ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MULTIMEDIA ĐỂ XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ

Bộ giáo dục v đo tạo
VIN KHOA HC GIO DC VIT NAM




NGÔ ANH TUấN



NG DNG CễNG NGH MULTIMEDIA XY DNG
BI GING IN T V PHN MM H TR DY HC
CHUYấN NGNH THEO HNG TCH CC HểA
QU TRèNH NHN THC CA SINH VIấN
CC TRNG I HC KHI K THUT

Chuyờn ngnh : Lớ lun v Lch s giỏo dc
Mó s : 62.14.01.02



TóM TắT Luận án Tiến Sĩ Giáo Dục HọC






h nội 2008
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM
Bé gi¸o dôc vμ ®μo t¹o


Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Vũ Trọng Rỹ
2. TS. Quách Tuấn Ngọc



Phản biện 1: GS. TSKH. NGUYỄN XUÂN HUY
Phản biện 2: PGS. TSKH. PHẠM KHẮC HÙNG
Phản biện 3: TS. NGUYỄN VŨ QUỐC HƯNG


Luận án sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm
luận án cấp Nhà nước họp tại
Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam
Vào hồi giờ ngày tháng năm



Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện Quốc gia và
thư viện của Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam

MỞ ĐẦU
1-Tính cấp thiết của đề tài

Công nghệ thông tin và công nghệ truyền thông (ICT) ngày càng ảnh hưởng
sâu rộng đến đời sống, văn hoá và giáo dục của các nước.
Một hình thức phát triển mới của ICT là công nghệ Multimedia (CNMM)
cho phép tương tác, trực quan hoá và huy động nhiều kênh thông tin giúp tạo ra
một môi trường học tập đáp ứng được hầu hết các đòi hỏi nêu trên đối với ngành
giáo dục hiện nay.
Căn cứ vào thực tiễ
n dạy học và những khuynh hướng dạy học trên thế giới
chúng tôi nhận thấy việc Nghiên cứu ứng dụng CNTT nói chung và CNMM nói
riêng vào quá trình dạy học ở bậc Đại học- khối kỹ thuật nhằm phát huy tính tích
cực nhận thức ở nước ta đang còn quá mới mẻ cả về lý luận lẫn thực tiễn, còn
nhiều vấn đề cần phải được nghiên cứu.
Đó là lí do chúng tôi chọn đề tài “
ứng dụng công nghệ Multimedia để xây
dựng bài giảng điện tử và phần mềm hỗ trợ dạy học chuyên ngành theo hướng
tích cực hoá quá trình nhận thức của sinh viên ở các trường Đại học khối kỹ
thuật ” làm đề tài luận án tiến sĩ của mình.
2- Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ multimedia để xây dựng và sử dụng hiệu
quả các sản phẩm dùng trong d
ạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận
thức của người học, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học các môn kỹ thuật
chuyên ngành ở các trường Đại học Kỹ thuật.
3- Khách thể và đối tượng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu:

QTDH có sự hỗ trợ của Multimedia ở các trường ĐH khối Kỹ thuật .
3.2. Đối tượng nghiên cứu

Các hoạt động, quan hệ và tương tác giữa người dạy, người học và môi

trường Multimedia trong QTDH các môn chuyên ngành tại trường các trường
ĐH Kỹ thuật.
4- Giả thuyết khoa học
Nếu các bài giảng điện tử và phần mềm dạy học ứng dụng CNMM theo
hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức được thực hiện một cách có hệ thống,
kết hợp thống nhất các tiêu chí sư ph
ạm và các tiêu chí công nghệ, ý tưởng sư
phạm và ý tưởng phần mềm, có qui trình hướng dẫn thực hiện và phương pháp
sử dụng hợp lý thì dạy học sẽ khả thi và đạt hiệu quả cao hơn.
5- Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu xác định cơ sở lý luận của đề tài
5.2 Hình thành và phát triển phương pháp thiết kế, xây dựng và sử dụng tài
liệu Multimedia .
5.3 Nghiên cứu các công cụ phần mềm giúp xây dựng phần mềm dạy học và
bài giảng điện tử.
5.4 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Multimedia thiết kế xây dựng các bài
giảng điện tử và các phần mềm dạy học cho các môn học tiêu biểu
5.5 Đề xuất các tiêu chí đánh giá sản phẩm phần mềm giáo dục có sự hỗ trợ
của Multimedia .
5.6 Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm chứng hiệu quả của bài giảng điện tử
và ph
ần mềm dạy học.
6- Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện đề tài này chúng tôi đã sử dụng các Phương pháp
(PP) nghiên cứu sau đây:
¾ PP nghiên cứu lý thuyết.
¾ PP điều tra giáo dục bằng bảng hỏi, phỏng vấn trực tiếp
¾ PP nghiên cứu các sản phẩm của các GV trong trường ĐH.
¾ Phương pháp thực nghiệm SP nhằm kiểm chứng giả thuyết KH.
¾ Phươ

