Luận án tiến sĩ Khoa học giáo dục: Xây dựng và sử dụng WebGIS mã nguồn mở trong dạy học Địa lí 12 trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
----------*----------

NGUYỄN THANH XUÂN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG WEBGIS MÃ NGUỒN MỞ
TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Hà Nội, 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
----------*----------

NGUYỄN THANH XUÂN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG WEBGIS MÃ NGUỒN MỞ
TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Địa lí
Mã số: 9.14.01.11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. GS.TS Nguyễn Viết Thịnh
2. PGS.TS Đặng Văn Đức

Hà Nội, 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu khoa học này là kết quả
nghiên cứu của cá nhân tôi. Các số liệu và tài liệu được trích dẫn trong
công trình này là trung thực. Kết quả nghiên cứu này không trùng lặp
với bất cứ công trình nào đã được công bố trước đó.
Hà Nội, tháng năm 2019
Tác giả

Nguyễn Thanh Xuân


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Viết Thịnh và
PGS.TS. Đặng Văn Đức đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện để
em thực hiện luận án này.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm
Hà Nội, Quý thầy cô khoa Địa lí Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Ban Giám
hiệu và cán bộ, giáo viên Trường THPT Cầu Giấy (TP. Hà Nội), THPT
Chuyên Thái Bình (tỉnh Thái Bình), THPT Văn Lâm (tỉnh Hưng Yên), THPT
Yên Ninh (tỉnh Thái Nguyên) đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác
giả nghiên cứu, thực nghiệm và hoàn thành luận án.
Tác giả xin gửi lời tri ân tới gia đình, bạn bè và những người thân yêu đã
luôn động viên, khích lệ và giúp đỡ trong thời gian học tập, nghiên cứu.
Xin cảm ơn những ý kiến đóng góp quý báu cho bản luận án của Quý
thầy cô và bạn bè đồng nghiệp.
Hà Nội, tháng năm 2019

Tác giả

Nguyễn Thanh Xuân


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài .......................................................................................... 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................... 3
3. Đối tượng và giới hạn phạm vi nghiên cứu ................................................ 3
4. Giả thuyết khoa học ..................................................................................... 4
5. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu ................................................................ 4
6. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu .................................................. 10
7. Những đóng góp mới của luận án............................................................. 14
8. Cấu trúc của luận án ................................................................................. 14
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG
VÀ SỬ DỤNG WEBGIS MÃ NGUỒN MỞ TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 12
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ....................................................................................... 15
1.1. Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục phổ thông............................ 15
1.1.1. Đổi mới chương trình giáo dục phổ thông ............................................ 15
1.1.2. Đổi mới về phương pháp, hình thức dạy học và đánh giá kết quả học tập ... 17
1.2. Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học địa lí .. 19
1.2.1. Khái niệm .............................................................................................. 20
1.2.2. Vai trò của CNTT&TT trong dạy học địa lí .......................................... 21
1.2.3. Xu hướng ứng dụng CNTT&TT trong dạy học Địa lí ........................... 23
1.3. Bản đồ giáo khoa trong dạy học địa lí ................................................... 24
1.3.1. Khái niệm bản đồ giáo khoa ................................................................. 24
1.3.2. Phân loại bản đồ giáo khoa .................................................................. 25
1.3.3. Vai trò của bản đồ giáo khoa ................................................................ 26
1.4. WebGIS trong dạy học địa lí .................................................................. 27

1.4.1. Khái niệm WebGIS ................................................................................ 27
1.4.2. Phân loại WebGIS ................................................................................. 29
1.4.3. Ưu và nhược điểm của WebGIS ............................................................ 30
1.4.4. Vai trò của WebGIS trong dạy học địa lí .............................................. 33
1.5. Mã nguồn mở cho WebGIS .................................................................... 41
1.5.1. Khái niệm .............................................................................................. 41
1.5.2. Các ứng dụng GIS mã nguồn mở .......................................................... 42


1.5.3. WebGIS mã nguồn mở .......................................................................... 44
1.6. Đặc điểm tâm sinh lý và khả năng nhận thức của học sinh lớp 12 ..... 46
1.6.1. Đặc điểm tâm sinh lý lứa tuổi học sinh lớp 12 ..................................... 46
1.6.2. Khả năng nhận thức của học sinh lớp 12 ............................................. 47
1.7. Mục tiêu, nội dung chương trình Địa lí 12 trung học phổ thông ......... 48
1.7.1. Mục tiêu chương trình Địa lí 12 ........................................................... 48
1.7.2. Nội dung chương trình Địa lí 12 ........................................................... 49
1.8. Thực trạng của việc sử dụng phương tiện dạy học và việc ứng dụng
CNTT&TT trong dạy học Địa lí lớp 12 ở trường THPT .............................. 51
Tiểu kết chương 1 ................................................................................................................. 56
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG WEBGIS MÃ
NGUỒN MỞ TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG .. 57
2.1. Yêu cầu và nguyên tắc của việc xây dựng và sử dụng WebGIS trong
dạy học Địa lí 12 ............................................................................................. 57
2.1.1. Yêu cầu .................................................................................................. 57
2.1.2. Nguyên tắc ............................................................................................. 59
2.2. Xác định các lớp bản đồ và các lớp thông tin cần xây dựng trên
WebGIS ........................................................................................................... 63
2.3. Quy trình xây dựng WebGIS .................................................................. 69
2.3.1. Bước 1: Xác định mục đích, yêu cầu..................................................... 69
2.3.2. Bước 2: Xác định các lớp bản đồ, lớp thông tin cần thiết .................... 70

2.3.3. Bước 3: Thiết kế và biên tập dữ liệu ..................................................... 71
2.3.4. Bước 4: Lựa chọn công nghệ WebGIS .................................................. 72
2.3.5. Bước 5: Xây dựng cấu trúc và giao diện WebGIS ................................ 72
2.3.6. Bước 6: Kiểm thử .................................................................................. 74
2.3.7. Bước 7: Hoàn thiện và thực nghiệm ..................................................... 74
2.4. Ứng dụng các mã nguồn mở để xây dựng WebGIS .............................. 75
2.4.1. GeoServer .............................................................................................. 75
2.4.2. Apache ................................................................................................... 76
2.4.3. PostgreSQL/PostGIS ............................................................................. 77
2.4.4. QGIS ...................................................................................................... 78
2.4.5. Heron MC.............................................................................................. 78


