Cơ S Ở Khoa Học Của Việc Thiết Kế Và S Ử Dụ Ng Bđkn Trong D Ạy Học

dụng dễ dàng tạo lập và sửa đổi các BĐKN nhờ bộ xử lí văn bản, nó còn cho phép những người sử dụng có thể trao đổi được với nhau trong khi thiết kế bản đồ, bất cứ ai sử dụng Internet cũng có thể truy cập vào. Phần mềm này cho phép liên kết các nguồn dữ liệu vào BĐKN để làm rõ nội dung bản đồ, cho phép tìm kiếm những thông tin có liên quan [46], [47], [48], [53].

* Về việc ứng dụng BĐKN trong dạy học

Có nhiều tác giả và nhóm tác giả nghiên cứu về việc ứng dụng BĐKN trong DH. Các tác giả đều cho thấy vai trò của BĐKN trong DH , “Trong DH, sáng tạo và sử dụng kiến thức, BĐKN là một công cụ hiệu quả trong trường học” [58], [61], [71]. Theo Birbili Maria, BĐKN là một công cụ giảng dạy hữu ích, ngay cả trong giáo dục mầm non. BĐKN có thể được sử dụng để giúp các em nhìn thấy các KN và mối quan hệ giữa các KN. BĐKN giúp GV đánh giá sự hiểu biết về KN của trẻ em. Trong giáo dục mầm non, trực tiếp hướng dẫn và thiết kế mô hình BĐ KN là cần thiết để cho trẻ em và giúp các em có thể tạo ra các BĐKN của mình [65].

BĐKN là những tư liệu giúp người học học tập thuận lợi hơn. Người học

hiểu được vấn đề nhờ có BĐKN, BĐKN đóng vai trò như người đối diện để học tập (Wilison và Wiliam, 1994; Novak và Gowin, 1984) [68]. BĐKN cung cấp cho người học một chiến lược tổ chức và liên kết rõ ràng các KN, nên nó là một công cụ phù hợp cho người học trong học tập.

BĐKN là công cụ, là môi trường để hợp tác nhằm tăng cường khả năng giải quyết bài toán của người học, giúp người học phát triển kỹ năng làm việc nhóm (Roth,1994; Okebukola,1992), GV có thể đưa các KN, đường nối, từ nối, các chủ đề… yêu cầu HS làm việc theo nhóm để tạo BĐKN hoặc bổ sung những chỗ thiếu [75]. Khi người học làm việc hợp tác tro ng nhóm và sử dụng BĐKN để hướng dẫn hoạt động nhận thức thì sự nhận thức sẽ tăng đáng kể (Presszler, 2004).

Trong một công trình dựa trên khoảng 150 nghiên cứu về ứng dụng của BĐKN của một nhóm tác giả, trong đó các tác giả đã cho rằng trong học tập

tích cực, BĐKN tạo thuận lợi cho việc tăng cường sự lĩnh hội và lưu trữ các kiến thức ở người học [62].

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 220 trang tài liệu này.

Việc sử dụng BĐKN trong kiểm tra đánh giá được nghiên cứu bởi nhiều tác giả như Williams (1998), Markham và Mintzes (1994), các tác giả cho rằng bằng cách so sánh và đánh giá sự khác biệt giữa BĐKN của các chuyên gia với BĐKN của người học sẽ biết được khả năng lĩnh hội kiến thức của người học. Kết quả có được dựa trên so sánh chủ quan (Williams, 1998) hoặc điểm số (Markham và Mintzes, 1994). Các tác giả lập luận rằng BĐKN có thể được coi như một công cụ đánh giá vì nó phản ánh những quan niệm sai của người học (Roberts, 1999; Kinchin, 2000) [69], [70], [75].

Ngoài ra còn một số tác giả nghiên cứu và ứng dụng BĐKN trong các lĩnh vực khác nhau. Theo các tác giả K. M. Ford, Coffey, J. W, R. Hoffman “BĐKN là cơ sở để tiếp cận và chia sẻ kiến thức chuyên gia” [58]. Các tác giả David L. Darmofal, Diane H. Soderholm, và Doris R. Brodeur đã nghiên cứu BĐKN và khẳng định việc sử dụng BĐKN góp phần nâng cao sự hiểu biết các KN [54]. Safayeni, Derbentseva đã nghiên cứu các dạng BĐKN và xác định hiệu quả của chúng trong việc kích thích tư duy hệ thống của HS [55], [56]. Các tác giả T.В. Иванова – Г.С. Kалинова – A.H. Mягkова (Liên Xô cũ), đã nghiên cứu việc sử dụng các BĐKN và sơ đồ khái quát để hệ thống hoá kiến thức [80].

