1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

NGUYỄN MINH TÂN
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


2
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

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


5
CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

BDNLTH

Bồi dưỡng năng lực tự học

BGĐT

Bài giảng điện tử

CNTT

Công nghệ thông tin

CSDL

Cơ sở dữ liệu

DH

Dạy học

DHTCSVĐ


KTS

Kĩ thuật số

LSYH

Lí sinh y học

NLTH

Năng lực tự học

NVĐ

Nêu vấn đề

PPDH

Phương pháp dạy học

PPDHTC

Phương pháp dạy học tích cực

PHGQVĐ

Phát hiện và giải quyết vấn đề

PPKTVLY


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

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” ............................................................... 81
2.3. 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


8
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

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


10
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

thức dạy học (DH) này.
Quan điểm trên có cơ sở là các đặc điểm tâm sinh lí lứa tuổi, đặc điểm hoạt
động học tập trong môi trường đại học và đặc điểm về nội dung, phương pháp 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 đẳng tăng
hàng chục lần, nhưng số lượng các đề tài, nghiên cứu về cơ sở lí luận và đổi mới
PPDH ở đại học còn khiêm tốn, chưa tương xứng với tốc độ và quy mô phát triển.
Môn Lí sinh y học hiện đang được giảng dạy tại gần 100 trường đại học và cao
đẳng khối ngành y sinh và nông lâm, với những nét đặc thù riêng gắn với thực tế
nghề nghiệp, song các nghiên cứu đổi mới PPDH môn học này còn chưa được quan
tâm đầy đủ.
Một trong những điểm mới của nền giáo dục tiên tiến là xây dựng “Công nghệ
giáo 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 đã xác
định mục tiêu đến 2020 là: Đổi mới PPGD đại học theo 3 tiêu chí: Phát huy tính chủ
động của người học; Sử dụng CNTT trong hoạt động dạy và học; Khai thác các nguồn
học liệu giáo dục mở và nguồn học liệu trên mạng Internet... nhằm đưa giáo dục 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 tích cực, tự lực và sáng tạo của người học. [6], [34], [38].


12

Ứng dụng CNTT, xây dựng và sử dụng TLĐTDH, đổi mới PPDH định hướng
BDNLTH 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


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 về
tính 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
của TLĐTDH.
- Đã xây dựng được tiến trình DH thuyết trình PHGQVĐ, và tiến trình
DHTCSVĐ thông qua hình thức seminar với sự hỗ trợ của TLĐTDH nhằm
BDNLTH cho SV.
7.2. Về mặt thực tiễn
Luận án có những đóng góp mới như sau:
- Đã xây dựng được TLĐTDH về nội dung “PPKTVLY” đáp ứng các yêu cầu dạy
học 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 hình
DHTCSVĐ 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 TLĐTDH
trong DH các kiến thức môn Lí sinh y học. Trong đó: Phần mở đầu 3 trang, phần
tổng 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.


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 đó
các nghiên cứu về đổi mới phương pháp DH theo hướng tích cực, lấy người học làm
trung 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 giáo dục,
các phương pháp tiếp cận giá trị trong khoa học giáo dục và những định hướng cho 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 Cảnh Toàn (Quá trình
dạy - tự học) [43], [44], Phạm Văn Lập (Các cách tiếp cận trong giáo dục) [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 phát triển GDĐH cho thế kỉ 21
và công cuộc cải cách trong giáo dục) [29], [38], [59] và nhiều 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 hướng chú
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 lĩnh vực đổi mới
phương pháp DH môn Vật lý, cũng có thể kể ra nhiều nhà khoa học có đóng 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], Lê Công Triêm
[56], Nguyễn văn Khải [21], Đỗ Hương Trà [55]...


