Xây dựng bài giảng trực tuyến cho học phần “thí nghiệm các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý

NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TT Họ và tên Đơn vị công tác và - Xây dựng 04 bài hướng dẫn thực hành giảng dạy học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

XÂY DỰNG BÀI GIẢNG TRỰC TUYẾN CHO

HỌC PHẦN “THÍ NGHIỆM CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN

TÍCH VẬT LÝ VÀ HÓA LÝ”

Mã số: T2021-06-36

Chủ nhiệm đề tài: TS Phan Chi Uyên

Đà Nẵng, 10/2022

NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

TT Họ và tên Đơn vị công tác và

- Xây dựng 04 bài hướng dẫn thực hành giảng dạy học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật

lý và hóa lý” có mở rộng

- Thu thập các phần mềm có liên quan, hướng dẫn sinh viên cách cài đặt

- Hướng dẫn sinh viên tự thực hành quy trình đo mẫu trên máy tính, sau đó sử dụng phần mềm chuyên môn

để phân tích kết quả và xử lý

số liệu

- Viết báo cáo tổng kết

ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH

Tên đơn vị trong và

ngoài nước Nội dung phối hợp nghiên cứu

Họ và tên người đại diện đơn vị Không

MỤC LỤC

NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI i

ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG BIỂU iv

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU vi

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS x

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Giới thiệu về MSTeams và tổng quan về dạy học trực tuyến 5

1.1.1 Giới thiệu về MSTeams (Microsoft Teams) 5

1.1.2 Tổng quan về dạy học trực tuyến 6

1.2 Đề cương chi tiết học phần 13

1.3 Các phần mềm ứng dụng và các video bổ trợ 16

1.3.1 Các phần mềm thu thập và phân tích mẫu 16

1.3.2 Các video hướng dẫn chuẩn bị mẫu và sử dụng thiết bị 17

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Biên soạn bài giảng học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích Vật lý và Hóa lý” 18

2.2 Thu thập các video và phần mềm có liên quan 18

2.3 Phương pháp giảng dạy trực tuyến trên phần mềm MSTeams 18

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 23

3.1 Giáo trình học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” (lưu hành nội bộ) 23

3.1.1 Bài mở đầu 23

3.1.2 Phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis) 24

3.1.3 Các bài thí nghiệm 2 – 5 24

3.1.4 Phân tích bằng phương pháp sắc ký 26

3.2 Các phần mềm và video đã thu thập trong giảng dạy học phần 27

3.2.1 Các phần mềm đã thu thập 27

3.2.2 Các video đã thu thập 37

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50TÀI LIỆU THAM KHẢO a

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Nội dung chi tiết học phần 23

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CNTT&TT Công nghệ thông tin và truyền thông

MSTeams Microsoft Teams

FTIR Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (Fourier-transform

infrared spectroscopy) UV-Vis Phương pháp hấp thụ tử ngoại – khả kiến (Ultra Violet –

Visible) PXRD Phương pháp nhiễu xạ tia X dạng bột (Powder X-Ray

Diffraction) TGA-DSC Phương pháp phân tích nhiệt trọng – Phương pháp nhiệt quét vi

sai (ThermoGravimetric Analysis, Differential Scanning Calorimetry)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Xây dựng bài giảng trực tuyến cho học phần “thí nghiệm các

phương pháp phân tích vật lý và hóa lý”

- Mã số: T2021-06-36

- Chủ nhiệm: TS Phan Chi Uyên

- Thành viên tham gia: TS Phan Chi Uyên

- Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

- Thời gian thực hiện: 12 tháng, từ tháng 12 năm 2021 đến tháng 11 năm

2022

2 Mục tiêu:

Xây dựng bài hướng dẫn thí nghiệm trực tuyến cho học phần “Thí nghiệm

các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý”

3 Tính mới và sáng tạo:

Đề tài đã giúp thực hiện việc giảng dạy trực tuyến đối với học phần “Thí nghiệm các phương pháp phân tích Vật lý và Hóa lý” dễ dàng hơn trong tình hình dịch bệnh Covid-19 diễn ra phức tạp trên địa bàn thành phố Đà Nẵng nói riêng cũng như Việt Nam nói chung Trong đề tài, việc biên soạn giáo trình (lưu hành nội bộ) học phần “Thí nghiệm các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” đã hoàn thành Hơn nữa, học phần đã được hướng dẫn cho 02 lớp sinh viên trực tuyến thông qua phần mềm MSTeams với các phần mềm và video hướng dẫn trong các bài giảng trực tuyến, để bài giảng trực quan sinh động và sinh viên có thể thực hiện thao tác như đang tiến hành thực hành với máy móc thực tế tại phòng thí nghiệm

4 Tóm tắt kết quả nghiên cứu:

- Hoàn thành 04 bài hướng dẫn thực hành (lưu hành nội bộ) học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” theo đề cương chi tiết đã được

bộ môn phê duyệt và có mở rộng

- Hoàn thành thu thập các video hướng dẫn thí nghiệm

- Hoàn thành thu thập các phần mềm ứng dụng có liên quan

- Đã triển khai giảng dạy thực hành học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” cho sinh viên các lớp 18VL1 và 19VL1 của khoa Công

nghệ Hóa học – Môi trường, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

7 Hình ảnh, sơ đồ minh họa chính

Hình ảnh bài hướng dẫn thực hành

Hình ảnh video hướng dẫn thực hành

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1 General information:

Project title: Development online lectures for the module "Experiment

physical-chemical methods of analyses"

Code number: T2021-06-36

Coordinator: PhD Phan Chi Uyen

Implementing institution: University of Technology and Education

Duration: 12 months, from December 2021 to November 2022

2 Objective(s):

Develop online lectures for the module "Experiment physical-chemical methods of analyses"

3 Creativeness and innovativeness:

This topic has made it easier to make an E-Learning for the module

"Experimentation with analytical methods of Physics and Chemistry" in the complicated situation of the Covid-19 epidemic in Da Nang city and Vietnam In this topic, the tutorial (internal circulation) of the module "Experiment with methods of physical and chemical analysis" has been completed Moreover, the course has been teached for 02 classes of online students through MSTeams application In the slides, some softwares and videos were attached So that the lectures are visually vivid and students can perform the operation as they were doing practice with actual machines in the lab

4 Research results:

- Completed 04 practical tutorials (internal circulation) of the module

“Experiment physical-chemical methods of analyses” according to the detailed outline approved by the department and expanded

- Completed collection of experimental video tutorials

- Completed collection of some relevant application software

- Implemented practical teaching of the module “Experiment chemical methods of analyses” for students of classes 18VL1 and 19VL1 of the Faculty of Chemical and Environmental Technology, University of Technical Education

6 Effects, transfer alternatives of research results and applicability:

This online lecture is expected to be effective for students by clearly showing the process of performing sample preparation, and directly manipulating the software to analyze and process the results

tổ chức ở những địa phương có dịch bệnh, hoặc đối với sinh viên du học không thể quay lại trường