* Nghiên cứu BĐKN trong dạy học Sinh học

Có nhiều tác giả nghiên cứu và ứng dụng BĐKN trong DH Sinh học. Các tác giả đều cho rằng sử dụng BĐKN trong DH Sinh học là hiệu quả và rất cần thiết.

Soyibo (1995), đã sử dụng BĐKN để xác định sự khác biệt trong việc trình bày các chủ đề của SGK Sinh học 6. Tác giả cho rằng việc phân tích bằng các BĐKN là một cách thích hợp để so sánh các SGK.

Theo Ian M. Kinchin, BĐKN là công cụ hỗ trợ cho DH Sinh học vì vậy việc ứng dụng là rất cần thiết [63], [64].

Trong đề tài nghiên cứu “BĐKN: một công cụ dùng trong DH Sinh học”

Stewart, James và cộng sự đã khái quát một số hình thức sử dụng BĐKN trong DH Sinh học, qua hai mô hình cụ thể có sử dụng BĐKN để dạy DTH và Sinh thái học. Các tác giả cho rằng việc sử dụng BĐKN như một công cụ để giảng dạy, thiết kế chương trình cũng như một phương tiện để đánh giá thành quả học tập của HS [78].

Trong nghiên cứu của Pearsall (1997), BĐKN được dùng trong suốt khóa học SH ở trường cao đẳng. Kết quả cho thấy sự tích lũy kiến thức và khả năng liên kết các kiến thức mới với kiến thức đã học được tăng dần [74].

Các tác giả Firas Corri và Radwan O.Al-Abed (2008) đã chỉ rõ ưu điểm của việc sử dụng BĐKN trong DH Sinh học đó là việc cung cấp những hình ảnh trực quan của KN, qua đó việc học được tập trung và rõ ràng hơn. Điều đó giúp GV chuyển những hình ảnh và những mối quan hệ giữa các KN trong chủ đề tới người học một cách dễ dàng. Các tác giả cho rằng việc sử dụng BĐKN trong DH Sinh học là có hiệu quả. Theo nghiên cứu này, các HS tỏ ra nhất trí cao với việc sử dụng BĐKN và nhận ra các giá trị của BĐKN [57].

Ngoài ra một số tác giả như: Hagit Yarden, Gili Marbach và Jonathan M.

Gershoni, Deborah Allen và Kimberly Tanner, Trowbridge và Wandersee, Kevin M. Zak, H. Bruce Munson đã kết luận BĐKN là công cụ hữu ích cho việc hình thành cách thức tổ chức bài giảng của các GV trong tương lai [59], [60].

1.1.3.2. Nghiên cứu BĐKN ở Việt Nam

Ở Việt Nam, hiện nay sử dụng BĐKN vẫn là một hướng nghiên cứu mới. Một số chương trình giáo dục nước ngoài tại nước ta cũng sử dụng BĐKN như chương trình Intel [31]. Trong những năm gần đây BĐKN bước đầu được sử dụng trong giáo dục, nhưng mức độ ứng dụng trong các môn học c òn rất ít.

Đối với môn SH cấp THPT, BĐKN được nhắc đến như một phương pháp học [10] và đưa vào chương trình giáo khoa SH 10 với một bài tập trong bài ôn tập phần SH tế bào (chương trình cơ bản) [20].

Các tác giả Trần Bá Hoành, Trịnh Nguyên Giao cũng đã đề cập đến vai trò của BĐKN, các tác giả cho rằng BĐKN vẽ ra các mối quan hệ, các móc

xích kết nối các kiến thức mới học được với nhau, kết nối các thông tin mới với những thông tin đã có. BĐKN giúp cho trí nhớ dễ dàng tái hiện các thông tin có liên quan dựa vào những KN then chốt, các tác giả đã đưa ra một số bài tập để rèn luyện kĩ năng lập BĐKN cho HS [25].

