Tải bản đầy đủ

Xây dựng và sử dụng WebGIS mã nguồn mở trong dạy học địa lí 12 trung học phổ thông (tt)

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

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Hà Nội, 2019


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH
TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

Người hướng dẫn khoa học:

1. GS.TS Nguyễn Viết Thịnh
2. PGS.TS Đặng Văn Đức
Phản biện 1:

PGS.TS Trịnh Lê Hùng
Học viện Kỹ thuật Quân sự

Phản biện 2:

PGS.TS Ngô Quang Sơn
Học viện Dân tộc

Phản biện 3:

PGS.TS Đỗ Vũ Sơn
Trường ĐHSP - Đại học Thái Nguyên

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường
họp tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
vào hồi …..giờ … ngày … tháng… năm…

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Bản đồ nói chung, bản đồ giáo khoa nói riêng có vai trò rất quan
trọng trong dạy học địa lí. Các loại bản đồ giáo khoa hiện hành được in
trên giấy và tồn tại một số đặc điểm: tính cập nhật có độ trễ khá lớn; các
đối tượng, hiện tượng phải được khái quát hóa phù hợp với tỉ lệ in, khó 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.
Việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông, trong đó có
môn Địa lí là nhiệm vụ và cũng là giải pháp quan trọng nhằm thực hiện
công cuộc đổi mới căn bản toàn diện giáo dục của nước ta. Việc đẩy mạnh
ứng dụng công 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.
Sự phát triển của khoa học công nghệ và Internet đã cho ra đời
WebGIS. Ứng dụng này bước đầu đã được sử dụng ở nhiều lĩnh vực của
đời sống, kinh tế, xã hội trong đó có giáo dục. WebGIS xây dựng bằng mã
nguồn mở có thể là hướng đi thích hợp, 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.
Địa lí 12 trung học phổ thông là môn học giúp học sinh có kiến thức
cơ bản về địa lí Việt Nam. Hệ thống các bản đồ dùng trong dạy học Địa lí
12 chủ yếu là 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 khác nhưng WebGIS dành
riêng cho dạy học Địa lí 12 thì chưa thấy tác giả nào công bố.
Từ những lí do trên, tác giả đã lựa chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng
WebGIS mã nguồn mở trong dạy học Địa lí 12 trung học phổ thông”.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng quy trình, thiết kế WebGIS bằng mã nguồn mở, thực hiện
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

2.2. 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 lớp 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 trung học phổ thông.
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 (các bài 13,
24 và 30); Sử dụng WebGIS trong dạy học 3 bài nêu trên; 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 lớp 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
Trong phần này có điểm qua các công trình về bản đồ và thành lập và
sử dụng bản đồ trong dạy học địa lí của các học giả Nga, như V.P.
Budanov (1948), A.A.Borzov (1949), N.N. Baranxki (1960), Borden D.
Dent (1999); Slocum (1999); A.M. Berliant (2004); K.A. Xalisev (bản
dịch 2005).
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). 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); A.H. Robinson và nnk (1995); M.J. Kraak và F.J.
Ormeling (1996); Allan Brown (2001); Alan M. MacEachren (2004); M.P.
Peterson (2005); E. Stefanakis và nnk (2006); W. Cartwright và nnk (2007),


3

… 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. Các tác giả cũng đưa ra các khái niệm nền tảng về loại hình
bản đồ trên nền web, trên Internet.
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, cùng với sự phát triển của các
ứng dụng, phần mềm mã nguồn mở liên quan đến GIS và Web. WebGIS
ngày càng 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.
5.2. Tại Việt Nam
Trong phần này tổng quan về các công trình của các chuyên gia về bản
đồ học và bản đồ giáo khoa như Ngô Đạt Tam (1968); Phạm Ngọc Đĩnh,
Vũ Tuấn Cảnh, Lâm Quang Dốc, Lê Huỳnh, Hoàng Xuân Lính, Đỗ Thị
Minh Tính (1976); Lê Huỳnh - Lê Ngọc Nam (2001); Lâm Quang Dốc Phạm Ngọc Đĩnh, Vũ Bích Vân, Nguyễn Minh Ngọc (2005); Lâm Quang
Dốc (2009)… Đồng thời cũng điểm qua các công trình của các chuyên gia
về lí luận và phương pháp dạy học Địa lí vể phương pháp sử dụng bản đồ
để nâng cao chất lượng dạy học địa lí ở trường phổ thông, như Nguyễn
Dược, Nguyễn Trọng Phúc (2001), Mai Xuân San (2001), Đặng Văn Đức,
Nguyễn Thu Hằng (2003), Nguyễn Đức Vũ (2006).
Trong số các đề tài xây dựng bản đồ trực tuyến hay WebGIS có thể kể
đến các công trình của Lê Quốc Hưng (2005), Trần Quốc Bình (2010), Võ
Anh Tuấn (2012), Trần Vân Anh và Mai Văn Sỹ (2013). 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
Luận án được thực hiện dựa trên những quan điểm: Quan điểm hệ
thống-cấu trúc; quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm; quan điểm
công nghệ dạy học, quan điểm dạy học theo định hướng phát triển năng lực.


4

6.2. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu chính được sử dụng trong luận án là:
phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu; phương pháp Graph
(sơ đồ hóa); phương pháp bản đồ và ứng dụng hệ thống thông tin địa lí;
phương pháp chuyên gia; phương pháp điều tra, khảo sát; phương pháp
thực nghiệm sư phạm; phương pháp thống kê toán học.
7. Những đóng góp mới của luận án
7.1.Về mặt lý luận
Tổng quan cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng WebGIS mã
nguồn mở trong dạy học, vận dụng vào dạy học Địa lí 12 THPT; Xác định
những yêu cầu và nguyên tắc xây dựng WebGIS bằng mã nguồn mở trong
dạy học Địa lí 12 THPT; Đề xuất quy trình xây dựng và sử dụng WebGIS
trong dạy học Địa lí 12 THPT.
7.2.Về mặt thực tiễn
Đánh giá hiện trạng sử dụng phương tiện và ứng dụng CNTT&TT
trong dạy học Địa lí 12 THPT; Xây dựng được sản phẩm WebGIS và tổ
chức dạy học Địa lí 12 THPT bằng WebGIS theo hướng phát triển năng
lực của HS; Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT, qua đó
chứng minh được tính khả thi và tính hiệu quả của việc sử dụng WebGIS
trong dạy học Địa lí 12 THPT.
8. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung chính của luận án gồm 3
chương. Chương 1: Cơ sở lí 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;
Chương 2: Quy trình xây dựng và sử dụng WebGIS mã nguồn mở trong
dạy học Địa lí lớp 12 trung học phổ thông; Chương 3: Thực nghiệm sư
phạm. Ngoài ra còn có danh mục tài liệu tham khảo, danh mục hình, danh
mục bảng và các phụ lục.
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
1.1. Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục phổ thông
1.1.1. Đổi mới chương trình giáo dục phổ thông
Chương trình giáo dục phổ thông mới được xây dựng theo định hướng
phát triển phẩm chất và năng lực của người học; nhấn mạnh vai trò của


