Luận án Khai thác một số ứng dụng trên điện thoại di động hỗ trợ học sinh lớp 12 trung học phổ thông tự học toán

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM ––––––––––––––––––––– TRỊNH THỊ PHƢƠNG THẢO KHAI THÁC MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRÊN ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG HỖ TRỢ HỌC SINH LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TỰ HỌC TOÁN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM ––––––––––––––––––––– TRỊNH THỊ PHƢƠNG THẢO KHAI THÁC MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRÊN ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG HỖ TRỢ HỌC SINH LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TỰ HỌC TOÁN Chuyên ngành: Lý luận và Phƣơng pháp dạy học bộ môn Toán Mã số: 62.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. ĐÀO THÁI LAI 2. PGS.TS. NGUYỄN THỊ TĨNH HÀ NỘI, 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS. Đào Thái Lai và PGS.TS. Nguyễn Thị Tĩnh. Các kết quả trình bày trong luận án là trung thực, có nguồn trích dẫn. Các kết quả công bố chung đều đƣợc đồng nghiệp cho phép sử dụng đƣa vào luận án. Nghiên cứu sinh Trịnh Thị Phƣơng Thảo ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i MỤC LỤC ................................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ .................................................. vii DANH MỤC HÌNH VẼ .............................................................................................. ix MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 3 3. Khách thể, đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ...................................... 3 4. Giả thuyết khoa học ................................................................................................ 4 5. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................................. 4 6. Phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................................... 4 6.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận ...................................................................... 4 6.2. Phƣơng pháp quan sát, điều tra ........................................................................ 5 6.3. Phƣơng pháp chuyên gia .................................................................................. 5 6.4. Phƣơng pháp nghiên cứu trƣờng hợp .............................................................. 5 6.5. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ................................................................ 5 7. Những luận điểm đƣa ra bảo vệ .............................................................................. 5 8. Đóng góp của luận án .............................................................................................. 5 8.1. Đóng góp của luận án về mặt lí luận ............................................................... 5 8.2. Đóng góp của luận án về mặt thực tiễn ........................................................... 6 9. Cấu trúc của luận án ................................................................................................ 6 Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .................................................... 7 1.1. Định hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học ......................................................... 7 1.2. Vấn đề tự học ....................................................................................................... 8 1.2.1. Quan niệm về tự học ..................................................................................... 8 1.2.2. Quá trình tự học .......................................................................................... 10 1.2.3. Vai trò của tự học ........................................................................................ 11 1.2.4. Các cấp độ tự học ........................................................................................ 12 1.2.5. Hình thức tự học ......................................................................................... 13 1.2.6. Tổ chức hoạt động tự học ........................................................................... 14 iii 1.2.7. Năng lực tự học Toán ................................................................................. 15 1.2.8. Vấn đề bồi dƣỡng năng lực tự học Toán cho học sinh ............................... 17 1.3. Tự học với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông ......................... 18 1.3.1. Tác động của công nghệ thông tin và truyền thông đến tự học của học sinh ......... 18 1.3.2. Khai thác công nghệ thông tin và truyền thông trong tự học ..................... 20 1.4. Tổng quan về học tập di động ............................................................................ 23 1.4.1. Khái niệm học tập di động (M-learning) .................................................... 23 1.4.2. Thành phần, đối tƣợng, mô hình kết nối của hệ thống M-learning ............ 25 1.4.3. Quy trình thiết kế hệ thống M-learning ...................................................... 28 1.4.4. Học liệu điện tử ........................................................................................... 29 1.5. Tự học trong môi trƣờng M-learning ................................................................. 32 1.5.1. Một số đặc điểm của M-learning ................................................................ 32 1.5.2. Tự học trong môi trƣờng M-learning .......................................................... 38 1.5.3. Một số kỹ năng của HS khi tự học trong môi trƣờng M-learning .............. 40 1.5.4. Một số kỹ năng của giáo viên dạy tự học trong M-learning ....................... 41 1.6. Thực trạng khai thác M-learning trong dạy học ................................................ 42 1.6.1. Thực trạng khai thác M-learning trên thế giới ............................................ 42 1.6.2. Thực trạng khai thác M-learning ở Việt Nam ............................................ 44 1.7. Thực trạng về tự học Toán và sử dụng điện thoại di động trong tự học Toán đối với học sinh lớp 12 .............................................................................................. 54 1.7.1. Thực trạng tự học Toán của học sinh lớp 12 .............................................. 54 1.7.2. Thực trạng việc sử dụng điện thoại di động trong tự học Toán.................. 56 1.7.3. Quan điểm về tài liệu tự học Toán của học sinh và giáo viên .................... 59 1.8. Kết luận chƣơng 1 .............................................................................................. 63 Chƣơng 2: SỬ DỤNG MỘT SỐ CHỨC NĂNG CỦA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG HỖ TRỢ HỌC SINH LỚP 12 TỰ HỌC TOÁN ..................................... 65 2.1. Định hƣớng khai thác một số ứng dụng trên điện thoại di động hỗ trợ học sinh tự học Toán ........................................................................................................ 65 2.1.1. Đảm bảo tính khả thi trong điều kiện thực tế của Việt Nam ...................... 65 2.1.2. Phát huy đƣợc những yếu tố tích cực của M-learning ................................ 66 2.1.3. Đảm bảo tính sƣ phạm ................................................................................ 69 iv 2.2. Xây dựng hệ thống M-learning hỗ trợ học sinh lớp 12 tự học Toán ........................ 69 2.2.1. Một số yêu cầu đối với hệ thống M-learning.............................................. 69 2.2.2. Quy trình xây dựng hệ thống M-learning hỗ trợ học sinh lớp 12 tự học Toán ....... 75 2.2.3. Cấu trúc hệ thống M-learning hỗ trợ học sinh lớp 12 tự học Toán ............ 76 2.2.4. Các chức năng của hệ thống M-learning hỗ trợ học sinh lớp 12 tự học Toán ........ 80 2.3. Xây dựng học liệu điện tử hỗ trợ học sinh tự học Toán thông qua việc khai thác một số ứng dụng trên điện thoại di động ........................................................... 86 2.3.1. Những yêu cầu đối với học liệu điện tử ...................................................... 86 2.3.2. Các nguyên tắc thiết kế nội dung học liệu điện tử hỗ trợ học sinh tự học Toán thông qua việc khai thác một số ứng dụng trên điện thoại di động ...... 87 2.4. Quy trình khai thác một số ứng dụng trên điện thoại di động hỗ trợ học sinh tự học Toán ................................................................................................................ 94 2.5. Phƣơng án khai thác một số ứng dụng trên điện thoại di động trong tự học Toán của học sinh ngoài giờ lên lớp ....................................................................... 101 2.5.1. Đối tƣợng “giáo viên”, “học sinh” tham gia hệ thống .............................. 101 2.5.2. Phƣơng án tự học có hƣớng dẫn trực tiếp của giáo viên .......................... 102 2.5.3. Phƣơng án tự học không có hƣớng dẫn trực tiếp của giáo viên ............... 103 2.5.4. Phƣơng án học sinh tự học độc lập ........................................................... 105 2.5.5. Triển khai các hoạt động tự học theo nhóm ............................................. 109 2.6. Phƣơng án khai thác một số ứng dụng trên điện thoại di động trong tự học Toán của học sinh trong giờ lên lớp chính khóa ..................................................... 110 2.6.1. Khai thác kết quả tự học của học sinh trong quá trình lên lớp ................. 110 2.6.2. Khai thác chức năng lƣu trữ, tra cứu thông tin của điện thoại di động .... 116 2.6.3. Khai thác các ứng dụng đƣợc cài trên điện thoại di động ........................ 117 2.7. Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................ 118 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............................................................ 120 3.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm ....................................................................... 120 3.2. Thời gian, địa điểm và đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm ................................. 120 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ................................................................. 121 3.3.1. Phƣơng pháp điều tra ................................................................................ 121 3.3.2. Phƣơng pháp quan sát ............................................................................... 121 3.3.3. Phƣơng pháp thống kê toán học................................................................ 121 3.3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu trƣờng hợp ....................................................... 122 3.3.5. Xây dựng phƣơng thức và tiêu chí đánh giá ............................................. 122 v 3.4. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm ....................................................................... 123 3.4.1. Tài liệu thực nghiệm sƣ phạm .................................................................. 123 3.4.2. Nội dung 1: Tập huấn cho giáo viên và học sinh nhóm thực nghiệm ...... 125 3.4.3. Nội dung 2: Điều tra, phỏng vấn GV và HS ............................................. 126 3.4.4. Nội dung 3: Cho HS tự học thông qua việc khai thác một số ứng dụng trên ĐTDĐ .......................................................................................................... 126 3.4.5. Nội dung 4: Tổ chức dạy học các giáo án đã soạn ................................... 127 3.4.6. Nội dung 4: Nghiên cứu trƣờng hợp ......................................................... 127 3.5. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm.......................................................................... 128 3.5.1. Kết quả tập huấn ....................................................................................... 128 3.5.2. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm vòng 1 (năm học 2012 - 2013) ................ 128 3.5.3. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm vòng 2 (năm học 2013 - 2014) ................ 134 3.5.4. Theo dõi sự tiến bộ của một nhóm HS (Nghiên cứu trƣờng hợp) ............ 144 3.6. Điều tra tính khả thi của hệ thống M-learning Toán 12 trong việc hỗ trợ tự học cho học sinh trung học phổ thông .................................................................... 155 3.6.1. Thăm dò giáo viên về hệ thống M-learning Toán 12 ............................... 155 3.6.2. Thăm dò HS về việc khai thác hệ thống M-learning Toán 12 trong quá trình tự học Toán ................................................................................................. 157 3.7. Kết luận chƣơng 3 ............................................................................................ 158 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 161 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ............................................................... 163 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 164 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CNTT Công nghệ thông tin CNTT&TT Công nghệ thông tin và truyền thông DHTC Dạy học tích cực ĐC Đối chứng ĐTDĐ Điện thoại di động GV Giáo viên GD&ĐT Giáo dục và đào tạo HĐ Hoạt động HLĐT Học liệu điện tử HS Học sinh MTĐT Máy tính điện tử PMDH Phần mềm dạy học PPDH Phƣơng pháp dạy học THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm SGK Sách giáo khoa SGV Sách giáo viên WiFi Wireless Fidelity GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile Communications GPRS General packet radio service 3G Third-generation technology 4G Fourth-generation technology CDMA Code division multiple Access PDA Personal Digital Assistant vii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ Bảng: Bảng 1.1. Một số giải pháp để khắc phục các hạn chế của ĐTDĐ ................. 36 Bảng 1.2. So sánh việc sử dụng MTĐT và ĐTDĐ trong dạy học .................. 37 Bảng 1.3. Các chức năng cơ bản của một số hệ thống M-Learning ............... 50 Bảng 1.4. Khả năng tƣơng tác, tính thân thiện của một số hệ thống M-learning ........................................................................... 51 Bảng 1.5. Cấu trúc nguồn HLĐT hỗ trợ HS lớp 12 tự học một số hệ thống M-learning ....................................................................................... 51 Bảng 1.6. Kết quả tìm hiểu về mục đích tự học toán của HS lớp 12 .............. 54 Bảng 1.7. Thời lƣợng tự học Toán của HS lớp 12 THPT trong ngày ............ 54 Bảng 1.8. Các công việc đã thực hiện trong tự học Toán của HS lớp 12 ....... 55 Bảng 1.9. Hình thức tự học Toán có hiệu quả đối với HS lớp 12 .................. 55 Bảng 1.10. Đánh giá của GV về ý thức tự học Toán của HS lớp 12 .............. 56 Bảng 1.11. Đánh giá của GV về việc hình thành động cơ tự học Toán của HS .................................................................................. 56 Bảng 1.12. Đánh giá về hiệu quả tự học Toán ngoài giờ lên lớp của HS lớp 12 .............................................................................................. 56 Bảng 1.13. Kết quả ý kiến thăm dò quan điểm về việc sử dụng điện thoại di động trong tự học tại thời điểm trƣớc khi triển khai đề tài (tháng 10/2012) ............................................................................... 57 Bảng 1.14. Kết quả tìm hiểu về việc HS lớp 12 đƣợc gia đình trang bị ĐTDĐ của một số trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên ... 57 Bảng 1.15. Kết quả tìm hiểu về thực trạng sử dụng ĐTDĐ ........................... 58 Bảng 1.16. Lý do HS không tra cứu, khai thác các website Toán .................. 59 Bảng 1.17. Ý kiến của HS tài liệu hƣớng dẫn tự học môn Toán .................... 59 Bảng 1.18. Ý kiến HS về cấu trúc hệ thống bài tập hỗ trợ tự học .................. 60 Bảng 1.19. Ý kiến HS về học liệu điện tử hỗ trợ tự học Toán ........................ 61 Bảng 1.20. Ý kiến của GV về trang web hỗ trợ HS tự học Toán ................... 62 viii Bảng 3.1. Thống kê kết quả học tập của HS nhóm TN và ĐC trƣớc khi TNSP ............................................................................................. 128 Bảng 3.2. Phân bố điểm của nhóm TN và nhóm ĐC sau khi TNSP vòng 1 130 Bảng 3.3. Phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi sau khi TN vòng 1 ................ 131 Bảng 3.4. Kết quả học tập của HS nhóm TN, ĐC trƣớc khi TNSP vòng 2 .. 134 Bảng 3.5. Phân bố điểm của nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC sau khi TN vòng 2..................................................................................... 139 Bảng 3.6. Phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi của nhóm TN, ĐC sau TN vòng 2..................................................................................... 139 Bảng 3.7. Ý kiến của GV về học liệu điện tử hỗ trợ tự học Toán 12 ........... 155 Bảng 3.8. Ý kiến của GV về khả năng hỗ trợ quá trình dạy của GV và tự học của HS với hệ thống M-learning Toán 12.............................. 156 Bảng 3.9. Ý kiến của HS về hệ thống M-learning Toán 12 .......................... 157 Biểu đồ: Biểu đồ 3.1. Đa giác đồ về chất lƣợng học tập của nhóm TN và ĐC ........... 129 Biểu đồ 3.2. Đƣờng biểu diễn tần suất luỹ tích hội tụ lùi sau khi TN vòng 1 ...... 131 Biểu đồ 3.3. Đƣờng biểu diễn tần suất luỹ tích hội tụ lùi của nhóm TN và ĐC trong đợt TNSP vòng 2 ...................................................... 141 Sơ đồ: Sơ đồ 1.1: Minh họa mô hình tổ chức dạy học bằng M-learning ................ 34 Sơ đồ 1.2: Minh họa thành phần của một hệ thống M-learning .................. 26 Sơ đồ 1.3: Minh họa các đối tƣợng của một hệ thống M-learning .............. 27 Sơ đồ 1.4: Minh họa mô hình kết nối hạ tầng M-learing. ............................ 27 Sơ đồ 2.1: Minh họa mô hình của hệ M-learning ........................................ 78 Sơ đồ 2.2: Các mô đun chính của hệ thống M-learning .............................. 78 Sơ đồ 2.3: Minh họa mô hình tổng thể hệ thống M-learning ...................... 79 Sơ đồ 2.4: Minh họa mô hình các mô đun của hệ thống M-learning ......... 80 Sơ đồ 2.5. .................................................................................................. 111 Sơ đồ 2.6. .................................................................................................. 112 ix DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Minh họa hình ảnh giao diện của mStudy ...................................... 47 Hình 1.2. Minh họa giao diện hệ thống ViettelStudy ..................................... 48 Hình 1.3. Minh họa giao diện hệ thống kiến thức Việt ................................... 50 Hình 2.1 ........................................................................................................... 81 Hình 2.2 ........................................................................................................... 82 Hình 2.3 ........................................................................................................... 82 Hình 2.4 ........................................................................................................... 84 Hình 2.5 ........................................................................................................... 84 Hình 2.6 ........................................................................................................... 84 Hình 2.7 ........................................................................................................... 85 Hình 2.8 ........................