THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ảo TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 11 PHẦN QUANG HỌC VÀ ĐIỆN HỌC NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC SỐ CHO HỌC SINH TẠI TRƯỜNG THPT HOÀNG MAI

Gần đây, để phát triển giáo dục và đào tạo, nhiều hoạt động liên quan việc ứng dụng CNTT, thiết bị công nghệ và học liệu số trong dạy học, giáo dục được triển khai trong hệ thống ngành g

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:

THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 11 PHẦN QUANG HỌC

VÀ ĐIỆN HỌC NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC SỐ

CHO HỌC SINH TẠI TRƯỜNG THPT HOÀNG MAI

Năm học: 2021 - 2022

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN

TRƯỜNG THPT HOANG MAI

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:

THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 11 PHẦN QUANG HỌC

VÀ ĐIỆN HỌC NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC SỐ

CHO HỌC SINH TẠI TRƯỜNG THPT HOÀNG MAI

LĨNH VỰC: VẬT LÍ

Nhóm tác giả: Ngô Thị Thu Thủy Doãn Hữu Lưỡng Điện thoại: 0356 699 217 - 0903 432 353

Năm học: 2021 - 2022

MỤC LỤC Trang

3.1 Kế hoạch dạy học chủ đề: “Khúc xạ ánh sáng – Phản xạ toàn

3.3 Kế hoach dạy học bài 29: Thấu kính mỏng 65

3.4 Kiểm chứng kết quả bài toán về mạch điện phức tạp bằng thí

3.5 STEM: Sử dụng thí nghiệm ảo thiết kế mạch điện cầu thang 76

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Sự bùng nổ của công nghệ đang tạo ra nhiều phương thức giáo dục mới, thông minh hơn, hiệu quả hơn, tiết kiệm nhiều chi phí hơn Đến nay, xu

hướng chuyển đổi số trong giáo dục đã tác động sâu sắc đến con người

Gần đây, để phát triển giáo dục và đào tạo, nhiều hoạt động liên quan việc ứng dụng CNTT, thiết bị công nghệ và học liệu số trong dạy học, giáo dục được triển khai trong hệ thống ngành giáo dục và đào tạo, nhất là Chương trình ETEP với nhiệm vụ phát triển các trường sư phạm song song với bồi dưỡng đội ngũ GV thực hiện chương trình giáo dục phổ thông 2018 đã đầu tư phương thức bồi dưỡng trực tuyến từ năm 2018 góp phần chuẩn bị cho GV từ ý tưởng đến kỹ năng ứng dụng CNTT, thiết bị công nghệ và học liệu số trong giáo dục phổ thông Với các

cơ sở pháp lý được ban hành cùng với những kinh nghiệm bồi dưỡng và tự bồi dưỡng đặc biệt là trải nghiệm trực tiếp thông qua các phương thức bồi dưỡng, GV phổ thông bước đầu đã quan tâm, thực hiện ứng dụng CNTT, thiết bị công nghệ

và học liệu số trong dạy học, giáo dục

Đặc biệt trong giai đoạn phòng chống dịch Covid-19 và thực hiện giãn cách

xã hội, các trường phổ thông đã xây dựng kế hoạch học trực tuyến theo chỉ đạo của Bộ Giáo dục và Đào tạo, hướng dẫn GV cài đặt phần mềm, vận động các em

HS chủ động tham gia học trực tuyến,… và đã đạt được nhiều kết quả ban đầu khá khả quan Việc dạy học trực tuyến cho học sinh không phải là nhiệm vụ mới đối với giáo viên vì nhiều địa phương đã tổ chức triển khai trong hai năm qua để ứng phó với những ảnh hưởng của dịch bênh Covid-19 Đến nay, nhiệm vụ này tiếp tục cần được tăng cường hơn nữa (theo hướng chuyển từ ứng phó tình thế sang chủ động theo kế hoạch) khi chúng ta bước vào năm đầu tiên thực hiện Chương trình giáo dục phổ thông 2018 đối với cấp trung học cơ sở trong bối cảnh dịch bệnh tiếp tục có những diễn biến phức tạp Các địa phương và các nhà trường

đã có những kinh nghiệm được đúc kết trong hai năm qua, đặc biệt là đã có đầy

đủ những căn cứ pháp lí để xây dựng và tổ chức dạy học một cách linh hoạt nhằm mục tiêu kép: không chỉ thích ứng với diễn biến mới của dịch bệnh Covid-19 mà còn đẩy nhanh quá trình chuyển đổi số trong giáo dục, từng bước nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo

Đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) để người học tích cực, chủ động, sáng tạo là rất cần thiết và không thể thiếu trong đổi mới căn bản và toàn diện

GD-ĐT theo tinh thần Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 về đổi mới căn bản, toàn diện GD-ĐT, đáp ứng yêu cầu CNH, HĐH trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế” Bộ Giáo dục và Đào

tạo đã xây dựng Chương trình giáo dục phổ thông (Ban hành kèm theo Thông tư

số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo) với mục tiêu hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh

Vật lí (tiếng Anh: physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức

về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật

chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ

Các hiện tượng Vật lí, chúng ta có thể bắt gặp rất nhiều trong tự nhiên cũng như đời sống Sấm sét: sự di chuyển của dòng điện, sóng biển: sự lan truyền dao động trên mặt nước, đèn huỳnh quang: sự liên quan quang phổ và sự va đập electreron… Vật lí học có những đóng góp quan trọng trong sự tiến bộ công nghệ

do những phát kiến lí thuyết trong Vật lí Ví dụ, sự tiến bộ trong hiểu biết về điện

từ học hoặc vật lí hạt nhân đã trực tiếp dẫn đến sự phát minh và phát triển những sản phẩm mới, thay đổi đáng kể bộ mặt xã hội ngày nay, như ti vi, máy vi tính, laser, internet, các thiết bị gia dụng, hay là vũ khí hạt nhân; những tiến bộ trong nhiệt động lực học dẫn tới sự phát triển cách mạng công nghiệp; và sự phát triển của ngành cơ học thúc đẩy sự phát triển phép tính vi tích phân

Muốn dạy và học tốt môn Vật lí cần sự trực quan, cần thực hành nhiều dựa trên nền tảng lí thuyết Môn khoa học tự nhiên, lượng kiến thức lớn, công thức nhiều nhưng không phải vì thế mà quá thiên về dạy lí thuyết bỏ qua thực hành, khiến cho học sinh không hiểu được bản chất các hiện tượng vật lí chỉ học thuộc lòng Trong điều kiện giảng dạy Vật lí THPT, một tiết học 45 phút, với quá nhiều kiến thức, công thức và bài tập, quá ít cho sự thực hành Do vậy, việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm trong dạy và học là một hoạt động quan trọng để thực hiện phương pháp dạy học mới nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo và hành động thực tiễn cho học sinh, Tuy nhiên, trong cả một chương học thì cũng chỉ có 1,2 bài thực hành, hơn nữa có những thí nghiệm trong phòng thực hành không đủ điều kiện trang thiết bị vật chất để mô phỏng, xúc tác quá trình diễn ra Đồng thời để làm thí nghiệm thì gặp rất nhiều sai số nên học sinh rất khó để rút ra những kết luận, nhận xét chính xác từ những số liệu đã thu thập được Để khắc phục điều này, tôi sẽ sử dụng phần mềm hỗ trợ để có số liệu chính xác, giúp học sinh dễ dàng rút ra nhận xét, kết luận cần thiết

