HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TỒN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 ỨNG DỤNG E-LEARNING TRONG GIẢNG DẠY VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG THEO GIẢI PHÁP CDIO TẠI ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Lý Anh Tú, Huỳnh Quang Linh Khoa Khoa Học Ứng Dụng, Trường Đại học Bách khoa Hồ Chí Minh 268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, Hồ Chí Minh Tóm tắt: Tính đến tháng 10/2016, Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG TP.HCM có chương trình đào tạo đạt chuẩn ABET, chương trình đạt chuẩn EUR-ACE, 11 chương trình đạt chuẩn AUN-QA đơn vị có nhiều chương trình đào tạo đạt chuẩn quốc tế Đại học Quốc gia TP.HCM nước Để đạt cơng nhận đó, nhà trường cải tiến chương trình đào tạo nâng cao chất lượng giảng dạy với cách tiếp cận CDIO, đặc biệt việc triển khai giảng dạy môn học đại cương phục vụ đặc thù trường kĩ thuật, có Vật lí đại cương đóng góp phần quan trọng Tiếp cận CDIO nhằm tích hợp yếu tố Ý tưởng (Conceive) – Thiết kế (Design) – Triển khai (Implementation) – Vận hành (Operation) môn học nhằm xây dựng kĩ thực tiễn cần thiết cho sinh viên Việc ứng dụng elearning giảng dạy Vật lí đại cương điểm nhấn quan trọng q trình tích hợp Từ khố: CDIO, E-learning, giảng dạy vật lí, đào tạo tín Mở đầu Được thành lập năm 1957 Trường đại học Bách Khoa (ĐHBK) HCM trường kĩ thuật đầu ngành miền nam Việt Nam, trung tâm đào tạo, nghiên cứu khoa học (NCKH) – chuyển giao công nghệ (CGCN) hàng đầu Việt Nam Trường cung cấp nguồn nhân lực chất lượng cao, bồi dưỡng nhân tài, phục vụ hiệu phát triển kinh tế - xã hội đất nước Tạo bước phát triển đáng kể giá trị đóng góp cho xã hội thơng qua hoạt động giáo dục đào tạo chất lượng cao, NCKH – CGCN, hợp tác quốc tế môi trường sáng tạo chuyên nghiệp [1] Trường đại học đại phải quan tâm đồng thời tri thức khoa học, khả nghiên cứu kĩ mềm, phải đào tạo đáp ứng nhu cầu xã hội, gắn với thực tiễn xã hội, đào tạo ngành nghề xã hội có nhu cầu tương lai, phải ứng dụng Công nghệ thông tin giáo dục, thay đổi phương pháp cung cấp kiến thức cho người học, phát huy vai trò chủ động sáng tạo người học, tổ chức cung ứng dịch vụ đào tạo theo hướng tự chủ, đào tạo sản phẩm có chất lượng cao theo tiêu chuẩn quốc tế trước hết hội nhập cộng đồng ASEAN; Theo UNESCO, việc học xây dựng bốn trụ cột “Học để biết, học để làm, học để định hình thân học để chung sống với người khác” [2] Kiên trì với triết lí đào tạo này, tới nay, ĐHBK HCM xây dựng thành cơng mơ hình đại học đa ngành, đa lĩnh vực với kết cấu lô gic nội chặt chẽ, liên thông, liên kết cao đào tạo ĐHBK tp.HCM tích cực đổi phương pháp dạy học, tiên phong 22 HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TỒN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 việc phát triển đại học theo tiêu chuẩn kiểm định chất lượng đào tạo chuẩn khu vực AUN (Mạng lưới trường ĐH Đông Nam Á) chuẩn quốc tế ABET (Hội đồng Kiểm định khối ngành Kĩ thuật Công nghệ- Mỹ), EUR-ACE (Châu Âu cơng nhận kĩ sư) Đào tạo tín (ĐTTC) phương thức đào tạo theo triết lí “tơn trọng người học, xem người học trung tâm trình đào tạo” khởi xướng từ Trường ĐH Harvard năm 1872 sau áp dụng rộng rãi tồn giới Đây chương trình đào tạo “có thể so sánh được, có tính linh hoạt, minh bạch tạo