Thiết kế e-book Hóa học hữu cơ 11 nhằm hỗ trợ tự học cho học sinh chuyên Hóa học

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Educational Sci., 2014, Vol. 59, No. 2, pp. 75-82 This paper is available online at THIẾT KẾ E-BOOK HÓA HỌC HỮU CƠ 11 NHẰM HỖ TRỢ TỰ HỌC CHO HỌC SINH CHUYÊN HÓA HỌC Nguyễn Thu Thủy1 và Trần Trung Ninh2 1Trường THPT chuyên Chu Văn An, Lạng Sơn; 2Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt. E-book (Electronic book) là sách điện tử được ghi trên đĩa CD để học sinh sử dụng trên máy tính cá nhân hoặc đưa lên mạng internet để học sinh truy cập sử dụng. Bài báo này trình bày khả năng thiết kế và sử dụng e-book Hóa học hữu cơ nhằm hỗ trợ, tăng cường năng lực tự học của học sinh trung học phổ thông chuyên. Thực nghiệm sư phạm đã chứng tỏ e-book hóa học hữu cơ đã hỗ trợ tự học hiệu quả cho học sinh trung học phổ thông chuyên. Từ khóa: E-book, phần mềm eXe, hỗ trợ tự học môn Hóa học, học sinh chuyên hóa học. 1. Mở đầu E-book là tài liệu kĩ thuật số hướng dẫn học một môn học, có bài tập, thí nghiệm mô phỏng, tự kiểm tra đánh giá. So với sách in, e-book có nhiều ưu điểm vượt trội như: thông tin đưa đến người đọc không chỉ ở dạng văn bản mà còn có các ứng dụng đa truyền thông khác như hình ảnh, video, hiệu ứng...; rất gọn nhẹ, có khả năng lưu trữ hệ thống thông tin đồ sộ, có thể sử dụng mọi lúc, mọi nơi, tạo được tương tác giữa người học và máy, có tính tái sử dụng rất cao [2]. Trong thời đại bùng nổ thông tin như hiện nay, e-book trở thành công cụ tiện ích hơn bao giờ hết cho việc học tập của mỗi người. Vì vậy chúng tôi chọn đề tài “Thiết kế e-book Hóa học 11 nhằm hỗ trợ tự học cho học sinh chuyên hóa học (phần hữu cơ)” nhằm cung cấp một công cụ giúp HS rèn luyện, nâng cao năng lực tự học, đồng thời góp phần đổi mới phương pháp dạy học. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Vai trò của e-book trong dạy học và hỗ trợ tự học Hoá học là môn khoa học vừa lí thuyết vừa thực nghiệm. Trong quá trình dạy học Hoá học ở phổ thông, hầu hết giáo viên (GV) gặp phải một số khó khăn như: việc truyền Ngày nhận bài: 10/11/2013. Ngày nhận đăng: 12/02/2014. Liên hệ: Nguyễn Thu Thủy, e-mail: thuyntlangson81@yahoo.com.vn. 75 Nguyễn Thu Thủy, Trần Trung Ninh tải những nội dung lí thuyết trừu tượng (sự hình thành liên kết, cơ chế phản ứng...); nhiều thí nghiệm khó tiến hành vì hóa chất độc hại, đắt tiền, thời gian phản ứng quá nhanh hay quá chậm, thiếu hóa chất và thiết bị...Điều đó được khắc phục đáng kể khi khai thác các ứng dụng của ICT (Information and Comunication Technology) và số hoá nội dung học tập vào e-book [2]. E-book được sử dụng trong dạy học Hóa học để phát huy những tiện ích, khắc phục những khó khăn, hạn chế của bộ môn thực nghiệm, giúp người học tiết kiệm thời gian, đào sâu kiến thức, nâng cao hứng thú và đặc biệt san phẳng khoảng cách địa lí để được hưởng những tinh hoa kiến thức từ mọi miền trên thế giới. Với giao diện thân thiện, tính tương tác tương đối cao, hình ảnh, âm thanh, mô phỏng đầy đủ và rõ ràng, e-book đã giúp HS tự học một cách có sinh động hơn, tích cực hơn, hiểu bài dễ dàng hơn. 2.2. Quy trình thiết kế e-book 2.2.1. Lựa chọn phần mềm xây dựng e-book Hiện có rất nhiều phần mềm xây dựng e-book, qua tìm hiểu, chúng tôi lựa chọn phần mềm eXe làm công cụ để thiết kế bởi đây là phần mềm miễn phí, có mã nguồn mở, có thể đóng gói theo tiêu chuẩn SCORM 1.2 sử dụng cho các LMS hoặc LCMS hoặc xuất thành website dạng online hoặc offline đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu của một phần mềm xây dựng giáo trình điện tử. Các phiên bản eXe và thông tin mới nhất về dự án phát triển phần mềm eXe có thể cập nhật và tải về ở địa chỉ: Phiên bản mới nhất hiện nay là eXe 1.04.1. 