Ứng dụng công nghệ thông tin xây dựng giáo trình điện tử phục vụ giảng dạy Địa lý ở trường phổ thông

Kỷ yếu Hội thảo khoa học Khoa Địa lí – Tr−ờng ĐHSP Hà Nội, 5/2005 ứng dụng CNTT Xây dựng giáo trình điện tử phục vụ giảng dạy địa lý ở tr−ờng phổ thông GS.TS Nguyễn Viết Thịnh, Th.S Kiều Văn Hoan Khoa Địa lí - Tr−ờng ĐHSP Hà Nội I. Đặt vấn đề Ngày nay, sự bùng nổ thông tin khoa học kỹ thuật trên toàn thế giới, kiến thức hình thành rất nhanh, do đó nhu cầu tiếp nhận thông tin tăng nhanh cả về chất l−ợng và số l−ợng, để đáp ứng nhu cầu trên cần phải có đổi mới về mục tiêu và ph−ơng pháp đào tạo, những cải cách cả về nội dung, ph−ơng pháp và hình thức đào tạo theo h−ớng tích cực hoá quá trình đào tạo. Nhằm đáp ứng yêu cầu, phát triển của khoa học kỹ thuật và đời sống xã hội, công nghệ giáo dục đã xuất hiện và có vị trí nhất định trong lý luận dạy học hiện đại trong đó việc sử dụng các thành tựu của khoa học kỹ thuật vào quá trình dạy học nhằm thực hiện mục đích dạy học với hiệu quả cao. Trong những năm gần đây, Tin học đã phát triển rất mạnh đã tạo nên cuộc cách mạng trong mọi lĩnh vực hoạt động kinh tế, chính trị, xã hội... Xác định tầm quan trọng của Tin học, ngày 17-10-2000, Bộ chính trị đã ra chỉ thị 58-CT/TW về đẩy mạnh và phát triển công nghệ thông tin phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất n−ớc. Thực hiện việc nghiên cứu đổi mới ph−ơng pháp dạy học nhằm bồi d−ỡng cho học sinh các ph−ơng pháp nhận thức khoa học, phát triển năng lực tự giải quyết vấn đề, thông qua hoạt động tự giác, tích cực, tự lực của bản thân học sinh để chiếm lĩnh kiến thức, hình thành năng lực của học sinh trong quá trình dạy và học đã thu hút đ−ợc nhiều sự quan tâm của các nhà lý luận dạy học, các giáo viên phổ thông. E-learning còn đ−ợc gọi bằng những tên nh− học trực tuyến, học tập thông qua Internet, học bằng máy tính đang là xu thế của các n−ớc phát triển. Sử dụng MTĐT vào dạy học hứa hẹn cả về tính hiệu quả của chi phí và sự tiện lợi. Học tập, tài liệu học tập có thể chuyển đến học sinh nhiều cách khác nhau. Với những khả năng −u việt của phần mềm trên máy tính, dạy và học thông qua máy tính là một trong những vấn đề đ−ợc nhiều nhà giáo dục và các chuyên gia Tin học rất quan tâm. Tuy nhiên, một vấn đề đặt ra là phải 68 xây dựng các phần mềm hỗ trợ dạy và học Địa lí nh− thế nào để tạo điều kiện bồi d−ỡng các ph−ơng pháp nhận thức, rèn luyện và t− duy khoa học, phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, đòi hỏi phải có sự đầu t− nghiên cứu thích đáng. Thực tiễn cho thấy, với các phần mềm không đ−ợc xây dựng theo một cấu trúc có tính s− phạm cao, học sinh sẽ có nguy cơ "nhảy cóc" giữa những đoạn và cảnh ngắn hoặc bỏ qua các trang văn bản có tính t− duy lý thuyết. Nếu các phần mềm dạy học có tính chất là "Đổ TLGK hoặc sách tham khảo, ôn tập vào phần mềm" thì tác dụng không những không phát huy đ−ợc tính tích cực, tự lực chiếm lĩnh tri thức của học sinh mà ng−ợc lại còn làm cho học sinh ỉ lại vào máy tính, l−ời t− duy, chỉ mong tìm kiếm những thông tin có sẵn để giải quyết các yêu cầu của giáo viên đ−a ra. Nếu giáo dục hoàn toàn tuân theo yêu cầu của ng−ời sử dụng thì chắc chắn nó sẽ không phục vụ lợi ích lâu dài của xã hội. Qua tìm hiểu thực tế, những tr−ờng đ−ợc trang bị mạng máy tính, kết nối Internet ch−a tận dụng đ−ợc nguồn tài nguyên thông tin mà một trong những ứng dụng cụ thể của nó là xây dựng những phần mềm hỗ trợ dạy và học Địa lí. Tuy nhiên hiện nay, ngoài những khó khăn về cơ sở hạ tầng, thiết bị máy móc, việc đ−a ứng dụng công nghệ thông tin vào nhà tr−ờng gặp phải những khó khăn sau: Thứ nhất: Hạ tầng cơ sở về thông tin còn rất hạn chế hoặc các phần mềm hỗ trợ dạy và học Địa lí hiện có trên thị tr−ờng ch−a tuân thủ các nguyên tắc xây dựng phần mềm phục vụ đào tạo, ch−a sát với nội dung môn học ở tr−ờng phổ thông. Thứ hai: Khả năng Tin học của giáo viên và học sinh còn hạn chế và ch−a có thói quen lấy thông tin và trao đổi qua mạng máy tính và máy tính. Xuất phát từ các vấn đề trên, chúng tôi lựa chọn xây dựng phần mềm hỗ trợ dạy và học Địa lí lớp 6, lớp 7. Ngoài mục đích chính là nghiên cứu ph−ơng pháp dạy và học Địa lí thông qua máy tính, giáo trình điện tử còn cung cấp cho giáo viên và sinh viên những hiểu biết về nguyên tắc xây dựng phần mềm và sử dụng những công cụ để tạo những phần mềm phục vụ giảng dạy và học tập. 69 II. Xây dựng giáo trình điện tử lớp 6, lớp 7 Giáo trình điện tử lớp 6, lớp 7, do các cán bộ trẻ của khoa Địa lí ĐHSP Hà Nội thực hiện d−ới sự chỉ đạo của GS. TS Nguyễn Viết Thịnh Tr−ởng khoa, “Giáo trình điện tử Địa lý lớp 6, 7” là sản phẩm đ−ợc xây dựng trên sự hợp tác giữa Trung tâm Địa lí ứng dụng tr−ờng Đại học S− phạm Hà Nội và Cổng Tri Thức (Knowledge Portal), công ty Hanoi i-service (HiSC).Với nội dung phong phú cả về hình ảnh và các Video minh họa, các bài kiểm tra trắc nghiệm, th− viện các hình ảnh, phần mềm “Giáo trình điện tử Địa lí lớp 6, lớp 7” là công cụ hữu dụng hỗ trợ cho dạy và học Địa lí theo ch−ơng trình giáo khoa cải cách. 1. Ph−ơng pháp xây dựng phần mềm Công nghệ xây dựng phần mềm World Wide Web (WWW) là một trong những công nghệ mới nhất trên Internet, cho phép ng−ời dùng kết hợp văn bản, âm thanh, hình ảnh và hoạt hình tạo nên các nguồn thông tin t− liệu. Đặc biệt thông tin trong WWW có dạng Hypertext, giao thức cho phép đọc nhanh các t− liệu này là HTTP (Hypertext Transport Protocol) có chứa các liên kết với các t− liệu khác có liên quan. Web cho phép mở rộng trong thiết kế và cùng cộng tác để giải quyết một vấn đề của các ch−ơng trình ứng dụng, các tài liệu trực tuyến (on_line), hệ thống trợ giúp và truy tìm thông tin và gần đây nó trở thành công cụ để h−ớng dẫn và học tập. Web phát triển nh− là một công cụ chuyển giao trung gian tạo nên một tiềm năng to lớn trong công nghệ giáo dục. Lựa chọn công nghệ Web để xây dựng phần mềm với mục đích sử dụng khả năng liên kết của Web kế thừa và tận dụng tài nguyên thông tin cũng nh− phát triển hệ thống đã có, giúp ích tận dụng công sức và thời gian của nhiều ng−ời để xây dựng hệ thống lớn hơn. Điểm mạnh của Web không những cho phép chạy trên các PC đơn lẻ nh− các phần mềm khác mà còn có khả năng truyền tải trên mạng diện rộng (WAN) và Internet, đây là một trong những h−ớng phát triển đào tạo trực tuyến của Khoa Địa lí. 70 2. Các kỹ thuật xây dựng phần mềm a. Kỹ thuật xây dựng các Video clip Xây dựng các Video clip mô phỏng các hiện t−ợng, các thí nghiệm hết sức cần thiết đối với các trang Web dạy học. Các công cụ tốt phải đảm bảo tính dễ dùng, tính thẩm mỹ, sản phẩm tạo ra đ−ợc các trình duyệt Internet hỗ trợ tốt: 3D Studio Max: là phần mềm xây dựng các phim hoạt cảnh 3 chiều mang tính chuyên nghiệp, có tính chất đột phá về thiết kế mẫu, kết xuất và kiến tạo hoạt cảnh do Autodesk phát triển cho hệ điều hành Windows hay các hệ điều hành mới hơn. -Macromedia DirectorShockware:là phần mềm cùng trong bộ Macromedia, đ−ợc sử dụng