1.2 Trong nước

Hình thức học trực tuyến – E-learning đã xâm nhập vào Việt Nam từ khá lâu,

và trong thời gian gần đây, khi dịch bệnh Covid ở Việt Nam chuyển biến phức tạp thì hình thức dạy học trực tuyến trở nên phổ biến Tỉ lệ tiêm chủng ở Việt Nam hiện nay đã đạt tỉ lệ cao, nhưng vẫn chưa phủ hết cho tất cả, vì vậy việc tổ chức dạy học trực tuyến, tạo điều kiện cho sinh viên được tiếp thu kiến thức đang được thực hiện khắp cả nước Các học phần lý thuyết đã được tổ chức rất tốt, tuy nhiên các học phần thí nghiệm đang gặp những khó khăn nhất định vì sinh viên không có cơ hội được đến phòng thí nghiệm để trực tiếp thực hành Mặt khác, do đặc thù môn học, học phần “Thí nghiệm các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” cần thực hiện với điều kiện máy móc hiện đại, nên việc triển khai học trực tiếp không kết hợp hướng dẫn video và sử dụng phần mềm cũng sẽ không đạt hiệu quả cao

2 Tính cấp thiết của đề tài

Học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” rất quan trọng đối với sinh viên ngành Công nghệ Vật liệu Tuy nhiên, do tình hình dịch bệnh Covid-19 trên địa bàn còn rất phức tạp, nên việc tổ chức giảng dạy học phần thí nghiệm trở nên khó thực hiện hơn đối với giảng viên và sinh viên Ngoài ra, học phần này hiện chưa có bài hướng dẫn thí nghiệm, và cần thực hiện với các máy móc hiện đại, không có tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng, để thực

quả thu được của sinh viên cũng sẽ thấp vì các em không được tự tay sử dụng máy, thao tác máy, chuẩn bị mẫu, phân tích kết quả và xử lý số liệu Vì vậy, để nâng cao chất lượng giảng dạy và đồng thời phù hợp với tình hình dịch bệnh, trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu xây dựng bài giảng trực tuyến và tổ chức giảng dạy cho học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” thông qua hệ thống MSTeams, trên cơ sở trình chiếu powerpoint có các video hướng dẫn thao tác và một số phần mềm chuyên ngành thực tế để xử lý kết quả

đã được bộ môn và khoa duyệt

4.2 Phương pháp nghiên cứu

- Viết bài hướng dẫn thí nghiệm theo hướng mở rộng

- Tìm hiểu các video hướng dẫn cách chuẩn bị mẫu và sử dụng phần mềm đo mẫu cho các máy móc hiện đại

- Tải và tìm hiểu cách sử dụng các phần mềm chuyên dụng được sử dụng cùng với các thiết bị phân tích hiện đại như IR, XRD, TGA-DSC

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

5.1 Đối tượng nghiên cứu

Học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý”

5.2 Phạm vi nghiên cứu

Bài hướng dẫn thí nghiệm có sử dụng video và các phần mềm chuyên dụng

6 Nội dung nghiên cứu

- Nội dung 1: Xây dựng bài hướng dẫn thí nghiệm học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” theo hướng mở rộng, gồm các bài thí nghiệm sau :

+ Bài mở đầu

+ Bài 1 Phương pháp phổ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis)

+ Bài 2 Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR)

+ Bài 3 Phương pháp xác định bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

+ Bài 4 Phương pháp phân tích vật liệu bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X (XRD) + Bài 5 Phương pháp phân tích nhiệt

+ Bài 6 Phân tích bằng phương pháp sắc ký

- Nội dung 2: Thu thập các video hướng dẫn quy trình thí nghiệm

+ Quy trình chuẩn bị mẫu và điều khiển máy phân tích phổ hồng ngoại

+ Quy trình chuẩn bị mẫu và điều khiển máy xác định bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử truyền qua

+ Quy trình chuẩn bị mẫu và phân tích mẫu bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X + Quy trình phân tích nhiệt

- Nội dung 3: Thu thập các phần mềm có liên quan, hướng dẫn sinh viên cách cài đặt

+ Phần mềm phân tích phổ IR : OMNIC

+ Phần mềm phân tích phổ XRD : JADE

+ Phần mềm phân tích nhiệt : WinUA

+ Phần mềm xử lý số liệu : Graphpad Prism

+ Các phần mềm thu thập được đều thuộc dạng miễn phí ; giảng viên gửi các tập tin dạng nén cho sinh viên, và hướng dẫn sinh viên tự cài đặt

- Nội dung 4: Hướng dẫn sinh viên tự thực hành quy trình đo mẫu trên máy tính, sau đó sử dụng phần mềm chuyên môn để phân tích kết quả và xử lý số liệu

+ Hướng dẫn 02 lớp thí nghiệm 04 bài : bài 2, 3, 4, 5

+ Sử dụng phần mềm MSTeams để thực hiện quy trình giảng dạy, yêu cầu sinh viên phải sử dụng máy tính để lên lớp

- Nội dung 5: Viết báo cáo tổng kết

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về MSTeams và tổng quan về dạy học trực tuyến

1.1.1 Giới thiệu về MSTeams (Microsoft Teams)

1.1.1.1 Giới thiệu chung [1]

- MSTeams là ứng dụng được tích hợp trong Office 365, cùng với Outlook, Word, Excel, Powerpoint, Onedrive…; đây là không gian làm việc tập trung vào trò chuyện

- MSTeams kiến tạo nền tảng hội thoại tối ưu, xây dựng một không gian làm việc tiên tiến và tập trung, nâng cao hiệu quả làm việc nhóm Trong đó, chủ sở hữu nhóm đóng vai trò quan trọng trong việc xác định mục đích của nhóm và tích hợp

để mọi người cùng làm việc tại một nơi

- MSTeams có thể truy cập trực tiếp trên web, cài bản trên máy tính (cả PC

và Mac), và di động Tuy nhiên phiên bản đầy đủ, thuận tiện nhất là phiên bản trên máy tính

1.1.1.2 Chức năng của MSTeams [2]

MSTeams có những chức năng cơ bản như sau:

- Họp trực tuyến, gọi điện và chat ở mọi lúc mọi nơi Tổ chức các cuộc họp trực tuyến là một trong những thế mạnh của MSTeams Quy mô của cuộc họp có thể là 2 người, 10 người, và lên đến 150 người Toàn bộ chu kỳ họp có thể được

tự động hóa, từ việc lập lịch biểu, ghi chú cuộc họp tới tính năng chia sẻ màn hình, ghi âm lại nội dung và nhắn tin tức thời ngay trong phòng họp Đặc biệt, giới hạn lên đến 10.000 người tham dự cùng lúc nếu tổ chức có 15 sự kiện trực tuyến diễn ra đồng thời Ngoài ra, tính năng nhắn tin và tag tên trong kênh chat vẫn được triển khai trong MSTeams

- Dữ liệu được tập hợp về một nơi duy nhất để tập trung làm việc, MSTeams chia thông tin thành các kênh trong từng nhóm riêng biệt, do đó, mỗi người sẽ chỉ thấy các tài nguyên bao gồm tin nhắn, tài liệu và yêu cầu gặp mặt liên quan đến các kênh cụ thể đó

- Tuy nhiên MSTeams cũng có một số nhược điểm như :

+ Số lượng kênh bị giới hạn : MSTeams giới hạn số lượng kênh tối đa là 100 kênh mỗi nhóm Cách sắp xếp các tệp chia sẻ đòi hỏi phải quy hoạch chặt chẽ ngay

từ đầu Tất cả mọi dữ liệu tải lên các cuộc hội thoại trong ứng dụng đều được đổ vào một site document chung được tạo trên Sharepoint để quản lý

+ Cài đặt phân quyền bị hạn chế: Tương tự như cách sắp xếp file, cài đặt phân quyền của MSTeams tối giản về mặt thời gian nhưng không tối ưu khi sử dụng lâu dài, thậm chí còn mang lại rủi ro tiềm ẩn Không cung cấp quyền hạn và cái nhìn tổng quan cho nhà quản trị

1.1.2 Tổng quan về dạy học trực tuyến

1.1.2.1 Giới thiệu chung

Tùy thuộc vào quan niệm, nhận thức, góc nhìn của mỗi người, có nhiều cách định nghĩa khác nhau về thuật ngữ "học trực tuyến" trong mối liên hệ với các thuật ngữ gần như học tập điện tử, E-learning, học qua mạng Học trực tuyến thường phải gắn liền với các nền tảng công nghệ chuyên nghiệp, được phát triển với mục đích chuyên biệt dành riêng cho học trực tuyến, đó là các hệ thống như VLE (virtual learning environment) hay LMS/LCMS (learning management system/learning content management system), cho phép tích hợp mọi hoạt động dạy – học của giáo viên và học sinh Một số nền tảng phổ biến hiện nay như Blackboard learn, Dokeos hay Moodle, Claroline, Canvas, OpenedX… Trong đó các hoạt động dạy, học được thiết kế khoa học, đồng bộ từ thông tin khóa học, kế hoạch học tập đến học liệu, diễn đàn, đánh giá, cấp chứng chỉ, hỗ trợ tối đa cho người học tự học (gồm cả chức năng trao đổi trực tuyến với giảng viên)

Thực tế ở nước ta, để phục vụ mục đích học tập giáo viên đang sử dụng phối hợp nhiều giải pháp công nghệ khác nhau trên môi trường mạng Đó có thể là các giải pháp hỗ trợ dạy học trực tuyến cơ bản (như G-Suit for Education, Office 365 Education), công nghệ họp trực tuyến (như zoom, MSTeams, hangout meet …), các mạng xã hội như Facebook, Zalo, Viber, hay đơn giản chỉ là giao bài và chữa bài tập qua thư điện tử (các giải pháp công nghệ này vốn dĩ khi thiết kế không dành chuyên cho mục đích dạy học) Việc phối hợp các công cụ khác nhau với các mức

độ khác nhau như vậy để dạy - học qua mạng nên khó có thể gọi tên một cách thật chính xác thuật ngữ học trực tuyến hiện nay Với quan niệm như vậy, có thể tạm

chia học trực tuyến ở nước ta thành 2 nhóm chủ yếu gồm nhóm giải pháp dạy học trực tuyến đồng thời theo thời gian thực (synchronous learning) và nhóm giải pháp dạy học trực tuyến không đồng thời (asynchronous learning): Dạy học trực tuyến đồng thời là giải pháp cho phép người dạy và người học tương tác thời gian thực đồng thời tham gia thảo luận (dạy - học) cùng một nội dung tại cùng một thời điểm Các hoạt động giáo dục trên lớp học truyền thống có thể triển khai qua mạng bởi các ứng dụng loại này, điển hình là các giải pháp hội nghị trực tuyến (video - conferencing, web-based conferencing, online meeting) Hầu hết các giải pháp này hiện nay đều đến từ các công ty nước ngoài như Google Hangout meet, Microsoft Teams, Zoom, Amazon, Jitsi… Dạy học trực tuyến không đồng thời là giải pháp có tính tổng thể cao để tổ chức và quản lý các hoạt động dạy - học trực tuyến; giúp giáo viên chuẩn bị nội dung bài giảng, học liệu điện tử trên hệ thống LMS/LCMS

và hướng dẫn để học sinh đăng nhập tự học; học sinh có thể tham gia vào bài học mọi lúc mọi nơi Bên cạnh các giải pháp của nước ngoài, trong nước hiện nay có các giải pháp của Viettel (Viettelstudy), VNPT (Vnptedu), FPT, AIC Group, Smart School, Big School, Đại học Sư phạm Hà Nội (olm.vn) Thực tế thì đây là các giải pháp kết hợp cả dạy - học đồng thời và không đồng thời (như olm, viettelstudy, vnptedu đều cho phép tích hợp ứng dụng zoom) [3]

1.1.2.2 Các giai đoạn lịch sử của việc dạy học trực tuyến

Học trực tuyến (E-learning) là thuật ngữ quen thuộc trong thời gian gần đây Các phương pháp giáo dục ngày càng đa dạng, ngoài cách dạy truyền thống được thực hiện tại lớp học còn có hình thức học qua internet Học trực tuyến đã được áp dụng ở hầu hết các quốc gia trên thế giới Tập đoàn dữ liệu quốc tế (IDG) nhận định

sẽ có một sự bùng nổ trong lĩnh vực E-learning và điều đó đã được chứng minh qua

sự thành công của các nước có hệ thống giáo dục hiện đại sử dụng phương pháp learning như Hoa Kỳ, Anh, Nhật Bản,…

E-Quá trình phát triển của phương pháp học trực tuyến có thể chia làm bốn giai đoạn:

- Trước năm 1983: giai đoạn này chưa sử dụng máy tính phổ biến Học viên chỉ trao đổi qua giảng viên và các bạn học Loại hình này có giá thành đào tạo khá

rẻ

- Giai đoạn 1984-1993: sự ra đời hệ điều hành Windows 3.1, máy tính, phần mềm trình diễn powerpoint cùng với các công cụ đa phương tiện khác đã mở ra một

kỉ nguyên mới, kỉ nguyên đa phương tiện Những công cụ này cho phép bài giảng

có tích hợp hình ảnh và âm thanh dựa trên công nghệ CBT (computer based training)

- Giai đoạn 1994-1999: khi công nghệ web được phát minh, phương pháp dạy học trực tuyến được các nhà cung cấp dịch vụ đào tạo nghiên cứu cách thức cải tiến Người thầy đã bắt đầu sử dụng các phương tiện email, internet với text và hình ảnh đơn giản, đào tạo bằng công nghệ WEB với hình ảnh chuyển động thấp được triển khai trên diện rộng

- Giai đoạn 2000-2005: các công nghệ tiên tiến bao gồm JAVA và các ứng dụng mạng IP, công nghệ truy cập mạng và cài băng thông qua internet được nâng cao, các công nghệ thiết kế web tiên tiến trở thành một cuộc cách mạng trong giáo dục và đào tạo Giáo viên có thể tạo bài giảng sinh động với hình ảnh, âm thanh thông qua web để truyền tải đến người học E-learning có giá thành rẻ, tiết kiệm thời gian cũng như chi phí nên sự phát triển của phương pháp học này trở nên mạnh

mẽ Ở Việt Nam, phương pháp này cũng được một số tổ chức đào tạo áp dụng Trên mạng internet có hàng trăm trang web cung cấp dịch vụ đào tạo theo hô hình E-learning, ví dụ như dịch vụ luyện thi trực tuyến trên mạng, trung tâm đào tạo kỹ thuật viên trên mạng CISCO Trường Đại học Mở Hà Nội là trường đi đầu trong việc tổ chức đào tạo đại học từ xa, các trường Đại học lớn trong cả nước cũng đã bắt đầu xây dựng các bài giảng điện tử đưa lên trang web của trường [4]

