An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 17 (5), 114 – 120

113

XÂY DỰNG WEBSITE HỖ TRỢ DẠY HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG

Võ Văn Dễ1

1Trường Đại học An Giang

Thông tin chung: Ngày nhận bài: 10/02/2016 Ngày nhận kết quả bình duyệt: 16/04/2016 Ngày chấp nhận đăng: 10/2017

Title: Developing a learning website to support General Physics courses teaching at An Giang University

Keywords: Physics, higher education, multimedia resource, learning website, Mechanics, Heat and Thermaldynamics

Từ khóa: Vật lí, giáo dục đại học, tài liệu đa phương tiện, trang web học tập, Cơ học, Nhiệt học.

ABSTRACT

It is clear that there is an increasing number of teachers and students accessing the Internet for their teaching and learning over the recent years. Therefore, developing a learning website would encourage learners to be better in their self-study. The study has built a system of website together with an available learning resource to support students in learning General Physics courses (Mechanics, Heat and Thermaldynamics). The website creates multimedia materials based on the curriculum of General Physics course and is divided into some sections including a summary of knowledge, a review of knowledge, assignments, and multiple choice questions. Moreover, knowledge of lessons is designed through topics in order to help learners study and evaluate by themselves. The result showed that the website is considered a great resource for their learning and teaching. It is suggested that in the future there will be other functions through the website like more simulation of experiments and online testing system to serve more teaching and learning process.

TÓM TẮT

Việc khai thác các tài nguyên học tập từ Internet đã trở nên khá phổ biến trong giảng viên và sinh viên. Xây dựng tài liệu học tập trên môi trường Internet để người học có thể sử dụng góp phần khuyến khích sự tự học và tự ôn luyện của người học. Đề tài này xây dựng hệ thống các trang web có nội dung nhằm hỗ trợ sinh viên học Vật lí đại cương phần Cơ - Nhiệt. Các nội dung của web dựa trên kiến thức của phần Cơ học, Nhiệt học được cấu trúc thành các phần: tóm tắt kiến thức, hệ thống kiến thức, bài tập ôn tập, câu hỏi trắc nghiệm. Các kiến thức được thiết kế theo từng chủ đề để người học có thể tự học, tự kiểm tra kiến thức của mình. Bước đầu khảo sát sinh viên cho thấy đây là một tài liệu đa phương tiện hữu ích đối với họ. Tương lai, website tiếp tục phát triển thêm các chức năng như các thí nghiệm ảo tương tác, chức năng kiểm tra trực tuyến,… để website không chỉ là tài liệu tham khảo trực tuyến mà còn là công cụ phục vụ quá trình dạy và học của giảng viên và sinh viên.

1. GIỚI THIỆU Việc xây dựng website ở tổ chức và cá nhân hiện nay đang rất phổ biến. Nhiều đề tài khoa học giáo dục cũng đã làm theo hướng này. Các hướng chủ

yếu hiện nay là xây dựng dạng website cung cấp thông tin thông qua blog hay các trang cá nhân, mạng xã hội, các chương trình quản lí học tập nhằm lưu trữ chia sẻ tài nguyên dưới dạng tập tin như KHANACADEMIC

An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 17 (5), 114 – 120

114

(khanacademy.org), OPEN CULTURE (openculture.com), MEMRISE (memrise.com). Các trang bằng tiếng Việt khá quen thuộc với cộng đồng mạng ở Việt Nam có thể kể đến như: VIOLET (violet.vn), Giải Toán qua Internet (violympic.vn), W3Schools.com (w3schools.com), Thư viện Vật lý (thuvienvatly.com),… Tuy nhiên, việc xây dựng các trang web phục vụ trực tiếp phổ biến kiến thức, học tập với nội dung cụ thể trên lớp ít được phát triển. Về dạy học và phổ biến kiến thức Vật lý, các trang nổi tiếng có thể kể đến như HyperPhysics (http://hyperphysics.phy-str.gsu.edu/) của Trường Đại học Georgia State (Canada), Physics 2000 (http://www.colorado.edu/physics/2000) của Đại học Colorado (Mỹ). Ở nước ta, gần đây các trường như Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, Đại học Bách khoa Hà Nội bước đầu xây dựng môn Vật lý đại cương dưới dạng website nhưng chủ yếu là cung cấp các kiến thức thông thường. Đối với Trường Đại học An Giang, hiện nay giảng viên bắt đầu chú ý sử dụng và khai thác hệ thống blog trên hệ thống của trường (blog cá nhân được phát triển trên nền WordPress do Trung tâm Tin học quản lý). Các trang blog cá nhân phát triển mục đích là cập nhật các tài liệu học tập, trao đổi thông tin với sinh viên và đã mang lại những hiệu quả nhất định trong giảng dạy. Kết quả nghiên cứu khoa học, bài viết của giảng viên của Trường Đại học An Giang “Tài liệu Nội sinh” tại địa chỉ http://dspace.agu.edu.vn/ cũng được quan tâm phát triển, hiện có đến 1763 ấn phẩm được lưu trữ ở đây (tính đến ngày 15/12/2015). Việc xây dựng website dưới dạng tài liệu hỗ trợ dạy

