Tài liệu Xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử về các phương pháp và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học hỗ trợ dạy học môn lí sinh y học cho sinh viên ngành y

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN NGUYỄN MINH TÂN NGUYỄN MINH TÂN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ VỀ “CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” HỖ TRỢ DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y HỌC CHO SINH VIÊN NGÀNH Y LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2014 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN NGUYỄN MINH TÂN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ VỀ “CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” HỖ TRỢ DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y HỌC CHO SINH VIÊN NGÀNH Y Chuyên ngành: Lí luân và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 62 14 01 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. NGUYỄN VĂN KHẢI PGS.TS. TÔ VĂN BÌNH Thái nguyên – 2014 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nội dung trình bày trong luận án này là kết quả đạt được trong quá trình nghiên cứu của tôi và chưa từng được ai công bố trong bất kì một công trình khoa học nào khác. Tác giả Nguyễn Minh Tân 4 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể cán bộ hướng dẫn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các tập thể và cá nhân đã quan tâm và tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận án này. Tác giả cũng chân thành cảm ơn các chuyên gia giáo dục, các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp đã và đang công tác tại các trường đại học, cơ sở giáo dục, thư viện và trung tâm học liệu, đã ủng hộ, động viên, cộng tác và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tác giả 5 CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN BDNLTH Bồi dưỡng năng lực tự học BGĐT Bài giảng điện tử CNTT Công nghệ thông tin CSDL Cơ sở dữ liệu DH Dạy học DHTCSVĐ Dạy học trên cơ sở vấn đề ĐH Đại học ĐHTN Đại học Thái Nguyên GDĐH Giáo dục đại học GDĐT Giáo dục và Đào tạo GQVĐ Giải quyết vấn đề GV Giảng viên HCTC Học chế tín chỉ KTS Kĩ thuật số LSYH Lí sinh y học NLTH Năng lực tự học NVĐ Nêu vấn đề PPDH Phương pháp dạy học PPDHTC Phương pháp dạy học tích cực PHGQVĐ Phát hiện và giải quyết vấn đề PPKTVLY Các phương pháp và kĩ thuật vật lí ứng dụng trong y học SV Sinh viên TLDH Tài liệu dạy học TLĐT Tài liệu điện tử TLĐTDH Tài liệu điện tử dạy học TNSP Thực nghiệm sư phạm 6 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................... 2 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài ......................................................... 2 4. Giả thiết khoa học .............................................................................................. 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................... 2 6. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 2 7. Kết quả và đóng góp mới của luận án ................................................................ 3 8. Cấu trúc của luận án ........................................................................................... 3 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ TRONG DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y HỌC .. 4 1.1. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu .......................................................... 4 1.1.1. Bồi dưỡng năng lực tự học trong giáo dục đại học ..................................... 4 1.1.2. Tổng quan về TLĐTDH và các nghiên cứu về TLĐTDH trên thế giới ..... 5 1.1.3. Các nghiên cứu về xây dựng và sử dụng TLĐTDH ở Việt Nam ................ 11 1.1.4. Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học trên thế giới .......................... 13 1.1.5. Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học ở Việt Nam ........................... 15 1.2. Phương tiện dạy học số và tài liệu điện tử dạy học ..................................... 18 1.2.1. Phương tiện dạy học số................................................................................ 18 1.2.2. Tài liệu điện tử dạy học ............................................................................... 18 1.3. Dạy học trong môi trường máy tính và internet .......................................... 23 1.3.1. Dạy học dựa trên máy tính........................................................................... 23 1.3.2. Dạy học qua mạng (internet) ....................................................................... 23 1.3.3. Sử dụng internet phối hợp với hình thức dạy học truyền thống .................. 