Đến nay, do ảnh hưởng của dịch bệnh, dạy học trực tuyến đã phát triển bùng

nổ, cùng với đó là sự ra đời rất nhiều các phương tiện, công cụ phục vụ cho dạy học trực tuyến Với sự phát triển trong một năm dịch bệnh, những thành tựu đạt được bằng mười năm khi phát triển thông thường

1.1.2.3 Những lợi ích của việc học trực tuyến

- Giảng viên và sinh viên có thể sắp xếp thời gian thích hợp cho mình, linh hoạt trong một khoảng thời gian nhất định

- Tiết kiệm được chi phí so với khóa học chính thức Khóa học trực tuyến

- Trong quá tình học tập, sinh viên có thể kiểm soát được quá trình học tập của mình cũng như đánh giá bài giảng thông qua các công cụ đánh giá có sẵn, từ đó nhanh chóng đưa ra các biện pháp hỗ trợ tốt hơn

- Các bài giảng trực tuyến đều được lưu lại Vì vậy, sinh viên có điều kiện ôn tập dễ dàng hơn

- Tài liệu học phong phú, đa dạng thông qua các bài giảng, bài tập Các tài liệu được giảng viên biên soạn một cách hệ thống từ cơ bản đến nâng cao giúp sinh viên có sự lựa chọn trình độ phù hợp với khả năng của mình

- Sinh viên có thể học ở bất cứ đâu và bất cứ lúc nào, chỉ cần có một máy tính được kết nối internet, được đăng kí tài khoản người học

- Việc học trực tuyến còn là phương pháp giúp giải quyết được khó khăn của việc không thể đến trường như trong thời gian dịch bệnh

Hệ thống giáo dục Châu Á đã chuẩn bị chiến lược đầu tư dạy và học trực tuyến bằng các chiến lược rõ ràng cách đây khoảng 20 năm và đã chuyển sang cấp chiến lược chiều sâu cho đến thời điểm hiện nay Việt Nam cũng đã có nhiều bước

đi tiên phong về mặt Luật và các chính sách ban hành và đang có những chuyển động mạnh mẽ với kỳ vọng nâng cao việc tập trung nguồn lực tri thức và năng lực tiếp cận tri thức cho tất cả mọi người theo phương châm học tập suốt đời Tuy vậy các chiến lược hỗ trợ hệ thống giáo dục có yếu tố công nghệ thông tin và truyền thông (CNTT&TT) mang tính đột phá và trọng tâm cần phải được định hướng ở cấp quốc gia thì mới kỳ vọng đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng kỹ năng thế kỷ 21 góp phần nâng cao tính sáng tạo và năng suất quốc gia

Do vậy cần phải có chiến lược như là:

Thứ nhất, cần có các dự án mang tính hệ thống đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng CNTT&TT trong các cơ sở giáo dục; cụ thể, đó là nền tảng kỹ thuật số cho dạy

và học trực tuyến, các tài nguyên số phục vụ cho chương trình đào tạo và cộng đồng học tập trực tuyến tại mỗi cơ sở giáo dục nói riêng và cho cả hệ thống giáo dục nói chung

Thứ hai, cần có một hành lang pháp lý từ Bộ GDĐT về việc tích hợp

kế hoạch phổ cập kiến thức CNTT&TT như một phần của chương trình đào tạo, cung cấp các chương trình/khóa đào tạo CNTT&TT, quy định tỷ trọng thời gian học

có ứng dụng CNTT, khuyến khích người dạy ứng dụng CNTT vào chương trình đào tạo, và phát triển sách giáo khoa điện tử phục vụ giáo dục trực tuyến

Thứ ba, cần có các đề án cụ thể khuyến khích các cơ sở giáo dục gắn kết các yếu tố của học trực tuyến vào quá trình đánh giá kết quả học tập của người học; cụ thể, đó là xây dựng các tiêu chuẩn CNTT cơ bản mà người học cần đạt được, và bồi dưỡng người học ứng dụng CNTT trong học tập

Thứ tư, cần có các chính sách khuyến khích các đơn vị CNTT&TT phối hợp với các cơ sở giáo dục phát triển chuyên môn CNTT cho người dạy; cụ thể, đó là cung cấp các chương trình/khóa đào tạo CNTT cho giáo viên/giảng viên, áp dụng tiếp cận bài giảng có sự tham gia các nhân sự kỹ thuật CNTT trong đào tạo giáo viên/giảng viên, và thiết lập các tiêu chuẩn CNTT cơ bản cho giáo viên/giảng viên

Thứ năm, cần nâng cao vai trò lãnh đạo của cơ sở giáo dục và người dạy trong giáo dục trực tuyến; cụ thể, đó là tăng cường sự lãnh đạo của cơ sở giáo dục trong việc dạy, học, thi, quản trị trực tuyến; hỗ trợ các chương trình thí điểm giáo dục trực tuyến, phát triển các khóa đào tạo giúp người dạy làm chủ quá trình dạy và học trực tuyến, thúc đẩy các nghiên cứu về giáo dục trực tuyến, tài trợ các trung tâm nghiên cứu về giáo dục trực tuyến, và xây dựng các kế hoạch giáo dục trực tuyến tại trường [5]

1.1.2.4 Yêu cầu, nguyên tắc xây dựng bài giảng trực tuyến

- Yêu cầu chung

+ Nội dung bài giảng bám sát đề cương chi tiết đã được phê duyệt

+ Tất cả các thông tin gắn kèm bài giảng đều phải rõ nguồn gốc và cung cấp các thông tin về nguồn gốc của tư liệu tham khảo

+ Ngôn ngữ chính được sử dụng là tiếng Việt, khuyến khích có phiên bản tiếng Anh đi kèm

+ Bài giảng E-Learning được tạo ra từ các công cụ tạo bài giảng

+ Bài giảng dưới dạng một giáo án, trong đó giới thiệu và nhấn mạnh quan điểm, ý đồ của tác giả khi xây dựng bài giảng; mục đích, yêu cầu, tài liệu và website tham khảo, chuẩn bị học liệu

+ Bài giảng được xây dựng theo bài, theo chương hoặc theo cả chương trình môn học; Nội dung đầy đủ, chính xác, khoa học, đảm bảo tính hệ thống; Phương pháp dạy học hợp lý; Tổ chức thực hiện và phân phối thời gian phù hợp ở các phần, các nội dung của bài giảng

- Yêu cầu trong xây dựng bài giảng trực tuyến

+ Bài giảng e-Learning được tạo ra từ các công cụ tạo bài giảng, có khả năng tích hợp đa phương tiện truyền thông (multimedia) gồm phim (video), hình ảnh, đồ hoạ, hoạt hình, âm thanh, tiếng nói

+ Bài giảng được xây dựng theo bài, theo chương, theo cả chương trình môn học hoặc theo modul Tuy nhiên bài giảng cần hoàn chỉnh ở một modul kiến thức nhất định Khi chấm, chất lượng bài giảng được chú trọng hàng đầu, rồi đến số lượng

+ Nội dung bài giảng cần có các câu hỏi để củng cố kiến thức, kích thích người học học một cách tích cực

+ Dạng xuất bản và công bố bài giảng: Khuyến khích dùng các công cụ soạn bài giảng để tuỳ theo nhu cầu sử dụng có thể xuất ra các dạng: CD (trực tiếp), web (trực tuyến), PDF (giáo trình, sách…)

+ Tư liệu giảng dạy: Bên cạnh việc dùng bài giảng, tài liệu tham khảo liên quan đến học phần, giảng viên cần tự tạo video bài giảng có ghi âm lời giảng của giảng viên và cho xuất hiện hình hoặc video giảng viên giảng bài khi cần thiết

- Nguyên tắc khi xây dựng E-learning

+ Thứ nhất, đảm bảo tính sư phạm khi thiết kế giáo người học vào bài giảng + Thứ hai, màu sắc sử dụng cần hài hoà, phù hợp tâm lý người học và nội dung bài giảng

+ Thứ ba, chữ viết đảm bảo mật độ, kích cỡ và kiểu dáng phù hợp

+ Thứ tư, các minh hoạ ngành, nghề cần thể hiện tính chuyên nghiệp và chuẩn mực; tương thích với sự kỳ vọng của người học

+ Thứ năm, nội dung và minh hoạ thể hiện được thái độ tích cực, sử dụng tốt khả năng trình diễn thông tin multimedia sẽ đảm bảo tốt cho quá trình nhận thức của người học

* Các trang trình chiếu công cụ, phương tiện phục vụ cho quá trình dạy và học

* Đảm bảo tính hiệu quả xây dựng giáo án điện tử trong hoàn cảnh cụ thể của nền giáo dục nước ta, trước tiên cần phải lấy tính hiệu quả làm tiêu chí hàng đầu

* Đảm bảo tính mở rộng và phổ dụng

+ Xây dựng cấu trúc của bài giảng theo hệ thống các slide cũng chính là thực hiện việc phân nhóm các đơn vị kiến thức mà bài giảng có thể hỗ trợ Về phương diện kỹ thuật lập trình, đây chính là việc modul hoá chương trình để dễ dàng cho việc thiết kế, cài đặt, bảo dưỡng, bảo trì và nâng cấp sau này

+ Đảm bảo tính tối ưu của cấu trúc cơ sở dữ liệu: Khi thiết kế một phần mềm nói chung, bài giảng điện tử nói riêng thì việc xây dựng cơ sở dữ liệu là một vấn đề rất quan trọng Dữ liệu ấy phải được cập nhật dễ dàng và thuận lợi, yêu cầu kích thước lưu trữ phải tối thiểu, truy cập nhanh chóng khi cần (nhất là đối với các dữ liệu Multimedia), dễ dàng chia sẻ, dùng chung hay trao đổi giữa nhiều người dùng Đặc biệt với giáo dục, cấu trúc cơ sở dữ liệu phải hướng tới việc hình thành các thư viện điện tử trong tương lai, như thư viện các bài tập, đề thi; thư viện các tranh ảnh, các phim học tập;… Xây dựng các thư viện tư là vấn đề quan trọng đầu tiên cần phải làm, nó quyết định đến chất lượng của việc thiết kế, xây dựng bài giảng điện tử [6]

+ Đảm bảo tính cập nhật nội dung kiến thức của bài giảng

+ Phải triệt để tận dụng khả năng lưu trữ, cập nhật thông tin của máy tính Việc cập nhật để chỉnh sữa, nâng cấp và ngày càng hoàn thiện hệ thống các bài giảng là việc làm có ý nghĩa trong việc hình thành các thư viện tư liệu điện tử, những tiêu chí chuẩn mực của một nền giáo dục điện tử trong tương lai

+ Đảm bảo một số nguyên tắc về hình thức

1.2 Đề cương chi tiết học phần

Đề cương được phê duyệt

Đề cương chi tiết học phần được phê duyệt theo chương trình đào tạo ngành Công nghệ vật liệu [7]

Tên học phần: Thí nghiệm các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý

Tên tiếng anh: Experiment physical-chemical methods of analyses

Mã học phần: 5507146

Số tín chỉ: 1 (1,0)

Điều kiện tham gia học phần: Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý

Bộ môn phụ trách giảng dạy: Công nghệ hóa học

Mô tả học phần:

Đây là học phần thực hành, thí nghiệm thuộc khối kiến thức chuyên ngành Học phần thí nghiệm này được tích lũy sau khi sinh viên đã học xong học phần lý thuyết về Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý Học phần này không chỉ củng cố kiến thức về lý thuyết đã học mà còn trang bị cho sinh viên kỹ năng nền tảng để có thể sử dụng một số thiết bị phân tích hiện đại để phân tích một số tính chất của vật liệu; những kỹ năng có bản để giải thích, phân tích các kết quả thu được

Mục tiêu học phần/ môn học:

+ Kiến thức: người học sẽ được củng cố kiến thức về mặt lý thuyết, cách thức thao tác và phương pháp sử dụng một số loại thiết bị hiện đại trong phân tích

về mặt, cấu trúc vật liệu; biết cách giải thích, phân tích các kết quả thu được

+ Kỹ năng: Qua học phần này người học được phát triển thêm kỹ năng để thực hiện các thao tác trong quá trình phân tích các tính chất của vật liệu, cách thức

xử lý các sự cố phát sinh trong quá trình tổng hợp vật liệu ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm

+ Thái độ nghề nghiệp: giáo dục cho sinh viên tác phong làm việc nghiêm túc, cẩn thận, tỉ mỉ, sạch sẽ, gọn gàng; nâng cao tay nghề chuyên môn, tác phong

+ Chuẩn đầu ra của học phần: Qua học phần này, sinh viên có khả năng: C1 Tiếp cận về kiến thức, công nghệ và kỹ năng sử dụng các thiết bị hiện đại trong lĩnh vực phân tích các tính chất vật liệu

C3 Nhận dạng, phân tích và giải quyết những vấn đề về kỹ thuật trên cơ sở tham khảo tài liệu chuyên môn và thực tiễn sản xuất

C4 Thực hành cơ bản về lĩnh vực phân tích các tính chất vật liệu

C6 Có kỹ năng và kiến thức để nhận biết, phân tích và cải tiến liên tục công nghệ sản xuất và gia công

C8 Tổ chức hiệu quả trong làm việc nhóm

C9 Có khả năng tự học và tự nghiên cứu

C10 Hiểu biết về xã hội, môi trường

Nhiệm vụ của sinh viên:

Sinh viên phải thực hiện các nhiệm vụ sau đây:

- Dự lớp đủ 100% số tiết lên lớp quy định của học phần

- Hoàn thành nhiệm vụ chuẩn bị, báo cáo và các bài tập theo yêu cầu của giáo viên

- Tham dự kiểm tra giữa học kỳ và thi kết thúc học phần

+ Tài liệu tham khảo:

- Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp phân tích vật lý và hoá lý, tập I, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2001

- Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp phân tích vật lý và hoá lý, NXB ĐHQG Hà Nội, 2007

- Nguyễn Đình Triệu, Bài tập và thực tập phổ, NXB ĐHQG Hà Nội, 2007

- Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2006

Kiểm tra đánh giá học phần:

+ Quy trình thực hiện các phương pháp phân tích: 60%

+ Giải thích các kết quả thu được: 40%

Nội dung chi tiết học phần được chi tiết trong Bảng 1.1

Bảng 1.1 Nội dung chi tiết học phần

Chương Nội dung giảng dạy Số tiết LT-

BT-TL

Số tiết TH-TN

Ghi chú

1

MỞ ĐẦU

Giới thiệu cho sinh viên nội quy phòng thí

nghiệm, cách kiểm tra đánh giá kết quả

Giới thiệu các dụng cụ, thiết bị và cách sử dụng

các thiết bị

Giới thiệu tổng quan các bài thí nghiệm

2

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ FTIR

Cơ sở lý thuyết và quy trình thực hiện

Giải thích các kết quả thu được

Cơ sở lý thuyết và quy trình thực hiện

Giải thích các kết quả thu được

4

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VẬT LIỆU

BẰNG KỸ THUẬT NHIỄU XẠ TIA X

Cơ sở lý thuyết và quy trình thực hiện

Giải thích các kết quả thu được

5

MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÂN TÍCH NHIỆT

Cơ sở lý thuyết và quy trình thực hiện

Giải thích các kết quả thu được

6

BÁO CÁO

Hướng dẫn sinh viên viết báo cáo, tính toán kết

quả, trả lời các câu hỏi, thắc mắc của sinh viên

về phần viết báo cáo

Các bài thí nghiệm cần bổ sung

Các bài thí nghiệm trên đều hướng đến những thiết bị hiện đại nhất trong phân tích vật liệu, tuy nhiên, một số phương pháp khác đơn giản hơn chưa được đưa vào chương trình Hơn nữa, chính những phương pháp đơn giản như phương pháp quang phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis) hay sắc lý lỏng, sắc ký bản mỏng mới dễ dàng được trang bị tại phòng thí nghiệm, giúp sinh viên có thể trực tiếp thao tác thực hành Vì vậy, trong giáo trình hướng dẫn học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” lưu hành nội bộ, các nội dung UV-Vis và sắc ký đã được bổ sung vào Các nội dung này có thể để sinh viên tham khảo, và sử dụng trong nghiên cứu khoa học hoặc công việc sau này

1.3 Các phần mềm ứng dụng và các video bổ trợ

1.3.1 Các phần mềm thu thập và phân tích mẫu

Trong các nội dung thực hành, thì phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR), phương pháp phân tích nhiệt (TGA, DSC) và phương pháp phân tích nhiễu

xạ tia X (XRD) là những phương pháp cần phân tích phổ với những số liệu về đỉnh

phổ, chiều dài, chiều rộng hay chênh lệch chiều cao phổ… Để phép phân tích được chính xác thì những phương pháp này cần các phần mềm ứng dụng chuyên nghiệp

để thu thập và phân tích kết quả Còn đối với phương pháp phân tích bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử (điện tử quét – SEM và điện tử truyền qua – TEM) kết quả

là hình ảnh, thì sinh viên hoặc cán bộ nghiên cứu có thể đọc trực tiếp kết quả trên hình ảnh mà không cần các phần mềm ứng dụng phụ trợ

Như vậy, 03 phần mềm thu thập/phân tích phổ cần được thu thập và hướng dẫn sinh viên cách cài đặt, sử dụng Ngoài ra, phần mềm tính toán và xử lý kết quả cũng rất quan trọng trong việc tạo ra được các kết quả rõ ràng, khoa học và đẹp mắt hơn Vì vậy, ngoài 03 phần mềm chuyên dụng cho từng phương pháp phân tích thì

01 phần mềm xử lý số liệu cũng cần được thu thập và hướng dẫn cho sinh viên trong học phần này

1.3.2 Các video hướng dẫn chuẩn bị mẫu và sử dụng thiết bị

Việc trực tiếp thao tác thực hành thí nghiệm rất quan trọng trong việc hình thành các kỹ năng cơ bản cho sinh viên Tuy nhiên, học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích Vật lý và Hóa lý” giới thiệu các máy móc, thiết bị đắt tiền, chuyên dụng, vì vậy, những thiết bị này chưa được trang bị tại các phòng thí nghiệm thuộc khoa Công nghệ Hóa học – Môi trường Hơn nữa, nếu sinh viên được đi tham quan tại các phòng thí nghiệm khác thuộc các trường đại học thành viên, đại học Đà Nẵng thì việc thao tác với thiết bị cũng không thể được thực hiện, do các máy móc quá đắt tiền, dễ bị sự cố nếu sử dụng không đúng quy trình, vì vậy chỉ những cán bộ chuyên trách, được tập huấn kỹ càng mới được sử dụng Ngoài ra, do tình hình dịch bệnh phức tạp nên việc tham quan khó thực hiện Do vậy, các video hướng dẫn quy trình chuẩn bị mẫu và thao tác với các thiết bị hiện đại là rất cần thiết trong các bài hướng dẫn thực hành học phần này

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Biên soạn bài giảng học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích Vật lý và Hóa lý”

- Căn cứ vào mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài đã tiến hành thu thập, tìm hiểu, phân tích tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau như Internet, giáo trình, sách báo, tạp chí, các công trình - đề tài nghiên cứu khoa học để thực hiện việc biên soạn giáo trình (lưu hành nội bộ) cho học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích Vật lý và Hóa lý”

- Sau đó, slide bài giảng từng buổi học được chuẩn bị với các video hướng dẫn chuẩn bị mẫu và thao tác với máy

- Ngoài ra, trong từng buổi học, cũng như trong các bài thí nghiệm đều có hướng dẫn và giới thiệu về các phần mềm ứng dụng có liên quan

2.2 Thu thập các video và phần mềm có liên quan

Do các máy móc, thiết bị cần thiết trong việc giảng dạy học phần này không

có tại các phòng thí nghiệm, khoa Công nghệ Hóa học – Môi trường, nên giảng viên không thể tự thực hiện các video hướng dẫn quy trình chuẩn bị mẫu và sử dụng thiết

bị Tất cả các video đều được tham khảo, lựa chọn và thu thập từ kênh youtube, một kênh video phổ biến ở Việt Nam

Các phần mềm ứng dụng hỗ trợ thường đi kèm với thiết bị, vì vậy, chúng được những cán bộ phòng thí nghiệm, quản lý thiết bị này hỗ trợ cung cấp

2.3 Phương pháp giảng dạy trực tuyến trên phần mềm MSTeams

Tương tác của giảng viên với học viên trong quá trình dạy/học, quy trình kiểm tra, đánh giá kiến thức của học viên trên MSTeams [6]

Hướng dẫn sử dụng MSTeams để giảng dạy trực tuyến:

1 Trước hết, đăng nhập email của trường (tên miền là ute.udn.vn), sau đó chọn Teams (Hình 2.1 và 2.2)

Hình 2.1 Teams trong giao diện Microsoft office

Hình 2.2 Giao diện chính của MSTeams

2 Thực hiện tạo lớp: từ giao diện chính, nhấn chọn chức năng "Join or create team"

3 Chọn loại lớp cần tạo: ở đây, ta sử dụng loại "Class"

4 Nhập vào tên lớp và thông tin mô tả, giới thiệu (Hình 2.3)

Hình 2.3 Kết quả tạo lớp học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích Vật lý

7 Nếu SV chưa được gán vào lớp bằng email thì lấy đường link truy cập và

mã truy cập để cấp cho sinh viên

7.1 Tạo ra mã code và link truy cập để SV đăng ký vào lớp học trực tuyến, sau đó GV sẽ cung cấp mã code và link truy cập để SV tự đăng nhập vào lớp học trực tuyến