5

người học với tư cách chủ thể của hoạt động nhận thức, phát triển toàn
diện các phẩm chất nhân cách, hình thành và phát triển các năng lực (NL)
chung và năng lực đặc thù gắn với môn học.
Trong dạy học môn Địa lí, cần hình thành và phát triển ở HS các NL
chung và các NL đặc thù địa lí: NL nhận thức khoa học địa lí, NL tìm hiểu
địa lí, NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học.
1.1.2. Đổi mới về phương pháp, hình thức dạy học và đánh giá kết quả
học tập
Về phương pháp dạy học, giáo viên (GV) tiếp tục áp dụng các phương
pháp tích cực hoá hoạt động của người học, đóng vai trò tổ chức, hướng
dẫn hoạt động cho HS. Trong dạy học Địa lí, GV cần tăng cường sử dụng
các phương pháp dạy học đề cao chủ thể HS. Đồng thời, GV cần sử dụng
có hiệu quả phương tiện dạy học và CNTT. GV cần khuyến khích và tạo
điều kiện, môi trường học tập thuận lợi cho HS khai thác thông tin từ Internet
để phục vụ học tập; rèn luyện cho HS kĩ năng xử lí, trình bày thông tin địa lí
bằng CNTT&TT.
Về hình thức tổ chức dạy học: Đa dạng hoá hình thức tổ chức học tập,
coi trọng cả dạy học trên lớp và các hoạt động xã hội, trải nghiệm sáng tạo,
tập dượt nghiên cứu khoa học. Phối hợp chặt chẽ giáo dục nhà trường, giáo
dục gia đình và giáo dục xã hội.
Về kiểm tra, đánh giá: Đa dạng hoá trong đánh giá, sử dụng nhiều hình
thức và công cụ đánh giá khác nhau. Cần xác định rõ các biểu hiện cụ thể
của phẩm chất và năng lực để đánh giá NL của học sinh được chính xác.
Vận dụng các quan điểm chỉ đạo và định hướng đổi mới nêu trên, tác
giả nghiên cứu xây dựng WebGIS hỗ trợ dạy học Địa lí 12 THPT nhằm tạo
phương tiện dạy học và tăng cường ứng dụng CNTT trong dạy và học. Sản
phẩm được thiết kế theo hướng có thể đa dạng hóa các hình thức tổ chức
dạy học, góp phần hình thành và phát triển NL của HS.
1.2. Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông
trong dạy học địa lí
1.2.1. Khái niệm
CNTT&TT là thuật ngữ chỉ chung cho tập hợp các ngành khoa học và
công nghệ liên quan đến khái niệm thông tin, các quá trình xử lý thông tin
và truyền bá thông tin. Theo nghĩa đó, CNTT&TT cung cấp cho chúng ta
các quan điểm, phương pháp khoa học, các phương tiện và giải pháp kỹ
thuật hiện đại chủ yếu là các máy tính và phương tiện truyền thông nhằm


6

tổ chức khai thác và sử dụng có hiệu quả các nguồn thông tin trong mọi
lĩnh vực hoạt động KTXH, văn hóa và con người.
Theo UNESCO, CNTT&TT có thể bổ sung, làm giàu và biến đổi giáo
dục tốt hơn. Có những cách thức khác nhau mà công nghệ có thể tạo thuận
lợi cho sự tiếp cận phổ quát với giáo dục, kết nối các lĩnh vực học tập, hỗ trợ
sự phát triển nghề nghiệp của GV, nâng cao chất lượng của việc dạy học,
tăng cường sự hội nhập, cải thiện sự quản lí và quản trị giáo dục.
1.2.2. Vai trò của CNTT&TT trong dạy học địa lí
Sự phát triển của Internet và hạ tầng công nghệ mạng đã mở ra 3
hướng khai thác chính trong giáo dục: phục vụ đào tạo, tăng cường tương
tác và tìm kiếm tài nguyên học tập. CNTT&TT giúp nâng cao tính trực
quan trong dạy học địa lí; GV dễ dàng thể hiện được các phương pháp dạy
học tích cực và các kỹ thuật dạy học hiện đại; cải thiện khả năng chú ý của
HS; tạo công cụ, phương tiện dạy học.
1.2.3. Xu hướng ứng dụng CNTT&TT trong dạy học Địa lí
Khả năng ứng dụng CNTT&TT trong dạy học Địa lí rất phong phú, đa
dạng: Khai thác và sử dụng những tiện ích của CNTT&TT trong tất cả các
khâu của quá trình dạy học; Tổ chức dạy học thông qua các ứng dụng,
phần mềm chuyên ngành địa lí; Xây dựng các đồ dùng trực quan đơn giản
bằng CNTT&TT; Dạy học trực tuyến hoặc dạy học kết hợp.
Sản phẩm WebGIS mã nguồn mở sử dụng trong dạy học Địa lí lớp 12
THPT mà tác giả xây dựng có thể được coi là sản phẩm ứng dụng được
xây dựng nhờ áp dụng các thành tựu của khoa học công nghệ. Việc khai
thác, tổ chức dạy học bằng WebGIS về mặt bản chất chính là ứng dụng
CNTT&TT vào quá trình dạy và học địa lí.
1.3. Bản đồ giáo khoa trong dạy học địa lí
Bản đồ giáo khoa địa lí là biểu hiện thu nhỏ bề mặt Trái Đất lên mặt
phẳng dựa trên cơ sở toán học, bằng ngôn ngữ bản đồ, phương tiện (đồ
họa) phản ánh sự phân bố, trạng thái, mối liên hệ tương hỗ của khách thể,
tương ứng với mục đích, nội dung, phương pháp của môn học theo những
nguyên tắc chặt chẽ của tổng quát hóa bản đồ, phù hợp với trình độ phát
triển trí óc của lứa tuổi HS, yêu cầu thẩm mĩ và vệ sinh học đường.
Theo tác giả Lâm Quang Dốc (2009) có thể khái quát hóa các dạng
bản đồ giáo khoa hiện hành thành các nhóm theo các tiêu chí phân loại
khác nhau. Tác giả luận án đề xuất xếp WebGIS dùng cho dạy học là loại bản
đồ giáo khoa trực tuyến, do WebGIS được duy trì và phát triển trên không