25 1.4. Dạy học bồi dưỡng năng lực tự học ở đại học với sự hỗ trợ của tài liệu điện tử .............................................................................................................. 25 1.4.1. Một số đặc điểm dạy học ở đại học ............................................................. 25 1.4.2. Quá trình dạy học bồi dưỡng năng lực tự học ............................................. 29 1.4.3. Dạy học bồi dưỡng năng lực tự học với sự hỗ trợ của TLĐTDH ............... 34 7 1.5. Xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử dạy học bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên ........................................................................................................... 49 1.5.1. Xây dựng tài liệu điện tử dạy học ................................................................ 49 1.5.2. Sử dụng tài liệu điện tử ................................................................................ 54 1.6. Thực trạng xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử dạy học tại một số cơ sở đào tạo..................................................................................................................... 58 1.6.1. Mục đích ...................................................................................................... 58 1.6.2. Đối tượng khảo sát ....................................................................................... 58 1.6.3. Phương pháp khảo sát .................................................................................. 58 1.6.4. Nội dung khảo sát ........................................................................................ 59 1.6.5. Kết luận và đánh giá .................................................................................... 59 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ....................................................................................... 63 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ DẠY HỌC VỀ “ CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO SINH VIÊN .......................... 64 2.1. Chương trình, nội dung các kiến thức về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học” ........................................................................................ 64 2.1.1. Phân tích chương trình, nội dung các kiến thức về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” ..................................................................... 64 2.1.2. Phân tích cấu trúc nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” ................................................................................................... 65 2.2. Xây dựng tài liệu điện tử dạy học về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học” bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên .......................... 67 2.2.1. Các nghiên tắc xây dựng Tài liệu điện tử dạy học nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” ....................................................... 67 2.2.2. Qui trình xây dựng TLĐTDH nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” ......................................................................................... 71 2.2.3. Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu của TLĐTDH nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học” ............................................................... 81 2.3. Sử dụng tài liệu điện tử về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên .......................................... 83 8 2.3.1. Tiến trình sử dụng TLĐTDH trong dạy học thuyết trình phát hiện và giải quyết vấn đề nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” định hướng BDNLTH .................................................................................... 84 2.3.2. Tiến trình dạy học trên cơ sở vấn đề thông qua hình thức seminar nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” định hướng BDNLTH với sự hỗ trợ của TLĐTDH ................................................................... 90 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ....................................................................................... 95 Chương 3: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ....................................................... 96 3.1. Mục đích kiểm nghiệm và đánh giá ................................................................ 96 3.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................ 96 3.2.1. Mục đích, đối tượng, phương pháp thực nghiệm sư phạm .......................... 