Luận án tiến sĩ tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho hs trong dạy học một số kiến thức cơ học, điện học vật lý lớp 10, 11 (nc) với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin

Nhiệm vụ nghiên cứu + Nghiên cứu vận dụng cơ sở lý luận dạy học hiện đại đối với việc thiết kế các tiến trình dạy học vật lý theo hướng tổ chức và định hướng hoạt động học tích cực, tự

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Mục tiêu giáo dục của nước ta giai đoạn hiện nay đã được xác định rõ tại Nghị quyết của Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt nam lần thứ 2 (khoá 8) Trong đó có mục tiêu quan trọng là giáo dục cho thế hệ trẻ những phẩm chất và năng lực sau: “Có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại Có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức và kỷ luật cao”

Mục tiêu này là kim chỉ nam chỉ đạo việc biên soạn chương trình, kế hoạch dạy học và giáo dục; chỉ đạo việc lựa chọn nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức dạy học và giáo dục

Nhà trường phổ thông có nhiều điều kiện thuận lợi, có khả năng rất to lớn và

có nhiệm vụ cụ thể trong việc thực hiện những mục tiêu này Điều này được thể hiện rõ trong Luật Giáo dục của nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt nam, ban hành năm 1998 Trong chương I, những điều quy định chung, điều 4 ghi: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên” Điều

24 về nội dung và phương pháp giáo dục phổ thông khẳng định lại: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú cho HS”

Để đạt được mục tiêu đó, đòi hỏi nhà trường phải đổi mới mạnh mẽ nội dung

và phương pháp đào tạo, như Nghị quyết Hội nghị TW lần thứ II của Đảng nhấn mạnh: "Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục- đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy - học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, ” [68]

Phương tiện dạy học là một thành tố cấu trúc của quá trình dạy học, nó có quan hệ mật thiết với các thành tố khác đặc biệt là phương pháp và hình thức tổ

chức dạy học Vì vậy phương tiện dạy học hữu hiệu sẽ có tác dụng kích thích tính tích cực, độc lập và sáng tạo của người học.

Ngày nay, ứng dụng Công nghệ thông tin(CNTT) trong giáo dục và đào tạo

đã trở thành phổ biến trên toàn thế giới Hội nghị Bộ trưởng Giáo dục các nước thành viên Châu Á-Thái Bình Dương (APEC) đã vạch rõ: giáo dục giữ vai trò quan trọng trong việc định hình một xã hội học tập, ứng dụng CNTT và truyền thông trong giáo dục nhằm mở ra một tiềm năng rộng lớn trong việc chuẩn bị tuơng lai cho HS, cung cấp cơ hội học tiếp cho những người lớn tuổi, đổi mới về cách dạy và cách học, tạo điều kiện cho việc hợp tác nghiên cứu khoa học và đào tạo từ xa UNESCO cũng chính thức đưa ra vấn đề này thành chương trình trước ngưỡng cửa của thế kỷ XXI Nhiều quốc gia trên thế giới đã thành công trong việc ứng dụng CNTT và truyền thông vào công tác giáo dục và đào tạo dưới những hình thức khác nhau

Trong Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 của Chính phủ đã nhận định: Sự đổi mới và phát triển giáo dục đang diễn ra ở quy mô toàn cầu tạo cơ hội tốt để giáo dục Việt nam nhanh chóng tiếp cận với các xu thế mới, tri thức mới, những cơ sở lý luận, phương thức tổ chức, nội dung giảng dạy hiện đại và tận dụng các kinh nghiệm quốc tế để đổi mới và phát triển Chỉ thị số 58-CT/TW của Bộ chính trị (Khoá VIII) khẳng định: ứng dụng và phát triển CNTT là nhiệm vụ ưu tiên trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, là phương tiện chủ lực để đi tắt đón đầu, rút ngắn khoảng cách phát triển so với các nước đi trước[68] Mọi lĩnh vực hoạt động kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh quốc phòng đều phải ứng dụng CNTT để phát triển

CNTT là một phần tất yếu của cuộc sống chúng ta Chỉ thị số BGD&ĐT về tăng cường dạy học, đào tạo và ứng dụng CNTT trong ngành Giáo dục nêu rõ: CNTT và đa phương tiện sẽ tạo ra những thay đổi lớn trong hệ thống quản lý giáo dục, trong chuyển tải nội dung chương trình đến người học, thúc đẩy cuộc cách mạng về phương pháp dạy và học

29/2001/CT-Một trong những điểm yếu của HS, SV Việt nam là khả năng làm việc độc lập, năng lực tự học, tự nghiên cứu Những điểm yếu này còn tồn tại bởi nhiều lý do: Văn hoá học tập thụ động theo kiểu tái hiện đã tồn tại từ lâu, những PPDH mới,

những phương tiện dạy học được trang bị chưa đáp ứng đủ nhu cầu của hoạt động dạy học, phương pháp học chưa phù hợp…

Để hội nhập với sự phát triển chung của khu vực và thế giới, trong nhà trường của xã hội thông tin, HS phải học được các phương pháp, phải được tiếp cận với các phương tiện dạy học hiện đại bên cạnh việc học các nội dung tri thức khoa học Thực tế dạy học còn đòi hỏi phải có những thay đổi có tính chiến lược về PPDH ở phổ thông mới có thể đáp ứng được nhiệm vụ mà đại hội Đảng lần thứ VIII đã chỉ ra: "Xác định rõ hơn mục tiêu, thiết kế nội dung, chương trình, đổi mới phương pháp giáo dục-đào tạo, lựa chọn những nội dung có tính cơ bản, hiện đại…từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào các quá trình đào tạo"[68]

Vì vậy, việc đổi mới nội dung và phương pháp dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động của học sinh trong dạy học, trong đó có dạy học vật lý với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin nhằm thực hiện tốt mục tiêu dạy học đang là một bước đi mang tính hiện đại, thực tiễn và phù hợp với môn học mang tính thực nghiệm này

Theo hướng nghiên cứu này đã có những cơ sở chung về tâm lý và giáo dục học Tuy nhiên việc nghiên cứu cơ sở lý luận và ứng dụng cho từng môn học, từng kiến thức cụ thể còn chưa được thống nhất và chưa đầy đủ, như sử dụng CNTT trong dạy học như thế nào, dạng bài nào, nội dung nào nên hay không nên ứng dụng

CNTT… Chính vì vậy chúng tôi đã lựa chọn và nghiên cứu đề tài: Tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS trong dạy học một số kiến thức Cơ học, Điện học Vật lý lớp 10, 11 (NC) với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin.

2 Mục đích nghiên cứu

Nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường THPT thông qua việc nghiên cứu tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực của HS với sự hỗ trợ của CNTT

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Quá trình dạy học bộ môn vật lý ở trường THPT;

- Sự hỗ trợ của CNTT trong việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực của

HS khi dạy học vật lý;

Phạm vi nghiên cứu:

- Nội dung và PPDH phần Cơ học, Điện học Vật lý 10, 11-THPT (nâng cao);

- CNTT hỗ trợ dạy học vật lý

- Dạy học một số kiến thức cơ học, điện học Vật lý lớp 10,11 (nâng cao) với sự hỗ trợ của CNTT cụ thể là Camera quan sát chuyển động và các phần mềm dạy học như VideoCom, Crocodile Physics,…

4 Giả thuyết khoa học

Nếu ứng dụng CNTT làm phương tiện hỗ trợ dạy học phần Cơ học, Điện học Vật lý lớp 10, 11 (NC) một cách hợp lý thì sẽ đưa học sinh tham gia tích cực, tự lực vào tiến trình xây dựng kiến thức nhờ đó sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học

Cơ học, Điện học, Vật lý 10, 11 (NC) nói riêng, Vật lý THPT nói chung

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

+ Nghiên cứu vận dụng cơ sở lý luận dạy học hiện đại đối với việc thiết kế các tiến trình dạy học vật lý theo hướng tổ chức và định hướng hoạt động học tích cực, tự lực của HS;

+ Ứng dụng CNTT theo định hướng hoạt động học tích cực, tự lực của HS trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức;

+ Phân tích nội dung kiến thức phần cơ học, Điện học ở vật lý lớp 10, 11 THPT (nâng cao);

+ Nghiên cứu sử dụng một số TN phần cơ học lớp 10 với sự hỗ trợ của camera quan sát chuyển động với phần mềm VideoCom hỗ trợ dạy học các kiến thức cụ thể; + Nghiên cứu sử dụng một số phần mềm dạy học (Crocodile Physics, Flash,…) để thiết kế, sưu tầm một số TN mô phỏng và TN ảo hỗ trợ việc dạy học các kiến thức

cụ thể phần điện học (Vật lý 11) đảm bảo việc thực hiện tiến trình dạy học này đạt hiệu quả;

+Soạn thảo một số tiến trình dạy học các kiến thức cụ thể trong phần Cơ học, Điện học vật lý lớp 10, 11 THPT (nâng cao) với sự hỗ trợ của CNTT theo hướng tăng cường tính tích cực, tự lực cho HS;

+ Thực nghiệm sư phạm, đánh giá hiệu quả các tiến trình dạy học nói trên;

6 Phương pháp nghiên cứu

- PP nghiên cứu lý luận

+ Nghiên cứu những văn kiện của Đảng và Nhà nước cũng như của Bộ Giáo dục và đào tạo về việc nâng cao chất lượng giáo dục và về vấn đề ứng dụng CNTT trong dạy học ở trường phổ thông;

+ Nghiên cứu các tài liệu giáo dục học, tâm lý học và phương pháp dạy học vật lý cho việc xây dựng tiến trình dạy học và ứng dụng CNTT hỗ trợ hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS;

+ Nghiên cứu kinh nghiệm và kết quả của các nước tiên tiến trên thế giới trong việc ứng dụng CNTT trong giáo dục và đào tạo

7 Cấu trúc và nội dung của luận án

Luận án gồm phần mở đầu, phần nội dung với ba chương, phần kết luận và phụ lục

Chương 1: Cơ sở lý luận của việc ứng dụng CNTT hỗ trợ tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực của HS trong dạy học vật lý Chương 1 gồm 44 trang, 7 hình vẽ

Chương 2: Tổ chức dạy học một số kiến thức cơ học, điện học (Vật lý lớp 10, 11 NC) theo hướng tăng cường tính tích cực, tự lực trong hoạt động nhận thức của HS với sự hỗ trợ của CNTT Chương 2 gồm 76 trang, 20 bảng biểu và 59 hình vẽ

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Chương 3 gồm 26 trang, 12 bảng biểu và 6 hình vẽ

Luận án có sử dụng 90 tài liệu tham khảo và Website trên mạng Internet.

8 Đóng góp của luận án

Về lý luận:

- Luận án đã hệ thống hoá và phát triển lý luận về ứng dụng CNTT trong dạy học

Cụ thể là làm sáng tỏ được việc ứng dụng CNTT hỗ trợ hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS

- Phân tích và đề xuất một số quan điểm ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý

- Đề xuất quy trình chung cho việc ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý

Về thực tiễn:

- Nghiên cứu sử dụng camera quan sát chuyển động với phần mềm VideoCom trong dạy học vật lý: đề xuất quy trình sử dụng camera quan sát chuyển động, khai thác, lắp ráp được 5 TN với camera quan sát chuyển động hỗ trợ dạy học cơ học lớp 10

- Nghiên cứu sử dụng phần mềm Crocodile Physics trong dạy học vật lý: đề xuất quy trình sử dụng phần mềm, thiết kế được 9 TN ảo với phần mềm Crocodile Physics hỗ trợ dạy học phần điện học vật lý 11 (NC)

- Soạn thảo tiến trình dạy học cho 8 bài học vật lý 10 và 11 theo quy trình ứng dụng CNTT đã đề xuất và theo định hướng tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực của HS

- Luận án góp phần đổi mới phương pháp dạy học vật lý, minh chứng cho tính khả thi của việc ứng dụng CNTT phát huy tính tích cực, tự lực, tăng cường khả năng tự học của HS nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của quá trình dạy học vật lý THPT

TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HS

VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CNTT

Vấn đề đổi mới phương pháp dạy học phát huy tính tích cực, tự lực của HS không phải mới được đặt ra mà đã có từ lâu Nhưng chỉ tới ngày nay nó mới trở nên cấp thiết Đã có nhiều nghiên cứu lý luận, thực tiễn ở trong và ngoài nước nhằm giải quyết vấn đề này

Từ giữa thế kỷ XX nhiều nhà nghiên cứu giáo dục quan tâm đề xuất phương pháp “Dạy học nêu vấn đề”, như I.F.Kharlamoop[23], T.V.Cudriapxep[28], V.Ôkôn[29], I.Lêcne[26], N.M.Zvereva[63], Nguyễn Ngọc Quang[36],… Trong các nghiên cứu trên đều có sự thống nhất về yếu tố quan trọng của việc xây dựng bài toán có vấn đề, coi đó như trung tâm của kiểu dạy học này; đồng thời họ quan tâm đến việc tổ chức cho học sinh hoạt động tự lực tìm kiếm kiến thức Tuy nhiên, hầu hết các tài liệu chỉ tập trung phân tích kỹ yếu tố thứ nhất, trong khi đó chỉ đề xuất chung với các mức độ khác nhau của dạy học nêu vấn đề, thiếu đi sâu vào quá trình tổ chức, hướng dẫn cho HS tự lực giải quyết vấn đề, nhất là các vấn đề cụ thể Một hướng thứ hai đang được thảo luận rộng rãi là phương pháp giáo dục tích cực, lấy người học làm trung tâm như các tác giả Nguyễn Kỳ[25], Thái Duy Tuyên[63], Trần Bá Hoành[20]… Tư tưởng của việc dạy học này là thầy giáo tổ chức, giúp đỡ cho HS tự lực, sáng tạo cộng tác với nhau để giải quyết vấn đề nhằm phát triển tư duy Nhưng tất cả đều chỉ có tính nguyên tắc, chưa đề cập đến cách tổ chức cho HS tự lực, sáng tạo giải quyết một vấn đề cụ thể của vật lý như thế nào.Tại hội nghị tập huấn phương pháp dạy học vật lý phổ thông do Vụ Trung học phổ thông tổ chức vào tháng 10 – 2000 đã có những báo cáo về đổi mới phương pháp dạy học vật lý ở trường THPT Trong báo cáo của mình [47] tác giả Nguyễn Đức Thâm trình bày chiến lược “Dạy học bằng hoạt động, thông qua hoạt động của HS” mà cơ sở khoa học của nó là các lý thuyết phát triển của Jean Piaget và Lép Vưgôsky Theo chiến lược này, quá trình đào tạo biến thành quá trình tự đào tạo Trong báo cáo của tác giả Vũ Quang có nêu những định hướng cơ bản của việc đổi mới phương pháp dạy học Đó là: tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS – phát huy tính chủ động của HS trong học tập mà điều kiện tiên quyết để có được điều

này là phải tạo được hứng thú học tập cho HS, kích thích được óc tò mò khoa học, ham hiểu biết, tránh áp đặt, gò ép hướng tới việc rèn luyện óc độc lập suy nghĩ và tư duy sáng tạo cho HS mà một trong các cách là trao nhiệm vụ học tập ngày càng nặng dần lên cho HS, chuyển dần từ phương pháp thông báo- tiếp nhận sang phương pháp tìm tòi từng phần, nghiên cứu giải quyết vấn đề Trong bài giảng cho lớp cao học tại trường ĐHSP Hà nội và tài liệu cho khoá bồi dưỡng giáo viên [56] tác giả Phạm Hữu Tòng có đề xuất phương hướng dạy học nhằm phát triển tiềm năng sáng tạo, bồi dưỡng tư duy khoa học, phát triển hành động tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh

Trong những năm gần đây một số luận án tiến sỹ, thạc sỹ về chuyên ngành lý luận và phương pháp dạy học bộ môn vật lý của các tác giả như Đỗ Hương Trà (1996)“Nghiên cứu tổ chức tình huống, định hướng hành động xây dựng kiến thức trong dạy học khái niệm lực ở lớp 7 phổ thông”, Trần Văn Nguyệt (1997)“Tổ chức các tình huống học tập và hướng dẫn HS tích cực, tự lực giải quyết vấn đề trong quá trình dạy học chương “Áp suất của chất lỏng và chất khí” ở lớp 7 trường THCS”, Đinh Thái Quỳnh (2001) “Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ của HS phần “các máy cơ đơn giản” ở lớp 6 theo dự án phát triển giáo dục THCS, Ngô Diệu Nga (1999) “Nghiên cứu xây dựng tình huống dạy học theo hướng phát triển năng lực tự chủ chiếm lĩnh tri thức

và tư duy khoa học kỹ thuật của HS khi dạy học phần “Quang học” ở lớp 8 THCS”, Nguyễn Mạnh Hùng (2004) “Tổ chức và định hướng hoạt động học tự chủ, sáng tạo trong dạy học phần “Các định luật bảo toàn”, Vật lý lớp 10 THPT”,… cũng nghiên cứu việc phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của HS trong việc dạy học một số các kiến thức vật lý cụ thể ở trường phổ thông theo các quan điểm của tác giả Phạm Hữu Tòng Tuy nhiên, trong các nghiên cứu của mình, các tác giả chưa đề cập đến việc ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý

Bên cạnh đó, một số công trình nghiên cứu ứng dụng CNTT trong dạy học vật

lý ở trường THPT như: Một số sách, bài giảng của các tác giả Nguyễn Quang Lạc

và Mai Văn Trinh(2002): “Máy vi tính làm phương tiện dạy học” dùng trong đào tạo cao học[74], của Lê Công Triêm (2005) “Sử dụng máy vi tính trong dạy học” [59], của Phạm Xuân Quế “Giáo trình sử dụng máy tính trong dạy học vật

lý”(2007) [37], “Giáo trình tin học trong dạy học vật lý”(2006)[39],… các tác giả

đã đề cập đến việc sử dụng máy vi tính trong dạy học Ngoài ra Phạm Xuân Quế có

“Giáo trình ứng dụng công nghệ thông tin trong tổ chức hoạt động nhận thức tích

cực, tự lực và sáng tạo” (2007)[38], trong giáo trình này tác giả quan tâm đến

phương tiện dạy học số và vấn đề dạy học trên mạng nói chung, dạy học vật lý trên mạng nói riêng Một số luận án của các tác giả Phan Gia Anh Vũ (1999)“Nghiên cứu xây dựng và sử dụng phần mềm dạy học cho chương trình động học và động lực học lớp 10 PTTH”[69]; luận án của Mai Văn Trinh (2001) với đề tài “Nâng cao hiệu quả dạy học vật lý ở trường THPT nhờ việc sử dụng máy vi tính và các phương tiện dạy học hiện đại”[58], Luận án của Vương Đình Thắng (2004)

“Nghiên cứu sử dụng máy vi tính với Multimedia thông qua việc xây dựng và khai thác Website dạy học môn Vật lý lớp 6 ở trường THCS”[49] … thì lại chưa quan tâm đúng mức đến vấn đề hỗ trợ của CNTT trong tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS trong dạy học Luận án của Nguyễn Xuân Thành (2003) với đề tài: “Xây dựng phần mềm phân tích Video và tổ chức hoạt động nhận thức của HS trong dạy học một số quá trình cơ học biến đổi nhanh theo quan điểm lý luận dạy học hiện đại”[45], trong luận án này tác giả đi sâu vào việc xây dựng phần mềm phân tích video và sử dụng vào việc tổ chức hoạt động nhận thức của HS trong dạy học một số quá trình biến đổi nhanh THPT.Gần đây có luận án của Trần Huy Hoàng (2006) “Nghiên cứu sử dụng TN với sự hỗ trợ của máy vi tính trong dạy học một số kiến thức cơ học và nhiệt học trung học phổ thông”[22], tác giả tập trung nghiên cứu sử dụng Bộ cảm biến với phần mềm Datastudio hỗ trợ các TN vật lý Ngoài ra, đã có một số luận văn thạc sỹ đề cập đến việc ứng dụng của CNTT hỗ trợ thiết kế Website, tài liệu đinẹ tử,… như Nguyễn Kim Chung, Nguyễn Thành Chung, …(ĐHSP Hà nội); Nguyễn Đình Chính, Hồ Hùng Linh,… (ĐHSP – ĐH Huế), Hồ Ngọc Đào, …(ĐH Vinh) Như vậy cho đến nay, chưa có nghiên cứu nào

đề cập một cách cụ thể đến việc hỗ trợ của CNTT đặc biệt là của VideoCom, phần mềm dạy học trong tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực phần cơ học lớp 10

và điện học lớp 11 Chính vì thế chúng tôi đã nghiên cứu đề tài theo hướng ứng dụng CNTT để tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS trong dạy học vật lý ở trường phổ thông

1.1.1 Tính tích cực nhận thức của học sinh

1.1.1.1.Quan niệm về tính tích cực

Tính tích cực là một khái niệm rộng, có thể xem xét nó trên các mặt triết học, tâm lý học, giáo dục học Hiện nay, có rất nhiều tác giả đưa ra các quan niệm khác nhau về tính tích cực

Trong một số nghiên cứu [3], [23]: Tính tích cực được xem xét như là một tính chất và đặc điểm quan trọng nhất của cá nhân, là một điều kiện cần thiết và là một dấu hiệu bề ngoài nhất định của sự phát sinh và phát triển của tính tự lập Tính tích cực là phẩm chất của ý chí: việc xuất hiện sự nỗ lực, sự căng thẳng về trí lực V.Ôkôn [29] quan niệm tính tích cực là lòng mong muốn không chủ định và gây nên những biểu hiện bên ngoài hoặc bên trong của hoạt động

Như vậy có thể nói rằng: Tính tích cực là biểu hiện của sự nỗ lực của cá nhân (bằng thái độ, tình cảm, ý chí…) trong quá trình tác động đến đối tượng nhằm thu được kết quả cao trong hoạt động nhận thức và cải tạo thực tiễn.

1.1.1.2 Quan niệm về tính tích cực nhận thức

Một số tác giả xem tính tích cực nhận thức của HS là thái độ biểu hiện của

họ đối với đối tượng và phương tiện học tập Họ chia ra thái độ tích cực bên trong

và thái độ tích cực bên ngoài HS tư duy tích cực khi GV tác động đến tư tưởng của các em, buộc các em phải nhớ lại, so sánh, gợi lên trong trí tưởng tượng của mình những hình ảnh quen thuộc, tái hiện trong óc những sự khái quát đã biết[1]

Một số tác giả khác trong đó có A.K.Côvalep nhìn nhận tính tích cực nhận thức dưới góc độ mức độ tham gia vào hoạt động nhận thức Có hai mức độ sau:

mức độ nhận thức thụ động và mức độ nhận thức tích cực, coi nhận thức tích cực là mức độ cao nhất của quá trình nhận thức cá tính[1].

Một số tác giả khác nhìn nhận tính tích cực nhận thức dưới góc độ triết học, coi tính tích cực nhận thức là thái độ cải tạo của chủ thể đối với đối tượng nhận thức L.Aristova cho rằng, bản chất tính tích cực nhận thức của người lớn nói chung

và trẻ em nói riêng như là thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể, đối với những hiện tượng, sự vật xung quanh Từ đó L.Aristova cho rằng tính tích cực nhận thức-học tập đòi hỏi phải có những nhân tố sau: tính lựa chọn thái độ đối với đối tượng nhận thức; đề ra cho mình mục đích nhiệm vụ cần giải quyết sau khi đã lựa chọn đối tượng; cải tạo đối tượng trong hoạt động nhằm giải quyết vấn đề Hoạt động mà thiếu những nhân tố đó thì chỉ có thể nói đó là sự thể hiện trạng thái hành động nhất định của con người, mà không thể là tính tích cực nhận thức được Hiện tượng tích cực và trạng thái hành động của con người về bên ngoài có thể giống nhau nhưng khác nhau về bản chất Tính tích cực được thể hiện trong hoạt động cải tạo, đòi hỏi phải thay đổi, mà trước tiên là trong ý thức của chủ thể hành động Còn trạng thái hành động không đòi hỏi một sự cải tạo như vậy[2],[3]

Nhiều tác giả nhìn nhận tính tích cực dưới góc độ tâm lý học như I I Rôdak, định nghĩa tính tích cực nhận thức bằng những dấu hiệu như sự căng thẳng chú ý, dựa vào sự tưởng tượng, phân tích, tổng hợp [4]

Đặng Vũ Hoạt với ý kiến khái quát hơn cho rằng tính tích cực nhận thức biểu hiện ở chỗ huy động mức độ cao các chức năng tâm lý, đặc biệt là chức năng tư duy…

Từ sự phân tích trên, chúng ta có thể khái quát: tính tích cực nhận thức là thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động cao các chức năng tâm lý nhằm giải quyết những vấn đề học tập, nhận thức Tính tích cực nhận thức vừa là mục đích hoạt động, vừa là phương tiện, là điều kiện để đạt mục đích, vừa là kết quả của hoạt động Nó là phẩm chất của hoạt động của từng cá nhân.

Tính tích cực nhận thức và tính tích cực học tập có liên quan chặt chẽ với nhau, nhưng không phải là đồng nhất [1]

Tính tích cực học tập là hình thức bên ngoài của tính tích cực nhận thức Nó được hình thức hoá bằng các yếu tố vật chất như cử chỉ, hành vi, nét mặt biểu cảm,

nhịp điệu, cường độ hoạt động, sự biến đổi sinh lý… của HS mà chúng ta có thể quan sát đo đạc, đánh giá[2].

Theo Nguyễn Ngọc Quang, tích cực học tập có nghĩa là hoàn thành một cách chủ động tự giác có nghị lực, có hướng rõ rệt, có sáng kiến và đầy hào hứng, những công tác trí óc và chân tay nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo, vận dụng chúng vào trong hoạt động học tập và thực tiễn[36]

Tích cực hoá nhận thức là một tập hợp các hoạt động nhằm làm chuyển biến

vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao chất lượng và hiệu quả học tập [25]

1.1.1.3 Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức

Các dấu hiệu nhận biết tính tích cực nhận thức:

- Có tập trung chú ý cao độ trong học tập;

- Hăng hái tham gia vào mọi hình thức của hoạt động học tập (giơ tay phát biểu, ghi chép, quan sát,…);

- Hoàn thành nhiệm vụ được giao;

- Ghi nhớ tốt những điều đã học;

- Hiểu bài học, có thể trình bày lại nội dung kiến thức theo ngôn ngữ riêng;

- Vận dụng được những kiến thức đã học vào thực tiễn;

- Đọc thêm, làm thêm các bài tập khác nhau;

- Hứng thú trong học tập;

- Có quyết tâm, có ý chí vượt khó khăn trong học tập;

- Sáng tạo trong học tập;…

Các dấu hiệu cho biết mức độ tích cực:

- Học do tự giác, hứng thú hay do một tác động bên ngoài nào đó;

- Tích cực nhất thời hay thường xuyên liên tục;

- Tích cực ngày càng tăng hay giảm dần;

- Kiên trì vượt khó ở mức độ cao hay thấp;…

Thông qua những biểu hiện này GV nhận biết mức độ tích cực của HS trong hoạt động nhận thức, để tổ chức kiểm tra, định hướng hành động nhận thức của HS một cách phù hợp nhất bởi một kế hoạch lâu dài hoặc kế hoạch cho một bài học, một kiến thức cụ thể Tuy nhiên, trong một số trường hợp tính tính cực học tập lại

thể hiện ở hành động bên ngoài mà không phải là tích cực trong tư duy Cho nên

GV cũng cần lưu ý để đánh giá chính xác tính tích cực nhận thức của HS

1.1.1.4 Các cấp độ đạt được của tính tích cực

- Bắt chước, tái hiện: Gắng sức làm theo mẫu của thầy của bạn

- Tìm tòi: Độc lập giải quyết vấn đề nêu ra, tìm kiếm những cách giải quyết khác nhau về một vấn đề

- Sáng tạo: Tìm ra cách giải quyết mới độc đáo, hữu hiệu

1.1.1.5 Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của HS

Với quan niệm nhận thức tích cực trong học tập vật lý là trạng thái hoạt động của HS đặc trưng bởi khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức Ngày nay với sự phát triển của cuộc cách mạng khoa học – công nghệ, máy vi tính đã và đang được trang bị cho các trường phổ thông Chúng ta cần sử dụng và khai thác thế mạnh của phương tiện dạy học này để phát huy tính tích cực nhận thức của HS Theo chúng tôi, có thể tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS thông qua các biện pháp sau đây:

- Việc dạy học phải được tiến hành ở mức độ cao; việc nắm vững kiến thức

lý thuyết phải chiếm ưu thế; trong quá trình dạy học phải duy trì nhịp điệu khẩn trương của việc nghiên cứu tài liệu; trong dạy học phải tích cực chăm lo cho sự phát triển của tất cả các HS, kể cả HS khá cũng như HS kém; HS phải tự ý thức được bản thân quá trình học tập

- Nêu lên ý nghĩa cả về mặt lý thuyết cũng như thực tiễn, tầm quan trọng của bài học hoặc vấn đề nghiên cứu Nội dung bài học là mới đối với HS nhưng không quá xa lạ mà là sự phát triển tự nhiên, liên hệ mật thiết với kiến thức cũ và có khả năng sử dụng, phát triển trong tương lai Kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, suy nghĩ hàng ngày, thoả mãn nhu cầu nhận thức của HS Luyện tập, vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong các tình huống mới

- Dùng các PPDH đa dạng: Nêu vấn đề, so sánh, tổ chức thảo luận, seminar

và phối hợp chúng với nhau Kiến thức phải được trình bày dưới dạng động, phát triển và mâu thuẫn với nhau Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: cá nhân, nhóm, tập thể

- Sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại Phát triển kinh nghiệm sống của

HS trong học tập qua các phương tiện thông tin đại chúng và các hoạt động xã hội

- Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa GV với HS Thường xuyên kiểm tra đánh giá, khen thưởng, kỷ luật kịp thời đúng mức Tạo không khí thi đua lành mạnh trong lớp, trong trường, tôn vinh sự học nói chung và biểu dương những HS có thành tích học tập tốt Có sự động viên, khen thuởng từ phía gia đình

1.1.2.2 Những biểu hiện của tính tự lực

Quá trình hình thành và phát triển tính tự lực của HS thay đổi theo lứa tuổi

và đến khoảng 18 tuổi thì định hình về cơ bản Đối với HS lứa tuổi THPT thì có thể nêu lên những biểu hiện của tính tự lực như:[62]

- Nguyện vọng giải quyết các nhiệm vụ hoạt động một cách độc lập Nguyện vọng này giúp HS hoạt động tích cực trong thời gian dài, đòi hỏi ở họ khả năng chú ý cao

độ Đó cũng là biểu hiện của nhu cầu tự khẳng định mình, là kết quả của quá trình nhận thức về giá trị tự lực và rèn luyện thói quen tự lực

- Đã hình thành được những kỹ năng thực hiện hoạt động tự lực:

Ở lứa tuổi này, HS đã có các kĩ năng tự đặt mục đích và nhiệm vụ hoạt động, biết lựa chọn các phương tiện, vật liệu cho hoạt động, sơ bộ lập kế hoạch hoạt động,

tự điều khiển bản thân, so sánh kết quả với mục đích Có thể khái quát một số kỹ năng thực hiện hoạt động tự lực của HS trong các điều kiện cụ thể như sau:

+ Kỹ năng thực hiện hoạt động theo sáng kiến của mình, nhận thức sự cần thiết tham gia vào các hoạt động này hay hoạt động khác.

+ Kỹ năng thực hiện các công việc quen thuộc không có sự đòi hỏi giúp đỡ từ xung quanh hoặc sự kiểm tra từ người lớn

+ Kĩ năng thực hiện hành động có ý thức trong những tình huống có sẵn theo yêu cầu của người lớn và tuân thủ những điều kiện hoạt động nhất định (hành động theo chỉ dẫn, theo mẫu…)

+ Kỹ năng thực hiện hoạt động trong những điều kiện mới (tự đặt mục đích, chú ý đến điều kiện hoạt động, thực hiện và lập kế hoạch đơn giản)

+ Kỹ năng di chuyển cách thức hoạt động đã biết vào hoàn cảnh mới, tổng hợp chúng và phân loại chúng theo kinh nghiệm, kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo đã có thể hiện cách làm sáng tạo

+ Kỹ năng tự kiểm tra đánh giá sản phẩm, hoạt động ở mức độ đơn giản

- Có sự nỗ lực của ý chí

Quá trình hoạt động tự lực đòi hỏi ở HS sự căng thẳng của hoạt động trí tuệ

và thể lực, có ý chí biết vượt khó khăn bên trong và bên ngoài để đạt mục đích Ý chí của HS thể hiện sức mạnh tinh thần và thể lực giúp họ tạo dựng những giá trị vật chất và tinh thần thoả mãn nhu cầu cá nhân Nếu không có sự nỗ lực của ý chí

họ khó thành công trong việc đạt mục đích Vì vậy, sự nỗ lực của ý chí là biểu hiện

cơ bản tính tự lực thể hiện ở kĩ năng biết vượt khó khăn để đạt mục đích

- Niềm tin vào bản thân (sự tự tin)

Sự tự tin quyết định tính nguyên tắc và tính kiên định trong suốt quá trình hành động Tự tin thể hiện ở yêu cầu cao đối với bản thân trong quá trình hành động

- Các biểu hiện mang tính sáng tạo

Đó là những biểu hiện tìm tòi, sáng tạo nên cái mới, cái độc đáo trong hoạt động dựa trên những kiến thức, kĩ năng mà HS đã có

1.1.3 Mối quan hệ giữa tính tích cực, tự lực

Nét đặc trưng chủ yếu của tính tích cực là sự nỗ lực của bản thân còn nét đặc trưng cơ bản của tính tự lực là ở mối quan hệ với người khác: không dựa dẫm vào người khác, hết sức tiết kiệm sự nhờ cậy

Tính tích cực và tính tự lực có liên quan mật thiết với nhau Khi đã hoạt động

tự lực có nghĩa là không dựa dẫm vào người khác mà phải phát triển năng lực chủ quan, phải nỗ lực phát huy sức mạnh bản thân: trí tuệ, tâm hồn, ý chí, thể lực… để giải quyết vấn đề Như vậy giữa tính tích cực và tính tự lực có mối quan hệ chặt chẽ

Tính tự lực cũng có quan hệ chặt chẽ với tính sáng tạo Để phát hiện ra một vấn đề mới mà chưa ai biết, con người phải tiến hành một quá trình tư duy và tưởng tượng trên cơ sở tái hiện những vấn đề đã biết Như vậy về bản chất, quá trình sáng tạo là một quá trình làm việc lâu dài và gian khổ của cá nhân, nó mang màu sắc cá nhân rõ nét[62]

1.2 Cơ sở lý luận của việc tổ chức hoạt động nhận thức của HS một cách tích cực, tự lực

1.2.1 Tâm lý học phát triển là nền tảng trong việc tổ chức hoạt động nhận thức

của HS một cách tích cực và tự lực

Để có thể tổ chức hoạt động nhận thức vật lý cho HS một cách tích cực và tự lực, một mặt phải hướng hoạt động đó phỏng theo quá trình hoạt động nhận thức vật lý của các nhà khoa học, mặt khác phải dựa trên các kết quả nghiên cứu của tâm

lý học phát triển

Thành tựu quan trọng nhất của tâm lý học phát triển, dùng làm cơ sở cho việc tổ chức hoạt động nhận thức của HS một cách tích cực và tự lực là hai lý thuyết phát triển trí tuệ của Jean Piaget (1896-1983) và Lev Vưgosky (1896-1934)

Lý thuyết của Piaget nhấn mạnh rằng: HS giữ một vai trò rất tích cực trong việc thích nghi với môi trường Sự thích nghi bắt đầu từ lúc ra đời như là kết quả của sự phát triển tự nhiên về mặt sinh học và kinh nghiệm với thế giới Ban đầu trẻ

em dựa vào các cấu trúc sinh học vốn có của cơ thể thực hiện các hoạt động tự phát của toàn bộ cơ thể, tạo nên sự cân bằng qua cơ chế đồng hoá và điều ứng để thích nghi với môi trường, hoàn cảnh và suy rộng ra là với các tác động bên ngoài từ xã hội vào bản thân đứa trẻ Phát triển tâm lý tựu trung lại là sự phát triển trí tuệ cùng với tình cảm, xúc cảm, bao gồm quá trình nảy sinh, hình thành và phát triển qua các giai đoạn cảm giác - vận động, tiền thao tác, thao tác cụ thể, thao tác hình thức, qua quá trình nội tâm hoá, xuất tâm và đều nhằm vào việc tạo lập các cấu trúc tâm lý ở

các trình độ khác nhau, cùng nhằm vào mục đích là đồng hoá, điều ứng, thích nghi

và cân bằng Piaget cho rằng: sự phát triển do con người tạo ra bằng cách là đưa quá trình cân bằng từ thấp lên cao, đạt đến đỉnh cao là các cấu trúc logic – toán, có khi ông gọi là cân bằng nhận thức.Cân bằng tâm lý không phải chỉ là cân bằng nhận thức được tạo ra theo cơ chế thao tác với đỉnh cao là thao tác tượng trưng, thao tác khái niệm mà còn là, hay chủ yếu là cân bằng được tạo ra theo cơ chế hoạt động: quá trình cân bằng được tạo ra bởi các hành động thực tiễn gắn bó, bao gồm cả hành động trí tuệ Cân bằng không phải chỉ để con người sống mà còn chính là để tạo lập ra cuộc sống, sáng tạo ra các giá trị mới Những kết luận chính của các công trình nghiên cứu tâm lý học trẻ em cống hiến cho giáo dục học có liên quan đến tính chất của sự phát triển trí tuệ Một mặt, sự phát triển này đề cập chủ yếu đến các hoạt động của chủ thể và tự hoạt động cảm giác - vận động đến các thao tác hoá không suy giảm và tự phát Mặt khác, khả năng thao tác hoá đó không phải được hình thành sẵn, nhất thành bất biến mà cũng không thể giải thích được chỉ bằng những đóng góp bên ngoài của thực nghiệm hoặc của sự truyền đạt của xã hội; nó là sản phẩm của sự cấu tạo liên tiếp và yếu tố chính của sự xây dựng đó là một sự giữ cân bằng những sự tự điều hoà, cho phép bổ cứu những sự không ăn khớp tạm thời, giải quyết vấn đề và khắc phục những khủng hoảng hoặc những mất cân bằng với một

sự xác lập thường xuyên những cấu trúc mới.[30]

Như vậy Piaget đã nghiên cứu quá trình phát triển trí tuệ với phương pháp tiếp cận duy vật biện chứng, tạo nên một cơ sở khoa học khá chắc chắn cho tâm lý học phát triển: tri thức nảy sinh từ hành động

Vưgôtski nghiên cứu vấn đề dạy học và sự phát triển trí tuệ trong lứa tuổi HS một cách độc đáo và có hiệu quả với lý thuyết về “vùng phát triển gần” do ông đề xuất Vưgôtski cho rằng: sự phát triển nhận thức có nguồn gốc xã hội, chủ yếu thông qua sử dụng ngôn ngữ, đặc biệt trong bối cảnh tương tác với những người khác Điều đó có nghĩa là: xã hội tạo ra cơ sở cho sự phát triển nhận thức Theo ông, chỗ tốt nhất cho sự phát triển nhận thức là vùng phát triển gần Vùng đó là khoảng nằm giữa trình độ phát triển hiện tại được xác định bằng trình độ độc lập giải quyết vấn đề và trình độ gần nhất mà các em có thể đạt được với sự giúp đỡ của người lớn hay bạn hữu khi giải quyết vấn đề Như vậy vùng phát triển gần là

khoảng trống giữa nơi mà một người đang đứng khi giải quyết vấn đề và nơi mà người đó cần phải tìm đến một cách tự lực hoặc với sự giúp đỡ của người khác Dạy học cần đón trước sự phát triển của HS Việc giảng dạy nào đi trước sự phát triển mới là việc giảng dạy tốt.

Như vậy, sự phát triển nhận thức đạt kết quả tốt nhất khi HS phải đi qua vùng phát triển gần thông qua việc lập luận, tranh luận với bạn hữu hoặc người lớn tuổi Để nắm được một công việc, đầu tiên HS có thể hiểu một phần của công việc

đó, nhưng nhờ có giải thích, biểu diễn, hướng dẫn của người khác, HS hiểu toàn bộ công việc Một khi HS đã đạt được sự hiểu biết toàn bộ công việc, họ sẽ phải vượt qua vùng phát triển gần và có thể độc lập thực hiện công việc đó

Học thuyết về vùng phát triển gần dẫn đến một kết luận quan trọng khác: chỉ

có sự dạy học đi trước sự phát triển mới là dạy học tốt Quá trình dạy học được tổ chức đúng đắn sẽ dẫn đến sự phát triển trí tuệ của trẻ em, làm cho một loạt quá trình phát triển sống động lên, mà có lẽ nói chung, không diễn ra ngoài dạy học

1.2.2 Vận dụng lý thuyết của Jean Piaget và Lev Vưgotsky trong việc tổ chức

quá trình hoạt động nhận thức của HS một cách tích cực và tự lực

Những điều quan trọng nhất khi vận dụng lý thuyết phát triển trí tuệ của Piaget

và Vưgôtski trong việc tổ chức quá trình hoạt động nhận thức vật lý của HS một cách tích cực và tự lực thể hiện ở các hoạt động như:

- Tổ chức tình huống học tập trong đó tạo nên sự mất cân bằng - xuất hiện mâu thuẫn - về mặt nhận thức[38]

- Điều khiển, dẫn dắt HS giải quyết mâu thuẫn nhận thức một cách tự lực và sáng tạo[38]

- Vận dụng kiến thức mới vào giải quyết các tình huống tương tự, trong tự nhiên, trong kỹ thuật, một cách tự lực và sáng tạo

a) Tổ chức tình huống học tập trong đó làm xuất hiện mâu thuẫn về mặt nhận thức (sự mất cân bằng giữa những kiến thức, quan niệm, phương pháp - hoặc hệ thống những kiến thức, quan niệm của HS về thế giới tự nhiên với những đối tượng đang nghiên cứu (tính chất, mối quan hệ… trong hiện tượng, quá trình vật lý có thể quan sát được hay suy luận ra được).

Để trình độ tư duy ở HS phát triển thì trong hoạt động tư duy của họ không chỉ đơn thuần xảy ra quá trình đồng hoá các kiến thức mới, phương pháp mới (ở cùng bậc cụ thể, chi tiết), mà hết sức quan trọng là phải xảy ra quá trình tự thích nghi, trong đó có sự tự bổ sung và biến đổi quan điểm, cấu trúc hệ thống kiến thức, phương pháp nhận thức Để có sự tự bổ sung, biến đổi quan điểm, cấu trúc hệ thống kiến thức, phương pháp nhận thức thì trong quá trình dạy học, trước hết cần phải:

“tổ chức tình huống học tập” trong đó làm xuất hiện mâu thuẫn về mặt nhận thức

b) Điều khiển, dẫn dắt HS giải quyết mâu thuẫn nhận thức một cách tích cực, tự lực

có thể đạt được với sự giúp đỡ của GV, người lớn hay bạn hữu khi giải quyết vấn

đề Nói cách khác vùng phát triển gần là khoảng trống giữa trình độ đã đạt được của một người đang muốn giải quyết vấn đề với trình độ người đó cần phải đạt được với

sự giúp đỡ của người khác sau khi đã giải quyết được vấn đề

Trong quá trình tổ chức HS giải quyết vấn đề, để đảm bảo cho HS tự lực cao nhất, GV cần phải xác định các mức độ khó dễ của bài toán nhận thức đặt ra trước

HS Độ khó dễ này phụ thuộc vào sự đầy đủ, tính nguyên thuỷ hay đã được biến đổi của các thông tin liên quan đến đối tượng đang nghiên cứu (do GV cung cấp, do HS tìm ra theo con đường tự lực hay do GV hướng dẫn để HS trao đổi với bè bạn) Thông thường thông tin về đối tượng nghiên cứu được đưa ra dưới dạng đơn sơ nhất Nếu HS không thể tự lực phân tích, tổng hợp các thông tin về đối tượng để giải quyết được vấn đề (tìm ra các thuộc tính mới, mối quan hệ mới… trong hiện tượng, quá trình nghiên cứu) thì cần có sự trao đổi, thảo luận giữa các HS trong nhóm, giữa các nhóm HS Trong trường hợp mà các nhóm HS vẫn còn gặp khó khăn khi giải quyết vấn đề thì GV cần gợi ý dần để giảm độ khó của bài toán nhận thức (bằng cách biến đổi thông tin gốc), sao cho độ khó này được giảm đến mức độ

HS trong lớp bắt đầu tự lực giải quyết được bài toán đặt ra Trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức như vậy của HS, GV đã xác định được vùng phát triển gần về

năng lực, trình độ tư duy của HS đối với đối tượng cụ thể đang nghiên cứu Quá trình tổ chức hoạt động nhận thức HS như vậy tạo điều kiện tốt nhất cho việc phát triển tư duy của HS.

c, Vận dụng kiến thức mới vào giải quyết các tình huống tương tự, trong tự nhiên, trong kỹ thuật, một cách tự lực và sáng tạo

Việc phát triển tư duy cho HS tốt nhất là cho HS tự lực giải quyết các vấn đề đặt ra bằng cách vận dụng những kiến thức mới vào giải quyết các tình huống tương

tự trong tự nhiên,…

1.2.3 Các luận điểm khoa học xuất phát trong nghiên cứu chiến lược dạy học

phát triển hoạt động tích cực và tự lực giải quyết vấn đề và tư duy khoa học của HS

Dạy học các môn khoa học ở nhà trường không chỉ đơn thuần nhằm một mục tiêu duy nhất là giúp cho HS có được một số kiến thức cụ thể nào đó Điều quan trọng hơn là trong quá trình dạy học các tri thức cụ thể đó, rèn luyện cho HS tiềm lực để khi ra trường họ có thể tiếp tục tự học tập, có khả năng nghiên cứu tìm tòi tự giải quyết vấn đề, đáp ứng được những đòi hỏi đa dạng của thực tiễn không ngừng phát triển Cũng chỉ trong điều kiện dạy học như vậy mới đảm bảo cho những kiến thức HS đã học được là những kiến thức thực sự có chất lượng, những kiến thức sâu sắc, vững chắc, vận dụng được

Quán triệt quan điểm cơ bản trên đây về mục tiêu dạy học các môn khoa học, cùng với việc quán triệt quan điểm hoạt động về bản chất của học và của dạy, và quan điểm hiện đại của phương pháp luận khoa học, tác giả Phạm Hữu Tòng đã xác lập sáu luận điểm quan trọng làm nền tảng cho việc nghiên cứu thực nghiệm dạy học về “chiến lược dạy học phát triển hoạt động tự lực chiếm lĩnh tri thức, bồi dưỡng tư duy khoa học - kỹ thuật và năng lực giải quyết vấn đề” khi xây dựng một kiến thức cụ thể.[56]

Luận điểm 1: Về vai trò của sự dạy là thực hiện được việc tổ chức, kiểm tra định

hướng hữu hiệu hoạt động học

Vai trò quan trọng của giáo viên trong dạy học môn khoa học là tổ chức được những tình huống và thực hiện được sự kiểm tra, định hướng hữu hiệu hoạt động học, cho phép gợi ra ở HS hoạt động học tập tự lực, tích cực, dẫn tới sự chiếm

lĩnh được tri thức khoa học theo cách tiếp cận kiến thức tương tự như các nhà khoa học.

Luận điểm 2: Về sự cần thiết tổ chức “tình huống vấn đề” trong dạy học.

Trong dạy học các môn khoa học, giáo viên cần tổ chức được những tình huống có vấn đề Đó chính là việc tổ chức những tình huống trong đó xuất hiện vấn

đề cần giải quyết mà HS tự thấy mình có khả năng tham gia giải quyết, và do đó sẽ suy nghĩ đưa ra giải pháp riêng của mình, tự tìm tòi cách giải quyết thích hợp Chính trong điều kiện đó với sự giúp đỡ định hướng của GV, HS sẽ xây dựng cho mình được tri thức khoa học sâu sắc, vững chắc và vận dụng được, đồng thời trong quá trình đó năng lực trí tuệ của HS sẽ phát triển

Luận điểm 3: Về sự cần thiết thiết lập được sơ đồ biểu đạt logic của tiến trình nhận

thức khoa học đối với tri thức cần dạy

Trong dạy học, hoạt động nhận thức khoa học của HS cần được định hướng phù hợp với tiến trình xây dựng tri thức “từ đề xuất vấn đề nghiên cứu đến suy đoán giải pháp, khảo sát lý thuyết, thực nghiệm để rồi xem xét đánh giá khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm” Việc này đòi hỏi sự phân tích sâu sắc nội dung tri thức cần dạy và xác lập được sơ đồ : “từ tình huống xuất phát thế nào, nảy sinh vấn đề gì; tìm tòi giải quyết vấn đề ra sao và

đi tới kết quả như thế nào”, một cách phù hợp với trình độ HS và xét trong suốt quá trình xây dựng, kiểm tra, vận dụng tri thức mới Theo đó xác định điều kiện cần thiết và những câu hỏi định hướng hữu hiệu cho hành động tìm tòi giải quyết vấn

đề, một cách phù hợp với phương pháp nhận thức khoa học

Luận điểm 4: Về sự cần thiết sử dụng những quan niệm vốn có của HS trong việc tổ

chức tình huống và định hướng hành động giải quyết vấn đề của HS trong quá trình xây dựng kiến thức mới

Trong dạy học, GV cần nghiên cứu quan niệm hoặc cách hiểu sai lầm vốn có của HS liên quan với các kiến thức cần xây dựng Chúng là chỗ dựa, đồng thời là trợ lực tất yếu cần khắc phục đối với quá trình xây dựng tri thức mới của HS Cần

sử dụng quan niệm vốn có đó của HS vào việc xây dựng tình huống vấn đề và định hướng hoạt động giải quyết vấn đề một cách hữu hiệu Sao cho tạo được điều kiện

cho những quan niệm đó được HS vận dụng, được thử thách trong quá trình kiểm tra, hợp thức hoá kiến thức, khiến cho HS tự nhận thấy chỗ sai lầm (không hợp thức), thấy cần thay đổi quan niệm, khắc phục sai lầm để xây dựng tri thức mới phù hợp.

Luận điểm 5: Về sự cần thiết phát huy tác dụng của sự trao đổi và tranh luận của HS

trong quá trình chiếm lĩnh tri thức

Sự học tập, xây dựng tri thức của HS sẽ được tạo thuận lợi và có hiệu quả hơn nhờ sự trao đổi và tranh luận với những người ngang hàng Trong điều kiện đó

sẽ phát huy được ảnh hưởng của sự môi giới, hỗ trợ của những người trong cộng đồng đối với mỗi cá nhân qua vùng phát triển gần nhất của cá nhân

Luận điểm 6: Về sự cần thiết tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình nghiên

cứu xây dựng bảo vệ tri thức khoa học

Để phát huy tổng hợp các nhân tố tác động: vai trò của học sinh trong sự tự lực hành động xây dựng kiến thức, vai trò của GV trong sự tổ chức tình huống học tập và định hướng hành động tìm tòi xây dựng tri thức của HS; vai trò của tương tác

xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh;

và đồng thời cho HS tập quen với quá trình xây dựng và bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học, thì cần tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa hoc

Có thể diễn đạt thâu tóm, khái quát các luận điểm phương pháp luận quan trọng của dạy học khoa học bằng các kết luận sau đây:

a Con người học, hình thành, phát triển nhân cách năng lực của mình trong hoạt động, học qua làm, qua khắc phục sai lầm Học qua giao tiếp, trình bày ý kiến, tư tưởng quan điểm của mình với người khác; đối chiếu ý kiến, tư tưởng, quan điểm của mình với ý kiến quan điểm của người khác và với thực tiễn, thực nghiệm Vì vậy cần hiểu bản chất của dạy học là tạo điều kiện giúp cho sự học như thế nào để đạt hiệu quả cao hơn Dạy học cần thực hiện tốt chức năng quan trọng là tổ chức, kiểm tra, định hướng hữu hiệu hoạt động học phù hợp với mục tiêu dạy học

b, Cần đảm bảo sự cân đối giữa dạy tri thức và dạy kỹ năng tiếp cận tri thức

c, Cần tổ chức được tình huống học tập hữu hiệu, khêu gợi được cho người học suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm, hiểu biết của mình, đồng thời biết thu lượm, sử dụng

thông tin từ những nguồn khác nhau để tự đưa ra ý kiến, giải pháp của mình cho vấn đề đặt ra.

d, Nên khuyến khích trực giác sáng tạo của người học Tạo điều kiện cho người học tập nghiên cứu tìm tòi giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp cận khoa học: đề xuất vấn đề; suy đoán đề xuất giải pháp; thực hiện giải pháp, diễn đạt kết luận; kiểm tra, đánh giá, vận dụng kết quả

e, Cần tổ chức được sự làm việc hợp tác, trao đổi ý kiến; khêu gợi được sự tranh luận, phản bác, bảo vệ ý kiến trong tập thể người học

f, Cần lập được sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học giải quyết vấn đề, xây dựng tri thức cần dạy phù hợp với trình độ HS Theo đó, suy nghĩ thiết kế mục tiêu dạy học

cụ thể và tiến trình hoạt động dạy học thích hợp

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

1.3.1 Quá trình nhận thức khoa học trong vật lý học

Con đường nhận thức khoa học, nhận thức chân lý khách quan đã được V.I.Lê-nin chỉ ra: ”Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lý, của sự nhận thức thực tế khách quan”

Là một môn khoa học, Vật lý học nghiên cứu thế giới tự nhiên nhằm phát hiện ra những đặc tính và quy luật khách quan của sự vật và hiện tượng trong tự nhiên Con đường nhận thức trong khoa học vật lý cũng tuân theo quy luật chung đã được Lê-nin chỉ ra ở trên, song mang nét đặc thù của vật lý học

Trên cơ sở khái quát hoá những lời phát biểu của những nhà vật lý nổi tiếng như A.Anhstanh, M.Plăng,…V.G.Razumôpxki đã trình bày quá trình nhận thức sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình được sơ đồ hoá như hình 1.1

Hình 1.1 Chu trình sáng tạo khoa học (theo Razumôpxki)

Mô hình - Giả thuyết

trừu tượng

Các hệ quả logic

Quá trình sáng tạo khoa học gồm các giai đoạn chính: Từ những sự kiện khởi đầu đi đến xây dựng mô hình trừu tượng của hiện tượng tức là đề xuất giả thuyết, từ giả thuyết suy ra hệ quả logic; từ hệ quả đi đến thiết kế và tiến hành kiểm tra bằng thực nghiệm; nếu các sự kiện thực nghiệm phù hợp với hệ quả logic thì giả thuyết trở thành chân lý khoa học từ đó hình thành định luật, thuyết vật lý Cho đến khi xuất hiện những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với các hệ quả rút ra từ lý thuyết dẫn tới phải xem xét lại lý thuyết cũ, cần phải chỉnh lý lại hoặc phải thay đổi

mô hình giả thuyết, và bắt đầu xây dựng những giả thuyết mới, thiết kế những thiết

bị mới để kiểm tra và như vậy mà kiến thức của nhân loại ngày một phong phú thêm

Mỗi mô hình, mỗi lý thuyết chỉ phản ánh một số mặt của thực tế, chỉ đúng trong điều kiện có giới hạn, cho nên khi mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình sẽ đến một lúc, nó tỏ ra không còn phù hợp nữa Trong quá trình nghiên cứu khoa học, nhiều sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với các hệ quả suy từ mô hình đó, nghĩa là không giải thích được những sự kiện thực nghiệm mới này Đến lúc này phải bổ sung, chỉnh lý mô hình cũ cho phù hợp hoặc nhiều khi phải bỏ mô hình cũ, xây dựng mô hình mới tổng quát hơn Và bây giờ lại bắt đầu một chu trình mới (chu trình được vẽ bằng đường chấm chấm ở hình 1.1) của quá trình nhận thức Sau mỗi lần chu trình nhận thức khoa học kết thúc thì kiến thức cũ được mở rộng hoặc một

lý thuyết mới, kiến thức mới được tìm ra, con người hiểu sâu sắc hơn về thế giới và qua quá trình nghiên cứu như vậy, trí tuệ của con người phát triển, kinh nghiệm và

kỹ năng hoạt động nghiên cứu của con người phong phú và hoàn thiện hơn

1.3.2 Tổ chức hoạt động nhận thức tích cực và tự lực của HS trong dạy học vật

lý

Dạy HS học kiến thức vật lý, học phương pháp nghiên cứu vật lý một cách tốt nhất là dạy HS tập nghiên cứu vật lý Quá trình tổ chức hoạt động nhận thức vật

lý của HS cần phỏng theo quá trình nhận thức trong vật lý Tuy nhiên, cái mới mà

HS tìm ra là mới đối với cá nhân HS chứ không phải mới trong khoa học Bên cạnh

đó, trong dạy học, cái mới cũng cần quan niệm rằng nó là cái mới (khái niệm, định luật, nguyên lý, ứng dụng kỹ thuật) trong phạm vi, lĩnh vực, phạm vi nhỏ nào đó

trong vật lý học Theo quan điểm này thì quá trình tổ chức hoạt động nhận thức vật

lý của HS có thể được chi tiết hoá dưới dạng sơ đồ hình 1.2

Hình 1.2 Quá trình tổ chức hoạt động nhận thức vật lý của HS[38]

Trong chu trình nhận thức khoa học của Razumôpxki, ở giai đoạn “Các sự kiện xuất phát” thì trong dạy học chính là giai đoạn cần tổ chức cho HS tìm kiếm đầy đủ các thông tin về đối tượng nghiên cứu bằng cách: chọn lọc các thông tin đã biết về đối tượng nghiên cứu để chỉ lấy ra các thông tin cần thiết liên quan đến hướng nghiên cứu đang cần quan tâm Nếu các thông tin này chưa đầy đủ để tạo ở

Chọn lọc, xây dựng các thông tin về đối tượng cần nghiên cứu

Thông qua quan sát,TNThông qua phân tích,suy luận lí thuyếtPhát hiện vấn đề mới cần nghiên cứu hay mâu thuẫn cần giải quyết(có thể liên quan đến tính chất mới, quan hệ mới…trong đối

tượng đang nghiên cứu)

Đưa ra mô hình giả thuyết

(giả thuyết khoa học)(về tính chất mới, mối quan hệ mới… trong đối tượng đang nghiên cứu)

Hệ quả logic được suy ra từ mô hình giả thuyết

(thường là các kết luận cụ thể có thể kiểm tra bằng thực nghiệm)

Kiểm tra hệ quả (bằng thực nghiệm/bằng lý thuyết đã có)

Phát biểu kết luận khoa học

(thuộc tính, mối quan hệ mới…của đối tượng vừa được phát hiện)

Vận dụng kiến thức

HS một mâu thuẫn nhận thức, để giúp họ phát hiện ra một vấn đề mới cần nghiên cứu thì phải bổ sung thông tin cho HS bằng cách tiếp tục tác động vào đối tượng để đối tượng bộc lộ ra các thông tin mới mà trước kia chưa biết Việc tác động vào đối tượng nói ở đây có thể được hiểu là việc bố trí tiến hành các TN để thu thập các dữ liệu thực nghiệm về đối tượng hoặc được hiểu là việc phân tích, suy luận lý thuyết, biến đổi mô hình của đối tượng để thu được các thông tin mới về đối tượng.

Như vậy, nội dung của giai đoạn “Các sự kiện xuất phát” ở sơ đồ hình 1.1, mang ý nghĩa của việc “chọn lọc, xây dựng các thông tin về đối tượng cần nghiên cứu” ở hình 1.2 Mục đích cuối cùng của việc này là trên cơ sở có các thông tin đó, học sinh tiến hành các thao tác tư duy để phát hiện ra một vấn đề mới cần nghiên cứu hay một mâu thuẫn cần giải quyết Do đó việc phát hiện ra vấn đề mới cần nghiên cứu hay một mâu thuẫn cần giải quyết phải là kết quả cuối cùng của giai đoạn này

Trong dạy học vật lý, giai đoạn kiểm tra các hệ quả, từ đó để khẳng định tính đúng đắn hay bác bỏ mô hình đã đưa ra Nếu khẳng định thì cần phát biểu kết luận khoa học

Hoạt động nhận thức vật lý của HS có những điểm khác so với hoạt động nghiên cứu khoa học của các nhà vật lý nên sau khi xây dựng được kiến thức mới (phát biểu kết luận khoa học), HS cần vận dụng nó để đảm bảo mức độ nắm kiến thức sâu rộng và vững chắc

1.4 Định hướng đổi mới về phương pháp dạy học vật lý ở trường THPT

Đổi mới giáo dục đi đôi với đổi mới nội dung chương trình, sách giáo khoa

và phương pháp dạy học Để có thể đạt được mục tiêu mới của dạy học vật lí ở trường THPT, PPDHVL trường THPT nói chung và ở lớp 10, 11 nói riêng phải thực hiện những định hướng đổi mới PPDH ở trường phổ thông Việc đổi mới PPDHVL ở lớp 10, 11 trường THPT nói chung và phần cơ học, điện học nói riêng

có những nội dung cơ bản sau: [71], [72]

1.4.1 Tổ chức hoạt động học tập mang tính tìm tòi nghiên cứu của HS:

GV có thể tổ chức các hoạt động cho HS tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề như tạo tình huống cho HS tập phát hiện vấn đề, hướng dẫn cho HS tự nêu ra và thực hiện các giải pháp để giải quyết vấn đề đã phát hiện, đề xuất giả thuyết, thiết kế và

tiến hành các phương án TN kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết hoặc của các

hệ quả được suy ra từ chúng; hay GV có thể giao những nhiệm vụ đòi hỏi phải vận dụng các kiến thức, kỹ năng đã thu được vào các tình huống quen thuộc cũng như tình huống mới…

Thông qua các HĐHT tự lực, tích cực, HS không những chiếm lĩnh được KT, rèn luyện được KN, mà còn có niềm vui của sự thành công trong HT và phát triển được năng lực sáng tạo của mình

1.4.2 Đa dạng hóa các hình thức tổ chức dạy học (học trong các giờ nội khóa và

trong các giờ tự chọn, học trong lớp, ngoài lớp, ngoài trường, học ở nhà), kết hợp học tập cá nhân và học tập hợp tác với các hình thức khác nhau (cặp, nhóm, lớp)

HS đã được làm quen với hình thức HT theo nhóm ngay từ lớp 6 trong các giờ học

VL GV cần tiếp tục rèn luyện các KN làm việc tập thể mà HS đã có trong các giờ học trên lớp và cả trong tự học ở nhà

1.4.3 Dạy HS phương pháp tự học

- Mục tiêu DH không phải chỉ ở những kết quả HT cụ thể, ở những KT, KN cần hình thành, mà điều quan trọng hơn là ở bản thân việc học, ở khả năng tự tổ chức và thực hiện quá trình HT một cách có hiệu quả của HS Mục tiêu dạy HS phương pháp tự học chỉ có thể đạt được khi bản thân HS chủ động, tích cực, tự lực hoạt động và chỉ đạt được sau một quá trình rèn luyện của HS

Trong một loạt công việc cần thực hiện trong quá trình học tập (phát hiện vấn

đề, đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề đã phát hiện, thực hiện giải pháp đã đề xuất,

xử lí kết quả thực hiện giải pháp, khái quát hóa rút ra kết luận mới và vận dụng KT), GV cần tính toán xem với thời gian cho phép trên lớp, trình độ HS trong lớp thì việc gì được giao cho HS tự làm (tự làm ngay trên lớp hay ở nhà), việc gì cần có

sự trợ giúp của GV, còn việc gì GV phải cung cấp thêm thông tin để HS có thể hoàn thành

1.4.4 Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề

Theo V.Ô-kôn, có thể hiểu dạy học giải quyết vấn đề dưới dạng chung nhất

là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống có vấn đề, biểu đạt vấn đề (tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việc này) chú ý giúp đỡ những điều kiện cần

thiết để HS giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng chỉ đạo quá trình hệ thống hoá và củng cố kiến thức thu nhận được [29]

Dạy học giải quyết vấn đề có tác dụng phát huy hoạt động nhận thức tự lực, tích cực của HS, giúp cho HS chiếm lĩnh được các kiến thức khoa học sâu sắc, vững chắc, vận dụng được, đồng thời đảm bảo sự phát triển trí tuệ, phát triển năng lực sáng tạo của HS trong quá trình học tập

Để phát huy đầy đủ vai trò tự lực của HS trong hoạt động cá nhân và thảo luận tập thể nhằm giải quyết vấn đề cũng như vai trò của GV trong việc tổ chức, kiểm tra, định hướng các hoạt động đó thì với mỗi nhiệm vụ nhận thức cần phải được thực hiện theo các pha như sau:

- Pha thứ nhất: “Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hoá tri thức, phát biểu vấn đề” Trong pha này, GV giao cho HS một nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề Dưới sự hướng dẫn của GV, HS quan tâm đến nhiệm vụ đặt ra, sẵn sàng nhận và thực hiện nhiệm

vụ Trong quá trình giải quyết nhiệm vụ đó, quan niệm và giải pháp ban đầu của HS được thử thách và HS ý thức được khó khăn Lúc này vấn đề đối với HS xuất hiện, dưới sự hướng dẫn của GV vấn đề đó được chính thức diễn đạt bởi HS

- Pha thứ hai: “HS độc lập, tự lực, trao đổi, tìm tòi giải quyết vấn đề” Sau khi đã phát biểu vấn đề, HS độc lập hoạt động, xoay trở để vượt qua khó khăn Trong quá trình đó khi cần phải có sự định hướng của GV Trong quá trình tìm tòi giải quyết vấn đề, HS diễn đạt, trao đổi với người khác trong nhóm về cách giải quyết vấn đề của mình và kết quả thu được, qua đó có thể chỉnh lý, hoàn thiện tiếp Dưới sự hướng dẫn của GV, hành động của HS được định hướng phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học và thông qua các tình huống thứ cấp khi cần Qua quá trình dạy học, cùng với sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS, các tình huống thứ cấp sẽ giảm dần Sự định hướng của GV chuyển dần từ định hướng giải quyết vấn đề theo algorit quen thuộc đến định hướng khái quát chương trình hoá (theo các bước tuỳ theo trình độ của HS) và dần dần tiệm cận đến định hướng tìm tòi sáng tạo, nghĩa là

GV chỉ đưa ra cho HS những gợi ý sao cho HS có thể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để giải quyết nhiệm vụ mà

họ đảm nhận Nghĩa là dần dần bồi dưỡng cho HS khả năng tự xác định hành động thích hợp trong những tình huống không phải quen thuộc đối với họ Để thực hiện

tốt vai trò định hướng của mình trong quá trình dạy học GV cần phải nắm vững quy luật chung của quá trình nhận thức khoa học, logic hình thành các kiến thức vật lý, những hành động thường gặp trong quá trình nhận thức vật lý, những phương pháp nhận thức vật lý phổ biến để hoạch định những hành động, thao tác cần thiết của HS trong quá trình chiếm lĩnh một kiến thức hay một kỹ năng xác định.

- Pha thứ ba: “Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức mới” Trong pha này dưới

sự hướng dẫn của GV, HS tranh luận, bảo vệ cái xây dựng được GV chính xác hoá,

bổ sung, thể chế hoá tri thức mới HS chính thức ghi nhận tri thức mới và vận dụng vào việc giải những bài tập, những vấn đề mới có liên quan

1.4.5 Bồi dưỡng các PP nhận thức đặc thù của vật lý cho HS, đặc biệt là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình

a) Phương pháp thực nghiệm là phương pháp nghiên cứu đặc thù của Vật lý, nhằm kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học Phỏng theo chu trình nhận thức khoa học vật lý, phương pháp thực nghiệm (hiểu theo nghĩa rộng) thường gồm các giai đoạn sau: Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu (câu hỏi cần trả lời) - Đề xuất giả thuyết - Suy luận lôgic từ giả thuyết ra hệ quả kiểm tra được bằng TN - Kiểm tra hệ quả bằng TN (bao gồm thiết kế phương án TN, lập kế hoạch TN, bố trí

TN, tiến hành TN thu thập dữ liệu, xử lí dữ liệu thu được) - đối chiếu kết quả TN với hệ quả để khẳng định (đi tới KT mới) hoặc phủ định giả thuyết

b) Phương pháp mô hình là phương pháp nhận thức tính chất của các đối tượng gốc (sự vật, hiện tượng, quá trình) thông qua việc nghiên cứu trên mô hình của nó Phương pháp mô hình thường gồm các giai đoạn sau: Thu thập các thông tin về đối tượng gốc - Trên cơ sở các tính chất cơ bản đã biết của đối tượng gốc, xây dựng mô hình như là vật thay thế cho đối tượng gốc - Làm việc trên mô hình để thu nhận những thông tin mới, suy luận từ những thông tin này ra các hệ quả có thể kiểm tra được trên đối tượng gốc - Kiểm tra tính đúng đắn của các hệ quả trên đối tượng gốc để rút ra các KT mới về đối tượng gốc

1.4.6 PPDH hướng vào việc tổ chức HĐHT tích cực, tự lực và sáng tạo của HS

đòi hỏi phải đổi mới việc thiết kế bài học (soạn kế hoạch bài học) Việc soạn kế

hoạch bài học của GV phải chuyển trọng tâm từ thiết kế các hoạt động của GV sang

thiết kế các hoạt động của HS (mục đích hoạt động; cách thức hoạt động; hình thức thực hiện hoạt động - cá nhân, nhóm; kết quả cần đạt được) trong quá trình lĩnh hội từng nội dung KT của bài học Khi soạn kế hoạch bài học, GV phải xác định rõ ràng, cụ thể mục tiêu học tập (mức độ HS đạt được sau bài học về KT, KN, thái độ)

đủ để làm cơ sở đánh giá chất lượng và hiệu quả của bài học

Ngoài ra, PPDH mới cũng đòi hỏi phải đổi mới việc sử dụng phương tiện dạy học trong DHVL Có thể sử dụng phối hợp các thiết bị dạy học truyền thống và các thiết bị dạy học hiện đại

Trên cơ sở nghiên cứu lý luận dạy học, những tác động tích cực của CNTT trong dạy học vật lý, những ưu điểm của PMDH , những biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của HS và mục tiêu yêu cầu của phần cơ học lớp 10, điện học lớp 11, chúng tôi cho rằng cần phải nghiên cứu đưa ra phương pháp ứng dụng CNTT trong dạy học thông qua những bài học điển hình để kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng cho các bài học tương tự

1.5 Tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS với sự hỗ trợ của

CNTT

1.5.1 Đổi mới PPDH theo quan niệm CNTT

Thế giới bước vào kỷ nguyên mới nhờ tiến bộ nhanh chóng của việc ứng dụng CNTT vào tất cả các lĩnh vực Trong giáo dục – đào tạo, CNTT đã góp phần hiện đại hoá phương tiện, thiết bị dạy học góp phần đổi mới PPDH

Theo quan điểm thông tin, học là một quá trình thu nhận thông tin có định hướng, có sự tái tạo và phát triển thông tin; dạy là phát thông tin và giúp người học thực hiện quá trình trên một cách có hiệu quả

Thông tin được hiểu càng có giá trị nếu nó gây ra được sự bất ngờ càng lớn Trong khoa học người ta đã lượng hoá thông tin theo quan điểm này Người học như một máy thu có nhiều cửa vào, phải biết tiếp nhận thông tin qua nhiều cửa, phải biết tách thông tin hữu ích ra khỏi nhiễu, phải biết biến đổi, lưu trữ, ghi nhớ thông tin trong nhiều bộ nhớ khác nhau, mỗi cửa vào này tiếp nhận thông tin được mã hoá riêng biệt Ta cần tận dụng tất cả các phương tiện để đưa thông tin vào các cửa này, cần sử dụng các trang thiết bị hiện đại nhằm chuyển đổi, mã hóa, chế biến thông tin

để việc truyền tin đạt hiệu quả nhất

Nếu nội dung bài học chỉ được truyền tới người học dưới dạng văn bản thì người học có thể kém hứng thú Nếu chỉ truyền tin theo một chiều, không có sự hỏi đáp thì thông tin thu được của người học có thể phiến diện, không đầy đủ hoặc bị biến dạng, có khi dẫn đến việc hiểu sai nội dung.

