến thức thành các NTTT ............................................................................................. 46 2.2.1.4. Bước 4 – Xây dựng các liều kiến thức ...................................... 47 2.2.1.5. Bước 5 – Thiết kế kịch bản “tĩnh” thể hiện cấu trúc logic của chương trình .......................................................................................... 49 2.2.1.6. Bước 6 – Đóng gói bài học CTH bằng phần mềm Lectora ........ 52 2.2.2. Giai đoạn 2 – Tổ chức bài học ............................................................ 56 2.2.2.1. Tổ chức cho HS tự học theo PPDH CTH với sự HD của GV .... 56 2.2.2.2. Tổ chức cho HS tự học, tự KTĐG theo PPDH CTH không có sự HD của GV ...................................................................................... 56 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................... 61 3.1. Mục đích thực nghiệm ................................................................................. 61 3.2. Nội dung thực nghiệm ................................................................................. 61 3.3. Phương pháp thực nghiệm ........................................................................... 61 3.3.1. Chọn trường, lớp thực nghiệm ........................................................... 61 3.3.2. Bố trí thực nghiệm ............................................................................. 62 3.3.3. Phân tích và xử lý số liệu ................................................................... 62 3.3.3.1. Phân tích định lượng ................................................................ 62 3.3.3.2. Phân tích định tính ................................................................... 63 3.4. Kết quả thực nghiệm và biện luận ................................................................ 64 3.4.1. Phân tích định lượng .......................................................................... 64 3.4.1.1. Kết quả phân phối tần suất của các bài kiểm tra........................ 64 3.4.1.2. Các tham số đặc trưng của các bài kiểm tra trong thực nghiệm . 67 3.4.2. Phân tích định tính ............................................................................. 69 3.4.2.1. Mức độ lĩnh hội kiến thức của HS ............................................ 69 3.4.2.2. Tư duy logic và tính sáng tạo trong việc vận dụng kiến thức .... 70 3.4.2.3. Tính tự lực, tích cực của HS ..................................................... 72 PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 75 1. Kết luận .......................................................................................................... 75 2. Đề nghị ........................................................................................................... 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 1 PHẦN I. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nền khoa học hiện đại đang tiến những bước khổng lồ trên con đường phát triển. Lượng thông tin khoa học thuộc bất kì ngành tri thức nào cũng đều không ngừng tăng lên nhanh chóng. Do đó, đã đến lúc chúng ta cần phải nghiên cứ u, cải tiến các kế hoạch học tập, nội dung chương trình, phương pháp dạy học (PPDH), phương tiện dạy học (PTDH), phương pháp kiểm tra đánh giá (KTĐG), xem lại toàn bộ việc tổ chức quá trình học tập và đề xuất những chiến lược đổi mới sao cho phù hợp với yêu cầu ngày càng cao của thời đại. Ngạn ngữ cổ Hy Lạp có câu: “Dạy học không phải là chất đầy vào một cái thùng rỗng mà là thắp sáng lên những ngọn lửa” [23], vậy thì người thầy trước hết phải có lửa để thắp cho học trò của mình. Suy cho cùng, người thầy không chỉ là người dạy kiến thức, mà điều quan trọng và cốt lõi nhất là dạy học trò tư duy, dạy học trò phương pháp. Việc tăng cường tính tích cực và tính phân hóa trong dạy học là một trong những vấn đề then chốt trong xu hướng đổi mới PPDH hiện nay. Dạy học chương trình hóa (DH CTH) đáp ứng được đồng thời cả hai yêu cầu này. Đây là PPDH được thực hiện dưới sự hướng dẫn sư phạm của một chương trình mang tính chất algorit nhằm điều khiển chặt chẽ hoạt động học tập trên từng đơn vị nhỏ của nội dung dạy học (gọi là liều kiến thức). Vai trò có ý nghĩa quan trọng nhất của DH CTH là giúp học sinh (HS) phát triển năng lực tự học, tự kiểm tra, tự điều chỉnh. Cùng với sự bùng nổ của công nghệ thông tin (CNTT) hiện nay, DH CTH có cơ hội, điều kiện để phát triển. Phần mềm Lectora là một thành tựu công nghệ mới với nhiều tính năng ưu việt, đặc biệt là khả năng liên kết các phương án lựa chọn của câu hỏi trắc nghiệm rất phù hợp với việc hỗ trợ kỹ thuật cho PPDH CTH. Vì vậy, việc sử dụng phần mềm này trong DH CTH là một lựa chọn phù hợp. Sinh học 11 nghiên cứu các cơ chế, quá trình sinh học xảy ra ở cấp độ cơ thể: chuyển hóa vật chất và năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng, phát triển và sinh sản. Đây chính là cầu nối giữa phần sinh học tế bào của lớp 10 với sinh học trên cơ thể của lớp 12. Nội dung có nhiều điểm phù hợp với việc thiết kế bài học theo PPDH CTH, kiến thức dễ dàng được mã hóa thành các loại câu hỏi trắc nghiệm khác nhau, thuận lợi cho việc đưa chương trình vào máy. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 2 Sinh học là một khoa học có nhiều ứng dụng thực tế nhưng HS thường ít chú ý, hứng thú với môn học và kết quả học tập chưa tương xứng với vai trò, vị trí của nó. Để khắc phục tình trạng này, giáo viên (GV) cần đổi mới PPDH theo hướng tích cực, giúp các em đào sâu kiến thức bằng chính nỗ lực trí tuệ của bản thân, làm chủ tư duy và khả năng sáng tạo của mình. Vì vậy, đưa ra những dữ kiện chứng minh hiệu quả của việc sử dụng phần mềm Lectora trong DH CTH là điều cần thiết để thành tựu công nghệ này ngày càng được sử dụng rộng rãi nhằm nâng cao hiệu quả dạy học và chất lượng lĩnh hội tri thức cho HS. Với các lý do trên, chúng tôi chọn đề tài: Tổ chức dạy học Sinh học 11 nâng cao theo phương pháp chương trình hóa với sự hỗ trợ của phần mềm Lectora. 2. Mục đích nghiên cứu Thiết kế và tổ chức một số bài học Sinh học 11 Nâng cao theo PPDH CTH góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn. 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học theo PPDH CTH. 3.2. Khách thể nghiên cứu GV và HS lớp 11 – Trung học phổ thông (THPT). 4. Giả thuyết khoa học Có thể xây dựng được quy trình thiết kế và tổ chức bài học theo PPDH CTH để phát huy tính tích cực và tính tự lực của HS trong dạy học Sinh học 11. 5. Phạm vi nghiên cứu - Nội dung: Nghiên cứu thiết kế và tổ chức dạy học chương IV – Sinh sản – Sinh học 11 (Nâng cao) theo PPDH CTH với sự hỗ trợ của phần mềm Lectora. - Địa bàn: Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT TH Cao Nguyên – Đắk Lắk. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu 6.1. Hệ thống cơ sở lý luận về PPDH CTH. 6.2. Điều tra thực trạng ứng dụng phương pháp CTH và phần mềm Lectora trong dạy học Sinh học ở trường THPT hiện nay. 6.3. Phân tích cấu trúc, nội dung chương trình Sinh học 11 Nâng cao, chỉ ra các đặc điểm phù hợp với PPDH CTH. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 3 6.4. Đề xuất quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học theo PPDH CTH. 6.5. Sử dụng quy trình quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học theo PPDH CTH tổ chức cho HS tự học, tự KTĐG. 6.6. Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài, đồng thời nêu ra những điều kiện và khả năng triển khai PPDH CTH trong thực tiễn. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu các tài liệu về PPDH CTH, về phần mềm Lectora. - Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến chương trình Sinh học 11 nâng cao. 7.2. Điều tra cơ bản - Điều tra nhận thức của GV về bản chất, vai trò của dạy học CTH. - Điều tra mức độ tiếp cận và ứng dụng phương pháp CTH, mức độ ứng dụng các phần mềm cơ bản trong dạy học Sinh học, trong đó có phần mềm Lectora. - Điều tra chất lượng học tập của HS để chọn lớp đối chứng và thực nghiệm - Phương pháp điều tra: Sử dụng phiếu điều tra, phỏng vấn, dự giờ, tham khảo giáo án, sổ điểm của GV. 7.3. Phương pháp chuyên gia Trao đổi, xin ý kiến đóng góp của các nhà khoa học đầu ngành về quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học theo PPDH CTH với sự hỗ trợ của phần mềm Lectora, về chất lượng các giáo án, các bài kiểm tra thực nghiệm phục vụ cho đề tài. 7.4. Thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra giả thuyết của đề tài. Sử dụng phương pháp thống kê xác suất để phân tích và xử lý các số liệu thu được trong quá trình thực nghiệm (phân tích định lượng), đồng thời tiến hành phân tích định tính nhằm mục đích làm cơ sở để đưa ra những kết luận và đề nghị tin cậy. 8. Những đóng góp của đề tài 8.1. Hệ thống được cơ sở lý luận và thực tiễn của PPDH CTH. 8.2. Xây dựng được quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học theo PPDH CTH với sự hỗ trợ của phần mềm Lectora. 8.3. Thiết kế và hoàn thiện các giáo án thực nghiệm làm tư liệu tham khảo cho GV. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 4 9. Cấu trúc luận văn Phần I. Mở đầu Phần II. Kết quả nghiên cứu Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài Chương 2. Quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học 11 theo PPDH CTH Chương 3. Thực nghiệm sư phạm Phần III. Kết luận và đề nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 5 PHẦN II. KẾT QU