Việc đổi mới nội dung và phương pháp trong dạy học vật lí phải gắn liền với việc tăng cường sử dụng TN trong quá trình dạy học vật lí Bên cạnh đó, khối lượng kiến thức trong mỗi bài học được tăng lên, hầu hết trong các bài đều có TN Nếu dạy theo PP truyền thống và với những TN thật thì sẽ không đủ thời gian Mặt khác, với điều kiện cơ sở vật chất hiện nay thì các trường phổ thông vẫn chưa

có nhiều dụng cụ TN để đáp ứng yêu cầu của bài học theo sách giáo khoa mới Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ thông tin và tiến hành các TN ảo trên máy vi tính

là một giải pháp quan trọng trong việc giảng dạy, giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng, sâu sắc, tin tưởng vào kiến thức mà mình chiếm lĩnh được, đồng thời tạo hứng thú học tập cho học sinh trong từng bài học

Đặc biệt, các nội dung vật lí thường mang tính trừu tượng và khái quát cao; các hiện tượng, quá trình vật lí thường đa dạng, có thể diễn ra rất chậm hoặc rất nhanh; các đối tượng nghiên cứu của vật lí cũng rất phong phú, từ thế giới vi mô đến thế giới vĩ mô và siêu vĩ mô Do đó, khi học tập các nội dung vật lí, học sinh thường gặp những khó khăn nhất định trong việc tri giác, khảo sát các hiện tượng

và đo lường các đại lượng vật lí Chính vì vậy, việc sử dụng các thiết bị công nghệ

và phần mềm vào dạy học vật lí sẽ tạo môi trường thuận lợi để học sinh có thể trực quan, tri giác và khảo sát các mối liên hệ khách quan giữa các thuộc tính của các sự vật, hiện tượng Qua đó học sinh lĩnh hội được các nội dung vật lí, phát triển các phẩm chất chủ yếu, các năng lực chung và đặc biệt là năng lực vật lí, đáp ứng mục tiêu của chương trình môn vật lí và chương trình giáo dục phổ thông

2018

Thí nghiệm ảo, chính là chìa khoá giải quyết vấn đề trên Thí nghiệm ảo

có thể được hiểu như việc mô phỏng thí nghiệm thực tế để kiểm nghiệm lại lý thuyết hoặc làm minh họa rõ hơn một quá trình công nghệ Thêm nữa, thí nghiệm

ảo còn giúp mô phỏng các hiện tượng và tình huống khó thực hiện trong thí nghiệm thực Nhờ vậy, thí nghiệm ảo kích thích niềm đam mê khoa học và tìm tòi khám phá cái mới của người học Ngoài ra, thí nghiệm ảo còn giúp người học làm quen với thiết bị và các quy trình công nghệ trước khi thao tác thực tế như giảm thiểu đáng kể chi phí đầu tư thiết bị thực nghiệm và vật tư tiêu hao Tăng cường hoạt động thực hành trong giảng dạy, không bị bó hẹp trong điều kiện trang thiết

bị phòng thí nghiệm hạn chế, thậm chí có thể mô phỏng được các hiện tượng rất khó xẩy ra tự nhiên, nhà máy cộng nghệ cao Thí nghiệm ảo giúp giảm thiểu việc học chay, dạy chay thường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệm giúp người học chủ động học tập phù hợp với tinh thần người học là trung tâm của giáo dục hiện đại Chính vì vậy, qua một thời gian nghiên cứu thực hiện, tôi đúc kết kinh

nghiệm và xây dựng thành đề tài “Thực hành thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí

11 phần quang học và điện học nhằm nâng cao năng lực số của HS tại trường THPT Hoàng Mai”

2 Mục đích và phạm vi nghiên cứu

2.1 Mục đích nghiên cứu

- Học sinh hiểu được bản chất của hiện tượng, ghi nhớ hình ảnh trực quan

- Tạo cho học sinh hứng thú trong học tập

- Để học sinh là trung tâm giảng dạy đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông mới

- Phát huy năng lực sáng tạo, nghiên cứu CNTT của GV và HS

- Nâng cao hiệu quả dạy và học ở trường THPT Hoàng Mai, đào tạo thế hệ trẻ được tiếp cận với phương pháp học tiên tiến của thế giới

- Phát triển năng lực số cho HS THPT đáp ứng chuyển đổi số trong giáo dục

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- SKKN được xây dựng cho khối 11, trường THPT Hoàng Mai

- Người viết nghiên cứu sử dụng thí nghiệm ảo kết hợp một số phương pháp

dạy học tích cực giúp HS đào sâu phần lý thuyết cũng như mở rộng tìm tòi cho học sinh khối 11, trường THPT Hoàng Mai Nhằm giúp HS hình thành và phát triển các năng lực chung và năng lực chuyên biệt đáp ứng yêu cầu của chương

trình giáo dục phổ thông mới

3 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu

- Phương pháp chuyên gia

- Phương pháp quan sát

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp nghiên cứu các sản phẩm hoạt động (thông qua các bài tập, bài kiểm tra của học sinh)

- Phương pháp phân tích, tổng hợp

- Phương pháp thống kê

4 Các bước thực hiện đề tài

Khảo sát thực tiễn việc sử dụng thí nghiệm ảo và phương pháp dạy học tích cực vào giảng dạy Vật lí 11 tại một số trường trên địa bàn tỉnh Nghệ An

Tổng hợp kết quả điều tra và phân tích số liệu thu thập được để đưa ra kết luận về thực trạng vấn đề và tính thiết thực, cần thiết của vấn đề nghiên cứu

Soạn kế hoach dạy học theo hướng phát triển năng lực HS, có kết hợp chuyển đổi số và phương pháp dạy học tích cực Từ đó thực nghiệm tại các lớp

đã chọn Sau khi giảng dạy có hình thức kiểm tra, đánh giá được sự tiến bộ của các em và để đánh giá tính hiệu quả của đề tài

Phân tích kết quả sau khi đã tác động Đưa ra kết luận về tính thiết thực, khả năng ứng dụng của đề tài nghiên cứu

PHẦN 2 NỘI DUNG

1 CƠ SỞ KHOA HỌC

1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1 Thí nghiệm ảo

1.1.1.1 Vai trò thí nghiệm trong dạy học Vật lí

Thí nghiệm vật lí là một khâu quan trọng trong việc rèn luyện cho học sinh

khả năng vận dụng các kiến thức vào thực tiễn, trang bị cho các phương pháp và

kỹ năng thí nghiệm.TN là phương tiện đặc trưng của môn Vật lí ở trường phổ thông, có tác dụng to lớn trong việc nâng cao chất lượng học tập của HS

* Vai trò của TN trong dạy học Vật lí :

- TN là phương tiện thu nhận tri thức, kiểm tra tính đúng đắn của tri thức và là phương tiện để vận dụng tri thức đó vào thực tiễn

- TN là một bộ phận của các PP nhận thức vật lí và có thể được sử dụng

ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học

TN VL có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến

trình dạy học như đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề (hình thành kiến thức, kĩ năng mới ), củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng, kĩ

xảo của HS

- TN góp phần phát triển toàn diện nhân cách của học sinh, đơn giản hóa và trực quan các hiện tượng trong dạy học vật lí

Việc sử dụng TN trong dạy học góp phần quan trong vào việc hoàn thiện

những phẩm chất và năng lực của HS, đưa đến sự phát triển toàn diện cho người học Trước hết, TN là phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng kiến thức

và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo VL cho HS Nhờ TN HS có thể hiểu sâu hơn bản chất

VL của các hiện tượng, định luật, quá trình được nghiên cứu và do đó có khả

năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn

Truyền thụ cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản là một trong những nhiệm vụ quan trọng của hoạt động dạy học Để làm được điều đó, GV cần nhận thức rõ việc xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh, thể hiện trong cách suy

nghĩ, thao tác tư duy và làm việc để họ tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn

TN VL góp phần đơn giản hoá hiện tượng, tạo trực quan sinh động nhằm

hỗ trợ cho tư duy trừu tượng của HS, giúp cho HS tư duy trên những đối tượng cụ thể, những hiện tượng và quá trình đang diễn ra trước mắt họ Các hiện tượng trong tự nhiên xảy ra vô cùng phức tạp, có mối quan hệ chằng chịt lấy nhau, do

