ứng dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường trong dạy học nội dung acid base ph oxide muối môn khoa học tự nhiên 8 nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh

Mục đích nghiên cứu

Nghiên cửu biện pháp sử dụng công nghệ thực tế áo tăng cường (AR) vào dạy học nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” môn Khoa học tự nhiên 8 nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh.

Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Quá trình dạy học môn KHTN 8.

- Năng lực tự học cho học sinh THCS.

- Biện pháp sử dụng phần mềm thực tế ảo tăng cường trong dạy học.

Sử dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường trong dạy học nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” như thế nào để phát triển NLTH cho HS?

Neu GV xác định được rõ các tiêu chí, biểu hiện của NLTH và sử dụng phần mềm thực tế ảo tăng cường phù hợp với nội dung, điều kiện cơ sở vật chất, đối tượng HS thì sẽ phát triển NLTH cho HS đồng thời nâng cao chất lượng DH môn KHTN lóp 8 ở trường THCS.

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn cùa năng lực tự học.

- Điêu tra, đánh giá thực trạng dạy học KHTN theo sử dụng nên tảng thực tế ảo tăng cường (AR) nhằm phát triển năng lực tự học cho HS của một số trường trên địa bàn huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội.

- Nghiên cứu việc áp dụng dạy học tương tác và sử dụng phần mềm thực tế ảo tăng cường vào dạy học KHTN.

- Xây dựng các kế hoạch bài dạy chủ đề “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” môn KHTN 8 sử dụng phần mềm thực tế ảo tăng cường nhằm phát triển năng lực tự học.

- Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tự học cho HS THCS.

- TNSP nhằm kiểm nghiệm, đánh giá giả thuyết nêu ra.

7 Phạm vi và giói hạn nghiên cứu

- về nội dung: Chủ đề “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” môn KHTN 8

- về địa bàn nghiên cứu: Điều tra một số trường trên địa bàn Hà Nội và thực nghiệm sư phạm tại trường THCS Nguyễn Du (Sóc Sơn, Hà Nội), trường THCS Nguyên Khê ( Đông Anh, Hà Nội).

8.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu, thu thập các tài liệu về cơ sở lí luận, thực tiễn có liên quan đến đề tài.

- Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, tổng họp, hệ thống hoá, khái quát hoá, trong việc tổng quan các tài liệu đã thu thập được.

8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp điều tra bằng phiếu hỏi: Điều tra thực trạng việc sử dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường trong dạy học và dạy học KHTN.

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm (TNSP): Tiến hành TNSP để đánh giá tính đúng đắn của giả thuyết khoa học và tính phù hợp khả thi của các đề xuất trong luận văn.

- Sử dụng các phương pháp thống kê toán học và xử lí số liệu trong quá trình điều tra thực trạng, thực nghiệm sư phạm và rút ra những nhận xét, đánh giá, kết luận và kiến nghị phù họp.

9 Đóng góp mói của đề tài

- Tống quan một cách hệ thống và làm sáng tò cơ sở lý luận về định hướng phát triển NLTH, PPDH theo mô hình lóp học đảo ngược sử dụng trong dạy học KHTN nhằm phát triển NLTH cho HS.

- Khảo sát, đánh giá thực trạng sử dụng AR trong dạy học KHTN nhằm phát triển NLTH cho HS ở một số trường THCS thuộc thành phố Hà Nội làm cơ sở thực tiễn của đề tài.

- Thiết kế 2 kế hoạch dạy học (KHDH) minh hoạ sử dụng công nghệ

AR trong dạy học nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” môn KHTN 8.

- Thiết kế và sử dụng bộ công cụ đánh giá NLTH cho HS THCS thông qua sử dụng AR trong dạy học học nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” môn KHTN 8.

Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực tự học cho học sinh thông qua dạy học sử dụng phần mềm công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR)

Chương 2 Sử dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường trong dạy học nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” môn Khoa học tự nhiên 8 nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm.

CO SỞ LÝ LUẬN VÀ • • THỤC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT • TRIỂN NĂNG Lực Tự HỌC CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC sử DỤNG PHẦN MỀM CÔNG NGHỆ THỤ C TÉ Ẳo TÀNG CƯỜNG (AR)

1.1 Lịch sử nghiên cứu vân đê

1.1.1 Lịch sử nghiên cứu ứng dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường AR

1 ỉ ỉ ỉ Lịch sử nghiên cứu vấn đề trên trên thể giới

Thực tế ảo tăng cường (Augmented Reality, viết tắt là AR) là những hình ảnh thực tế mà chính người xem nhìn bằng mắt thật và được bổ sung thêm thông tin ảo cho nó Người dùng có thể dễ dàng tương tác với thế giới ảo ngay trong thực tế như chạm và phủ lên nó một hình ảnh trên ảnh thật

AR tạo cho người dùng những cảm giác y như thật, không tách riêng thế giới ảo và thật [27]

Hiện nay, AR có ứng dụng rất đa dạng trong nhiều lĩnh vực như giải trí, y tế, du lịch, bất động sản và cả giáo dục AR đã tạo nên những thay đổi tích cực đối với với lĩnh vực giáo dục, cung cấp những cơ hội mới đế cải thiện quá trình học tập và tạo ra môi trường học tập thú vị và tương tác hơn

AR cho phép học sinh trải nghiệm học tập theo cách tương tác và thú vị hơn HS có thể tương tác với các đối tượng 3D, mô hình hóa khái niệm phức tạp và thậm chí tham gia vào các hoạt động thực tế tăng cường như việc phân tích các biếu đồ, bản đồ hay tương tác với các tác phẩm nghệ thuật AR có thế giúp HS trong các giờ học thực hành và các mô phỏng HS thực hiện các thí nghiệm và mô phỏng trong môi trường ảo trước khi thực hiện thực tế Điều này rất hữu ích trong giáo dục các lĩnh vực như hóa học, sinh học, y học và kỳ thuật, nơi học sinh có thể thực hành mà không gặp rủi ro thực tế.

Giả thuyết nghiên cứu

Neu GV xác định được rõ các tiêu chí, biểu hiện của NLTH và sử dụng phần mềm thực tế ảo tăng cường phù hợp với nội dung, điều kiện cơ sở vật chất, đối tượng HS thì sẽ phát triển NLTH cho HS đồng thời nâng cao chất lượng DH môn KHTN lóp 8 ở trường THCS.

Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn cùa năng lực tự học.

- Điêu tra, đánh giá thực trạng dạy học KHTN theo sử dụng nên tảng thực tế ảo tăng cường (AR) nhằm phát triển năng lực tự học cho HS của một số trường trên địa bàn huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội.

- Nghiên cứu việc áp dụng dạy học tương tác và sử dụng phần mềm thực tế ảo tăng cường vào dạy học KHTN.

- Xây dựng các kế hoạch bài dạy chủ đề “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” môn KHTN 8 sử dụng phần mềm thực tế ảo tăng cường nhằm phát triển năng lực tự học.

- Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tự học cho HS THCS.

- TNSP nhằm kiểm nghiệm, đánh giá giả thuyết nêu ra.

7 Phạm vi và giói hạn nghiên cứu

- về nội dung: Chủ đề “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” môn KHTN 8

- về địa bàn nghiên cứu: Điều tra một số trường trên địa bàn Hà Nội và thực nghiệm sư phạm tại trường THCS Nguyễn Du (Sóc Sơn, Hà Nội), trường THCS Nguyên Khê ( Đông Anh, Hà Nội).

Sô lượng nghiên cứu đã đê cập tới ứng dụng của AR trong dạy học tăng lên đáng kề từ năm 2013 Một nghiên cứu của Wojciechowski và Cellary (2013) đã xây dựng một môi trường AR trong đó HS có thể tiến hành các thí nghiệm hóa học Kết quả cho thấy sự tham gia tích cực của người học vào các hoạt động thực hành có tác động đặc biệt tích cực đến cảm nhận về sự thích thú, dẫn đến động lực học tập của họ tăng lên Trong nghiên cứu của mình, Chen [32] cũng dùng AR trong giáng dạy hóa lý để mô phỏng cấu trúc các amino acid trong không gian 3 chiều (3D) Sau khi tiến hành thực nghiệm, Chen cũng chỉ ra rằng sinh viên rất thích xoay các makers để tương tác các vật thể ảo Chúng ta nhận thấy rằng AR là công cụ có hiệu quả trong truyền tải kiến thức nếu sử dụng AR trong giảng dạy hóa học cho học sinh THCS Nghiên cứu của Ali Fakhrudin (2018) [31] đã sử dụng AR trong dạy học môn KHTN ở tiểu học cũng có kết luận rằng khi ứng dụng AR vào dạy học có thể cải thiện nhận thức, kết quà học tập của học sinh.

Phưong pháp nghiên cứu

Công nghệ AR tạo môi trường liền mạch kết hợp tài liệu học tập và bối cảnh thực tế xung quanh cung cấp cho HS cơ hội để tự minh thao tác với các đối tượng và tiếp cận để khám phá sâu rộng, hiểu rõ hơn về bài học, tăng hứng thú tự học cho học sinh.

1 1.1.2 Lịch sử nghiên cứu vẩn đề tại Việt Nam

Không chỉ ở các nước trên thế giới, ở trong nước cũng đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về ứng dụng AR trong dạy học Nhóm tác giả Thái

Hoài Minh, Nguyễn Minh Tuấn (2020) [15] nghiên cứu việc ứng dụng công nghệ AR trong dạy học nội dung Hóa hữu cơ lớp 11 có khắng định công nghệ AR có thể làm tăng sự hứng thú học tập của học sinh Nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thị Hồng Nhung và cộng sự (2020) [17] sử dụng các mô phỏng AR trong dạy học môn vật lí, hóa học giúp học sinh lĩnh hội kiến thức, tăng hứng thú học tập Tác giả Vũ Thị Thu Hoài cùng các cộng sự (2023) [9] cũng đã nghiên cửu về việc ứng dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR) trong dạy học thí nghiệm môn Khoa học tự nhiên 8 Một công bố khoa học của tác giả Nguyễn Mậu Đức cùng các cộng sự (2023) đã khẳng định ứng dụng công nghệ AR trong dạy học phần Hóa học vô cơ có thể phát triển năng lực tự học của học sinh,

Trong các nghiên cứu kế trên, các tác giả đều kết luận khi sử dụng AR trong dạy học giúp các kiến thức khô khan, trừu tượng trở nên dễ hiểu và sinh động hơn, giúp người học nắm chắc kiến thức, biết sâu sắc về chủ đề và được trải nghiệm hơn Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về AR trong dạy học được công bố nhưng có rất ít nghiên cứu ứng dụng công nghệ AR trong dạy học môn KHTN ở trường THCS.

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu vẩn đề tự học và phát triển năng lực tự học trong • o • • Jr O • • • O môn Khoa học tự nhiên

1.1.2.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề trên thế giói

Cấu trúc luận văn

Cơ SỞ LỶ LUẬN VÀ THựC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG Lực Tự HỌC CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC SỬ DỤNG PHÀN MỀM CÔNG NGHỆ THựC TẾ Ảo TĂNG CƯỜNG (AR)

Lịch sử nghiên cứu vấn đề

Công nghệ AR tạo môi trường liền mạch kết hợp tài liệu học tập và bối cảnh thực tế xung quanh cung cấp cho HS cơ hội để tự minh thao tác với các đối tượng và tiếp cận để khám phá sâu rộng, hiểu rõ hơn về bài học, tăng hứng thú tự học cho học sinh.

1 1.1.2 Lịch sử nghiên cứu vẩn đề tại Việt Nam

Không chỉ ở các nước trên thế giới, ở trong nước cũng đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về ứng dụng AR trong dạy học Nhóm tác giả Thái

Hoài Minh, Nguyễn Minh Tuấn (2020) [15] nghiên cứu việc ứng dụng công nghệ AR trong dạy học nội dung Hóa hữu cơ lớp 11 có khắng định công nghệ AR có thể làm tăng sự hứng thú học tập của học sinh Nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thị Hồng Nhung và cộng sự (2020) [17] sử dụng các mô phỏng AR trong dạy học môn vật lí, hóa học giúp học sinh lĩnh hội kiến thức, tăng hứng thú học tập Tác giả Vũ Thị Thu Hoài cùng các cộng sự (2023) [9] cũng đã nghiên cửu về việc ứng dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR) trong dạy học thí nghiệm môn Khoa học tự nhiên 8 Một công bố khoa học của tác giả Nguyễn Mậu Đức cùng các cộng sự (2023) đã khẳng định ứng dụng công nghệ AR trong dạy học phần Hóa học vô cơ có thể phát triển năng lực tự học của học sinh,

Trong các nghiên cứu kế trên, các tác giả đều kết luận khi sử dụng AR trong dạy học giúp các kiến thức khô khan, trừu tượng trở nên dễ hiểu và sinh động hơn, giúp người học nắm chắc kiến thức, biết sâu sắc về chủ đề và được trải nghiệm hơn Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về AR trong dạy học được công bố nhưng có rất ít nghiên cứu ứng dụng công nghệ AR trong dạy học môn KHTN ở trường THCS.

1.1.2 Lịch sử nghiên cứu vẩn đề tự học và phát triển năng lực tự học trong • o • • Jr O • • • O môn Khoa học tự nhiên

1.1.2.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề trên thế giói

Vấn đề tự học (TH) và năng lực tự học (NLTH) được nghiên cứu từ rất sớm và đã có rất nhiều nhà Tâm lý học, nhà Giáo dục để cập đến Trong nền giáo dục phương Tây cổ đại, các nhà Giáo dục như Heraclitus (530 - 475 TCN), Socrate (469 -399 TCN), Aristote (384 - 322 TCN) đã có ý tưởng dạy học đó là chủ trọng người học, đặc biệt là trao quyền tự chù cho người học Chính vì vậy, phương pháp dạy học của họ nhằm mục đích nhận thức chân lý và lĩnh hội được kiến thức bằng cách đưa ra câu hỏi đế người học tìm tòi ra kết luận [22], Trải qua nhiều biến động và thăng trầm của lịch sử, nhận thức xã hội ngày một nâng cao vì thế mà ý tưởng đó tiếp tục được phát triển Vào thế kỷ XVI, nhà triết học Vistorrino (1378-1446) và nhà giáo dục

J.Locke (1632- 1704) được coi là người chính thức đặt nên mỏng tư tưởng cho lý thuyết TH Tiếp thu và phát triển từ tư tưởng của Vistorrino, J.Locke đã chỉ ra sự tỏ mò của con người chính là vũ khí lợi hại mà tự nhiên đem lại [38] Vì vậy, người thầy phải biết cách tạo ra những vấn đề, tinh huống để khơi dậy tính tỏ mở từ đó phát huy được vai trò của cá nhân trong học tập Đen thế kỷ XVII, JA.Komensky (1592-1670) đã phát biểu “không có khát vọng học tập thì không trở thành tài" [22], “Học sinh là mặt trời, xung quanh nó quy tụ mọi phương tiện giáo dục "[11], Komensky quan niệm rằng, bất kì ai thành công đều có sự ham muốn tìm tòi và khám phá kiến thức và trong hoạt động dạy học (DH) lấy HS là trung tâm, các phương pháp dạy học (PPDH) coi là công cụ hồ trợ HS trong quả trình DH Và những những nghiên cứu về tư tường dạy học của Komensky cũng chỉ ra rằng:

“Dạy học tích cực, lấy học sinh làm trung tâm" [22] Vì thế, Komensky được coi là người đặt nền móng về hoạt động dạy TH.Vào cuối thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX, xuất phát từ quan niệm "Dạy học hưởng về người học”, John Dewey (1859 - 1952) đã phát biểu: "Học trò nhất thiết phải chủ động và tích cực hoạt động, học bằng cách làm chủ không được thụ động đen lớp ngồi nghe mà thôi!" [35] Theo quan điềm của ông, người học phải chủ động có hứng thú, tích cực trong việc lĩnh hội và chiếm lĩnh tri thức và biển tri thức độ thành vốn có của mình thay vì nghe chép thụ động tử lời giảng của giáo viên và học thuộc như một con vẹt Trong những năm 30 của thế kỷ XX, nhà sư phạm người Nhật Bản T Makiguchi đã chỉ ra rằng “Mục đích của giáo dục là hướng dẫn quá trình học tập và dặt trách nhiệm học tập vào trong tay mồi học sinh Giáo dục được xét như là quả trình hướng dẫn học sinh tự học".

Nhiều cuốn sách đã đề cập đến vấn đề tự học, tiêu biểu như: "Hiểu biết là sức mạnh đế thành công" [14] do Klas Mellander chủ biên đã nhấn mạnh vai trò của tự học, vạch ra quy trình năm bước càn làm để hiệu quả hơn trong quá trình học hởi; "Tự học như thế nào" [19] cùa Rubakin, Nguyễn Đinh Côi dịch, 1982, đã hướng dẫn bạn đọc hiểu thế nào tự học tập, nâng

8 cao vốn hiểu biết và kiến thức của băn thân, cuốn "Phuơng pháp dạy và học hiệu quả" - Cark Rogers, Cao Đình Quát dịch [3], đã đề cập đến việc nội dung DH và sử dụng PPDH như thế nào để đạt được hiệu quả học tập Như vậy, các công trình nghiên cứu ở nước ngoài đều dễ cặp vai trò và tầm quan trọng của quá trình TH, chỉ ra một số kỳ năng TH cơ bản và nhấn mạnh vai trò của người dạy cần phải phát huy được tinh chủ động, tự giác, tích cực và sáng tạo của người học trong các hoạt động DH. ỉ 1.2.2 Lịch sử nghiên cứu vẩn đề tại Việt Nam

Tại Việt Nam, số lượng công trình nghiên cứu về tự học và phát triển NLTH có rất nhiều Một số tác giả có công trình tiêu biểu nghiên cứu về tự học như: Nguyễn Cảnh Toàn [24] nêu lên đặc điểm của người TH đó là tự mình động não suy nghĩ, say mê, kiên trì, không ngại khó ngại khổ đề chiếm lĩnh một lĩnh vực khoa học nào đó Thái Duy Tuyên [26] khi tìm hiểu bản chất của TH, tác giả liệt kê các hoạt động cần phải có trong quá trình TH như quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp, rèn luyện kĩ năng,

-ị /V J 1 V • 4 ' • 9 & 1 f -X -Ị 1 9 9 \ • T rT^ r * 9 đông thời tác giã cũng lưu ý đên động cơ, tình cam của người TH Tác giã

Vũ Trọng Rỳ [20] khi nghiên cứu về rèn luyện kĩ năng (KN) học tập thì chia thành 4 nhóm với tên gọi và tiêu chí có sự khác biệt đó là: K.N nhận thức,

KN thực hành, KN tổ chức, KN kiểm tra đánh giá.

Bước vào thời kì đổi mới hiện nay, tại Hội nghị Ban Chấp hành Trung ương Đãng khóa XI đã ra Nghị quyết 29-NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, trong đó đặc biệt chú trọng đổi mới dạy và học theo hướng phát triển phẩm chất, NL người học để nâng cao chất lượng nguồn nhân lực Trong 10 NL của HS, NLTH được đặt lên hàng đầu và đóng vai trò quan trọng trong quá trình học tập của HS Bên cạnh đó, cũng đã có một số công trình nghiên cứu khoa học về việc phát triến NLTH cho HS trong giáng dạy được đăng trên các tạp chí khoa học như: Tác giả Lương Quốc

Thái [21] với bài báo “Xây dựng khung năng lực tự học và đánh giá thực trạng tự học của học sinh THPT”; Nguyễn Thị Thu Hằng [8] với bài báo

“Phát triển năng lực tự học cho học sinh tiểu học trong dạy học môn Khoa

Một số phuơng pháp và mô hình dạy học định hưóng phát triển năng ” • lực tự • • học cho học• sinh

khám phá thêm nhiều điều thú vị về KHTN và đời sống thực tiễn.

1.3 Một số phương pháp và mô hình dạy học định hướng phát triển năng lực • • • tự học cho học • sinh

1.3.1 Sử dụng tài liệu hướng dẫn tự học • O • o • •

1.3.1.1 Định nghía tài liệu hướng dẫn tự học

Tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng của tài liệu hướng dẫn TH để đưa ra định nghĩa Trong nghiên cứu này, chúng tôi đưa ra định nghĩa về tài liệu hướng dẫn TH như sau:

“Tài liệu hướng dẫn TH là tài liệu học tập chứa đựng những thông tin, tri thức đồng thời chứa các nhiệm vụ và hướng dẫn cách thức thực hiện đê người học đọc hiêu và làm theo các yêu cầu trong tài liệu

1.3.1.2 Sử dụng tài liệu hướng dần tự học

Các hình thức hướng dẫn HS TH thường gồm: Đọc tài liệu, SGK; Quan sát hoặc tương tác với phương tiện trực quan; bài tập Khoa học tự nhiên. a Sử dụng tài liệu, sách giáo khoa

- Theo chúng tôi khi xây dựng tài liệu TH có thế sử dụng pp đọc tài liệu hay SGK để HS lĩnh hội những kiến thức mới ở dạng mô tả thông tin hay các sự kiện, các nội dung khái quát hóa hoặc để làm phương tiện để HS kiểm tra các suy đoán của mình. b Sử dụng phương tiện trực quan

Các phương tiện trực quan sử dụng có thể là các hình ảnh, sơ đồ, bảng biểu, hoặc cũng có thể sử dụng các video bằng cách đưa ra các đường dẫn đến các tài liệu trên internet. c Sử dụng bài tập khoa học tự nhiên

* Khải niệm bài tập khoa học tự nhiên

Bài tập khoa học tự nhiên (BT KHTN) bao gồm câu hỏi và bài toán liên quan đến nội dung nào đó về kiến thức hóa học mà sau khi làm xong bài tập học sinh nắm được kiến thức, hoàn thiện KT hay KN nhất định BT KHTN vừa là mục đích vừa là nội dung kiến thức và cũng là PPDH hiệu

* Sử dụng bài tập khoa học tự nhiên trong dạy học

Trong dạy học tích cực có thể sử dụng BT KHTN theo các cách khác nhau: BTHH giúp HS hình thành KT mới, bài tập ôn tập, củng cố KT và bài tập kiếm tra, đánh giá.

1.3.2 Mô hình dạy học kết họp (Blended learning)

1.3.2.1 Khái niệm “dạy học kết họp ”

Trên thế giới, DH kết hợp (Blended learning, nghĩa của từ “Blend” là

“pha trộn”) là một mô hình DH cũng mới được ra đời Theo nhiều tác giả,

DH kết hợp được cung cấp bởi sự kết hợp hiệu quả các chế độ phân phối khác nhau, các mô hình giảng dạy và phong cách học tập được thực hiện trong một MT học tập có ý nghĩa tương tác Các khóa học kết hợp linh hoạt trong các hoạt động học tập trực tuyến và lóp học giáp mặt với việc sử dụng tài nguyên một cách tối ưu để cải thiện kết quả học tập của HS để giải quyết các vấn đề liên quan bài học. ỉ.3.2.2 Mô hình dạy học kết hợp

Hiện nay có nhiều nghiên cứu và đề xuất mô hình DH kết hợp, một trong số mô hình được vận dụng nhiều nhất hiện nay là mô hình Michael

15 a Rotation model (mô hình xoay vòng):

Quá trình DH được triển khai dựa trên sự kết hợp giữa DH trên lớp giáp mặt và các nội dung DH ngoài giờ lên lớp trên nền tảng công nghệ Trong mô hình này, tác giả Michael B Horn và cộng sự đã thiết kế 4 mô hình khác nhau như: (1) Station Rotation (trạm xoay vòng); (2) Lab Rotation (Xoay vòng trong phòng Lab); (3) Flipped Classroom (mô hình lớp học đảo ngược); (4) Individual Rotation (xoay vòng đặc thù) b Flex model (Mô hình linh hoạt);

Mô hình DH kết hợp kiểu linh hoạt và thích nghi mà ở đó GV tạo ra các hoạt động hướng dẫn người học làm việc cộng tác, khai thác các sở thích và khả năng của họ trong học tập xã hội Ớ đó, GV có thể tổ chức một khóa học mà HS được linh hoạt vừa có thể học trực tuyến vừa có thể học • • • • • e/ • giáp mặt. c Mô hình A La Carte Model(Mô hình tự chọn):

Một khóa học mà HS có thể hoàn toàn trực tuyến để đạt được những trải nghiệm khác mà HS đang học tại một trường học hoặc trung tâm học tập GV ghi âm cho khóa học và tích hợp lên hệ thống LMS hoặc DH trực tuyến đồng bộ thông qua những thiết bị và phần mềm hồ trợ HS có thể

16 tham gia khóa học A La Carte ở trong lớp học giáp mặt của trường học hoặc bên ngoài lớp học Điều này khác với học tập trực tuyến toàn thời gian bởi vì nó có một phần HS có thời gian đến lớp giáp mặt HS tham gia một số khóa học A La Carte và các khóa học khác trực tiếp trên lớp học giáp mặt. d Enriched Virtual model (Mô hình ảo chủ đạo):

Là khóa học hoặc môn học trong đó HS tập trung chủ yếu là học trực tuyến hoàn toàn và học trực tuyến thời gian thực, họ đối mặt với GV qua không gian ảo Họ có thể tự do hoàn thành khóa học còn lại phụ thuộc vào thời gian mà họ lên lớp giáp mặt và trực tuyến Học trực tuyến là xương sống của họ và họ được gặp GV mỗi ngày trong tuần Khác với lớp học đảo ngược và khác với trực tuyến toàn phần bởi vì các buổi giáp mặt trực tuyến nhiều hơn và tùy thuộc lịch trình của họ.

Tóm lại, sử dụng mô hình DH kết hợp đòi hỏi HSphải có NLTH đê có thể TH trực tuyến dưới sự hướng dẫn của GV, HSphải thực hiện các yêu cầu học tập đẻ hình thành và chiếm lĩnh kiến thức qua đó phát triển NLTH Tiếp theo là giai đoạn học giáp mặt HS sẽ được giải đáp những thắc mắc trong quá trình TH trực tuyến, đồng thời HS được củng cố, khắc sâu và vận dụng

KT khi học trực tiếp trên lóp Do vậy, chúng tôi cho rằng đây là mô hình DH nhằm hình thành và phát triển tốt NLTH cho HS.

1.3.2.3 Mô hình lớp học đảo ngược

Công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR)

1.4.1 Khải niệm công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR)

Công nghệ thực tế ảo tăng cường (công nghệ AR) là công nghệ không còn quá mới lại trong xã hội hiện nay Ke từ khi ra đời những năm 80 của thế kỉ trước, nó dần được ứng dụng trong các lĩnh vực rộng khắp AR là một công nghệ cho phép lồng ghép thông tin ảo vào thế giới thật và ngược lại, nó giúp người sử dụng tương tác với nội dung số trong thực tại như chạm vào, phủ vật thể lên trên - nói dễ hiểu là ghép ảnh theo dạng 3D [27]

Hiện nay, AR đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nổi bật là các trò chơi quảng cáo, bảo trì - sửa chừa sản phẩm, y học và giáo dục Công nghệ “biến ảo thành hiện hiện thực” này đang được ứng dụng trong các lóp học tại các quốc gia phát triển trên thế giới Những ứng dụng được áp dụng AR nhằm minh họa các kiến thức phổ thông cho học sinh

AR sẽ đem đến những trải nghiệm người dùng mới mẻ, mang lại bước tiến mới trong lĩnh vực khoa học công nghệ.

Khác với thực tế ảo (Virtual Reality - VR), vốn được thiết kế cho người sử dụng tương tác hoàn toàn trong không gian mô phỏng, AR giúp người dùng tương tác với nội dung ảo trong môi trường thật Sự tương tác của đồ họa, âm thanh và các cẩm giác cải tiến khác trong môi trường thực tế

- tất cả đều được hiển thị trong thời gian và không gian thực.

Với đặc điểm này, AR có thề là tương lai của giáo dục 4.0 Với những tính năng thiết thực, AR sẽ góp phần hồ trợ các mục tiêu học tập cá nhân của học snh bằng cách đưa nội dung học lý thuyết vào thực hành, trải nghiệm trực tiếp thông qua tương tác một cách sinh động và tiết kiệm chi phí AR không chỉ góp phần đưa nội dung học tập tới học sinh một cách hấp dẫn mà thông qua đó học sinh còn đạt được hiểu biết tốt hơn về các khái niệm mà giáo viên đã giải thích trong bài giảng trên lớp hoặc đọc trong sách giáo khoa truyền thống.

1.4.2 ủng dụng của công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR) trong dạy học

Trong hoạt động dạy học, AR như một phương tiện truyền thông mới thêm nhập vào lĩnh vực công nghệ giáo dục, đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy cải cách phương pháp giáo dục hiện đại trong các trường đào tạo, giáo dục ở nhiều cấp bậc và mức độ khác nhau, ứng dụng công nghệ AR trong giảng dạy nói chung, dạy kỹ thuật nói riêng cung cấp cho người học một nền tảng học tập mới và hiệu quả hơn so với các phương pháp dạy học truyền thống HS có thể thực hành thông qua việc tương tác

•) 9 đê đạt được khả năng trải nghiệm, quan sát, năng lực đôi mới qua các bài tập thực hành đầy đủ với sự hồ trợ của công nghệ AR AR hỗ trợ rất nhiều cho

GV khi có thể vừa giao được BT HH cho HS, đồng thời kết hợp kiểm tra, đánh giá, theo dõi quá trình học tập của HS.

1.4.3 ưu nhược và nhược điểm của công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR) trong dạy học

1.4.3 ỉ Ưu điểm của công nghệ thực tế ảo tăng cường trong dạy học

- Tài liệu học tập có thê truy cập mọi lúc, mọi nơi Thực tế tăng cường

21 có tiêm năng thay thê sách giáo khoa giây, mô hình vật lý, sách hướng dẫn AR cung cấp tài liệu học tập di động và ít tốn kém hơn Kết quả là, giáo dục trở nên dễ dàng tiếp cận và linh hoạt hơn.

- Không cần thiết bị đặc biệt Không giống như thực tế ảo (Virtual

Reality - VR), thực tế tăng cường không yêu cầu bất kỳ phần cứng đắt tiền nào Bởi 73% thanh thiếu niên hiện đang sở hữu điện thoại thông minh, có thế dễ dàng và nhanh chóng đáp ứng việc sử dụng công nghệ AR ngay lập tức.

- Sự tham gia và quan tâm của người học cao hơn Hoạt động học tập áp dụng AR nâng cao sự tương tác, các trò chơi được số hóa có tác động tích cực đáng kế đến người học Giúp người học hứng thú với toàn bộ bài học và trải nghiệm học tập trở nên thú vị, dễ dàng hơn.

- Cải thiện khả năng tương tác Các ứng dụng thực tế ảo tăng cường mang đến nhiều cơ hội để đa dạng hóa và cải thiện các lớp học nhàm chán Các bài học tương tác, nơi tất cả học sinh cùng tham gia vào quá trình học tập giúp cải thiện kỹ năng làm việc nhóm.

- Một quá trình học tập nhanh hơn và hiệu quả hon AR trong giáo dục giúp học sinh đạt được kết quả tốt hơn thông qua hình dung và đắm mình hoàn toàn vào chủ đề Thay vì đọc lý thuyết về một điều gì đó, học sinh có thể nhìn thấy bằng mắt thường, bằng hành động được tạo ra bởi AR.

- Học thực tế Ngoài việc đi học, đào tạo chuyên nghiệp cũng có thể được hưởng lợi rất nhiều từ việc sử dụng AR Ví dụ, việc tái tạo chính xác các điều kiện tại hiện trường có thế giúp nắm vững các kỹ năng thực tế cần thiết cho một công việc nhất định.

- Đào tạo tại nơi làm việc an toàn và hiệu quả Hãy tưởng tượng người học có thế dễ dàng thực hành phẫu thuật tim hoặc vận hành tàu con thoi mà không khiến người khác gặp nguy hiểm hoặc chịu rủi ro thiệt hại kinh tế nếu có sự cố xảy ra.

- Áp dụng phô biến cho bất kỳ cấp học và đào tạo nào Có thể là trò chơi học tập cho trường mẫu giáo hoặc đào tạo tại chồ, AR không chỉ giới

22 hạn ở một trường hợp sử dụng hoặc một lĩnh vực ứng dụng.

1.4.3.2 Nhược điêm của công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR) trong dạy học

Bên cạnh những lợi ích mà AR mang lại, cũng cần kể tới những thách thức và hạn chế khi ứng dụng thực tế tăng cường:

- Thiếu sự đào tạo cần thiết Một số giáo viên có thể gặp khó khăn khi đưa những công nghệ mới này vào thực tế vì chưong trình đào tạo cơ bản của họ không cung cấp các kỳ năng cần thiết Chì những giáo viên cởi mở nhất và các tổ chức giáo dục sáng tạo mới sằn sàng áp dụng các ứng dụng thực tế ảo tăng cường trong giáo dục.

sử DỤNG CÔNG NGHỆ THựC TÉ Ảo TẢNG CƯỜNG TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “ ACID - BASE - PH -

Phân tích mục tiêu dạy • • •/ học • và cấu trúc nội • dung CT “ Acid - Base -

- Oxide - Muối ” môn Khoa học tự nhiên 8

2.1.1 Mục tiêu dạy học phần “Acid — Base — pH - Oxide - Muối”

Yêu cầu cần đạt của nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” [2]

Bảng 2.1 Yêu cầu cần đạt nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối ”

Nội dung Yêu cầu cần đặt

Acid (axit) - Nêu được khái niệm acid (tạo ra ion H+).

- Tiến hành được thí nghiệm của hydrochloric acid (làm đổi màu chất chỉ thị; phản ứng với kim loại), nêu và giải thích được hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm (viết phương trình hoá học) và rút ra nhận xét về tính chất của acid.

- Trình bày được một số ứng dụng của một so acid thông dụng (HC1, H2SO4, CH3COOH).

Base (bazơ) - Nêu được khái niệm base (tạo ra ion OH“).

- Nêu được kiềm là các hydroxide tan tốt trong nước.

- Tiến hành được thí nghiệm base là làm đổi màu chất chỉ thị, phản ứng với acid tạo muối, nêu và giải thích được hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm (viết phương

34 trình hoá học) và rút ra nhận xét về tính chất của base

- Tra được bảng tính tan để biết một hydroxide cụ thể thuộc loại kiềm hoặc base không tan.

Thang đo pH - Nêu được thang pH, sử dụng pH đế đánh giá độ acid

- Tiến hành được một số thí nghiệm đo pH (bằng giấy chỉ thị) một số loại thực phẩm (đồ uống, hoa quả, ).

- Liên hệ được pH trong dạ dày, trong máu, trong nước mưa, đất.

Oxide (oxit) - Nêu được khái niệm oxide là hợp chất của oxygen với một nguyên tố khác.

- Viết được phương trình hoá học tạo oxide từ kim loại/phi kim với oxygen.

- Phân loại được các oxide theo khá năng phản ứng với acid/base (oxide acid, oxide base, oxide lưỡng tính, oxide trung tính).

- Tiến hành được thí nghiệm oxide kim loại phản ứng với acid; oxide phi kim phản ứng với base; nêu và giải thích được hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm (viết phương trình hoá học) và rút ra nhận xét về tính chất hoá học của oxide.

Muối - Nêu được khái niệm về muối (các muối thông thường là hợp chất được hình thành từ sự thay thế ion

H+ của acid bởi ion kim loại hoặc ion NHT).

- Chỉ ra được một số muối tan và muối không tan từ bảng tính tan.

- Trình bày được một số phương pháp điều chế muối.

- Đọc được tên một số loại muối thông dụng.

- Tiến hành được thí nghiệm muối phản ứng với kim loại, với acid, với base, với muối; nêu và giải thích

2.1.2 Cẩu trúc nội dung dạy học phần “Acid - Base — pH — Oxide - Muối”

Cấu trúc của nội dung “ Acid - Base - pH - Oxide - Muối” hay chương II: Một số hợp chất thông dụng - KHTN 8 (bộ Kết nối tri thức với cuộc sống) gồm 20 tiết cụ thể như sau:

Bảng 2.2 Cấu trúc nội dung “ Acid - Base - pH - Oxide - Muối ” được hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm (viết phương trình hoá học) và rút ra kết luận về tính chất hoá học của muối.

- Trình bày được mối quan hệ giữa acid, base, oxide và muối; rút ra được kết luận về tính chất hoá học của acid, base, oxide.

42-44 Bài 12: Phân bón hóa học

2.1.3 Phân tích mối quan hệ về nội dung “Acid — Base - pH — Oxide - Muối ” thông qua dạy học sử dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường

Sử dụng AR có nhiều ưu điểm trong việc phát triển NLTH của HS Thông qua việc HS được nghiên cứu trước ở nhà các tài liệu, video, hình ảnh, mô hình 3D đã được giáo viên chuẩn bị trước trên không gian ảo GV sẽ có thêm thời gian trên lóp để phân tích kĩ hơn những nội dung kiến thức mà học sinh chưa hiếu, cần giải đáp của học sinh, các vấn đề liên quan đến bài trong cuộc sống hằng ngày.

Phần nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” có rất nhiều thí nghiệm Một số thí nghiệm hóa học cần tiến hành trong thời gian lâu hoặc khó có thể tiến hành trong điều kiện lóp học nhưng thông qua AR HS có thế xem, tự thực hiện toàn bộ quá trình, từ đó có thế khái quát được nội dung tìm hiểu.

2.1.4 Một số lưu ý về nội dung và phương pháp dạy học

2.1.3.1 Những lưu ý về nội dung dạy học

Nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” thuộc mạch nội dung chuyển hóa hóa học của phần chất và sự biến đổi của chất là những kiến thức cơ bản, quan trọng, đóng góp cho nền tảng học tiếp ở chương trình lớp học cao hơn.

2.1.3.2 Những lưu ỷ về phương pháp

- Nội dung “Acid - Base - pH - Oxide - Muối” bao gồm những khái niệm, tính chất hóa học hoàn toàn mới với HS lớp 8, do đó khi dạy cần đảm bảo tính vừa sức, tránh rơi vào tình trạng quá tải kiến thức.

- Sử dụng nhiều hình ảnh, video, phần mềm, Vì có nhiều nội dung được ứng dụng trong đời sống, nhiều thí nghiệm mà điều kiện cơ sở vật chất chưa đáp úng được để học sinh tự thực hiện.

2.2 Xây dụng, sử dụng phần mềm AR trong dạy học Khoa học Tự nhiên

8 nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh

2.2.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm AR

2.2.1.1 Phần mềm AR Chemistry Lab [9]

Khi người dùng tải ứng dụng AR Chemistry Lab về sừ dụng có các cấp độ sau: sử dụng miễn phí, sử dụng mất phí Đối với người dùng sử dụng miễn phí sẽ có ít hóa chất hơn, thực hiện được ít các thí nghiệm hơn so với người dùng mất phí.

Sử dụng ứng dụng AR Chemistry Lab miễn phí người dùng có thể sử dụng nhũng hóa chất sau:

• Acids mạnh: Hydroiodic acid (HI); Chloric acid (HCIO3); Hydrochloric acid (HC1); Sulfuric acid (H2SO4); Hydrobromic acid (HBr); Perchloric acid (HCIO4); Nitric acid (HNO3); Hydrofluoric acid (HF).

• Acids yếu: Formic acid (HCOOH); Phosphoric acid (H3PO4); Acetic acid (CH3COOH); Chromic acid (H2CrO4).

• Base mạnh: Lithium hydroxide (LiOH), Potassium hydroxide

(KOH); Sodium hydroxide (NaOH); Caesium hydroxide (CsOH); Barium hydroxide (Ba(OH)2); Strontium hydroxide (Sr(OH)2).

♦ Base yếu: Ammonium hydroxide (NH4OH); Lead(II) hydroxide

(Pb(OH)2); Copper(II) hydroxide (Cu(OH)2).

• Muối Halides: Aluminium chloride (AICI3); Barium chloride (BaCl2); Ammonium chloride (NH4CI); Calcium chloride (CaCl2); Copper (II) chloride (CuCl2); Iron (II) chloride (FeCl2); Magnesium chloride (MgCl2); Zinc Chloride (ZnCl2).

• Muối Nitrates: Aluminium nitrate (A1(NƠ3)3); Barium nitrate (Ba(NƠ3)2); Copper(II) nitrate (Cu(NƠ3)2); Lead nitrate (Pb(NƠ3)2); Nickel (II) nitrate (Ni(NOs)2); Magnesium nitrate (Mg(NOs)2).

• Muối Sulphates: Aluminium sulphate (A12(SO4)3); Cobalt sulphate (C0S04); Ferrous Sulphate (FeSƠ4); Magnesium sulphate (MgSƠ4); Zinc sulphate (ZnSC>4).

- Chất rắn: Calcium chloride (CaCl2); Cobalt chloride (C0CI2); Boric acid (H3BO3); Lithium chloride (LiCl); Potassium chloride (KC1); Sodium chloride (NaCl); Radium chloride (RaCl2); Rubidium chloride (RbCl2);

Nickel (II) chloride (NiCb); Lead (II) chloride (PbCl2).

- Kim loại: Caesium (Cs); Potassium (K); Barium (Ba); Calcium (Ca); Copper (Cu); Gold (Au).

- Carbides: Calcium carbide (CaC2); Magnesium carbide (Mg2Cs)

- Hydrides: Potassium hydride (KH); Calcium hydride (CaH2);

- Acidic oxide: Carbon dioxide (CO2), Chlorine (Cl2).

- Dung dịch khác: Dung dịch Piranha, nước, Fluoroantimonic acid.

Hướng dẫn sử dụng phần mềm AR chemistry lab

Bước 1: Cài đặt app AR Chemistry Lab Đây là một phần mềm được viết để dành riêng cho hệ điều hành iOS Do đó, để cài đặt app AR Chemistry Lab cho thiết bị ta vào mục kho ứng dụng App Store để tải xuống điện thoại di động và cài đặt, được giao diện như hình

Hình 2.1 Giao diện của AR Chemistry Lab

Find a flat surface with very well lit surrounding

Hình 2.2 Giao diện phân mêm AR Chemistry Lab khi băt đâu Bước 2: Nhận chọn để mở ứng dụng.

Sau khi mở ứng dụng AR Chemistry Lab giao diện phân mêm hiện ra như sau

Bước 3: Sau đó bấm vào Got it hiển thị trên màn hình điện thoại thông minh (hoặc máy tính bàng) để bắt đầu;

Bước 4: Quét bề mặt bằng cách di chuyển tù’ từ điện thoại xung quanh mặt bàn căn chỉnh vị trí vào khung trên màn hình điện thoại để đặt dụng cụ thí nghiệm, bấm place here — > start để đặt dụng cụ thí nghiệm vào vị trí đã chọn.

Bước 4: Sau khi đặt cốc đúng vị trí, màn hình xuất hiện kho hóa chất

Lựa chọn hóa chất cho thí nghiệm cần biểu diễn tại kho hóa chất sau đó điều chỉnh lượng chất cho phù hợp.

Kí hiệu: (+) tăng lượng hóa chất;

Bước 5: Bấm vào Pick —> Drop hiện trên màn hình Giữ, kéo thả để hóa chất cần dùng vào cốc thí nghiệm.

Bước 6: Quan sát và giải thích các hiện tượng thí nghiệm.

Cách 1: Sử dụng ứng dụng Cospace edu trên trình duyệt web

SPACE S( fdụ ) Key features • Pricing Resources* Support Ambassadors Callery Login Register

Make AR & VR in the classroom

Bước 1: Mở trang web của ứng dụng Cospace edu tại địa chì https://www.cospaces.io/edu/

Bước 2: Chọn vào mục Register c D cospaces 10 ® o D I Ệ %£

■ 0SPACES(£22) Key features V Pricing Resources V Support Ambassadors Gallery Login

Can your students help the pirate get to his treasure?

Educators design engaging learning content

Bước 3: Chọn vào “Don’t have an account yet?” đê đăng kí sử dụng.

■ Sign in with Microsoft Sign in with a login code

Don't have an account yet?

Bước 4: Chọn đôi tượng phù hợp

Create an account as student teacher

Already have a CoSpaces Edu account?

Bước 5: Nhập mã lớp đê vào học tập. co SPACES®

Your teacher will give you their class code to join your first class In CoSpaces Edu.

Bước 6: Sau khi nhập mã giới thiệu thì màn hình sẽ chuyên vào chê độ bài học.

Bước 5: Thiết kế bài giảng trên Cospace Edu.

Bưó ’c 6: Giao nhiệm vụ học tập cho HS các lớp.

*A * @ 0 ± = c à edu.cospaces.io/Studio/Spaces r~

Định dạng
Số trang	130
Dung lượng	8,95 MB