7

gian mạng, truy cập, sử dụng thông qua trình duyệt web hoặc ứng dụng kết
nối internet.
Bản đồ giáo khoa có vai trò quan trọng trong dạy học Địa lí. Về
phương diện kiến thức, bản đồ giáo khoa là công cụ duy nhất có khả năng
bao quát các hiện tượng, những khu vực lãnh thổ rộng lớn, những vùng
lãnh thổ xa xôi trên bề mặt Trái Đất. Khi thao tác tư duy dựa trên bản đồ,
HS mở rộng khái niệm không gian, thiết lập các chiều cạnh không gianthời gian của các mối quan hệ tương hỗ và nhân quả giữa các hiện tượng
và các quá trình trong tự nhiên và trong xã hội được phản ánh trên bản đồ;
khám phá các quy luật phân bố của các đối tượng và hiện tượng địa lí.
Về mặt phương pháp, bản đồ giáo khoa là loại kênh hình thể hiện súc
tích thông tin về các đối tượng và hiện tượng đã được mã hóa bằng các kí
hiệu bản đồ và định vị không gian, có khả năng phản ánh sự phân bố và
những mối quan hệ của đối tượng trên bề mặt Trái Đất một cách cụ thể.
Bản đồ giáo khoa là công cụ hỗ trợ hiệu quả để GV áp dụng nhiều phương
pháp giảng dạy tích cực, phát triển tri thức, rèn luyện năng lực cho HS.
Bản đồ giáo khoa tạo thuận lợi cho GV đa dạng hóa các hình thức tổ chức
dạy học cả ở trong lớp lẫn ngoài lớp
1.4. WebGIS trong dạy học địa lí
Khái niệm WebGIS có liên quan đến các khái niệm về Internet và
Web, khái niệm về hệ thống thông tin địa lí.
WebGIS là hệ thống thông tin địa lí được vận hành và phát triển thông
qua hệ thống mạng máy tính, cho phép người dùng thực hiện các chức năng
thu thập, lưu trữ, cập nhật, xử lý, phân tích dữ liệu địa lí và nhận kết quả
trực tiếp trên trình duyệt Web mà không cần phải sử dụng thêm các phần
mềm GIS. Về mặt hình thức WebGIS là bản đồ tồn tại trên không gian
mạng hay còn gọi là bản đồ trực tuyến (online).
WebGIS rất phong phú và đa dạng về thể loại. Chúng được phân chia
dựa theo nhiều tiêu chí khác nhau, nếu dựa trên khả năng cung cấp dịch
vụ, có 5 dạng là: Geodata Server, Map Server, Online Retrielval System,
Online GIS và GIS Function Server (Claus Rinner, 1998).
So với bản đồ giấy và các phần mềm GIS truyền thống cài đặt trên
máy tính, WebGIS có nhiều ưu điểm như: Khả năng tiếp cận toàn cầu, Đáp
ứng số lượng lớn người dùng, Khả năng đa nền tảng, Chi phí rất thấp bởi số
lượng người dùng lớn, Dễ sử dụng, Cập nhật thuận lợi, Các ứng dụng đa
dạng, Cung cấp thông tin chi tiết, cụ thể.


8

Nhược điểm của WebGIS liên quan đến việc người mới sử dụng
WebGIS sẽ phải thay đổi một chút thói quen so với dùng bản đồ giấy
truyền thống. Phần lớn các WebGIS đều hoạt động trực tuyến (online), nên
thiết bị truy cập của người dùng phải ở trạng thái kết nối mạng Internet.
Mặt khác, tốc độ truy cập dữ liệu phụ thuộc vào máy chủ của nhà cung cấp
và lưu lượng đường truyền dịch vụ mạng.
Trong dạy học địa lí, WebGIS có khả năng: Nâng cao tính tương tác
trong quá trình dạy học, Đa dạng hóa các hình thức tổ chức dạy học, Hình
thành và phát triển năng lực của HS, Tạo ra công cụ, phương tiện dạy học
trực quan, Cung cấp lượng thông tin, kiến thức phong phú, cập nhật.
WebGIS có thể được sử dụng phối hợp với bản đồ truyền thống, đồng
thời, WebGIS trở thành một phương thức nâng giá trị của bản đồ lên một
tầm cao mới, khẳng định bản đồ là nguồn tri thức không thể thiếu trong
dạy học địa lí.
1.5. Mã nguồn mở cho WebGIS
Phần mềm nguồn mở là những phần mềm được cung cấp dưới cả dạng
mã và nguồn, không chỉ là miễn phí về giá mua mà còn miễn phí về bản
quyền. Người dùng có quyền sửa đổi, cải tiến, phát triển, nâng cấp theo
một số nguyên tắc chung quy định trong giấy phép.
Các sản phẩm GIS mã nguồn mở rất phong phú, đa dạng, tuy nhiên có
thể phân ra 4 nhánh chính trong đó có 3 nhánh dựa theo ngôn ngữ lập
trình, nhánh còn lại chỉ tập trung phát triển web.
Về cơ bản, sự phát triển của WebGIS mã nguồn mở cũng dựa trên sự
phát triển của các nhánh ứng dụng GIS mã nguồn mở, tuy nhiên mức độ
phức tạp lớn hơn nhiều do WebGIS là một hệ thống gồm nhiều thành phần
kết hợp. Việc lựa chọn các ứng dụng theo nhánh nào là rất quan trọng để
có thể phát huy ưu điểm của các ngôn ngữ lập trình đồng thời đảm bảo tính
tương thích, tăng hiệu suất của hệ thống.
1.6. Đặc điểm tâm sinh lý và khả năng nhận thức của học sinh lớp 12
HS lớp 12 thuộc giai đoạn đầu của tuổi thanh niên, là thời kỳ diễn ra
những thay đổi quan trọng về tâm sinh lí. Sự tự ý thức là nét nổi bật trong
độ tuổi này, từ đó các em phát triển nhu cầu đánh giá và tự đánh giá. Đây
là cơ sở để GV mạnh dạn áp dụng đổi mới PPDH, đa dạng các hình thức tổ
chức dạy học, tổ chức các hoạt động nhận thức và giao nhiệm vụ để HS
phát huy tính chủ động, sáng tạo.
Với HS lớp 12, tính chủ định được phát triển mạnh ở tất cả các quá
trình nhận thức. Ghi nhớ có chủ định giữ vai trò chủ đạo trong hoạt động


9

trí tuệ, đồng thời ghi nhớ logic trừu tượng, ghi nhớ ý nghĩa cũng ngày càng
tăng. Khả năng tư duy lí luận, tư duy trừu tượng của các em cũng bộc lộ
khá rõ, kỹ năng đọc bản đồ, kỹ năng so sánh, phân tích bảng số liệu, biểu
đồ…. đã được phát triển ở trình độ đáng kể thậm chí ở mức thành thạo đối
với những HS khá, giỏi. Việc tổ chức các hoạt động nhận thức thông qua
ứng dụng WebGIS hoặc giao bài tập bằng WebGIS có thể đem lại sự hứng
thú, khám phá các tiềm năng của HS. Tuy nhiên, năng lực tư duy của HS
lớp 12 chưa hoàn thiện như người trưởng thành, nên cần sự hướng dẫn của
GV để các em hoàn thiện khả năng nhận thức của bản thân.
1.7. Mục tiêu, nội dung chương trình Địa lí 12 trung học phổ thông
1.7.1. Mục tiêu chương trình Địa lí 12
Sau khi học xong chương trình, HS trình bày được hệ thống kiến
thức về địa lí Tổ quốc (địa lí tự nhiên, địa lí dân cư, địa lí kinh tế, địa lí địa
phương); Giải thích được các hiện tượng địa lí (tự nhiên, KTXH) trong
thực tiễn ở các vùng và các địa phương. Củng cố và phát triển kĩ năng học
tập và nghiên cứu địa lí, kĩ năng thu thập, xử lí, tổng hợp và thông báo
thông tin địa lí, trình bày các thông tin địa lí, kĩ năng vận dụng tri thức địa
lí để giải thích các hiện tượng, sự vật địa lí và bước đầu tham gia giải quyết
những vấn đề của cuộc sống phù hợp với khả năng của HS. Hình thành và
phát triển tình yêu thiên nhiên, quê hương, đất nước; có niềm tin vào khoa
học; có ý chí tự cường dân tộc, niềm tin vào tương lai của đất nước.
1.7.2. Nội dung chương trình Địa lí 12
Chương trình Địa lí 12 THPT được cấu tạo theo các đơn vị kiến thức
lớn, sắp xếp khoa học và phù hợp với logic của quá trình dạy học, bao gồm
các phần chủ yếu: Việt Nam trên con đường đổi mới và hội nhập, Địa lí tự
nhiên Việt Nam, Địa lí dân cư, Địa lí các ngành kinh tế, Địa lí các vùng
kinh tế và Địa lí địa phương.
Về phân phối chương trình, SGK Địa lí 12 gồm 45 bài, trong đó có 35
bài lí thuyết và 10 bài thực hành.
Trong các bài học, phần lớn đều có các bản đồ trong SGK, Atlat Địa lí
Việt Nam hoặc bản đồ giáo khoa treo tường phục vụ giảng dạy. Các bản đồ
có thể được bóc tách thành các lớp chuyên đề riêng hoặc cập nhật số liệu
mới. Một số bài học có thể xây dựng bản đồ mới kết hợp với khai thác số
liệu trong SGK thuận lợi cho việc tổ chức các hoạt động nhận thức, giúp
HS dễ hiểu, dễ nhớ kiến thức.


10

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
THPT
Tác giả luận án đã tiến hành khảo sát thực tế tại một số trường THPT
để: Tìm hiểu thực trạng sử dụng bản đồ giáo khoa trong dạy học Địa lí 12;
những thuận lợi và những khó khăn trong quá trình sử dụng các dạng bản
đồ hiện có để dạy học địa lí; Xác định thực tế về cơ sở vật chất kỹ thuật,
phương tiện, TBDH, đặc biệt về hạ tầng công nghệ tối thiểu để triển khai
dạy học bằng WebGIS; Tìm hiểu khả năng ứng dụng CNTT của GV dạy
Địa lí để thuận tiện cho việc trao đổi và phối hợp triển khai thực nghiệm sư
phạm. Tác giả luận án sử dụng phiếu xin ý kiến đối với GV và HS bằng cả
hình thức trực tiếp và gián tiếp.
Kết quả phân tích ý kiến phản hồi của 58 GV Địa lí từ 40 trường
THPT thuộc 17 tỉnh, thành phố cho thấy: trên 90% GV thường xuyên, trong
đó 35% rất thường xuyên sử dụng bản đồ trong dạy học. Trên 70% GV cho
biết nhà trường có trang bị bản đồ treo tường, tập bản đồ, quả địa cầu, hài
lòng với cơ sở vật chất hiện có. Trong dạy học địa lí, GV khai thác bản đồ
trong SGK, atlat, tập bản đồ, bản đồ treo tường, quả địa cầu, bản đồ số và
phần mềm hỗ trợ. Trên 70% GV có khả năng tìm được ảnh bản đồ từ
Internet.
Các GV cũng phản ánh các khó khăn trong sử dụng bản đồ giáo khoa
để dạy học, như một số bản đồ có số liệu đã cũ, bản đồ có kích thước nhỏ,
có nhiều nội dung, không thuận tiện để tách nội dung cho việc tổ chức hoạt
động nhỏ hoặc chia nhóm nhỏ.
Đối với dạng bản đồ trực tuyến (WebGIS), 2/3 số GV chưa từng sử
dụng vào cuộc sống, trên 70% số GV chưa từng sử dụng vào dạy học địa
lí. Tuy nhiên, nếu có một ứng dụng bản đồ trực tuyến (webGIS) phục vụ
dạy học địa lí lớp 12 THPT, trên 90% GV sẵn lòng sử dụng.
Kết quả phân tích 300 ý kiến phản hồi của học sinh lớp 12 ở các
trường có khảo sát GV cho thấy: 75% số HS cảm thấy thích thú khi giáo
viên sử dụng các loại bản đồ trong dạy học địa lí, 93% số HS ý kiến xác
nhận tác dụng rõ nhất khi khai thác, sử dụng các loại bản đồ khi học môn
Địa lí là giúp các em hiểu bài và nhớ bài. Phần lớn HS thường được GV
hướng dẫn khai thác, sử dụng bản đồ từ những nguồn chính là: bản đồ
trong SGK, atlat, tập bản đồ, bản đồ treo tường, ảnh bản đồ trên Internet.
HS cũng phản ánh một số khó khăn khi sử dụng bản đồ giáo khoa
truyền thống như: số liệu chậm cập nhật, bản đồ đôi khi nhỏ nên khó xác
định, phạm vi bản đồ bị cố định ở tỷ lệ, …


11

70% HS phản hồi chưa bao giờ được khai thác, sử dụng bản đồ trực
tuyến (webGIS) dạng giống như Google Map vào giờ học môn Địa lí.
Tuy nhiên >95% số HS sẵn lòng khai thác, sử dụng một ứng dụng bản
đồ trực tuyến (webGIS) dưới sự hướng dẫn của giáo viên.
Như vậy, WebGIS vẫn còn rất mới lạ đối với dạy học Địa lí ở trường
phổ thông, tuy nhiên tiềm năng là rất lớn và khả thi.
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG
WEBGIS MÃ NGUỒN MỞ TRONG DẠY HỌC
ĐỊA LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
2.1. Yêu cầu và nguyên tắc của việc xây dựng và sử
dụng WebGIS trong dạy học Địa lí 12
2.1.1. Yêu cầu
- Về khả năng hỗ trợ dạy và học địa lí: Nội dung của WebGIS phải
phù hợp với chương trình, nội dung của môn học, với tâm lí lứa tuổi và
khả năng nhận thức của HS. Thông tin, số liệu trên WebGIS phải cập nhật.
WebGIS phải đơn giản, dễ sử dụng, tạo điều kiện thuận lợi để GV tổ chức
dạy học, xây dựng các tình huống học tập. Sản phẩm cần giúp cho người
học có thể tự học, tự khám phá tri thức. WebGIS cần hướng tới việc tăng
cường khả năng tương tác trong dạy và học.
- Về mặt cơ sở vật chất: Ứng dụng WebGIS hoạt động trực tuyến, vì
vậy cần phải có mạng Internet hoặc bộ phát di động 3G, 4G. Cơ sở vật
chất tối thiểu trong lớp học cần có máy tính/laptop và máy chiếu
(projector) hoặc màn hình LCD cỡ lớn.
- Đối với giáo viên và học sinh: GV cần có sự am hiểu và thành thục
nhất định về CNTT. Trước mỗi bài học, GV nên chuẩn bị một kịch bản sử
dụng WebGIS. GV cần lưu ý tránh lạm dụng WebGIS; trong dạy học địa lí
cần kết hợp sử dụng các dạng kênh hình khác (biểu đồ, bảng số liệu, tranh
ảnh, …) đồng thời kế thừa các bản đồ giáo khoa hiện có nhằm tăng hiệu
quả tiếp thu kiến thức của HS.
Để HS thực hiện các dự án học tập hoặc một số dạng bài tập về nhà,
cần sử dụng một số tính năng nâng cao của WebGIS, vì vậy GV cần dành
thời gian để hướng dẫn HS thực hành với WebGIS, mặt khác các nhóm thực
hiện dự án đều phải có HS thành thục về CNTT.
2.1.2. Nguyên tắc
- Đảm bảo tính khoa học: Tính khoa học biểu hiện ở tính chính xác
của cơ sở toán học, ở lượng thông tin đầy đủ nhưng không quá tải. Tính