đó không thể cùng một lúc phân biệt những tính chất đặc trưng của từng hiện tượng riêng lẻ, cũng như không thể cùng một lúc phân biệt được ảnh hưởng của

tính chất này lên tính chất khác

- Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh

TN là phương tiện gây hứng thú, là yếu tố kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của HS học tập, nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận thức

Chính nhờ TN và thông qua TN mà ở đó HS tự tay tiến hành các TN, các

em sẽ thực hiện các thao tác TN một cách thuần thục, khơi dậy ở các em sự say sưa, tò mò để khám phá ra những điều mới, những điều bí ẩn từ TN và cao hơn là hình thành nên những ý tưởng cho những TN mới Đó cũng chính là những tác động cơ bản, giúp cho quá trình hoạt động nhận thức của HS được tích cực hơn

Thông qua TN, nhờ vào sự tập trung chú ý, quan sát sự vật, hiện tượng có thể tạo cho HS sự ham thích tìm hiểu những đặc tính, quy luật diễn biến của hiện tượng đang quan sát Khi giác quan của HS bị tác động mạnh, HS phải tư duy cao

độ từ sự quan sát TN, chú ý kĩ TN để có những kết luận, những nhận xét phù hợp

- Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh

TN là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể qua

đó góp phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS Qua TN đòi hỏi HS phải làm việc tự lực hoặc phối hợp tập thể, nhờ đó có thể phát huy vai trò cá nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong công việc của các em

1.1.1.2 Một số loại hình thí nghiệm được sử dụng trong dạy học Vật lí

Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài tập trung vào các loại hình TN thường được sử dụng nhất trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, bao gồm:

Đối với TN thực, tập trung vào hai loại hình chính: TN được trang cấp ở trường phổ thông (gọi tắt là TN) và TN tự tạo;

Đối với TN trên máy vi tính hoặc điện thoại, mặc dù máy vi tính hỗ trợ TN dưới nhiều hình thức khác nhau, nhưng căn cứ vào tình hình thực tế ở các trường phổ thông, đề tài tập trung khai thác các loại hình: TN mô phỏng, TN ảo, phim

TN

1.1.1.3 Thí nghiệm ảo là gì?

- Thí nghiệm ảo: Là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình

thức đối tượng học tập, nhằm mục đích mô phỏng các hiện tượng vật lí, hóa học, sinh học…xảy ra trong tự nhiện hay trong phòng thí nghiệm, có đặc điểm là có tính năng tương tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể mô phỏng những quá trình, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong tư nhiện hay khó thu được trong phòng thí nghiệm

- Thí nghiệm ảo giúp giảm thiểu việc học chay, dạy chay thường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệm giúp người học chủ động học tập phù hợp với tinh thần người học là trung tâm của giáo dục hiện đại

- Thí nghiệm ảo cũng giống với bài giảng điện tử, ngoài ra, một ưu điểm của thí nghiệm ảo trên máy tính là có thể giả lập những tình huống, điều kiện tới hạn, khó xảy ra trong thế giới thực giúp người học nắm được bản chất của vấn đề Tuy nhiên, thí nghiệm ảo không thể thay thế được kinh nghiệm thực tiễn, hãy thử tưởng tượng phi công lái máy bay hạ cánh khi chỉ toàn thực tập trên mô hình ảo, hay một bác sĩ phẫu thuật mổ tim trong khi lại chỉ toàn kinh nghiệm với dao mổ

ảo trên máy tính

- Thí nghiệm ảo là phương tiện quan trọng trong dạy học trực tuyến và thời đại chuyển đổi số

- Thí nghiệm ảo và bài giảng điện tử gắn bó chặt chẽ với nhau, không thể tách rời, thí nghiệm ảo giúp tăng hiệu quả giáo dục, huấn luyện của bài giảng điện

tử qua tính năng tương tác cao với người tiến hành thí nghiệm, với hệ thống trong khi bài giảng điện tử giúp xâu chuỗi các thí nghiệm ảo theo một trình tự logic, mang tính giáo dục Thí nghiệm ảo cùng với bài giảng điện tử giúp áp dụng được

cả 3 yếu tố giáo dục hiện đại trong phần mềm dạy học như học, thực hành, kiểm tra đánh giá cần thiết hiệu quả học tập đạt được cao

1.1.1.4 Ưu nhược điểm của thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí

* Ưu điểm

- TN ảo được thực hiện trên một màn chiếu lớn nên tất cả học sinh trong

lớp học có thể nhìn rõ tất cả những gì thực hiện trên đó, đồng thời giáo viên có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ đủ lớn để cả lớp đều có thể quan sát rõ ràng, kể cả

các em ngồi ở cuối lớp học

- TN hoàn toàn an toàn, không lo cháy nổ ngoài dự định, nếu có nhầm lẫn thì hiện tượng xảy ra chỉ là mô hình cháy nổ trên máy vi tính

Không lo cháy nổ, chỉ mô hình cháy trên máy vi tính

- Có những quá trình trong thực tế không thể quan sát bằng mắt thường nhưng TN ảo trên máy vi tính thì có thể mô phỏng các quá trình một cách chính

xác và trực quan (ví dụ như thí nghiệm về mô hình chuyển động phân tử,dòng điện

trong vật dẫn,hiện tượng nhật thực,nguyệt thực,vận hành của động cơ đốt trongTN kiểm nghiệm dịnh luật Jun-Len xơ )

Mô hình nguyên tử Thí nghiệm dòng điện chất điện phân

- TN ảo do đã được lập trình sẵn nên gần như tất cả các TN đều chuẩn xác, thực hiện TN đem lại kết quả như mong đợi

- Với một TN mà dụng cụ kồng kềnh thì việc chuẩn bị và chuyển TN từ lớp học này sang lớp học khác rất khó khăn và mất thời gian Còn với TN ảo thì các dụng cụ có sẵn trong máy vi tính, giáo viên chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế TN vào trong máy tính, lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng

1.1.2 Các phần mềm thí nghiệm ảo

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, rất nhiều công cụ phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo đã xuất hiện và dần trở nên phổ biến Một đặc điểm chung dễ nhận thấy nhất là chúng có giao diện đẹp, thân thiện với người sử dụng và thao tác tương đối đơn giản Nhiều phần mềm tích hợp sẵn các công cụ thiết kế mô hình hoặc có thể liên kết trực tiếp được với phần mềm đồ họa Các phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo có thể xuất ra ảnh động, phim hoặc dạng web Các phần mềm tạo thí nghiệm ảo phổ biến nhất hiện nay gồm có: MacroMedia Flash, Easy Gift Animator, Ulead Gift Animator, Crocodile Physic, Crocodile Chemistry, Gift Animator, PHET, Flex Gift Animator, Aurora 3D Animation Maker, Corel MotionStudio 3D, Sothink SWF Quicker, SWF Easy, SWF Easy, EximiousSoft GIF Creator, Falco gif animator, Smart gif creator, Koolmoves, Express animator, Iconcool gif animator, Animated gif banner maker, và Blaze gif creator Trong số đó thì Macromedia Flash là một phần mềm mạnh và linh hoạt nhất, sử dụng để mô phỏng các hiện tượng trong nhiều lĩnh vực: Vật lí, Hóa học, Sinh học, Cơ học từ đơn giản đến phức tạp tùy theo yêu cầu

và khả năng khai thác của người sử dụng

Dưới đây là một số phần mềm thông dụng dùng trong Vật lí

có thể Double Click vào biểu tượng

Crocodile Physic trên màn hình Desktop

Sau khi nhấp vào biểu tượng Crocodile

Physics ta sẽ thấy biểu tượng chương

trình:

