Thiết kế bài giảng điện tử hỗ trợ dạy học phần các định luật bảo toàn vật lí lớp 10 trung học phổ thông

Nội dung Ch-ơng I: Cơ sở của việc sử dụng MVT làm PTDH Cơ sở khoa học của việc sử dụng MVT làm PTDH Chức năng của máy vi tính trong dạy học vật lý Các hình thức sử dụng máy vi tính trong

mục lục

Trang

1

2

3

4

5

6

7

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

3.1

3.2

3.3

mở đầu

Lí do chọn đề tài………

Mục đích nghiên cứu………

Nội dung nghiên cứu………

Khách thể, đối t-ợng và phạm vi nghiên cứu………

Giả thiết khoa học………

Ph-ơng pháp nghiên cứu………

Cấu trúc của luận văn………

Nội dung Ch-ơng I: Cơ sở của việc sử dụng MVT làm PTDH Cơ sở khoa học của việc sử dụng MVT làm PTDH Chức năng của máy vi tính trong dạy học vật lý Các hình thức sử dụng máy vi tính trong dạy học vật lý Những hạn chế cần khắc phục khi sử dụng MVT làm PTDH Kết luận ch-ơng I Ch-ơng II: ý t-ởng s- phạm của việc Thiết kế BGĐT hỗ trợ dạy học phần "Các định luật bảo toàn" Lựa chọn công cụ thiết kế Bài giảng điện tử………

Vai trò của máy vi tính trong sự phát triển của nền giáo dục điện tử Thực trạng dạy học phần “ Các định luật b°o to¯n” Trong chương trình vật lý 10 THPT ………

Những ý t-ởng s- phạm của việc thiết kế bài giảng điện tử hỗ trợ dạy học phần "Các định luật bảo toàn" ………

Xây dựng tiến trình giảng dạy phần "Các định luật bảo toàn"……

Kết luận ch-ơng II………

Ch-ơng 3: sử dụng Bài giảng điện tử hỗ trợ dạy học phần "các định luật bảo toàn" trong ch-ơng trình vật lý 10 Các bài giảng điện tử………

Sử dụng bài giảng điện tử hỗ trợ dạy và học………

Kết luận ch-ơng III………

Kết luận chung………

Tài liệu tham khảo………

1

1

2

2

2

3

3

5

13

15

16

17

19

19

23

34

37

41

42

68

68

70

Lời cảm ơn

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban chủ nghiệm khoa, tổ PPGD, các thầy cô giáo khoa Vật lý tr-ờng Đại học Vinh Tác giả xin đ-ợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự h-ớng dẫn tận tình của thầy giáo h-ớng dẫn PGS.TS Nguyễn Quang Lạc và TS Mai Văn Trinh đã giúp đỡ em trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ và

động viên tôi hoàn thành luận văn này

Vinh, tháng 5 năm 2004

Tác giả

Thái Thị hà ph-ơng

c ác chữ viết tắt trong luận văn

BGĐT Bài giảng điện tử

ta, Bộ chính trị đã ra chỉ thị 58 - CT/TW về đẩy mạnh phát triển công nghệ thông tin phục vụ cho sự nghiệp: Công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất n-ớc

Cùng với sự đổi mới, phát triển của khoa học kỹ thuật, Đảng và nhà n-ớc ta xác định cần phải có sự đổi mới về nội dung, ph-ơng pháp, hình thức đào tạo Thông qua việc sử dụng các PTDH hiện đại để nâng cao chất l-ợng đào tạo, tạo

điều kiện cho học sinh làm quen với PTDH hiện đại, các nền sản xuất tiên tiến

Hiện nay, ở n-ớc ta tại các viện nghiên cứu, các tr-ờng đại học, các công ty

đã hình thành các nhóm nghiên cứu về việc sử dụng máy vi tính làm PTDH, xây

dựng các phần mềm ứng dụng b-ớc đầu đem lại hiệu quả cao trong quá trình dạy học

áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật hỗ trợ cho quá trình dạy học là cách tốt nhất để giáo viên và học sinh làm quen với nền giáo dục điện tử góp phần đổi mới nội dung và ph-ơng pháp dạy học

ở nước ta hiện nay việc dạy học đang còn mang nặng tính chất “ thông báo, tái hiện”, tình trạng dạy chay, học chay còn rất phổ biến ở các trường phổ thông vì vậy học sinh th-ờng tiếp thu kiến thức một cách thụ động và không phát huy đ-ợc tính tích cực trong học tập của các em

Với những đặc thù riêng của môn vật lý thì đổi mới ph-ơng pháp dạy học bằng cách áp dụng những thành tựu khoa học - kỹ thuật đặc biệt là những thành tựu của CNTT làm PTDH hiện đại là điều cấp thiết

Từ nhận thức vấn đề nh- trên chúng tôi h-ớng tới và tiến hành nghiên cứu thử nghiệm đề t¯i “ Xây dựng b¯i gi°ng điện tử” về phần “ Các định luật b°o to¯n”

ở vật lý lớp 10 trung học phổ thông

2 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu bổ sung và góp phần xây dựng cơ sở lý luận của việc sử dụng máy vi tính trong dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng

- Đi sâu tìm hiểu về các chức năng PTDH của máy vi tính trong dạy học vật

lý, về phần mềm dạy học, về sử dụng các phần mềm hiện đại, dễ sử dụng để thiết

kế bài giảng điện tử phù hợp với khả năng tin học của giáo viên và học sinh

- Đi sâu nghiên cứu cụ thể nội dung, vị trí v¯ vai trò cða phần “ các định luật b°o to¯n” trong chương trình vật lý phổ thông

- Thiết kế b¯i gi°ng điện tử hỗ trợ dạy học phần “ các định luật b°o to¯n” trong sách giáo khoa vật lý 10 tr-ờng trung học phổ thông và đề xuất ph-ơng án

sử dụng ch-ơng trình đó trong dạy học nhằm góp phần nâng cao chất l-ợng dạy và học vật lý ở tr-ờng THPT

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu về cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn của việc sử dụng máy vi tính làm PTDH vật lý

- Xác định vị trí, vai trò v¯ nội dung phần “ các định luật b°o to¯n” trong ch-ơng trình vật lý lớp 10 Tìm hiểu thực tiễn giảng dạy phần này ở một số tr-ờng THPT

- Nghiên cứu một số phần mềm hỗ trợ thiết kế bài giảng điện tử

- Thiết kế một số giáo án để gi°ng dạy phần “ các định luật b°o to¯n” trong sách giáo khoa vật lý 10 với sự hỗ trợ của máy vi tính

- áp dụng giảng dạy ở tr-ờng THPT khi thực nghiệm s- phạm

4 Khách thể, đối t-ợng và phạm vi nghiên cứu

- Khách thể: Quá trình dạy học vật lý ở tr-ờng THPT

- Đối t-ợng: Nội dung, ph-ơng pháp dạy học vật lý ở tr-ờng THPT, máy vi tính và ứng dụng công nhgệ thông tin theo h-ớng hiện đại hoá ph-ơng tiện dạy học vật lý

- Phạm vi: Nghiên cứu, sủ dụng máy vi tính với các phần mềm hỗ trợ cho việc thiết kế bài giảng điện tử, áp dụng để giảng dạy khi thực nghiệm s- phạm

5 Giả thuyết khoa học:

Có thể kích thích hứng thú học tập, tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh nếu thiết kế đ-ợc các bài giảng điện tử hỗ trợ quá trình dạy học vật lý đáp ứng đ-ợc các yêu cầu về mặt s- phạm và kỹ thuật; đồng thời khi sử dụng máy vi tính làm PTDH sẽ góp phần hiện đại hoá và nâng cao chất l-ợng dạy học “ các

định luật b°o to¯n” v¯ dạy học vật lý ở chương trình THPT

- Xây dựng đ-ợc một số bài giảng điện tử hỗ trợ cho quá trình dạy học với

đầy đủ các nội dung: Giảng bài mới, ôn tập, kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh,…

6 Ph-ơng pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lý thuyết:

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng và nhà n-ớc về đổi mới ph-ơng pháp dạy học

- Nghiên cứu lý luận về những vấn đề lý thuyết của việc sử dụng các ph-ơng tiện trực quan trong dạy học vật lý

- Nghiên cứu các tài liệu về giáo dục học, tâm lý học, lí luận dạy học và ph-ơng pháp dạy học vật lý … cần cho việc xây dựng tiến trình dạy học và nâng cao hiệu quả của hoạt động học tập của học sinh

- Nghiên cứu các tài liệu về PTDH vật lý, các tài liệu, văn bản về việc sử dụng máy vi tính trong dạy học và các phần mềm hỗ trợ dùng để thiết kế bài giảng

điện tử

- Nghiên cứu sách giáo khoa vật lý lớp 10 và các tài liệu tham khảo

6.2 Ph-ơng pháp thực nghiệm

- Tìm hiểu về thực trạng dạy học vật lý ở một số tr-ờng phổ thông

Quan sát thái độ học sinh trong quá trình học tập, tổ chức kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh khi sử dụng

- Sử dụng máy vi tính và các phần mềm để xây dựng bài giảng điện tử

- Tổ chức thực nghiệm s- phạm, tiến hành thực nghiệm có đối chứng để

đánh giá đ-ợc hiệu quả của việc sử dụng máy vi tính vào hoạt động dạy học vật lý

- Dùng ph-ơng pháp thống kê, mô tả và thống kê kiểm định để xử lý kết quả thực nghiệm s- phạm Qua đó khẳng định giả thuyết sự khác biệt giữa kết quả học tập của lớp đối chứng và thực nghiệm

7 Cấu trúc của luận văn:

- Ch-ơng I: Cơ sở lý luận của việc sử dụng máy vi tính làm PTDH

- Ch-ơng II: ý t-ởng s- phạm của việc thiết kế bài giảng điện tử hỗ trợ

dạy học phần “ Các định luật b°o to¯n“ trong chương trình vật lý lớp 10

- Ch-ơng III: Sử dụng bài giảng điện tử hỗ trợ dạy học phần "Các định

luật bảo toàn" trong ch-ơng trình Vật lý 10

B Nội dung Ch-ơng I:

Cơ sở của việc sử dụng máy vi tính làm PTDH

1.1 Cơ sở khoa học của việc sử dụng máy vi tính làm PTDH

1.1.1 Cơ sở tâm lý học:

Ngày nay, vì sự phát triển của CNTT đã tạo sự chuyển biến mạnh mẽ trong

đời sống kinh tế xã hội Nó đã thâm nhập và mọi lĩnh vực của cuộc sống Trong Giáo dục, sự thâm nhập của CNTT đã tạo ra những cách thức tổ chức dạy học, những PTDH, những ph-ơng pháp dạy học mới tạo điều kiện thực hiện thành công chủ tr-ơng đổi mới ph-ơng pháp dạy học

Việc sử dụng máy vi tính làm ph-ơng tiện dạy học hiện đại dựa trên những cơ sở tâm lý học sau đây:

Thứ nhất, máy vi tính giúp tạo động cơ học tập tích cực và phát triển t-

duy đối với học sinh Máy vi tính với vai trò là một ph-ơng tiện dạy học đa chức năng với những hình ảnh sinh động đ-ợc phối hợp nhuần nhuyễn với âm thanh, màu sắc, văn bản ,đồ hoạ tác động tích cực vào giác quan của học sinh làm nâng cao tính trực quan trong giờ học, tạo cơ sở cho việc phát triển năng lực t- duy nh- phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu t-ợng hoá… của học sinh, góp phần rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh, kích thích hứng thú học tập ở học sinh, hình thành sự tò mò khám phá trí thức mới, tạo nên những tình huống học tập tích cực, làm xuất hiện nhu cầu tiếp thu tri thức của học sinh Việc hình thành

đ-ợc ở học sinh một động cơ học tập tích cực sẽ h-ớng học sinh và mục đích của bài giảng, vì vậy hoạt động của học sinh sẽ phù hợp với thiết kế của bài giảng mang lại hiệu quả cao cho tiến trình dạy và học Học tập với máy vi tính thì học sinh sẽ phải huy động tối đa các hoạt động: Mắt thấy, tai nghe, tay làm, óc suy nghĩ do vậy sẽ tích cực hoá đ-ợc quá trình học tập, hình thành kỹ năng, kỹ xảo cho các em