2.4.6. Leaflet .................................................................................................... 79
2.5. Giới thiệu sản phẩm WebGIS ................................................................. 80
2.5.1. Chức năng quản trị các lớp chuyên đề ................................................. 81
2.5.2. Chức năng đánh dấu bản đồ ................................................................. 82
2.5.3. Chức năng chỉnh sửa (Edit) .................................................................. 83
2.5.4. Chức năng tạo ảnh bản đồ (Print) ........................................................ 83
2.5.5. Chức năng tải dữ liệu (Upload) ............................................................ 85
2.6. Sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí 12 THPT .................................. 85
2.6.1. Tiến trình dạy học có sự hỗ trợ của WebGIS ......................................... 85
2.6.2. Khai thác các tính năng của WebGIS trong một số tình huống dạy học
Địa lí 12 THPT ................................................................................................ 92
2.7. Một số giáo án minh họa ........................................................................ 98
2.7.1. Giáo án số 1 .......................................................................................... 98
2.7.2. Giáo án số 2 ........................................................................................ 103
2.7.3. Giáo án số 3 ........................................................................................ 113
Tiểu kết chương 2 ...............................................................................................................126
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..............................................................127

3.1. Mục đích, nguyên tắc, phương pháp thực nghiệm.............................. 127
3.1.1. Mục đích .............................................................................................. 127
3.1.2. Nguyên tắc ........................................................................................... 127
3.1.3. Phương pháp thực nghiệm .................................................................. 127
3.2. Đối tượng, địa bàn, thời gian thực nghiệm ......................................... 129
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm ....................................................................... 129
3.2.2. Địa bàn thực nghiệm ........................................................................... 129
3.2.3. Thời gian thực nghiệm ........................................................................ 130
3.3. Chọn bài và tổ chức thực nghiệm ........................................................ 131
3.3.1. Chọn bài thực nghiệm ......................................................................... 131
3.3.2. Tổ chức thực nghiệm ........................................................................... 131
3.4. Kết quả thực nghiệm ............................................................................. 133
3.4.1. Bài thực nghiệm số 1 ........................................................................... 133
3.4.2. Bài thực nghiệm số 2 ........................................................................... 135
3.4.3. Bài thực nghiệm số 3 ........................................................................... 138


3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm ............................................................. 140
3.5.1. Đánh giá định lượng ........................................................................... 140
3.5.2. Đánh giá định tính .............................................................................. 141
3.6. Đánh giá về ứng dụng WebGIS............................................................ 144
Tiểu kết chương 3 ...............................................................................................................147
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ................................................................................148
1.Kết luận ...................................................................................................... 148
2.Khuyến nghị .............................................................................................. 149
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ................................................151
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................152
PHỤ LỤC.............................................................................................................................167

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

CNTT

: Công nghệ thông tin

CNTT&TT

: Công nghệ thông tin và truyền thông

ĐC

: Đối chứng

GIS

: Geographic Information System
(Hệ thống thông tin địa lí)

GV
GDĐT
GTVT
HS

: Giáo viên
: Giáo dục và đào tạo

: Giao thông vận tải

KTXH
KT, ĐG
NL
PPDH
SGK
TBDH

: Học sinh
: Kinh tế - xã hội
: Kiểm tra, đánh giá
: Năng lực
: Phương pháp dạy học
: Sách giáo khoa
: Thiết bị dạy học

THPT
TN

: Trung học phổ thông
: Thực nghiệm

UNESCO

: Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên hợp quốc

WGT12

: WebGIS for Geography Teaching

(WebGIS dạy học Địa lí 12)


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Khả năng tiếp thu và lưu giữ tri thức của HS qua các giác quan ............. 23
Bảng 1.2. Phân loại bản đồ giáo khoa ............................................................ 25
Bảng 1.3. Các chức năng của ứng dụng webGIS ........................................... 30
Bảng 1.4. Các loại kết quả từ yêu cầu của máy khách ................................... 30
Bảng 1.5. Các nhánh phát triển của GIS mã nguồn mở .................................. 42
Bảng 1.6. Phân phối chương trình môn Địa lí lớp 12 .................................... 50
Bảng 1.7. Thông tin về mẫu khảo sát của giáo viên ....................................... 52
Bảng 1.8. Thông tin mẫu khảo sát của học sinh ............................................. 55
Bảng 2.1. Ví dụ về kịch bản sử dụng WebGIS ............................................... 59
Bảng 2.2. Các lớp bản đồ và lớp thông tin cần xây dựng trên WebGIS ..... 63
Bảng 2.3. Kịch bản sử dụng WGT12 đối với bài 13 ...................................... 99
Bảng 2.4. Kịch bản sử dụng WGT12 đối với bài 24 .................................... 104
Bảng 2.5. Kịch bản sử dụng WGT12 đối với bài 30 .................................... 114
Bảng 3.1. Danh sách các trường và giáo viên dạy thực nghiệm ................... 130
Bảng 3.2. Danh sách các bài thực nghiệm .................................................... 130
Bảng 3.3. Kết quả kiểm tra bài thực nghiệm số 1 ......................................... 133
Bảng 3.4. Phân loại kết quả kiểm tra bài thực nghiệm số 1 .......................... 133
Bảng 3.5. Các tham số tổng hợp của bài kiểm tra số 1 ................................. 135
Bảng 3.6. Kết quả phân tích phương sai một nhân tố của bài kiểm tra số 1. 135
Bảng 3.7. Kết quả kiểm tra bài thực nghiệm số 2 ......................................... 135
Bảng 3.8. Phân loại kết quả kiểm tra bài thực nghiệm số 2 .......................... 136
Bảng 3.9. Các tham số tổng hợp của bài kiểm tra số 2 ................................. 137
Bảng 3.10. Kết quả phân tích phương sai một nhân tố của bài kiểm tra số 2 .. 138
Bảng 3.11. Kết quả kiểm tra bài thực nghiệm số 3 ....................................... 138
Bảng 3.12. Phân loại kết quả kiểm tra bài thực nghiệm số 3 ........................ 138
Bảng 3.13. Các tham số tổng hợp của bài kiểm tra số 3 ............................... 140

