Tổ chức dạy học chương các định luật bảo toàn ( vật lí 10) với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và bản đồ tư duy theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM DẠY HỌC VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY.. Quan điểm xuyên suốt của việc đổi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN XUÂN THÁI

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” (VẬT LÍ 10) VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM DẠY HỌC

VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

Chuyên ngành: LL & PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN ĐỨC VƯỢNG

THÁI NGUYÊN – 2016

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Thái

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học

TS Trần Đức Vượng, đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện

luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau đại học, khoa Vật lí, các thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp cao học K22 trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tận tình giảng dạy, góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học

và làm luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo và các em học sinh của trường THPT Chuyên Bắc Kạn và trường PTDT Nội Trú Bắc Kạn đã giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu

Chân thành cảm ơn những tình cảm quý báu của những người thân, bạn

bè, đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên, góp ý và tiếp thêm động lực để tôi hoàn thành luận văn này

Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn và năng lực bản thân còn nhiều hạn chế trong kinh nghiệm nghiên cứu, nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp, chỉ bảo của các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Thái

iii

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt iv

Danh mục bảng v

Danh mục hình vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM DẠY HỌC VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY 7 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 7

1.2 Quan điểm về năng lực sáng tạo 9

1.2.1 Tư duy và năng lực sáng tạo 9

1.2.2 Các biểu hiện của sự sáng tạo trong học tập Vật lí 11

1.2.3 Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong học tập 11

1.3.1 Vai trò của kiến thức Vật lí 13

1.3.2 Vài trò của phương pháp nhận thức Vật lí 13

1.4 Phương tiện dạy học hiện đại 14

1.4.1 Khái niệm phương tiện dạy học 14

1.4.2 Các loại PTDH hiện đại sử dụng trong dạy học Vật lí 14

1.4.3 Vai trò, chức năng của PTDH hiện đại trong dạy học Vật lí 16

1.4.4 Phần mềm dạy học 17

1.5 Bản đồ tư duy(BĐTD) 30

1.5.1 Khái niệm và đặc điểm của BĐTD 30

1.5.2 Cách đọc BĐTD 32

iv

1.5.3 Cách vẽ BĐTD 33

1.5.4 Ưu điểm của cách ghi chép bằng BĐTD 36

1.5.5 Các ứng dụng của bản đồ tư duy trong dạy học 37

1.6 Thực trạng của việc ứng dụng PMDH và BĐTD ở trường THPT 40

1.6.1 Điều tra 40

1.6.2 Nguyên nhân và giải pháp 45

1.7 Kết luận chương 1 46

Chương 2 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” (VẬT LÝ 10) VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PMDH VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY 48

2.1 Đặc điểm chương“Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 48

2.1.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 48 2.1.2 Chuẩn kiến thức, kỹ năng mà HS cần đạt được khi học xong chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 49

2.1.2.1 Mức độ cần đạt được về kiến thức, kỹ năng, thái độ 49

2.2 Một số định hướng trong việc tổ chức hoạt động nhận thức với sự hỗ trợ của PMDH và BĐTD để phát triển năng lực sáng tạo cho HS 51

2.2.1 Định hướng khi sử dụng PMDH để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh 51

2.2.2 Định hướng khi sử dụng BĐTD để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh 53

2.3 Tiến trình dạy học chương“Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh với sự hỗ trợ của PMDH và bản đồ tư duy 56

2.3.1 Đề xuất quy trình soạn thảo tiến trình dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh với sự hỗ trợ của PMDH và bản đồ tư duy 56

2.4 Kết luận chương 2 77

v

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 79

3.1 Mục đích và nhiệm vụ TNSP 79

3.1.1 Mục đích 79

3.1.2 Nhiệm vụ 79

3.2 Đối tượng và nội dung TNSP 80

3.2.1 Đối tượng 80

3.2.2 Nội dung 80

3.3 Phương pháp TNSP 81

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 81

3.3.2 Quan sát giờ học 81

3.3.3 Bài kiểm tra 82

3.4 Đánh giá TNSP 82

3.4.1 Phương pháp đánh giá kết quả TNSP 82

3.4.2 Kết quả và xử lí kết quả TNSP 82

3.5 Kết luận chương III 90

KẾT LUẬN CHUNG 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC

iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

v

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Bảng điều tra phương pháp dạy học của giáo viên 42

Bảng 1.2 Bảng khảo sát thực trạng học tập của HS với môn Vật lí 44

Bảng 1.3 Bảng khảo sát khả năng nhận thức, mức độ tích cực của HS 44

Bảng 3.1 Bảng số liệu HS được chọn làm mẫu TNSP 81

Bảng 3.2 Thống kê các biểu hiện của tính tích cực, tự lực của HS 83

Bảng 3.3 Ý kiến của GV sau khi dự giờ tổ chức dạy học có sử dụng PMDH và BĐTD 84

Bảng 3.4 Ý kiến của HS sau khi học giờ Vật lí có sử dụng PMDH và BĐTD 84

Bảng 3.5 Bảng thống kê điểm số Xi (Yi) của bài kiểm tra ( phân bố tần số) 86 Bảng 3.6 Xếp loại điểm kiểm tra 86

Bảng 3.7 Bảng phân bố tần suất 87

Bảng 3.8 Bảng lũy tích hội tụ 87

Bảng 3.9 Bảng tổng hợp các tham số thống kê 88

vi

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Cấu trúc bản đồ tư duy 31

Hình 1.2 Cách đọc BĐTD 33

Hình 1.3 Cách vẽ bản đồ tư duy 35

Hình 2.1 Sơ đồ chương IV “Các định luật bảo toàn” 49

Hình 2.2 Trung tâm “Các định luật bảo toàn” 55

Hình 2.3 Vẽ nhánh cấp 1 “ Định luật bảo toàn động lượng” 55

Hình 2.4 Vẽ nhánh cấp 2, cấp 3 “Những vấn đề liên quan đến định luật bảo toàn động lượng” 56

Hình 2.5 BĐTD tổng kết bài Định luật bảo toàn động lượng 68

Hình 2.6 BĐTD tổng kết bài Định luật bảo toàn cơ năng 76

Hình 3.1 Biểu đồ xếp loại kiểm tra 86

Hình 3.2 Đồ thị phân bố tần suất 87

Hình 3.3 Đồ thị lũy tích hội tụ 88

cơ hội phát triển cho đất nước mình

Trước những yêu cầu và thách thức đó đòi hỏi giáo dục nước ta không ngừng đổi mới một cách sâu sắc và toàn diện: về mục tiêu, về nội dung và về phương pháp dạy học (PPDH); Trong đó đổi mới PPDH đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo dục

Quan điểm xuyên suốt của việc đổi mới PPDH ở trường phổ thông là

“dạy học lấy học sinh làm trung tâm”, tức là dạy học sao cho học sinh phải

hoạt động tích cực, tự lực để chiếm lĩnh kiến thức, từ đó phát triển năng lực sáng tạo, hình thành kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, bồi dưỡng tình cảm, thái độ cho học sinh.[19]

