Skkn sử dụng phần mềm mô phỏng khi dạy một số bài chương mắt và các dụng cụ quang học (vật lý 11 – cơ bản) theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức

MỞ ĐẦU Sử dụng phần mềm mô phỏng khi dạy một số bài chương Mắt và các dụng cụ quang học (Vật lý 11 Cơ bản) MỤC LỤC skkn Sử dụng phần mềm mô phỏng khi dạy một số bài chương Mắt và các dụng cụ quang học[.]

Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) MỤC LỤC skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTVH CNTT GDTX GV HS KHV KTV MVT NXB PMDH PPDH PTDH SGK THPT TKHT TKPK Bổ túc văn hố Cơng nghệ thơng tin Giáo dục thường xuyên Giáo viên Học sinh Kính hiển vi Kính thiên văn Máy vi tính Nhà xuất Phần mềm dạy học Phương pháp dạy học Phương tiện dạy học Sách giáo khoa Trung học phổ thông Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kỳ skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Lời giới thiệu Hiện công nghệ thơng tin phát triển nhanh chưa có, ứng dụng mang đến nhiều thành tựu to lớn có tính chất cách mạng nhiều lĩnh vực, có giáo dục đào tạo Chính vậy, việc ứng dụng cơng nghệ thơng tin vào giáo dục - đào tạo trở thành nhiệm vụ ưu tiên phát triển hàng đầu nhiều quốc gia giới Những thành tựu công nghệ thông tin ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khoa học, đời sống xã hội Trong nhiều Hội nghị BCH TW Đảng cộng sản Việt Nam nêu “Nhiệm vụ mục tiêu giáo dục nhằm xây dựng người có ý thức cộng đồng phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ tri thức khoa học cơng nghệ đại, có tư sáng tạo, có kỹ thực hành giỏi ” Bên cạnh đó, việc dạy học bước có đổi đáng kể nội dung, hình thức, cách thức tổ chức phương pháp Quá trình dạy học cần phải phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học, HS tham gia vào hoạt động tìm tịi sáng tạo giải vấn đề Cùng với việc nghiên cứu sử dụng PTDH nhằm hỗ trợ hoạt động giáo viên HS cụ thể Vai trò PTDH truyền thống nhiều hạn chế, chưa đáp ứng yêu cầu đặt Các phần mềm hỗ trợ trình dạy học khắc phục phần hạn chế Cùng với đổi trường THPT nước, khối BTVH có đổi SGK phương pháp dạy học Tuy nhiên, PTDH thiếu thốn nhiều, thiết bị có ứng dụng CNTT PMDH giảng dạy mơn nói chung mơn vật lý nói riêng Đặc điểm HS Trung tâm GDTX: HS thuộc nhiều lứa tuổi khác nhau, đa số trượt trường THPT, ham chơi, lười học, nhận thức chậm, mặt kiến thức không đồng Đa số HS có học lực hạnh kiểm trung bình Việc dạy học lại thường mang tính chất “thơng báo, tái hiện”, sử dụng thí nghiệm, “dạy chay”, chưa có phịng học mơn Một số thí nghiệm mang tính trực quan chưa cao, cụ thể chương “Mắt dụng cụ quang học” (SGK vật lý 11 – Ban bản) chương có kiến thức quan trọng liên hệ nhiều đến thực tiễn HS Khi học chương HS gặp nhiều khó khăn là: khó quan sát đường truyền tia sáng mắt qua dụng cụ quang học, Nguyễn Văn Việt – Phó Giám đốc Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) chủ yếu HS dựa vào hình vẽ, tượng, trình quang học xảy nhanh dẫn đến q trình tiếp thu kiến thức khơng thuyết phục Việc sử dụng thí nghiệm truyền thống khó thành cơng, phạm vi học, nên để tiến hành tất thí nghiệm giáo án đưa điều khơng khả thi học Nhằm giúp học sinh lĩnh hội tri thức cách có khoa học, phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức, phân phối thời gian hợp lí tiết học việc sử dụng MVT PMDH cần thiết Với lí trên, lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11 – Cơ bản) theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức” Tên sáng kiến: Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11 – Cơ bản) theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức Tác giả sáng kiến: - Họ tên: NGUYỄN VĂN VIỆT - Địa chỉ: Trung tâm GDNN – GDTX Yên Lạc, Yên Lạc, Vĩnh Phúc - Số điện thoại: 0987.817.717 E-mail: nvviet.vinhphuc@moet.edu.vn Chủ đầu tư tạo sáng kiến: Tác giả sáng kiến đồng thời chủ đầu tư tạo sáng kiến Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Hoạt động dạy GV hoạt động học HS tiến trình dạy - học chương “Mắt dụng cụ quang học” theo chương trình vật lý 11 chương trình GDTX cấp THPT Trung tâm GDTX, GDNN - GDTX Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu tiên: - Thời gian áp dụng lần đầu tiên: Từ tháng 01/2019 đến tháng 4/2020 - Địa điểm: Trung tâm GDNN – GDTX Yên Lạc Mô tả sáng kiến: 7.1 Cơ sở lí luận phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức học sinh dạy học có sử dụng phần mềm: 7.1.1 Hoạt động nhận thức hoạt động dạy học phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức học sinh Nhận thức trình người, trình thường gắn với mục đích định nên nhận thức người hoạt động Đặc trưng bật hoạt động nhận thức phản ánh thực khách quan Hoạt động bao gồm nhiều trình khác nhau, thể mức độ phản ánh thực khác (cảm giác, tri giác, tưởng tượng, tư ) mang lại Nguyễn Văn Việt – Phó Giám đốc Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) sản phẩm khác hoạt động khách quan (hình ảnh, hình tượng, biểu tượng, khái niệm) Tính tích cực nhận thức hoạt động tập hợp hoạt động nhằm làm chuyển biến vị trí người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp thu tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu học tập Tính tích cực nhận thức trạng thái hoạt động nhận thức Hạt nhân tính tích cực nhận thức hoạt động tư cá nhân tạo nên thúc đẩy hệ thống nhu cầu đa dạng Nhu cầu nhận thức mới, nhu cầu vươn lên trình độ cao nguồn gốc tính tích cực hoạt động nhận thức HS Tích cực biểu ý thức, có ý thức HS tích cực, chủ động sáng tạo tình Trong học tập, tính tích cực nhận thức HS đặc trưng khát vọng, nghị lực học tập HS chủ thể trình học tập, việc học tập thực đạt kết cao HS người có ý thức chủ động tích cực sáng tạo Tính tích cực thái độ HS muốn nắm vững kiến thức, hiểu sâu sắc nội dung học tập cách cố gắng để vận dụng hiểu biết vào sống Tính tích cực hoạt động nhận thức HS biểu qua dấu hiệu sau: - HS khao khát tự nguyện tham gia trả lời câu hỏi GV, bổ xung câu trả lời bạn, thích phát biểu ý kiến vấn đề nêu - HS hay nêu thắc mắc, địi hỏi giải thích cặn kẽ vấn đề GV trình bày chưa đủ rõ - HS chủ động vận dụng linh hoạt kiến thức, kỹ học để nhận thức vấn đề - HS mong muốn đóng góp với thầy, với bạn thơng tin lấy từ nguồn khác nhau, có vượt ngồi phạm vi học, mơn học Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức HS Bổ túc THPT cần phải ý đến đặc điểm tâm lý lứa tuổi là: giàu mơ ước, giàu nhiệt huyết, thường đơi với ham hiểu biết, thích khám phá, chinh phục điều mẻ Ở giai đoạn này, hoạt động học tập có tính chất định xu hướng nghề nghiệp em, thái độ em việc học tập khác với giai đoạn trước Càng cuối cấp thái độ HS mơn học trở nên có tính lựa chọn hơn, em hình thành hứng thú học tập gắn liền với mục đích khuynh hướng nghề nghiệp Ngồi cịn số HS nhiều tuổi nên động học tập chưa cao Cơ sở khoa học việc thiết kế hoạt động dạy học kiến thức vật lý theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức HS: Để việc dạy học mơn vật lý đạt hiệu cao trước hết người GV phải tìm hiểu lơgic khoa học, yêu cầu chương trình, cấu trúc nội dung kiến thức Nguyễn Văn Việt – Phó Giám đốc Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) tài liệu giáo khoa, điều kiện vật chất, thời gian, trình độ phát triển đặc điểm HS lớp học Đó sở cần thiết để người GV xác định phương án tổ chức, đạo định hướng học tập tiết học cụ thể Điều thể hoạt động người GV thiết kế tiến trình hoạt động dạy học kiến thức cụ thể: - Xác định mục tiêu yêu cầu tiết học - Xác định cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng kiến thức - Xác định tiến trình hoạt động dạy học cụ thể 7.1.2 Vai trò thí nghiệm vật lý tổ chức hoạt động nhận thức học sinh Thí nghiệm vật lý tác động có chủ định, có hệ thống người vào đối tượng thực khách quan Thơng qua phân tích điều kiện mà diễn tác động kết tác động, ta thu nhận tri thức Thí nghiệm vật lý dùng để dạy học trường THPT có loại: thí nghiệm biểu diễn (thí nghiệm giáo viên tiến hành chính, nhiên có hỗ trợ học sinh) thí nghiệm thực tập (thí nghiệm học sinh tự tiến hành hướng dẫn GV) - Thí nghiệm biểu diễn GV tiến hành lớp, học, nghiên cứu kiến thức học củng cố kiến thức học sinh Thí nghiệm biểu diễn có loại sau: thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu tượng (Thí nghiệm khảo sát), thí nghiệm minh họa (kiểm chứng), thí nghiệm củng cố - Thí nghiệm thực tập học sinh học sinh tự tiến hành lớp (trong phịng thí nghiệm), ngồi lớp, nhà trường nhà với mức độ tự lực khác nhau, thí nghiệm thực tập chia làm loại: thí nghiệm trực diện, thí nghiệm thực hành, thí nghiệm quan sát vật lý nhà Các loại thí nghiệm vật lý mà tơi trình bày nằm pha tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức theo hướng tích cực, tự lực sáng tạo học sinh Ở pha thứ thí nghiệm chủ yếu dùng để tạo tình có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập học sinh, lôi học sinh vào hoạt động nhận thức, thường ngắn gọn, có hiệu lực mà không phức tạp, nên pha giáo viên thường dùng thí nghiệm mở đầu hay học sinh tiến hành thí nghiệm thời gian ngắn Ở pha thứ 2: thí nghiệm dùng thí nghiệm nghiên cứu bao gồm loại thí nghiệm (thí nghiệm nghiên cứu khảo sát thí nghiệm nghiên cứu kiểm chứng) Nguyễn Văn Việt – Phó Giám đốc Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) Ở pha thứ 3: thí nghiệm dùng để củng cố, nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức học để giải thích, dự đốn tượng, qua nắm vững kiến thức học dùng thí nghiệm quan sát nhà Các đặc điểm thí nghiệm vật lý: Các điều kiện thí nghiệm phải lựa chọn thiết lập có chủ định, cho thơng qua thí nghiệm trả lời câu hỏi đặt ra, kiểm tra giả thuyết hệ suy từ giả thiết Mỗi thí nghiệm có yếu tố cấu thành cần xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận kết tác động Các điều kiện thí nghiệm làm biến đổi để ta nghiên cứu phụ thuộc đại lượng, đại lượng khác giữ không đổi Các điều kiện thí nghiệm phải khống chế, kiểm sốt dự định nhờ sử dụng thiết bị có độ xác mức độ cần thiết, nhờ phân tích thường xuyên yếu tố đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng nhiễu Đặc điểm đặc biệt quan trọng thí nghiệm tính quan sát biến đổi đại lượng biến đổi đại lượng khác Điều đạt nhờ giác quan người hỗ trợ phương tiện quan sát, đo đạc Có thể lặp lại thí nghiệm tức với thiết bị thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm nhau, bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm tượng, trình vật lý phải diễn thí nghiệm giống lần thí nghiệm trước Thí nghiệm mơ thí nghiệm ảo: Trong dạy học vật lý, mơ nhờ máy vi tính xuất phát từ hai sở khác nhau: từ tiên đề hay mơ hình (các phương trình hay ngun lí vật lý) viết dạng toán học (một cách định lượng) từ mối quan hệ có tính chất định tính đại lượng vật lý thuộc đối tượng nghiên cứu Tùy theo sở xuất phát khác mà kết mô khác Nếu xuất phát từ tiên đề hay mơ hình viết dạng tốn học (một cách định lượng) việc mơ cho kết hồn tồn định lượng Loại mô xuất phát từ tiên đề hay mơ hình (các phương trình hay ngun lí… vật lý) viết dạng tốn học, thơng qua vận dụng phương pháp tính tốn mơ hình nhờ máy vi tính gọi mơ định lượng hay mơ xác Nguyễn Văn Việt – Phó Giám đốc Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) Thí nghiệm mơ máy vi tính có nhiều điểm chung với thí nghiệm thật Điều bảng so sánh sau: Thí nghiệm thật Mơ máy vi tính Nghiên cứu vật gốc Nghiên cứu mơ hình (q trình, tượng) (về q trình, tượng) Công cụ nghiên cứu thiết Công cụ nghiên cứu máy vi tính, bị thí nghiệm, dụng cụ đo chương trình phần mềm Các thao tác nghiên cứu: Các thao tác nghiên cứu: thay đổi thay đổi giá trị đại lượng để đo giá trị biến số để tính tốn giá trị giá trị đại lượng khác thí biến số khác (thuộc mơ hình) nhờ phần nghiệm - thu thập liệu mềm - thu thập liệu Phân tích, xử lí liệu để Phân tích, xử lí liệu để đưa đưa dự đoán khoa học hay kiểm dự đốn khoa học hay minh hoạ, mơ chứng giả thuyết mối quan hệ, qui luật Như vậy, thí nghiệm thuộc loại mơ xét nguồn gốc, xây dựng không xuất phát từ liệu gốc trình tượng xảy thật tự nhiên Thực tiễn việc phát triển sử dụng thí nghiệm ảo dạy học Vật lý: Tại nước phát triển việc sử dụng máy vi tính phần mềm hỗ trợ dạy học thực từ sớm Hiện có nhiều cơng ty tiếng giới lĩnh vực sản xuất phần mềm dạy học PHYWE, ELWE, LEYBOLD (CHLB Đức), hãng PASCO (Mỹ) Các sản phẩm cung cấp tới nhiều nước giới, thiết bị thí nghiệm ghép nối với máy vi tính Ở Việt Nam, thành tựu nghiệp đổi thập niên qua tạo tiền đề cho việc ứng dụng thành tựu CNTT vào nhà trường Phần mềm dạy học đưa vào giảng dạy nhà trường với nhiều mức độ khác nhiều đề tài phần mềm phân tích Video, phần mềm Quang hình học xây dựng Hiện số trường đại học sư phạm, cao đẳng sư phạm, chương trình đào tạo, sinh viên vật lý học nhiều học phần tin học môn ứng dụng CNTT để làm phương tiện dạy học vật lý Các yêu cầu thí nghiệm thực hành vật lý ảo: Trước hết, thí nghiệm ảo thuộc loại phần mềm dạy học nên phải đáp ứng yêu cầu phần mềm dạy học nói chung Thứ hai, Thí nghiệm vật lý ảo (TNVL ảo) phải đáp ứng đầy đủ mục tiêu nội dung thí nghiệm vật lý Nguyễn Văn Việt – Phó Giám đốc Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) Thứ ba, với đặc trưng thí nghiệm vật lý ảo nên thí nghiệm, yêu cầu thí nghiệm ảo phải thể rõ đặc biệt phải đảm bảo tính thật tính tương tác Thứ tư, phương pháp hình thức tổ chức thí nghiệm ảo dù GV (giáo viên) trình diễn hay hướng dẫn HS (học sinh) tự làm thí nghiệm ảo theo hướng tích cực hóa q trình nhận thức HS người GV phải thực cơng việc 7.1.3 Phần mềm dạy học - Yêu cầu chung phần mềm dạy học Phần mềm dạy học (PMDH) phương tiện chứa chương trình để lệnh cho máy tính thực yêu cầu nội dung phương pháp dạy học theo mục tiêu định Khác với phương tiện dạy học khác, PMDH dạng vật chất đặc biệt, câu lệnh chứa thông tin, liệu để hướng dẫn máy vi tính thực thao tác xử lý theo thuật toán xác định từ trước Các PMDH lưu trữ thiết bị nhớ máy vi tính đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa CD PMDH gọn nhẹ, dễ nhân với số lượng lớn, không cồng kềnh, dễ bảo quản, dễ vận chuyển, dễ sử dụng, sinh động hấp dẫn Tuỳ thuộc vào môn học cụ thể mà xây dựng PMDH tương ứng để phục vụ cho dạy học mơn Trong dạy học vật lý phân chia PMDH thành nhóm sau: - Phần mềm mô phỏng, minh họa: thường gọi phần mềm mô - Phần mềm xử lý số liệu thực nghiệm dùng hỗ trợ cho thí nghiệm vật lý: thường gọi phần mềm hỗ trợ thí nghiệm vật lý - Phần mềm ôn tập, tổng kết, hệ thống hoá kiến thức phần, chương sách giáo khoa - Phần mềm kiểm tra, đánh giá kiến thức học sinh Phần mềm dạy học (PMDH) thuộc thiết bị dùng để dạy học, phần mềm dạy học phải đáp ứng yêu cầu thiết bị dạy học Đối tượng sử dụng PMDH giáo viên học sinh, để PMDH phát huy hiệu quả, phải đảm bảo yêu cầu định sau: Tính khoa học; Tính sư phạm thẩm mỹ; Tính kỹ thuật; Tính kinh tế Ngày nay, MVT công cụ quan trọng lĩnh vực đời sống như: kinh tế, trị, nghiên cứu khoa học, giáo dục đào tạo, vui chơi giải trí, Trong nhà trường vậy, MVT công cụ hữu hiệu để quản lý hồ sơ, hỗ trợ việc tổng kết, đánh giá, xếp loại HV, hỗ trợ dạy học, Cụ thể dạy học, máy tính ngày thể hiển rõ rệt vai trị Bên cạnh ứng dụng thường thấy dạy học mơn học nói chung như: Trình diễn Nguyễn Văn Việt – Phó Giám đốc Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) giảng, kiểm tra đánh giá MVT, xử lí tính tốn kết MVT, dạy học vật lý MVT ứng dụng lĩnh vực quan trọng sau: * Mô đối tượng vật lý cần nghiên cứu * Hỗ trợ cho việc xây dựng mơ hình * Hỗ trợ thí nghiệm vật lý * Hỗ trợ cho việc phân tích băng video ghi q trình vật lý thực Mô đối tượng vật lý nhờ MVT theo quan điểm lý luận dạy học đại PPDH Xuất phát từ tiên đề hay kết luận lý thuyết (các phương trình tốn học, nguyên lý vật lý) viết dạng toán học, tượng vật lý, thông qua vận dụng phương pháp tính tốn mơ hình nhờ MVT để giải chủ yếu nhiệm vụ sau: * Mơ phỏng, minh hoạ cách trực quan xác tượng, trình vật lý cần nghiên cứu * Mơ tượng, q trình vật lý để qua tìm kiến thức (mối quan hệ mới, quy luật mới, ) đường nhận thức lý thuyết Khi nghiên cứu tượng, trình vật lý mới, người ta thường tiến hành quan sát, đo đạc, thu thập phân tích, xử lý số liệu để tới nhận thức quy luật chi phối chúng Trong trình này, việc đưa dự đoán quy luật phụ thuộc đại lượng kiểm tra dự đoán cần thiết, từ đưa phương trình tốn học để mơ tả q trình, tượng Như với hỗ trợ MVTvà phần mềm MVT thích hợp trình tổ chức hoạt động nhận thức HV giúp HS kiểm tra giả thuyết mình, xây dựng mơ hình tìm quy luật phụ thuộc đại lượng, giúp HS nắm vững kiến thức phát triển tư 1.4 Thực trạng việc sử dụng CNTT dạy học vật lý Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc Ngày phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật toàn giới Việc ứng dụng CNTT dạy học cần thiết Ứng dụng CNTT dạy học góp phần nâng cao chất lượng hiệu q trình dạy học, có nhiều ưu điểm thuận lợi so với PTDH truyền thống Tuy nhiên, có bất cập số hạn chế khó khăn cần phải khắc phục Tôi tiến hành khảo sát, điều tra thực trạng việc sử dụng CNTT dạy học vật lý, việc giảng dạy học tập GV dạy vật lý HS lớp 11 Trung tâm GDTX Yên Lạc Nguyễn Văn Việt – Phó Giám đốc Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc skkn ... ? ?Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11 – Cơ bản) theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức? ?? Tên sáng kiến: Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ. .. sáng mắt qua dụng cụ quang học, Nguyễn Văn Việt – Phó Giám đốc Trung tâm GDNN - GDTX Yên Lạc skkn Sử dụng phần mềm mô dạy số chương Mắt dụng cụ quang học (Vật lý 11- Cơ bản) chủ yếu HS dựa vào... học có sử dụng phần mềm: 7.1.1 Hoạt động nhận thức hoạt động dạy học phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức học sinh Nhận thức trình người, trình thường gắn với mục đích định nên nhận thức