ng pháp thống kê toán học nhằm phân tích, đánh giá kết quả.
7- Những đóng góp của luận án
7.1 Góp phần làm phong phú và sáng tỏ cơ sở lí luận của việc ứng dụng công
nghệ multimedia trong dạy .
7.2 Xây dựng được các sản phẩm ứng dụng công nghệ multimedia hỗ trợ dạy
học môn học kỹ thuật, đưa ra qui trình thiết kế và tiêu chí đánh giá.
7.3. Góp phần đổi mới PPDH theo tinh thần của Bộ Giáo dục và đào t
ạo bằng
cách xây dựng các phương án dạy học theo hướng hoạt động hóa người học
nhằm tích cực hóa quá trình nhận thức của sinh viên.
8- Cấu trúc luận án
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm có 3 chương
Chương 1: Những cơ sở lí luận và thực tiễn của việc ứng dụng CNMM trong
dạy học.
Chương 2: Ứng dụng CNMM xây dựng các bài giảng điện tử và phần mềm
dạy học theo fhướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của Sinh viên.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ MULTIMEDIA TRONG DẠY HỌC
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ
Sự phát triển của Multimedia và vai trò của nó trong dạy học
Việc ứng dụng nhiều phương tiện kết hợp trong dạy học đã có từ rất lâu,
trong dạy học truyền thống người Thầy khi lên lớp thường dùng tranh ảnh minh
hoạ, các mô hình hay vật thật kết hợp với thao tác trình diễn và thuyết trình.
Hình thức dạy học này vẫn mang lại những hiệ
u quả giáo dục không hề thua kém
so với các hình thức multimedia hiện đại ngày nay. Qua các giai đọan phát triển
từ 1930 đến nay, CNMM ngày càng phát triển và khẳng định được vi trí của nó.

Việc sử dụng các công nghệ multimedia trong các trường học được xem là hành
trang cần thiết để bước vào thế kỷ 21. Ngày nay, cùng với sự phát triển của E-
learning, công nghệ multimedia đã và đang thâm nhập vào quá trình giáo dục với
những khả năng tương tác ngày càng cao hơn và hoàn thiện hơn, góp phần vào
việc xã hội hoá giáo dục và nâng cao chất lượng đào tạo.
Những nghiên cứu ứng dụng công nghệ multimedia vào dạy học ở trong và
ngoài nước
Các công trình nghiên cứu trong nước chủ yếu hướng đến việc ứng dụng máy
tính vào quá trình dạy học nhằm nâng cao hiệu quả trong đó có những công trình
nghiên cứu sử dụng công nghệ Multimedia như một ứng dụng của máy tính
trong quá trình đào tạo. Các nghiên cứu này ở giai đoạn ki
ểm chứng việc áp
dụng công nghệ thông tin vào dạy học và bước đầu đưa ra các cơ sở lý luận để
thuyết phục tính hiệu quả của việc áp dụng công nghệ thông tin. Các đề tài
nghiên cứu trong nước bước đầu đã đặt nền tảng cơ sở lí luận và thực nghiệm
cho việc nghiên cứu tiếp theo.
Trên thế giới, các nghiên cứu nhằm mục đích so sánh hiệu quả của ph
ương
pháp dạy học có ứng dụng công nghệ multimedia và phương pháp dạy học
truyền thống vẫn cho ra các kết quả trái ngược nhau. Có nhiều hướng nghiên cứu
về ứng dụng công nghệ multimedia trong dạy học, về cơ bản có các hướng sau:
1.Nghiên cứu về ảnh hưởng của công nghệ Multimedia lên kết quả học tập và
sự tích cực hóa người học.
2. Nghiên cứu về các ảnh hưởng của CNMM lên nhận thức của HS.
3. Nghiên cứu về các ảnh hưởng không kiểm soát được củ
a CNMM.
4. Nghiên cứu về các ảnh hưởng tiêu cực của CNMM trong QTDH.
5. Nghiên cứu về việc phát triển, sản xuất và ứng dụng. multimedia
6. Nghiên cứu ứng dụng thuyết kiến tạo trong thiết kế phần mềm multimedia
CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG CNMM TRONG DẠY HỌC

Khái niệm Multimedia
Trong phần này tác giả đã trình bày những khái niệm cơ bản về media theo
hai cách tiếp cận: ngôn ngữ nói- các loại phươ
ng tiện truyền thông và theo gốc la
tinh của từ media- vật đứng giữa, làm trung gian và trao đổi lẫn nhau. Khái niệm
multimedia được trình bày với tư cách là sự phối hợp các phương tiện truyền
thông nhằm mang lại hiệu quả truyền thông hiệu quả hơn, tác giả đề nghị không
dịch multimedia là đa phương tiện vì nếu dịch như thế sẽ làm mất đi đặc tính
quan trọng của multimedia là sự tương tác, tác giả
cũng đặt vấn đề về sự tiện lợi
của máy tính và mạng máy tính trong việc thiết kế, xây dựng, phát hành và lưu
trữ các kênh thông tin.
Công nghệ multimedia trong giáo dục
Phần này đề cập đến công nghệ multimedia (CNMM) là tất cả các loại thiết
bị công nghệ giúp chúng ta truyền phát thông tin theo nghĩa rộng, ngoài ra nó
còn giúp chuyển đổi thông tin thành kiến thức thông qua sự kích thích các sơ đồ
nhận thức của người học và có tác dụng làm đòn bẩy cho năng lực học tập ở các
giác quan của con người. Có thể phân biệt 2 lĩnh vực ứng dụng của CNMM
trong giáo dục:
Các ứng dụng hỗ trợ từ phía bên trong các đơn vị đào tạo:
là tất cả các công
cụ thúc đẩy giá trị của những bài học ví dụ như: siêu liên kết, mô phỏng, tương
tác, các công cụ hình ảnh và âm thanh…
Các ứng dụng hỗ trợ từ phía bên ngoài đơn vị đào tạo:
đó là các công nghệ
như web, phần mềm quản lý, chat, forum, làm việc theo nhóm, tài liệu dùng cho
đào tạo từ xa
Phía sau những ứng dụng của các CNMM là các cơ sở dữ liệu, đây chính là
trái tim của hệ thống multimedia.
Các thể loại multimedia cho giáo dục:

Từ điển bách khoa toàn thư – Encyclopedia, Sách điện tử - Electronic Books,
Cơ sở dữ liệu- Databases, Phần mềm dạy học
Tính tích cực nhận thức của người học.
Dưới góc độ triết học, trên cơ sở phát triển học thuyết Mác- Lê Nin, tính tích
cực đượ
c coi là đặc tính của sinh học sống, luôn vận động phát triển đi lên. Nó là
thái độ cải tạo và biến đổi của chủ thể đối với khách thể.
Một số tác giả nhìn nhận tính tích cực nhận thức dưới góc độ mức độ tham
gia và hoạt động nhận thức. Có 2 mức độ: nhận thức thụ động và nhận thức tích
cực, nhận thức tích cực là mức độ cao c
ủa quá trình nhận thức cá nhân.
Tích cực hóa quá trình nhận thức của người học là tập hợp các hoạt động
nhằm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng
tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập.
Từ sự phân tích trên, chúng ta có thể khái quát: tính tích cực nhận thức là thái
độ cải tạ
o của chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động cao các chức
năng tâm lý nhằm giải quyết những vấn đề học tập, nhận thức. Tính tích cực
nhận thức vừa là mục đích hoạt động, vừa là phương tiện, là điều kiện để đạt
được mục đích, vừa là kết quả của hoạt động. Nó là phẩm chất hoạt động c
ủa cá
nhân.
Các mô hình tích cực hóa người học trong thiết kế dạy học với sự hỗ trợ của
công nghệ multimedia
Trong thiết kế dạy học với Multimedia, người ta thường dùng hai mô hình
tích cực hóa người học: Mô hình Malone - Lapper (1987) và Keller (Keller &
Suzuki, 1988). Malone và Lapper đã đề xuất rằng các yếu tố tích cực bên trong
(tích cực đến từ người học, ví dụ như sở thích cá nhân) mang lại nhiều lợi ích
hơn là tích cực bên ngoài (do tác động của bên ngoài như
động viên, khen

thưởng của Thầy….). Hai ông cho rằng có 4 yếu tố làm gia tăng tính tích cực bên
trong: sự thử thách, sự tò mò, sự kiểm soát và khả năng tưởng tượng. Việc dạy
học với multimedia càng có nhiều yếu tố này thì khả năng thành công càng cao.
Tương tự như vậy, Keller cũng đưa ra 4 thành phần tạo ra sự tích cực: Sự chú ý
(Attention), Sự phù hợp (Relevance), sự tự tin (Confidence) và sự thỏa mãn
(Sastisfaction). Mô hình Keller còn được gọi là mô hình ARCS.
Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức khi thiết kế các tài liệu
multimedia
Máy tính với công nghệ multimedia là môi trường thích hợp nhất để cá thể
hoá người học nhằm tạo ra những điều kiện và hoàn cảnh phù hợp với họ. Điều
quan trọng nhất là người Thầy phải thiết kế tài liệu multimedia theo các kịch bản
sư phạm để dẫn dắt người h
ọc đi theo các lộ trình phù hợp với năng lực nhận
thức và kinh nghiệm có sẵn của họ. Trong quá trình nhận thức người học phải
nhận được sự hỗ trợ hoặc gợi ý từ phía chương trình qua sự tương tác, các tương
tác phải nhắm đến sự hỗ trợ và sự điều hướng nhằm phát huy hết tiềm năng sáng
tạo của người học, đ
ó chính là nguyên tắc căn bản nhất của dạy học với sự hỗ trợ
của CNMM. Thuyết kiến tạo không phải là một lý thuyết học tập đã được xác
định rõ ràng mà là khung của các ý tưởng và lý thuyết có cùng giả thiết cơ bản
mà con người học tập thông qua quá trình xây dựng và thích nghi với các khái
niệm qua kinh nghiệm cá nhân. Để cho các nhiệm vụ được xác thực, chúng phải
đề cao quyền tự chủ của ngườ
i học với chủ ý rằng phần mềm multimedia tương
tác phải đề cao sự kiểm soát của người học ở mức độ cao trong chức năng lập
trình cũng như trong lựa chọn hoạt động. Nhà sư phạm phải ứng dụng CNMM
để thiết kế các sán phẩm hỗ trợ người học cơ hội phát triển ý tưởng của riêng
mình và thử nghiệm với quá trình học củ
a riêng mình.
Cơ sở tâm lí học của việc ứng dụng CNMM vào dạy học

Trong suốt 50 năm qua ngành tâm lý học nhận thức qua nghiên cứu các đặc
tính cơ bản về học tập của con người và ảnh hưởng của các đặc tính này lên việc
học. Có một sự thay đổi tinh tế về những điều có thể làm được với công nghệ và
những gì nên làm với chúng để thiết kế những ứ
ng dụng dạy học đầy đủ ý nghĩa”
, đó là sự hợp nhất về sư phạm và công nghệ với nhận thức của người học, thiết
kế dạy học và công nghệ dạy học. Sự hợp nhất này tập trung vào vai trò của ký
ức làm việc trong sự phát triển nhận thức và hiệu quả đào tạo, đặc biệt là nhấn
mạnh đến giới hạ
n tự nhiên của ký ức làm việc (working memory) và sự tải nhận
thức (load cognition). Sự tải nhận thức có liên quan đến các nhu cầu rõ ràng và
cụ thể của ký ức làm việc được hình thành trong quá trình dạy học và ảnh hưởng
của các nhu cầu này đối với quá trình học. Những tác vụ học tập được thiết kế tồi
hoặc có sự hợp nhất phức tạp giữa các ý tưởng, các kỹ năng hay các thuộc tính s
ẽ
làm tăng sự tải nhận thức và làm cản trở quá trình học. Mối liên hệ giữa tải nhận
thức, ký ức làm việc và dạy học có ý nghĩa đặc biệt khi dạy học với sự hỗ trợ của
công nghệ multimedia.
Các mô hình ký ức và ký ức làm việc
Atkinson và Shiffrin [102] đã nhấn mạnh đến cấu trúc tự nhiên của ký ức và
mô tả ba cấu trúc chủ yếu, ký ức cảm giác (sensory memory), ký ức ngắ
n hạn
(short-term memory) và ký ức dài hạn (long-term memory). Họ cho rằng con
người trải nghiệm thế giới thông qua các cảm giác của họ, lưu trữ tạm thời
những cảm giác này dưới định dạng thô tại các vị trí cảm giác. Các cảm giác này
có thể được mã hoá thành một định dạng quen thuộc với ký ức và được lưu trữ
có chủ ý trong ký ức ngắn hạn, nếu con người nhắc lại sự trải nghiệ
m đã được
mã hoá này thì đó có thể được chuyển vào ký ức dài hạn. Do vậy việc khám phá
năng lực nhận thức của con người trong môi trường multimedia cần phải đề cập

đến cả ký ức làm việc lẫn ký ức dài hạn.
Lý thuyết mã hoá kép
Được xây dựng dựa trên sự phụ thuộc qua lại giữa ký ức làm việc và ký ức
dài hạn, Paivio đã xây dựng lý thuyết nhận thức trong đó nhấn m
ạnh đến hai loại
thông tin: ngôn ngữ (verbal) hoặc phi ngôn ngữ (nonverbal), ông đã phát biểu
rằng ký ức và nhận thức được hai hệ thống xử lý độc lập nhưng có liên hệ qua lại
về mặt chức năng.
Những nghiên cứu xem xét quá trình xử lý thông tin ngôn ngữ/thông tin
không phải ngôn ngữ đã cho thấy hai khám phá quan trọng. Trước hết việc xử lý
các trải nghiệm ngôn ngữ và thị giác sẽ làm cho việc học tập và khả nă
ng ghi
nhớ tốt hơn là chỉ xử lý riêng trải nghiệm ngôn ngữ. Thứ hai, cả hai kênh xử lý
thông tin ngôn ngữ và thị giác là chủ thể của các giới hạn ký ức vì mỗi kênh có
thể bị quá tải làm giảm khả năng xử lý, tốc độ, sự ghi nhớ và ứng dụng kiến thức.
Hai khám phá này đóng vai trò trung tâm trong hoạt động sư phạm với
multimedia và lý thuyết về tải nhận thức.
Thuyết t
ải nhận thức
Thuyết tải nhận thức cũng được xây dựng trên một loạt các giả định về cấu
trúc nhận thức của con người (Mousavi, Low, & Sweller, 1995) bao gồm : (1) ký
ức làm việc và khả năng xử lý của con người có giới hạn. (2) Ký ức dài hạn gần
như không bị giới hạn về kích thước. (3) Tính tự động của quá trình xử lý nhận
thức làm giảm tải cho ký ức làm việc. Ý tưởng trọng tâm của thuyết tải nhận
thức là ký ức làm việc có giới hạn và nếu bị quá tải thì việc học, sự ghi nhớ và
khả năng ứng dụng sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực. Thuyết tải nhận thức thừa nhận
rằng người học có ba nguồn tải nhận thức độc lập với nhau: tả
i nhận thức bắt
buộc (intrinsic cognitive load) , tải nhận thức bổ sung (extraneous cognitive
load) và tải nhận thức thích hợp (germane cognitive load). Cả ba hình thức tải

nhận thức này cùng phối hợp với nhau tạo thành toàn bộ tải ký ức làm việc đặt
lên người học trong suốt quá trình giảng dạy
Thuyết nhận thức với multimedia
Cách tiếp cận lấy người học làm trung tâm trong dạy học với multimedia tập
trung vào quá trình xử lý nhận thứ
c các thông điệp multimedia và ảnh hưởng của
quá trình này lên việc học. Quá trình xử lý các thông điệp multimedia này trong
môi trường dạy học có một đặc trưng là giảm xuống còn hai dạng thông tin là
định dạng thông tin ngôn ngữ (verbal information) và không phải ngôn ngữ
(nonverbal information) mà ta đã đề cập ở phần trên. Năm quá trình xử lý này có
trong thuyết nhận thức về multimedia và bao gồm: (a) lựa chọn những từ có liên
hệ từ môi trường multimedia, (b) lựa chọn những hình ảnh liên hệ
từ môi trường
multimedia, (c) tổ chức và lựa chọn các từ thành một sự trình bày mạch lạc, (d)
tổ chức và lựa chọn các hình ảnh thành một sự trình bày mạch lạc và (e) hợp nhất
sự trình bày các từ và hình ảnh với các kiến thức đã có từ trước thành mô hình trí
tuệ mạch lạc.
Các đặc điểm hoạt động nhận thức của sinh viên các trường đại học khối kỹ
thu
ật và những phương hướng- biện pháp đổi mới PPDH
Trong phần này tác giả đã đưa vấn đề bối cảnh xã hội hiện nay và những tác
động lên hoạt động nhận thức của SV, các ảnh hưởng về tâm sinh lí, nhân cách
và quá trình học tập ở bậc đại học lên hoạt động nhận thức SV cũng được đề cập.
Tác giả đã phân tích đặc điểm nhận thức của SV các tr
ường đại học khối kỹ thuật
và đề ra các biện pháp dạy học phát triển tư duy kỹ thuật
1.3 THỰC TRẠNG CỦA VIỆC ỨNG DỤNG CNMM HIỆN NAY
Trong thời gian 5 tháng từ tháng 12 năm 2005 đến tháng 5 năm 2006, nhóm
nghiên cứu đã tiến hành điều tra thực tế bằng các phiếu thăm dò 232 giáo viên
giảng dạy các môn học chuyên ngành và 238 sinh viên đang theo học các môn

chuyên ngành tại các trường đại học: Bách khoa Hà Nội, Công nghiệp TPHCM