Nghị quyết trung ương 2, khóa VIII đã chỉ rõ: “Đổi mới mạnh mẽ

phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến và hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, ”.[7]

Điều 28 Luật giáo dục đã quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông

phải biết 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 kỹ thuật vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho mọi học sinh”.[19]

2

Với sự quan tâm và chỉ đạo sát sao của Đảng, Nhà nước, nền giáo dục Việt

Nam đã và đang tích cực đổi mới phương pháp giảng dạy ở tất cả các cấp học, bậc học với sự ứng dụng của công nghệ thông tin (CNTT) Trong dạy học Vật

lí với đặc thù là môn khoa học thực nghiệm, khi tổ chức dạy học Vật lí với ứng dụng của CNTT sẽ đem lại hiệu quả rất cao, đồng thời nó cũng khắc phục được những giờ dạy mà thiết bị không thể thành công được Các quá trình, các hiện tượng Vật lí và sự biến đổi của các đại lượng Vật lí đôi khi rất khó quan sát hoặc không thể quan sát được một cách đầy đủ vì quá trình diễn ra trong một kích thước rất nhỏ, hoặc khoảng thời gian rất ngắn Điều đó gây khó khăn trong việc nghiên cứu tìm ra quy luật của chúng Những vấn đề này sẽ được giải quyết khi chúng ta biết sử dụng hiệu quả sự hỗ trợ của CNTT CNTT đã, đang

và sẽ có vai trò ngày càng lớn trong việc nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn Vật lí trong trường học.[14]

Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu về não bộ cho thấy: khi chúng ta thường ghi chép thông tin bằng các ký tự, đường thẳng, con số Với cách ghi chép này,

chúng ta mới chỉ sử dụng một nửa của bộ não - não trái, mà chưa sử dụng kỹ năng bên não phải, nơi giúp chúng ta xử lý các thông tin về nhịp điệu, màu sắc,

không gian và cách ghi chép thông thường khó nhìn được tổng thể của cả vấn đề Qua nghiên cứu cho thấy, nhiều học sinh chưa biết cách học, cách ghi kiến thức vào bộ não mà chỉ học thuộc lòng, học vẹt, máy móc, thuộc nhưng không nhớ

được kiến thức trọng tâm và sự kiện nổi bật trong tài liệu đó, hoặc không biết cách

liên kết các kiến thức có liên quan với nhau, và không có nhiều hứng thú trong việc học Vậy câu hỏi đặt ra là: Chúng ta sẽ đạt được những gì khi sử dụng nhiều hơn nữa chức năng của bộ não? Học tập như thế nào và sử dụng công cụ gì để tận dụng và phát huy tối đa khả năng bộ não?[14]

Giải pháp mà luận văn này muốn hướng đến chính là việc sử dụng phần mền dạy học (PMDH) và đặc biệt nghiên cứu các ứng dụng của bản đồ tư duy

(BĐTD) vào dạy học Bản đồ tư duy (BĐTD) là phương tiện tư duy mới Đó là

3

hình thức ghi chép nhằm tìm tòi, đào sâu, mở rộng một ý tưởng, hệ thống hoá một chủ đề hay một mạch kiến thức bằng cách kết hợp việc sử dụng đồng thời hình

ảnh, đường nét, màu sắc, chữ viết với sự tư duy tích cực BĐTD có thể vẽ trên

giấy, bảng… hoặc có thể thiết kế trên powerpoint hoặc các phần mềm bản đồ tư duy như là phần mềm EDrawMindmap, Free Mind, Imindmap, Mindjet mind ManagerPro7… Qua đó, BĐTD giúp khai phá tối đa khả năng của bộ não, phát huy tối đa năng lực sáng tạo, năng lực tư duy của con người Ngoài ra việc sử dụng PMDH là hết sức cần thiết nhằm đạt được mục đích dạy học nói chung

và hỗ trợ trực tiếp cho việc sử dụng BĐTD trong dạy học.[13]

Trên cơ sở những lý do đã được trình bày trên và kết hợp với vấn đề thực

tế hiện nay, trong dạy học việc kết hợp PMDH với BĐTD chưa được sử dụng nhiều trong giảng dạy

Xuất phát từ những lý do trên, Tôi đã chọn vấn đề nghiên cứu “Tổ chức

dạy học chương "Các định luật bảo toàn"(Vật lí 10) với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và bản đồ tư duy theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của

Vấn đề ứng dụng BĐTD (Mind Map) trong dạy học được chú ý vào năm 2006,

khi dự án "Ứng dụng công cụ phát triển tư duy - Sơ đồ tư duy" của nhóm Tư duy mới

(New Thinking Group- NTG), Đại học Quốc gia Hà Nội được triển khai thực hiện Một số đề tài mới nghiên cứu hiệu quả hỗ trợ của BĐTD trong dạy học Vật lí đã thu được kết quả thực nghiệm tốt.[5]

4

Các luận văn khoa học có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài:

“Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh THPT miền núi khi dạy chương “Dòng điện trong

các môi trường” (Vật lí 11- Cơ bản)” của tác giả Lê Thị Bạch (2009)[1];

“Phát huy tính tích cực nhận thức cho học sinh THPT qua dạy chương "động lực học chât điểm" Vật lí 10 Cơ bản với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và bản đồ tư duy” của tác giảLưu Thị Thu Hoà(2014)[13]; “Phát huy tính tích cực nhận thức cho HS THPT qua dạy chương “Dòng điện không đổi” Vật lí

lớp 11 NC với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và BĐTD” của tác giả Trịnh Ngọc Linh (2012)[15]; “Phát huy tính tích cực nhận thức cho học sinh qua dạy

chương “Động lực học chất điểm” Vật lí lớp 10 cơ bản với sự hỗ trợ của một

số phần mềm dạy học và bản đồ tư duy” của tác giả Bùi Ngọc Anh Toàn

(2011)[22]; “Hướng dẫn học sinh ôn tập phần “Quang hình học” Vật lí 11 nâng cao với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và bản đồ tư duy” của tác giả

Lại Văn Bắc (2013)[2]; “Hướng dẫn học sinh ôn tập, hệ thống hóa kiến thức chương "điện học" Vật lí 9 với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy”của tác giả Đào Kiên Cường (2013)[6];

Như vậy, cho đến nay chưa có tác giả nào nghiên cứu về vấn đề Tổ

chức dạy học chương "Các định luật bảo toàn" (Vật lí 10) với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và bản đồ tư duy theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

3 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng tiến trình dạy học chương "Các định luật bảo toàn" (Vật lí 10)

với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và bản đồ tư duy theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

4 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy và học Vật lí theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh với sự hỗ trợ của PMDH và bản đồ tư duy

