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

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”. 1 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 2 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. 3 7.2 Về mặt thực tiễn - Đề xuất nguyên tắc,phương pháp thiết kế khóa học và quy trình tổ chức dạy học trực tuyến ngành CNTT theo tiếp cận tương tác. - Vận dụng để thiết kế và tổ chức dạy học thành công khóa học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính chuyên ngành CNTT bậc đại học. 8 Kết cấu luận án 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. 4 Nguyến tắc 2: Cung cấp các tiện ích hỗ trợ khai thác thuận lợi và thân thiện. Nguyên tắc 3: Phải tạo ra môi trường học tập có tính cộng đồng cao. Nguyến tắc 4: Phải có tính tương tác cao. 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 Thiết kế bài giảng * Những nội dung cần thiết kế trong khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác Thiết kế kiểm tra đánh giá Thiết kế nội dung Thiết kế thực hành Thiết kế hoạt động giao tiếp Hình 1.11 Thiết kế nội dung khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác 5 * 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. Học phần ... Chủ đề 1 (Bài giảng SCORM) Chủ đề 2 (Bài giảng SCORM) Nội dung Text Nội dung Text Lời giảng (âm thanh) ... ... Chủ đề n (Bài giảng SCORM) Mô phỏng (video, images,..) 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. 6 * 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. Thăm dò kiến thức nền Tổng hợp bằng một câu Đánh giá trong tiến trình Khó hiểu nhất Câu hỏi nhanh Điểm chưa rõ 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, … Bài tập trắc nghiệm Đúc kết Đánh giá tổng thể Bài tập nhóm Bài tập cá nhân 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. 7 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: Thiết kế nội dung khóa học trực tuyến Thiết kế hoạt động trước khóa học Hoạt động làm quen Thiết kế bài giảng Bài kiểm tra thăm dò Thiết kế bài kiểm đánh giá kết quả học bài giảng Thiết kế phần học thực hành Thiết kế phần học lý thuyết Thiết kế chủ đề 01 Thiết kế bài tập cá nhân ... Thiết kế bài tập nhóm Phần mềm thực hành ảo Thiết kế chủ đề n Thiết kế thảo luận trực tuyến Thiết kế bài kiểm tra hết chủ đề Bài kiểm tra trắc nghiệm đồ họa Thiết kế bài tập đúc kết Hình 1.18 Mô hình thiết kế nội dung khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác Trên cơ sở mô hình khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác đã thiết kế, luận án cũng xây dựng quy trình, phương pháp và phương tiện để tổ chức dạy học, cụ thể: * Phương pháp và kỹ năng dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác Do các đặc trưng của dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác cho nên phương pháp dạy học chủ đạo thứ nhất là phương pháp sư phạm tương tác, đó là việc vận dụng các nguyên tắc của sư phạm tương tác với 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 8 đỡ, là người can dự chính bên cạnh SV; Môi trường trực tuyến tác động tất yếu tới hoạt động dạy và học. Học tập trong môi trường trực tuyến nên SV được chi phối bởi đặc trưng tự học ở mức cao. Vì vậy, phương pháp dạy học chủ đạo tiếp theo là các các phương pháp tự học. SV trở thành trung tâm của quá trình dạy học. Kết quả là, các kịch bản thiết kế và sử dụng các nội dung học tập trực tuyến sẽ tích hợp các phương pháp dạy học tích cực, cụ thể là phương pháp tình huống, phương pháp dạy học nêu vấn đề và giải quyết vấn đề, cộng tác nhóm, dự án... 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. 9 * 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) Dạy học phần lý thuyết Dạy học phần thực hành Tổng kết đánh giá chủ đề 01 ..... Thi giữa học phần ..... Dạy học chủ đề n (theo thời gian quy định) Dạy học phần lý thuyết Dạy học phần thực hành Tổng kết đánh giá chủ đề n Tổng kết điểm của n chủ đề (điểm tối đa là M) Đạt Điểm >=k (k=45%*M) Thi kết thúc học phần Không đạt Tổng kết điểm khóa học Học lại khóa học Hình 1. 19 Quy trình tổ chức dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác 10 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: 11 CẤU TRÚC KHÓA HỌC KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 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 Phần cơ sở dữ liệu Lời chào mừng khóa học trực tuyến theo Hỗ trợ kỹ thuật tiếp cận tương tác học Mục đích và mục tiêu khóa học phần kiến trúc máy tính Yêu cầu của khóa học được thiết kế như sơ đồ Mô tả khóa học cấu trúc tổng thể sau: 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 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: NỘI DUNG KHÓA HỌC KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Chủ đề 01. Giới thiệu chung về máy tính Thời gian diễn ra từ tuần 01(ngày ....) đến tuần 03( ngày...) Chủ đề 02. Khối xử lý trung tâm Thời gian diễn ra từ tuần 04 (ngày...) đến tuần 05 (ngày...) Chủ đề 03. Tập lệnh máy tính Thời gian diễn ra từ tuần 06 (ngày...) đến tuần 07 (ngày... 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...) Hình 2.2. Nội dung khóa học kiến trúc máy tính 12 NỘI DUNG HỌC TẬP CHỦ ĐỀ i (1-6) Mỗi một chủ đề có nội dung như hình vẽ sau: Tài liệu học tập chủ đề i (Bài giảng, tài liệu đọc tham khảo) Bài kiểm tra đánh giá kết quả học bài giảng chủ đề i (Thời gian kiểm tra: thời gian diễn ra chủ đề) Bài tập cá nhân chủ đề i (Thời gian nộp bài, hạn chót...) Bài tập nhóm chủ đề i ( Thời gian nộp bài, hạn chót...) Thảo luận trực tuyến chủ đề i (thời gian thảo luận từ... đến...) Bài kiểm tra hết chủ đề i (Thời gian kiểm tra từ ... đến...) Đúc kết chủ đề i (Thời gian nộp bài, hạn chót...) Hình 2.3. Nội dung một chủ đề của khóa học * Thiết kế phần thực hành Nội dung các bài thực hành + Nội dung thực hành số 01: Nhận dạng các linh kiện máy tính + Nội dung thực hành số 02: Lắp ráp các linh kiện máy tính Kiểm tra đánh giá nội dung thực hành + Sinh viên sử dụng chình phần mềm để tự kiểm tra đánh giá + Giảng viên sử dụng bộ câu hỏi trắc nghiệm đồ họa kiến trúc máy tính để đánh giá sinh viên. + Để kiểm tra giữa kỳ và cuối kỳ gồm 70 câu trắc nghiệm lấy ra từ bộ đề của học phần. 2.2.2. Xây dựng khóa học Khóa học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính được xây dựng theo các bước sau: Bước 1: Phân tích, xác định mục đich, yêu cầu: Bám sát định hướng về dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác, khóa học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính được xây dựng theo các tiêu chí: Tích hợp nhiều tính năng, công dụng, đáp ứng được mục đích tổ chức dạy và học trực tuyến; Phục vụ nhiều đối tượng (GV, SV và mọi người dùng có nhu cầu); Có thể truy cập từ xa, đáp ứng được yêu cầu học tập trực tuyến mọi lúc (every time) và mọi nơi (every where); Phát huy được khả năng tương tác trong môi trường trực tuyến: tương tác giữa GV, SV và nội dung học tập; Tạo ra một môi trường học tập mà ở đó SV luôn 13 được quan tâm như trong môi trường học tập truyền thống; Đặc biệt là có khả năng kiểm tra đánh giá và hạn chế tối thiểu khả năng thiếu trung thực của ngưới học và có khả năng tổ chức thực hành ảo trong môi trường dạy học trực tuyến. Bước 2. Lựa chọn phần mềm thiết kế Sử dụng một số phần mềm công nghệ thông tin chuyên nghiệp trong dạy học. Trong LA đề xuất sử dụng các phần mềm như: Moodle, CourseLap, Macromedia Flash, IT essencial Virtual destop,... Bước 3. Xây dựng và quản lý nội dung khóa học Sử dụng cơ sở dữ liệu đã thiết kế mục 2.2.1, sử dụng phần mềm đã lựa chọc, khóa học trực tuyến học phần Kiến trúc máy tính theo tiếp cận tương tác được xây dựng dưới dạng một website dạy học tại địa chỉ http://www.khanhmckm.com/. Hình 2.1. Website khóa học trực tuyến kiến trúc máy tính Những thành phần cơ bản của khóa học trực tuyến đã xây dựng Xây dựng các hoạt động tham gia trước khóa học. Xây dựng diễn đàn trước lạ sau quen. Xây dựng câu hỏi thăm dò trước khóa học. Xây dựng các chủ đề khóa học: Khóa học được chia thành 06 chủ đề như thiết kế, mỗi chủ đề được diễn ra trong một khoảng thời gian và bao gồm những nội dung sau: Bài giảng chủ đề, các tài liệu đọc tham khảo của chủ đề i; bài kiểm tra đánh giá kết quả học bài giảng của chủ đề i; bài tập cá nhân chủ đề i; bài tập nhóm chủ đề i; thảo luận trực tuyến chủ đề i; bài kiểm tra đánh giá hết chủ đề i; đúc kết chủ đề i; kho dữ liệu chung chủ đề i Xây dựng phần thực hành cho học phần kiến trúc máy tính: Cài đặt và sử dụng phần mềm IT Essentials Virtual Desktop làm Phần mềm thực hành ảo cho học phần. 14 Xây dựng bộ đề trắc nghiệm đồ họa: Sau một thời gian nghiên cứu tác giả đã sử dụng thành công phần mềm Macromedia Flash để xây dựng bộ đề trắc nghiệm dạng hình ảnh học phần kiến trúc máy tính gồm 50 câu hỏi. 2.3. Xây dựng các tiêu chí để tổ chức dạy học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính theo tiếp cận tương tác có hiệu quả Để quá trình dạy học theo tiếp cận tương tác đạt hiệu quả thì cần xây dựng các tiêu chí cho các tác nhân của quá trình dạy học. Luận án đề xuất: Các tiêu chí về điều kiện, môi trường học tập; các tiêu chí chuẩn hóa giảng viên trực tuyến; tiêu chí đối với sinh viên. 2.4. Tổ chức dạy học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính theo tiếp cận tương tác. Vận dụng quy trình tổ chức, phương pháp dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác đã xây dựng ở chương 01, Luận án tiến hành tổ chức dạy học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính theo tiếp cận tương tác. Quy trình tổ chức dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác được thực hiện qua các bước: Bước 01: Tạo lớp học, Ổn định lớp, tạo tâm thế ban đầu cho SV, làm quen với sinh viên, kiểm tra kiến thức nền. Bước 02. Tổ chức dạy học các chủ đề, luận án đã trình bày chi tiết với chủ đề 01. Giới thiệu chung về máy tính: Dạy học phần lý thuyết của chủ đề: Tổ chức học bài giảng chủ đề 01, tổ chức làm bài kiểm tra đánh giá hết chủ đề 01, Tổ chức làm bài tập cá nhân, tổ chức làm bài tập nhóm, tổ chức làm bài tập kiểm tra hết chủ đề, tổ chức làm bài tập đúc kết. Dạy học phần thực hành của chủ đề Bước 3. Tổng kết đánh giá điểm quá trình của khóa học Bước 4. Tổ chức thi giữa kỳ và cuối kỳ. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 Vận dụng các cơ sở lý luận và thực tiễn đã phân tích và xây dựng ở chương 1, nội dung của chương 2 đã được thực hiện với những nội dung và kết quả chính sau: Trên cơ sở phân tích đặc điểm ngành CNTT và cấu trúc nội dung học phần kiến trúc máy tính (học phần đặc thù cho ngành CNTT) để từ đó vận dụng mô hình thiết kế tổng thể khóa học trực tuyến theo tương tác vào thiết kế cơ sở dữ liệu cho khóa học trực tuyến Kiến trúc máy tính. Sử dụng một số phần mềm IT luận án đã xây dựng hoàn thiện một khóa học 15 trực tuyến theo tiếp cận tương tác học phần kiến trúc máy tính cả phần lý thuyết và thực hành như: Các hoạt động tương tác trong toàn bộ khóa học; Các chủ đề của khóa học, mỗi một chủ đề có đầy đủ: bài giảng, bài kiểm tra đánh giá trắc nghiệm, bài tập cá nhân, bài tập nhóm, bài tập đúc kết, thảo luận trực tuyến; Thực hành trực tuyến: sử dụng phần mềm thực hành ảo, bài kiêm tra trắc nghiệm đồ họa để đánh giá kết quả thực hành. Chương 2 luận án cũng đã đưa ra các tiêu chí để tổ chức dạy học trực tuyến theo tương tác ảo có hiệu quả như: Tiêu chí về điều kiện môi trường dạy học, Tiêu chí chuẩn hóa GV trực tuyến, Tiêu chí đối với SV. Với nội dung khóa học đã xây dựng, đáp ứng các tiêu chí đặt ra, vận dụng quy trình tổ chức dạy học ở mục 1.5 để tổ chức dạy học trực tuyến học phần Kiến trúc máy tính theo tiếp cận tương tác, bao gồm: SV tham gia các hoạt động trước khóa học: tìm hiểu nội dung, yêu cầu, quá trình tham gia khóa học, làm bài kiểm tra thăm dò kiến thức;Tổ chức dạy học các chủ đề của khóa học theo kế hoạch đã định (ví dụ với chủ đề 01: Cấu trúc chung của máy tính của khóa học); Tổ chức thực hành trực tuyến; Tổng kết đánh giá điểm theo từng chủ đề và cả khóa học;Tổ chức thi giữa kỳ và cuối kỳ. CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM- ĐÁNH GIÁ KHÓA HỌC TRỰC TUYẾN HỌC PHẦN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH THEO TIẾP CẬN TƯƠNG TÁC 3.1. Mục đích kiểm nghiệm và đánh giá Kiểm nghiệm là một trong những nội dung quan trọng của nghiên cứu, nhằm mục đích: Xác định mức độ hoàn thành của nghiên cứu so với mục đích đề ra; Đánh giá hiệu quả sử dụng khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác trong dạy học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính; Kiểm nghiệm giả thuyết khoa học của đề tài. Nhằm đạt được mục đích trên, luận án tiến hành đồng thời 3 phương pháp: Phương pháp thực nghiệm sư phạm (TNSP); phương pháp khảo sát trực tuyến ý kiến sinh viên tham gia khóa học; phương pháp xin ý kiến chuyên gia. 3.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Mục đích, đối tượng, phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm 3.2.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm Kiểm định giả thuyết khoa học của đề tài. 16 Thử nghiệm, đánh giá hiệu quả việc sử dụng khóa học trực tuyến theo tiếp cận tương tác học phần kiến trúc máy tính đã xây dựng ở chương 2 trong dạy học trực tuyến cho sinh viên ngành CNTT. 3.2.1.2. Đối tượng thực nghiệm Sinh viên năm thứ 2 của khoa CNTT- trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, lớp TT1Đ15 với 41 sinh viên. 3.2.1.3. Phương pháp tiến hành a. Cách thức tổ chức TNSP: TNSP được tiến hành 1 đợt, lồng ghép vào chương trình dạy chính khóa theo kế hoạch của bộ môn và thời khóa biểu của phòng đào tạo. Tiến hành thực nghiệm trên học phần kiến trúc máy tính – học kỳ 01 năm học 2016-2017: 1. Lớp thực nghiệm là TT1Đ15- 41 SV, tổ chức dạy học trực tuyến, sử dụng khóa học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính theo tiếp cận tương tác để tổ chức dạy học. 2. Lớp đối chứng là TT2Đ15 và TT3Đ15- 44 SV, tổ chức dạy học giáp mặt có sự hỗ trợ của công nghệ thông tin như: bài giảng điện tử, mạng internet, mô phỏng, … Cả lớp thực nghiệm và lớp đối chứng đều do chính tác giả của luận án giảng dạy. b. Nội dung TNSP: Toàn bộ nội dung kiến thức của học phần kiến trúc máy tính với 06 chủ đề, 45 tiết và diễn ra trong thời gian 15 tuần học. Nội dung cụ thể như sau: Chủ đề 1. Giới thiệu chung về máy tính; Chủ đề 2. Khối xử lý trung tâm; Chủ đề 3. Tập lệnh máy tính; Chủ đề 4. Bộ nhớ trong; Chủ đề 5. Bộ nhớ ngoài; Chủ đề 6. Hệ thống bus và các thiết bị ngoại vi. 3.2.2 Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Các bước cụ thể trong tiến trình tổ chức hoạt động dạy học gồm: 3.2.2.1 Lập kế hoạch để tổ chức dạy học Căn cứ trên lịch giảng dạy và khóa học trực tuyến theo tương tác học phần kiến trúc máy tính đã xây dựng ở mục 2.2, GV lên kế hoạch cụ thể cho từng chủ đề (06 chủ đề của khóa học) như: Thời gian diễn ra chủ đề; Thời gian diễn ra từng loại bài tập, bài kiểm tra; Kế hoạch chấm điểm và trả điểm cho SV; Kế hoạch trả lời phúc đáp các phản hồi của SV; Thời gian để tổ chức thi giữa kỳ và cuối kỳ; Thời gian tổ chức thực hành và kiểm tra đánh giá phần thực hành 17 3.2.2.2 Chuẩn bị tài nguyên dạy học Sử dụng toàn bộ nội dung đã xây dựng ở mục 2.2 để tổ chức dạy học. 3.2.2.3 Chuẩn hóa GV, SV và chuẩn bị thiết bị dạy học Yêu cầu GV tự học tập bỗi dưỡng kiến thức để đạt các tiêu chí của GV trực tuyến đã xây dựng ở mục 2.3.2. SV trang bị phương tiện, kỹ năng học tập để đáp ứng được yêu cầu đặt ra ở mục 2.3.3. 3.2.2.4. Tổ chức dạy học Tiến hành tổ chức dạy học theo kế hoạch và nội dung đã chuẩn bị 3.2.3 Đánh giá kết quả TNSP Do đặc thù của dạy học trực tuyến theo tiếp cận tương tác, luận án sử dụng thực nghiệm sư phạm. Sau khi tổ chức dạy học, để đánh giá tính hiệu quả của khóa học bằng cách đo đạc, thống kê các tiêu chí sau: * Đánh giá tính tích cực của sinh viên khi tham gia học tập trực tuyến theo tiếp cận tương tác: thể hiện qua mức độ hoàn thành bài học, mức độ tham gia tương tác của người học thông qua việc đánh giá kết quả của các dạng bài tập qua từng chủ đề (chủ đề 01 đến chủ đề 06), được cụ thể qua bảng dưới đây Bảng 3. 1. Đánh giá tính tích cực tham gia học tập của sinh viên Tiêu chí đánh Nội dung đánh giá Kết quả đánh giá giá 1 Mức độ hoàn Số lần tham gia học bài Điểm số của bài thành bài giảng giảng, kết quả học bài tập: Bài kiểm tra giảng đánh giá kết quả học bài giảng 2 Mức độ tham gia Tham gia làm bài tập Điểm số của bài tương tác của cá nhân, bài tập nhóm, tập cá nhân và bài người học tích cực bình luận ý tập nhóm kiến của sinh viên khác. 3 Mức độ tiếp thu Khả năng lĩnh hội kiến Điểm số của bài kiến thức theo thức sau khi kết thúc tập: Bài kiểm tra từng chủ đề một chủ đề hết chủ đề (Điểm số của sinh viên được trình bày ở phụ lục 5 của luận án) * Đánh giá kết quả học tập của học phần. So sánh kết quả của lớp thực nghiệm với lớp đối chứng. Cuối kỳ cả lớp thực nghiệm và lớp đối chứng đều tham gia thi trắc nghiệm. Bài thi trắc nghiệm 75 câu được lấp từ ngân hàng câu hỏi 420 TT 18 câu. Việc ra đề, tổ chức thi và chấm bài do phòng khảo thí làm theo quy định của nhà trường và đã áp dụng từ nhiều năm nay. Kết quả được thể hiện qua bảng điểm do phòng khảo thí cung cấp (trình bày ở phụ lục 6 của luận án). Kết quả đánh giá giá cụ thể như sau: 3.2.3.1 Đánh giá tính tích cực của sinh viên khi tham gia học tập trực tuyến theo tiếp cận tương tác Kết quả đánh giá được thể hiện qua biểu đồ sau: Với kết quả thu được đã phân tích có thể thấy mô hình lớp học trực tuyến theo tiếp cận tương tác Biểu đồ phân bố điểm quá trình học tập luận án xây dựng đã phát huy được khả năng tương tác trong 40 môi trường trực tuyến. Sinh viên chủ động, tích cực tham gia vào 30 lớp học với kết quả đạt được là 20 khá cao. Đặc biệt trong toàn bộ 10 khóa học sinh viên tích cực phản 0 hồi tới giáo viên thể hiện qua số KQHBG KQBTCN KQBTN KQĐGCĐ lần sinh viên hỏi qua diễn đàn, qua gọi điện trực tiếp, qua email A B C D F là trên 60 lượt. Hình 3. 1. Biểu đồ phân bố điểm quá trình học tập 3.3.3.2 Đánh giá kết quả học tập của học phần, so sánh kết quả của lớp thực nghiệm với lớp đối chứng Kết quả đánh giá được thể hiện qua biểu đồ sau: Kết quả điểm trung bình của nhóm TN (sử dụng mô hình học tập trực tuyến theo tiếp cận tương tác học phần kiến trúc máy tính) là 7.3 lớn hơn kết quả điểm trung bình của nhóm ĐC là 6.6. 30 20 10 0 A B C D F Nhóm TN Hình 3. 2. Biểu đồ phân bố điểm thi cuối kỳ 19 Nhìn vào phổ điểm trong đồ thị phân bố điểm số, cũng như trong đồ thị phân bố tần suất có thể thấy rất rõ: Số SV đạt điểm khá, giỏi (điểm A và điểm B) ở nhóm thực nghiệm cao hơn so với nhóm đối chứng. Ngược lại, số SV đạt điểm C trở xuống ở nhóm đối chứng cao hơn nhóm thực nghiệm. Sử dụng phương pháp toán học luận án đã chứng minh sự khác nhau về kết quả học tập giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng là có ý nghĩa và kết quả thu được không phải là ngẫu nhiên, với độ tin cậy 95%. Điều đó chứng tỏ: việc sử dụng mô hình học tập trực tuyến học phần kiến trúc máy tính theo tương tác đã có tác động tích cực thiết thực nâng caohiệu quả và chất lượng đào tạo. 3.3 Phương pháp khảo sát trực tuyến ý kiến sinh viên 3.3.1 Mục đích và đối tượng khảo sát Để đánh giá khả năng tác động của việc học tập trực tuyến theo tiếp cận tương tác đến sinh viên như: Tăng cường khả năng tự học, tự nghiên cứu; chủ động, tích cực trong học tập; tạo môi trường học tập được giao tiếp thường xuyên với bạn bè và thầy cô; dễ học, dễ hiểu và vận dụng tốt vào thực tiễn. Đối tượng khảo sát là 41 sinh viên lớp TT1Đ15 sau khi đã tham gia học khóa học trực tuyến học phần kiến trúc máy tính theo tiếp cận tương tác. 3.3.2 Nội dung và phương pháp tiến hành Nội dung khảo sát gồm 6 nội dung: Có liên quan; có sự suy nghĩ ý kiến; tương tác giữa các sinh viên; có sự hỗ trợ của giảng viên; có sự hỗ trợ của bạn bè; sự giải thích. Phương pháp: Bảng khảo sát xin ý kiến được thiết kế thành một chức năng trên trang chủ của websie, dưới dạng các câu hỏi nhiều lựa chọn. (Mẫu phiếu khảo sát được trình bày tại phụ lục 3 của luận án). Sau khi sinh viên tham gia khảo sát hệ thống sẽ tự động thống kê số liệu dưới dạng biểu đồ. 3.3.3 Kết quả đánh giá Sau khi thu kết quả đợt khảo sát, theo đánh giá của sinh viên trong lớp học cho thấy: Kết quả học tập: Nội dung học tập đã đáp ứng tốt được kỳ vọng của sinh viên như: tập trung vào các vấn đề sinh viên quan tâm, quan trọng đối với sinh viên, nâng cao kỹ năng và có thể vận dụng làm thực hành. 20