Thứ hai, dạy học với máy vi tính sẽ tạo điều kiện thuận lợi để ch-ơng trình

hoá không những chỉ nội dung tri thức, mà còn có những con đ-ờng nắm vững tri thức - hoạt động trí tuệ của học sinh

Tâm lý học hiện đại đã khẳng định, chất l-ợng tiếp thu kiến thức của học sinh sẽ đ-ợc nâng cao nếu học sinh chịu đ-ợc sự tác động tích cực của nhiều hình thức nghe - nhìn sinh động và phong phú Khi học tập với máy vi tính, so sánh các

đối t-ợng trên màn hình, liên hệ với thực tế và với những tác động của giáo viên,

học sinh có khả năng phân tích toàn diện sự vật, hiện t-ợng, chuyển hoá cái cụ thể sang trừu t-ợng, từ cái trừu t-ợng liên hệ với cái cụ thể ở mức độ cao hơn, từ đó bồi d-ỡng t- duy tổng hợp cho học sinh Yếu tố trực quan đ-ợc dùng để vạch ra mối liên hệ phổ biến giữa các đối t-ợng, hiện t-ợng và các quá trình giúp hình thành t- duy của học sinh Máy vi tính trong hoạt động dạy và học, hoạt động theo ch-ơng trình ( có tác động của yếu tố s- phạm) đ-ợc xây dựng trên cơ sở các thuật toán chặt chẽ, lôgic Do vậy, sử dụng máy vi tính làm ph-ơng tiện dạy học giúp học sinh hình thành một quy trình hoạt động có nguyên tắc (ch-ơng trình hoá), tạo

điều kiện tốt cho việc phát triển t- duy lôgic, khả năng lập luận chặt chẽ một vấn

đề, vì thế giúp phát triển trí tuệ cho học sinh ở mức độ cao hơn

Thứ ba, dạy học với máy vi tính là hoạt động dạy học tích cực

Dạy học phải đi tr-ớc sự phát triển, dẫn dắt sự phát triển trí tuệ của học sinh Việc dạy học với máy vi tính sẽ kích thích những phán đoán lôgic của học sinh, ch-ơng trình học tập sẽ gợi mở, dẫn dắt học sinh trong quá trình tìm tòi tri thức Vì vậy kết hợp với những nỗ lực cá nhân của mình học sinh có thể lĩnh hội

đ-ợc tri thức ở mức độ cao hơn Nghĩa là nhờ máy vi tính dạy học sẽ có điều kiện

đi tr-ớc sự phát triển, dẫn dắt sự phát triển của học sinh

Thứ t-, dạy học với máy vi tính góp phần phát triển các thao tác t- duy của

học sinh

Theo quan điểm của V gôt-xki thì “trong quá trình phát triển tâm lí con ng-ời hoàn thiện công việc trí tuệ của mình chủ yếu bằng cách phát triển các phương tiện hỗ trợ, phương tiện kỹ thuật” Đối với các thao tác tâm lí thì các ph-ơng tiện giữ vai trò nh- vai trò của công cụ kỹ thuật trong quá trình lao động Cũng theo V gôt-xki, sử dụng ph-ơng tiện chẳng qua là sử dụng các đối t-ợng nào đó làm ph-ơng thức, ph-ơng tiện nắm hành vi của bản thân mình Theo Lôgic nh- vậy, sự phát triển, hiện đại hoá của ph-ơng tiện dạy học sẽ góp phần phát triển, hoàn thiện các hành vi của học sinh, do đó góp phần phát triển các thao tác t- duy, năng lực t- duy của ng-ời học

Thứ năm, học tập với máy tính sẽ góp phần phát triển khả năng lĩnh hội và

ghi nhớ kiến thức một cách chắc chắn

Trong dạy học tính trực quan không chỉ đóng vai trò minh hoạ cho bài giảng của giáo viên mà còn làm cho học sinh quen với đặc tính bên ngoài và bên trong sự vật, đảm bảo cho học sinh nhận biết sâu sắc các vấn đề đó và tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn.Tính trực quan trong hoạt động dạy học th-ờng thể hiện

PTDH làm cho học sinh phát huy tất cả các giác quan trọng quá trình lĩnh hội kiến thức, cụ thể:

Quá trình tiếp thu kiến thức khi học đạt đ-ợc:

1% qua nếm; 1.5% qua sờ; 3.5% qua ngửi; 11% qua nghe; 83% qua nhìn

Tỷ lệ kiến thức nhớ đ-ợc sau khi học:

10% qua những gì nghe đ-ợc; 30% qua những gì nhìn đ-ợc; 50% qua những gì nhìn và nghe đ-ợc; 80% qua những gì nói đ-ợc; 90% qua những gì nói và làm

đ-ợc

Thông qua các phần mềm dạy học , thông qua các thao tác xử lý máy vi tính, tiến hành các thí nghiệm có trợ giúp của máy vi tính thì học sinh phải cùng lúc thực hiện nhiều thao tác: Nghe nhìn đọc và làm việc.Nhờ vậy góp phần phát triển khả năng lĩnh hội và ghi nhớ kiến thức

Ngoài những yếu tố nêu trên, việc sử dụng máy vi tínhvà các PTDH hiện

đại trong nhà tr-ờng làm nâng cao uy tín của nhà tr-ờng, do vậy có tác động tích cực đến tâm lí của học sinh, phụ huynh học sinh cũng nh- toàn xã hội Dạy học với máy tính là chiếc cầu nối giúp nhà tr-ờng gắn liền với thực tiễn của xã hội, giáo viên và học sinh có điều kiện tiếp cận, bắt nhịp với trình độ phát triển cao của khoa học và công nghệ và ph-ơng tiện kỹ thuật mới , giúp học sinh có niềm tin vào bản thân, hình thành nét nhân cách ng-ời lao động mới trong thời đại nền kinh

tế tri thức ngày nay

1.1.2 Cơ sở lí luận dạy học

Quá trình dạy học là một quá trình hoạt động có mục đích, có tổ chức và có kế hoạch của giáo viên và học sinh.Trong quá trình dạy học mục đích- nội dung - ph-ơng pháp có mối quan hệ biện chứng trong đó mục đích là nhân tố đầu tiên của quá trình.Căn cứ vào mục đích để đ-a ra nội dung dạy học và thực hiện nội dung một cách tốt nhất, đạt hiệu qủa s- phạm cao nhất thì giáo viên phải biết vận dụng, phối hợp nhiều ph-ơng pháp dạy học tối -u sao cho có thể tích cực hoá quá trình học tập của học sinh Trong hoạt động của con ng-ời nói chung, hoạt động dạy học nói riêng thì ba phạm trù nội dung - ph-ơng pháp - ph-ơng tiện luôn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau Với mỗi nội dung thì phải có ph-ơng pháp ph-ơng tiện thích ứng

Trong xu thế phát triển nh- hiện nay cần phải có sự đổi mới, điều chỉnh nội dung dạy học đi kèm với cải tiến và hiện đại hoá PTDH

1.1.2.1 Máy vi tính là một ph-ơng tiện dạy học hiện đại

Trong quá trình dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng, sử dụng máy

vi tính làm PTDH có những chức năng nổi bật so với các PTDH khác:

- Máy vi tính làm tăng tính trực quan trong dạy học, tăng hứng thú học tập

và tạo sự chú ý học tập của học sinh ở mức độ cao nhờ các ch-ơng trình mô phỏng

và minh hoạ

- Máy vi tính có khả năng lặp lại vô hạn lần một vấn đề, giúp cho học sinh

có điều kiện học kỹ, hiểu sâu kiến thức, máy vi tính có lòng kiên nhẫn vô hạn,

điều này rất khó đối với ng-ời giáo viên

- Giao tiếp ng-ời - tính trong quá trình học tập là hoàn toàn chủ động theo

sự điều khiển của giáo viên và học sinh

- Điều khiển đ-ợc quá trình học nhờ khả năng ch-ơng trình hoá không chỉ nội dung tri thức mà cả những con đ-ờng nắm vững tri thức- hoạt động trí tuệ của học sinh

- Tự động hoá hoạt động dạy học của giáo viên ở mức độ cao

- Dạy học với máy vi tính không bị hạn chế, gò bó theo thời gian biểu, có thể tổ chức dạy học ở tình huống “không lớp” Ngo¯i ra còn có kh° năng gi°m thời gian lên lớp của giáo viên vì không mất thời gian vào việc biểu diễn thông tin

- Có thể cá thể hoá học tập của học sinh ở mức độ cao Học sinh có thể học tập với nhịp độ thích hợp với khả năng của bản thân, đặc điểm tâm lí và điều kiện học tập của từng cá nhân, tạo cơ hội để khôi phục lại hình thức học tập một - một

để bị hạn chế trong dạy học truyền thống

- Máy vi tính đánh giá kết quả học tập một cách công bằng, khách quan và chính xác do đó giúp học sinh đánh giá đúng khả năng học tập của mình và xây cho các em tính trung thực Kết quả học tập của học sinh đ-ợc l-u lại trong tệp số liệu giúp giáo viên đánh giá nhận xét quá trình học tập của mỗi học sinh một cách nhanh chóng và chính xác

- Rèn luyện tính độc lập tự chủ và sáng tạo của ng-ời học sinh Học sinh phải luôn kiên trì nhẫn nại, cần cù và chăm chỉ khi đ-ợc học tập với máy vi tính

- Các thí nghiệm tự động hoá có sự trợ giúp của máy vi tính đ-ợc thực hiện một cách nhanh chóng vơí độ chính xác cao Số liệu thực nghiệm đựơc xử lí nhanh, chính xác

- Máy vi tính kết nối mạng tạo điều kiện tiến hành đạo tạo từ xa một cách thuận tiện, thông qua mạng giáo viên và học sinh có thể truy cập thông tin cần thiết… Nhờ kết nối mạng học sinh có thể “học mọi nơi v¯ học bất cứ lúc n¯o”

- Việc sử dụng máy vi tính trong dạy học cũng làm thay nội dung và ph-ơng pháp giảng dạy Hình thức học cũng từ đó đ-ợc cải tiến , hoàn thiện theo h-ớng linh hoạt và phong phú hơn, không còn gò bó trong một hình thức duy nhất

là hình thức lớp - bài truyền thống

- Các ph-ơng pháp dạy học tích cực cũng có thể đ-ợc hoàn thiện, bổ sung

và sử dụng rộng rãi hơn khi có máy vi tính, nhất là ph-ơng pháp dạy học ch-ơng trình hoá, mô hình hoá Máy vi tính có thể xây dựng nên các mô hình tĩnh , động

có chất l-ợng cao đáp ứng độ trung thực của màu sắc, sự vận động tuân theo những quy luật khách quan của sự vật hiện t-ợng nhờ khả năng lập trình

- Trên đây là một số chức năng của máy vi tính, với vai trò là một ph-ơng tiện dạy học vật lý, trong khuôn khổ của một luận văn chúng tôi ch-a thể khai thác hết đ-ợc những chức năng của nó Nh-ng với chức năng nổi bật của máy vi tính khi đựơc sử dụng làm ph-ơng tiện dạy học, chúng tôi thiết nghĩ đ-a máy vi tính vào dạy học là một vấn đề cấp thiết phù hợp với mục tiêu đổi mới ph-ơng pháp dạy học ở n-ớc ta hiện nay

1.1.2.2 Khả năng của máy vi tính trong việc thực hiên chức năng lý luận dạy học của quá trình dạy học

Lý luận dạy học nói chung và lý luận dạy học vật lý nói riêng có các chức năng sau:

- Củng cố trình độ xuất phát về tri thức và kỹ năng cho học sinh

- Xây dựng tri thức và kỹ năng mới

- Ôn tập, củng cố và khắc sâu kiến thức, kỹ năng kỹ xảo

- Tổng kết và hệ thống hoá tri thức một cách Logic

- Kiểm tra, đánh giá trình độ tri thức và kỹ năng của học sinh

Các chức năng này đ-ợc thực hiện đan xen phối hợp với nhau trong quá trình dạy học Thực tiễn đã chứng tỏ rằng với vai trò là PTDH hiện đại máy vi tính có thể sử dụng hiệu quả các chức năng của lý luận dạy học

