Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC TRONG MÔI TRƯỜNG HỌC BẰNG LÀM THEO QUAN ĐIỂM SƯ PHẠM TƯƠNG TÁC
1.3 Bản chất của dạy học tương tác trong môi trường học bằng làm
1.3.2 Nguyên lý và đặc điểm cơ bản của dạy học tương tác trong môi trường học bằng làm
* Bộ ba nguyên lý của dạy học tương tác
Như đã nêu ở mục [1.2.2] để tiến hành dạy học tương tác cần tổ chức các hoạt động học tập xoay quanh bộ ba tác nhân: người dạy – người học – môi trường. Trong đó người học là trung tâm của quá trình học tập, người dạy là người giúp đỡ, hướng dẫn, tổ chức hoạt động tương tác, môi trường là yếu tốảnh hưởng tất yếu.
+ Người học – chủ nhân bộ máy học – yếu tố trung tâm của quá trình học tập.
Trong dạy học tương tác, người học là tác nhân chính của hoạt động học, nghĩa là theo quy luật vận hành của bộ máy học, người học tự huy động mọi tiềm lực vốn có của mình (thông qua trải nghiệm, vốn hiểu biết, năng lực thể chất, tinh thần...) cùng với sự hỗ trợ của người dạy, người học tham gia vào các môi trường học tập để hoạt động nhằm hoàn thành nhiệm vụ học tập của mình. Để thực hiện tốt các tương tác học tập của mình thì yêu cầu ởngười học cần có:
- Động cơ học tập đúng đắn và niềm tin vững chắc vào khả năng thành công của bản thân, từđó luôn đam mê, hứng thú học tập.
Khi tham gia vào quá trình học tập, người học phải xác định được động cơ học tập đúng đắn, từ đó nảy sinh hứng thú học tập, thấy đƣợc lợi ích của tri thức cần chiếm lĩnh cho chính mình. Động cơ học tập và sự hứng thú cũng như niềm tin của người học không chỉ phụ thuộc vào nhu cầu của người học mà phần lớn phụ thuộc vào sự tác động sư phạm của người dạy, từ điều kiện thuân lợi của môi trường học tập. Do vậy, chính động cơ học tập và niềm tin vững chắc, hứng thú và đam mê học tập sẽ giúp học sinh đạt đƣợc sự phát triển về cả tri thức và kỹnăng.
- Người học cần có ý thức chủđộng và tích cực tham gia mọi hoạt động học tập và hoạt động hữu quan của bản thân cũng nhƣ của tập thể.
Người học tham gia thực hiện các hoạt động học tập bằng tất cả vốn tri thức, kinh nghiệm sẵn có đã tích lũy đƣợc với một thái độ học tập chủ động, có ý thức. Đồng thời trong quá trình học tập, người học tham gia hợp tác với bạn học và cùng chia sẻ nhiệm vụ học tập để cùng đạt được mục tiêu đặt ra. Qua đó, người học phát triển các kỹnăng giao tiếp, thiết lập các mối quan hệ xã hội, góp phần hình thành thế giới quan và nhân sinh quan. Mặt khác, góp phần tạo ra một môi trường học tập thân thiện, hợp
tác giữa các bạn học cùng nhóm và các bạn học trong lớp đƣợc xây dựng trên môi trường cảm xúc tích cực.
- Ởngười học cần có ý thức trách nhiệm về mọi hoạt động học tập của mình với tư cách là một chủ thể của bộ máy học.
Một yêu cầu không kém phần quan trọng đó là người học cần có ý thức trách nhiệm trong suốt quá trình thực hiện hoạt động học tập của bản thân mình và của tập thể. Khi gặp khó khăn, người học cần cố gắng huy động mọi hình thức tư duy, các kinh nghiệm, tri thức vốn có, biết bày tỏquan điểm của mình về cách giải quyết vấn đề học tập. Qua đó, người học cũng như người dạy định hướng, điều chỉnh được hướng giải quyết vấn đề và điều chỉnh các phương pháp học tập cho phù hợp.
