Xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử về các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học hỗ trợ dạy học môn lí sinh y học cho sinh viên ngành y

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN NGUYỄN MINH TÂN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ VỀ “CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” HỖ TRỢ DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

NGUYỄN MINH TÂN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ VỀ

“CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” HỖ TRỢ DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y HỌC CHO SINH VIÊN NGÀNH Y

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

NGUYỄN MINH TÂN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ VỀ

“CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” HỖ TRỢ DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y HỌC CHO SINH VIÊN NGÀNH Y

Chuyên ngành: Lí luân và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 62 14 01 11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS NGUYỄN VĂN KHẢI PGS.TS TÔ VĂN BÌNH

Thái nguyên – 2014

2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những nội dung trình bày trong luận án này là kết quả đạtđược trong quá trình nghiên cứu của tôi và chưa từng được ai công bố trong bất kìmột công trình khoa học nào khác

Tác giả

Nguyễn Minh Tân

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể cán bộ hướng dẫn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các tập thể và cá nhân đã quan tâm và tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận án này.

Tác giả cũng chân thành cảm ơn các chuyên gia giáo dục, các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp đã và đang công tác tại các trường đại học, cơ sở giáo dục, thư viện và trung tâm học liệu, đã ủng hộ, động viên, cộng tác

và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án.

Tác giả

Đại học Thái NguyênGiáo dục đại họcGiáo dục và Đào tạo Giải quyết vấn đề Giảng viên

Học chế tín chỉ

Kĩ thuật số

Lí sinh y họcNăng lực tự họcNêu vấn đềPhương pháp dạy họcPPDHTC Phương pháp dạy học tích cực

PHGQVĐ Phát hiện và giải quyết vấn đề

PPKTVLY

SV

TLDH

Các phương pháp và kĩ thuật vật líứng dụng trong y học

Sinh viênTài liệu dạy họcTLĐT Tài liệu điện tử

TLĐTDH Tài liệu điện tử dạy học

TNSP Thực nghiệm sư phạm

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài 2

4 Giả thiết khoa học 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Kết quả và đóng góp mới của luận án 3

8 Cấu trúc của luận án 3

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ TRONG DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y HỌC 4

1.1 Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu 4

1.1.1 Bồi dưỡng năng lực tự học trong giáo dục đại học 4

1.1.2 Tổng quan về TLĐTDH và các nghiên cứu về TLĐTDH trên thế giới 5

1.1.3 Các nghiên cứu về xây dựng và sử dụng TLĐTDH ở Việt Nam 11

1.1.4 Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học trên thế giới 13

1.1.5 Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học ở Việt Nam 15

1.2 Phương tiện dạy học số và tài liệu điện tử dạy học 18

1.2.1 Phương tiện dạy học số 18

1.2.2 Tài liệu điện tử dạy học 18

1.3 Dạy học trong môi trường máy tính và internet 23

1.3.1 Dạy học dựa trên máy tính 23

1.3.2 Dạy học qua mạng (internet) 23

1.3.3 Sử dụng internet phối hợp với hình thức dạy học truyền thống

25 1.4 Dạy học bồi dưỡng năng lực tự học ở đại học với sự hỗ trợ của tài liệu điện tử 25

1.4.1 Một số đặc điểm dạy học ở đại học 25

1.4.2 Quá trình dạy học bồi dưỡng năng lực tự học

29 1.4.3 Dạy học bồi dưỡng năng lực tự học với sự hỗ trợ của TLĐTDH 34

1.5 Xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử dạy học bồi dưỡng năng lực tự học

cho sinh viên 49

1.5.1 Xây dựng tài liệu điện tử dạy học 49

1.5.2 Sử dụng tài liệu điện tử 54

1.6 Thực trạng xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử dạy học tại một số cơ sở đào tạo

58 1.6.1 Mục đích 58

1.6.2 Đối tượng khảo sát 58

1.6.3 Phương pháp khảo sát 58

1.6.4 Nội dung khảo sát 59

1.6.5 Kết luận và đánh giá 59

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 63

Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ DẠY HỌC VỀ “ CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO SINH VIÊN 64

2.1 Chương trình, nội dung các kiến thức về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học” 64

2.1.1 Phân tích chương trình, nội dung các kiến thức về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” 64

2.1.2 Phân tích cấu trúc nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học”

65 2.2 Xây dựng tài liệu điện tử dạy học về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học” bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên

67 2.2.1 Các nghiên tắc xây dựng Tài liệu điện tử dạy học nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học”

67 2.2.2 Qui trình xây dựng TLĐTDH nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” 71 2.2.3 Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu của TLĐTDH nội dung “Các phương pháp

và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học” 812.3 Sử dụng tài liệu điện tử về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên 83

2.3.1 Tiến trình sử dụng TLĐTDH trong dạy học thuyết trình phát hiện và giải

quyết vấn đề nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y

học” định hướng BDNLTH 84

2.3.2 Tiến trình dạy học trên cơ sở vấn đề thông qua hình thức seminar nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” định hướng BDNLTH với sự hỗ trợ của TLĐTDH 90

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 95

Chương 3: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 96

3.1 Mục đích kiểm nghiệm và đánh giá 96

3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 96

3.2.1 Mục đích, đối tượng, phương pháp thực nghiệm sư phạm 96

3.2.2 Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học 98

3.2.3 Đánh giá kết quả TNSP 107

3.3 Phương pháp và kết quả khảo sát trực tuyến 118

3.3.1 Mục đích 118

3.3.2 Đối tượng xin ý kiến 118

3.3.3 Nội dung và phương pháp tiến hành 118

3.4 Phương pháp xin ý kiến chuyên gia 122

3.4.1 Mục đích của phương pháp đánh giá qua ý kiến chuyên gia 122

3.4.2 Cách thức tiến hành 123

3.4.3 Kết quả khảo sát và ý kiến chuyên gia 123

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 125

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 126

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO 131

CÁC PHỤ LỤC

Phụ lục 1 Phiếu phỏng vấn giáo viên 1-PL Phụ lục 2 Mô tả các thao tác cơ bản quy trình thiết kế TLĐTDH 2-PL Phụ lục 3 Phiếu phỏng vấn sau đợt TNSP 18-PL

Phụ lục 4 Phiếu xin ý kiến nhận xét trực tuyến 19-PL Phụ lục 5 Phiếu xin ý kiến nhận xét và góp ý của chuyên gia 20-PL Phụ lục 6 Danh sách chuyên gia, nhà khoa học cho ý kiến nhận xét, góp ý

luận án 21-PL

Phụ lục 7 Một số hình ảnh về thực nghiệm sư phạm

22-PL DANH MỤC HÌNH TRONG LUẬN ÁN Hình 1.1 Tiến trình DH thuyết trình PHGQVĐ với sự hỗ trợ của TLĐTDH 37

Hình 1.2 Sơ đồ vận dụng tiến trình thuyết trình theo hướng PHGQVĐ cho một bài học cụ thể với sự hỗ trợ cảu TLĐTDH 40

Hình 1.3 Sơ đồ tiến trình DH TCSVĐ thông qua hình thức tổ chức Seminar với sự hỗ trợ của TLĐTDH 42

Hình 1.4 Sơ đồ tiến trình DHTCVĐ thông qua hình thức Seminar 48

Hình 1.5 Sơ đồ cấu trúc CSDL của Tài liệu điện tử DH 52

Hình 2.1 Một trang giao diện của TLĐTDH được thiết kế theo nguyên tắc “WYS - WYG” 69

Hình 2.2 Các bước cơ bản trong quy trình xây dựng TLĐTDH 71

Hình 2.3 Nội dung “PPKTVLY” được xây dựng dưới dạng GTĐT 74

Hình 2.4 BGĐT được xây dựng theo nguyên tắc Dạy học tích cực, 75

Hình 2.5 CSDL bài giảng video clip 76

Hình 2.6 Video clip về kĩ thuật Laser minh họa cho bài giảng, gắn với các tình huống thực tế tại phòng bệnh

76 Hình 2.7 Ngân hàng câu hỏi và hướng dẫn ôn tập

77 Hình 2.8 Thí nghiệm mô phỏng về ứng dụng của dòng điện trong y học 78

Hình 2.9 Forum thảo luận nhóm, chia sẻ, trao đổi thông tin trực tuyến theo các chủ đề do người học tự tạo ra trong quá trình học

79 Hình 2.10 Các cổng thông tin bổ trợ và tài liệu tham khảo 80

Hình 2.11 Cấu trúc CSDL của TLĐTDH 81Hình 2.12 Cấu trúc CSDL của TLĐTDH 82Hình 2.13 Quản lí thông tin phát sinh, phản hồi từ người dùng thông qua cácdiễn đàn 82