+ Đối với chức năng: Củng cố trình độ xuất phát về tri thức và kỹ năng cho học sinh

Có thể sử dụng máy vi tính để tóm tắt kiến thức đã truyền thụ, đ-a ra các hiện t-ợng, câu hỏi có nội dung thực tế cho học sinh giải thích Cũng có thể đ-a ra các hình ảnh để mô phỏng một quá trình, hiện t-ợng mới dẫn dắt học sinh vào bài giảng một cách nhẹ nhàng nh-ng lại thu hút đ-ợc sự tập trung của học sinh Cần chú ý khi sử dụng máy vi tính vào mục đích này: phải giải thích rõ ràng, ngắn gọn sát với nội dung bài học, phục vụ cho việc nắm tri thức kỹ năng mới

+ Đối với chức năng: Xây dựng tri thức và kỹ năng mới

ở chức năng này máy vi tính có khả năng thực hiện hiệu rất quả Việc sử dụng các phần mềm mô phỏng, minh hoạ các hiện t-ợng, quá trình vật lí, thí nghiệm với máy vi tính vừa là nguồn cung cấp tri thức vừa là ph-ơng tiện để xây dựng tri thức mới Việc sử dụng phối hợp các hình ảnh tĩnh, hình ảnh động giúp học sinh hình thành những biểu t-ợng ban đầu trong trí nhớ và những quan niệm ban đầu về những vấn đề đựơc nghiên cứu Việc mô phỏng minh hoạ có thể làm nổi rõ mối quan hệ giữa sự kiện đang khảo sát với hiện t-ợng đã biết Từ đó dẫn dắt t- duy học sinh theo h-ớng khái quát hoá để xây dựng tri thức mới

+ Đối với chức năng: Củng cố và khắc sâu tri thức , kỹ năng, kỹ xảo

Với chức năng này thì máy vi tính có khả năng rất lớn học sinh có thể tự ôn tập với các ch-ơng trình đ-ợc cài đặt trên máy vi tính Giáo viên có thể yêu cầu học sinh giải quyết nhiệm vụ ôn tập và vận dụng kiến thức đã lĩnh hội

+ Đối với chức năng : Tổng kết và hệ thống hoá tri thức

Sử dụng máy vi tính để thực hiện nhiệm vụ này có nhiều thuận lợi, có thể dùng các phần mềm để xây dựng các ch-ơng trình tổng kết, hệ thống hoá tri thức theo từng Modul ch-ơng trình Có thể điều khiển tiến trình tổng kết, hệ thống hoá một cách có hệ thống đảm bảo tính Logic cao của nội dung Với phần mềm ôn tập, học sinh có thể lựa chọn nội dung ôn tập với số lần thích hợp không hạn chế,

dễ dàng chuyển đổi giữa các nội dung ôn tập

+ Đối với chức năng: Kiểm tra, đánh giá trình độ tri thức, kỷ năng , kỹ xảo của học sinh

Với chức năng này máy vi tính có nhiều -u điểm Tr-ớc hết là tính chính xác khách quan và công bằng của việc đánh giá với hệ thống câu hỏi trắc nghiệm,

có thể kiểm tra trong phạm vi khá rộng của tri thức môn học Việc xử lý, tổng kết quả - kiểm tra cũng đ-ợc thực hiện một cách nhanh chóng nhằm tiết kiệm thời gian để có thể kiểm tra đ-ọc nhiều học sinh với khối l-ợng tri thức nhiều hơn so với việc kiểm tra đánh giá truyền thống Hơn nữa ph-ơng pháp trắc nghiệm khách quan giúp giáo viên nắm đ-ợc mức độ lĩnh hội kiến thức của học sinh

Nh- vậy, máy vi tính với t- cách là một PTDH hiện đại có thể góp phần thực hiện một cách có hiệu quả các nhiệm vụ của quá trình dạy học

Ngoài ra, việc sử dụng máy vi tính làm ph-ơng thức đạy học hiện đại trong dạy học vật lý tạo điều kiện thuận lợi để giúp cho các em làm quen, tìm hiểu nguyên lý của các ứng dụng trong các hệ thống thiết bị điều khiển tự động có

nghệ thông tin cũng giúp cho các em định h-ớng lựa chọn nghề nghiệp t-ơng lai của mình Học với máy vi tính sẽ giáo dục cho các em lòng say mê khoa học, hiểu

đ-ợc khả năng sáng tạo vô tận của con ng-ời , hình thành ở các em niềm tin vào khả năng lao động ý nghĩa tốt đẹp của lao động sáng tạo Đây là những nét nhân cách đẹp đẽ mà nền giáo dục chân chính luôn phấn đấu đạt đựơc

1.1.2.3 Máy vi tính trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học vật lý

Theo quan điểm chung nhất thì dạy học vật lý có nhiệm vụ cơ bản là truyền thụ cho học sinh hệ thống tri thức vật lý làm phát triển năng lực t- duy sáng tạo, giáo dục nhân cách, đạo đức và góp phần thực hiện giáo dục kỹ thuật tổng hợp và h-ớng nghiệp cho học sinh Các nhiệm vụ dạy học vật lý đ-ợc thực hiện hài hoà, liên tục trong quá trình dạy học

Có quan điểm cho rằng, sử dụng máy vi tính trong dạy học vật lý làm giảm

đi khả năng thực hiện các nhiệm vụ trong quá trình dạy học vật lý Song thực tế đã cho thấy rằng quan điểm đóp không đầy đủ và thiếu chính xác Khi sử dụng máy

vi tính, học sinh đ-ợc hình thành những kỹ năng thực hành cần có trong thời đại của công nghệ thông tin Qua đó học sinh có điều kiện tiếp cận với nền công nghệ mới Nói cách khác, việc sử dụng máy vi tính làm PTDH không là giảm khả năng thực hiện các nhiệm vụ trong dạy học vật lý

Bên cạnh đó thêm một quan điểm nữa đã quá c-ờng điệu vai trò của máy vi tính, coi máy vi tính l¯ ”máy dạy học” có thể thay thế ho¯n to¯n vai trò cða giáo viên đó là: khi sử dụng máy vi tính làm PTDH có thể thực hiện hiệu quả của nhiệm vụ dạy học vật lý m¯ không cần sự hướng dẫn trực tiếp cða giáo viên” Qu°

là quan diểm này đã quá c-ờng điệu vai trò của máy vi tính, làm sao có thể sử dụng máy vi tính thay thế hoàn toàn vai trò của ng-ời giáo viên đ-ợc, điều này phải khẳng định một lần nữa là không thể mặc dù với vai trò là một PTDH thì máy

vi tính có rất nhiều -u điểm v-ợt trội so với các ph-ơng thức daỵ học khác Thực tiễn dạy học trong những năm qua cho thấy đây là quan điểm sai lầm Nếu hiểu theo quan điểm này thì kết quả của quá trình dạy học sẽ cho ra đời các thế hệ trẻ phát triển không toàn diện Trong qúa trình học tập nh- thế học sinh không có

điều kiện trao đổi, trình b¯y ý kiến cða mình, không có sự “giao lưu” với giáo viên vì vậy hạn chế năng lực giao tiếp… Đây là hạn chế lớn của việc sử dụng máy

vi tính trong quá trình dạy học

Tóm lại: Với vai trò là ph-ơng thức đạy học, máy vi tính tỏ ra có nhiều -u điểm

nổi trội Tuy nhiên cần ph°i hiểu rºng, nó không ph°i l¯ “chìa khoá vạn năng ” dù

nó phát triển đến mức độ nào thì cũng không thể thay thế vai trò của giáo viên, vì

học sinh không những chỉ cần nắm đ-ợc tri thức mà các em còn phải nắm đ-ợc phẩm chất và nhân cách của một con ng-ời Vì vậy, trong quá trình dạy học giáo viên phải vận dụng một cách hợp lý để phát huy tối đa những thế mạnh và hạn chế những điểm yếu của máy vi tính

1.1.3 Cơ sở thực tiễn

Những cơ sở lý luận của việc sử dụng máy vi tính làm PTDH đã phân tích ở trên cần phải đựơc thực tiễn của hoạt động dạy học kiểm nghiệm Các khả năng của máy vi tính với t- cách là một PTDH cũng chỉ có thể trở thành hiện thực trong những điều kiện thực tiễn của nhà tr-ờng và nền kinh tế của mỗi quốc gia Những kết quả của thực tế ứng dụng sẽ là sự chứng minh tốt nhất, đáng tin cậy nhất đối với những việc quyết định, l-ạ chọn máy vi tính làm PTDH

Lịch sử phát triển của nhà tr-ờng, của ngành giáo dục cho thấy rằng mọi thành tựu của khoa học- kỹ thuật, cuối cùng cũng đi vào giáo dục và đặt ra cho giáo dục nhiệm vụ mới Sự phát triển của khoa học, công nghệ tác động đến cải tiến, hiện đại hoá các PTDH với các mức độ khác nhau Ví dụ nh- các máy phát sóng điện từ, kỹ thuật phát thanh, truyền hình đã nhanh chóng trở thành các PTDH trong hầu hết các nhà tr-ờng ở mọi quốc gia Các thành tựu của công nghệ thông tin cũng không nằm ngoài quy luật ấy Sử dụng ph-ơng tiện kỹ thuật vào hoạt

động dạy học là đặc tr-ng của nhà tr-ờng hiện đại Màn hình máy vi tính là một dạng mới của tấm bảng đen thuyền thống trong nhà tr-ờng Sử dụng có hiệu quả máy vi tính trong dạy học sẽ là b-ớc hiện đại hoá thiết bị dạy học Tại các n-ớc phát triển đã xuất hiện các sách giáo khoa điện tử ghi trên đĩa CD-ROM kèm theo với các sách giáo khoa truyền thống Các sách điện tử có nhiều -u điểm : khả năng l-u trữ thông tin lớn, thiết bị công nghệ thông tin cho phép tìm kiếm thông tin nhanh và chính xác,… Các phần mềm dạy học bộ môn đã đ-ợc chú trọng phát triển trong quá trình dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng

Thực tiễn ở các n-ớc phát triển cho thấy rằng học sinh có thể tiếp thu các thành tựu công nghệ thông tin ở các mức độ khác nhau từ tuổi mẫu giáo, mầm non cho đến tuổi tr-ởng thành Việc học tập với máy vi tính ở nhiều mức độ khác nhau

đều góp phần tạo điều kiện tốt cho học sinh làm quen với phong cách lao động trong một xã hội tự động hoá

ở Việt Nam, những thành công của sự nghiệp đổi mới trong hơn một thập niên qua đã tạo tiền đề cho việc ứng dụng các thành tựu của công nghệ thông tin vào nhà tr-ờng Môn tin học đã đ-ợc đ-a vào giảng dạy trong nhà tr-ờng d-ới

khuyếch đại nối với máy vi tính và màn hình cũng đã xuất hiện và đ-ợc đầu t- ở một số tr-ờng THPT trọng điểm, các tr-ờng đại học các viện nghiên cứu

Máy vi tính ngày càng rẻ (giảm giá khoảng 20% mỗi năm), tốc độ xử lý, khả năng bộ nhớ luôn đ-ợc mở rộng với tốc độ rất nhanh các phần mềm th-ờng xuyên đ-ợc cải tiến, hoàn thiện …đã tạo tiền đề thuận lợi cho việc trang bị hệ thống thiết bị công nghệ thông tin phục vụ cho hoạt động giáo dục trong nhà tr-ờng

Tr-ớc yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hoá - hiên đại hoá đất n-ớc nhằm theo kịp nhịp độ phát triển của thế giới trong xu h-ớng hợp tác và hôị nhập với nền kinh tế toàn cầu đòi hỏi thế hệ trẻ Việt Nam phải sử dụng thành thạo các ứng dụng của công nghệ thông tin vào công tác của mình trong t-ơng lai

Hiện nay, ở một số tr-ờng đại học s- phạm, Cao đẳng s- phạm sinh viên đã

đ-ợc học tin học cùng với các môn về ứng dụng công nghệ thông tin nói chung, máy vi tính nói riêng để làm PTDH Đây là b-ớc khởi đầu tốt tạo điều kiện cho ng-ời giáo viên t-ơng lai làm quen, tiếp cận với các PTDH hiện đại Trong ch-ơng trình đạo tạo, những sinh viên s- phạm vật lý được học các môn “PTDH vật lý ”,

