Sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa quá trình nhận thứccủa học sinh trong dạy học một số kiến thức vật lý 11, THPT

PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ...41 2.1.. Luận án tiến sĩ của nhiều tác giả đã nghiên cứu vi

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Danh mục các chữ viết tắt 4

Danh mục các bảng, biểu 5

MỤC LỤC 1

Trang 5

MỞ ĐẦU 6

1 Lý do chọn đề tài 6

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 9

3 Mục tiêu của đề tài 10

4 Giả thuyết khoa học 10

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 10

6 Đối tượng nghiên cứu 10

7 Phạm vi nghiên cứu 11

8 Phương pháp nghiên cứu đề tài 11

9 Cấu trúc luận văn 11

Phần mở đầu 11

NỘI DUNG 12

Chương 1 12

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 12

1.1 Cơ sở lí luận của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý 12

1.1.1 Quan niệm về tính tích cực nhận thức 12

1.1.2 Hoạt động nhận thức của HS trong dạy học môn vật lý 13

1.1.3 Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong môn vật lý 15

1.1.4 Biểu hiện và mức độ tính tích cực hoạt động nhận thức 16

1.1.4.1 Dấu hiệu biểu hiện tính tích cực học tập 17

1.1.4.2 Mức độ biểu hiện tính tích cực học tập 17

1.1.5 Biện pháp phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức vật lí của học sinh 18

1.1.5.1 Những nhân tố ảnh hưởng đến TTC nhận thức 18

1.1.5.2 Các định hướng nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 19

1.1.5.3 Các biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 20

1.2 Những vấn đề chung về việc sử dụng phần mềm dạy học trong vật lý 21

1.2.1 Khái niệm phần mềm dạy học 21

1.2.2 Phân loại phần mềm dạy học 22

1.2.2.1 Đặc điểm của phần mềm dạy học 22

1.2.2.2 Các loại phần mềm dạy học 22

1.2.3 Vai trò của phần mềm trong dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS 22

1.2.4 Những khả năng sử dụng phần mềm dạy học trong dạy học vật lý 25

1.2.4.1 Sử dụng phần mềm để trình bày kiến thức vật lý 25

1.2.4.2 Sử dụng phối hợp thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm thật trong dạy học vật lí 27

1.2.4.3 Thiết kế và xây dựng các thí nghiệm mô phỏng, thí nghiệm ảo 29

1.2.4.4 Máy vi tính hỗ trợ các thí nghiệm vật lí thực ghép nối với máy vi tính .30 1.2.4.5 Sử dụng MVT hỗ trợ việc phân tích băng video ghi các quá trình vật lý thực 32

1.3 Tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học vật lý 34

1.3.1 Các khó khăn thường gặp phải trong quá trình dạy học và khả năng hỗ trợ của MVT trong việc giải quyết khó khăn này 34

1.3.2 Tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh kết hợp với PMDH.36 1.3.3 Yêu cầu sư phạm đối với phần mềm dạy học trong dạy học vật lý 39

1.4 Kết luận chương 1 40

Chương 2 41

PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 41

2.1 Phân tích nội dung một số kiến thức vật lý 11 (chủ yếu là phần Quang hình học Vật lý 11 nâng cao) 41

2.2 Thực trạng của việc sử dụng phần mềm dạy học trong dạy học vật lí ở trường THPT 43

2.2.1 Khái quát về điều tra khảo sát thực tế 43

2.2.2 Kết quả điều tra, khảo sát 44

2.3 Khai thác các PMDH sử dụng dạy một số kiến thức vật lý 11 nâng cao 46

2.3.1 Khai thác phần mềm thí nghiệm ảo môn vật lý 11 46

2.3.2 Khai thác phần mềm Crocodile Physic 49

2.4 Phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa quá trình nhận thức của học sinh 50

2.4.1 Yêu cầu chung khi sử dụng phần mềm dạy học 50

2.4.2 Sử dụng phần mềm dạy học trong pha đề xuất vấn đề 51

2.4.3 Sử dụng phần mềm dạy học trong pha giải quyết vấn đề 52

2.4.4 Sử dụng phần mềm dạy học trong pha kiểm tra, vận dụng kết quả 53

2.5 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức thuộc Vật lý lớp 11 NC 54

2.5.1 Bài “Thấu kính mỏng (tiết 2)” 54

2.5.1.2 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức bài học 54

I MỤC TIÊU 55

2.5 Kết luận chương 2 63

Chương 3 65

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 65

3.1 Mục đích, nội dung thực nghiệm sư phạm (TNSP) 65

3.1.1 Mục đích TNSP 65

3.1.2 Nhiệm vụ của TNSP 65

3.1.3 Thực nghiệm sư phạm 66

3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 66

3.2.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 66

3.2.2 Quan sát 66

3.2.3 Kiểm tra 67

3.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 67

3.3.1 Đánh giá định tính 67

3.3.2 Đánh giá định lượng 69

3.3.3 Kiểm định giả thuyết thống kê 74

3.4 Kết luận chương 3 75

KẾT LUẬN 77

Một số kiến nghị 78

BẢNG GHI CHÚ CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

Chữ viết tắt Viết đầy đủ

GV Giáo viên

MVT NXB

Máy vi tính Nhà xuất bản

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ, BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ

Trang

Bảng 2.1: Thực trạng cơ sở vật chất 43

Bảng 2.2: Thực trạng sử dụng PMDH 44

Bảng 2.3: Tính cấp thiết của việc sử dụng PMDH 45

Bảng 3.1: Các mẫu TNg sư phạm được chọn 68

Bảng 3.2: Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra 71

Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất của hai nhóm 72

Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm 73

Bảng 3.5: Bảng phân loại theo học lực của hai nhóm 75

Bảng 3.6: Bảng tổng hợp các tham số của hai nhóm 76

Biểu đồ 3.1: Biểu đồ phân bố điểm của hai nhóm ĐC và TNg 72

Biểu đồ 3.2: Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm 74

Biểu đồ 3.3: Biểu đồ phân loại theo học lực của hai nhóm 75

Đồ thị 3.1: Đồ thị phân phối tần suất 73

Đồ thị 3.2: Đồ thị phân phối tần suất lũy tích 74

Hình 1.1: Giáo án điện tử được xây dựng trên phần mềm Fronpage 25

Hình 1.2: Nội dung bài học 26

Hình 1.3: Phòng thí nghiệm mô phỏng 27

Hình 1.4: Thí nghiệm trên đệm không khí 28

Hình 1.5: Ảnh của vật khi qua thấu kính hội 29

Hình 1.6: Video thí nghiệm dòng điện cảm ứng 30

Hình 1.7: Mô phỏng điều kiện xuất hiện và tồn tại dòng cảm ứng 30

Hình 1.8: Thí nghiệm đo từ trường Trái Đất 30

Hình 1.9: Phần mềm phân tích số liệu 33

Hình 1.10: Chu trình sáng tạo khoa học 34

Hình 1.11: Tiến trình dạy học kiến thức vật lí có sử dụng PMDH 37

Hình 2.1: Giao diện của chương trình thí nghiệm ảo 46

Hình 2.2: Thí nghiệm ảnh của vật qua thấu kính phân kỳ 47

Hình 2.3: Giao diện của phầm mềm Crocodile Phisycs 48

Hình 2.4: Giao diện làm việc của Crocodile Physics 49

Hình 2.5: Thí nghiệm mô phỏng với phần mềm Crocodile Physics 49

Hình 2.6: Mô hình mắt cận thị 51

Hình 2.7: Ảnh của vật qua thấu kính hội 52

Hình 2.8: Phần mềm trắc nghiệm 52

Sơ đồ 1.1: Sự biểu hiện và cấp độ của tính tích cực học tập 17

Sơ đồ 1.2: Các nhân tố ảnh hưởng đến TTC nhận thức của HS 18

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Thế giới ngày nay, khoa học công nghệ phát triển như vũ bão, đặc biệt là công nghệ thông tin Tri thức đã trở thành tư liệu sản xuất quan trọng và đóng vai trò tiên quyết đối với sự thành công trong tăng trưởng và phát triển kinh tế-xã hội Để theo kịp sự phát triển của khoa học và nền kinh tế thế giới, ngành giáo dục phải có

sự đổi mới toàn diện và đồng bộ nhằm đào tạo ra những con người mới có trình độ văn hóa cao, ham học hỏi, tự tin, năng động, sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, biết sử dụng những phương tiện mới và hiện đại, có phương pháp tự lực chiếm lĩnh tri thức, có ý thức vươn lên làm chủ khoa học công nghệ

Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ X xác định: " đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển kinh tế tri thức, đưa nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp theo hướng hiện đại vào năm 2020 " [8].

Trong các nguồn lực để phát triển đất nước nhanh, hiệu quả, bền vững, đúng địnhhướng thì nguồn lực con người là yếu tố cơ bản Muốn xây dựng nguồn lực conngười, phải đẩy mạnh đồng bộ giáo dục đào tạo, khoa học công nghệ và xây dựngnền văn hóa tiên tiến, đậm đà bản sắc dân tộc

Muốn phát triển được giáo dục, một trong những vấn đề cấp thiết có tính chiếnlược là đổi mới phương pháp giáo dục Phương pháp giáo dục được quy định trongLuật Giáo dục nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam tại mục 2 Điều 4 ghi rõ:

“Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động tư duy sáng tạo của người học, bồi dưỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên” [20].

Trước bối cảnh đó, đổi mới phương pháp dạy học là cần thiết Nghị quyết hội

nghị lần 2 Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VIII chỉ rõ: "Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học " [7].

Tại điều 28 của Luật giáo dục được Quốc hội khóa XI, Kỳ họp thứ 7 thông qua

ngày 14 tháng 6 năm 2005 quy định:“Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh" [20].

Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 đã nêu: "Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trinh tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống

và có tư duy phân tích, tổng hợp, phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động, tính tự chủ của học sinh, sinh viên trong quá trình học tập " [6].

Nhận thức được tầm quan trọng của CNTT đối với đổi mới giáo dục, trong Chỉ

thị số 29/2001/CT-BGD&ĐT, Bộ trưởng Bộ giáo dục và Đào tạo đã chỉ rõ: “Ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin trong giáo dục và đào tạo sẽ tạo ra một bước chuyển biến cơ bản trong quá trình đổi mới nội dung, chương trình, phương pháp giảng dạy, học tập và quản lý giáo dục" [2].

Hiện nay, sự phát triển của CNTT đã mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mớiphương pháp dạy học Hầu hết các trường đều được trang bị máy vi tính, phòng họcCNTT, kết nối Internet… Máy vi tính được sử dụng trong dạy học để hỗ trợ đượccác nhiệm vụ cơ bản của QTDH và nhất là hỗ trợ đắc lực cho việc dạy và họcchương trình mới theo hướng tích cực hóa người học Với sự trợ giúp của máy vitính và phần mềm dạy học, GV có thể tổ chức quá trình học tập của HS theo hướngphát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong hoạt động nhận thức của học sinh[2], [6], [26]

Với đặc thù của Vật lý học là môn khoa học thực nghiệm nên trong quá trìnhhình thành những kiến thức mới cho HS đòi hỏi GV và HS phải tiến hành các TN

Từ đó tạo niềm tin, phát triển tư duy và góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho

HS Thế nhưng việc tiến hành thí nghiệm vật lý hiện nay vẫn gặp một số khó khănnhất định Xét về mặt khách quan, các khó khăn gặp phải khi tiến hành các thínghiệm là do một vài thí nghiệm cần thực hiện với nhiều thao tác phức tạp; một vàithí nghiệm khác thì có mức độ nguy hiểm cao hoặc không thể thực hiện được trongđiều kiện bình thường; ở một số trường còn thiếu hoặc thậm chí chưa có các phònghọc bộ môn hoặc phòng thí nghiệm thực hành, những nơi đã có phòng thí nghiệmthực hành thì thiếu cán bộ chuyên trách; diện tích phòng học nhỏ và bố trí bàn ghếcũng như thiết bị ở bên trong không thuận lợi cho việc sử dụng thí nghiệm trên lớp,

… Xét về mặt chủ quan, một số GV cho rằng việc chuẩn bị dụng cụ phục vụ thínghiệm tốn thời gian và khi sử dụng thí nghiệm trong giờ học cũng mất thời giangiảng bài; một vài GV ngại khai thác, sử dụng thí nghiệm vì các dụng cụ thí nghiệmmới đưa vào sử dụng trong lúc đó nhiều GV chưa được tiếp cận tài liệu hướng dẫn,

…

Với những lí do nêu trên, chúng tôi chọn đề tài:

“Sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa quá trình nhận thức của học sinh trong dạy học một số kiến thức vật lý 11, THPT”.

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Nghiên cứu, khai thác và sử dụng phần mềm trong dạy học đã có nhiều tác giả

nghiên cứu như "Khai thác và sử dụng phần mềm Crocodile Physics trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông" (Lê Thị Ngọc Thủy, 2005), "Khai thác và sử dụng phần mềm Working Model trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông" (Huỳnh Thị Đức Hạnh, 2006), "Nghiên cứu khai thác Working Model thiết

kế dạy cơ học vật lý 10 trung học phổ thông" của Hoàng Trọng Phú [17]

Tác giả Hoàng Trọng Phú là người đầu tiên nghiên cứu khai thác WorkingModel vào dạy học Tuy nhiên, tác giả chỉ giới hạn phạm vi ở phần cơ học 10 vàchưa đưa ra một hướng dẫn cụ thể, chi tiết cần thiết cho người lần đầu tiên thiết kế

mô phỏng với Working Model Các TNMP được thiết kế còn đơn giản, chưa khaithác hết những tính năng của phần mềm Working Model Với trình độ tin học vàtiếng Anh hạn chế, nhiều GV còn rất ngần ngại trong việc khai thác và sử dụngphần mềm Working Model để phục vụ dạy học Mặt khác, phần mềm WorkingModel là sản phẩm nhằm hướng đến đối tượng sử dụng là sinh viên các ngành thiết

kế kết cấu Do vậy, trong thực tế, việc khai thác và sử dụng phần mềm này vào dạyhọc vật lý nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS chưa phát triển hết khảnăng vốn có của nó

Luận án tiến sĩ của nhiều tác giả đã nghiên cứu việc ứng dụng công nghệ thôngtin vào trong dạy học vật lý như: “Nghiên cứu, xây dựng và sử dụng phần mềm dạyhọc cho chương trình động học và động lực học lớp 10 phổ thông” của Phan GiaAnh Vũ [26]; “Xây dựng phần mềm phân tích video và tổ chức hoạt nhận thức củahọc sinh trong dạy học các quá trình cơ học biến đổi nhanh theo quan điểm lí luậndạy học hiện đại” của Nguyễn Xuân Thành [25]; “Nghiên cứu sử dụng máy vi tínhvới multimedia thông qua việc xây dựng và khai thác website dạy học môn vật lý

lớp 6 ở trường trung học cơ sở” của Vương Đình Thắng [34] Luận văn thạc sĩ của

các tác giả Nguyễn Trúc Anh, Nguyễn Văn Cần, Nguyễn Thị Ánh Hà, Hoàng TrọngPhú tập trung vào việc thiết kế bài dạy học, xây dựng bài giảng điện tử, sử dụng cácphần mềm để xây dựng mô hình thí nghiệm phục vụ cho dạy học vật lý… [17]

Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, hầu hết các kiến thức vật lý được rút ra

từ những quan sát và thí nghiệm Vì vậy, thí nghiệm là một phương tiện rất quantrọng, có tác dụng to lớn trong việc nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, rènluyện kĩ năng, kĩ xảo của HS Trong những năm gần đây, bên cạnh những côngtrình nghiên cứu về việc sử dụng các thí nghiệm vào dạy học có hiệu quả, còn cónhiều công trình nghiên cứu ứng dụng MVT vào dạy học vật lý và đã thu hút sựquan tâm của nhiều nhà giáo dục

Tóm lại, hiện nay phần mềm dạy học rất da dạng và phong phú được GV chú ýquan tâm trong dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

3 Mục tiêu của đề tài

- Xây dựng quy trình, phương pháp, kỹ thuật sử dụng phần mềm dạy học theohướng tích cực hoá quá trình nhận thức của học sinh trong dạy học một số kiếnthức vật lý 11, THPT

4 Giả thuyết khoa học

Nếu sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa quá trình nhận thức của

học sinh vào dạy học một số kiến thức vật lý 11 THPT một cách hợp lý thì sẽ góp

phần làm đổi mới phương pháp dạy học, từ đó nâng cao chất lượng dạy - học ởtrường trung học phổ thông

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu lý luận về tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trongdạy học vật lý

- Nghiên cứu một số phần mềm dạy học

- Khai thác và nghiên cứu khả năng hỗ trợ của PMDH trong việc tổ chức quátrình nhận thức của HS

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình và sách giáo khoa vật lý THPT

- Thiết kế các bài dạy học vật lý có vận dụng phần mềm thí nghiệm ảo

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của việc vận dụngphần mềm thí nghiệm ảo theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinhtrong dạy học vật lý, rút ra các kết luận cần thiết

6 Đối tượng nghiên cứu

Quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông có sử dụng phần mềm dạy học

7 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài chỉ tập trung khai thác và sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực

hóa quá trình nhận thức của học sinh để thiết kế một số bài dạy học trong phần

Quang hình học Vật lý 11, THPT

Phần thực nghiệm sư phạm sẽ được tiến hành ở một số trường THPT Tp.ĐàNẵng

8 Phương pháp nghiên cứu đề tài

Để hoàn thành tốt các nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, chúng tôi sử dụng cácphương pháp sau đây:

* Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Nghiên cứu các tài liệu, sách báo liên quan đến đề tài nghiên cứu nhằm xác định

cơ sở lý luận của đề tài

* Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra giáo dục: Phỏng vấn gián tiếp bằng phiếu hỏi và tọa đàm trực tiếpvới các đối tượng là giáo viên, cán bộ quản lý giáo dục, học sinh về thực trạng dạyhọc vật lý ở trường phổ thông

- Quan sát sư phạm: Dự giờ của giáo viên vật lý

* Thực nghiệm sư phạm

Tiến hành dạy một số tiết học có sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tíchhóa hoạt động nhận thức của học sinh; quan sát, kiểm tra đánh giá hoạt độngcủa HS khi học các giờ học này, sau đó so sánh với các lớp đối chứng; kết hợpvới việc trao đổi ý kiến của GV về các bài học có sử dụng phần mền thí nghiệm

ảo này

* Thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm,

so sánh kết quả học tập của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng, từ đó rút ra nhậnxét nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài

9 Cấu trúc luận văn

Phần mở đầu

Phần nội dung

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực trạng của việc sử dụng phần mềm dạy học

theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý.

Chương 2: Phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực

hóa hoạt quá trình nhận thức của học sinh trong dạy học một số kiến thức vật lý 11 nâng cao THPT.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Phần kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

NỘI DUNGChương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC

CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Cơ sở lí luận của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý

tích cực là lòng mong muốn không chủ định và gây nên những biểu hiện bên ngoàihoặc bên trong của sự hoạt động

Có tác giả quan niệm rằng tính tích cực nhận thức là thái độ cải tạo của chủ thểđối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm lý nhằmgiải quyết những vấn đề học tập nhận thức

Như vậy, tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người; là sự nỗ lực caocủa hoạt động trí tuệ, sự huy động ở mức độ cao của ý chí nhằm tìm tòi, khám phá,chủ động cải biến môi trường tự nhiên để phục vụ cho con người

Tóm lại, Tính tích cực nhận thức là một phẩm chất rất quan trọng của con người,được hình thành từ rất nhiều lĩnh vực, nhiều nhân tố, có quan hệ rất nhiều phẩmchất khác của nhân cách và với môi trường, điều kiện mà chủ thể hoạt động và tồntại Là một trong những vấn đề quan trọng nhất của giáo dục học hiện đại

1.1.2 Hoạt động nhận thức của HS trong dạy học môn vật lý

Nhận thức vật lý là nhận thức chân lý khách quan Quá trình nhận thức vật lý baogồm các giai đoạn điển hình:

Thực tiễn→Vấn đề→Giả thuyết→Hệ quả→Định luật→Lý thuyết→Thực tiễn.

Do đó, con đường đi tìm những tính chất và quy luật vận động của sự vật, hiệntượng vật lý trong tự nhiên là lấy thực tiễn làm chân lý, không phụ thuộc vào ýmuốn của con người Vì vậy trong dạy học vật lý phải làm thế nào để HS khôngnhững chiếm lĩnh, vận dụng được tri thức mà còn tin tưởng vững chắc rằng: mọihiện tượng trong tự nhiên đều diễn ra theo quy luật của tự nhiên, có tính kháchquan, có hệ thống chặt chẽ mà con người có thể nhận thức được ngày càng sâu sắc

và chính xác hơn [12]

Hoạt động nhận thức vật lý của HS phổ thông khác hẳn với hoạt động nhận thứccủa nhà khoa học [31] Những định luật vật lý, kỹ năng tiến hành thí nghiệm vậtlý… đều là những điều đã biết Dưới sự hướng dẫn của GV, HS tái tạo lại chúngtrong một thời gian ngắn của tiết học để biến thành vốn riêng của mình, chứ khôngđem lại điều gì mới mẻ cho kho tàng kiến thức vật lý Nhưng với bản thân HS, quahoạt động tái tạo kiến thức đó mà trưởng thành lên

Theo quan điểm dạy học hiện nay, dạy vật lý là tổ chức, hướng dẫn HS thực hiệncác hành động nhận thức vật lý để họ tự giác lĩnh hội tri thức, rèn luyện kỹ năngnhằm tạo ra sự biến đổi và phát triển ở chính người học [27]

Đối với HS THPT, những hành động được dùng phổ biến trong quá trình nhậnthức vật lý là:

- Quan sát hiện tượng tự nhiên, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng bên ngoàicủa sự vật, hiện tượng vật lý;

- Phân tích một hiện tượng phức tạp ra thành những hiện tượng đơn giản;

- Xác định những giai đoạn diễn biến của hiện tượng;

- Bố trí, tiến hành một thí nghiệm để tạo ra hiện tượng tự nhiên trong nhữngđiều kiện xác định nhằm làm bộc lộ những mối quan hệ, những thuộc tính của sựvật, hiện tượng;

- Đo một đại lượng vật lý;

- Ghi chép những thông tin thu thập được từ quan sát, thí nghiệm;

- Tìm các dấu hiệu giống nhau của các sự vật, hiện tượng;

- Tìm tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng cùng loại;

- Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật, hiện tượng vật lý;

- Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng;

- Mô hình hóa những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những kháiniệm, những mô hình lý tưởng để sử dụng chúng làm công cụ của tư duy;

- Lập đồ thị biểu diễn sự biến thiên của một đại lượng vật lý;

- Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng vật lý, biểu diễn bằng công cụtoán học;

- Đề xuất dự đoán;

- Giải thích một hiện tượng thực tế;

- Xây dựng một giả thuyết;

- Từ giả thuyết, suy ra một hệ quả;

- Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả);

- Đánh giá kết quả thu được từ thí nghiệm;

- Khái quát hóa kết quả, rút ra tính chất, quy luật hình thành các khái niệm,định luật và thuyết vật lý;

- Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của khái niệm, định luật vật lý;

- Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động;

- Tìm phương pháp chung để giải quyết vấn đề

Nhận thức vật lý là một vấn đề khó đối với HS THPT Để khai thác tính hấpdẫn của bộ môn vật lý, GV phải dẫn dắt HS từng bước chiếm lĩnh kiến thức vật lý

và tập vận dụng sáng tạo kiến thức đó vào việc giải quyết những vấn đề do thực tiễnđặt ra qua những hành động chủ yếu trong dạy học vật lý đó là [20]:

- Xây dựng tình huống có vấn đề;

- Xây dựng cấu trúc nội dung bài học thích hợp;

- Rèn luyện cho HS kỹ năng thực hiện một số thao tác cơ bản, một số hànhđộng nhận thức phổ biến;

- Hướng dẫn, tạo điều kiện để HS phát biểu, trao đổi, tranh luận về các kết quảhành động của mình, động viên khuyến khích kịp thời;

- Lựa chọn và cung cấp cho HS những phương tiện, công cụ nhất thiết để thựchiện hành động;

- Cho HS làm quen với các phương pháp nhận thức vật lý

Như vậy, khi nắm được các hành động chính trong hoạt động nhận thức vật lýcủa HS và nhờ đó xác định những hành động chính trong hoạt động dạy học vật lý,

GV biết phải lựa chọn kiến thức, phương tiện nào và vận dụng như thế nào để cáchành động ấy ngày càng thành thạo và chính xác

1.1.3 Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong môn vật lý

Tính tích cực hoạt động nhận thức là tính tích cực chủ yếu được xét trong quátrình nhận thức của HS trong học tập [31]

Điều đáng chú ý là: Mục đích giáo dục ngày nay ở nước ta và trên thế giới khôngchỉ dùng lại ở việc truyền thụ cho học sinh những kiến thức, kỹ năng loài người đãtích lũy được trước đây, mà còn đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho họ nănglực sáng tạo ra những tri thức mới, giải quyết những vấn đề mới phù hợp với hoàncảnh của đất nước, của mỗi dân tộc [27]

Hoạt động học tập dựa trên sự hứng thú thì người HS không chỉ nắm vững đượcnội dung rộng lớn và sâu sắc mà còn tạo nên thái độ của cá nhân đối với học tập,như là một hoạt động dễ chịu và vui sướng.

Tính tích cực nhận thức trong học tập liên quan với động cơ học tập Động cơđúng tạo ra hứng thú Hứng thú là tiền đề của tự giác Hứng thú và tự giác là hai yếu

tố tâm lý tạo nên tính tích cực Tính tích cực sản sinh nếp tư duy độc lập Suy nghĩđộc lập là mầm mống của sáng tạo Ngược lại, phong cách học tập tích cực, sángtạo sẽ phát triển tự giác, hứng thú và bồi dưỡng động cơ học tập [16],[12]

Những biện pháp kích thích hứng thú học tập của HS có thể là:

- Tạo điều kiện để HS củng cố lòng tin vào sức mình: GV kịp thời biểu dươngkhi HS trả lời đúng hoặc thể hiện sự cố gắng, cho HS những bài tập tự chọn kết hợpvới những bài tập bắt buộc để các em phát triển khả năng tự học của mình

- Đảm bảo tính hấp dẫn trong học tập bằng cách cải tiến những phương tiện,PPDH Sử dụng những PPDH phù hợp, tối ưu, kết hợp truyền thống và hiện đại

- Tăng cường tính vấn đề trong dạy học bằng hệ thống câu hỏi nêu vấn đề,kích thích óc tư duy, sáng tạo của HS trong quá trình học tập

- Thu hút HS vào những công việc tự chọn, vào công tác ngoại khóa,

- Sử dụng sự hỗ trợ của CNTT trong DH cũng là một biện pháp hữu hiệunhằm kích thích hứng thú của các em trong học tập

Vận dụng vào dạy học, việc học tập của HS có bản chất hoạt động: Bằng hoạtđộng và thông qua hoạt động của bản thân HS mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành

và phát triển năng lực trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thái độ

1.1.4 Biểu hiện và mức độ tính tích cực hoạt động nhận thức.

Đối với HS tính tích cực được biểu hiện trong các hoạt động, đặc biệt là những hoạtđộng trong bản thân các em và thường biểu hiện qua các hành vi bên ngoài [29]

1.1.4.1 Dấu hiệu biểu hiện tính tích cực học tập

Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS thể hiện ở những hoạt độngtrí tuệ hoặc hoạt động cơ bắp Có trường hợp tính tích cực học tập biểu hiện ởnhững hoạt động cơ bắp nhưng quan trọng là sự biểu hiện những hoạt động trítuệ Hai hình thức này thường đi liền với nhau, song hoạt động hăng hái về cơbắp mà đầu óc không suy nghĩ thì chưa phải là hoạt động tích cực học tập [20].Theo G.I Sukina (1979) có thể nêu ra các dấu hiệu của tính tích cực học tập nhưsau:

- HS khao khát, tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung cáccâu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

- HS hay thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề mà GV trình bàychưa đủ rõ

- HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhậnthức các vấn đề mới

- HS mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từnhững nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học

- Ngoài những biểu hiện nói trên mà GV dễ nhận thấy còn có những biểu hiện

về mặt cảm xúc, khó nhận thấy hơn, như thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạcnhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ralời giải thích hay cho một bài tập khó

Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể học sinh, bộc lộ rõ ởnhững học sinh các lớp dưới, kín đáo ở học sinh các lớp trên G.I Sukina còn phânbiệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí:

- Tập trung chú ý vào vấn đề đang học

- Kiên trì làm xong các bài tập

- Không nản trước các tình huống khó khăn

- Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học: tiếc rẽ, cố làm cho xong,hoặc vội gấp sách vở, chờ được lệnh ra chơi

1.1.4.2 Mức độ biểu hiện tính tích cực học tập

G.I Sukina phân biệt ba cấp độ biểu hiện tính tích cực học tập, từ thấp đến cao:

- Bắt chước, sao chép: Xuất hiện do tác động kích thích bên ngoài Kinh nghiệmhoạt động của bản thân học sinh được tích luỹ dần thông qua việc tích cực bắtchước hoạt động của giáo viên và bạn bè Trong hành động bắt chước cũng phải có

sự cố gắng của thần kinh và cơ bắp

- Tìm tòi, thực hiện: HS tìm cách độc lập, tự lực giải quyết bài tập nêu ra, mòmẫm những cách giải khác nhau để tìm cho được lời giải hợp lý nhất Ở mức độ nàytính độc lập cao hơn mức trên, học sinh tiếp cận nhiệm vụ và tự tìm cho mìnhphương tiện thực hiện

- Sáng tạo: HS nghĩ cách giải mới, độc đáo, đề xuất những giải pháp có hiệuquả, có sáng kiến lắp đặt những thí nghiệm để chứng minh bài học Dĩ nhiên, mức

độ sáng tạo của học sinh là có hạn nhưng đó là mầm mống để phát triển trí sáng tạo

về sau này Đây là biểu hiện tính tích cực cao nhất [16], [22]

Tóm lại, tính tích cực nhận thức của học sinh là trạng thái hoạt động thể hiệnkhát vọng cao trong học tập, sự cố gắng về trí tuệ và nghị lực cao trong quá trìnhnắm vững kiến thức

1.1.5 Biện pháp phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức vật lí của học sinh

1.1.5.1 Những nhân tố ảnh hưởng đến TTC nhận thức

Nhìn chung TTC nhận thức phụ thuộc vào những nhân tố sau đây [31]:

1 Bản thân HS: Đặc điểm hoạt động trí tuệ (tái hiện, sáng tạo ); năng lực HS(hệ thống tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm hoạt động sáng tạo, sự trải nghiệm cuộc

Tính tích cực nhận thức học tập

sống ); tình trạng sức khỏe; trạng thái tâm lí (hứng thú, xúc cảm, chú ý, nhu cầu,động cơ, ý chí ); phẩm chất (các giá trị dạo đức, thẫm mĩ, tinh thần trách nhiệm ).

2 Môi trường giáo dục: Đặc điểm hoạt động trí tuệ (tái hiện, sáng tạo ); chấtlượng quá trình dạy học – giáo dục (nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thứckiểm tra đánh giá ); quan hệ thầy trò; không khí học tập

3 Điều kiện cơ sở vật chất, tinh thần (thời gian, tiền của, không khí đạo đức )

Có thể tóm tắt qua sơ đồ sau:

1.1.5.2 Các định hướng nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

Trong quá trình dạy học, để tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh thìquá trình dạy học đó diễn biến sao cho:

- Học sinh được đặt ở vị trí chủ thể, tự giác, tích cực, sáng tạo trong hoạt độngnhận thức của bản thân

- GV đóng vai trò là người đạo diễn, định hướng trong họat động dạy học

- Quá trình dạy học phải tự nghiên cứu những quan niệm kiến thức sẵn có củangười học, khai thác những thuận lợi đồng thời nghiên cứu kỹ những chướng ngại

có khả năng xuất hiện trong quá trình dạy học

Môitrường giáo dục Cơ sở vật chất

Tính tích cực nhận thức

Trí

tuệ

Tri thức

Phẩm chất

Ý chí

Sức khỏe

Nhu cầu động cơ

- Mục đích của dạy học không chỉ dừng lại cung cấp tri thức, rèn luyện kỹ năng,

kỹ xảo mà phải dạy cho học sinh cách học, cách tự học, tự họat động nhằm thức đápứng các nhu cầu của bản thân và xã hội

1.1.5.3 Các biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

Trên cơ sở các định hướng nêu trên, những biện pháp tích cực hóa hoạt độngnhận thức của HS được xác định là [9], [31]:

1 Nói lên ý nghĩa lí thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu

2 Nội dung DH phải mới, nhưng không quá xa lạ với HS mà cái mới phải liên

hệ, phát triển cái cũ và có khả năng áp dụng trong tương lai Kiến thức phải có tínhthực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, suy nghĩ hàng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thứccủa HS

3 Phải dùng các phương pháp đa dạng và phối hợp nhuần nhuyễn: nêu vấn đề, thínghiệm, thực hành, so sánh, tổ chức thảo luận, sêmina và phối hợp chúng với nhau

4 Kiến thức phải được trình bày trong dạng động, phát triển và mâu thuẫn vớinhau, tập trung vào những vấn đề then chốt, có lúc diễn ra một cách đột ngột, bất ngờ

5 Sử dụng các phương tiện DH hiện đại thích hợp, có hiệu quả Với bộ môn Vật

lý, nếu khai thác và sử dụng hiệu quả các thí nghiệm Vật lý sẽ thể hiện rõ nét đặcthù của bộ môn và tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS rất tốt

6 Sử dụng các hình thức tổ chức DH khác nhau: Cá nhân, nhóm, tập thể, thamquan, làm việc trong vườn trường, phòng thí nghiệm

7 Luyện tập, vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong các tình huống mới

8 Thường xuyên kiểm tra đánh giá, khen thưởng và kỉ luật kịp thời, đúng mức

9 Kích thích TTC qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và HS, nêu cao tinh thầntrách nhiệm, ý thức tự giác

10 Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập qua các phương tiện thôngtin đại chúng và các hoạt động xã hội

11 Tạo không khí học tập thoải mái, môi trường lành mạnh trong lớp, trongtrường, tôn vinh sự học nói chung và biểu dương những HS có thành tích học tậptốt Chúng ta không thể tích cực hoá trong khi học sinh vẫn mang tâm lý lo sợ, khicác em không có động cơ và hứng thú học tập và đặt biệt là thiếu không khí dạy

học Trong môi trường đó học sinh dễ dàng bộc lộ những hiểu biết của mình và sẵnsàng tham gia tích cực vào quá trình dạy học, vì khi đó tâm lý các em rất thoải mái.

12 Có sự động viên, khen thưởng từ phía gia đình và xã hội

1.2 Những vấn đề chung về việc sử dụng phần mềm dạy học trong vật lý

1.2.1 Khái niệm phần mềm dạy học

Theo từ điển tin học Anh Việt, nhà xuất bản thanh niên 2000: “Phần mềm Sofware là các chương trình hay thủ tục chương trình, chẳng hạn như một ứngdụng, tập tin, hệ thống, chương trình điều khiển thiết bị…, cung cấp các chỉ thịchương trình cho máy tính”

-PMDH là một trong những chương trình ứng dụng được xây dựng nhằm hỗ trợcho GV và HS trong QTDH [26]

PMDH là phần mềm phục vụ cho việc áp dụng MVT vào dạy học bằng cách ralệnh cho máy tính thực hiện các yêu cầu về nội dung và PPDH theo các mục tiêu đãđịnh PMDH là phần mềm được thiết kế nhằm hỗ trợ có hiệu quả việc dạy và họccủa GV, HS trong việc bám sát mục tiêu, nội dung, chương trình sách giáo khoa.PMDH môn vật lý là một PMDH được các chuyên gia tin học viết dựa trên cơ

sở các kiến thức vật lý, các hiểu biết hợp lý đã được các nhà sư phạm, nhà vật lýsoạn sẵn, có thể được GV và HS dùng vào việc dạy và học các kiến thức vật lýthông qua MVT [26]

Như vậy, PMDH là sản phẩm được kết tinh từ hai chuyên gia: sư phạm và tinhọc, nó luôn chứa những tri thức của khoa học giáo dục và các sản phẩm củaCNTT Không phải bất cứ một phần mềm nào hễ được sử dụng vào dạy học thìđược gọi là PMDH, mà chỉ có thể nói đến việc khai thác những khả năng của nó để

hỗ trợ cho QTDH mà thôi [26]

PMDH là phần mềm được thiết kế nhằm hỗ trợ có hiệu quả việc dạy và học của

GV và HS bám sát mục tiêu, nội dung chương trình SGK Một PMDH có chấtlượng nếu nó đảm bảo được những tiêu chuẩn sư phạm của một phương tiện dạyhọc, tính hiệu quả của việc sử dụng, có khả năng góp phần đổi mới PPDH, phảiphát huy tính chủ động trong hoạt động nhận thức của từng HS