rất phổ biến để tạo các hoạt cảnh nhất là trong dạy học, (ví dụ: bộ từ điển Bách khoa Encarta của Microsoft) - Macromedia Flash: T−ơng tự nh− Macromedia Director Shockware, nh−ng −u điểm là có khả năng tạo các chuyển động theo các đ−ờng định sẵn. Nh−ng nh−ợc điểm là tạo các hoạt cảnh không gian 3 chiều kém. - Quicktime và băng hình: là phần mềm xử lí các Video clip, các đĩa hình của hãng Apple. Các hiện t−ợng tự nhiên, các giờ giảng mẫu đ−ợc ghi vào băng hình nhờ một camera, các băng hình ghi tín hiệu d−ới dạng analog, muốn sử dụng trên MTĐT, đ−ợc chuyển sang dạng số (quá trình số hoá băng hình) nhờ các card video gắn vào máy tính (ví dụ: card video DV500, Maxtrox GT 4000...). Nguồn t− liệu khác là các băng hình đ−ợc chiếu trên đài truyền hình, các Video clip trên các đĩa CD, Internet... là nguồn t− liệu rất phong phú. Tuy nhiên, nhiều phần âm thanh, hình ảnh trên các đoạn Video clip bằng tiếng Anh hoặc ch−a phù hợp với nội dung cần trình bày, cần chọn lọc hình ảnh, viết lại lời bình và lồng tiếng lại, sau đó chuyển thành (export) các đoạn Video hoàn chỉnh. 71 Với sự hỗ trợ của các phần mềm Adobe Premiere, các giảng viên khoa Địa lí và các cán bộ tin học Trung tâm Địa lí ứng dụng tiến hành chọn lọc, số hóa các đoạn băng hình và sắp xếp theo bố cục phù hợp với ch−ơng trình, nội dung môn học. b. Kỹ thuật xử lí ảnh Các hình thật về các sự vật, hiện t−ợng tự nhiên là một trong những ph−ơng tiện quan trọng trong giảng dạy Địa lí, ví dụ các hình ảnh về các khoáng vật, biển và đại d−ơng hoặc sử dụng các hình ảnh hỗ trợ việc xây dựng các mô hình, ví dụ mô hình về thuyết kiến tạo mảng các hình ảnh này có thể đ−ợc lấy từ các đĩa CD tra cứu, trên Internet hoặc quét bằng Scaner từ các tài liệu, một số các hình ảnh cần minh họa một cách chi tiết có thể chụp từ các đoạn Video clip, đây là nguồn t− liệu rất phong phú. Tuy nhiên, để chú thích cho các hình ảnh, chỉnh sửa các hình ảnh cho phù hợp với khả năng nhận thức của học sinh cần sử dụng các phần mềm xử lí ảnh nh− Paint, Adobe Photoshop, Adobe InamgeReady III. Nội dung giáo án điện tử 1. Nội dung bài học Phần bài học đ−ợc tổ chức gồm: Phần văn bản chính theo sách giáo khoa, trong đó các khái niệm thuật ngữ đ−ợc hiển thị màu xanh, có gạch d−ới, đ−ợc linh vào phần từ điển thuật ngữ. Học sinh bấm chuột vào đây sẽ tìm đ−ợc các giải thích thuật ngữ chính xác và khoa học. Nhờ việc tiện tra cứu các thuật ngữ, khái niệm mà học sinh dễ dàng ôn tập, củng cố các khái niệm, thuật ngữ đã học, tìm hiểu các khái niệm, thuật ngữ có liên quan. 72 Cuối mỗi bài đều có phần câu hỏi trắc nghiệm. Th−ờng số l−ợng câu hỏi 10 - 12 câu. Dạng trắc nghiệm là đúng - sai, học sinh chọn ph−ơng án trả lời sẽ đ−ợc kết quả ngay là ph−ơng án đúng hoặc sai. Câu hỏi này giúp học sinh "học mà chơi, chơi mà học". 2. Từ điển các thuật ngữ Với từ điển các thuật ngữ đ−ợc đề cập trong các bài học, giúp ích cho giáo viên có thể tìm kiếm nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và công sức tìm kiếm của giáo viên. Những thuật ngữ khó hình dung đã đ−ợc minh họa bằng các hình ảnh hoặc các video rõ ràng, ví dụ: thuật ngữ “Hiện t−ợng bốc hơi”: 3. Th− viện hình ảnh và Video Trong quá trình trình bày bài giảng, bằng những ảnh chụp, các đoạn Video clip quay các cảnh thật, dựa trên sự tri giác trực tiếp các sự kiện cảm tính cụ thể, hoặc bằng các thí nghiệm mô hình, các đoạn phim hoạt hình, các ảnh động, các hình vẽ, sơ đồ, trong đó yếu tố quan trọng nhất là lựa chọn những