Hình thức cung cấp mã code, link truy cập: đăng lên trang học trực tuyên hoặc gởi email cho SV

7.2 Nhấn chọn biểu tượng ba chấm " " bên phải tên lớp => nhấn chọn

"Manage team"

7.3 Nhấn chọn mục "Settings" => Mục "Team code" => nhấn chọn

"Generate"

7.4 Mã code được tạo ra, GV cung cấp mã code này cho các SV

7.5 Lấy đường link truy cập vào lớp trực tuyến: từ biểu tượng ba chấm " ",

GV nhấn chọn "Manage team" => chọn "Get link to team" => Copy link truy cập lớp học trực tuyến

7.6 GV đăng link và mã code truy cập lên học trực tuyến hoặc gởi mail qua cho SV

8 Để bắt đầu bài giảng trực tuyến, GV click vào chức năng "Meet now" trên thanh công cụ ở cạnh dưới màn hình

9 Nhập vào thông tin của phiên giảng trực tuyến, sau đó nhấn chọn

12 Trên dòng sự kiện / timeline của khóa học sẽ xuất hiện dòng thông tin buổi giảng trực tuyến vừa tạo Nhấn vào biểu tượng " " tương ứng => chọn "View meeting details"

13 Chọn "Meeting options" (sẽ mở ra một cửa sổ mới)

14 Tại mục "Who can present" => điều chỉnh thành "Only me" => "Save"

=> Đóng cửa sổ này để quay lại cửa sổ đang thao tác

19 Để trình chiếu file PowerPoint, GV chọn chức năng "Share", GV click

"Browse" và chọn tệp tin PowerPoint phù hợp

20 Hoặc có thể thực hiện trước: Upload from my computer: tải lên file PowerPoint mới từ máy tính-OneDrive: chọn file PowerPoint đã tải lên OneDrive từ trước-Browse Teams and Channels: chọn file PowerPoint đã sử dụng trong MS Teams trước đây

21 Giao diện khi đang giảng trực tuyến với slide PowerPoint Sử dụng phím mũi tên trên bàn phím / chọn biểu tượng mũi tên trên màn hình để di chuyển qua lại giữa các slide-Nhấn "Stop presenting" để dừng việc trình chiếu [8]

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Giáo trình học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý” (lưu hành nội bộ)

Giáo trình giảng dạy học phần “Thí nghiệm Các phương pháp phân tích vật

lý và hóa lý” đã được biên soạn và lưu hành nội bộ cho sinh viên ngành Công nghệ Vật liệu, khoa Công nghệ Hóa học – Môi trường, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng Giáo trình được chia thành 7 bài, gồm:

+ Bài mở đầu

+ Bài 1 Phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis)

+ Bài 2 Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR)

+ Bài 3 Phương pháp xác định bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

+ Bài 4 Phương pháp phân tích vật liệu bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X (XRD) + Bài 5 Phương pháp phân tích nhiệt

+ Bài 6 Phân tích bằng phương pháp sắc ký

3.1.1 Bài mở đầu

Bài mở đầu sẽ giới thiệu về các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý, các nguyên tắc cơ bản của phương pháp và từ đó sẽ biết được nguyên lý hoạt động của các thiết bị phân tích Ngoài ra, bài này còn giới thiệu sơ lược việc ứng dụng của các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý gồm phân tích định tính, phân tích định lượng, và quy trình phân tích mẫu Giáo trình gồm các nội dung :

- Giới thiệu về các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý,

- Thiết bị và kỹ thuật thực hành phân tích vật lý và hóa lý

- Một số thiết bị trong phân tích vật lý và hóa lý

- Quy trình phân tích mẫu chất :

- Ứng dụng của phương pháp phân tích vật lý và hóa lý,

- Quy trình phân tích mẫu

3.1.2 Phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis)

Bài thí nghiệm này là nội dung mở rộng đối với đề cương chi tiết của học phần Bài thí nghiệm được xây dựng cho sinh viên khi được học trực tiếp tại phòng thí nghiệm, được trực tiếp thao tác với các máy móc, thiết bị, dụng cụ và hóa chất,

từ đó tính toán các kết quả đạt được trong quá trình thí nghiệm

- Trong nội dung bài phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis), máy đo UV-Vis 3200 sẽ được giới thiệu UV-Vis 3200 là máy đo quang phổ tử ngoại – khả kiến đang được giảng viên và sinh viên các ngành sử dụng tại phòng thí nghiệm Công nghệ Hóa học, khoa Công nghệ Hóa học – Môi trường Nội dung về cơ sở lý thuyết cũng đã được giới thiệu tổng quát, sơ lược Các phương pháp đo, tính toán kết quả và ứng dụng của phương pháp cũng được nhắc lại Phương pháp này được ứng dụng chủ yếu để phân tích định lượng, và đồng thời cũng sẽ được phân tích định tính trong điều kiện phân tích giống nhau

- Phương pháp phân tích phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến được xây dựng để phân tích định lượng dung dịch xanh methylene hoặc dung dịch kali permanganate (thuốc tím) Trong đó, sinh viên phải sử dụng máy để đo được phổ hấp thụ của dung dịch trong vùng tử ngoại – khả kiến ; sau đó sinh viên phải thao tác để pha dãy dung dịch chuẩn, đo độ hấp thụ của các dung dịch đó, xây dựng đường chuẩn của các chất ; từ đó đo độ hấp thụ của dung dịch có nồng độ bất kỳ (giảng viên pha sẵn có nồng độ xác định, tuy nhiên sinh viên không được biết trước) và tính được nồng độ của dung dịch đó Giới thiệu sinh viên phần mềm Graphpad Prism để vẽ đồ thị và tính toán kết quả

3.1.3 Các bài thí nghiệm 2 – 5

Các bài thí nghiệm 2 – 5 gồm các phương pháp : phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR), xác định bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phân tích vật liệu bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X (XRD) và phân tích nhiệt (TGA-DSC) Các bài thí nghiệm này đều đã được quy định giảng dạy trong đề cương chi tiết học phần Tuy nhiên, tất cả những máy móc thiết bị phân tích của các phương pháp này đều chưa được đầu tư tại phòng thí nghiệm khoa Công nghệ Hóa học – Môi trường, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vì vậy, việc soạn giáo trình có các nội dung về thiết bị đều là những thiết bị có công nghệ tiên tiến được tham khảo, và những thao

tác và kết quả được biên soạn trong giáo trình đều là những nội dung tham khảo từ các nguồn kiến thức thu thập được

Đối với phương pháp phân tích phổ hồng ngoại, máy FT/IR-6000 Series FTIR Jasco đã được giới thiệu Hóa chất (mẫu chất phân tích) là acid salicylic Kết quả của phép phân tích mẫu chất được tham khảo từ nguồn dược điển học Việt Nam Phương pháp này được sử dụng chủ yếu trong phân tích định tính và rất hạn chế sử dụng trong phân tích định lượng