12

khoa học còn thể hiện ở việc vận dụng ngôn ngữ bản đồ đảm bảo trình bày
những thông tin rõ ràng, dễ nhớ, dễ hiểu.
- Đảm bảo tính sư phạm: WebGIS này thích hợp nhất cho dạy học Địa
lí lớp 12. Nếu sử dụng nó để dạy cho lớp học cao hơn hoặc thấp hơn thì sẽ
không đúng nội dung, không phù hợp với trình độ, chất lượng dạy học sẽ
không đảm bảo. Việc xây dựng các bản đồ phải được cân nhắc lựa chọn
tránh quá tải cả về số lượng bản đồ cũng như lượng thông tin trên mỗi bản
đồ. WebGIS cần hỗ trợ tốt việc tổ chức các hoạt động nhận thức cho HS,
dễ dàng tương tác và HS có thể chủ động khám phá.
- Đảm bảo tính trực quan: WebGIS phải đảm bảo cho HS dễ phát hiện
được những đối tượng quan trọng trên bản đồ và mối quan hệ giữa những
đối tượng địa lí quan trọng ấy với các đối tượng địa lí khác. Màu sắc phải
rõ ràng, ký hiệu nên chân thực, gần gũi để HS dễ liên tưởng đến các đối
tượng ngoài thực tế.
- Đảm bảo tính hiện đại và cập nhật: WebGIS phải phản ánh được
những thành tựu mới nhất của khoa học địa lí và khoa học bản đồ, đồng
thời ứng dụng những thành tựu mới nhất của công nghệ hiện đại vào thành
lập và sử dụng bản đồ, đáp ứng yêu cầu mới của giáo dục.
- Đảm bảo tính thẩm mĩ: Bố cục WebGIS phải gọn gàng, rõ ràng.
Các lớp bản đồ chuyên đề phải đặt ở vị trí trung tâm và chiếm phạm vi
chủ đạo. Các biểu tượng (icon) trên các thanh công cụ phải sắc nét, dễ
tìm. Giao diện trang Web cần tươi sáng, màu sắc các đối tượng, các lớp
bản đồ cần hài hòa, logic, phù hợp với môi trường học đường.
- Đảm bảo tính tương tác: Việc thiết kế WebGIS cần chú ý tới các
tình huống dạy học cụ thể, cung cấp các công cụ đa dạng để tăng cường
khả năng tương tác của hệ thống trong quá trình dạy học.
2.2. Xác định các lớp bản đồ và các lớp thông tin cần xây dựng trên
WebGIS
Căn cứ vào mục tiêu, nội dung của chương trình Địa lí lớp 12
THPT và các bài học cụ thể, căn cứ vào các nguồn tài liệu hiện có, tác
giả đã tiến hành xây dựng ma trận các lớp bản đồ và các lớp thông tin
cần thiết trên WebGIS. Các lớp dữ liệu này gồm 2 nhóm chính: nhóm kế
thừa từ các bản đồ giáo khoa hiện có, được tách thành các lớp riêng biệt,
cập nhật các số liệu mới hoặc các đối tượng mới và nhóm bổ sung mới.
Tác giả lựa chọn xây dựng bản demo WebGIS với các lớp dữ liệu
của 3 bài học cụ thể gồm: bài 13, bài 24 và bài 30.
2.3. Quy trình xây dựng WebGIS


13

Theo nghiên cứu của tác giả, quy trình xây dựng webGIS trải qua 7
bước cơ bản (hình 2.1).
- Bước 1: Xác định mục đích, yêu cầu: Việc xác định mục đích, yêu
cầu của sản phẩm phải căn cứ vào mục tiêu, nội dung chương trình Địa lí
12 THPT và của từng bài học, dự kiến hoạt động nhận thức của HS, các
phương pháp giảng dạy, các phương tiện dạy học đi kèm và các hình thức
tổ chức dạy học.
- Bước 2: Xác định các lớp bản đồ, lớp thông tin cần thiết: Tổng hợp
các dạng bản đồ giáo khoa hiện có sử dụng dạy học Địa lí 12 THPT làm
căn cứ quan trọng để xác định các lớp bản đồ, lớp thông tin cần thiết trên
sản phẩm WebGIS. Việc xác định này phải kế thừa và kết hợp được với
nguồn bản đồ truyền thống, tạo ra các lớp bản đồ cập nhật về số liệu, nội
dung hoặc các lớp mới phục vụ cho các ý tưởng dạy học.

Hình 2.1. Quy trình xây dựng webGIS
- Bước 3: Thiết kế và biên tập dữ liệu: Căn cứ vào ma trận các lớp bản
đồ được xác định từ bước 2, dữ liệu được tổ chức thành 2 nhóm: dữ liệu
nền và dữ liệu chuyên đề.
- Bước 4: Lựa chọn công nghệ WebGIS: Đối với WebGIS phục vụ dạy
học Địa lí 12, tác giả luận án lựa chọn kết hợp các thành phần công nghệ
sau: về phía máy chủ chọn Apache là máy chủ web, GeoServer là máy chủ
bản đồ; về phía máy khách sử dụng bộ code Heron MC để tạo giao diện. Để
quản lý cơ sở dữ liệu sử dụng PostgreSQL/PostGIS.


14

- Bước 5: Xây dựng cấu trúc và giao diện WebGIS
Cấu trúc WebGIS phục vụ dạy học Địa lí 12 gồm 3 tầng (tier) cơ bản
như một Website thông thường gồm tầng giao diện, tầng máy chủ ứng
dụng và tầng dữ liệu (hình 2.2).
Tác giả luận án thiết kế giao diện của sản phẩm bao gồm các thành
phần chính sau: phần đặt banner hoặc logo WebGIS; phần quản trị các lớp
bản đồ; phần hiển thị nội dung các lớp bản đồ; phần chú giải; phần đặt các
thanh công cụ của WebGIS.

