Tài liệu Luận văn thạc sĩ Giáo dục học 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 ñã nhận ñược những sự giúp ñỡ vô cùng quý báu của các tập thể và cá nhân. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến thầy giáo hướng dẫn khoa học: GS.TS. Đinh Quang Báo, người ñã tận tâm giúp ñỡ, hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện ñề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể bộ môn Phương pháp dạy học Sinh học, Khoa Sinh học, Phòng Sau ñại học – Trường ĐHSP Hà Nội, Trường THPT TH Cao Nguyên ñã tạo mọi ñiều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn gia ñình và bạn bè, ñồng nghiệp ñã luôn ñộng viên, giúp ñỡ 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 ñánh 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 ñồ 1 Quá trình dạy học nhìn dưới góc ñộ ñiều khiển học 10 2 Sơ ñồ 2 Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu tạo nên liều kiến thức 12 3 Sơ ñồ 3 Cấu trúc của chương trình ñường thẳng 12 4 Sơ ñồ 4 Cấu trúc của chương trình phân nhánh 13 5 Sơ ñồ 5 Cách trình bày SGK CTH theo kiểu dọc 21 6 Sơ ñồ 6 Cách trình bày SGK CTH theo kiểu ngang 21 7 Sơ ñồ 7 Chức năng của máy dạy học (Rốt-kốp-phơ 1957) 22 8 Sơ ñồ 8 9 Sơ ñồ 9 10 Sơ ñồ 10 11 Sơ ñồ 11 12 Sơ ñồ 12 13 Sơ ñồ 13 Quá trình sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa 71 14 Sơ ñồ 14 Chiều hướng tiến hóa trong sinh sản hữu tính ở ĐV 72 15 Bảng 1 So sánh ñặc ñiểm của bài học CTH xây dựng trên SGK và trên máy 23 16 Bảng 2 Kết quả ñiều tra nhận thức của GV về bản chất, vai trò của DH CTH 25 17 Bảng 3 Kết quả ñiều tra mức ñộ tiếp cận và ứng dụng PPDH CTH 26 18 Bảng 4 Kết quả ñiều tra mức ñộ ứng dụng phần mềm cơ bản trong DH Sinh học 27 Mối quan hệ logic giữa các thành tố liên quan ñến việc xây dựng, sử dụng quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học theo PPDH CTH Tác ñộng của PMDH ñến quá trình dạy học Quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh học theo PPDH CTH Sơ ñồ cấu trúc logic của liều kiến thức 14 – Bài 42 Sơ ñồ kịch bản “tĩnh” của bài 42 – Sinh sản hữu tính ở thực vật 34 37 41 48 50 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 ñặc trưng của bài kiểm tra trong thực nghiệm 67 23 Biểu ñồ 1 So sánh các mức ñộ nhận thức của GV về bản chất, vai trò của DH CTH 25 24 Biểu ñồ 2 So sánh các mức ñộ tiếp cận và ứng dụng PPDH CTH 26 25 Biểu ñồ 3 So sánh mức ñộ ứng dụng các phần mềm cơ bản trong dạy học Sinh học 27 26 Biểu ñồ 4 Biểu diễn phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 1 65 27 Biểu ñồ 5 Biểu diễn phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 2 66 28 Biểu ñồ 6 Biểu diễn phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 3 66 29 Biểu ñồ 7 Biểu diễn phân phối tần suất kết quả tổng hợp của 3 bài kiểm tra 67 30 Biểu ñồ 8 Biểu diễn ñiểm 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 ñịnh thời gian cho bài học 53 35 Hình 5 Màn hình thông báo ñiểm 53 36 Hình 6 Màn hình thông báo kết quả khi ñiểm kiểm tra ñạt yêu cầu 54 37 Hình 7 Màn hình thông báo kết quả khi ñiểm kiểm tra không ñạt 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 ñề tài .......................................................................................... 1 2. Mục ñích 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 ñóng góp của ñề 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 ñiều khiển học ................................................................ 