96 3.2.2. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học ........................................................... 98 3.2.3. Đánh giá kết quả TNSP ................................................................................ 107 3.3. Phương pháp và kết quả khảo sát trực tuyến ................................................... 118 3.3.1. Mục đích ....................................................................................................... 118 3.3.2. Đối tượng xin ý kiến ..................................................................................... 118 3.3.3. Nội dung và phương pháp tiến hành ............................................................ 118 3.4. Phương pháp xin ý kiến chuyên gia ................................................................ 122 3.4.1. Mục đích của phương pháp đánh giá qua ý kiến chuyên gia ....................... 122 3.4.2. Cách thức tiến hành ...................................................................................... 123 3.4.3. Kết quả khảo sát và ý kiến chuyên gia ......................................................... 123 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ....................................................................................... 125 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 126 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN ................... 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 131 CÁC PHỤ LỤC Phụ lục 1. Phiếu phỏng vấn giáo viên .................................................................... 1-PL Phụ lục 2. Mô tả các thao tác cơ bản quy trình thiết kế TLĐTDH ........................ 2-PL Phụ lục 3. Phiếu phỏng vấn sau đợt TNSP ............................................................. 18-PL 9 Phụ lục 4. Phiếu xin ý kiến nhận xét trực tuyến ..................................................... 19-PL Phụ lục 5. Phiếu xin ý kiến nhận xét và góp ý của chuyên gia .............................. 20-PL Phụ lục 6. Danh sách chuyên gia, nhà khoa học cho ý kiến nhận xét, góp ý luận án..................................................................................................................... 21-PL Phụ lục 7. Một số hình ảnh về thực nghiệm sư phạm ............................................ 22-PL DANH MỤC HÌNH TRONG LUẬN ÁN Hình 1.1. Tiến trình DH thuyết trình PHGQVĐ với sự hỗ trợ của TLĐTDH ....... 37 Hình 1.2. Sơ đồ vận dụng tiến trình thuyết trình theo hướng PHGQVĐ cho một bài học cụ thể với sự hỗ trợ cảu TLĐTDH ............................................................. 40 Hình 1.3. Sơ đồ tiến trình DH TCSVĐ thông qua hình thức tổ chức Seminar với sự hỗ trợ của TLĐTDH .......................................................................................... 42 Hình 1.4. Sơ đồ tiến trình DHTCVĐ thông qua hình thức Seminar ...................... 48 Hình 1.5. Sơ đồ cấu trúc CSDL của Tài liệu điện tử DH ....................................... 52 Hình 2.1. Một trang giao diện của TLĐTDH được thiết kế theo nguyên tắc “WYS - WYG” ....................................................................................................... 69 Hình 2.2. Các bước cơ bản trong quy trình xây dựng TLĐTDH ........................... 71 Hình 2.3. Nội dung “PPKTVLY” được xây dựng dưới dạng GTĐT..................... 74 Hình 2.4. BGĐT được xây dựng theo nguyên tắc Dạy học tích cực,.................... 75 Hình 2.5. CSDL bài giảng video clip ..................................................................... 76 Hình 2.6. Video clip về kĩ thuật Laser minh họa cho bài giảng, gắn với các tình huống thực tế tại phòng bệnh ................................................................................. 76 Hình 2.7. Ngân hàng câu hỏi và hướng dẫn ôn tập ............................................... 77 Hình 2.8. Thí nghiệm mô phỏng về ứng dụng của dòng điện trong y học............. 78 Hình 2.9. Forum thảo luận nhóm, chia sẻ, trao đổi thông tin trực tuyến theo các chủ đề do người học tự tạo ra trong quá trình học ................................................. 79 Hình 2.10. Các cổng thông tin bổ trợ và tài liệu tham khảo................................... 80 Hình 2.11. Cấu trúc CSDL của TLĐTDH .............................................................. 81 Hình 2.12. Cấu trúc CSDL của TLĐTDH .............................................................. 82 Hình 2.13. Quản lí thông tin phát sinh, phản hồi từ người dùng thông qua các diễn đàn................................................................................................................... 82 10 Hình 3.1. Biểu đồ phân bố điểm ............................................................................. 114 Hình 3.2. Đồ thị phân bố điểm ............................................................................... 114 Hình 3.3. Biểu đồ phân bố tần suất điểm ............................................................... 114 Hình 3.4. Đồ thị phân bố tần suất điểm .................................................................. 115 DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN ÁN Bảng 1.1. Hiện trạng kĩ năng sử dụng phương tiện kĩ thuật số hỗ trợ DH ............ 59 Bảng 1.2. Hiện trạng kĩ năng sử dụng phần mềm xây dựng bài giảng .................. 60 Bảng 1.3. Hiện trạng việc khai thác thông tin học tập trên mạng .......................... 60 Bảng 1.4. Hiện trạng việc xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử (bài giảng điện tử, phần mềm ứng dụng, website cá nhân…) phục vụ DH .......................................... 61 Bảng 3.1. Tác động tích cực của việc sử dụng TLĐTDH trong giảng dạy ............ 108 Bảng 3.2. Đánh giá về sự hài lòng của SV sử dụng TLĐTDH trong DH theo PPDH “nêu và giải quyết vấn đề” định hướng tự học ............................................ 109 Bảng 3.3. Bảng trận câu hỏi đề kiểm tra .............................................................. 113 Bảng 3.4. Bảng thống kê điểm số (Xi) các bài kiểm tra đợt 1 ............................... 113 Bảng 3.5. Bảng thống kê điểm số (Xi) các bài kiểm tra đợt 2 ............................... 113 Bảng 3.6. Bảng thống kê điểm số (Xi) các bài kiểm tra cả 2 đợt TNSP ................ 113 Bảng 3.7. Phân bố tần suất điểm………………………………………………….114 . 11 MỞ ĐẦU 1. Lí do lựa chọn đề tài Giáo dục đại học (GDĐH) coi trọng việc bồi dưỡng ý thức tự lực trong học tập, năng lực tự học, tự nghiên cứu, phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kỹ năng thực hành, tạo điều kiện cho sinh viên (SV) tham gia nghiên cứu, thực nghiệm, ứng dụng. Việc áp dụng hệ thống đào tạo theo tín chỉ trong các trường đại học phản ánh quan điểm lấy SV làm trung tâm, trong đó tự học, tự nghiên cứu được coi trọng. Đây là phương thức đưa GDĐH về với đúng nghĩa: SV tự học, tự nghiên cứu, phát huy nội lực, chủ động, sáng tạo trong học tập. Dạy tự học và bồi dưỡng năng lực tự học (BDNLTH) là cốt lõi của phương thức dạy học (DH) này. Quan điểm trên có cơ sở là các đặc điểm tâm sinh lí lứa tuổi, đặc điểm hoạt động học tập trong môi trường đại học và đặc điểm về nội dung, phương pháp dạy học (PPDH) mang tính định hướng nghề nghiệp ở bậc đại học. [19]. Từ sau ngày đất nước thống nhất đến nay, số các trường đại học, cao đẳng tăng hàng chục lần, nhưng số lượng các đề tài, nghiên cứu về cơ sở lí luận và đổi mới PPDH ở đại học còn khiêm tốn, chưa tương xứng với tốc độ và quy mô phát triển. Môn Lí sinh y học hiện đang được giảng dạy tại gần 100 trường đại học và cao đẳng khối ngành y sinh và nông lâm, với những nét đặc thù riêng gắn với thực tế nghề nghiệp, song các nghiên cứu đổi mới PPDH môn học này còn chưa được quan tâm đầy đủ. Một trong những điểm mới của nền giáo dục tiên tiến là xây dựng “Công nghệ giáo dục” với nội hàm là “Một tập hợp gắn bó chặt chẽ những phương pháp, phương tiện và kĩ thuật học tập...”. [32], [45]. Nghị quyết số 14/2005/NQ-CP, ngày 02 tháng 11 năm 2005 của Chính phủ đã xác định mục tiêu đến 2020 là: Đổi mới PPGD đại học theo 3 tiêu chí: Phát huy tính chủ động của người học; Sử dụng CNTT trong hoạt động dạy và học; Khai thác các nguồn học liệu giáo dục mở và nguồn học liệu trên mạng Internet... nhằm đưa giáo dục đại học đạt trình độ tiên tiến trong khu vực và tiếp cận trình độ thế giới”. [40]. Mục tiêu nêu trên chính là sự cụ thể hóa các quan điểm của lí luận dạy học hiện đại là: biến quá trình đào tạo thành tự đào tạo, chú trọng bồi dưỡng năng lực tự học, phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của người học. [6], [34], [38]. 12 Ứng dụng CNTT, xây dựng và sử dụng TLĐTDH, đổi mới PPDH định hướng BDNLTH trong DH ở bậc đại học trong đó có môn Lí sinh y học là cần thiết. Vì lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử về “Các phương pháp và kĩ thuật vật lí ứng dụng trong y học”, hỗ trợ dạy học môn Lí sinh y học cho SV ngành y. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu vận dụng lí luận dạy học hiện đại về bồi dưỡng năng lực tự học để xây dựng và sử dụng TLĐTDH vào thiết kế tiến trình dạy học các kiến thức phần “PPKTVLY” (môn LSYH) cho SV ngành y. 