luận văn Thạc sĩ Nghiên cứu E-learning và ứng dụng thiết kế bài giảng điện tử E-learning

1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG NGUYỄN THỊ LƯƠNG NGHIÊN CỨU E-LEARNING VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ E-LEARNING Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN MẠNH HÙNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2012 MỞ ĐẦU Trong xã hội toàn cầu hóa ngày nay, học tập việc cần làm suốt đời không để đứng vững thị trường việc làm đầy cạnh tranh mà giúp nâng cao kiến thức văn hóa xã hội người Chúng ta cần học kỹ mới, đồng thời bồi dưỡng nâng cao kỹ sẵn có tìm cách thức nhanh để học kỹ E-learning phương pháp hiệu khả thi, tận dụng tiến phương tiện điện tử, internet để truyền tải kiến thức kĩ đễn người học cá nhân tổ chức nơi giới thời điểm Với công cụ đào tạo truyền thống phong phú, cộng đồng người học online buổi thảo luận trực tuyến, E-learning giúp người mở rộng hội tiếp cận với khóa học đào tạo lại giúp giảm chi phí Nền kinh tế giới bước vào giai đoạn kinh tế tri thức Vì vậy, việc nâng cao hiệu chất lượng giáo dục, đào tạo nhân tố sống định tồn phát triển quốc gia, công ty, gia đình cá nhân Hơn nữa, việc học tập không bó gọn việc học phổ thông, học đại học mà học suốt đời Elearning giải pháp hữu hiệu giải vấn đề E-learning xu hướng chung giáo dục giới Việc triển khai elearning giáo dục đào tạo hướng tất yếu nhằm đưa giáo dục Việt Nam tiếp cận với giáo dục giới Ở nước ta, Chủ trương Bộ giáo dục đào tạo giai đoạn tới tích cực triển khai hoạt động xây dựng xã hội học tập, mà công dân (từ học sinh phổ thông, sinh viên, tầng lớp người lao động, ) có hội học tập, hướng tới việc: học thứ (any things), lúc (any time), nơi đâu (any where) học tập suốt đời (life long learning) Để thực mục tiêu nêu trên, E-Learning có vai trò chủ đạo việc tạo môi trường học tập ảo 3 Xuất phát từ lý chọn đề tài “Nghiên cứu E – Learning Ứng dụng thiết kế giảng điện tử E – Learning” - mong góp phần công sức nhỏ bé vào việc đổi phương pháp giảng dạy – học tập thầy trò trường phổ thông Nội dung luận văn gồm chương: Chương 1: Tổng quan -Trình bày khái niệm e-learning, ưu nhược điểm elearning, đặc điểm, tầm quan trọng e-learning Chương 2: Thiết kế giảng điện tử E – Learning dựa phần mềm Adobe Presenter - Trình bày tổng quan adobe presenter, qui trình thiết kế giảng bước thiết kế giảng e-learning dựa phần mềm Adobe Presenter Chương 3: Phân tích thiết kế hệ thống quản lý tài liệu giảng thi trực tuyến - Trình bày phân tích thiết kế hệ thống từ xây dựng website thi trực tuyến quản lý tài liệu giảng Chương 4: Cài đặt hệ thống áp dụng vào công tác dạy học trường THPT Chuyên Bắc Ninh - Trình bày kết cài đặt hệ thống phân tích thiết kế chương 3, ứng dụng vào công tác dạy học trường THPT chuyên Bắc Ninh 4 Chương - TỔNG QUAN Nội dung chương trình bày vấn đề sau: Lịch sử phát triển Elearning, khái niệm tổng quan E-learning, tầm quan trọng E-learning, công nghệ E-learning, lợi ích E-learning, hạn chế E-learning, so sánh phương