15
Ứng dụng công nghệ DH định hướng BDNLTH cũng phát triển mạnh mẽ: nói riêng
ở bậc đại học, có thể kể ra nghiên cứu của các tác giả: Jef peeraer (2011) về CNTT cho
dạy học tích cực [20], Michiko Kaya (2003) về Hiện đại hóa DH đại học Nhật bản [24],

16
thể cộng, trừ, nhân, chia và năm 1890, chiếc máy tính dạng bảng do Herman
Hollerith thiết kế được ra đời. Chiếc máy tính EDSAD được chế tạo tại đại học
Cambridge vào những năm 1950 là chiếc máy tính đầu tiên được lập trình.
Máy vi tính 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 những
chiếc máy tính xách tay rất phổ biến hiện nay.
Những năm 2000 đánh dấu sự phát triển vượt bậc của Internet, kèm theo đó là
việc 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 trong giáo
dục và đào tạo từ đầu những năm 1940, điển hình là chương trình “the type19
synthetic radar trainer” được xây dựng vào năm 1943.
Từ đó cho đến giữa những năm 1970, phần mềm giáo dục thường được tích hợp
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 được phát triển
tại trường đại học Illinois vào giai đoạn 1960 – 1972, sử dụng ngôn ngữ lập trình
BASIC (phát triển từ 1963) và LOGO (phát triển từ 1967), sau này trở thành 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 đã tạo
ra một bước ngoặt trong lĩnh vực ứng dụng các phần mềm trong giáo dục, đào tạo.
Thay vì phải chia sẻ thời gian sử dụng các máy tính lớn của các trường đại học
hoặc chính phủ, với các máy PC, người sử dụng có thể xây dựng vả sử dụng phần
mềm cho máy tính ở nhà hoặc ở trường.
Những năm 1980, được đánh dấu bằng sự ra đời của các công ty phát triển phần
mềm giáo dục chuyên nghiệp. Broderbund Learning Company và Minnesota
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.

vần Tiếng Việt, Gamevui, kể chuyện cho bé, học qua tranh, đố vui, bút thông
minh… [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 do
các hãng phần mềm xây dựng, bao gồm các nhà xuất bản sách giáo dục, trong đó


18
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 tính 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 đến
giáo dục và có phần quản lý của cơ quan giáo dục. Chẳng hạn như: phần mềm học
ngoại ngữ, học tin học IBT, bảng tính điện tử luyện âm, các phần mềm giải toán và
thi toán qua mạng cho học sinh tiểu học và trung học hiện đang thu hút sự tham gia
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 phát
triển các phần mềm tham khảo cho DH mà điển hình là Microsoft. Các sản phẩm gần
đây sử dụng công nghệ internet. Wikipedia và các thành phần của nó (như là
Wikitionary) đã định hướng phát triển phần mềm tham khảo giáo dục. Khái niệm Wiki
cho phép phát triển sự cộng tác của các chuyên gia và những người không chuyên.
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 kế chạy
trên máy tính đơn (hoặc các thiết bị cầm tay). Gần đây, các nhà lập trình đã phát triển
phần mềm giáo dục chạy trên sever, truy cập qua mạng internet, phổ biến 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 phần

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 phần
mềm khá thông dụng như: Gambit Mimic Virtual, Lab CCNA (mô phỏng phòng
thực hành LAB CCNA), Crocodile Physics (Thiết kế Phòng thí nghiệm ảo), phần
mềm Macromedia Director và Share3d (Mô phỏng 3D và tính toán hệ cơ - cơ điện
tử với Visual Nastran…). [49], [52].
Một hướng nghiên cứu mới là xây dựng những trang Web học tập, cho phép tổ
chức các hoạt động dạy và học linh hoạt như học tập từ xa, học qua mạng, tạo các
forum hội thảo nhóm, giữa giáo viên với SV, giữa các thành viên cùng lớp và bên
ngoài 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,


20
xây dựng kho tài nguyên học tập điện tử (tài liệu, giáo trình, băng đĩa, sách tham
khảo, 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, thí
nghiệm, 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 đều
thông 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 phong
phú mới có thể thực hiện được, đó là phương thức đào tạo từ xa, trong đó công nghệ
hội tụ đa phương tiện (Multimedia convergence technology), các trạm học tập tương
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 lên
lịch học tập, việc lên lớp dự giờ, thi cử, xét lên lớp lưu ban, thi tốt nghiệp... đều có thể