Xem mẫu
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN 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 tp. Hồ Chí Minh 268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, tp Hồ Chí Minh Tóm tắt: Tính đến tháng 10/2016, Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG TP.HCM đã có 2 chương trình đào tạo đạt chuẩn ABET, 7 chương trình đạt chuẩn EUR-ACE, 11 chương trình đạt chuẩn AUN-QA và là đơn vị có nhiều chương trình đào tạo đạt chuẩn quốc tế nhất trong Đại học Quốc gia TP.HCM và trong cả nước. Để đạt được sự công nhận đó, nhà trường đã cải tiến chương trình đào tạo và nâng cao chất lượng giảng dạy với cách tiếp cận CDIO, đặc biệt việc triển khai giảng dạy các môn học đại cương phục vụ đặc thù trường kĩ thuật, trong có Vật lí đại cương đã đóng góp một phần rất quan trọng. Tiếp cận CDIO nhằm tích hợp các yếu tố Ý tưởng (Conceive) – Thiết kế (Design) – Triển khai (Implementation) – Vận hành (Operation) trong từng môn học nhằm xây dựng kĩ năng thực tiễn cần thiết cho sinh viên. Việc ứng dụng e- learning trong giảng dạy Vật lí đại cương là điểm nhấn quan trọng trong quá trình tích hợp đó. Từ khoá: CDIO, E-learning, giảng dạy vật lí, đào tạo tín chỉ 1. Mở đầu Được thành lập năm 1957 Trường đại học Bách Khoa (ĐHBK) tp. HCM là trường kĩ thuật đầu ngành tại miền nam Việt Nam, trung tâm đào tạo, nghiên cứu khoa học (NCKH) – chuyển giao công nghệ (CGCN) hàng đầu tại Việt Nam. Trường cung cấp nguồn nhân lực chất lượng cao, bồi dưỡng nhân tài, phục vụ hiệu quả sự phát triển kinh tế - xã hội đất nước. Tạo ra bước phát triển đáng kể về giá trị và đóng góp cho xã hội thông qua các hoạt động giáo dục đào tạo chất lượng cao, NCKH – CGCN, hợp tác quốc tế trong môi trường sáng tạo và chuyên nghiệp. [1]. Trường đại học hiện đại phải quan tâm đồng thời cả tri thức khoa học, khả năng nghiên cứu và các kĩ năng 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 hiện tại và tương lai, phải ứng dụng Công nghệ thông tin trong giáo dục, thay đổi phương pháp cung cấp kiến thức cho người học, phát huy vai trò chủ động sáng tạo của người học, tổ chức cung ứng dịch vụ đào tạo theo hướng tự chủ, đào tạo ra sản phẩm có chất lượng cao theo tiêu chuẩn quốc tế và trước hết là hội nhập cộng đồng ASEAN; Theo UNESCO, việc học được xây dựng trên bốn trụ cột “Học để biết, học để làm, học để định hình bản thân và học để chung sống với người khác” [2]. Kiên trì với triết lí đào tạo này, tới nay, ĐHBK tp HCM đã xây dựng thành công mô hình đại học đa ngành, đa lĩnh vực với kết cấu lô gic nội tại chặt chẽ, liên thông, liên kết cao trong đào tạo. ĐHBK tp.HCM đã tích cực đổi mới phương pháp dạy và học, tiên phong 22
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 trong việc phát triển đại học theo các bộ tiêu chuẩn kiểm định chất lượng đào tạo chuẩn khu vực AUN (Mạng lưới các trường ĐH Đông Nam Á) và chuẩn quốc tế ABET (Hội đồng Kiểm định khối ngành Kĩ thuật và Công nghệ- Mỹ), EUR-ACE (Châu Âu công nhận kĩ sư). Đào tạo tín chỉ (ĐTTC) là phương thức đào tạo theo triết lí “tôn trọng người học, xem người học là trung tâm của quá trình đào tạo” được khởi xướng từ Trường ĐH Harvard năm 1872 sau đó được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Đây là chương trình đào tạo “có thể so sánh được, có tính linh hoạt, minh bạch và tạo điều kiện cho việc tiếp cận thị trường lao động” [3] do tính tự chủ, tự chịu trách nhiệm, ý thức tổ chức kỉ luật được yêu cầu rất cao của ĐTTC. Tại Việt nam, từ năm 1993, ĐHBK tp.HCM là trường đầu tiên trên cả nước đào tạo theo tín chỉ, trường tiến hành thực hiện ĐTTC trong môi trường mà giáo dục phổ thông còn duy trì những khuôn mẫu cứng nhắc, chưa động viên được tính độc lập, sáng tạo trong học sinh. Điều đó đã và đang tạo ra sức ì tồn tại trong các sinh viên mới trúng tuyển nhập học. Nó còn là thách thức cho nhà trường trong công tác giáo dục để trang bị cho sinh viên tính tự chủ tự giác, tự chịu trách nhiệm trong môi trường tổ chức đào tạo của ĐTTC. Do sinh viên học tập thụ động và có phần “quan trọng” về điểm số, nặng về đối phó, thời gian tự học còn ít, lượng bài tập giao cho sinh viên ít, sự tương tác giữa sinh viên và giảng viên còn yếu, vai trò của đội ngũ trợ giảng còn mờ nhạt, nhiều khó khăn,thắc mắc của sinh viên không được giúp đỡ giải đáp kịp thời cũng như việc đánh giá kết quả học tập các môn học thông qua hai kì thi tập trung: giữa học kì và cuối học kì theo tỷ lệ đánh giá 40-60% hoặc 20-80% chưa phản ánh chính xác được kết quả học tập của sinh viên trong toàn bộ khóa học. Do vậy, từ tháng 9-2014, toàn bộ chương trình đào tạo của trường ĐHBK tp. HCM được giảng dạy theo giải pháp CDIO (Conceive – hình thành ý tưởng; Design – thiết kế ý tưởng; Implement – thực hiện; Operate – vận hành). CDIO là một phương pháp luận mới cho các ngành kĩ thuật, được đề xướng bởi các khối ngành kĩ thuật thuộc ĐH Kĩ thuật Massachusetts, Mỹ, phối hợp với các trường đại học Thụy Điển, CDIO đã được áp dụng để xây dựng chương trình đào tạo cho hơn 100 trường đại học trên thế giới. Có 12 tiêu chuẩn mô tả chương trình CDIO, gồm: Bối cảnh; Chuẩn đầu ra; Chương trình đào tạo tích hợp; Nhập môn về 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 năng lực về kĩ năng của giảng viên; Nâng cao năng lực giảng dạy của giảng viên; Đánh giá học tập; Kiểm định chương trình. Giải pháp CDIO quy định chuẩn đầu ra của sinh viên tốt nghiệp không chỉ về mặt kiến thức mà còn bao gồm cả kĩ năng và thái độ [4]. Vật lí Đại cương - môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về vật lí ở trình độ đại học; từ đó có những cơ sở để học và nghiên cứu các ngành kĩ thuật. Góp phần rèn luyện phương pháp suy luận khoa học, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, tư duy logic, tác phong khoa học cần thiết đối với một kĩ sư. Cụ thể là [5]: - Cung cấp cho sinh viên sự hiểu biết thấu đáo về các khái niệm cơ bản của vật lí và các phương pháp các nhà khoa học sử dụng để khám phá các hiện tượng tự nhiên, bao gồm quan sát, phát triển giả thuyết, đo lường, và thu thập dữ liệu, thử nghiệm, đánh giá chứng cứ, và công việc phân tích toán học. 23
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 - Hướng dẫn cho sinh viên các định luật cơ bản của vật lí và áp dụng các dữ liệu khoa học, khái niệm, và các mô hình sử dụng trong các ngành khoa học tự nhiên và trong các tình huống thực tế. - Cung cấp cho sinh viên các kĩ năng giải quyết vấn đề bằng cách tiếp cận mô tả các hiện tượng vật lí với các mô hình, các công thức toán học có liên quan. - Phát triển khả năng toán học của sinh viên để tính toán với các công thức và tìm được các lời giải đúng có thể đo được trong thực tế. - Để giúp sinh viên sử dụng máy tính có hiệu quả như một công cụ thu thập dữ liệu, phân tích, và truyền thông. Vật lí là một ngành khoa học cơ bản không phải là khoa học ứng dụng [6]. Nó là "khoa học cơ bản" bởi vì lĩnh vực nghiên cứu của mọi ngành khoa học tự nhiên như hóa học, thiên văn học, địa chất học, sinh học... đều bị chi phối bởi các định luật vật lí [7]. Đặc biệt trong kĩ thuật và công nghệ, một kĩ sư trong ngành năng lượng phải có một sự hiểu biết tốt về các vấn đề của việc chuyển đổi các dạng khác nhau của năng lượng, một kĩ sư trong lĩnh vực viễn thông phải hiểu và biết cách sử dụng kiến thức về sự lan truyền của sóng điện từ, một kĩ sư trong lĩnh vực robot phải có kiến thức về quản lí hệ thống cơ điện tử, một kĩ sư trong lĩnh vực vi điện tử, và trong thế kỉ 21 nano điện tử phải hiểu các nguyên tắc vật lí của các linh kiện mới và các bộ cảm biến, để họ có thể tích hợp vào thiết bị hiện đại. Do vậy các môn Vật lí Đại cương tại trường ĐHBK tp. HCM được giảng dạy đại trà với thời lượng 8 đơn vị học trình (tín chỉ) cho số sinh viên tham gia khoảng 4000 sinh viên của 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 các hình thức học bao gồm các lớp chính quy, dự thính, vừa học vừa làm, địa phương…Ngoài ra sinh viên còn phải thực hiện 2 tín chỉ về thí nghiệm vật lí đại cương. Thực tiễn đặt ra cần đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập và nhu cầu cần phải có đánh giá toàn diện hơn, phải nâng mức độ tiếp thu vật lí đại cương của đa số sinh viên từ bậc 1 (nhớ), bậc 2 (hiểu) sang bậc 3 (áp dụng) và bậc 4 (phân tích), hơn nữa để đáp ứng yêu cầu kiểm định ABET, EUR-ACE nên các môn học đại cương cần được giảng dạy theo giải pháp CDIO, đều có phần bài tập lớn. Bộ môn Vật lí Ứng dụng Khoa Khoa học Ứng dụng chịu trách nhiệm giảng dạy Vật lí Đại cương cho toàn trường ĐHBK tp HCM đã thiết kế đề cương môn học Vật lí Đại cương A1, A2 theo các tiêu chuẩn của CDIO thông qua kinh nghiệm thực tế, để các giảng viên và sinh viên căn cứ vào đề cương mà giảng dạy và học tập. Đặc biệt trong giảng dạy và học tập vật lí đại cương bộ môn còn đưa ra giải pháp là ứng dụng E-Learning. Việc học tập của sinh viên trở thành thường xuyên, liên tục trong cả học kì. Cách đánh giá môn học đã được thay đổi như sau: Thi trắc nghiệm giữa 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 và bài tập lớn (Vật lí A1- tính toán bằng Matlab, Vật lí A2- thuyết trình các chủ đề theo nhóm). Kết quả học tập của sinh viên chính quy môn học Vật lí Đại cương được cải thiển đáng kể từ khi kết hợp ứng dụng E-Learning và triển khai bài tập lớn theo giải pháp CDIO trong giảng dạy và học tập. 24
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 2. Nội dung E-Learning: Phương pháp học tập hiện đại tích cực và hiệu quả E-Learning (còn gọi là Đào tạo điện tử, Giáo dục điện tử) là một thuật ngữ dùng để mô tả việc học tập, đào tạo dựa trên công nghệ thông tin và truyền thông. Hiệu quả của E- Learning cao hơn so với cách học truyền thống do E-Learning có tính tương tác cao dựa trên truyền thông đa phương tiện, tạo điều kiện cho người học trao đổi thông tin dễ dàng hơn, cũng như đưa ra nội dung học tập phù hợp với khả năng và sở thích của từng người. E-Learning đang trở thành xu thế tất yếu trong nền kinh tế tri thức. Hình 1. Giao diện của một trang E-Learning môn Vật Lí Đại Cương A1 và một số chủ đề thảo luận của sinh viên trên diễn đàn môn học. Hiện nay E-Learning đang thu hút được sự quan tâm đặc biệt của các nước trên thế giới với rất nhiều tổ chức, công ty hoạt động trong lĩnh vực E-Learning ra đời. E-Learning cho phép học viên tra cứu trực tuyến những kiến thức có liên quan đến bài học một cách tức thời, duyệt lại những phần đã học một cách nhanh chóng, trao đổi với những người cùng học hoặc giáo viên ngay trong quá trình học, những điều mà theo cách học truyền thống là không thể có được, hoặc nếu có thì phải cần chi phí quá cao. ĐHBK tp HCM đã đầu tư triển khai áp dụng hệ thống BK E-Learning trong đào tạo, hỗ trợ đắc lực cho giảng dạy và học tập đặc biệt đối với các môn học chuyên ngành. Sử dụng hệ thống BK E- 25