pháp học tập truyền thống phương pháp E-learning, tình hình phát triển ứng dụng Elearning giới Việt Nam 1.1 Lịch sử E-Learning Gắn với phát triển CNTT phương pháp giáo dục đào tạo, trình phát triển E-Learning chia làm bốn thời kì sau: Trước năm 1983: Thời kì này, máy tính chưa sử dụng rộng rãi, phương pháp giáo dục “lấy giảng viên làm trung tâm” phương pháp phổ biến sở giáo dục Giai đoạn 1984 – 1993: Sự đời hệ điều hành phần mềm trình chiếu cho phép tạo giảng có tích hợp âm hình ảnh Giai đoạn 1993 – 1999: Công nghệ Web phát minh Giai đoạn 2000 - đến nay: Các công nghệ tiên tiến, công nghệ truy cập mạng băng thông Internet rộng, công nghệ thiết kế Web trở thành cách mạng giáo dục đào tạo Ngày nay, thông qua Web, người dạy hướng dẫn trực tuyến (hình ảnh, âm thanh, công cụ trình diễn) tới người học Điều tạo cách mạng đào tạo với giá thành rẻ, chất lượng cao hiệu Đó kỉ nguyên E-Learning 1.2 Khái niệm tổng quan E-Learning E-Learning (viết tắt Electronic Learning) thuật ngữ Hiện theo quan điểm hình thức khác có nhiều cách hiểu ELearning Hiểu theo nghĩa rộng, E-learning thuật ngữ dùng để mô tả việc học tập đào tạo dựa công nghệ thông tin truyền thông, đặc biệt công nghệ thông tin 5 Theo quan điểm đại, E-learning phân phát nội dung học sử dụng công cụ điện tử đại máy tính, mạng máy tính, mạng vệ tinh, mạng internet, Intranet…trong nội dung học thu từ Website, đĩa CD, băng video, audio…thông qua máy tính hay TV; người dạy học giao tiếp với qua mạng hình thức như: e-mail, thảo luận trực tuyến (chat), diễn đàn (forum), hội thảo video… 1.3 Tầm quan trọng E-Learning Tại E-Learning lại trở nên quan trọng? Bởi chất xúc tác làm thay đổi toàn mô hình học tập kỉ – cho học sinh, sinh viên, viên chức cho nhiều loại đối tượng tiềm khác bác sĩ, y tá giáo viênthực tế cho mong muốn học tập dù hình thức thống hay không thống 1.4 Công nghệ E-Learning Cùng với thuật ngữ công nghệ học tập, công nghệ truyền đạt kiến thức, công nghệ giáo dục, thuật ngữ dùng rộng rãi liên quan đến việc sử dụng công nghệ học tập theo nghĩa rộng nhiều so với đào tạo dựa máy tính hay máy tính hỗ trợ giảng dạy năm 1980 Nó rộng thuật ngữ học trực tuyến hay giáo dục trực tuyến thường liên quan đến việc học dựa trang web Trong trường hợp nơi công nghệ di động sử dụng, thuật ngữ M-learning trở nên phổ biến Tuy nhiên, Elearning có ý nghĩa vượt công nghệ đề cập đến việc học tập thực tế diễn cách sử dụng hệ thống 1.5 Lợi ích E-Learning E-Learning đem dến môi trường đào tạo động với chi phí thấp E-Learning uyển chuyển, nhanh thuân lợi E-Learing tiết kiệm thời gian,tài nguyên mang lại kết tin cậy! E-Learning mang lại kiến thức cho cần đến 6 1.6 Hạn chế E-Learning Về phía người học • Tham gia học tập dựa e-Learning đòi hỏi người học phải có khả làm việc độc lập với ý thức tự giác cao độ Bên cạnh đó, cần thể khả hợp tác, chia sẻ qua mạng cách hiệu với giảng viên thành viên khác • Người học cần phải biết lập kế hoạch phù hợp với thân, tự định hướng học tập, thực tốt kế hoạch học tập đề Về phía nội dung học tập • Trong nhiều trường hợp, không nên đưa nội dung trừu tượng, phức tạp Đặc biệt nội dung liên quan tới thí nghiệm, thực hành mà Công nghệ thông tin hay thể hiệu • Hệ thống e-Learning thay hoạt động liên quan tới việc rèn luyện hình thành kỹ năng, đặc biệt kỹ thao tác vận động Về yếu tố công nghệ • Sự hạn chế kỹ công nghệ người học làm giảm đáng kể hiệu quả, chất lượng dạy học dựa e-Learning Bên cạnh đó, hạ tầng công nghệ thông tin (mạng internet, băng thông, chi phí…) ảnh hưởng đảng kể tới tiến độ, chất lượng học tập 1.7 So sánh phương pháp học tập truyền thống với phương pháp eLearning 1.7.1 Các phương pháp học tập truyền thống Giáo viên Quản lí học sinh Truyền đạt kiến thức Soạn giảng Giảng dạy Kiểm tra Giải đáp Quản lý lớp học Quản lý việc học Hình 1.1: Các chức giáo viên 1.7.2 Phương pháp e-Learning Sự đời e-Learning khắc phục hạn chế Mô hình hệ thống e-Learning việc giảng dạy học tập sau: Học tập, trao đổi thực hành E-Learning Người học Tổ chức biểu diễn tri thức Thể tri thức máy tính Tổ chức quản lý học tập Hình 1.2: Các chức phương pháp e-Learning 1.8 Tình hình phát triển ứng dụng E-Learning giới 1.9 Tình hình phát triển ứng dụng E-Learning Việt Nam Vào khoảng năm 2002 trở trước, tài liệu nghiên cứu, tìm hiểu Elearning Việt Nam không nhiều Trong năm 2003-2004 ,việc nghiên cứu Elearning Việt Nam nhiều đơn vị quan tâm 1.10 Kết luận chương Chương mở đầu luận văn giới thiệu tổng quan E-Learning Với ưu điểm học nơi, đào tạo tập trung, tiết kiệm chi phí thời gian, mở rộng phạm vi giảng dạy …E-Learning hứa hẹn mang đến cho người học nhiều lợi ích Tuy nhiên nhiều khó khăn hạn chế yếu tố công nghệ 8 Chương - THIẾT KẾ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ E – LEARNING DỰA TRÊN ADOBE PRESENTER Trong chương trình bày bước thiết kế giảng điện tử E-Learning dựa phần mềm Adobe Presenter 2.1 Tổng quan Adobe Presenter 2.1.1 Giới thiệu phần mềm Adobe Presenter Adobe Presenter phần mềm công cụ soạn giảng điện tử (authoring tool) giúp giáo viên dễ dàng tạo giảng điện tử với đầy đủ nội dung đa phương tiện chất lượng cao, tuân thủ tiêu chuẩn e-learning phổ biến sử dụng giảng để dạy - học trực tuyến thông qua mạng Internet 2.1.2 Các tính bật Adobe Presenter Adobe Presenter cho phép: - Chèn Flash lên giảng - Ghi âm thanh, hình ảnh lồng ghép âm thanh, hình ảnh vào nội dung trình chiếu giảng - Chèn câu hỏi tương tác (interactive questions) lên giảng - Đóng gói xuất giảng nhiều loại định dạng khác (flash, website) 2.1.3 Ưu, nhược điểm Adobe Presenter * Ưu điểm - Tận dụng trình chiếu từ Powerpoint - Dễ dàng làm việc (vì phần lớn dùng môi trường Powerpoint) - Hỗ trợ đa dạng mẫu trắc nghiệm dễ dàng tạo mẫu trắc nghiệm với nhiều tính - Khả đồng âm (lời giảng) slide tốt - Đóng gói thành giảng e-Learrning dễ dàng * Nhược điểm - Khả đồng video (hình giáo viên giảng bài) slide chưa tốt 9 - Thể hiệu ứng trình diễn không thuận lợi Powerpoint 2.2 Sự khác Powerpoint Presenter Powerpoint túy để trình chiếu, cần phải có người dẫn chương trình thuyết minh (giáo viên, báo cáo viên) Adobe Presenter biến Powerpoint thành công cụ soạn giảng e-Learning, tạo giảng để học sinh tự học, ghi lại lời giảng, hình ảnh bạn giảng bài, chèn câu hỏi tương tác, chèn flash, chèn hoạt động ghi lại từ phần mềm khác qua flash, đưa giảng lên giảng trực tuyến … 2.3 Qui trình xây dựng giảng điện tử 2.3.1 Bài giảng điện tử 2.3.1.1 Cấu trúc giảng điện tử Trong mô hình dạy-học với hỗ trợ máy tính, giảng điện tử đơn vị nhỏ giáo viên cận sử dụng tiếp cận với giáo dục điện tử có ứng dụng cụ thể để nâng cao hiệu giảng dạy Nó thể kịch giáo án học, giáo án Cấu trúc hình thức thể sau: Bài : (tên học) Mục Mục 1.1 Mục …………… Mục 1.2 …………… Mục m Mục 1.k Lý thuyết Minh họa Bài tập Bài kiểm tra Bài kiểm tra Tóm tắt – Ghi nhớ Hình 2.1 Cấu trúc giảng điện tử 2.3.1.2 Yêu cầu giảng điện tử - Đầy đủ, xác trực quan 2.3.1.3 Yêu cầu phần học Cần có nội dung lý thuyết cô đọng minh họa sinh động có tính tương tác cao giúp người học tích cực tham gia trình học, tăng khả tiếp thu, có khám phá, phát hiện, đào sâu vấn đề Giáo viên cần vận dụng thể 10 phương pháp sư phạm có kiến thức tin học để thực minh họa, mô tận dụng từ tư liệu điện tử có sẵn 2.3.1.4 Yêu cầu phần câu hỏi Bài giảng điện tử cần thể số câu hỏi, với mục đích: - Giới thiệu chủ đề - Kiểm tra đánh giá người học có hiểu nội dung vừa trình bày không - Liên kết chủ đề dạy trước với chủ đề hay 2.3.2 Quy trình thiết kế giảng điện tử Để thiết kế giảng điện tử, giáo viên cần chuẩn bị: 2.3.2.1 Nội dung Soạn mục lục, nội dung chi tiết mục bản, nhóm lại thành mục lớn Soạn câu hỏi trắc nghiệm cho mục Soạn tập thực hành, tập trắc nghiệm cho phần toàn 2.3.2.2 Nội dung minh họa Âm thanh, ảnh, video 2.4 Minh họa bước xây dựng giảng 2.4.1 Môi trường làm việc với Adobe Presenter 2.4.2 Ghi âm giảng Gọi lệnh ghi âm giảng từ menu Adobe Presenter \ Audio recording, hộp thoại cảnh báo xuất hình 2.2: Hình 2.2: Ghi âm giảng 11 2.4.3 Ghi hình vào giảng Gọi lệnh Adobe Presenter/ Capture Video xuất hộp thoại hình 2.4: Hình 2.4: Ghi hình giảng 2.4.4 Tạo câu hỏi tương tác lên giảng Một điểm trội Adobe Presenter cho phép chèn câu hỏi tương tác lên giảng Presenter cho phép thiết kế loại câu hỏi tương tác (interactive questions) lên giảng Hình 2.5: Thiết kế loại câu hỏi 2.5 Thiết lập thông tin tác giả giảng Để chèn thông tin tác giả giảng, chọn menu Adobe Presenter \ Preference 2.6 Xuất giảng Mở menu Adobe Presenter \ Publish, nhấn vào nút Publish để xuất giảng 12 2.7 Kết luận chương Trong chương luận văn giới thiệu phần mềm Adobe Presenter để thiết kế giảng điện tử E-Learning Với ưu điểm tận dụng trình chiếu từ Powerpoint, hỗ trợ đa dạng mẫu trắc nghiệm dễ dàng tạo mẫu trắc nghiệm với nhiều tính năng, khả đồng âm (lời giảng) slide tốt, đóng gói thành giảng e-Learrning dễ dàng Tuy nhiên số khó khăn khả đồng video (hình giáo viên giảng bài) slide chưa tốt, thể hiệu ứng trình diễn không thuận lợi Powerpoint 13 Chương - PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÍ TÀI LIỆU VÀ THI TRỰC TUYẾN Trong nội dung chương trình bày trình phân tích, thiết kế hệ thống quản lý tài liệu giảngvà thi trực tuyến dựa theo UML Quá trình phân tích thiết kế áp dụng để cài đặt website chương 3.1 Xác định yêu cầu hệ thống Đối tượng sử dụng hệ thống bao gồm: Người quản lý, giáo viên, học sinh 3.1.1 Vai trò đối tượng hệ thống Hình 3.1 Vai trò đối tượng hệ thống 3.1.2 Quy trình tham gia học trực tuyến Nhận tài liệu từ hệ thống Học sinh đăng nhập Thành công Không thành công Đăng ký tài khoản Chọn lớp học Kết nối vào học Nhập mã lớp Lấy thông tin ID, Pass Nhập ID, Pass TeamView, Skype Hình 3.2 Qui trình tham gia học trực tuyến 14 3.1.3 Quy trình thi trực tuyến Hình 3.3 Qui trình thi trực tuyến 3.2 Thiết kế hệ thống 3.2.1 Quản trị hệ thống 3.2.1.1 Biểu đồ usecase tổng quát Hình 3.4 Biểu đồ usecase tổng quát quản trị hệ thống 3.2.1.2 Biểu đồ usecase cho chức đổi thông tin cá nhân 3.2.1.3 Usecase chức quản lý danh sách khoa 3.2.1.4 Usecase quản lý danh sách giáo viên 3.2.1.5 Usecase quản lý danh sách môn học 15 3.2.1.6 Usecase quản lý danh sách lớp học 3.2.1.7 Usecase quản lý danh sách thí sinh 3.2.1.8 Usecase cấu hình hệ thống 3.2.1.9 Usecase thống kê ngân hàng câu hỏi 3.2.2 Các usecase actor giáo viên 3.2.2.1 Biểu đồ usecase tổng quát Hình 3.13 Biểu đồ usecase tổng quát actor giáo viên 3.2.2.2 Usecase quản lý đề thi 3.2.2.3 Usecase quản lý thí sinh 3.2.2.4 Usecase quản lý làm 3.2.2.5 Usecase quản lý ngân hàng câu hỏi 3.2.2.6 Usecase thay đổi thông tin cá nhân 3.2.2.7 Usecase thống kê ngân hàng câu hỏi 3.2.3 Các usecase actor thí sinh 3.2.3.1 Biểu đồ usecase tổng quát 16 Hình 3.20 Biểu đồ usecase tổng quát actor thí sinh 3.2.3.2 Biểu đồ usecase chức làm thi 3.2.3.3 Biểu đồ usecase chức ôn tập 3.2.3.4 Biểu đồ usecase chức đổi mật 3.2.3.5 Biểu đồ usecase chức xem kết thi 3.2.4 Quản lý tài liệu giảng 3.2.4.1 Biểu đồ usecase tổng quát Hình 3.25 Biểu đồ usecase tổng quát chức quản lí tài liệu giảng 3.2.4.2 Biểu đồ usecase chức quản lý tài liệu 3.2.4.3 Biểu đồ usecase chức quản lý hệ thống 3.3 Biểu đồ 3.3.1 Chức người quản trị 3.3.1.1 Biểu đồ chức đăng nhập hệ thống 3.3.1.2 Biểu đồ cho chức thêm thông tin 3.3.1.3 Biểu đồ cho chức sửa thông tin 3.3.1.4 Biểu đồ cho chức xóa thông tin 3.3.1.5 Biểu đồ cho chức thống kê 17 3.3.2 Chức người giáo viên 3.3.2.1 Biểu đồ cho chức đăng nhập hệ thống ứng dụng 3.3.2.3 Biểu đồ cho chức đề thi tự động 3.3.2.2 Biểu đồ cho chức upload câu hỏi 3.3.2.4 Biểu đồ cho chức đề thi thủ công 3.3.2.5 Biểu đồ cho chức kích hoạt đề thi 3.3.2.6 Biểu đồ cho chức kết xuất liệu 3.3.2.7 Biểu đồ cho chức thống kê câu hỏi 3.3.3 Chức thí sinh 3.3.3.1 Biểu đồ cho chức đăng nhập hệ thống 3.3.3.2 Biểu đồ cho chức thi thí sinh 3.4 Kết luận chương Trong chương trình bày trình phân tích hệ thống thi trực tuyến quản lý tài liệu giảng theo biểu đồ UML Dựa vào kết phân tích hệ thống xây dựng website thi trực tuyến quản lý tài liệu giảng trình bày chương 18 Chương - CÀI ĐẶT HỆ THỐNG VÀ ÁP DỤNG VÀO CÔNG TÁC DẠY VÀ HỌC TẠI TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH Dựa vào kết phân tích thiết kế hệ thống chương 3, luận văn cài đặt hệ thống quản lý tài liệu giảng thi trực tuyến áp dụng cho công tác dạy học trường THPT Chuyên Bắc Ninh 4.1 Các giao diện người quản trị 4.1.1 Quản lý tài liệu Hình 4.1 Giao diện trang upload tài liệu 4.1.2 Quản lý khoa 4.1.3 Quản lý giáo viên 4.1.4 Quản lý lớp học 4.1.5 Quản lý môn học 4.1.6 Quản lý thí sinh 4.1.7 Quản lý chuyên mục 4.1.8 Quản lý người dùng 4.1.9 Quản lý hệ thống 4.2 Các giao diện người giáo viên 4.2.1 Giao diện đề thi Hình 4.11 Giao diện trang đề thi 19 4.2.2 Quản lý đề thi 4.2.3 Quản lý ngân hàng câu hỏi 4.2.3.1 Quản lý câu hỏi 4.2.3.2 Upload ngân hàng câu hỏi 4.2.4 Quản lý làm 4.3 Các giao diện thí sinh 4.3.1 Giao diện thi thí sinh Hình 4.19 Giao diện thực thi 4.3.2 Giao diện học trực tuyến 4.3.2.1 Giao diện đăng ký khóa học Hình 4.22 Giao diện đăng ký khóa học 4.3.2.2 Giao diện hiển thị danh sách khóa học 4.4 Áp dụng vào công tác dạy học trường THPT Chuyên Bắc Ninh Luận văn áp dụng vào trường THPT Chuyên Bắc Ninh sau: 20 - Một số thầy cô trường biết cách thiết kế giảng điện tử E-learning dựa vào phần mềm Adobe Presenter - Các thầy cô gửi số tài liệu giảng, câu hỏi ôn tập, giáo án điện tử lên website - Đã thử nghiệm cho số học sinh thi trực tuyến 4.5 Kết luận chương Trong chương luận văn trình bày hệ thống thi trực tuyến quản lý tài liệu Hệ thống thi trực tuyến giúp cho giáo viên trường xây dựng đề thi cho học sinh làm trực tiếp máy Hệ thống có ưu điểm giáo viên cập nhập điểm thi học sinh mà không thời gian chấm Ngoài học sinh có quyền download tài liệu giảng giáo viên cung cấp 21 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận: Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, đề tài luận văn nghiên cứu ELearning thiết kế giảng E-Learning đạt kết sau: - Trình bày tổng quan E-learning, phần mềm Adobe Presenter, đưa qui trình xây dựng giảng điện tử từ xây dựng giảng điện tử E-learning Đặc biệt tác giả hướng dẫn cho số giáo viên trường áp dụng phần mềm để thiết kế giảng - Luận văn phân tích thiết kế hệ thống quản lý tài liệu giảng thi trực tuyến Cho phép người quản trị upload tài liệu giảng mà xây dựng chương 2, chương lên website người sử dụng có quyền download tài liệu máy để xem học - Đặc biệt luận văn cài đặt thử nghiệm trường THPT Chuyên Bắc Ninh: Một số thầy cô trường biết cách thiết kế giảng điện tử E-learning dựa vào phần mềm Adobe Presenter Các thầy cô gửi số tài liệu giảng, câu hỏi ôn tập, giáo án điện tử lên website Đã thử nghiệm cho số học sinh thi trực tuyến - Website xây dựng lớp học trực tuyến học sinh đăng ký tài khoản vào lớp lựa chọn khóa học theo ý thích * Kiến nghị: Sau luận văn đề xuất hướng phát triển tiếp theo: - Đưa nội dung giảng điện tử E-learning tất môn học lên website - Giáo viên tất môn tạo ngân hàng đề thi để học sinh thực thi trực tuyến - Trang web sử dụng tới nhiều trường THPT khác toàn tỉnh - Cải thiện tốc độ xử lý câu hỏi - Đánh giá độ khó câu hỏi 22 23