Hình 3.1 Biểu đồ phân bố điểm 114

Hình 3.2 Đồ thị phân bố điểm 114

Hình 3.3 Biểu đồ phân bố tần suất điểm 114

Hình 3.4 Đồ thị phân bố tần suất điểm 115

DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN ÁN Bảng 1.1 Hiện trạng kĩ năng sử dụng phương tiện kĩ thuật số hỗ trợ DH 59

Bảng 1.2 Hiện trạng kĩ năng sử dụng phần mềm xây dựng bài giảng 60

Bảng 1.3 Hiện trạng việc khai thác thông tin học tập trên mạng 60

Bảng 1.4 Hiện trạng việc xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử (bài giảng điện tử, phần mềm ứng dụng, website cá nhân…) phục vụ DH 61

Bảng 3.1 Tác động tích cực của việc sử dụng TLĐTDH trong giảng dạy 108

Bảng 3.2 Đánh giá về sự hài lòng của SV sử dụng TLĐTDH trong DH theo PPDH “nêu và giải quyết vấn đề” định hướng tự học 109

Bảng 3.3 Bảng trận câu hỏi đề kiểm tra 113

Bảng 3.4 Bảng thống kê điểm số (Xi) các bài kiểm tra đợt 1 113

Bảng 3.5 Bảng thống kê điểm số (Xi) các bài kiểm tra đợt 2 113

Bảng 3.6 Bảng thống kê điểm số (Xi) các bài kiểm tra cả 2 đợt TNSP 113

Bảng 3.7 Phân bố tần suất điểm……….114

.

1 Lí do lựa chọn đề tài

MỞ ĐẦU

Giáo dục đại học (GDĐH) coi trọng việc bồi dưỡng ý thức tự lực trong học tập,năng lực tự học, tự nghiên cứu, phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kỹ năng thựchành, tạo điều kiện cho sinh viên (SV) tham gia nghiên cứu, thực nghiệm, ứng dụng.Việc áp dụng hệ thống đào tạo theo tín chỉ trong các trường đại học phản ánhquan điểm lấy SV làm trung tâm, trong đó tự học, tự nghiên cứu được coi trọng.Đây là phương thức đưa GDĐH về với đúng nghĩa: SV tự học, tự nghiên cứu, pháthuy nội lực, chủ động, sáng tạo trong học tập

Dạy tự học và bồi dưỡng năng lực tự học (BDNLTH) là cốt lõi của phươngthức dạy học (DH) này

Quan điểm trên có cơ sở là các đặc điểm tâm sinh lí lứa tuổi, đặc điểmhoạt động học tập trong môi trường đại học và đặc điểm về nội dung, phươngpháp dạy học (PPDH) mang tính định hướng nghề nghiệp ở bậc đại học [19]

Từ sau ngày đất nước thống nhất đến nay, số các trường đại học, cao đẳngtăng hàng chục lần, nhưng số lượng các đề tài, nghiên cứu về cơ sở lí luận và đổimới PPDH ở đại học còn khiêm tốn, chưa tương xứng với tốc độ và quy mô pháttriển

Môn Lí sinh y học hiện đang được giảng dạy tại gần 100 trường đại học và caođẳng khối ngành y sinh và nông lâm, với những nét đặc thù riêng gắn với thực tếnghề nghiệp, song các nghiên cứu đổi mới PPDH môn học này còn chưa được quantâm đầy đủ

Một trong những điểm mới của nền giáo dục tiên tiến là xây dựng “Công nghệgiáo dục” với nội hàm là “Một tập hợp gắn bó chặt chẽ những phương pháp,phương tiện và kĩ thuật học tập ” [32], [45]

Nghị quyết số 14/2005/NQ-CP, ngày 02 tháng 11 năm 2005 của Chính phủ đãxác định mục tiêu đến 2020 là: Đổi mới PPGD đại học theo 3 tiêu chí: Phát huy tínhchủ động của người học; Sử dụng CNTT trong hoạt động dạy và học; Khai thác cácnguồn học liệu giáo dục mở và nguồn học liệu trên mạng Internet nhằm đưa giáodục đại học đạt trình độ tiên tiến trong khu vực và tiếp cận trình độ thế giới” [40].Mục tiêu nêu trên chính là sự cụ thể hóa các quan điểm của lí luận dạy học hiện

đại là: biến quá trình đào tạo thành tự đào tạo, chú trọng bồi dưỡng năng lực tự học, phát huy tính tch cực, tự lực và sáng tạo của người học [6], [34], [38].

Ứng dụng CNTT, xây dựng và sử dụng TLĐTDH, đổi mới PPDH định hướngBDNLTH trong DH ở bậc đại học trong đó có môn Lí sinh y học là cần thiết.

Vì lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử về

“Các phương pháp và kĩ thuật vật lí ứng dụng trong y học”, hỗ trợ dạy học môn Lí sinh y học cho SV ngành y.

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu vận dụng lí luận dạy học hiện đại về bồi dưỡng năng lực tự học đểxây dựng và sử dụng TLĐTDH vào thiết kế tiến trình dạy học các kiến thức phần

“PPKTVLY” (môn LSYH) cho SV ngành y

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng nghiên cứu: Quá trình DH môn Lí sinh y học ở trường Đại học YDược – ĐHTN

Phạm vi nghiên cứu: Nội dung kiến thức về “PPKTVLY” trong chương trình mônLSYH ở trường Đại học Y Dược – ĐHTN

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được và sử dụng TLĐTDH đã được xây dựng vào thiết kế tiếntrình dạy học các kiến thức phần “PPKTVLY” (môn LSYH) phù hợp với lí luận dạy họchiện đại về BDNLTH thì sẽ nâng cao được năng lực tự học cho SV ngành Y, từ đógóp phần nâng cao chất lượng đào tạo

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học BDNLTH cho SV

Đề xuất quy trình xây dựng TLĐTDH về nội dung: “PPKTVLY”

Đề xuất tiến trình sử dụng TLĐTDH hỗ trợ DH nội dung “PPKTVLY” theo địnhhướng BDNLTH cho SV ngành y

Kiểm nghiệm, thực nghiệm sư phạm, xin ý kiến chuyên gia nhằm đánh giá tínhkhả thi và hiệu quả sử dụng TLĐTDH trong DH tại trường đại học Y Dược – ĐHTN

6 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các quan điểm đổi mới trongGDĐH, các PPDH tích cực, dạy học BDNLTH ở bậc đại học

Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: khảo sát, phân tích, đánh giá thực trạng việcứng dụng CNTT trong DH đại học nói chung và DH môn Lí sinh y học nói riêng

Phương pháp TNSP và thống kê toán học: tiến hành TNSP và đánh giá tính hiệu quả

của việc sử dụng TLĐTDH nội dung “PPKTVLY” trong dạy học BDNLTH cho SV

Phương pháp chuyên gia: xin ý kiến nhận xét, đánh giá của các chuyên gia vềtính khả thi, hiệu quả sử dụng TLĐTDH nội dung “ PPKTVLY”

7 Kết quả và đóng góp mới của luận án

7.1 Về mặt lí luận

Luận án có những đóng góp mới như sau:

- Đã hoàn thiện và phát triển lí luận về TLĐTDH bằng việc làm rõ khái niệm và

cụ thể hóa các đặc trưng, các chức năng và yêu cầu cơ bản của TLĐTDH

- Đã hoàn thiện và phát triển lí luận dạy học BDNLTH cho SV trong môi trường

DH sử dụng TLĐTDH bằng việc đề xuất quy trình dạy học BDNLTH với sự hỗ trợ củaTLĐTDH

- Đã xây dựng được tiến trình DH thuyết trình PHGQVĐ, và tiến trình DHTCSVĐthông qua hình thức seminar với sự hỗ trợ của TLĐTDH nhằm BDNLTH cho SV

7.2 Về mặt thực tễn

Luận án có những đóng góp mới như sau:

- Đã xây dựng được TLĐTDH về nội dung “PPKTVLY” đáp ứng các yêu cầu dạyhọc BDNLTH cho SV, đồng thời có thể sử dụng trong môi trường DH điện tử

- Đã hiện thực hóa một số tiến trình DH BDNLTH các kiến thức về

“PPKTVLY” tương ứng với các mô hình DH thuyết trình PHGQVĐ và mô hìnhDHTCSVĐ thông qua hình thức seminar với sự hỗ trợ của TLĐTDH đã xây dựng

8 Cấu trúc của luận án

Luận án gồm 130 trang nội dung, trong đó có 101 hình vẽ, 18 bảng biểu và sơ đồ.Chương I: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng TLĐTDHtrong DH các kiến thức môn Lí sinh y học Trong đó: Phần mở đầu 3 trang, phầntổng quan 13 trang, cơ sở lý luận và thực tiễn 47 trang

Chương II: Xây dựng và sử dụng TLĐT về “PPKTVLY” định hướng BDNLTH

cho SV: 33 trang

Chương III: Kiểm nghiệm và Đánh giá: 33 trang

Các công trình liên quan đến luận án đã công bố

Tài liệu tham khảo và các phụ lục

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ TRONG DẠY HỌC `MÔN LÍ SINH Y HỌC

1.1 Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu

Trong phần này tác giả trình bày tổng quan các vấn đề nghiên cứu của đề tài,

gồm:

- BDNLTH trong giáo dục đại học

- TLĐTDH và các nghiên cứu về TLĐTDH trên thế giới

- Các nghiên cứu về TLĐTDH ở Việt Nam

- Nghiên cứu TLĐTDH môn Lí sinh y học trên thế giới

- Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học ở Việt Nam

1.1.1 Bồi dưỡng năng lực tự học trong giáo dục đại học

Các lĩnh vực nghiên cứu về giáo dục đại học rất đa dạng và phong phú, trong đócác nghiên cứu về đổi mới phương pháp DH theo hướng tích cực, lấy người học làmtrung tâm, chú trọng việc tự học và BDNLTH được đặc biệt chú trọng

Điển hình cho các nghiên cứu về đổi mới giáo dục, các mô hình phát triển giáodục, các phương pháp tiếp cận giá trị trong khoa học giáo dục và những định hướngcho giáo dục đại học Việt Nam là các công trình nghiên cứu của Thái Duy Tuyên(Mục tiêu giáo dục và các mô hình giáo dục hiện đại) [45], [46], [47], Nguyễn CảnhToàn (Quá trình dạy - tự học) [43], [44], Phạm Văn Lập (Các cách tiếp cận trong giáodục) [7], Lê Thạc Cán (các mô hình giáo dục trong thế kỉ 21) [38], Pai Obanya,Makigauhi Tsunesaburo, Raja Roy, Zhong Binglin và Zhu Chuali (Các chiến lược pháttriển GDĐH cho thế kỉ 21 và công cuộc cải cách trong giáo dục) [29], [38], [59] vànhiều chuyên gia hàng đầu về giáo dục khác như: Hoàng Tụy, Phạm Tất Dong,Nguyễn Ngọc Lanh

Các công trình nghiên cứu liên quan đến đổi mới phương pháp DH, theo hướngchú trọng việc tự học và BDNLTH được đặc biệt quan tâm, với sự đóng góp công sức,trí tuệ của đội ngũ các nhà khoa học, các chuyên gia giáo dục Chỉ riêng trong lĩnhvực đổi mới phương pháp DH môn Vật lý, cũng có thể kể ra nhiều nhà khoa học cóđóng góp đáng kể như: Pai Obanya, Juma Shabani, Peter Okebukola, Renikop, A.V.Perưskin, P.A Znamenxki, A.V Muraviep, [29], [59], Lê Khánh Bằng [3], [4], Nguyễn

Đức Thâm, Phạm Xuân Quế [32], Phạm Hữu Tòng [42], Trần Đức Vượng [57], LêCông Triêm [56], Nguyễn văn Khải [21], Đỗ Hương Trà [55]

Ứng dụng công nghệ DH định hướng BDNLTH cũng phát triển mạnh mẽ: nóiriêng ở bậc đại học, có thể kể ra nghiên cứu của các tác giả: Jef peeraer (2011) vềCNTT cho dạy học tích cực [20], Michiko Kaya (2003) về Hiện đại hóa DH đại họcNhật bản [24], Lê Khánh Bằng (2000) [4], Tô Văn Bình (2011) [5], Vũ văn Tảo (2000)[38] về Công nghệ DH và xu thế đổi mới giáo dục Đại học

Nhiều nghiên cứu gần đây hướng vào các kĩ thuật DH trong đào tạo tín chỉ, điểnhình là các tác giả: Đặng Xuân Hải (2010): Kĩ thuật DH trong đào tạo tín chỉ [11], LêThạc Cán (2000): Mô hình giáo dục đại học Thế kỉ 21 [7], và nghiên cứu của nhiềutác giả khác như: Phạm Minh Hạc, Đặng Vũ Hoạt, Lê Viết Khuyến [58], Lâm QuangThiệp [52], Trần Đức Vượng [57]

1.1.2.Tổng quan vể TLĐTDH và c ác nghiên cứu về TLĐTDH trên thế giới

Có nhiều cách hiểu khác nhau về khái niệm TLĐTDH, tác giả sẽ trình bày chitiết trong phần sau của luận án

Tuy nhiên, theo nghĩa thông dụng, TLĐTDH thường được hiểu là một dạng củaphương tiện DH, bao gồm:

- Phương tiện DH số (gọi tắt là phần cứng)

- Cơ sở dữ liệu dạng số hóa, phần mềm DH (gọi tắt là phần mềm)

Phương tiện DH số thông dụng là các thiết bị lưu trữ và xử lí thông tin, các thiết

bị hỗ trợ và phục vụ việc dạy học như: máy tính, máy chiếu, các thiết bị nhúng, môhình điện tử, thiết bị lưu trữ thông tin (băng hình, thẻ nhớ, đĩa CD, DVD, USB, ibook,smartphone…)

Cơ sở dữ liệu dạng số hóa, phần mềm DH thông dụng là nguồn học liệu, tàinguyên học tập được số hóa dưới dạng các file dữ liệu, các phần mềm ứng dụng,các bài thí nghiệm ảo, phòng thực hành mô phỏng…

Khái quát một số nét về lịch sử ra đời và quá trình phát triển của TLĐTDH(phương tiện DH số, chương trình, phần mềm DH) như sau:

Năm 1623, Wilhe l m S chickard đã tạo ra chiếc máy tính đầu tiên và mở ra kỷnguyên cho các thiết bị sử lí thông tin Tiếp sau đó là những chiếc máy tính

do Blaise Pascal ( 1642) và Got f ried W ilh el m von Leibniz (1671) sáng chế ra đời.Năm 1820, Charles X a vier Th o m a s đã chế tạo thành công chiếc máy kế toán có

thể cộng, trừ, nhân, chia và năm 1890, chiếc m á y tính d ạ ng bảng do H er m anHollerith thiết kế được ra đời Chiếc máy tính EDSAD được chế tạo tại đại học

C a m bridge vào những năm 1950 là chiếc máy tính đầu tiên được lập trình

Máy vi tnh xuất hiện lần đầu vào thập niên 1970, có mặt ở khắp mọi nơi vào

thập niên 1980 Chiếc ThinkPad 700 của IBM ra đời vào 1992 khởi đầu của nhữngchiếc máy tính xách tay rất phổ biến hiện nay

Những năm 2000 đánh dấu sự phát triển vượt bậc của Internet, kèm theo đó làviệc ra đời các thiết bị mạng và truyền dẫn, đã mở ra kỉ nguyên của máy tính bảng(Tablet), Ipad, Iphone, Ebook… tích hợp rất nhiều tình năng, với màn hình cảm ứng,

sử dụng các giải pháp mạng không dây và công nghệ điện toán đám mây…

Các chương trình phần mềm đã được các nhà nghiên cứu Mỹ sử dụng tronggiáo dục và đào tạo từ đầu những năm 1940, điển hình là chương trình “the type19synthetic radar trainer” được xây dựng vào năm 1943

Từ đó cho đến giữa những năm 1970, phần mềm giáo dục thường được tíchhợp trực tiếp vào các thiết bị kĩ thuật số, mà thông thường là các máy tính lớn,trong đó dấu ấn quan trọng nhất phải kể đến là hệ thống PLATO và TICCIT đượcphát triển tại trường đại học Illinois vào giai đoạn 1960 – 1972, sử dụng ngôn ngữlập trình BASIC (phát triển từ 1963) và LOGO (phát triển từ 1967), sau này trởthành chuẩn

cho phần mềm giáo dục trong các máy tính gia

đình

Sự xuất hiện của máy tính cá nhân (PC- Personal Computer) vào năm 1975 đãtạo ra một bước ngoặt trong lĩnh vực ứng dụng các phần mềm trong giáo dục, đàotạo

Thay vì phải chia sẻ thời gian sử dụng các máy tính lớn của các trường đại họchoặc chính phủ, với các máy PC, người sử dụng có thể xây dựng vả sử dụng phầnmềm cho máy tính ở nhà hoặc ở trường

Những năm 1980, được đánh dấu bằng sự ra đời của các công ty phát triểnphần mềm giáo dục chuyên nghiệp Broderbund Learning Company vàMinnesota

Educational Computing Consortium là những công ty đi đầu trong giai đoạn này và

đã tạo ra một loạt chức năng mới của máy tính cá nhân với một loạt các phần mềm

mà sau này được phát triển cho Apple II

Năm 1990, hệ điều hành Windows ra đời và sau đó là một loạt các phiên bảnWin- Me, XP, Vista và hiện tại là Windows 7, Windows 8, cùng với bộ công cụ MSOfice

của hãng Microsoft, mà mới nhất là bộ Ofice 365 bắt đầu được sử dụng và phổ cập

ở Việt Nam từ năm 2014 đã đem lại rất nhiều tiện ích cho việc soạn thảo, thiết kếbài giảng với nhiều định dạng khác nhau (dạng text, trình chiếu, webpage…), tạo ramột cuộc cách mạng giáo dục thực sự cả về phương pháp luận lẫn công nghệ DH,

mà ở đó, mối quan hệ không gian-thời gian-trật tự thang bậc theo quan điểm giáodục truyền thống bị phá vỡ [4]

Với sự phát triển vượt bậc của CNTT, vấn đề dạy và học đã được xem xét mộtcách nghiêm túc trên phạm vi toàn cầu, mà UNESCO là tổ chức đề xướng, và được

sự ủng hộ, quan tâm của đông đảo các chuyên gia về giáo dục, đào tạo trên toàn thếgiới, tại các diễn đàn và hội nghị quốc tế như: diễn đàn của Hội đồng Quốc tế vềgiáo dục thế kỉ 21, Hội nghị Giáo dục cho mọi người, tổ chức tại Jomtien, Thái Lannăm 1996

Hội nghị thế giới về “Giáo dục đại học (GDĐH) thế kỉ 21- tầm nhìn và hành

động”, tổ chức tại Paris năm 1998, với “Tuyên ngôn thế giới về GDĐH thế kỉ 21”, đã

nhấn mạnh: “Cần phải tận dụng đầy đủ các ưu thế của CNTT và viễn thông để đổimới GDĐH bằng cách mở rộng và đa dạng hóa cách chuyển tải và phương thức sửdụng các kiến thức, thông tin một cách rộng rãi” [18], [38], [58]

Một số loại phần mềm giáo dục cơ bản

Phần mềm giáo dục cho trẻ em và hỗ trợ DH ở nhà

Một phần lớn các phần mềm giáo dục được phát triển từ giữa những năm 1990đến nay là dành cho giáo dục cho bậc học phổ thông, gắn kết nội dung giáo dục vớicác môn học trong nhà trường

Việc thiết kế các phần mềm giáo dục thường được thiết kế kết hợp giữa giải trí

và giáo dục theo nguyên lí học mà chơi, chơi mà học Một vài phần mềm khá phổ

biến như: Compris, Knowledge Adventure Jumpstart và Math Blaster, các phầnmềm Zoombinis…

Ở Việt Nam hiện cũng rất phổ biến các phần mềm loại này như: Phần mềm họcvần Tiếng Việt, Gamevui, kể chuyện cho bé, học qua tranh, đố vui, bút thôngminh… [48], [49]

Các phần mềm hỗ trợ DH ở trên lớp

Loại phần mềm giáo dục được thiết kế để sử dụng trong lớp học và thường docác hãng phần mềm xây dựng, bao gồm các nhà xuất bản sách giáo dục, trong đó

The schoolzone.co.uk Guide to Digital Resources (2005) là một tài liệu hướng dẫn đầy đủ về 500 sản phẩm được lựa chọn và giới thiệu, được phân loại theo môn học

của hệ thống các trường học ở Anh là một ví dụ điển hình [16], [17], [23]

Các phần mềm giải trí mang tnh giáo dục phổ thông

Các chương trình giải trí mang tính giáo dục thường được lồng ghép các trò chơi

và phần mềm giáo dục thành một sản phẩm vừa mang tính giải trí vừa hướng đếngiáo dục và có phần quản lý của cơ quan giáo dục Chẳng hạn như: phần mềm họcngoại ngữ, học tin học IBT, bảng tính điện tử luyện âm, các phần mềm giải toán vàthi toán qua mạng cho học sinh tiểu học và trung học hiện đang thu hút sự thamgia

của hàng triệu học sinh và thày cô giáo…

Các phần mềm tham khảo

Nhiều nhà xuất bản từ điển và sách giáo khoa, nhiều công ty phần mềm đã pháttriển các phần mềm tham khảo cho DH mà điển hình là Microsof Các sản phẩmgần đây sử dụng công nghệ internet Wikipedia và các thành phần của nó (như làWikitionary) đã định hướng phát triển phần mềm tham khảo giáo dục Khái niệmWiki cho phép phát triển sự cộng tác của các chuyên gia và những người khôngchuyên

Phần mềm ứng dụng lĩnh vực đào tạo tập trung và giáo dục đại học

Các phần mềm giáo dục đầu tiên trong lĩnh vực giáo dục đại học được thiết kếchạy trên áy m tí n h đ ơ n (hoặc các thiết bị cầm tay) Gần đây, các nhà lập trình đãphát triển phần mềm giáo dục chạy trên sever, truy cập qua mạng internet, phổbiến nhất là các các phần mềm hỗ trợ thiết kế bài giảng, TLĐTDH

Năm 1984, Bob Gaskin, trường đại học Berkeley (California), đã sáng tạo ra phầnmềm Presenter, sau này được đổi tên là PowerPoint, cung cấp cho người dùng trên toàn thế giới một trong những công cụ xây dựng bài giảng điện tử hiệu quả và nhanh chóng trở nên thông dụng Theo ước tính của Microsoft, hiện tại, trung bình mỗi ngày có 30 triệu phiên trình chiếu bằng PowerPoint, trên toàn thế giới!

Internet, bắt đầu được sử dụng ở Hoa Kỳ vào năm 1995 và sau đó được phổbiến rộng rãi trên toàn thế giới Cho đến nay, hầu hết các trường đại học đã sửdụng những chức năng của Internet vào hoạt động DH [16], [17], [36].

Năm 1998, Bà Sandra Weiss, chủ tịch Hội đồng Khoa học hệ thống các trườngđại học Hoa Kỳ đề xuất các khóa học theo hướng sử dụng các ứng dụng của

Internet, các nguồn tài nguyên học tập và các phần mềm DH, nhằm thay thế

cách dạy và học truyền thống, đánh dấu sự khởi đầu của khái niệm TLĐTDH.

Các nghiên cứu, ứng dụng TLĐTDH thường hướng vào 3 chủ đề: Thiết kế giảng dạy (Instructional design), phương tiện truyền thông trong DH (Instructional Media)

và Công nghệ DH (Instructional techlonogy), căn cứ kết quả nghiên cứu và thử

nghiệm giáo dục trên cơ sở thị giác, và lý thuyết về truyền thông trong DH, các tràolưu tâm lý học giáo dục (tâm lý học ứng xử theo mô hình Skinner, tâm lý học nhậnthức mô hình Piaget) [48], [69]

Nghiên cứu liên quan đến ứng dụng của CNTT và TLĐTDH nói riêng vô cùng đadạng và phong phú Có thể nêu một số hướng nghiên cứu chính như sau:

Xây dựng các bài giảng và giáo trình điện tử, với rất nhiều chức năng tiện ích,bao gồm cả các nội dung tri thức, học thuật, kĩ năng (kết hợp video và audio), cácloại từ điển ofline và online cài đặt trong máy cá nhân hay tra cứu trực tiếp trênmạng

Sử dụng các phần mềm ứng dụng nhằm sử lý số liệu cho các môn học chuyênngành hay trong nghiên cứu khoa học (Epi infor, SPSS, MS Excel), thiết kế và tínhtoán trong DH các chuyên ngành kỹ thuật như CAM/CAD, Matlap [58], [64]

Xây dựng ngân hàng câu hỏi và các phần mềm trắc nghiệm khách quan, sử dụng để tổ chức thi và lượng giá trong các phòng máy, thi trực tuyến qua mạng LAN

và mạng Internet (ví dụ phần mềm Item bank Mr test, Violet )

Xây dựng các phần mềm mô phỏng và các phòng thí nghiệm ảo Một số phầnmềm khá thông dụng như: Gambit Mimic Virtual, Lab CCNA (mô phỏng phòngthực hành LAB CCNA), Crocodile Physics (Thiết kế Phòng thí nghiệm ảo), phần mềmMacromedia Director và Share3d (Mô phỏng 3D và tính toán hệ cơ - cơ điện tử vớiVisual Nastran…) [49], [52]

Một hướng nghiên cứu mới là xây dựng những trang Web học tập, cho phép tổchức các hoạt động dạy và học linh hoạt như học tập từ xa, học qua mạng, tạo cácforum hội thảo nhóm, giữa giáo viên với SV, giữa các thành viên cùng lớp và bênngoài lớp học, thậm chí mở rộng ra tầm quốc gia và quốc tế

Các thư viện điện tử hay trung tâm học liệu ngày nay có thể hiểu là một tổ hợp các TLĐTDH, với rất nhiều chức năng hoàn toàn mới như: thiết lập cơ sở tri thức,

xây dựng kho tài nguyên học tập điện tử (tài liệu, giáo trình, băng đĩa, sách thamkhảo, luận văn, bài báo ) và các công cụ tra cứu, khai thác thông tin.

