Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM NGUYỄN NGỌC GIANG NGHI£N CøU THIÕT KÕ Vµ Sö DôNG S¸CH GI¸O KHOA §IÖN Tö TRONG D¹Y HäC PHÐP BIÕN H×NH TR£N MÆT PH¼NG THEO H¦íNG Tæ CHøC C¸C HO¹T §éNG KH¸M PH¸ Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Toán Mã số: 62.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS ĐÀO THÁI LAI 2. PGS. TS TRẦN TRUNG HÀ NỘI - 2016 LỜI CÁM ƠN Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong và ngoài Viện khoa học giáo dục Việt Nam, Trung tâm đào tạo và bồi dưỡng Viện khoa học giáo dục Việt Nam đã hỗ trợ, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian tác giả làm nghiên cứu sinh cũng như đã đưa ra những góp ý quý báu trong quá trình tác giả thực hiện luận án. Nhân dịp này, tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy giáo PGS. TS Đào Thái Lai và PGS. TS Trần Trung, những người đã tận tình hướng dẫn, dìu dắt tác giả trong suốt thời gian qua. Cuối cùng, tác giả xin chân thành cám ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình luôn động viên, giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận án này. Do điều kiện chủ quan và khách quan, bản luận án chắc chắn còn thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến phản hồi để tiếp tục hoàn thiện, nâng cao chất lượng luận án. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả Nguyễn Ngọc Giang LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Đào Thái Lai và PGS. TS Trần Trung. Các kết quả trình bày trong luận án là trung thực, có nguồn trích dẫn. Các kết quả công bố chung đều được đồng nghiệp cho phép sử dụng đưa vào luận án. Nghiên cứu sinh Nguyễn Ngọc Giang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, viết tắt CNTT & TT Viết đầy đủ Công nghệ thông tin và truyền thông DHKP Dạy học khám phá DHPN Dạy học phân nhánh ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh KTĐT Kiểm tra điện tử NC Nghiên cứu NVTH Nhiệm vụ tự học SĐT Sách điện tử SGK Sách giáo khoa SGKĐT Sách giáo khoa điện tử THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm MỤC LỤC Mở đầu ................................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài.................................................................................................. 1 2. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................... 5 3. Khách thể, đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 5 5. Nội dung và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 6 6. Phương pháp luận và các phương pháp nghiên cứu.............................................. 7 7. Những đóng góp của luận án ............................................................................... 8 8. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn của luận án ............................................................... 8 9. Những luận điểm đưa ra bảo vệ ........................................................................... 8 10. Cấu trúc luận án................................................................................................. 9 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG SÁCH GIÁO KHOA ĐIỆN TỬ TRONG DẠY HỌC PHÉP BIẾN HÌNH TRÊN MẶT PHẲNG THEO HƯỚNG TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG KHÁM PHÁ ......................................................... 10 1.1. Vấn đề đổi mới phương pháp dạy học ......................................................... 10 1.1.1. Nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học.................................................... 10 1.1.2. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học.............................................. 10 1.1.3. Dạy học tích cực...................................................................................... 11 1.2. Tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh ........................................... 12 1.2.1. Dạy học khám phá ................................................................................... 12 1.2.2. Các mức độ hoạt động khám phá............................................................. 12 1.2.3. Quy trình, nguyên tắc và đặc điểm của dạy học khám phá....................... 13 1.2.4. Tổ chức một bài học theo hướng khám phá cho học sinh ......................... 19 1.3. Ứng dụng Công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học toán ở trường Trung học phổ thông............................................................................... 21 1.3.1. Ứng dụng Công nghệ thông tin và truyền thông đổi mới sâu sắc hệ thống phương pháp dạy học .............................................................................. 21 1.3.2. Tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh trong dạy học toán với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin ..................................................................... 23 1.4. Một số vấn đề về sách giáo khoa điện tử...................................................... 25 1.4.1. Sách giáo khoa ........................................................................................ 25 1.4.2. Quan niệm về sách giáo khoa điện tử ...................................................... 28 1.4.3. Đặc điểm của sách giáo khoa điện tử ...................................................... 29 1.4.4. Phân loại sách giáo khoa điện tử............................................................. 32 1.4.5. Cấu trúc của sách giáo khoa điện tử theo hướng hỗ trợ hoạt động khám phá của học sinh ...................................................................................... 34 1.4.6. Vai trò của giáo viên và học sinh trong dạy học bằng sách giáo khoa điện tử ............................................................................................................... 