điều kiện cho việc tiếp cận thị trường lao động” [3] tính tự chủ, tự chịu trách nhiệm, ý thức tổ chức kỉ luật yêu cầu cao ĐTTC Tại Việt nam, từ năm 1993, ĐHBK tp.HCM trường nước đào tạo theo tín chỉ, trường tiến hành thực ĐTTC mơi trường mà giáo dục phổ thơng cịn trì khn mẫu cứng nhắc, chưa động viên tính độc lập, sáng tạo học sinh Điều tạo sức ì tồn sinh viên trúng tuyển nhập học Nó cịn thách thức cho nhà trường công tác giáo dục để trang bị cho sinh viên tính tự chủ tự giác, tự chịu trách nhiệm môi trường tổ chức đào tạo ĐTTC Do sinh viên học tập thụ động có phần “quan trọng” điểm số, nặng đối phó, thời gian tự học cịn ít, lượng tập giao cho sinh viên ít, tương tác sinh viên giảng viên yếu, vai trò đội ngũ trợ giảng mờ nhạt, nhiều khó khăn,thắc mắc sinh viên khơng giúp đỡ giải đáp kịp thời việc đánh giá kết học tập mơn học thơng qua hai kì thi tập trung: học kì cuối học kì theo tỷ lệ đánh giá 40-60% 20-80% chưa phản ánh xác kết học tập sinh viên tồn khóa học Do vậy, từ tháng 9-2014, tồn chương trình đào tạo trường ĐHBK HCM giảng dạy theo giải pháp CDIO (Conceive – hình thành ý tưởng; Design – thiết kế ý tưởng; Implement – thực hiện; Operate – vận hành) CDIO phương pháp luận cho ngành kĩ thuật, đề xướng khối ngành kĩ thuật thuộc ĐH Kĩ thuật Massachusetts, Mỹ, phối hợp với trường đại học Thụy Điển, CDIO áp dụng để xây dựng chương trình đào tạo cho 100 trường đại học giới Có 12 tiêu chuẩn mơ tả chương trình CDIO, gồm: Bối cảnh; Chuẩn đầu ra; Chương trình đào tạo tích hợp; Nhập mơn kĩ thuật; Các trải nghiệm thiết kế - triển khai; Không gian làm việc kĩ thuật; Các trải nghiệm học tập tích hợp; Học tập chủ động; Nâng cao lực kĩ giảng viên; Nâng cao lực giảng dạy giảng viên; Đánh giá học tập; Kiểm định chương trình Giải pháp CDIO quy định chuẩn đầu sinh viên tốt nghiệp không mặt kiến thức mà bao gồm kĩ thái độ [4] Vật lí Đại cương - mơn học cung cấp cho sinh viên kiến thức vật lí trình độ đại học; từ có sở để học nghiên cứu ngành kĩ thuật Góp phần rèn luyện phương pháp suy luận khoa học, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, tư logic, tác phong khoa học cần thiết kĩ sư Cụ thể [5]: - Cung cấp cho sinh viên hiểu biết thấu đáo khái niệm vật lí phương pháp nhà khoa học sử dụng để khám phá tượng tự nhiên, bao gồm quan sát, phát triển giả thuyết, đo lường, thu thập liệu, thử nghiệm, đánh giá chứng cứ, công việc phân tích tốn học 23 HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TỒN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 - Hướng dẫn cho sinh viên định luật vật lí áp dụng liệu khoa học, khái niệm, mơ hình sử dụng ngành khoa học tự nhiên tình thực tế - Cung cấp cho sinh viên kĩ giải vấn đề cách tiếp cận mơ tả tượng vật lí với mơ hình, cơng thức tốn học có liên quan - Phát triển khả toán học sinh viên để tính tốn với cơng thức tìm lời giải đo thực tế - Để giúp sinh viên sử dụng máy tính có hiệu cơng cụ thu thập liệu, phân tích, truyền thơng Vật lí ngành khoa học khoa học ứng dụng [6] Nó "khoa học bản" lĩnh vực nghiên cứu ngành khoa học tự nhiên hóa học, thiên văn học, địa chất học, sinh học bị chi phối định luật vật lí [7] Đặc biệt kĩ thuật công nghệ, kĩ sư ngành lượng phải có hiểu biết tốt vấn đề việc chuyển đổi dạng khác lượng, kĩ sư lĩnh vực viễn thông phải hiểu biết cách sử dụng kiến thức lan truyền sóng điện từ, kĩ sư lĩnh vực robot phải có kiến thức quản lí hệ thống điện tử, kĩ sư lĩnh vực vi điện tử, kỉ 21 nano điện tử phải hiểu nguyên tắc vật lí linh kiện cảm biến, để họ tích hợp vào thiết bị đại Do mơn Vật lí Đại cương trường ĐHBK HCM giảng dạy đại trà với thời lượng đơn vị học trình (tín chỉ) cho số sinh viên tham gia khoảng 4000 sinh viên bậc đại học (cử nhân, kĩ sư chất lượng cao, kĩ sư tài năng, kĩ sư chất lượng cao Việt – Pháp PFIEV) học với đa dạng hình thức học bao gồm lớp quy, dự thính, vừa học vừa làm, địa phương…Ngồi sinh viên cịn phải thực tín thí nghiệm vật lí đại cương Thực tiễn đặt cần đổi phương pháp giảng dạy, học tập nhu cầu cần phải có đánh giá tồn diện hơn, phải nâng mức độ tiếp thu vật lí đại cương đa số sinh viên từ bậc (nhớ), bậc (hiểu) sang bậc (áp dụng) bậc (phân tích), để đáp ứng yêu cầu kiểm định ABET, EUR-ACE nên môn học đại cương cần giảng dạy theo giải pháp CDIO, có phần tập lớn Bộ mơn Vật lí Ứng dụng Khoa Khoa học Ứng dụng chịu trách nhiệm giảng dạy Vật lí Đại cương cho toàn trường ĐHBK HCM thiết kế đề cương mơn học Vật lí Đại cương A1, A2 theo tiêu chuẩn CDIO thông qua kinh nghiệm thực tế, để giảng viên sinh viên vào đề cương mà giảng dạy học tập Đặc biệt giảng dạy học tập vật lí đại cương mơn cịn đưa giải pháp ứng dụng E-Learning Việc học tập sinh viên trở thành thường xuyên, liên tục học kì Cách đánh giá môn học thay đổi sau: Thi trắc nghiệm kì: 30% Thi trắc nghiệm cuối kì: 50% Bài tập lớn: 20% Bài tập lớn gồm kiểm tra trắc nghiệm khách quan trực tuyến E-Learning tập lớn (Vật lí A1- tính tốn Matlab, Vật lí A2- thuyết trình chủ đề theo nhóm) Kết học tập sinh viên quy mơn học Vật lí Đại cương cải thiển đáng kể từ kết hợp ứng dụng E-Learning triển khai tập lớn theo giải pháp CDIO giảng dạy học tập 24 HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TỒN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 Nội dung E-Learning: Phương pháp học tập đại tích cực hiệu E-Learning (còn gọi Đào tạo điện tử, Giáo dục điện tử) thuật ngữ dùng để mô tả việc học tập, đào tạo dựa công nghệ thông tin truyền thông Hiệu ELearning cao so với cách học truyền thống E-Learning có tính tương tác cao dựa truyền thơng đa phương tiện, tạo điều kiện cho người học trao đổi thông tin dễ dàng hơn, đưa nội dung học tập phù hợp với khả sở thích người E-Learning trở thành xu tất yếu kinh tế tri thức Hình Giao diện trang E-Learning mơn Vật Lí Đại Cương A1 số chủ đề thảo luận sinh viên diễn đàn môn học Hiện E-Learning thu hút quan tâm đặc biệt nước giới với nhiều tổ chức, công ty hoạt động lĩnh vực E-Learning đời E-Learning cho phép học viên tra cứu trực tuyến kiến thức có liên quan đến học cách tức thời, duyệt lại phần học cách nhanh chóng, trao đổi với người học giáo viên trình học, điều mà theo cách học truyền thống khơng thể có được, có phải cần chi phí q cao ĐHBK HCM đầu tư triển khai áp dụng hệ thống BK E-Learning đào tạo, hỗ trợ đắc lực cho giảng dạy học tập đặc biệt môn học chuyên ngành Sử dụng hệ thống BK E25 HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TỒN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 Learning sinh viên tham gia thảo luận diễn đàn môn học Các chủ đề thảo luận sinh viên đưa bao gồm cách giải tập khó, thảo luận vấn đề liên quan đến môn học để hiểu rõ vấn đề Hình Các thao tác làm E-Learning Trắc nghiệm khách quan E-Learning Sau cuối chương học mơn Vật lí Đại cương, sinh viên có kiểm tra trắc nghiệm khách quan E-Learning Các kiểm tra nhằm mục đích đánh giá mức độ hiểu sinh viên đồng thời giúp sinh viên ôn tập sau chương học Để thực kiểm tra trắc nghiêm E-Learning cho hàng ngàn sinh viên công việc khó khăn phức tạp địi hỏi phải chuẩn bị kĩ lưỡng, phải có sở hạ tầng mạng tốt Bộ mơn Vật lí Ứng dụng phải chỉnh sửa lại giáo trình viết lại sách tập bổ sung hoàn thiện ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm nhằm đáp ứng cho việc ứng dụng ELearning triển khai tập lớn theo giải pháp CDIO giảng dạy học tập Trong môn đại cương dạy ĐHBK HCM có Vật lí Đại cương thực kiểm tra trắc nghiệm khách quan E-Learning Đề kiểm tra bao gồm 20 câu lấy ngẫu nhiên từ ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm mơn vật lí ứng dụng, thời gian làm vịng 30 phút Sinh viên có lần làm để đạt kết tốt Sau thời hạn làm kiểm tra kết thúc, sinh viên biết điểm kết đánh giá Điểm trung bình kiểm tra trắc nghiệm khách quan ELearning tính 10% kết đánh giá mơn học Ví dụ với nội dung chương 26 HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TỒN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 môn học Vật Lí Đại Cương A1, thống kê kết làm kiểm tra ELearning biểu thị hình Chương Chương Chương ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM CƠ HỌC HỆ CHẤT ĐIỂM - VẬT RẮN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Chương 4, Chương 6, Chương 8, CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ CHẤT KHÍ CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG HỌC TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN TRONG KHƠNG GIAN CĨ ĐIỆN MƠI VẬT DẪN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG TRƯỜNG TĨNH TỪ TRONG CHÂN KHƠNG HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Hình Thống kê kết làm kiểm tra E-Learning Kết luận Ứng dụng E-Learning triển khai tập lớn ĐHBK HCM theo giải pháp CDIO nâng cao đáng kể chất lượng giảng dạy học tập mơn Vật Lí Đại Cương Nó góp phần nâng cao chất lượng đào tạo môn chuyên ngành sớm đưa ĐHBK HCM trở thành trường đại học hàng đầu nước theo định hướng nghiên cứu, ngang tầm trường đại học tiên tiến khu vực Châu Á TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chiến lược phát triển Trường Đại học Bách Khoa Hố Chí Minh giai đoạn 2011 - 2015 định hướng đến 2020 [2] UNESCO “The Four Pillars of Learning” http://www.unesco.org/new/en/education/networks/global-networks/aspnet/aboutus/strategy/the-four-pillars-of-learning/ [3] Hồ Tấn Nhựt-Michelle Zjhra “Chuyển đổi sang hệ hệ thống đào tạo tín Việt Nam: Cơ hội thách thức” Hội thảo“Giáo dục Việt Nam bối cảnh tồn cầu hóa” Trường Đại học sư phạm TP.Hồ Chí Minh, 23/5/2008 [4] Võ Văn Thắng “Tiếp cận CDIO để nâng cao chất lượng đào tạo đại học cao đẳng Việt Nam” [5] Bộ mơn Vật lí Ứng dụng, Khoa Khoa học Ứng dụng, Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh Đề cương vật lí đại cương A1 cdio 2014 [6] American Association for the Advancement of Science, Science 1917, tr 645 [7] Feynman, Leighton and Sands The Feynman Lectures on Physics Volume I ISBN 0-20102115-3 Xem chương 3: "The Relation of Physics to Other Sciences" 27