2.2.2. Làm việc với eXe Giao diện của eXe thân thiện, dễ sử dụng. Hình 1. Hình minh họa eXe 1 Mục chọn Outline cho phép người dùng thiết kế một đề cương phản chiếu cấu trúc theo thứ tự và phân loại ưu tiên, ví dụ: Phần - chương - bài. 76 Thiết kế e-book Hóa học hữu cơ 11 nhằm hỗ trợ tự học cho học sinh chuyên hóa học Mục chọn iDevices bao gồm tập hợp các phần tử có cấu trúc để mô tả nội dung học tập. Ví dụ: Objectives, Reading Activity, Case study, Activity... Mục chọn Authoring là vùng soạn thảo nội dung chính của eXe. Nội dung tài liệu được đưa vào thông qua các iDevices tương ứng. Bảng 1. Danh sách một số iDevices trong eXe STT iDevices Ứng dụng 1 Activity Các hoạt động xảy ra trong quá trình học 2 Case Study Tình huống học tập, câu hỏi thảo luận, rút ra các kết luận 3 External Website Đưa một trang web vào nội dung học tập 4 Flash Movie Đưa một đoạn film flash ( *.flv) vào nội dung tài liệu 5 Free text Nhập văn bản đơn thuần vào nội dung tài liệu 6 Image with text Chèn một ảnh và văn bản (nếu cần) vào tài liệu 7 Java Applet Đính kèm một file vào nội dung học tập 8 Multi - choice Câu hỏi nhiều lựa chọn 9 Objective Mục tiêu, mục đích của quá trình học 10 Reading Activity Một thu gọn của Case Study với một hoạt động Trong quá trình sử dụng các iDevice để xây dựng nội dung học tập, đã xuất hiện ý tưởng đính kèm các đề thi và đề kiểm tra dạng file word vào nội dung e-book để giúp HS thuận tiện hơn trong việc lưu trữ và sử dụng. Tuy nhiên, phần mềm eXe không có iDevice Attachment đính kèm file. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã đưa ra một quy trình đính kèm file như sau: - Bước 1: Sử dụng iDevice Java Applet - Bước 2: Nhấn nút Add file, add đề thi từ máy tính vào, rồi nhấn nút Upload - Bước 3: Mỗi 1 đề thi, sẽ có 1 đoạn code tương ứng <a href="♯" onclick="window.open (De huu co chon DTQG 12 2012.doc’, ’_blank’);" >De huu co chon DTQG 12 2012 - Bước 4: Kích chọn nút dấu check màu xanh ở góc dưới bên trái để hoàn thành công việc. Để xuất bản nội dung e-book dưới dạng website: Vào menu File! Export!Website! Self Contained folder hoặc Zip file! OK. 77 Nguyễn Thu Thủy, Trần Trung Ninh Hình 2. Giao diện Ebook 2.3. Sản phẩm e-book Bên trái nội dung là các chương, bài, mục được trình bày ở dạng cây thư mục, thuận tiện cho việc sử dụng. Ở đầu mỗi bài đều có mục tiêu để HS nắm được yêu cầu về kiến thức, kĩ năng của GV... trước khi học [5]. Nội dung của mỗi bài được chia thành 4 phần: Phần 1: Mục tiêu bài học Trước khi học bài, HS được biết mục tiêu của bài về kiến thức và kĩ năng, từ đó HS có định hướng cụ thể khi nghiên cứu nội dung từng phần trong bài học. Phần 2: Hướng dẫn tự học Nội dung bài học được xây dựng theo đúng thứ tự của Tài liệu giáo khoa chuyên Hoá học 11 [4], được thiết kế không hoàn toàn là văn bản mà bao gồm những câu hỏi, tình huống dẫn dắt, hình ảnh, thí nghiệm...