10 1.1.3. Các kiểu chương trình ......................................................................... 11 1.1.3.1. Chương trình ñường 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 ñối 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 ñộ tiếp cận và ứng dụng PPDH CTH ................................ 27 1.2.1.3. Mức ñộ ứng dụng các phần mềm cơ bản trong DH Sinh học ..... 27 1.2.1.4. Phân tích nguyên nhân và ñề xuất giải pháp .............................. 29 1.2.1.5. Khả năng ứng dụng DH CTH trong ñiều 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 ñiểm 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 ñiểm 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 ñể phát huy tối ña ưu ñiểm của DH CTH ............................................................................................... 38 2.1.2. Nguyên tắc tổ chức bài học ................................................................. 40 2.1.2.1. Đảm bảo các ñiều 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 ña 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 ñoạn 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 ñịnh 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 ñoạn 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 ñích 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 ñịnh lượng ................................................................ 62 3.3.3.2. Phân tích ñịnh tính ................................................................... 63 3.4. Kết quả thực nghiệm và biện luận ................................................................ 64 3.4.1. Phân tích ñịnh 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 ñặc trưng của các bài kiểm tra trong thực nghiệm . 67 3.4.2. Phân tích ñịnh tính ............................................................................. 69 3.4.2.1. Mức ñộ 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 PHẦN I. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn ñề tài Nền khoa học hiện ñại ñang tiến những bước khổng lồ trên con ñường phát triển. Lượng thông tin khoa học thuộc bất kì ngành tri thức nào cũng ñều không ngừng tăng lên nhanh chóng. Do ñó, ñã ñến lúc chúng ta cần phải nghiên cứu, 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 ñánh giá (KTĐG), xem lại toàn bộ việc tổ chức quá trình học tập và ñề xuất những chiến lược ñổi mới sao cho phù hợp với yêu cầu ngày càng cao của thời ñại. Ngạn ngữ cổ Hy Lạp có câu: “Dạy học không phải là chất ñầy vào một cái thùng rỗng mà là thắp sáng lên những ngọn lửa” [23], vậy thì người thầy trước hết phải có lửa ñể thắp cho học trò của mình. Suy cho cùng, người thầy không chỉ là người dạy kiến thức, mà ñiều 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 ñề then chốt trong xu hướng ñổi mới PPDH hiện nay. Dạy học chương trình hóa (DH CTH) ñáp ứng ñược ñồng thời cả hai yêu cầu này. Đây là PPDH ñược thực hiện dưới sự hướng dẫn sư phạm của một chương trình mang tính chất algorit nhằm ñiều khiển chặt chẽ hoạt ñộng học tập trên từng ñơn 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 ñiều chỉnh. Cùng với sự bùng nổ của công nghệ thông tin (CNTT) hiện nay, DH CTH có cơ hội, ñiều kiện ñể phát triển. Phần mềm Lectora là một thành tựu công nghệ mới với nhiều tính năng ưu việt, ñặc 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 ñộ 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 ñiểm phù hợp với việc thiết kế bài học theo PPDH CTH, kiến thức dễ dàng ñược mã hóa thành các loại câu hỏi trắc nghiệm khác nhau, thuận lợi cho việc ñưa chương trình vào máy. 1 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 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 ñổi mới PPDH theo hướng tích cực, giúp các em ñào 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, ñưa ra những dữ kiện chứng minh hiệu quả của việc sử dụng phần mềm Lectora trong DH CTH là ñiều cần thiết ñể thành tựu công nghệ này ngày càng ñược 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 ñề 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 ñích 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 ñược quy trình thiết kế và tổ chức bài học theo PPDH CTH ñể 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 ñặc ñiểm phù hợp với PPDH CTH. 2 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 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 ñể kiểm tra giả thuyết khoa học của ñề tài, ñồng thời nêu ra những ñiều 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 ñến 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 ñộ tiếp cận và ứng dụng phương pháp CTH, mức ñộ ứng dụng các phần mềm cơ bản trong dạy học Sinh học, trong ñó có phần mềm Lectora. - Điều tra chất lượng học tập của HS ñể chọn lớp ñối chứng và thực nghiệm - Phương pháp ñiều tra: Sử dụng phiếu ñiều tra, phỏng vấn, dự giờ, tham khảo giáo án, sổ ñiểm của GV. 7.3. Phương pháp chuyên gia Trao ñổi, xin ý kiến ñóng góp của các nhà khoa học ñầu 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 ñề tài. 7.4. Thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra giả thuyết của ñề tài. Sử dụng phương pháp thống kê xác suất ñể phân tích và xử lý các số liệu thu ñược trong quá trình thực nghiệm (phân tích ñịnh lượng), ñồng thời tiến hành phân tích ñịnh tính nhằm mục ñích làm cơ sở ñể ñưa ra những kết luận và ñề nghị tin cậy. 8. Những ñóng góp của ñề tài 8.1. Hệ thống ñược cơ sở lý luận và thực tiễn của PPDH CTH. 8.2. Xây dựng ñược 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. 3 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học 9. Cấu trúc luận văn Phần I. Mở ñầu Phần II. Kết quả nghiên cứu Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của ñề 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 ñề nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 4 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học PHẦN II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Trong chương này, qua phân tích, tổng hợp những vấn ñề lý luận và thực tiễn, chúng tôi tiến hành xác ñịnh khái niệm Dạy học chương trình hóa và những cơ sở triết học, tâm lý học, giáo dục học, ñiều khiển học của phương pháp này. Ngoài ra, chúng tôi còn tiến hành xác ñịnh tính ưu việt của CNTT trong việc hỗ trợ cho PPDH CTH, phân tích các ñặc ñiểm thích hợp của nội dung chương trình Sinh học 11 Nâng cao cho việc khai thác PPDH này, ñồng thời ñánh giá thực trạng ứng dụng hiện nay. Đây là những cơ sở quan trọng cho chúng tôi trong việc xây dựng quy trình thiết kế và tổ chức bài học CTH. 1.1. Cơ sở lý luận 1.1.1. Khái niệm dạy học chương trình hóa Học, cốt lõi là tự học. “Cách làm khôn ngoan mà các nhà giáo dục ñã chọn là coi trọng việc dạy phương pháp của các bộ môn khoa học, dạy phương pháp học tập tức là dạy cách ñi tới kiến thức, cách tự lực chiếm lĩnh di sản tri thức của loài người, trên cơ sở ñó có thể tiếp tục học tập suốt ñời” [11, tr.69]. Vì vậy, ngày nay người ta nhấn mạnh vai trò của người học, nỗ lực tạo ra sự chuyển biến từ học tập thụ ñộng sang tự học chủ ñộng, không