MÁY VI TÍNH với NHIỆM vụ, QUÁ TRÌNH và PHƯƠNG PHÁP dạy học vật lí

Thông tin Khoa học Số 34 , ,, , 11/2008 MÁY VI TÍNH VỚI NHIỆM VỤ, QUÁ TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Ths. Trần Văn Thạnh ∗ ∗∗ ∗ 1. Về nhiệm vụ dạy học 1.1. Truyền thụ tri thức, phát triển tư duy ðiều này thực hiện nhờ khả năng khai thác và truyền thụ tri thức về các hiện tượng tự nhiên và xã hội của máy vi tính (MVT). Sở dĩ MVT có ñược khả năng ñó vì nó có thể mô phỏng (simulation) và minh họa bằng hình vẽ (illustration) các hiện tượng, các quá trình tự nhiên và xã hội. Hơn nữa MVT còn có thể giúp ta tiến hành các thí nghiệm từ ñơn giản ñến phức tạp, nếu nó ñược ghép nối với một thiết bị chuyên dùng. Lúc ñó MVT trở thành máy ño vạn năng, có thể ño ñược mọi ñại lượng cần thiết với mức ñộ chính xác rất cao. Với thiết bị ñặc biệt này, các thí nghiệm ñược tiến hành một cách sinh ñộng, ñáp ứng mọi yêu cầu của quá trình dạy học. Các thí nghiệm thực hiện với sự tham gia của MVT có một tên gọi riêng: "Thí nghiệm với sự hỗ trợ của MVT". Tên gọi này giúp ta vừa nhận biết ñược thiết bị có mặt trong thí nghiệm, vừa nêu lên ñặc tính của thí nghiệm: tự ñộng ño ñạc và xử lý các số liệu, kết quả thí nghiệm ñạt mức chính xác cao. So với nhiều phương tiện dạy học (PTDH) truyền thống khác; MVT còn có mặt mạnh là nó có thể biểu diễn các hiện tượng và quá trình tự nhiên trong sự phối hợp với màu sắc, âm nhạc hoặc lời giải thích của giáo viên (GV). Do ñó MVT có sức cuốn hút học sinh (HS), có khả năng kích thích hứng thú học tập, ñặt họ vào vị trí chủ thể của quá trình học tập. Vì vậy, hiệu quả của bài giảng và chất lượng lĩnh hội tri thức của HS ñược nâng lên một cách ñáng kể. Hơn nữa GV có nhiều ñiều kiện và cơ hội phát triển tư duy cho HS. Chẳng hạn trong quá trình mô phỏng, minh hoạ bằng hình vẽ các hiện tượng và quá trình tự nhiên, xã hội, GV có thể hình thành và rèn luyện cho HS cách quan sát, khả năng mô tả và diễn ñạt tư tưởng với những thí nghiệm ñược tiến hành nhờ sự hỗ trợ của MVT, ngoài khả năng phát triển các thao tác tư duy nói trên, ta còn có ñiều kiện ñể rèn luyện cho HS năng lực phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hoá và trừu tượng hoá. 1.2. Rèn luyện kỹ năng thực hành Trong dạy học ở trường phổ thông, MVT không những chỉ ñược dùng làm phương tiện biểu diễn mà nó còn ñược dùng làm công cụ thực hành cho HS khi sử dụng MVT ñể xử lý thông tin, HS ñược rèn luyện các kỹ năng cơ bản: kỹ năng tư duy thuật toán, kỹ năng lập trình, v/v ðó là những thao tác trí tuệ và những thao tác thực hành các nội dung mới của giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Nhờ ñó HS có khả năng thích ứng nhanh chóng với mọi lĩnh vực hoạt ñộng của xã hội có trang bị MVT. Vì vậy xét về mặt xã hội, việc sử dụng MVT làm phương tiện dạy học (PTDH) trong nhà trường là một trong những biện pháp tích cực; ñáp ứng yêu cầu chuẩn bị lực lượng thực hiện những nhiệm vụ có tính chất chiến lược. 1.3. Giáo dục nhân cách người lao ñộng mới Trong quá trình "hội thoại với MVT", HS ñược rèn luyện tính ñộc lập, tự chủ và sáng tạo cao ñộ. MVT không tỏ thái ñộ phê phán gay gắt trực tiếp HS khi họ không thuộc bài và khi trả lời sai, nhưng nó không bao giờ khoan nhượng ñối với những sai sót mắc phải, buộc HS phải bằng mọi cách sửa chữa triệt ñể những sai sót ñó. Chỉ khi nào HS trả lời ñúng câu hỏi ñặt ra hoặc giải quyết xong nhiệm vụ ñược giao, MVT mới cho phép HS tiếp tục nghiên cứu phần tử kiến thức sau ñó, khắc phục tình trạng hỏng kiến thức. ðể có thể hội thoại kết quả với MVT, bắt buộc HS phải kiên trì, nhẫn nại, cần cù và chăm chỉ. Dùng năng lực hội thoại của MVT ñể kiểm tra kiến thức của HS luôn bảo ñảm ñược tính chính xác cao và sự công bằng trong ñánh giá, vì kết quả HS trả lời từng câu hỏi ñược hiện lên màn hình và ñược ghi vào bộ nhớ của MVT. Tính trung thực của HS khi ñược kiểm tra bằng MVT cũng ñược rèn luyện, vì MVT rất "trung thực, không vị nể" khi ñánh giá, buộc HS phải suy nghĩ, lựa chọn dứt khoát câu trả lời trong một khoảng thời gian ñã ñịnh. Khi sử dụng MVT làm công cụ thực hành, những chuẩn ñạo ñức cũng ñòi hỏi khắt khe, vì MVT chỉ thực hiện theo câu lệnh ñúng, không thể buộc nó làm theo ý muốn người sử dụng. Muốn giao cho máy những câu lệnh ñúng thì người sử dụng chỉ có cách là phải kiên trì học tập, nghiêm túc ñối với những quy ñịnh ñã ñược thoả thuận trong hệ lệnh, tự tin vào bản thân và trung thực cao ñộ. Tuy nhiên, cũng cần tránh khuynh hướng cực ñoan, cho rằng MVT có vai trò và tác dụng vạn năng, có thể sử dụng ñể thay thế mọi PTDH truyền thống khác. Cần nhớ rằng, ngay cả khi MVT ñược sử dụng rất rộng rãi trong tất cả các ngành kinh tế và xã hội, ñược sử dụng làm phương tiện sinh hoạt trong mọi gia ñình thì cuộc sống vẫn ñòi hỏi con người những kĩ năng sử dụng các công cụ thông thường. Kỹ năng ∗ Trưởng phòng Khảo thí & KðCL. Email: tvthanh@agu.edu.vn 51 Thông tin Khoa học Số 34 , ,, , 11/2008 52 giao tiếp với MVT vẫn luôn luôn chỉ là một trong những yêu cầu về mặt rèn luyện thực hành ñối với HS. Mặt khác, khi sử dụng MVT làm PTDH, HS không ñược quan sát các hiện tượng và các quá trình thực, mà họ chỉ ñược quan sát hình ảnh của các hiện tượng ñó khi chúng ñược mô phỏng trên màn hình. Về mặt tâm lý, các biểu tượng về một sự vật mà HS thu ñược từ quan sát vật thật và từ việc quan sát hình ảnh của vật thật ñó, có sự khác nhau khá xa về chất. Do ñó, việc sử dụng MVT phối hợp các PTDH truyền thống như: vật thật, mô hình, thí nghiệm, là rất cần thiết. 2. Về quá trình dạy học MVT có thể ñược sử dụng như một phương tiện trực quan ñể mô phỏng và minh hoạ bài giảng, như một thiết bị hỗ trợ cho các thí nghiệm giáo khoa trên lớp và cho các thí nghiệm thực hành ở phòng thí nghiệm và phương tiện hội thoại ñể tự học và ñể kiểm tra ñánh giá chất lượng kiến thức của HS. Với chức năng ñó, MVT có thể ñược sử dụng một cách ñộc lập hoặc một cách phối hợp với các PTDH khác trong tất cả các giai ñoạn của quá trình lên lớp một tiết học. Chẳng hạn, trong giai ñoạn mở bài; có thể lập chương trình mô phỏng một hiện tượng ñơn giản hoặc ñể tiến hành một thí nghiệm ngắn gọn nhằm kích thích hứng thú học tập của HS, ñặt trước HS tình huống có vấn ñề, tạo trạng thái tâm lý sẵn sàng tham gia tích cực vào quá trình lĩnh hội kiến thức mới, Trước giai ñoạn này, cũng có thể sử dụng MVT ñể kiểm tra ñánh giá việc chuẩn bị và ôn tập bài của HS, trên cơ sở ñó củng cố kiến thức ñã học ñể bước vào bài học mới. Trong giai ñoạn làm việc với tài liệu mới, có thể sử dụng MVT ñể hỗ trợ cho việc tiến hành thí nghiệm, lập biểu bảng, vẽ ñồ thị và xử lý thông tin nhằm rút ra kiến thức mới. Ngay trong giai ñoạn này cũng có thể sử dụng MVT ñể làm phương tiện hội thoại ñể gợi mở, hướng dẫn HS giải quyết vấn ñề nêu ra ñể phát triển tư duy cho họ theo những yêu cầu ñịnh hướng trước. Việc minh hoạ bằng hình vẽ nhờ màn hình của MVT có thể ñược dùng nhiều trong giai ñoạn củng cố bài giảng. Chức năng hội thoại của MVT là phương tiện hữu hiệu cho việc tổ chức kiểm tra và ñánh giá kết quả của quá trình dạy học, xếp loại HS theo năng lực học tập. Ta cũng phải lưu ý những nhược ñiểm quan trọng. Chẳng hạn, khi sử dụng MVT ñể biểu diễn trực quan các hiện tượng hoặc ñể trình bày các kết quả thí nghiệm sẽ gặp khó khăn. Do kích thước màn hình có hạn nên mỗi màn hình chỉ ñủ cho khoảng chừng 5 ñến 7 HS quan sát. Khắc phục tình trạng này có thể dùng nhiều màn hình nối thành mạng cho một lớp học, như vậy vấp phải khó khăn về kinh phí. Một phương án khác là sử dụng phối hợp MVT với ñèn chiếu polylux, máy chiếu projector ñể khuếch ñại hình ảnh cần biểu diễn sao cho cả lớp có thể quan sát rõ. Như vậy, lại thấy yêu cầu của việc sử dụng phối hợp, các PTDH là rất quan trọng. Trong tương lai, khi màn hình tinh thể dẹt, có kích thước rộng trở thành thông dụng thì nhược ñiểm trên không còn nữa. 3. Về phương pháp dạy học Do những ñặc ñiểm về cấu tạo và về chức năng của MVT, nó ñược sử dụng dưới các dạng sau: Thứ nhất, MVT ñược dùng làm phương tiện biểu diễn trực quan của GV, theo một chương trình ñã ñược lập sẵn. Trong trường hợp này, HS ñóng vai trò người quan sát dưới sự ñiều khiển của GV. Nội dung ñã ñược chương trình hoá và tích vào ñĩa từ của một MVT. Trong tiến trình bài giảng, sử dụng MVT ñể mô phỏng các hiện tượng cần nghiên cứu hoặc mô phỏng các thí nghiệm phức tạp khó thực hiện trong ñiều kiện nhà trường. Dưới hình thức này, MVT có ghép nối với thiết bị ñiện tử chuyên dụng ñể thực hiện các thí nghiệm biểu diễn (cả thí nghiệm khảo sát, nghiên cứu lẫn thí nghiệm minh hoạ). HS có nhiệm vụ quan sát và trả lời những câu hỏi gợi mở của GV, nhằm ñạt ñược mục ñích mà bài học ñặt ra. Thứ hai, HS làm việc trực tiếp mới MVT dưới sự hướng dẫn, chỉ ñạo và giám sát chặt chẽ của GV. Hình thức sử dụng này ñòi hỏi HS phải có những kỹ năng cơ bản về lập trình và về giao tiếp với MVT. GV cho HS những nhiệm vụ cụ thể, những chỉ dẫn cần thiết. HS phát huy tính ñộc lập, sáng tạo ñể tìm cách thực hiện những nhiệm vụ ñược giao. Kết quả làm việc của HS ñược trình bày trên màn hình, GV theo dõi và uốn nắn những sai lầm mà HS có thể mắc phải. Dưới hình thức, này HS có thể sử sụng MVT ñể mô phỏng các hiện tượng và làm các thí nghiệm thực tập HS (thí nghiệm trực diễn) trong tất cả các giai ñoạn của quá trình dạy học; hoặc tiến hành các thí nghiệm thực hành với sự hỗ trợ của MVT. Tương ứng với mỗi kiểu bài học, GV cần có kế hoạch và phương pháp hướng dẫn HS thích hợp. Hình thức sử dụng máy này có thể áp dụng cho việc ôn tập, kiểm tra và ñánh giá kết quả lĩnh hội kiến thức của HS. Trong trường hợp này, GV có thể kết hợp vận dụng khả năng mô phỏng, minh họa bằng hình vẽ, thực hiện thí nghiệm với sự hỗ trợ của MVT, khả năng hội thoại giữa người và MVT với một hệ thống câu hỏi gợi mở có kèm theo biểu ñánh giá tương ứng (tất cả ñã ñược chương trình hoá và tích vào ñĩa từ). Dưới sự ñiều khiển của GV, HS sử dụng bàn phím của MVT ñể lần lượt nhận các câu hỏi và ñưa ra những câu trả lời của họ. MVT sẽ tự ñộng ñánh giá chất lượng của các câu trả lời ñó bằng ñiểm số (có thể có tính ñến cả tốc ñộ làm bài), ñể cuối cùng ñưa ra kết quả toàn bộ bài ôn tập hoặc bài kiểm tra. Thông tin Khoa học Số 34 , ,, , 11/2008 53 Thứ ba, HS học tập và nghiên cứu trực tiếp với MVT một cách hoàn toàn ñộc lập qua những chương trình ñược soạn thảo sẵn. ðó chính là phương pháp dạy học chương trình hoá. Với phương pháp này, MVT sẽ tạo ñiều kiện cho việc cá thể hoá cao ñộ trong học tập. ðiều này nhiều lúc rất cần thiết khi trình ñộ kiến thức và năng lực nhận thức của HS không ñồng ñều. Sự cá thể hoá quá trình học tập, trong trường hợp này HS học yếu sử dụng thêm thời gian vào việc củng cố kiến thức cơ sở và nâng cao năng lực nhận thức của mình ñể theo kịp trình ñộ chung, tạo ñiều kiện cho HS giỏi có thể học vượt lên, tranh thủ thời gian cho những hoạt ñộng nâng cao trình ñộ học vấn của họ. Nhược ñiểm của hình thức sử dụng này là ở chỗ không có ñiều kiện ñể phát triển ngôn ngữ và kỹ năng giao tiếp xã hội cho HS. Do ñó các nhà giáo dục cho rằng chỉ nên áp dụng hình thức sử dụng MVT theo phương pháp dạy học chương trình hoá cho những người lớn tuổi; ñối với HS phổ thông cần cân nhắc kĩ và nên phối hợp với các hình thức sử dụng khác. TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Công Triêm, Nguyễn Quang Lạc. 1992. Một số ñiểm về cơ sở lý luận dạy học của việc sử dụng máy tính ñiện tử - NCGD. Lê Công Triêm, Phan Gia Anh Vũ. 1994. Ứng dụng phần mềm hệ tác giả trong dạy học Vật lý - NCGD. Lê Công Triêm, Phan Gia Anh Vũ.1998. Ứng dụng máy vi tính trong dạy học vật lý ở trường phổ thông - NCGD. Lê Công Triêm. 2004. Bài giảng ñiện tử và quy trình thiết kế bài giảng ñiện tử trong dạy học. Kỷ yếu Hội thảo khoa học "ðổi mới phương pháp dạy học với sự tham gia của phương tiện kỹ thuật". Huế. Lê Công Triêm, Vương ðình Thắng. 2004. Xây dựng Website dạy học Vật lí lớp 6. Kỷ yếu Hội thảo khoa học "ðổi mới phương pháp dạy học với sự tham gia của phương tiện kỹ thuật". Huế. Lê Công Triêm. 2007. Sử dụng thí nghiệm ảo và thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Vật lý. Tạp chí Khoa học và Giáo dục. ðHSP Huế. Lê Công Triêm.2005. Sử dụng máy vi tính trong dạy học Vật lí. NXB Giáo dục. . Thông tin Khoa học Số 34 , ,, , 11/2008 MÁY VI TÍNH VỚI NHIỆM VỤ, QUÁ TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Ths. Trần Văn Thạnh ∗ ∗∗ ∗ 1. Về nhiệm vụ dạy học 1.1. Truyền thụ. "ðổi mới phương pháp dạy học với sự tham gia của phương tiện kỹ thuật". Huế. Lê Công Triêm. 2007. Sử dụng thí nghiệm ảo và thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Vật lý. Tạp chí Khoa học và Giáo. "ðổi mới phương pháp dạy học với sự tham gia của phương tiện kỹ thuật". Huế. Lê Công Triêm, Vương ðình Thắng. 2004. Xây dựng Website dạy học Vật lí lớp 6. Kỷ yếu Hội thảo khoa học "ðổi