Bài giảng và bước đầu xây dựng tài liệu hỗ trợ cho phần quang hình học

Bài giảng và bước đầu xây dựng tài liệu hỗ trợ cho phần quang hình học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH ------------------------------- NGUYỄN THỊ BÉ THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI GIẢNG VÀ BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG TÀI LIỆU HỖ TRỢ CHO PHẦN QUANG HÌNH HỌC Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐỖ XN HỘI Thành Phố Hồ Chí Minh - 2008 LỜI CẢM ƠN Trước hết, cho tôi được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS. Đỗ Xuân Hội. Thầy đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô giáo phản biện đã nhận xét, góp ý và sửa chữa những thiếu sót để luận văn hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy, Cô giáo đã giảng dạy chúng tôi trong suốt những năm học dưới mái trường Đại học Sư phạm thân yêu này. Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể Cán bộ, Giảng viên, công nhân viên ở phòng Khoa học công nghệ sau đại học đã tạo điều kiện học tập thuận lợi cho chúng tôi trong suốt những năm qua. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đối với gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp tại trường THPT Nguyễn Thái Bình – Quận Tân Bình – TP. Hồ Chí Minh, đã động viên và nhiệt tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. TÁC GIẢ MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngành giáo dục đào tạo ở nước ta hiện nay đang thực hiện nhiều đổi mới trong hoạt động dạy và học. Trong đó, tập trung đổi mới về nội dung chương trình học, sách giáo khoa, đổi mới phương pháp đánh giá và đặt biệt là đổi mới phương pháp dạy học nhằm khắc phục lối truyền thụ một chiều, học sinh thụ động tiếp th u kiến thức. Nghị quyết số 40/2000/QH10 của Quốc hội khóa 10 đã khẳng định “Xây dựng nội dung chương trình, phương pháp giáo dục, sách giáo khoa phổ thông nhằm nâng cao giáo dục toàn diện thế hệ trẻ, đáp ứng yêu cầu phát triển nguồn nhân lực phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, phù hợp với thực tiễn và truyền thống Việt Nam, tiếp cận trình độ giáo dục phổ thông ở cá c nước phát triển trong khu vực và thế giới”. Việt Nam đang bước vào thời kì hội nhập, có rất nhiều vấn đề chúng ta phải đổi mới để có thể hòa nhập với xu hướng quốc tế. Mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành một nước công nghiệp và hội nhập với cộng đồng quốc tế. Nhân tố quyết định thắng lợi của cô ng cuộc hiện đại hóa và hội nhập quốc tế là con người và vì thế nguồn nhân lực Việt Nam phải được phát triển về số lượng và chất lượng trên cơ sở mặt bằng dân trí được nâng cao, có những phẩm chất và năng lực được hình thành trên một nền tảng kĩ năng kiến thức chắc chắn. Việc này phải bắt đầu từ giáo dục p hổ thông. Để đáp ứng được mục tiêu giáo dục hiện nay, nhiều giáo viên đã tích cực thay đổi phương pháp giảng dạy, nâng cao tính trực quan trong dạy học nhằm tạo cho học sinh hứng thú học tập, chủ động, tích cực tiếp thu kiến thức. Trong đó, phải kể đến việc ứng dụng các thành tựu công nghệ thông tin vào dạy học với sự trợ giúp của m áy vi tính. Trong nhiều chỉ thị của Bộ giáo dục và đào tạo đã xác định rõ: công nghệ thông tin tác động mạnh mẽ, làm thay đổi nội dung, phương pháp và cả phương thức dạy và học. Vì thế phải đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác giáo dục và đào tạo ở các cấp học, bậc học và ngành học. Bên cạnh đó, trong những năm gần đây, việc ứng dụng các thành tựu khoa học vào giảng dạy diễn ra thật sự sôi nổi. Trong đó, có thể kể đến lĩnh vực tin học đã thật sự tạo nên nét mới cho giáo dục hiện nay. Những thành tựu trong lĩnh vực công nghệ thông tin đã hỗ trợ rất nhiều cho người giáo viên trong công việc giảng dạy của mình. Việc ứng dụng những phần mềm vào dạy học là một trong những khuynh hướng hiện nay đã góp phần không nhỏ vào công cuộc đổi mới