Thiết kế tiện ích hỗ trợ dạy học môn Hóa học ở trường trung học phổ thông tích hợp sẵn trong Microsoft Office trên nền tảng ngôn ngữ VBA

Bài viết giới thiệu về tiện ích Chemistry do nhóm nghiên cứu xây dựng, bao gồm việc hỗ trợ thiết kế các hình vẽ thí nghiệm, bộ thí nghiệm ảo, các tư liệu hóa học được tích hợp sẵn trong hai ứng dụng Microsoft Word (MS Word) và Microsoft Powerpoint (MS Powerpoint).

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 19, NO 8, 2021 33 THIẾT KẾ TIỆN ÍCH HỖ TRỢ DẠY HỌC MƠN HĨA HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG TÍCH HỢP SẴN TRONG MICROSOFT OFFICE TRÊN NỀN TẢNG NGÔN NGỮ VBA DESIGNING THE UTILITY TO SUPPORT TEACHING CHEMISTRY AT HIGH SCHOOL AS THE ADD-INS IN MICROSOFT OFFICE BASED ON VBA LANGUAGE Nguyễn Thị Lan Anh1*, Trần Văn Trung Hải1, Hoàng Hương Linh1, Vũ Hoài Thương1, Lê Thị Huyền Trâm1 Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng *Tác giả liên hệ: nglananhspdn@gmail.com (Nhận bài: 05/5/2021; Chấp nhận đăng: 02/6/2021) Tóm tắt - Bài báo giới thiệu tiện ích CHEMISTRY nhóm nghiên cứu xây dựng, bao gồm việc hỗ trợ thiết kế hình vẽ thí nghiệm, thí nghiệm ảo, tư liệu hóa học tích hợp sẵn hai ứng dụng Microsoft Word (MS Word) Microsoft Powerpoint (MS Powerpoint) Tiện ích giúp rút ngắn thời gian thiết kế nội dung giảng mơn Hóa học giáo viên với hình ảnh đảm bảo khoa học tính thẩm mĩ Đồng thời, công cụ hỗ trợ kích thích tư cho học sinh việc học tập mơn Hóa học trường Trung học phổ thơng (THPT) Kết nghiên cứu khảo sát thử nghiệm 30 giáo viên dạy học mơn Hóa học 80 học sinh Trường THPT Hòa Vang, THPT Cẩm Lệ THPT Phan Châu Trinh địa bàn thành phố Đà Nẵng, nhận đánh giá đạt chất lượng tốt, sử dụng hiệu việc dạy học môn Hóa học Abstract - This article introduces the add-ins called CHEMISTRY, developed by research team, including support to design illustrated images, virtual experimental chemistry sets, references of chemistry built in Microsoft Word and Microsoft PowerPoint This add-ins helps to save the time to prepare content of lectures for teachers of chemistry by images which ensure science and aesthetics At the same time, this is also one of the thought-provoking tools for students in learning Chemistry at high school The research was tested by 30 teachers of Chemistry in Da Nang city and 80 students at Hoa Vang High School, Cam Le High School and Phan Chau Trinh High School (Da Nang City) The results have shown that it was rated for good quality, effectively used in teaching Chemistry Từ khóa - Phần mềm tiện ích; thí nghiệm ảo; mơn Hóa học; Trường Trung học phổ thông; ngôn ngữ VBA Key words - The utility add-ins; virtual experiment; Chemistry; high school; the Visual Basic for Application language (VBA) Đặt vấn đề Hóa