mềm dạy học
Hiện nay, việc ứng dụng ICT vào đổi mới quá trình dạy học đang phát triển mạnh mẽ và đã đạt được những hiệu quả giáo dục rất to lớn. Một trong những yếu tố thành công là xuất hiện những phần mềm dạy học có chất lượng cao. Tuy nhiên, hiện nay việc phát triển những phần mềm này còn có nhiều khó khăn và chưa đạt được hiệu quả cao. Quy trình xây dựng phần mềm dạy học từ nội dung giáo trình đến bản thiết kế và cài đặt được tách biệt thành hai giai đoạn, giai đoạn đầu được thực hiện bởi những GV có kinh nghiệm sư phạm, sản phẩm của giai đoạn này là các bản thiết kế của phần mềm. Giai đoạn tiếp theo chuyên gia CNTT chuyển bản thiết kế thành chương trình.
- Chương trình hoá quá trình dạy học
Quá trình dạy học là những HĐ giao tiếp giữa GV và HS. Trong các HĐ giao tiếp đó GV có HĐ dạy, HS có HĐ học. Mục tiêu của quá trình này là một lượng kiến thức xác định được chuyển từ người
GV sang HS.
Các yếu tố chủ yếu có tác động vào quá trình dạy học bao gồm:
Nội dung, mục đích, môi trường dạy học, đối tượng HS, PTDH và PPDH. Trong những yếu tố này thì 5 yếu tố đầu tiên là những yếu tố khách quan và có vai trò quyết định đến sự hình thành của PPDH.
ND: Nội dung MĐ: Mục đích MT: Môi trường HS: Đối tượng học PT: Phương tiện PP: Phương pháp
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ các yếu tố tác động vào quá trình dạy học
Modul dạy học bao gồm một lượng kiến thức, các thao tác của GV để
truyền thụ, các HĐ học của HS và HĐ đánh giá xác định kết quả lĩnh hội tri thức của HS.
Ta ký hiệu M cho quá trình dạy học một lượng kiến thức N. Lượng kiến thức N được chia nhỏ thành các lượng kiến thức N1, N2,…, Nk.
Ký hiệu Mi là modul dạy học lượng kiến thức thứ Ni.
Ni: Nội dung kiến thức cần truyền đạt và mục đích, kỹ năng cần đạt được qua modul này.
Ti: Tập các thao tác của GV bao gồm nêu vấn đề, diễn giảng, trình diễn kiến thức (dạng text, tranh ảnh, movie, mô phỏng, hoạt hình,…) để truyền đạt Ni.
PP
ND MĐ
PT MT
Hi: Tập các HĐ của HS (quan sát, ghi nhớ, tương tác với các nhiệm vụ của GV giao,…) tương ứng với các thao tác của GV để chủ động
tiếp nhận kiến thức Ni.
Qi: Câu hỏi đánh giá sự lĩnh hội của HS:
Mi = Ni + Ti + Hi + Qi
Có thể minh hoạ bằng sơ đồ sau:
Sơ đồ 2.2: Sơ đồ các thành phần của modul dạy học
Lược đồ dạy học là quy định tiến trình thực hiện các modul dạy học để thực hiện M, thông thường tiến trình này là tuyến tính, tiến trình có thể rẽ nhánh nếu chúng ta xem xét đến đối tượng HS.
M = M1 −−> M2 −−> …−−> Mi −−> Mi+1 −−> Mk
hoặc
M = M1 −−> …−−> Mi −−> Mi+1 −−> …−−> Mt −−>… −−> Mk
Kịch bản (hay là giáo án chương trình hoá) là sự mô tả các modul dạy học và xác định tiến trình thực hiện các modul đó. Kịch bản thể hiện tất cả chiến lược sư phạm của người GV.
Sơ đồ 2.3: Sơ đồ tổ chức dạy học theo chương trình
Modul dạy học (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tập các thao tác của GV
Tập các thao
tác của HS Đánh giá lĩnh hội Kiến thức
Bài học
GV
Tài liệu + chương trình hoá
Kịch bản
Học liệu điện tử là các tài liệu học tập được số hoá theo một cấu trúc, định dạng và kịch bản nhất định được lưu trữ trên máy tính nhằm phục vụ việc dạy và học qua máy tính. Dạng thức số hoá có thể là văn bản, slide, bảng dữ liệu, âm thanh, hình ảnh, video số, các ứng dụng tương tác,…, và hỗn hợp của các dạng thức nói trên.