Hình 2.2. Cấu trúc WebGIS phục vụ dạy học Địa lí 12
- Bước 6: Kiểm thử: Mục đích của bước này nhằm kiểm tra các chức
năng của ứng dụng webGIS, sự hiển thị các lớp dữ liệu. Khởi động (start)
Apache và Geoserver để khởi tạo dịch vụ web và dịch vụ bản đồ cho ứng
dụng, sau đó sử dụng trình duyệt web truy cập địa chỉ:
http://localhost/geo12.
- Bước 7: Hoàn thiện và thực nghiệm: Ở bước này, tiếp tục giải quyết
thêm những nhiệm vụ hoặc bổ sung những tính năng hữu ích khác cho sản
phẩm. Tác giả công bố WebGIS trực tuyến tại địa chỉ truy cập:
http://emap12.tk để tiếp tục kiểm tra các tính năng và tham khảo ý kiến các
chuyên gia để bổ sung, chỉnh sửa. Sau đó tiến hành thực nghiệm sư phạm,
đồng thời hoàn thiện sản phẩm.
2.4. Ứng dụng các mã nguồn mở để xây dựng WebGIS


15

Tác giả luận án đã sử dụng các mã nguồn mở: GeoServer, Apache,
PostgreSQL/PostGIS, QGIS, Heron MC và thư viện Leaflet để xây dựng
sản phẩm WebGIS
2.5. Giới thiệu sản phẩm WebGIS
Sản phẩm WebGIS dùng trong dạy học Địa lí lớp 12 THPT (WGT12)
cung cấp các chức năng chính sau: 1/ Chức năng quản trị các lớp chuyên
đề; 2/ Chức năng đánh dấu bản đồ; 3/ Chức năng chỉnh sửa (Edit); 4/ Chức
năng tạo ảnh bản đồ (Print); 5/ Chức năng tải dữ liệu (Upload)
2.6. Sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí lớp 12 THPT
2.6.1. Tiến trình dạy học khi sử dụng WebGIS
Tác giả tập trung trình bày cách thức sử dụng sản phẩm cho 2 hình thức
tổ chức dạy học trên lớp: dạy học cả lớp và dạy học với nhóm nhỏ.
- Đối với cả lớp: Tác giả đã xác định và đề xuất tiến trình sử dụng
WebGIS đối với dạy học cả lớp gồm các bước cơ bản sau đây (hình 2.22):
Bước 1: GV kích hoạt các bản đồ chuyên đề trên WebGIS theo kịch bản
Bước 2: GV giao nhiệm vụ học tập cho HS thông qua WebGIS
Bước 3: HS trả lời/trình bày kết quả với sự hỗ trợ của WebGIS
Bước 4: GV chính xác hóa nội dung học tập bằng WebGIS


16

Hình 2.22. Các bước sử dụng WebGIS trong dạy học với cả lớp
Đối với nhóm nhỏ: Tác giả đề xuất quy trình sử dụng WebGIS đối với
nhóm nhỏ bao gồm các bước chính sau (hình 2.23):
Bước 1: GV chia nhóm
Bước 2: GV phát phiếu học tập và các nhóm thực hiện nhiệm vụ
Bước 3: HS báo cáo kết quả làm việc nhóm với sự hỗ trợ của
WebGIS
Bước 4: GV chính xác hóa nội dung học tập bằng WebGIS.

Hình 2.23. Các bước sử dụng WebGIS dạy học nhóm nhỏ
2.6.2. Khai thác các tính năng của WebGIS trong một số tình huống dạy
học Địa lí lớp 12 THPT
Phần này có những chỉ dẫn cụ thể về khai thác các tính năng của
WebGIS, như: Tìm kiếm, xác định các đối tượng theo tên gọi; Xác định vị
trí đối tượng theo tọa độ; Thêm mới, chỉnh sửa, trực quan hóa các đối
tượng tự tạo; Quan sát đồng thời nhiều đối tượng; Cung cấp thông tin dưới
dạng đa phương tiện; Tạo bản đồ trống; Lưu trữ, tái sử dụng các dữ liệu số.
2.7. Một số giáo án minh họa
2.7.1. Giáo án số 1
Bài 13: Thực hành: Đọc bản đồ địa hình, điền vào lược đồ trống một
số dãy núi và đỉnh núi


17

2.7.2. Giáo án số 2
Bài 24: Vấn đề phát triển ngành thủy sản và lâm nghiệp
2.7.3. Giáo án số 3
Bài 30: Vấn đề phát triển ngành giao thông vận tải và thông tin liên lạc
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích, nguyên tắc, phương pháp thực nghiệm
3.1.1. Mục đích
Thực nghiệm sư phạm (TN) nhằm kiểm tra tính đúng đắn của các
nghiên cứu về lý thuyết, đồng thời chứng tỏ tính khả thi và hiệu quả của
việc xây dựng WebGIS bằng mã nguồn mở và sử dụng WebGIS trong dạy
học Địa lí 12 THPT. Kết quả và phân tích kết quả sau TN là căn cứ khoa
học để kết luận việc chấp nhận hay bác bỏ giả thuyết khoa học của đề tài.
3.1.2. Nguyên tắc
Quá trình TN cần đảm bảo một số nguyên tắc: Tính khoa học, khách
quan; Tính phổ biến và đại diện; Tính thực tiễn.
3.1.3. Phương pháp thực nghiệm
Tác giả sử dụng phương pháp TN so sánh (Vũ Cao Đàm, 1999).
Việc đánh giá kết quả TN trên cả 2 mặt định tính và định lượng.
3.2. Đối tượng, địa bàn, thời gian thực nghiệm
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm
Đối tượng TN là HS lớp 12 tại 04 trường THPT (07 lớp TN và 07 lớp ĐC).
3.2.2. Địa bàn thực nghiệm
Bảng 3.1 Danh sách các trường và giáo viên dạy thực nghiệm

Tên trường
THPT Cầu Giấy
(Hà Nội)
THPT
Chuyên
Thái Bình (Thái
Bình)
THPT Văn Lâm
(Hưng Yên)
THPT Yên Ninh
(Thái Nguyên)

Tên giáo viên
Trần Hoài Thu
Lê Vân Anh
Nguyễn Thị Hồ Lý
Trần Hải Yến

Lớp TN

Lớp
số
12A2 43
12A3 47

Lớp ĐC
Lớp

Sĩ số

12D4
12D5

45
47

12A1

43

12Anh
2

39

12A8
12A2
12A1
12A5

38
44
28
32

12A5
12A1
12A2
12A4

42
48
30
31


18

Tổng số HS
275
282
3.2.3. Thời gian thực nghiệm
Từ tháng 10/2017 đến tháng 4/2018, năm học 2017 - 2018.
3.3. Chọn bài và tổ chức thực nghiệm
3.3.1. Chọn bài thực nghiệm
Ba bài được chọn để tiến hành TN gồm:
- Bài 13. Thực hành: Đọc bản đồ địa hình, điền vào lược đồ trống một
số dãy núi và đỉnh 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
3.3.2. Tổ chức thực nghiệm
Để quá trình TN diễn ra thuận lợi, đạt hiệu quả, tác giả đã tiến hành theo
trình tự sau: Bước 1: Khảo sát thực tế; Bước 2: Dự giờ; Bước 3: Chọn bài,
soạn giáo án; Bước 4: Hướng dẫn GV sử dụng WebGIS; Bước 5: Dạy thực
nghiệm và kiểm tra; Bước 6: Khảo sát đánh giá WebGIS.
3.4. Kết quả thực nghiệm
3.4.1. Bài thực nghiệm số 1
Bảng 3.5. Các tham số tổng hợp của bài kiểm tra số 1

