Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Xây dựng và sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun phần Điện học Vật lý đại cương góp phần bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên ĐH ngành kỹ thuật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH _ TRẦN ĐỨC KHOẢN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MƠĐUN PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG GĨP PHẦN BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Nghệ An, 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH _ TRẦN ĐỨC KHOẢN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU TỰ HỌC CĨ HƯỚNG DẪN THEO MƠĐUN PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG GÓP PHẦN BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT Chuyên ngành: Lý luận Phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 62.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN QUANG LẠC PGS.TS MAI VĂN TRINH Nghệ An, 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu tơi thực Các kết trình bày luận án trung thực, có nguồn trích dẫn Các kết công bố chung đồng nghiệp cho phép sử dụng đưa vào luận án Tác giả luận án ii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH TRONG LUẬN ÁN v MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Khách thể, đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp luận án Cấu trúc luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Những nghiên cứu nước 1.2 Những nghiên cứu Việt Nam 1.3 Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu 13 KẾT LUẬN CHƯƠNG 15 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU TỰ HỌC CĨ HƯỚNG DẪN THEO MƠĐUN 16 2.1 Khái niệm tự học 16 2.2 Năng lực tự học 21 2.3 Xây dựng tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun 30 2.4 Vị trí học phần Vật lý đại cương sinh viên Đại học ngành kỹ thuật 35 2.5 Mục tiêu dạy học Vật lý đại cương cho sinh viên Đại học ngành kỹ thuật 36 2.6 Tổ chức hoạt động dạy học Đại học 37 2.7 Đặc điểm tự học sinh viên Đại học 41 2.8 Đặc điểm hoạt động nhận thức sinh viên Đại học ngành kỹ thuật 43 2.9 Xây dựng tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun góp phần bồi dưỡng lực tự học cho sinh viên Đại học ngành kỹ thuật 45 2.10 Thực trạng tự học Vật lý đại cương sinh viên Đại học ngành kỹ thuật 50 KẾT LUẬN CHƯƠNG 60 CHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU TỰ HỌC CĨ HƯỚNG DẪN THEO MƠĐUN PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT .62 3.1 Vị trí, mục tiêu, nội dung phần “Điện học” 62 iii 3.2 Xây dựng tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun 68 3.3 Các hình thức sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun 91 KẾT LUẬN CHƯƠNG 110 CHƯƠNG 4.THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 112 4.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 112 4.2 Thời gian, địa điểm đối tượng thực nghiệm sư phạm 112 4.