Link: https://crocodile-physics-605-ar.software.informer.com

b Cách sử dụng phần mềm

Trên giao diện màn hình hiện lên

cửa sổ và lời chào "Welcome to

Crocodile Physics" Trên bảng này chúng

ta có thể chọn các mục: Contents, New

model, hay Tutorials

- Contents: Xem các ví dụ theo chủ

đề có sẵn trong phần mềm

- New model: Sử dụng các mô hình

của Crocodile để tạo những mô phỏng

- Tutorials: mở nội dung hướng dẫn sử dụng Crocodile Physics

Khi chọn New model hoặc Example model trên màn hình sẽ hiện lên cửa sổ thực hiện các mô phỏng

Crocodile Physics có thể mô phỏng cơ

học, điện, điện tử, quang học, và sóng cơ học

Trong mỗi phần cơ, sóng, điện, quang có đầy đủ

những thuộc tính để ta có thể mô phỏng các thí

nghiệm vật lí phổ thông Để xem những mô

phỏng có sẵn trong Crocodile ta click vào

Model sau đó chọn các mục cần xem Để xây

dựng các mô phỏng thí nghiệm ta có thể Click

CƠ HỌC SÓNG CƠ HỌC:

MẠCH ĐIỆN CHUYỂN ĐỘNG

ĐỒ THỊ MÔ TẢ

NGỮ CẢNH

c Thuận lợi khó khăn khi sử dụng phần mềm croodile

- Hình ảnh trực quan sinh động gây hứng thú học tập cho học sinh

- Có rất nhiều dụng cụ thí nghiệm phục vụ cho người sử dụng ở nhiều thí nghiệm trong nhiều phần (Cơ, Nhiệt, Điện, Quang, Sóng…) ở nhiều cấp học

* Khó khăn:

-Thí nghiệm ảo không thể thay thế hoàn toàn cho thí nghiệm thật, do vậy phạm vi áp dụng phần mềm này chỉ nên gói gọn lại trong những thí nghiệm khó làm, không đủ dụng cụ thật

- Để sử dụng được phần mềm này cần phải có máy vi tính cho từng nhóm, từng học sinh và điều đặc biệt là cần đảm bảo về hệ thống điện Theo tôi đây là vấn đề hết sức khó khăn của trường

- Vì là phần mềm download free nên một vài dụng cụ không thể thay đổi trị số theo mong muốn của người sử dụng

- Nếu làm việc theo nhóm thì chỉ có một vài học sinh trực tiếp sử dụng chuột và bàn phím, số học sinh còn lại sẽ thụ động

- Khi thao tác trên máy tính nếu học sinh không cẩn thận sẽ làm mất biểu tượng dụng cụ, hoặc xẩy ra một sự cố máy tính nào đó gây lúng túng mất thời gian để thực hiện lại

- Phần mềm sử dụng ngôn ngữ tiếng anh gây khó khăn cho người dùng

- Phần mềm không có những phần như: từ trường, dòng điện trong các môi trường, cảm ứng điện từ…

1.1.2.2 Thiết kế thí nghiệm ảo trên powerpoint

Powerpoint là phần mềm được sử dụng để thiết kế thí nghiệm phổ biến nhất hiện nay với ưu điểm quen thuộc, dễ dàng thiết kế và sử dụng, hình ảnh đẹp

và đa dạng Từ các hiệu ứng và tính năng trên powerpoint, GV có thể dễ dàng thiết kế các thí nghiệm minh hoạ

Có thể ví dụ một số thí nghiệm xây dựng bằng phàn mềm powerpoint như sau:

TN tương tác giữa hai dòng điện cùng chiều

TN lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng diện

1.1.2.3 Thiết kế thí nghiệm ảo trên phòng thí nghiệm phet

Kho thí nghiệm ảo với các môn khoa học tự nhiên của Bộ giáo dục:

https://phet.colorado.edu/vi/

Phòng thí nghiệm điện học

Phòng thí nghiệm lực hấp dẫn

Phòng thí nghiệm cơ học – công viên ván trượt

1.1.2.4 Sử dụng điện thoại di động để chạy chương trình mô phỏng

Với các điện thoại thông minh, ta có thể chạy các phần mềm mô phỏng do các chuyên gia lập trình viết riêng cho ĐTDĐ Chẳng hạn như các phần mềm sau:

a Phần mềm Ray Optics

Là phần mềm mô phỏng quang

hình học, mô tả quá trình truyền sáng,

tạo ảnh qua các thấu kính và qua một

mặt lưỡng chất cầu Phần mềm cũng

cho phép thay đổi các thông số của hệ

thấu kính như tiêu cự các thấu kính,

khoảng cách từ vật tới thấu kính,…

b Phần mềm Newton’s Cradle:

Phần mềm này mô phỏng hệ 5 con lắc

của Newton Với mô phỏng này, ta có thể tìm

hiểu các quy luật về va chạm cũng như các định

luật bảo toàn

c Phần mềm LablnApp Demo

Phần mềm LablnApp Demo là một công cụ thí nghiệm ảo tương tác 3D,

giúp HS và GV thực hiện các thí nghiệm khoa học trên máy tính hoặc các thiết bị

1.1.3 Một số phần mềm hỗ trợ hoạt động dạy học, giáo dục học sinh THPT

1.1.3.1 Nguồn học liệu số dùng trong dạy học, giáo dục môn Vật lí

a Học liệu số dưới dạng kênh chữ, kênh hình

Học liệu số dưới dạng kênh hình, kênh chữ như sách giáo khoa, giáo án, đề kiểm tra, giáo trình đóng gói theo chuẩn SCORM phù hợp để GV lựa chọn và dạy học Ví dụ các trang http://thuvienvatly.com/ ; https://violet.vn/, có các bài giảng dạy files trình chiếu PowerPoint được giáo viên đưa lên dùng chung, chúng ta có thể tải về để điều chỉnh cho phù hợp với giáo án của mình trong dạy học

Thư viện điện tử violet

b Học liệu số dưới dạng video

Học liệu số dưới dạng video ghi lại các hiện tượng Vật lí trong tự nhiên, về các thí nghiệm Vật lí để hỗ trợ cho GV và HS trong quá trình dạy học Ví dụ các trang https://www.youtube.com/, https://youtu.be/nE89c3qFA6Y, … có các video thí nghiệm mà cộng đồng đưa lên, có thể có những video về các hiện tượng vật lí, thí nghiệm vật lí;

Trang https://www.youtube.com/channel/UCUTO4R3PwgDeLiLt_Fuu3CA có các thí nghiệm ảo mô phỏng các hiện tượng vật lí cho môn vật lí, hóa học cấp THCS, THPT; trang https://www.youtube.com/c/Cestpassorcierofficiel/featured

là chương trình khoa học nổi tiếng của Pháp gồm các đoạn phim quay thí nghiệm,

mô phỏng và dựng lại các hiện tượng tự nhiên trong khám phá khoa học, giải thích cho học sinh từ tiểu học đến trung học phổ thông;

Trang https://www.youtube.com/c/SÁCHTHIẾTBỊGIÁODỤC gồm các video quay trực tiếp các thí nghiệm, chủ đề giáo dục STEM cho các lớp tiểu học, THCS và THPT các môn học Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học,…

Các video thí nghiệm ảo mô phỏng cho vật lí, hóa học cấp THCS, THPT

Các đoạn phim quay thí nghiệm, mô phỏng và dựng lại các hiện tượng tự nhiên

trong khám phá khoa học

Các video quay thí nghiệm thực và chủ đề giáo dục STEM trong các môn vật lí,

hóa học, sinh học, công nghê, tin học

c Học liệu số dưới dạng thí nghiệm mô phỏng

Kho thí nghiệm ảo PHET

Học liệu dưới dạng thí nghiệm mô phỏng có thể là các phần mềm thí nghiệm

ảo trực tuyến chạy trên web hoặc phần mềm có thể cài đặt vào điện thoại qua các app, qua máy tính để thực hiện các thí nghiệm ảo dùng trong dạy học vật lí như phần mềm mô phỏng trên trang https://phet.colorado.edu/ cung cấp các thí nghiệm

mô phỏng về đa dạng các chủ đề như cơ, nhiệt, điện, quang, lượng tử, … hoặc trang https://phyphox.org/ cài đặt trên điện thoại có thể mô phỏng thí nghiệm hoặc kết nối với cảm biến của điện thoại để thực hiện các thí nhiệm vật lí GV có thể

sử dụng để tổ chức các hoạt động cho HS nghiên cứu các hiện tượng Vật lí và các quy luật vận động của chúng

1.1.3.2 Sử dụng phần mềm lưu trữ và trình chiếu sản phẩm học tập HS: Trang Padlet

Gợi ý tạo trang Padlet

Để tạo một trang Padlet, GV có thể thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Đăng kí tài khoản và cài đặt ngôn ngữ tiếng Việt

- Truy cập vào trang http://padlet.com/ → Đăng ký tài khoản (Nếu có tài khoản Gmail, GV chọn “Log in with Google” → Lựa chọn gói miễn phí “ Basic” (Lưu ý, 1 tài khoản chỉ tạo được 3 trang Padlet; dung lượng giới hạn 10 MB)

- Để cài đặt ngôn ngữ tiếng Việt, GV nhấp chuột vào biểu tượng của tài khoản Google → Nhấn “Cài đặt” (Setting) → Chọn ngôn ngữ “Tiếng Việt” và nhấn “Cập nhật” GV có thể đặt tên cho trang Padlet ở mục “Tên”

Bước 2: Tạo một trang Padlet và cài đặt định dạng trang

- GV nhấn vào “+ TẠO MỘT PADLET” → Chọn định dạng “Tường” và nhấn chữ “Chọn”

- Khi trang Padlet mới được tạo, ở khung “Chỉnh sửa”, GV cần làm:

+ nhập tiêu đề “Lớp Vật lí 11”;

+ Đặt tên địa chỉ (đường link) cho dễ nhớ ở ô “Địa chỉ” (ví dụ như vatli11); + Chọn chế độ cho phép người xem bình luận (Để HS có thể tương tác); + Chọn chế độ chấm điểm, chấm sao, bỏ phiếu bình chọn bài đăng;

+ Chọn chế độ yêu cầu người điều hành phe duyệt (GV sẽ cho phép HS đăng tải những nội dung gì);

+ Lọc ngôn ngữ xấu,…

Ngoài ra, GV có thể thay đổi màu nền, Font chữ,…

Sau đó, GV nhấn “Tiếp theo” → Nhấn vào chữ “Bắt đầu đăng bài”

- GV tạo nhóm HS bằng cách nhấp vào dấu (+)→ Đặt tên nhóm (Nhóm 1/…)

Gợi ý hướng dẫn HS đăng sản phẩm học tập

- GV sao chép đường link ở thanh địa chỉ

(https://padlet.com/phupv/LSDL6A2) và gửi cho HS qua nhóm Zalo Yêu cầu

HS truy cập vào đường link

- Để hướng dẫn HS thực hiện đăng sản phẩm, GV có thể chụp màn hình thao tác và gửi vào nhóm Zalo theo gợi ý sau:

Các bước đăng sản phẩm lên Padlet

Tương tự, GV hướng dẫn HS truy cập vào thư mục của máy tính và chọn được tệp/file sản phẩm, tải lên nhóm

Sau khi tất cả các nhóm đều đăng sản phẩm, GV có thể yêu cầu HS các nhóm tìm hiểu sản phẩm lẫn nhau, bình chọn sản phẩm (chọn sao/like,…) hoặc bình luận sản phẩm

Gợi ý trình chiếu sản phẩm học tập của HS

Để trình chiếu sản phẩm học tập của từng nhóm, GV nhấn chuột vào sản phẩm của nhóm trên máy tính của GV có kết nối với máy chiếu trong điều kiện

*Gợi ý các bước thao tác và xử lý tình huống

Sau khi đăng tải đoạn video là bài trình chiếu đa phương tiện lên Youtube,

GV sử dụng Zalo để tạo nhóm học tập nhằm:

- Giao nhiệm vụ học tập cho HS, kiểm tra việc tiếp nhận nhiệm vụ của HS;

- Tổ chức cho HS trao đổi và thảo luận; theo dõi và hỗ trợ HS trong quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập;

- HS gửi báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ; thảo luận về sản phẩm học tập;

- GV phản hồi, đánh giá về sản phẩm học tập; kết luận về mục tiêu học tập

và định hướng cho nhiệm vụ học tập tiếp theo

Sau đây là các bước gợi ý cụ thể:

Bước 1: Cài đặt ứng dụng Zalo

- Tìm kiếm Zalo trong ứng dụng “Cửa hàng” (CH play;…) của điện thoại

di động, tải về máy và cài đặt Mở phần mềm, nhập số điện thoại và mật khẩu

- GV có thể truy cập vào http://zalo.me/pc để tải phần mềm và cài đặt cho máy tính Sau khi cài đặt xong, GV mở phần mềm và đăng nhập bằng số điện thoại, nhập mật khẩu hoặc có thể đăng nhập không dùng mật khẩu (Zalo sẽ gửi tin nhắn vào điện thoại và GV xác nhận) Như vậy, GV có thể nhận thông tin qua Zalo ở điện thoại và máy tính

GV hướng dẫn cho HS tìm kiếm, cài đặt ứng dụng Zalo về điện thoại của

HS qua Gmail hoặc thông báo trực tiếp cho HS

Bước 2: Lập danh sách HS của lớp học: Lấy số điện thoại của HS Bước 3: Tạo nhóm Zalo

- GV mở phần mềm Zalo trên điện thoại → Chọn dấu (+) ở góc phải trên cùng của ứng dụng → Nhấn vào “Tạo nhóm” → Đặt tên nhóm “Vật lí_Lớp 11”

→ nhập số điện thoại của HS vào ô tìm kiếm và nhấp chọn vào tài khoản đúng với tên HS hoặc có thể chọn thành viên → nhấn nút (→) sẽ xuất hiện giao diện của nhóm

- Vào biểu tượng “Tuỳ chọn” góc phải trên cùng → Thực hiện cài đặt nhóm: Duyệt thành viên (những thành viên mới phải được duyệt để tham gia nhóm)

Bước 4: Gửi thông báo cho HS: GV gửi tin nhắn thông báo, giao nhiệm vụ học tập cho HS: yêu cầu HS tìm hiểu video, đọc tệp/file câu hỏi và thời gian nộp sản phẩm học tập bằng cách nhắn tin trực tiếp trong nhóm Zalo Để lưu ý cho HS

về nhiệm vụ học tập, GV nhấn vào tin nhắn → Chọn “Ghim” →Tin nhắn quan trọng để trên cùng của nhóm

Bước 5: Gửi tệp/file lên Zalo và tải tệp/file xuống

- Từ Zalo của máy tính, GV chọn biểu tượng “File” và chọn tệp/file được lưu trong thư mục và nhấn nút “Open”; ngoài ra, Zalo còn cho phép GV có thể gửi cả thư mục lên nhóm Để tại tệp/file về, GV và HS HS nhấn vào dấu tải xuống của tệp/file và chọn thư mục trong ổ đĩa D → nhấn “Save”

- Từ Zalo của điện thoại, GV nhấn vào dấu (….) → Chọn “Tài liệu” → GV chọn biểu tượng “Mở từ” (3 hàng ngang ở góc trái trên cùng) → Chọn “Drive” (Google Drive theo tài khoản Gmail của GV) → Chọn “Drive của tôi” → Vào thư mục được lưu trên drive → Tìm tệp/file cần tải và nhấn chuột vào tệp/file (Lưu

ý, cách này có thể thực hiện khi GV lưu trữ các tệp/file trên Google Drive)

Để đọc nội dung trực tiếp ở tệp/file, GV và HS nhấn vào nút “Mở” ở tệp/file hoặc nhấp trực tiếp vào tệp/file; để tải tệp/file về điện thoại, nhấn vào dấu ba chấm

ở góc phải trên cùng → Chọn “Tải xuống” GV có thể lưu sản phẩm học tập của

HS trên Google Drive bằng cách chọn biểu tượng của Google Drive → Nhập tên tệp/file (thường mục Tài khoản và thư mục đã có thông tin) → Nhấn “Lưu” Như vậy, tệp/file sẽ được lưu trong thư mục “Drive của tôi”

Với thao tác trên, GV có thể hướng dẫn HS trao đổi, thảo luận với nhau và với GV trong hoạt động học; đồng thời HS có thể gửi tệp/file sản phẩm học tập

và GV có thể phản hồi, trao đổi với HS

1.1.4 Tổ chức quá trính dạy học vật lí ở trường phổ thông theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

Dù ở thời đại nào thì vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức và phát triển năng lực sáng tạo của HS đều được các nhà giáo dục quan tâm Ngày nay,

sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ đòi hỏi nền giáo dục lại càng phải coi trọng những vấn đề đó ở mức độ cấp thiết hơn Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tích tích cực trong hoạt động nhận thức và phát triển năng lực sáng tạo của HS phải là mục tiêu then chốt của ngành giáo dục

1.1.4.1 Phát huy tính tích cực nhận thức

a Khái niệm

Tích tích cực nhận thức là biểu hiện sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác với đối tượng trong quá trình học tập, nghiên cứu và thể hiện sự nỗ lực hoạt động trí tuệ, sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm lí như hứng thú, chú

ý, ý chí để đạt được mục đích đặt ra với chất lượng cao

b Những biểu hiện của tích tích cực nhận thức

1 - Chú ý học tập, hiểu bài và nắm chắc kiến thức

2 - Hăng hái tham gia vào mọi hoạt động học tập (thể hiện qua: số lần giơ tay phát biểu ý kiến xây dựng bài, ghi chép đầy đủ, hỗ trợ GV làm các TN, tiến hành các thí nghiệm trên phần mềm, xung phong báo cáo kết quả TN quan sát được…)

3 - Thực hiện tốt các nhiệm vụ học tập (thể hiện qua: trả lời được các câu hỏi vấn đáp của GV trong giờ học, đề xuất được các dự đoán, suy luận được các hệ quả từ dự đoán, giải được các bài tập trên lớp, bài tập về nhà, tìm kiếm hay làm mới được các TN được giao, tiến hành thành công các TN được giao và nhận xét về kết quả TN đúng bản chất vật lí, …)

4 - Vận dụng được các kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề trong

thực tiễn liên quan (thể hiện qua: giải thích được các hiện tượng trong thực tế liên quan đến kiến thức đã học, đề xuất được các phương án TN hay các giải pháp ứng dụng kĩ thuật, …)

5 - Đọc thêm các tài liệu tham khảo và làm thêm các bài tập nâng cao

Những dấu hiệu nêu trên cũng chính là căn cứ mà chúng tôi sử dụng để đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học các kiến thức đã được soạn thảo theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức của HS

c Những biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh

Vấn đề phát huy tính tích cực nhận thức đã được các nhà giáo dục quan tâm

từ rất sớm Các nhà sư phạm như Khổng Tử, Aristot đã đề cập đến tầm quan trọng của vấn đề đó và đã đề xuất nhiều biện pháp nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của HS Trong những năm gần đây, việc dạy học phát huy tính tích cực nhận

thức của HS là một trong những chủ trương lớn của ngành giáo dục Coi trọng các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của HS, trong dạy học một số biện pháp được vận dụng như:

- Nội dung dạy học phải mới, những cái mới ở đây không phải quá xa lạ đối với HS, cái mới phải liên hệ và phát triển cái cũ

- Nội dung dạy học phải có tính thực tiễn, gần gủi với sinh hoạt, với suy nghĩ hàng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của HS Ví dụ: Khi học về hiện tượng khúc xạ va phản xạ toàn phần vật lí lớp 11, HS cần được nghiên cứu các ứng dụng, giải thích các hiện tượng cuộc sống

- Khi đặt vấn đề dạy học (dẫn dắt vấn đề), phải nêu lên được ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của những vấn đề cần nghiên cứu

- Sử dụng các phương tiện dạy học, các TBTN có tác dụng kích thích và duy trì hứng thú học tập của HS Đặc biệt, có thể yêu cầu HS tiến hành TN bằng các phần mềm ở máy vi tính hoặc điện thoại, cao hơn, có thể yêu cầu HS đề xuất phương án TN, thiết kế, chế tạo và tiến hành TN

- Đa dạng hóa các hình thức, phương pháp tổ chức dạy học: Cá nhân, nhóm, tập thể, tham quan, làm việc trong phòng TN, thiết kế và chế tạo thiết bị TN, nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật ngoài giờ trên lớp, phương pháp lớp học đảo ngược

- Đánh giá, động viên khen ngợi, khen thưởng kịp thời trước khi cá nhân hay một nhóm có thành tích học tập tốt Khi HS đề xuất các ý tưởng, giải pháp

có tính sáng tạo thì GV cần cho điểm thưởng Điểm thưởng là động lực thúc đẩy sự nỗ lực vượt qua những khó khăn nhất, nhận được điểm thưởng các em

tự khẳng định được năng lực của mình trước lớp, trước thầy cô

- Luyện tập dưới dạng các hình thức khác Yêu cầu vận dụng các kiến thức vào thực tiễn, vào các tình huống mới của thực tiễn

- Kích thích hứng thú học tập thông qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và

HS

- Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập

Dạy học phát huy tính tích cực nhận thức của HS không những nâng cao chất lượng kiến thức của họ mà còn hình thành ở họ những phẩm chất tốt đẹp trong lao động và học tập: Tự lực, năng động, có tinh thần hợp tác làm việc cao (mối quan hệ gắn kết); Khả năng vận dụng kiến thức để giải quyết được các vấn

đề thực tiễn; Cách quan sát, đánh giá Dạy học phát huy được tính tích cực nhận thức cũng là tiền đề phát triển năng lực sáng tạo của HS

1.1.4.2 Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

a Khái niệm năng lực sáng tạo

Năng lực là những thuộc tính riêng của mỗi cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một loại hoạt động nào đó, mặc dù

phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao Người có năng lực một mặt nào đó thì không phải nỗ lực nhiều trong quá trình thực hiện nhiệm vụ mà vẫn khắc phục được những khó khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua được những khó khăn mới mà nhiều người khác không thể vượt qua được Năng lực thể hiện yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành công trong nhiều tình huống khác nhau của một lĩnh vực hoạt động tương đối rộng

Tâm lí học hiện đại cho rằng: Con người sinh ra chưa có năng lực, chưa

có nhân cách Thông qua quá trình hoạt động thực tiễn như: Hoạt động sống, giao lưu, lao động, học tập thì năng lực, nhân cách mới được hình thành và phát triển Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội

Giáo dục là một loại hình hoạt động chuyên môn của xã hội, nhằm hình thành và phát triển nhân cách con người, trong đó có năng lực theo những yêu cầu của xã hội trong từng giai đoạn lịch sử nhất định Đối với HS, thông qua hoạt động của mình trong mối quan hệ cộng đồng và chỉ có dạy học mới tạo ra với một loạt các hoạt động đa dạng, phong phú sẽ giúp họ phát triển năng lực, phù hợp với năng khiếu của trẻ và yêu cầu của xã hội

b Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

Biện pháp 1: Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng

kiến thức mới

Kiến thức vật lí trong trường phổ thông là những kiến thức đã được loài người khẳng định Tuy vậy, chúng tôi luôn là mới mẻ đối với HS, việc nghiên cứu kiến thức mới sẽ thường xuyên tạo ra những tình huống đòi hỏi HS phải đưa ra những kiến thức mới, giải pháp đối với bản thân họ

Tổ chức quá trình nhận thức vật lí theo chu trình sáng tạo sẽ giúp cho HS trên con đường hoạt động sáng tạo và dễ nhận biết được: chỗ nào có thể suy nghĩ dựa vào những hiểu biết đã có, chỗ nào phải đưa ra kiến thức mới, giải pháp mới Việc tập trung sức lực vào chỗ mới đó sẽ giúp cho hoạt động sáng tạo của HS có hiệu quả, rèn luyện cho tư duy trực giác nhạy bén và phong phú Trong nhiểu trường hợp, GV có thể giới thiệu cho HS kinh nghiệm sáng tạo của các nhà bác học

Theo quan điểm hoạt động, giáo trình vật lí được xây dựng đi từ dễ đến khó, phù hợp với trình độ HS, tận dụng được những kinh nghiệm sống hàng ngày của họ, tạo cơ hội cho HS đề xuất ra được những ý kiến mới mẻ, có ý nghĩa, làm cho họ cảm nhận được hoạt động sáng tạo là hoạt động thường xuyên, có thể thực hiện được với sự cố gắng nhất định Sự tự tin trong hoạt động sáng tạo là một yếu

tố tâm lí rất quan trọng làm cho chủ thể nhận thức thoát khỏi những sự ràng buộc, hạn chế của những hiểu biết cũ hay bởi ý kiến của người khác, nhất là của các nhà

bác học Như vậy, kiểu dạy học thông báo - minh họa về nguyên tắc không thể rèn luyện cho HS năng lực sáng tạo Tổ chức dạy học vật lí theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề là một trong những biện pháp góp phần phát triển năng lực sáng tạo của HS

Biện pháp 2: Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết

Như đã biết, giả thuyết có vai trò rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học Giả thuyết chủ yếu dựa vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và kiến thức sâu sắc về mỗi lĩnh vực Các nhà khoa học cho rằng việc xây dựng giả thuyết dựa trên những khái quát hóa những sự kiện thực nghiệm, những kinh nghiệm cảm tính Tuy nhiên, sự khái quát hóa đó không phải là một phép quy nạp đơn giản, hình thức mà nó chứa đựng một yếu tố mới, không có sẵn trong các sự kiện dùng làm cơ sở Dự đoán khoa học không phải là tùy tiện

mà luôn luôn phải có một cơ sở nào đó, tuy chưa thật chắc chắn Có thể các cách dự đoán sau đây trong giai đoạn đầu của nhận thức vật lí của HS:

Dựa vào sự liên tưởng của một kinh nghiệm đã có Dựa trên sự tương tự: Dựa trên một dấu hiệu bên ngoài giống nhau mà dự đoán giống nhau về bản chất; Dựa trên sự giống nhau về cấu tạo mà dự đoán sự giống nhau tính chất

Dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa chúng có quan hệ nhân quả giữa chúng Dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của mỗi kiến thức

đã biết sang một lĩnh vực khác

Dự đoán về mối quan hệ định lượng: những hiện tượng vật lí xảy ra rất phức tạp, nhưng một điều đáng ngạc nhiên là các định luật chi phối chúng là rất đơn giản Trong chương trình vật lí phổ thông, mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí mô tả các định luật thường được biểu diễn bởi các biểu thức toán học dưới những hàm đơn giản như: bằng nhau, tỷ lệ thuận, tỷ lệ nghịch, hàm bậc nhất, hàm bậc hai, hàm lượng giác, sự bảo toàn một đại lượng, phép đạo hàm bậc nhất, …

Biện pháp 3: Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán

Trong nghiên cứu vật lí, một dự đoán hay giả thuyết thường rất trừu tượng, không thể kiểm tra trực tiếp được Muốn kiểm tra xem dự đoán hay giải thuyết đó có phù hợp với thực tế không, ta phải xem dự đoán đó có biểu hiện thực trong thực tế như thế nào, có những dấu hiệu nào có thể quan sát được Điều đó có nghĩa là từ một dự đoán một giả thuyết ta phải suy ra một số hệ quả

có thể quan sát được trong thực tế, sau đó tiến hành thí nghiệm để xem các hệ quả rút ra bằng suy luận đó có phù hợp với kết quả thí nghiệm không Hệ quả suy ra được phải khác với những sự kiện ban đầu dùng làm cơ sở để đề xuất dự đoán thì mới có ý nghĩa Quá trình rút ra hệ quả thường sử dụng phép suy luận lôgíc Sự sáng tạo ở đây là đề xuất được phương án kiểm tra hệ quả đã rút ra được

Biện pháp 4: Giải các bài tập sáng tạo

Các biện pháp nêu trên, dùng để rèn luyện năng lực sáng tạo của HS trong quá trình xây dựng kiến thức mới Ngoài ra, trong dạy học vật lí người ta còn xây

dựng những loại bài tập riêng vì mục đích này và được gọi là bài tập sáng tạo

Khi giải các bài tập này, ngoài việc phải vận dụng một số kiến thức đã học thì bắt buộc phải có những ý kiến độc lập mới mẻ, không thể suy ra một cách lôgíc từ những kiến thức đã học Có hai loại bài tập sáng tạo là bài tập nghiên cứu và bài tập thực tế

* Dạy học hợp tác có một số đặc điểm sau đây:

- Có hoạt động xây dựng nhóm: Nhóm thường giới hạn thành viên do

GV phân công, trong đó tính đến tỉ lệ cân đối về sức học, giới tính ; nhóm được xây dựng có thể gắn bó trong nhiều hoạt động và có thể linh hoạt thay đổi

theo từng hoạt động

- Có sự phụ thuộc (tương tác) lẫn nhau một cách tích cực: HS hợp tác với nhau trong những nhóm nhỏ Có thể nói, tương tác (tương tác tự do hay tương tác vì nhiệm vụ học tập) giữa những người học trong khi làm việc cùng nhau là đòi hỏi tất yếu của dạy học hợp tác, có nghĩa là các thành viên trong nhóm không chỉ liên kết với nhau về mặt trách nhiệm mà còn có mối liên hệ tình cảm,

đạo đức, lối sống; thành công của cá nhân chỉ mang ý nghĩa góp phần tạo nên

sự thành công của nhóm

- Có ràng buộc trách nhiệm cá nhân – trách nhiệm nhóm: Đây vừa là nguyên nhân vừa là điều kiện của nhóm học tập Các cá nhân thể hiện trách nhiệm với bản thân và đối với các thành viên của nhóm, cùng hỗ trợ nhau trong việc thực hiện nhiệm vụ đặt ra; mỗi cá nhân cần có sự nỗ lực bản thân trong sự

ràng buộc trách nhiệm của cá nhân và nhóm

- Hình thành và phát triển kĩ năng hợp tác: HS nhận thức được tầm quan trọng của các kĩ năng học hợp tác Trong hoạt động học tập hợp tác, HS không chỉ nhằm lĩnh hội nội dung – chương trình môn học, mà quan trọng là được thực hành và thể hiện, củng cố các kĩ năng xã hội (như kĩ năng lắng nghe, kĩ năng đặt câu hỏi – trả lời, kĩ năng sử dụng ngữ điệu khi giao tiếp ) Đây là tiêu

chí để đánh giá dạy học hợp tác trong nhóm có đạt được hiệu quả hay không

- Giai đoạn 1: Chuẩn bị

GV cần thực hiện các công việc chủ yếu:

Xác định hoạt động cần tổ chức dạy học hợp tác (trong chuỗi hoạt động dạy học) dựa trên mục tiêu, nội dung của bài học

Xác định tiêu chí thành lập nhóm: theo trình độ của HS, theo ngẫu nhiên, theo sở trường của HS… Thiết kế các hoạt động kết hợp cá nhân, theo cặp,

theo nhóm để thay đổi hoạt động tạo hứng thú và nâng cao kết quả học tập của

- Giai đoạn 2: Tổ chức dạy học hợp tác

Bước 1 Giao nhiệm vụ học tập: GV tổ chức cho toàn lớp với các hoạt

động chính như giới thiệu chủ đề; thành lập các nhóm làm việc; xác định nhiệm

vụ của các nhóm; xác định và giải thích nhiệm vụ cụ thể của các nhóm; xác định rõ mục tiêu cụ thể cần đạt được Nhiệm vụ của các nhóm có thể giống nhau hoặc khác nhau

Bước 2 Thưc ̣ hiện nhiệm vụ học tập có sư ̣hợp tác: Các nhóm tự lực

thực hiện nhiệm vụ được giao, trong đó có hoạt động chính là chuẩn bị chỗ làm việc nhóm; lập kế hoạch làm việc; thỏa thuận về quy tắc làm việc; tiến hành giải quyết nhiệm vụ; chuẩn bị báo cáo kết quả trước lớp; xác định nội dung, cách trình bày kết quả

Bước 3 Trình bày và đánh giá kết quả của hoạt động hợp tác : Đại diện

các nhóm trình bày kết quả trước lớp Các HS khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung GV hướng dẫn HS lắng nghe và phản hồi tích cực Thông thường, HS trình bày bằng miệng hoặc trình bày với báo cáo kèm theo Có thể trình bày

có minh họa thông qua biểu diễn hoặc mẫu kết quả làm việc nhóm Kết quả trình bày của các nhóm nên được chia sẻ với các nhóm khác, để các nhóm góp ý và là cơ sở để triển khai các nhiệm vụ tiếp theo Sau khi HS nhận xét, phản hồi, GV cùng với HS tổng kết các kiến thức cơ bản Cần tránh tình trạng

GV giảng lại toàn bộ vấn đề HS đã trình bày

* Ưu điểm

+ Dạy học hợp tác trong nhóm giúp cho kiến thức trở nên sâu sắc, bền vững, dễ nhớ và nhớ nhanh hơn do được giao lưu học hỏi giữa các thành viên trong nhóm

+ Học sinh học được cách trình bày ý kiến của mình, biết lắng nghe có phê phán của bạn, có sự tự tin, hứng thú trong học tập

+ Vốn hiểu biết và kinh nghiệm trở nên phóng phú

+ Các kĩ năng xã hội như: Kĩ năng giao tiếp, kĩ năng hợp tác, kĩ năng thương lượng, kĩ năng lắng nghe tích cực, kĩ năng ra quyết định, kĩ năng giải quyết vấn đề học sinh được phát triển

* Hạn chế

+ Một số học sinh không tham gia vào hoạt động chung của nhóm

+ Ý kiến của các nhóm có thể quá phân tán hoặc mâu thuẫn gay gắt với nhau

+ Thời gian có thể bị kéo dài

Vậy thì lớp học đảo ngược là gì? Và tại sao lại gọi là lớp học đảo ngược?

Trước hết chúng ta cùng quan sát mô hình lớp học truyền thống

+ Giáo viên chuẩn bị nội dung mà học sinh sẽ được học trên lớp

+ Học sinh nghe bài giảng, các hướng dẫn ở trên lớp và ghi chép lại

+ Học sinh sẽ làm các bài tập về nhà để kiểm tra hiểu biết của mình

b Ưu và nhược điểm của phương pháp lớp học đảo ngược:

* Ưu điểm

+ Giáo viên sẽ ghi âm, ghi hình hoặc chuẩn bị nội dung bài giảng và đưa lên Internet Trước đây việc này rất khó thực hiện Nhưng ngày nay có rất nhiều công cụ giúp giáo viên làm điều đó như: Office Mix, Sway, các phần mềm thiết

kế bài giảng Elearning,…

+ Học sinh xem, nghe bài giảng trước khi đến lớp Có thể làm một số bài tập đơn giản ngay tại nhà Học sinh có thể thảo luận với nhau và với giáo viên online Những công cụ phổ biến có thể sử dụng cho việc này là dùng Microsoft Teams

HS sử dụng phần mềm để làm bài tập ở nhà

+ Thời gian ở lớp sẽ được dùng cho học sinh thảo luận, trình bày sự tìm hiểu của mình và thực hiện các nhiệm vụ phức tạp hơn Điều này giúp học sinh học sâu hơn Học sinh lúc này trở thành trung tâm của lớp học Giáo viên đứng vài trò quan sát, hỗ trợ, giải đáp thắc mắc Giáo viên cũng có thể dành thời gian

để hỗ trợ nhiều hơn cho các học sinh cần hỗ trợ như học sinh yếu, học sinh giỏi,…Học sinh sẽ nhận được nhiều sự hỗ trợ của thầy cô và các bạn

+ Giáo viên sẽ tốn nhiều thời gian và công sức để chuẩn bị bài hơn

+ Khả năng sử dụng công nghệ thông tin phải khá tốt Nếu các thầy cô thích phương pháp này thì điểm này các thầy cô có thể yên tâm

+ Đòi hỏi sự tích cực hợp tác của học sinh

+ Học sinh cần có máy tính, điện thoại thông minh và internet tại nhà

1.1.5 Vật lí lớp 11

Trong giai đoạn hiện nay việc ứng dụng CNTT trong giảng dạy các bộ môn nói chung môn Vật lí nói riêng là yêu cầu cấp thiết nhằm nâng cao chất lượng học tập bộ môn,theo đúng với nguyên tắc dạy học ở trường phổ thông Do đó,GV phải không ngừng đổi mới phương pháp dạy học, lấy “chuẩn kiến thức, kỹ năng” làm kim chỉ nam trong quá trình dạy học Để cho tiết học đạt hiệu quả tốt, GV phải nghiên cứu kỹ bài dạy, nắm chắc những yêu cầu về kĩ năng, kiến thức của bài sử dụng các phương pháp dạy học hợp lý, tổ chức khoa học,tinh giản, phân bố hợp

lý các hoạt động trong tiết học, trong đó tổ chức cho HS làm thí nghiệm là một trong những hoạt động vô cùng quan trọng của tiết học vật lí Chương trình Vật lí

11 bao hàm nhiều bài học trừu tượng, nhiều hiện tượng vật lí khó quan sát và hình

dung Vì vậy,việc thực hiện một số thí nghiệm ảo trong phần quang học lớp 11

phải được chú ý đúng mức trong từng tiết dạy

Chương trình vật lí 11 chuẩn có 7 chương Trong đó kiến thức phần quang học rất hay, đa dạng và phong phú Học sinh thường cảm thấy hơi mơ hồ đối với những hiện tượng hoặc những bài toán khó hình dung phức tạp như thấu kính Nếu giáo viên khi giảng dạy chung chung như sách giáo khoa mà không có thí nghiệm minh hoạ và phương pháp dạy học phù hợp sẽ làm cho học sinh sẽ có cảm giác chung chung, rối rắm và học thiếu hiệu quả…Phần quang học là một trong những phần khó trong chương trình vật lí 11 với nhiều dạng bài tập phức tạp, câu hỏi trắc nghiệm khó

Với mục đích giúp học sinh phát huy tích tích cực sáng tạo, khắc sâu kiến thức bằng phương pháp hoạt động nhóm và sử dụng thí nghiệm ảo trong giảng dạy Giúp học sinh dễ hình dung, dễ nhớ và tóm tắt các kiến thức để giải quyết các bài tập Vì vậy tôi đã viết đề tài này

số cho các ngành nghề khác