Theo quan điểm CNTT, để đối mới PPDH, người ta tìm ra những “Phương pháp làm tăng giá trị lượng tin, trao đổi thông tin nhanh hơn, nhiều hơn và hiệu quả hơn”

1.5.2 Những căn cứ cho việc ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý

- Căn cứ vào đặc điểm của môn vật lý

Vật lý học là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật và công nghệ quan trọng Sự phát triển của khoa học vật lý 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 hiểu biết và nhận thức về vật lý có giá trị to lớn trong đời sống và trong sản xuất, đặc biệt trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước Vật lý học ở trường phổ thông chủ yếu là vật lý thực nghiệm Phương pháp nghiên cứu của nó chủ yếu là phương pháp thực nghiệm Đó là một phương pháp nhận thức có hiệu quả trên con đường tìm chân lý khách quan Trong quá trình nghiên cứu học tập môn vật lý, có thể ứng dụng các thành tựu của CNTT như trong các TN , trong các hiện tượng và quá trình vật lý thường gặp,… giúp cho HS có được các kiến thức một cách sâu sắc, vững chắc hơn

- Căn cứ vào thực tiễn

Lịch sử phát triển của nhà trường, của ngành giáo dục cho thấy rằng mọi thành tựu của khoa học - kỹ thuật, mọi biến đổi của sản xuất xã hội, 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 việc cải tiến, phát triển nội dung dạy học, phương pháp dạy học Các thành tựu của CNTT đều có thể được ứng dụng để cải tiến, hiện đại hoá các phương tiện dạy học Ứng dụng các thành tựu của CNTT vào hoạt động dạy học

là đặc trưng của nhà trường hiện nay ở các nước phát triển và đang phát triển Máy

vi tính kết nối với projector là một dạng mới của tấm bảng đen truyền thống trong nhà trường Sử dụng tốt nó sẽ là bước hiện đại hoá thiết bị dạy học, giúp làm sinh động hơn hội dung dạy học, tiết kiệm được thời gian Giáo viên có thể đưa lên màn

hình những nội dung dạy học có chọn lọc một cách nhanh chóng, linh hoạt, các dữ liệu trên màn hình thường xuyên được cập nhật thông qua hệ thống mạng máy tính

và Internet Tại các nước phát triển, các công ty sản xuất thiết bị dạy học lớn đã thành lập các chi nhánh, các bộ phận nghiên cứu, sản xuất các thiết bị dạy học hiện đại có sử dụng máy vi tính Tại CHLB Đức các công ty như Leybold, Phywe, Elwe,

… đã sản xuất hàng loạt các thiết bị hiện đại được điều khiển bởi máy vi tính Các sản phẩm này đã được cung cấp tới Việt nam cũng như nhiều nước trên thế giới Hãng Pasco của Hoa kì cũng đã sản xuất, cung cấp các thiết bị đo lường, điều khiển

tự động dùng trong nhà trường Tại các nước 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 phần mềm dạy học bộ môn đã được chú trọng phát triển ở nhiều nước trên thế giới Thực tiễn ở các nước phát triển cho thấy HS có thể tiếp thu các thành tựu của CNTT ở các mức độ khác nhau ngay từ tuổi mẫu giáo, mầm non cho đến tuổi trưởng thành Việc học tập với sự hỗ trợ của CNTT ở nhiều mức độ khác nhau đều góp phần tạo điều kiện tốt cho HS làm quen với phong cách lao động trong một xã hội tự động hoá Nâng cao hiệu quả dạy học nhờ sử dụng CNTT vẫn là một hướng

cơ bản của công nghệ hoá quá trình dạy học ngày nay

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 CNTT vào nhà trường Môn tin học đã được đưa vào dạy học trong nhà trường dưới nhiều mức độ khác nhau, các nhà trường đã được trang bị máy vi tính, máy Projector Máy vi tính ngày càng

rẻ, các phần mềm thường xuyên được cải tiến, hoàn thiện,… đã tạo tiền đề thuận lợi cho việc trang bị hệ thống thiết bị máy vi tính phục vụ cho hoạt động giáo dục trong nhà trường, cũng như cá nhân

Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá nước nhà nhằm đưa nước ta theo kịp nhịp độ phát triển của thế giới trong xu hướng hợp tác và hội nhập với nền kinh tế toàn cầu đòi hỏi thế hệ trẻ phải sử dụng thành thạo các ứng dụng của CNTT vào lĩnh vực công tác của mình trong tương lai

Hiện nay ở một số trường Đại học Sư phạm, Cao đẳng sư phạm trong chương trình đào tạo, SV Vật lý đã được học nhiều học phần về tin học cũng như các môn học về ứng dụng CNTT nói chung, máy vi tính nói riêng để làm phương tiện dạy

học vật lý Đây là bước chuẩn bị đội ngũ GV để có thể sẵn sàng tiếp cận với các phương tiện dạy học mới trong giảng dạy môn vật lý ở nhà trường phổ thông sau khi ra trường.

Những đòi hỏi cấp thiết của thực tiễn, những kết quả khả quan của việc ứng dụng CNTT vào dạy học trên thế giới và trong nước trong những năm qua đã khẳng định rằng việc nghiên cứu , ứng dụng các thành tựu của CNTT vào tổ chức các hoạt động dạy học là một đòi hỏi có tính tất yếu ở tất cả các nước trên thế giới

- Căn cứ vào đặc điểm tâm - sinh lý của HS THPT

Những kết quả nghiên cứu tâm – sinh lí của HS và điều tra xã hội học gần đây trên thế giới cũng như nước ta cho thấy thanh thiếu niên có những thay đổi trong sự phát triển tâm–sinh lý, đó là sự thay đổi có gia tốc Trong điều kiện phát triển của các phương tiện truyền thông, trong bối cảnh hội nhập, mở rông giao lưu,

HS được tiếp nhận nhiều nguồn thông tin đa dạng, phong phú từ nhiều mặt của cuộc sống, có hiểu biết nhiều hơn, linh hoạt và thực tế hơn so với các thế hệ cùng lứa tuổi trước đây mấy chục năm, đặc biệt là học sinh trung học Trong học tập, họ không thoã mãn với vai trò của người tiếp thu thụ động, không chỉ chấp nhận các giải pháp

đã có sẵn được đưa ra Như vậy ở lứa tuổi này nãy sinh một yêu cầu và cũng là một quá trình: Sự lĩnh hội độc lập các tri thức và phát triển kĩ năng Để thực hiện điều này thì ngoài chương trình và SGK còn cần phải có hệ thống thiết bị dạy học phù hợp và PPDH thích hợp CNTT đã góp phần hiện đại hoá phương tiện , thiết bị dạy học và góp phần đổi mới PPDH, hình thức dạy học Vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng CNTT vào dạy học các môn học là điều có thể và nên làm

1.5.3 Những quan điểm khi ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý

Theo Phạm Xuân Quế [38], có hai quan điểm khi ứng dụng CNTT trong dạy học:

Quan điểm 1: Chỉ sử dụng CNTT khi các phương tiện dạy học truyền thống không

giúp HS nhận thức một cách khoa học (đầy đủ và chính xác) kiến thức vật lý cần nghiên cứu

Khi ứng dụng CNTT, với các chức năng ưu việt của nó, có thể giúp HS thu thập thông tin, dữ liệu về hiện tượng, quá trình vật lý cần nghiên cứu một cách trực quan và đầy đủ hơn so với phương tiện dạy học truyền thống Nhờ đó, HS nhận thức về hiện tượng, quá trình vật lý một cách khoa học hơn Ví dụ khi dạy về khái

niệm đường sức trong điện trường của điện tích thông qua hình ảnh và TN mô phỏng bằng CNTT tính trực quan sẽ được nâng cao hơn nên HS có được biểu tượng sinh động hơn…

Quan điểm 2: Chỉ nên ứng dụng CNTT khi các phương tiện dạy học truyền thống

không hỗ trợ tốt việc tổ chức quá trình hoạt động nhận thức của HS một cách tích cực và tự lực Dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng không chỉ đơn giản là cung cấp tri thức mà còn phải hướng dẫn học sinh hành động Trong xã hội hiện đại với sự bùng nổ của CNTT, khoa học và công nghệ phát triển như vũ bão thì việc dạy học không thể chỉ giới hạn ở dạy kiến thức mà phải chuyển sang dạy phương pháp học Trong nhiều trường hợp, phương tiện dạy học truyền thống, không thể cung cấp đầy đủ các thông tin về đối tượng nghiên cứu Khi đó CNTT sẽ giúp HS phân tích, tổng hợp kết quả quan sát được nhằm:

- Phát hiện ra vấn đề mới cần nghiên cứu hay mâu thuẫn cần giải quyết hoặc là trên

cơ sở đó, HS phân tích, tổng hợp đưa ra giả thuyết khoa học;

- Giải quyết vấn đề đang đặt ra một cách khoa học

Như vậy, trong các trường hợp, do hạn chế của phương tiện dạy học truyền thống

mà HS phải học thụ động, phải công nhận nhiều kiến thức, không giúp HS tập nghiên cứu vật lý như nhà nghiên cứu vật lý, thì GV cần sự hỗ trợ của công nghệ thông tin

Ngoài ra, theo chúng tôi, để có thế phát huy được tính tích cực và tự lực của

HS chúng tôi đề xuất thêm hai quan điểm sau (quan điểm 3 và quan điểm 4):

Quan điểm 3: Sử dụng phối hợp CNTT với các phương tiện dạy học truyền thống,

phương tiện dạy học đơn giản tự tạo…

Việc ứng dụng CNTT trong dạy và học đã và đang được triển khai ngày càng sâu rộng trong toàn ngành giáo dục CNTT rất tuyệt vời, nhưng con người chúng ta còn tuyệt vời hơn, CNTT chỉ là một phương tiện dạy học, CNTT không thể thay thế giáo viên trên bục giảng, bài giảng điện tử không thể thay thế hoàn toàn bảng đen truyền thống,… Vấn đề là chúng ta ứng dụng, kết hợp giữa CNTT và các phương tiện truyền thống như thế nào trong dạy học cho có hiệu quả

Quan điểm 4: Ứng dụng CNTT vào các PPDH tích cực nhằm phát huy thế mạnh

của các PPDH này trong việc phát huy tính tích cực và tự lực của HS

Sử dụng CNTT như phương tiện dạy học cần được đặt trong toàn bộ hệ thống các PPDH, đặc biệt là các PPDH tích cực nhằm phát huy sức mạnh của cả hệ thống đó

Mỗi phương pháp đều có những chỗ mạnh và điểm yếu, ta cần phát huy điểm mạnh, hạn chế điểm yếu của mỗi phương pháp

- Phát huy vai trò của người thầy trong quá trình sử dụng CNTT như thiết bị dạy học

Không thủ tiêu vai trò của người thầy mà trái lại còn phát huy hiệu quả hoạt động của thầy giáo trong quá trình dạy học có sử dụng CNTT Chủ trương sử dụng CNTT như thiết bị dạy học của người thầy giáo, công cụ này dù hiệu lực đến mấy cũng không thủ tiêu được vai trò người thầy Ta vẫn cần tìm cách phát huy tác dụng của GV nhưng theo những hướng không hoàn toàn giống như trong dạy học thông thường GV cần lập kế hoạch cho những hoạt động của mình trước, trong và sau khi

HS học tập trên máy vi tính Chẳng hạn khi sử dụng CNTT thay GV trong một số khoảng thời gian, do được giải phóng khỏi việc dạy học đồng loạt cho cả lớp, GV

có thể đi sâu giúp những HS cá biệt (cả cá biệt yếu và cá biệt giỏi) trong những khoảng thời gian dài hơn nhiều so với dạy học không sử dụng CNTT

Sử dụng CNTT để dạy học, phương pháp dạy học cũng thay đổi GV là người hướng dẫn HS học tập không đơn thuần chỉ là người rót thông tin vào đầu HS, GV cũng phải học tập thường xuyên để nâng cao trình độ về CNTT, sử dụng có hiệu quả CNTT trong học tập HS còn có thể lấy thông tin từ nhiều nguồn phong phú khác nhau như sách, Internet, CD – ROM… Lúc này HS phải biết đánh giá và lựa chọn thông tin, không còn chỉ đơn thuần nhận thông tin một cách thụ động vì nguồn thông tin vô cùng phong phú

1.5.4 Một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng CNTT ở trường phổ thông

Hiện tại nhiều trường trung học đã được trang bị máy vi tính, các phương tiện nghe nhìn, các phương tiện truyền thông khác, nhiều trường đã được kết nối Internet GV đã được tập huấn về ứng dụng CNTT trong dạy học HS thường xuyên tiếp xúc với CNTT Để nâng cao hiệu quả của việc ứng dụng CNTT trong trường trung học, cần thực hiện một số nội dung sau:

- Nâng cao nhận thức cho cán bộ quản lý, GV và HS về việc ứng dụng CNTT trong quản lý và trong dạy học;

- Sử dụng các nguồn kinh phí để đầu tư trang thiết bị về CNTT cho các trường trung học;

- Bồi dưỡng GV các bộ môn về CNTT để họ có thể tổ chức tốt ứng dụng CNTT trong dạy học;

- Tổ chức trình diễn các tiết dạy học có ứng dụng CNTT trong trường trung học nhằm mục đích tuyên truyền, động viên các cá nhân, đơn vị tổ chức tốt việc ứng dụng CNTT;

- Xây dựng một số dịch vụ giáo dục và đào tạo ứng dụng trên mạng Internet;

- Tuyển chọn, xây dựng và hướng dẫn sử dụng các phần mềm trong quản lý giáo dục và trong dạy học;

- Nâng cao hiệu quả của việc kết nối Internet;

- Nghiên cứu để đưa ra các phần mềm dạy học tốt vào danh mục thiết bị dạy học tối thiểu;

- Tổ chức trao đổi kinh nghiệm về ứng dụng CNTT giữa các trường trung học trong nước và quốc tế;

1.5.5 Sự hỗ trợ của CNTT trong việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực và

tự lực cho HS trong dạy học vật lý

Việc tổ chức hoạt động nhận thức của HS phỏng theo con đường tìm tòi của các nhà khoa học theo chu trình hoạt động nhận thức sáng tạo được sơ đồ hoá như hình 1.2 thường gặp khó khăn trong các giai đoạn như: đề xuất mô hình - giả thuyết trừu tượng, xây dựng phương án thực nghiệm và tiến hành thực nghiệm để kiểm tra

hệ quả Chính thông qua hoạt động trong các giai đoạn này nhờ sự hỗ trợ của CNTT, mà tính tích cực tự lực và sáng tạo của HS được phát triển

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

hỗ trợ cho việc thu thập các thông tin này Ngoài khó khăn trên, trong công việc

kiểm tra tính đúng đắn của các mô hình - giả thuyết trừu tượng cũng thường gặp khó khăn nếu chỉ dựa vào các phương tiện dạy học truyền thống, phương tiện tính toán truyền thống

Từ những phân tích trên cho thấy, trong nhiều trường hợp nếu chỉ sử dụng các phương tiện dạy học truyền thống thì việc yêu cầu cao tính tích cực, tự lực của

HS tham gia vào việc phát hiện vấn đề cần giải quyết và giải quyết các vấn đề học tập (đề xuất mô hình - giả thuyết cũng như kiểm tra tính đúng đắn của nó) sẽ bị hạn chế, do đó, việc áp dụng các phương pháp dạy học nhằm tích cực hoá người học cũng có những hạn chế nhất định

Trong khi đó CNTT và máy vi tính có các chức năng hết sức ưu việt so với phương tiện dạy học truyền thống như:

- Dựa trên các phương trình mô tả các mối quan hệ của các đại lượng vật lý trong quá trình, hiện tượng cần nghiên cứu, nhờ CNTT ta có thể mô phỏng các mối quan hệ này bằng các hình ảnh tĩnh hay động một cách chính xác, trực quan và thẫm mỹ Cũng nhờ mô phỏng mà ta có thể đưa ra dự đoán về hiện tượng, quá trình vật lý mới, phát hiện ra vấn đề mới cần giải quyết

- CNTT có thể hỗ trợ các TN vật lý (thông qua ghép nối máy vi tính hay phân tích băng hình) để có thể tự động hoá thu thập, lưu trữ số liệu TN, phân loại, sắp xếp chúng và trình bày kết quả dưới dạng bảng số liệu hay đồ thị hết sức nhanh chóng và như ý muốn Sự hỗ trợ này của CNTT giúp cho HS tham gia tích cực, tự lực và sáng tạo vào giai đoạn giải quyết vấn đề trong quá trình nhận thức

Với các khả năng hỗ trợ của CNTT trong một số giai đoạn của chu trình nhận thức sáng tạo như đã phân tích trên, ta có thể đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, tự lực hoá quá trình học tập của HS trong dạy học vật lý Đặc biệt vật lý học là môn khoa học thực nghiệm, nên trong các giai đoạn của quá trình nhận thức không thể thiếu được các TN, vì vậy CNTT và các phương tiện hiện đại

có khả năng hỗ trợ tốt cho các TN vật lý Ta có thể cụ thể hoá vấn đề này như sau:CNTT có thể hỗ trợ TN vật lý trong các trường hợp:

- TN vật lý kết nối máy tính

- Thiết kế TN ảo;

- Mô phỏng các hiện tượng, quá trình vật lý;

- Tăng cường tính trực quan trong các TN khó quan sát;

1.5.5.1 Sự hỗ trợ của CNTT đối với TN vật lý thực

Đối với TN vật lý thực, sự hỗ trợ của CNTT thường là sử dụng MVT có phần mềm tương thích nhận tín hiệu thông qua Bộ giao diện chuyển đổi được nối với bộ cảm biến hoặc Camera theo sơ đồ:

Nhờ đó mà MVT có thể thu thập số liệu thực nghiệm dưới nhiều dạng khác nhau, có thể ghi lại rất nhiều giá trị đo trong một thời gian ngắn Những số liệu thu được có thể đồng thời ghi lên File dữ liệu và hiển thị lên màn hình theo đúng ý tưởng của GV Trên cơ sở đó, MVT tiến hành xử lý số liệu theo yêu cầu của việc tổ chức các hoạt động nhận thức cho HS trong giờ lên lớp

Ví dụ trong cơ học, Camera quan sát chuyển động kết hợp với phần mềm VideoCom Motion có thể ghi lại được toạ độ, vận tốc, gia tốc tại các thời điểm khác nhau Khi đó MVT vừa làm nhiệm vụ của một máy đo vạn năng, vừa tiến hành thu thập, xử lý, lưu trữ hoặc hiển thị lên màn hình (số liệu, bảng số liệu, đồ thị, hình ảnh, ) với tốc độ xử lý nhanh và cho kết quả đúng thực tế của TN theo yêu cầu

Như vậy, với thiết bị TN ghép nối với máy vi tính, ta có thể tự động thu thập

số liệu thực nghiệm, lập bảng số liệu, vẽ đồ thị thực nghiệm Sau khi ta nghiên cứu, phân tích số liệu và đồ thị thực nghiệm để dự đoán mỗi quan hệ có tính quy luật giữa các đại lượng trong hiện tượng, quá trình vật lý nghiên cứu, có thể nhờ máy tính kiểm tra dự đoán đó là đúng hay sai bằng cách so sánh đồ thị thực nghiệm và

đồ thị của hàm số chuẩn

TN được hỗ trợ bằng máy vi tính có một số ưu điểm sau:

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

- tiết kiệm thời gian thu thập và xử lý số liệu;

- cho phép thu thập nhiều bộ dữ liệu thực nghiệm trong thời gian rất ngắn;

- độ chính xác của các số liệu đo được cũng như kết quả tính toán cuối cùng

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

Đối tượng đo

(TN )

Bộ cảm biến hoặc Camera

Bộ giao diện chuyển đổi

Máy vi tính

và phần mềm

Màn hình hiển thị

Hình 1.3 Sơ đồ cấu trúc sự hỗ trợ của CNTT đối với thí nghiệm thực

- tiết kiệm thời gian lắp đặt TN;

- để có thể sử dụng được các TN có ghép nối với thiết bị vi tính thì không đòi hỏi ở người sử dụng biết kiến thức đặc biệt về kĩ thuật vi tính và không cần biết về ngôn ngữ lập trình

1.5.5.2 CNTT hỗ trợ việc mô phỏng các hiện tượng, quá trình vật lý và thiết kế

TN ảo trong dạy học vật lý

a) Khái niệm mô phỏng

Theo từ điển tiếng Việt, mô phỏng là phỏng theo, lấy làm mẫu để tạo ra cái

gì đó [từ điển tiếng việt]

Theo tác giả Phan Gia Anh Vũ, mô phỏng là quá trình thiết kế một mô hình của một hệ thống thực và thực hiện thao tác với mô hình đó nhằm mục đích tìm hiểu về hoạt động của hệ thống[69]

Một số tác giả khác cho rằng: mô phỏng là một phương pháp nghiên cứu về đối tượng, hệ thống thực thông qua mô hình của nó Mô phỏng còn là việc tiến hành nghiên cứu toàn bộ các quá trình liên quan tới việc xây dựng mô hình hệ thống và nghiên cứu hệ thống [84]

Theo tác giả Trần Huy Hoàng, mô phỏng là một đối tượng hoặc hệ thống các đối tượng được tạo ra trên máy vi tính mang đầy đủ các thuộc tính của một đối tượng hay hệ thống đối tượng thực mà khi thao tác lên các đối tượng đó thì sẽ làm xuất hiện các thuộc tính bên trong từng đối tượng hay mối quan hệ giữa các đối tượng đó [22]

Như vậy theo chúng tôi, có thể hiểu mô phỏng là việc thiết kế một mô hình của một đối tượng (hoặc hệ thống đối tượng) được tạo ra trên máy vi tính Mô hình này mang đầy đủ các thuộc tính của đối tượng (hay hệ thống đối tượng) để nó có thể vận hành theo đúng như quá trình thực; hoặc có thể tác động lên các nó thì các thuộc tính bên trong của đối tượng (hoặc hệ thống đối tượng) sẽ xuất hiện.

b) TN mô phỏng

Theo Trần Huy Hoàng, TN mô phỏng là các TN được xây dựng từ các dụng

cụ và đối tượng mô phỏng trên cơ sở các đối tượng thực[22]

Theo chúng tôi, TN mô phỏng là một hình thức mô phỏng mà có thể tác động lên nó để làm xuất hiện các thuộc tính hoặc quá trình biến đối của nó phù hợp với các quy luật như trong TN thực.

Ví dụ, khi dạy học về mắt, ta có thể sử dụng thí nghiệm mô phỏng về sự điều tiết của mắt để dạy học quá trình này Với thí nghiệm này, HS thấy được, mắt có thể nhìn được các vật đặt trong khoảng từ điểm cực cận tới điểm cực viễn và ảnh của vật luôn nằm trên màng lưới; khi vị trí vật thay đổi thì độ cong của thuỷ tinh thể thay đổi Thí nghiệm thật không quan sát được sự thay đổi này

và có giao diện thân thiện với người dùng [41]

Theo tác giả Lê Công Triêm, TN ảo là TN tồn tại thực trong môi trường ảo

do máy vi tính tạo ra TN ảo đó là các dụng cụ TN ảo, các đối tượng ảo như thực được tạo ra trong môi trường ảo của máy vi tính

Theo chúng tôi, TN ảo cũng là một loại TN mô phỏng nhưng các đối tượng, thiết bị, các dụng cụ được sử dụng trong đó rất giống hoặc gần giống với các đối