Mô phỏng trên máy vi tính như một yếu tố học tập có ý nghĩa trong giảng dạy sinh học

MÔ PHỎNG TRÊN MÁY VI TÍNH NHƯ MỘT YẾU TỐ HỌC TẬP CÓ Ý NGHĨA TRONG GIẢNG DẠY SINH HỌC Hệ thống giáo dục ngày nay vận hành trong một thế giới năng động, thay đổi nhanh chóng Thời đại thông tin của chúng.

MÔ PHỎNG TRÊN MÁY VI TÍNH NHƯ MỘT YẾU TỐ HỌC TẬP CÓ Ý

NGHĨA TRONG GIẢNG DẠY SINH HỌC

Hệ thống giáo dục ngày nay vận hành trong một thế giới năng động, thay đổinhanh chóng Thời đại thông tin của chúng ta được đặc trưng bởi sự quá tải thôngtin và vô số phát triển công nghệ Thế giới trực tuyến kỹ thuật số đã gây ra sự thayđổi mạnh mẽ trong cấu trúc thứ bậc của nguồn thông tin và quyền truy cập thôngtin, ảnh hưởng đến người học, người dạy, chương trình giảng dạy, quá trình dạy-học và môi trường học tập Bài viết này đề xuất một phương pháp giảng dạy tíchhợp máy tính để vận hành phòng thí nghiệm có tên là “Hệ thống miễn dịch – Môhình và mô phỏng” như một phương pháp bổ sung cho việc giảng dạy chủ đề hệthống miễn dịch như một phần của các bài học sinh học ở trường trung học Kếtquả cho thấy sự cải thiện đáng kể về thành tích nội dung và khả năng phân tích củahọc sinh

•

Hình 1

•

1 Trình bày vấn đề: Sự cần thiết của giáo dục khoa học - công nghệ

Thiết kế một môi trường học tập sáng tạo phục vụ cả giáo viên và học sinh (tronglớp học và ở nhà) đã trải qua nhiều thăng trầm trong những năm qua Bên cạnh các

lý thuyết phát triển tâm lý trẻ em và điều chỉnh phương pháp dạy và học, sự pháttriển vượt bậc của công nghệ đã truyền cảm hứng cho những hiểu biết và lý thuyếtcho phép tiếp cận thông tin cập nhật và ứng dụng học tập trực tuyến cá nhân và tậpthể Tuy nhiên, mặc dù tốc độ phát triển của công nghệ kể từ đầu thế kỷ 21 đã tănglên đáng kể, nhưng nhận thức về tổ chức-giáo dục lại phát triển với tốc độ chậmhơn nhiều [ 1 ]

Nhìn chung, hệ thống giáo dục tự hào về 'chiếc cốc đầy một nửa' Tại Israel, dữliệu của Cục Thống kê Trung ương (CBS) chỉ ra rằng trong năm 2011, 29% họcsinh trung học đã tham gia kỳ thi tuyển sinh vào một trong các môn khoa học (hóahọc, sinh học, vật lý hoặc máy tính) 'Cốc nước còn một nửa' cho thấy hầu hết họcsinh không trúng tuyển bất kỳ môn khoa học nào Kết quả của cuộc khảo sát PISAcho thấy thành tích của trẻ em Israel khá thấp so với các nước OECD khác Kếtquả của các cuộc khảo sát PISA trong thập kỷ qua đã đặt ra cho các kiến trúc sưcủa giáo dục khoa học ở Israel một thách thức khó khăn – sự cần thiết phải cảithiện thành tích kiến thức khoa học một cách đáng kể

Đặc biệt vào thời điểm mà xã hội phương Tây đang khoác lên mình lớp áo côngnghệ điển hình và nhận thức văn hóa gán giá trị nội tại cho tri thức đang bị thay thếbởi quan điểm vị lợi coi giáo dục như một phương tiện để đạt được các kỹ năngchức năng nhằm đảm bảo khả năng làm việc trong tương lai của sinh viên – các

môn khoa học thiếu quan hệ công chúng tốt Đó là do hệ thống giáo dục hay vì các

xu hướng thời trang trên khắp thế giới phương Tây?

