Luận án dạy học kỹ thuật số cho sinh viên sư phạm kỹ thuật theo lý thuyết tải nhận thức

ix DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3. Biểu đồ thể hiện kết quả điểm đầu vào trƣớc thực nghiệm của 2 lớp TN và ĐC. Biểu đồ thể hiện kết quả điểm đầu vào sau thực nghiệm của 2 lớp TN và ĐC. Đồ thị tần suất kết quả đầu ra của 2 lớp TN và ĐC.

Đồ thị tần suất hội tụ tiến kết quả đầu ra. Biểu đồ mô tả giá trị trung bình kết quả phản hồi của SV. Sự phát sinh, phát triển các cấu trúc nhận thức và cấu trúc trí tuệ (Jean Piaget). Mô hính các giai đoạn của quá trình xử lí thông tin.

Quá trình xử lì thông tin kĩ thuật. Mô hình xử lí thông tin trong não bộ. Tiến trình thiết kế dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức. Sơ đồ xác định hoạt động dạy học dựa theo lí thuyết tải nhận thức.

Lí do chọn đề tài Các hệ thống truyền thông và điều khiển ngày càng đƣợc nâng cao chất lƣợng, không ngừng đƣợc thông minh hoá và hiện đại hoá trong bối cảnh của sự phát triển kỉ nguyên công nghệ số. Sự bùng nổ của các sản phẩm công nghệ cao ngày nay phần nhiều là kết quả của sự ra đời và phát triển của công nghệ kĩ thuật số và hệ thống thông tin số. Đặc biệt cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ đƣợc gọi là Công nghiệp 4.0 tập trung vào công nghệ kỹ thuật số. Tại các doanh nghiệp mọi hoạt động từ quản lì, sản xuất đã dần đƣợc chuyển đổi số; internet vạn vật (IoT) đã thâm nhập vào trong hầu hết công đoạn của quá trính sản xuất.

Các lĩnh vực khác cũng đang trong quá trình đẩy mạnh áp dụng những thành tựu của sự biến đổi kĩ thuật số trong mọi hoạt động. Đặc biệt trong giáo dục đào tạo quá trính chuyển đổi số cũng đang diễn ra rất mạnh mẽ tại các nhà trƣờng. Điều này đã ảnh hƣởng đến hoạt động đổi mới phƣơng pháp dạy và học trong bối cảnh mới. Đổi mới phải hƣớng đến cụ thể, thiết thực các hoạt động để có kết quả cao nhƣ nội dung phải đƣợc đa dạng và mới mẻ, tài liệu học tập phải đƣợc trính bày đa dạng và phong phú để đáp ứng yêu cầu của các cấp bậc học và nhu cầu học tập suốt đời của mọi ngƣời; sự thay đổi trong dạy học phải phát huy tình chủ động, tìch cực, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của ngƣời học; hạn chế cách giảng dạy chỉ ghi nhớ máy móc, truyền thụ áp đặt một chiều làm ngƣời học thiếu sự chủ động trong kiến tạo kiến thức cho bản thân.

Để ngƣời học kiến tạo tri thức cần phải tập trung dạy cách học, cách nghĩ, nâng cao chất lƣợng tự học, tạo cơ sở để ngƣời học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực. Trong bối cảnh sự phát triển của công nghệ, hính thức học tập ngày càng đa dạng không chỉ có dạy học trên lớp nhƣ trƣớc, và đặc biệt 2 phải nâng cao các hoạt động nghiên cứu khoa học, hoạt động xã hội, ngoại khóa. Và đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông là nhiệm vụ cấp thiết để nâng cao chất lƣợng trong dạy và học [4]. Kĩ thuật số thuộc khối kiến thức cơ sở ngành trong chƣơng trính đào tạo của khối ngành công nghệ kĩ thuật và sƣ phạm kĩ thuật tại các trƣờng đại học sƣ phạm kĩ thuật.

Học phần nhằm trang bị kiến thức cơ bản về hệ thống số, cách biểu diễn các đại lƣợng bằng hệ thống số, nguyên tắc phân tìch, thiết kế các mạch số từ đó giúp ngƣời học nắm vững yếu tố nền tảng kĩ thuật trong các mạch số ứng dụng trong các thiết bị Điện, Điện tử, trang bị những nền tảng kiến thức để SV học các học phần chuyên ngành trong chƣơng trính đào tạo. Tuy nhiên trong học tập Kĩ thuật số SV còn khó khăn trong việc nắm vững các quy tắc biểu diễn đại lƣợng bằng hệ thống số, các định luật và mối quan hệ của đại số logic, các phƣơng pháp tối thiểu mạch logic, nguyên tắc hoạt động của các cổng logic và mạch logic, việc thiết kế mạch logic còn sai hoặc chƣa đảm bảo tối ƣu trong thiết kế mạch số. Nội dung của học phần có tình trừu tƣợng cao, mối quan hệ giữa các thành tố nội dung còn phức tạp gây ra tải nhận thức cao trong quá trính học tập cho SV. Chình ví vậy mà kết quả học tập Kĩ thuật số của SV còn thấp.

Lì thuyết tải nhận thức là một nhánh phát tiển của lì thuyết nhận thức. Lì thuyết tải nhận thức là lì thuyết học tập nghiên cứu quá trính xử lì thông tin theo mô hính trì nhớ (bộ nhớ) và các loại tải nhận thức gây ra trong quá trình xử lì thông tin trong vùng trì nhớ làm việc để từ đó định hƣớng các tổ chức trong dạy học nhằm kiểm soát đƣợc tải nhận thức trong học tập của SV [44][45][55][56][62][67] [68][69][70][71][72][79][83]. Đổi mới phƣơng pháp dạy học góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học Kĩ thuật số theo cơ sở về tải nhận thức, cách thiết kế dạy học và tổ chức giảng dạy để kiểm soát tải nhận thức cho SV là rất cần thiết. Do đó tác giả đã lựa chọn đề tài luận án là “Dạy học Kĩ thuật số cho sinh viên sư phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức”.

Mục đích nghiên cứu Đề xuất tiến trình, biện pháp dạy học theo lí thuyết tải nhận thức để nâng cao hiệu quả trong dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật. Đối tượng nghiên cứu Tiến trình, biện pháp dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức.

Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu về nội dung: Tiến trình, biện pháp dạy học theo lí thuyết tải nhận thức đƣợc triển khai trong dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật. - Phạm vi nghiên cứu thực trạng: Phạm vi điều tra, khảo sát thực trạng dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức tại các trƣờng đại học sƣ phạm kỹ thuật: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Hƣng Yên, đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chì Minh, đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Vĩnh Long, đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Nam Định, đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Vinh. - Phạm vi thực hiện kiểm nghiệm sƣ phạm: Thực nghiệm tại trƣờng đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Hƣng Yên, triển khai dạy học một số nội dung điển hình để kiểm nghiệm tính khả thi của tiến trình và biện pháp dạy học theo lí thuyết tải nhận thức. Giả thuyết khoa học Nếu kiểm soát đƣợc tải nhận thức của sinh viên sƣ phạm kĩ thuật trong quá trình học tập Kĩ thuật số thông qua tiến trình thiết kế và các biện pháp dạy học theo lí thuyết tải nhận thức thì sẽ đem lại hiệu quả và tác động tích cực trong dạy học Kĩ thuật số cho sinh viên sƣ phạm kĩ thuật.

Nhiệm vụ nghiên cứu 5. Xác định cơ sở lí luận và thực tiễn dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức. Xây dựng tiến trình thiết kế và biện pháp dạy học Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức. Thiết kế dạy học Kĩ thuật số theo tiến trình và biện pháp theo lí thuyết tải nhận thức.

Kiểm nghiệm đánh giá tình đúng đắn, hợp lí, khả thi của tiến trình, biện pháp dạy học một số nội dung Kĩ thuật số cho SV sƣ phạm kĩ thuật theo lí thuyết tải nhận thức. Phƣơng pháp nghiên cứu 6. Các phương pháp nghiên cứu lí luận Tác giả sử dụng các phƣơng pháp phân tích và tổng hợp, hệ thống hóa và phân loại các tài liệu lí luận ở trong và ngoài nƣớc về những lí thuyết học tập theo cơ sở của thuyết nhận thức và lí thuyết tải nhận thức; dạy học theo lí thuyết tải nhận thức; các tài liệu liên quan đến mô hình xử lí thông tin, mô hình thiết kế dạy học giảm tải nhận thức. Từ đó đƣa ra đƣợc tiến trình, nguyên tắc, bản chất và các biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức để phát triển cơ sở lí luận cho vấn đề nghiên cứu của luận án.

Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Tác giả sử dụng phƣơng pháp điều tra bằng bảng hỏi và phỏng vấn GV để tìm hiểu thực trạng dạy học Kĩ thuật số dƣới góc độ lí thuyết tải nhận thức ở một số trƣờng ĐHSPKT. - Bên cạnh đó, tác giả sử dụng cả phƣơng pháp quan sát để tìm hiểu hoạt động dạy học Kĩ thuật số của GV trong các giờ lên lớp, môi trƣờng dạy học tại Khoa Điện – Điện tử ở Trƣờng ĐHSPKT Hƣng Yên. Từ đó xác định những biểu hiện quá tải của SV trong quá trình học tập học phần Kĩ thuật số. 5 - Để kiểm nghiệm các biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức cho SV sƣ phạm kĩ thuật tác giả đã sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm.

- Những đánh giá của chuyên gia về chất lƣợng thiết kế các bài học minh họa trong đề tài là rất cần thiết, nhằm khẳng định chất lƣợng của các bài học đƣợc tiến hành thực nghiệm sƣ phạm, thông qua những đánh giá đó sẽ giúp tác giả đánh giá đƣợc tính cần thiết và tính khả thi của các biện pháp dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức cho SV sƣ phạm kĩ thuật. Do đó phƣơng pháp chuyên gia cũng đƣợc tác giả sử dụng trong quá trình thực hiện đề tài. Các phương pháp hỗ trợ khác - Sử dụng phần mềm MS.Excel để xử lí số liệu, thông tin về thực trạng dạy học Kĩ thuật số dƣới góc độ lí thuyết tải nhận thức ở một số trƣờng ĐHSPKT. - Xử lí số liệu thực nghiệm sƣ phạm theo kiểm định “Independent Samples T-test” trong SPSS.

- Xử lí số liệu, thông tin từ phƣơng pháp chuyên gia bằng phần mềm MS. Những đóng góp mới của đề tài 7. Về lí luận - Hệ thống lại cơ sở lí luận về mô hình trí nhớ, quá trình xử lí thông tin trong não bộ, các mô hình thiết kế dạy học. - Xác định cơ sở của các loại tải nhận thức, nguyên nhân gây tải trong quá trình học tập Kĩ thuật số của SV sƣ phạm kĩ thuật.

- Xác định đƣợc tiến trình, biện pháp thiết kế và tổ chức dạy học Kĩ thuật số theo lí thuyết tải nhận thức.