chỉ tự học ở nhà sau bài lên lớp mà tự học cả trong tiết học có sự hướng dẫn của GV, không chỉ tăng cường ñộ tự học mà còn ñiều khiển ñược việc tự học của HS. DH CTH có nhiều khả năng ñáp ứng ñược tất cả các yêu cầu trên. Chương trình hóa thực chất là sự chia nội dung dạy học thành những ñơn vị nhỏ liên hệ với nhau theo một cấu trúc logic chặt chẽ, ñịnh hướng người học gia công trí tuệ theo logic ñó ñể lĩnh hội tri thức. Nguyên lí của kiểu giáo dục này tuân theo quy tắc tâm lí của Descartes: “Chia mỗi khó khăn mà ta nghiên cứu thành những phần nhỏ ñến mức có thể ñược, nhưng tổng kết lại có thể thu ñược hiệu quả cao nhất” [27]. Theo W.Okon [40], DH CTH bao gồm cách thức làm việc của GV và HS, trong ñó GV là người soạn thảo chương trình, còn HS là người ñược ñiều khiển và tự ñiều khiển bản thân ñể lĩnh hội kiến thức dưới sự hỗ trợ của công nghệ dạy học. 5 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học Theo A.G.Moolibôgơ [25], DH CTH là một hệ thống phức hợp các vấn ñề nhằm sắp xếp trật tự cấu trúc và nội dung của toàn bộ tài liệu học, tức là tối ưu hóa kế hoạch học tập; xây dựng chương trình cho bản thân quá trình nghiên cứu tài liệu học, tức là tối ưu hóa quá trình HS nghiên cứu và lĩnh hội tài liệu; xây dựng một hệ thống kiểm tra có hiệu quả, bảo ñảm ñiều khiển liên tục toàn bộ quá trình DH. Đây là PPDH theo những chương trình tối ưu với sự ñiều khiển tối ưu quá trình DH. Theo M.Môngmôlanh [27], DH CTH là một phương pháp sư phạm cho phép truyền thụ tri thức không cần có sự trung gian trực tiếp của người thầy giáo hoặc người hướng dẫn, mà vẫn chú ý ñược ñến những ñặc ñiểm riêng của từng HS. Theo T. A. Ilina [15], DH CTH là sự ñổi mới về nhiều mặt trong giáo dục học, nó liên quan ñến ñiều khiển học, ñược xây dựng thành algorit, bảo ñảm sự cá biệt hóa cao ñộ việc dạy học, nâng cao hiệu suất của công tác ñộc lập, sử dụng những phương tiện kỹ thuật chuyên biệt (SGK CTH và máy dạy học) và những hình thức tổ chức dạy học mới, bảo ñảm cho việc tự học và tự kiểm tra có hiệu quả hơn. Theo Phạm Viết Vượng [41], DH CTH là một kiểu dạy học mà nội dung dạy học ñược sắp xếp theo một chương trình trên cơ sở của nguyên tắc ñiều khiển hoạt ñộng nhận thức, có tính toán ñến ñầy ñủ khả năng tiếp thu tốt nhất của HS. Theo Nguyễn Bá Kim [17], DH CTH là một thuật ngữ ñể chỉ cách dạy học ñược ñiều khiển bởi chương trình tương tự như những chương trình máy tính. Nội dung học tập ñược CTH tác ñộng trực tiếp ñến trò. Trò tác ñộng trực tiếp ñến tri thức, tự mình chiếm lĩnh nội dung học tập thông qua quá trình xử lý chương trình. Theo Lê Nguyên Long [20], DH CHT là PPDH hướng tới sự ñiều khiển tốt hơn việc học tập của từng cá thể HS, dựa trên mấy ñặc ñiểm như sau: - Tài liệu học ñược chia ra thành những ñơn vị nội dung gọi là liều kiến thức, sắp xếp theo sự phát triển logic của nội dung. - Việc lĩnh hội chỉ ñược chuyển sang liều kiến thức tiếp theo sau khi ñảm bảo ñã lĩnh hội vững chắc liều ñang học bằng một liên hệ ngược kịp thời. - Việc lĩnh hội tiến triển nhanh hay chậm tùy thuộc vào từng cá thể HS khi sử dụng chương trình dạy học (ñảm bảo sự thích ứng). Theo Nguyễn Ngọc Quang [28], DH CTH là quá trình dạy học ñược thực hiện dưới sự chỉ ñạo sư phạm của một chương trình dạy, trong ñó những chức năng của 6 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học hệ dạy ñược khách quan hóa và hoạt ñộng của hệ học ñược chương trình hóa, ở ñây chương trình dạy ñược soạn thành một algorit nhằm xác ñịnh chặt chẽ hoạt ñộng của từng HS riêng lẻ. Algorit hóa là một kiểu dạy học trong ñó nội dung và các thao tác ñược sắp xếp theo một trình tự logic, hệ thống, chính xác nhằm bảo ñảm sự thành công chắc chắn và ñạt hiệu quả tối ưu. Trong cuốn “Giáo dục học ñại cương” do Đoàn Ngọc Ấn chủ biên [1] ñã khẳng ñịnh: Một trong những thiếu sót của hệ các PPDH cổ truyền là người dạy không trực tiếp ñiều khiển ñược quá trình lĩnh hội tri thức của người học. Thầy giáo không thể biết ñược từng HS ñã lĩnh hội tri thức như thế nào, mà chỉ có thể phỏng ñoán ñược ñiều ñó qua kinh nghiệm và năng lực sư phạm của mình. DH CTH là một trong các phương hướng nhằm làm cho thầy giáo và HS thấy rõ những nhận thức sai của HS ngay trong quá trình DH. Một quá trình DH như vậy nếu ñược ñiều khiển tốt sẽ cho kết quả học tập tốt. DH CTH xem DH như là một hệ ñiều khiển khép kín có liên hệ ngược, có sự ñiều khiển tiến trình dạy học từ phía người thầy giáo, ñã ñược sư phạm hóa thông qua một chương trình dạy. Như vậy, phân tích về bản chất, chúng tôi thấy rằng trong DH CTH, nội dung kiến thức ñược chia nhỏ thành từng nguyên tố thông tin (NTTT) có tính chất hoàn chỉnh về mặt logic và ñược mã hóa thành các câu hỏi, ñược sắp xếp theo một trật tự nhất ñịnh. Do tài liệu học tập ñược phân hoá nhỏ ra thành từng phần nên hoạt ñộng của người học cũng ñược chia ra từng bước. Mỗi bước học tập ñều ñược kiểm tra, việc chuyển sang giai ñoạn tiếp theo phụ thuộc vào chất lượng lĩnh hội của giai ñoạn trước. GV không can thiệp trực tiếp vào hoạt ñộng học tập của HS mà chính các em tự lực làm việc theo sự hướng dẫn của chương trình dạy ñó. Bài học CTH giúp cá biệt hoá hoạt ñộng học theo khả năng của HS, qua ñó phát huy ñến mức cao nhất tính tích cực, tự lực của các em trong học tập. Sau khi phân tích nội hàm và ngoại diên của DH CTH, chúng tôi ñưa ra ñịnh nghĩa khái niệm DH CTH như sau: Dạy học chương trình hóa là một PPDH tích cực, trong ñó nội dung kiến thức ñược người dạy chia nhỏ thành từng NTTT có mối quan hệ chặt chẽ theo một cấu trúc logic nhất ñịnh tạo thành một chương trình có bản chất algorit nhằm tăng cường tính phân hóa trong dạy học, phát huy tối ña khả năng tự học, tự kiểm tra và tự ñiều chỉnh. 7 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học Tóm lại, theo chúng tôi, dạy học CTH có các ñặc ñiểm chính sau: * Tính hệ thống: Điều khiển chặt chẽ hoạt ñộng học tập trên từng ñơn vị dạy học nhỏ. Các liều kiến thức ñược sắp xếp tuần tự, HS phải giải quyết xong liều này mới ñược giải quyết liều tiếp theo. Theo ñó, người GV phải mã hóa nội dung bài học thành một chương trình mang tính tổng quát, có quy tắc, giúp HS chiếm lĩnh kiến thức một cách hiệu quả nhất. * Tính logic: Thể hiện ở cấu trúc của chương trình, ở mối quan hệ hợp lý của các liều kiến thức, ở tính trọn vẹn của bản thân mỗi NTTT. Các khái niệm có liên quan chặt chẽ với nhau ñược lĩnh hội dễ dàng và ghi nhớ lâu hơn, bởi vì những vấn ñề tương hỗ sẽ dẫn dắt suy nghĩ của con người một cách logic. * Tính khách quan: một số chức năng dạy học ñược giao cho chương trình ñảm nhiệm, không có sự thực hiện trực tiếp bởi một giáo viên dựa vào ý ñịnh chủ quan, HS tự lực làm việc dưới sự hướng dẫn của chương trình. * Tính ñiều khiển: Quá trình lĩnh hội của từng HS sẽ diễn ra theo ñúng algorit dạy, ghi trong chương trình dạy và do chương trình dạy ñiều khiển. * Tính tính cực: Trong quá trình học tập theo PPDH CTH, HS hoạt ñộng ñộc lập với các PTDH, với từng liều kiến thức nhất ñịnh. Phương pháp này ñòi hỏi các em phải làm việc liên tục, chủ ñộng ñể có thể trả lời câu hỏi một cách chính xác. * Tính cá biệt hoá: Bài học CTH mang tính cá nhân, tùy thuộc vào năng lực của người học mà sẽ có các con ñường khác nhau ñể ñi ñến tri thức. Nhờ việc ñảm bảo mối liên hệ ngược thường xuyên và chính xác nên GV có thể phát hiện ñược ñầy ñủ những ñặc ñiểm cá nhân của người học và ñiều chỉnh việc dạy sao cho phù hợp với trình ñộ tri thức, năng lực trí tuệ và nhịp ñiệu làm việc của từng HS. * Tính tự ñiều chỉnh: Bài học CTH tạo ñiều kiện cho người học tự kiểm tra thường xuyên, làm cơ sở cho việc tự ñiều chỉnh hoạt ñộng học tập của mình. Sau mỗi liều kiến thức, HS biết mình trả lời ñúng hay sai, do ñó các em luôn tin chắc mình ñã hiểu ñúng, ngăn ngừa những “lỗ hỏng” kiến thức khó lấp, giúp các em củng cố niềm tin vào khoa học, vào năng lực của bản thân. DH CTH có những ưu thế nhất ñịnh so với dạy học truyền thống. Trong hình thức dạy học mới mẻ và ñầy triển vọng này, người GV vẫn giữ vai trò chủ ñạo không thể phủ nhận ñược. Vì họ phải thực sự là những người ñịnh hướng, thiết kế, 8 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học cố vấn, trọng tài cho các hoạt ñộng tự lực của HS; họ phải nắm vững toàn bộ kiến thức môn học mình dạy, không phải ñể truyền ñạt nó từng câu, từng chữ, mà ñể làm cho nó sống. Quá trình sống và hoạt ñộng là quá trình con người dần bước lên những bậc thang mới của sự hiểu biết. Bước ñi này dễ hay khó, cao hay thấp phụ thuộc vào khả năng tự học của mỗi người. Vì vậy, vai trò của giáo dục không chỉ là truyền ñạt tri thức, mà còn phải hướng dẫn quá trình tự học. DH CTH là một bước phát triển mới nguyên tắc tổ chức việc tự học, gắn liền với việc sử dụng các phương tiện kỹ thuật hiện ñại nhằm nâng cao hiệu quả dạy học, là nguồn ñộng lực kích thích HS hoạt ñộng tích cực, sáng tạo trên con ñường chinh phục tri thức của mình. 1.1.2. Cơ sở khoa học của PPDH chương trình hóa 1.1.2.1. Cơ sở triết học DH CTH phù hợp với phép duy vật biện chứng về quy luật của sự phát triển. Đó là quá trình vận ñộng từ thấp ñến cao, từ ñơn giản ñến phức tạp, từ chưa hoàn thiện ñến hoàn thiện. Đó là vận ñộng có khuynh hướng ñi lên gắn liền với sự ra ñời cái mới. Trong DH CTH, nội dung ñược chia ra thành từng ñơn vị nhỏ gọi là liều kiến thức, HS hoạt ñộng tích cực theo những con ñường khác nhau tùy thuộc vào từng cá nhân, ñi từ chỗ chưa biết ñến biết, từ biết chưa chính xác ñến chính xác hơn. Dạy học CTH còn tuân theo cặp phạm trù “cái chung và cái riêng”. Trong PPDH này cái riêng là từng liều kiến thức, cái chung chính là kiến thức ñạt ñược sau cả tiết học. Mục tiêu của cả tiết học chỉ ñạt ñược nếu các liều ñược thực hiện tốt, ngược lại các liều tồn tại trong mối quan hệ với nội dung của cả tiết học mà không biệt lập hay tách rời. 1.1.2.2. Cơ sở tâm lý học DH CTH kích thích nhu cầu nhận thức, bởi vì ñứng trước yêu cầu của mỗi liều kiến thức, HS có nhu cầu giải quyết nhiệm vụ học tập ñể chiếm lĩnh tri thức. Ngoài ra, sau mỗi liều kiến thức, các em biết ñược ngay kết quả bài làm của mình là ñúng hay sai, từ ñó sẽ giúp các em có sự ñiều chỉnh kịp thời, củng cố niềm tin vào môn học, giúp hình thành ñộng cơ và hứng thú học tập. Đặc ñiểm tâm sinh lý của HS phổ thông chủ yếu là ñi từ tư duy cụ thể ñến hình thành và phát triển tư duy trừu tượng nên các em ở lứa tuổi này ham hiểu biết, 9 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học ưa hoạt ñộng, giàu trí tưởng tượng. Vì vậy, DH CTH với sự hỗ trợ của các PTDH trực quan hiện ñại sẽ kích thích tính tò mò, ham tìm hiểu, giúp HS tự nghiên cứu, tự khám phá và khắc sâu phần kiến thức ñã lĩnh hội ñược. 1.1.2.3. Cơ sở giáo dục học DH CTH ñảm bảo nguyên tắc vừa sức, hướng ñến việc phân hóa triệt ñể trong dạy học. Tùy vào năng lực của từng cá nhân mà các em sẽ tiếp cận với kiến thức bằng các con ñường khác nhau. Sử dụng PPDH này, GV sẽ giúp HS hình thành kỹ năng tự học và thái ñộ tích cực, chủ ñộng trong việc chiếm lĩnh tri thức. Đảm bảo nguyên tắc hệ thống cũng là một mục tiêu quan trọng của DH CTH, HS phải tuần tự giải quyết xong liều kiến thức trước mới ñược sang tìm hiểu liều tiếp theo, ñiều này giúp cho việc tiếp thu tri thức của các em mang tính logic và khái quát. 1.1.2.4. Cơ sở ñiều khiển học Dạy học CTH ra ñời gắn liền với sự phát triển của ñiều khiển học – khoa học nghiên cứu những quy luật tổng quát của các quá trình thu nhận, lưu trữ, truyền ñạt, xử lý và vận dụng thông tin. Nghành khoa học này do nhà toán học người Mỹ Norbert Wiener sáng lập ra vào những năm 40 của thế kỷ XX. Theo quan ñiểm của ñiều khiển học, một quá trình dạy học vận hành tốt phải là một quá trình ñiều khiển. Trong quá trình ñó, một ñại lượng ñược ño liên tục, các giá trị của nó lần lượt ñược so sánh với giá trị của ñại lượng mục tiêu, và căn cứ vào ñó ñược tác ñộng làm cho phù hợp với giá trị của ñại lượng mục tiêu ñó. Kết quả mong ñợi Phương án dạy (CTH) Giáo viên Học sinh Phương án học (Tự học) Nhân cách học sinh Liên hệ ngược bên trong Liên hệ ngược bên ngoài Sơ ñồ 1. Quá trình dạy học nhìn dưới góc ñộ ñiều khiển học 10 Kết quả kiểm tra Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học Theo sơ ñồ trên, căn cứ vào mục tiêu dạy học ñã ñược cụ thể hóa thành những kết quả mong ñợi, GV chọn và thực hiện một phương án dạy (bao gồm cả kiểm tra) tác ñộng tới HS hình thành ñường liên hệ thuận tới người học. HS một mặt chịu tác ñộng của phương án dạy này, mặt khác là chủ thể gây nên một phương án học tương ứng nhằm phát triển nhân cách của bản thân mình. Kết quả kiểm tra ñược so sánh với kết quả mong ñợi và phản hồi lại cho GV tạo thành ñường liên hệ ngược bên ngoài, và cho HS tạo thành ñường liên hệ ngược bên trong giúp thầy ñiều khiển quá trình học tập của trò, ñồng thời giúp các em có cơ sở ñể tự ñiều chỉnh việc học của bản thân mình. Như vậy, dưới góc ñộ của ñiều khiển học, quá trình dạy học bao hàm trong nó một hệ ñiều khiển (GV tác ñộng vào HS thông qua chương trình) và một hệ tự ñiều chỉnh (HS tác ñộng vào chính mình). Đảm bảo mối liên hệ ngược là nguyên tắc nền tảng của sự ñiều khiển. Ưu ñiểm nổi bật của DH CTH là thường xuyên ñảm bảo cả mối liên hệ ngược bên trong lẫn bên ngoài ñối với từng liều kiến thức. 1.1.3. Các kiểu chương trình Nguyên tố thông tin là thành phần cấu tạo cơ bản của liều kiến thức, là nội dung kiến thức sẽ ñược mã hóa dưới dạng các câu hỏi nhằm ñịnh hướng hoạt ñộng của người học. Liều kiến thức là ñơn vị cơ bản cấu tạo nên bài học CTH, nó cung cấp một lượng thông tin ñủ ñể HS gia công về mặt tri thức nhằm chuyển hóa nội dung thành kiến thức của bản thân và hướng ñến mục ñích cuối cùng là thu nhận thông tin mang tính toàn vẹn. Liều kiến thức bao gồm các yếu tố sau: □ – Thông báo nội dung kiến thức của NTTT O – Câu hỏi, bài tập khai thác nội dung kiến thức ∆ – Đưa ra ñáp án và phân tích câu trả lời của người học. ◊ – Đánh giá câu trả lời và ñưa ra quyết ñịnh cho bước tiếp theo. Thông thường thì một liều kiến thức sẽ có 4 yếu tố trên, tuy nhiên tùy từng trường hợp cụ thể có thể bỏ ñi một yếu tố hoặc thay ñổi thứ tự các yếu tố sao cho thích hợp. Điều này thể hiện sự linh ñộng và phong phú của chương trình. 11 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học ––□––O––∆––◊–––O––∆––□––◊–––O––∆––◊–––O––□––◊–– Liều 1 Liều 3 Liều 2 Liều 4 Sơ ñồ 2. Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu tạo nên liều kiến thức Chương trình là một dãy những liều kiến thức sao cho sau khi người học giải quyết xong liều kiến thức trước thì ñều xác ñịnh ñược liều kiến thức tiếp theo một cách duy nhất. Về mặt cấu trúc, người ta thường phân biệt hai kiểu chính là chương trình ñường thẳng và chương trình phân nhánh. 1.1.3.1. Chương trình ñường thẳng Được sáng tạo bởi nhà tâm lý học Mỹ Skinner, từng nổi tiếng nhờ những công trình nghiên cứu về sự hình thành các phản xạ có ñiều kiện một cách chủ ñộng. Chương trình ñường thẳng là chương trình mà tất cả HS ñều nhận ñược những liều kiến thức như nhau, ñộc lập với chất lượng câu trả lời ở liều trước. Liều n - 1 Liều n Liều n + 1 Sơ ñồ 3. Cấu trúc của chương trình ñường thẳng Nội dung bài học chia thành những liều kiến thức ñược mã hóa thành các câu hỏi ở mức ñộ trung bình, sao cho ñại ña số HS ñều trả lời ñược một cách dễ dàng. Ngay sau ñó, liều tiếp theo ñược ñưa ra. Với kiểu chương trình này, tất cả HS ñều ñi theo một con ñường nhất ñịnh nên tác dụng cá biệt hóa chỉ thể hiện ở việc mỗi HS có thể trả lời với nhịp ñộ nhanh, chậm khác nhau tùy theo năng lực, trình ñộ của mình. Kỹ thuật này tương tự như kỹ thuật muốn lên ñỉnh núi sao cho ñộ dốc không bao giờ ñòi hỏi một sự cố gắng quá ñáng nào, nhưng con ñường có thể rất dài. * Ưu ñiểm: - Dễ xây dựng: khi thiết kế xong mỗi liều không phải phân ra các trường hợp ñể dẫn dắt HS ñi theo những con ñường khác nhau tuỳ theo kết quả học tập liều ñó. - Dễ sử dụng: khi cài ñặt và thực hiện, không nhất thiết phải cần ñến những thiết bị hiện ñại. - Dễ tổ chức cho HS thảo luận, giúp ñỡ nhau: vì mọi người ñều phải trải qua các liều như nhau. 12 Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Sinh học * Nhược ñiểm: - Dễ gây nhàm chán cho HS khá giỏi, ít phát triển năng lực sáng tạo. - Chương trình thực hiện liên tiếp, khi HS phạm phải sai lầm vẫn ñược sang tìm hiểu liều tiếp theo nên dễ tạo ra sự ñối phó, sẽ có những em không thật sự tiếp cận bản chất vấn ñề. - Ngoài ra, về mặt lý thuyết, người ta không dự kiến có sai lầm. Người ta cố gắng thiết kế sao cho HS dễ dàng có ñược câu trả lời ñúng và xác suất câu trả lời sai là rất nhỏ. Thật vậy, những người theo Skinner chỉ cho phép có khoảng 5% thất bại trong một chương trình, nếu vượt tỷ lệ ñó là chương trình không phù hợp với ñối tượng và cần sửa chữa lại. Điều này cho thấy tính chất ñặc hiệu rất lớn của chương trình ñường thẳng, nó chỉ phù hợp với một số ít người. 1.1.3.2. Chương trình phân nhánh Cũng ñược sáng tạo bởi một người Mỹ là Crowder, và nó ñã thu hút một sự quan tâm lớn từ các nhà giáo dục. Chương trình phân nhánh là chương trình ñược xây dựng sao cho sau khi học xong một liều, HS có thể phải rẽ theo những hướng khác nhau, tức là liều tiếp theo có thể khác nhau tùy thuộc vào câu trả lời ñối với câu hỏi nêu ra ở liều trước ñó. 1 2 1.1 2.1 KT KT 3 3.2 3.1 4 5 4.1 4.2 KT KT Sơ ñồ 4. Cấu trúc của chương trình phân nhánh Mũi tên màu ñỏ : chỉ ñường ñi khi HS trả lời ñúng Mũi tên màu xanh : chỉ ñường ñi khi HS trả lời sai Mũi tên màu tím : chỉ ñường ñi từ ô thông báo kiến thức ñến liều tiếp theo. 13