để hướng dẫn HS tư duy và nắm được kiến thức. HS sau khi đã có được câu trả lời hoặc phần kiến thức cần lĩnh hội thì HS có thể kiểm tra ngay tại nút “Feedback” hay “Click here”. Để nhấn mạnh cho HS nội dung kiến thức cần ghi nhớ của mỗi bài học, e-book có phần kết luận và trình bày ngắn gọn rõ ràng và súc tích dạng mindmap để HS nắm được nhanh nhất. Với các nội dung kiến thức có sử dụng video thí nghiệm thì e-book khai thác theo hướng cho HS quan sát thí nghiệm rồi nhận xét hiện tượng sau đó HS kiểm tra nhận xét của mình và viết phương trình hoá học của phản ứng trong thí nghiệm đó. Phần 3: Bài tập Bao gồm bài tập hóa học cơ bản và bài tập hóa học nâng cao, được chia thành hai loại: bài tập tự luận và bài tập trắc nghiệm [1, 3]. Bài tập tự luận: Các bài tập tự luận được thiết kế thành phần đề bài và phần gợi ý. Để kiểm tra kết quả, HS nhấn vào nút phản hồi (Feedback hoặc nút Click here). Bài tập trắc nghiệm: Các bài tập được thiết kế trực tuyến, giúp HS có thể kiểm tra 78 Thiết kế e-book Hóa học hữu cơ 11 nhằm hỗ trợ tự học cho học sinh chuyên hóa học được kết quả ngay sau khi chọn đáp án, trên cơ sở đó giúp HS tự đánh giá được kết quả học tập của mình. Phần 4: Bài đọc thêm Để giúp HS thư giãn và có thêm một số kiến thức khác về Hóa học, gắn Hóa học vào đời sống, e-book còn giới thiệu mục Bài đọc thêm chứa một số bài viết liên quan đến Hóa học giúp bổ sung cho kiến thức để HS biết thêm sự lí thú của bộ môn Hóa học và thêm yêu khoa học... Những mục khác Ngoài ra e-book còn giới thiệu một số mục rất hữu ích như: Đề kiểm tra, Video hóa học, Đề thi học sinh giỏi các cấp, Hóa học vui, Hướng dẫn sử dụng Ebook, Các trang web khác, Liên hệ tác giả. 2.4. Tổng hợp nội dung e-book Hóa học hữu cơ lớp 11 chuyên Đã hoàn thành việc thiết kế e-book Hoá học hữu cơ lớp 11 chuyên với các nội dung được liệt kê trong bảng sau: Bảng 2. Các nội dung trong e-book STT Nội dung Số lượng Gồm 1 Bài giảng- Hướng dẫn tự học 10 bài - Mục tiêu bài học. - Hướng dẫn tự học. - Bài tập. - Bài đọc thêm. - Mindmap tóm tắt, hệ thống hóa kiến thức. 2 Hệ thống bài tập 290 bài - 120 bài tập trắc nghiệm cơ bản. - 100 bài tập trắc nghiệm nâng cao. - 70 bài tập tự luận nâng cao. 3 Đề kiểm tra 8 đề - 4 đề kiểm tra 15 phút. - 4 đề kiểm tra 45 phút. 4 Đề thi HSG các cấp 44 đề - 31 đề thi HSG cấp thành phố, cấp tỉnh và đề thi chọn đội tuyển HSG Quốc gia của 11 tỉnh, thành phố. - 13 đề thi chọn HSG Quốc gia của Bộ GD-ĐT. 5 Video thí nghiệm 16 video - 5 video phần ancol. - 3 video phần phenol. - 2 video phần anđehit. - 6 video phần axit cacboxylic. 6 Bài đọc thêm 14 bài - 6 bài phần ancol-phenol. - 4 bài phần anđehit-xeton. - 4 bài phần axit cacboxylic. 7 Hóa học vui 6 bài - 3 thí nghiệm vui. - 3 bài thơ vui Hóa học. 8 Các trang web Hóa học 15 trang Tra cứu kiến thức, bài tập. 79 Nguyễn Thu Thủy, Trần Trung Ninh 2.5. Các hướng sử dụng e-book Hóa học hữu cơ lớp 11 chuyên Với cách thức thiết kế như trên, e-book chủ yếu được sử dụng như một công cụ giúp học sinh tự học. Vì vậy, đã đề xuất một số hình thức sử dụng e-book trong dạy học Hóa học lớp 11 chuyên (chương VI, VII, VIII) như sau: - Hình thức 1: HS nghiên cứu trước e-book ở nhà, GV sử dụng e-book để dạy học trên lớp.Với bài học có nhiều kiến thức mới và