Dạy học theo hướng tối ưu hóa môn Hóa học lớp 12 tại Trung tâm Giáo dục thường xuyên tỉnh Bình Dương

Nội dung text: Dạy học theo hướng tối ưu hóa môn Hóa học lớp 12 tại Trung tâm Giáo dục thường xuyên tỉnh Bình Dương

1. DẠY HỌC THEO HƢỚNG TỐI ƢU HÓA MÔN HÓA HỌC 12 TẠI TRUNG TÂM GDTX TỈNH BÌNH DƢƠNG TEACHING TOWARDS OPTIMIZING THE CHEMISTRY 12 IN THE NONFORMAL EDUCATION IN BINH DUONG PROVINCE Nguyễn Minh Giám Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM TÓM TẮT Việc đề xuất dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa môn Hóa học lớp 12 nhằm giúp học sinh hệ Giáo dục thƣờng xuyên đạt hiểu quả cao trong học tập. Dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa hết sức quan trọng và cần thiết để nâng cao hiệu quả dạy học. Nó là công cụ nhanh nhất, tức thời nhất và hiệu quả nhất đáp ứng mục tiêu dạy học. Từ khóa: Tối ƣu hóa, dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa, môn Hóa học ABSTRACT With recommendations: Teaching towards optimization Chemistry in Grade 12 to help students achieve high results in learning is a solution. Teaching in the direction of optimization is very important and necessary to improve the effectiveness of teaching. It is the fastest engine, the most immediate and the most effectively meet learning goals. Key words: Optimization, Teaching towards optimization, Chemistry. 1. MỞ ĐẦU Phƣơng pháp dạy học ở phổ thông đang là vấn đề đƣợc ngành giáo dục và toàn xã hội quan tâm. Nếu giáo viên có phƣơng pháp dạy học tốt, phù hợp sẽ truyền đƣợc cảm hứng cho ngƣời học giúp học sinh có hứng thú và đam mê học tập . Vì vậy việc đổi mới phƣơng pháp dạy học là vô cùng quan trọng , cần thiết. Và đây cũng là đề tài thú vị cho tất cả những ai tâm huyết với sự nghiệp giáo dục của nƣớc nhà. Tại hệ GDTX, chất lƣợng đào tạo còn yếu ở hình thức giáo dục, việc dạy và học chƣa hiệu quả có nhiều nguyên nhân đã nêu thì có nguyên nhân về phƣơng pháp và nội dung dạy học còn yếu điều đó thể hiện qua các tài liệu dạy học còn sơ sài, chƣa phù hợp với đối tƣợng học sinh hình thức GDTX. 1
2. Trong các môn học thì Hóa học là một trong những môn học thuộc nhóm môn Khoa học tự nhiên có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu giáo dục phổ thông. Môn Hoá học là một môn học không khó nhƣng hiện tại thì học sinh lại rất “sợ” môn Hóa học. Vì vậy, dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa môn hóa học lớp 12 tại TTGDTX tỉnh Bình Dƣơng giúp các em học sinh vƣợt qua những điểm yếu và rào cản kĩ năng và học tập nhằm tiến tới thành công trong học tập. Giống nhƣ giáo sƣ Hoàng Tụy với nhiều công trình nghiên cứu về Tối ƣu toàn cục đã đƣợc áp dụng vào thực tiễn, trong kinh doanh, quản lý [1] Năm 2012, R. Venkata Rao đƣa ra đề tài: “Một thuật toán nâng cao phƣơng pháp giảng dạy - học tập dựa trên tối ƣu hóa đƣợc sử dụng cho việc giải quyết vấn đề tối ƣu hóa không bị giới hạn”. Năm 2014, tại Trung Quốc, nhóm tác giả đã đề xuất thuật toán thông minh: tối ƣu hóa dựa vào giảng dạy và học tập [3]. 