Ứng dụng của phần mềm Symbolab trong giảng dạy phần cơ học của môn Vật lý ứng dụng đối với sinh viên ngành Xây dựng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này đã tiến hành một cuộc khảo sát để xác định ảnh hưởng của công nghệ đối với hiểu biết về phần cơ học của sinh viên năm nhất đối với học phần Vật lý Ứng dụng. Tổng cộng, 90 sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng thuộc Khoa Kiến trúc của trường Đại học Thủ Dầu Một đã tham gia, được chia thành hai nhóm: một nhóm tham gia lớp học sử dụng phần mềm Symbolab, trong khi nhóm còn lại tiếp tục học theo phương pháp truyền thống.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng của phần mềm Symbolab trong giảng dạy phần cơ học của môn Vật lý ứng dụng đối với sinh viên ngành Xây dựng

ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM SYMBOLAB TRONG GIẢNG DẠY PHẦN CƠ HỌC CỦA MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG ĐỐI VỚI SINH VIÊN NGÀNH XÂY DỰNG Hoàng Sỹ Minh Tuấn 1 1. Viện Phát Triển Ứng Dụng, Trường Đại Học Thủ Dầu Một, Email: hoangsyminhtuan@tdmu.edu.vn TÓM TẮT Công nghệ đã đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi cách chúng ta tiếp cận và tiến hành quá trình dạy và học. Không chỉ là một công cụ hữu ích, công nghệ còn là một nguồn lực biến đổi, giúp sinh viên khám phá và hiểu biết về vật lý một cách sâu sắc hơn. Nghiên cứu này đã tiến hành một cuộc khảo sát để xác định ảnh hưởng của công nghệ đối với hiểu biết về phần cơ học của sinh viên năm nhất đối với học phần Vật lý Ứng dụng. Tổng cộng, 90 sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng thuộc Khoa Kiến trúc của trường Đại học Thủ Dầu Một đã tham gia, được chia thành hai nhóm: một nhóm tham gia lớp học sử dụng phần mềm Symbolab, trong khi nhóm còn lại tiếp tục học theo phương pháp truyền thống. Để đánh giá kết quả, chúng tôi sử dụng bài kiểm tra sau khi kết thúc can thiệp và áp dụng phân tích thống kê kiểm định t mẫu độc lập. Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng Symbolab trong giảng dạy đã mang lại hiệu quả đáng kể hơn so với phương pháp truyền thống. Sự khác biệt đáng kể trong điểm số kiểm tra giữa hai nhóm là minh chứng cho điều này. Hy vọng rằng những kết quả này sẽ cung cấp động lực cho hệ thống giáo dục và các giảng viên trong việc thúc đẩy sự đổi mới trong giảng dạy và học vật lý. Từ khóa: Cơ học, Vật lý ứng dụng, Symbolab, Kiểm định t 1. MỞ ĐẦU Học phần vật lý ứng dụng trong ngành xây dựng giúp sinh viên hiểu và áp dụng các nguyên lý vật lý vào thiết kế, tính toán và xây dựng công trình. Điều này cung cấp nền tảng cho việc nâng cao chất lượng và an toàn của các công trình xây dựng, đồng thời khuyến khích sự sáng tạo và phát triển công nghệ trong ngành. Học phần này giúp cho sinh viên hiểu về tác động của các yếu tố vật lý như cân nặng, áp suất, nhiệt độ và động năng lượng đối với công trình. Kiến thức này giúp nâng cao chất lượng công trình, phát triển công nghệ xây dựng và cung cấp nền tảng cho sự nghiệp trong ngành xây dựng. Gần đây, sự phát triển của công nghệ số đã làm nổi bật việc áp dụng công nghệ này vào giảng dạy phần cơ học trong vật lý đại cương tại các trường đại học và cao đẳng chuyên nghiệp. Sử dụng phần mềm trong giảng dạy đã trở thành xu hướng phổ biến, giúp giảm thiểu việc tính toán và giải quyết các bài toán cơ học, từ đó giảm thiểu sai sót trong quá trình giảng dạy (Fabian và nnk., 2018). Tốc độ học và hiểu biết về các vấn đề của cơ học như gia tốc (hướng tâm, góc), động năng, thế năng, tính quỹ đạo của vật ném xiên, v.v. có thể được cải thiện đáng kể thông qua việc áp dụng các phương pháp giảng dạy thông minh. Sử dụng công nghệ số trong giảng dạy cơ học cũng giúp tăng tốc độ tính toán và giải quyết các vấn đề một cách nhanh chóng và chính xác hơn so với phương pháp truyền thống (Tsou và nnk, 2017; Saira và nnk., 2021). Một trong những ưu điểm của phần mềm Symbolab (Symbolab, 2024) là giảng viên có thể tiết kiệm thời gian và dễ dàng quan sát hiệu suất học tập của sinh viên, đặc biệt là trong các lớp học đông đúc (White và nnk., 2014). 281
Phương pháp sử dụng bảng và phấn là một trong những phương pháp giảng dạy truyền thống, thường được ưa chuộng trong các trường học. Tuy tiện lợi và thích hợp cho lớp học đông sinh viên, nhưng nó đòi hỏi nhiều thời gian và công sức để hiểu các khái niệm. Sự tiến bộ trong công nghệ đã giúp cải thiện tốc độ học, đồng thời mở ra nhiều cơ hội thay đổi và đổi mới trong giảng dạy và học tập. Các công nghệ số như máy tính bảng, điện thoại thông minh, bảng thông minh, laptop và IoT được sử dụng rộng rãi trong giáo dục, hỗ trợ giảng viên truyền bá bài giảng, tương tác với sinh viên và cung cấp phản hồi. Phần mềm Symbolab được sử dụng để giảng dạy và giải các bài toán cao cấp trong chương trình đại học đã được nghiên cứu và công bố (Viet và nnk., 2018; Nguyễn và nnk. 2019). Symbolab là một công cụ toán học và khoa học trực tuyến mạnh mẽ, được thiết kế để giúp người dùng giải các bài toán phức tạp trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả vật lý. Với giao diện thân thiện và tính năng mạnh mẽ (Hình 1), Symbolab có thể giúp người dùng giải quyết các phương trình, tính toán đạo hàm, tích phân, giải hệ phương trình, và nhiều nội dung toán học và khoa học khác. Trong vật lý, Symbolab có thể được sử dụng để giải các bài toán liên quan đến cơ học, điện và từ, nhiệt độ, sóng và quang học, cũng như các lĩnh vực khác của vật lý. Symbolab cung cấp công cụ tính toán mạnh mẽ để giúp người dùng hiểu và giải quyết các vấn đề phức tạp trong vật lý một cách hiệu quả. Bằng cách sử dụng Symbolab, người dùng có thể tận dụng được các ưu điểm của Symbolab so với các phần mềm giải các bài toán vật lý khác như (1) tiện lợi và đa chức năng: Symbolab cung cấp một loạt các tính năng toán học và vật lý một cách tổng thể, bao gồm giải phương trình, tính đạo hàm, tích phân, vẽ đồ thị và nhiều tính năng khác. Điều này giúp sinh viên tiết kiệm thời gian và công sức khi không cần phải chuyển đổi giữa nhiều ứng dụng khác nhau; (2) giải thích bước đầu tiên: Symbolab không chỉ cung cấp kết quả cuối cùng mà còn giải thích từng bước cụ thể trong quá trình giải, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách tiếp cận và giải quyết vấn đề; (3) sự thân thiện với người dùng: giao diện của Symbolab thân thiện và dễ sử dụng, không đòi hỏi kỹ năng kỹ thuật cao, điều này giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận và sử dụng phần mềm một cách hiệu quả; (4) dễ dàng truy cập: Symbolab có sẵn trực tuyến và thông qua ứng dụng di động, cho phép sinh viên tiếp cận nó bất cứ lúc nào, ở bất kỳ đâu, từ bất kỳ thiết bị nào có kết nối internet. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho học tập linh hoạt và không gian học tập cá nhân của sinh viên. Để cho sinh viên hiểu biết sâu sắc tạo ra sự khích lệ mà còn mang lại kết quả đáng kể hơn về cơ bản của cơ học trong vật lý ứng trong việc nâng cao chất lượng của quá trình học tập dụng, việc sử dụng công nghệ trong quá và hiểu biết của sinh viên. trình giảng dạy và học tập là không thể phủ nhận. Trong số các phần mềm hỗ trợ này, Symbolab (Hình 1) được coi là một công cụ quan trọng, giúp sinh viên giải quyết và hiểu các vấn đề một cách trực quan và rõ ràng. Sự tương tác mạnh mẽ của Symbolab giúp sinh viên dễ dàng hình dung và thấu hiểu nội dung, từ đó nâng cao hiệu quả của quá trình học tập. Công nghệ số mang lại tiềm năng lớn để phát triển sự hiểu biết sâu rộng về vật lý ứng dụng. Tuy nhiên, việc tích hợp công nghệ vào giảng dạy không chỉ đòi hỏi các tài nguyên về cơ sở hạ tầng mà còn yêu Hình 1: Giao diện menu tính toán cho cơ học và cầu sự đầu tư về mặt thời gian và năng một cửa sổ tính toán của phần mềm Symbolab. lượng. Tuy vậy, sự cố gắng này không chỉ 282
2. PHƯƠNG PHÁP 2.1. Giả thiết Phương pháp kiểm định giả thiết sử dụng để so sánh hiệu quả giữa phương pháp giảng dạy cơ học truyền thống và phương pháp giảng dạy với Symbolab trong môn vật lý ứng dụng. Giả thiết không có sự khác biệt (H0) cho rằng không có sự khác biệt đáng kể giữa hai phương pháp, trong khi giả thiết có sự khác biệt (H1) cho rằng có sự khác biệt đáng kể. Nếu giá trị p (p- value) < α, chúng ta bác bỏ H0 và chấp nhận H1, ngược lại, nếu giá trị p > α, chúng ta không có đủ bằng chứng để bác bỏ H0. 2.2. Lấy mẫu Nghiên cứu này nhằm so sánh hiệu quả giữa việc sử dụng Symbolab và phương pháp truyền thống trong giảng dạy vật lý đối với sinh viên năm nhất ngành xây dựng tại Trường Đại học Thủ Dầu Một. Mục tiêu là đánh giá sự hiểu biết về khái niệm vật lý ứng dụng, đặc biệt là phần cơ học, của sinh viên. Dữ liệu được thu thập từ bài kiểm tra trắc nghiệm trên hệ thống E-learning của trường. Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng phần mềm SPSS 26.0, sử dụng thống kê mô tả và kiểm định t. Nghiên cứu thực hiện với hai nhóm sinh viên từ khóa D22KTXD0 và D23KTXD01 của ngành Kỹ thuật Xây dựng. Thiết kế nghiên cứu là so sánh trước và sau khi triển khai Symbolab, đánh giá sự hiểu biết thông qua bài kiểm tra trước và sau. Dữ liệu được thu thập từ phần tính toán vật lý của Symbolab. 2.3. Phân tích dữ liệu Dữ liệu được thu thập từ bài kiểm tra gồm 45 câu hỏi về tính toán trong cơ học cổ điển, được lựa chọn để đánh giá sự hiểu biết thông qua việc sử dụng Symbolab. Các câu hỏi được chia thành 3 bài kiểm tra với mỗi bài gồm 15 câu hỏi. Nghiên cứu sử dụng thiết kế nhóm so sánh trước và sau để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng Symbolab. Số lượng câu hỏi đã giảm còn 45 câu sau khi thử nghiệm và điều chỉnh nội dung câu hỏi dựa trên phản hồi từ sinh viên. Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng các kiểm định t cho các mẫu ghép đôi (paired- samples t-test), kiểm định t cho các mẫu độc lập (independent sample t-test), cùng với thống kê mô tả để so sánh sự khác biệt giữa bài kiểm tra trước và sau của nhóm thử nghiệm và nhóm kiểm soát. Kết quả cho thấy sự khác biệt đáng kể trong hiệu quả giảng dạy giữa việc sử dụng Symbolab và phương pháp giảng dạy truyền thống, với việc chấp nhận giả thuyết thay thế. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Điểm trung bình giữa bài kiểm tra trước và sau đã thể hiện sự chênh lệch đáng kể, và hai nhóm nằm gần nhau ở mức cơ bản. Bảng so sánh điểm trung bình giữa bài kiểm tra trước và sau phần cơ học, sử dụng Symbolab và phương pháp giảng dạy truyền thống. Kiểm định t mẫu ghép được sử dụng để kiểm tra sự khác biệt giữa các điểm trung bình của các nhóm trước và sau kiểm tra. Kết quả cho thấy sự khác biệt đáng kể trong điểm trung bình của bài kiểm tra trước và sau của nhóm kiểm soát (54,64; 61,83) và nhóm thử nghiệm (56,42; 81,45). Tuy nhiên, để xác định sự khác biệt đáng kể, chúng ta cần xem xét giá trị p, và trong trường hợp này, p < 0,05. Bằng cách so sánh điểm trung bình giữa nhóm kiểm soát và nhóm thử nghiệm, chúng ta có thể thấy rõ sự khác biệt trong hiệu quả giữa việc sử dụng Symbolab và phương pháp giảng dạy truyền thống. Điều này đồng nghĩa với việc sự chênh lệch trong điểm số giữa hai nhóm là có ý nghĩa thống kê, và việc sử dụng Symbolab trong giảng dạy vật lý ứng dụng đã đạt được điểm thành tích kiểm tra cao hơn cho phần cơ học. 283
Bảng 1: Mô tả thống kê các nhóm trước và sau kiểm tra Mô tả thống kê Nhóm kiểm soát (N = 45) Nhóm thử nghiệm (N = 45) (%) Kiểm tra trước Kiểm tra sau Kiểm tra trước Kiểm tra sau Trung bình 54,64 61,83 56,42 81,45 Độ lệch chuẩn 15,184 12,897 -17,571 8,759 Từ bảng 2, có thể rõ ràng thấy sự chênh lệch giữa điểm trung bình của nhóm kiểm soát và nhóm thử nghiệm, đặc biệt là trong bài kiểm tra sau. Điểm trung bình thấp của nhóm kiểm soát trong bài kiểm tra sau cho thấy mức độ khó của bài kiểm tra cơ học và ngụ ý rằng sinh viên gặp phải một số vấn đề khó khi giải các bài tập. Trong khi đó, dưới điểm số trước và sau kiểm tra của nhóm kiểm soát, mức độ khó chỉ có tác động nhỏ đến mức độ thành tích của sinh viên. Đối với nhóm thử nghiệm, có thể suy luận rằng một số sinh viên đã hiểu rõ hơn về các khái niệm trong cơ học. Sự hiểu biết này cũng được thể hiện qua điểm trung bình không có sự chênh lệch lớn giữa bài kiểm tra trước và sau của nhóm kiểm soát. Tuy nhiên, việc triển khai Symbolab đã thể hiện sự tăng đáng kể, được phản ánh qua biểu đồ cảm xúc thu thập từ phiếu đánh giá của sinh viên trên biểu mẫu Google (Hình 2). Điều này cho thấy rõ sự khác biệt trong hiệu quả giữa việc sử dụng Symbolab và phương pháp giảng dạy truyền thống, đồng thời nâng cao hiệu suất học tập của sinh viên. (a) (b) Hình 2: Biểu đồ cảm xúc của sinh viên khi làm bài tập ở mức độ dễ (a) và khó (b). Kiểm định t mẫu độc lập đã được sử dụng để phân tích sự khác biệt giữa kết quả của bài kiểm tra trước và sau của cả hai nhóm (xem Bảng 3). Kết quả trung bình của bài kiểm tra trước và sau đã cho thấy điểm số giữa nhóm sử dụng phương pháp giảng dạy với Symbolab và nhóm không sử dụng Symbolab có giá trị p nhỏ hơn 0,05. Dựa trên kết quả này, có thể kết luận rằng có sự khác biệt đáng kể giữa phương pháp giảng dạy truyền thống và phương pháp thông minh sử dụng Symbolab trong môn vật lý ứng dụng. Điều này nhấn mạnh rằng việc sử dụng Symbolab đã mang lại hiệu quả hơn trong việc cải thiện hiểu biết và kết quả học tập của sinh viên. Do đó, giả thuyết thay thế (H1) đã được chấp nhận, đồng nghĩa với việc nhận thấy sự ảnh hưởng tích cực của việc triển khai phần mềm Symbolab trong quá trình giảng dạy. 284
Bảng 2: So sánh điểm số trước và sau kiểm tra của cả hai nhóm Biến số Symbolab Truyền thống (%) df T P* TB Độ lệch TB Độ lệch Điểm số trước 56,42 17,571 54,64 15,184 64 0,047 0,964 Điểm số sau 81,45 8,759 61,83 12,897 64 -6,88 0,000 Cặp Mẫu thống kê *p < 0.05 có ý nghĩa Bảng 3: Kiểm định t mẫu độc lập Không có Symbolab Có Symbolab Trung bình (%) 54,64 61,83 56,42 81,45 Độ tin cậy (95%) 0,001 0,000 Thống kê mẫu độc lập 4. KẾT LUẬN Dùng kiểm định t mẫu độc lập, nghiên cứu đã phân tích sự khác biệt giữa kết quả của bài kiểm tra trước và sau đối với cả hai nhóm sinh viên (Xem Bảng 3). Kết quả trung bình của bài kiểm tra trước và sau cho thấy điểm số đạt được với phương pháp giảng dạy sử dụng Symbolab và không sử dụng Symbolab có sự chênh lệch đáng kể, với giá trị p nhỏ hơn 0,05. Điều này dẫn đến kết luận rằng có sự khác biệt ý nghĩa giữa phương pháp giảng dạy truyền thống và can thiệp thông minh của Symbolab trong môn học vật lý ứng dụng. Vì vậy, giả thuyết thay thế (H1) đã được chứng minh. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Fabian, K., Topping, K.J., & Barron, I.G. (2018). Using mobile technologies for mathematics: effects on student attitudes and achievement. Educational Technology Research and Development, 66(4), 1119–1139. 2. Tsou, C., & Brown, B. (2017). Implementing Technologies in the Mathematics Classroom at Ontario Colleges. Mathematics Education. 3. Saira, Ajmal, F., & Hafeez, M. (2021). Critical Review on Flipped Classroom Model Versus Traditional Lecture Method. International Journal of Education and Practice, 9(1). 4. Symbolab. (n.d.). Truy cập từ https://vi.symbolab.com/ 5. White, H., & Sabarwal, S. (2014). Quasi-Experimental Design and Methods: Methodological Briefs - Impact Evaluation No. 8. Unicef. 6. Viet, D. N., Thi, H. B. D., Thi, H. H. V., & Chi, N. K. (2018). Sử dụng phần mềm symbolab hỗ trợ dạy học hợp tác môn đại số tuyến tính. Scientific Journal of Tan Trao University, 4(9), 56-62. 7. Nguyễn, V. D. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề môn Đại số tuyến tính ở trường đại học với sự trợ giúp của phần mềm Symbolab online. 285