Dạy học trực tuyến ngành công nghệ thông tin theo tiếp cận tương tác tt

- Thiết kế khóa học và tổ chức dạy học trực tuyến chuyên ngành CNTT theo tiếp cận tương tác, vận dụng cụ thể với học phần kiến trúc máy tính.. - Thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học trực

1

A GIỚI THIỆU VỀ LUẬN ÁN

1 Tính cấp thiết của đề tài

Dạy học trực tuyến đang là xu thế tất yếu của thời đại thông tin, kỷ nguyên số Bởi vậy thiết kế và tổ chức dạy học các khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác một cách có hiệu quả đang là vấn đề cấp thiết được đặt ra

Tương tác trong dạy học trực tuyến khác hoàn toàn với tương tác trong dạy học giáp mặt Trong dạy học trực tuyến không còn chỉ là tương tác trực tiếp giữa người dạy và người học mà tương tác giữa người dạy

và người học, người học với người học được thực hiện thông qua máy tính và mạng Internet Đặc biệt là sự tương tác giữa người học với nội dung học tập (slide bài giảng, mô phỏng, phần mềm dạy học tương tác, trò chơi, thí nghiệm thực hành ảo,…) để lĩnh hội kiến thức Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là: cách thức tương tác trong dạy học trực tuyến có nâng cao hiệu quả dạy học hơn cách tương tác trong dạy học giáp mặt không? Hiệu quả ở những khía cạnh nào? Giáo viên làm gì để tăng cường sự tương tác tích cực trong môi trường trực tuyến? Đây là những câu hỏi còn bỏ ngỏ, chưa được trả lời thỏa đáng

Công văn số 5444/BGDĐT-GDĐH, ngày 16 tháng 11 năm 2017 của

Bộ giáo dục và đào tạo (2017) về áp dụng cơ chế đặc thù đào tạo các ngành thuộc lĩnh vực công nghệ thông tin (CNTT) trình độ đại học, yêu cầu các trường Đại học tăng cường ứng dụng CNTT trong công tác đào tạo, áp dụng phương thức đào tạo trực tuyến, đào tạo kết hợp (Blended learning) và đào tạo thực hành tại doanh nghiệp Triển khai hệ thống đào tạo trực tuyến dùng chung, xây dựng nguồn tài nguyên dùng chung Ngành Công nghệ thông tin là ngành công nghệ hiện đại phát triển rất nhanh và xâm nhập ứng dụng vào hầu hết các lĩnh vực của đời sống kinh tế-xã hội Chu kỳ vòng đời sản phẩm CNTT ngày càng rút ngắn, khối lượng thông tin và tri thức của ngành tăng theo hàm mũ Kiến thức

mà sinh viên (SV) ngành CNTT học được ở trường thì ngay sau khi ra trường đã trở thành lạc hậu Các kỹ sư, cữ nhân CNTT luôn phải tự học tập, cập nhật tri thức để bắt kịp với tốc độ phát triển rất nhanh của ngành Xuất phát từ nhu cầu, thực tế cùng khả năng của bản thân, đề tài nghiên cứu của luận án (LA) được đặt ra và thực hiện với tên gọi:

“Dạy học trực tuyến ngành Công nghệ thông tin theo tiếp cận tương tác”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng cơ sở khoa học và đề xuất nguyên tắc, mô hình thiết kế khóa học và quy trình tổ chức dạy học trực tuyến chuyên ngành Công nghệ thông tin theo tiếp cận tương tác nhằm nâng cao chất lượng dạy học

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xác định cơ sở lý luận về dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

- Khảo sát và đánh giá về thực trạng dạy học trực tuyến trong đào tạo chuyên ngành CNTT hiện nay tại một số trường đại học

- Thiết kế khóa học và tổ chức dạy học trực tuyến chuyên ngành CNTT theo tiếp cận tương tác, vận dụng cụ thể với học phần kiến trúc máy tính

- Thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác học phần Kiến trúc máy tính tại khoa CNTT trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, đánh giá kết quả đạt được