Tác giả Trần Bá Hoành trong “Đổi mới PPDH, chương trình và SGK” đã

cho rằng “Ở khâu xử lý thông tin, người ta quan tâm đến kỹ thuật thiết kế BĐKN. BĐKN thiết kế trong đầu cũng đã có lợi cho tư duy nhưng sẽ có tác dụng hơn cho học tập nếu cụ thể hóa bản đồ đó trên giấy, trên bảng… BĐKN giúp cho trí nhớ dễ dàng tái hiện các thông tin có liên quan dựa vào những KN then chốt” [26, tr.158].

Tác giả Phan Đức Duy [16] bước đầu nghiên cứu cơ sở tâm lý nhận thức và quy trình chung về sử dụng BĐKN trong DH Sinh học cấp THPT.

Tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh [14], [15] bước đầu nghiên cứu về cơ sở tâm

lý nhận thức, vai trò, quy trình chung thiết kế BĐKN trong DH cũng như tiện ích của phần mềm Cmap Tools trong việc thiết kế BĐKN.

Tác giả Ngô Văn Hưng (2010) trong luận án tiến sĩ Giáo dục học “Rèn

luyện HS kĩ năng hệ thống hóa kiến thức trong dạy học SH 9” đã chỉ ra vai trò của BĐKN trong DH, tác giả cho rằng BĐKN là một trong những biện pháp logic dùng để thiết kế các sơ đồ và hệ thống các KN. Theo tác giả “Dựa trên BĐKN, HS có được những kĩ năng: tái hiện, suy luận logic, phân tích, tổng hợp… Ngoài ra, khi thiết lập được một BĐKN, HS sẽ đạt tới trình độ tư duy khái quát rất cao. BĐKN giúp HS phân biệt rõ KN giống - loài; cái chung - cái riêng; cái toàn thể - cái bộ phận… Ngôn ngữ cô đọng, súc tích của BĐKN cho phép hình thành tư duy ngắn gọn… Kỹ thuật học tập theo BĐKN của HS có tác dụng tăng tính khoa học trong việc học tập đồng thời tiết kiệm tối đa bộ nhớ…”[30].

Tóm lại, qua tổng quan tài liệu về BĐKN thấy rằng, các tác giả đều nhấn mạnh vai trò hữu ích của BĐKN trong các lĩnh vực đặc biệt là trong DH.

Trên thế giới, BĐKN đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong

nhiều lĩnh vực khác nhau. Cụ thể các tác giả đã nghiên cứu cơ sở tâm lý nhận thức của BĐKN, phần mềm xây dựng BĐKN – phần mềm Cmap Tools; BĐKN được sử dụng trong quản lý, nghiên cứu khoa học, lập kế hoạch và trong DH (dạy một chủ đề, đánh giá…).

Ở Việt Nam, việc thiết kế và sử dụng BĐKN còn ít tác giả quan tâm. Đã

có một số tác giả bước đầu nghiên cứu về BĐKN trong DH, nhưng cho đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu một cách có hệ thống về thiết kế và sử dụng BĐKN trong DH nói chung và trong DH phần DTH nó i riêng. Vì vậy việc tiếp tục làm rõ cơ sở lý thuyết của BĐKN cũng như xác định được quy trình thiết kế và quy trình sử dụng BĐKN vào quá trình DH để nâng cao hơn nữa chất lượng DH bộ môn SH là rất cần thiết.

1.2. Cơ sở khoa học của việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học

1.2.1. Cơ sở lý luận

1.2.1.1. Cơ sở triết học (cơ sở phương pháp luận)

Cơ sở triết học của việc thiết kế và sử dụng BĐKN là phương pháp tiếp cận cấu trúc - hệ thống.

Lý thuyết hệ thống là một luận thuyết nhằm nghiên cứu và giải quyết các vấn đề theo quan điểm toàn vẹn tức là nghiên cứu giải quyết các vấn đề một cách có căn cứ khoa học, có hiệu quả và hiện thực dựa trên tất cả các yếu tố cấu thành nên đối tượng [4], [27], [38].

* Khái niệm hệ thống: Có nhiều cách định nghĩa khác nhau về hệ thống, những định nghĩa đó đều có những điểm chung: “Hệ thống” là một tập hợp các phần tử có mối quan hệ, tác động tương hỗ theo những quy luật nhất định trở thành một chỉnh thể, qua đó làm xuất hiện những thuộc tính mới của hệ thống vốn không có khi những yếu tố đó đứng riêng lẻ.

Mỗi phần tử cấu thành hệ thống, có tính độc lập tương đối. Một hệ thống

gồm nhiều phần tử, phần tử là đơn vị cấu trúc và đơn vị chức năng của hệ

thống. Ví dụ, nếu coi cơ thể động vật là một hệ thống thì các hệ cơ quan, các cơ quan, các mô, các tế bào là phần tử của hệ thống cơ thể ở các cấp độ khác nhau. Mỗi hệ thống có thể gồm nhiều hệ thống nhỏ hơn. Khi đó mỗi hệ thống nhỏ là thành tố của hệ thống lớn hơn tương ứng.

Như vậy, mỗi hệ thống vừa là hệ thống, đồng thời lại vừa là yếu tố của

một hệ thống khác có cấp độ rộng lớn hơn. Mỗi yếu tố vừa là yếu tố, đồng thời lại vừa là hệ thống của các yếu tố khác có cấp độ hẹp hơn.

* Tiếp cận cấu trúc - hệ thống: Tiếp cận cấu trúc - hệ thống là cách thức xem xét đối tượng như một hệ toà n vẹn, tự sinh thành và phát triển thông qua giải quyết mâu thuẫn nội tại, do sự tương tác hợp quy luật của các thành tố; là cách phát hiện ra lôgic phát triển của đối tượng từ lúc sinh ra đến lúc trở thành hệ toàn vẹn [27].

Việc tiếp cận hệ thống là phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống một cách khoa học, phù hợp với quy luật tự nhiên. Tổng hợp và phân tích là hai mặt không thể tách rời trong quá trình nhận thức. Phương pháp phân tích cấu trúc là thao tác tư duy đi từ cái toàn thể đến cái bộ phận thông qua việc xác định thành phần và cấu tạo của hệ thống. Phương pháp tổng hợp hệ thống là thao tác tư duy đi từ cái bộ phận đến cái toàn thể thông qua việc xác định cấu trúc của hệ thống. Phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống luôn gắn liền với nhau, tức là các yếu tố của hệ thống luôn được xem xét trong một chỉnh thể thống nhất, thống nhất giữa các yếu tố trong hệ thống, thống nhất giữa các yếu tố của hệ thống với môi trường.

Sự thống nhất giữa hai phương pháp phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ

thống là bản chất của phương pháp tiếp cận cấu trúc - hệ thống. Như vậy phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống và là hai mặt không thể tách rời trong quá trình tiếp cận cấu trúc - hệ thống [36], [38], [39].

* Hệ thống hóa: Theo từ điển tiếng Việt do Hoàng Phê chủ biên “Hệ thống hóa” có nghĩa: làm cho trở nên có hệ thống (ví dụ: hệ thống hóa những kiến thức đã học được) [37, tr. 418].

Trong DH, khi tiếp cận với một nguồn thông tin nào đó người ta thường phân tích để sắp xếp chúng theo những quan hệ nhất định tạo thành một tổ hợp hệ thống logic nhờ đó cho ta một kiến thức gọi là hệ thống hoá kiến thức. Như vậy hệ thống hoá kiến thức là đặt mỗi kiến thức vào đúng tọa độ trong mối quan hệ nhất định. Hệ thống hoá kiến thức là một quá trình thực hiện các thao tác logic để sắp xếp kiến thức vào một hệ thống nhất định để cho một hiểu biết mới sâu sắc về bản chất đối tượng nghiên cứu.

Như vậy có thể thấy: Hệ thống là tập hợp nhiều yếu tố, đơn vị cùng loại hoặc cùng chức năng có quan hệ với nhau chặt chẽ làm thành một thể thống nhất; hệ thống hóa là làm cho lớp sự vật hiện tượng trở nên có hệ thống, là biện pháp sắp xếp một cách logic các yếu tố, các nội dung thông tin về các đối tượng, hiện tượng nghiên cứu; chúng được chỉnh thể hóa theo một quan điểm nhất định nhờ đó phản ánh đượ c đầy đủ đặc điểm bản chất về đối tượng đó.

Trong DH việc hệ thống hóa kiến thức được sử dụng để GV gia công nội dung tài liệu, SGK một cách cô đọng nhưng vẫn tải được nhiều thông tin , từ đó tổ chức HS lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc. Hệ thống hoá kiến thức giúp HS chuyển các kiến thức từ tái hiện giáo khoa thành tri thức mang tính hệ thống, chế biến theo một quy trình cá nhân phù hợp với năng lực của người học.

Đối với bộ môn SH, đặc biệt là phần DTH, kiến thức cơ bản nhất là hệ thống các KN, các quy luật SH liên hệ chặt chẽ với nhau, được hình thành và phát triển theo một trật tự logic. Việc giảng dạy các KN không chỉ để HS nắm vững nội hàm của KN mà còn phải làm cho HS biết cách sắp xếp các KN vào hệ thống các KN đã có. Nhờ đó giúp HS có được tư duy h ệ thống, dễ dàng lĩnh hội và khắc sâu kiến thức. Do vậy việc giúp cho người học có khả năng cũng như thói quen hệ thống hóa lại càng có vai trò quan trọng.

Việc hệ thống hoá kiến thức trong DH Sinh học giúp HS củng cố những điều đã học, sắp xếp chúng thành một hệ thống chặt chẽ, đồng thời hình thành

kiến thức dưới một góc độ mới, biết cách diễn đạt ý tưởng của mình bằng ngôn ngữ của chính mình. Hệ thống hóa chỉ thực hiện được trên cơ sở thông tin được xử lí qua phân tích, tổng hợp. Việc rèn luyện cho HS kĩ năng hệ thống hóa trong dạy học SH là rất quan trọng. Có nhiều cách hệ thống hóa trong đó thiết kế và sử dụng BĐKN là một hướng ứng dụng đem lại hiệu quả cao.

1.2.1.2. Cơ sở lý thuyết thông tin

Theo lí thuyết thông tin, quá trình DH tương ứng với một quá trình gồm 3 giai đoạn: truyền và nhận thông tin, xử lý thông tin, lưu trữ và vận dụng thông tin [33]. trên cơ sở biết được con người học tập, thu nhận thông tin, lưu trữ thông tin và sử dụng chúng để giải quyết các vấn đề như thế nào thì mới lựa chọn được các mục tiêu DH lâu dài và thiết kế được các PPDH hiệu quả.

Truyền thông tin không chỉ từ thầy đến trò mà còn truyền từ trò đến thầy hoặc giữa trò với các phương tiện DH hoặc giữa trò với trò. Hiệu quả của giai đoạn truyền và nhận thông tin phụ thuộc vào cá c kênh chuyển tải thông tin đó là kênh thị giác (kênh hình), kênh thính giác (kênh tiếng), kênh khứu giác… Trong đó kênh thị giác có năng lực chuyển tải thông tin nhanh nhất, hiệu quả nhất.

Cơ chế làm cho những thông tin cần thiết được lưu trữ trong trí n hớ dài

hạn và được nhớ lại khi có nhu cầu cần sử dụng gồm các quá trình đó là : mã hóa, lưu trữ và tái hiện. Mã hóa là sự chuyển thông tin từ trí nhớ ngắn hạn sang trạng thái sẵn sàng được lưu trữ. Lưu trữ là sự liên kết, sắp xếp các thông tin mới vào hệ thống thông tin đã có, cấu trúc lại các thông tin cũ dưới các dạng thông tin mới. Tái hiện là gợi lại các thông tin từ trí nhớ dài hạn để sử dụng. Xử lý thông tin là sử dụng các thao tác tư duy nhằm phân tích thông tin, phân loại thông tin, sắp xếp các thông tin vào những hệ thống nhất định (thiết lập mối quan hệ giữa các thông tin), ghi nhớ và vận dụng các thông tin. Hiệu quả của những thao tác đó phụ thuộc vào chất lượng thông tin và năng lực nhận thức của từng HS. Thông tin được xử lý liên quan chặt chẽ đến hoạt động của bộ nhớ bao gồm bộ nhớ ngắn hạn, bộ nhớ làm việc và bộ nhớ dài hạn.