Học liệu điện tử bao gồm học liệu tĩnh và học liệu đa phương tiện. Học liệu tĩnh là các file text, slide, bảng dữ liệu.
Học liệu đa phương tiện có thể gồm những loại sau đây: + Các file âm thanh để minh họa hay diễn giảng kiến thức.
+ Các file flash hoặc tương tự được tạo ra từ các phần mềm đồ họa dùng để mô phỏng kiến thức.
+ Các file video clip được lưu trữ trong các định dạng mpeg, avi hay các định dạng có hiệu ứng tương tự.
+ Các file trình diễn tổ hợp các thành phần trên theo một cấu trúc nào đó. + Các học liệu điện tử tương tác được hiểu theo nghĩa người sử dụng có thể tác động trực tiếp để thay đổi kịch bản trình diễn ngay trong quá trình trình diễn. Về kiểu tương tác có hai mức độ: tương tác thông qua chọn kịch bản trình diễn (thực đơn hay liên kết) để khởi động một kịch bản trình diễn tiếp theo sẵn có. Tương tác qua các dữ liệu được nhập trực tiếp trong quá trình trình diễn, kịch bản trình diễn tiếp theo tuỳ thuộc vào giá trị dữ liệu đó (ví dụ một câu hỏi kiểm tra trắc nghiệm, trả lời đúng hoặc sai sẽ rẽ nhánh theo một trong hai kịch bản tiếp theo). Với loại tương tác thứ hai này chúng ta phải có một chương trình tạo kịch bản tự động tuỳ theo dữ liệu.
- Bản thiết kế bài giảng điện tử dạy học
Quy trình được đề xuất có sự tách biệt hai giai đoạn độc lập nhau. Thực hiện giai đoạn thứ nhất là các GV có kinh nghiệm giảng dạy, những người có nghiệp vụ sư phạm, phần mềm sẽ HĐ theo chiến lược sư phạm được thiết kế bởi những GV có kinh nghiệm dạy học, sau đó là sự sáng tạo về mặt sư phạm
không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố về mặt kỹ thuật. Giả sử, phần mềm được một chuyên gia CNTT xây dựng từ thiết kế đến cài đặt thì thường chất lượng sư phạm được tích hợp trong phần mềm rất kém. Còn nếu phần mềm dạy học được một GV xây dựng thì yếu tố công nghệ để chuyển tải chiến lược sư phạm rất yếu từ đó hạn chế sự sáng tạo sư phạm. Việc tồn tại cả chuyên gia CNTT và GV có kinh nghiệm trong một cá nhân là rất ít. Một khung thiết kế được đề xuất như sau:
Bước 1. Đánh giá các yếu tố tác động
- Xác định nội dung, mục đích bài học mà phần mềm thực hiện. - Xác định môi trường tổ chức dạy học sử dụng phần mềm dạy học. - Xác định tập hợp các đối tượng sử dụng, phân tích tâm lý nhận thức của từng loại đối tượng. Từ đó rút ra các chiến lược sư phạm thích hợp.
Bước 2. Đơn vị hoá tri thức và xác định lược đồ thực hiện.
Đây là quá trình chia nhỏ nội dung kiến thức cần giảng dạy thành những lượng kiến thức nhỏ phù hợp với HĐ của modul giảng dạy. Giả sử, khối lượng của nội dung kiến thức là N thì quá trình phân tích N thành các khối
lượng nhỏ N1, N2,…, Nk. Sự phân nhỏ này phải đảm bảo không mất kiến thức
và sự giao nhau kiến thức giữa các cặp Ni, Nj là tối thiểu:
1 k i i N N và UiUj min
Xác định thứ tự thực hiện giảng dạy các lượng kiến thức này, thông thường sự thực hiện là tuyến tính và lặp, nhưng nếu ta xét đến cả các yếu tố tác động thì có thể phân nhánh theo đối tượng học hoặc môi trường thực hiện. Nếu phân nhỏ kiến thức theo PPDH chương trình hoá thì mỗi lượng kiến thức nhỏ sẽ được xác định bởi một câu hỏi chính và một vài câu hỏi gợi mở. Kết quả của bước này là ta có tập {Ni, Qi} i = 1,2,…,k. Và với mỗi cặp {Ni, Qi} chúng ta xây dựng các cặp Ti và Hi.
Để xây dựng tập Ti, chúng ta có những chuyển đổi tương đương giữa thao tác của GV và các thao tác trên máy tính:
Nêu vấn đề <−−−> Các câu hỏi trắc nghiệm có phản hồi trực tiếp qua tương tác.
Diễn giảng <−−−> Kích hoạt file âm thanh ghi lời diễn giảng. Viết bảng <−−−> Show text trên màn hình.
Trình diễn khác <−−> Kích hoạt các học liệu đa phương tiện tương ứng. Kết quả của khâu này là ta có một kịch bản, chính là tập {Mi}i = 1,2,…,k.
Bước 3. Mô tả modul
Phần này bao gồm: tóm tắt ý đồ sư phạm, mô tả giao diện và tương tác. a. Phần tóm tắt ý đồ sư phạm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nội dung kiến thức cần truyền đạt qua một modul: mục đích, mục tiêu cần đạt được về kiến thức, kỹ năng, điều kiện tiên quyết,…
- Tập các thao tác của GV: diễn giảng, trình diễn kiến thức (dạng text, tranh ảnh, movie, mô phỏng, hoạt hình,…).
- Tập các HĐ của HS (quan sát, ghi nhớ, tương tác với các nhiệm vụ của GV).
- Đánh giá lĩnh hội của HS: Hệ thống bài tập, câu hỏi trắc nghiệm. b. Phần mô tả chi tiết giao diện và tương tác
Cần mô tả một cách chi tiết cách thức thể hiện các HĐ của GV và HS trên giao diện.
Bước 4. Cài đặt hệ thống
Phần này cho chuyên gia về CNTT đảm nhiệm. Việc xây dựng bài giảng điện tử thông thường sử dụng một phần mềm công cụ, phần mềm này cho phép tổ hợp các học liệu điện tử theo một cấu trúc nào đó, tuỳ thuộc vào chiến lược sư phạm được quy định trong kịch bản. Hiện nay, có những công cụ khá tốt như Lectora, eXe, Violet,…thể hiện được khá nhiều HĐ tương tác
trong giảng dạy. Quá trình cài đặt phải luôn có sự trao đổi giữa người thiết kế và cài đặt nhằm đạt được hiệu quả cao nhất.
Bước 5. Thử nghiệm và hoàn chỉnh sản phẩm
Khi đưa sản phẩm vào sử dụng, tức là đưa vào giảng dạy thực sự trên lớp, không được phép để xảy ra những sai sót về chuyên môn, về kỹ thuật, nhất là đối với các bài giảng tương tác. Nếu như các tương tác không thực hiện được, nếu như các thành phần phương tiện không làm việc, thì sẽ rất dễ gây bối rối cho GV và HS, làm mất sự tin tưởng của HS vào chương trình và GV, giờ học dễ trở về dạy học thuyết trình, minh họa. Vì thế thử nghiệm sản phẩm là bước cần thiết, bắt buộc phải làm trước khi đưa sản phẩm vào sử dụng.
Những nội dung sau cần chú ý khi thử nghiệm:
- HĐ của các thí nghiệm ảo, mô phỏng, hoạt hình, sự hiển thị của các video.
- HĐ của các tương tác với máy tính. - Khả năng điều hướng.
- Sự phục hồi và làm tươi màn hình mỗi khi có chuyển cảnh. - Sự thích hợp của các phản hồi.
- Những hệ quả gây ra do sự nhầm lẫn của người điều khiển khi tương tác với máy tính (bấm nhầm nút, tác động nhầm đối tượng, đưa vào một dữ liệu không hợp lý) để rút kinh nghiệm và bổ sung các bẫy lỗi vào kịch bản kỹ thuật.
- Sự mạch lạc về ý tưởng sư phạm.
- Những vấn đề về font chữ, cỡ chữ, mầu sắc, âm thanh,...
- Khả năng quan sát, cảm nhận âm thanh ở các vị trí khác nhau trong lớp. Các lỗi xuất hiện trong quá trình thử nghiệm phải được khắc phục ngay lập tức. Khi không đủ khả năng lập trình để khắc phục, cần thay đổi mức yêu cầu của kịch bản sư phạm để giải quyết.
Sau khi đã khắc phục hết các lỗi được phát hiện trong khi thử nghiệm sản phẩm có thể đem ứng dụng trong dạy học trên lớp. Khi đem sản phẩm ứng dụng trong giảng dạy trên lớp, cần một số điểm sau:
- GV cần đến lớp sớm để chuẩn bị máy móc, phương tiện, cài đặt hệ thống, kiểm tra hệ thống.
- Sau khi tiến hành bài giảng, cần lưu giữ lại tất cả các thông tin kết quả HĐ của HS ra file riêng để sau này tổng hợp lại thành cơ sở dữ liệu cho nghiên cứu và cải tiến sư phạm, cải tiến PPGD.