+ Người dạy –người hướng dẫn, giúp đỡ
Người dạy là người tổ chức, hướng dẫn và giúp đỡ người học. Điều đó có nghĩa người dạy là người can thiệp vào quá trình học tập của người học với tinh thần tôn trọng sứ mệnh của tác nhân chính và quy luật hoạt động của bộ máy học, để người học hoàn thành nhiệm vụ học tập của mình [21, tr68]. Để đảm bảo đƣợc điều này, người dạy cần:
- Có hoạt tính sƣ phạm hứng thú và sƣ phạm thành công, nghĩa là có khả năng nhạy bén, năng động và linh hoạt trong việc vận dụng một cách hiệu quả các chiến lƣợc sƣ phạm hứng thú và sƣ phạm thành công, để tạo động lực học tập và tâm lý tự tin cho người học khi cần.
Người dạy với kiến thức, kinh nghiệm và sự hiểu biết của mình về lĩnh vực chuyên môn và tâm lý sƣ phạm, cần có khảnăng xây dựng những kế hoạch hoạt động học tập nhằm định hướng tạo dựng hứng thú người học. Để thực hiện được điều này, yêu cầu người dạy cần được trang bị kiến thức vềsư phạm hứng thú và sư phạm thành công.
Trong quá trình tổ chức các hoạt động và nhiệm vụ học tập, nếu không thu hút, khơi gợi trí tò mò, tạo dựng hứng thú học tập cho người học thì khó tạo được kết quả mong muốn ở người học. Do đó, xây dựng kế hoạch học tập cũng tạo điều kiện cho người dạy hình thành và phát triển khả năng sư phạm thành công của mình, bởi lẽ, khi xây dựng kế hoạch học tập gồm các hoạt động học tập để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra thì người dạy có thể phán đoán một số tình huống ngoài dự kiến nhờ sự hỗ trợ của CNTT&TT (đặc biệt là tình huống được thực hiện thông qua các tương tác ảo).
Vì vậy, trong quá trình tổ chức quá trình học tập, giáo viên hoàn toàn có thể linh hoạt trong việc vận dụng các phương pháp, kỹ thuật, chiến lược sư phạm phù hợp với tình hình thực tế cũng như với năng lực của người học, từ đó giúp người học tự tin vào bản thân và tích cực khám phá chiếm lĩnh tri thức.
- Hoạt tính sư phạm hỗ trợ, thể hiện qua sự thấu hiểu người học, người dạy nhạy bén và kịp thời có mặt khi người học cần đến, để giúp người học luôn đủ điều kiện vƣợt qua khó khăn, giữ vững tinh thần chủđộng, tích cực.
Người dạy chính là người bạn đồng hành cùng người học trong suốt quá trình học tập, do đó sự trợ giúp của người dạy đối với người học là rất quan trọng ở chỗđúng lúc, đúng thời điểm và đúng cường độ. Để thực hiện được việc này, người dạy cần có hoạt tính sƣ phạm hỗ trợ. Tất cả các nhiệm vụ học tập đƣợc xây dựng đều có những khó khăn riêng và người học với sự nỗ lực của mình để giải quyết và vượt qua vấn đề. Sự hỗ trợ của người dạy cần được tiến hành theo từng giai đoạn và từng cấp độ.
Sự trợ giúp của người dạy phải thực hiện với tất cả các thành viên nào trong nhóm, lớp khi gặp khó khăn. Không chỉ trợ giúp trong hoạt động nhận thức mà người dạy còn phải nhạy bén trong nhận thức vấn đề tâm lý của người học để kịp thời tác động, động viên, kích thích, giúp đỡngười học vượt qua khó khăn, tích cực tham gia hoạt động học tập.
- Có ý thức trách nhiệm về mọi lựa chọn sƣ phạm với tƣ cách là một chủ thể của hoạt động dạy, trước hết trong việc “chuyển thể” chương trình học tập (đã được quy định) thành các mục tiêu và quy trình dạy học thích hợp nhất với lớp học và người học cụ thể, sau đó là trong hiệu quả thực hiện tiến trình dạy học.
Để giúp người học chủ động tham gia vào hoạt động học tập của mình, người dạy cần xây dựng cho mình một kế hoạch bài giảng kỹlƣỡng, trong đó thể hiện đầy đủ những mục tiêu cần đạt được của người học cả về kiến thức, kỹ năng, thái độ, năng lực cần đạt. Các hoạt động dạy học đƣợc xây dựng đảm bảo phù hợp với các mức độ nhận thức của người học. Hơn thế nữa người dạy cần xác định rõ các mục tiêu cần đạt được của người học và chuyển hóa điều này thành mục tiêu của chính người học thông qua các nhiệm vụ học tập, tức là người học chấp nhận mục tiêu học tập này một cách chủđộng, biến điều này thành động lực học tập của bản thân, đồng thời tự chịu trách nhiệm về mục tiêu học tập của mình.
+ Môi trường - ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình dạy học
Môi trường tác động tất yếu đến quá trình dạy và học, tức là môi trường can dự vào hoạt động sư phạm (nhất là môi trường xã hội và môi trường CNTT&TT), luôn đòi hỏi ở các tác nhân những hoạt động điều chỉnh và tự điều chỉnh để thích nghi, đảm bảo thành công của quá trình dạy học. Để có thểtác động tích cực tới quá trình dạy học thì môi trường cần đảm bảo khả năng thân thiện và dễ thích nghi, tức là khả năng dễ tiếp cận, tiện dụng, tạo thuận lợi cho việc triển khai quá trình dạy học.
* Đặc điểm của dạy học tương tác trong môi trường học bằng làm.
- Nội dung dạy học cơ bản được cấu trúc lại dưới dạng các nhiệm vụ học tập mang tính thực hành trải nghiệm. Nhiệm vụ học tập vừa là đối tƣợng học tập đƣợc người dạy giao cho người học thực hiện trải nghiệm phát triển năng lực học tập, đồng thời vừa là công cụ giúp người dạy đánh giá chất lượng của người học theo mục tiêu học tập. Do vậy, với dạy học tương tác trong môi trường học bằng làm, giáo viên thường thiết kế các nội dung dạy học thành các nhiệm vụ/ vấn đề thực hành trải nghiệm nhằm đưa người học vào các hoạt động thực tiễn, thực hành, thí nghiệm. GV có thể yêu cầu người học phải đóng nhiều vai trò khác nhau, theo
những cách khác nhau khi thực hiện hoạt động giải quyết nhiệm vụ học tập. Khi tham gia các hoạt động trải nghiệm yêu cầu người học tự lực hoạt động tìm kiếm tri thức, thực hiện giải quyết vấn đề, mức độ giá trị của học tập trải nghiệm đạt tới mức cao nhất là thấu hiểu (nghe – quên, nhìn – nhớ, trải nghiệm – thấu hiểu). Với hoạt động trải nghiệm người học được thể hiện mình, đồng thời đánh thức tiềm năng bản thân. Thông qua đó, rèn luyện ý chí, nghị lực, khả năng lựa chọn, ra quyết định giải quyết vấn đề giúp người học tổng hợp các giác quan, tiếp thu kiến thức, phát triển khả năng sáng tạo, tính năng động và thích ứng, khả năng vận dụng vào thực tế, hình thành năng lực.
Ví dụ, khi dạy về nội dung các “mạch điện tử điều khiển” (Chương 3 SGK CN 12) với mục tiêu chính là yêu cầu học sinh trình bày đƣợc nguyên lý làm việc của mạch điện tửđiều khiển và xu hướng phát triển của mạch điện tửđiều khiển. GV có thể lựa chọn mục tiêu phát triển các mạch điện tửđể thiết kế nhiệm vụ học tập thành chủ đề thực hành trải nghiệm nhằm phát triển và đánh giá kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tế, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS: Em hãy thiết kế một mạch điện tử điều khiển đơn giản đƣợc sử dụng trong gia đình. Với nhiệm vụ này, buộc người học phải huy động những kinh nghiệm vốn có về các linh kiện điện tử đã học, công dụng, thông số kĩ thuật của các linh kiện, hình thành ý tưởng thiết kế, xây dựng sơ đồ thiết kế, lựa chọn linh kiện, trình bày nguyên lí làm việc và công dụng của mạch điện tử điều khiển đã thiết kế. Từ những hoạt động học tập, người học nắm đƣợc nguyên lí làm việc cũng nhƣ có thể đƣa ra các cải tiến, sáng tạo, tính mới so với các mạch hiện đang đƣợc sử dụng góp phần hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo.
- Các nhiệm vụ học tập được thiết kế dưới dạng các vấn đề, tình huống, trường hợp mang tính thực tiễn. Các vấn đề, tình huống, trường hợp là những mô hình dạy học có ý nghĩa và sát thực nhất, giúp HS được học tập trong một môi trường mang tính thực tiễn cao. Điều này sẽ kích thích sự ham muốn, trí tò mò, tình cảm để hiểu biết tri thức. Đồng thời rèn luyện kĩ năng xây dựng phương pháp tìm kiếm thông tin, lập kế hoạch, đưa ra giải pháp, lựa chọn và ra quyết định của người học. Xây dựng môi trường học tập gắn với thực tiễn là con đường ngắn nhất để người học tìm kiếm tri thức, phát triển năng lực bản thân, rèn luyện khảnăng tự nhận thức và giải quyết vấn đề thực tiễn một cách sáng tạo.
Ví dụ, khi dạy về nội dung “bản vẽ xây dựng” (Bài 11 và bài 12 SGK CN 11), với mục tiêu cơ bản của bài dạy là người học trình bày được cách đọc bản vẽ xây dựng và thiết kế (vẽ các hình biểu diễn) của ngôi nhà đơn giản. Để đạt đƣợc yêu cầu mục tiêu về thiết kế ngôi nhà đơn giản, GV có thể thiết kế tình huống hay trường hợp gắn với cuộc sống để HS tích cực chủđộng tìm kiếm thông tin trong thực tiễn để đưa ra phương án và giải quyết vần đề: Trong vai là một kiến trúc sư của một công ty thiết kế nổi tiếng, em đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế một căn nhà một tầng với diện tích 60m2 phải đảm bảo yêu cầu đầy đủ nội thất cho một gia đình có bốn thành
viên gồm bố mẹ, anh trai, em gái, yêu cầu có ánh sáng tự nhiên cùng sự hòa hợp với thiên nhiên. Người dạy cũng có thể xây dựng tình huống như sau: hiện tại, em có đã có một mảnh đất 45m2 với số tiền tám trăm triệu, em hãy thiết kế ngôi nhà riêng của mình. Với những tình huống mang tính thực tiễn như trên, người học phải huy động tối đa năng lực tìm kiếm thông tin từ sách vở, internet, vốn kinh nghiệm sẵn có để hình thành ý tưởng, đưa ra phương án thiết kế, đành giá và lựa chọn phương án tối ƣu đáp ứng yêu cầu đặt ra để giải quyết nhiệm vụ. Thông qua quá trình hoạt động học tập, người học rèn luyện kĩ năng tìm kiếm thông tin, năng lực tự chủ, giải quyết vấn đề một cách sáng tạo mang tính thực tiễn cao.
- Trong quá trình học tập có thể diễn ra tương tác thực hoặc ảo. Thực tế dạy học cho thấy, nhiều nội dung môn học nhƣ phần Vẽ kĩ thuật gồm các hình vẽ phức tạp trong không gian, nhiều quy ước, khó tưởng tượng; cấu tạo, nguyên lí làm việc của động có đốt trong khó diễn đạt khi phải giải thích các quá trình nạp – nén – cháy giãn nở - thải khí diễn ra nhƣ thế nào; nguyên lí làm việc, cấu tạo của động cơ điện ba pha đều mang tính trừu tƣợng mà điều kiện cơ sở vật chất không cho phép sử dụng mô hình hay nguyên hình bởi tính chất nguy hiểm khi thực hành. Để trực quan hóa các nội dung bài học mang tính trừu tƣợng, khó hiểu hoặc khó tiếp cận trực tiếp, người dạy có thể sử dụng các ứng dụng của CNTT&TT để xây dựng các thí nghiệm, mô phỏng hoặc các bài thực hành ảo để người học có thể tương tác trực tiếp với đối tƣợng học tập mà không gặp bất kì trở ngại khó khăn, nguy hiểm nào.
Các phần mềm hỗ trợ dạy học tương tác và mạng máy tính cho phép người học chủ động thao tác, tiến hành thử - sai, sáng tạo tùy ý tùy thuộc điều kiện cụ thể về mặt thời gian, địa điểm và mức độ. Qua đó, người học tự lực tìm hiểu nội dung kiến thức, hiểu rõ vấn đề học tập, lĩnh hội và vận dụng tri thức một cách hiệu quả, tăng cường hứng thú, đồng thời giúp rèn luyện kĩ năng tiếp cận, tìm kiếm, sử dụng, tương tác với công nghệ, góp phần phát triển và hoàn thiện các thành phần của năng lực công nghệ, đồng thời phát triển năng lực công nghệ thông tin và truyền thông cũng như năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho người học.
Môi trường ảo (viết tắt là VR) là một môi trường mô phỏng bằng máy tính trong đó, với hệ thống cảm biến và hiển thị chuyên biệt người dùng có thể cảm nhận sự hiện diện vật lý trực tiếp hoặc nhập vai tham gia vào các tương tác ảo. Theo tiêu chí nhập vai, có 4 loại VR:
+ VR không nhập vai: dùng cho máy tính cá nhân, môi trường ảo được quan sát qua màn hình, tương tác được thực hiện với bàn phím, chuột, hoặc công cụ tương đương.
+ VR bán nhập vai: tạo cảm giác hòa nhập vào môi trường ảo 3D.
+ VR nhập vai: người học trải nghiệm như thật trong môi trường ảo hoàn toàn.
+ AR hay VR tăng cường: người học trải nghiệm một môi trường ảo nhập vai được nhúng trong hiện trường thực.
Trong khuôn khổ luận án, dạy học tương tác ảo được hiểu theo nghĩa hạn chế là dạy học tương tác với môi trường ảo cấp thấp thuộc loại VR không nhập vai, trên màn hình máy tính.
Ví dụ khi dạy nội dung bài “thực hành mạch nguồn điện một chiều” (bài 10 SGK CN 12), mục tiêu bài học yêu cầu người học thiết kếđược bộ nguồn một chiều. Nếu tiến hành thực hành trên thiết bị thật sẽ rất nguy hiểm khi yêu cầu người học tiếp
Hình 1.2 Dạy học bài thực hành mạch nguồn một chiều chỉnh lưu cầu bằng tương tác ảo
Hình 1.3 Dạng sóng vào và ra của mạch nguồn một chiều khi không có tụ C
Hỡnh 1.4 Dạng súng vào và ra của mạch nguồn một chiều khi tụ C =1000àF
xúc với nguồn điện đầu vào mạch là nguồn xoay chiều 220V, mặt khác nếu điều kiện cơ sở vật chất thực hành không có máy hiện sóng người học sẽ khó xác định đƣợc tính ổn định của nguồn ra một chiều mà phải nhờ các các thiết bị đo đạc, khả năng quan sát cũng nhƣ những linh kiện phụ trợ, điều này dẫn đến việc phải tính
toán kĩ lƣỡng và lựa chọn chính xác giá trị các linh kiện trong mạch đặc biệt là tụ điện và các điot. Nếu sử dụng phần mềm thiết kế và mô phỏng mạch điện tử NI Multisim 13.0 để tiến hành thiết kế thực hành và mô phỏng mạch điện tửngười học hoàn toàn chủ động trong việc thay đổi các linh kiện trong mạch (thêm hoặc bớt), thay đổi thông số của linh kiện (tăng hoặc giảm) và đọc ngay đƣợc dạng sóng hiện thị vào và ra của mạch điện tử cùng các thông số của mạch nhƣ tần số, biên độ sóng vào và ra, từ đó người học sẽ xác định được giá trị của các linh kiện sao cho thu đƣợc sóng ra một chiều ổn định nhất.
- Trong quá trình học tập người học buộc phải thực hiện các thao tác, động tác cả về mặt trí tuệ(tư duy) và thể chất (chân tay). Một đặc trƣng cơ bản của dạy học tương tác trong môi trường học bằng làm đó là tạo dựng được bối cảnh học tập, làm việc gắn với thực tiễn, gắn với những đối tƣợng liên quan đến cuộc sống sinh hoạt và sản xuất, giúp người học hiểu biết sâu sắc hơn về một số lĩnh vực nghề nghiệp trong thực tiễn. Để giải quyết những vấn đề này, yêu cầu người học huy động toàn bộ vốn kiến thức, thực hiện các thao tác về mặt tƣ duy để tìm hiểu vấn đề, xây dựng phương án, đưa ra các giải pháp thích hợp, khả thi và hiệu quả, đồng thời người học có cơ hội thực hành nhuẩn nhuyễn các thao tác về mặt thể chất, chân tay nhƣ các kĩ năng đo đạc, cầm nắm, tháo lắp với các dụng cụ thiết bị thực hành, mô hình thực tế, thao tác tính toán, xử lý, vẽsơ đồ, biểu đồ, hình vẽ trên các phần mềm (ảo) cơ bản, hình thành và rèn luyện các thao tác viết và báo cáo, thuyết trình sản phẩm. Nhƣ vậy thông qua hoạt động cả về thể chất và trí tuệ trong môi trường học bằng làm giúp người học chủ động, hình thành và phát triển tư duy thao tác, tăng cường tương tác với môi trường học tập, phát triển năng lực và tích lũy kinh nghiệm thực tiễn.
Ví dụ, khi dạy nội dung “thực hành Biểu diễn vật thể” (Bài 6 SGK CN 11 – trang 32), mục tiêu đặt ra của bài học là học sinh đọc đƣợc bản vẽ hình chiếu vuông góc (hình chiếu đứng, hình chiếu bằng) của vật thểđơn giản; vẽđƣợc hình chiếu thứ ba (hình chiếu cạnh), hình cắt và hình chiếu trục đo của vật thểđơn giản từ bản vẽ hai hình chiếu vuông góc, ghi được kích thước trên các hình chiều và trình bày bản vẽ theo các tiêu chuẩn của bản vẽ kĩ thuật. Nhƣ vậy, để đạt đƣợc những mục tiêu trên, người học phải phân tích hai hình chiếu vuông góc đã cho bằng việc thực hiện các hành động, hoạt động về mặt trí tuệ khi thực hiện các thao tác tư duy, tưởng tưởng để hình dung ra vật thể, đồng thời thực hiện các thao tác thể chất (tay) để vẽ hình chiều trục đo (ba chiều) của vật thể theo các tiêu chuẩn đã học trên khổ giấy A4 hay trên các phần mềm chuyên dụng nhƣ Autocad. Và tiếp tục lặp lại các thao tác trí tuệ và thể chất khi thực hiện vẽ hình cắt của vật và hình chiếu vuông góc còn lại. Thông