học mơn khoa học tự nhiên gắn liền lí thuyết với thực tiễn Trong đó, thí nghiệm Hóa học (TNHH) phương tiện trực quan quan trọng môn này; Là sở để học sinh (HS) nghiên cứu tìm tịi; Là cơng cụ xác định tính đắn lí thuyết, dạy HS cách tư độc lập, sáng tạo, nắm kiến thức học đồng thời đáp ứng yêu cầu giáo dục theo hướng phát triển lực [1] Bên cạnh việc biểu diễn thí nghiệm trực tiếp cho HS quan sát yêu cầu dạy học hóa học thiết kế thí nghiệm ảo có thí nghiệm độc hại, tốc độ phản ứng xảy chậm, khơng đủ hóa chất, thiết bị để thực Ngày 26/12/2018, Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành thông tư 32/2018/TT-BGDĐT chương trình giáo dục phổ thơng Trong đó, chương trình mơn Hóa học lớp 10 đưa vào chun đề 10.3: Hóa học với Cơng nghệ thơng tin, cho thấy tâm phát triển kĩ mềm công nghệ thông tin (CNTT) cho HS [2] Thông qua việc khảo sát thực trạng ứng dụng CNTT vào số dạy thí nghiệm mơn Hóa học trường THPT mà nhóm nghiên cứu thực hiện, chúng tơi nhận thấy đa số giáo viên (GV) đề xuất mong muốn xây dựng phần mềm hỗ trợ thiết kế tư liệu dạy học Hiện nay, có nhiều phần mềm hỗ trợ xây dựng thí nghiệm ảo Portable Virtual Chemistry Lab, ChemLab, Crocodiele, Macromedia Flash, Portable crocodile chemistry, Chemist by thix phần mềm phí, q trình cài đặt phức tạp, chiếm nhiều dung lượng nhớ gây khó khăn sử dụng Xuất phát từ thực trạng đó, nhóm nghiên cứu cho rằng, cần phải xây dựng thư viện gồm có hình vẽ nhằm hỗ trợ GV q trình thiết kế mơ hình TNHH tiện ích dễ dàng truy cập Đồng thời HS sử dụng tiện ích để tìm hiểu, dự đốn thí nghiệm trình bày nội dung dạy học Nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu thiết kế tiện ích hỗ trợ dạy học Hóa học trường THPT tích hợp sẵn Microsoft Office tảng ngôn ngữ VBA đặt tên CHEMISTRY Một số vấn đề lí luận 2.1 Dạy học TNHH Dạy học thông qua TNHH phương pháp dạy học trực quan tích cực áp dụng ngày phổ biến Tùy theo nội dung vị trí sử dụng thí nghiệm, GV thí nghiệm theo phương pháp nghiên cứu, phương pháp giải vấn đề hay phương pháp kiểm chứng Việc sử dụng thí nghiệm dạy học khơng kích thích hứng thú HS mà giúp em phát triển tư độc lập nghiên cứu, tự tìm kiến thức cho thân, đồng thời dần hình thành kĩ nhận biết giải vấn đề liên quan đến thực nghiệm [1] The University of Danang - University of Science and Education (Nguyen Thi Lan Anh, Tran Van Trung Hai, Hoang Huong Linh, Vu Hoai Thuong, Le Thi Huyen Tram) 34 Nguyễn Thị Lan Anh, Trần Văn Trung Hải, Hoàng Hương Linh, Vũ Hoài Thương, Lê Thị Huyền Trâm TNHH ảo hiểu việc mơ thí nghiệm thực tế để kiểm nghiệm lại lí thuyết làm minh họa rõ q trình cơng nghệ [3] Mơi trường học tập động với việc sử dụng hình ảnh mô cho chủ đề trừu tượng, giúp học sinh trở nên động hơn, cung cấp hội cho học sinh tiếp thu vấn đề khó trở nên dễ dàng TNHH ảo khắc phục vấn đề khách quan thiếu hụt dụng cụ hóa chất chất thí nghiệm chứa chất độc hại cho người làm môi trường Bên cạnh đó, tiến hành thí nghiệm ảo bước đệm rút ngắn khoảng cách khác biệt lí thuyết thực tiễn Từ dụng cụ hóa chất yêu cầu bước tiến hành ghi giấy, HS xác định lựa chọn sử dụng trang thiết bị liều lượng hóa chất mơ để kiểm tra tượng kết thu Từ rút kinh nghiệm điều chỉnh phù hợp để tiến hành thí nghiệm thực tế Như vậy, HS khơng có so sánh lí thuyết thực tiễn mà mở rộng tư làm việc, không trở nên rập khuôn hay máy móc Sử dụng phịng thí nghiệm ảo mơ tiến trình thí nghiệm giúp khắc phục số vấn đề gặp phải phịng thí nghiệm truyền thống có đóng góp tích cực việc đạt mục tiêu hệ thống giáo dục [4] 2.2 Tiện ích (Add-ins) Microsoft Office Microsoft Office (MS Office) ứng dụng văn phòng gồm chương trình, máy chủ dịch vụ phát triển Microsoft, giới thiệu lần đầu Bill Gates vào ngày tháng năm 1988 Las Vegas [5] Trong đó, MS Word MS Powerpoint hai ứng dụng văn phịng có lượt người sử dụng phổ biến Thanh công cụ (Ribbon) tập hợp nhóm lệnh hỗ trợ người dùng q trình thao tác với ứng dụng Mỗi nhóm lệnh xếp thành thẻ (Tab) – chứa nút lệnh giúp người dùng hoàn thành tác vụ Ngồi thẻ mặc định sẵn có Home, Insert…, MS Office cho phép người dùng tự tạo thẻ thông qua phần mềm Custom UI Editor thiết lập hoạt động lệnh code Visual Basic thẻ Developer [6] 2.3 Ngôn ngữ VBA Visual Basic cung cấp tập hợp cơng cụ hồn chỉnh để phát triển ứng dụng bổ sung cho Microsoft Windows cách nhanh chóng thuận tiện “Visual” nói đến phương thức dùng để tạo giao diện đồ họa cho người dùng “Basic” ngôn ngữ “BASIC” (Beginners AllPurpose Symbolic Instruction Code) ngơn ngữ lập trình dùng nhiều nhà lập trình ngơn ngữ khác Visual Basic làm việc với đối tượng, cấu trúc mã đóng tượng trưng cho mơ hình vật lí hình Các đối tượng thuộc tính điều khiển User Form Hoạt động User Form điều khiển với hệ thống Modules Form [6] Thiết kế sử dụng tiện ích hỗ trợ dạy học TNHH THPT có sử dụng thí nghiệm theo tài liệu [2], chúng tơi tiến hành thiết kế tiện ích theo quy trình sau: *Bước 1: Xây dựng sở liệu - Thiết kế hình vẽ dụng cụ thí nghiệm dựa hình ảnh dụng cụ thực tế với quy tắc phối cảnh mĩ thuật hợp lí - Thiết kế thí nghiệm theo chủ đề dạy học có sử dụng chương trình Hóa học THPT - Thiết kế hình vẽ, hình minh họa sử dụng tư liệu dạy học bổ sung *Bước 2: Tạo bảng chọn tích hợp MS Word MS Powerpoint - Sử dụng lập trình tạo lập công cụ (custom tab) Custom UI Editor cung cấp để tạo tiện ích (Addins) menu lựa chọn phần mềm MS Word MS Powerpoint Cấu tạo tiện ích: Hiện nay, tiện ích CHEMISTRY bao gồm ba tệp: CHEMISTRY-ENG.docm dành cho MS Word, CHEMISTRY.potm dành cho MS Powerpoint sở liệu nén CHEMISTRY với