ISSN 1859 1531 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 2(87) 2015 21 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG B THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA SINH[.]
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 2(87).2015 21 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG B THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HĨA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA SINH VIÊN BUILDING THE SYSTEM OF LECTURES FOR EXPERIMENT MODULES OF GENERAL PHYSICS B TOWARDS IMPROVING THE COGNITIVE ACTIVITY OF STUDENTS Nguyễn Nhật Quang Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng; quangnguyennhat1516@yahoo.com.vn Tóm tắt - Việc giảng dạy học phần thí nghiệm (TN) Vật lý đại cương cho sinh viên (SV) thuộc trường thành viên Đại học (ĐH) Đà Nẵng tuân theo quy trình khoa học chặt chẽ Việc chuẩn bị trước TN cách phát trước tài liệu in để SV tự nghiên cứu trước gặp số hạn chế SV khơng có điều kiện tìm hiểu trước dụng cụ TN nên khó hình dung, khơng quen với chi tiết kĩ thuật thiết bị, gây lúng túng làm sai thao tác dẫn đến dễ hư hỏng thiết bị TN Cán thí nghiệm, nhiều thời gian để hướng dẫn thao tác TN cho nhóm SV thực hành Xây dựng giảng TN tích hợp lên hệ thống học tập LMS (Learning Management System) theo chuẩn Scrom nhà trường giải hạn chế nêu phát huy tính tích cực học tập SV Abstract - The teaching of experiment Modules of General Physics course for students of The University of Danang has been following a logical and coherent process However,in this process students cannot approach the experimental apparatus and procedures until the experiment lesson begins Instead,the students can only proceed the pre-reading of materials, which is time consuming and insufficient As a result, the students will have a bad performance in conducting the experiment as well as require more instructions from the teacher In order to overcome this limitation and thus improve the performance of the teaching activity in experiment modules of this course, the paper presents a learning system LMS (Learning Management System) based on the Scrom criteria Từ khóa - thí nghiệm, Vật lí đại cương, tích cực hóa hoạt động nhận thức, chuẩn Scorm, hệ thống quản lý học tập Key words - experiments, general physics, cognitive activity, Scorm criterial, Learning Management System Đặt vấn đề Khảo sát thiết bị, dụng cụ, quy trình giảng dạy TN VLĐC B 2.1 Dụng cụ TN thực trạng sử dụng thiết bị Học phần TN VLĐC B gồm TN: - Đo khối lượng riêng vật rắn cân xác thước kẹp - Đo điện trở phương pháp cầu Uýt-stơn (Wheatstone) - Đo hệ số nhớt chất lỏng phương pháp Stốc (Stockes) - Đo chiết suất thủy tinh kính hiển vi Tiến hành khảo sát thực trạng thiết bị TN thuộc 04 TN này, kết khảo sát sau: - Tuy TN sử dụng từ năm 1997, thiết bị dụng cụ cịn tốt Có số thiết bị hư hỏng khắc phục sửa chữa kinh phí mua sắm thiết bị tiêu hao năm trường ĐH Bách khoa cung cấp Tuy nhiên, thời gian sử dụng thiết bị lâu nên mặt hình thức thiết bị trơng cũ kĩ - Điều cần lưu ý kinh phí cho việc mua sắm vật tư tiêu hao năm vào khoảng 40 triệu đồng [5] Chủ yếu mua sắm thiết bị dễ hỏng như: thước kẹp, thước Banme, đồng hồ bấm giây Một số máy móc dễ hư hỏng máy đo điện đa năng, nguồn, Đèn Natri, Đèn Thủy ngân, Lưỡng lăng kính Giá thiết bị rời đắt tiền Do việc thực TN quy trình để hạn chế gây hỏng hóc bảo dưỡng tốt vấn đề cần thiết 2.2 Quy trình giảng dạy TN phòng TN VLĐC thuộc khoa Vật lý , ĐH Đà Nẵng Hiện tại, quy trình giảng dạy TN phòng TN VLĐC