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài Đối tượng nghiên cứu: Quá trình DH môn Lí sinh y học ở trường Đại học Y Dược – ĐHTN. Phạm vi nghiên cứu: Nội dung kiến thức về “PPKTVLY” trong chương trình môn LSYH ở trường Đại học Y Dược – ĐHTN. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được và sử dụng TLĐTDH đã được xây dựng vào thiết kế tiến trình dạy học các kiến thức phần “PPKTVLY” (môn LSYH) phù hợp với lí luận dạy học hiện đại về BDNLTH thì sẽ nâng cao được năng lực tự học cho SV ngành Y, từ đó góp phần nâng cao chất lượng đào tạo. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học BDNLTH cho SV. Đề xuất quy trình xây dựng TLĐTDH về nội dung: “PPKTVLY”. Đề xuất tiến trình sử dụng TLĐTDH hỗ trợ DH nội dung “PPKTVLY” theo định hướng BDNLTH cho SV ngành y. Kiểm nghiệm, thực nghiệm sư phạm, xin ý kiến chuyên gia nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả sử dụng TLĐTDH trong DH tại trường đại học Y Dược – ĐHTN. 6. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các quan điểm đổi mới trong GDĐH, các PPDH tích cực, dạy học BDNLTH ở bậc đại học. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: khảo sát, phân tích, đánh giá thực trạng việc ứng dụng CNTT trong DH đại học nói chung và DH môn Lí sinh y học nói riêng. 13 Phương pháp TNSP và thống kê toán học: tiến hành TNSP và đánh giá tính hiệu quả của việc sử dụng TLĐTDH nội dung “PPKTVLY” trong dạy học BDNLTH cho SV. Phương pháp chuyên gia: xin ý kiến nhận xét, đánh giá của các chuyên gia về tính khả thi, hiệu quả sử dụng TLĐTDH nội dung “ PPKTVLY”. 7. Kết quả và đóng góp mới của luận án 7.1. Về mặt lí luận Luận án có những đóng góp mới như sau: - Đã hoàn thiện và phát triển lí luận về TLĐTDH bằng việc làm rõ khái niệm và cụ thể hóa các đặc trưng, các chức năng và yêu cầu cơ bản của TLĐTDH. - Đã hoàn thiện và phát triển lí luận dạy học BDNLTH cho SV trong môi trường DH sử dụng TLĐTDH bằng việc đề xuất quy trình dạy học BDNLTH với sự hỗ trợ của TLĐTDH. - Đã xây dựng được tiến trình DH thuyết trình PHGQVĐ, và tiến trình DHTCSVĐ thông qua hình thức seminar với sự hỗ trợ của TLĐTDH nhằm BDNLTH cho SV. 7.2. Về mặt thực tiễn Luận án có những đóng góp mới như sau: - Đã xây dựng được TLĐTDH về nội dung “PPKTVLY” đáp ứng các yêu cầu dạy học BDNLTH cho SV, đồng thời có thể sử dụng trong môi trường DH điện tử. - Đã hiện thực hóa một số tiến trình DH BDNLTH các kiến thức về “PPKTVLY” tương ứng với các mô hình DH thuyết trình PHGQVĐ và mô hình DHTCSVĐ thông qua hình thức seminar với sự hỗ trợ của TLĐTDH đã xây dựng. 8. Cấu trúc của luận án Luận án gồm 130 trang nội dung, trong đó có 101 hình vẽ, 18 bảng biểu và sơ đồ. Chương I: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng TLĐTDH trong DH các kiến thức môn Lí sinh y học. Trong đó: Phần mở đầu 3 trang, phần tổng quan 13 trang, cơ sở lý luận và thực tiễn 47 trang. Chương II: Xây dựng và sử dụng TLĐT về “PPKTVLY” định hướng BDNLTH cho SV: 33 trang. Chương III: Kiểm nghiệm và Đánh giá: 33 trang. Các công trình liên quan đến luận án đã công bố Tài liệu tham khảo và các phụ lục 14 Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ TRONG DẠY HỌC `MÔN LÍ SINH Y HỌC 1.1. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu Trong phần này tác giả trình bày tổng quan các vấn đề nghiên cứu của đề tài, gồm: - BDNLTH trong giáo dục đại học. - TLĐTDH và các nghiên cứu về TLĐTDH trên thế giới. - Các nghiên cứu về TLĐTDH ở Việt Nam. - Nghiên cứu TLĐTDH môn Lí sinh y học trên thế giới. - Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học ở Việt Nam. 1.1.1. Bồi dưỡng năng lực tự học trong giáo dục đại học Các lĩnh vực nghiên cứu về giáo dục đại học rất đa dạng và phong phú, trong đó các nghiên cứu về đổi mới phương pháp DH theo hướng tích cực, lấy người học làm trung tâm, chú trọng việc tự học và BDNLTH được đặc biệt chú trọng. Điển hình cho các nghiên cứu về đổi mới giáo dục, các mô hình phát triển giáo dục, các phương pháp tiếp cận giá trị trong khoa học giáo dục và những định hướng cho giáo dục đại học Việt Nam là các công trình nghiên cứu của Thái Duy Tuyên (Mục tiêu giáo dục và các mô hình giáo dục hiện đại) [45], [46], [47], Nguyễn Cảnh Toàn (Quá trình dạy - tự học) [43], [44], Phạm Văn Lập (Các cách tiếp cận trong giáo dục) [7], Lê Thạc Cán (các mô hình giáo dục trong thế kỉ 21) [38], Pai Obanya, Makigauhi Tsunesaburo, Raja Roy, Zhong Binglin và Zhu Chuali (Các chiến lược phát triển GDĐH cho thế kỉ 21 và công cuộc cải cách trong giáo dục) [29], [38], [59] và nhiều chuyên gia hàng đầu về giáo dục khác như: Hoàng Tụy, Phạm Tất Dong, Nguyễn Ngọc Lanh... Các công trình nghiên cứu liên quan đến đổi mới phương pháp DH, theo hướng chú trọng việc tự học và BDNLTH được đặc biệt quan tâm, với sự đóng góp công sức, trí tuệ của đội ngũ các nhà khoa học, các chuyên gia giáo dục. Chỉ riêng trong lĩnh vực đổi mới phương pháp DH môn Vật lý, cũng có thể kể ra nhiều nhà khoa học có đóng góp đáng kể như: Pai Obanya, Juma Shabani, Peter Okebukola, Renikop, A.V. Perưskin, P.A. Znamenxki, A.V. Muraviep, [29], [59], Lê Khánh Bằng [3], [4], Nguyễn Đức Thâm, Phạm Xuân Quế [32], Phạm Hữu Tòng [42], Trần Đức Vượng [57], Lê Công Triêm [56], Nguyễn văn Khải [21], Đỗ Hương Trà [55]... 