khó, nên áp dụng theo hình thức này. - Hình thức 2: HS nghiên cứu trước e-book ở nhà theo nhóm sau đó thuyết trình trên lớp, GV kết luận. Những bài học không quá khó hiểu, HS có thể vận dụng kiến thức đã học và khai thác kiến thức trên mạng internet thì áp dụng hình thức này và phù hợp. - Hình thức 3: Phát đĩa CD cho HS hoặc đưa lên website của nhà trường để học sinh tự học qua mạng internet. - Hình thức 4: HS ôn tập ở nhà bằng e-book sau khi học trên lớp. 2.6. Thực nghiệm sư phạm Đã tiến hành thực nghiệm trong học kì II năm học 2012 - 2013 tại trường THPT chuyên Chu Văn An, Lạng Sơn và THPT chuyên Cao Bằng. Khi tiến hành thực nghiệm tại mỗi trường, đã chọn hai lớp hiện đang học chương trình chuyên Hóa học 11, có trình độ nhận thức tương đương, trong đó có một lớp thực nghiệm (TN) và một lớp đối chứng (ĐC). Lớp TN sử dụng e-book hóa học hữu cơ 11 chuyên để học và ôn tập. Lớp ĐC sử dụng SGK hóa học 11 chuyên thực hiện các hoạt động học tập theo phương pháp truyền thống với các phương tiện dạy học truyền thống. Đã thực nghiệm theo hai hình thức sử dụng e-book với hai chương: - Học e-book hóa học hữu cơ lớp 11 chuyên chương VI, HS nghiên cứu trước e-book tại nhà theo nhóm sau đó thuyết trình trên lớp, GV kết luận sau đó tiến hành kiểm tra. - Học e-book hóa học hữu cơ lớp 11 chuyên chương VIII, từng HS nghiên cứu trước e-book ở nhà, GV sử dụng e-book để dạy học trên lớp sau đó tiến hành kiểm tra. Bảng 3. Kết quả bài kiểm tra chương VI Trường Lớp Số HS Số HS đạt điểm xi0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C.V. An TN 36 0 0 0 0 1 4 6 9 8 6 2 ĐC 37 0 0 0 0 3 7 9 8 6 4 0 C. Bằng TN 12 0 0 0 0 0 1 1 2 4 3 1 ĐC 12 0 0 0 0 1 1 3 4 2 1 0 %HS đạt điểm xi C.V. An TN 36 0 0 0 0 2,78 11,11 16,67 25,00 22,22 16,67 5,55 ĐC 37 0 0 0 0 8,11 18,92 24,32 21,62 16,22 10,81 0,00 C. Bằng TN 12 0 0 0 0 0,00 8,33 8,33 16,67 33,33 25,00 8,33 ĐC 12 0 0 0 0 8,33 8,33 25,00 33,33 16,67 8,33 0,00 %HS đạt điểm xi trở xuống 80 Thiết kế e-book Hóa học hữu cơ 11 nhằm hỗ trợ tự học cho học sinh chuyên hóa học C.V. An TN 36 0 0 0 0 2,78 13,89 30,56 55,55 77,78 94,44 100 ĐC 37 0 0 0 0 8,11 27,03 51,35 72,97 89,19 100 100 C. Bằng TN 12 0 0 0 0 0,00 8,33 16,67 33,34 66,67 91,67 100 ĐC 12 0 0 0 0 8,33 16,67 41,67 75,00 91,67 100 100 Bảng 4. Kết quả bài kiểm tra chương VIII Trường Lớp Số HS Số HS đạt điểm xi0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C.V. An TN 36 0 0 0 0 1 2 8 12 7 5 1 ĐC 37 0 0 0 1 4 6 9 10 4 3 0 C. Bằng TN 12 0 0 0 0 0 1 1 2 4 3 1 ĐC 12 0 0 0 0 1 1 2 4 3 1 0 %HS đạt điểm xi C.V. An TN 36 0 0 0 0 2,78 5,55 22,22 33,33 19,44 13,89 2,78 ĐC 37 0 0 0 2,70 10,81 16,22 21,62 27,03 10,81 8,11 2,70 C. Bằng TN 12 0 0 0 0 0 8,33 8,33 16,67 33,33 25,00 8,33 ĐC 12 0 0 0 0 8,33 8,33 16,67 33,33 25,00 8,33 0,00 %HS đạt điểm xi trở xuống C.V. An TN 36 0 0 0 0 2,78 8,33 30,55 63,88 83,32 97,22 100 ĐC 37 0 0 0 2,70 13,51 29,73 51,35 78,38 89,19 97,30 100 C. Bằng TN 12 0 0 0 0 0 8,33 16,67 33,34 66,67 91,67 100 ĐC 12 0 0 0 0 8,33 16,67 33,33 66,67 91,67 100 100 Phân tích kết quả thực nghiệm - Trên cơ sở kết quả thực nghiệm cho thấy: Phép kiểm chứng độc lập (p) bài 1 0,0187 0,026 Phép kiểm chứng độc lập (p) bài 2 0,005 0,047 Mức độ ảnh hưởng (Es) 0,51 0,85 + Tỉ lệ % HS đạt điểm khá, giỏi ở lớp thực nghiệm cao hơn tỷ lệ % HS đạt điểm giỏi ở lớp đối chứng. + Điểm trung bình cộng của HS lớp thực nghiệm cao hơn HS lớp đối chứng. Phép kiểm chứng t-test độc lập cho thấy giá trị p đều nhỏ hơn 0,05 chứng tỏ sự khác biệt giữa lớp thực nghiệm và đối chứng là có ý nghĩa. - Hệ số ảnh hưởng của nghiên cứu này ở mức độ trung bình và lớn. - Ngoài kết quả thực nghiệm từ điểm số bài kiểm tra, căn cứ vào bảng kiểm quan sát đã có sự so sánh về tinh thần, thái độ học tập, không khí giờ học ở lớp thực nghiệm luôn cho kết quả tích cực hơn lớp đối chứng. - Như vậy e-book có nội dung kiến thức đầy đủ, chính xác; có thiết kế khoa học, hợp lí, dễ sử dụng giúp HS có thêm một công cụ tự học hiệu quả. HS đón nhận và sử dụng e-book một cách tích cực, hiểu và tiếp thu bài dễ, nhanh hơn, giúp tự học đạt hiệu quả cao. - Kết quả thực nghiệm cho thấy chất lượng học tập của HS ở các lớp thực nghiệm 81 Nguyễn Thu Thủy, Trần Trung Ninh cao hơn ở các lớp đối chứng, điều đó cho phép bước đầu khẳng định sự đúng đắn của giả thuyết khoa học, tính khả thi của đề tài. - Có thể xem toàn bộ nội dung của e-book hóa học 11 (Phần hữu cơ) trên trang Web của Trường THPT chuyên Chu Văn An, Tỉnh Lạng Sơn, tại địa chỉ: 3. Kết luận Trên cơ sở lí luận về tự học và đổi mới phương pháp dạy học ứng dụng ICT, đã tiến hành thiết kế e-book Hóa học 11 nhằm hỗ trợ tự học cho học sinh chuyên Hóa học (phần hữu cơ). Qua thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT chuyên ở Lạng Sơn và Cao Bằng chứng tỏ e-book đã hỗ trợ tự học hiệu quả cho học sinh chuyên hóa học. Hướng phát triển của đề tài là tiếp tục nghiên cứu xây dựng e-book thuộc các mảng kiến thức khác của chương trình chuyên sâu hóa học THPT, đồng thời hoàn thiện, nâng cao chất lượng và hiệu quả sử dụng e-book. E- book hóa học 11 (phần Hữu cơ) đã được thiết kế có nội dung chính xác, phong phú, kích thước tập tin nhỏ gọn, khả năng sử dụng đơn giản, thuận tiện sẽ giúp nâng cao năng lực tự học, tự nghiên cứu, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Hóa học ở trường THPT chuyên trong giai đoạn hiện nay. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Đĩnh (Chủ biên), Lê Thị Anh Đào, Đặng Đình Bạch, Phạm Hữu Điển, Phạm Văn Hoan, 2009. Bài tập Hóa học hữu cơ. Nxb Giáo dục. [2] Vũ Thị Hồng, 2011. Thiết kế e-book hóa học lớp 12 nhằm hỗ trợ tự học cho học sinh chuyên hóa học phần hữu cơ. Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội. [3] Phạm Thị Kim Ngân, 2010. Xây dựng hệ thống bài tập trong dạy học Hóa học hữu cơ lớp 11 chuyên Hóa theo hướng dạy học tích cực. Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội. [4] Trần Quốc Sơn (Chủ biên), 2010. Tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học 11-12, tập 1 Hóa học hữu cơ. Nxb Giáo dục. [5] Công văn số 10803/BGDĐT-GDTrH về việc hướng dẫn thực hiện chương trình chuyên sâu các môn chuyên cấp THPT. ABSTRACT Designing an organic chemistry e-book for gifted students in the 11th grade An e-book is a tool that helps students become more active, self-reliant and creative. This article looks at the design of a chemistry e-book and the degree to which it increases high school students’ self-study capability. Experimental pedagogy has proven that self-study high school students benefit from the use of an organic chemistry e-book. 82