MỤC LỤC Trang 3 MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG MỤC LỤC 3 I PHẦN MỞ ĐẦU 4 1 Lý do chọn đề tài 4 2 Mục đích nghiên cứu 4 3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 4 4 Nhiệm vụ nghiên cứu 4 5 Phương pháp nghiên cứu 4 II N[.]
MỤC LỤC NỘI DUNG MỤC LỤC I PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu II NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương Thí nghiệm ảo giảng điện tử Chương Sự cần thiết thí nghiệm ảo dạy học đại Vai trò thí nghiệm trực quan đổi giáo dục Vai trị thí nghiệm ảo dạy học vật lý Chương Bài tốn cơng việc cần làm Bài tốn Giải pháp Các cơng việc cần phải làm Một số phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo dùng dạy học vật lý III KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Khuyến nghị Trang skkn TRANG 4 4 4 5 7 9 10 10 10 15 15 16 I PHẦN MỞ DẦU Lý chọn đề tài: - Việc dạy học xã hội đại ngày không cho phép dạy chay, học chay, học theo kiểu thầy giáo giảng bài, học sinh chép Khi dạy học đến đơn vị kiến thức liên quan đến thí nghiệm mà nhà trường khơng có dụng cụ thí nghiệm mà với điều kiện nhà trường phổ thơng không thực hay để mô tả trình đó: bên ngun tử bên mạch máu chẳng hạn thay mơ tả sng, chí có sử dụng tranh ảnh để mơ tả khơng gây hứng thú trực quan phương pháp sử dụng thí nghiệm ảo - Thí nghiệm ảo tạo trình diễn máy tính, máy chiếu số thiết bị kĩ thuật khác mơ tả hình ảnh 3D, mơ tả chuyển động diễn biến số tượng, q trình chí tương tác vào tượng q trình - Việc phối hợp sử dụng thí nghiệm thật thí nghiệm ảo dạy học nhiệm vụ cần thiết Mục đích nghiên cứu: - Đề tài nhằm mục đích nêu rõ cần thiết việc sử dụng thí nghiệm ảo giảng dạy mơn vật lý, ưu nhược điểm thí nghiệm ảo cách sử dụng thí nghiệm ảo phù hợp với đơn vị kiến thức cần truyền đạt cho học sinh mà khơng lạm dụng thí nghiệm ảo - Giới thiệu số phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo, kinh nghiệm sử dụng thiết kế giảng điện tử có sử dụng thí nghiệm ảo Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Thí nghiệm ảo phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo giảng dạy vật lý Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm ưu điểm, nhược điểm thí nghiệm ảo, sử dụng thí nghiệm ảo mục đích - Giới thiệu số phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo Phương pháp nghiên cứu: - Sử dụng Internet, kinh nghiệm thân đồng nghiệp, học hỏi từ nguồn khác Trang skkn II NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương 1: Thí nghiệm ảo giảng điện tử Thí nghiệm ảo giảng điện tử thuật ngữ ngày trở nên quen thuộc với chúng ta, với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin truyền thông, với internet học tập điện tử, thí nghiệm ảo giảng điện tử trở nên thành phần thiết yếu giáo dục đại Phạm vi thí nghiệm ảo giảng điện tử, không giới hạn lĩnh vực giáo dục đào tạo mà mở rộng ngành, lĩnh vực đời sống từ quảng bá sản phẩm, dịch vụ web, đến hình thức đa phương tiện dùng doanh nghiệp, dịch vụ tư vấn, chăm sóc khách hàng, làm việc cộng tác Bài giảng điện tử : tập hợp tài nguyên số hình thức đối tượng độc lập, xâu chuỗi với theo cấu trúc nội dung, định hướng theo chiến lược giáo dục người thiết kế, giảng điện tử gọi khóa học hay cua học Thí nghiệm ảo: tập hợp tài nguyên số đa phương tiện hình thức đối tượng học tập, nhằm mục đích mơ tượng vật lí, hóa học, sinh học xảy tự nhiên hay phịng thí nghiệm, có đặc điểm có tính tương tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng có khả mơ q trình, điều kiện tới hạn khó xảy tự nhiên hay khó thu phịng thí nghiệm Thí nghiệm ảo giúp giảm thiểu việc học chay, dạy chay thường gặp thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệm giúp người học chủ động học tập phù hợp với tinh thần người học trung tâm giáo dục đại Thực ảo: giảng điện tử giống giảng truyền thống nhằm giải hay số mục tiêu học tập cụ thể, tuân thủ nguyên tắc sư phạm Tuy nhiên có nhiều nét đặc thù giảng truyền thống thường nhấn mạnh vai trò người thầy, giảng điện tử hình thức học tập khai thác tính hỗ trợ cơng nghệ thơng tin nên vai trị người thầy dường “mờ”đi, chủ yếu qua phương tiện giao tiếp điện tử diễn đàn, chat, công cụ làm việc nhóm, audio, video confrerence Thời gian địa lí bị xóa nhịa, người học tự học theo nhu cầu lực hỗ trợ công cụ học tập Trang skkn Trong việc thiết kế giảng điện tử có nhiều vai trò so với thiết kế giảng truyền thống, cách thiết kế khác biệt với thiết kế giảng truyền thống Với giảng điện tử, người học phép tự chọn lộ trình học tập phù hợp với khả mình, giảng điện tử hỗ trợ hình thức học tập thích nghi địi hỏi phải thiết kế cách cẩn thận cần chương trình đặc biệt để chạy giảng thiết kế kiểu (phần mềm quản trị học tập, trình điều khiển khóa học ) Thí nghiệm ảo giống với giảng điện tử, ngồi ra, ưu điểm thí nghiệm ảo máy tính giả lập tình huống, điều kiện tới hạn, khó xảy giới thực giúp người học nắm chất vấn đề Tuy nhiên, thí nghiệm ảo khơng thể thay kinh nghiệm thực tiễn, thử tưởng tượng phi công lái máy bay hạ cánh tồn thực tập mơ hình ảo, hay bác sĩ phẫu thuật mỗ tim lại toàn kinh nghiệm với dao mổ ảo máy tính Quan hệ thí nghiệm ảo giảng điện tử: Thí nghiệm ảo giảng điện tử gắn bó chặt chẽ với nhau, khơng thể tách rời, thí nghiệm ảo giúp tăng hiệu giáo dục, huấn luyện giảng điện tử qua tính tương tác cao với người tiến hành thí nghiệm, với hệ thống giảng điện tử giúp xâu chuỗi thí nghiệm ảo theo trình tự logic, mang tính giáo dục Thí nghiệm ảo với giảng điện tử giúp áp dụng yếu tố giáo dục đại phần mềm dạy học HỌC + THỰC HÀNH + KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ, cần thiết hiệu học tập đạt cao Trò chơi giáo dục: Theo quan điểm giáo dục đại, khơng có phân biệt đơn vị học tập điện tử (đối tượng học tập hay Learning Object gọi LO) với thí nghiệm ảo, hay đơn vị kiểm tra đánh giá, thực chất đơn vị có tính tương tác người học, khả đánh giá tiến độ người học theo mức độ đáp ứng yêu cầu đề ra, quan điểm vậy, thí nghiệm ảo thực chất khơng khác game giáo dục nhiên để làm điều cần đảm bảo tính chất độc lập, hay thí nghiệm ảo phải có khả hoạt động độc lập đối tượng học tập, thiết kế để giải hay số mục tiêu (nhiệm vụ học tập cụ thể).Trò chơi giáo dục giúp tăng hiệu học tập qua việc khuyếnh khích người học chủ động học tập thể tinh thần "học mà chơi, chơi mà học" Trang skkn Chương 2: Sự cần thiết thí nghiệm ảo dạy học đại Vai trị thí nghiệm trực quan đổi giáo dục Việc đổi giáo dục nước nhà triển khai tồn quốc từ lâu nay, nhiên khơng thể nói đến đổi giáo dục mà khơng nói đến vai trị thí nghiệm trực quan đổi giáo dục Trước đây, giáo dục nước ta nặng lý thuyết, nhiều học sinh khơng hình dung thí nghiệm xảy nên tiếp thu kiến thức được, việc hiểu nhớ khó khăn Lại có em em nói thơng vanh vách kiến thức lý thuyết đến cho thực nghiệm em lại hồn tồn lúng túng