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 Learning sinh viên được tham gia thảo luận trên diễn đàn của môn học. Các chủ đề thảo luận được sinh viên đưa ra bao gồm cách giải các bài tập khó, thảo luận các vấn đề liên quan đến môn học để cùng nhau hiểu rõ vấn đề. Hình 2. Các thao tác làm bài trên E-Learning Trắc nghiệm khách quan E-Learning Sau cuối mỗi chương học của các môn Vật lí Đại cương, sinh viên sẽ có những bài kiểm tra trắc nghiệm khách quan E-Learning. Các bài kiểm tra này nhằm mục đích đánh giá mức độ hiểu bài của sinh viên và đồng thời giúp sinh viên ôn tập sau mỗi chương học. Để thực hiện được kiểm tra trắc nghiêm E-Learning cho hàng ngàn sinh viên là công việc khó khăn phức tạp đòi hỏi phải chuẩn bị kĩ lưỡng, phải có cơ sở hạ tầng về mạng tốt. Bộ môn Vật lí Ứng dụng đã phải chỉnh sửa lại giáo trình viết mới lại sách bài tập cũng như bổ sung hoàn thiện ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm nhằm đáp ứng cho việc ứng dụng E- Learning và triển khai bài tập lớn theo giải pháp CDIO trong giảng dạy và học tập. Trong các môn đại cương dạy ở ĐHBK tp HCM duy nhất chỉ có Vật lí Đại cương thực hiện được 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 của bộ môn vật lí ứng dụng, thời gian làm bài trong vòng 30 phút. Sinh viên sẽ có 4 lần làm bài để đạt kết quả tốt nhất. Sau khi thời hạn làm bài kiểm tra kết thúc, sinh viên sẽ biết được điểm và kết quả đánh giá. Điểm trung bình các bài kiểm tra trắc nghiệm khách quan E- Learning được tính là 10% kết quả đánh giá môn học. Ví dụ với nội dung các chương 26
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 trong môn học Vật Lí Đại Cương A1, các thống kê kết quả làm bài kiểm tra trên E- Learning được biểu thị ở hình 3. Chương Chương 2 Chương 3 ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT CƠ HỌC HỆ CHẤT ĐIỂM - VẬT 1 ĐIỂM RẮN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Chương 4, 5 Chương 6, 7 Chương 8, 9 CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN TRONG TRƯỜNG TĨNH TỪ TRONG VỀ KHÔNG CHÂN CHẤT KHÍ GIAN CÓ ĐIỆN MÔI VẬT DẪN KHÔNG CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG TRONG HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ HỌC ĐIỆN TRƯỜNG TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG Hình 3. Thống kê kết quả làm bài kiểm tra trên E-Learning 3. Kết luận Ứng dụng E-Learning và triển khai bài tập lớn tại ĐHBK tp HCM theo giải pháp CDIO đã nâng cao đáng kể chất lượng giảng dạy và học tập các môn Vật Lí Đại Cương. Nó cũng góp phần nâng cao chất lượng đào tạo các môn chuyên ngành sớm đưa ĐHBK tp HCM trở thành một trong các trường đại học hàng đầu của cả nước theo định hướng nghiên cứu, ngang tầm các trường đại học tiên tiến trong khu vực Châu Á. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chiến lược phát triển Trường Đại học Bách Khoa tp. Hố Chí Minh giai đoạn 2011 - 2015 và định hướng đến 2020. [2] UNESCO. “The Four Pillars of Learning” http://www.unesco.org/new/en/education/networks/global-networks/aspnet/about- us/strategy/the-four-pillars-of-learning/ [3] Hồ Tấn Nhựt-Michelle Zjhra. “Chuyển đổi sang hệ hệ thống đào tạo tín chỉ tại Việt Nam: Cơ hội và thách thức”. Hội thảo“Giáo dục Việt Nam trong bối cảnh toàn 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 ở Việt Nam” [5] Bộ môn Vật lí Ứng dụng, Khoa Khoa học Ứng dụng, Đại học Bách Khoa tp. 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 0-201- 02115-3 Xem chương 3: "The Relation of Physics to Other Sciences". 27
Chính trị học
Báo chí - Truyền thông
Xã hội học
Giáo dục học
Tâm lý học
Lịch sử - Văn hoá
Triết học
Ngôn ngữ học
Thư viện thông tin
Văn học nước ngoài
Ngư nghiệp
Hành chính - Pháp luật
Địa lý - Địa danh
Văn học Việt nam
Lịch sử Đảng
CNXH - KH
Tư Tưởng HCM
Ngụ ngôn - Cổ tích
Ca dao - Tục ngữ
Hoá học
Sinh học
Y khoa - Dược
Kinh tế học