1.2.2 Phân loại phần mềm dạy học

1.2.2.1 Đặc điểm của phần mềm dạy học

PMDH là phương tiện dạy học hiện đại có nhiều tính năng ưu việt so với cácloại hình thiết bị dạy học truyền thống Đó là một chương trình được lập trình sẵnghi vào đĩa mềm; có thể mang một lượng thông tin lớn, chọn lọc ở mức cần và đủtheo nhu cầu của nhiều đối tượng; là nguồn cung cấp tư liệu phong phú đa dạng,hấp dẫn, gọn nhẹ, dễ bảo quản, dễ sử dụng; có thể sử dụng thành tựu hiện đại củacông nghệ truyền thông đa phương tiện vào QTDH để nâng cao tính trực quan, sinhđộng, hấp dẫn của tài liệu nghe nhìn [26]

1.2.2.2 Các loại phần mềm dạy học

Hiện nay trên thế giới có nhiều PMDH đa dạng, phổ biến là các dạng sau: phầnmềm trò chơi học tập; PMDH công cụ; phần mềm mô phỏng các hiện tượng, đốitượng, quá trình; phần mềm hệ thống lưu trữ và tìm kiếm thông tin tham khảo; phầnmềm gia sư, ôn tập, kiểm tra…[31] Nhưng nhìn chung có ba loại PMDH sau:

- PMDH được xây dựng dựa trên đối tượng sử dụng

- PMDH được xây dựng dựa trên nội dung các môn học

- PMDH được xây dựng dựa trên mục đích lí luận dạy học

1.2.3 Vai trò của phần mềm trong dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS

Một số hiện tượng xảy ra quá nhanh, hoặc quá chậm, gây khó khăn cho việcquan sát hiện tượng Một số TN lại quá nguy hiểm nên không thể tiến hành đượctrong giờ dạy lên lớp… Chính vì vậy, việc áp dụng thành trựu của công nghệ thôngtin để khắc phục những khó khăn này là rất cần thiết [12] Một trong những biệnpháp đó là chúng ta khai thác và sử dụng các PMDH, các PMDH này chắc chắn sẽmang lại hiệu quả cao khi sử dụng để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức cho

HS trong dạy học vật lý

PMDH có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạyhọc: đề xuất vấn đề nghiên cứu, hình thành kiến thức, kỹ năng mới, củng cố kiếnthức, kỹ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS

- Ở giai đoạn định hướng mục đích nghiên cứu, PMDH được sử dụng để đềxuất vấn đề cần nghiên cứu Đặc biệt có hiệu quả là việc sử dụng PMDH để tạo

tình huống có vấn đề Kết quả của việc sử dụng PMDH trong giai đoạn nàythường mâu thuẩn với kiến thức, kinh nghiệm có sẳn của HS, do đó tạo nhu cầuhứng thú tìm tòi kiến thức mới của HS

- Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, PMDH sẽ cung cấp một cách có

hệ thống các cứ liệu thực nghiệm, để từ đó khái quát hóa quy nạp, kiểm trađược tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả logic rút ra từ giả thuyết đã đềxuất, hình thành kiến thức mới

- Trong giai đoạn củng cố kiến thức, kỹ năng của HS PMDH có vai tròkhông những kiểm tra kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mà còn đánh giá khả năng tựlực, sáng tạo của HS trong quá trình học

Các hiện tượng, quá trình vật lý diễn ra trong tự nhiên vô cùng phức tạp, cómối đan xen chằng chịt lẫn nhau Do đó, không thể cùng một lúc phân biệtđược những tính chất đặc trưng của từng hiện tượng riêng lẻ Nhưng nhờPMDH mà ta có thể làm đơn giản hóa các hiện tượng, kiểm soát được các quátrình, làm nổi bật các khía cạnh của hiện tượng, quá trình cần nghiên cứu,chúng giúp cho HS hiểu về các hiện tượng, quá trình này

Trong quá trình nghiên cứu, nhiều PMDH chuyên biệt cho bộ môn ra đời, gópphần đổi mới nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học PMDH là thiết

bị dạy học tổng hợp cho phép lựa chọn để đạt hiệu quả cao trong mọi khâu củaQTDH, giúp cho GV, HS làm việc một cách dễ dàng nhanh chóng, hiệu quả, tiếtkiệm nhiều thời gian công sức [12], [22], [31]

+ Về đổi mới nội dung dạy học

PMDH có khả năng trình bày một cách trực quan, tinh giản, dễ hiểu, giúp HS

dễ dàng nắm được nội dung của chương trình Mặt khác nó có khả năng cung cấpthêm những tài liệu phong phú, đa dạng dùng để tra cứu, tham khảo, đọc thêm, hệthống hoá, luyện tập các mức độ khác nhau PMDH dễ dàng cung cấp những tài liệucần thiết cho mỗi môn học, thích hợp với nhiều đối tượng HS cùng lứa tuổi [12]

+ Về đổi mới PPDH

PMDH có thể biểu thị thông tin dưới dạng văn bản, kí hiệu, đồ thị, bản đồ, hình

vẽ Các tài liệu liên quan trong phần mềm được lựa chọn, thiết kế theo cách phốihợp tối ưu nhằm tận dụng được thế mạnh của từng loại trong dạy học

PMDH với tư cách là một người đồng hành trong mọi hoạt động dạy học có vaitrò trợ giúp hay khuyến khích HS học tập một cách thoải mái, hứng thú và hợp línhất Sự hỗ trợ của PMDH là một hợp tác giống như chuyển giao hay trao đổi thôngtin nhằm tạo mọi điều kiện thuận lợi cho HS

Đối với GV, PMDH hỗ trợ cho quá trình tổ chức hoạt động học tập cho HStrong vấn đề mô phỏng, minh hoạ cho các thí nghiệm, các kiến thức cũng như sựvật hiện tượng mà HS không thể quan sát trực tiếp được trong điều kiện nhà trường,không thể hoặc khó có thể thực hiện nhờ các phương tiện khác PMDH giúp đỡ chomột số bước trong PPDH thực nghiệm, PPDH nêu vấn đề (tạo tình huống có vấnđề)… Hỗ trợ cho quá trình thí nghiệm, ôn tập, kiểm tra kiến thức, đánh giá kết quảhọc tập của HS Một số PMDH còn giúp tạo ra một phương pháp học tập trong môitrường học tập mới bao gồm các đối tượng chỉ tồn tại trên máy tính và tuân theo cácquy luật mà lí thuyết và thế giới thực tương ứng đã khẳng định Hỗ trợ cho địnhhướng soạn giáo án theo định hướng đổi mới cũng như thực hiện việc tổ chức cáchoạt động học tập cho HS, giúp tiết kiệm được thời gian trên lớp, dành nhiều cơ hộicho việc trao đổi giữa GV và HS Hỗ trợ cho quá trình tích cực hoá hoạt động nhậnthức cho HS như tạo không khí lớp học vui vẻ, thoải mái… Hình thành động cơ,hứng thú học tập cho HS, kích thích được óc tò mò, ham hiểu biết của HS đối với

sự vật hiện tượng

Đối với HS, PMDH có thể giúp HS tự tìm tri thức mới, tự ôn tập, củng cố, đàosâu kiến thức, tự luyện tập theo nội dung tùy chọn, theo các mức độ tùy theo nănglực của HS Hỗ trợ cho HS trong quá trình tự kiểm tra kiến thức và đánh giá kết quảhọc tập của bản thân Ngoài ra PMDH còn có khả năng hỗ trợ trong việc tạo hứngthú và động cơ học tập lành mạnh, giúp tự phát triển khả năng tư duy và tưởngtượng, rèn luyện và phát triển khả năng lập luận chặt chẽ, có căn cứ khoa học cho

HS [34]

Tóm lại, PMDH với tư cách là một phương tiện dạy học có những khả năng hỗtrợ rất đa dạng và phong phú đối với vấn đề đổi mới PPDH hiện nay, góp phần pháthuy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong học tập

+ Về đổi mới hình thức tổ chức dạy học

Trong thời đại xã hội phát triển với tốc độ nhanh như hiện nay, với sự hỗ trợ củaCNTT nói chung và PMDH nói riêng, việc dạy học không chỉ hạn chế trong giờ họctại trường dưới sự hướng dẫn trực tiếp của GV mà HS có thể tự học tại nhà, học ởmọi lúc, mọi nơi PMDH có thể giúp cho việc cá thể hoá cao độ do nó có khả năng

mô phỏng kiến thức cần trình bày một cách phù hợp với trình độ của HS [34].Khi có sự trợ giúp của MVT và PMDH, HS có thể thao tác với PMDH để qua đó

tự tìm tòi, phát hiện và hình thành kiến thức mới cho bản thân hoặc qua đó HS tựcủng cố, kiểm tra lại kiến thức đã học Không những vậy, nhờ mạng Lan, Internet

HS có thể học từ xa, trao đổi, thảo luận về nội dung và phương pháp học tập để chủđộng chiếm lĩnh tri thức mới

1.2.4 Những khả năng sử dụng phần mềm dạy học trong dạy học vật lý

Lí luận và thực tiễn đã chứng minh rằng sử dụng PMDH trong quá trình dạy-họctheo hướng tích cực hóa quá trình nhận thức của HS sẽ đem lại hiệu quả sư phạm cao.PMDH giúp GV tiến hành dạy học một cách chủ động và rất tiện lợi trong quátrình tự học của HS vì việc sử dụng các PMDH này ít phụ thuộc vào không gian cóthể tiến hành ở lớp, ở nhà miễn ở đó có MVT

Trong tự nhiên, không phải các quá trình, các hiện tượng xảy ra cũng dễ quan sát.Một số hiện tượng, quá trình xảy ra quá nhanh hoặc quá chậm khó có thể tái tạobằng những thiết bị TN thực hoặc tái tạo được nhưng HS không kịp quan sát hiệntượng xảy ra Ví dụ như dao động điều hòa của con lắc lò xo, sự nảy mầm của hạt,

sự biến dạng của vật rắn khi va chạm đàn hồi, sự tạo ảnh của vật qua thấu kính Với khả năng “nén”, “dãn” thời gian các PMDH sẽ giúp HS dễ dàng quan sát vàlàm quen với các hiện tượng trên

Với khả năng đồ họa cao, phần mềm có thể mô phỏng cơ chế của quá trình vi mô

và vĩ mô mà không có một thiết bị TN thật nào có thể làm được

Việc sử dụng PMDH còn tỏ ra rất có hiệu quả trong các điều kiện thiếu trangthiết bị TN; các thiết bị đắt tiền dễ hỏng; các thiết bị nguy hiểm như cháy nổ, điệnthế cao; các TN rất khó thực hiện thành công ngay…

1.2.4.1 Sử dụng phần mềm để trình bày kiến thức vật lý

Xây dựng giáo án điện tử bằng phần mềm Powerpoint, Fronpage, eXe Đồngthời phối hợp với các thiết bị hiện đại khác như máy chiếu đa năng, camera, băngđĩa hình để trình bày các kiến thức trong môn học vật lí [12], [26], [31]

Giáo án điện tử là các bài giảng được soạn và giảng trên máy tính kết hợp máychiếu, nó có nhiều ưu điểm:

- Giờ giảng hiệu quả hơn: dễ hiểu, hấp đẫn, kiến thức toàn diện hơn Phát huyđược các ưu điểm của phương pháp truyền thống

- Có thể tự động hoá công việc dạy học hoặc một khâu nào đó trong quá trìnhdạy học, làm cho giáo viên có nhiều thời gian quan tâm đến học sinh

- Bài giảng được lồng ghép với thí nghiệm ảo, các đoạn phim minh hoạ các hiệntượng vật lý sảy ra trong thưc tế làm tăng thêm sự hấp dẫn của bài giảng Liên kếtvới các trang Web cùng trình bày vấn đề ở các trường, các nước khác nhau

- Cùng một thời gian khối lượng kiến thức được truyền đạt nhiều hơn

- Tuy nhiên, thiết kế một bài giáo án điện là một công việc không dễ dàng, đòihỏi nhiều thời gian và chuẩn bị công phu

Cách sử dụng giáo án điện tử:

Từ trang chủ, kích chuột vào từng bài học cụ thể Cấu trúc bài học được trìnhbày ở phần bên trái và trong quá trình diễn ra các hoạt động nhận thức, lần lượt điđến các hoạt động hoặc các nội dung tương ứng, các hoạt động và nội dung sẽ xuấthiện ở màn hình chính của trang như hình sau:

Hình 1.1: Giáo án điện tử được xây dựng trên phần mềm Fronpage

Sau đó thực hiện tiến trình dạy học tùy thuộc vào mỗi GV đã định trước, theohướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS.

1.2.4.2 Sử dụng phối hợp thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm thật trong dạy học vật lí.

Với việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí vừa dùng làm phương tiện hỗtrợ trực tiếp hoạt động dạy học dưới các hình thức khác nhau nên chúng tôi tiếnhành mô phỏng các thí nghiệm trên máy tính sao cho chúng càng giống thí nghiệmthật càng tốt Trước hết là về hình ảnh của các dụng cụ phải giống như thí nghiệmthật cả về hình dạng lẫn màu sắc để qua đó GV và HS có thể tìm hiểu được tínhnăng, tác dụng của chúng [24]

Việc lắp ráp, bố trí thí nghiệm và đặc biệt là các bước tiến hành thí nghiệm phảiđược mô phỏng hoàn toàn như thí nghiệm thật để qua đó, GV và HS có thể nắmđược cách lắp ráp, bố trí và tiến hành thí nghiệm với dụng cụ thật sau khi đã thaotác trên phần mềm

Ví dụ: Phòng thí nghiệm mô phỏng

Như vậy, khi sử dụng PMDH, GV và HS đã tìm hiểu được dụng cụ thí nghiệm,biết cách lắp ráp và bố trí thí nghiệm, sau đó có thể tự lắp ráp và tiến hành thínghiệm này với bộ dụng cụ thật

Hình 1.2: Nội dung bài học

Hình 1.3: Phòng thí nghiệm mô phỏng

Để khắc phục các khó khăn, hạn chế của GV và HS trong việc sử dụng các bộthí nghiệm thật đã nêu ở trên, chúng tôi xin đưa ra giải pháp sử dụng phần mềm môphỏng thí nghiệm thật trong dạy học vật lí ở trường phổ thông như sau [24]:

- Trước hết, các phần mềm mô phỏng thí nghiệm được sử dụng như là tài liệuhướng dẫn chi tiết, sinh động cho giáo viên tự tìm hiểu cách khai thác và sử dụngcác bộ thí nghiệm thật tương ứng Thao tác trên phần mềm, giáo viên sẽ nắm đượctính năng tác dụng của các dụng cụ, cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thínghiệm Kết quả thí nghiệm được mô phỏng trong phần mềm là các số liệu được lấy

từ thí nghiệm thực tế, có tác dụng định hướng và giúp cho giáo viên kiểm tra được

sự đúng đắn trong quá trình thao tác với dụng cụ thật

- Các phần mềm mô phỏng thí nghiệm thật được sử dụng như là một tài liệu ôntập, rèn luyện kĩ năng cho học sinh Sau các giờ học lí thuyết trên lớp, vì lí do nào

đó không thể tiến hành các thí nghiệm mà chỉ mô tả như trong sách giáo khoa, giáoviên có thể giao cho học sinh sử dụng các thí nghiệm mô phỏng như là một cách ôntập, củng cố kiến thức Sau đó, có thể tổ chức cho học sinh quan sát lại các thínghiệm biểu diễn trong phòng thực hành bộ môn Việc này có thể được thực hiệnsau mỗi chương, kết hợp với các buổi học sinh làm thí nghiệm thực hành theochương trình, sách giáo khoa

- Các phần mềm mô phỏng thí nghiệm thật được sử dụng như là tài liệu hướngdẫn học sinh chuẩn bị có hiệu quả cho các buổi thí nghiệm thực hành Trước mỗibuổi làm thí nghiệm thực hành, giáo viên giao cho học sinh sử dụng phần mềm môphỏng để tự nghiên cứu về dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí và các bước tiến hành thínghiệm Điều đó giúp cho việc chuẩn bị thí nghiệm của học sinh đạt hiệu quả caohơn Chất lượng của buổi thực hành được nâng cao

- Các phần mềm mô phỏng thí nghiệm thật được sử dụng như là một bộ phậnhữu cơ của các bài giảng điện tử để học sinh tự học một phần nội dung kiến thức.Nhờ vậy, gánh nặng học trên lớp của học sinh được giảm bớt và điều quan trọnghơn là nâng cao được năng lực tự học của học sinh

Ví dụ: Thí nghiệm trên đệm không khí

1.2.4.3 Thiết kế và xây dựng các thí nghiệm mô phỏng, thí nghiệm ảo

Hiện nay có rất nhiều phần mềm xây dựng và thiết kế thí nghiệm mô phỏng vàthí nghiệm ảo trong dạy học vật lý mang lại hiệu quả sư phạm cao Ví du: Phầnmềm Pakma, phần mềm Crocodile Physics, phần mềm Working Model, phần mềmFlash, Java

Ví dụ: Sử dụng phần mềm Crocodile Physics để thiết kế mô phỏng các thí nghiệm.

Thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng các quá trình vật lý có đặc điểm:

- Thí nghiệm xảy ra theo thời gian mô phỏng khác với thời gian thực

- Thí nghiệm thực hiện trong điều kiện lý tưởng, các yếu tố phức tạp và khôngquan trọng sẽ được bỏ qua Việc lý tưởng hoá dẫn đến giảm độ tin cậy của kết quảthí nghiệm

- Thời gian thí nghiệm ngắn, chi phí ít, học sinh được làm quen với các thiết bịrất đắt tiền, mà thực tế chưa mua được

- Số liệu xác định phong phú hơn thí nghiệm thực

Hình 1.5: Ảnh của vật khi qua thấu kính hội tụ

Hình 1.4: Thí nghiệm trên đệm không khí

- Có thể thực hiện các thí nghiệm rất đắt tiền, và nguy hiểm, mà không gây ônhiễm.

Ví dụ: Mô phỏng sự thay đổi của số đường cảm ứng từ gửi qua ống dây

1.2.4.4 Máy vi tính hỗ trợ các thí nghiệm vật lí thực ghép nối với máy vi tính

Để hỗ trợ được các thí nghiệm vật lí thì MVT cần được ghép nối với các thiết bịthí nghiệm Dưới đây là sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm ghép nối với máy vi tính

về mặt nguyên tắc

Hình 1.6: Video thí nghiệm dòng

điện cảm ứng Hình 1.7: Mô phỏng điều kiện xuất hiệnvà tồn tại dòng cảm ứng

Theo sơ đồ này, việc thu thập các số liệu đo về đối tượng nghiên cứu được đảmnhiệm bởi bộ phận có tên là “Bộ cảm biến” Nguyên tắc làm việc của bộ cảm biếnnhư sau: trong bộ cảm biến, các tương tác của đối tượng đo lên bộ cảm biến dướicác dạng khác nhau như cơ, nhiệt, điện, quang, từ v v đều được chuyển thành tínhiệu điện Mỗi một bộ cảm biến nói chung chỉ có một chức năng hoặc chuyển tínhiệu cơ sang tín hiệu điện hoặc chuyển tín hiệu quang sang tín hiệu điện v v Vìvậy, ứng với từng phép đo khác nhau mà người ta phải dùng các bộ cảm biến khácnhau [19].

Sau khi tín hiệu điện được hình thành tại bộ cảm biến, nó sẽ được chuyển quadây dẫn đến bộ phận tiếp theo trong hệ thống có tên là “thiết bị ghép tương thích”.Tại thiết bị ghép tương thích này, các tín hiệu điện sẽ được số hoá một cách hợp lí

để đưa vào MVT (bởi vì MVT chỉ làm việc với các tín hiệu đã được số hoá)

Như vậy, các tín hiệu đã được số hoá này được coi là cơ sở dữ liệu và có thể lưutrữ lâu dài trong MVT

Sau khi các tín hiệu đã được số hoá, có thể sử dụng máy vi tính (đã cài đặt phầnmềm thích hợp) để tính toán, xử lí các tín hiệu số này theo mục đích của người

Hình 1.8: Thí nghiệm đo từ trường Trái Đất

Đối

tượng

đo

Bộ cảm biến

Thiết bị ghép tương thích

MVT có phần mềm

xử lý số liệu

Màng hình hiển thị

nghiên cứu Ví dụ như ta có thể lập bảng số liệu về mối quan hệ giữa các đại lượng

mà bộ cảm biến đã thu thập được hay vẽ đồ thị về mối quan hệ này, hoặc xử lí tuỳtheo ý muốn nếu phần mềm cho phép Thường thì các chuyên gia khi viết phầnmềm đã lường hết tất cả các thuật toán mà người nghiên cứu có thể dùng đến để đưa

nó vào nội dung của phẩn mềm cài đặt trong MVT [19]

Như vậy, sau khi máy vi tính đã tính toán, xử lí xong, tất cả các kết quả đều cóthể được hiện thị dưới dạng số, bảng biểu, đồ thị trên màn hình hoặc in ra giấy quamáy in hoặc được lưu trữ lại trong MVT

Tóm lại các bước tiến hành một TN ghép nối với máy vi tính như sau:

- Tiến hành TN để có thể quan sát được (bằng mắt hay bằng các phương tiện hỗtrợ) hiện tượng, quá trình vật lí cần nghiên cứu;

- Thu thập số liệu đo;

- Xử lí số liệu đo (thông qua tính toán, đối chiếu, so sánh ) và trình bày kết quả

xử lí;

- Từ các kết quả xử lí đó, tìm ra (trong TN khảo sát) hay chứng tỏ (trong TNminh họa) sự tồn tại các mối quan hệ có tính qui luật trong hiện tượng, quá trìnhđang nghiên cứu

Cùng có một tiến trình như nhau, song trong TN được hỗ trợ bằng máy vi tính

có nhiều công việc được tiến hành hoàn toàn tự động theo một chương trình đã địnhsẵn Do đó, TN được hỗ trợ bằng máy vi tính có một số ưu điểm sau:

- Có tính trực quan cao hơn trong việc trình bày số liệu đo, hiển thị kết quả;

- Tiết kiệm thời gian do thu thập, xử lí số liệu hoàn toàn tự động;

- Cho phép thu thập nhiều bộ dữ liệu thực nghiệm trong thời gian rất ngắn (đó làmột yều cầu quan trọng trong nghiên cứu thực nghiệm);

- Độ chính xác cao của các số liệu đo cũng như kết quả tính toán cuối cùng do

sử dụng các thiết bị hiện đại và phương pháp tính hiện đại

1.2.4.5 Sử dụng MVT hỗ trợ việc phân tích băng video ghi các quá trình vật lý thực.

Việc ghi các quá trình vật lý thực mà bình thường không quan sát được vào bănghình rồi cho chạy chậm lại hoặc nhanh lên để khảo sát nhiều lần, tạo điều kiện thuận

lợi cho việc tìm hiểu và nghiên cứu các hiện tượng vật lý là một ưu thế lớn của ứngdụng PMDH trong dạy học [19].

Để thực hiện phần này cần có: Camera kỹ thuật số để quay các hiện tượng vật

lý và đưa vào máy tính Trong máy tính phải cài đặt phần mềm phân tích Video.Tuy nhiên việc thu thập số liệu đo, tính toán, phân tích, xử lý số liệu và trình bàykết quả xử lý còn khó khăn và mất nhiều thời gian Để tạo điều kiện thuận lợi chocác công việc trên chúng ta có thể phân tích các băng hình nhờ MVT và các phầnmềm tương ứng

Quá trình sử dụng phương pháp phân tích băng hình ghi lại các quá trình vật lýthực cần thực hiện theo quy trình sau:

Bước 1: Quan sát quá trình vật lý cần nghiên cứu.

Với các chức năng phần mềm, ta có thể cho hình chuyển động như trong thực tế,sau đó có thể cho chuyển động chậm lại, chuyển động nhanh hay đứng yên tùytheo mục đích nghiên cứu đối tượng vật lý

Bước 2: Thu thập số liệu.

Nhờ phần mềm có thể thu lại số liệu cần nghiên cứu

Bước 3: Phân tích, sử lý số liệu và trình bày kết quả của việc sử lý này.

Kết quả tính toán được MVT trình bày dưới dạng bảng hay đồ thị một cáchchính xác và nhanh chóng Dựa vào bảng số liệu và đồ thị này người nghiên cứu cóthể dự đoán được quy luật của đối tượng nghiên cứu

Bước 4: Đưa ra dự đoán (giải thuyết) về quy luật của đối tượng nghiên cứu và

kiểm tra tính đúng đắn của dự đoán để tìm ra quy luật

Căn cứ vào số liệu và đồ thị MVT đưa ra, người nghiên cứu có thể dự đoán vềmối quan hệ giữa các đại lượng, kiểm tra dự đoán và điều chỉnh dự đoán một cácnhanh chóng nhờ sử dụng phần mềm, từ đó ta đưa ra được các quy luật của đốitượng nghiên cứu [33]

Ví dụ: phân tích chuyển động dữ liệu của chuyển động ném xuyên

1.3 Tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học vật lý

1.3.1 Các khó khăn thường gặp phải trong quá trình dạy học và khả năng hỗ trợ của MVT trong việc giải quyết khó khăn này.

Chu trình hoạt động nhận thức sáng tạo được sơ đồ hoá theo hình sau [19]:

Việc tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh phỏng theo con đường tìm tòi của các nhà khoa học theo chu trình trên thường gặp khó khăn trong các giai đoạn như: đề xuất mô hình-giả thuyết trừu tượng, xây dựng phương án thực nghiệm và tiến hành thực nghiệm để kiểm tra hệ quả.

Để có cơ sở đề xuất mô hình- giả thuyết trừu tượng, vấn đề hết sức quan trọng là làm thế nào có thể thu thập được các thông tin liên quan đến đối tượng cần nghiên cứu (với tư cách là các sự kiện xuất phát), để tạo điều kiện cho tư duy trực giác, đưa ra mô hình-giả thuyết trừu tượng Trong dạy học vật lí, tuỳ theo các đối tượng nghiên cứu cụ thể mà các phương tiện

Hình 1.9: Phần mềm phân tích số liệu

Hình 1.10: Chu trình sáng tạo khoa học

dạy học truyền thống có thể hoặc không thể hỗ trợ cho việc thu thập các thông tin này Ví dụ như khi nghiên cứu về “Hệ thức giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi” (SGK Vật lí 10), thì với việc sử dụng nhiều bộ TN khác nhau đều có thể thu được các số liệu về sự biến đổi thể tích và sự biến đổi về áp suất tương ứng của khối khí đang xét Nghiên cứu bảng số liệu này, có thể đề xuất dự đoán về mối quan hệ giữa

áp suất và thể tích của lượng khí Tuy nhiên, đối với nhiều đối tượng nghiên cứu khác, ví dụ như: Va chạm của các vật trong hệ kín khi nghiên cứu định luật bảo toàn động lượng, hay chuyển động rơi có sức cản của không khí…thì hiện nay, việc thu thập các số liệu thực nghiệm nhờ các thiết bị thí nghiệm truyền thống hoặc rất khó, mất rất nhiều thời gian (với

TN va chạm) hoặc không thể thực hiện được (với TN về chuyển động rơi

có sức cản không khí).

Ngoài khó khăn trên, trong công việc kiểm tra tính đúng đắn của các mô giả thuyết trừu tượng cũng thường gặp khó khăn nếu chỉ dựa vào các phương tiệndạy học truyền thống, phương tiện tính toán truyền thống Ví dụ như, khi nghiêncứu va chạm của các vật trong hệ kín, vấn đề đăt ra là: có đại lượng nào được bảotoàn trong quá trình va chạm không? Dựa vào các dữ liệu thu được trong thínghiệm, học sinh có thể đưa ra nhiều dự đoán (giả thuyết) có căn cứ Giả sử các dựđoán sau là có căn cứ:

đó, đòi hỏi phải thực hiện quá nhiều phép tính

Những phân tích trên cho thấy, trong nhiều trường hợp, nếu chỉ sử dụng cácphương tiện dạy học truyền thống thì việc yêu cầu cao tính tích cực, tự lực của họcsinh tham gia vào việc giải quyết các vấn đề học tập (đề xuất mô hình-giả thuyếtcũng như kiểm tra tính đúng đắn của nó) sẽ bị hạn chế, do đó, việc áp dụng cácphương pháp dạy học nhằm tích cực hoá người học cũng hạn chế.