4 Khách thể, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học ngành CNTT ở các trường

đại học

Đối tượng nghiên cứu: Quy trình tổ chức dạy học trực tuyến ngành

CNTT theo tiếp cận tương tác ở các trường Đại học

Phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu dạy học trực tuyến theo tiếp

cận tương tác trong đào tạo chuyên ngành CNTT ở trình độ Đại học, Áp dụng thiết kế khóa học trực tuyến học phần “Kiến trúc máy tính” Khảo sát đánh giá thực trạng một số trường Đại học Tổ chức thực nghiệm sư phạm tại khoa CNTT – trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

5 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được các nguyên tắc, phương pháp thiết kế khóa học và quy trình tổ chức dạy học trưc tuyến chuyên ngành Công nghệ thông tin theo tiếp cận tương tác phù hợp với thực tiễn và các đặc điểm của quá trình đào tạo Công nghệ thông tin trình độ đại học thì sẽ nâng cao chất lượng dạy học và phát triển kỹ năng học tập trực tuyến cho sinh viên

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

Phân tích, tổng hợp các công trình nghiên cứu, sách chuyên khảo và các nguồn tài liệu khoa học có liên quan đến lý luận và công nghệ dạy

3

hoc hiện đại; sư phạm tương tác; E-learning và dạy học trực tuyến, công nghệ thông tin, … có liên quan đến nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Một số phương pháp nghiên cứu thực tiễn được sử dụng trong quá trình nghiên cứu đề tài như sau:

6.2.1 Phương pháp điều tra khảo sát

Sử dụng phiếu khảo sát làm công cụ để thu thập ý kiến của GV và

SV về thực trạng việc ứng dụng E-learning trong dạy học trực tuyến chuyên ngành CNTT ở các trường đại học

Sử dụng phiểu khảo sát làm công cụ để thu thập ý kiến của SV đánh giá về chất lượng của khóa học trực tuyến môn kiến trúc máy tính sau khi

đã tổ chức dạy học

6.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm khẳng định tính hiệu quả, tính khả thi của việc sử dụng bản thiết kế khóa học và quy trình tổ chức dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác ở học phần kiến trúc máy tính cho

SV ngành CNTT

6.2.3 Phương pháp chuyên gia

Lập phiếu xin ý kiến nhận xét, đánh giá của các chuyên gia về tính khả thi và dự kiến tính hiệu quả của bản thiết kế khóa học và quy trình tổ chức triển khai dạy học trực tuyến chuyên ngành CNTT theo tiếp cận tương tác qua ví dụ vận dụng cụ thể với môn kiến trúc máy tính

6.3 Nhóm các phương pháp hỗ trợ

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để thu thập số liệu, thông tin, tư liệu có liên quan đến các nhiệm vụ, nội dung nghiên cứu của luận án Áp dụng các kĩ thuật thống kê như phân nhóm, chỉ số, tính phương sai, độ lệch tiêu chuẩn , đồng thời xử lí số liệu thu được bằng phần mềm MS.Excel nhằm đảm bảo cho kết quả nghiên cứu có tính chính xác, đủ độ tin cậy

7 Ý nghĩa và đóng góp mới của luận án

7.1 Về mặt lý luận

Xây dựng khung lý thuyết về dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác, góp phần phát triển cơ sở lý luận về dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác, đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa người học có sự hỗ trợ của CNTT&TT

Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục, Luận án gồm 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lý luận & thực tiễn dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Chương 2 Thiết kế và tổ chức dạy học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính ngành công nghệ thông tin theo tiếp cận tương tác

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm - đánh giá khóa học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính theo tiếp cận tương tác

B NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN & THỰC TIỄN DẠY HỌC TRỰC

TUYẾN THEO TIẾP CẬN TƯƠNG TÁC

Trong chương này, luận án đã trình bày tổng quan vấn đề nghiên cứu,

cơ sở lí luận và thực tiễn của việc thiết kế và tổ chức dạy học trực tuyến chuyên ngành Công nghệ thông tin theo tiếp cận tương tác, cụ thể như sau:

Trên cơ sở phân tích, khái quát dạy – tự học, dạy học E-learning, dạy học trực tuyến, dạy học tương tác của các tác giả trước đó cũng như đặc thù của đào tạo trực tuyến, Luận án đã đưa ra khung lý luận của dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác, cụ thể:

Luận án đã đưa ra định nghĩa về dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương

tác: “Dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác là hình thức dạy học trên môi trường mô phỏng bằng công nghệ máy tính và mạng, trong đó diễn ra các hoạt động tương tác đa dạng trong môi trường mạng Internet, đòi hỏi người học chủ động, tích cực và tự lực giải quyết vấn đề Người dạy đóng vai trò là người tổ

chức môi trường dạy học và hỗ trợ, tư vấn cho người học”

Luận án đã tiến hành xây dựng khung lý thuyết cho mô hình thiết kế tổng thể một khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác như sau:

* Một số nguyên tắc khi thiết kế khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Nguyến tắc 1: Nguồn tài nguyên cơ sở dữ liêu của khóa học phong phú, đa dạng nhưng đảm bảo tính hệ thống và chính xác

Sử dụng mô hình thiết kế ADDIE, luận án đề xuất mô hình thiết kế

khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác, cụ thể như sau:

* Cấu trúc tổng thể của một khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Hình 1.9 Cấu trúc tổng thể một khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

* Những nội dung cần thiết

Thiết kế bài giảng

Thiết kế thực hành

Thiết kế hoạt động giao tiếp

Thiết

kế kiểm tra đánh giá

* Thiết kế bài giảng trong lớp học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Kiến thức của khóa học sẽ được chia nhỏ thành nhiều chủ đề (học phần) đánh số từ chủ đề 1 đến chủ đề n Mỗi chủ đề được thiết kế dưới dạng bài giảng chuẩn SCORM

Hình 1.12 Chia chủ đề trong khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

* Thiết kế các hoạt động giao tiếp khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Một số hoạt động giao tiếp cần thiết kế trong lớp học trực tuyến nhằm tăng cường tính tương tác: Hoạt động làm quen; thiết kế thảo luận trực tuyến; thiết kế diễn đàn thảo luận/bài tập cá nhân; thiết kế diễn đàn thảo luận – bài tập nhóm

* Thiết kế kiểm tra đánh giá trong khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Trong đào tạo trực tuyến có thể nhận thấy đánh giá được chia thành hai loại là đánh giá trong tiến trình và đánh giá tổng thể

Học phần

Chủ đề 1

(Bài giảng SCORM)

Nội dung Text

(Bài giảng SCORM)

7

* Đánh giá trong tiến

trình: Diễn ra thường xuyên,

suốt khóa học Có thể chấm

hoặc không chấm điểm Đó là

sự phản hồi tương tác giữa

giảng viên với sinh viên, giữa

giảng viên và nội dung và giữa

sinh viên với nội dung

Hình 1.14 Các cách đánh giá quá trình

* Đánh giá tổng thể:

Được thực hiện vào cuối

chủ đề hoặc cuối khóa học

và có chấm điểm Được sử

dụng để đánh giá kết quả

học tập của sinh viên Được

tổ chức dưới dạng bài kiểm

tra trắc nghiệm, bài tập

nhóm, bài tập cá nhân, đúc

kết, …

Hình 1.15 Các dạng bài tập đánh giá tổng thể

* Thiết kế thực hành trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Trong học tập trực tuyến việc tổ chức cho sinh viên thực hành là một vấn đề rất khó với những phương tiện truyền thống (phòng thực hành thật) Cùng với sự phát triển của đồ họa và công nghệ thực tại ảo đã cho ra đời nhiều phần mềm dạy học tương tác Để thực hiện được nội dung thực hành trên trực tuyến, luận án đề xuất phương pháp thực hành như sau:

Sử dụng phần mềm thực hành tương tác để tổ chức dạy thực hành trực tuyến Với phần mềm thực hành này giúp sinh viên hoàn thành cơ bản các bài thực hành của học phần