tổng dung lượng nhớ 43.1 MB - Nhóm Glassware (Dụng cụ thủy tinh): Tube (Ống nghiệm), Beaker – Trough (Cốc – chậu thủy tinh), Erlenmeyer (Bình tam giác), Flask (Bình cầu), Funnel (Phễu), M-Cylinder (Ống đong), M-Bottle (Bình định mức), Burette – Pipette (Buret – Pipet) - Nhóm Chemical (Hóa chất): Jar (Lọ chứa hóa chất), Dropper (Ống hút hóa chất), Chemical (Các mẫu hóa chất, ví dụ: Chất rắn, chất lỏng, chất khí…) - Nhóm Other Tools (Các dụng cụ khác): Alcohol burner (Đèn cồn), Wooden – Iron tools – Electric stove (Dụng cụ gỗ, sắt – Bếp điện), Lid – Connecting pipes (Nút, ống dẫn, ống nối), Special tools (Dụng cụ đặc biệt, ví dụ: Ống sinh hàn, bình hút ẩm…) - Nhóm Photos Library (Thư viện ảnh): Bao gồm hình ảnh tư liệu phục vụ học tập bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học, thang đo pH, phổ IR, mơ hình phân tử hữu dạng 3D… - Nhóm Chart and Reaction (Đồ thị phản ứng): Charts and Graphs (Biểu đồ đồ thị: Các dạng đồ thị thường dùng tốn hóa học), Reaction (Phản ứng: kí hiệu mũi tên loại phản ứng) - Nhóm Chemical Experiment Set (Bộ TNHH): Chemistry Grade 10 – 11 – 12: Tập hợp sơ đồ thí nghiệm giới thiệu chương trình Hóa học lớp 10 – 11 – 12 theo u cầu cần đạt Chương trình Hóa học [2] Đối với hình ảnh sử dụng MS Word, nhóm nghiên cứu sử dụng hình ảnh đảm bảo khoa học, thẩm mĩ kích thước sản phẩm phù hợp với việc trình bày văn mơ tả Hình 3.1 Quy trình thiết kế Trên sở xác định tiêu chí cần đạt tiện ích hỗ trợ, tiêu chí cần đạt dạy học TNHH thông qua tài liệu [1, 2, 7] chủ đề dạy học Hình Giao diện tiện ích CHEMISTRY MS Word Đối với hình ảnh sử dụng MS Powerpoint, ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 19, NO 8, 2021 bên cạnh tiêu chí khoa học thẩm mĩ, nhóm tác giả trọng vào hiệu ứng chuyển động hình ảnh phù hợp với nhu cầu quan sát thí nghiệm mơ minh họa Hình 35 đẹp sáng tạo mang đến nhiều khó khăn cho GV, đa số kĩ sử dụng CNTT chưa thành thạo nhiều thời gian để tạo hình vẽ [4] * Kết khảo sát GV sau sử dụng tiện ích thể Bảng Hình Bảng Bảng kết khảo sát ý kiến GV số tiêu chí sử dụng tiện ích Hình Giao diện tiện ích CHEMISTRY MS Powerpoint 3.2 Quy trình sử dụng Để cài đặt Add-ins cho lần sử dụng đầu tiên, người dùng tiến hành giải nén tệp liệu C:\Program File\ Sau hoàn thành việc cài đặt cho lần sử dụng, mở cửa sổ trình MS Word hay MS Powerpoint thấy thẻ CHEMISTRY, nhấn vào quan sát giao diện giới thiệu Hình Hình Để thêm hình ảnh vào trang soạn thảo/trang trình bày, người dùng nhấn chuột chọn đối tượng phù hợp minh họa Hình Hình Hình Các thao tác để chèn hình vẽ "Ống nghiệm thẳng" vào trang soạn thảo MS Word Hình Biểu đồ thể tỉ lệ đánh giá tiêu chí GV Hình Các thao tác để chèn hình vẽ "Ống nghiệm thẳng" vào trang soạn thảo trình chiếu MS Powerpoint 3.3 Phương