35 1.4.7. Quy trình thiết kế sách giáo khoa điện tử................................................. 37 1.4.8. Khả năng sử dụng sách giáo khoa điện tử hỗ trợ hoạt động khám phá của học sinh ...................................................................................................... 37 1.4.9. Những hạn chế có thể nảy sinh khi sử dụng sách giáo khoa điện tử ......... 38 1.5. Lí do chọn phép biến hình trên mặt phẳng trong thiết kế và sử dụng sách giáo khoa điện tử theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá ở trường Trung học phổ thông............................................................................... 39 1.5.1. Phép biến hình trên mặt phẳng trong thiết kế sách giáo khoa điện tử ...... 39 1.5.2. Các hoạt động học tập phần phép biến hình ............................................ 39 1.6. Các yêu cầu sư phạm đối với sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá cho học sinh Trung học phổ thông ............................................................................. 40 1.6.1. Các yêu cầu sư phạm chung đối với sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học ở trường Trung học phổ thông .................................................................... 40 1.6.2. Các yêu cầu sư phạm đặc thù đối với sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá .. 41 1.6.3. Sử dụng sách giáo khoa điện tử trong dạy học toán................................. 43 1.7. Thực trạng sử dụng sách giáo khoa điện tử trong dạy học phép biến hình trên mặt phẳng ở trường Trung học phổ thông ........................................ 43 1.7.1. Tình hình phát triển, sử dụng sách giáo khoa điện tử trên thế giới........... 43 1.7.2. Việc phát triển, sử dụng sách giáo khoa điện tử ở Việt Nam ................... 45 Kết luận chương 1 ............................................................................................... 51 Chương 2: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG SÁCH GIÁO KHOA ĐIỆN TỬ TRONG DẠY HỌC PHÉP BIẾN HÌNH TRÊN MẶT PHẲNG THEO HƯỚNG TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG KHÁM PHÁ........ 53 2.1. Khái quát về chương trình hình học phẳng ở trường Trung học phổ thông.... 53 2.2. Nguyên tắc thiết kế sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá.................. 58 2.2.1. Thiết kế sách giáo khoa điện tử đảm bảo chuẩn kiến thức, kĩ năng .......... 58 2.2.2. Đảm bảo tính linh hoạt, khả năng cập nhật cao, tính mở, tạo khả năng liên kết với các nguồn học liệu khác trong thiết kế sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng ....................................................... 59 2.2.3. Đảm bảo tính tương tác cao, phối hợp nhiều dạng tương tác trong thiết kế sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá, tạo môi trường để học sinh hoạt động trải nghiệm ....................................................................................... 59 2.2.4. Đảm bảo khả năng lưu trữ các kết quả thể hiện tiến trình hoạt động học tập với sách giáo khoa điện tử của học sinh................................................ 60 2.2.5. Đáp ứng yêu cầu dạy học phân hóa với mức độ phân nhánh phù hợp với đối tượng học sinh Trung học phổ thông ..................................................... 60 2.2.6. Cung cấp phản hồi kịp thời, đảm bảo khả năng điều hướng cho giáo viên và học sinh, tạo tính thân thiện với người học khi dạy học với sách giáo khoa điện tử ...................................................................................................... 61 2.3. Xây dựng sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá .................................. 61 2.3.1. Quy trình xây dựng sách giáo khoa điện tử phép biến hình trên mặt phẳng ...... 61 2.3.2. Cấu trúc của sách giáo khoa điện tử phép biến hình trên mặt phẳng ....... 63 2.3.3. Cơ sở dữ liệu của sách giáo khoa điện tử ................................................ 72 2.3.4. Các chức năng hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng dạy học khám phá của sách giáo khoa điện tử........................................ 73 2.3.5. Các liên kết với nguồn học liệu bên ngoài................................................ 78 2.4. Sử dụng sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá .................................. 79 2.4.1. Tiến trình dạy học một bài học trên sách giáo khoa điện tử theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá ....................................................................... 79 2.4.2. Tiến trình học sinh học một bài học trên sách giáo khoa điện tử theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá không có bước học trên lớp............... 104 Kết luận chương 2 ............................................................................................. 104 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ......................................................... 107 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm .......................................................... 107 3.2. Nội dung và phương pháp thực nghiệm sư phạm ..................................... 107 3.2.1. Nội dung của thực nghiệm sư phạm ....................................................... 107 3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm....................................................... 108 3.2.3. Xây dựng phương thức đánh giá định lượng và định tính....................... 109 3.3. Trang bị kỹ năng sử dụng sách giáo khoa điện tử cho giáo viên và học sinh tham gia thực nghiệm sư phạm................................................................. 110 3.3.1. Tập huấn cho giáo viên sử dụng sách giáo khoa điện tử ........................ 110 3.3.2. Trang bị kỹ năng sử dụng Công nghệ thông tin và khai thác trang web, tài liệu điện tử cho học sinh nhóm thực nghiệm............................................... 