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: 2.1 Một số khái niệm liên quan: 2.1.1 Dạy học Theo từ điển Giáo dục học: “Dạy học là truyền lại những kiến thức, kinh nghiệm, đƣa đến những thông tin khoa học cho ngƣời khác tiếp thụ một cách có hệ thống, có phƣơng pháp nhằm mục đích nâng cao trình độ văn hóa, năng lực trí tuệ và kỹ năng thực hành trong đời sống thực tế”. [4] 2.1.2 Phƣơng tiện dạy học Phƣơng tiện dạy học, theo Nguyễn Ngọc Quang: "bao gồm mọi thiết bị kỹ thuật từ đơn giản đến phức tạp đƣợc dùng trong quá trình dạy học để làm dễ dàng cho sự truyền đạt và tiếp thu kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo" [5]. 2.1.3 Tối ƣu hóa Tối ƣu là tốt, phù hợp và đem lại hiệu quả cao nhất. [6] Tối ƣu hóa (optimization) có thể đƣợc định nghĩa là quá trình tìm hàm mục tiêu lớn nhất hoặc nhỏ nhất mong muốn trong khi vẫn đáp ứng các điều kiện ban đầu. [7] 2.2 Dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa 2.2.1 Đặc điểm của tối ƣu hóa: UH là giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất của một hàm số hay một bài toán tối ƣu. Hiệu quả 2
3. Dễ áp dụng và sử dụng Phù hợp 2.2.2 Nguyên tắc của tối ƣu hóa Phải hiểu biết và có kiến thức về môn học cần tối ƣu: Sử dụng phƣơng pháp tối ƣu một cách hiệu quả, phù hợp: 2.2.3 Phƣơng pháp tối ƣu hóa • Phƣơng pháp Tối ƣu hóa bằng thống kê • Phƣơng pháp Tối ƣu hóa bằng quy hoạch toán học • Các phƣơng pháp Tối ƣu hóa liên tục đƣợc phân loại theo dấu hiệu nhƣ: sự tồn tại của ràng buộc kỹ thuật, dạng cực trị, đặc tính của phƣơng pháp giải. • Phƣơng pháp Tối ƣu hóa gián đoạn dùng trong trƣờng hợp biên số và hàm mục tiêu thay đổi một cách gián đoạn. • Phƣơng pháp tối ƣu hóa gián đoạn có thể kể đến nhƣ: Phƣơng pháp cắt đứt, phƣơng pháp nhánh cây, phƣơng pháp cộng đƣợc, phân tích quy hoạch động và phƣơng pháp tìm kiếm ngẫu nhiên. 2.2.4 Dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa Dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa là việc áp dụng mục tiêu, tính chất và đặt trƣng của tối ƣu hóa vào quá trình dạy học nhằm đạt đƣợc mục tiêu dạy học một cách nhanh nhất, hiệu quả nhất mà ít tốn kém. Tối ƣu hóa phƣơng pháp dạy học là tìm ra các giải pháp tốt nhất trong các giải pháp để dạy cho học sinh hiểu bài nhanh và vận dụng đƣợc vào thực tế cũng nhƣ giải bài tập một cách nhanh nhất. Tối ƣu hóa phƣơng tiện dạy học là việc dựa vào nội dung chƣơng trình để thiết kế ra một dụng cụ hỗ trợ học tập hiệu quả nhất mà dựa vào đó học trò có thể hiểu bài nhanh nhất và áp dụng tốt nhất vào việc giải các bài tập. 2.2.5 Quy trình dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa Bƣớc 1: Xác định mục tiêu Bƣớc 2: Xác định nội dung Bƣớc 3: Thiết kế các phƣơng tiện tối ƣu Bƣớc 4: Lập kế hoạch dạy học Bƣớc 5: Triển khai 3
4. 3. Cơ sở thực tiễn về dạy học môn Hóa học 12 tại Trung tâm Giáo dục thường xuyên tỉnh Bình Dương 3.1 Các thiết kế 3.1.1 Thiết kế phiếu khảo sát thực trạng Đầu tiên, ngƣời nghiên cứu xác định đối tƣợng khảo sát là HS đang học môn Hóa học và giáo viên đang dạy môn Hóa học tại trung tâm. Sau đó tiến hành thiết kế bảng câu hỏi có nội dung liên quan đến mức độ hiểu bài, khả năng vận dụng kiến thức để giải bài tập, sự hứng thú của học sinh, phƣơng tiện và phƣơng pháp giáo viên sử dụng. 3.1.2 Thiết kế phiếu dự giờ lớp Nhằm tìm hiểu về quá trình dạy học của các GV triển khai tại lớp, ngƣời nghiên cứu đã thiết kế phiếu