pháp đánh giá hiệu sử dụng tiện ích CHEMISTRY Để đánh giá toàn diện hiệu sử dụng tiện ích, nhóm nghiên cứu tiến hành thẩm định cách thu thập từ ý kiến người dùng (bao gồm GV HS trường THPT thuộc thành phố Đà Nẵng) 3.4 Kết khảo sát thực nghiệm 3.4.1 Đối với GV Nhằm đánh giá hiệu sử dụng tiện ích, nhóm tác giả tham khảo ý kiến chuyên gia cách gửi dùng thử phiếu khảo sát đến 30 giáo viên môn Hóa học Trường THPT thuộc thành phố Đà Nẵng ghi nhận phản hồi phiếu hỏi Kết cho thấy: * Trước sử dụng tiện ích CHEMISTRY, GV tạo hình vẽ thí nghiệm nhiều cách khác đa số sử dụng ảnh Google trình chiếu MS Powerpoint Một số phận GV vẽ trực tiếp phần mềm MS Powerpoint, vẽ trực tiếp lên bảng, cho HS nhìn vào sách nhờ trợ giúp phần mềm khác Mặc dù việc sử dụng CNTT để tạo hình ảnh thí nghiệm Kết thu Bảng Hình cho thấy: - GV đánh giá cao tiêu chí khoa học (60% tốt 16,67% tốt) - GV đánh giá tốt tiện ích khía cạnh dễ cài đặt, dễ sử dụng, tiện lợi q trình trích xuất liệu (90%) - GV đánh giá tiện ích có hiệu tốt q trình chuẩn bị tư liệu dạy học (66,67% tốt 23,33% tốt) - GV đánh giá tốt tiêu chí tiện ích tạo hứng thú học tập, thu hút tập trung ý HS (43,33% tốt 43,33% tốt) - GV đánh giá tiện ích có hệ thống sở liệu đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng (66,67% tốt 10% tốt) - GV đánh giá tiện ích có giao diện, hình ảnh đạt chất lượng thẩm mĩ (40% tốt 33,33% tốt) Nhìn chung, đa số GV hài lòng (20%) hài lịng (66,67%) với tiện ích Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu nhận góp ý từ GV tham gia khảo sát để tiện ích hoàn thiện số vấn đề: Nội dung cần phong phú hơn, xếp khoa học hơn, bổ sung thêm hình vẽ dụng cụ cho đầy đủ chương trình Hóa Trường phổ thơng 3.4.2 Đối với học sinh Bên cạnh đó, nhóm tác giả tiến hành khảo sát với 80 HS lớp 10/1 Trường THPT Hòa Vang (quận Cẩm Lệ, TP 36 Nguyễn Thị Lan Anh, Trần Văn Trung Hải, Hoàng Hương Linh, Vũ Hoài Thương, Lê Thị Huyền Trâm Đà Nẵng), lớp 10/9 Trường THPT Cẩm Lệ (quận Cẩm Lệ, TP Đà Nẵng) lớp 11/14, lớp 11/26 Trường THPT Phan Châu Trinh (quận Hải Châu, TP Đà Nẵng) năm học 2020 – 2021 Kết thực nghiệm nghiên cứu dựa quan sát kết khảo sát phiếu hỏi lớp thực nghiệm Kết khảo sát phiếu hỏi cho thấy: * Trước sử dụng tiện ích CHEMISTRY, có HS tiếp cận với thiết kế thí nghiệm máy tiếp xúc qua thí nghiệm ảo hình ảnh thầy cung cấp trình học tập * Kết khảo sát HS sau sử dụng tiện ích thể Bảng Hình Bảng Bảng kết khảo sát ý kiến HS số tiêu chí sử dụng tiện ích bị, tìm kiếm tư liệu học tập (25% tốt, 56,25% tốt 18,75% bình thường) - HS đánh giá tốt tiêu chí tiện ích tạo hứng thú học tập, thu hút tập trung ý HS (35% tốt 50% tốt) - HS đánh giá hệ thống sở liệu tiện ích đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng (48,75% tốt 15% tốt) - HS đánh