Hệ thống giáo dục chịu trách nhiệm phân phối và phổ biến tri thức của conngười Alvin Toffler, trong 'Cú sốc tương lai' [ 2 ] , đã tuyên bố rằng do tri thức củacon người ngày càng lão hóa nhanh chóng và tuổi thọ ngày càng tăng, cơ hội sửdụng kiến thức thu được khi còn trẻ của một người giảm dần khi một người già

đi Do đó, các trường học và cơ sở giáo dục đại học sẽ sai lầm khi dạy dựa trên giảđịnh ngụ ý rằng thế giới ngày mai sẽ quen thuộc Một phần quan trọng của giáodục nên là một quá trình mà chúng ta mở rộng, làm phong phú và cải thiện hìnhảnh của cá nhân về tương lai Kết luận của Toffler là những người mù chữ trongtương lai sẽ không phải là những người không biết đọc, mà là những người khônghọc cách học Do đó, các trường học trong tương lai nên dạy cách học và phải xácđịnh lại khái niệm học tập

Lĩnh vực giáo dục ngày nay bao gồm khái niệm có liên quan về “học tập có ýnghĩa”, đối với tất cả các khía cạnh của việc học, đòi hỏi một thái độ khác với cáckhuôn mẫu tư duy giáo dục truyền thống Công nghệ đã trở thành một đặc điểmkhông thể thiếu của các vấn đề như cập nhật chương trình giảng dạy, tổ chức ngườihọc, tổ chức thời gian học tập, môi trường học tập, khả năng tiếp cận tài nguyênhọc tập, yếu tố con người – đội ngũ giảng dạy và đào tạo, và tất cả các phương tiệncông nghệ cần thiết để sử dụng “có ý nghĩa học tập” để phục vụ mỗi giáo viên vàhọc sinh Các phương tiện công nghệ tạo ra sự khác biệt đáng kể từ giới hạn vật lýcủa lớp học đến các vòng học tập xã hội và toàn cầu Bản chất của học tập có ýnghĩa là thiết kế một trải nghiệm có ý nghĩa cho người học, được trung gian bởimột nhà giáo dục có ý nghĩa,thế kỷ [ 3 ]

Thông qua học tập có ý nghĩa, hệ thống giáo dục không chỉ đối mặt với thách thức

và cơ hội, mà còn sở hữu các phương tiện thiết thực để thực hiện cam kết của mìnhđối với sự phát triển phù hợp và trao quyền cho các thế hệ tương lai

Hệ thống giáo dục ngày nay vận hành trong một thế giới năng động, thay đổinhanh chóng “Kỷ nguyên thông tin” của chúng ta được đặc trưng bởi sự tràn ngậpthông tin và nhiều phát triển công nghệ, bao gồm cả cuộc cách mạng xử lý từ

xa Học sinh được tiếp xúc với một thế giới vận hành với tốc độ cực lớn trong lĩnhvực kỹ thuật số và trực tuyến, thông tin liên lạc và thậm chí cả các mối quan hệgiữa các cá nhân Thế giới trực tuyến kỹ thuật số đã gây ra sự thay đổi mạnh mẽtrong cấu trúc thứ bậc của nguồn tri thức và truy cập thông tin, tác động đến ngườidạy, người học, chương trình giảng dạy, quá trình dạy-học và môi trường học

tập Tất cả những điều này đòi hỏi giáo dục phải phù hợp với nhu cầu của ngườihọc và xã hội; học tập có ý nghĩa liên quan đến người học, tăng hứng thú và độnglực, đồng thời tạo ra một quá trình trao quyền và thú vị cho cả học sinh và giáoviên.[ 4 ]

Chương trình học nói chung và khoa học nói riêng nên cung cấp cho sinh viên mộtcái nhìn rộng rãi và cân bằng về sự tiến bộ của khoa học, tầm quan trọng của nóđối với xã hội và ảnh hưởng của nó đối với cuộc sống hàng ngày của mỗi cánhân Sự phát triển nhanh chóng của quá trình hiện đại hóa và những thay đổi vềchính trị, kinh tế và xã hội ở các quốc gia hiện đại đòi hỏi phải đánh giá lại và cảithiện mọi hệ thống giáo dục