Ngoài ra, trong nhiều trường hợp, với phương tiện dạy học truyền thống, khôngthể quan sát, thu thập được thông tin về đối tượng cần nghiên cứu, (ví dụ như vậtrơi có sức cản không khí ) nên nhiều quá trình vật lí không thể đưa vào trongchương trình vật lí phổ thông Như đã trình bày ở trên, máy vi tính có các chứcnăng hết sức ưu việt so với các phương tiện dạy học vật lí truyền thống, cụ thể như:Dựa trên các phương tŕnh mô tả các mối quan hệ của các đại lượng vật lí trongquá trình, hiện tượng nghiên cứu, máy vi tính có thể mô phỏng các mối quan hệ nàybằng các hình ảnh tĩnh hay động một cách chính xác, trực quan và thẩm mĩ

Máy vi tính có thể hỗ trợ các TN vật lí (thông qua việc ghép nối với MVT hayphân tích băng hình) để có thể tự động hoá thu thập, lưu trữ số liệu thí nghiệm, phânloại, sắp xếp chúng và trình bày kết quả dưới dạng bảng số liệu hay đồ thị hết sứcnhanh chóng và như ý muốn (nhờ phần mềm)

- Máy vi tính và phần mềm với khả năng tính toán cực nhanh, có thể hỗ trợviệc kiểm tra những mô hình đưa ra là đúng hay sai (trên cơ sở tính toán trong cácđiều kiện cụ thể và so sánh kết quả với các số liệu thực nghiệm thu được dướidạng đồ thị)

Các khả năng hỗ trợ của máy vi tính và phần mềm trong một số giai đoạn củachu trình nhận thức sáng tạo như đã phân tích trên, sẽ tạo cơ sở cho việc đưa thêmcác nội dung mới, đối tượng nghiên cứu mới vào trong chương trình vật lí phổthông cũng như đổi mới phương pháp dạy học nhằm tích cực, tự lực hoá quá trìnhhọc tập của học sinh trong dạy học vật lí

1.3.2 Tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh kết hợp với PMDH

Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinhtrong dạy học vật lí, chức năng của PMDH trong quá trình dạy-học, chúng tôi xin

đề xuất tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh với việc sử dụngPMDH như sau:

+ Nêu sự kiện khởi đầu nhờ máy vi tính chuyển tải những hình ảnh, đoạn videoclip, thí nghiệm mô phỏng, thí nghiệm ảo tạo động cơ hứng thú trước học sinh.+ Sử dụng PMDH hỗ trợ học sinh xây dựng giả thuyết

+ Với sự trợ giúp của giáo viên học sinh tiến hành suy ra hệ quả lôgic

+ Tiến hành đề xuất và thực hiện phương án thí nghiệm kiểm tra hệ quả lôgicbằng bộ thí nghiệm vật lý phổ thông hoặc sử dụng PMDH

+ Tiến hành sử dụng PMDH để kiểm chứng kết quả thu được, từ đó khẳng địnhtính đúng đắn của khái niệm, định luật, thuyết

+ Sử dụng máy vi tính để củng cố, vận dụng kiến thức vào thực tế

Sơ đồ tiến trình dạy học kiến thức vật lí có sử dụng PMDH:

Trong tiến trình trên, hoạt động dạy học được tổ chức theo chiến lược giải quyếtvấn đề với sự kết hợp của PMDH Phần mềm với sự hỗ trợ của phương tiện dạy họcđược sử dụng trong các giai đoạn đề xuất vấn đề, giải quyết vấn đề và củng cố, vậndụng kiến thức Ở giai đoạn đề xuất vấn đề, GV có thể sử dụng các PMDH đượctrực quan hóa Giai đoạn giải quyết vấn đề, GV nên sử dụng các phần mềm ghépnối máy tính hoặc TN thực để trực quan hóa, nên hạn chế sử dụng PMDH trong giaiđoạn này Giai đoạn củng cố và vận dụng kiến thức, GV có thể sử dụng PMDH vì

có nhiều ưu thế

Tùy vào nội dung kiến thức cần xây dựng mà có thể sử dụng PMDH với sự hỗtrợ của ở một vài hoặc tất cả các giai đoạn trên Ngoài ra, GV cũng nên phối hợpPMDH với sự hỗ trợ của máy vi tính với TN thực nhằm nâng cao hiệu quả sử dụngthí nghiệm trong dạy học

Tóm lại, các PMDH là một dạng phương tiện dạy học hiện đại, có thể sử dụng ởcác giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học Căn cứ vào các điều kiện cụ thể đểquyết định các thức sử dụng chúng sao cho có hiệu quả Các PMDH có rất nhiều lợithế trong việc hình thành và rèn luyện cho HS thiết kế phương án TN Ngoài raPMDH này còn có thể được sử dụng để khắc sâu và mở rộng kiến thức cho HS saumỗi tiết dạy Để phát huy tối đa những lợi thế của các PMDH thì phải có thiết bịtrình chiếu hỗ trợ, phòng máy tính nối mạng và tuân thủ nguyên tắc đúng lúc, đúngchổ, đúng cường độ thì sẽ có tác dụng rất tốt đối với HS Mặt khác GV không đượclạm dụng việc sử dụng PMDH trong quá trình dạy-học.

1.3.3 Yêu cầu sư phạm đối với phần mềm dạy học trong dạy học vật lý

Như phân tích ở trên, PMDH cần phải đảm bảo các yêu cầu sư phạm sau đây:

1 Phù hợp với nội dung, chương trình môn học, đảm bảo tính khoa học, phục vụđắc lực cho việc nghiên cứu các lý thuyết khoa học, nâng cao mức độ lý thuyết củadạy học Tác giả phần mềm phải nêu rõ mục đích cụ thể cũng như phạm vi sử dụngcủa phần mềm bao gồm: phần mềm được dùng để cung cấp kiến thức mới, để minhhọa, ôn tập hay cũng cố kiến thức cho học sinh

Phù hợp với nội dung, chương trình môn học không có nghĩa là mọi nội dunghọc tập đều có thể đưa vào PMDH Chỉ sử dụng PMDH với các nội dung SGK màcác phương tiện dạy học khác không đêm lại hiệu quả cao hoặc không thể thực hiệnđược trong điều kiện nhà trường (nhiều quá trình diễn ra trong điều kiện lý tưởng,diễn ra quá nhanh hoặc quá chậm, diễn ra phức tạp và nguy hiểm )

2 Đảm bảo tính trực quan: Hình ảnh đối tượng phải đủ lớn, màu sắc phải đảmbảo độ tương phản phù hợp, dẽ dàng phân biệt các chi tiết

3 Đảm bảo việc đổi mới PPDH, thể hiện rõ ý đồ về PPDH: PMDH phải thểhiện rõ sự kết hợp MVT với phương tiện dạy học truyền thống khác

4 Đảm bảo giao tiếp thân thiện với người dùng: Đáp ứng yêu cầu tương tác củangười dùng, các lênh điều khiển đơn giản ít phức tạp và thực hiện một cách dễ dàngnhanh chóng

5 Có tính mở: Người sử dụng có thể dễ dàng bỗ sung dữ liệu, thiết kế được cácthí nghiệm ảo và có thể thay đổi các dữ liệu để khảo sát đối tượng khi tiến hành thínghiệm ảo

6 Phù hợp đặc điểm tâm sinh lý của HS: Không quá tải về nội dung kiến thức,tạo tâm lý thỏa mái, nhẹ nhàng cho người sử dụng.

7 Đảm bảo tính thẩm mỹ, tính hấp dẫn: Các đối tượng, hiện tượng phải giốngnhư thật

1.4 Kết luận chương 1

Trong chương này dựa trên cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng PMDHtheo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học môn Vật lí,chúng tôi khái quát hóa một số cơ sở khoa học và thực trạng của việc ứng dụngPMDH trong dạy học môn Vật lí, cụ thể là:

1 Việc ứng dụng PMDH trong dạy học là hoàn toàn có cơ sở khoa học, phù hợpthực tiễn và xu thế phát triển chung của giáo dục trong thời đại hiện nay

2 MVT kết hợp với PMDH là một phương tiện dạy học hiện đại, có nhiều ưuđiểm và thế mạnh như khả năng thu thập, xử lý thông tin dễ dàng, có khả năng thựchiện các chức năng của quá trình dạy học Tuy nhiên MVT không thể thay thế toàn

bộ các thiết bị dạy học khác mà nó chỉ hỗ trợ GV trong quá trình dạy học

3 Khi sử dụng PMDH cần phải xuất phát từ các yêu cầu sư phạm cụ thể của quátrình dạy học Để đạt hiệu quả thì GV cần phải lựa chọn PMDH sao cho phù hợp vàđảm bảo các yêu cầu sư phạm của PMDH cho từng tiết học cụ thể

4 Cần có một quy trình, một phương pháp sử dụng PMDH theo các phươngpháp tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học Vật lí để tích cực hoát hoạt độngnhận thức của HS Từ đó tạo cảm giác hứng thú trong học tập góp phần nâng caochất lượng dạy và học Vật lí ở trường THPT

5 Trong nhà trường HS được xem là trung tâm, quá trình dạy học tập trung chủyếu vào học sinh, làm cho HS trở thành chủ thể đích thực của quá trình nhận thức

Để làm được như vậy chúng ta cần đổi mới mạnh mẽ về nội dung và PPDH theohướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS