Phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương Dao động cơ học vật lý 12 THPT

12 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ DAO ĐỘNG CƠ HỌC” VẬT LÝ 12 THPT .... C

Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè, những người đã giúp đỡ, động viên tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác

Nguyễn Văn Hởi

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 8

DANH MỤC CÁC BẢNG 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 10

MỞ ĐẦU 12

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ DAO ĐỘNG CƠ HỌC” VẬT LÝ 12 THPT 17

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 17

1.2 Hoạt động nhận thức và dạy học phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh 19

1.2.1 Khái niệm hoạt động nhận thức và tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh 19

1.2.2 Những biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh 21

1.2.3 Biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh 22

1.3 Những vấn đề chung về phần mềm sử dụng trong dạy học Vật lý 24

1.3.1 Khái niệm phần mềm dạy học 24

1.3.2 Vai trò của phần mềm trong dạy học 25

1.3.3 Những khả năng hỗ trợ của các phần mềm trong dạy học Vật lý 26

1.3.4 Những yêu cầu sư phạm đối với phần mềm sử dụng trong dạy học Vật lý 39

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA

HỌC SINH 48

2.1 Phân tích nội dung chương “ Dao động cơ học” (Vật lý 12 – SGK Nâng cao) 48

2.2 Thực trạng sử dụng phần mềm dạy học môn Vật lý ở các trường THPT hiện nay 49

2.2.1 Khái quát điều tra khảo sát thực tế 49

2.2.1.1 Mục đích điều tra khảo sát 49

2.2.1.2 Nội dung điều tra khảo sát 50

2.2.1.3 Đối tượng và địa bàn điều tra khảo sát 50

2.2.1.4 Phương pháp điều tra khảo sát 50

2.2.2 Kết quả điều tra khảo sát 51

2.2.2.1 Về thực trạng cơ sở vật chất 51

2.2.2.2 Về thực trạng sử dụng phần mềm dạy học 51

2.2.2.3 Về tính cấp thiết của việc sử dụng phần mềm dạy học 53

2.3 Phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh 53

2.3.1 Nguyên tắc chung khi sử dụng phần mềm dạy học 53

2.3.2 Sử dụng phần mềm dạy học trong pha đề xuất vấn đề 54

2.3.3 Sử dụng phần mềm dạy học trong pha khảo sát lý thuyết hoặc thực nghiệm 56

2.3.4 Sử dụng phần mềm dạy học trong pha kiểm tra, vận dụng kết quả 59

2.4 Thiết kế tiến trình dạy học một số bài trong chương “ Dao động cơ

học” có sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt

động nhận thức của học sinh 63

2.4.1 Tiến trình dạy học bài “ Dao động điều hoà” (Tiết 1) 63

2.4.2 Tiến trình dạy học bài “Con lắc đơn Con lắc Vật lý” (Tiết 1) 69

2.4.3 Tiến trình dạy học bài “ Dao động tắt dần và dao động duy trì” 74

2.5 Kết luận chương 2 80

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 82

3.1 Mục đích và đối tượng của thực nghiệm sư phạm 82

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 82

3.1.2 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 82

3.2 Nội dung và phương pháp thực nghiệm sư phạm 84

3.2.1 Nội dung thực nghiệm sư phạm 84

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 85

3.3 Kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm 86

3.3.1 Kết quả thực nghiệm sư phạm 86

3.3.2 Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm 91

3.4 Đánh giá thực nghiệm sư phạm 94

3.5 Kết luận chương 3 94

KẾT LUẬN 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

PHỤ LỤC 103

DANH MỤC CÁC BẢNG

3 2.3 Tính cấp thiết của việc sử dụng PMDH 51

4 3.1 Phân phối tần số HS theo điểm trung bình cả năm 80

5 3.2 Thái độ tích cực xung phong phát biểu ý kiến 84

7 3.4 Thái độ tự giác ghi chép bài đầy đủ 87

8 3.5 Thái độ chủ động vận dụng kiến thức giải quyết vấn

1 1.1 Mô phỏng sự biến đổi của i và u của dòng điện xoay

3 1.3 Mô phỏng về quan hệ giữa vận tốc chuyển động nhiệt

của phân tử chất lỏng với nhiệt độ

26

4 1.4 Mô phỏng về sự biến đổi số đường cảm ứng từ qua

tiết diện khung dây dẫn kín

26

7 1.7 Thiết bị thí nghiệm với đệm khí được ghép nối với

máy vi tính

32

10 1.10 Đồ thị x – t được vẽ nhờ phần mềm phân tích video 35

11 1.11 Đồ thị x – t lý thuyết (đường liền nét)

và TN (đường chấm chấm) chưa trùng nhau

14 1.14 Dạng khái quát của sơ đồ mô phỏng tiến trình

khoa học giải quyết vấn đề khi đề xuất một kiến thức

cụ thể

42

15 1.15 Dạng khái quát của sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa

học giải quyết vấn đề khi kiểm nghiệm hoặc ứng dụng một kiến thức cụ thể

43

16 2.1 Chuyển động của con lắc từ M đến O 53

17 2.2 Thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của thời gian dao

động tắt dần vào tần số và biên độ ban đầu của dao động

56

18 2.3 Sự phụ thuộc của thời gian dao động tắt dần vào tần

số dao động

56

19 2.4 Sự phụ thuộc của thời gian dao động tắt dần vào biên

độ ban đầu của dao động dao động

Trong nghị quyết Trung ương 2 khoá VIII đã nhấn mạnh “ Đổi mới mạnh

mẽ phương pháp giáo dục và 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”, trong Luật giáo dục (2005) cũng chỉ rõ: “ Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tự giác, tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh”, chỉ thị số 55/2008/CT- BGDĐT của Bộ GD&ĐT cũng yêu cầu: “Năm học 2008-2009 được chọn là “Năm học đẩy mạnh ứng dụng CNTT…”, tạo bước đột phá về ứng dụng CNTT trong giáo dục và tạo tiền đề phát triển ứng dụng CNTT trong những năm tiếp theo”

Thực hiện sự chỉ đạo này ngành Giáo dục đã và đang thực hiện việc đổi mới rất mạnh mẽ về nội dung và PPDH ở cấp trung học phổ thông Quá trình đổi mới được tiến hành rộng khắp trong cả nước từ năm học 2006 – 2007, đến năm học 2008 – 2009 này là bước sang năm thứ 3 của quá trình đổi mới chương trình giáo dục THPT và là năm đầu tiên đối với chương trình Vật lý 12 THPT

Đổi mới PPDH theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức tự chủ, sáng tạo của học sinh là một nhiệm vụ quan trọng nhằm rèn luyện cho học sinh năng lực tư duy, năng lực nhận thức, năng lực giải quyết vấn đề Vì vậy, quá trình dạy học phải là quá trình tổ chức hoạt động nhận thức tự chủ, sáng tạo của học sinh

Để phát huy được tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh cần rất nhiều yếu tố, trong đó một yếu tố rất quan trọng là sử dụng các phương tiện dạy học phù hợp với đặc trưng từng môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện của từng lớp học

Đối với môn học Vật lý có nhiều phương pháp, phương tiện dạy học có thể phát huy được tính tích cực trong hoạt động nhận thức tự chủ, sáng tạo của học sinh Trong đó có thể kể đến việc sử dụng các phần mềm dạy học nhằm tạo

ra các thí nghiệm ảo, mô phỏng, phân tích các hiện tượng Vật lý khó quan sát như: quá trình vi mô, quá trình vĩ mô, quá trình quá nhanh, quá trình quá chậm,

từ đó học sinh có thể tự phát hiện và giải quyết được các vấn đề dưới sự tổ chức, định hướng hành động của giáo viên Tuy nhiên, việc sử dụng các phần mềm này như thế nào thì phát huy được tính tích cực nhận thức của học sinh là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu

Trong chương trình Vật lý 12 THPT hiện nay kiến thức của chương “Dao động cơ học” không phải là kiến thức quá khó, học sinh hoàn toàn có thể tìm hiểu và giải quyết vấn đề một cách chủ động khi các em được quan sát các hiện tượng về dao động điều hoà, khảo sát sự biến thiên của li độ dao động … từ đó tìm ra các quy luật Vật lý của hiện tượng khảo sát Tuy nhiên, việc tiến hành thí nghiệm về dao động điều hoà và khảo sát các hiện tượng Vật lý của chương là khó khăn do điều kiện thiết bị thí nghiệm ở trường phổ thông chưa đủ đáp ứng yêu cầu Vì vậy việc sử dụng phần mềm dạy học cho chương “Dao động cơ học”

là hoàn toàn phù hợp

Hiện nay, cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu xây dựng phần mềm dạy học để giảng dạy chương “ Dao động điều hoà” như: Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Thành Chung, Ngô Trọng Tuệ… nhưng việc lựa chọn phần mềm dạy học như thế nào cho phù hợp và sử dụng phần mềm dạy học như thế nào để phát huy được tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ học” thì còn chưa được quan tâm, nghiên cứu một cách đầy đủ

THPT, chúng tôi chọn đề tài: “Phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ học” Vật lý 12 THPT” làm đề tài luận văn thạc sĩ của mình

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ học” Vật lý 12 THPT

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Hoạt động dạy học của giáo viên và học sinh có sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ học” (Vật lý 12 – SGK Nâng cao)

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được phương pháp sử dụng PMDH theo tiến trình nhận thức khoa học xây dựng một kiến thức Vật lý cụ thể thì có thể gây hứng thú, phát huy được tính tích cực của học sinh góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương “ Dao động cơ học” Vật lý 12 Nâng cao

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu tài liệu, sách, báo liên quan đến vấn đề nghiên cứu để xác định cơ sở lý luận của việc xây dựng phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ học” Vật lý 12 THPT

5.2 Điều tra thực trạng sử dụng phần mềm dạy học trong dạy học Vật lý chương “ Dao động cơ học” (Vật lý 12 – SGK Nâng cao) ở một số trường THPT tỉnh Bắc Giang

5.3 Xây dựng phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh

5.4 Thiết kế tiến trình dạy học một số bài chương “ Dao động cơ học”

có sử dụng phần mềm dạy học theo phương pháp đã đề ra

5.5 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

Sử dụng phương pháp này để tìm hiểu nghiên cứu các tài liệu, sách, báo liên quan đề tài nhằm xác định cơ sở lý luận của việc đề xuất phương pháp sử dụng phần mềm dạy học

6.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực tế

Sử dụng phương pháp này để điều tra về tình hình dạy học Vật lý nói chung và dạy học chương “Dao động cơ học” nói riêng thông qua điều tra bằng phiếu hỏi giáo viên

6.3 Thực nghiệm sư phạm

Sử dụng phương pháp này để kiểm nghiệm tính khả thi, hiệu quả của các phương pháp sử dụng phần mềm dạy học trong dạy học chương “ Dao động cơ học” như đã đề xuất

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp này để xử lý kết quả thu được khi TN sư phạm, trên cơ sở đó rút ra kết luận của đề tài nghiên cứu

7 Cấu trúc luận văn

hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong dạy học chương “ Dao động cơ học” Vật lý 12 THPT

Chương 2: Phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP

SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC

CHƯƠNG “ DAO ĐỘNG CƠ HỌC” VẬT LÝ 12 THPT

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Việc ứng dụng công nghệ cho các mục đích giáo dục không còn là điều mới mẻ ở trên thế giới cũng như ở nước ta Trên thực tế nó đã được bắt đầu từ những năm của nửa cuối thế kỷ 20 Sự xuất hiện của máy tính vào những năm