giá tiện ích có giao diện, hình ảnh đạt chất lượng thẩm mĩ (87,5% tốt 12,5% tốt) Nhìn chung, có 75% HS hài lịng với tiện ích Ngồi ra, nhóm tác giả khảo sát HS lớp 10 lớp 12 Kết thu cho thấy, 100% HS khẳng định em thuận lợi việc tra cứu số thơng tin hóa học ngun tố thơng qua nhóm tiện ích Chemitry Grade 10 sơ đồ tư ơn tập hóa học thơng qua nhóm Chemistry Grade 12 HS lớp 12 Kết luận Kết thực nghiệm khẳng định lợi ích mang lại tiện ích CHEMISTRY q trình dạy học mơn Hóa học rút ngắn thời gian chuẩn bị tư liệu, phương tiện dạy học GV tạo điều kiện phát huy tính sáng tạo, chủ động HS học tập Đa số GV HS mong muốn tiện ích mở rộng thêm sở liệu cho tất chủ đề chương trình giáo dục phổ thơng 2018 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình Biểu đồ thể tỉ lệ đánh giá tiêu chí HS Kết thu Bảng Hình cho thấy: - HS đánh giá cao tiện ích tiêu chí đảm bảo tiêu chuẩn khoa học (81,25% tốt 15% tốt) - HS đánh giá tốt cho tiện ích khía cạnh dễ cài đặt, dễ sử dụng, tiện lợi q trình trích xuất liệu (62,5% tốt 25% tốt) - HS đánh giá tiện ích có hiệu q trình chuẩn [1] Đặng Thị Oanh, Phạm Hồng Bắc, Phạm Thị Bình, Phạm Thị Bích Đào, Đỗ Thị Quỳnh Mai, Dạy học phát triển lực mơn Hóa học THPT, Nhà xuất Đại học Sư phạm, 2018 [2] Bộ GD-ĐT, Chương trình giáo dục phổ thơng - Chương trình tổng thể (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 Bộ trưởng Bộ GD-ĐT), 2018 [3] Vũ Thị Thu Hoài, Vũ Thu Trang, “Sử dụng phần mềm “Chemist by thix” để xây dựng thí nghiệm hóa học ảo nhằm phát triển lực thực nghiệm hóa học cho học sinh trung học phổ thơng”, Tạp chí Giáo dục, số 470, 2020, tr 40 - 45 [4] Cengiz TÜYSÜZ, “The Effect of the Virtual Laboratory on Students’ Achievement and Attitude in Chemistry”, International Online Journal of Educational Sciences, (1), 2010, 37 - 53 [5] Softpedia, “Microsoft's Office Has over One Billion Users”, Softpedia, SoftNews, 2012 [6] Phan Tự Hướng, Ngọc Lan Lập trình VBA (Visual Basic for Applications) Excel Nhà xuất thống kê, 2019 [7] Lý Huy Hoàng, Cao Cự Giác, Lê Hải Đăng, Phát triển lực dạy học thực hành thí nghiệm cho sinh viên sư phạm hóa học, Viện Sư phạm Tự nhiên, Đại học Vinh, 2018  ... Form [6] Thiết kế sử dụng tiện ích hỗ trợ dạy học TNHH THPT có sử dụng thí nghiệm theo tài liệu [2], tiến hành thiết kế tiện ích theo quy trình sau: *Bước 1: Xây dựng sở liệu - Thiết kế hình vẽ... thuật hợp lí - Thiết kế thí nghiệm theo chủ đề dạy học có sử dụng chương trình Hóa học THPT - Thiết kế hình vẽ, hình minh họa sử dụng tư liệu dạy học bổ sung *Bước 2: Tạo bảng chọn tích hợp MS... 3.1 Quy trình thiết kế Trên sở xác định tiêu chí cần đạt tiện ích hỗ trợ, tiêu chí cần đạt dạy học TNHH thông qua tài liệu [1, 2, 7] chủ đề dạy học Hình Giao diện tiện ích CHEMISTRY MS Word Đối