Dựa trên những ưu điểm của LibGDX, bài báo đề xuất xây dựng một ứng dụng hỗ trợ học tiếng Anh dựa trên việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ LibGDX, nhằm tạo ra sự đa dạng về phương pháp học, khuyến khích người học tư duy sáng tạo trong việc đưa ra các giải pháp xử lý các vấn đề. Từ đó, việc học tập dựa trên ứng dụng này có thể giúp nâng cao hiệu quả học tiếng Anh của sinh viên.
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(114).2017-Quyển 57 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LIBGDX TRONG VIỆC XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỖ TRỢ HỌC ANH VĂN CHUYÊN NGÀNH APPLYING LIBGDX TECHNOLOGY TO DEVELOP AN ENGLISH GAME-BASED LEARNING APPLICATION Hà Thị Minh Phương, Văn Đỗ Cẩm Vân Trường Cao đẳng Công nghệ Thông tin, Đại học Đà Nẵng; htmphuong@cit.udn.vn, vdcvan@cit.udn.vn Tóm tắt - Trong năm gần đây, phương pháp dạy học truyền thống kết hợp với việc học dựa trò chơi thu hút nhiều ý nhà nghiên cứu nhiều chủ đề lĩnh vực khác Từ kết thực nghiệm liệu thu thập, chúng tơi phân tích đánh giá kết học tập sinh viên Kết cho thấy, phương pháp học tập dựa trò chơi áp dụng giảng dạy môn Anh văn chuyên ngành mang lại hiệu cao cho người học người dạy Vì vậy, báo này, chúng tơi nghiên cứu ứng dụng công nghệ LibGDX để thiết kế ứng dụng hỗ trợ học tiếng Anh, với mục đích tạo mơi trường học tập thú vị hơn, giúp người học học kỹ tiếng Anh nghe nói cách trực quan hiệu Trường Cao đẳng Công nghệ Thông tin Abstract - In recent years, digital game-based learning which integrates with traditional learning methods has attracted much attention from researchers in a variety of fields and subjects From the experimental results and data collection, we analyze and evaluate the learning outcome of students The game-based learning has been applied to teach English for Information Technology and brought high efficiency for both learners and instructors In the paper, we apply LibGDX technology to develop an English game-based learning application The game creates an exciting environment and supports students in learning English skills such as listening and spelling visually and effectively at College of Information Technology Từ khóa - cơng nghệ LibGDX; học tập trò chơi; ứng dụng; người học Key words - LibGDX; game-based learning; application; learners Đặt vấn đề Dựa ưu điểm LibGDX, báo đề xuất xây dựng ứng dụng hỗ trợ học tiếng Anh dựa việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ LibGDX, nhằm tạo đa dạng phương pháp học, khuyến khích người học tư sáng tạo việc đưa giải pháp xử lý vấn đề Từ đó, việc học tập dựa ứng dụng giúp nâng cao hiệu học tiếng Anh sinh viên Hiện nay, dạy học dựa trò chơi ứng dụng rộng rãi trường học Trò chơi cung cấp cấu trúc độc bổ sung cho chiến lược giảng dạy truyền thống, truyền tải nội dung học tập sáng tạo tạo đa dạng phương pháp giảng dạy Hơn nữa, trò chơi khuyến khích người học đưa ý kiến sáng tạo tranh luận sôi người học với Trong việc học tập dựa trò chơi, người học phải vượt qua nhiệm vụ thử thách với thân thơng qua hoạt động Trị chơi học tập, khía cạnh khác, có khuynh hướng đưa vào chương trình học chương trình đào tạo cơng ty [2], [4] Trong năm qua, tiếng Anh trở thành môn học cần thiết sinh viên, nhiều người học sử dụng nguồn tài nguyên trực tuyến tài liệu, diễn đàn chương trình để học tiếng Anh Một trò chơi kỹ thuật số phục vụ cho người học tốt, xây dựng mối tương thích nhu cầu lợi ích người học cách kết nối với phần thưởng chiến thắng trị chơi, từ tạo động lực cho người học, giúp họ có kinh nghiệm học tập tối ưu [1] Vì vậy, để lôi người học tạo đa dạng phương pháp giảng dạy, đề xuất xây dựng ứng dụng trò chơi dựa tảng cơng nghệ LibGDX LibGDX có ưu điểm đa tảng, có nhiều tính tạo hình, xử lý đồ họa 2D, 3D, xử lý âm thanh, quản lý thiết bị vào - ra, quản lý file hệ thống Cùng với cơng cụ kèm hữu ích Texture Packer Particle Editor LibGDX mã nguồn mở với thiết kế rõ ràng phù hợp với việc phát triển ứng dụng cho di động LibGDX cho phép người lập trình sử dụng API từ lớp thấp đến cao, tùy theo yêu cầu người sử dụng Tổng quan LibGDX 2.1 Giới thiệu LibGDX LibGDX [5] mã nguồn mở, tảng phát triển trò chơi, thiết kế chủ yếu, khơng phải nhất, để tạo trị chơi cách sử dụng ngơn ngữ lập trình Java Hơn nữa, tảng LibGDX trừu tượng hóa tính chất phức tạp tất tảng khác cách kết hợp chúng lại giao diện lập trình ứng dụng chung (API) Một điểm bật LibGDX khả chạy gỡ lỗi mã lập trình bạn máy tính ứng dụng địa Điều cho phép bạn sử dụng chức Java Virtual Machine (JVM), ví dụ Code Hot Swapping – chức cho phép nhìn thấy hiệu mã nguồn thay đổi thời gian chạy Do đó, làm giảm đáng kể thời gian lặp qua ý tưởng khác nhau, chí để tìm sửa lỗi cách nhanh chóng LibGDX cho phép làm việc với thành phần phần cứng truy cập trực tiếp vào hệ thống tập tin, thiết bị đầu vào, thiết bị âm OpenGL qua OpenGL ES 2.0 3.0 Một điểm quan trọng LibGDX framework công cụ để tạo game LibGDX cung cấp API thống mà hoạt động tất tảng hỗ trợ LibGDX framework cung cấp môi Hà Thị Minh Phương, Văn Đỗ Cẩm Vân 58 trường cho người lập trình lập trình nhanh thuận tiện Thay triển khai trực tiếp thiết bị Android, iOS JavaScript sau lần thay đổi mã nguồn, người lập trình chạy gỡ lỗi game máy tính 2.2 Các khái niệm LibGDX 2.2.1 Sprite Hình minh họa sprite đơn giản đối tượng hình vẽ vẽ lên hình Để quản lý sprite game LibGDX sử dụng số lớp quan trọng sau đây: sprite khác Tùy thuộc vào tốc độ chạy nhân vật, cần phải xác định khung thời gian giữ hình Tỷ lệ khung hình số lần chuyển đổi khung hình giây Kiểm tra trang sprite, thấy rằng, chu kỳ chạy hoàn chỉnh nhân vật giây, cần 30 khung hình giây, tức tỷ lệ khung hình 30 FPS Vậy, để khung hình hiển thị giây/30 = 0,033 giây Nói cách khác, để có hình ảnh động 30 FPS khung cần phải thay đổi 0,033 giây Hình Spite – đối tượng vẽ lên hình • SpriteBatch • Texture • TextureRegion • Sprite Hình ảnh giải mã từ định dạng gốc (ví dụ png) tải lên gọi texture Để vẽ texture, khối hình học mơ tả trước texture đặt vào cách xác định vị trí mà đỉnh khối hình học tương ứng với texture Chẳng hạn, khối hình học hình chữ nhật, đỉnh texture đặt vào cho góc hình chữ nhật tương ứng với góc texture Một hình chữ nhật tập texture gọi vùng texture SpriteBatch làm việc với texture tọa độ cho hình vẽ Texture có chức tải hình ảnh vào nhớ GPU, hình ảnh đặt thư mục "assets", LibGDX yêu cầu texture phải có kích thước lũy thừa TextureRegion ảnh nhỏ cắt từ ảnh lớn (chính Texture) Ảnh từ texture sau tải lên đưa vào sprite để sử dụng số thuộc tính đặc trưng như: position (tọa độ), rotate (xoay), v.v 2.2.2 Hoạt hình 2D Hoạt hình 2D Animation kỹ thuật sử dụng để tạo ảo ảnh cách sử dụng hình ảnh tĩnh Chẳng hạn, làm để tạo hình ảnh động với LibGDX Một hình ảnh động bao gồm nhiều khung hình hiển thị chuỗi khoảng thời gian quy định Một hình ảnh động người đàn ơng chạy đạt cách lấy hình ảnh ảnh chạy lặp lại hình ảnh vơ hạn Những hình ảnh Hình cho thấy q trình chạy người đàn ơng Nó gọi trang sprite Mỗi hộp sprite gọi khung Để tạo hình ảnh động chạy, sprite phải rút sau Hình Minh họa hoạt hình 2D 2.2.3 Pixmaps Pixmaps hỗ trợ tải tập tin đơn giản vẽ thao tác cho hình ảnh Pixmaps tạo từ mảng byte chứa liệu hình ảnh mã hóa jpeg, png, bmp đặc điểm kích thước định dạng 2.2.4 Scene2d Scene 2d công cụ để vẽ xử lý đầu vào cho trị chơi Các gói scene2d cung cấp nhiều nhân vật tiện ích khác Scene2d có lớp bản: • Lớp nhân vật: nút đồ thị, có vị trí, kích thước hình chữ nhật, nguồn gốc, tọa độ, xoay màu sắc • Lớp group: nhân vật mà có nhân vật • Lớp stage: có camera, spitebatch, group gốc để vẽ nhân vật phân phối kiện đầu vào 2.3 Kiến trúc hệ thống LibGDX Hình Kiến trúc hệ thống LibGDX LibGDX framework game đa tảng, viết ngơn ngữ Java có lẫn C++ hỗ trợ xử lý vật lý, xử lý input Hình mơ tả kiến trúc hệ thống LibGDX với chi tiết module mô tả cụ thể sau: LibGDX gồm module [5]: ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(114).2017-Quyển - - - - - Input Module: Đối với tảng khác có đầu vào khác Chẳng hạn, với máy tính, người dùng giao tiếp với ứng dụng thơng qua bàn phím chuột Điều tương tự cho trị chơi dựa trình duyệt Trên Android, chuột thay hình cảm ứng LibGDX trừu tượng hóa tất thiết bị đầu vào khác Chuột hình cảm ứng coi giống nhau[5] Graphics: Graphics cung cấp cho cách vẽ thứ lên hình thơng qua OpenGL ES Chẳng hạn, thơng số kích thước hình, mật độ pixel, thuộc tính đệm khung hình, độ đậm màu… chứa lớp Graphics File I/O module: File I/O dùng để đọc ghi liệu texture, map file cấu hình Đối với tảng khác có file I/O tương ứng Audio: LibGDX cung cấp phương thức để phát lại hiệu ứng âm dịng nhạc trực tiếp từ đĩa Nó cung cấp phương thức để đọc viết truy cập vào phần cứng âm cách hiệu Networking: Networking cung cấp phương thức để thực hoạt động mạng, chẳng hạn, HTTP phát nhận yêu cầu, TCP giao tiếp với cổng server/client Xây dựng ứng dụng game hỗ trợ học tiếng Anh 3.1 Mô tả game Mục tiêu trò chơi học tập mong đợi đạt mục tiêu học tập mang lại giá trị giải trí Khi thiết kế ứng dụng này, cách đơn giản để đảm bảo mục tiêu giải trí mơ theo game có sẵn Tuy nhiên, phần nội dung tài liệu giáo khoa giới thiệu cách trực quan để hai mục tiêu giáo khoa lẫn giải trí tích hợp với nhằm mang lại hiệu cho người học Chẳng hạn, biết có mối quan hệ chặt chẽ mơn học tả nhớ trực quan Các nghiên cứu cho thấy rằng, tả, 83% học mắt, 11% học cách nghe, có 6% học qua kinh nghiệm sử dụng giác quan khác [3] Từ thực tế giảng dạy môn Anh văn chuyên ngành Công nghệ Thông tin Trường Cao đẳng Công nghệ Thông tin, Đại học Đà Nẵng sinh viên gặp nhiều khó khăn việc ghi nhớ sử dụng từ vựng chuyên ngành để tiếp cận với tài liệu công nghệ giới, nghiên cứu xây dựng ứng dụng hỗ trợ cho sinh viên việc luyện tập ghi nhớ từ vựng chuyên ngành, rèn luyện kỹ nghe cách hiệu Để kiểm tra khả nắm nội dung học sau buổi học, tiến hành cho sinh viên kiểm tra kiến thức thông qua câu hỏi trắc nghiệm thiết kế game Việc kiểm tra đánh giá thường xuyên nâng cao tính tự giác học tập ơn tập kiến thức học Nội dung kiểm tra thiết kế theo chương học có nội dung thiết bị vào/ra, thiết bị lưu trữ, phần mềm, lập trình… 59 Hình Minh họa trị chơi luyện ghi nhớ từ vựng Hình mơ tả game trắc nghiệm với giao diện trực quan, sinh động Khác với game cịn lại, chúng tơi thiết kế giao diện có mối liên quan câu hỏi, hình ảnh câu trả lời Hình ảnh gợi ý liên quan đến câu hỏi hiển thị sau vài giây, người học kết hợp hình ảnh nội dung câu hỏi để tìm đáp án Mỗi lần người học chọn đáp án sai đáp án bị gạch đỏ hộp thoại thơng báo có nội dung thơng tin liên quan đến đáp án hiển thị Việc trả lời câu hỏi trắc nghiệm giúp cho sinh viên không ghi nhớ từ vựng đáp án câu hỏi, mà cịn học thêm nội dung đáp án sai cịn lại Hình Minh họa trị chơi luyện kỹ nghe Để rèn luyện kỹ nghe cho sinh viên, chúng tơi thiết kế giao diện Hình Người học nghe nghe điền từ cịn thiếu vào trống Nội dung nghe lấy từ giáo trình tiếng Anh chuyên ngành giảng viên Với luyện tập này, người học tăng cường khả nghe ghi nhớ từ vựng sau học Khi trị chơi kết thúc, người chơi lựa chọn xem có nên thử lại lần đóng ứng dụng Trong game khác trước đây, số nội dung giải lần chơi Hà Thị Minh Phương, Văn Đỗ Cẩm Vân 60 trước trộn lại đặt lần Chiến lược nhằm củng cố việc học cách sử dụng lặp lại, gây thất vọng Khi khởi động lại trò chơi sau đóng ứng dụng, chiến lược khơng áp dụng nội dung câu hỏi lựa chọn ngẫu nhiên lần Tóm lại, trị chơi sử dụng để thực hành cho việc học từ vựng tăng cường kỹ nghe 3.2 Phương pháp nghiên cứu Để đánh giá kết sinh viên sau tham gia vào hệ thống, tiến hành thực nghiệm thực tế Việc đánh giá thử nghiệm trò chơi thực ngẫu nhiên mẫu lớp Anh văn chuyên ngành, với khoảng190 sinh viên đại diện Các sinh viên thực kiểm tra trước sau sử dụng ứng dụng nhằm đo lường cải thiện kết học tập cách khách quan Chúng mời 190 sinh viên tham gia Các sinh viên chia thành hai nhóm: nhóm thực nghiệm nhóm sử dụng ứng dụng game nhóm khơng sử dụng ứng dụng game Cả hai nhóm sử dụng chung tài liệu nghiên cứu “English for Information Technology” Thực nghiệm tiến hành tuần Nhóm thực nghiệm tiến hành theo giai đoạn sau: - Giới thiệu: Đầu tiên, sinh viên giới thiệu mục đích hoạt động hướng dẫn cách sử dụng ứng dụng game - Bài kiểm tra trước sử dụng ứng dụng (pre-test): Tiếp theo, sinh viên thực kiểm tra cá nhân, nội dung danh sách từ vựng game nghe giáo trình - Chơi game: Các sinh viên tương tác tự với trò chơi, giải từ khác mà game đặt cho họ Trong bước này, người dạy sẵn sàng hỗ trợ cho sinh viên để trả lời từ vựng thắc mắc game - Bài kiểm tra sau sử dụng ứng dụng (post-test): Sau tuần thực nghiệm, kiểm tra thực để kiểm tra tiến độ học tập sinh viên - Khảo sát: Cuối cùng, sinh viên thực bảng câu hỏi khảo sát thu thập ý kiến hoạt động, game, tác động ứng dụng lên kết học tập cuối kỳ người học Bảng khảo sát bao gồm câu hỏi đóng (closedended questions) với thang đo có mức độ trả lời xây dựng nhằm mục tiêu đánh giá hiệu đáp ứng tính giải trí người học sử dụng ứng dụng game q trình học mơn Anh văn chun ngành Bảng trích phần nội dung khảo sát Bảng Bảng khảo sát người học Câu hỏi Các nội dung trình bày game có phù hợp với kiến thức học hay khơng? Người học ghi nhớ từ chuyên ngành thông qua việc sử dụng ứng dụng game khơng? Người học nâng cao kỹ nghe thông qua việc luyện tập ứng dụng nghe không? Rất Không Không Đồng Rất khơng có ý đồng ý ý đồng ý đồng ý kiến □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Người học vấn với câu hỏi trực tiếp để đánh giá mức độ giải trí tiến từ vựng khả nghe đạt trình sử dụng game Các kiểm tra trước sau sử dụng ứng dụng game thực để đánh giá cải thiện việc học từ vựng tiếng Anh Người dạy nêu nghĩa từ vựng chuyên ngành, người học nêu định nghĩa, mô tả ngược lại Kết Hiệu học tập thông qua việc sử dụng ứng dụng game đánh giá cách so sánh kết chi tiết sinh viên, liên quan đến từ vựng mà họ học chơi trị chơi Hình cho thấy có tiến rõ ràng từ vựng mà sinh viên nhóm thực nghiệm luyện tập game Hình Đánh giá hiệu ứng dụng Từ kết khảo sát Bảng 2, cho thấy có tiến rõ rệt việc trả lời từ vựng mà sinh viên luyện tập (28,2%) Điều chứng tỏ, việc sử dụng game để luyện tập từ vựng tiếng Anh chuyên ngành mang lại kết nâng cao khả ghi nhớ số lượng từ chuyên ngành cho sinh viên ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(114).2017-Quyển Bảng Trung bình kết kiểm tra: So sánh % đáp án từ vựng luyện tập không luyện tập Pre-Test % đáp án cho từ luyện tập chơi game % đáp án cho từ không luyện tập chơi game 20,0% 13,4% PostTest 48,2% 22,5% % tăng lên 28,2% 9,1% Kết luận Các game mang tính giáo dục tính giải trí xây dựng để cố gắng tăng động lực học tập cho sinh viên, cách đưa vào hoạt động sư phạm có tính tương tác cao Các ứng dụng tương tự giúp hoạt động học tập thú vị hơn, trở thành nhiệm vụ thường xuyên lặp lại để mang lại động lực cho sinh viên học tập Trong báo này, trò chơi game giáo dục xây dựng để củng cố cho việc học tả từ vựng giới thiệu Chúng thực đánh giá thực 61 nghiệm để chứng tỏ tiềm giải trí tính hiệu học tập ứng dụng game Trong tương lai, game phát triển đa dạng để đáp ứng cao nhu cầu luyện tập tiếng Anh sinh viên Một số tùy chọn game xây dựng thêm chọn từ thích hợp nhất, điền vào trống, sửa lỗi sai Ngồi ra, giao diện thiết kế sinh động để lôi người học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Carmona, C, Bueno, D, “From MITO to SAMO: Evolution of an Educational Game for Spanish Orthography”, Journal of Computers, Vol 2, No 4, June 2007, pp 9-16 [2] Fuszard, B, In Lowenstein, A J., Bradshaw, M J, Fuszard's Innovative Teaching Strategies in Nursing, 3rd Ed, Gaithersburg, MD, Aspen Publishers, 2001 [3] Millán, E, Carmona, C, Sánchez, R, and Pérez-De-La-Cruz, J, L, Mito, An Educational System for Learning Spanish Orthography, Workshop on Educational Games as Intelligent Learning Environments, AIED'05, 2005, pp 39-47 [4] Paraskeva F., Mysirlaki S and Papagianni A, Multiplayer on line games as educational tools: Facing new challenges in learning, Computers and Education, 54(2), 498-505 [5] Suryakumar Balakrishnan Nair, Andreas Oehlke, Learning LibGDX Game Development, Second Edition 2nd Edition, Packt Publishing, 2014 (BBT nhận bài: 27/03/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 25/05/2017) ... Anh văn chuyên ngành Công nghệ Thông tin Trường Cao đẳng Công nghệ Thông tin, Đại học Đà Nẵng sinh viên gặp nhiều khó khăn việc ghi nhớ sử dụng từ vựng chuyên ngành để tiếp cận với tài liệu công. .. liệu công nghệ giới, nghiên cứu xây dựng ứng dụng hỗ trợ cho sinh viên việc luyện tập ghi nhớ từ vựng chuyên ngành, rèn luyện kỹ nghe cách hiệu Để kiểm tra khả nắm nội dung học sau buổi học, tiến... cổng server/client Xây dựng ứng dụng game hỗ trợ học tiếng Anh 3.1 Mô tả game Mục tiêu trò chơi học tập mong đợi đạt mục tiêu học tập mang lại giá trị giải trí Khi thiết kế ứng dụng này, cách đơn