1950 đã đặt nền móng cho công nghệ dạy học với sự trợ giúp của máy tính, nhưng đến năm 1980 thì hệ thống máy tính mới thực sự có những ảnh hưởng quan trọng với giáo dục Ban đầu các ứng dụng của máy tính chỉ là những mô phỏng đơn giản, ít hình ảnh minh họa và chưa có sự phối hợp của các nhà giáo dục nên không tác động sâu sắc đến quá trình học [29]

Những quốc gia sớm đưa máy tính vào dạy học có thể kể đến như Mỹ, Anh, Pháp, Liên Xô (cũ)… ví dụ như ở Anh những năm đầu thập kỷ 80 thế kỷ

20 đã tiến hành thực hiện dự án MEP (Microelectronics Education Program – Chương trình giáo dục vi điện tử) với hai trọng điểm:

- Sử dụng máy tính với tư cách là một phương tiện hỗ trợ cho việc dạy và học, thực hiện cá thể hóa, phân hóa trong dạy học

- Đưa môn học mới vào nhà trường

Ở Liên Xô (cũ) vào năm 1982 cũng đã quyết định đưa máy tính vào nhà trường với 7 nội dung :

- Lựa chọn máy tính như thế nào để đưa vào nhà trường

- Trang bị phòng máy tính như thế nào cho mỗi trường

thông

- Nghiên cứu sử dụng máy tính làm phương tiện dạy học các môn học

- Xây dựng chương trình đào tạo cán bộ tin học

- Tìm hiểu kinh nghiệm nước ngoài về ứng dụng máy tính vào dạy học

Ở Việt Nam từ giữa thập niên 80 của thế kỷ 20 cũng đã có sự nghiên cứu đưa việc dạy học tin học vào nhà trường của Viện khoa học giáo dục với hướng chính là:

- Dạy tin học và MVT thành môn học riêng

- Dùng MVT để sử lý số liệu nghiên cứu

- Sử dụng MVT trong quản lý thư viện và nhân sự

Bắt đầu từ năm 1990 Bộ GD& ĐT cũng đã cung cấp MVT tới các Sở Giáo dục và các trường phổ thông, trong thời gian đầu sử dụng để dạy môn tin học [8]

Như vậy ở Việt Nam việc đưa MVT vào nhà trường cũng đã sớm được quan tâm nhưng việc sử dụng MVT vào mục đích dạy học với tư cách là một phương tiện dạy học còn là điều mới mẻ Tuy nhiên cũng đã có các công trình nghiên cứu về xây dựng các phần mềm dạy học và những vấn đề sử dụng MVT trong dạy học Có thể kể đến một số công trình của các tác giả như: Phạm Xuân Quế [12] [13] [14], Phan Gia Anh Vũ [35], Nguyễn Xuân Thành [19] [20], Lê Minh Luân [8], Thái Văn Thành [21]… trong đó có thể kể đến công trình của Lê Minh Luân, Thái Văn Thành là nghiên cứu ứng dụng MVT vào dạy học trên phương diện lý luận dạy học Trong đó cũng chỉ đề cập đến phương pháp sử dụng PMDH cho bậc Tiểu học (Thái Văn Thành) và Trung học cơ sở (Lê Minh Luân)

Như vậy có thể nói, ở Việt Nam, việc đưa MVT vào nhà trường đã sớm được quan tâm, nhưng việc sử dụng MVT với tư cách là một phương tiện dạy học còn ít được quan tâm nghiên cứu Cho đến nay còn ít các công trình nghiên cứu dành cho vấn đề nâng cao hiệu quả sử dụng các PMDH hiện có trong các trường phổ thông và hầu như chưa có công trình nào nghiên cứu sử dụng PMDH vào giảng dạy chương “Dao động cơ học” – SGK Vật Lý 12 Nâng cao

1.2 Hoạt động nhận thức và dạy học phát huy tính tích cực hoạt động

Tính tích cực là một khái niệm rộng có thể xét về mặt triết học, tâm lý học

và giáo dục học Đã có nhiều tác giả đưa ra các khái niệm khác nhau về tính tích cực như: tính tích cực được coi là đặc tính của sinh học sống, luôn vận động và phát triển đi lên Nó là thái độ cải tạo và biến đổi của chủ thể với khách thể [21] Hay tính tích cực là phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội [4] Tuy có nhiều quan niệm khác nhau nhưng chúng ta có thể thống nhất như sau: Tính tích cực là toàn bộ những biểu hiện 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 nhận thức và cải tạo thực tiễn [5]

Khái niệm tính tích cực nhận thức đã được nhiều tác giả nghiên cứu dưới nhiều góc độ khác nhau, hiện nay chưa có sự thống nhất hoàn toàn về khái niệm

tâm lý nhằm giải quyết những vấn đề học tập, nhận thức [2], Kharlamov cho rằng: Tính tích cực nhận thức 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 nắm vững kiến thức [9]

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 [5] [21]

Nhiều tác giả nhìn nhận tính tích cực dưới góc độ tâm lý học, như I.Irôdak, 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 [21] [32] Còn V.Ôkôn quan niệm tính tích cực là lòng mong muốn không chủ định và gây nên những biểu hiện bên ngoài hoặc bên trong của sự hoạt động Tác giả Đặng Vũ Hoạt 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 [21]

Từ những phân tích trên chúng tôi khái quát về tính tích cực nhận thức như sau: 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 được mục đích, vừa là kết quả của hoạt động Nó

là phẩm chất hoạt động của cá nhân Tính tích cực nhận thức và tính tích cực học

tập có liên quan chặt ch? với nhau nhưng không phải là một Có một số trường hợp tính tích cực học tập thể hiện ở hành động bên ngoài mà không phải là tích cực trong tư duy Đó là những điều cần lưu ý khi đánh giá tính tích cực nhận thức của HS [8] [29] [31]

1.2.2 Những biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức của học

sinh

Đối với HS tính tích cực được biểu hiện trong các hoạt động, đặc biệt là những hoạt động của chính bản thân các em và thường được biểu hiện qua các hành vi bên ngoài Hoạt động chủ đạo của HS là hoạt động học tập, theo tác giả Trần Bá Hoành: Tính tích cực trong hoạt động học tập – về thực chất – là tính tích cực nhận thức, đặc trưng ở khát vọng hiểu biết, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức [4]

Tính tích cực học tập cũng chia ra thành nhiều cấp độ khác nhau, theo tác giả Trần Bá Hoành, tính tích cực học tập đạt những cấp độ từ thấp lên cao như:

- Bắt chước: Ở cấp độ này HS gắng sức làm theo mẫu hành động của thày, của bạn…

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

- HS biết nhớ lại những kiến thức liên quan làm chỗ dựa để giải quyết nhiệm vụ học tập

- HS biết động viên mọi sức lực, phù hợp với điều kiện và nhiệm vụ học tập đòi hỏi

Ngoài ra GV còn có thể căn cứ vào các biểu hiện của HS như [4] [31]:

- Hoàn thành nhiệm vụ được giao, hiểu bài và ghi nhớ tốt những gì đã học

và có thể trình bày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng

- Vận dụng được kiến thức đã học vào thực tiễn, kiên trì hoàn thành các bài tập, không nản trước tình huống khó khăn, có đọc thêm và làm thêm các bài tập khác

- Tốc độ hoàn thành nhanh, sáng tạo và hứng thú trong học tập mà không do ngoại cảnh nào bắt buộc

1.2.3 Biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học

sinh

Để có cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của HS chúng ta cần phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến tính tích cực nhận thức của HS Tính tích cực của HS nảy sinh trong quá trình học tập nhưng lại chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố, có nhân tố bên trong và các nhân tố bên

ngoài Nhân tố bên trong chính là bản thân mỗi HS, với mỗi HS tính tích cực phụ thuộc vào: đặc điểm hoạt động trí tuệ (tái hiện, sáng tạo…); năng lực cá nhân (hệ thống tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm…); tình trạng sức khỏe; trạng thái tâm lý (hứng thú, chú ý…) [31] Các nhân tố bên ngoài ảnh hưởng đến tính tích cực nhận thức của HS như: nhà trường (chất lượng quá trình dạy học – giáo dục, quan hệ thày trò, không khí đạo đức nhà trường); gia đình (quan hệ trong gia đình; điều kiện vật chất…) và xã hội (giao tiếp…) [31]

Các nhân tố trên luôn có tác động qua lại, bổ sung và hạn chế sự ảnh hưởng của nhau đến tính tích cực hoạt động nhận thức của HS Trong các nhân

tố trên có những nhân tố hình thành ngay, nhưng cũng có những nhân tố hình thành qua các quá trình lâu dài, chịu ảnh hưởng của nhiều tác động Do vậy, việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS đòi hỏi GV phải kết hợp nhiều phương pháp, phương tiện dạy học, phải có sự phối hợp giáo dục giữa nhà trường, gia đình và xã hội

Trên cơ sở phân tích các nhân tố trên theo các tác giả [8] [29] [31] chúng

ta có thể tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS thông qua các biện pháp sau:

1 Làm cho HS nhận thức rõ ý nghĩa lý thuyết và ý nghĩa thực tiễn, tầm quan trọng của nội dung học tập

2 Nội dung dạy học phải mới nhưng không quá xa lạ với HS mà phải liên hệ, phát triển cái cũ, gần gũi với sinh hoạt và suy nghĩ hàng ngày

3 Sử dụng các PPDH đa dạng: Nêu vấn đề, thí nghiệm thực hành, so sánh, thảo luận…và phối hợp giữa các phương pháp khác nhau

Kiến thức cần phải được trình bày ở dạng động, phát triển và tập trung vào những vấn đề then chốt, đột ngột, bất ngờ

Với sự phát triển của MVT các tri thức có thể trình bày dưới dạng động, hấp dẫn thông qua các hình ảnh (động, tĩnh), mô phỏng, âm thanh, với các thông tin chọn lọc, phong phú để làm tăng sự chú ý, kích thích sự hứng thú của người học

5 Tăng cường sử dụng các phương tiện, đặc biệt là phương tiện dạy học hiện đại Trong quá trình sử dụng các phương tiện dạy học cần chú ý phối hợp giữa các phương tiện dạy học khác nhau, đặc biệt chú ý phối hợp giữa phương tiện dạy học truyền thống và phương tiện dạy học hiện đại

6 Xây dựng môi trường cho phép người học khám phá và dành cho người học nhiều quyền kiểm soát Trong các hình thức tổ chức dạy học ( cá nhân, nhóm, làm việc trong phòng thí nghiệm…) thì nhất thiết có quá trình học sinh được trực tiếp tham gia tìm tòi, khám phá, xây dựng kiến thức mới và vận dụng chúng Ở đó HS được tự do tìm hiểu, xây dựng theo quan niệm, suy nghĩ của bản thân

7 Luyện tập, vận dụng kiến thức theo nhiều hình thức khác nhau, đa dạng, phong phú

8 Luôn có sự động viên, khích lệ, khen thưởng từ phía gia đình và xã hội

1.3 Những vấn đề chung về phần mềm sử dụng trong dạy học Vật lý

1.3.1 Khái niệm phần mềm dạy học

Phần mềm sử dụng trong MVT được chia ra làm hai loại là phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng

Phần mềm hệ thống là tất cả các phần mềm được sử dụng để điều hành và bảo trì một hệ MVT, bao gồm hệ điều hành và các chương trình tiện ích – phân biệt với các chương trình ứng dụng [22]

Phần mềm ứng dụng là các chương trình nhằm thực hiện các công việc cụ thể như xử lý từ, quản lý dữ liệu, vẽ hình…[22]

Từ những phân tích trên chúng tôi quan niệm: Phần mềm dạy học là một trong những chương trình ứng dụng được xây dựng nhằm mục đích hỗ trợ cho quá trình dạy học, bao gồm một tập hợp các câu lệnh viết theo một ngôn ngữ lập trình nào đó để yêu cầu MVT thực hiện các thao tác cần thiết (cập nhật, xử lý số liệu…) theo một kịch bản (giải thuật) và yêu cầu đã được xác định trước bởi nhà giáo dục [8]

1.3.2 Vai trò của phần mềm trong dạy học

Ngoài các tính năng của một phương tiện dạy học truyền thống, phần mềm dạy học có tính năng đặc biệt sau: là một phương tiện dạy học tích hợp được nhiều tính năng của các phương tiện dạy học khác giúp giáo viên, học sinh làm việc một cách dễ dàng nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm thời gian, công sức PMDH góp phần đổi mới nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học [10] [30] [36]

- Đổi mới nội dung dạy học: PMDH có thể trình bày một cách trực quan,

sinh động, dễ hiểu giúp học sinh dễ dàng nắm được nội dung học tập Mặt khác

có khả năng cung cấp thêm nhiều tài liệu phong phú, đa dạng dùng để tra cứu, tham khảo, đọc thêm, hệ thống hóa kiến thức, luyện tập theo các cấp độ khác nhau

- Đổi mới PPDH : PMDH có thể biểu thị thông tin dưới dạng văn bản, kí

hiệu, đồ thị, biểu đồ, hình vẽ Các tài liệu trong PMDH được lựa chọn, thiết kế

văn bản kết hợp thành một chỉnh thể rất hấp dẫn với học sinh Nó cho phép giáo viên giảng dạy những hiện tượng khó hoặc không thể quan sát trong điều kiện nhà trường, không thể thực hiện với các thiết bị khác PMDH có thể giúp học sinh tự tìm kiến thức mới, tự ôn luyện theo nội dung hay mức độ tùy theo năng lực của mình

- Đổi mới hình thức tổ chức dạy học: Trong xã hội hiện đại, với sự bùng

nổ của thông tin, sự phát triển nhanh chóng của khoa học, sự phát triển mạnh mẽ của kĩ thuật và công nghệ nên việc học không thể giới hạn về không gian, thời gian và hình thức tổ chức Có thể học dưới nhiều hình thức khác nhau, ở mọi nơi, mọi lúc mà công cụ trợ giúp là công nghệ thông tin và truyền thông Khi có

sự trợ giúp của MVT và PMDH, HS có thể thao tác với PMDH để qua đó tự tìm tòi, phát hiện và hình thành kiến thức mới cho bản thân hoặc qua đó HS tự củng

cố, kiểm tra lại kiến thức đã học Không những vậy, nhờ vào mạng Lan, Internet

HS có thể học từ xa, trao đổi, thảo luận về nội dung và phương pháp học tập để chủ động chiếm lĩnh tri thức mới

1.3.3 Những khả năng hỗ trợ của các phần mềm trong dạy học Vật lý Nhờ những khả năng ưu việt (lưu trữ, hiển thị khối lượng thông tin lớn, tính toán, xử lý nhanh các phép tính với độ chính xác cao, ghép nối với các thiết

bị nghiên cứu khác…) mà MVT được sử dụng để hỗ trợ giáo viên minh họa các hiện tượng, quá trình cần nghiên cứu, mô phỏng, mô hình hóa các hiện tượng cần nghiên cứu Ngoài ra MVT còn hỗ trợ cho HS trong việc tự học, tự ôn tập góp phần phát huy tính tích cực, tự lực của các em

Những khả năng sử dụng của MVT trong dạy học Vật lý được các tác giả trình bày trong nhiều tài liệu khác nhau [3] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [19] [22] [27] [30] [34] [36] Dưới đây chúng tôi trình bày cụ thể khả năng sử dụng chủ yếu của MVT trong dạy học Vật lý:

1 Sử dụng MVT trong việc mô phỏng các đối tượng nghiên cứu của Vật

lý

Mô phỏng đối tượng nghiên cứu của Vật lý nhờ MVT theo quan điểm của lý luận dạy học hiện đại là một phương pháp nhận thức, một phương pháp dạy học Nó xuất phát từ các tiên đề hay các mô hình được viết dưới dạng toán học hoặc xuất phát từ mối quan hệ định tính của các đại lượng Vật lý, thông qua các phần mềm cài đặt trên MVT để giải quyết nhiệm vụ sau:

- Mô phỏng, minh họa các hiện tượng, quá trình Vật lý một cách trực quan, chính xác dễ quan sát và nghiên cứu Các mô phỏng xuất phát từ các tiên

đề hay mô hình được viết dưới dạng toán học, thông qua vận dụng các phương pháp tính toán trên mô hình nhờ MVT được gọi là các mô phỏng chính xác hay

mô phỏng định lượng Các mô phỏng chính xác có thể nêu ra như: mô phỏng sự

biến đổi của i và u của dòng điện xoay chiều (Hình 1.1) hay mô phỏng từ trường

quay trong động cơ không đồng bộ ba pha (Hình 1.2)

Còn các mô phỏng, nhờ phần mềm và MVT, dựa trên các mối quan hệ định tính của các đại lượng Vật lý gọi là mô phỏng định tính hay mô phỏng không chính xác Ví dụ như: mô phỏng về quan hệ giữa vận tốc chuyển động nhiệt của phân tử chất lỏng với nhiệt độ (Hình 1.3), hay mô phỏng về sự biến đổi

số đường cảm ứng từ qua tiết diện khung dây dẫn kín (Hình 1.4)

- Mô phỏng các hiện tượng, quá trình Vật lý để qua đó đưa ra các dự đoán, giả thuyết về hiện tượng, quá trình Vật lý mới, tìm ra kiến thức mới bằng con đường nhận thức lý thuyết Ta có thể thực hiện nhiệm vụ này một cách tuần

tự như sơ đồ sau:

Mô phỏng về quan hệ giữa vận tốc

chuyển động nhiệt của phân tử

chất lỏng với nhiệt độ

động cơ không đồng bộ ba pha của dòng điện xoay chiều

Xây dựng tiên đề, mô hình

Suy luận logic, tính toán lý thuyết trên mô hình, rút ra kết luận

Kiểm tra kết luận bằng thực nghiệm

Giải thích, tiên đoán các hiện

tượng liên quan

Vì a=v’ và v=x’ nên a=x” Do đó ta có thể viết được:

Đây là phương trình vi phân hạng 2 nên HS không thể tìm nghiệm x của phương trình được mà phải chấp nhận nghiệm có dạng

x=Acos(t+) hoặc x=Asin((t+)

Từ quan sát dao động của con lắc lò xo có thể đặt ra vấn đề: dao động của con lắc lò xo tuân theo quy luật nào?

Để giải quyết vấn đề theo con đường lý thuyết cũng dựa trên mô hình như trong SGK Khi HS đưa ra được phương trình vi phân bậc 2, giáo viên sử dụng phần mềm mô phỏng có sẵn để hiển thị cho HS quan sát:

 Hình ảnh về quá trình dao động theo phương nằm ngang của con lắc lò xo ứng với các giá trị k, m, v0, x0 ( các giá trị này có thể thay đổi được)

 Đồ thị về li độ x, vận tốc v và gia tốc a theo thời gian của con lắc

Từ việc quan sát đồ thị li độ x theo thời gian của dao động cho thấy dao động của con lắc tuân theo quy luật hình sin và đó là dao động điều hòa

Từ quan sát đồ thị li độ x, vận tốc v và gia tốc a theo thời gian của con lắc có thể xác định độ lệch pha của x, v, a

Hình 1.5: Đồ thị x, v, a Khi thay đổi k mà không thay đổi m hoặc thay đổi m mà không thay đổi k sẽ cho đồ thị li độ dao động của con lắc với chu kỳ khác nhau tương ứng sự thay đổi này Từ đó HS tìm được mối quan hệ của chu kỳ T và k, chu kỳ T và m cũng tức là mối quan hệ giữa  với k và m

Hình 1.6: Đồ thị khi thay đổi độ cứng lò xo

Như vậy các mối quan hệ trong dao động điều hòa của con lắc lò xo có thể được tìm ra bằng con đường lý thuyết có sự hỗ trợ của MVT và phần mềm dạy học tương ứng

2 Sử dụng máy vi tính hỗ trợ việc xây dựng các mô hình toán học của các hiện tượng, quá trình vật lí

Khi nghiên cứu các hiện tượng, quá trình vật lí mới, người ta tiến hành quan sát, đo đạc, thu thập phân tích, xử lý số liệu để đi đến được các quy luật chi phối chúng Việc đầu tiên người ta thử xem các hiện tượng, quá trình này có tuân theo các quy luật đã biết không Nếu các quá trình này không tuân theo các quy luật đã biết thì việc thử đưa ra, xây dựng một mô hình toán học mới (đồ thị, biểu thức, phương trình) cho hiện tượng, quá trình vật lí đang nghiên cứu sao cho giải thích được các kết quả quan sát, đo đạc đã thu thập được trong quá trình nghiên cứu của chúng là hết sức cần thiết và thường được làm trong nghiên cứu vật lí

Quá trình xây dựng mô hình về các hiện tượng, quá trình Vật lý có thể theo các giai đoạn sau:

- Quan sát hiện tượng, quá trình vật lí cần nghiên cứu

Trước khi xây dựng các mô hình cần quan sát tỷ mỉ hiện tượng, quá trình đó và tiến hành các phép đo, thu thập số liệu, biểu thị dưới dạng bảng hay

đồ thị Quá trình này có thể phải tiến hành nhiều lần để đưa ra được giả thuyết về mối quan hệ có tính quy luật tồn tại trong hiện tượng, quá trình đang nghiên cứu

- Đưa ra giả thuyết về các mối liên hệ có tính quy luật của một số đại lượng vật lí trong hiện tượng, quá trình đang nghiên cứu

Người nghiên cứu phải từ những số liệu thu thập do quan sát, đo đạc, để đề xuất các giả thuyết về cấu trúc, tính chất hay mối liên hệ của một số đại lượng hay quá trình nghiên cứu Mối liên hệ này phải mang tính định lượng (biểu thị bằng các phương trình toán học), như vậy mới giải thích được một cách chính xác, sâu sắc hiện tượng

- Kiểm tra giả thuyết (mô hình toán học)

Sau khi đưa ra giả thuyết (mô hình) phải kiểm tra giả thuyết đó là đúng hay sai, đây là việc khó khăn, không dễ dàng và mất nhiều thời gian nên khó có thể thực hiện trên lớp học Tuy nhiên nhờ MVT và các phần mềm có thể thực hiện tính toán, đối chiếu các kết quả tính toán và các kết quả TN từ đó có thể đánh giá được sự phù hợp của mô hình với thực tiễn Điều chỉnh cho đến khi

mô hình xây dựng phù hợp với kết quả TN, đến đây mô hình mới được chấp nhận và xây dựng xong

3 Sử dụng MVT hỗ trợ các thí nghiệm Vật lý

Một trong các ứng dụng đặc trưng nhất của việc sử dụng MVT vào dạy học Vật lý là hỗ trợ các thí nghiệm Vật lý Dưới đây là một hình ảnh thiết bị thí nghiệm được ghép nối với MVT

Hình 1.7 Thiết bị thí nghiệm với đệm khí được ghép nối với máy vi tính

Để hỗ trợ được các thí nghiệm Vật lý thì MVT cần được ghép nối với các thiết bị thí nghiệm Dưới đây là sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm ghép nối với MVT về mặt nguyên lý

Theo sơ đồ này, “Bộ cảm biến” có chức năng thu thập số liệu Nguyên tắc làm việc chung của bộ cảm biến là: các tương tác cơ, nhiệt, quang, từ của đối tượng đo lên bộ cảm biến đều được chuyển thành tín hiệu điện Mỗi một bộ cảm biến chỉ có một chức năng chuyển một loại tín hiệu thành tín hiệu điện, ví dụ: để

đo lực dùng bộ cảm biến lực (Force Sensor), để xác định vị trí và thời điểm tương ứng của vật người ta dùng bộ cảm biến chuyển động (Motion Sensor)

Sau khi tín hiệu hình thành tại bộ cảm biến, nó sẽ được chuyển qua dây dẫn đến bộ phận tiếp theo là “Thiết bị ghép tương thích” Tại thiết bị này, tín hiệu được số hóa và chuyển vào máy vi tính để lưu trữ Để tính toán, xử lý số liệu này máy tính cần cài đặt phần mềm (kèm theo thiết bị)

Đối

tượng

đo

Bộ cảm biến (Sensor)

Thiết bị ghép tương thích (Interface)

Máy vi tính cài phần mềm

sử lí số liệu

Màn hình hiển thị (Monitor)

Với thiết bị thí nghiệm ghép nối với MVT, ta có thể tự động thu thập số liệu TN, lập bảng số liệu, vẽ đồ thị TN Từ sự phân tích số liệu TN, đồ thị TN ta

có thể đưa ra dự đoán mối quan hệ mang tính quy luật giữa các đại lượng nghiên cứu và nhờ MVT kiểm tra dự đoán đó là đúng hay sai

Sử dụng thí nghiệm Vật lý ghép nối MVT thực hiện theo tiến trình sau:

- Tiến hành thí nghiệm để có thể quan sát được hiện tượng, quá trình Vật

lý cần nghiên cứu

- Thu thập số liệu đo

- Xử lý số liệu đo và trình bày kết quả xử lý

- Từ các kết quả xử đó, tìm ra hay chứng tỏ sự tồn tại các mối quan hệ có tính quy luật trong hiện tượng, quá trình Vật lý đang nghiên cứu

Thí nghiệm Vật lý ghép nối MVT có một số ưu điểm sau:

- Có tính trực quan hơn trong việc trình bày số liệu, hiển thị kết quả

- Tiết kiệm rất nhiều thời gian do thu thập số liệu, xử lý số liệu hoàn toàn

- Tiết kiệm thời gian lắp đặt thí nghiệm

- Người sử dụng không cần thành thạo nhiều về kỹ thuật máy tính, kiến thức lập trình

Tuy nhiên thí nghiệm Vật lý ghép nối MVT cũng còn một số khó khăn sau:

- Người sử dụng cần làm quen với máy tính và phần mềm kèm theo thiết

bị

4 Sử dụng MVT hỗ trợ việc phân tích băng video ghi các quá trình Vật lý thực

Việc ghi các quá trình Vật lý thực vào băng hình và phát chậm lại tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho việc quan sát đối tượng nghiên cứu Tuy nhiên việc thu thập số liệu đo, tính toán, phân tích, xử lý số liệu và trình bày kết quả xử lý còn khó khăn và mất nhiều thời gian Để tạo điều kiện thuận lợi cho các công việc trên chúng ta có thể phân tích các băng hình nhờ MVT và các phần mềm tương ứng Quá trình sử dụng phương pháp phân tích băng hình ghi các quá trình Vật lý thực cần thực hiện theo trình tự sau:

Bước 1: Quan sát quá trình Vật lý cần nghiên cứu

Với các chức năng của phần mềm, ta có thể cho hình chuyển động như trong thực tế, sau đó có thể cho chuyển động chậm lại, chuyển động từng giai đoạn hay đứng yên tùy theo mục đích nghiên cứu

Hình ảnh dưới đây là ví dụ về việc quay lại dao động của con lắc lò xo trên mặt phẳng nằm ngang nhờ MVT và phần mềm phân tích video

Hình 1.8: Hình ảnh dao động con lắc lò xo

có thể chuyển động theo từng giai đoạn giúp quan sát kỹ hơn

Bước 2: Thu thập số liệu

Với các quá trình cơ học, nhờ phần mềm nghiên cứu có thể thu được bảng

số liệu về tọa độ và thời điểm tương ứng bằng cách kích chuột vào trọng tâm của vật

Hình 1.9: Bảng số liệu x, v theo t

Bước 3: Phân tích, xử lý số liệu và trình bày kết quả của việc xử lý này

Các kết quả tính toán được MVT trình bày dưới dạng bảng hay đồ thị một cách chính xác đẹp đẽ và nhanh chóng Dựa vào bảng số liệu và đồ thị này người nghiên cứu có thể dự đoán được quy luật của đối tượng nghiên cứu

Hình 1.10 : Đồ thị x – t được vẽ nhờ phần mềm phân tích video

Căn cứ vào số liệu và đồ thị mà MVT đưa ra, người nghiên cứu có thể dự đoán về mối quan hệ giữa các đại lượng, kiểm tra dự đoán và điều chỉnh dự đoán này một cách nhanh chóng nhờ sử dụng phần mềm, khi đồ thị TN và đồ thị lý thuyết trùng khít nhau ta có được quy luật của đối tượng nghiên cứu

Dưới đây là một ví dụ về dự đoán quy luật dao động của con lắc lò xo và điều chỉnh dự đoán để tìm ra quy luật dao động Từ bảng số liệu và dạng đồ thị x-t ta thấy: đồ thị x-t có dạng là đồ thị hình sin

Sau khi dự đoán x là hàm sin hoặc cosin của t ta có thể kiểm tra dự đoán

đó là đúng hay sai bằng cách nhờ phần mềm vẽ ngay đồ thị hàm sin hoặc cosin

x=Asin(.t+) hoặc x= Acos(.t+)