Bảng 3.14. Kết quả phân tích phương sai một nhân tố của bài kiểm tra số 3 .. 140
Bảng 3.15. Tổng hợp điểm trung bình 3 bài kiểm tra ................................... 140
Bảng 3.16. Kết quả xếp loại điểm kiểm tra .................................................. 141
Bảng 3.17. Thông tin về mẫu khảo sát đánh giá WGT12 ............................. 144
Bảng 3.18. Tổng hợp kết quả đánh giá WGT12 của GV .............................. 145


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Ví dụ về hệ thống menu của webGIS ......................................................34
Hình 1.2. Tìm kiếm các đối tượng (A) và thêm dữ liệu (B) trên webGIS ............35
Hình 1.3. Các thiết bị di động tương thích tốt với webGIS trên thực địa ...............36
Hình 1.4. Đảo Phú Quốc (trái) và đảo Cát Bà (phải) ..............................................38
Hình 1.5. Dãy núi Hoàng Liên Sơn trên bản đồ ảnh vệ tinh (trái) và bản đồ địa
hình (phải) ....................................................................................................................38
Hình 1.6. Tỷ lệ tử vong vì ung thư trên 100,000 dân tại Đài Loan giai đoạn 1972 2011 (trái) và các giai đoạn nhỏ (phải) ......................................................................39
Hình 1.7. Hiển thị thông tin thuộc tính bằng hộp thoại popup (trái) và bằng bảng
thống kê (phải) .............................................................................................................40
Hình 1.8. Thông tin thuộc tính trong bảng thống kê và được trực quan hóa bằng
biểu đồ ..........................................................................................................................40
Hình 1.9. Hiển thị đa phương tiện các thông tin thuộc tính của đối tượng ................41
Hình 1.10. Các dự án nhánh C ...................................................................................43
Hình 1.11. Các dự án nhánh Java ..............................................................................43
Hình 1.12. Các dự án nhánh .Net ...............................................................................43
Hình 1.13. Các dự án nhánh Web ..............................................................................44
Hình 1.14. Sơ đồ sự tương thích giữa các thành phần của WebGIS ......................45
Hình 1.15. Mối quan hệ của một số thành phần WebGIS ......................................46
Hình 2.1. Quy trình xây dựng WebGIS .....................................................................70
Hình 2.2. Cấu trúc WebGIS phục vụ dạy học Địa lí 12 ...........................................73
Hình 2.3. Dự kiến giao diện của WebGIS .................................................................74
Hình 2.4. Tổ chức dữ liệu (A) và tạo ảnh bản đồ bằng WMS (B) trên GeoServer75

Hình 2.5. Tạo kiểu dáng của cảng biển bằng CSS ....................................................76
Hình 2.6. Apache khởi tạo cổng cho ứng dụng WebGIS.........................................76
Hình 2.7. Quản lý cơ sở dữ liệu bằng PostgreSQL...................................................77
Hình 2.8. Biên tập dữ liệu trên QGIS .........................................................................78
Hình 2.9. Các tiện ích trong thư viện JavaScript của Heron MC ............................79
Hình 2.10. Leaflet trình bày các đối tượng địa lí dưới dạng đa phương tiện..........80
Hình 2.11. Bố cục trên giao diện của WebGIS .........................................................81
Hình 2.12. Kích hoạt các lớp bản đồ ..........................................................................81
Hình 2.13. Quản trị các lớp được kích hoạt ...............................................................82
Hình 2.14. Thao tác đánh dấu bản đồ.........................................................................82
Hình 2.15. Quản lý các bản đồ được đánh dấu .........................................................82
Hình 2.16. Bộ công cụ chỉnh sửa................................................................................83


Hình 2.17. Tạo ảnh bản đồ bằng Print .......................................................................84
Hình 2.18. Tạo ảnh bản đồ bằng chụp màn hình ......................................................84
Hình 2.19. Tải dữ liệu lên WebGIS............................................................................85
Hình 2.20. Kiểm tra chức năng Upload dữ liệu ........................................................85
Hình 2.21. Sử dụng WGT12 trong dạy học đối với cả lớp ......................................86
Hình 2.22. Các bước sử dụng WebGIS trong dạy học với cả lớp ...........................87
Hình 2.23. Các bước sử dụng WebGIS dạy học nhóm nhỏ.....................................89
Hình 2.24. Nhóm nhỏ làm việc với WebGIS ............................................................90
Hình 2.25. Ví dụ về dạng phiếu học tập dành cho nhóm nhỏ ở 2 kiểu phòng học 91
Hình 2.26. Tìm kiếm đối tượng theo địa chỉ .............................................................93
Hình 2.27. Định vị đối tượng theo tọa độ địa lí.........................................................94
Hình 2.28. Sử dụng công cụ Edit mô tả điểm cực Đông của Việt Nam .................95
Hình 2.29. Quan sát bản đồ sản lượng thủy sản khai thác tại 2 thời điểm khác nhau
tại vùng đồng bằng sông Cửu Long ...........................................................................95
Hình 2.30. Chọn bài cần tìm hiểu (trái) và nhấp chuột lên đối tượng .....................96
để hiển thị các thông tin (phải)....................................................................................96

Hình 2.31. Ví dụ về tạo bản đồ trống trên WGT12 ..................................................97
Hình 2.32. Tải lên dữ liệu lưu trữ (trái) và hiển thị dữ liệu trên WGT12 (phải) ....97
Hình 2.33. Vị trí một số đỉnh núi, dãy núi của Việt Nam ......................................101
Hình 2.34. Các dãy núi cánh cung của Việt Nam được phóng đại từ bản đồ 4 ...102
Hình 2.35. Mẫu phiếu học tập dành cho nhóm 1 và nhóm 3 (bên trái), ...............112
nhóm 2 và nhóm 4 (bên phải) ...................................................................................112
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện kết quả tổng hợp xếp loại học lực HS qua bài kiểm
tra số 1 ........................................................................................................... 134
Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện kết quả tổng hợp xếp loại học lực HS qua bài kiểm
tra số 2 ........................................................................................................... 137
Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện kết quả tổng hợp xếp loại học lực HS qua bài kiểm
tra số 3 ........................................................................................................... 139
Hình 3.4. GV tổ chức dạy học với WebGIS............................................................142
Hình 3.5. HS đại diện nhóm trình bày kết quả thảo luận bằng WebGIS ..............143
Hình 3.6. HS thảo luận nhóm nhỏ tại lớp học thông thường (trái)........................143
và thảo luận cặp đôi, tương tác với WebGIS tại phòng ICT (phải).......................143