Trong phương pháp xác định bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), chúng tôi đồng thời đã lồng ghép các kiến thức về phương pháp xác định bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) Cả hai phương pháp đều được sử dụng để xác định hình dạng, kích thước vật liệu Tuy nhiên, SEM có độ phóng đại thấp hơn so với TEM, hơn nữa hình ảnh SEM có thể được sử dụng để phân tích kích thước và bề mặt 3D của hạt vật chất cần phân tích (lồi lõm, hình dạng), còn TEM cung cấp các thông tin về cấu trúc bên trong của vật chất (rỗng hay đặc) Trong giáo trình, kính hiển vi điện tử quét Sigma Field Emission SEM (Carl Zeiss) và kính hiển vi điện tử truyền qua JEM-2100 đã được giới thiệu Ở phần câu hỏi chuẩn bị, các hình ảnh SEM và TEM của vật chất được tham khảo từ các nguồn tài liệu

Bài phương pháp phân tích vật liệu bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X (XRD) giới thiệu hệ thống nhiễu xạ tia X X’PERT PRO do hãng Panalytical – Hà Lan sản xuất năm 2005 Mẫu chất phân tích là vật liệu rắn bất kỳ, có thể ở dạng bột hoặc dạng miếng đều được So sánh kết quả với các phổ chuẩn để xác định tính chất kết tinh của vật liệu, đồng thời dự đoán cấu trúc ô mạng tinh thể của chúng Giản đồ thu được từ phương pháp phân tích vật liệu bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X được gọi là giản đồ dấu vân tay, chủ yếu được dùng để phân tích định tính, và trong một số ít trường hợp nhất định vẫn có thể được sử dụng để phân tích định lượng

Còn bài 5, các phương pháp phân tích nhiệt, đã giới thiệu 03 phương pháp phân tích là phân tích nhiệt trọng lượng, phân tích nhiệt trọng hay phân tích trọng lượng nhiệt (TGA), nhiệt quét vi sai (DSC) và phân tích nhiệt vi sai (DTA) Hiện nay, các máy phân tích nhiệt đồng thời được sử dụng phổ biến, vì vậy thiết bị được giới thiệu để đo mẫu phân tích nhiệt là máy phân tích nhiệt đồng thời TGA-DSC

3+SF của hãng sản xuất: Mettler Toledo - Thụy Sĩ Trong phương pháp này sinh viên được giả sử đo cho mẫu CaCO3 Đồ thị phân tích nhiệt TGA-DSC của chất chuẩn CaCO3 được tham khảo từ các nguồn tài liệu tham khảo Từ đó, trong phần câu hỏi chuẩn bị sinh viên được đặt ra các câu hỏi, phân tích đồ thị TGA-DSC các mẫu high density polyethylene (HDPE) và CaCO3

3.1.4 Phân tích bằng phương pháp sắc ký

Bài thí nghiệm phân tích bằng phương pháp sắc ký cũng là nội dung mở rộng đối với đề cương chi tiết của học phần Bài này được xây dựng cho sinh viên khi được học trực tiếp tại phòng thí nghiệm, sinh viên cần tự pha hóa chất và sử dụng các thiết bị, dụng cụ để tiến hành làm thí nghiệm theo quy trình đã được mô tả, từ

đó tính toán các kết quả đạt được trong quá trình thí nghiệm

Cơ sở lý thuyết của sắc ký đã được nhắc lại trong bài một cách tổng quát, sơ lược Phân loại các loại sắc ký và ứng dụng của chúng cũng đã được đề cập Phương pháp sắc ký có thể được áp dụng để tách chất, phân tích định tính và định lượng, trong đó phân tích định lượng được sử dụng nhiều hơn, tuy nhiên, phương pháp định lượng chỉ có thể áp dụng đối với một số phương pháp phân tích sắc ký hiện đại như sắc ký lỏng cao áp (HPLC) hoặc sắc ký khí kết nối khối phổ (GC-MS)… Tuy nhiên, có hai loại sắc ký được giới thiệu trong bài thí nghiệm gồm có sắc ký lớp mỏng và sắc ký cột, là những loại sắc ký đơn giản, chủ yếu để phân tích định tính (sắc ký lớp mỏng) và tách chất (sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng)

Trong bài phương pháp sắc ký, sinh viên được thực hiện hai quy trình là : tách các hợp chất diệp lục và carotenoit bằng sắc ký cột và tách các ion kim loại bằng sắc ký lớp mỏng Sinh viên tạo mẫu chiết hỗn hợp chất diệp lục và carotenoit

từ lá rau, dung dịch được hòa tan trong hệ dung môi gồm ethanol và toluene Sau

đó, cột nhồi được nhồi pha tĩnh là bột glucose Sinh viên quan sát, giải thích hiện tượng và kết luận các kết quả thu được Đối với phương pháp tách các ion kim loại bằng sắc ký lớp mỏng thì hệ dung dịch hỗn hợp FeCl3, NiCl2 và CuCl2 với hệ dung môi NH3 4M và NH4NO3 4M (1:9) được sử dụng Các dung dịch chuẩn và dung dịch hỗn hợp sẽ được nhỏ lên trên bề mặt lớp mỏng bằng micropipet (cách cạnh dưới của lớp mỏng 1 cm), sau đó cho vào cốc chứa hệ dung môi Quan sát, giải thích hiện tượng và kết luận

Như vậy, trong bài này, sinh viên có thể trực tiếp thao tác với các dụng cụ, thiết bị sắc ký, giúp sinh viên hiểu rõ hơn các cơ sở lý thuyết và nguyên lý hoạt động của các máy sắc ký phức tạp hơn

3.2 Các phần mềm và video đã thu thập trong giảng dạy học phần

3.2.1 Các phần mềm đã thu thập

3.2.1.1 Phần mềm thu thập và phân tích dữ liệu phổ hồng ngoại

Hiện nay, phần mềm được sử dụng để thu thập và phân tích dữ liệu phổ hồng ngoại rất phong phú, đa dạng, nhưng được sử dụng phổ biến nhất là phần mềm OMNIC của hãng Thermo Scientific (Thermo Scientific™ OMNIC™ Series Software) Phần mềm này không chỉ được sử dụng đối với phổ hồng ngoại, mà còn được sử dụng khi thu thập và phân tích dữ liệu phổ Raman Phiên bản mới nhất của OMNIC là phiên bản 9.1.27 Trong nghiên cứu này, phiên bản OMNIC được sử dụng là 8.2 (Hình 3.1) Phần mềm này được hỗ trợ từ người quản lý máy đo phổ hồng ngoại (FT-IR) của khoa Hóa, trường Đại học Chiết Giang, Trung Quốc

Hình 3.1 Bản cài đặt phần mềm (Autorun) và các tập tin hỗ trợ

Sau khi chạy tập tin Autorun, thực hiện các yêu cầu tiếp theo đó, phần mềm

đã được cài đặt (Hình 3.2) Trong tất cả các tập tin này, ngoài các tập tin cơ bản để phần mềm hoạt động, còn có các thư mục chứa các tập tin hướng dẫn sử dụng và các dữ liệu của các mẫu chuẩn của hãng cung cấp đi kèm (Hình 3.3) Như vậy, phần mềm này dễ dàng được sử dụng để hướng dẫn sinh viên phương pháp đọc phổ, phân tích phổ hồng ngoại, dựa trên bộ dữ liệu đi kèm, giảng viên cũng có thể cung cấp cho sinh viên kiến thức về một số dạng phổ hồng ngoại, không nhất định phải là một dạng nào đấy, tùy vào mục đích thu thập dữ liệu Sinh viên cũng sẽ được hướng dẫn đọc các dạng phổ khác nhau như thế nào