Lớp
TN
ĐC

n
275
282

X

7,1
6,3

S
0,97
0,88

Bảng 3.6. Kết quả phân tích phương sai một nhân tố của bài kiểm tra số 1

Tổng hợp
Phương
Nhóm
Số lượng Tổng Trung bình
sai
TN
275
1952,5
7,1
0,9
ĐC
282
1768,5
6,3
0,8
ANOVA
Nguồn
biến
động
SS
df
MS
F
P-value F crit
Giữa các nhóm 95,6
1
95,6
110,9
0.0
3,9
Trong nhóm
478,5 555
0,9
Tổng
574,1 556
3.4.2. Bài thực nghiệm số 2
Bảng 3.9. Các tham số tổng hợp của bài kiểm tra số 2

Lớp

n

X

S


19

TN
ĐC

275
282

8,1
7,3

0,8
1,0

Bảng 3.10. Kết quả phân tích phương sai một nhân tố của bài kiểm tra số 2

Số
lượng
275
282

Nhóm
TN
ĐC

Nguồn biến động
SS
Giữa các nhóm
132,2
Trong nhóm
454,9
Tổng
587,1
3.4.3. Bài thực nghiệm số 3

Tổng hợp
Trung
Tổng
bình
2231,5
8,1
2013,5
7,3
ANOVA
df
MS
1
132,2
555
0,8
556

Phương
sai
0,6
1,0
F
161,3

P-value F crit
0
3,9

Bảng 3.13. Các tham số tổng hợp của bài kiểm tra số 3

Lớp
TN
ĐC

n
275
282

X

8,6
7,6

S
0,7
1,0

Bảng 3.14. Kết quả phân tích phương sai một nhân tố của bài kiểm tra số 3

Số
lượng
275
282

Nhóm
TN
ĐC
Nguồn
biến
động
Giữa các nhóm
Trong nhóm
Tổng

SS
136,2
431,1
567,3

Tổng hợp
Trung
Tổng
bình
2353
8,6
2134
7,6
ANOVA
df
1
555
556

MS
136,2
0,8

Phương
sai
0,5
1,0

F
175,3

Pvalue
0

F crit
3,9

3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm
3.5.1. Đánh giá định lượng
- Điểm TB của nhóm lớp TN luôn cao hơn nhóm ĐC ở tất cả các
trường và qua cả 3 bài TN (bảng 3.15).
Bảng 3.15. Tổng hợp điểm trung bình 3 bài kiểm tra


20

Trường

Lớp

Sĩ số

Điểm trung bình
Bài 1
Bài 2
Bài 3
6,8
8
8,3
6,1
7,2
7,8
7,1
8,1
8,7
6,1
7,1
7,2
7,6
8,5
8,8

12A2 TN
43
12D4 ĐC
45
THPT Cầu Giấy
12A3 TN
47
12D5 ĐC
47
12A1 TN
43
THPT Chuyên
12Anh2
Thái Bình
39
7,1
7,8
8,3
ĐC
12A8 TN
38
7,1
8
8,3
12A5 ĐC
42
6,0
6,5
7,0
THPT Văn Lâm
12A2 TN
44
7,4
8,2
8,5
12A1 ĐC
48
6,0
7,0
7,6
12A1 TN
28
6,8
8
8,6
12A2 ĐC
30
6,3
7,2
7,5
THPT Yên Ninh
12A5 TN
32
6,7
8,1
8,6
12A4 ĐC
31
6,4
7,4
7,6
- Tỉ lệ HS đạt điểm khá, giỏi ở nhóm TN chiếm đa số và có xu hướng
tăng nhanh qua 3 bài kiểm tra. Ở nhóm lớp ĐC, chỉ số này cũng có xu
hướng tăng nhưng mức độ tăng chậm hơn và tỉ lệ thấp hơn (bảng 3.16).
Bảng 3.16. Kết quả xếp loại điểm kiểm tra (đơn vị: %)

Nhóm
TN
ĐC

Bài kiểm tra 1
Y - TB
K-G
30,5
69,5
69,5
30,5

Bài kiểm tra 2
Y - TB K - G
3,6
96,4
36,2
63,8

Bài kiểm tra 3
Y - TB K - G
0,7
99,3
22,3
77,7

- Tham số S của 3 bài kiểm tra cho thấy xu hướng điểm kiểm tra của
nhóm lớp TN tập trung quanh giá trị điểm TB hơn so với nhóm lớp ĐC, cũng
đồng nghĩa với điểm số của HS lớp TN tăng lên tương đối đồng đều.
- Phân tích ANOVA đều cho thấy F > F crit, giả thuyết H 0 về không có
sự khác biệt giữa việc sử dụng và không sử dụng WGT12 trong dạy học bị
bác bỏ. Các số liệu thu được từ TN cho thấy việc khai thác, sử dụng
WebGIS vào dạy học Địa lí 12 đã có tác động tích cực tới khả năng nhận
thức của HS, việc tiếp thu kiến thức, phát triển năng lực đạt hiệu quả hơn
so với sử dụng nguồn tư liệu thường thấy trong SGK.
3.5.2. Đánh giá định tính
Thông qua thảo luận cùng các GV bộ môn đặc biệt là những GV trực