111 3.4. Chọn mẫu thực nghiệm ............................................................................. 111 3.4.1. Chọn trường thực nghiệm sư phạm........................................................ 111 3.4.2. Chọn giáo viên và lớp tham gia thực nghiệm ......................................... 111 3.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................................. 112 3.5.1. Kết quả thực nghiệm sư phạm (năm học 2014 - 2015) ........................... 112 3.5.2. Theo dõi sự tiến bộ của một nhóm học sinh (nghiên cứu trường hợp) .... 122 3.6. Điều tra tính khả thi của sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá........ 137 3.6.1. Thăm dò giáo viên về sách giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá........... 137 3.6.2. Thăm dò học sinh về việc khai thác sách giáo khoa điện tử trong quá trình học phép biến hình trên mặt phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá......................................................................................................... 139 Kết luận chương 3 ............................................................................................. 141 KẾT LUẬN........................................................................................................ 142 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO Đà CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO Phụ lục 1: Phụ lục 2: Phụ lục 3: Phụ lục 4: Phụ lục 5: PHỤ LỤC Hướng dẫn sử dụng sách giáo khoa điện tử............................................i Bảng mô tả các use-case chính của sgkđt...........................................viii Phiếu khảo sát thực trạng sử dụng sách giáo khoa điện tử trong học tập môn toán...................................................................................... xvi Phiếu khảo sát nhu cầu đối với việc sử dụng sách giáo khoa điện tử trong dạy học hình học phẳng theo hướng tổ chức ...........................xvii Phiếu khảo sát nhu cầu đối với việc sử dụng sách giáo khoa điện tử trong dạy học hình học phẳng theo hướng tổ chức phiếu khảo sát ý kiến về việc thiết kế, biên tập học liệu điện tử hỗ trợ học sinh học hình học phẳng .................................................................................. xix Phụ lục 6: Phiếu khảo sát ý kiến về việc thiết kế, biên tập học liệu điện tử hỗ trợ học sinh học hình học phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá........ xix Phụ lục 7: Phiếu khảo sát ý kiến về việc sử dụng sách giáo khoa điện tử trong học hình học phẳng............................................................................. xx Phụ lục 8: Phiếu khảo sát ý kiến hiệu quả của việc sử dụng sách giáo khoa điện tử trong học hình học phẳng theo hướng tổ chức các hoạt động khám phá........................................................................................... xxi Phụ lục 9: Giáo án thực nghiệm sư phạm ..........................................................xxii Phụ lục 10: Giáo án thực nghiệm sư phạm ........................................................ xxxv Phụ lục 11: Giáo án thực nghiệm sư phạm ...............................................................l Phụ lục 12: Giáo án thực nghiệm sư phạm ............................................................lxi Phụ lục 13: Đề kiểm tra số 1 .............................................................................lxxiii Phụ lục 14: Phụ lục 15: Phụ lục 16: Phụ lục 17: Đề kiểm tra số 2 .............................................................................. lxxv Đề kiểm tra số 3 ...........................................................................lxxviii Đề kiểm tra số 4 ............................................................................. lxxxi Đề kiểm tra cuối đợt thực nghiệm ................................................lxxxiii Mở đầu 1. Lí do chọn đề tài Luật Giáo dục, điều 5.2 có ghi: Phương pháp giáo phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên [16]. Chiến lược phát triển giáo dục 2011-2020 do Thủ tướng Chính phủ phê duyệt nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của người học. Đẩy mạnh ứng dụng CNTT & TT trong dạy và học … Biên soạn và sử dụng giáo trình, SGKĐT …” [52]. Như vậy, chủ trương của Đảng, Nhà nước đã đặt ra yêu cầu đổi mới theo hướng hiện đại hóa nội dung chương trình, phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá kết quả học tập. Trong đó phải thường xuyên cải tiến nội dung, phương pháp dạy học, nhanh chóng bắt kịp xu thế đổi mới phương pháp dạy học hiện đại nhằm hình thành, phát triển nhân cách, tính tích cực, năng động, sáng tạo và năng lực giải quyết các vấn đề cho HS. CNTT & TT ngày càng phát triển và thâm nhập vào mọi lĩnh vực của khoa học và đời sống. Các phương tiện thiết bị hiện đại như máy tính, điện thoại thông minh, Ipad, kết nối mạng Internet đã trở nên quen thuộc và không thể thiếu trong cuộc sống. Có thể nói, CNTT & TT đã tạo nên một xã hội phẳng, nơi mọi người ở các vùng miền khác nhau đều có cơ hội như nhau trong học tập, trao đổi thông tin, làm việc, tương tác và giao lưu dễ dàng. Kết quả NC của các công trình trong nước và trên thế giới đã cho thấy, việc ứng dụng CNTT & TT trong dạy học có thể giải quyết được các khâu cơ bản của quá trình dạy học. Chẳng hạn như khâu chiếm lĩnh tri thức mới, rèn luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức, kiểm tra, đánh giá cũng như phát triển ngôn ngữ, phát triển tư duy, phát triển năng lực tự học cũng như giáo dục nhân cách, đạo đức người học. Chính vì thế CNTT & TT càng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong giáo dục. Theo Nguyễn Bá Kim [13], Lê Huy Hoàng [69] và nhiều tác giả khác, những ưu điểm nổi trội của CNTT trợ giúp trong dạy học gồm: Thứ nhất, việc ứng dụng CNTT trong dạy học sẽ khiến máy tính trở thành một công cụ hỗ trợ đắc lực cho quá trình dạy học, cụ thể là: -1-