Đánh giá tổng thể

Bài tập trắc nghiệm

Bài tập nhóm

Bài tập

cá nhân Đúc kết

Đánh giá trong tiến trình

Thăm dò kiến thức nền

Câu hỏi nhanh

Điểm chưa rõ

Khó hiểu nhất

Tổng hợp bằng một câu

Sử dụng bộ câu hỏi trắc nghiệm đồ họa để kiểm tra đánh giá kết quả thực hành của sinh viên

* Mô hình thiết kế nội dung khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Trên cơ sở đã thiết kế về bài giảng, thiết kế các hoạt động giao tiếp, thiết kế các bài kiểm tra đánh giá, thiết kế phần thực hành, LA đưa ra mô hình thiết kế nội dung một khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác như sau:

Hình 1.18 Mô hình thiết kế nội dung khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương

sự hỗ trợ của các phương tiện tương tác sao cho: SV là trung tâm, là tác nhân chính của hoạt động học; Giáo viên(GV) là người hướng dẫn và giúp

Thiết kế nội dung khóa học trực tuyến

Thiết

kế bài tập nhóm

Thiết

kế thảo luận trực tuyến

Thiết

kế bài kiểm tra hết chủ đề

Thiết

kế bài tập đúc kết

kế chủ

đề n

Thiết kế phần học thực hành

Phần mềm thực hành ảo

Bài kiểm tra trắc nghiệm

đồ họa

Để SV đạt được ba nhận thức cơ bản nhớ, hiểu, vận dụng theo thang

Bloom GV phải có kỹ năng thực hành tốt theo bài bản đã chuẩn bị, thể hiện trong việc sử dụng thành thạo các phương tiện thực và ảo, có thể hướng dẫn một cách chuẩn mực cả trong học và tập; Phát hiện kịp thời nguyên nhân các lỗi thực hành và tìm giải pháp sửa thích ứng cho SV

Để SV đạt được nhận thức cao hơn phân tích, đánh giá và sáng tạo

GV phải có kỹ năng ứng tác tốt với những tình huống ngoài dự kiến của giáo án thường đến từ phía SV và môi trường, chủ yếu là ba kỹ năng sau: (1) Kỹ năng tiếp cận: kỹ năng ứng tác (kịp thời) một cách tiếp cận khác thích hợp hơn (khả thi hơn và hiệu quả hơn) so với cá đã chuẩn bị mà không thành công hoặc đáp ứng được một đề xuất nhằm tìm hiểu sâu rộng hơn của SV; (2) Kỹ năng minh họa: kỹ năng ứng tác những ví dụ, phản ví

dụ, diễn giải,… (bằng ngôn ngữ lời, ngôn ngữ đồ họa hay việc làm,…) thích hợp hơn hoặc sâu rộng hơn; (3) Kỹ năng kết xuất: kỹ năng ứng tác dạng thức hay công dụng của một kiết xuất thích hợp hơn hoặc sâu rộng hơn

Do phương tiện DHTT là các phương tiện số cho nên cả GV và SV cần phải có các kĩ năng tin học: GV sử dụng và thiết kế PTDH hiện đại; GV và

SV sử dụng các dịch vụ Internet trong chia sẻ kiến thức và kĩ năng qua mạng Như vậy, cả GV và SV đều cần có một trình độ tin học căn bản

* Phương tiện dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Các phương tiện dạy học trực tuyến cụ thể là: Máy tính (hoặc các thiết

bị điện tử có kết nối mạng Internet) có trang bị webcam, microphone; hệ thống quản lý học tập và hệ thống quản lý nội dung học tập; bài giảng điện

tử theo chuẩn Scorm (slide, video, mô phỏng, …); các công cụ kiểm tra đánh giá trực tuyến (bộ câu hổi trắc nghiệm); các công cụ giao tiếp (diễn đàn, skype, Email, …); các phần mềm tương tác ảo, trò chơi tương tác

* Quy trình tổ chức dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác

Cấp tài khoản cho sinh viên

Tham gia các hoạt động trước khóa học

Tham gia hoạt động làm quen

Làm bài tập thăm dò trước khóa học

Dạy học chủ đề 01(theo thời gian quy định)

11

Luận án đã tiến hành khảo sát thực trạng về điều kiện trang thiết bị dạy học hiện đại (máy tính, mạng internet, …), trình độ sử dụng máy tính

và mạng internet cũng như khả năng ứng dụng CNTT trong dạy học của

GV và SV ngành CNTT ở trường đại học, thực trạng dạy học trực tuyến các học phần chuyên ngành CNTT nói chung và học phần Kiến trúc máy tính nói riêng, thực trạng đường truyền internet ở các trường đại học Qua kết quả khảo sát nhận thấy vẫn còn một số hạn chế trong việc thiết kế và

tổ chức dạy học trực tuyến dẫn tới kết quả học tập chưa đạt được như mong muốn

Với kết quả thu được đã phân tích ở trên có thể kết luận làm cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc xây dựng và tổ chức dạy học trực tuyến chuyên ngành Công nghệ thông tin theo tiếp cận tương tác

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC KHÓA HỌC TRỰC TUYẾN HỌC PHẦN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN THEO TIẾP CẬN TƯƠNG

TÁC 2.1 Đặc điểm ngành công nghệ thông tin và nội dung học phần kiến trúc máy tính

Học ngành CNTT ở Đại học thì kiến thức học được từ giảng đường

là ít mà chủ yếu là tự học Học CNTT SV không chỉ học riêng nội dung bài giảng là xong, mà còn phải mở rộng ra rất nhiều, tự học bằng Google, bằng khả năng Tiếng Anh và nhiều yếu tố khác Chỉ cần ngừng việc tự học và cập nhật kiến thức trong vài tháng, người học sẽ trở nên tụt hậu so với công nghệ phát triển không ngừng

Dạy học trực tuyến là phù hợp với ngành CNTT khi đặc điểm của đào tạo trực tuyến có đặc thù rất giống với đặc thù của ngành CNTT như: nội dung kiến thức luôn cập nhật mới nhất cho phù hợp với thực tiễn, người học trực tuyến chủ yếu là phát triển kỹ năng tự học, tự tìm tòi, sáng tạo, đặc biệt là kỹ năng tìm kiếm thông tin trên internet

Kiến trúc máy tính là một học phần đặc thù cho ngành Công nghệ thông tin, với nội dung gồm 6 chương: Chương 1 Giới thiệu chung về máy tính; chương 2 Khối xử lý trung tâm; chương 3 Tập lệnh máy tính; Chương 5 Bộ nhớ trong; chương 5 Bộ nhớ ngoài; chương 6 Hệ thống bus và các thiết bị ngoại vi Luận án chọn học phần này để làm thực nghiệm, cụ thể như sau:

2.2 Xây dựng khóa học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính theo tiếp cận tương tác

2.2.1 Thiết kế phần cơ sở dữ liệu cho khóa học

Hình 2.1 Cấu trúc tổng thể khóa học trực tuyến kiến trúc máy tính

* Thiết kế các chủ đề của khóa học

Phần nội dung được chia thành 06 chủ đề như đã phân tích ở phần cấu trúc khóa học, mỗi chủ đề gồm: Bài giảng chuẩn SCORM, tài liệu đọc tham khảo, bài kiểm tra trắc nghiệm, bài tập cá nhân, bài tập nhóm, thảo luận trực tuyến, … được thể hiện qua hình vẽ sau:

Hình 2.2 Nội dung khóa học kiến trúc máy tính

Chủ đề 04 Bộ nhớ trong Thời gian diễn ra từ tuần 08 (ngày ) đến tuần 09 (ngày )

Chủ đề 05 Bộ nhớ ngoài Thời gian diễn ra từ tuần 10 (ngày ) đến tuần 12 (ngày ) Chủ đề 06 Hệ thống Bus và thiết bị ngoại vi Thời gian diễn ra từ tuần 13 (ngày ) đến tuần 15 (ngày )

Mô tả khóa học Các hoạt động làm quen Câu hỏi thăm dò trước khóa học Các chủ đề của khóa học Điểm số khóa học Phần thực hành Kiểm tra giữa kỳ và cuối kỳ