15 Ứng dụng công nghệ DH định hướng BDNLTH cũng phát triển mạnh mẽ: nói riêng ở bậc đại học, có thể kể ra nghiên cứu của các tác giả: Jef peeraer (2011) về CNTT cho dạy học tích cực [20], Michiko Kaya (2003) về Hiện đại hóa DH đại học Nhật bản [24], Lê Khánh Bằng (2000) [4], Tô Văn Bình (2011) [5], Vũ văn Tảo (2000) [38] về Công nghệ DH và xu thế đổi mới giáo dục Đại học... Nhiều nghiên cứu gần đây hướng vào các kĩ thuật DH trong đào tạo tín chỉ, điển hình là các tác giả: Đặng Xuân Hải (2010): Kĩ thuật DH trong đào tạo tín chỉ [11], Lê Thạc Cán (2000): Mô hình giáo dục đại học Thế kỉ 21 [7], và nghiên cứu của nhiều tác giả khác như: Phạm Minh Hạc, Đặng Vũ Hoạt, Lê Viết Khuyến [58], Lâm Quang Thiệp [52], Trần Đức Vượng [57]... 1.1.2.Tổng quan vể TLĐTDH và các nghiên cứu về TLĐTDH trên thế giới Có nhiều cách hiểu khác nhau về khái niệm TLĐTDH, tác giả sẽ trình bày chi tiết trong phần sau của luận án. Tuy nhiên, theo nghĩa thông dụng, TLĐTDH thường được hiểu là một dạng của phương tiện DH, bao gồm: - Phương tiện DH số (gọi tắt là phần cứng). - Cơ sở dữ liệu dạng số hóa, phần mềm DH (gọi tắt là phần mềm). Phương tiện DH số thông dụng là các thiết bị lưu trữ và xử lí thông tin, các thiết bị hỗ trợ và phục vụ việc dạy học như: máy tính, máy chiếu, các thiết bị nhúng, mô hình điện tử, thiết bị lưu trữ thông tin (băng hình, thẻ nhớ, đĩa CD, DVD, USB, ibook, smartphone…). Cơ sở dữ liệu dạng số hóa, phần mềm DH thông dụng là nguồn học liệu, tài nguyên học tập được số hóa dưới dạng các file dữ liệu, các phần mềm ứng dụng, các bài thí nghiệm ảo, phòng thực hành mô phỏng… Khái quát một số nét về lịch sử ra đời và quá trình phát triển của TLĐTDH (phương tiện DH số, chương trình, phần mềm DH) như sau: Năm 1623, Wilhelm Schickard đã tạo ra chiếc máy tính đầu tiên và mở ra kỷ nguyên cho các thiết bị sử lí thông tin. Tiếp sau đó là những chiếc máy tính do Blaise Pascal (1642) và Gottfried Wilhelm von Leibniz (1671) sáng chế ra đời. Năm 1820, Charles Xavier Thomas đã chế tạo thành công chiếc máy kế toán có 16 thể cộng, trừ, nhân, chia và năm 1890, chiếc máy tính dạng bảng do Herman Hollerith thiết kế được ra đời. Chiếc máy tính EDSAD được chế tạo tại đại học Cambridge vào những năm 1950 là chiếc máy tính đầu tiên được lập trình. Máy vi tính xuất hiện lần đầu vào thập niên 1970, có mặt ở khắp mọi nơi vào thập niên 1980. Chiếc ThinkPad 700 của IBM ra đời vào 1992 khởi đầu của những chiếc máy tính xách tay rất phổ biến hiện nay. Những năm 2000 đánh dấu sự phát triển vượt bậc của Internet, kèm theo đó là việc ra đời các thiết bị mạng và truyền dẫn, đã mở ra kỉ nguyên của máy tính bảng (Tablet), Ipad, Iphone, Ebook… tích hợp rất nhiều tình năng, với màn hình cảm ứng, sử dụng các giải pháp mạng không dây và công nghệ điện toán đám mây… Các chương trình phần mềm đã được các nhà nghiên cứu Mỹ sử dụng trong giáo dục và đào tạo từ đầu những năm 1940, điển hình là chương trình “the type19 synthetic radar trainer” được xây dựng vào năm 1943. Từ đó cho đến giữa những năm 1970, phần mềm giáo dục thường được tích hợp trực tiếp vào các thiết bị kĩ thuật số, mà thông thường là các máy tính lớn, trong đó dấu ấn quan trọng nhất phải kể đến là hệ thống PLATO và TICCIT được phát triển tại trường đại học Illinois vào giai đoạn 1960 – 1972, sử dụng ngôn ngữ lập trình BASIC (phát triển từ 1963) và LOGO (phát triển từ 1967), sau này trở thành chuẩn cho phần mềm giáo dục trong các máy tính gia đình. Sự xuất hiện của máy tính cá nhân (PC- Personal Computer) vào năm 1975 đã tạo ra một bước ngoặt trong lĩnh vực ứng dụng các phần mềm trong giáo dục, đào tạo. Thay vì phải chia sẻ thời gian sử dụng các máy tính lớn của các trường đại học hoặc chính phủ, với các máy PC, người sử dụng có thể xây dựng vả sử dụng phần mềm cho máy tính ở nhà hoặc ở trường. Những năm 1980, được đánh dấu bằng sự ra đời của các công ty phát triển phần mềm giáo dục chuyên nghiệp. Broderbund Learning Company và Minnesota Educational Computing Consortium là những công ty đi đầu trong giai đoạn này và đã tạo ra một loạt chức năng mới của máy tính cá nhân với một loạt các phần mềm mà sau này được phát triển cho Apple II. Năm 1990, hệ điều hành Windows ra đời và sau đó là một loạt các phiên bản WinMe, XP, Vista và hiện tại là Windows 7, Windows 8, cùng với bộ công cụ MS Office 17 của hãng Microsoft, mà mới nhất là bộ Office 365 bắt đầu được sử dụng và phổ cập ở Việt Nam từ năm 2014 đã đem lại rất nhiều tiện ích cho việc soạn thảo, thiết kế bài giảng với nhiều định dạng khác nhau (dạng text, trình chiếu, webpage…), tạo ra một cuộc cách mạng giáo dục thực sự cả về phương pháp luận lẫn công nghệ DH, mà ở đó, mối quan hệ không gian-thời gian-trật tự thang bậc theo quan điểm giáo dục truyền thống bị phá vỡ [4]. Với sự phát triển vượt bậc của CNTT, vấn đề dạy và học đã được xem xét một cách nghiêm túc trên phạm vi toàn cầu, mà UNESCO là tổ chức đề xướng, và được sự ủng hộ, quan tâm của đông đảo các chuyên gia về giáo dục, đào tạo trên toàn thế giới, tại các diễn đàn và hội nghị quốc tế như: diễn đàn của Hội đồng Quốc tế về giáo dục thế kỉ 21, Hội nghị Giáo dục cho mọi người, tổ chức tại Jomtien, Thái Lan năm 1996. Hội nghị thế giới về “Giáo dục đại học (GDĐH) thế kỉ 21- tầm nhìn và hành động”, tổ chức tại Paris năm 1998, với “Tuyên ngôn thế giới về GDĐH thế kỉ 21”, đã nhấn mạnh: “Cần phải tận dụng đầy đủ các ưu thế của CNTT và viễn thông để đổi mới GDĐH bằng cách mở rộng và đa dạng hóa cách chuyển tải và phương thức sử dụng các kiến thức, thông tin một cách rộng rãi”. [18], [38], [58]. Một số loại phần mềm giáo dục cơ bản Phần mềm giáo dục cho trẻ em và hỗ trợ DH ở nhà Một phần lớn các phần mềm giáo dục được phát triển từ giữa những năm 1990 đến nay là dành cho giáo dục cho bậc học phổ thông, gắn kết nội dung giáo dục với các môn học trong nhà trường. Việc thiết kế các phần mềm giáo dục thường được thiết kế kết hợp giữa giải trí và giáo dục theo nguyên lí học mà chơi, chơi mà học. Một vài phần mềm khá phổ biến như: Compris, Knowledge Adventure Jumpstart và Math Blaster, các phần mềm Zoombinis… Ở Việt Nam hiện cũng rất phổ biến các phần mềm loại này như: Phần mềm học vần Tiếng Việt, Gamevui, kể chuyện cho bé, học qua tranh, đố vui, bút thông minh… [48], [49]. Các phần mềm hỗ trợ DH ở trên lớp Loại phần mềm giáo dục được thiết kế để sử dụng trong lớp học và thường do các hãng phần mềm xây dựng, bao gồm các nhà xuất bản sách giáo dục, trong đó 18 The schoolzone.co.uk Guide to Digital Resources (2005) là một tài liệu hướng dẫn đầy đủ về 500 sản phẩm được lựa chọn và giới thiệu, được phân loại theo môn học của hệ thống các trường học ở Anh là một ví dụ điển hình. [16], [17], [23]. Các phần mềm giải trí mang tính giáo dục phổ thông Các chương trình giải trí mang tính giáo dục thường được lồng ghép các trò chơi và phần mềm giáo dục thành một sản phẩm vừa mang tính giải trí vừa hướng đến giáo dục và có phần quản lý của cơ quan giáo dục. Chẳng hạn như: phần mềm học ngoại ngữ, học tin học IBT, bảng tính điện tử luyện âm, các phần mềm giải toán và thi toán qua mạng cho học sinh tiểu học và trung học hiện đang thu hút sự tham gia của hàng triệu học sinh và thày cô giáo… Các phần mềm tham khảo Nhiều nhà xuất bản từ điển và sách giáo khoa, nhiều công ty phần mềm đã phát triển các phần mềm tham khảo cho DH mà điển hình là Microsoft. Các sản phẩm gần đây sử dụng công nghệ internet. Wikipedia và các thành phần của nó (như là Wikitionary) đã định hướng phát triển phần mềm tham khảo giáo dục. Khái niệm Wiki cho phép phát triển sự cộng tác của các chuyên gia và những người không chuyên. Phần mềm ứng dụng lĩnh vực đào tạo tập trung và giáo dục đại học Các phần mềm giáo dục đầu tiên trong lĩnh vực giáo dục đại học được thiết kế chạy trên máy tính đơn (hoặc các thiết bị cầm tay). Gần đây, các nhà lập trình đã phát triển phần mềm giáo dục chạy trên sever, truy cập qua mạng internet, phổ biến nhất là các các phần mềm hỗ trợ thiết kế bài giảng, TLĐTDH. Năm 1984, Bob Gaskin, trường đại học Berkeley (California), đã sáng tạo ra phần mềm Presenter, sau này được đổi tên là PowerPoint, cung cấp cho người dùng trên toàn thế giới một trong những công cụ xây dựng bài giảng điện tử hiệu quả và nhanh chóng trở nên thông dụng. Theo ước tính của Microsoft, hiện tại, trung bình mỗi ngày có 30 triệu phiên trình chiếu bằng PowerPoint, trên toàn thế giới! Internet, bắt đầu được sử dụng ở Hoa Kỳ vào năm 1995 và sau đó được phổ biến rộng rãi trên toàn thế giới. Cho đến nay, hầu hết các trường đại học đã sử dụng những chức năng của Internet vào hoạt động DH. [16], [17], [36]. Năm 1998, Bà Sandra Weiss, chủ tịch Hội đồng Khoa học hệ thống các trường đại học Hoa Kỳ đề xuất các khóa học theo hướng sử dụng các ứng dụng của 19 Internet, các nguồn tài nguyên học tập và các phần mềm DH, nhằm thay thế cách dạy và học truyền thống, đánh dấu sự khởi đầu của khái niệm TLĐTDH. Các nghiên cứu, ứng dụng TLĐTDH thường hướng vào 3 chủ đề: Thiết kế giảng dạy (Instructional design), phương tiện truyền thông trong DH (Instructional Media) và Công nghệ DH (Instructional techlonogy), căn cứ kết quả nghiên cứu và thử nghiệm giáo dục trên cơ sở thị giác, và lý thuyết về truyền thông trong DH, các trào lưu tâm lý học giáo dục (tâm lý học ứng xử theo mô hình Skinner, tâm lý học nhận thức mô hình Piaget)... [48], [69]. Nghiên cứu liên quan đến ứng dụng của CNTT và TLĐTDH nói riêng vô cùng đa dạng và phong phú. Có thể nêu một số hướng nghiên cứu chính như sau: Xây dựng các bài giảng và giáo trình điện tử, với rất nhiều chức năng tiện ích, bao gồm cả các nội dung tri thức, học thuật, kĩ năng (kết hợp video và audio), các loại từ điển ofline và online cài đặt trong máy cá nhân hay tra cứu trực tiếp trên mạng... Sử dụng các phần mềm ứng dụng nhằm sử lý số liệu cho các môn học chuyên ngành hay trong nghiên cứu khoa học (Epi infor, SPSS, MS. Excel), thiết kế và tính toán trong DH các chuyên ngành kỹ thuật như CAM/CAD, Matlap. [58], [64]... Xây dựng ngân hàng câu hỏi và các phần mềm trắc nghiệm khách quan, sử dụng để tổ chức thi và lượng giá trong các phòng máy, thi trực tuyến qua mạng LAN và mạng Internet (ví dụ phần mềm Item bank. Mr test, Violet...). Xây dựng các phần mềm mô phỏng và các phòng thí nghiệm ảo. Một số phần mềm khá thông dụng như: Gambit Mimic Virtual, Lab CCNA (mô phỏng phòng thực hành LAB CCNA), Crocodile Physics (Thiết kế Phòng thí nghiệm ảo), phần mềm Macromedia Director và Share3d (Mô phỏng 3D và tính toán hệ cơ - cơ điện tử với Visual Nastran…). [49], [52]. Một hướng nghiên cứu mới là xây dựng những trang Web học tập, cho phép tổ chức các hoạt động dạy và học linh hoạt như học tập từ xa, học qua mạng, tạo các forum hội thảo nhóm, giữa giáo viên với SV, giữa các thành viên cùng lớp và bên ngoài lớp học, thậm chí mở rộng ra tầm quốc gia và quốc tế. Các thư viện điện tử hay trung tâm học liệu ngày nay có thể hiểu là một tổ hợp các TLĐTDH, với rất nhiều chức năng hoàn toàn mới như: thiết lập cơ sở tri thức, 20 xây dựng kho tài nguyên học tập điện tử (tài liệu, giáo trình, băng đĩa, sách tham khảo, luận văn, bài báo...) và các công cụ tra cứu, khai thác thông tin. Với sự hỗ trợ của CNTT và các TLĐTDH, một phương thức DH mới có tên gọi là “lớp học kết nối” (Connected Learning) mà ở đó, các bài giảng, thực hành, thí nghiệm, các ý kiến thảo luận, tranh luận… đều được thực hiện qua mạng máy tính, SV tìm hiểu bài giảng trực tuyến, sinh hoạt nhóm hay giao tiếp với thầy cô giáo đều thông qua hệ thống video convidence. [60], [63]. Một hình thức đào tạo mới mà chỉ có thời đại CNTT với những tiến bộ của cơ sở hạ tầng mạng, đặc biệt việc áp dụng công nghệ điện toán đám mây trong giáo dục (Cloud Computing in education), cùng với hệ thống TLĐTDH chuyên ngành phong phú mới có thể thực hiện được, đó là phương thức đào tạo từ xa, trong đó công nghệ hội tụ đa phương tiện (Multimedia convergence technology), các trạm học tập tương tác, lớp học ảo, được xây dựng, sử dụng và phát huy hiệu quả tối đa. [47], [57], [65]. Theo đó, những khái niệm như khóa học, lớp học, cách thức đăng kí học và lên lịch học tập, việc lên lớp dự giờ, thi cử, xét lên lớp lưu ban, thi tốt nghiệp... đều có thể thực hiện thông qua các phần mềm quản trị đào tạo thông minh. Tính ưu việt của TLĐTDH trong các hình thức DH từ xa (E.learning, M.learning), với sự hỗ trợ của máy tính và mạng internet đã được khẳng định trong hàng loạt các nghiên cứu đã được công bố của Bill Brandon (2006); Clack Ruth Colvin (2008) [60]; Đavid Holcombe (2008); Diana G.Oblinger (2006) [61]; Gilly Salmon (2004) [64]; Elliot Masie (2004); Geoger Veletsianos (2010); George Veletsianos (2010) [63]… Nhiều công tình nghiên cứu về vai trò tích cực của các phương thức DH mới, với sự hỗ trợ của TLĐTDH trong việc phát triển tư duy và BDNLTH cũng đã được công bố bởi: Katy Campbell (2004), Handerson Aland (2003) [66], Karen Hyder, Ann Kwinn, Ron Miazga, and Matthew Murray (2007) [69]... Tóm lại, nghiên cứu, ứng dụng CNTT-TT nói chung và TLĐTDH nói riêng đang là một lĩnh vực được quan tâm, nghiên cứu rộng khắp trên thế giới cũng như ở Việt Nam, đem lại hiệu quả thiết thực, góp phần thay đổi hoàn toàn hoạt động dạy và học, nâng cao chất lượng giáo dục đào tạo trong các nhà trường.