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 112 4.4 Công tác chuẩn bị thực nghiệm 114 4.5 Nội dung thực nghiệm sư phạm 115 4.6 Kết thực nghiệm sư phạm 116 4.7 Điều tra tính khả thi tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun việc góp phần bồi dưỡng lực tự học cho sinh viên Đại học ngành kĩ thuật 138 KẾT LUẬN CHƯƠNG 143 KẾT LUẬN CHUNG 144 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 146 TÀI LIỆU THAM KHẢO .147 PHỤ LỤC P0 Phụ lục 1: Phiếu thăm dò ý kiến sinh viên Đại học ngành kỹ thuật hoạt động tự học học phần Vật lí đại cương P1 Phụ lục 2: Phiếu thăm dò ý kiến giảng viên hoạt động tự học Vật lí đại cương sinh viên Đại học ngành kỹ thuật P5 Phụ lục 3: Phiếu khảo sát ý kiến việc tự học với tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun P8 Phụ lục 4: Phiếu khảo sát ý kiến việc xây dựng sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun góp phần bồi dưỡng lực tự học cho sinh viên Đại học ngành kỹ thuật P10 Phụ lục 5: Bảng kết điều tra thực trạng tự học Vật lý đại cương sinh viên Đại học ngành kỹ thuật P12 Phụ lục 6: Bảng kết thực nghiệm sư phạm P15 Phụ lục 7: Kế hoạch dạy học “Tương tác điện - Định luật Coulomb” P24 Phụ lục 8: Kế hoạch dạy học “Điện trường” P31 Phụ lục 9: Kế hoạch dạy học “Điện thế” P38 Phụ lục 10: Đề kiểm tra số P45 Phụ lục 11: Đề kiểm tra số P48 Phụ lục 12: Đề kiểm tra số P51 Phụ lục 13: Đề kiểm tra số P55 Phụ lục 14: Một số hình ảnh thực nghiệm sư phạm P59 Phụ lục 15: Nội dung tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun kèm theo luận án Lưu đĩa CD) P61 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt BCH BGD&ĐT CNTT CHXHCN CN DH ĐH ĐHSP ĐHKT ĐHCN ĐC ĐHCN TP.HCM GD GQVĐ GDH GDĐH GT GV GD&ĐT HĐ KTĐG KH KHKT KN KTDH KQHT NLTH NKT PP PPDH SV SVĐH TB TCDH THPT TN TNKQ TNSP VL VLĐC Viết đầy đủ Ban chấp hành Bộ Giáo dục đào tạo Cơng nghệ thơng tin Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Công nghệ Dạy học Đại học Đại học sư phạm Đại học kỹ thuật Đại học công nghiệp Đối chứng Đại học công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Giáo dục Giải vấn đề Giáo dục học Giáo dục Đại học Giáo trình Giáo viên Giáo dục đào tạo Hoạt động Kiểm tra đánh giá Khoa học Khoa học kỹ thuật Kỹ Kỹ thuật dạy học Kết học tập Năng lực tự học Ngành kỹ thuật Phương pháp Phương pháp dạy học Sinh viên Sinh viên Đại học Trung bình Tổ chức dạy học Trung học phổ thông Thực nghiệm Trắc nghiệm khách quan Thực nghiệm sư phạm Vật lý Vật lý đại cương v DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH TRONG LUẬN ÁN Trang Bảng Bảng 2.1: Tiêu chí đánh giá lực tự học SV 29 Bảng 2.2: Bảng điều tra hứng thú tự VLĐC SV Đại học NKT 52 Bảng 2.3: Kết điều tra nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu tự học .55 Bảng 2.4: Bảng điều tra biện pháp để tự học có kết 56 Bảng 2.5: Điều tra nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng tự học SV theo đánh giá GV .58 Bảng 3.1: Phân bố số tiết phần “Điện học” số trường Đại học 67 Bảng 3.2: Hệ thông môđun phần “Điện học” .72 Bảng 4.1: Lớp TN ĐC vòng .116 Bảng 4.2: Thống kê kết học tập SV nhóm TN ĐC trước TNSP vòng 117 Bảng 4.3: Phân bố điểm nhóm TN nhóm ĐC sau TNSP vòng 119 Bảng 4.4: Phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi sau TN vòng .119 Bảng 4.5: Lớp TN ĐC vòng .121 Bảng 4.6: Kết học tập SV nhóm TN, ĐC trước TNSP vòng .121 Bảng 4.7: Các số thống kê lớp TN ĐC TNSP vòng 122 Bảng 4.8: Kiểm nghiệm giả thiết E0 122 Bảng 4.9: Kiểm nghiệm giả thiết H0 122 Bảng 4.10: Phân bố điểm nhóm lớp TN nhóm lớp ĐC sau TN vòng 125 Bảng 4.11: Phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi nhóm TN, ĐC sau TN vịng 126 Bảng 4.12: Tính điểm trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn sau TNSP vịng 127 Bảng 4.13: Thống kê với phép thử t - student 127 Bảng 4.14: Kiểm nghiệm giả thiết thống kê E0 .127 Bảng 4.15: Kiểm nghiệm giả thiết thống kê H0 128 Bảng 4.16: Kết theo dõi lực tự học SV Nguyễn Văn Đông 130 Bảng 4.17: Kết theo dõi lực tự học SV Trần Tuấn Anh 131 Bảng 4.18: Kết theo dõi lực tự học SV Bùi Minh Nam .133 Bảng 4.19: Bảng kết theo dõi lực tự học SV Nguyễn Quý Dương .135 Bảng 4.20: Kết kiểm tra nhóm SV(Nghiên cứu trường hợp) .137 Bảng 4.21: Kết đánh giá tài liệu theo môdun dạng văn GV 139 Bảng 4.22: Kết đánh giá tài liệu theo mơdun dạng số hóa GV 139 Bảng 4.23: Ý kiến GV khả hỗ trợ dạy học tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun góp phần bồi dưỡng lực tự học SV 140 Bảng 4.24: Kết đánh giá tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun dạng văn SV 141 Bảng 4.25: Kết đánh giá tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun dạng số hóa SV 142 vi Bảng P.2.1: Bảng điều tra nhận thức SV vai trị VLĐC chương trình đào tạo P.12 Bảng P.2.2: Kết điều tra thời gian tự học SV Đại học NKT P.12 Bảng P.2.3: Kết điều tra mục đích tự học VLĐC SV Đại học NKT .P.12 Bảng P.2.4: Kết điều tra nguồn tài liệu sử dụng cho tự học VLĐC SV P.12 Bảng P.2.5: Thực trạng hoạt động tự học VLĐC SV Đại học NKT P.13 Bảng P.2.6: Kết điều tra phương pháp GV giới thiệu sử dụng tổ chức tự học cho SV Đại học NKT P.13 Bảng P.2.7: Điều tra thực trạng tổ chức dạy VLĐC GV .P.14 Bảng P.4.1: Bảng tính thơng số thống kê TNSP vòng P.16 Bảng P.4.2: Bảng so sánh thông số thống kê lớp TN ĐC TNSP vòng P.17 Bảng P.4.3: Bảng kiểm nghiệm kết TN phép thử t-Student P.17 Bảng P.4.4: Bảng kiểm nghiệm giả thiết E0 P.17 Bảng P.4.5: Bảng kiểm nghiệm giả thiết H0 P.17 Bảng P.4.6: Bảng tính thơng số thống kê TNSP vịng P.18 Bảng P.4.7: Bảng tính thơng số thống kê sau TNSP vịng P.19 Bảng P.4.8: Bảng tự đánh giá lực tự học SV lớp ĐC trước sau học tập với tài liệu thông thường P.20 Bảng P.4.9: Bảng tự đánh giá lực tự học SV lớp TN trước sau học tập với tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun P.22 Sơ đồ Sơ đồ 2.1: Cấu trúc tổng quát môđun dạy học 32 Sơ đồ 3.1: Sinh viên tự học hồn tồn mơđun .92 Sơ đồ 3.2: SV tự học hoàn tồn đơn vị kiến thức (tiểu mơđun) mơđun 92 Sơ đồ 3.3: Dạy học lớp học truyền thống có hỗ trợ tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun .97 Hình Hình 2.1: Biểu đồ thể thực trạng nhận thức SV vai trị VLĐC chương trình đào tạo SV Đại học NKT .51 Hình 2.2: Biểu đồ thể mục đích tự học VLĐC SV Đại học NKT 53 Hình 2.3: Biểu đồ thể nguồn tài liệu sử dụng cho tự học VLĐC 54 Hình 3.1: Tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun phần điện trường tĩnh .87 Hình 3.2: Giới thiệu môđun 87 Hình 3.3: Thí nghiệm điện trường tĩnh 87 Hình 3.4: Hướng dẫn học tập môđun 88 Hình 3.5: Hướng dẫn học tiểu môđun 88 Hình 3.6: Mục tiêu mơđun 88 Hình 3.7: Điều kiện cần có để học mơđun 88 Hình 3.8: Nội dung kiến thức môđun 88 Hình 3.9: Bài tự kiểm tra kết thúc môđun 88 Hình 3.10: Nội dung kiến thức tiểu môđun 88 vii Hình 3.11: Một số ứng dụng tiểu mơđun .88 Hình 3.12: Hướng dẫn tự kiểm tra kiến thức vào tiểu môđun .89 Hình 3.13: Bài tự kiểm tra kiến thức vào tiểu môđun 89 Hình 3.14: Hướng dẫn đọc phần mục tiêu tiểu môđun 89 Hình 3.15: Xác định mục tiêu tiểu mơđun 89 Hình 3.16: Câu hỏi hướng dẫn tự học 89 Hình 3.17: Tài liệu Ebook 89 Hình 3.18: Các Slide tóm tắt nội dung kiến thức lý thuyết tiểu môđun .90 Hình 3.19: Hướng dẫn làm kiểm tra lần 90 Hình 3.20: Bài tự kiểm tra kiến thức lần 90 Hình 3.21: Bài tập tự luận 90 Hình 3.22: Bài tập trắc nghiệm 90 Hình 3.23: Video hoạt động đèn hình CRT 91 Hình 3.24: Giải thích hoạt động đèn hình CRT 91 Hình 3.25: Hướng dẫn làm kiểm tra lần 91 Hình 3.26: Bài tự kiểm tra kiến thức lần 91 Hình 3.27: Website tự học Vật lý đại cương 94 Hình 3.28: Hướng dẫn mở tài liệu tự học có hướng dẫn theo mơđun chứa file flash 94 Hình 3.29: Hướng dẫn mở rộng hình 95 Hình 3.30: Điều kiện để học tiểu mơđun 95 Hình 3.31: Hướng dẫn đọc tài liệu tham khảo 95 Hình 3.32: Điểm lời khuyên làm không đạt kiểm tra 96 Hình 3.33: Điểm lời khuyên làm đạt kiểm tra 96 Hình 3.34: Lời nhắc nhở “Phải hồn thành kiểm tra trước rời khỏi slide này” 96 Hình 3.35: Lời nhắc nhở “Bạn phải làm đạt yêu cầu kiểm tra chuyển sang slide tiếp theo” 96 Biểu đồ Biểu đồ 4.1: Đa giác đồ tần số chất lượng học tập nhóm TN ĐC 117 Biểu đồ 4.2: Đường biểu diễn tần suất luỹ tích hội tụ lùi sau TN vịng 120 Biểu đồ 4.3 Đường biểu diễn tần suất luỹ tích hội tụ lùi nhóm TN ĐC đợt TNSP vòng .126 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sự phát triển nhảy vọt khoa học cơng nghệ có tác động đến lĩnh vực xã hội, có GD&ĐT Do đó, triết lý giáo dục cho kỷ XXI có biến đổi to lớn, thể tư tưởng chủ đạo “học thường xuyên suốt đời” làm móng, dựa mục tiêu tổng quát việc học là: học để biết, học để làm, học để chung sống học để làm người (Learning to know, learning to do, learning to live together, learning to be), hướng tới xây dựng “xã hội học tập”[54, tr.8] Nghị Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ X ghi: “Ưu tiên hàng đầu cho việc nâng cao chất lượng dạy học Đổi chương trình, nội dung, phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên tăng cường sở vật chất nhà trường, phát huy khả sáng tạo độc lập suy nghĩ học sinh, sinh viên” [42] Trong văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI nêu rõ “Phát triển giáo dục quốc sách hàng đầu Đổi bản, toàn diện giáo dục Việt Nam theo hướng chuẩn hóa, đại hóa”, “Phát triển giáo dục đào tạo với phát triển khoa học công nghệ quốc sách hàng đầu; đầu tư cho giáo dục đào tạo đầu tư phát triển Đổi toàn diện giáo dục, đào tạo theo nhu cầu phát triển xã hội; nâng cao chất lượng theo yêu cầu chuẩn hóa, đại hóa, xã hội hóa, dân chủ hóa hội nhập quốc tế, phục vụ đắc lực nghiệp xây dựng bảo vệ tổ quốc Đẩy mạnh xây dựng xã hội học tập, tạo hội điều kiện cho cơng dân học tập suốt đời” Theo đó, cần “thực đồng giải pháp phát triển nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo Đổi chương trình, nội dung, phương pháp dạy học, phương pháp thi, kiểm tra theo hướng đại; nâng cao giáo dục toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo dục lý tưởng, giáo dục truyền thống lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống, lực sáng tạo, kỹ thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội [3] Nghị phủ số 14/2005/NQ-CP đổi toàn diện giáo dục Đại học Việt Nam giai đoạn 2011 - 2020 nêu: “Triển khai đổi phương pháp đào tạo theo tiêu chí: trang bị cách học, phát huy tính chủ động người học; sử dụng CNTT truyền thông hoạt động dạy học; khai thác nguồn tư