“Tin học ứng dụng”…đề cập đến những ứng dụng cụ thể của máy vi tính trong việc xây dựng, phát triển, hiện đại hoá các PTDH nh- phần mềm dạy học, các thí nghiệm vật lý có sự trợ giúp của máy vi tính …

Kết quả của việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học trên thế giới và trong n-ớc trong những năm qua đã khẳng định việc nghiên cứu, ứng dụng các thành tựu của công nghệ thông tin vào việc phát triển, hiện đại hoá các PTDH nhằm hiện đại hoá nhà tr-ờng, gắn hoạt động giáo dục với thực tiễn đời sống xã hội là một đòi hỏi có tính tất yếu

1.2 Chức năng của máy vi tính trong dạy học vật lý

1.2.1 Tăng c-ờng tính trực quan

Máy vi tính có khả năng l-u trữ thông tin rất lớn Các văn bản, hình ảnh, các bảng biểu, các sơ đồ, các đồ thị, quá trình vật lý đ-ợc số hoá và l-u trữ trên các thiết bị nh- đĩa từ, băng từ hay đĩa CD-ROM Sử dụng các ch-ơng trình máy tính, học sinh có thể xem một số l-ợng lớn các tranh ảnh minh họa cho nội dung vật lý cần nghiên cứu

Nhờ khả năng đồ hoạ phong phú, khả năng xử lý các kiểu dữ liệu khác nhau với đa ph-ơng tiện, có thể xây dựng các phim dạy học trên máy vi tính biểu diễn trực quan các hiện t-ợng, quá trình d-ới dạng các hình ảnh chuyển động Các phim trên máy vi tính nhằm : tăng c-ờng khả năng trực quan hoá của máy vi tính,

biểu diễn hoá trục thời gian bằng các chuyển động và trực quan hoá các chuyển

động bằng các mô hình chuyển động

1.2.2 L-u trữ, truyền dẫn và xử lý thông tin

Máy vi tính có khả năng l-u trữ nội dung thông tin đa dạng d-ới nhiều hình thức khác nhau Khi biết nối máy vi tính vào hệ thống mạng, đặc biệt là mạng Internet thì khả năng tìm kiếm , l-u trữ thông tin trên máy vi tính càng đ-ợc phát huy mạnh mẽ

Máy vi tính có khả năng xử lý thông tin một cách chính xác và nhanh chóng tuỳ vào mục đích sử dụng của mỗi cá nhân có thể lựa chọn nội dung, sắp xếp, phân loại một cách hợp lý So với các PTDH khác máy vi tính có thể tạo ra đ-ợc môi tr-ờng t-ơng tác mạnh mẽ hơn và linh hoạt hơn

Chức năng truyền dẫn thông tin của máy vi tính đ-ợc sử dụng nhiều để thực hiện t-ơng tác giữa giáo viên và học sinh Trong hình thức đào tạo từ xa, các bài học bài tập, bài kiểm tra đ-ợc truyền đi trong hệ thống mạng máy tính Thông qua máy tính giáo viên, học sinh cùng có thể truy cập đ-ợc thông tin cần thiết phục vụ cho mục đích của mình từ đó cải tiến ph-ơng pháp học tập

1.2.4 Kiểm tra, đánh giá kiến thức học sinh

Đây là lĩnh vực mà máy vi tính tỏ ra có nhiều thế mạnh và đ-ợc áp dụng trong các nhà tr-ờng Bằng hình thức trắc nghiệm khách quan, máy vi tính đ-a ra

hệ thống các câu hỏi để học sinh lựa chọn các ph-ơng án trả lời chính xác nhất Máy vi tính đánh giá và cho điểm một cách chính xác, công bằng và khách quan Kết quả đánh giá đ-ợc l-u trữ, dùng làm cơ sở cho việc cung cấp thông tin hai chiều giữa giáo viên và học sinh một cách nhanh chóng để làm căn cứ cho việc

điều chỉnh việc dạy học

1.2.5 Máy vi tính trong việc thiết kế mô hình, tự động hoá các thí nghiệm vật

lý

Nhờ các phần mềm đồ hoạ, phần mềm thiết kế có thể mô phỏng các hiện

của các đối t-ợng đã tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nhận thức của học sinh

Đặc biệt với máy vi tính, có thể xây dựng và quan sát mô hình tĩnh hay động ở góc

độ khác nhau trong không gian với đủ loaị màu sắc trong tự nhiên

1.2.6 Máy vi tính với hệ thống đa ph-ơng tiện

Với vai trò là một PTDH hiện đại, nó có thể kết hợp đ-ợc nhiều yếu tố nghe, nhìn và điều khiển sẽ phát triển khả năng tiếp thu tri thức cũng nh- khả năng ghi nhớ kiến thức vững chắc đối với học sinh

Với đĩa CD-ROM và các thiết bị ngoại vi nh- máy quét ảnh, máy in, máy khuyếch đại …có thể xây dựng đ-ợc hệ thống PTDH có khả năng nghe, nhìn và

điều khiển góp phần thực hiện tốt nhiệm vụ dạy học

1.3 Các hình thức sử dụng máy vi tính trong dạy học vật lý

Với t- cách là một PTDH hiện đại máy vi tính có thể đ-ợc sử dụng d-ới các hình thức sau đây:

Thứ nhất, giáo viên sử dụng máy vi tính làm ph-ơng tiện giảng dạy,

truyền thụ kiến thức Giáo viên sử dụng máy vi tính để thực hiện các chức năng hội thoại , mô phỏng minh hoạ … đã đ-ợc thiết kế còn học sinh quan sát những diễn biến trên màn hình để thu nhận thông tin và tham gia vào quá trình xử lý thông tin Máy vi tính có thể đ-a ra các chỉ dẫn, thông báo một số kiến thức hỗ trợ

để giúp học sinh chủ động, tích cực trong việc tìm tòi tri thức mới d-ới sự h-ớng dẫn của giáo viên Quá trình này đòi hỏi học sinh phải thực hiện các hoạt động t- duy để cùng tham gia xây dựng tri thức Máy vi tính có thể đóng vai trò ng-ời giáo viên ở một số khâu dạy học Chẳng hạn máy vi tính có thể lần l-ợt đ-a ra các hình ảnh minh hoạ hoặc nêu các bài tập để học sinh giải quyết xử lý kết qủa và quyết định hoạt động tiếp theo của quá trình giảng dạy Tuy nhiên xét về toàn bộ quá trình thì máy vi tính cũng chỉ là công cụ của ng-ời giáo viên chứ không thể thay thế toàn bộ vai trò của ng-ơì giáo viên trong quá trình dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng

Thứ hai, d-ới sự h-ớng dẫn của giáo viên, học sinh có thể sử dụng máy vi

tính Trong tr-ờng hợp này đòi hỏi học sinh phải có những kỹ năng nhất định trong việc sử dụng máy vi tính Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ cụ thể , h-ớng dẫn theo dõi và điều chỉnh quá trình học tập của học sinh một cách phù hợp Học sinh phát huy tính độc lập, sáng tạo để tìm cách hoàn thiện nhiệm vụ đ-ợc giao

Thứ ba, học sinh độc lập sử dụng máy vi tính Hình thức này th-ờng đ-ợc

sử dụng khi học sinh đã có khả năng vận hành một cách thành thạo máy vi tính và

ch-ơng trình phần mềm t-ơng ứng, khi học sinh cần ôn tập kiến thức đã học, tổng kết một phần hoặc một ch-ơng của sách giáo khoa Hình thức này cũng th-ờng

đ-ợc sử dụng để kiểm tra kiến thức của học sinh d-ới dạng trắc nghiệm khách quan Với hình thức này học sinh có thể phát huy đ-ợc tính tích cực trong học tập, chủ động sáng tạo và tìm ra ph-ơng pháp tự học có hiệu quả

Với những học sinh có khả năng t- duy tốt thì đây là một ph-ơng pháp học góp phần phát triển tính tự lực của học sinh

1.4 Những hạn chế cần khắc phục khi sử dụng máy vi tính làm PTDH

Thực tế đã chứng minh rằng không có một ph-ơng pháp, PTDH nào đ-ợc coi là vạn năng Nó có thể phục vụ đúng yêu cầu của ng-ời hay vấn đề này không thể sử dụng đ-ợc đối với yêu cầu và mục đích của vấn đề khác hay ng-ời khác Với vai trò là một PTDH, máy vi tính cũng không nằm ngoài quy luật đó, phải khẳng định rằng máy vi tính là một PTDH hiện đại đa năng chứ không phải PTDH vạn năng

Sau đây là những hạn chế của việc sử dụng máy vi tính làm PTDH và ph-ơng án khắc phục một số hạn chế đó :

- Đối với việc tổ chức giảng dạy : Với máy tính có màn hình nhỏ thì việc

sử dụng để giảng dạy cho một lớp có số l-ợng học sinh đông là một khó khăn Nó không đảm bảo đ-ợc yêu cầu về mặt s- phạm của một PTDH Tuy nhiên hạn chế này có thể khắc phục nếu học tập với mạng máy tính, học theo từng nhóm, hay sử dụng máy khuyếch đại nối với máy vi tính(mojetor) thì có thể phóng màn hình của máy vi tính lên màn ảnh rộng Hạn chế về kích th-ớc nhỏ của màn hình sẽ

đ-ợc khắc phục

- Đối với việc đánh giá kết quả của học sinh: Trong các phần mềm dạy học,

việc đánh giá kết quả học tập của học sinh th-ờng sử dụng ph-ơng pháp trắc nghiệm khách quan Ph-ơng pháp này có nhiều -u điểm nổi trội nh-ng nó cũng không thể tránh khỏi những hạn chế sau: Khi tổ chức kiểm tra trắc nghiệm, kết quả mà giáo viên nhận đ-ợc từ học sinh , th-ờng là cuối cùng , những phép tính trung gian không đ-ợc học sinh thực hiện chính vì vậy mà giáo viên không thể phát hiện đ-ợc những sai sót trong quá trình t- duy của học sinh Để khắc phục hạn chế này giáo viên cần phối hợp với các ph-ơng pháp kiểm tra thông th-ờng

- Đối với ph-ơng pháp s- phạm: Khi sử dụng các phần mềm có sẵn nhiều

khi phụ thuộc và sự hiểu biết của một số ng-ời Về mặt kiến thức đã đ-ợc chuẩn hoá , tuy nhiên xét về góc độ s- phạm thì ch-a hẳn đã có giá trị cao Vì vậy có thể

có lợi cho ng-ời này nh-ng không thể sử dụng cho ng-ời khác Đây là hạn chế lớn khi sử dụng các phần mềm dạy học có sẵn

Bên cạnh đó học tập với các ch-ơng trình cài đặt trên máy vi tính hạn chế giao tiếp giữa giáo vên và học sinh Giáo viên không phải là ng-ời trực tiếp h-ớng dẫn, truyền thụ kiến thức cho học sinh từng b-ớc cụ thể do vậy không thu đ-ợc những ý kiến phản hồi từ học sinh Giáo viên không có điều kiện đặt ra tình huống

có vấn đề để học sinh giải quyết

- Đối với ảnh h-ởng của điều kiện xã hội: Với cuộc sống hiện nay đất n-ớc

ta đang còn gặp nhiều khó khăn, việc đầu t- kinh phí cho các tr-ờng học để mua sắm thiết bị hiện đại là một vấn đề không thể giải quyết đ-ợc trong một thời gian ngắn Mặt khác, để sử dụng máy vi tính làm PTDH đạt hiệu quả cao đòi hỏi trình

độ tin học của ng-ời giáo viên Thực tế hiện nay cho thấy đa số giáo viên phổ thông ch-a sử dụng thành thạo máy vi tính và hầu nh- các giáo viên ch-a đầu t- thời gian cho lĩnh vực nàynhất là các tr-ờng ở vùng sâu , vùng xa

Để khắc phục hạn chế này cần có chính sách hỗ trợ đầu t- thích đáng Cần

tổ chức các lớp đào tạo tin học định kỳ về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học cho giáo viên Nhất là phải đ-a các ch-ơng trình tin học ứng dụng vào giảng dạy cho sinh viên s- phạm

Tóm lại : Máy vi tính là một PTDH hiện đại có thể sử dụng ở mọi giai đoạn

của quá trình daỵ học Tuy nhiên máy vi tinh không phải là một ph-ơng tiện vạn năng có thể thay thế toàn bộ các PTDH truyền thống khác, nh-ng máy vi tính là một PTDH có nhiều thế mạnh, phù hợp với đòi hỏi của thực tế phát triển khoa học

kỹ thuật

1.5 Kết luận ch-ơng I

Qua phân tích cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn của việc sử dụng máy vi tính làm PTDH ta thấy với t- cách là một PTDH hiện đại , việc sử dụng máy vi tính trong quá trình dạy học nội chung và dạy học vật lý nói riêng là hoàn toàn hợp lý

Nó phù hợp với các cơ sở lý luận cũng nh- cơ sở thực tiễn, bởi vì:

Dạy học với máy vi tính tạo động cơ học tập tích cực cho học sinh, góp phần phát triển t- duy logic của học sinh

Học tập với máy vi tính đòi hỏi học sinh phải huy động các giác quan (mắt nhìn, tai nghe, tay làm, óc nghĩ) do vậy làm tăng khẳ năng và chất l-ơng ghi nhớ cho học sinh

Máy vi tính có thể đ-ợc sử dụng ở mọi giai đoạn của quả trình dạy học Việc đ-a máy tính vào nhà tr-ờng góp phần thay đổi, phát triển hiện đại hoá ph-ơng pháp dạy học của giáo viên và ph-ơng pháp học của học sinh

Sử dụng máy vi tính làm PTDH làm: tăng tính trực quan, l-u trữ, truyền dẫn

và xử lý thông tin, hỗ trợ học sinh trong ôn tập, cải tiến hình thức kiểm tra và đánh giá học sinh Tự động hoá các mô hình thiết kế , tự động hoá các thiết nghiệm vật

lý, sử dụng máy vi tính với các tổ hợp ph-ơng tiện khác có thể sử dung máy vi tính d-ới những hình thức khác

Tuy nhiên khi sử dụng máy vi tính làm PTDH cần l-u ý các điểm sau:

- Cần phải đầu t- đúng mức, khai thác hết các công suất, khả năng của loại PTDH hiện đại này

- Giáo viên đ-ợc bồi d-ỡng, đào tạo một số kiến thức cơ bản về tin học, những kiến thức lý luận của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học và rèn luyện một số kỹ năng cơ bản cần thiết trong việc s- dụng PTDH này

- Với vai trò là một PTDH hiện đại máy vi tính có khả năng thực hiện mọi chức năng của lý luận dạy học cũng nh- mọi quá trình dạy học vật lý Có thể sử dụng máy vi tính d-ới nhiều hình thức khác nhau trong quá trình dạy học Máy vi tính tỏ ra có nhiều thế mạnh so với PTDH truyền thống Vì vậy việc sử dụng máy

vi tính làm ph-ơng thức dạy học vật lý trong các tr-ờng phổ thông ở n-óc ta hiện nay là hoàn toàn phù hợp với quy luật và sự phát triển PTDH trên thế giới

Ch-ơng II

ý t-ởng s- phạm của việc Thiết kế bài giảng điện tử hỗ trợ

dạy học phần” Các định luật bảo toàn “

2.1 Lựa chọn công cụ thiết kế bài giảng điện tử

2.1.1 Yêu cầu về ph-ơng diện công cụ

Việc lựa chọn các công cụ để thiết kế bài giảng điện tử đóng vai trò quan trọng Nó phải đạt đ-ợc các yêu cầu về nội dung và hình thức cơ bản sau:

- Là PTDH hiện đại : Công cụ lựa chọn phải kết hợp âm thanh, hình ảnh, hoạt hình, văn bản… có nh- vậy mới tạo ra những phần mềm có giá trị khoa học

và tính s- phạm cao để hỗ trợ tốt cho quá trình dạy và học

- Là PTDH hiện đại nh-ng phải thiết kế để phù hợp với khả năng tin học của số đông giáo viên và học sinh

- Sử dụng tiện lợi và đạt hiệu quả cao trong dạy học

2.1.2 Công cụ thiết kế bài giảng điện tử

Hiện nay với sự bùng nổ của công nghệ thông tin cho nên có rất nhiêu phần mềm hỗ trợ thiết kế bài giảng điện tử , mỗi phần mềm đều có những -u và nh-ợc

điểm riêng của nó Trong luận văn này chúng tôi đã lựa chọn và sử dụng một trong các công cụ để thiết kế bài giảng điện tử cho phù hợp đó là phần mềm Power Point Nó không đòi hỏi phải lập trình bằng các ngôn ngữ bậc cao, ng-ời sử dụng không nhất thiết phải sử dụng chính quy nghành công nghệ thông tin

Phần mềm Microsoft Power Point là một trong những phần mềm của bộ Microsoft office Nó là một phần mềm trình diễn mạnh linh hoạt và dễ học Ch-ơng trình có thế mạnh làm gia tăng các chất liệu cho trình diễn có minh hoạ, nhờ đó có thể thiết kế các mẫu chủ cho các bài báo cáo, bài giảng với các trang tiêu đề , văn bảng các biểu bảng , biểu đồ các hình minh hoạ , ảnh chụp đ-ợc quét vào máy vi tính, các hoạt hình, film ,Video và âm thanh Vì vậy Power Point là công cụ mạnh để soạn thảo các bản trình bày phục vụ cho các cuộc hội thảo , các Seminar khoa học và đặc biệt là thiết kế bài giảng điện tử Power Point cho phép liên kết với tất cả các dạng dữ liệu trên môi tr-ờng WinDows Vì vậy với các công

cụ Web đ-ợc xây dựng trên Power Point có thể bắt đầu với một trình bày Power Point chuẩn và tự động biến đổi nó thành dạng thức ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản (HTML) Mặc dù sự biến đổi này ch-a kịp thật sự hoàn hảo nh-ng các trang Web đ-ợc tạo ra sẽ đầy đủ các chức năng của nó

2.2 Vai trò của máy vi tính trong sự phát triển của nền giáo dục điện tử

2.2.1 Khai thác những khả năng hỗ trợ dạy học của Power Point

- Khi sử dụng phần mềm Power Point để soạn thảo các bài giảng điện tử cho phép tạo ra các tập các File theo cấu trúc logic của bài giảng Mỗi một slide th-ờng chứa đựng một số dơn vị kiến thức cần truyền thụ của bài giảng Các slide

đ-ợc liên kết với nhau trong một file và lần l-ợt xuất hiện theo một trật tự đ-ợc quy định bởi ng-ời soạn thảo Ng-ời soạn thảo có thể đặt tên các hiệu ứng xuất hiện tuỳ ý cho mỗi nội dung chứa đựng trong slide Vì vậy giáo viên có thể thực hiện đ-ợc trình tự logic của việc sử dụng kiến thức quy định của bài học Nh- vậy giáo án thể hiện đ-ợc toàn bộ kế hoạch hoạt động của thầy và trò trong tiết học để

đạt đ-ợc mục đích đã đặt ra

- Khi sử dụng bài giảng điện tử trên máy tính không chỉ cho phép l-u trữ hệ thống các bài giảng của từng môn học theo từng năm mà nó còn cho phép cập nhật, sửa đổi để nâng cao chất l-ợng của bài giảng Có thể thêm, bớt slide bởi vì

số l-ợng các slide cũng nh- số liên kết giữa chúng là không hạn chế Đây là điều

mà các giáo án thông th-ờng khó có thể thực hiện đ-ợc

- Một trong những đặc điểm nổi bật của ch-ơng trình ứng dụng trên Windows là chúng có thể phát huy cao độ khả năng đồ hoạ của máy tính Cũng nh- vậy, Power Point cho phép tạo ra các slide với các dáng vẻ khác nhau (màu viền, kiểu chữ, kiểu dáng slide …) rất da dạng và phong phú, chính vì lẽ đó mà kích thích sự chú ý, hứng thú của học sinh, tránh đ-ợc tâm lý buồn chán, mỏi mệt khi chỉ làm việc với bảng đen và phấn trắng

- Bên cạnh đó Power Point còn có khả năng sử dụng thêm các công cụ khác

để phục vụ cho tiến trình dạy học: Vẽ biểu bảng, biểu đồ, đồ thị, xử lý số liệu … thuận lợi cho việc thiết kế các bài giảng điện tử

- Power Point có thể thực hiện các hiệu ứng tác động đến mỗi đối t-ợng trong bài giảng nh- những hiệu ứng xuất hiện các dòng văn bản, hình vẽ, ảnh chụp, thí nghiệm ảo… Khả năng trình diễn các hình ảnh, film video, ghi âm lời thuyết minh không chỉ làm cho hoạt động dạy học diễn ra phù hợp với logic của quá trình nhận thức mà còn có tác dụng làm cho thế giới khách quan đ-ợc tái tạo lại một cách có chọn lọc và sinh động Vì vậy kích thích hứng thú, tăng c-ờng sự chú ý và niềm tin của học sinh, làm cho bài giảng trở nên sinh động

- Với chức năng Power Option, Power Point cung cấp một công cụ viết hoặc

vẽ trên nền các slide để đánh dấu các vấn đề chính trong nội dung trình bày Sau

đó có thể dễ dàng xoá đi mà không ảnh h-ởng tới các đối t-ợng đã đ-ợc tạo ra

tr-ớc đó trên slide Đây là chức năng rất -u việt, th-ờng đ-ợc dùng để nhấn mạnh một nội dung kiến thức nào đó trong khi giảng dạy

- Việc trình bày trong các slide theo thời gian có thể đ-ợc thực hiện ở ba chế độ: Chế độ tự động, có định thời gian hoặc không định thời gian Biết sử dụng hợp lý ba chế độ này sẽ cho phép giám sát và khống chế đ-ợc thời gian trình bày Nhờ vậy, bài giảng luôn đ-ợc thực hiện đúng theo tiến trình đã đ-ợc định sẵn và giáo viên chủ động điều khiển quá trình dạy học

- Các slide thể hiện bằng tiếng việt do đó dễ sử dụng

Trên đây là một số chức năng nổi bật của phần mềm Power Point trong lĩnh vực thiết kế bài giảng điện tử hỗ trợ cho quá trình dạy và học Biết khai thác các -u thế này ta sẽ phát huy đ-ợc tối đa các chức năng của nó

2.2.2 Các chức năng hỗ trợ dạy học của bài giảng điện tử

Bài giảng điện tử là toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học của giáo viên và hoạt động học tập của học sinh cùng với các ph-ơng tiện dạy và học ( nh- tranh

ảnh, biểu t-ợng, biểu đồ, các thí nghiệm đ-ợc quay film, chụp ảnh hay mô phỏng bằng các ảnh động không gian hai ba chiều …) của một tiết học đ-ợc số hoá và cài

đặt trên máy vi tính d-ới dạng một ch-ơng trình nhằm thực hiện mục đích của quá trình dạy học đã đặt ra ( Truyền thụ tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, phát triển trí tuệ và hình thành nhân cách cho học sinh) Nh- vậy:

- Bài giảng điện tử vừa là một bản, vừa là một ph-ơng tiện, khác hẳn với khái niệm “ giáo án” trong dạy học truyền thống Đây l¯ công cụ hỗ trợ cho hoạt

động dạy của thầy cô và hoạt động học của trò Sự hỗ trợ ấy phải tạo đ-ợc điều kiện để giáo viên có thể tổ chức và điều khiển tốt hoạt động nhận thức của học sinh, tạo đ-ợc điều kiện thuận lợi để học sinh có thể phát huy tốt tính tích cực, độc lập, chủ động sáng tạo chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng, kỹ xảo và hình thành các hành

tính, ghi nhớ nội dung bài … Hơn nữa giáo viên có thể tránh đ-ợc các lỗi về cú pháp, ngữ nghĩa trong những câu hỏi, những chú ý, những giải thích bằng lời