Với sự hỗ trợ của CNTT và các TLĐTDH, một phương thức DH mới có tên gọi là

“lớp học kết nối” (Connected Learning) mà ở đó, các bài giảng, thực hành, thínghiệm, các ý kiến thảo luận, tranh luận… đều được thực hiện qua mạng máy tính,

SV tìm hiểu bài giảng trực tuyến, sinh hoạt nhóm hay giao tiếp với thầy cô giáo đềuthông qua hệ thống video convidence [60], [63]

Một hình thức đào tạo mới mà chỉ có thời đại CNTT với những tiến bộ của cơ sở

hạ tầng mạng, đặc biệt việc áp dụng công nghệ điện toán đám mây trong giáo dục

(Cloud Computing in education), cùng với hệ thống TLĐTDH chuyên ngành phongphú mới có thể thực hiện được, đó là phương thức đào tạo từ xa, trong đó côngnghệ hội tụ đa phương tiện (Multimedia convergence technology), các trạm học tậptương tác, lớp học ảo, được xây dựng, sử dụng và phát huy hiệu quả tối đa [47],[57], [65]

Theo đó, những khái niệm như khóa học, lớp học, cách thức đăng kí học và lênlịch học tập, việc lên lớp dự giờ, thi cử, xét lên lớp lưu ban, thi tốt nghiệp đều cóthể thực hiện thông qua các phần mềm quản trị đào tạo thông minh

Tính ưu việt của TLĐTDH trong các hình thức DH từ xa (E.learning, M.learning),với sự hỗ trợ của máy tính và mạng internet đã được khẳng định trong hàng loạtcác nghiên cứu đã được công bố của Bill Brandon (2006); Clack Ruth Colvin (2008)[60]; Đavid Holcombe (2008); Diana G.Oblinger (2006) [61]; Gilly Salmon (2004)[64]; Elliot Masie (2004); Geoger Veletsianos (2010); George Veletsianos (2010) [63]

…

Nhiều công tình nghiên cứu về vai trò tích cực của các phương thức DH mới, với

sự hỗ trợ của TLĐTDH trong việc phát triển tư duy và BDNLTH cũng đã được công

bố bởi: Katy Campbell (2004), Handerson Aland (2003) [66], Karen Hyder, AnnKwinn, Ron Miazga, and Mathew Murray (2007) [69]

Tóm lại, nghiên cứu, ứng dụng CNTT-TT nói chung và TLĐTDH nói riêngđang là một lĩnh vực được quan tâm, nghiên cứu rộng khắp trên thế giới cũng như

ở Việt Nam, đem lại hiệu quả thiết thực, góp phần thay đổi hoàn toàn hoạt độngdạy và học, nâng cao chất lượng giáo dục đào tạo trong các nhà trường

1.1.3 Các nghiên cứu về xây dựng và sử dụng TLĐTDH ở Việt Nam

Ngay sau khi Internet được mở ra tại Việt Nam vào năm 1998, Bộ GDĐT đãxây dựng đề án mạng giáo dục Edu.net, để nối mạng toàn ngành và phát triểndịch vụ thông tin giáo dục

Để thúc đẩy quá trình ứng dụng và phát triển CNTT trong hệ thống giáo dục,đào tạo, Bộ GDĐT đã xây dựng nhiều trang thông tin như: w ww m oet g ov.vn,

học sinh hết sức quan tâm như: trang tuyển sinh (ts.moet.gov.vn, thi.moet.gov.vn),trang thống kê giáo dục, công nghệ E.learning, thư viện giáo trình điện tử và Diễnđàn mạng giáo dục có thể coi đây cũng là một dạng TLĐTDH hỗ trợ trực tiếp chohoạt động dạy và học của ngành giáo dục Việt Nam

Website ht p ://el.ed u n et.vn đã được xây dựng và sử dụng nhằm tuyêntruyền phổ cập công nghệ, nghiên cứu thử nghiệm và tuyển chọn các phần mềm

DH thích hợp, đồng thời Bộ GDĐT cũng tổ chức chuyển giao các phần mềm công cụtạo bài giảng đạt chuẩn quốc tế, phù hợp với nhu cầu Việt Nam cho các Sở và cácTrường đại học (Macromedia Flash, Frontpage, Publisher, MS Powerpoint, Violet,Acrobat, Adobe Presenter )

Đóng góp của CNTT, các thiết bị kĩ thuật số và đặc biệt là các TLĐT hỗ trợ DHtrong đổi mới nội dung, phương pháp DH là rất quan trọng Các bài giảng trực quan,sinh động hơn, giúp SV học tập hiệu quả, chủ động, sáng tạo hơn bằng cách sửdụng

các TLĐTDH vào giảng dạy như các phần mềm trình diễn (PowerPoint, Flash,Violet…), các phần mềm hỗ trợ (Maple, Mathematica, Corel, Photoshop…), cácphòng thí nghiệm ảo (Crocodile, Seasoft Optics, Interactive Physics…), các phươngtiện truy cập và tra cứu kĩ thuật số (notebook, ebook, tablet )

Dự án “Đổi mới chương trình giáo dục, sách giáo khoa và tài liệu giảng dạy” và

dự án “Đào tạo cán bộ tin học và đưa tin học vào nhà trường” được xác định là 2trong 7 dự án trọng điểm thuộc chương trình mục tiêu quốc gia giai đoạn 2006 -

2010.

Ngày 18.12.2010, Bộ GDĐT đã phát động cuộc thi “Thiết kế hồ sơ bài giảngđiện tử” trong toàn ngành nhằm đẩy mạnh phong trào ứng dụng CNTT, thiết kế, xâydựng TLĐT, góp phần đổi mới nội dung và phương pháp DH.

Cuộc thi cũng định hướng tiếp cận công nghệ DH hiện đại là E.learning, tạo

nguồn TLĐTDH mở, chia sẻ kinh nghiệm trong cộng đồng giáo dục, giúp SV tự học là

chính, có thể học ở mọi nơi, mọi lúc, tiến tới mô hình trường học điện tử

Có thể liệt kê một số phần mềm công cụ tiện ích khá phổ biến hiện nay như:phần mềm tạo bài giảng E.learning từ Powerpoint (Adobe Presenter 7.0, AdobeCaptivate hay Authoware), công cụ soạn bài giảng Multimdia (Daulsoft LectureMaker, Microsoft Producer), công cụ thiết kế các bài thí nghiệm ảo (VirtualPhysics), Mô phỏng vật lý (Physics Simulations), phần mềm kể chuyện với hình ảnhminh họa (Photo Story), bộ công cụ xây dựng bài giảng điện tử ILC Builder và Imitor,phần mềm soạn thảo câu hỏi trắc nghiệm Testonline client và công cụ xây dựngwebsite cá nhân Nuke, Drupal, Moolde, Joomla vv… [23], [26], [41]

Đóng góp về nghiên cứu và thiết kế sản phẩm phần mềm DH cũng khá đa dạng

và phong phú Chẳng hạn như một số công trình của các chuyên gia giáo dục như:Phạm Xuân Quế (ĐHSP Hà Nội) với phần mềm thực tập mô phỏng về cơ học, cácphần mềm thực hành ảo về quang học và điện-từ, phần mêm phân tích video; LêCông Triêm (2010): Sử dụng phương pháp thí nghiệm biểu diễn với sự hỗ trợ của tàiliệu giáo khoa điện tử trong DH vật lí; Trần Đức Vượng (2003): DH nêu vấn đề với sự

hỗ trợ của tài liệu giáo khoa điện tử trong DH vật lí; Jef Peeraer và Trần Nữ MaiThi (2011): Bộ công cụ ứng dụng CNTT trong DH tích cực [20]

Gần đây, một số đề tài, luận án tiến sĩ và luận văn cao học cũng đã tập trungnghiên cứu vấn đề này Có thể nêu ra một số nghiên cứu gần đây nhất như: “Tổchức hoạt động DH Vật lí đại cương trong các trường ĐH theo học chế tín chỉ với

sự hỗ trợ của E.learning” (Luận án Tiến sĩ giáo dục học của Lê Thanh Huy, TrườngĐHSP

- Đại học Huế, 2013), [17]; “Xây dựng và sử dụng tài liệu giáo khoa điện tử hỗ trợ

DH phần cơ - nhiệt vật lí 10 THPT (Luận án Tiến sĩ giáo dục học của Phan NhậtKhánh, Đại học Huế 2012) [23]; “Sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của máy vi tínhtrong DH một số kiến thức cơ - nhiệt THPT” (Luận án Tiến sĩ giáo dục của TrầnHuy Hoàng, đại học Sư phạm Vinh 2006) [16]; “Thí nghiệm thực hành ảo ứng dụngtrong DH kỹ thuật công nghiệp lớp 12 THPT” (Luận án Tiến sĩ giáo dục học của Lê

Huy Hoàng, đại học Sư phạm Hà Nội 2005) [15]; “Nghiên cứu sử dụng MVT vớiMultimedia thông qua việc xây dựng và khai thác website dạy học vật lý 6 THCS”,

(Luận án tiến sĩ Giáo dục của Vương Đình Thắng, Đại học Vinh, Nghệ An 2004) [49];

“Vận dụng phương pháp mô phỏng vào DH kỹ thuật công nghiệp” (Luận án Tiến sĩtâm lí giáo dục học của Lê Thanh Nhu, Đại học Sư phạm Hà Nôi 2002)

Các nghiên cứu nêu trên đã tập trung đi sâu vào lĩnh vực thiết kế, xây dựng và

sử dụng các TLĐT trong DH tích cực, làm rõ những thuật ngữ và khái niệm mớinhư: học liệu điện tử, TLĐT, tài liệu giáo khoa điện tử (TLGKĐT), DH điện tử

Một số sản phẩm (TLĐTDH, TLGKĐT) và quy trình sử dụng sản phẩm đótrong DH trên lớp, DH với sự hỗ trợ bởi máy tính, DH qua mạng về một số nộidung cơ - nhiệt, điện - từ, quang học, kĩ thuật công nghiệp trong chương trình vật líphổ thông trung học… đã được công bố và kiểm định trong thực tế, chứng minhđược tính khả thi và hiệu quả

Tuy nhiên, những công trình nghiên cứu đã được công bố và ứng dụng trongthực tế về xây dựng, sử dụng TLĐTDH cho các môn học chuyên ngành ở bậc đạihọc còn khá khiêm tốn, chưa tương xứng với tốc độ phát triển rất nhanh của

hệ thống các trường đại học Việt Nam hiện nay

Đặc biệt việc nghiên cứu, xây dựng TLĐTDH nội dung về “PPKTVLY”BDNLTH theo hướng là sản phẩm mở, dùng chung, có thể chia sẻ, khai thác rộngrãi qua mạng internet hiện chưa có công trình được công bố và chưa có sảnphẩm

lưu hành trên thị

trường

Nghiên cứu của tác giả nhằm góp phần khắc phục hạn chế trên

1.1.4 Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học trên thế giới

Nếu như trước đây, tài liệu DH truyền thống được sử dụng phổ biến trong các

hoạt động DH và nghiên cứu y sinh học nói chung và môn Lí sinh y học nói riêng làtranh, ảnh, sinh vật phẩm thực và các loại tiêu bản ngâm foocmon, thì những năm

gần đây đã dần được bổ sung và thay thế bằng các TLĐTDH.

Dạng TLĐTDH phổ biến nhất là các tài nguyên học liệu chuyên ngành, ví dụ: khotài nguyên học liệu điện tử Medline, của Thư viện Y học Quốc gia Hoa kỳ (US.National Library of Medicine), nơi số hóa và lưu trữ hàng chục triệu ấn bản, côngtrình, bài viết, thông tin y học, được cập nhật thường xuyên mà người dùng khắp

thế giới có thể đăng kí và truy cập qua mạng internet (Một số trường đại học Ydược Việt Nam đã

được hãng Silver Platter (Mỹ) tài trợ, cung cấp đều đặn và miễn phí dưới dạng cácđĩa

CD chứa dữ liệu)

Các phần mềm DH tương tác thường được thiết kế dưới dạng các gói dữ liệuđộc lập hoặc các website cũng là một dạng TLĐTDH thông dụng Có thể chỉ ra một

số TLĐTDH dạng này đang được sử dụng rất rộng rãi hiện nay như: phần mềm

DH Body Study, (có thể lưu trữ và truy cập từ đĩa CD), các TLĐT được thiết kế dướidạng Website (ví dụ: như: b i od i g i t a l hu ma n co m và a l t h l i n e.he co m/ hu ma n - b o d y -ma

p s ) Đây thực sự là một dạng TLĐTDH chuyên ngành phổ biến và hữu ích đối với

SV ngành y trên toàn thế giới cũng như ở Việt Nam, phục vụ hiệu quả cho học tập,nghiên cứu, giảng dạy nhiều chuyên ngành trong đó có Lí sinh y học

Năm 2012, các nhà nghiên cứu từ Đức và Canada đã tạo ra mô hình kỹ thuật số3D đầu tiên của bộ não người hoàn chỉnh, có tên gọi là "Big Brain" Mô hình hiển thịchi tiết về giải phẫu và sinh lí học của não bộ, người dùng có thể truy cập công khai

bộ tài liệu điện tử này qua cổng thông tin CBRAIN bằng việc đăng ký miễn phí

Đầu năm 2013, Tổng thống Mỹ Obama công bố một dự án 64 triệu euro đểphát triển một phần mềm lập bản đồ bộ não con người, hỗ trợ việc giảng dạy,nghiên cứu của các chuyên ngành y sinh

Nhờ ứng dụng những thành tựu mới nhất của công nghệ điện toán đám mây

và kỹ thuật lõi kép, đầu năm 2013, các chuyên gia Mỹ đã cung cấp phần mềmVisible Body mô phỏng 3D (Human Anatomy Atlas), rất ưu việt cho việc DH vànghiên cứu y học, điều đặc biệt là phần mềm này có thể truy cập bằng các thiết bị

di động cầm tay chạy trên nền ngôn ngữ lập trình Android

Các phần mềm mô phỏng thực tại ảo và mô hình giải phẫu điện tử cũng là mộtdạng TLĐTDH rất có giá trị cho việc giảng dạy kiến thức và hỗ trợ rèn luyện kỹnăng thực hành Ví dụ: phòng thực hành mô phỏng sinh lí (trường ĐH Y khoaCônming Trung Quốc thiết kế), các mô hình giải phẫu điện tử của một số hãng nổitiếng như: 3B (Đức), NASCO và Gaumard (Mỹ), Hồng Liên (Trung Quốc)

Dạng TLĐTDH này giúp SV hiểu rõ bản chất vật lý, cơ chế và nguyên lí của

nhiều hiện tượng, quá trình sống, thực hành kĩ năng tiền lâm sàng (thực hành, rèn

luyện các kỹ năng, các thao tác cơ bản trên mô hình “giống như thật” trước khitiếp

xúc và thao tác trên bệnh phẩm, bệnh nhân,và tình huống thật tại giường bệnh (thực

hành Lâm sàng).

Bên cạnh thế mạnh là đa dạng và phong phú, các phần mềm dạy học hiện nayhầu hết đều vẫn chỉ là các phần mềm đơn lẻ, dưới dạng sản phẩm đóng, người sửdụng ít có cơ hội tương tác và tham gia bổ sung, cập nhật thông tin

1.1.5 Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học ở Việt Nam

Lí sinh y học là môn học giao thoa của nhiều lĩnh vực như như vật lí, sinh học, yhọc, tâm lý học

Đặc điểm định hướng nghề nghiệp, tích hơp, liên ngành của môn học thể hiện

ở sự tích hợp giữa các kiến thức vật lí (thuộc lĩnh vực khoa học cơ bản), các kiếnthức y - sinh học (lĩnh vực khoa học sự sống) và các kiến thức về kĩ thuật (khoa họcứng dụng), cũng như sự gắn kết giữa các nội dung học thuật với các giải pháp kĩthuật, mang tính thực tiễn chuyên ngành Chẳng hạn:

Dưới góc độ y học cơ sở: Những quan điểm, kiến thức và định luật vật lí làm

sáng tỏ nguyên lý cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, nguồn gốc các lực, công, quy luậtchuyển hóa giữa các dạng năng lượng và vật chất bên trong các hệ thống sống nhằm phát hiện, nghiên cứu, giải thích cơ chế, động lực và bản chất vật lí của cáchiện tượng và quá trình sinh học, làm sáng tỏ điều kiện phát sinh, duy trì và pháttriển của các tổ chức sống

Ở góc độ cận lâm sàng: Các kiến thức vật lí được ứng dụng trong các liệu pháp

thăm dò chức năng (nghe tim phổi, mạch, huyết áp, đo ghi điện tim, điện não, điệncơ…), chẩn đoán hình ảnh (siêu âm, X-quang, chụp cộng hưởng từ…), xét nghiệm(hóa sinh, vi sinh, miễn dịch, huyết học, giải phẫu bệnh…)

Dưới góc độ lâm sàng: Các tác nhân vật lí như: tác động cơ học, tác dụng nhiệt,

các lực điện-từ trường, ánh sáng và các loại tia bức xạ bao gồm hồng ngoại, khảkiến, tử ngoại và các tia có năng lượng cao như tia Rơnghen, Gamma, tia phóng xạ,sóng âm và siêu âm được sử dụng rộng rãi trong vật lí trị liệu (điều trị bằng hồngngoại, tử ngoại, điện phân, điện châm, kích điện, tạo nhịp tim…), các liệu pháp xạ trị

và y học hạt nhân (tia phóng xạ và các bức xạ năng lượng cao), các kĩ thuật phẫuthuật không dao kéo (dao cao tần, cắt đốt bằng tia laser, gamma knife ) [2], [3],[25], [28]

Tuy nhiên trong suốt một thời gian khá dài, ch ư ơng t r ìn h , nội dung môn họcluôn có sự biến động và điều chỉnh Ví dụ, trước năm 1994, chuyên ngành này chủyếu cung cấp cho SV những kiến thức Vật lý có liên quan đến Y học, được hiểu làmột bộ môn khoa học cơ bản (dạy vật lý ở trường Y) và thường được ghép chungvới môn Toán thành bộ môn Toán-Lý.

Trong khoảng 1995- 2000, khi các bộ môn cơ bản được tách ra và chuyển về cáctrường đại học đại cương, môn học này gần như bị đồng hóa với bộ môn Vật lý đạicương, nghĩa là SV tất cả các trường, các chuyên ngành tự nhiên đều được trang bịmột nội dung kiến thức vật lí như nhau Kết quả là, nhiều kiến thức trong chươngtrình không gắn với chuyên ngành và ngược lại, nhiều kiến thức rất cần thiết lạikhông được cung cấp

Chỉ từ sau Hội nghị chuyên đề về Lí sinh y học toàn quốc, tổ chức tại trường đại học Y Hà Nội (8.1999), đặc biệt từ khi bản “Kiến nghị của các nhà Lí sinh y học toàn quốc” được Bộ GDĐT và Bộ Y tế phê chuẩn, môn học này mới thực sự có được vai

trò và vị trí như hiện nay

Đó là một trong các lí do mà, trong một thời gian dài tìm hiểu, tra cứu tại một

số thư viện và trang web của các trường đại học trong nước, tác giả hầu như chưatìm được một TLĐTDH nào về chuyên ngành Lí sinh y học, ngoài một số thông tinvắn tắt trong Từ điển bách khoa thư và trang Từ điển bách khoa toàn thư Việt Nam

Từ các nguồn khác, tác giả cũng mới chỉ sưu tầm được một số đề tài, bài viết,còn tương đối sơ lược, chẳng hạn như khảo luận về việc đổi mới giảng dạy môn Lísinh của Nguyễn Khánh Bằng (1998) [2], (lưu hành nội bộ trong trường ĐHY HàNội), một số bài viết ngắn trên tạp chí y học thực hành và tạp chí KHCN cấp trường,một vài đề tài khoa học cấp cơ sở của: Bùi văn Thiện, Nguyễn Minh Tân (Đại họcThái Nguyên), Nguyễn Văn Nghĩa (Đại học Y Hải Phòng), Lê Văn Trọng (Đại họcHuế), Lê văn Lợi (Đại học Y TP HCM), Lê Tiến Lộc (Đại học Tây Nguyên),Nguyễn Văn Quý (Cao đẳng Y tế Hà Nội)

Trên một số tạp chí và trang thông tin điện tử thời gian gần đây đã xuất hiện

một số bài giới thiệu về phần mềm DH liên quan đến lĩnh vực LSYH như: website

www do c sa c h y s i nh c om (Phùng Trung Hùng, Trường ĐH Y Dược TPHCM); website

tailieudientu.joomskys.net (Bộ môn Lí sinh trường ĐH Y Dược Thái Nguyên) cũngcung cấp một số dữ liệu có thể tham khảo cho DH môn học này.

Từ năm 2010, đã xuất hiện một số bài thí nghiệm mô phỏng về kĩ thuật quang, chụp cắt lớp (CT.Scaner), cộng hưởng từ hạt nhân (MRI) và siêu âm doHuỳnh Quang Linh, Võ Như Như (ĐH Bách khoa TPHCM) giới thiệu tại địa chỉhtp://w w w y kho a ne t

X-Tóm lại, việc xây dựng và sử dụng TLĐTDH hỗ trợ DH môn LSYH đã đượcnghiên cứu ở nhiều trường đại học trên thế giới, nhưng dường như còn rất ít đượcquan tâm ở Việt Nam

Một TLĐTDH được thiết kế, xây dựng cho mục đích DH môn LSYH hầu nhưchưa được công bố hay chưa có sản phẩm lưu hành trên thị trường, mà chủ yếumới chỉ có những TLĐTDH của những chuyên ngành gần để tham khảo hoặc vậndụng, khai thác hỗ trợ việc dạy và học một phần của môn học

Đến thời điểm hiện tại, tác giả chưa tìm kiếm được đề tài hoặc luận án tiến sĩ nghiên cứu về xây dựng và sử dụng TLĐTDH môn LSYH tại Việt Nam.

Thực tế đó cho thấy, việc nghiên cứu xây dựng và sử dụng TLĐTDH cho môn LSYH là cần thiết Việc xây dựng và sử dụng TLĐTDH cho môn LSYH phải dựa trên nghiên cứu vận dụng lí luận DH hiện đại về BDNLTH cho SV

Hiện nay, các vấn đề của lí luận DH hiện đại đã được trình bày trong nhiều tàiliệu về lí luận dạy học nói chung cũng như lí luận dạy học bộ môn vật lí nói riêng.[4], [7], [20], [22], [29], [38], [44], [45], [46], [47], [51], [55]

Trong khuôn khổ luận án này, tác giả sẽ tập trung chủ yếu nghiên cứu vậndụng, cụ thể hóa một số định hướng sau của lí luận dạy học hiện đại:

- Tăng cường sử dụng các phương tiện kĩ thuật mới trong DH (như sử dụng cácphương tiện CNTT);

- Tăng cường năng lực tự học của người học;

- Đổi mới PPDH nhằm phát triển năng lực nội sinh của người học như: phát huyhứng thú, tính tích cực, tự lực của người học Theo đó, các mô hình dạy học tíchcực như: DH PHGQVĐ, DHTCSVĐ sẽ được nghiên cứu cụ thể hóa

Các nội dung nêu trên sẽ được phân tích, cụ thể hóa tại các mục 1.2, 1.3, 1.4 và1.5 của luận án

1.2 Phương tiện dạy học số và tài liệu điện tử dạy học

1.2.1 Phương tiện dạy học số

1.2.1.1 Khái niệm phương tiện dạy học số

Theo tác giả Phạm Xuân Quế [32] thì “Phương tiện DH số là các phương tiện

mà một phần hay toàn bộ được tạo nên và hoạt động dựa trên công nghệ số”.Phương tiện DH số đôi khi còn được gọi là đa phương tiện (Multimedia)

1.2.1.2 Phân loại phương tiện dạy học số

Cũng theo Phạm Xuân Quế [32], phương tiện DH số được chia thành 2 loại:

Phương tiện DH số cứng: máy tính, máy chiếu, và các thiết bị lưu trữ, xử lí,

hiển thị thông tin hoạt động dựa trên công nghệ số như: bảng điện tử, ebook, Ipad,

Iphone, đầu VCD, DVD…

Phương tiện DH số mềm: Tệp (files) dữ liệu số dưới dạng văn bản, hình ảnh,

hình vẽ, mô hình, bảng biểu, biểu đồ, đồ thị, videoclip, các phần mềm DH, các phầnmềm đi kèm với thiết bị thí nghiệm ghép nối với máy vi tính

Cũng có thể phân loại các phương tiện DH số dựa vào đặc trưng “tính tươngtác” như sau:

Các phương tiện DH số không có tnh tương tác: văn bản, hình ảnh…

Các phương tiện DH số có tnh tương tác: các phần mềm, hệ thống thiết bị thí

nghiệm ghép nối với máy vi tính

1.2.2 Tài liệu điện tử dạy học

1.2.2.1 Khái niệm về tài liệu điện tử và tài liệu điện tử dạy học

Tài liệu điện tử (TLĐT) là một khái niệm tương đối mới, ra đời trong nhữngnăm gần đây cùng với sự phổ cập của máy tính, mạng internet, các thiết bị điện tử

và kĩ thuật số khác

Mặc dù đã trở nên khá phổ biến, song khái niệm này vẫn chưa có mộtđịnh nghĩa thống nhất và luôn thay đổi cùng với sự phát triển rất nhanh chóngtrong lĩnh vực công nghệ thông tin và truyền thông

Có thể nêu ra một số định nghĩa phổ biến đang được sử dụng hiện nay:

Bách khoa toàn thư mở (htp : //vi.wi k ipedia o rg) định nghĩa: TLĐT là các dạngtập tin, chương trình, được kết nối bằng các phương tiện truyền thông

Phan Nhật Khánh, [23] đã trích dẫn 3 định nghĩa về TLĐT như sau:

Định nghĩa của Nguyễn Kim Thân (trong Từ điển tiếng Việt): TLĐT là dữ liệu, tintức giúp cho con người tìm kiếm thông tin dựa trên máy tính và các phương tiệncông nghệ mới

Định nghĩa của Bộ GDĐT (trong ấn phẩm SGK môn tin học lớp 10): TLĐT là tàiliệu được biên soạn hoăc lưu trữ dưới dạng số hóa hoặc phi số (tài liệu dạng văn bản)

Định nghĩa của Lê Công Triêm (Đại học Huế): TLĐT là các tài liệu phục vụ choviệc dạy và học một số môn khoa học nào đó, được số hóa và được lưu trữ, khaithác trên máy tính [56]

Trong luận án tiến sĩ giáo dục học của mình [23, trg 3], Phan Nhật Khánh đưa rađịnh nghĩa: “TLĐT là hệ thống tri thức, kĩ năng được số hóa dưới dạng dữ liệu trênmáy tính và các thiết bị truyền thông, giúp các nhà chuyên môn sử dụng tiện lợitrong công tác, trong nghiên cứu khoa học, trong giảng dạy và học tập”

Với nghĩa hẹp hơn, cũng trong tài liệu đã dẫn, Phan Nhật Khánh còn đưa ra khái

niệm Tài liệu giáo khoa điện tử với cách hiểu là một chương trình máy tính chứa

các dữ liệu giáo khoa học tập, trong đó các tài nguyên được multimedia hóa dướidạng văn bản hình ảnh, âm thanh videoclip, các phần mềm, các siêu liên kết hỗ trợcho GV và học sinh trong hoạt động DH [23]

Tổng hợp các cách giải thích và định nghĩa nêu trên, tác giả có nhận xét nhưsau: về cơ bản, các định nghĩa trên đều thống nhất ở một điểm, đó là: tài liệu điện

tử (và tài liệu giáo khoa điện tử) là những thông tin, được số hóa, sử lí bởi các chương trình phần mềm, được hiển thị, khai thác qua máy tnh và các thiết bị điện

thuật ngữ mới: Tài liệu điện tử dạy học và đề xuất một định nghĩa mới như sau:

Tài liệu điện tử dạy học (TLĐTDH) là một dạng sản phẩm phần mềm hỗ trợ DH

tch hợp, dùng chung, được thiết kế, xây dựng và khai thác thông qua hệ thống máy

tính, mạng và các thiết bị kỹ thuật số thông dụng khác

Khái niệm TLĐTDH do tác giả đề xuất có 2 đặc trưng khác biệt so với các khái

niệm khác, đó là: tích hợp và dùng chung.

Đặc trưng tích hợp được thể hiện:

Về thiết kế cấu trúc: TLĐTDH đồng thời là một thư viện số, một giảng đường,

phòng thí nghiệm, phòng thi trắc nghiệm và diễn đàn thảo luận nhóm

Về công nghệ DH: TLĐTDH là một kho chứa các tài nguyên, học liệu chuyên

ngành, một công cụ khai thác thông tin, và là môi trường giao tiếp

Về mục đích sử dụng: TLĐTDH vừa là phương tiện hỗ trợ dạy của GV, vừa là

công cụ hỗ trợ việc tự học của trò, vừa là không gian giao tiếp, chia sẻ, thảo luậngiữa thầy - trò, trò - trò vv…

Đặc trưng dùng chung thể hiện:

Khai thác tối đa mọi nguồn tài nguyên hữu ích và hợp pháp của nhân loại

Là phương tiện giảng dạy và tham khảo cho nhiều thầy cô cùng chuyên ngành

Là công cụ hỗ trợ học tập cho nhiều đối tượng có nhu cầu

Có thể truy cập và khai thác qua mạng internet, do đó không hạn chế về thờigian, không gian, số lượng người truy cập và khai thác

Là sản phẩm mở, có thể cập nhật và bổ sung bởi mọi người sử dụng, do đó, sảnphẩm của cá nhân, nhưng tài nguyên là tài sản, công sức của nhiều người

1.2.2.2 Chức năng của tài liệu điện tử dạy học

Dưới góc độ lí luận DH, TLĐTDH có các chức năng sau:

Chức năng là nguồn trí thức, cơ sở dữ liệu, tài nguyên học tập.Bao gồm:

Các giáo trình được số hóa và lưu trữ dưới dạng các tệp tin (files);

Các tài liệu tham khảo liên quan;

Các bài giảng điện tử dạng slide trình chiếu;

Các bài giảng trực quan (video clip);

Các bài thí nghiệm thực tại ảo, thực hành mô phỏng tương tác)

Chức năng công cụ, phương tiện hỗ trợ hoạt động dạy và học, ở các khâu:

Thu thập thông tin: TLĐTDH được thiết kế và xây dựng dưới dạng website, cóthể truy cập thông qua internet, do đó, ngoài tài nguyện học tập có sẵn trong CSDL,người sử dụng còn có thể truy cập, khai thác các thông tin cần thiết khác nhờcác

công cụ tìm kiếm và thu thập thông tin phổ biến như Google, Yahoo, Chrome vv

Xử lí thông tin: như mọi chương trình phần mềm khác, TLĐTDH cho phép người dùng nhập các dữ liệu đầu vào (ví dụ các điều kiện, dữ liệu cho các bài thí

nghiệm mô phỏng, các tùy chọn trong các câu hỏi trắc nghiệm ), chương trình sẽ

tự động sử lý (nhờ các thuật toán) và cho ra các thông tin (chẳng hạn các hiện

tượng thí nghiệm, các kết quả trắc nghiệm )

Hiển thị thông tin: Mọi thông tin học tập cần thiết chứa trong cơ sở dữ liệu

được chuyển tải đến người dùng bằng việc hiển thị trực tiếp trên màn hình máy

tính, hay thông qua các thiết bị trình chiếu như bảng điện tử, máy chiếu, Tivi (TV),hay in ra giấy in, giấy ảnh thậm chí các thông tin từ TLĐTDH có thể up lên các trangweb xã hội như Youtube, Facebook vv để chia sẻ với cộng đồng

Chức năng tương tác trong DH

TLĐTDH là môi trường tương tác và giao tiếp, bao gồm:

Tương tác, giao tiếp người sử dụng - máy (người sử dụng và thiết bị, phần mềm);Tương tác, giao tiếp giữa chủ thể (người dạy, người học) và đối tượng học tập(giáo trình, bài giảng, ngân hàng câu hỏi, tài liệu tham khảo );

Tương tác, giao tiếp giữa SV với nhau;

Tương tác, giao tiếp SV với GV

Chức năng môi trường DH mở

Người dùng có thể khai thác tối đa mọi nguồn tài nguyên hữu ích và hợp phápcủa nhân loại

Không hạn chế về thời gian, không gian, số lượng người truy cập và khai thác.Liên tục được cập nhật và bổ sung bởi mọi người dùng, do đó, sản phẩm của cánhân, nhưng tài nguyên là tri thức chung, là sự đóng góp của nhiều người

1.2.2.3 Một số yêu cầu đối với tài liệu điện tử dạy học

Nội dung của TLĐTDH phải phù hợp với mục đích, nội dung và chương trình đàotạo của môn học, đồng thời TLĐTDH cũng phải đáp ứng một số yêu cầu cơ bản sau:

Yêu cầu về tính chính xác, khoa học của tài liệu: