Thiết kế ebook phục vụ dạy học vật lý theo định hướng giáo dục stem

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ

LÊ QUANG DUY

THIẾT KẾ EBOOK PHỤC VỤ DẠY HỌC VẬT LÝ THEO

ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

KHÓA LUẬN

Đà Nẵng, 2019

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ

LÊ QUANG DUY

THIẾT KẾ EBOOK PHỤC VỤ DẠY HỌC VẬT LÝ THEO

ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

KHÓA LUẬN

Chuyên ngành: Vật lý học

Khóa học: 2015-2019

Người hướng dẫn:

TS. Nguyễn Thị Xuân Hoài

Th.S Nguyễn Ngọc Trâm Kha

Đà Nẵng, 2019

i

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin được trân trọng gửi lời cảm ơn đến toàn bộ các thầy, các cô và

toàn thể Khoa Vật lý Trường Đại học Sư Phạm Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho

em có thể được thực hiện và hoàn thành khóa luận này. Nhờ quý Khoa tạo điều kiện mà

em được tiếp cận với nguồn tư liệu quý giá cũng như những thông tin cần thiết để theo

đuổi và hoàn thành được những công việc khó khăn đã đề ra.

Tiếp đến em xin được đặc biệt cảm ơn những quan tâm, giúp đỡ của cô Nguyễn

Thị Xuân Hoài - Giảng viên hướng dẫn - người đã cho em những đánh giá, hướng dẫn

tận tình trong thời gian thực hiện khóa luận. Mặc dù gặp khó khăn với lịch trình riêng,

nhưng những quan tâm, nhắc nhở giúp em luôn đi đúng hướng để hoàn thành tiến độ

công việc. Bên cạnh đó, cũng xin được chân thành cảm ơn cán bộ hướng dẫn của em tại

đơn vị thực tập Fablab- Maker Innovation Space-Đà nẵng, ThS Nguyễn Ngọc Trâm

Kha, người đã cho em những góp ý quý giá giúp em xây dựng nội dung ebook, khía

cạnh mà em thiếu hụt chuyên môn. Sự nhiệt tình của giúp đỡ của Kha trong khi vẫn bận

rộn với công việc tại đơn vị khiến em vô cùng cảm động và biết ơn. Em cũng xin được

cảm ơn thầy Hải, cảm ơn thầy đã hỗ trợ em những vấn đề quan trọng trong quá trình xây

dựng luận văn khi mà cô Hoài bận rộn với công tác học tập tại nước ngoài.

Cuối cùng, em rất mong nhận được sự đánh giá, nhận xét và phê bình từ quý Thầy

Cô và tất cả bạn đọc.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

SINH VIÊN THỰC HIỆN

LÊ QUANG DUY

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. i

MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. iv

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ KHÁI QUÁT VỀ

ENHANCED EBOOK .................................................................................................... 3

1.1. Lý luận về giáo dục STEM ở trường phổ thông ................................................... 3

Khái niệm về STEM, giáo dục STEM .......................................................... 3

Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông .................. 4

Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM ............................................................. 5

1.1.4. Quy trình xây dựng bài học/chủ đề STEM .................................................... 6

1.1.5. Tiêu chí xây dựng bài học STEM ................................................................ 10

1.1.6. Tiêu chí đánh giá bài học STEM ................................................................. 12

1.2. Enhanced Ebook ................................................................................................. 18

Ebook ........................................................................................................... 18

Enhanced ebook ........................................................................................... 19

E-learning .................................................................................................... 19

1.3. Phần mềm Kotobee Author ................................................................................ 20

Tổng quan ................................................................................................... 20

Tính năng ..................................................................................................... 20

Định dạng xuất tập tin ................................................................................. 21

Các phiên bản phần mềm ............................................................................ 21

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ EBOOK ............................................................................... 22

2.1. Phương án thiết kế .............................................................................................. 22

Bước 1: Lên kế hoạch .................................................................................. 22

iii

Bước 2: Nghiên cứu, tìm kiếm các nguồn và công cụ tạo nội dung ........... 23

Bước 3: Tiến hành tạo Ebook ...................................................................... 23

2.2. Lên kế hoạch thiết kế .......................................................................................... 24

2.3. Nghiên cứu, tìm kiếm các nguồn, công cụ tạo và chỉnh sửa nội dung. .............. 25

Phần mềm chỉnh sửa hình ảnh Paint và Paint 3D ........................................ 25

Dịch vụ trực truyến Draw.io ........................................................................ 26

Phần mềm cắt và chỉnh sửa video Photos ................................................... 30

Dịch vụ tạo video animation trực tuyến Animaker ..................................... 40

Dịch vụ tạo widget trực tuyến Bookry và Bookwidgets ............................. 47

Các trang web cung cấp hình ảnh miễn phí ................................................. 54

Kho ứng dụng mô phỏng tương tác PhET ................................................... 55

Hướng dẫn sử dụng phần mềm Kotobee Author ......................................... 56

2.4. Thực hiện tạo Ebook ........................................................................................... 66

Phác thảo nội dung tổng quát ...................................................................... 66

Phác thảo sơ đồ nội dung chi tiết ................................................................. 68

Phác thảo thiết kế sách sơ bộ trên phần mềm Powerpoint .......................... 69

Thiết kế mỹ thuật ......................................................................................... 70

Tiến hành tạo các nội dung số ..................................................................... 72

CHƯƠNG 3. SẢN PHẨM EBOOK “ĐỊNH LUẬT ÔM & ĐIỆN TRỞ”.................. 80

3.1. Ebook “Định luật Ôm & Điện trở” ..................................................................... 80

3.2. Nhận xét về khả năng ứng dụng của ebook ........................................................ 81

KẾT LUẬN ................................................................................................................... 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 85

iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. 1 Chu trình STEM (theo https://www.knowatom.com) ..................................... 3

Hình 1. 3 Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học chủ đề STEM ....................................... 7

Hình 2.1: Giao diện Draw.io ......................................................................................... 27

Hình 2.2: Draw.io bảng chọn mẫu ................................................................................. 27

Hình 2.3: Draw.io giao diện vẽ ..................................................................................... 28

Hình 2.4: Draw.io tùy chọn cho đối tượng hình ảnh ..................................................... 28

Hình 2.5: Draw.io kéo thả hình ảnh từ máy tính ........................................................... 29

Hình 2.6: Draw.io tìm kiếm icon từ thư viện ................................................................ 29

Hình 2.7: Draw.io thêm văn bản ................................................................................... 30

Hình 2.8: Mở video bằng Photos ................................................................................... 31

Hình 2.9: Tùy chon chỉnh sửa video ............................................................................. 31

Hình 2.10: Lưu lại kết quả chỉnh sửa ............................................................................ 32

Hình 2.11: Vị trí và tên video tạo ra .............................................................................. 33

Hình 2.12: Công cụ Add Slo-mo ................................................................................... 33

Hình 2.13: Công cụ chụp một khung hình .................................................................... 34

Hình 2.14: Công cụ tạo nét vẽ ....................................................................................... 34

Hình 2.15: Đến với chỉnh sửa nâng cao ........................................................................ 35

Hình 2.16: Đến với chỉnh sửa nâng cao từ giao diện ban đầu ....................................... 35

Hình 2.17: Giao diện trình chỉnh sửa nâng cao ............................................................. 36

Hình 2.18: Video được chọn tại khung Storyboard ...................................................... 36

Hình 2.19: Công cụ Filters ............................................................................................ 37

Hình 2.20: Công cụ Text ............................................................................................... 37

Hình 2.21: Công cụ Motion ........................................................................................... 38

Hình 2.22: Công cụ 3D effects ...................................................................................... 38

Hình 2.23: Chỉnh âm lượng trên Storyboard ................................................................. 39

Hình 2.24: Thêm âm thanh vào video ........................................................................... 39

Hình 2.25: Chỉnh tỉ lệ khung hình ................................................................................. 39

Hình 2.26: Chất lượng xuất video ................................................................................. 40

Hình 2.27: Trang chủ Animaker .................................................................................... 41

v

Hình 2.28: Chọn mẫu cho dự án hoạt hình .................................................................... 41