Khơng có học sinh bình thường mà thấy học sinh tham dự kỳ thi Olympic quốc tế số môn cần thực hành vật lý, hoá học, sinh học năm trước đây, mà điểm lý thuyết cao điểm thực hành lại gần khơng có, … Trong sử dụng thí nghiệm trực quan lại có nhiều ưu điểm kể như: thí nghiệm góp phần làm cho học sinh huy động tất giác quan tham gia vào trình nhận thức, gây hứng thú học tập cho học sinh, kiến thức thu chắn sâu sắc, đồng thời lớp học sơi nổi, hăng hái Thí nghiệm giúp làm sáng tỏ lý thuyết, giáo dục tính tị mị khoa học cho học sinh, rèn kỹ thực hành nghiên cứu khoa học, rèn thói quen giải vấn đề khoa học, … Trước tình hình nhà làm công tác đổi giáo dục định phải đưa thí nghiệm trực quan vào giảng dạy trường phổ thơng Chỉ có minh hoạ thí nghiệm trực quan làm cho em hiểu kiến thức sâu sắc nhớ lâu Có thể đưa vào chương trình hình ảnh minh hoạ, tiết học thực hành thí nghiệm, mơ hình thí nghiệm làm máy vi tính… Hiện với chương trình đổi giáo dục bậc PTCS đưa vào nhiều thí nghiệm dạng làm sẵn thí nghiệm chụp lại hình cho học sinh quan sát học có thí nghiệm dạng này, bậc PTTH có hạn chế Ngoài với phát triển máy vi tính, cơng nghệ thơng tin ngày cịn có phần mềm hỗ trợ cho giảng dạy học tập, Trang skkn mơ hình hố thí nghiệm, mơ hình minh hoạ trực quan,… không phần quan trọng Vai trị thí nghiệm ảo dạy học vật lý 2.1 Khái niệm - Thí nghiệm thật: thí nghiệm thực dụng cụ thí nghiệm thật, hố chất thật - Thí nghiệm ảo: thí nghiệm thực máy vi tính, thí nghiệm ảo thực chất mơ hình thí nghiệm thật máy vi tính 2.2 So sánh thí nghiệm ảo thí nghiệm thật Có thể nói thí nghiệm ảo hay thí nghiệm thật xếp vào dịng thí nghiệm trực quan, làm sáng tỏ lý thuyết, gây hứng thú học tập cho em, giáo dục tính tị mị khoa học, làm cho học sinh nhận thức dễ dàng hơn, kiến thức thu em rõ ràng sâu sắc, đồng thời lớp học sôi nổi, hào hứng, … Tuy nhiên cách có ưu nhược điểm Có thể nói với cơng nghệ đại ngày nay, với hỗ trợ đắc lực máy vi tính sống ảo vơ phong phú, đơi cịn lấn át sống thực chúng ta, nhiên khơng thể nói thí nghiệm ảo hồn tồn tốt thí nghiệm thật lại có nhiều ưu điểm đánh bại thí nghiệm thật Có thể đưa số điểm mà thí nghiệm ảo khắc phục nhược điểm thí nghiệm thật: Trong trường hợp giáo viên làm thí nghiệm thật lớp cho học sinh quan sát dụng cụ thí nghiệm nhỏ, lớp học đơng, phịng học rộng Như làm thí nghiệm khơng phải tất học sinh lớp quan sát dễ dàng được, em cuối lớp nghe giáo viên nói mà khơng thể nhìn thí nghiệm giáo viên làm có số học sinh bàn quan sát rõ thí nghiệm Trong thí nghiệm ảo thực chiếu, mà thông thường chiếu đặt cho tất học sinh lớp học nhìn rõ tất thực đó, đồng thời giáo viên hồn tồn chỉnh kích cỡ dụng cụ thí nghiệm cho đủ lớn lớp quan sát rõ ràng kể em ngồi cuối lớp học Trang skkn Tiếp theo nói tới vấn đề an tồn thí nghiệm, với số thí nghiệm hố học làm với hố chất thật, đơi sơ xuất để xảy cháy nổ không mong muốn, với thí nghiệm ảo thí nghiệm hồn tồn an tồn, khơng lo cháy nổ ngồi dự định giáo viên học sinh, có tượng nhầm hố chất diễn máy vi tính tượng xảy mơ hình cháy nổ máy khơng phải thật nên an tồn Hơn thí nghiệm thực tế khơng phải thí nghiệm thành cơng mỹ mãn, với thí nghiệm ảo lập trình sẵn nên nói gần tất thí nghiệm chuẩn xác, thực thí nghiệm đem lại hiệu mong đợi Một vấn đề công tác chuẩn bị cơng cụ thí nghiệm, với chương trình đổi giáo dục chương trình phổ thơng sở, tiết học có thí nghiệm Với thí nghiệm đơn giản, dụng cụ giáo viên dễ dàng chuẩn bị dụng cụ, dễ dàng chuyển từ lớp học sáng lớp học khác Tuy nhiên với thí nghiệm mà dụng cụ kồng kềnh lại khơng phải điều đơn giản Cịn với thí nghiệm ảo giáo viên hồn tồn khơng phải lo lắng vấn đề này, dụng cụ có sẵn máy vi tính giáo viên cần lần thực đưa phần mềm thiết kế thí nghiệm vào máy cài đặt chương trình, lần sau hồn tồn n tâm dụng cụ thí nghiệm… Như thấy nhiều ưu điểm thí nghiệm ảo đây, nay, mà tin học ứng dụng nhiều vào trường học việc sử dụng thí nghiệm ảo hỗ trợ cho giảng dạy mơn học hồn tồn hợp lý Chương 3: Bài tốn cơng việc cần làm Bài tốn Từ việc so sánh thí nghiệm thật thí nghiệm ảo toán đặt làm học sinh quan sát thí nghiệm trực quan mà giáo viên lo lắng tới vấn đề chuẩn bị phương tiện thí nghiệm, lựa chọn phương tiện thí nghiệm phù hợp, thực thí nghiệm an toàn đạt hiệu mong muốn, đồng thời tất học sinh quan sát dễ dàng, theo dõi tranh luận dễ dàng, thí nghiệm sống động bắt mắt với học sinh… Trang skkn Giải pháp Khi mà tin học phát triển vào tất ngõ ngách đời sống người giải pháp đưa xây dựng thí nghiệm ảo thay thí nghiệm thật, sử dụng máy vi tính, máy chiếu, để thực thí nghiệm, để phát huy ưu điểm thí nghiệm ảo mang lại hạn chế nhược điểm thí nghiệm thật Các cơng việc cần phải làm Có thể thấy giải pháp đưa khả quan, nhiên để có thí nghiệm ảo thay cho thí nghiệm thật cịn nhiều cơng đoạn nữa, công đoạn không dễ dàng Cụ thể phải kể số cơng việc quan trọng là: Cần phải lựa chọn phần mềm phù hợp với môn giảng dạy, phần mềm phải có sẵn đầy đủ dụng cụ thí nghiệm ảo, dụng cụ sử dụng để thiết kế thí nghiệm máy vi tính Yêu cầu dụng cụ phải chuẩn, thí nghiệm thực phải đưa kết xác thí nghiệm thật Với phần mềm chọn lựa, cần phải thiết kế thí nghiệm phù hợp với chương trình sách giáo khoa giảng dạy lớp tất trường phổ thơng nước Thí nghiệm phải chuẩn, phải đưa kết mong đợi Đồng thời thí nghiệm phải bắt mắt, phải tạo tính tị mị cho học sinh, gây hứng thú cho học sinh, … Với trình độ tin học tất giáo viên toàn quốc khơng phải tất giáo viên xây dựng thành thạo thí nghiệm đạt yêu cầu trên, cần thiết phải có hệ thống thí nghiệm sẵn có, kèm theo hướng dẫn sử dụng để giáo viên dễ dàng sử dụng vào giảng mà khơng tốn thời gian thiết kế… Một số phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo dùng dạy học vật lý 4.1 Crocodile Physics Crocodile Physics phần mềm thiết kế TNVL ảo máy tính, ứng dụng vào tiết học trường phổ thông Phần mềm sử dụng rộng rãi nước Mỹ, Việt Nam phần mềm sử dụng nhiều, nhiều giáo viên đưa TN ảo vào tiết học nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy Ưu điểm phần mềm ngồi Trang 10 skkn TN có sẵn chương trình ta tự thiết kế TN khác phù hợp với chương trình giảng dạy Giao diện chương trình trực quan nên việc thiết kế TN ảo tương đối dễ dàng phần lớn giáo viên Hình Phần mềm Crocodile Physics 4.2 GeoGebra GeoGebra phần mềm cho phép vẽ thiết kế hình dùng để học tập Hình học chương trình mơn Tốn phổ thơng Phần mềm khơng có khả tạo hình vẽ xác tuyệt đối mà cịn có chức làm cho hình chuyển động hình Khả chuyển động hình hình học hình gọi “hình học động” GeoGebra sử dụng vật lí để mơ tả chuyển động vật học như: ném ngang, ném xiên, quỹ đạo hành tinh Trang 11 skkn Hình Phần mềm GeoGebra 4.3 Interactive physics Hình Phần mềm Interactive physics Trang 12 skkn Interactive physics phần mềm cho phép xây dựng thí nghiệm học, lực, tương tác học vật, cân Mơ tả chuyển động cấu máy móc 4.4 Physics 2.1 (Part II) Hình Phần mềm Physics Physics 2.1 (Part II) phần mềm vi tính thiết kế thí nghiệm ảo biểu diễn, chứng minh, mơ tượng Vật Lí điện, từ trường, quang học vật lí đại Có thể nghiệm lại số toán Trang 13 skkn 4.5 Macromedia Flash MX Hình Phần mềm Macromedia Flash MX Macromedia Flash MX chương trình cực mạnh dùng để tạo hình động, flash tương tác, … Chương trình cho phép tương tác với mơ hình đồ họa vector hình động, ngồi ra, Flash cịn gắn thêm video với nhiều định dạng khác 4.6 Microsoft Office PowerPoint Phần mềm Microsoft Office PowerPoint chủ đạo giảng điện tử nay, phần mềm cho phép làm môi trường liên kết phần mềm thí nghiệm ảo, hiển thị âm thanh, hình ảnh, video Một số thí nghiệm đơn giản sử dụng phần mềm để xây dựng, nhiên hiệu ứng chuyển động, việc phối hợp hiệu ứng thực giáo viên có kinh nghiệm phần mềm Trang 14 skkn Hình Phần mềm Microsoft Office PowerPoint III KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Những tiết dạy học có ứng dụng CNTT, thí nghiệm ảo với nhiều minh họa đẹp, sinh động đúng, làm cho học sinh hứng thú, say mê học tập Cùng thời lượng số lượng kiến thức kỹ em tiếp thu lại nhiều hơn, cụ thể sâu sắc Số lượng tập, kĩ thực hành em rèn luyện nhiều hơn, thành thục Hầu tất học dạy theo phương pháp học sinh tỏ chán nản, lười biếng học tập học với tâm trạng đối phó, thụ động, mà ngược lại em thích thú Rõ ràng học tập em trở thành niềm vui lớn Trang 15 skkn Tuy nhiên, hiệu việc dạy học có ứng dụng CNTT thí nghiệm ảo phụ thuộc vào yếu tố chính: khả hiểu biết CNTT vận dụng đắn thí nghiệm ảo vào học cụ thể Khuyến nghị * Đối với nhà trường: - Bố trí thêm phịng dạy học có sử dụng công nghệ thông tin - Bảo dưỡng trang thiết bị thường xuyên - Hỗ trợ, khuyến khích giáo viện học tập cơng nghệ thơng tin vào kì nghỉ hè * Đối với Sở GD-ĐT: - Đầu tư thí nghiệm Vật lý đầy đủ, kịp thời chi phí thấp - Tổ chức buổi hội thảo - sinh hoạt chuyên đề “Ứng dụng CNTT dạy học Vật lí” giáo viên nhiều trường có dịp trao đổi, học tập rút kinh nghiệm La Hai, ngày 15-3-2009 Giáo viên ĐỖ ĐẠI DUY Trang 16 skkn PHẦN ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CÁC CẤP Trang 17 skkn DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Chí Minh, Thí nghiệm Vật lí với trợ giúp máy tính điện tử, NXB trường Đại học Bách khoa Hà Nội [2] Phạm Xuân Quế (2007), Giáo trình sử dụng máy vi tính dạy học Vật lí, NXB trường Đại học Sư Phạm Hà Nội [3] Nguyễn Đức Thâm (2002), Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thông, NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội [4] http://vi.wikipedia.org, http://www.giaovien.net Trang 18 skkn ... nghiệm ảo cách sử dụng thí nghiệm ảo phù hợp với đơn vị kiến thức cần truyền đạt cho học sinh mà khơng lạm dụng thí nghiệm ảo - Giới thiệu số phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo, kinh nghiệm sử dụng. .. thiết kế giảng điện tử có sử dụng thí nghiệm ảo Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Thí nghiệm ảo phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo giảng dạy vật lý Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm ưu điểm, nhược điểm thí. .. Tìm ưu điểm, nhược điểm thí nghiệm ảo, sử dụng thí nghiệm ảo mục đích - Giới thiệu số phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo Phương pháp nghiên cứu: - Sử dụng Internet, kinh nghiệm thân đồng nghiệp, học