Hình 1.11: Đồ thị x – t lý thuyết (đường liền nét)

và TN (đường chấm chấm) chưa trùng nhau

Trên hình ta thấy đồ thị lý thuyết (đường liền nét) và đồ thị TN (đường chấm chấm) chưa trùng nhau, điều này chứng tỏ đồ thị lý thuyết mới vẽ chưa phản ánh đúng quy luật của dao động con lắc lò xo

Để có thể tìm ra quy luật dao động của con lắc lò xo phải thay đổi các giá trị A, ,  sao cho đồ thị lý thuyết trùng với đồ thị TN như hình dưới đây

Hình 1.12: Đồ thị x – t lý thuyết (đường liền nét)

và TN (đường chấm chấm) trùng nhau 1.3.4 Những yêu cầu sư phạm đối với phần mềm sử dụng trong dạy học

Vật lý

Như đã phân tích ở trên, MVT có thể hỗ trợ trong dạy học Vật lý ở nhiều lĩnh vực khác nhau Tuy nhiên, để MVT thực sự là một phương tiện cần thiết trong một quá trình dạy học cụ thể thì những phần mềm sử dụng trong dạy học phải đảm bảo được các yêu cầu sư phạm nhất định Theo nhiều tác giả [1] [5] [7] [8] [18] [28] [32] [35] khi thiết kế và xây dựng phần mềm dạy học cần đảm bảo các yêu cầu sư phạm sau đây:

thuyết của dạy học

Phù hợp với nội dung, chương trình môn học không có nghĩa là mọi nội dung học tập đều có thể đưa vào phần mềm dạy học Chỉ xây dựng phần mềm dạy học với các nội dung giáo khoa mà các phương tiện dạy học khác không đem lại hiệu quả cao hoặc không thực hiện được trong điều kiện nhà trường, không thể trực tiếp quan sát được, các hiện tượng quá nhanh, quá chậm hoặc các thí nghiệm gây nguy hiểm

2 Đảm bảo tính trực quan: Hình ảnh đối tượng phải đủ lớn, màu sắc đảm bảo độ tương phản phù hợp, dễ dàng phân biệt các chi tiết Trong trường hợp màu sắc là thông tin cần lĩnh hội thì phải đảm bảo đúng màu sắc của đối tượng thật

3 Đảm bảo việc đổi mới phương pháp dạy học, thể hiện rõ ý đồ về phương pháp dạy học: Phần mềm dạy học phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện PPDH với việc sử dụng MVT kết hợp các phương tiện dạy học khác

4 Đảm bảo giao tiếp thân thiện với người dùng: Đáp ứng yêu cầu tương tác của người dùng, các lệnh điều khiển đơn giản ít phức tạp và thực hiện một cách nhanh chóng, hiển thị đối tượng, tài liệu với tốc độ thích hợp và có thể thay đổi tốc độ khi cần thiết

5 Có tính mở: Người sử dụng có thể dễ dàng bổ sung dữ liệu, thiết kế được các thí nghiệm ảo và có thể thay đổi các dữ liệu để khảo sát đối tượng khi tiến hành thí nghiệm ảo

6 Phù hợp đặc điểm tâm sinh lý của HS: Không quá tải về nội dung kiến thức, tạo tâm lý thoải mái, nhẹ nhàng cho người sử dụng

7 Đảm bảo tính thẩm mỹ, hấp dẫn: Các đối tượng, hiện tượng phải giống như thật

1.4 Tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học Vật lý

Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện ra những điều mà loài người chưa biết

mà nhằm lĩnh hội những tri thức loài người đã tích lũy được Tuy nhiên, trong học tập HS cũng phải “khám phá” ra những hiểu biết mới đối với bản thân HS

sẽ thông hiểu, ghi nhớ những gì đã nắm được qua hoạt động chủ động, nỗ lực của chính bản thân mình Đó là chưa nói, đạt đến trình độ nhất định, thì sự học tập tích cực sẽ mang tính nghiên cứu khoa học và người nghiên cứu khoa học cũng làm ra những tri thức mới cho khoa học [4] Do vậy, trong quá trình dạy học GV có thể tích cực hóa quá trình nhận thức của HS phỏng theo quá trình sáng tạo khoa học, quá trình này được nhiều tác giả trình bày trong các tài liệu [6] [19] [22] [23] [24] [25] [26] [34], dưới đây chúng tôi trình bày cụ thể quá trình này

Quá trình sáng tạo khoa học có thể trình bày dưới dạng chu trình:

Hình 1.13: Chu trình sáng tạo khoa học của Razumovski Các sự kiện xuất

(bằng suy luận logic hay suy luận toán học); kiểm tra những hệ quả đó bằng TN

Nếu những kết quả TN phù hợp với hệ quả dự đoán thì mô hình giả thuyết được xác nhận là đúng đắn và trở thành chân lý Nếu sự kiện TN không phù hợp với những dự đoán lý thuyết thì phải xem lại lý thuyết, chỉnh lý lại hoặc thay đổi

Mô hình trừu tượng được xác nhận trở thành tri thức mới, tiếp tục dùng để suy ra những hệ quả mới hoặc để giải thích những sự kiện TN mới phát hiện

Quá trình nhận thức Vật lý có thể được mô tả chi tiết hơn gồm các giai đoạn sau:

Thực tiễn  Vấn đề  Giả thuyết  Hệ quả  Định luật  Lý thuyết

 Thực tiễn

Tương ứng chu trình sáng tạo khoa học , thì tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi xây dựng, vận dụng một tri thức Vật lý cụ thể được mô tả bằng sơ đồ sau: “ đề xuất vấn đề – suy đoán giải pháp – khảo sát lý thuyết hoặc TN – kiểm tra, vận dụng kết quả.”[19]

- Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu về một cái chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được Diễn đạt nhu cầu đó thành câu hỏi

- Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép tìm lời giải, chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để

đi tới cái cần tìm; hoặc phỏng đoán các biến cố TN có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát TN để xây dựng cái cần tìm