Hình 2.29 Giao diện tạo video ....................................................................................... 42

Hình 2.30: Tùy chọn phân cảnh .................................................................................... 42

Hình 2.31: Tùy chọn chuyển cảnh ................................................................................. 43

Hình 2.32: Thư viện nhân vật và đồ vật ........................................................................ 43

Hình 2.33: Giao diện mẫu trống/Blank ......................................................................... 44

Hình 2.34: Chọn nhân vật .............................................................................................. 45

Hình 2.35: Bảng chọn cử động nhân vật ....................................................................... 45

Hình 2.36: Nhân vật bước đi ......................................................................................... 46

Hình 2.37: Chọn vị trí đi đến cho nhân vật ................................................................... 46

Hình 2.38: Lấy mốc thời gian cho chuyển động ........................................................... 47

Hình 2.39: Điều chỉnh các mốc thời gian ...................................................................... 47

Hình 2.40: Nút đăng sử dụng Bookry ........................................................................... 48

Hình 2.41: Tạo widget ................................................................................................... 49

Hình 2.42: icon Widget so sánh hình ảnh trước sau ...................................................... 49

Hình 2.43: Tải về widget ............................................................................................... 50

Hình 2.44: Tạo sách trong kệ sách tại Bookry .............................................................. 50

Hình 2.45: Giao diện chỉnh sửa widget được tải về ...................................................... 50

Hình 2.46: Các bước chỉnh sửa đựa thực hiện .............................................................. 51

Hình 2.47: Các nút tải về, xem trước và lưu lại widget ................................................ 51

Hình 2.48: Nút tải về, lưu lại và xóa widget ................................................................. 52

Hình 2.49: Mức giá của các loại giấy phép sử dụng BookWidgets .............................. 52

Hình 2.50: Bắt đầu tạo widget ....................................................................................... 53

Hình 2.51: Cửa sổ thư viện widget ................................................................................ 53

Hình 2.52: Cảnh báo đối với widget tạo trong thời gian dùng thử ................................ 54

Hình 2.53: Trang chủ PhET Việt Nam .......................................................................... 55

Hình 2.54: Kho tài nguyên dạy học tại PhET ................................................................ 56

Hình 2.55: Nút tải xuống phiên bản dùng cho Windows ở trang chủ Kotobee ............ 57

Hình 2.56: Lấy giấy phép sử dụng miễn phí cho Kotobee Author ............................... 58

Hình 2.57: Email xác nhận ............................................................................................ 58

Hình 2.58: Tab Layout tại cửa sổ Insert/Edit Container ............................................... 60

Hình 2.59: Tab Design tại cửa sổ Insert/Edit Container ............................................... 60

vi

Hình 2.60: Tab Layout tại cửa sổ Insert/Edit Image ..................................................... 61

Hình 2.61: Tab Question tại cửa sổ Insert/Edit Questions ............................................ 62

Hình 2.62: Tab Options tại cửa sổ Insert/Edit Questions .............................................. 62

Hình 2.63: Cửa sổ Insert/Edit Widget ........................................................................... 63

Hình 2.64: Các tập tin widget trên máy tính ................................................................. 64

Hình 2.65: Giao diện cửa sổ Customization .................................................................. 65

Hình 2.66: Trang ebook được mô phỏng sử dụng trên iPad ......................................... 65

Hình 2.67: Cửa sổ Export ............................................................................................. 66

Hình 2.68: Sơ đồ nội dung sách .................................................................................... 67

Hình 2.69: Sơ đồ chi tiết nội dung phần mở đầu ........................................................... 68

Hình 2.70: Sơ đồ chi tiết nội dung bài 1 ........................................................................ 68

Hình 2.71: Sơ đồ chi tiết nội dung bài 2 ........................................................................ 69

Hình 2.72: Bản dàn trang ebook trên Powerpoint ......................................................... 70

Hình 2.73: Hình ảnh dàn trang ...................................................................................... 70

Hình 2.74: Thiết kế chủ đề của 1 trang ebook ............................................................... 71

Hình 2.75: Bìa ebook ..................................................................................................... 71

Hình 2.76: Ảnh chụp của các hình ảnh 3 chiều ............................................................. 72

Hình 2.77: Các icon thiết kế cho ebook ........................................................................ 73

Hình 2.78: Hình ảnh sử dụng cho việc tạo Video ......................................................... 73

Hình 2.79: Hình ảnh công thức định luật Ôm ............................................................... 74

Hình 2.80: Video 1.1 ..................................................................................................... 74

Hình 2.81: Video 1.2 và 2.1 .......................................................................................... 75

Hình 2.82: Các ứng dụng được lấy từ PhET ................................................................. 75

Hình 2.83 widget bảng số và vẽ biểu đồ tạo từ Bookry ................................................ 76

Hình 2.84 Widget tạo bởi ứng dụng mã nguồn mở từ internet ..................................... 76

Hình 2.85: Các ứng dụng tương tác tạo bằng chức năng Link ...................................... 77

Hình 2.86: Trang sách được biên tập bằng Kotobee Author ......................................... 77

Hình 2.87: Khác biệt hiển thị ở cửa sổ chỉnh sửa và khi bật chế độ Preview – Theo thứ

tự từ trái qua phải: Cửa sổ chỉnh sửa, cửa sổ Preview .................................................. 78

Hình 3.1 : Hình ảnh sử dụng ebook trên iPad mini ....................................................... 81

Hình 3.2: Nội dung không thể Việt hóa ........................................................................ 82

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Theo quyết định 522/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, Đối với Chương trình

giáo dục phổ thông mới: Chú trọng đưa nội dung giáo dục hướng nghiệp tích hợp trong

Chương trình các môn học và hoạt động giáo dục theo định hướng giáo dục tích hợp

khoa học - công nghệ - kỹ thuật - toán (giáo dục STEM) trong Chương trình phù hợp

với xu hướng phát triển ngành nghề của quốc gia, đáp ứng thị trường lao động, chuẩn bị

Điều kiện đào tạo nhân lực đáp ứng yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4.

Định hướng giáo dục STEM hiện được đặc biệt quan tâm và được triển khai nghiên cứu

và thử nghiệm tại rất nhiều đơn vị giáo dục trên khắp Việt Nam.

Hiện nay, nhờ vào sự phát triển của nền kinh tế, đầu tư vào giáo dục đang ngày

càng gia tăng. Việc áp dụng các thiết bị công nghệ số như máy vi tính hay máy tính bảng

vào công tác giảng dạy trong các trường phổ thông không còn là viễn cảnh xa vời. Do

đặc thù riêng, những chuyển biến này đặc biệt có lợi trong dạy và học các môn khoa

học. Trong lịch sử giáo dục vật lý từ xưa tới này, việc truyền đạt kiến thức luôn gặp giới

hạn rất lớn từ những khó khăn trong việc trình bày các hiện tượng cũng như các thí

nghiệm vật lý thông qua dạng sách chữ với các hình ảnh và sơ đồ đơn giản. Trong những

năm gần đây, với việc các kênh thông tin số (hình ảnh, âm thanh, video, phần mềm mô

phỏng) đã trở nên rất phổ biến và dễ dàng tiếp cận, việc trình bày các kiến thức khoa

học nói chung và vật lý nói riêng đã trở nên trực quan và dễ dàng hơn bao giờ hết.

Tuy nhiên để tận dụng được các lợi thế này ta cần tìm những công cụ có khả năng

tích hợp tất cả các loại nội dung số này nhằm tạo ra hiệu quả truyền đạt kiến thức tốt

nhất. Trong đề tài này, tôi đề cập đến việc: “Thiết kế Ebook phục vụ dạy học vật lý theo

định hướng Giáo dục STEM”. Hiện tại trong phạm vi Trường Đại học Sư Phạm – Đại

học Đà Nẵng hiện chưa có đề tài nghiên cứu nào liên quan đến khía cạnh này.

2. Mục tiêu nghiên cứu

 Nghiên cứu các công cụ phục vụ thiết kế ebook.

 Thiết kế Ebook phục vụ dạy học các nội dung STEM.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Phạm vi nghiên cứu: Các lớp học STEM tại Fablab – Maker Innovation

Space (MIS).