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Bản đồ nói chung, bản đồ giáo khoa nói riêng là phương tiện, công cụ
đặc biệt quan trọng trong dạy học địa lí ở trường phổ thông. Hệ thống các bản
đồ giáo khoa cung cấp hình ảnh trực quan, khái quát về đối tượng, hiện tượng
đồng thời lưu trữ nguồn tri thức địa lí phong phú. Vai trò quan trọng đó đã
được Baranxki đánh giá: "bản đồ là điểm khởi đầu và kết thúc của mỗi nghiên
cứu địa lí học, bản đồ là ngôn ngữ thứ hai của địa lí học" [4]. Các loại bản đồ
giáo khoa đang được sử dụng trong trường phổ thông hiện nay như: bản đồ
trong sách giáo khoa, bản đồ giáo khoa treo tường, atlat Địa lí Việt Nam, …

chủ yếu được in trên giấy và tồn tại một số đặc điểm: tính cập nhật có độ trễ
khá lớn; tỉ lệ bản đồ cố định nên các đối tượng, hiện tượng phải được khái
quát hóa phù hợp với tỉ lệ khi in, khó khăn khi mở rộng khối lượng kiến thức
trên bản đồ; người dùng gặp bất tiện khi muốn tra cứu hay tìm hiểu các nội
dung trên bản đồ mà không mang theo bản đồ. Việc có thêm một hệ thống
bản đồ giáo khoa dạng dữ liệu số, lưu trữ, cập nhật trực tuyến, dùng phối hợp
với các nguồn bản đồ hiện có, sẽ khắc phục được những hạn chế trên, tạo
nhiều thuận lợi cho người dạy và người học.
Đối với giáo dục phổ thông, một trong những mục tiêu quan trọng là
giúp học sinh phát triển toàn diện, hình thành nhân cách và trách nhiệm công
dân [39]. Theo nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn
bản, toàn diện giáo dục và đào tạo của nước ta hiện nay, một nhiệm vụ cũng
là giải pháp quan trọng là tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học
theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để
người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát triển năng lực; đẩy
mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học [3].
Đặc biệt, việc đẩy mạnh ứng dụng thành tựu của khoa học kỹ thuật, công


2

nghệ trong dạy học, tạo môi trường tương tác hiện đại cho học sinh sẽ góp
phần quan trọng trong việc đào tạo thế hệ "công dân toàn cầu", phù hợp với
yêu cầu của kỷ nguyên cách mạng công nghiệp 4.0.
Trong khoảng 2 thập kỉ gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống
thông tin địa lí (GIS) kết hợp với sự bùng nổ của mạng Internet đã cho ra đời
khái niệm mới - WebGIS. WebGIS bước đầu đã được ứng dụng ở nhiều lĩnh
vực của đời sống, kinh tế, xã hội trong đó có giáo dục. Người dạy và người
học có thể sử dụng hệ thống bản đồ mọi lúc, mọi nơi thông qua kết nối
Internet để tra cứu, khám phá kiến thức, cập nhật và chia sẻ dữ liệu địa lí là

một trong những ưu điểm nổi bật của hệ thống này. WebGIS có thể là hướng
đi thích hợp trong thời đại dạy học bằng công nghệ, góp phần đổi mới phương
pháp dạy học, nâng cao hiệu quả, năng lực ứng dụng công nghệ thông tin
trong dạy học địa lí.
WebGIS được xây dựng bằng nhiều phương thức và công nghệ khác
nhau. Trong đó, các phần mềm mã nguồn mở là một trong những lựa chọn
được ưu tiên hàng đầu bởi khả năng linh hoạt trong triển khai ứng dụng, dễ
dàng chia sẻ mà không bị giới hạn về bản quyền, tiết kiệm chi phí hạ tầng
thiết bị nhưng vẫn đảm bảo khá đầy đủ các tính năng về công nghệ so với các
phần mềm bản quyền khác. Phần mềm mã nguồn mở là lựa chọn phù hợp
trong lĩnh vực giáo dục.
Địa lí 12 ở trường trung học phổ thông là môn học giúp học sinh có
những kiến thức cơ bản, nền tảng về đặc điểm tự nhiên, dân cư và nền kinh tế
- xã hội của Việt Nam, những vấn đề đặt ra đối với cả nước nói chung và các
vùng, các địa phương nơi học sinh sinh sống nói riêng. Hệ thống các bản đồ
dùng trong dạy học Địa lí 12 chủ yếu có nguồn từ bản đồ in trong sách giáo
khoa, bản đồ giáo khoa treo tường và atlat địa lí Việt Nam. Giáo viên có thể
tìm kiếm thêm nguồn tư liệu bản đồ từ ứng dụng Google maps và các website


3

khác nhưng WebGIS dành riêng cho dạy học Địa lí 12 thì chưa thấy tác giả
nào công bố.
Xuất phát từ những lý do đó, tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu “Xây dựng
và sử dụng WebGIS mã nguồn mở trong dạy học Địa lí 12 trung học phổ
thông” nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học Địa lí ở trường phổ thông.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của luận án là xây dựng quy trình, thiết kế WebGIS

bằng mã nguồn mở, xây dựng một số bản đồ mẫu trên WebGIS và sử dụng
trong dạy học Địa lí 12 nhằm góp phần nâng cao hiệu quả dạy học địa lí ở
trường trung học phổ thông theo hướng phát triển năng lực học sinh.
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tổng quan cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng
WebGIS mã nguồn mở trong dạy học Địa lí.
- Xác định những yêu cầu, nguyên tắc xây dựng và sử dụng WebGIS
trong dạy học Địa lí 12 trung học phổ thông (THPT).
- Xây dựng quy trình và thiết kế WebGIS.
- Sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí 12 THPT.
- Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của việc
sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí 12 THPT.
3. Đối tượng và giới hạn phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu quy trình xây dựng WebGIS; ứng dụng mã nguồn mở để xây
dựng WebGIS; sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí 12 THPT.
3.2. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
Trong khuôn khổ luận án, chỉ xây dựng một số bản đồ mẫu trên WebGIS
để dạy học 03 bài trong chương trình Địa lí 12 THPT, cụ thể là Bài 13. Thực
hành: Đọc bản đồ địa hình, điền vào lược đồ trống một số dãy núi và đỉnh


4

núi; Bài 24. Vấn đề phát triển ngành Thủy sản và Lâm nghiệp; Bài 30.Vấn
đề phát triển ngành Giao thông vận tải và Thông tin liên lạc. Sử dụng sản
phẩm WebGIS trong dạy học 03 bài nêu trên.
Việc thực nghiệm sư phạm cũng chỉ giới hạn tại 04 trường THPT thuộc
Hà Nội, Thái Bình, Hưng Yên, Thái Nguyên.
4. Giả thuyết khoa học

Nếu sử dụng hợp lí sản phẩm WebGIS mã nguồn mở trong dạy học Địa lí
12 thì sẽ phát huy được tính tích cực, phát triển năng lực học sinh, góp phần đổi
mới phương pháp, nâng cao hiệu quả dạy học môn Địa lí ở trường phổ thông.
5. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
5.1. Trên thế giới
Một số nhà giáo dục, nhà địa lí nổi tiếng của Nga đã có những nghiên
cứu từ rất sớm về bản đồ và sử dụng bản đồ trong dạy học địa lí.
V.P.Budanov (1948) đã nhấn mạnh đến ý nghĩa của bản đồ trong việc
giảng dạy địa lí và nhu cầu phải hướng dẫn học sinh hiểu biết bản đồ để học
tập địa lí [61].
A. A. Borzov (1949) cũng đã đề cập đến vai trò của bản đồ trong việc
giảng dạy địa lí. Ông cho rằng cơ sở của việc học tập địa lí phải là thiên nhiên
và bản đồ, cho nên một trong những mục đích cơ bản của việc học tập địa lí
phải là kĩ năng đọc bản đồ và kĩ năng dựa vào bản đồ để tìm ra những kiến
thức địa lí [58].
N.N.Baranxki trong cuốn sách “Phương pháp giảng dạy Địa lí kinh tế”
(1960, bản dịch 1972) đã đề cập đến vai trò của bản đồ trong nghiên cứu và
giảng dạy địa lí với phát biểu nổi tiếng “Tư duy địa lí là tư duy lãnh thổ, dựa
trên bản đồ” [4].
Nhiều công trình nghiên cứu về lí luận, phương pháp xây dựng bản đồ
dùng trong trường học được đề cập trong các tác phẩm của: Borden D. Dent
(1999) “Cartorgraphy: Thematic Map Design” (Thiết kế bản đồ chuyên đề)


5

[65]; Slocum (1999) “Thematic cartography and Visualization” (Bản đồ
chuyên đề và sự hiển thị) [89]; A.M. Berliant (2004) “Phương pháp nghiên
cứu bằng bản đồ” [5]; K.A. Xalisev (bản dịch 2005) “Bản đồ học" [53]. Bên
cạnh việc xây dựng bản đồ bằng phương pháp truyền thống, các tác giả đã

trình bày công tác tự động hoá trong việc thành lập bản đồ, như việc sử dụng
các thiết bị vẽ, thiết bị in ấn nhằm tăng hiệu quả của công tác xây dựng bản
đồ, đồng thời các tác giả đều nhấn mạnh vai trò to lớn của việc sử dụng bản
đồ trong nghiên cứu và giảng dạy địa lí.
Từ cuối thế kỷ XX, sự phát triển và bùng nổ của khoa học kỹ thuật và
công nghệ đã dẫn đến sự ra đời của dạng bản đồ mới - bản đồ số (digital map).
Bản đồ số có nhiều điểm ưu việt, thể hiện trong quá trình thiết kế, thành lập,
hình thức, trọng tải, tính linh động, khả năng cập nhật, ... Đây chính là một tiền
đề quan trọng, tạo một bước nhảy vọt trong việc xây dựng và sử dụng bản đồ.
Một số nghiên cứu nổi bật như: Denis Wood, John Fels (1992) “The power of
maps” (Sức mạnh của bản đồ) [92]; A.H. Robinson và nnk (1995) “Element of
Cartograpohy”(Yếu tố của bản đồ) [86]; M.J. Kraak và F.J. Ormeling (1996)
“Cartography: visualization of spatial data” (Bản đồ: hiển thị dữ liệu không
gian) [75]; Allan Brown (2001) Web Cartography: developments and prospects
(Bản đồ web: sự phát triển và triển vọng) [60]; Alan M. MacEachren (2004)
“How maps work: representation, visualization, and design” ( Bản đồ làm việc
như thế nào: sự trình bày, hiển thị và thiết kế) [77]; M.P. Peterson (2005)
“Maps and the internet” (Bản đồ và internet) [83]; E. Stefanakis và nnk (2006)
“Geographic hypermedia: concepts and systems” (Siêu đa phương tiện địa lí:
khái niệm và hệ thống) [90]; W. Cartwright và nnk (2007) “Multimedia
Cartography” (Bản đồ đa phương tiện) [62], … Các công trình đã trình bày
việc sử dụng công nghệ và khoa học kỹ thuật trong xây dựng và sử dụng bản
đồ, đồng thời đưa ra những phân tích, so sánh tính ưu việt của bản đồ điện tử,
bản đồ đa phương tiện so với bản đồ truyền thống, trong đó các tác giả cũng


6

đưa ra các khái niệm nền tảng về loại hình bản đồ trên nền web, trên internet.
Các khái niệm tương tự bản đồ trực tuyến như Web Mapping, GIS

Internet, GIS Online, Web-based GIS hay WebGIS ngày càng trở nên phổ
biến từ sau khi xuất hiện Xerox PARC Map Viewer - bản đồ chạy trên nền
web đầu tiên được xây dựng dựa trên CGI/Perl (1993). Từ đó rất nhiều các cá
nhân, tổ chức, quốc gia đã chú trọng tới hướng phát triển này, dẫn đến sự phát
triển mạnh mẽ của WebGIS vào đầu thế kỷ XXI. Những hãng công nghệ hàng
đầu thế giới trong lĩnh vực bản đồ trực tuyến không thể không nhắc tới là
Google với dịch vụ google.com/maps, Microsoft với Bing.com/maps, Esri với
ArcGIS online,… Tuy nhiên, các thuật toán và nền tảng công nghệ bản đồ trực
tuyến của các hãng này có tính bản quyền, không hoàn toàn là mã nguồn mở.
WebGIS mã nguồn mở thực sự nở rộ khi các nền tảng công nghệ máy chủ
bản đồ (Map Server) mã nguồn mở ra đời, trong đó phải kể đến UMN
MapServer (1997) [108], Geoserver (2001) [107], Deegree (2002) [112]. Ngoài
ra còn phải kể đến sự phát triển rầm rộ của các ứng dụng, phần mềm mã nguồn
mở liên quan đến GIS và Web như PostgreSQL/PostGIS, Open Layer,
MapBuilder, MapBender, QGIS, uDig, gvSIG, ... Các dự án WebGIS rất phong
phú về số lượng, đa dạng về lĩnh vực ứng dụng và mở rộng tới rất nhiều quốc gia
trên thế giới như các dự án WebGIS về hành chính công của công ty Greenwood
Mapping (Mỹ) [111]; Atlat quốc gia (Canada) [110], WebGIS quản lý lưu vực
sông [109] hay tra cứu cho khảo cổ học (Italy) [59]; thông tin về tài nguyên thiên
nhiên (Ấn Độ) [88]; WebGIS phục vụ ngành du lịch tại Nigeria [67], Bồ Đào
Nha [81]; WebGIS quản lý, điều khiển phương tiện giao thông (Đài Loan) [63]
hay quản lý, phân tích dữ liệu giám sát rừng (Đức) [55],…
Có thể thấy, WebGIS ngày càng có vị thế quan trọng, được ứng dụng
rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống, phục vụ phát triển kinh tế xã hội. Trong lĩnh vực giáo dục, WebGIS cũng sớm được ứng dụng vào giảng
dạy tại nhiều quốc gia.


7

Milson và các cộng sự đã chỉ ra rằng WebGIS là phương hướng phát

triển quan trọng của GIS ở Mỹ cũng như trên toàn thế giới [79]. Các tác giả
cũng đã điều tra và thống kê cho thấy trong số 60 trường đại học của Hiệp hội
tổ chức thành viên GIS (UCGIS), việc khởi tạo, chia sẻ webGIS dễ dàng và
phổ biến. Trong số hơn 7000 tổ chức giáo dục đại học trên toàn cầu sử dụng
các sản phẩm của Esri, phần lớn trong số này tạo và sử dụng WebGIS để
hướng dẫn học sinh học tập. Tại Mỹ, ước tính vào năm 2017, hơn 25.000
trường sử dụng webGIS trong giảng dạy ở nhiều cấp độ và trong nhiều lĩnh
vực. Tại các trường học ở Canada, Anh và Châu Âu (đặc biệt là Đức, Na Uy
và Pháp) số lượng webGIS tăng nhanh, đặc biệt là trong lĩnh vực khoa học
Địa lí và Trái Đất hay khoa học môi trường. Điều tương tự cũng được ghi
nhận tại Úc, Đài Loan, Thổ Nhĩ Kỳ, Dominica và Đức [79].
Theo Esri Canada, WebGIS có thể dễ dàng kết hợp vào chương trình
giảng dạy ở trường phổ thông, đặc biệt là trong các môn học như nghiên cứu
xã hội, địa lí, lịch sử, chính trị và khoa học và công nghệ. Mặc dù việc áp
dụng Web GIS chủ yếu trong chương trình giảng dạy từ lớp 9 đến lớp 12, tuy
nhiên cũng có thể áp dụng vào nội dung chương trình giảng dạy cho học sinh
nhỏ tuổi từ lớp 2 đến lớp 4. Bất kể lĩnh vực hay chủ đề nào, WebGIS đều có
thể được sử dụng để hỗ trợ tìm hiểu về các vấn đề địa phương như định vị bãi
chôn lấp rác thải mới hoặc tìm hiểu các mô hình giao thông, các vấn đề quốc
tế mở rộng như di cư và phát triển bền vững [66].
Martin Duren và Thomas Bartoschek [57] đã nghiên cứu phê phán 5
trang WebGIS đang được dùng trong dạy học phổ thông của nước Đức, trên
cơ sở đó đã đề xuất giải pháp thực hiện 1 mẫu WebGIS dùng chung cho các
trường phổ thông với yêu cầu trực quan, tương tác tốt và dễ dàng thực hiện
đối với HS, giúp HS phát huy được khả năng của bản thân.
Theo Stéphane Joost, học sinh tiểu học và trung học ở Thụy Sĩ đã được
học tập trên nền tảng WebGIS dành cho giáo dục. WebGIS có tên Hydroweb,


8

cung cấp kiến thức về các biến thể không gian, thời gian của các tham số khí
tượng ở quy mô lưu vực. Đây là một phần của chương trình giáo dục môi
trường tại Thụy Sĩ, do CCES, một thành viên trong Hiệp hội các trường đại
học và viện nghiên cứu liên bang Thụy Sĩ thực hiện [73].
Trong một nghiên cứu chuyên sâu về WebGIS trong giáo dục, Baker đã
trình bày những thách thức cũng như những lợi thế khi sử dụng WebGIS
trong giáo dục nhìn từ kinh nghiệm của các quốc gia đã triển khai. Ông cũng
khẳng định WebGIS có rất nhiều ưu điểm trong học tập chính khóa hay ngoại
khóa tại tất cả các trường phổ thông và trường đại học [56].
Nghiên cứu của Tomoaki Ito [72] cho thấy GIS và WebGIS được chú
trọng đầu tư từ rất sớm tại Nhật Bản. Thậm chí ngay đầu thập niên 90 của thế
kỷ XX đã có các đề xuất tích hợp GIS trong giáo dục địa lí ở trường phổ
thông. Tuy nhiên quá trình này diễn ra chậm và gặp phải một số khó khăn,
chủ yếu là do ngân sách quốc gia. Sau đó, Nhật Bản đã đưa GIS vào Chuẩn
chương trình giáo dục quốc gia mới và chính sách này có hiệu lực từ năm
2013. Đây là bước ngoặt cho cả nghiên cứu GIS và giáo dục địa lí ở Nhật
Bản. GIS được xem xét đưa vào tất cả các chủ đề địa lí, đặc biệt là ở chương
trình địa lí THPT. Một tác giả khác, Hideki Oshima, đánh giá WebGIS trở
thành một trong những lựa chọn để hỗ trợ việc dạy học địa lí, cũng nhằm thúc
đẩy sự phát triển của GIS. Việc xây dựng WebGIS đều nhờ vào lực lượng các
chuyên gia về GIS [82].
5.2. Tại Việt Nam
Đã có nhiều giáo trình nghiên cứu về bản đồ và sử dụng bản đồ trong
dạy học Địa lí, tiêu biểu như: Ngô Đạt Tam (1968) "Giáo trình Địa đồ học"
[45]; Phạm Ngọc Đĩnh, Vũ Tuấn Cảnh, Lâm Quang Dốc, Lê Huỳnh, Hoàng
Xuân Lính, Đỗ Thị Minh Tính (1976) "Giáo trình Bản đồ học" [20], Lê
Huỳnh - Lê Ngọc Nam (chủ biên) (2001) "Bản đồ học chuyên đề" [32]; Lâm
Quang Dốc - Phạm Ngọc Đĩnh (chủ biên), Vũ Bích Vân, Nguyễn Minh Ngọc

9

(2005) "Bản đồ học đại cương" [17]; Lâm Quang Dốc (2009) "Bản đồ giáo
khoa" [16]; … Các tác giả đã trình bày lí luận và phương pháp thành lập bản
đồ, các đặc điểm và thành phần của bản đồ, nhấn mạnh vai trò quan trọng của
bản đồ trong cuộc sống nói chung, trong dạy học địa lí nói riêng.
Một số nghiên cứu về phương pháp dạy học địa lí đã đề cập đến bản đồ
là phương tiện dạy học địa lí quan trọng, tiêu biểu như: "Lý luận dạy học địa
lí" của Nguyễn Dược, Nguyễn Trọng Phúc (2001) [18]; "Phương tiện, thiết bị
kĩ thuật trong dạy học địa lí" của Nguyễn Trọng Phúc (2001) [36]; "Rèn luyện
kỹ năng địa lí" của Mai Xuân San (2001) [42]; “ Phương pháp dạy học địa lí
theo hướng tích cực” của Đặng Văn Đức, Nguyễn Thu Hằng (2003) [23]; "Lý
luận dạy học địa lí" của Đặng Văn Đức (2006) [21]; "Phương tiện dạy học
địa lí ở trường trung học phổ thông" của Nguyễn Đức Vũ (2006) [52]; .... Các
tác giả đều khẳng định vai trò to lớn của bản đồ như là phương tiện dạy học
địa lí không thể thiếu và của phương pháp sử dụng bản đồ để nâng cao chất
lượng dạy học địa lí ở trường phổ thông.
Việc nghiên cứu và triển khai WebGIS ở Việt Nam đã bước đầu được
chú trọng từ những năm đầu thế kỷ XXI. Một số dự án bản đồ trực tuyến gây
được tiếng vang là: Basao.com.vn, Diadiem.com, Vietbando.com. Cộng đồng
lập trình viên Việt Nam cũng tham gia tích cực vào các dự án WebGIS mã
nguồn mở, điển hình là Openstreetmap.vn.
Trong số các đề tài xây dựng bản đồ trực tuyến hay WebGIS có thể kể
đến các công trình như:
Luận án tiến sĩ “Nghiên cứu và xây dựng hệ thông tin địa lí trực tuyến”
của Lê Quốc Hưng (2005) [31]. Trong công trình này, tác giả đã nghiên cứu
các mô hình, giải pháp xây dựng hệ thông tin địa lí trên mạng internet/intranet
sử dụng thư viện lập trình GIS và phương pháp lập trình Internet. Tuy nhiên
trong công trình này tác giả không sử dụng mã nguồn mở.

10

Tác giả Trần Quốc Bình (2010) [6] đã trình bày khả năng ứng dụng các
phần mềm GIS mã nguồn mở trong xây dựng hệ thống thông tin đất đai và
thử nghiệm xây dựng WebGIS tra cứu thông tin thửa đất.
Tác giả Võ Anh Tuấn (2012) [49] đã đề xuất mô hình kiến trúc và các
giải pháp kỹ thuật, công nghệ xây dựng cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian địa
lí quốc gia (NSDI), tích hợp GIS với chính phủ điện tử, phù hợp với hoàn
cảnh thực tế của Việt Nam. Tác giả đã thử nghiệm xây dựng 2 phiên bản
WebGIS dùng phần mềm thương mại (ArcGIS Server) và mã nguồn mở
(GeoServer) và kiến nghị lộ trình áp dụng đối với NSDI của Việt Nam sau
2020 là sử dụng mã nguồn mở.
Tác giả Trần Vân Anh và Mai Văn Sỹ (2013) [1] đã xây dựng WebGIS
chia sẻ dữ liệu địa lí bằng mã nguồn mở GeoServer và Open Layer.
Các công trình trên hoặc là tiếp cận các vấn đề vĩ mô như chia sẻ dữ
liệu không gian, cơ sở hạ tầng dữ liệu quốc gia hoặc là trực tiếp xây dựng
các ứng dụng WebGIS phục vụ phát triển kinh tế - xã hội, du lịch, quản lý
tài nguyên, … Cho đến hiện tại tác giả chưa tiếp cận được các công trình nghiên
cứu về WebGIS ứng dụng trong dạy học nói chung, dạy học Địa lí nói riêng.
6. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu
6.1. Quan điểm nghiên cứu
6.1.1. Quan điểm hệ thống - cấu trúc
Trong quá trình nghiên cứu đề tài, tác giả không xem xét sự vật, hiện
tượng một cách riêng lẻ mà đặt chúng trong một hệ thống các thành tố chịu sự
tác động, chi phối lẫn nhau. Các thành tố cần phải xem xét kĩ lưỡng là: mục
tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học, hình thức tổ chức dạy học,
đặc điểm giáo viên (GV), học sinh (HS), môi trường giáo dục,… Các thành tố
này có quan hệ mật thiết với nhau, có cấu trúc nhất định, có vị trí, chức năng

xác định trong hệ thống. Nếu có sự thay đổi thành phần này, sẽ làm thay đổi
thành phần khác.