21

tiếp dạy TN đồng thời bằng sự quan sát tiến trình dạy học của GV và HS
tại các lớp TN và ĐC, tác giả nhận thấy:
Phần lớn GV đều quan tâm tới việc có WebGIS để dạy học địa lí. GV
cũng bày tỏ sự e ngại rằng sẽ phải mất thời gian để có thể khai thác
WebGIS hoặc sẽ phải thay đổi hoàn toàn phương pháp giảng dạy, quy trình
tổ chức dạy học. Thực tế, sau khi được tác giả hướng dẫn sử dụng, các GV
đã nhanh chóng thực hiện được các thao tác cơ bản với WebGIS. GV dạy
TN còn thể hiện sự tự tin, chủ động ngay từ tiết TN đầu tiên.
Việc áp dụng các phương pháp dạy học như thường lệ, có đôi chút cải
tiến ở một số khâu, cũng không có trở ngại gì lớn khiến cho GV rất yên
tâm trong các tiết dạy tiếp theo. Về bản chất, WebGIS cũng là dạng bản đồ
giáo khoa, nhưng những ưu thế của nó so với bản đồ trong SGK như khả
năng di chuyển tới các khu vực, phóng to, thu nhỏ, quản lý các lớp chuyên
đề, … tạo sự hứng thú đối với chính GV trong quá trình tổ chức dạy học.
HS thích thú đón nhận WebGIS trong tiết học Địa lí. HS bị thu hút bởi
yếu tố công nghệ và hiện đại của WebGIS, phù hợp với tâm lí giới trẻ
trong thời đại "smartphone" hiện nay.
Trong hoạt động nhận thức trên lớp, HS hăng hái và tích cực tham gia
thảo luận, xây dựng bài. Tác giả quan sát và ghi nhận rất nhiều các biểu
hiện tích cực về thái độ, hành vi của HS tại các lớp TN: HS tập trung hơn,
ít làm việc riêng, không thể hiện ra mặt trạng thái mệt mỏi, không nhìn
đồng hồ, không từ chối phát biểu, trong lúc thảo luận nhóm thì hợp tác
cùng đồng đội, sôi nổi tranh luận, biết bảo vệ quan điểm của nhóm, HS
chủ động hỏi ý kiến GV về nhiệm vụ học tập …
Các tiết học sử dụng WGT12 đem lại không khí sôi nổi, hào hứng, HS
có sự chú ý nên hiểu bài nhanh hơn, nhớ bài tốt hơn, góp phần hình thành
và rèn luyện một số năng lực chung và năng lực đặc thù địa lí cho HS.
3.6. Đánh giá về ứng dụng WebGIS
Cuối đợt TN, tác giả đã xin ý kiến đánh giá của GV về ứng dụng
WGT12 để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm. Đối tượng khảo sát
bao gồm các GV tại các trường TN theo phương thức trực tiếp bằng phiếu
xin ý kiến và các GV dạy môn Địa lí tại các trường THPT trên cả nước
thông qua biểu mẫu online. Tác giả đã nhận được phản hồi của 51 GV. Tác
giả khảo sát ý kiến đánh giá về 6 tiêu chí chính của sản phẩm nhằm đáp
ứng nguyên tắc và yêu cầu ban đầu đề ra. Trong mỗi tiêu chí này lại chia ra
nhiều thành phần khác nhau. Kết quả cụ thể được tổng hợp ở bảng 3.18.


22

Kết quả khảo sát cho thấy, đại đa số GV có thái độ hoan nghênh và
đánh giá tích cực cho sản phẩm WebGIS, có >90% các ý kiến đánh giá
mức độ Tốt cho tất cả các tính chất của sản phẩm. Mặc dù số lượng mẫu
chưa nhiều, kết quả trên cũng chưa hoàn toàn đại diện cho tất cả đối tượng
người dùng, nhưng bước đầu sản phẩm cũng thể hiện được nhiều ưu điểm,
được sự đón nhận của GV và HS, tạo nên hiệu quả nhất định đối với dạy
và học môn Địa lí.

1.Tín
h
khoa
học

2.Tín
h sư
phạm

3.Tín
h trực
quan

4.Tín
h hiện
đại và
cập
nhật

Bảng 3.18. Tổng hợp kết quả đánh giá WGT12 của GV
Tỉ lệ đánh giá (%)
Tiêu chí đánh giá
Trung Chư
Tốt Khá
bình a đạt
1.1. Nội dung chính xác
96
4
1.2. Nội dung cụ thể
92
6
2
1.3. Bố trí các thành phần, thanh công cụ của
98
2
ứng dụng có tính khoa học
1.4. Hướng dẫn sử dụng rõ ràng, cụ thể
94
6
2.1. Nội dung phù hợp với chương trình địa lí
100
12
2.2. Nội dung được chọn lọc, tránh quá tải
92
8
2.3. Phù hợp với các PP dạy học tích cực
92
8
2.4. Thuận lợi để đa dạng các hình thức tổ chức
96
4
dạy học địa lí
2.5. Phù hợp với nhận thức của học sinh
92
8
3.1. Kí hiệu chân thực, gần gũi
92
8
3.2. Các đối tượng trên bản đồ được thể hiện
94
6
phù hợp với tỉ lệ
3.3. Các đối tượng trên bản đồ được thể hiện
96
4
có độ tương phản, màu sắc tươi sáng, rõ ràng
3.4. Hiển thị đa phương tiện
98
2
4.1. Truy cập dễ dàng qua trình duyệt web
98
2
4.2. Sử dụng được trên thiết bị di động có kết nối
94
6
mạng
4.3. Tốc độ tải trang, upload, download khá ổn
94
6
định
4.4. Số liệu và thông tin cập nhật
98
2
4.5. Linh hoạt khi triển khai online, offline
92
8


23

5.1. Màu sắc giao diện WebGIS tươi sáng
5.2. Bố cục WebGIS hài hòa, cân đối
5.3. Các lớp bản đồ, lớp thông tin được thể
hiện nổi bật
6.1. Khả năng sử dụng các tính năng cơ bản
của WebGIS (thu/phóng, bật/tắt lớp, di chuyển,
6.Tín
tìm kiếm)
h
6.2. Khả năng sử dụng WebGIS để soạn bài
tương
6.3. Khả năng sử dụng WebGIS để tổ chức
tác
hoạt động học tập cho HS
6.4. Khả năng HS thao tác với WebGIS
5.Tín
h
thẩm


94
94

6
6

94

6

92

8

92

8

94

6

92

8

Bên cạnh đó, sản phẩm cũng tồn tại một số hạn chế như: tốc độ tải
trang và dữ liệu phụ thuộc vào tốc độ đường truyền Internet, việc sắp xếp
các lớp bản đồ theo thứ tự trước sau để tổ hợp thành các bản đồ mới còn
cần thời gian để GV hoàn toàn chủ động, …
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
1.Kết luận
1/ Luận án đã trình bày chi tiết, khoa học những yêu cầu, nguyên tắc cơ
bản của việc xây dựng và sử dụng WebGIS; cụ thể hóa quy trình xây dựng
WebGIS thông qua vận dụng các mã nguồn mở; hướng dẫn khai thác sản
phẩm WebGIS và quy trình sử dụng trong các tình huống dạy học địa lí 12
THPT. Các kết quả trên được thiết lập dựa trên những nghiên cứu cẩn trọng
về lý luận, khoa học công nghệ, khảo sát thực tế và thực nghiệm sư phạm.
2/ Bản đồ vừa là công cụ, phương tiện vừa là nguồn tri thức quan
trọng trong dạy và học môn Địa lí. WebGIS dùng trong dạy học là dạng
bản đồ giáo khoa trực tuyến có nhiều ưu điểm so với bản đồ giấy truyền
thống. Các công cụ, phần mềm ứng dụng để xây dựng WebGIS rất phong
phú, đa dạng trong đó việc lựa chọn các mã nguồn mở để xây dựng
WebGIS hỗ trợ dạy học là hướng đi đúng đắn.
3/ Việc xây dựng WebGIS đối với một chuyên gia công nghệ không
khó, nhưng WebGIS dùng trong dạy học lại cần thêm sự kết hợp của
chuyên gia về GIS và chuyên gia về giáo dục. Sản phẩm phải đáp ứng các
nguyên tắc và yêu cầu đối với một ứng dụng dùng trong dạy học. Quy
trình 7 bước xây dựng WebGIS mã nguồn mở phục vụ dạy học Địa lí 12
do tác giả xây dựng đã bao gồm sự kết hợp của các yếu tố công nghệ, GIS


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×