tình huống có tính chất nghịch lý (tình huống có vấn đề hay tình huống học tập) đ−a vào bản trình bày tạo động cơ học tập, kích thích hứng thú nhận thức của học sinh, đặc biệt trong giai đoạn định h−ớng mục đích nghiên cứu. 73 Với các th− viện hình ảnh và Video giúp giáo viên có đ−ợc đầy đủ nội dung bộ tài liệu trực quan, sinh động, có thể chọn lọc nhanh chóng hình ảnh và Video và sao chép sang đĩa khác phục vụ cho việc giảng dạy của mình, ví dụ: hình ảnh mô hình các loại gió. Các hình ảnh và movie đ−ợc l−u trữ trong ch−ơng trình giúp giáo viên chủ động khai thác nh− nguồn t− liệu để thiết kế các bài giảng, chẳng hạn bằng ch−ơng trình Powerpoint. Phần mềm Địa lí lớp 6, 7 còn cho phép tạo ra một Forum ( diễn đàn ) để học sinh trao đổi với nhau hoặc với giáo viên qua mạng. IV. H−ớng dẫn sử dụng Giáo trình điện tử Địa lý lớp 6, lớp 7 1. H−ớng dẫn cài đặt phần mềm Để cài đặt và sử dụng hiệu quả giáo trình điện tử này bạn cần thực hiện theo các h−ớng dẫn d−ới đây. Đ−a đĩa CDROM vào ổ CD ch−ơng trình cài đặt giáo trình sẽ tự động kích hoạt, tiếp theo bạn hãy làm theo h−ớng dẫn của ch−ơng trình cài đặt. Chú ý: Hãy gõ đúng mật khẩu đã ghi trên đĩa khi màn hình “Xác nhận bản quyền” xuất hiện. Đối với giáo trình Địa lí 6 cài đặt IIS Để sử dụng đ−ợc ch−ơng trình “Trao đổi” bạn cần cài IIS (Internet Information Server) đối với hệ điều hành WindowsNT, WindowsXP, Windows 2000. Đối với hệ điều hành Win98 bạn cần cài đặt PWS (Personal Web Server). 74 - Cách cài Internet Information Services(IIS): + Vào Control Panel \ Add or Remove Programs. + Nhấn chuột vào biểu t−ợng của Add/Remove Windows Components + Di chuyển chuột tới, Internet Information Services(IIS). Nếu Internet Information Services(IIS) đã đ−ợc đánh dấu, máy tính của bạn đã đ−ợc cài IIS. - Sau khi cài xong IIS, bạn cần phải tạo th− mục ảo bằng cách: + Vào Control Panel \ Administrative Tools + Kích đúp chuột vào Internet Information Services. + Di chuyển chuột tới Web site\ Default Web Site, nhấn chuột phải, chọn New\Virtual Directory + Màn hình sẽ hiển thị ra Virtual Directory Creation Wizard + Nhấn chuột vào nút Next + Gõ chữ “ Dialy7” vào vùng Alias và chọn Next + Nhấn chuột vào nút Browse, chọn C:\Program Files\Dia ly 7, và nhấn Next. + Chọn Read và Run script (such as ASP) rồi tiếp tục chọn Next. + Chọn Finish để kết thúc. Mở Internet Explorer, ở thanh Address, gõ : để chạy ch−ơng trình. 2. H−ớng dẫn sử dụng phần mềm Sau khi quá trình cài đặt hoàn thành, để khởi động ch−ơng trình Địa lí lớp 6, lớp 7, kích đúp chuột vào biểu t−ợng trên màn hình. Tại khung cửa sổ bên trái: Danh sách các bài học, bấm chuột vào các bài học t−ơng ứng cần tham khảo khi đó tại khung cửa sổ bên trái sẽ xuất hiện phần giới thiệu về bài học đã chọn. Có thể chọn các mục t−ơng ứng trong bài học bằng cách bấm vào mục có biểu t−ợng ở cửa sổ bên phải hoặc mục có biểu t−ợng ở cửa sổ bên trái của giáo trình. 75 Trong các bài học khi bạn di chuyển chuột đến các thuật ngữ có màu xanh và hình bàn tay hiện ra bạn có thể bấm chuột để tham khảo thuật ngữ đó. Nếu xuất hiện các khung hình màu đen có dòng chữ “Di chuyển chuột lên khung hình để xem”, bạn có thể di chuyển chuột lên các khung hình màu đen đó để xem phim t− liệu về chủ đề t−ơng ứng. Trong giáo trình khi di chuyển chuột vào các dòng chữ hoặc các chủ để nếu xuất hiện các bàn tay bạn có thể bấm chuột để xem nội dung t−ơng ứng. Nếu đó là các ảnh minh họa bạn có thể bẩm chuột để mở rộng hình ảnh. 76