dự giờ và đánh giá các hoạt động trong lớp. Các nội dung của phiếu dự giờ bao gồm các mặt: Nội dung, phƣơng pháp, phƣơng tiện, tổ chức và kết quả. 3.1.3. Thiết kế phiếu khảo sát sau thực nghiệm Sau khi tiến hành dạy thực nghiệm, tác giả đã thiết kế phiếu khảo sát để đánh giá HS lớp thực nghiệm để kiểm tra kết quả thực nghiệm với các câu hỏi về mức độ hiểu bài, khả năng vận dụng để giải bài tập và mức độ hứng thú khi học môn Hóa học. 4. XỬ LÝ SỐ LIỆU BẰNG SPSS VÀ EXCEL Sau quá trình thu thập dữ liệu, ngƣời nghiên cứu tiến hành xử lý để để đƣa ra các số liệu cụ thể gồm hai hình thức chủ yếu: xử lý bằng SPSS và xử lý bằng Excel Ngƣời nghiên cứu sử dụng phần mềm SPSS. 20 (Statistical Package for Social Sciences) để phân tích các số liệu phần trăm và kiểm nghiệm biến số về điểm số giữa hai lớp. Phần mềm SPSS hỗ trợ trong việc tính số liệu, lập biểu bảng và báo cáo tổng hợp kết quả. Ngƣời nghiên cứu đã tiến hành nhập các câu hỏi khảo sát trong cửa sổ Variable View. Sau đó ấn chọn thẻ Data view để nhập số liệu cụ thể. Các biến cần đƣợc gán các giá trị cụ thể tại Variable view tại cột Values. Muốn xuất số liệu % nên ngƣời nghiên cứu đã vào Analyze\Descriptive Statisticss\Frequencies sau đó nhập số liệu từ kết quả phiếu khảo sát. Phần mềm SPSS có ƣu điểm trong việc nhập và xuất các số liệu, bảng biểu nhƣng các bảng đều thể hiện ở hình thức tiếng Việt không dấu và biểu đồ còn đơn điệu nên rất khó theo dõi. Vì vậy ngƣời nghiên cứu đã vẽ biểu đồ bằng phần mềm Excel bằng kết quả của 4
5. SPSS. Các biểu đồ trong excel giúp ngƣời xem dễ so sánh các số liệu thống kê (biểu đồ cột, biểu đồ phân phối tần số) và phân loại kết quả (biểu đồ hình tròn). Để kiểm tra độ tin cậy của các số liệu sau khi tính toán so sánh, ngƣời nghiên cứu đã tiến hành kiểm nghiệm Chi bình phƣơng với sự hỗ trợ của phần mềm SPSS. Kết quả từ bảng phân tích của SPSS cho thấy số lƣợng phân loại cụ thể của từng mức độ (giỏi, khá, trung bình, yếu) và từng tần số kỳ vọng cho mỗi đối tƣợng. Bảng số liệu Chi bình phƣơng giúp đƣa ra số liệu nhanh chóng và chính xác, từ đó so sánh với bảng giá trị của Chi bình phƣơng χ2 để rút ra kết luận. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài “Dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa môn Hóa học 12 tại trung tâm Giáo dục thƣờng xuyên tỉnh Bình Dƣơng”, ngƣời nghiên cứu đã hoàn thành đề tài với kết quả nghiên cứu nhƣ sau: 1.1 TÓM TẮT NỘI DUNG Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa, phân tích các định nghĩa, đặc trƣng và tính chất của tối ƣu hóa để vận dụng vào dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa. Khảo sát đƣợc thực trạng việc dạy và học môn Hóa học tại trung tâm GDTX tỉnh Bình Dƣơng để tìm hiểu những thiếu sót cũng nhƣ những khó khăn nhằm tìm ra mô hình học tập phù hợp với tình hình thực tế. Tác giả đã triển khai dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa bằng việc kết hợp thiết kế ra bảng tối ƣu dùng trong dạy học. Hình thức học tập theo hƣớng tối ƣu hóa đã đƣợc vận dụng vào thiết kế hai bài giảng môn Hóa học lớp 12 và tiến hành thực nghiệm trên hai lớp. Sau khi thực nghiệm, ngƣời nghiên cứu đã cho HS làm bài kiểm tra, đồng thời phát phiếu thăm dò nhằm đánh