- Việc sử dụng bài giảng điện tử giúp cho giáo viên trình bày nội dung kiến thức d-ới một nội dung chuẩn tắc nhất về kích th-ớc (Size), kiểu dáng (Style), màu sắc (Color) và nhiều loại chữ (Font) và có cấu trúc lôgíc chặt chẽ Điều này cũng đồng thời giúp học sinh rèn luyện đ-ợc kỹ năng viết, vẽ, trình bày bài học vào vở ghi của mình một cách chính xác, đầu đủ và có thẩm mỹ Nh- vậy lao

động chân tay của giáo viên đã đ-ợc giảm thiểu, hầu nh- tất cả thời gian của tiết học giờ đây đ-ợc giáo viên sử dụng vào việc tổ chức, điều khiển, kiểm soát hoạt

động của học sinh nh-: Phân tích, giải thích thêm cho học sinh hiểu rõ, hiểu đúng nội dung các câu hỏi, nêu thêm các câu hỏi phụ để đào sâu hay mở rộng vấn đề, tổ chức cho học sinh tham gia xây dựng bài; quan sát hoạt động từng nhóm, từng cá thể học sinh, tiến hành các thí nghiệm thực hành mẫu, h-ớng dẫn, gợi mở giúp học sinh phát hiện hay giải quyết các vấn đề đặt ra trong quá trình học tập…

- Bài giảng điện tử đ-ợc xây dựng trên nhiều dạng dữ liệu đ-ợc kết hợp nhuần nhuyễn và sinh động nh-: Văn bản, hình ảnh tĩnh, hình ảnh động hai hoặc

ba chiều, biểu bảng, biểu đồ, âm thanh, các đoạn phim học tập với nhiều màu sắc khác nhau, đ-ợc kiết xuất từ máy tính lên màn ảnh treo t-ờng thông qua máy chiếu t-ờng Projector đã cho phép giáo viên trình bày bài giảng một cách ấn t-ợng

và sinh động, có tác dụng tốt trong việc kích thích hứng thú, tăng c-ờng sức chuyển, độ bền trí nhớ của học sinh trong quá trình học tập Các sự vật, hiện t-ợng của thế giới khách quan, các thí nghiệm thực hay thí nghiệm mô phỏng đ-ợc tái tạo lại tr-ớc mắt học sinh thông qua các đoạn Video clip Những đoạn phim này

đặc biệt hữu dụng để tạo tình huống có vấn đề truyền thụ kiến thức, các thao tác lắp ráp đo đạc lấy số liệu… trong các bài thực hành, các thí nghiệm thực

- Nội dung môn học đ-ợc phân chia thích hợp giữa các yếu tố kiến thức trong các bài học, giữa nội dung của các bài học khác nhau có một mối liên hệ mật thiết Việc xây dựng kiến thức của bài học này luôn dựa trên cơ sở là những kiến thức mà học sinh đã tiếp thu đ-ợc từ những bài học tr-ớc đó Nhờ chức năng liên kết có thể truy cập nhanh chóng đến một nội dung kiến thức của bài học tr-ớc

đ-ợc cài sẵn trên bài giảng điện tử, đã cho phép giáo viên thực hiện yêu cầu này theo những cách khác nhau Có thể nhảy đến một bài học bất kỳ, một mục bất kỳ nào, một thí nghiệm, một kết luận hay tóm tắt nội dung của một bài học nào tr-ớc

đó Khả năng hỗ trợ này đồng thời cũng đã đáp ứng nhu cầu của giáo viên trong việc ôn tập hệ thống hoá kiến thức khi cần thiết

- Cá biệt hoá học sinh trong quá trình dạy học: khi sử dụng bài giảng điện

tử , giáo viên có nhiều cơ hội để thực hiện nhiệm vụ này Đi kèm với các câu hỏi chính, đ-ợc xây dựng dựa vào trình độ đại đa số học sinh trong lớp, là các câu hỏi phụ đ-ợc xây dựng dựa trên trình độ của học sinh yếu, và trình độ của học sinh khá giỏi Khả năng cho phép l-u trữ và cập nhật đ-ợc hệ thống ccác câu hỏi trên máy vi tính đã góp cho mỗi giáo viên xây dựng cho mình một th- viện riêng các câu hỏi, một tài sản quý giá, vì nó hàm chứa trong đó cả trình độ chuyên môn, nghiệp vụ và cả nghệ thuật giạy học Không ép buộc giáo viên phải thực hiện giáo

án theo khuôn mẫu mà ng-ời giáo viên có thể phát huy đ-ợc khả năng sáng tạo của mình

- Bài giảng điện tử có thể đ-ợc in ra giấy để giáo viên làm giáo án giảng dạy trong tr-ờng hợp không sử dụng máy tính Nội dung tổng kết cuối bài học sau khi đã đ-ợc rút từ bài giảng điện tử cũng có thể đ-ợc in ra giấy và phát cho học sinh sau mỗi tiết học để làm tài liệu học tập cho học sinh ở nhà, ngoài những gì

Các “định luật b°o to¯n” được trình b¯y trong b°y tiết cða hai chương:

- Định luật bảo toàn động l-ợng đ-ợc trình bày trong 3 tiết ( Tiết 38,39,40) trong ch-ơng VIII

- Định luật bảo toàn năng l-ợng đ-ợc trình bày trong 4 tiết ( Tiết 46, 47, 48, 49) trong ch-ơng IX

Nội dung đ-ợc sách giáo khoa trình bày theo cấu trúc sau:

- Định luật bảo toàn động l-ợng

- ứng dụng định luật bảo toàn động l-ợng

- Định luật bảo toàn cơ năng

- Định luật bảo toàn năng l-ợng

- ứng dụng định luật bảo toàn năng l-ợng

Trong giáo trình vật lý phổ thông các định luật bảo toàn đ-ợc hình thành theo con đ-ờng quy nạp Sách giáo khoa đã xây dựng định luật động l-ợng bằng

thực nghiệm, còn với định luật bảo toàn bảo toàn cơ năng ( dạng riêng của năng l-ợng) và định luật bảo toàn năng l-ợng đ-ợc trình bày bằng ph-ơng pháp định tính bởi vì với ph-ơng pháp thực nghiệm thì những tính toàn định l-ợng rất khó thực hiện

*) Định luật bảo toàn động l-ợng:

Định luật bảo toàn động l-ợng cho ta biết rằng, trong hệ kín ( hay hệ cô lập) nếu lực t-ơng tác giữa các vật trong hệ ch-a làm thay đổi chuyển động cơ học của chúng thì có một đại l-ợng đ-ợc bảo toàn đó là động l-ợng của hệ

Động l-ợng của một vật đang chuyển động đ-ợc đo bằng tích số giữa khối l-ợng và vận tốc của vật đó, và nó là một đại l-ợng véctơ Nó đặc tr-ng cho trạng thái chuyển động cơ học của một vật và đồng thời đặc tr-ng cho khả năng trao đổi chuyển động cơ học của vật với vật khác, khái niệm động l-ợng có ý nghĩa là: Vật nào có động l-ợng lớn sẽ có khả năng truyền chuyển động cơ học cho vật có động l-ợng bé hơn

Động l-ợng của một hệ kín đ-ợc bảo toàn khi sự t-ơng tác giữa các phần trong hệ đ-ợc hạn chế, trong khuôn khổ cơ học Tức là sự t-ơng tác đó chỉ làm thay đổi trạng thái chuyển động cơ học mà không làm nảy sinh một dạng mới của chuyển động ( Chẳng hạn chuyển động nhiệt) Vì vậy, động l-ợng chính là th-ớc

đo của chuyển động cơ học và là đại l-ợng để đánh giá khả năng chuyển hoá chuyển động cơ học giữa các vật

Nội dung của định luật này đ-ợc sách giáo khoa trình bày theo cấu trúc sau:

Đ 38-Đ 39 định luật bảo toàn động l-ợng Vào bài, sách giáo khoa đ-a ra khái niệm hệ kín: “ Một hệ gọi l¯ hệ kín nếu các vật trong hệ chỉ t-ơng tác với nhau mà không t-ơng tác với các vật ở ngoài hệ”

Tiếp đó, khái niệm về định luật bảo toàn đ-ợc hình thành: Đối với các hệ kín, có một số các đại l-ợng vật lý đ-ợc bảo toàn, có nghĩa là có giá trị không đổi theo thời gian mặc dù hệ có những biến đổi khác nhau Và sách giáo khoa đ-a vào tầm quan trọng của các định luật bảo toàn đó là: Các định luật bảo toàn rất quan trọng vì chúng tổng quát, áp dụng cho mọi hệ kín và chúng đúng cho mọi hiện t-ợng

Sau đó sách giáo khoa mô tả thí nghiệm và kết quả thí nghiệm từ đó đ-a ra khái niệm động l-ợng và định luật bảo toàn động l-ợng

+) Khái niệm động l-ợng: “Động lượng p cða một vật l¯ đại lượng Véctơ

Khi dạy mục này Giáo viên phải l-u ý cho học sinh: Khi ứng dụng định luật bảo toàn động l-ợng, cần xét xem hệ đang nghiên cứu có là hệ kín hay không?

Tiếp theo, Sách giáo khoa trình bày về dạng khác của định luật II Niutơn

Từ dạng quen thuộc của định luật II Niutơn F = m a mà đ-a ra dạng khác của

định luật II Niutơn thông qua đại l-ợng động l-ợng đó là: F.t = p đ-ợc phát

biểu nh- sau: “Độ biến thiên xung lượng của vật trong một khoảng thời gian bằng

xung của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian ấy ” Từ đó đưa ra biểu thức:

p = p1 + p2 = 0 xét cho hệ kín gồm hai vật t-ơng tác với nhau trong thời gian t

Cuối cùng là các bài toán định tính và định l-ợng của bài học

Đ 40 ứng dụng định luật bảo toàn động l-ợng

Sau khi đã xây dựng xong định luật bảo toàn động l-ợng SGK đã trình bày phần ứng dụng của định luật bảo toàn động l-ợng để giải một số bài toán cơ học và giải thích một số hiện t-ợng vật lý trong thực tiễn dễ dàng hơn so với sử dụng định luật Newton

Vào bài SGK đ-a ra ứng dụng thứ nhất là bài toán về tr-ờng hợp “súng giật khi bắn”: gi° sử trên mặt phằng nºm ngang một khẩu súng đại bác có thể dễ dàng lăn bánh Nếu súng bắn ra theo ph-ơng nằm ngang một viên đạn

có khối l-ợng m và vận tốc v thì súng phải giật lùi V Tìm V

áp dụng định luật bảo toàn động l-ợng ta tìm đ-ợc

Tiếp đó l¯ trường hợp ứng dụng thứ hai “đạn nổ”: gi° sử một viên đạn có khối l-ợng m đang bay với vận tốc v thì nổ thành hai mảnh có khối l-ợng m1 và

m2 với vận tốc v1 và v2 Có thể coi đạn ngay tr-ớc và sau khi nổ là một hệ kín

áp dụng định luật bảo toàn động l-ợng ta tìm đ-ợc động l-ợng của hệ:

1

2

m m

v M m

V  

cuối cùng là phạm vi các bài toán định tính và định l-ợng của bài ứng dụng

định luật bảo toàn động l-ợng

* Định luật bảo toàn năng l-ợng

Khi sự t-ơng tác giữa các vật không những tạo ra sự thay đổi chuyển động cơ học mà còn có sự chuyển hoá từ chuyển động cơ học sang dạng chuyển động khác thì động l-ợng cuả hệ không còn đ-ợc bảo toàn nữa và định luật bảo toàn

động l-ợng không còn sử dụng đ-ợc nữa

Vậy là phải có một đại l-ợng mới, một định luật mới tổng quát hơn, đặc tr-ng cho sự t-ơng tác giữa các vật Đó là đại l-ợng năng l-ợng và định luật chuyển hoá và bảo toàn năng l-ợng (hay gọi tắt là định luật bảo toàn năng l-ợng)

Năng l-ợng là đại l-ợng làm th-ớc đo cho sự t-ơng tác của hệ khi có sự chuyển hoá từ chuyển động cơ học sang các dạng chuyển động khác Năng l-ợng còn là th-ớc đo tổng quát cho các dạng chuyển động khác của vật chất, sự bảo toàn năng l-ợng là tổng quát, đúng cho mọi tr-ờng hợp của hệ Định luật bảo toàn năng l-ợng là định luật tổng quát nhất của tự nhiên, đúng cho mọi quá trình, kể cả quá trình vô cơ lẫn hữu cơ

Trong phạm vi cơ học, khái niệm năng l-ợng cơ học đ-ợc gọi là cơ năng (năng l-ợng của vật chuyển động cơ học) Cơ năng bao gồm thế năng và động năng và định luật bảo toàn cơ năng đ-ợc xây dựng cho tr-ờng hợp chuyển hoá và bảo toàn giữa động năng và thế năng của vật Từ đó thông qua t- duy logic và dựa vào tri thức vật lí ở cấp trung học cơ sở cũng nh- tri thức liên quan về hoá học, sinh học mà khái quát hoá thành định luật bảo toàn năng l-ợng

Nội dung của định luật bảo toàn năng l-ợng đ-ợc SGK trình bày theo cấu trúc sau:

Đ 46 - Đ 47 Định luật bảo toàn cơ năng

Vào bài SGK nghiên cứu sự trao đổi qua lại giữa hai dạng năng l-ợng đó là

động năng và thế năng trong tr-ờng hợp vật chuyển động rơi tự do chỉ chịu tác dụng của trọng lực, từ đó tìm đ-ợc ph-ơng trình:

và khái niệm năng l-ợng đ-ợc phát biểu:'Tổng động năng và thế năng gọi là cơ năng"

Ta thấy rằng cơ năng của vật nặng (chính xác hơn, của hệ trái đất và vật) ở

2 2 1

2 2

2 2

.

mgh

mv mgh v

m







bảo toàn cơ năng đ-ợc hình thành:" Trong quá trình chuyển động của vật d-ới tác

động của trọng lực, có sự biến đổi qua lại giữa thế năng và động năng nh-ng tổng của chúng tức cơ năng đ-ợc bảo toàn"

Tiếp đó SGK cũng khẳng định định luật bảo toàn cơ năng có thể áp dụng cho các lực thế khác và đã xét một tr-ờng hợp đó là lực đàn hồi

Từ đó SGK phát biểu nội dung của định luật bảo toàn cơ năng tổng quát:" Trong hệ kín không có lực ma sát thì có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng nh-ng tổng của chúng, tức cơ năng đ-ợc bảo toàn" Định luật bảo toàn cơ năng chỉnh đúng cho hệ kín và không có ma sát

Sau khi đã xây dựng định luật bảo toàn cơ năng đã giải bài toán con lắc đơn bằng ph-ơng pháp áp dụng định luật bảo toàn cơ năng

Nghiên cứu con lắc đơn đó là một vật nhỏ, coi là một chất điểm có khối l-ợng m mà treo bằng dây không dãn có chiều dài l vào một điểm cố định O Nếu

ta kéo cho dây lệch khỏi vị trí cân bằng một góc  so với ph-ơng thẳng đứng rồi thả nhẹ cho nó giao động quanh vị trí cân bằng Đây là hệ kín vì chỉ có trọng lực

Khi dạy phần này, giáo viên l-u ý với học sinh: trong tr-ờng hợp bài toán đi sâu vào tính toán lực căng dây thì vẫn phải dùng định luật Newton Chính vì vậy hai ph-ơng pháp: động lực học và định luật bảo toàn cơ năng không thể thay thế cho nhau mà chúng bổ sung cho nhau

Cuối cùng là phạm vi ứng dụng của địng luật bảo toàn cơ năng cả định tính

và định l-ợng để làm cho học sinh đ-ợc củng cố sâu hơn về kiến thức

Đ 48 Định luật bảo toàn năng l-ợng

Định luật bảo toàn cơ năng là tr-ờng hợp đặc biệt của định luật bảo toàn năng l-ợng đ-ợc áp dụng cho các bài toán đ-ợc xét trong hệ kín và không có ma sát Vậy một vấn đề đ-ợc đặt ra là nếu xét cho hệ kín có ma sát thì thế nào ? Vì lúc này định luật bảo toàn cơ năng không còn áp dụng đ-ợc nữa Từ đó định luật bảo toàn cơ năng đ-ợc khái quát hoá thành định luật bảo toàn năng l-ợng đ-ợc mở rộng cho các bài toán hệ kín mà có sự xuất hiện của lực ma sát

2

2

mv mgh

mgh

Lúc này ta có khái niệm mới về hệ kín:' Hệ kín là hệ chỉ trao đổi năng l-ợng thông qua t-ơng tác giữa các vật trong hệ Hệ không trao đổi năng l-ợng với môi tr-ờng bên ngoài"

Từ đó định luật bảo toàn năng l-ợng đ-ợc xây dựng và phát biểu nh- sau:" Trong một hệ kín có sự chuyển hoá của năng l-ợng từ dạng này sang dạng khác nh-ng năng l-ọng tổng cộng đ-ợc bảo toàn"

Định luật bảo toàn năng l-ọng có một hệ quả là:" Không thể có động cơ vĩnh cửu"

Hệ quả này cho ta biết là "động cơ vĩnh cửu" là một thứ máy t-ởng t-ợng, không có trong thực tế mà các động cơ, các máy chỉ là thiết bị biến đổi năng l-ợng từ dạng này sang dạng khác, thiết bị máy móc không thể tự nó sinh ra năng l-ợng Khi cần hoạt động thì nó phải đ-ợc cung cấp năng l-ợng

Chính vì vậy, SGK đã đ-a ra mục "Hiệu suất của máy" để xác định đ-ợc năng l-ợng cần cung cấp cho các động cơ và năng l-ợng mà động cơ sinh ra Từ

Cuối cùng là phạm vi ứng dụng định luật bảo toàn năng l-ợng

Đ 49 ứng dụng định luật bảo toàn năng l-ợng

1



v

r E E

Sau khi đã xây dựng định luật bảo toàn năng l-ợng thì SGK đ-a ra tiết 49 phạm vi ứng dụng của định luật bảo toàn năng l-ợng để giải quyết một số bài toán cơ học Trong Đ46 - Đ47 SGK đã ứng dụng hai định luật bảo toàn động l-ợng và bảo toàn cơ năng để giải quyết một số bài toán không ma sát Trong mục này SGK xét tr-ờng hợp các bài toán có lực ma sát

Vào bài, SGK đã đ-a ra ứng dụng thứ nhất là tr-ờng hợp của bài toán:" Chuyển động có ma sát của vật trên mặt phẳng nghiêng"

Trong tr-ờng hợp này, ma sát làm một phần cơ năng biến thành nhiệt Rất khó xác định trực tiếp nhiệt sinh ra, nh-ng khi sử dụng định luật bảo toàn năng l-ợng thì dễ dàng xác định đ-ợc l-ợng nhiệt sinh ra đúng bằng công của lực ma sát Sau đó SGK lấy một ví dụ về tr-ờng hợp trên để học sinh củng cố đ-ợc kiến thức

Tiếp đó, SGK xét tiếp ứng dụng thứ hai của định luật, đó là tr-ờng hợp bài toán va chạm mềm

Để giải quyết bài toán va chạm mềm đó là các bài toán mà trong chuyển

động, động năng của vật không còn đ-ợc bảo toàn mà một phần chuyển hoá thành nội năng thì định luật bảo toàn năng l-ợng giải quyết đ-ợc vấn đề này Tìm động năng tr-ớc và sau va chạm thì độ chênh lệch giá trị của động năng tr-ớc và sau va chạm chính là phần biến thành nội năng

Với bài toán này SGK không những đ-a ra một ph-ơng pháp giải mới và hay cho học sinh giải quyết những bài toán phức tạp có sự chuyển hoá qua lại giữa các dạng năng l-ợng mà còn làm cho học sinh có thể giải thích đ-ợc một số hiện t-ợng trong tự nhiên, chẳng hạn: tr-ờng hợp đóng đinh, rèn Tiếp đó SGK lấy ví

dụ về tr-ờng hợp trên để áp dụng

Cuối cùng là phạm vi các bài toán định tính và định l-ợng của bài học

2.3.1.2 Vị trí và vai trò của "Các định luật bảo toàn" trong ch-ơng trình vật lý

10

Phần "Các định luật bảo toàn" là phần 4 của SGK có vị trí đặc biệt:

Nó là phần cuối của phần môn cơ học nên sử dụng tất cả các kiến thức đã học trong các phần tr-ớc Đây là dịp để củng cố hiểu biết của học sinh, rèn luyện

kĩ năng vạn dụng kiến thức Vì thế rèn luyện cho học sinh t- duy khái quát và cả những thao tác phân tích bản chất vấn đề, làm cho học sinh hiểu rõ bản chất của

sự vật, hiện t-ợng

Mặt khác, trong phần này học sinh đ-ợc học một loại quy luật vật lý đặc biệt rất quan trọng đó là các định luật bảo toàn Khi đ-ợc học các định luật bảo

toàn thì học sinh đ-ợc tiếp xúc với hai ph-ơng pháp nghiên cứu đặc thù của vật lý học: ph-ơng pháp thực nghiệm và ph-ơng pháp t- duy lý thuyết Sự kết hợp này ngoài việc tiết kiệm thời gian còn giảm sự nhàm chán của học sinh Chúng ta biết rằng các định luật bảo này có tính chất tổng quát hơn các định luật Newton, chúng gắn liền với các tính chất, không gian - thời gian (Định luật bảo toàn động l-ợng chẳng hạn phản ánh tính chất đồng tính của không gian, nghĩa là mọi điểm trong không gian nh- nhau, không có điểm nào đặc biệt)

Các định luật bảo toàn lại cung cấp một ph-ơng pháp giải các bài toán cơ học rất hữu hạn, bổ sung cho ph-ơng pháp động lực học và là ph-ơng pháp duy nhất nếu không biết rõ các lực tác dụng (tr-ờng hợp va chạm, nổ )

Phần này cũng góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp thông qua các ứng dụng của định luật và công thức vào kĩ thuật: động cơ phản lực, hiệu suất của máy, bộ chế hoà khí

SGK còn trình bày thêm nhiều vấn đề mới của hai định luật bảo toàn (động l-ợng và năng l-ợng), đó là hệ kín, định lí về động năng, lực thế, điều kiện để các

định luật bảo toàn nghiệm đúng, ứng dụng các định luật để giải quyết một số bài toán cơ học trong đó có vấn đề va chạm Đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu kĩ để dạy chính xác và làm cho học sinh nắm đ-ợc

Các định luật bảo toàn là các định luật tổng quát nhất của tự nhiên không phải chỉ có ý nghĩa giáo dục kỹ thuật tổng hợp to lớn mà còn có khả năng xây dựng thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh Nó là một công cụ có hiệu lực để giáo dục chủ nghĩa vô thần

Tính chất tổng quát của các định luật bảo toàn và sự áp dụng rộng rãi các

định luật đó vào trong các phép tính toán kỹ thuật rất khác nhau đã buộc giáo viên thứ nhất phải trình bày các định luật trong mối quan hệ chặt chẽ của chúng, thứ hai là phải th-ờng xuyên chỉ cho học sinh thấy rõ rằng tất cả các định luật vật lý hoàn toàn phù hợp với các định luật bảo toàn

Qua phân tích trên ta thấy đ-ợc tầm quan trọng của việc dạy học phần "Các

định luật bảo toàn " Các định luật bảo toàn là các định luật tổng quát, tổng hợp nhiều kiến thức Để dạy học phần này thực sự có hiệu quả giáo viên cần phải có những ph-ơng pháp, PTDH thích hợp, tr-ớc hết là kích thích hứng thú học tập của học sinh, sau đó nâng cao chất l-ợng của quá trình học tập

2.3.2 Thực trạng của việc dạy học phần "Các định luật bảo toàn" ở các tr-ờng phổ thông

Để chuẩn bị cho việc xây dựng bài giảng điện tử hỗ trợ tính tích cực, tự lực giải quyết vấn đề bằng ph-ơng pháp sử dụng bài giảng điện tử hỗ trợ dạy học, chúng tôi đã tìm hiểu tình hình dạy học của giáo viên và học sinh ở một số tr-ờng phổ thông Qua tìm hiểu chúng tôi thấy:

- Về hoạt động của giáo viên:

Ph-ơng pháp dạy học của giáo viên ở các tr-ờng phổ thông vẫn chủ yếu là thuyết trình, các giờ học bộ môn (cụ thể là ở phần "Các định luật bảo toàn" nói riêng và phần môn cơ học nói chung), giáo viên th-ờng nêu vấn đề sau đó thuyết trình theo trình tự nội dung SGK, các câu hỏi ít đ-ợc giáo viên chú ý tới việc "gợi mở" để học sinh tự tìm tòi, tự lực giải quyết hoặc thảo luận đề xuất ý kiến xây dựng bài

Giảng dạy và học tập bộ môn vật lý cần phải có thí nghiệm và rèn luyện cho học sinh ph-ơng pháp thực nghiệm Tuy nhiên khi dạy phần này giáo viên chỉ mô tả thí nghiệm bằng hình vẽ hoặc mô tả lại các hiện t-ợng d-ới hình thức "kể chuyện" và đ-a ra kết luận theo trình tự của SGK đã trình bày Tình trạng này rất phổ biến không phải chỉ có các tr-ờng ở nông thôn mà ngay cả các tr-ờng ở thành thị cũng phổ biến

Vài năm gần đây, Đảng và Nhà n-ớc ta đã có nhiều chủ tr-ơng thay đổi và nâng cao chất l-ợng dạy học và nhất là trang bị khá tốt các thiết bị dạy học cho các tr-ờng nh-ng các tr-ờng PTTH đó cũng không đ-ợc sử dụng nhiều trong các giờ dạy bởi vì một phần do nền giáo dục của chúng ta đã có một lối mòn về việc dạy và học mang nặng tính "thông báo, tái hiện", mặt khác cũng do trình độ của các giáo viên không phù hợp để có thể sử dụng đ-ợc các PTDH đó, đặc biệt là các PTDH hiện đại

- Về học tập của học sinh

Trong giờ học thì học sinh chủ yếu là ng-ời nghe thầy cô giảng giải, các câu phát biểu trong giờ học phần lớn là những câu có nội dung nặng về tái tạo Việc vận dụng vốn kinh nghiệm, kiến thức đã có để xây dựng bài hầu nh- còn rất

ít Cho nên các em th-ờng lĩnh hội kiển thức một cách thụ động

Về kỹ năng: học sinh th-ờng tỏ ra rất lúng túng khi phải trình bày các vấn

đề, biểu hiện ở chỗ các em dùng từ ngữ và ngữ pháp ch-a đ-ợc chuẩn xác, đặc biệt học sinh th-ờng e ngại bộc lộ quan điểm riêng của mình tr-ớc một số vấn đề cần phải lựa chọn

Cách học của phần đông các học sinh th-ờng là học thuộc lòng, học sinh th-ờng tiếp thu bài học một cách thụ động, ít động não và ít có cơ hội đựoc tham gia vào các hoạt động tích cực, tự lực lĩnh hội kiến thức

Tóm lại, sự tiếp thu kiến thức của học sinh chỉ ở mức hình thức, ch-a nắm vững các khái niệm cơ bản, nội dung và ý nghĩa vật lý của định luật Vận dụng một cách khó khăn khi áp dụng các định luật vào giải các bải toán cơ học

Bất kỳ nội dung nào trong ch-ơng trình phổ thông cũng không thể tránh khỏi gặp khó khăn trong quá trình dạy và học Để quá trình dạy học, truyền thụ kiến thức đạt hiệu quả cao đòi hỏi nhiều tâm sức và trí tuệ của giáo viên Nhiệm

vụ của giáo viên là phát hiện ra khó khăn và tìm cách khắc phục những khó khăn

đó Qua những khảo sát ở trên và trong quá trình tiến hành phân tích phần "Các

định luật bảo toàn", chúng tôi thấy học sinh đã và đang gặp một số khó khăn trong khi tiếp thu các kiến thức cuả phần này nh- sau:

Thứ nhất, xét về vị trí phần "Các định luật bảo toàn" đ-ợc trình bày ở phần

cuối của phần môn cơ học, nên các định luật bảo toàn là các định luật tổng quát và chúng tổng hợp nhiều kiến thức đã học của các phần đầu phần cơ học Các định luật bảo toàn là phần kiến thức mới đối với học sinh trong ch-ơng trình THPT và chúng rất quan trọng bởi vì các định luật bảo toàn rất tổng quát của tự nhiên áp dụng cho mọi hệ kín, đúng cho mọi hiện t-ợng, mọi quá trình Do đó, kiến thức của phần hầu nh- đều có ở trong nội dung của các kỳ thi tốt nghiệp, đại học, cao

đẳng Vì vậy ở các tr-ờng phổ thông th-ờng nặng về kiểm tra lý thuyết và giải bài tập, nên trong khi lên lớp giáo viên th-ờng phải quan tâm tr-ớc nhất tới việc làm thế nào để truyền thụ đủ kiến thức SGK cho học sinh Phần đông có tâm lý: Tổ chức thảo luận nhóm thì phần lớn các em đã quen với cách học thụ động, ít chịu tự suy nghĩ, không chịu bộ lộ suy nghĩ của mình hoặc ngại đ-a ra ý kiến của mình,

do đó mất nhiều thời gian trên lớp, ảnh h-ởng tới tiến độ bài giảng

Thứ hai, học sinh hiểu một cách không chắc chắn các khái niệm nh- hệ

kín, động l-ợng, động năng, thế năng và th-ờng dễ nhầm lẫn giữa hai khái niệm cơ năng và năng l-ợng, không nắm vững ý nghĩa vật lí và điều kiện của các định luật bảo toàn

Thứ ba, trong phần "Các định luật bảo toàn" thì định luật bảo toàn động

l-ợng đ-ợc xây dựng bằng ph-ơng pháp thực nghiệm Tuy nhiên trong thực tế giảng dạy thì các thí nghiệm này chỉ có tính chất nguyên lí, giáo viên chỉ giới thiệu mô ta thí nghiệm và kết quả nh- đã trình bày ở SGK rồi đ-a ra định luật Với

năng l-ợng đ-ợc hình thành bằng con đ-ờng chứng minh lý thuyết thì học sinh càng gặp khó khăn hơn, vì thế học sinh tiếp thu kiến thức một cách miễn c-ỡng phải chấp nhận đó nh- là điều hiển nhiên

Thứ t-, khi giải các bài toán áp dụng định luật bảo toàn thì học sinh không

xác định đ-ợc chắc chắn là cần phải áp dụng định luật nào trong các định luật bảo toàn năng l-ợng hay định luật bảo toàn động l-ợng và đặt biệt là điều kiện để áp dụng các định luật đó (hay là xác định hệ kín) Vì vậy giáo viên cần phải phân tích một cách cặn kẽ và cùng học sinh giải thích một số bài toán cụ thể Mặt khác do các định luật bảo toàn là tổng quát và tổng hợp nhiều kiến thức nên khi giải các bài toán định tính học sinh th-ờng gặp khó khăn Do đó giáo viên cần phải hết sức chú ý khi giảng dạy phần này, nên gắn liền lý thuyết với thực hành, lý luận với thực tiễn, nh- vậy sẽ làm cho học sinh say mê và có hứng thú đối với môn học hơn

Thứ năm, trong khi giải các bài toán áp dụng các định luật bảo toàn do các

em không nắm vững ph-ơng pháp giải nên gặp nhiều khó khăn khi giải các bài toán mang tính chất tổng hợp nhiều kiến thức : tìm điều kiện của các định luật bảo toàn, tìm hệ quy chiếu, xác định các đại l-ợng của hai trạng thái tiêu biểu nhất của

hệ và một vấn đề nữa là học sinh th-ờng viết ph-ong trình một cách không đúng, không phù hợp với cách phát biểu của các định luật bảo toàn Cho nên giáo viên phải nghiên cứu kỹ và phải đ-a ra ph-ơng pháp chung chính xác giải các bài toán cơ học áp dụng các định luật bảo toàn và cần l-u ý cho học sinh phải viết đúng các ph-ơng trình của các định luật

Thứ sáu, khi khảo sát chuyển động cơ học thì học sinh gặp khó khăn trong

việc về hai số đo của chuyển động cơ học là động năng và động l-ợng

Động l-ợng là đại l-ợng véctơ của chuyển động cơ học, động l-ợng của một cơ hệ là tổng các vectơ các động l-ợng của các vật thể thuộc cơ hệ đó Nếu hệ cô lập thì từ định luật III Newton suy ra rằng các nội lực của hệ (kể cả lực ma sát) không làm thay đổi đ-ợc động l-ợng tổng cộng của các vật trong hệ Điều này làm cho học sinh thắc mắc, các em biết rằng khi có ma sát các vật thể sẽ nóng lên, thành ra vận tốc của chuyển động của các phần tử của chúng tăng lên Do đó có thể các em cho rằng động l-ợng của một hệ cô lập chỉ đ-ợc bảo toàn khi tính cả

động l-ợng của các vật vĩ mô cũng nh- động l-ợng của các phần tử tạo thành chúng nữa

Vì vậy giáo viên cần giải thích cho học sinh rằng tuy những lập luận đó là

đúng nh-ng không cần thiết phải phức tạp hoá nội dung của định luật bảo toàn

động l-ợng đối với một hệ cô lập nh- thế Sở dĩ là vì do chuyển động của các phần

tử là hỗn độn, thế mà động l-ợng là một đại l-ợng véctơ, cho nên véctơ động l-ợng tổng cộng của tất cả các phần tử của vật thể bao giờ cũng bằng không Trên cơ sở đó ta có thể không tính đến sự biến thiên động l-ợng của các phần tử và chỉ

áp dụng định luật bảo toàn động l-ợng cho các vật thể vĩ mô của hệ cô lập

Thứ bảy, ở cấp II học sinh đã đ-ợc học về dạng đơn giản của năng l-ợng là

cơ năng Khi lên cấp III thì khái niệm năng l-ợng đ-ợc mở rộng, do đó sẽ làm cho học sinh nhầm lẫn Vì vậy giáo viên cần phải hiểu và làm cho học sinh hiểu rõ hai khái niệm đó Sau đó mới xem xét SGK vật lý 10 đã hình thành định luật bảo toàn năng l-ợng nh- thế nào

Tr-ớc khi học định luật bảo toàn năng l-ợng thì học sinh đã đ-ợc học định luật bảo toàn công, định luật này còn có tính áp đặt, tính hình thức, nó ch-a chỉ ra bản chất và ý nghĩa của công Vì vậy học sinh khó có thể nhận biết đ-ợc về mối liên hệ giữa công và năng l-ợng là phải gắn bó chặt chẽ với nhau Do đó giáo viên cần phải làm cho học sinh hiểu đ-ợc vấn đề này một cách rõ ràng và logic: công chính là đại l-ợng đặc tr-ng cho sự trao đổi năng l-ợng giữa các vật, cho sự chuyển hoá các dạng năng l-ợng trong quá trình t-ơng tác giữa các vật, không có quá trình đó sẽ không có sự xuất hiện của công

Thứ tám, phần vận dụng lý thuyết để giải thích các hiện t-ợng vật lý, các

bài tập định tính SGK ch-a làm tốt, có chăng cũng chỉ đ-a ra các bài tập áp dụng các công thức của các định luật Vì vậy học sinh th-ờng gặp khó khăn khi làm các bài tập định tính, cũng nh- giải thích các hiện t-ợng th-ờng gặp trong thực tiễn

Do đó giáo viên phải hết sức chú ý khi giảng dạy phần này, nên gắn liền lý thuyết với thực hành, lý luận và thực tiễn, nh- vậy làm cho học sinh say mê mà có hứng thú hơn đối với môn học hơn

Trên đây là một số khó khăn của giáo viên và học sinh gặp trong quá trình dạy và học Để khắc phục những khó khăn đó không phải là đơn giản, không thể thực hiện đ-ợc ngay mà đòi hỏi sự tìm tòi, nỗ lực của ng-ời giáo viên

2.4 Những ý t-ởng s- phạm của việc thiết kế bài giảng điện tử hỗ trợ dạy học phần "Các định luật bảo toàn"

2.4.1 Cơ sở định l-ợng cho việc cài đặt các chức năng của giảng điện tử

2.4.1.1 Dạy học "Lấy ng-ời học làm trung tâm"

Dạy học "Lấy ng-ời học làm trung tâm" là một chiến l-ợc dạy học đã và

đang đ-ợc áp dụng rộng rãi trên thế giới duới nhiều hình thức khác nhau Theo