Xã hội hiện đại gắn bó sâu sắc trong môi trường công nghệ và phụ thuộc vào nótrong hầu hết các khía cạnh của cuộc sống Theo nghĩa rộng nhất, môi trường côngnghệ bao gồm cơ sở hạ tầng, thiết bị và công nghệ nhân tạo phục vụ ngay cả nhữnghoạt động và chức năng thường ngày đơn giản nhất Chúng ta đang sống trong mộtthời đại mà khoa học và công nghệ đan xen vào nhau, len lỏi vào mọi ngócngách Tuy nhiên, không thể hiểu được công nghệ nào nếu không hiểu được khoahọc đã tạo ra nó, và không có gì khoa học có thể được phát triển mà không cónhững tác động ngay lập tức về công nghệ Công dân bình thường phải có một nềngiáo dục khoa học và công nghệ chung để giải quyết các vấn đề hàng ngày màcuộc sống hiện đại đưa ra Giải pháp cho vấn đề này chỉ có thể là giáo dục khoahọc phù hợp kết hợp các công cụ công nghệ với hướng dẫn của bất kỳ ngành khoahọc nào Nó đã được nói[ 5 ] rằng chúng ta nên tìm ra những cách hiệu quả để thiếtlập sự hợp tác giữa con người và máy tính, điều này sẽ cho phép mọi người sửdụng các tính năng cụ thể của máy tính để nâng cao trí thông minh của chính họ.Nếu tri thức khoa học và công nghệ là nguồn lực kinh tế quan trọng nhất, thì giáodục khoa học và công nghệ là khoản đầu tư tốt nhất mà người ta có thể thực hiện

để khai thác nguồn lực này Các xu hướng và hướng phát triển khoa học mới cầnmột thời gian dài để thấm nhuần vào chương trình giảng dạy của các trường tiểuhọc và trung học phổ thông Do đó, đào tạo về khoa học và công nghệ, hiểu biết cơbản và các kiểu tư duy cơ bản có thể giúp chúng ta sử dụng đúng sức mạnh khoahọc và công nghệ của mình và biến chúng thành sức mạnh kinh tế

Bài viết này đề xuất một phương pháp giảng dạy tích hợp máy tính để vận hànhphòng thí nghiệm có tên là “Hệ thống miễn dịch – Mô hình và mô phỏng” như mộtphương pháp bổ sung cho việc giảng dạy chủ đề hệ thống miễn dịch như một phầncủa các bài học sinh học ở trường trung học

2 Biện minh cho chủ đề

Thời đại của chúng ta được đặc trưng bởi sự phát triển nhanh chóng của khoa học

và công nghệ Nghiên cứu về bệnh tật và cách đối phó với chúng không chỉ quantrọng đối với các bác sĩ hay nhà nghiên cứu, mà còn trở nên quan trọng đối với tất

cả chúng ta, những người chưa từng bị bệnh hoặc bị làm phiền bởi cuộc đấu tranhliên tục với các loại bệnh khác nhau đang hoành hành chúng ta hoặc môi trườngcủa chúng ta ?

Các phương tiện liên lạc hiện đại là cứu cánh cho hầu hết mọi người, và càng cónhiều phương tiện liên lạc, thì càng có nhiều người cảm nhận được phạm vi rộnglớn của thông tin truyền tải theo cách của họ Một mặt, truyền thông đến mọi nhà

và đưa công chúng đến nhiều vấn đề đi đầu trong khoa học và nghiên cứu, mặtkhác, hầu hết các nguyên tắc của khoa học và công nghệ hiện đại không được hiểuđúng Do đó, có một khoảng cách ngày càng lớn giữa các nhà khoa học trong thápngà của họ và công chúng nói chung

Vì vậy, một trong những mục tiêu trọng tâm của giáo dục khoa học là thúc đẩy sựkết nối giữa khoa học và cộng đồng, với mục tiêu tăng cường sự quan tâm, hoạtđộng và khả năng tiếp cận của công chúng (đặc biệt là trẻ em và thanh thiếu niên)đối với các chủ đề khoa học; cụ thể là tăng cường tiếp xúc, chứng minh tác dụngcủa khoa học đối với cuộc sống hàng ngày, đóng góp của khoa học cho nền kinh tế,nuôi dưỡng vốn con người và giảm khoảng cách xã hội Do đó, con người hiện đạiyêu cầu các nguồn thông tin hiện tại cung cấp một bức tranh hoàn hảo nhất có thể

về cơ thể con người và các chức năng, các phản ứng khác nhau của cơ thể trướccác tác động tiêu cực và cách tránh bệnh tật Hơn nữa, có khía cạnh trí tuệ và sự tò

mò tự nhiên của con người đối với các hiện tượng và đổi mới khoa học Một người

có học thức, với một nền giáo dục nhân văn phóng khoáng,

2.1 Những thay đổi trong Giáo dục Khoa học

Thay đổi là một điều kiện tự nhiên của giáo dục, mà bây giờ đại diện, nhiều hơntrong quá khứ, một sự chuyển đổi giữa cũ và mới Nhu cầu thay đổi cơ bản bắtnguồn từ việc thiết lập kỷ nguyên khoa học công nghệ, bị ảnh hưởng bởi thông tin

và các công cụ có thể truy cập để chuyển nó bằng nhiều kênh truyền thông hiệnđại

Các trường học được kỳ vọng sẽ hoạt động trong một xã hội đang trải qua nhữngthay đổi nhanh chóng trong mọi lĩnh vực của cuộc sống Sự thay đổi thực tế tronggiáo dục nên được nhìn nhận là tái cơ cấu khung trường học Tái cấu trúc là một

cách tiếp cận có hệ thống để thay đổi, nên áp dụng cho các mục tiêu, quy định, vaitrò và bối cảnh trong nhà trường bao gồm con người, kiến thức, công nghệ, thờigian và phương pháp được sử dụng để cải thiện hiệu quả giảng dạy và giáo dụctheo cách phục vụ nhu cầu thay đổi của xã hội [ 6 ]

Công dân tương lai là người cần một cơ sở hạ tầng kiến thức và tư duy cần thiết để:Nhận thức về ý nghĩa cá nhân và xã hội của ứng dụng khoa học và công nghệ;

Ý thức về tính trung tâm của một người và toàn bộ các tương tác với môi trường tựnhiên, công nghệ và xã hội của một người;

Chịu trách nhiệm về hành vi của mình, cam kết cải thiện chất lượng cuộc sống củamình và cân nhắc những tác động trong tương lai của hành vi đó đối với bản thân

Hơn nữa, giáo dục khoa học-công nghệ được coi là cần thiết để thấm nhuần kiến thức và kỹ năng cần thiết cho mọi công dân trưởng thành trong tương lai của thế

kỷ 21 [ 8 ] , vì kiến thức và tư duy khoa học có liên quan và thậm chí cần thiết chocuộc sống hàng ngày, để giải quyết vấn đề trong cuộc sống thế giới thực, và đểhiểu và phân tích thông tin nhận được từ nhiều nguồn [ 9 ]

Việc giảng dạy khoa học trong nhà trường cũng đang thay đổi liên tục nhằm gópphần hình thành những công dân có thể đối phó với một thế giới ngày càng tácđộng và bị ảnh hưởng bởi khoa học và công nghệ Ngày nay, việc sử dụng thuậtngữ 'thấm nhuần kiến thức khoa học' như một mục tiêu của việc giảng dạy khoahọc cho công chúng nói chung là khá phổ biến [ 10 ] Mục tiêu quan trọng củachương trình giảng dạy khoa học là giúp học sinh hiểu được bản chất của phươngpháp khoa học Hai loại kiến thức được bao gồm trong kiến thức khoa học: kiến thức về khoa học – kiến thức về thế giới tự nhiên trong các lĩnh vực khác nhau: vật

lý, hóa học, sinh học, khoa học trái đất và vũ trụ, và khoa học dựa trên công nghệ,

và kiến thức về khoa học – kiến thức về phương tiện khoa học và mục tiêu, phươngpháp kiểm tra và giải thích khoa học.

Khung khái niệm về kiến thức khoa học bao gồm bốn khía cạnh chính: 1 Kiếnthức: Hiểu thế giới dựa trên kiến thức và hiểu biết về khoa học; 2 Kỹ năng: Xácđịnh đề tài khoa học, giải thích các hiện tượng một cách khoa học, sử dụng dẫnchứng khoa học; 3 Bối cảnh: Hiểu hoàn cảnh, môi trường đặt vấn đề; 4 Thái độ:Yêu thích khoa học, ủng hộ nghiên cứu khoa học, có động cơ hành động có tráchnhiệm đối với các vấn đề khoa học (như tài nguyên thiên nhiên và môi trường).Thực tế là không thể dạy tất cả kiến thức tích lũy được, và các nghiên cứu đã chỉ rarằng việc học tập có ý nghĩa đòi hỏi thời gian và nỗ lực, đã củng cố nhu cầu tậptrung vào ít ý tưởng và khái niệm hơn để có được chất lượng học tập cao hơn Cảicách hiện tại trước hết kêu gọi cam kết giảng dạy có ý nghĩa các ý tưởng khoa học

và kỹ năng tư duy cơ bản cho tất cả học sinh

'Sản phẩm' của giáo dục khoa học sẽ là những công dân có thể trải nghiệm sự nhiệttình từ việc hiểu thế giới khoa học, sử dụng các quy trình và nguyên tắc khoa học

để đưa ra quyết định cá nhân, có quan điểm giáo dục về các vấn đề xã hội có mốiliên hệ khoa học-công nghệ và tham gia vào phát triển kinh tế đất nước

Dạy kỹ năng học tập cũng quan trọng như dạy khoa học Việc giảng dạy khoa họcnên tập trung vào việc thấm nhuần các kỹ năng cho phép người học tra cứu và tìmthấy thông tin khi cần, để hiểu thông tin đó, liên hệ với các nguồn thông tin mộtcách nghiêm túc và đưa ra quyết định dựa trên sự thật và suy nghĩ hợp lý Các kỹnăng có thể được chia thành các kỹ năng học tập (tìm kiếm, lựa chọn và đánh giáthông tin, xử lý và trình bày thông tin), kỹ năng tư duy (hiểu, phân tích phản biện,lập luận), kỹ năng giải quyết vấn đề (xác định vấn đề, tìm giải pháp, đưa ra kếtluận) và các kỹ năng siêu nhận thức Kỹ năng không thể được học một cách thụđộng Học sinh phải thực sự trải nghiệm việc tìm kiếm thông tin, đọc một bài báo

về một dự án hoặc tiến hành một thí nghiệm Ngoài việc đánh giá mức độ lĩnh hộicác ý trung tâm, còn phải đánh giá các kỹ năng học tập Đánh giá toàn bộ quá trìnhhọc tập, không chỉ các sản phẩm của nó, và việc sử dụng các công cụ đánh giákhác nhau sẽ cung cấp một bức tranh đầy đủ hơn về các kỹ năng tư duy của họcsinh

Harpaz [ 11 ] tin rằng học sinh học tốt hơn khi họ tham gia vào quá trình học tậpbằng trí óc, trí tưởng tượng, cảm xúc và cơ thể Kết quả của sự tham gia này là sựhiểu biết về những ý tưởng có ý nghĩa Việc tham gia vào quá trình học tập manglại trải nghiệm học tập tích cực, là điều kiện tiên quyết quan trọng để hiểu [ 11 ]

Nội dung học tập có thể được làm cho hấp dẫn hơn không, và bằng cách nào? Làmthế nào những ngôi trường vận hành theo một chương trình giảng dạy nghiêm ngặt,thiếu trang thiết bị và phòng thí nghiệm hiện đại, có thể cạnh tranh với thế giớinăng động và đầy màu sắc mà học sinh được tiếp xúc thông qua các thiết bị kỹthuật số rất tiện dụng (như TV, máy tính và điện thoại di động)? Dạy như thế nào làtốt nhất để biến các bài học khoa học trở thành một trải nghiệm học tập đầy tháchthức và kích thích sáng tạo?

Mục đích của việc dạy học nói chung và các bài học khoa học nói riêng là dạy họcsinh cách đối phó với các tình huống mới, chứ không phải các tình huống quenthuộc Đây là ý tưởng cơ bản của việc tích hợp các phòng thí nghiệm trong chươngtrình giảng dạy khoa học, với sự nhấn mạnh vào việc giảng dạy khoa học như mộtcuộc điều tra hơn là chỉ ghi nhớ các sự kiện Do đó, học sinh được tiếp xúc với cácquá trình tư duy khoa học (xác định vấn đề, hình thành giả thuyết, lập kế hoạch thínghiệm và xử lý dữ liệu) Ở giai đoạn sau, học sinh có thể phát triển khả năng tổnghợp để giải quyết các vấn đề khoa học

Dạy học khoa học có đặc điểm là tiếp cận điều tra khám phá, không thể hài lòngvới việc truyền đạt thông tin một cách thụ động từ người dạy sang người học

Hầu hết các tài liệu nghiên cứu về khoa học đều trừu tượng, do đó phức tạp và khóhiểu Việc tích hợp các phương pháp minh họa có thể một mặt thỏa mãn trí tò mò

tự nhiên của học sinh, mặt khác thỏa mãn mong muốn phát triển khả năng sáng tạo

và kỹ năng giải quyết vấn đề của giáo viên

2.2 Tích hợp máy tính trong giảng dạy

Giáo dục cập nhật là sự điều chỉnh và thực hiện các nhận thức giáo dục và quátrình học tập trong quá khứ sang các phương pháp hiện đại, nhằm chuẩn bị choviệc đào tạo học sinh cho thế giới tương lai Việc giảng dạy các kỹ năng của thế kỷ

21 là bắt buộc trong tất cả các trường học để chuẩn bị cho học sinh trong thế giớiviệc làm đang thay đổi và phát triển không ngừng [ 12 ] Việc sử dụng máy tính ởthế giới phương Tây đã trở nên phổ biến và nhu cầu kết hợp máy tính trong việcdạy và học cũng như chuẩn bị cho người học hoạt động trong thế kỷ 21 ngày càngtăng

Các kỹ năng của thế kỷ 21 bao gồm tư duy sáng tạo và trí tò mò; hiểu biết về thôngtin và giao tiếp (học sinh sử dụng công nghệ để giao tiếp và làm việc với nhữngngười khác ở xa họ, với mục đích học tập chia sẻ và giúp đỡ lẫn nhau); các mốiquan hệ giữa các cá nhân và tự quản lý (mối quan hệ giữa các cá nhân và công việc

chung, tự học, linh hoạt và thích ứng, và trách nhiệm cá nhân và xã hội); tư duyphản biện, giải quyết vấn đề và ra quyết định (kiến thức thông tin hoặc quảnlý); chỉ huy công nghệ (nắm bắt và vận hành công nghệ, sử dụng phần mềm, bảomật internet, thông tin liên lạc) [ 13 ]

Hệ thống giáo dục đang phải đối mặt với nhu cầu giải quyết nhiều thách thức vàhạn chế giáo dục đòi hỏi phải hiệu chỉnh lại – một sự thay đổi đáng kể trong cáchtiếp cận và thực hiện học tập Sự thay đổi phải thể hiện ở sự giải mã, điều chỉnh vàphát triển quan điểm cập nhật, phù hợp với sự thay đổi của môi trường, văn hóa,kinh tế - xã hội, phù hợp với người học và thực tế của họ

Để đạt được tiêu chuẩn cao này, hệ thống giáo dục phải thay đổi phương pháp làmviệc trong nhà trường và phương pháp dạy và học trong lớp học Khi môi trườnggiáo dục hướng đến việc xây dựng trải nghiệm học tập có sức mạnh và động lực,khi công nghệ và các mối quan hệ của nó với con người và xã hội được tích hợpsẵn, thì tin học hóa nên được tích hợp như một phần của nhận thức học tập có ýnghĩa Sự thay đổi bao gồm việc hiểu những thay đổi xảy ra ở người học và việchọc là kết quả của công nghệ được tích hợp trong trải nghiệm sống, trong xã hội,văn hóa, kinh tế và giáo dục, đồng thời thiết kế lại trải nghiệm giáo dục, tầm nhìn,ước mơ và thách thức, điều không thể không có công nghệ [ 14 ]

Việc sử dụng máy tính và công nghệ thực tế không phải là thay đổi trọng tâm trongquá trình dạy và học Những thay đổi chủ yếu là về nội dung, cấu trúc bài tập họctập, quan điểm sư phạm, quan niệm của giáo viên và học sinh cũng như nhận thức

đa dạng của họ về các công cụ công nghệ [ 15 ] Giáo dục phải được điều chỉnh theothực tế mới, lập kế hoạch cho các hoạt động giáo dục kết hợp sử dụng máy tính vàđào tạo giáo viên làm việc trong môi trường học tập kỹ thuật số [ 16 ]

2.3 Chiến lược liên quan đến máy tính trong giảng dạy khoa học

Giáo viên khoa học có hai chướng ngại vật phải vượt qua lần lượt từng chướngngại vật Đầu tiên, người đó phải học và tiếp thu sâu mô hình khoa học cập nhật,sau đó dạy học sinh theo cách phù hợp với trình độ và khả năng hiểu của họ

Cách tiếp cận kiến tạo cho rằng người học không phải là người tiếp nhận kiến thứcmột cách thụ động mà là một nhân tố tích cực trong quá trình dạy-học Theo đó,trên thực tế học sinh tự xây dựng kiến thức cho mình

Trong những năm gần đây, máy tính đã thâm nhập vào các trường học và cácchương trình học dựa trên máy tính hoặc đa phương tiện ngày càng trở nên phổbiến Một trong những lý do chính để tăng cường sử dụng máy tính là kỳ vọng

rằng máy tính sẽ cải thiện đáng kể quá trình học tập và điều chỉnh nó theo nhu cầucủa từng học sinh.

Mô phỏng phần mềm giáo dục (hình ảnh máy tính – 'thực tế ảo') dựa trên các lýthuyết học tập nhấn mạnh vào việc xây dựng kiến thức của chính học sinh Cáchtiếp cận này cho phép người học xác định vấn đề mà họ muốn tìm hiểu và điều tra

nó thông qua việc quan sát các biến do phần mềm trình bày Một trong những ưuđiểm của mô phỏng là khả năng giải thích và minh họa các khái niệm trừu tượngtheo ba chiều, nơi người học hoạt động tương tác và trải nghiệm

Chúng tôi mong muốn thiết kế một mô hình của một ý tưởng khoa học sẽ phục vụnhư một dạng cầu nối giữa nhận thức hạn chế của chúng ta và hệ thống được đạidiện bởi ý tưởng đó Trong giảng dạy, vai trò chính của mô hình là làm trung giangiữa nhận thức của con người và các ràng buộc của nó và một hệ thống không thểnhận thức được vì nó phức tạp và trừu tượng Các mô hình và mô phỏng làmphong phú và tăng cường cơ sở hạ tầng trực quan, do đó cải thiện quá trình họctập

Mô phỏng là các chương trình máy tính bắt chước các hoạt động thực tế: thínghiệm trong phòng thí nghiệm, vận hành dụng cụ, thực hiện các quy trình theotừng giai đoạn, v.v Việc sử dụng hình ảnh trên máy tính như một công cụ giảngdạy khoa học là một phương pháp cho phép học sinh trải nghiệm các hệ thốngđộng, phức tạp [ 17 ]

Phần lớn tiềm năng giảng dạy độc đáo của máy tính được thể hiện trong các môphỏng và thông qua các phương tiện công nghệ tiên tiến (màu sắc, âm thanh,chuyển động và màn hình độ phân giải cao), một môi trường học tập trên màn hìnhmới được tạo ra – thực tế ảo Hình ảnh máy tính có thể minh họa thành phần, cấutrúc và quy trình một cách trực quan rõ ràng Trong phần mềm dựa trên phươngpháp này, người học phản ứng, và phần mềm đánh giá phản ứng theo một chươngtrình định sẵn Ý tưởng cơ bản của mô phỏng lập luận rằng sử dụng máy tính rẻhơn và kinh tế hơn so với sử dụng thiết bị đắt tiền và vật liệu nguy hiểm hoặc đắttiền Hơn nữa, các thí nghiệm thực tế thường không thể thực hiện hoặc tái tạo [ 18 ] Hình ảnh máy tính giúp đơn giản hóa các hệ thống phức tạp và hiển thị chúng trênmàn hình dưới dạng 'thế giới nhỏ' mô phỏng thế giới thực Hình ảnh cho phépchúng tôi chọn các biến mong muốn từ hệ thống thực, xác định các quy tắc chiphối hệ thống và cho phép sinh viên trải nghiệm hệ thống bằng cách phân bổ cácgiá trị số cho các biến, quan sát những thay đổi nhanh chóng xảy ra trong hệ thống

và hiểu các quy tắc của hệ thống qua điều tra, nghiên cứu Người học là một phần