cán TN thực theo quy trình Hình Học phần Vật lý đại cương (VLĐC) TN VLĐC môn học bắt buộc chương trình đào tạo kĩ sư Trường ĐH Bách khoa, ĐH Đà Nẵng Việc giảng dạy học tập TN VLĐC dừng lại việc dẫn trực tiếp cho sinh viên (SV) làm TN lớp Với quy mô tuyển sinh gần 3000 SV năm, có gần 1500 SV học mơn TN VLĐC A B học kì Với số lượng SV nhiều vậy, việc giảng dạy gặp nhiều khó khăn, vấn đề chuẩn bị sinh viên, việc làm quen với dụng cụ Cách tổ chức dạy học khiến SV thụ động trình làm TN khó nắm vững quy trình TN, ngun tắc hoạt động thiết bị, nguyên lý đo Mặt khác, việc hỏng hóc dụng cụ thường xảy thao tác TN, khoản kinh phí vật tư tiêu hao để mua sắm dụng cụ, thiết bị hư hỏng trình làm TN lớn, khó đáp ứng lâu dài Với thực tiễn dạy học môn TN VLĐC trên, giải pháp xây dựng hệ thống giảng điện tử TN cần thiết Do tiến hành nghiên cứu xây dựng hệ thống giảng TN tích hợp lên hệ thống LMS trường ĐH Sư phạm, ĐH Đà Nẵng Chúng tơi trình bày tóm tắt bước khảo sát xây dựng TN bao gồm: khảo sát thiết bị quy trình giảng dạy mơn TN VLĐC B Khoa Vật lý phụ trách giảng dạy trường ĐH Bách khoa - ĐH Đà Nẵng… Nghiên cứu nội dung viết bổ sung TN VLĐC, tiến hành thực nghiệm để lấy số liệu mẫu, đồng thời rút quy trình chuẩn để tiến hành TN có hiệu Ngồi ra, chúng tơi cịn trình bày kết xây dựng, sử dụng hệ thống thí nghiệm, cập nhật giảng lên hệ thống LMS Moodle 22 Nguyễn Nhật Quang - Phân nhóm thực hành: Chia nhóm tương ứng với thí nghiệm, nhóm có SV; - Yêu cầu SV đọc nội dung TN cần làm 30 phút; Phân nhóm theo TN Đọc tài liệu hướng dẫn TN Kiểm tra việc chuẩn bị TN Hướng dẫn thực hành TN Không đạt Kiểm tra kết đo đạc Đạt Kết thúc TN Hình Quy trình hướng dẫn TN VLĐC - Kiểm tra việc chuẩn bị SV cách yêu cầu SV trả lời câu hỏi liên quan đến mục đích thí nghiệm, dụng cụ thí nghiệm, bước tiến hành thí nghiệm; - Hướng dẫn cho SV làm TN quan sát thái độ học tập Giúp đỡ SV thao tác trả lời vấn đề thắc mắc thuộc thí nghiệm; - Sau SV làm TN xong, yêu cầu nhóm thực hành ghi lại kết đo đạc Cán hướng dẫn TN kiểm tra bảng số liệu đo Nếu số liệu chưa tốt yêu cầu nhóm tiến hành đo đạc lại Nếu kết đo tốt kết thúc TN chuyển sang thực hành kế tiếp; - Điểm đánh giá học phần sau: Hệ số 0,4 bao gồm đánh giá mức độ chuẩn bị trả lời câu hỏi liên quan đến TN, thái độ thực hành TN Hệ số 0,6 đánh giá thông qua nội dung báo cáo TN Nghiên cứu nội dung, bổ sung giáo trình TN, thực hoạt động đo đạc lấy số liệu mẫu Các TN VLĐC B Khoa Vật lý, Trường ĐH Sư phạm, ĐH Đà Nẵng biên soạn giảng dạy từ năm 2007 [1] Qua nghiên cứu toàn nội dung giáo trình, theo chúng tơi, để dạy TN tốt cần bổ sung số nội dung sau: thêm câu hỏi kiểm tra vào phần báo cáo thí nghiệm, chèn hình ảnh thực tế vào phần giới thiệu dụng cụ TN để SV dễ dàng hình dung thiết bị dụng cụ cần phải thao tác Để việc đánh giá báo cáo SV xác nhanh chóng, chúng tơi tiến hành làm TN cách cẩn thận lấy số liệu mẫu Quy trình thực TN với chuỗi thao tác xác ngắn gọn chọn lọc Điều giúp cho việc xây dựng video hướng dẫn TN thuận lợi Xây dựng sử dụng hệ thống giảng TN, cập nhật giảng lên hệ thống LMS Moodle 4.1 Lựa chọn phần mềm xây dựng giảng Hiện nay, có nhiều phần mềm trình chiếu tạo giảng tương tác Chẳng hạn phần mềm phổ biến Microsoft Powerpoint Với phần mềm người dạy tạo giảng có độ tương tác, tạo câu hỏi trắc nghiệm, tạo trò chơi, chèn âm thanh, chèn phim… giảng e-Learning Mặt hạn chế PowerPoint khó điều chỉnh âm thanh, hình ảnh, phim, khơng thể đánh giá mức độ hiểu học viên, khó xuất chuẩn html Do cần lựa chọn thêm phần mềm nhằm hỗ trợ tốt cho phần mềm Có nhiều phần mềm hỗ trợ tích hợp vào Powerpoint Adobe Presenter, iSpring Presenter, Articulate Presenter ’09 (AP9) Tuy nhiên, sau nghiên cứu tính năng, chúng tơi lựa chọn AP9 Bởi AP9 phần mềm tích hợp vào PowerPoint tăng cường sức mạnh phần mềm trình chiếu Articulate Presenter giúp chuyển đổi trình chiếu powerpoint sang dạng tương tác truyền thơng đa phương tiện (Multimedia), có lời thuyết minh, câu hỏi tương tác khảo sát, tạo hoạt động điều khiển dẫn dắt chương trình, tạo mô cách chuyên nghiệp AP9 tạo giảng điện tử tương thích với chuẩn quốc tế eLearning AICC, SCORM 1.2 4.2 Tiến hành hành TN quay video Để tạo giảng Powerpoint tốt, cần tiến hành thực TN nhiều lần Qua rút quy trình thực TN với thao tác ngắn gọn, xác Các bước thực TN bao gồm: - Chụp giới thiệu hình ảnh thực tế dụng cụ, thiết bị thí nghiệm; - Ghi video hướng dẫn sử dụng dụng cụ thước đo: thước kẹp, thước Bamme, cân xác, đồng hồ bấm giây, kính hiển vi; - Ghi video tiến trình thực TN mẫu 4.3 Tạo giảng tương tác tích hợp lên hệ thống LMS Tạo giảng tương tác tích hợp lên hệ thống LMS gồm bước sau: - Chỉnh sửa hình ảnh video ghi theo nội dụng TN chuyển đổi video sang dạng flash (để giảm dung lượng file video) - Tạo giảng Powerpoint liệu có: Tài liệu hướng dẫn TN, hình ảnh dụng cụ TN, video hướng dẫn tiến trình TN, hướng dẫn sử dụng dụng cụ - Kết hợp đưa multimedia vào giảng: Chèn video âm thanh, thuyết minh giảng, chèn tệp flash, đưa câu hỏi tương tác, câu hỏi kiểm tra - Xuất giảng chuẩn SCORM - Tải giảng điện tử xây dựng, soạn AP9 vào hệ thống quản lý học tập LMS Ví dụ giảng thí nghiệm xây dựng theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh dựa theo quy trình chúng tơi đề xuất trên, cụ thể sau: Thí nghiệm “Đo điện trở mạch cầu Uyt-Ston (Wheatstone)” Phần tài liệu thực hành bao gồm: - Nội dung cụ thể thực hành đo điện trở phương pháp cầu Uyt-Ston; - Hướng dẫn xử lý số liệu, viết báo cáo TN; - Các câu hỏi kiểm tra gồm câu hỏi kiểm tra việc ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 2(87).2015 chuẩn bị liên quan đến nội dung thực hành Sau nghiên cứu nội dung giảng, SV phải trả lời câu hỏi để xác nhận đăng nhập hệ thống nghiên cứu tài liệu Sau thực hành TN, SV thực báo cáo TN theo mẫu trả lời câu hỏi kiểm tra, giải thích, đánh giá kết đo đạc TN Phần phim thực hành gồm nội dung: - Phim hướng dẫn thao tác lắp ráp mạch điện; - Phim hướng dẫn thao tác thực hành nội dung: Đo giá trị điện trở Rx, đo điện trở trường hợp mắc nối tiếp song song Hình Giao diện giảng TN cập nhật hệ thống e-Learning Các SV giáo viên cấp tài khoản để đăng nhập vào hệ thống thực theo yêu cầu học SV truy cập vào trang web theo địa http://www.ued.edu.vn/dgcl/course/view.php?id=16 Tại đây, người học tải tài liệu TN để nghiên cứu nội dung trình tự thực thí nghiệm, cách xử lý số liệu viết báo cáo kết Sau nghiên cứu cách sử dụng dụng cụ TN, quy trình lắp ráp dụng cụ tiến trình hướng dẫn thực thao tác TN ứng với đoạn phim thực hành 4.4 Tổ chức dạy học TN VLĐC B với giảng trực tuyến Chúng xây dựng quy trình tổ chức dạy học TN VLĐC với giảng trực tuyến theo bước sau: Bước 1: Dựa vào danh sách SV đăng kí học phần, cung cấp cho SV tài khoản đăng nhập vào hệ thống giảng Quản trị hệ thống thực quản lí việc đăng nhập hệ thống theo danh sách nhóm TN Bước 2: Căn vào lịch thực hành nhóm, yêu cầu SV đăng nhập vào hệ thống, tải giảng để nghiên cứu Yêu cầu sinh viên trả lời câu hỏi liên quan đến nội dung TN thực hành nhằm đánh giá khả chuẩn bị xác nhận SV đăng nhập hệ thống nghiên cứu giảng Quản trị hệ thống thiết lập thời gian SV đăng nhập hệ thống trước 07 ngày kể từ ngày thực hành TN Bước 3: SV thực hành TN phòng TN VLĐC khoa Vật lý bố trí Bước bao gồm: - Cán hướng dẫn TN điểm danh nhóm thực hành Phân nhóm thực hành theo TN - SV trả lời câu hỏi liên quan đến nội dung kiến thức TN thực hành - SV tiếp nhận dụng cụ thí nghiệm, tiến hành lắp ráp, 23 thực TN theo yêu cầu - Cán hướng dẫn TN quan sát thái độ thực hành SV, để đánh giá bổ sung vào cột điểm hệ số 0,4 - Sau thực hành xong thí nghiệm, SV trình số liệu đo đạc Cán hướng dẫn xem xét độ tin cậy số liệu đo đạc Nếu chưa đạt, cán hướng dẫn yêu cầu nhóm thực lại thao tác đo để lấy kết xác Bước 4: Sau thực đầy đủ 04 thí nghiệm, sinh viên viết báo cáo TN theo mẫu, trả lời câu hỏi kiểm tra SV thực đăng nhập vào hệ thống học tập, nộp báo cáo dạng file word pdf Xác nhận hoàn thành việc nộp báo cáo với hệ thống Ở bước này, quản trị hệ thống thiết lập thời hạn nộp 07 ngày kể từ ngày thực hành TN Bước 5: Cán hướng dẫn đọc đánh giá điểm báo cáo SV Sau nhập điểm tổng kết vào hệ thống nhập điểm phòng Đào tạo trường ĐH Bách khoa – ĐH Đà Nẵng Kết luận Hiện nay, mạng internet có khắp nơi, nhiều SV có máy vi tính cá nhân Với số lượng 1500 SV đăng kí học phần TN VLĐC B kì, việc triển khai hệ thống giảng qua hệ thống e-Learning thuận lợi: - Giúp SV có thời gian tìm hiểu trước học nhà, tương tác với hệ thống giảng thông qua internet Do SV nắm vững quy trình TN, chủ động thao tác lắp ráp dụng cụ thực hành TN, hạn chế tối thiểu sai sót gây hư hỏng thiết bị - Tiết kiệm nhiều thời gian chuẩn bị TN lớp, tiết kiệm công sức cho cán TN hướng dẫn sử dụng thiết bị TN - Tiết kiệm kinh phí mua sắm vật tự tiêu hao hạn chế tối đa khả hỏng hóc dụng cụ q trình thí nghiệm - Kích thích tăng cường khả tự học, tự nghiên cứu SV Hệ thống giảng phù hợp với học chế tín áp dụng Với giảng thí nghiệm biên soạn cơng phu tích hợp lên hệ thống dạy học trực tuyến Trường ĐH Sư phạm – ĐH Đà Nẵng Hội đồng khoa học Khoa Vật lý thông qua, tin tưởng hệ thống thí nghiệm giúp SV hứng thú, tích cực tự học, tự nghiên cứu góp phần đổi phương pháp dạy học nâng cao hiệu dạy học học phần thí nghiệm Vật lý đại cương B Đại học Đà Nẵng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng, Tài liệu TN Vật lý đại cương B, 2007 [2] Phạm Xuân Quế, Nguyễn Xuân Thành, Các ứng dụng máy vi tính DH vật lí (giáo trình điện tử), trường ĐHSP, Hà Nội, 2006 [3] Phạm Khắc Hùng, Ứng dụng công nghệ thông tin giảng dạy Vật lí, NXB trường Đại học Bách khoa Hà Nội [4] Nguyễn Tú Anh, Vũ Như Ngọc, Vũ Ngọc Hồng, Nguyễn Thế Khôi, Nguyễn Trọng Hải, Lê Hương Quỳnh, Thực hành Vật lý đại cương 1,2, Nxb Giáo dục, 1981 [5] Khoa Vật lý -Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng Tờ trình mua sắm trang thiết bị, hóa chất tiêu hao năm phục vụ cho TN VLĐC khối Bách khoa năm học 2012-2013, 2013 -2014 (BBT nhận bài: 23/10/2014, phản biện xong: 19/12/2014) ... Khoa Vật lý thông qua, tin tưởng hệ thống thí nghiệm giúp SV hứng thú, tích cực tự học, tự nghiên cứu góp phần đổi phương pháp dạy học nâng cao hiệu dạy học học phần thí nghiệm Vật lý đại cương B. .. dụng cụ q trình thí nghiệm - Kích thích tăng cường khả tự học, tự nghiên cứu SV Hệ thống giảng phù hợp với học chế tín áp dụng Với giảng thí nghiệm biên soạn cơng phu tích hợp lên hệ thống dạy học... dựng theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh dựa theo quy trình chúng tơi đề xuất trên, cụ thể sau: Thí nghiệm “Đo điện trở mạch cầu Uyt-Ston (Wheatstone)” Phần tài liệu thực hành bao