5

5 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được tiến trình dạy học chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10) với sự hỗ trợ của PMDH và bản đồ tư duy thì sẽ phát triển năng lực

sáng tạo cho học sinh, qua đó nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường THPT

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy cần phải thực hiện nhiệm vụ sau:

6.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của vấn đề phát huy năng lực sáng tạo của học sinh với sự hỗ trợ của PMDH và bản đồ tư duy

6.2 Nghiên cứu nội dung chương trình sách giáo khoa và xây dựng sơ đồ

cấu trúc logic chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10)

6.3 Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10) với sự hỗ trợ của PMDH và bản đồ tư duy

6.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để khẳng định tính khả thi của tiến trình dạy học đề xuất và rút ra kết luận

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu những văn kiện của Đảng, chỉ thị của Nhà nước, văn bản của

Bộ GD và ĐT về vấn đề đổi mới phương pháp dạy học

- Nghiên cứu các tài liệu: về các quan điểm, sự định hướng việc dạy và học tích cực cũng như đổi mới phương pháp dạy học; về lí luận dạy học nói chung và lí luận dạy học môn Vật lí nói riêng

6

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của vấn đề phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh, sử dụng PMDH và BĐTD trong dạy học Vật lí; các luận văn về đề tài có liên

quan, nội dung chương trình SGK, sách giáo viên và các tài liệu liên quan khác

8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

8.2.1 Phương pháp điều tra: Tìm hiểu thực trạng của việc phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh với sự hỗ trợ PMDH và BĐTD trong dạy học Vật lí hiện nay ở trường THPT thông qua phiếu điều tra

8.2.2 Phương pháp quan sát: Quan sát để thu thập thông tin về sự tích cực,

sự hứng thú tham gia của học sinh trong giờ học và trong các hoạt động

8.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành thực nghiệm có đối chứng tại 2 trường THPT ở thành phố Bắc Kạn, tỉnh Bắc Kạn để kiểm tra hiệu quả và tính khả thi của đề tài

8.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm và kết quả điều tra, từ đó rút ra những kết luận về sự khác nhau trong kết quả học tập của hai nhóm đối chứng và thực nghiệm

9 Dự kiến đóng góp của đề tài

- Góp phần làm phong phú thêm cơ sở lý luận trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông với sự hỗ trợ của PMDH và bản đồ tư duy để phát huy năng lực sáng tạo của học sinh

- Các giáo án xây dựng theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của HS

THPT qua dạy học chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10) với sự hỗ trợ

của PMDH và BĐTD có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên THPT

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, phần nội dung luận văn gồm ba chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát huy năng lực sáng tạo của

HS trong dạy học Vật lí với sự hỗ trợ của PMDH và bản đồ tư duy

Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10) với sự hỗ trợ của PMDH và bản đồ tư duy

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

7

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ VỚI SỰ

HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM DẠY HỌC VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Trong việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung và chất lượng bộ môn nói riêng Việc cải tiến phương pháp dạy học là một nhân tố quan trọng, bên cạnh việc bồi dưỡng kiến thức chuyên môn, việc phát huy tính tích cực của học sinh có ý nghĩa hết sức quan trọng Học Vật lí lại càng cần phát triển năng lực tích cực, năng lực tư duy, sáng tạo của học sinh để không phải chỉ biết mà còn phải hiểu để giải thích hiện tượng Vật lí cũng như áp dụng kiến thức và kỹ năng vào các hoạt động trong cuộc sống gia đình và cộng đồng Theo tinh thần đổi mới phương pháp dạy học là biến quá trình dạy học thành quá trình tự học,

tự khám phá và xây dựng kiến thức của một người học với vai trò dẫn dắt khéo léo của người giáo viên.[12]

Các PPDH là một ngành của khoa học giáo dục, nó nghiên cứu quá trình dạy học của các môn học Nhiệm vụ lí luận dạy học môn là nghiên cứu, áp dụng các PPDH chung đã được nghiên cứu trong lí luận dạy học vào thực tiễn của môn học cụ thể, có tính đến các đặc điểm nội dung và PP khoa học đặc trưng cho khoa học tương ứng, trong đó có môn Vật lí Như vậy PPDH luôn là vấn đề hạt nhân quan trọng của nền giáo dục của tất cả các nước trên thế giới,

có tầm quan trọng đối với sự phát triển khoa học của nhân loại Định hướng chung về đổi mới PPDH là phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo,

tự học, kỹ năng vận dụng vào thực tiễn, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học; môn học, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, tạo được hứng thú học tập cho HS, tận dụng được công nghệ mới nhất; khắc phục lối dạy truyền thống truyền thụ một chiều các kiến thức có sẵn Rất cần phát huy cao năng lực tự học, học suốt đời trong thời đại bùng nổ thông tin.[26]

8

Trong quá trình DH thì PTDH đóng vai trò hết sức quan trọng, góp phần hình thành kiến thức mới, làm rõ các sự vật, hiện tượng Vật lí, làm tăng thêm hứng thú trong quá trình hoạt động nhận thức cho HS Hiện nay ngoài các PTDH truyền thống còn các phương tiện hiện đại hỗ trợ DH khác như máy chiếu, tập phim, các phần mềm, máy chiếu đa năng, bảng tương tác thông minh… Nếu vận dụng một cách phù hợp vào từng bài dạy, từng đối tượng học sinh ở từng địa phương sẽ làm thúc đẩy hoạt động nhận thức của HS, tăng hiệu quả học tập cho học sinh và giảm sự vất vả cơ học của giáo viên trên bục giảng

Cùng với sự hỗ trợ của PTDH hiện đại trong dạy học, sử dụng bản đồ tư duy trong dạy học cũng đang được nhiều giáo viên quan tâm Trong những năm gần đây thuật ngữ BĐTD đã thu hút ngày càng nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu giáo dục Dự án phát triển giáo dục THCS đã tập huấn sử dụng BĐTD, thu hút được sự tham gia đông đảo của các nhà quản lý giáo dục, GV

và HS tham gia Nhiều GV đã nghiên cứu ứng dụng BĐTD vào dạy học và đã đạt được những hiệu quả nhất định trong việc phát huy tính tích cực, tự lực của

HS đáp ứng yêu cầu đổi mới PPDH

Trong các công trình nghiên cứu có sử dụng BĐTD trong dạy học, các tác giả đều sử dụng BĐTD như một công cụ hỗ trợ phát huy tính tích cực, tự lực, tự chủ, sáng tạo cho HS nhằm đáp ứng mục tiêu dạy học và yêu cầu đổi mới PPDH

Với những ưu điểm của BĐTD thì việc sử dụng BĐTD trong dạy học chắc chắn sẽ phát huy tính tích cực, tự lực của HS, góp phần nâng cao kết quả học tập của các em.[28]

Qua tìm hiểu chúng tôi thấy có một số luận văn nghiên cứu liên quan đến

lĩnh vực nghiên cứu của đề tài: “Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh THPT miền núi khi dạy chương “Dòng điện trong các môi trường” (Vật lí 11- Cơ bản)” của tác

giả Lê Thị Bạch (2009)[1]; “Phát huy tính tích cực nhận thức cho học sinh qua

dạy chương “Động lực học chất điểm” Vật lí lớp 10 cơ bản với sự hỗ trợ của

một số phần mềm dạy học và bản đồ tư duy” của tác giả Bùi Ngọc Anh Toàn

9

(2011)[22]; “Phát huy tính tích cực nhận thức cho HS THPT qua dạy chương

“Dòng điện không đổi” Vật lí lớp 11 NC với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và

BĐTD” của tác giả Trịnh Ngọc Linh (2012)[15]; “Hướng dẫn học sinh ôn tập

phần “Quang hình học” Vật lí 11 nâng cao với sự hỗ trợ của công nghệ thông

tin và bản đồ tư duy” của tác giả Lại Văn Bắc (2013)[2]; “Hướng dẫn học sinh

ôn tập, hệ thống hóa kiến thức chương "điện học" Vật lí 9 với sự hỗ trợ của bản

đồ tư duy”của tác giả Đào Kiên Cường (2013)[6]; “Phát huy tính tích cực

nhận thức cho học sinh THPT qua dạy chương "động lực học chât điểm" Vật lí

10 Cơ bản với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và bản đồ tư duy” của tác giả

Lưu Thị Thu Hoà(2014)[13];

Như vậy, có thể thấy nghiên cứu việc “Tổ chức dạy học chương "Các

định luật bảo toàn"(Vật lí 10) với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học và bản đồ

nghiên cứu mới

1.2 Quan điểm về năng lực sáng tạo

1.2.1 Tư duy và năng lực sáng tạo

1.2.1.1 Tư duy

Tư duy là phạm trù triết học dùng để chỉ những hoạt động của tinh thần, đem những cảm giác của người ta sửa đổi và cải tạo thế giới thông qua hoạt động vật chất, làm cho người ta có nhận thức đúng đắn về sự vật và ứng xử tích cực với nó

Theo Từ điển Bách khoa toàn thư Việt Nam, tập 4 (Nhà xuất bản Từ điển bách khoa Hà Nội 2005); Tư duy là sản phẩm cao nhất của vật chất được tổ chức một cách đặc biệt - Bộ não người - Tư duy phản ánh tích cực hiện thực khách quan dưới dạng các khái niệm, sự phán đoán, lý luận.v.v [42]

1.2.1.2 Năng lực sáng tạo

“Sáng tạo là một hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính đổi mới, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” (Sáng tạo, bách khoa toàn thư Liên Xô, tập 42, trang 54).[14]

10

Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất hoặc tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới Như vậy, sản phẩm của sự sáng tạo không thể suy ra từ cái đã biết bằng cách suy luận logic hay bắt chước làm theo mà nó là sản phẩm của tư duy trực giác

Năng lực sáng tạo gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể Trong bất cứ lĩnh vực hoạt động nào, nếu chủ thể hoạt động càng thành thạo và có vốn hiểu biết sâu rộng thì càng nhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương án để lựa chọn, càng tạo điều kiện cho trực giác phát triển Bởi vậy, muốn rèn luyện năng lực sáng tạo thì nhất thiết không thể

tách rời, độc lập với học tập kiến thức về một lĩnh vực nào đó.[14]

1.2.1.3 Phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh

Sự sáng tạo xuất hiện trong quá trình tư duy trực giác Trong sáng tạo, tri thức được thu nhận một cách nhảy vọt, một cách trực tiếp, các giai đoạn của nó không thể hiện một cách minh bạch và người suy nghĩ không thể chỉ ngay ra làm thế nào mà họ đi đến được quyết định đó, con đường đó, phải sau này mới xác lập được logic của phỏng đoán trực giác đó Tư duy trực giác thể hiện một quá trình ngắn gọn, chớp nhoáng mà ta không thể nhận biết được diễn biến H.Poimcare nói: “Logic là chứng minh, còn trực giác là sáng tạo”

Đặc trưng tâm lí quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính chất hai mặt chủ quan và khách quan: chủ quan theo quan điểm của người nhận thức mà trong đầu họ đang diễn ra quá trình sáng tạo và khách quan theo quan điểm của người nghiên cứu quá trình sáng tạo xem như một quá trình diễn ra có quy luật, tác động qua lại giữa ba thành tố là tự nhiên, ý thức con người và sự phản ánh

tự nhiên vào ý thức con người Đối với người sáng tạo thì tính mới mẻ, tính bất ngờ, tính ngẫu nhiên của phỏng đoán đều là chủ quan Đối với các nhà khoa học thì chỉ những phát minh mà loài người chưa từng biết đến mới được coi là

sự sáng tạo Còn đối với HS thì sáng tạo là tạo ra cái mới đối với bản thân

11

mình, chứ GV và nhiều người khác có thể biết rồi Bởi vậy hoạt động sáng tạo của HS mang ý nghĩa là một hoạt động tập dượt sáng tạo hay sáng tạo lại Điều quan trọng cần đạt được không phải là những sản phẩm sáng tạo mà là khả năng sáng tạo của họ, khả năng này sẽ luôn được HS sử dụng trong hoạt động

thực tiễn sau này, kể cả khi kiến thức mà họ thu nhận được đã bị lãng quên.[14] 1.2.2 Các biểu hiện của sự sáng tạo trong học tập Vật lí

Những hành động của HS trong học tập có mang tính sáng tạo hay không, nó biểu hiện cụ thể như sau:

- Từ những kinh nghiệm thực tế, từ các kiến thức đã có, HS nêu được giả thuyết Trong chế tạo dụng cụ thí nghiệm thì HS đưa ra được các phương án thiết kế, chế tạo dụng cụ và cùng một thí nghiệm có thể đưa ra nhiều cách chế tạo khác nhau Đề xuất được những sáng kiến kĩ thuật để thí nghiệm chính xác hơn, dụng cụ bền đẹp hơn…

- HS đưa ra dự đoán kết quả thí nghiệm, dự đoán được phương án nào chính xác nhất, phương án nào mắc sai số, vì sao?

- Đề xuất được những phương án dùng những dụng cụ đã chế tạo để làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán và kiểm tra lại lí thuyết đã học

- Vận dụng kiến thức lí thuyết đã học vào thực tế một cách linh hoạt như giải thích một số hiện tượng vật lí, giải thích kết quả thí nghiệm hoặc các ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật có liên quan

- Những biểu hiện của sự sáng tạo của HS trong học tập như nêu trên cũng sẽ là những căn cứ để chúng tôi đánh giá hiệu quả của việc phát triển năng lực sáng tạo của HS trong quá trình thực nghiệm sư phạm.[14]

1.2.3 Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong học tập

- Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới: tổ chức quá trình nhận thức của HS theo chu trình sáng tạo sẽ giúp cho HS

dễ nhận biết được chỗ nào có thể suy nghĩ dựa trên những hiểu biết đã có, chỗ

12

nào phải xây dựng kiến thức mới, đưa ra giải pháp mới Có như vậy mới giúp hoạt động sáng tạo của HS có hiệu quả, tiết kiệm công sức, rèn luyện tư duy trực giác nhạy bén, phong phú

- Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết: dự đoán có vai trò quan trọng trên con đường khoa học, nó là sự khởi đầu của tất cả các phát minh mới, sáng tạo mới Có thể có các cách dự đoán sau đây trong giai đoạn đầu của hoạt động nhận thức Vật lí của HS:

+ Dựa vào sự liên tưởng với vốn kiến thức đã có

+ Dựa trên sự tương tự

+ Dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán chúng

có quan hệ nhân quả

+ Dựa trên sự thuận nghịch của quá trình biến đổi

+ Dựa trên sự mở rộng phạm vi áp dụng một kiến thức đã biết sang một lĩnh vực khác

+ Dự đoán về mối quan hệ định lượng

- Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán: trong nghiên cứu Vật lí, một dự đoán, một giả thuyết thường là sự khái quát các sự kiện thực nghiệm nên

nó có tính chất trừu tượng, thường không thể kiểm tra trực tiếp mà yêu cầu đặt

ra là phải kiểm tra tính đúng đắn của dự đoán, giả thuyết Điều đó có nghĩa, từ

dự đoán, giả thuyết ban đầu ta phải suy ra hệ quả có thể quan sát thực tế, sau đó tiến hành thí nghiệm rút ra các kết luận cần thiết Vấn đề đòi hỏi sự sáng tạo ở đây là đề xuất được phương án kiểm tra hệ quả đã rút ra được

- Giải các bài tập sáng tạo: với loại bài tập này, ngoài việc vận dụng một

số kiến thức đã học, HS bắt buộc phải có những ý kiến độc lập mới mẻ, không thể suy ra một cách logic từ những kiến thức đã học Có hai loại bài tập sáng tạo: bài tập nghiên cứu và bài tập thiết kế chế tạo.[14]

13

1.3 Vai trò của kiến thức và phương pháp Vật lí trong việc phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh

1.3.1 Vai trò của kiến thức Vật lí

Vật lí học là ngành khoa học nghiên cứu về các quy luật vận động của tự nhiên, từ thang vi mô (các hạt cấu tạo nên vật chất) cho đến thang vĩ mô (các hành tinh, thiên hà và vũ trụ) Đối tượng nghiên cứu chính của Vật lí hiện nay bao gồm vật chất, năng lượng, không gian và thời gian Vật lí còn được xem là ngành khoa học cơ bản bởi vì các định luật Vật lí chi phối tất cả các ngành khoa học tự nhiên khác

Kiến thức Vật lí là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật và công nghệ quan trọng Sự phát triển của Vật lí học gắn bó chặt chẽ và có tác động qua lại, trực tiếp với sự tiến bộ của khoa học, kỹ thuật và công nghệ Vì vậy, những kiến thức hiểu biết và nhận thức về Vật lí có giá trị to lớn trong đời sống và sản suất, đặc biệt trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước Môn Vật lí có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo của giáo dục phổ thông, bước đầu hình thành ở học sinh những kỹ năng và thói quen làm việc khoa học -

kỹ thuật, học nghề, trung cấp, chuyên nghiệp hoặc đại học Môn Vật lí có những khả năng to lớn trong việc rèn luyện cho học sinh kỹ năng tư duy bậc cao và hình thành niềm tin về bản chất khoa học của các hiện tượng tự nhiên cũng như khả năng nhận thức của con người, khả năng ứng dụng khoa học để đẩy mạnh sản xuất cải thiện đời sống Mặt khác môn Vật lí gắn bó chặt chẽ với các môn học

khác như toán học, công nghệ, hoá học, sinh học [34]

1.3.2 Vài trò của phương pháp nhận thức Vật lí

Như vậy các mục tiêu môn học đã được qui định, nó là yêu cầu khách quan mà người giáo viên phải đạt tới trong quá trình giảng dạy môn học Con đường nhận thức bắt đầu từ thực tiễn đến tri thức khoa học thông thường phải sử dụng phối hợp nhiều PP nhận thức như phép biện chứng, PP nhận thức chung,

PP nhận thức riêng Trong PP nhận thức chung có các phương pháp nhận thức khoa học phổ biến trong khoa học Vật lí như PP thực nghiệm, PP mô hình, PP

14

tương tự… là các PP được các nhà giáo dục từ trước tới nay xem là các PP nhận thức quan trọng của môn học Vật lí, giúp có thể đạt tới nhiều mục tiêu như đã nêu ở trên thông qua quá trình dạy học Cùng với các phương pháp nhận thức khác trong dạy học theo PPTN có thể giúp hoàn thành mục tiêu kiến thức trong

đó có mục tiêu giúp HS hiểu biết về PPTN và PP tương tự Vì trong quá trình dạy học bằng PPTN, đòi hỏi phải tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết ( kiểm tra hệ quả) nên giúp hoàn thành mục tiêu về kĩ năng như kĩ năng thu lượm thông tin, kĩ năng xữ lí thông tin, kĩ năng truyền đạt thông tin, kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng, kĩ năng thực hành, kĩ năng đề xuất dự đoán khoa học và phương án thí nghiệm Thí nghiệm còn là một phương tiện dạy học trực quan, sinh động, gây sự hứng thú trong học tập cho học sinh, làm học sinh tin tưởng vào khoa học, yêu thích khoa học hơn nên có thể giúp hoàn thành mục tiêu về thái độ

Như vậy, có thể khẳng định dạy học bằng phương pháp thực nghiệm cùng với một số phương pháp nhận thức khoa học khác có thể giúp chúng ta

hòan thành nhiều mục tiêu như chương trình Vật lí phổ thông đã qui định.[40] 1.4 Phương tiện dạy học hiện đại

1.4.1 Khái niệm phương tiện dạy học

Phương tiện dạy học (PTDH) là tập hợp những đối tượng vật chất được giáo viên sử dụng với tư cách là những phương tiện tổ chức, điều khiển hoạt động nhận thức của HS, và đối với HS, đó là phương tiện để tiến hành hoạt động nhận thức của mình, thông qua đó mà thực hiện những nhiệm vụ dạy

học.[9], [33]

1.4.2 Các loại PTDH hiện đại sử dụng trong dạy học Vật lí

1.4.2.1 Phim học tập

Phim học tập giúp thu nhận thế giới tự nhiên vào lớp học

Điều chỉnh được tốc độ nhanh chậm, to nhỏ của các hiện tượng, quá trình làm cho học sinh quan sát rõ hơn các hiện tượng, các quá trình Vật lí

15

Từ tín hiệu âm thanh, hình ảnh tạo cho học sinh biểu tượng tốt hơn về đối tượng nghiên cứu và còn làm tăng tính trực quan và hiệu quả xúc cảm của phương tiện dạy học

Phim học tập có thể sử dụng ở tất cả giai đoạn của quá trình dạy học (tạo động cơ, đề xuất vấn đề, nghiên cứu vấn đề, cũng cố…), ở trong lớp học hoặc ngoài lớp, giờ học chính khóa hoặc ngoại khóa…[6], [33]

Bên cạnh các nội dung sử dụng thường thấy trong các môn học như: học,

ôn tập, kiểm tra đánh giá và xử lý kết quả bằng máy… máy vi tính còn được sử dụng chủ yếu trong dạy học Vật lí ở các lĩnh vực quan trọng như sau:

- Sử dụng máy vi tính trong mô phỏng các đối tượng nghiên cứu của Vật lí

- Sử dụng máy vi tính hỗ trợ việc xây dựng các mô hình toán học (đồ thị, biểu thức, phương trình) của các hiện tượng, quá trình Vật lí

- Sử dụng máy vi tính hỗ trợ các thí nghiệm Vật lí

- Sử dụng máy vi tính hỗ trợ việc phân tích băng hình ghi quá trình Vật lí thực.[6], [37]

1.4.2.3 Bảng tương tác thông minh

Bảng tương tác thông minh là một thiết bị hỗ trợ dạy học hiện đại, có nhiều tác dụng giúp giáo viên thực hành giảng dạy nhằm nâng cao hiệu quả giờ dạy, học sinh hứng thú học tập.[39]

Bảng tương tác thông minh Teach-Pro WB-120RF là hệ thông tương tác

thực tế nhất, hoàn toàn tương thích với nhiều hệ điều hành, sử dụng với bất kỳ

16

máy chiếu nào, chia sẻ ý kiến, thông tin trình chiếu, tài liệu… với mọi người thông qua Internet Biến bảng trắng thành bảng tương tác rộng, làm việc số hóa

Bảng tương tác thông minh gồm bảng thu sóng âm và bút đa năng

Bút đa năng có thể thực hiện được các việc như sau:

- Viết chữ như cây bút bi thông thường: viết chữ trên giấy

- Thực hiện chức năng của chuột máy tính

- Vẽ tranh, vẽ hình toán học, viết công thức toán học phức tạp… Những việc này không thể thực hiện, hoặc vô cùng khó thực hiện bằng chuột máy tính thông thường

- Hiển thị nội dung viết trên giấy sẽ được hiển thị trên bảng/ Trên màn chiếu với sự hỗ trợ của máy chiếu (projector)

- Lưu tác phẩm thực hiện, nội dung bài giảng vào máy tính

1.4.3 Vai trò, chức năng của PTDH hiện đại trong dạy học Vật lí

 Giúp học sinh dễ hiểu bài, hiểu bài sâu sắc hơn và nhớ bài lâu hơn, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho sự nghiên cứu dạng bề ngoài của đối tượng và các tính chất có thể tri giác trực tiếp của chúng

 Làm sinh động nội dung học tập, nâng cao hứng thú học tập bộ môn, nâng cao lòng tin của học sinh vào khoa học

 Giúp cho học sinh phát triển năng lực nhận thức, đặc biệt là khả năng quan sát, tư duy (phân tích, tổng hợp các hiện tượng, rút ra những kết luận có

độ tin cậy )

 Giúp giáo viên tiết kiệm được thời gian trên lớp trong mỗi tiết học Giúp giáo viên điều khiển được hoạt động nhận thức của học sinh, kiểm tra và đánh giá kết quả học tập của các em được thuận lợi và có hiệu suất cao

Việc sử dụng các phương tiện dạy học trong dạy học Vật lí là hết sức cần thiết, nhất là trong giai đoạn hiện nay, khi khoa học kĩ thuật phát triển thì việc tăng cường sử dụng các phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học Vật lí là một hướng đi đúng đắn nhằm nâng cao chất lượng dạy và học ở trường phổ

17

thông Về mặt nguyên tắc, chỉ có thể thâu tóm đầy đủ chức năng của phương tiện dạy học trong dạy học Vật lí nếu xem xét việc sử dụng phương tiện dạy học trên nhiều quan điểm khác nhau, nhưng dù xét theo quan điểm nào đi nữa, chức năng chủ yếu của phương tiện dạy học cũng vẫn là tạo điều kiện cho HS nắm vững một cách chính xác, sâu sắc các kiến thức và phát triển năng lực sáng tạo và hình thành nhân cách cho HS

- Một số phần mềm hay được sử dụng:

+ Phần mềm tạo thí nghiệm ảo: Crocodile Physics 605, Powerpoint…

Giới thiệu phần mềm Crocodile Physics 605 [43]

*Một số điểm mới của phần mềm Crococdile Physics 605

Phần mềm Crocodile Physics là phần mềm được dùng để thiết kế các thí nghiệm ảo môn Vật lí trong nhà trường phổ thông, có rất nhiều phiên bản của phần mềm đã được đưa ra và phiên bản mới nhất hiện nay là phiên bản Crocodile Physics 605, ra đời vào năm 2006 với rất nhiều tính năng mới so với các phiên bản trước đó

Sau đây là giới thiệu về một số điểm mới nhất của phiên bản này:

Mở rộng không gian thí nghiệm

18

Một tính năng hoàn toàn mới đó là giao diện thiết kế và thực hiện thí nghiệm là toàn bộ màn hình như hình bên, thêm vào đó có bổ sung phần “Getting Start” trong folder “Contents” giúp cho người sử dụng học một số bước cơ bản nhất

Dây nối thiết bị điện

Mặc định dây nối giữa các thiết bị điện là căng ngay cả khi di chuyển các thiết

20

Mô tả

Đây là phần trợ giúp để thiết kế các thí nghiệm nhìn chuyên nghiệp hơn

Ngữ cảnh

Bạn có thể tạo ngữ cảnh vào và ra logic của bạn trên một ảnh nền

* Giới thiệu các công cụ

Dưới đây là màn hình chính của phần mềm Crocodile Physics 605:

Sau đây tôi xin giới thiệu các công cụ sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605, trước hết nói đến thanh menu ngang trên cùng gồm có:

21

Menu

22

Toolbar

23

Contents

Phần Contents là các ví dụ có sẵn theo chủ đề, như đã nói đây là phần rất mới gồm các ví dụ đã được xây dựng sẵn theo các chủ đề như mô tả chuyển động, các mạch điện, … với mỗi modun đã có các dụng cụ thí nghiệm phù hợp với chủ đề và bạn chỉ cần chọn dụng cụ thích hợp để thực hiện thí nghiệm Nhưng đây chỉ là một số chủ đề cơ bản, để có thể thiết kế được toàn bộ các thí nghiệm phục vụ cho giảng dạy và học tập thì cần thiết phải xem các ví dụ này và sau đó bạn tự thiết kế các thí nghiệm phù hợp với bài giảng trên lớp bằng các dụng cụ được lấy trong phần Part Library