giáo dục bên cạnh việc đổi mới nội dung chương trình. Mặt khác, nhiều trường phổ thông hiện nay đã được trang bị hệ thống máy vi tính và máy chiếu, nên việc sử dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy ở trường phổ thông có nhiều thuận lợi và hiện đang được khuyến khíc h. Thêm vào đó, ngày nay internet đã trở nên khá phổ biến, đây sẽ là nguồn tư liệu vô cùng phong phú giúp cho người giáo viên có thể thiết kế một bài giảng điện tử sinh động, hấp dẫn. Trong chương trình vật lý ở đại học cũng như phổ thông, “Quang hình học” là một phần kiến thức khá quan trọng. Ở cấp phổ thông, trước năm 2007, học sinh được học phần này ở lớp 12 (từ năm 2007 theo chương trình đối mới của Bộ giáo dục, phần “Quang hình học” được đưa vào chương trình phân ban lớp 11). Trong phần “Quang hình học”, có nhiều thí nghiệm được đề nghị thực hiện. Tuy nhiên một thực tế ở trường phổ thông hiện nay là điều kiện phòng thí nghiệm, các thiết bị thí nghiệm chưa được trang bị đầy đủ, nên việc thực hiện các thí nghiệm này còn hạn chế và gặp nhiều khó khăn. Vì thế, trong đề tài này tôi sử dụng phần mềm Fl ash để minh họa những thí nghiệm quan trọng mà giáo viên có thể sử dụng để minh họa cho học sinh, hầu bù đắp phần nào việc thiếu thí nghiệm. Trên tinh thần đó, trong phạm vi luận văn này, tôi đi tìm hiểu những kiến thức cơ bản và chuyên sâu thuộc nội dung phần “Quang hình học” trong chương trình lớp 12. Hiện nay, Power Point và Flash là hai phần mềm đang được sử dụng khá phổ biến trong việc thiết kế bài giảng điện tử ở trường phổ thông cho hầu hết các môn học. Riêng đối với môn vật lý, nó có thể giúp người giáo viên thết kế những thí nghiệm minh họa thay cho thí nghiệm thật mà giáo viên khó có thể thực hiện trên lớp. Ngoài ra, tôi sưu tập và giới thiệu một vài website tham khảo có nội dung liên quan đến phần quang hình học. Tôi hy vọng việc minh họa các thí nghiệm trên máy vi tính thay cho các thí nghiệm thật mà chúng ta không có điều kiện tiến hành trên lớp sẽ có thể giúp học sinh dễ tiếp cận vấn đề, tạo được hứng thú học tập từ đó học sinh tiếp thu bài học một cách tốt hơn, rèn được nhiều kĩ năng cho học sinh hơn và giờ học sẽ trở nê n sinh động và hấp dẫn hơn. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Xây dựng một số thí nghiệm sử dụng phần mềm Flash trong phần “Quang hình học” - Thiết kế một số bài giảng điện tử trong phần “Quang hình học” sử dụng phần mềm Power Point và các thí nghiệm đã được xây dựng - Tìm hiểu nội dung liên quan đến phần “Quang hình học” trên một số website - Tóm tắt một số kiến thức cơ bản và chuyên sâu trong phần “Qua ng hình học” - Bước đầu tìm hiểu về sử dụng phương pháp ma trận trong việc giải một số bài toán về quang hình học. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU  Đối tượng nghiên cứu - Sử dụng phần mềm Flash để thiết kế một số thí nghiệm minh họa. - Thiết kế một số thí nghiệm và bài giảng điện tử trong phần “Quang hình học” lớp 12 Trung học phổ thông.  Phạm vi nghiên cứu Nội dung và phương pháp giảng dạy phần “Quang hình học” trong chương trình vật lý trung học phổ thông bằng hình thức sử dụng giáo án điện tử 4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Với mục tiêu nghiên cứu như trên, tôi xác định nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài như sau: - Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng phương tiện dạy học nói chung và việc sử dụng máy vi tính nói riêng trong dạy học vật lý. - Nghiên cứu về đặc điểm của thí nghiệm và việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý. - Nghiên cứu nội dung phần “ Quang hình học” trong chương trình vật lý 12 và một số kiến thức nâng cao có liên quan. - Nghiên cứu quy trình thiết kế bài giảng điện tử . - Tìm hiểu một số website có nội dung liên quan đến phần “Quang hình học”. - Bước đầu tìm hiểu về phương pháp ma trận trong việc giải một số bài toán quang hình học. - Tiến hành thiết kế một số thí nghiệm và bài giảng điện tử phần “ Quang hình học” lớp 12 trung học phổ thông. - Sử dụng những kết quả nghiên cứu vào thực nghiệm sư phạm, kiểm tra đánh giá kết quả và rút ra kết luận. 5. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Viêc lựa chọn thí nghiệm để minh họa phù hợp, sử dụng bài giảng điện tử hợp lí, việc sử dụng phần mềm dạy học với sự hỗ trợ của m áy vi tính sẽ nâng cao tính trực quan trong dạy học, từ đó gây được sự chú ý của học sinh vào nội dung học tập, kích thích hứng thú học tập của học sinh, góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học tập bộ môn vật lý ở phần “Quang hình học”. 6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu các tài liệu, tạp chí giáo dục về định hướng đổi mới giáo dục ở Việt Nam trong giai đoạn hiện nay. - Nghiên cứu các tài liệu về lý luận dạy học, các tài liệu bồi dưỡng phương pháp giảng dạy cho giáo viên trung học phổ thông. - Nghiên cứu một số tài liệu, giáo trình liên quan đến nội dung phần “Quang hình học” và quang học ma trận. - Nghiên cứu các giáo trình, website hướng dẫn sử dụng Flash, Power Point. - Tìm kiếm một số website có nội dung liên quan đến phần “Quang hình học” trên mạng internet.  Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Lập quy trình thiết kế các bài giảng điện tử phần “Quang hình học” lớp 12. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại lớp hai lớp 12 trường Tr ung học phổ thông Nguyễn Thái Bình –Thành phố Hồ Chí Minh. - Phân tích kết quả thực nghiệm và rút ra kết luận.  Phương pháp thu nhận dữ kiện - Trong khi tiến hành thực nghiệm sư phạm, theo dõi quan sát thái độ, hoạt động của học sinh nhằm nắm được phản ứng của các em trong việc học tập dưới sự hỗ trợ của các phương tiện hiện đại. - Tham khảo ý kiến của đồng nghiệp tr ong việc xây dựng các bài giảng điện tử và trong quá trình thực nghiệm sư phạm. 7. NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI - Thiết kế một số bài giảng điện tử phần “Quang hình học” - Bước đầu xây dựng tài liệu hỗ trợ cho phần “Quang hình học” bao gồm tóm tắt một số kiến thức cơ bản và nâng cao; sử dụng phương phá p ma trận trong việc giải một số bài toán quang hình học, xây dựng một số thí nghiệm minh họa bằng phần mềm Flash để hỗ trợ cho việc thiết kế bài giảng điện tử. 8. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN  Mở đầu  Chương I: Cơ sở lí luận  Chương II: Thiết kế một số thí nghiệm minh họa và bài giảng điện tử và bước đầu xây dựng tài liệu hỗ trợ cho phần “ Quang hình học”  Chương III: Thực nghiệm sư phạm  Kết luận Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN 1. 1. Cơ sở khoa học của việc sử dụng phương tiện dạy học trong dạy học vật lý 1.1.1. Các phương tiện dạy học [1] 1.1.1.1. Các phương tiện dạy học truyền thống Trong dạy học vật lý, chúng ta thường sử dụng các phương tiện sau: - Bảng - Tranh ảnh và các bản vẽ sẵn - Các tài liệu in: sách giáo khoa, sách bài tập, sách hướng dẫn và cá c tài liệu tham khảo khác - Các mô hình vật chất - Các thiết bị thí nghiệm dùng để tiến hành các thí nghiệm của giáo viên và các thí nghiệm của học sinh - Các vật thật trong đời sống và kỹ thuật 1.1.1.2. Các phương tiện dạy học hiện đại Bên cạnh những phương tiện dạy học quen thuộc trong dạy học truyền thống, ngày nay các phương tiện nghe nhìn được khai thác và sử dụng rộng rãi trong dạy học: - Phim học tập: phim đèn chiếu, phim chiếu bóng, phim học tập trên truyền hình, phim video. - Các phần mềm máy vi tính được sử dụng để minh họa hay mô phỏng các hiện tượng, các quá trình vật lý. Trong một số thí nghiệm, máy vi tính đóng vai trò là máy đo và xử lí kết quả thí nghiệm. Các phương tiện nghe nhìn được sử dụng trong dạy học với sự hỗ trợ của máy móc kỹ thuật. Thông tin chứa trong phương tiện này gồm h ình ảnh và âm thanh. Chúng tác động đến học sinh qua hình ảnh (hình ảnh tĩnh hoặc động, sơ đồ, kí hiệu,…) và âm thanh (tiếng nói, nhạc điệu, tiếng động,…). 1.1.2. Các chức năng của phương tiện dạy học 1.1.2.1. Các chức năng của phương tiện dạy học theo quan điểm của lí luận dạy học - Sử dụng phương tiện dạy học để tạo động cơ học tập, kích thích hứng thú nhận thức của học sinh, đặc biệt trong giai đoạn định hướng mục đích nghiên cứu. - Sử dụng phương tiện dạy học để hình thà nh kiến thức và kỹ năng mới. - Phương tiện dạy học có thể sử dụng một cách đa dạng trong quá trình cũng cố (ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hóa,…) kiến thức, kỹ năng của học sinh. - Phương tiện dạy học được sử dụng để kiểm tra kiến thức, kỹ năng mà học sinh đã thu đư ợc. - Bên cạnh đó, việc sử dụng phương tiện dạy học (thiết bị thí nghiệm, mô hình, tranh ảnh, video,…) còn mang lại những hiệu quả về mặt xúc cảm do những đặc điểm bên ngoài (hình ảnh, màu sắc, ) được bố trí đẹp về mặt thẩm mỹ, cách thức gây tác động đến học sinh. - Phương tiện dạy học phải được thiết kế và cần được giáo viên sử dụng sao cho mang lại tác dụng tốt trong việc điều khiển quá trình nhận thức của học sinh. - Nhiều phương tiện dạy học như các mô hình có thể tháo lắp được, máy vi tính được sử dụng như thiết bị đo và xử lý các kết quả thí nghiệm, là những phương tiện quý báo giúp cho việc hợp lý hóa quá trình lĩnh hội kiến thức của học sinh. - Phương tiện dạy học góp phần và o việc thực hiện một trong những nhiệm vụ của dạy học vật lý là phát triển tốt nhân cách của từng học sinh. 1.2.2.2. Các chức năng của phương tiện dạy học theo quan điểm của tâm lý học học tập Theo quan điểm tâm lí học học tập, hoạt động nhận thức của học sinh có t hể diễn ra trên nhiều bình diện khác nhau: bình diện hành động đối tượng – thực tiễn, bình diện trực quan trực tiếp, bình diện trực quan gián tiếp và bình diện nhận thức khái niệm – ngôn ngữ. Học sinh chỉ có thể nắm vững sâu sắc, chính xác, bền vững và vận dụng được các kiến thức, nếu như trong quá trình học tập, hoạt động nhận thức của học sinh diễn ra trên nhiều bình diện khác nhau. Việc sử dụng phương tiện dạy học tạo đều kiện rất thuận lợi cho quá trìn h nhận thức của học sinh trên tất cả các bình diện khác nhau, đặc biệt trên bình diện trực quan trực tiếp và bình diện trực quan gián tiếp. Các bình diện của họat động nhận thức Các ví dụ về việc các phương tiện dạy học tạo điều kiện cho họat động nhận thức của học sinh Bình diện hành động – đối tượng – thực tiễn - Các thí nghiệm của học sinh với các thiết bị thí nghiệm Bình diện trực quan trực tiếp - Các vật thật, các bức ảnh chụp - Các thí nghiệm của giáo viên với các thiết bị thí nghiệm - Phim học tập Bình diện trực quan gián tiếp - Các thí nghiệm mô hình - Các phim họat họa - Các phần mềm MVT mô phỏng các hiện tượng, quá trình vật lý - Các mô hình vật chất - Các hình vẽ, sơ đồ Bình diện nhận thức khái niệm – ngôn ngữ - Sách giáo khoa, sách bài tập, sách tahm khảo - Các phần mềm máy vi tính dùng cho việc ôn tập Như vậy rõ ràng cần phải sử dụng phối hợp các phương tiện dạy học trong dạy học vật lý để tạo điều kiện cho hoạt động nhận thức của học sinh diễn ra trên nhiều bình diện khác nhau nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh. [...]... thú học tập, gây sự chú ý cao độ, làm xuất hiện ở học sinh nhu cầu tiếp thu tri thức, giúp hình thành động cơ thái độ học tập tích cực Chương 2 THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VÀ BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG TÀI LIỆU HỖ TRỢ CHO PHẦN QUANG HÌNH HỌC 2.1 Thiết kế một số bài giảng điện tử trong phần quang hình học 2.1.1 Cấu trúc phần quang hình học QUANG HÌNH HỌC Định luật phản xạ ánh sáng Gương cầu Gương phẳng... gian đầu tư cho việc tìm kiếm nguồn tư liệu và thiết kế bài học với các phần mềm Thêm vào đó, trình độ tin học của giáo viên cũng còn nhiều hạn chế trong việc thực hiện các đồ họa hay mô phỏng, minh họa Bên cạnh đó, muốn tổ chức một giờ học bằng bài giảng điện tử, nhất thiết phải có các thiết bị hỗ trợ khác ngoài máy vi tính như màn hình, máy chiếu Do đó, số bài giảng điện tử trong mỗi trường học sẽ... gương phẳng - Xem lại sách giáo khoa lớp 8 để nắm được những kiến thức và kĩ năng về Quang học mà học sinh đã học ở trường trung học cơ sở Tham khảo các tài liệu, sưu tầm một số hình ảnh có liên quan đến nội dung bài học - Xây dựng tiến trình dạy học - Chuẩn bị một số câu hỏi trắc nghiệm để củng cố bài học và kiểm tra kiến thức của học sinh Câu 1 Chọn phát biểu sai A Nguồn sáng là vật tự phát sáng hoặc... ta có thể xây dựng các mô hình về các đối tượng nghiên cứu giúp cho việc nhận thức đối tượng đó được thuận lợi hơn Một thuận lợi khác là ta có thể xây dựng và quan sát mô hình tĩnh hay động dưới nhiều góc độ khác nhau, trong một không gian hai hay ba chiều, với đủ các màu sắc trong tự nhiên Mặt khác, ngày càng có nhiều chương trình được xây dựng nhằm hỗ trợ cho việc tự học, tự ôn tập của học sinh,... kế từ phần mềm Flash - Sử dụng phần mềm Power Point thiết kế bài giảng điện tử - Chạy thử chương trình, sữa chữa và hoàn thiện - Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả của việc sử dụng bài giảng điện tử - Rút kinh nghiệm và hoàn thiện 2.1.3 Thiết kế một số bài giảng điện tử BÀI 30 SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG, SỰ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG GƯƠNG PHẲNG I Mục tiêu bài học - Về nội dung kiến thức: • Học sinh... truyền tải kiến thức đến cho người học Đây là bản thiết kế bài dạy được thể hiện bằng vật chất trước khi bài học được tiến hành Khi lên lớp, giáo viên sẽ thực hiện một bài giảng điện tử mà ở đó toàn bộ kế hoạch hoạt động đã được chương trình hóa một cách hợp lý, logic và sinh động Như vậy, giáo án điện tử là bản thiết kế của bài giảng điện tử, xây dựng giáo án điện tử hay thiết kế bài giảng điện tử là hai... ánh sáng, gương phẳng - Đọc trước bài học mới “Sự truyền ánh sáng Sự phản xạ ánh sáng Gương phẳng” trang 112 sách giáo khoa lớp 12 III Tiến trình dạy học Hoạt động 1 (5 phút): Đây là bài học đầu tiên của phần quang hình học, nên trước hết giáo viên giới thiệu sơ lược về mục tiêu và những vấn đề học sinh sẽ tìm hiểu trong phần này Hoạt động 2 (10 phút): Tổ chức dạy học nội dung SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG Hoạt... toàn diện những năng lực nhận thức của học sinh Do đó, để chọn đúng các kiến thức cơ bản của một bài học cần lưu ý các vấn đề sau: - Nắm vững đối tượng nghiên cứu và nhiệm vụ của bộ môn - Bám sát vào chương trình dạy học và sách giáo khoa bộ môn Đây là điều tất yếu vì sách giáo khoa là tài liệu dạy học và học tập chủ yếu, nhằm bảo tính thống nhất của nội dung dạy học trên toàn quốc Mặt khác các kiến... dạy cho học sinh - Phải hết sức quan tâm đến trình độ của học sinh (tức là chú ý đến đối tượng dạy học) Cần phải biết học sinh đã nắm vững cái gì, dựa vào kiến thức của học sinh để cân nhắc lựa chọn các kiến thức cơ bản của bài giảng, xem kiến thức nào cần bổ sung, cải tạo hoặc cần phát triển, đi sâu hơn Giáo viên không thể thay đổi nội dung của bài học nhưng có thể sắp xếp lại cấu trúc của bài học. .. mò không cần thiết của học sinh, mất tập trung vào bài học - Thực hiện liên kết hợp lí 1.4.2.5 Chạy thử chương trình, sữa chửa và hoàn thiện Sau khi thiết kế xong bài giảng, phải tiến hành chạy thử chương trình, kiểm tra và điều chỉnh các sai sót nếu có trước khi lên lớp 1.4.3 Một số ưu điểm và khó khăn khi sử dụng bài giảng điện tử 1.4.3.1 Ưu điểm Về phía giáo viên, với bài giảng điện tử, giáo viên . điện tử phần Quang hình học - Bước đầu xây dựng tài liệu hỗ trợ cho phần Quang hình học bao gồm tóm tắt một số kiến thức cơ bản và nâng cao; sử dụng. Mở đầu  Chương I: Cơ sở lí luận  Chương II: Thiết kế một số thí nghiệm minh họa và bài giảng điện tử và bước đầu xây dựng tài liệu hỗ trợ cho phần