2.4. Phần mềm Vi thế giới
+ Vai trò của ICT trong quá trình dạy học được xác định thông qua yếu tố phương tiện. Hệ thống máy tính và chương trình máy tính được sử dụng làm phương tiện để chuyển tải tri thức. Phần mềm dạy học theo nghĩa rộng là bao gồm tất cả các chương trình máy tính được sử dụng trong quá trình dạy học nhằm trợ giúp chuyển tải tri thức dạy học. Phần mềm dạy học có thể phân thành nhiều lớp khác nhau, có loại phần mềm trợ giúp được GV trong các HĐ dạy học, có loại làm cho máy tính có thể thay thế hoàn toàn GV trong một công đoạn nào đó của quá trình dạy học. Sự phân lớp phần mềm dạy học cũng có thể được đề cập theo mô hình HĐ. Có loại phần mềm mô phỏng HĐ dạy học của
GV được chương trình hoá, có loại mô phỏng thế giới HĐ của tri thức (ta còn
gọi là phần mềm Vi thế giới).
+ Vai trò của phần mềm Vi thế giới trong việc nâng cao chất lượng học toán
Phần mềm Vi thế giới có thể giúp HS học toán. Ví dụ, với MTĐT HS có thể xem xét nhiều ví dụ hay là những dạng biểu diễn bên cạnh việc là thao tác trên giấy bút, vì thế các em có thể đặt ra và khám phá ra các giả thuyết một cách dễ dàng hơn. Khả năng đồ họa của những mô hình toán tích cực cho phép HS dễ dàng tiếp cận các mô hình có tính trực quan tốt. Khả năng tính toán của
phần mềm Vi thế giới cho phép mở rộng phạm vi các bài toán cho HS và cũng cho phép các em tiến hành các phép tính quen thuộc nhanh và chính xác, như thế các em có nhiều thời gian hơn để hình thành khái niệm mới và mô hình hóa toán học.
Phần mềm Vi thế giới có thể nuôi dưỡng và thúc đẩy HS tham gia và làm chủ các ý tưởng toán học trừu tượng, làm phong phú phạm vi và chất lượng khảo sát toán bằng cách cung cấp một phương tiện để nhìn thấy được các ý tưởng toán học từ nhiều khía cạnh khác nhau. Việc học của HS được trợ giúp bởi những phản ánh mà mô hình động có thể cung cấp: Chẳng hạn một điểm trong môi trường hình học động, khi đó hình dáng của hình trên màn hình thay đổi; thay đổi công thức trong bảng tính thấy ngay các yếu tố phụ thuộc thay đổi theo. Phần mềm Vi thế giới cũng cung cấp một tiêu điểm tập trung khi các HS thảo luận với nhau và với GV về các đối tượng toán học trên màn hình và ảnh hưởng của những phép biến đổi mà phần mềm Vi thế giới cho phép.
+ Phần mềm Vi thế giới có thể hỗ trợ việc dạy toán một cách hiệu quả. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Việc sử dụng có hiệu quả phần mềm Vi thế giới trong lớp học phụ thuộc vào GV. Phần mềm Vi thế giới có thể tạo cho GV cơ hội để điều chỉnh việc dạy hợp lý với nhu cầu đặc biệt của HS. Những HS hay xao lãng với việc học toán có thể tập trung hơn với những vấn đề toán trên máy tính, đối với những HS hay gặp khó khăn trong học toán, các em có thể thu được kết quả từ những sai lầm mà các em gây nên trong môi trường máy tính. Những HS hay gặp phải rắc rối với những quy tắc toán học cơ bản có thể phát triển và trình bày những hiểu biết của mình về toán học một cách khác, mà những điều đó giúp các em hiểu được những quy tắc. Những khả năng thu hút HS bằng những thách thức có tính cụ thể hóa trong toán học tăng nên một cách đáng kể khi sử dụng phần mềm Vi thế giới.
GV nên sử dụng phần mềm Vi thế giới để nâng cao những cơ hội học tập cho HS. GV chọn và sáng tạo các nhiệm vụ nhằm tận dụng được các thế mạnh của phần mềm Vi thế giới như vẽ hình, vẽ đồ thị, tính toán. GV có thể dùng các mô phỏng để cho HS thực hành với những tình huống có vấn đề mà khó có thể thực hiện được nếu không có phần mềm Vi thế giới. Tuy nhiên, phần mềm Vi