Parts Library

Đây là thư viện các dụng cụ thí nghiệm Vật lí ảo, với các dụng cụ này bạn hoàn toàn có thể thiết kế toàn bộ các thí nghiệm Vật lí trong trường phổ thông, tuy nhiên để cho thí nghiệm trở nên chuyên nghiệp hơn thì phải kết hợp sử dụng các dụng cụ này kết hợp các dụng cụ hỗ trợ thực hiện thí nghiệm trong foder Presentation của phần này

24

Các công cụ hỗ trợ thiết kế thí nghiệm

Giới thiệu các công cụ hỗ trợ thiết kế thí nghiệm chuyên nghiệp hơn đó là foder Presentation trong thư viện các dụng cụ thí nghiệm Parts Library Ngoài các dụng cụ thí nghiệm ảo còn có các dụng cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng thí nghiệm hay thực hiện lại thí nghiệm, …

25

+ Phần mềm mô phỏng: Flash, Powerpoint…

+ Phần mềm dạy học bằng bảng thông minh: ActivInspire, ActiView + Phần mềm phân tích Video: Analyze

Đây là phần mềm được xây dựng nhằm phục vụ việc dạy và học phần cơ học trong chương trình Vật lí lớp 10 và lớp 12 phổ thông trung học Chức năng của phần mềm là nghiên cứu các quá trình cơ học biến đổi nhanh bằng cách xác định toạ độ của các vật chuyển động tại mỗi thời điểm sau đó phân tích số liệu, tính toán các đại lượng, vẽ các đồ thị thực nghiệm Sử dụng phần mềm, ta có thể nghiên cứu được các dạng chuyển động cơ học

1 Chức năng của phần mềm phân tích video

Đây là một chương trình máy tính được lập dùng để thực hiện các chức năng cơ bản sau:

- Quay lại các tệp phim video

Ngoài chức năng cho chạy ở tốc độ bình thường, chương trình cho phép duyệt từng ảnh một (từng frame) Với chức năng này, học sinh có thể quan sát diễn biến của quá trình xảy ra một cách chi tiết, rõ ràng

Ví dụ như quan sát chuyển động rơi tự do, đầu tiên các em có thể quan sát chuyển động rơi một cách bình thường, sau đó cho chuyển động từng ảnh (mỗi ảnh cách nhau những khoảng thời gian như nhau) học sinh có thể sơ bộ nhận thấy chuyển động của vật là nhanh dần Tương tự như vậy với các hiện tượng khác như va chạm, dao động điều hoà

- Xác định vị trí của vật tại các thời điểm trong quá trình chuyển

động sau những khoảng thời gian bằng nhau

Khoảng thời gian giữa 2 ảnh kế tiếp trong tệp phim được biết trước tuỳ vào dạng format của tệp phim Chương trình cho phép xác định vị trí của vật tại các thời điểm sau những khoảng thời gian bằng nhau khá đơn giản bằng cách

Với các dữ liệu thu được trong bảng, chương trình cho phép vẽ các đồ thị

để rút ra kết luận về dạng chuyển động của vật cũng như tính toán các đại lượng của chuyển động như vận tốc, gia tốc Để có thể khẳng định chính xác dạng chuyển động của vật, chương trình có các hàm chuẩn với đồ thị chuẩn để

so sánh với đồ thị thực nghiệm

Với một phần mềm được xây dựng để thực hiện được các chức năng kể trên, trong dạy học chúng ta có thể sử dụng để hỗ trợ cho quá trình hoạt động nhận thức của học sinh một cách có hiệu quả khi nghiên cứu các quá trình cơ học có diễn biến nhanh, nhất là các chuyển động cong như chuyển động ném ngang, ném xiên, chuyển động tròn đều, dao động cơ học và quá trình va chạm giữa các vật

2 Phần mềm phân tích phim video hỗ trợ việc xây dựng tình huống có vấn đề, tạo hứng thú nhận thức trong dạy học các quá trình Vật lí biến đổi nhanh

- Nhờ chức năng quay chậm lại các tệp phim video và khả năng có thể cho phim dịch theo từng cảnh mà học sinh có thể quan sát một cách tỷ mỷ quá trình chuyển động nhanh hay va chạm của các vật Chỉ có thể thông qua quan sát như vậy học sinh mới có thể phần nào hình dung được hình như trong quá trình đó có một quy luật hay một mối liên hệ nào đó và nảy sinh nhu cầu tìm hiểu chúng Cũng qua việc quan sát như vậy cho học sinh một cảm giác rằng với khả năng của bản thân mình có thể tự khám phá được quy luật hay mối liên

hệ ấy và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ

27

Ví dụ: Khi học sinh được quan sát tỷ mỷ các tệp phim ghi va chạm giữa hai vật với khối lượng và vận tốc khác nhau, học sinh có thể sơ bộ thấy được vận tốc của các vật sau va chạm hình như chịu ảnh hưởng rất lớn của khối lượng của chúng Tất nhiên, điều đó có tác dụng kích thích trí tò mò của học sinh, mong muốn được khám phá xem sự ảnh hưởng đó như thế nào và bắt tay ngay vào công việc

- Để tạo hứng thú nhận thức cho học sinh, chúng ta có thể tổ chức cho học sinh hoạt động trong thực tế như chơi bóng trong giờ thể dục, giáo viên ghi hình để tổ chức thành tệp phim chuyển động của quả bóng cần nghiên cứu Trong giờ học, được phân tích chính những hoạt động trước đây của mình (hoặc bạn mình) luôn luôn có tác động lớn đến trí tò mò và mông muốn khám phá của học sinh

3 Phần mềm phân tích phim video hỗ trợ hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học các quá trình Vật lí biến đổi nhanh

- Sau khi ý thức được nhiệm vụ nghiên cứu, học sinh có thể sử dụng phần mềm để xác định tọa độ của các vật chuyển động trong tệp phim tại mỗi thời điểm và thu được một bảng số liệu Căn cứ vào bảng đó học sinh có thể sơ

bộ đưa ra những nhận xét ban đầu và trước hết có thể thấy được kết quả này có phù hợp với những dự đoán ban đầu hay không Nếu có phù hợp thì tiếp tục xử

lý để đi đến kết luận, nếu không phù hợp thì căn cứ vào bảng này mà đưa ra giả thuyết tiếp theo

- Từ các dữ liệu thu được, phần mềm cho phép học sinh nhanh chóng

vẽ được đồ thị biểu diễn mối liên hệ đang nghiên cứu Đồ thị này có tác dụng rất lớn trong việc giúp cho học sinh có một cái nhìn khái quát về quy luật biến đổi của các đại lượng, từ đó có thể khẳng định hay bác bỏ giả thuyết và đưa ra kết luận

28

- Để định hướng hoạt động của học sinh, khi xây dựng phần mềm chúng ta có thể lồng ghép những câu hỏi gợi ý, giúp cho học sinh có thể giải quyết được những khó khăn gặp phải trong quá trình làm việc độc lập với máy vi tính

Với việc sử dụng phần mềm video, chúng ta có thể tổ chức cho học sinh tham gia vào hoạt động chiếm lĩnh kiến thức trong qua trình học tập những chuyển động cơ học có diễn biến nhanh và phức tạp mà các phương tiện dạy học khác không giải quyết được Nhất là các quá trình có nhiều hơn một vật chuyển động như sự va chạm đàn hồi, tổng hợp dao động hoặc khi muốn so sánh hai chuyển động biến đổi nào đó Đây là ưu thế đặc biệt của máy vi tính

và phần mềm phân tích phim video Do một tệp phim ghi quá trình chuyển động của chúng có thể được quay lại nhiều lần nên phần mềm có thể lần lượt xác định toạ độ của từng vật tại mỗi thời điểm, thông qua đó mà học sinh có thể

dễ dàng phân tích, so sánh và rút ra kết luận

Với khả năng cho phép thu thập dữ liệu và xử lý rất nhanh một khối lượng lớn, nhanh chóng vẽ được đồ thị thực nghiệm nên máy vi tính và phần mềm phân tích phim không những hỗ trợ cho học sinh nghiên cứu được những chuyển động và quá trình Vật lí phức tạp, mà điều đặc biệt quan trọng là thông qua việc sử dụng phần mềm này chúng ta có thể tổ chức cho học sinh hoạt động chiếm lĩnh kiến thức theo đúng phương pháp thực nghiệm, một phương pháp nhận thức đặc thù của bộ môn Vật lí Điều này, với các phương tiện dạy học trước đây chưa thực hiện được một cách đầy đủ do điều kiện thời gian của tiết học Ví dụ, khi nghiên cứu chuyển động thẳng biến đổi đều, từ việc đưa ra định nghĩa gia tốc, xây dựng công thức đường đi, đến việc vẽ đồ thị vận tốc và đồ thị toạ độ trong sách giáo khoa hiện hành tất cả đều bằng suy luận lý thuyết Các

đồ thị đó đều là các đồ thị lý thuyết Sử dụng phần mềm phân tích phim video trong nghiên cứu, chúng ta có thể rèn luyện cho học sinh xây dựng những kiến

29

thức đó theo phương pháp khác, phương pháp thực nghiệm Bằng phần mềm, học sinh xác định được toạ độ của các vật chuyển động, vẽ đồ thị thực nghiệm, thông qua đồ thị đó để phân tích nhằm kiểm tra giả thuyết và đưa ra kiến thức mới liên qua tới chuyển động đó

Với sự hỗ trợ của phần mềm phân tích phim video và các tệp phim quay cảnh thực trong dạy học Vật lí, học sinh được nghiên cứu các dạng chuyển động và quá trình cơ học thực, rất gần gũi với mình trong cuộc sống hàng ngày Điều này không chỉ tránh được tình trạng giáo điều trong dạy học hiện nay mà tác dụng lớn hơn là học sinh được xuất phát từ những hiện tượng quen thuộc quan sát được trong cuộc sống hàng ngày để xây dựng nên kiến thức của mình, những kiến thức đó sẽ được bền vững hơn và việc vận dụng chúng trong các tình huống thực tiễn về sau sẽ dễ dàng và có hiệu quả hơn

Các tệp phim sử dụng trong dạy học về các dạng chuyển động nhanh như rơi tự do, ném ngang, ném xiên, va chạm có thể được ghi trực tiếp trong thực

tế do chính các em học sinh thực hiện khi chơi bóng sẽ có tác dụng rất lớn không chỉ trong việc tạo hứng thú nhận thức, mong muốn tự mình khám phá cái quy luật chuyển động mà mình thường thực hiện khi chơi bóng hàng ngày

mà chính cái ấn tượng lúc chơi sẽ giúp đỡ đắc lực cho các em giải quyết được nhiệm vụ đặt ra trong giờ học

Sẽ có tác dụng cao hơn nữa khi nghiên cứu các dạng chuyển động phức tạp nếu chúng ta bố trí thí nghiệm trực tiếp trước ống kính camera nối với máy

vi tính ngay trên lớp Một chuyển động diễn ra rất nhanh được camera ghi lại

và ngay tại chỗ ta có một tệp phim của chuyển động đó Với thí nghiệm vừa tiến hành (có thể do giáo viên hoặc do học sinh được trực tiếp tiến hành), do chuyển động quá nhanh nên cả lớp không thể quan sát một cách rõ ràng Tệp phim vừa ghi sẽ được quay chậm lại và nhích theo từng cảnh để học sinh quan sát lại Sau đó, sử dụng phần mềm phân tích phim video để tiếp tục nghiên cứu

1.4.4.3 Tác dụng của phần mềm dạy học trong dạy học Vật lí

- PMDH làm tăng tính trực quan trong dạy học, tăng hứng thú học tập và tạo sự chú ý học tập của HS ở mức độ cao

- Sử dụng các PMDH để mô phỏng các đối tượng, các thí nghiệm Vật lí

1.5 Bản đồ tư duy(BĐTD)

1.5.1 Khái niệm và đặc điểm của BĐTD

Bản đồ tư duy (BĐTD) còn gọi là sơ đồ tư duy, lược đồ tư duy,…“Là hình thức ghi chép nhằm tìm tòi đào sâu, mở rộng một ý tưởng, tóm tắt những

ý chính của một nội dung, hệ thống hóa một chủ đề … bằng cách kết hợp việc

sử dụng hình ảnh, đường nét, màu sắc, chữ viết”

31

Hình 1.1 Cấu trúc bản đồ tư duy

Nghĩa của cụm từ BĐTD không hiểu theo nghĩa bản đồ thông thường như bản đồ địa lí mà BĐTD được hiểu là một hình thức ghi chép theo mạch tư duy của mỗi người bằng việc kết hợp nét vẽ, màu sắc và chữ viết Đặc biệt đây là một sơ đồ mở, việc thiết kế BĐTD theo mạch tư duy của mỗi người, không yêu cầu tỉ lệ, chi tiết khắt khe như bản đồ địa lí, có thể vẽ thêm hoặc bớt các nhánh, mỗi người vẽ một kiểu khác nhau, dùng màu sắc, hình ảnh, các cụm từ diễn đạt khác nhau, cùng một nội dung nhưng mỗi người có thể “thể hiện” nó dưới dạng BĐTD theo một cách riêng do đó việc lập BĐTD phát huy được tối đa khả năng sáng tạo của mỗi người

BĐTD là một công cụ tổ chức tư duy nền tảng, có thể miêu tả nó là một

kĩ thuật hình họa với sự kết hợp giữa từ ngữ, hình ảnh, đường nét, màu sắc phù hợp với cấu trúc, hoạt động và chức năng của bộ não giúp con người khai thác tiềm năng vô tận của bộ não Nó được coi là sự lựa chọn cho toàn bộ trí óc