giá kết quả học tập theo hƣớng tối ƣu hóa đến học sinh. Kết quả bƣớc đầu cho thấy đƣợc những chuyển biến tích cực trong việc hứng thú học tập môn Hóa học. Thông qua các giờ học theo hƣớng tối ƣu hóa, học sinh hiểu đƣợc lý thuyết và đã vận dụng đƣợc vào giải bài tập, kết quả kiểm tra trên lớp thực nghiệm cũng cao hơn rõ rệt so với lớp đối chứng. Tuy nhiên, mặc hạn chế thể hiện ở việc ngƣời nghiên cứu chỉ mới tiến hành thực nghiệm trong khuôn khổ hai bài học trong chƣơng trình học nên kết quả nghiên cứu chỉ mới mang tính chất tƣơng đối. 5
6. Thông qua kết quả nghiên cứu đã thấy đƣợc tính khả thi của việc triển khai dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa, góp phần nâng cao hiệu quả và kết quả học tập. Đặc biệt tác giả đã thiết kế đƣợc Bảng tối ƣu hóa tính chất hóa học của kim loại, để dạy hai bài nhƣ tác giả đã đề xuất, giúp học sinh hiểu bài và vận dụng nhanh nhất, với việc chỉ cần di chuyển thanh chỉ tính chất hóa học của kim loại. 1.2 ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1 Lý luận Thông qua nghiên cứu lý luận, đề tài đã nỗ lực bổ sung thêm nhiều nội dung về: Lịch sử vấn đề nghiên cứu, các khái niệm dạy học theo hƣớng tối ƣu, các thành tố, các giai đoạn của dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa, thiết kế bảng tối ƣu hóa và các kỹ thuật vận dụng khi dạy học theo hƣớng tối ƣu. 1.2.2 Thực tiễn Khi ngƣời học tham gia học tập theo hƣớng tối ƣu hóa giúp ngƣời học xóa đi cảm giác chán nản môn học bởi vì học không hiểu và hổng kiến thức nền mà thay vào đó là việc hứng thú học tập môn học hơn. Điều này giúp các em học sinh học tập đồng đều các môn học hơn và xa hơn nữa là góp phần nâng cao chất lƣợng giáo dục, kéo theo gia tăng chất lƣợng đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu xã hội. Một minh chứng thực tế cho thấy khi áp dụng hình thức học tập theo hƣớng tối ƣu hóa cho lớp TN thì có sự chênh lệch điểm số giữa lớp TN và lớp ĐC, đồng thời sự hứng thú học tập của HS cũng thay đổi theo hƣớng tích cực hơn. 1.2.3 Tự đánh giá tính mới của đề tài Ngƣời nghiên cứu đã tham khảo các tài liệu để tìm hiểu và phân tính những ứng dụng lớn lao của tối ƣu hóa trong dạy học từ các tác giả nổi tiếng về tối ƣu hóa trong và ngoài nƣớc. Bên cạnh đó, ngƣời nghiên cứu đã tiến hành điều tra, khảo sát trình độ học sinh, từ đó thấy đƣợc điểm yếu về sự chênh lệch độ tuổi, kiến thức nền và trình độ của học sinh để tìm ra phƣơng pháp học tập phù hợp nhất với tình hình hiện tại. Ngoài ra, ngƣời nghiên cứu đã xây dựng quy trình dạy hoc theo hƣớng tối ƣu hóa dành cho môn học để tạo sự logic khi thiết kế bài giảng cho nội dung từng bài. 6
7. Khi đối chiếu với các nghiên cứu trƣớc đây về trình bày kết quả áp dụng tối ƣu hóa trong giảng dạy, ngƣời nghiên cứu đã tiến hành thực nghiệm, kiểm nghiệm giả thuyết và còn kiểm nghiệm Chi bình phƣơng để kiểm tra độ tin cậy của các số liệu đã tổng hợp. Ở Việt Nam chƣa có một đề tài nào nghiên cứu về dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa, đây là đề tài đầu tiên cũng là đề tài dẫn dắt nhiều nghiên cứu hơn về dạy học theo hƣớng TUH trong tƣơng lai. Đặc biệt hơn là tác giả đã thiết kế đƣợc những phƣơng tiện TUH nhƣ Bảng tối ƣu hóa, giúp học sinh hiểu bài và vận dụng vào giải bài tập nhanh nhất, chính xác, tạo hứng thú học tập cho học sinh. 1.3 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Trong thời gian tiến hành nghiên cứu có giới hạn nên ngƣời nghiên cứu chỉ thực hiện hai bài dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa. Ngƣời nghiên cứu sẽ cố gắng thực hiện: • Thiết kế bài giảng theo hƣớng tối ƣu hóa cho các lớp môn Hóa học tại trung tâm GDTX tỉnh Bình Dƣơng. Đặc biệt là thiết kế đƣợc bảng dạy học tối ƣu cho tất cả các bài học và chƣơng học của môn học. • Trên cơ sở áp dụng quan điểm dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa sẽ áp dụng giảng dạy cho môn Hóa học ở tất cả các lớp tại trung tâm GDTX tỉnh Bình Dƣơng. 2. KIẾN NGHỊ Để triển khai hình thức dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa có hiệu quả, ngƣời nghiên cứu có một số kiến nghị sau: Về phía Nhà trƣờng: Có kế hoạch triển khai ứng dụng dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa nhằm nâng cao chất lƣợng dạy và học giúp tạo uy tín cho trung tâm, giúp cải thiện đƣợc tình trạng học sinh học rất lâu mới có thể tốt nghiệp đƣợc. Khuyến khích GV tham gia các khóa bồi dƣỡng phƣơng pháp dạy học và có các cuộc thi viết, thực hành các phƣơng pháp dạy học mới theo các quan điểm hiện đại, nhằm kích thích giáo viên thƣờng xuyên nghiên cứu để đổi mới phƣơng pháp dạy học phù hợp với thực tiễn. Tổ chức các buổi hội thảo giữa các giáo viên trong và ngoài trƣờng tạo điều kiện học hỏi các phƣơng pháp dạy học mới. 7
8. Đầu tƣ về cơ sở vật chất, trang thiết bị, cập nhật phƣơng tiện dạy học cho việc đổi mới phƣơng pháp dạy và khuyến khích giáo viên, học sinh thiết kế đƣợc các phƣơng tiện dạy học tối ƣu nhất. Tổ chức các buổi họp chuyên môn để đƣa ra các ý kiến đóng góp về đổi mới phƣơng pháp giảng dạy, tạo cơ hội học hỏi lẫn nhau. Về phía Giảng viên: Khi áp dụng dạy học theo hƣớng tối ƣu hóa thì giáo viên phải biết đƣợc học sinh của mình sợ nhất cái gì mà từ cái sợ nhất ấy ngƣời giáo viên phải tìm ra cho đƣợc các giải pháp tốt nhất để dạy học nhằm cải tiến sự chán nản môn học thành sự hứng thú môn học và nâng cao chất lƣợng học tập cho học sinh. GV cần cập nhật thông tin, học hỏi kiến thức mới, trau dồi kỹ năng sƣ phạm và phải nắm vững chuyên môn và có khả năng truyền đạt tốt. Cần tham gia các khóa học bồi dƣỡng đổi mới phƣơng pháp để tiếp cận các xu hƣớng mới sau đó thiết kế cho phù hợp với tình hình thực tế tại nơi mình đang làm việc. Luôn cũng cố và phát triển năng lực chuyên môn, tìm kiếm, nghiên cứu tài liệu trong và ngoài nƣớc để học hỏi các phƣơng pháp dạy học mới hiện đâị, sáng tạo trong giáo dục để đổi mới phƣơng pháp dạy học của mình nhằm nâng cao chất lƣợng dạy và học là một điều đáng kích lệ. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] nguon-cung-cap-nang-luong-dap-ung-nhu-cau-voi-tham-chieu-dac-bie [2] [3] [4] Từ điển giáo dục (2009), NXB Từ điển bách khoa [5] Nguyễn Ngọc Quang (1994), Chuyên đề lý luận dạy học, Trƣờng CBQL Giáo dục và Đào tạo II. [6] ansysworkbench [7] vn-khong-the-dot-pha-ky-thuat.html 8
9. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2016-2017 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.