11

Vận dụng quan điểm hệ thống - cấu trúc để làm nổi bật mối quan hệ
giữa: Nội dung - Phương pháp dạy học - Công nghệ thông tin - Phương tiện,
thiết bị dạy học (WebGIS) - Đối tượng sử dụng WebGIS (GV, HS). Qua đó,
có sự điều chỉnh phù hợp nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của
HS, góp phần nâng cao hiệu quả và chất lượng dạy học môn địa lí ở trường
trung học phổ thông.
6.1.2. Quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm
Bản chất của việc dạy học lấy HS làm trung tâm là việc người dạy phải
tính đến nhu cầu, nguyện vọng, đặc điểm tâm sinh lý... của người học. Người
học được đặt vào trung tâm của quá trình học tập. Do đó, việc thiết kế
WebGIS phải thuận lợi cho HS và GV khai thác, sử dụng. Việc lựa chọn nội
dung bản đồ phải phù hợp với đặc điểm nhận thức, nhu cầu của HS. GV phải
tổ chức được các hoạt động dạy học cho HS bằng WebGIS, tăng cường hoạt
động tương tác, trải nghiệm của HS.
6.1.3. Quan điểm công nghệ dạy học
Công nghệ dạy học coi quá trình dạy học như một quy trình công nghệ,
có mục đích, có đầu vào, đầu ra và có quá trình tác động. Ở một giai đoạn
nhất định, mô hình dạy học theo quan điểm công nghệ là thầy thiết kế - trò thi
công và nhiệm vụ của GV, HS được xác định một cách cụ thể trong quá trình
dạy học. Hiện nay, công nghệ dạy học vẫn tiếp tục là một trong những
phương thức để đổi mới PPDH địa lí trong nhà trường phổ thông. GV cần vận
dụng quan điểm này vào quá trình thiết kế bài học có ứng dụng CNTT&TT
như sử dụng WebGIS nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của HS.
6.1.4. Quan điểm dạy học theo định hướng phát triển năng lực

Theo quan điểm dạy học theo định hướng phát triển năng lực, việc xây
dựng WebGIS cần phải chú ý tới chủ thể là HS, phù hợp với đặc điểm nhận
thức của HS. GV sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí 12 phải nhằm hình


12

thành, bổ trợ, nâng cao các khả năng, kỹ năng của HS, phát triển cả các năng
lực chung và năng lực đặc thù địa lí.
6.2. Phương pháp nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu, tác giả sử dụng các phương pháp
nghiên cứu chủ yếu sau:
6.2.1. Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu
Tác giả đã tiến hành thu thập các công trình nghiên cứu, các dạng tài
liệu có liên quan trong nước và ngoài nước để có cách nhìn tổng hợp, rõ ràng
về nội dung, cấu trúc của vấn đề nghiên cứu. Trên cơ sở các tài liệu khoa học
thu thập được, tác giả phân tích, so sánh và xây dựng những luận cứ đảm bảo
tính logic, hoàn chỉnh phục vụ cho việc triển khai đề tài.
6.2.2. Phương pháp Graph (sơ đồ hóa)
Phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu này để sơ đồ hóa các
phân tích, các quy trình, giúp các nội dung trình bày mang tính trực quan, thể
hiện rõ hơn mối liên hệ giữa các yếu tố được trình bày.
6.2.3. Phương pháp bản đồ và ứng dụng hệ thống thông tin địa lí
Phương pháp này được sử dụng trong việc biên tập dữ liệu và trình bày
bản đồ, phân tích mối quan hệ của các yếu tố địa lí khi xây dựng WebGIS.
6.2.4. Phương pháp chuyên gia
Để đảm bảo tính khách quan, khả thi và phù hợp với điều kiện thực tế ở
trường phổ thông, khi xây dựng WebGIS phục vụ dạy học địa lí, tác giả đã
tiến hành gặp gỡ, trao đổi, xin ý kiến các chuyên gia am hiểu về phương pháp
dạy học, bản đồ giáo khoa, về GIS, về WebGIS, về công nghệ thông tin

(CNTT) và đặc biệt là giáo viên trực tiếp giảng dạy ở các trường phổ thông.
Việc gặp gỡ và trao đổi với chuyên gia đã có ý nghĩa hết sức tích cực đối với
quá trình thực hiện nghiên cứu của tác giả.


13

6.2.5. Phương pháp điều tra, khảo sát
Tác giả tiến hành nhiều đợt tới các 4 trường phổ thông trên địa bàn thành
phố Hà Nội, Thái Bình, Hưng Yên và Thái Nguyên, sử dụng nhiều hình thức
khác nhau: dự giờ, điều tra bằng phiếu xin ý kiến đối với cả giáo viên và học
sinh. Quá trình điều tra, khảo sát nhằm tìm hiểu thực trạng sử dụng phương
tiện dạy học và việc ứng dụng CNTT&TT trong dạy học địa lí ở trường phổ
thông như: tình hình cơ sở vật chất, phương tiện dạy học hiện có; mức độ sử
dụng của GV; hiệu quả sử dụng đối với HS; thái độ học tập của HS, khả năng
ứng dụng CNTT&TT của GV, … Những thông tin thực tiễn này giúp tác giả
có sự chủ động và điều chỉnh hợp lý đối với quá trình thiết kế WebGIS và
chuẩn bị nội dung thực nghiệm sư phạm. Cuối đợt thực nghiệm tại trường phổ
thông, tác giả đã xin ý kiến nhận xét, góp ý của GV Địa lí về WebGIS hỗ trợ
dạy học Địa lí 12 nhằm tiếp tục hoàn thiện sản phẩm.
6.2.6. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Đây là phương pháp quan trọng để xác định mức độ khả thi, phù hợp,
hiệu quả của nghiên cứu. Tác giả đã xác định cụ thể mục đích, nội dung, cách
thức tiến hành thực nghiệm (TN). Địa bàn và đối tượng TN đảm bảo tính đa
dạng: tác giả lựa chọn 4 trường THPT tại 4 tỉnh, thành phố khác nhau, tại mỗi
trường chọn ít nhất 1 lớp áp dụng dạy học sử dụng WebGIS và 1 lớp dạy học
theo cách thức thông thường làm đối chứng (ĐC). Kết quả thu được sau TN
gồm bài kiểm tra của HS, phiếu khảo sát GV, HS và phần ghi chép của tác giả
từ việc quan sát các giờ dạy là căn cứ để đánh giá cả về mặt định lượng và
định tính đối với quá trình TN đề tài.

6.2.7. Phương pháp thống kê toán học
Tác giả sử dụng phần mềm Excel và công cụ Data Analysis trên Excel
để tính toán, xử lý và thống kê các kết quả thực nghiệm, trực quan hóa kết quả
bằng các biểu đồ. Các chỉ tiêu chính được tác giả sử dụng là: giá trị điểm
trung bình cộng, độ lệch chuẩn và phân tích phương sai một nhân tố
(ANOVA).