học các học phần đang học trực tiếp trên lớp hầu như chưa có. Do đó, yêu cầu có một tài liệu hỗ trợ học tập là cần thiết, đáp ứng nhu cầu học tập của sinh viên. Bên cạnh những tài liệu, giáo trình truyền thống, các tài nguyên trên môi trường Internet ngày càng được sinh viên đón nhận và khai thác thường xuyên. Đề tài nghiên cứu nhằm tạo ra một tài liệu học tập dưới dạng website để giúp sinh viên học Vật lý đại cương thêm hiệu quả. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mẫu nghiên cứu Nội dung kiến thức dựa trên Đề cương chi tiết của chương trình Vật lý đại cương A1 hiện hành của Trường Đại học An Giang, có kết hợp với các giáo trình và tài liệu giảng dạy đã xuất bản. Các câu hỏi, bài tập dựa trên Ngân hàng Vật lý đại cương A1 được nhiệm thu của Trường, tác giả có chọn lọc, lựa chọn một số bài tập từ các tài liệu trong và ngoài nước. Về chọn mẫu khảo sát, tác giả chọn ngẫu nhiên 04 nhóm với tổng số 189 sinh viên (110 nữ, 79 nam) trong hai năm học 2013 - 2014, 2014 - 2015 có học học phần Vật lý đại cương A1. Các sinh viên sử dụng tài liệu này trong quá trình học Vật lý đại cương, sau đó họ thực hiện phiếu khảo sát. 2.2 Thiết kế cấu trúc nội dung Có nhiều cách tổ chức nội dung để người dùng dễ dàng tiếp cận, truy cập đến các trang được liên kết nhanh chóng và thuận tiện. Trang web này được cấu trúc như Hình 1, từ đây người dùng có thể truy cập đến những nội dung chi tiết trong hệ thống website.

Hình 1. Thiết kế theo cấu trúc các nội dung

An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 17 (5), 114 – 120

115

Trong mỗi đơn vị kiến thức (module), hệ thống cấu trúc các kiến thức theo hướng một tài liệu trong học tập (Hình 2), gồm các thành phần: Kiến thức (mở đầu, chi tiết kiến thức, tóm tắt), tóm tắt và phần bài tập.

Hình 2. Thiết kế cấu trúc của từng nội dung

Về tổng thể, các trang chính trong hệ thống được thiết kế theo sơ đồ Hình 3.

Hình 3. Sơ đồ cấu trúc các trang chính của website

2.3 Tóm tắt tiến trình nghiên cứu

Tiến trình nghiên cứu có thể tóm tắt như sơ đồ sau:

An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 17 (5), 114 – 120

116

Hình 4. Sơ đồ tóm tắt tiến trình nghiên cứu

3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Hệ thống kiến thức vật lý dưới dạng siêu

văn bản

Các kiến thức Vật lý đại cương phần Cơ học và Nhiệt học được cấu trúc dựa trên đề cương môn học hiện hành của Trường. Theo đó, nội dung kiến thức của website chia thành 8 module, gồm: Tổng quan, Động học chất điểm, Động lực học chất điểm, Định luật bảo toàn, Vật rắn, Dao động cơ học, Cơ học chất lưu và Nhiệt học. Cấu trúc

mỗi module có các phần: phần giới thiệu chung, các nội dung chi tiết, ví dụ minh họa, tóm tắt kiến thức và phần bài tập áp dụng. Người dùng có thể xem chi tiết các nội dung dựa vào mục lục bên trái hoặc các liên kết được tạo lập giữa các nội dung liên quan. Dưới đây xin giới thiệu một trong số các module của website: Động học chất điểm. Các nội dung chi tiết của website xem ở đĩa kèm theo hoặc truy cập tại địa chỉ:

http://staff.agu.edu.vn/~vvde/physics/ .

Hình 5. Phần giới thiệu chung của module Động học chất điểm

Nghiên cứu lược sử

Nghiên cứu nội dung kiến thức, các kỹ thuật về xây dựng website

Xây dựng website và từng bước hoàn thiện

Xuất bản website

Phản hồi

An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 17 (5), 114 – 120

117

Hình 6. Một nội dung kiến thức trong module Động học chất điểm

3.2 Tóm tắt các nội dung

Sử dụng các sơ đồ tóm tắt các nội dung kiến thức của website để hệ thống kiến thức vật lý. Từ trang chính, người dùng có thể chọn mục Tóm tắt để có thể ôn tập toàn bộ kiến thức của chương trình.

Hình 7. Sơ đồ cấu trúc các nội dung kiến thức phần Vật lý đại cương A1

Từ sơ đồ chung này, người dùng có thể liên kết đến các sơ đồ tóm tắt nội dung khác.

3.3 Các gói câu hỏi trắc nghiệm

Sử dụng các hệ thống bài tập để luyện tập, vận dụng kiến thức đã học để giải một số bài tập.

Hình 8. Các gói câu hỏi trắc nghiệm

An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 17 (5), 114 – 120

118

Ví dụ, khi chọn gói thuộc Bài tập tổng hợp:

Hình 9. Gói bài tập tổng hợp

Đối với các gói câu hỏi này, người làm khi chọn nút Bắt đầu, thời gian làm bài được tính và đồng hồ đếm ngược bắt đầu hoạt động. Sau khi chọn

phương án của mỗi câu, người làm có thể di chuyển sang câu kế tiếp (chọn Next) hoặc xem lại câu đã làm (chọn Prev) như Hình 10.

Hình 10. Giao diện khi làm bài của các gói câu hỏi

Sau khi hoàn thành từng gói câu hỏi, hệ thống yêu cầu người làm nộp bài bằng cách chọn Submit. Nộp bài xong, người làm có thể xem lại toàn bộ những câu hỏi và những lựa chọn đã chọn và phản hồi kết quả đúng – sai từng câu.

3.4 Tính năng kiểm tra thử

Tính năng này chỉ hỗ trợ trực tuyến và được lập trình theo hướng tương tác với người dùng. Hiện có khoảng 600 câu hỏi trong dữ liệu được lấy từ Ngân hàng câu hỏi Vật lý đại cương A1 của Trường. Các mã đề được phát sinh với các câu hỏi

được rút ra ngẫu nhiên từ ngân hàng này. Người làm phải có một tài khoản hoặc giảng viên cấp cho sinh viên trước khi thực hành các bài tập trong chức năng này.

Sau khi đăng nhập, sinh viên có thể chọn mã đề từ các ngân hàng đề đã được xuất bản và chọn thực hiện các thao tác làm bài.

Khi nhập đúng mã đề và chọn nút Làm bài, hệ thống bắt đầu tính giờ và hiển thị đồng hồ đếm ngược đến hết giờ.

An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 17 (5), 114 – 120

119

Hình 11. Giao diện phần làm bài

Nếu hết giờ, người làm chưa kịp nộp bài hệ thống tự động nộp bài và gửi kết quả lưu trong dữ liệu hệ thống. Thứ tự các câu hỏi, thứ tự các phương án lựa chọn mỗi người làm khác nhau được hiển thị khác nhau một cách ngẫu nhiên.

Về quản lý, người dùng có thể tạo câu hỏi mới, tạo các đề ngẫu nhiên từ ngân hàng câu hỏi, quản

lý các đề, xem các kết quả, thống kê kết quả của các đề,… Việc tạo đề ngẫu nhiên được hệ thống thực hiện tự động khi nhập các thông tin về số lượng câu theo độ khó của các câu; từ đó hệ thống rút trích các câu từ ngân hàng đề và phát sinh mã đề. Chức năng này cho phép tạo nhanh các đề với mức độ phù hợp với từng nhóm sinh viên.

Hình 12. Phần chức năng Tạo đề ngẫu nhiên trong trang Quản trị.

4. KẾT LUẬN VÀ THẢO LUẬN

Xây dựng website hỗ trợ dạy học dưới dạng tài liệu đa phương tiện là cần thiết, đáp ứng nhu cầu của sinh viên và cũng là xu thế của kỷ nguyên công nghệ hiện nay.

Đề tài đã xây dựng hệ thống các trang có nội dung hỗ trợ sinh viên học Vật lý đại cương. Trang web với chức năng như là một tài liệu hỗ trợ học tập đa

phương tiện đã đảm bảo cấu trúc các phần hệ thống kiến thức khoa học Vật lý, tóm tắt kiến thức, mở rộng kiến thức, bài tập minh họa, bài tập ôn tập và tự kiểm tra đánh giá. Hệ thống có khoảng 600 câu hỏi trắc nghiệm được lấy từ Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm Vật lý đại cương A1 của Trường Đại học An Giang. Từ Ngân hàng câu hỏi này, hệ thống tạo ra các bài kiểm tra thử được rút

An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 17 (5), 114 – 120

120

trích ngẫu nhiên theo độ khó mà người tạo đề đề xuất. Dù chưa thật sự hoàn chỉnh, bước đầu website đã phát huy vai trò hỗ trợ việc học Vật lý của sinh viên.

Về đánh giá chất lượng, tác giả thu nhận thông tin phản hồi từ phía người dùng để hoàn thiện website cũng như những đánh giá sơ bộ từ phía sinh viên về chất lượng của các chức năng. Các kết quả bước đầu cho thấy, việc xây dựng website là cần thiết, các nội dung, chức năng đều khá đáp ứng yêu cầu, mong đợi của sinh viên và sinh viên khá hài lòng về tài liệu học tập mới này. Dù phạm vi thử nghiệm, khảo sát còn giới hạn nhưng kết quả bước đầu cho thấy một dấu hiệu tích cực, là kết quả mong đợi của người nghiên cứu giáo dục. Đây là nguồn khích lệ to lớn để tác giả tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện dần website, phát triển những phiên bản tiếp theo để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của việc dạy và học Vật lý đại cương.

Website góp một phần đưa công nghệ thông tin vào hỗ trợ phương pháp dạy học ở đại học. Việc thành công bước đầu sẽ là nguồn động viên cho chúng tôi tiếp tục hướng nghiên cứu này sâu hơn, rộng hơn. Chúng tôi có dự định tiếp tục nghiên cứu trong tương lai những nội dung sau:

- Rà soát lại toàn bộ website cả về nội dung khoa học, tính mỹ thuật lẫn kịch bản sư phạm và kịch bản kĩ thuật để có được một tài liệu đa phương tiện hoàn chỉnh, tiện lợi, đẹp mắt.

- Thiết kế thêm trang góp ý, phản hồi trực tuyến từ người dùng và bổ sung phần thí nghiệm ảo tương tác phù hợp với chương trình hiện hành.

- Nâng cấp và phát triển thêm chức năng kiểm tra trực tuyến để chức năng này không chỉ là môi trường để sinh viên tự luyện tập mà còn là công cụ để giảng viên có thể tổ chức kiểm tra thường xuyên sinh viên khi học Vật lý đại cương.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Arenas, E., and Lynch, J. (2013). Pedagogical principles for the design of virtual learning spaces in higher education. HERDSA 2013: The place of learning and teaching: Proceedings of the Higher Education Research

and Development Society of Australasia 2013 Conference, pp. 26 - 36, HERDSA, Milperra, N.S.W

Bob, B. (2012). Creating online content with real world application by designing and implementing online practicum for Virtual and physics environment. Contemporary Issues in Education Research, 5(4), 265 - 269.

Chandra, Vinesh & Watters, James J. (2012). Re - thinking physics teaching with web - based learning. Computers and Education, 58(1), pp. 631 - 640.

David Halliday, Robert Resnick & J.Walker. (2007). Cơ sở Vật lí – tập 1,2 (Ngô Quốc Quýnh & Đào Kim Ngọc, Biên dịch). Hà Nội: Nhà Xuất bản Giáo dục.

Đại học An Giang. (2015). Đề cương chi tiết và Ngân hàng câu hỏi vật lí đại cương A1.

Đỗ Mạnh Cường. (2008). Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học. Hồ Chí Minh: Nxb ĐHQG TP.HCM.

Lương Duyên Bình, Dư Trí Công, Bùi Ngọc Hồ. (2003). Vật lý đại cương (Tập I, II). Hồ Chí Minh: Nhà xuất bản Giáo Dục.

Nguyễn Hữu Thọ. (2009). 1500 câu hỏi trắc nghiệm Cơ – Nhiệt. Hồ Chí Minh: Nxb Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

Nguyễn Nhật Khanh, Châu Văn Tạo. (2000). Bài tập Cơ học và Nhiệt động lực học. Hồ Chí Minh: Trường ĐH Khoa học Tự nhiên TP. Hồ Chí Minh.

Nguyễn Thế Khôi, Phạm Quý Tư và các tác giả. (2010). Vật lí 10 (Nâng cao). Hà Nội: Nhà xuất bản Giáo dục.

Serway And Jewett. (2004). Physics For Scientists And Engineers. Thomson (USA).

Trương Quang Nghĩa, Huỳnh Quang Linh. (2009). Vật lí đại cương A1. Hồ Chí Minh: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên.