Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Vật lí: Sử dụng phần mềm Crocodile hỗ trợ dạy học chương Mắt. Các dụng cụ quang - Vật lí 11

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xây dựng và sử dụng các mô hình bằng phần mềm mô phỏng Yenka hỗ trợ dạy học chương Mắt. Các dụng cụ quang - Vật lí 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề, kích thích hứng thú học tập cho học sinh.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHAN THỊ NGỌC BÍCH

SỬ DỤNG PHẦN MỀM YENKA HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƯƠNG “MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG” – VẬT LÍ 11

LUẬN V N THẠC S SƯ PHẠM VẬT LÍ

H NỘI - 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHAN THỊ NGỌC BÍCH

SỬ DỤNG PHẦN MỀM YENKA HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƯƠNG “MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG” – VẬT LÍ 11

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy giáo, cô giáo, các cán bộ ở Trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội đã quan tâm giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài luận văn này

Đặc biệt, em xin trân trọng cảm ơn TS Phạm Kim Chung đã tận tình hướng dẫn em thực hiện đề tài này

Hà Nội, 2015

Tác giả

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Danh mục ch viết t t ii

Mục lục iii

Danh mục các bảng v

Danh mục hình vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN V THỰC TIỄN CỦA ĐỀ T I 5

1.1 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học các ứng dụng KHKT của vật lí 5

1.1.1 Khái niệm năng lực 5

1.1.2 Năng lực giải quyết vấn đề 6

1.1.3 Dạy học các ứng dụng KHKT của vật lí 7

1.1.4 Dạy học trải nghiệm và vận dụng trong dạy học các ứng dụng KHKT 9

1.1.5 Tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học các ứng dụng KHKT của vật lí 12

1.2 Sử dụng phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học các ƯDKT của vật lí 16

1.2.1 Sử dụng phần mềm Yenka trong dạy học vật lí hỗ trợ phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 16

1.2.2 Nh ng chức năng cơ bản của phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học vật lí 17

1.2.3 Sử dụng phần mềm Yenka hỗ trợ DH các ứng dụng kĩ thuật của vật lí 19

1.3 Đặc điểm phong cách học của học sinh Trung học phổ thông 23

1.3.1 Phong cách học 23

1.3.2 Dạy học theo phong cách học của học sinh 25

1.4 Kết luận chương 1 30

CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM YENKA HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƯƠNG "MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG" – VẬT LÍ 11 32

2.1 Nội dung kiến thức về ứng dụng kĩ thuật của vật lí chương “M t Các dụng cụ quang” 32

2.1.3 Mục tiêu dạy học chương M t và các dụng cụ quang học 34

2.2 Tìm hiểu tình hình dạy học ở trường phổ thông 35

2.2.1 Mục đích tìm hiểu 35

2.2.5 Điều tra phong cách học của học sinh 39

2.3 Xây dựng các mô hình bằng phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học chương M t và các dụng cụ quang 41

2.3.1 Xây dựng mô hình hỗ trợ dạy học bài m t 41

2.3.2 Xây dựng mô hình hỗ trợ dạy học bài Kính hiển vi và Kính thiên văn 44

2.4 Soạn thảo tiến trình dạy học 46

2.4.1 Ý tưởng soạn thảo tiến trình dạy học 46

2.4.2 Xây dựng tiến trình dạy học từng bài cụ thể : 48

2.5 Kết luận chương 2 74

CHƯƠNG 3 : THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 75

3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 75

3.2 Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm 75

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm (TNSP) 75

3.3 Phân tích bài kiểm tra 82

3.3.1 Phân tích định tính diễn biến các giờ học……… 76

3.3.2 Phân tích bài kiểm tra……….82

3.3.3 Các thông số thống kê mô tả điểm số thực nghiệm sư phạm…………84

3.3.4 Hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo đối với việc phát triển hứng thú, năng lực giải quyết vấn đề, rèn luyện óc sáng tạo vật lý - kỹ thuật trong học tập của học sinh 86

3.4 Kết luận chương 3 88

K T LUẬN 90

T I LIỆU THAM KHẢO 92

PHỤ LỤC 94

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Dạy học trải nghiệm và tổ chức theo các pha dạy học giải quyết vấn đề

Ứng dụng kĩ thuật của vật lí 15

Bảng 2.1 Mục tiêu dạy học chương m t và các dụng cụ quang 34

Bảng 2.2 Tổng hợp phong cách học của học sinh 40

Bảng 2.3 Kết quả điều tra khả năng tiếng Anh và tin học của học sinh 41

Bảng 3.1 Bảng tần suất điểm số thực nghiệm sư phạm 83

Bảng 3.2 Các thông số thống kê mô tả lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 84 Bảng 3.3 Kiểm định sự khác nhau của các trung bình cộng - Independent Samples Test85

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Chu trình học tập trải nghiệm theo David Kolb 9

Hình 1.2 Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 14

Hình 1.3 Màn hình lựa chọn các chức năng của Yenka 17

Hình 1.4 Mô phỏng dao động con l c lò xo trên Yenka 18

Hình 1.5 Mô hình đường đi của tia sáng qua thấu kính của Yenka 19

Hình 1.6 Mô hình đường truyền tia sáng và tạo ảnh qua thấu kính hội tụ 21

Hình 1.7 Mô hình đường truyền tia sáng và tạo ảnh qua thấu kính phân kì 21

Hình 1.8 Mô hình tạo ảnh trong máy ảnh 22

Hình 1.9 Mô hình thiết kế kính tiềm vọng 23

Hình 2.1.Mô hình m t thường nhìn vật ở xa 42

Hình 2.2.M t thường nhìn vật ở gần 42

Hình 2.3 Mô hình m t cận 43

Hình 2.4 Mô hình m t viễn 43

Hình 2.5 Mô hình kính hiển vi 44

Hình 2.6 Mô hình thiết kế kính thiên văn đơn giản 45

Hình 2.7 Mô hình thử nghiệm thiết kế kính thiên văn 45

Hình 3.1 Hình ảnh thực nghiệm sư phạm học sinh làm việc với mô hình 78

Hình 3.2 Hình ảnh thực nghiệm sư phạm GV trao đổi với học sinh 78

Hình 3.3 Hình ảnh thực nghiệm sư phạm học sinh làm việc nhóm 79

Hình 3.4.Đồ thị tần suất điểm số thực nghiệm sư phạm 84

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Vật lí (VL) học ở trường THPT hiện nay chủ yếu là vật lí thực nghiệm, vì vậy việc lồng ghép các thí nghiệm (TN) vào trong các bài học VL là một biện pháp quan trọng nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, góp phần tích cực trong việc truyền đạt kiến thức cho học sinh

Việc đổi mới nội dung và phương pháp trong dạy học VL phải g n liền với việc tăng cường sử dụng TN trong quá trình dạy học VL Bên cạnh đó khối lượng kiến thức trong mỗi bài học lại tăng lên, hầu hết trong các bài đều có TN Nếu dạy học theo phương pháp truyền thống thì sẽ không đủ thời gian Ngoài ra hiện nay, mặc dù các phòng TN ở các trường phổ thông đã được trang bị một cách đầy đủ về

số lượng, nhưng vẫn còn nh ng khó khăn mà mỗi tiết dạy đang phải kh c phục, nhiều dụng cụ thí nghiệm chưa đạt yêu cầu, nhân viên quản lý thí nghiệm thì không chuyên nên việc chuẩn bị thí nghiệm cho một tiết học trên lớp là rất khó khăn vì ra chơi chỉ có 5 đến 10 phút Đồng thời, khi sử dụng các thí nghiệm dạy học trên lớp còn gặp trở ngại cho cả thầy và học trò vì mỗi tiết học ở trường phổ thông chỉ diễn

ra trong thời gian 45 phút Như vậy giáo viên phải mất rất nhiều thời gian cho việc chuẩn bị trước một giờ lên lớp Hơn n a số tiết dạy liền nhau ở các lớp khác nhau

và điều này chỉ có thể thực hiện được bằng cách: một là, học sinh phải đi đến phòng chức năng thí nghiệm riêng biệt; hai là, các thầy cô phải di chuyển hệ thống dụng cụ thí nghiệm tới các lớp học của học sinh Cả hai phương án này đều gây ra rất nhiều khó khăn vì không phải trường phổ thông nào cũng có đủ các phòng chức năng riêng cho các bộ môn hay phòng chức năng đủ điều kiện làm thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm có thể bị hỏng hóc do vận chuyển, chất lượng dạy và học bị hạn chế Nhiều khi có đủ điều kiện tiến hành thí nghiệm, có phòng chức năng nhưng việc đăng ký giờ dạy vẫn không thực hiện được vì đồng loạt nhiều lớp đăng ký, nhiều bộ môn đăng ký nên khi đến lượt làm thí nghiệm thì chương trình học đã đi qua rất lâu không có hiệu quả giảng dạy n a

Vậy nên rất khó để đáp ứng yêu cầu của bài học theo sách giáo khoa Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ thông tin trong các bài giảng là một giải pháp quan trọng

trong việc giảng dạy, giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng, sâu

s c, tin tưởng vào nh ng kiến thức mà mình chiếm lĩnh được, đồng thời tạo hứng thú học tập cho học sinh trong từng bài học

Phần mềm Crocodile đã được sử dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới, với nhiều tính năng ưu việt Phần mềm này giúp giáo viên có thể tự mình thiết kế

nh ng phương án thí nghiệm theo định hướng của mình Việc sử dụng phần mềm Crocodile để thiết kế các mô hình thí nghiệm dựa trên các bộ TN thực, đồng thời vận dụng các phương pháp dạy học tích cực có thể phát triển năng lực phát triển tư duy và năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Nghiên cứu của C Bostan (2011), Thí nghiệm vật lí với phần mềm Yaka (Physics experiments with Yenka software); Carmen Gabriela Bostan (2011) Xây dựng mô hình thí nghiệm vật lí bằng phần mềm Yenka và một số công trình khác như De Jong, T., (1999), (Học và hướng dẫn với phần mềm mô phỏng (Learning and Instruction with Computer Simulations”, Education & Computing), Alena Kovárová (2003) Ứng dụng đa phương tiên hỗ trợ dạy học vật lí (Multimedia Support for Teaching Physics); Ali Azar, Özlem Aydin Şengulec (2005) “Máy tính

và Phòng thí nghiệm hỗ trợ giảng dạy Vật lý: Tác động về thành tích học tập và thái độ đối với Vật lí” (Computer-Assisted and Laboratory-Assisted Teaching Methods in Physics Teaching: The Effect on Student Physics Achievement and Attitude towards Physics).v.v Đã đề cập đến việc xây dựng các mô hình thí nghiệm bằng Yen ka và crocodile physic và sử dụng trong dạy học vật lí Tuy nhiên, việc sử dụng các mô hình thí nghiệm vẫn tập trung vào mô phỏng, minh họa các thí nghiệm mà chưa trở thành một phương tiện giúp học sinh trải nghiệm các thiết kế qua đó nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Với nh ng lí do trên, tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Sử dụng phần mềm Crocodile hỗ trợ dạy học chương “ M t Các dụng cụ quang”- Vật lí 11” nhằm đưa

ra giải pháp hỗ trợ dạy học bộ môn Vật lí

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Xây dựng và sử dụng các mô hình bằng phần mềm mô phỏng Yenka hỗ trợ dạy học chương " M t Các dụng cụ quang" - Vật lí 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề, kích thích hứng thú học tập cho học sinh

3 Giả thuyết khoa học của đề tài

Xây dựng các mô hình thí nghiệm bằng phần mềm Yenka và sử dụng hỗ trợ

tổ chức dạy học theo các pha của dạy học giải quyết vấn đề theo phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình trong dạy học chương "M t Các dụng cụ quang"

sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề, kích thích hứng thú học tập cho học sinh

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy và học nội dung kiến thức chương '' M t Các dụng cụ quang"

- SGK Vật lí 11

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Sử dụng phần mềm Yenka xây dựng các mô hình hỗ trợ dạy học ứng dụng kĩ thuật của vật lí chương '' M t Các dụng cụ quang" - SGK Vật lí 11, chương trình cơ bản (cụ thể các bài 31 M t, 32 Kính lúp, 33 Kính hiển vi, 32 Kính Thiên văn)

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu vai trò, nguyên t c ứng dụng CNTT trong dạy học vật lí

- Nghiên cứu đặc điểm học tập của học sinh

- Nghiên cứu nội dung chương trình chuẩn kiến thức kĩ năng phần kiến thức chương “ M t Các dụng cụ quang”- Vật lí 11

- Nghiên cứu việc xây dựng và sử dụng phần mềm mô phỏng Yenka cho chương “M t Các dụng cụ quang”

- Thực nghiệm sư phạm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của phần mềm mô phỏng Yenka xây dựng được

6 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu các tài liệu tâm lí học về đặc điểm của học sinh THPT

- Nghiên cứu các tài liệu lí luận dạy học, các luận văn, luận án liên quan đến đổi mới phương pháp dạy học theo hướng giải quyết vấn đề

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình, sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo liên quan

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Nghiên cứu thực tiễn hoạt động dạy và học cho học sinh THPT

- Khảo sát phong cách học của học sinh tại trường THPT

- Nghiên cứu việc xây dựng và sử dụng phần mềm mô phỏng Yenka cho chương “M t Các dụng cụ quang”

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Thực nghiệm đối chứng kết quả học tập gi a quá trình học chương "M t Các dụng cụ quang" của hai nhóm học sinh, một nhóm sử dụng phần mềm Yenka, một nhóm học theo phương pháp truyền thống

- Sử dụng phương pháp thống kê toán học để phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

7 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần Mở đầu và kết luận, cấu trúc luận văn như sau:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2 Xây dựng mô hình thí nghiệm và sử dụng phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học chương “ M t Các dụng cụ quang”

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN V THỰC TIỄN CỦA ĐỀ T I 1.1 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học các ứng dụng KHKT của vật lí

1.1.1 Khái niệm năng lực

Khái niệm năng lực (competence) hiện được hiểu nhiều nghĩa khác nhau, tuỳ

theo nh ng cách tiếp cận khác nhau, có thể hiểu: năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong

nh ng tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động Đồng thời, nh ng yếu tố này phải quan sát, đo lường được và cho phép phân biệt được nh ng người có biểu hiện năng lực tốt nhất so với nh ng người khác [10, tr 190];[11]

Để hình thành và phát triển năng lực cần xác định các thành phần và cấu trúc của chúng Có nhiều loại năng lực khác nhau Việc mô tả cấu trúc và các thành phần năng lực cũng khác nhau Cấu trúc chung của năng lực hành động được mô tả là sự kết hợp của 4 năng lực thành phần: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể

Trong chương trình giáo dục hiện nay của các nước thuộc OECD (Tổ chức Hợp tác và phát triển kinh tế), mô hình năng lực được phân chia thành hai nhóm chính, bao gồm các năng lực chung (general competence - còn gọi là năng lực chính, năng lực nền tảng) và các năng lực chuyên môn (specific competence - còn gọi là năng lực chuyên biệt)

Nhóm năng lực chung: là nh ng năng lực cơ bản, thiết yếu để con người có

thể sống và làm việc bình thường trong xã hội, được hình thành và phát triển qua nhiều môn học Năm 2002, EU (Hội đồng châu Âu) đã thống nhất xác định hệ thống năng lực chung cho CTGD như: Giao tiếp bằng tiếng mẹ đẻ; Giao tiếp bằng tiếng nước ngoài; Công nghệ thông tin và truyền thông.v.v

Nhóm năng lực chuyên môn : là nh ng năng lực riêng được hình thành và phát triển liên quan đến từng môn học cụ thể Ví dụ: nhóm năng lực chuyên môn trong môn Toán bao gồm các năng lực: Giải quyết các vấn đề toán học; Lập luận toán học; Mô hình hóa toán học

1.1.2 Năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của một cá nhân để sử dụng các quá trình nhận thức để đương đầu và giải quyết thực tế, tình huống liên ngành, giải pháp không phải là được vạch ra ngay lập tức rõ ràng và các kiến thức được áp dụng là không nằm trong một môn học duy nhất như đọc hiểu, toán học, khoa học hay các lĩnh vực khác (Problem solving competency: This is an individual’s capacity to use cognitive processes to confront and resolve real, cross-disciplinary situations where the solution path is not immediately obvious and where the literacy domains or curricular areas that might be applicable are not within a single domain of mathematics, science and other domains [12, pp 30]

Nh ng khái niệm về năng lực và năng lực giải quyết vấn đề đưa ra định nghĩa rất chung chung của việc giải quyết vấn đề Cụ thể hơn, để phân tích năng lực giải quyết vấn đề dựa trên quá trình giải quyết một vấn đề Năng lực giải quyết vấn đề một người thể hiện bởi hiệu suất trong việc xác định một vấn đề, tìm kiếm thông tin có liên quan, đánh giá khó khăn, phức tạp của vấn đề, vạch ra một kế hoạch với hành động thích hợp và thực hiện của nó

Qua nghiên cứu, tham khảo kinh nghiệm các nước phát triển, đối chiếu với yêu cầu và điều kiện giáo dục trong nước nh ng năm s p tới, các nhà khoa học giáo dục Việt Nam đã đề xuất định hướng chuẩn đầu ra về phẩm chất và năng lực của chương trình giáo dục trung học nh ng năm s p tới, trong đó có đề cập tới năng lực giải quyết vấn đề như sau:

a) Phát hiện và làm rõ vấn đề: Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống

b) Đề xuất, lựa chọn giải pháp: Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề; đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất

c) Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề: Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề; đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất [1], [ 8, tr.24];

1.1.3 Dạy học các ứng dụng KHKT của vật lí

Các ứng dụng của các định luật, nguyên lý, hiệu ứng, Vật lí trong kỹ thuật

và đời sống (gọi là các ứng dụng kỹ thuật) được hiểu là các đối tượng, thiết bị máy móc (hoặc hệ thống các đối tượng thiết bị máy móc) được chế tạo và sử dụng với mục đích nào đó trong kỹ thuật và đời sống mà nguyên t c hoạt động của chúng dựa trên các định luật, nguyên lý, hiệu ứng đó Ví dụ: Máy ảnh, kính hiển vi, kính thiên văn, kính lúp, ứng dụng quy luật đường đi của các tia sáng qua lăng kính, gương, thấu kính (sự tạo ảnh qua lăng kính, gương, thấu kính)

Xét một ứng dụng kĩ thuật trong đó không chỉ áp dụng các định luật Vật lí

mà còn cần phải có nh ng đề xuất giải pháp đặc biệt để làm cho các hiện tượng Vật

lí có hiệu quả cao, sao cho thiết bị được sử dụng thuận tiện trong đời sống và sản xuất Để đạt được mục đích này khi nghiên cứu, học sinh không nh ng phải vận dụng nh ng định luật Vật lí vừa được thiết lập mà còn phải vận dụng tổng hợp

nh ng hiểu biết, nh ng kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khác của Vật lí Trong quá trình nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật, học sinh làm quen dần với việc tự lực chuyển nh ng kiến thức đã học (định luật, nguyên lý Vật lí) vào tình huống mới (giải thích hoạt động của ứng dụng kĩ thuật hay đưa ra một dự án thiết kế ứng dụng

kĩ thuật) thông qua hoạt động của học sinh như : Mô tả và giải thích bằng ngôn ng nói, viết; thực hiện các thao tác kĩ thuật từ mức đơn giản là l p ráp theo sơ đồ có sẵn đến mức cao hơn là tự đề xuất, chọn lựa phương án thiết kế tối ưu ứng dụng kỹ thuật Qua đó góp phần làm tư duy ngôn ng , óc sáng tạo Vật lí - kỹ thuật của học sinh phát triển

Trong dạy học ứng dụng kỹ thuật của Vật lí thường sử dụng hai loại mô hình: mô hình vật chất chức năng và mô hình hình vẽ (mô hình ký hiệu):

+ Mô hình hình vẽ mô tả nh ng nét chính về cấu trúc của vật thể hay một cơ

cấu kỹ thuật đã được lược bỏ nh ng chi tiết kỹ thuật không cần thiết (ví dụ : hình vẽ một máy ảnh, hình vẽ cách bố trí thí nghiệm về thấu kính ) Mô hình hình vẽ có thể đại diện cho vật gốc về một số mặt, nhờ thế mà có thể sử dụng mô hình để dự đoán

và giải thích một số hiện tượng (chẳng hạn có thể sử dụng mô hình hình vẽ để dự kiến thiết kế một thiết bị quang học đòi hỏi đáp ứng được nh ng yêu cầu đã cho trước Ví dụ : để quan sát vật từ rất xa phải dùng ống kính dài như kính thiên văn hoặc quan sát vật ở xa dùng ống kính ng n như ống nhòm Dựa trên mô hình ta có thể thiết kế áng chừng Tuy nhiên, mỗi mô hình chỉ phản ánh được một số tính chất nhất định của vật gốc Bởi vậy mỗi mô hình đều có giới hạn ứng dụng của nó vì thế suy ra hệ quả lý thuyết có khi không hoàn toàn phù hợp với thực tiễn

Ví dụ : Mô hình đường truyền của tia sáng qua thấu kính mà không kể đến tính chất quang sai của thấu kính thì, nếu chỉ dựa trên mô hình ta có thể tạo ra được kính lúp, kính hiển vi có độ phóng đại lớn tuỳ ý Nhưng nh ng thấu kính thực tế luôn gặp phải vấn đề quang sai hay hiện tượng nhiễu xạ do đó số phóng đại của các kính quang học có giới hạn Cho nên khi sử dụng mô hình nếu có điều kiện giáo viên nên chỉ cho học sinh thấy nh ng giới hạn đó để tính nh ng trường hợp ngoại suy trên mô hình quá giới hạn ứng dụng dẫn đến nh ng sai lầm đáng tiếc không phù hợp thực tế

+ Mô hình vật chất của ứng dụng kỹ thuật có thể hoạt động được như đối tượng gốc (thực hiện chức năng), được chế tạo để thay thế vật gốc mà nguyên t c

hoạt động của nó dựa trên các định luật, nguyên lý, hiệu ứng, hiện tượng Vật lí (ví

dụ : mô hình kính hiển vi, kính thiên văn ) có thể tách ra được nh ng yếu tố riêng biệt của đối tượng nghiên cứu giúp cho học sinh nhìn thấy được các đối tượng kỹ thuật mà thực tế thường bị che kín

Xuất phát từ sự phân tích về mặt bản chất của việc nghiên cứu các ứng dụng

kỹ thuật trong dạy học Vật lí ở trên cho phép ta xác định: Việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật trong dạy học Vật lí ở các trường phổ thông có thể diễn ra theo hai con đường sau :

- Con đường thứ nhất: Trên cơ sở đã có sẵn ứng dụng kỹ thuật (thiết bị, máy

móc ) nhiệm vụ của học sinh là nghiên cứu cấu tạo và giải thích nguyên t c hoạt động của các ứng dụng kỹ thuật trên cơ sở các định luật, nguyên lý Vật lí đã biết

- Con đường thứ hai : Dựa trên các định luật, nguyên lý Vật lí đã biết,

nhiệm vụ của học sinh là đưa ra các phương án thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu kỹ thuật nào đó [9]

1.1.4 Dạy học trải nghiệm và vận dụng trong dạy học các ứng dụng KHKT 1.1.4.1 Dạy học trải nghiệm

David Kolb giới thiệu một mô hình học tập dựa trên trải nghiệm (experiential learning, thường được biết đến với cái tên Chu trình học tập Kolb) nhằm “quy trình hóa” việc học với các giai đoạn và thao tác được định nghĩa rõ ràng Thông qua chu trình này, cả người học lẫn người dạy đều có thể cải tiến liên tục chất lượng cũng như trình độ của việc học Đây là một trong số các mô hình được sử dụng rộng rãi nhất trong việc thiết kế chương trình học, thiết kế bài giảng, trong việc huấn luyện cũng như trong các hướng dẫn học tập cho các khóa học sau phổ thông

Chu trình học tập Kolb gồm bốn bước được mô tả như hình dưới đây:

Hình 1.1 Chu trình học tập trải nghiệm theo David Kolb

Trong đó, Kolb khuyến cáo trình tự của việc học theo mô hình học tập thực nghiệm cần tuân thủ trình tự của Chu trình, nhưng không nhất thiết phải khởi đầu từ bước nào trong Chu trình Tuy nhiên Kolb dựa trên giả định quan trọng về việc học:

tri thức khởi nguồn từ kinh nghiệm, tri thức cần được người học kiến tạo (hoặc tái tạo) chứ không phải là ghi nhớ nh ng gì đã có Cần vận dụng đúng Chu trình Kolb

để có thể phát huy hiệu quả

Kolb và các nhà nghiên cứu khác đã đi xa hơn khi nhận thấy rằng, với sự lựa chọn điểm khởi đầu và thiên lệch sự tập trung vào một giai đoạn nào đó sẽ cho thấy phong cách học tập của từng người (hoặc từng môn học)

Quan điểm cơ bản trong mô hình học tập dựa trên kinh nghiệm này là người học cần thiết phải phản tỉnh (reflect, từ khác: chiêm nghiệm) trên các kinh nghiệm của mình để từ đó khái quát hóa và công thức hóa các khái niệm để có thể áp dụng cho các tình huống mới có thể xuất hiện trong thực tế; sau đó các khái niệm này được áp dụng và kiểm nghiệm trong thực tế để thấy được sự đúng-sai, h u dụng-vô ích,v.v ; từ đó lại xuất hiện các kinh nghiệm mới, và chúng lại trở thành đầu vào cho vòng học tập tiếp theo, cứ thế lặp lại cho tới khi nào việc học đạt được mục tiêu

đề ra ban đầu

Dưới đây là mô tả chi tiết hơn về các bước trong Chu trình Kolb:

+ Kinh nghiệm Rời rạc (Concrete Experience)

Người học có thể đã đọc một số tài liệu, tham dự bài giảng, xem một số video trên Internet về chủ đề đang học tập, hoặc đã thử làm thử theo hướng dẫn của một số bài giới thiệu nhập môn (tutorial) về chủ đề cần học, hoặc tự mình mò mẫm trong giây lát với máy móc trong phòng lab v.v Tất các các yếu tố đó sẽ tạo ra các kinh nghiệm nhất định cho người học Và chúng trở thành “nguyên liệu đầu vào” quan trọng của quá trình học tập Tuy vậy, kinh nghiệm quan trọng nhất là nh ng kinh nghiệm mà các giác quan của con người có thể cảm nhận rõ ràng được (sensory experience)

Thông thường, người học dạng “hời hợt” (surface learning) thường chỉ dừng lại ở các kinh nghiệm đó, ghi chép lại và chờ cho tới kì thi và kết thúc việc học Theo gợi ý của Chu trình Kolb, đó mới chỉ là sự khởi đầu

+ Quan sát có suy tưởng (Reflective Observation)

Người học cần có các phân tích, đánh giá các sự kiện và các kinh nghiệm đã

có Sự đánh giá này cần tự mình suy tưởng về các kinh nghiệm đó, xem cảm thấy thế nào, có hiểu được hay không, có thấy nó hợp lý hay không, có thấy nó đúng hay cảm thấy nó “có gì đó không ổn”, có quan điểm hay thực tế nào đi ngược lại với các kinh nghiệm mình vừa trải qua hay không, v.v Đối với việc học, việc suy tưởng hàm ý sâu s c rằng ta phải luôn tự hỏi và tự trả lời “việc học có tiến triển tốt đẹp hay không?”, và thuần túy sử dụng trực giác để trả lời câu hỏi đó Trong quá trình suy ngẫm, và xa hơn n a là ghi lại các suy tưởng ấy theo một cách tự nhiên và tự thân, ta sẽ rút ra được các bài học cũng như định hướng mới cho chặng đường học tập tiếp theo thú vị và hiệu quả hơn Đối với việc dạy, nhà giáo sử dụng kĩ thuật tương tự áp dụng cho việc dạy của mình, và cho việc học của học trò để có được các phương án và hành động hiệu quả hơn Một số hình thức suy tưởng (reflection) vận dụng sâu hơn các hình thức tra cứu, phân tích, tổng hợp từ nhiều nguồn, đưa ra các đánh giá về kinh nghiệm vừa trải qua Khi suy tưởng, chúng ta sẽ “tham gia” sâu hơn vào quá trình, bản thân điều đó cũng đã giúp đỡ rất nhiều cho việc học tập Với việc suy tưởng có chất lượng, ta sẽ có được các cải tiến, nâng cấp, điều chỉnh cho tiến trình phát triển của việc học tập

+ Khái niệm hóa (Conceptualization)

Sau khi có được quan sát chi tiết cộng với suy tưởng sâu s c, người học tiến hành khái niệm hóa các kinh nghiệm đã nhận được Từ kinh nghiệm, ta có các khái niệm, “lí thuyết mới” Bước này chính là bước quan trọng để các kinh nghiệm được chuyển đổi thành “tri thức”, hệ thống khái niệm và b t đầu lưu gi lại trong não bộ Không có bước này, các kinh nghiệm sẽ không thể được nâng cấp và phát triển lên một tầm cao mới h u ích hơn mà chỉ là các trải nghiệm vụn vặt nhặt được trong tiến trình học tập hay thực hành

Giai đoạn khái niệm hóa kết thúc bằng việc ta lập một kế hoạch cho cách hành động tiếp theo trong thời gian tới Thông thường giai đoạn này được tiếp nối giai đoạn trước (Quan sát có suy tưởng) một cách tự nhiên bằng việc trả lời cho các câu hỏi quan trọng trong quá trình quan sát và suy tưởng – có thể coi như kết luận

của toàn bộ quá trình suy tưởng, và giai đoạn tiếp theo sẽ là giai đoạn kiểm chứng kết luận đó có đúng hay không

+ Thử nghiệm tích cực (Active Experimentation)

Ở giai đoạn trước, người học đã có một bản “kết luận” được đúc rút từ thực tiễn với các luận cứ và suy tư được liên kết chặt chẽ Bản kết luận đó có thể coi như một giả thuyết, và ta phải đưa vào thực tiễn để kiểm nghiệm Việc này hết sức quan trọng trong việc hình thành nên tri thức thực sự Theo Kolb và nh ng người theo đường lối tạo dựng (hay “kiến tạo” – constructivism), chân lí cần được lĩnh hội, hoặc kiểm chứng được Đây là bước cuối cùng để chúng ta xác nhận hoặc phủ nhận các khái niệm từ bước trước

1.1.4.2 Vận dụng dạy học trải nghiệm trong dạy học các ứng dụng KHKT

Đối với việc học vật lí nói chung và dạy học ứng dụng KHKT của vật lí nói riêng , ta có thể có một ví dụ cho việc thực thi Chu trình Kolb như sau:

Chu trình này yêu cầu người học có một kỉ luật trong việc học thông qua việc lên kế hoạch, hành động, phản tỉnh và liên hệ ngược trở lại các lý thuyết

Bước 1: Sau khi đọc tài liệu, thử làm người học đã có nh ng trải nghiệm ban đầu về vấn đề cần nghiên cứu

Bước 2: Thảo luận về cảm giác, quy trình và phối hợp có chỗ nào không ổn Ghi lại các cảm nhận quan trọng, đọc lại giáo trình để xem mình làm có đúng không Khi gặp chỗ không ổn thử tìm kiếm giải pháp cải thiện, tham khảo các thảo luận khác để rút ra kết luận Ghi lại các suy tưởng đó

Bước 3: Phác thảo giải pháp, khái quát lại thành “Quy trình”

Bước 4: Thực hiện theo quy trình đã đề xuất, và lặp lại Bước 1

1.1.5 Tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học các ứng dụng KHKT của vật lí

Các nghiên cứu gần đây phê bình mô hình Kolb, vốn ra đời từ 1984, là quá đơn giản, hoặc quá lí tưởng, hoặc có khi không khớp với thực tế học tập của sinh viên và có phần thiếu thực tiễn

Học tập dựa trên vấn đề phát triển từ nh ng năm 1990 trong chương trình giảng dạy tại Đại học McMaster ở Canada và trở thành một phương pháp giảng dạy

đã được chấp nhận trên kh p B c Mỹ và châu Âu Hmelo Silver (2004) mô tả việc học tập dựa trên vấn đề như là một phương pháp giảng dạy trong đó học sinh học thông qua tạo điều kiện giải quyết vấn đề trọng tâm của một vấn đề phức tạp Torp

và Sage (2002) mô tả việc học tập dựa trên vấn đề là việc tổ chức học tập qua trải nghiệm giải quyết các vấn đề trong thế giới thực Các kết quả nghiên cứu của Fortus, Dershimer, Krajcik, Marx và Mamlok-Naaman, (2005) và Puntambekar & Kolodner, 2005 và các kết quả điều tra khác về tổ chức dạy học giúp học sinh phát triển kiến thức khoa học đều kết luận rằng: Việc tổ chức dạy học dựa trên việc cho học sinh tham gia hoặc học tập dựa trên vấn đề khoa học có khả năng giúp học sinh phát triển các kỹ năng giải quyết vấn đề và kỹ năng nghiên cứu khoa học (Kolodner, Camp, Crismond, Fasse, Gray, Holbrool, Puntambekar, và Ryan, 2003; Silk, Schunn và Strand, 2007)

Dạy học theo quan điểm phát triển năng lực giải quyết vấn đề g n với nh ng tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời g n hoạt động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn Tăng cường việc học tập trong nhóm, đổi mới quan hệ

GV - HS theo hướng cộng tác có ý nghĩa quan trọng nhằm phát triển năng lực xã hội Bên cạnh việc học tập nh ng tri thức và kỹ năng riêng lẻ của các môn học chuyên môn cần bổ sung các chủ đề học tập phức hợp nhằm phát triển năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề (dạy học nêu vấn đề, dạy học nhận biết và giải quyết vấn đề) là quan điểm dạy học nhằm phát triển năng lực tư duy, khả năng nhận biết và giải quyết vấn đề Học được đặt trong một tình huống có vấn

đề, đó là tình huống chứa đựng mâu thuẫn nhận thức, thông qua việc giải quyết vấn

đề, giúp HS lĩnh hội tri thức, kỹ năng và phương pháp nhận thức Dạy học phát hiện

và giải quyết vấn đề là con đường cơ bản để phát huy tính tích cực nhận thức của

HS, có thể áp dụng trong nhiều hình thức dạy học với nh ng mức độ tự lực khác

nhau của HS

Trong tổ chức dạy học theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Vật lí thể hiện ở các giai đoạn trong tiến trình ở hình 1.1 [ 8, tr 61]

Hình 1.2 Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát

hiện và giải quyết vấn đề

Vận dụng dạy học trải nghiệm và tổ chức theo các pha dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học các ứng dụng kĩ thuật của vật lí thể hiện ở bảng 1.1 [8, tr.63-64]

Phát biểu vấn đề - bài toán

Giải quyết vấn đề: suy đoán, thực hiện giải pháp

Kiểm tra, xác nhận kết quả: xem xét sự phù hợp của lí thuyết và thực nghiệm

Trình bày, thông báo, Thảo luận, bảo vệ kết quả

Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

Bảng 1.1 Dạy học trải nghiệm và tổ chức theo các pha dạy học giải quyết vấn đề

1 Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết

từ tình huống (điều kiện) xuất phát:

từ kiến thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…

Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

Đưa ra một nhu cầu, nhiệm

vụ cần thực hiện mà nh ng thiết bị kĩ thuật (TBKT) đã biết chưa thể thực hiện được hoặc thực hiện chưa tốt TBKT phải có nguyên t c cấu tạo và hoạt động như thế nào để thực hiện được chức năng ?

- Thực hiện giải pháp đã suy đoán

Mở máy ra và xác định các

bộ phận chính, các quy luật

cơ bản chi phối Xây dựng

mô hình hình vẽ (MHHV) và tiến hành thí nghiệm kiểm tra xem MHHV có thực hiện được đúng các chức năng của TBKT không

Thiết kế một TBKT để đáp ứng được yêu cầu đặt ra Lựa chọn thiết kế tối ưu và xây dựng mô hình vật chất chức năng (VC –CN) theo thiết kế

So sánh TBKT đã xây dựng với các TBKT trong đời sống

để bổ sung các yếu tố khác

1.2 Sử dụng phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học các ƢDKT của vật lí

1.2.1 Sử dụng phần mềm Yenka trong dạy học vật lí hỗ trợ phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Tầm quan trọng của việc giải quyết vấn đề trong khoa học được minh chứng không chỉ bởi số lượng ngày càng tăng của các chương trình dự án về dạy học giải quyết vấn đề như chương trình Chương trình đánh giá học sinh quốc tế - PISA PISA đánh giá khả năng năng lực giải quyết của học sinh, khả năng của học sinh lứa tuổi mười lăm áp dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề liên môn, trong đó tình huống gần thực tế

Nhiều phương pháp sư phạm khác nhau liên quan đến việc dựa trên vấn đề học tập (PlBL), theo dự án học tập (PjBL), dựa trên thiết kế khoa học, kĩ thuật (DBS) đã và đang được sử dụng với nỗ lực để phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề

Nh ng phương pháp sư phạm trên đều có liên quan đến kinh nghiệm cuộc sống của học sinh trong đời sống thực

Heyworth (1998) Sternberg (1985) và Simon và Simon (1978) nhấn mạnh rằng học sinh có ý nghĩa tìm hiểu kỹ năng giải quyết vấn đề thông qua kinh nghiệm

cụ thể Giáo viên có thể giúp học sinh bằng cách cung cấp tình huống được cấu trúc

rõ ràng để khuyến khích học sinh tham gia vào việc học của mình và thực hiện các bước cần thiết để giải quyết các vấn đề trong khoa học (Pizzini, Shepardson & Abell, 1989) Fortus, Dershimer, Krajcik, Marx và Mamlok-Naaman ( 2005) cho rằng vận dụng Dạy học “dựa trên thiết kế khoa học” có thể nâng cao kĩ năng giải quyết vấn đề, nghiên cứu này xác định mối liên hệ gi a DBS và các kỹ năng giải quyết vấn đề của học sinh trong trường trung học [12, pp 18-30]

Với việc phát triển nhanh chóng của CNTT, nhiều trường đại học trên thế giới đã sử dụng máy tính, mạng máy tính, kết hợp việc sử dụng phần mềm thí nghiệm trên màn hình máy vi tính để hỗ trợ quá trình thực hành với các thí nghiệm truyền thống nhằm phát triển kĩ năng thí nghiệm của học sinh

Việc nghiên cứu các phần mềm hỗ trợ dạy học thường tập trung vào các phần mềm mô phỏng các thí nghiệm vật lí Xu hướng nghiên cứu sử dụng các phần mềm hỗ trợ thực hành thí nghiệm vật lí trên thế giới tập trung vào hai vấn đề:

- Nghiên cứu xây dựng phần mềm thí nghiệm trên màn hình máy vi tính đảm bảo tính khách quan của các số liệu thực nghiệm thu được từ thí nghiệm, tạo điều kiện cho sinh viên nhanh chóng tiếp cận với thí nghiệm thật

- Nghiên cứu tổ chức hoạt động thực hành thí nghiệm với sự hỗ trợ của phần mềm thí nghiệm trên màn hình nhằm tăng hiệu quả hoạt động dạy học

1.2.2 Những chức năng cơ bản của phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học vật lí

Yenka là một thế hệ mới của phần mềm Crocodile physic được phát triển bởi hãng Crocodile Clips ở Anh Yenka là phần mềm mô phỏng thí nghiệm trên máy vi tính Giúp mô hình hóa các thí nghiệm thực tế trên máy tính một các chính xác và sinh động bằng các hình ảnh 2D và 3D Cho phép HS lựa chọn 4 nghành học: Máy tính, toán học, khoa học và công nghệ Trong đó có cả phiên bản tiếng Việt

Hình 1.3 Màn hình lựa chọn các chức năng của Yenka

Phần mềm thí nghiệm ảo Yenka dùng trong Vật lí bao gồm 5 phần : Cơ học, quang học, nhiệt học, điện học và sóng, với các dụng cụ thí nghiệm giúp xây dựng các mô hình thí nghiệm mô phỏng các hiện tượng Vật lí một cách trực quan sinh động

Về cơ học: (Motion và forces) được chia làm hai phần chính (mechanisms và motion) Mechanisms có khá nhiều dụng cụ trực quan sinh động như: Trục, bánh răng, xi lanh, phít tông… có thể tạo ra mô hình hoạt động giống như hoạt động của các dụng cụ trong thực tế Ngoài ra ta có thể dễ dàng biết được các tính chất, thuộc tính của các dụng cụ mà mình đang sử dụng Motion có nhiều dụng cụ để thiết kế thí nghiệm hơn Mechanisms Phần này có không gian tiến hành thí nghiệm Space, không gian mô tả như một không gian thật, các loại máng nghiêng với các chất liệu khác nhau (gỗ, kim loại…), các loại bóng đủ các chất liệu, đa dạng phù hợp với mục đích sử dụng (bóng đá, bóng tennis, bòng rổ…), các loại nền, sàn khác nhau thuận tiện khi thực hiện thí nghiệm trong các môi trường với các điều kiện khác nhau (nền đất, nền gỗ…), các loại vật cản làm từ các chất liệu khác nhau tuỳ thuộc mục đích sử dụng (gỗ, thuỷ tinh, kim loại…), các loại xe khối lượng khác nhau (xe tải, xe con…), lò xo với độ cứng và chiều dài tự nhiên thay đổi tuỳ vào mục đích người sử dụng, dây cheo độ dài thay đổi được Phần mềm có khả năng tạo ra các mô hình chuyển động thẳng đều, nhanh dần đều, chậm dần đều, dao động con l c lò xo con l c đơn hay con l c lò xo (hình 2.2.)…

Hình 1.4 Mô phỏng dao động con lắc lò xo trên Yenka

Về quang học (Optics) có nhiều dụng cụ quang học với các tính năng khác nhau: Không gian thực hiện thí nghiệm, vật ở gần, vật ở xa vô cùng, m t quan sát, các loại nguồn sáng (nguồn sáng phân kỳ, chùm sáng song song, chùm tia), thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ, gương phẳng, gương cầu lồi, gương cầu lõm, gương

parabol, lăng kính, bản mặt song song, bản hình ch nhật, vật ch n với nhiều hình dạng, kích thước khác nhau: khe hẹp, hình cầu, hình ch nhật, hình tam giác, thước

đo dài, thước đo góc Phần này có khả năng tạo ra các hình ảnh sinh động về quang học mà nhiều khi m t không nhìn thấy được

Ví dụ ta có thể thấy được đường đi của tia sang qua qua thấu kính hội tụ (Hình 1.4)

Hình 1.5 Mô hình đường đi của tia sáng qua thấu kính của Yenka

1.2.3 Sử dụng phần mềm Yenka hỗ trợ DH các ứng dụng kĩ thuật của vật lí

1.2.3.1 Xây dựng mô hình trên Yenka để tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của các thiết bị kĩ thuật

Các ứng dụng kỹ thuật được nghiên cứu Ví dụ như : Máy ảnh, kính hiển vi, kính thiên văn, kính lúp, ứng dụng quy luật đường đi của các tia sáng qua lăng kính, gương, thấu kính (sự tạo ảnh qua lăng kính, gương, thấu kính) Các ứng dụng

kỹ thuật được thiết kế chế tạo dựa trên các định luật, nguyên lý Vật lí, chỉ dựa trên

cơ sở hiểu sâu s c chúng mới có thể hiểu được các thiết bị đó hoạt động trên nguyên

t c nào, mới có thể chế tạo, thiết kế được các thiết bị ứng dụng kĩ thuật đó Qua đó

sự hiểu biết của học sinh về kiến thức Vật lí được sâu s c, mềm dẻo hơn Đồng thời, nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật tạo điều kiện xác lập tính thống nhất gi a cái trừu tượng (định luật, nguyên lý, khái niệm ) và cái cụ thể (các ứng dụng kĩ thuật)

Trong quá trình nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật, học sinh làm quen dần với việc tự lực chuyển nh ng kiến thức đã học (định luật, nguyên lý Vật lí) vào tình huống mới (giải thích hoạt động của ứng dụng kĩ thuật hay đưa ra một dự án thiết

kế ứng dụng kĩ thuật) thông qua hoạt động của học sinh như : Mô tả và giải thích bằng ngôn ng nói, viết; thực hiện các thao tác kĩ thuật từ mức đơn giản là l p ráp theo sơ đồ có sẵn đến mức cao hơn là tự đề xuất, chọn lựa phương án thiết kế tối ưu ứng dụng kỹ thuật Qua đó góp phần làm tư duy ngôn ng , óc sáng tạo Vật lí - kỹ thuật của học sinh phát triển

Khó khăn nhất đối với học sinh ở đây là từ cấu tạo của ứng dụng kỹ thuật và nghiên cứu vận hành của nó phải phát hiện ra được nh ng mối quan hệ có bản chất Vật lí, nh ng mối quan hệ có tính qui luật Vật lí đã biết tồn tại trong đối tượng cụ thể đang nghiên cứu Quá trình này đòi hỏi học sinh phải tiến hành các thao tác tư duy phân tích, tổng hợp và đặc biệt tư duy diễn dịch Để tạo điều cho học sinh thực hiện quá trình này thành công thì việc giáo viên đưa ra một mô hình thay thế cho đối tượng đang nghiên cứu là hết sức có ý nghĩa Thường được sử dụng ở đây là mô hình dưới dạng hình vẽ hay mô hình vật chất chức năng hoặc kết hợp cả hai Việc

sử dụng mô hình vật chất chức năng mang tính chất trực quan hơn Khi mô hình được vận hành sẽ tạo điều kiện cho học sinh dễ dàng phát hiện ra các mối quan hệ

cơ bản của Vật lí và các qui luật Vật lí tiềm ẩn trong nó Với mô hình trên Yenka có thể minh hoạ được quá trình hoạt động thực của thiết bị, ví dụ như mô hình đường truyền tia sáng qua thấu kính hội tụ (hình 1.5) hoặc thấu kính phân kì (1.6); do đó kích thích hứng thú học tập của học sinh

Hình 1.6 Mô hình đường truyền tia sáng và tạo ảnh qua thấu kính hội tụ

Hình 1.7 Mô hình đường truyền tia sáng và tạo ảnh qua thấu kính phân kì

1.2.3.2 Xây dựng mô hình và tiến hành thử nghiệm kiểm tra mô hình có thực hiện được đúng các chức năng của thiết bị kĩ thuật

Để việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phát huy năng lực sáng tạo của học sinh thì học sinh có thể đưa ra các phương án thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu kỹ thuật nào đó dựa trên các định luật, nguyên lý Xuất phát từ nh ng định luật, nguyên lý Vật lí khái quát để thiết kế và một thiết bị kỹ thuật đòi hỏi ở học sinh có trình độ tư duy diễn dịch và tư duy Vật lí kỹ thuật cao đề ra các phương

án thiết kế các thiết bị này Ví dụ: Khi nghiên cứu chế tạo máy ảnh, vấn đề đặt ra là chọn các thấu kính sao cho có thể tạo ảnh rõ nét trên máy ảnh Trong quá trình học sinh đề xuất các phương án thiết kế ứng dụng kỹ thuật, với các mô hình trên Yenka, học sinh sẽ tiến hành thử nghiệm ý tưởng, thảo luận, dẫn tới chọn được các ý tưởng

cơ bản để chế tạo thiết bị mong muốn Như vậy, để kiểm tra tính đúng đ n của các ý tưởng đó thì việc đưa ra một mô hình trên Yenka tương ứng và cho nó vận hành (xem nó có đạt được đúng chức năng như dự kiến không) là giai đoạn hết sức quan trọng trong quá trình nhận thức (hình 1.7)

Để học sinh có được sự hiểu biết đầy đủ về thiết bị ứng dụng kỹ thuật, việc làm tiếp theo của giáo viên là trình bày bổ sung vào mô hình các chi tiết về mặt kỹ thuật của thiết bị được sử dụng trong thực tiễn và cho học sinh quan sát vật thật với tất cả các chi tiết phức tạp của nó hoặc quan sát mô hình có thêm chi tiết kỹ thuật

Hình 1.8 Mô hình tạo ảnh trong máy ảnh

Ngoài ra, với các công cụ đo đạc trên Yenka, học sinh có thể trải nghiệm các thiết kế bằng cách thao tác trên mô hình, ví dụ: thiết kế kính tiềm vọng chẳng hạn, học sinh có thể kéo các gương thử nghiệm sao cho quan sát được ảnh của vật ở vị trí nhất định, dùng các công cụ đo để tìm ra quy luật, nguyên t c của thiết bị (hình 1.8)

Hình 1.9 Mô hình thiết kế kính tiềm vọng

1.3 Đặc điểm phong cách học của học sinh Trung học phổ thông

1.3.1 Phong cách học

Các nghiên cứu về tâm lý học đã chỉ ra rằng việc học không thể rập khuôn cho mọi đứa trẻ Trong một lớp học điển hình, một số trẻ xử lý thông tin tốt hơn khi được nghe giảng, một số khác thì học bằng cách nhìn lên bảng và số còn lại thì học thông qua các bài tập thực hành Ngày càng nhiều trường học tiến hành khảo sát nhằm giúp giáo viên hiểu thêm về các phong cách học của học sinh Việc khảo sát phong cách học hiện nay chưa được quan tâm đúng mức

Theo nghiên cứu về phong cách học tập của Richard M Felder và Linda K Silverman giới thiệu vào nh ng năm cuối thập niên 80 và sau đó tiếp tục được phát triển bởi Richard M Felder và Barbara A Soloman vào năm 2002 Các nhà khoa học đã phân biệt các phong cách học như sau:

Active Learners (Người học Chủ Động)– Người hành động trước khi suy

nghĩ, thường hấp tấp đưa ra nh ng nhận định không chính xác, thiếu cân nh c kĩ càng Cần dành nhiều thời gian hơn tóm t t tình hình, tự phân loại và s p xếp thông tin đã có trước khi cùng tranh luận với mọi người

Reflective Learners (Người học Thụ động, Trầm ngâm): Suy nghĩ quá

nhiều khiến họ e ngại, không b t tay vào làm điều gì cả bất kì điều gì, không bao giờ Cần đưa ra quyết định, cần làm điều gì đó, hãy cho họ tham gia vào nhóm quyết định khi có cơ hội và thử áp dụng kiến thức vào thực tế nhiều hơn

Sensory Learners (Người học bằng Giác quan): Người có khuynh hướng

yêu thích nh ng thứ quen thuộc, tập trung vào nh ng lập luận đã biết thay vì sáng tạo và tìm cách thích nghi với nh ng tình huống mới Hãy tìm kiếm, học hỏi các lý thuyết mới và áp dụng lý lẽ đã biết để chứng minh hoặc phủ định nh ng lý thuyết này

Intuitive Learners (Người học bằng Trực giác, Cảm tính): Là người thường

tin vào trực giác của mình, dễ dàng bỏ qua nh ng chi tiết quan trọng; điều này dẫn đến các quyết định và cách giải quyết vấn đề thiếu khoa học, logic Nên tìm tòi và ghi nhớ các thông tin để bào ch a hoặc phê phán nh ng nguyên lý, quy trình đang làm việc, chú ý nh ng chi tiết mình thường lơ là, bỏ qua

Visual Learners (Người học bằng Thị giác): Người này thường chú ý

nh ng tin tức thể hiện qua hình ảnh, đồ thị hơn từ ng , ch viết hoặc ngôn ng nói Cần tập thói quen ghi chú và tận dụng nh ng dịp giải thích với người khác để sử dụng ngôn từ

Verbal Learners (Người học bằng Lời nói): Thông tin được trình bày bằng

sơ đồ, biểu đồ, bản phác thảo, v.v… để dễ hiểu hơn Nếu HS phát triển kỹ năng của mình trong lĩnh vực này, HS có thể tiết kiệm thời gian miệt mài học tập một cách đáng kể Khi ghi chép, dựa trên khái niệm, hãy nhóm các thông tin lại và thiết lập mối quan hệ trực quan với nh ng mũi tên qua lại; bên cạnh đó, đừng quên dành thời gian tập vẽ bảng biểu, sơ đồ

Sequential Learners (Người học theo Thứ tự): Sau khi chia nhỏ vấn đề

thành nhiều yếu tố, thường nhanh chóng giải quyết chúng Tưởng chừng là ưu điểm, điều này có thể không hiệu quả Hãy từ từ cân nh c nguyên nhân khiến mình làm việc gì đó, nó liên quan như thế nào đến mục đích tổng thể Hãy tự hỏi nh ng hành động của mình, cuối cùng, có thể giải quyết được gì; nếu không tìm ra, hãy dừng lại

và suy ngẫm về “bức tranh lớn”

Global Learners (Người học Toàn thể): Dễ dàng và nhanh chóng n m được

bức tranh toàn thể, liều lĩnh khi muốn chạy trước khi có thể bước đi; nhìn thấy

nh ng bước cần làm nhưng không suy nghĩ thêm về cách tối ưu nhất Để không bỏ sót nh ng chi tiết quan trọng, hãy giải quyết vấn đề theo từng bước trước khi quyết định hoặc đưa ra kết luận

1.3.2 Dạy học theo phong cách học của học sinh

Việc n m b t được phong cách học của học sinh giúp tổ chức các hoạt động dạy học, một số hoạt động dạy học phù hợp với các phong cách học như sau:

+ Những người học chủ động và thụ động:

Người học tích cực/ chủ động có xu hướng gi lại và hiểu thông tin tốt nhất bằng cách làm việc một cách tích cực với nó - thảo luận hay áp dụng nó hoặc giải thích cho người khác

Trong khi học viên thụ động thích nghĩ về điều cần làm một cách yên tĩnh

"Hãy thử giải quyết vấn đề và xem làm thế nào nó hoạt động" là cụm từ của một học viên chủ động; "Chúng ta hãy nghĩ nó trong đầu" là phản ứng của người học thụ động

Người học tích cực/chủ động có xu hướng thích làm việc theo nhóm hơn người học thụ động, nh ng người thích làm việc một mình Ngồi nghe các bài giảng

mà không vận động gì nhưng các ghi chú là khó cho cả hai người học, nhưng đặc biệt khó khăn cho người học chủ động

Mọi người đôi lúc chủ động và bị động Sở thích cho một thể loại hay thể loại khác có thể được nhiều, bình thưừng hoặc ít Một sự cân bằng của hai yếu tố trên là điều mong muốn Nếu HS luôn luôn hành động trước khi suy ngẫm có thể

làm ngay việc đó và gặp r c rối, trong khi nếu dành quá nhiều thời gian để suy ngẫm thi HS có thể không bao giờ làm được bất cứ điều gì

Nếu HS là một người học chủ động trong một lớp mà HS có ít hay không có thời gian trên lớp để thảo luận hay các hoạt động giải quyết vấn đề học, HS nên cố

g ng để học bù nh ng phần học chưa kỹ khi HS học Học theo một nhóm trong đó các thành viên sẽ lần lượt giải thích các chủ đề khác nhau với nhau Làm việc với

nh ng người khác để đoán nh ng gì HS sẽ được hỏi trong bài thi tới và tìm hiểu HS

sẽ trả lời thế nào HS sẽ luôn luôn ghi nhớ thông tin tốt hơn nếu tìm các cách để làm điều gì đó với nó

Nếu HS là một người học thụ động trong một lớp có ít hay không có thời gian để nghĩ về thông tin mới, khuyến khích HS cố g ng để học bù nh ng phần còn thiếu khi học Không chỉ đơn giản là đọc hoặc ghi nhớ các tài liệu; dừng lại thường xuyên để xem lại nh ng gì đã đọc và suy nghĩ về các câu hỏi hoặc các ứng dụng có thể có Có thể thấy nó h u ích để viết tóm t t ng n của bài đọc hoặc ghi chú theo cách của HS Làm như vậy có thể mất nhiều thời gian nhưng sẽ cho phép ghi nhớ các tài liệu một cách hiệu quả hơn

Người học lý tính có xu hướng phải kiên nhẫn với các chi tiết và giỏi ghi nhớ các sự kiện và làm các công việc làm bằng tay (phòng thí nghiệm); Người học cảm tính có thể tốt hơn về n m b t nh ng khái niệm mới và thường thoải mái hơn so với người học lý tính về khái niệm trừu tượng và các công thức toán học

Người học lý tính có xu hướng thực tế hơn và cẩn thận hơn người học cảm tính; Người học cảm tính có xu hướng làm việc nhanh hơn và có nhiều sáng tạo hơn

so với người học lý tính

Người học lý tính không thích khóa học mà không có kết nối rõ ràng với hiện thực; Người học cảm tính không thích các khóa học có liên quan đến rất nhiều ghi nhớ và tính toán thông thường

Mọi người đôi lúc học theo lý tính và cảm tính Sở thích của HS về điều này

hay điều khác có thể nhiều, trung bình hoặc ít Để có hiệu quả như một người học

và người giải quyết vấn đề, HS cần đóng vai trò của 2 người để giái quyết vấn đề Nếu HS tập trung quá mức về cảm tính, có thể bỏ lỡ chi tiết quan trọng hoặc phạm sai lầm bất cẩn trong các tính toán hoặc làm các công việc bằng tay; nếu HS tập trung quá mức về lý tính, HS có thể dựa quá nhiều vào việc ghi nhớ và các phương pháp quen thuộc và không đủ thời gian tập trung vào sự hiểu biết và tư duy sáng tạo

Người học lý tính nhớ và hiểu được thông tin tốt nhất nếu họ có thể biết nó kết nối với thế giới thực Nếu HS đang ở trong một lớp học, nơi hầu hết các tài liệu

là trừu tượng và lý thuyết, HS có thể gặp khó khăn Hãy hỏi giáo viên của HS về các ví dụ cụ thể về khái niệm và các quy trình, và tìm hiểu làm thế nào các khái niệm áp dụng trong thực tế Nếu giáo viên không cung cấp đủ chi tiết cụ thể, cố

g ng để tìm thấy một số văn bản trong khóa học của HS hoặc tài liệu tham khảo khác hoặc bằng cách động não với HS bè hoặc HS cùng lớp

Nhiều lớp đại học đang nhằm vào người học cảm tính Tuy nhiên, nếu HS là một người học cảm tính và HS học ở trong một lớp học mà học chủ yếu là phải ghi nhớ và thay thể các công thức, HS có thể gặp r c rối dẫn đến nhàm chán Hãy hỏi giáo viên cho cách giải thích hay lý thuyết liên kết các sự kiện, hoặc cố g ng tìm các cách liên kết với bài của HS HS cũng có thể dễ bị sai lầm bất cẩn trong bài kiểm tra bởi vì HS đang mất kiên nhẫn với các chi tiết và không thích sự lặp lại (như trong việc kiểm tra các giải pháp hoàn thiện của HS) Hãy dành thời gian để đọc toàn bộ câu hỏi trước khi HS b t đầu trả lời và ch c ch n để kiểm tra kết quả của HS

+ Người học bằng hình ảnh trực quan và lời nói

Người học bằng hình ảnh trực quan nhớ tốt nhất nh ng gì họ nhìn thấy như hình ảnh, sơ đồ, biểu đồ, dòng thời gian, bộ phim, và các hình ảnh miêu tả Người học bằng lời nói hiểu nhiều hơn về lời bằng sự giải thích của lời văn và lời nói Mọi người học biết nhiều hơn khi thông tin được trình bày cả bằng hình ảnh trực quan và bằng lời nói

Trong hầu hết các lớp học đại học rất ít thông tin về hình ảnh trực quan được trình bày: học sinh chủ yếu là nghe giảng và đọc tài liệu viết trên bảng và sách giáo khoa và tài liệu phát

Thật không may, hầu hết mọi người là nh ng người học bằng hình ảnh trực quan, điều đó có nghĩa rằng hầu hết sinh viên không học được nhiều như họ mong muốn nếu nhiều hình ảnh trực quan hơn đã được sử dụng trong lớp học Nh ng người học tốt có khả năng xử lý thông tin được trình bày trong bằng hình ảnh trực quan hoặc bằng lời nói

Nếu HS là một người học bằng hình ảnh trực quan, cố g ng tìm biểu đồ, bản phác thảo, hình ảnh, biểu đồ dòng, hoặc bất kỳ hình ảnh đại diện khác của tài liệu khóa học mà chủ yếu là bằng lời nói Hãy hỏi giáo viên của HS, tham khảo các sách tham khảo, và xem nếu có băng ghi hình và đĩa CD-ROM của tìa liệu trong khóa học có sẵn Chuẩn bị một bản đồ khái niệm bằng cách liệt kê các ý chính, kèm theo các hình hộp hoặc vòng tròn, và vẽ các đường với mũi tên gi a các khái niệm để hiển thị các liên kết Mã màu ghi chú của HS với một bút màu để tất cả mọi thứ liên quan đến một chủ đề là cùng một màu s c

Viết tóm t t hoặc phác thảo của tài liệu khóa học theo cách của HS Làm việc theo nhóm có thể có hiệu quả khác biệt: HS hiểu các tài liệu bằng cách nghe lời giải thích của HS cùng lớp và HS học được nhiều hơn khi HS giải thích

+ Người học tuần tự và tổng quát

Người học tuần tự có xu hướng để đạt được sự hiểu biết trong các bước nhỏ,

với mỗi bước sau một cách logic từ bước trước đó Người học tổng quát có xu

hướng học nhảy cóc, hiểu tài liệu gần như ngẫu nhiên mà không thấy các liên kết,

và sau đó đột nhiên "hiểu được nó."

• Người học tuần tự có xu hướng đi theo từng bước lô gic hợp lý trong việc tìm kiếm các giải pháp; Người học tổng quát có thể giải quyết các vấn đề phức tạp một cách nhanh chóng hoặc đặt mọi thứ lại với nhau theo nh ng cách mới lạ một khi họ đã n m b t được tổng thể vấn đề, nhưng họ có thể gặp khó khăn trong việc giải thích làm thế nào họ đã làm điều đó

Nhiều người đọc mô tả này có thể kết luận không chính xác rằng họ là người học tổng quát, từ đó tất cả mọi người có chút kinh nghiệm sự hiểu biết chớp nhoáng Điều gì làm cho HS là người học tổng quát hay không là nh ng gì xảy ra trong tương lai Người học tuần tự có thể không hoàn toàn hiểu được tài liệu nhưng

họ vẫn có thể làm một cái gì đó với nó (như giải quyết các vấn đề về bài tập về nhà hoặc vượt qua bài kiểm tra) từ đó các phần nhỏ họ đã hiểu là được liên kết cách hợp

lý Người học tổng quát thiếu khả năng tư duy liên tục, mặt khác, có thể gặp khó khăn rất lớn cho đến khi họ có được tổng thể vấn đề Ngay cả sau khi họ đã hiểu nó,

họ có thể hiểu không rõ về các chi tiết của vấn đề, trong khi người học tuần tự có thể biết rất nhiều về các khía cạnh cụ thể của một chủ đề nhưng có thể gặp khó khăn khi liên hệ chúng với các khía cạnh khác nhau của cùng một chủ đề hoặc các đối tượng khác nhau

Hầu hết các khóa học đại học đều được giảng dạy một cách tuần tự Tuy nhiên, nếu HS là một người học tuần tự và HS có một giáo viên dạy từ chủ đề đến chủ đề khác hoặc bỏ qua các bước, HS có thể gặp khó khăn về sau và khó ghi nhớ Hỏi giáo viên để hoàn thành các bước bỏ qua, hoặc tự điền chúng bằng cách tham khảo các tài liệu tham khảo Khi HS đang học, dành thời gian để phác thảo các tài liệu bài giảng cho chính mình theo trật tự logic Về lâu dài làm như vậy sẽ giúp HS tiết kiệm thời gian HS cũng có thể thử để tăng cường kỹ năng tư duy tổng quát của

HS bằng cách liên hệ từng chủ đề mới mà HS học với nh ng điều HS đã biết HS càng học như vậy, thì HS càng hiểu hơn về chủ đề học

Nếu HS là một người học tổng quát, chỉ cần nhận ra rằng HS cần phải học chậm lại mà chỉ đơn giản là học hỏi hầu hết các HS cùng lớp của HS để giúp HS

hiểu rõ vấn đề Tuy nhiên, có một số bước HS có thể làm, nó có thể giúp HS hiểu một cahcs tổng quát vấn đề một cách nhanh chóng hơn Trước khi HS b t đầu học phần đầu tiên của một chương trong một văn bản, hãy đọc lướt qua toàn bộ chương

để có được một cái nhìn tổng quan Làm như vậy có thể tốn nhiều thời gian ban đầu nhưng nó có thể giúp HS tiết kiệm việc đọc lần lượt từng phần về sau Thay vì dành một chút thời gian cho mỗi môn học mỗi đêm, HS có thể thấy nó hiệu quả hơn việc tập trung vào các môn học riêng lẻ rồi đến toàn bộ môn học Cố g ng liên hệ các chủ thể để nh ng điều HS đã biết, hoặc là bằng cách hỏi giáo viên để giúp HS xem các liên kết hoặc bằng các sách tham khảo Hơn hết, đừng đánh mất niềm tin vào bản thân mình; cuối cùng HS sẽ hiểu được nh ng tài liệu mới, và một khi HS hiểu làm như thế nào nó liên kết với các chủ đề và các lĩnh vực khác có thể cho phép HS

áp dụng nó trong nh ng cách mà hầu hết nh ng người học tuần tự không nghĩ đến

1.4 Kết luận chương 1

Giáo dục là yếu tố quan trọng nhất quyết định chất lượng nguồn nhân lực, quyết định sự phát triển của xã hội Chính vì vậy để nâng cao chất lượng giáo dục nói chung, giáo dục phổ thông nói riêng thì mục tiêu giáo dục trong thời đại mới không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ nh ng kiến thức, kỹ năng có sẵn cho học sinh

mà điều đặc biệt quan trọng là phải bồi dưỡng cho họ năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, để từ đó có thể sáng tạo ra nh ng tri thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn đề mới, góp phần làm giàu thêm nền kiến thức của nhân loại Vì vậy việc dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng cần phải đổi mới mạnh mẽ

về nội dung và phương pháp, nhất là đổi mới phương pháp dạy và học sao cho vai trò tự chủ của học sinh trong hoạt động xây dựng kiến thức ngày một nâng cao, để

từ đó năng lực sáng tạo của họ được bộc lộ và ngày càng phát triển Để đạt được điều đó, trong quá trình dạy học ở trường phổ thông người giáo viên cần phải tổ chức sao cho học sinh được tham gia vào quá trình hoạt động nhận thức phỏng theo hoạt động của các nhà khoa học, qua đó ngoài việc có thể giúp học sinh trang bị kiến thức cho mình, đồng thời còn cho họ được tập luyện hoạt động sáng tạo khoa học, rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề để sau này họ đáp ứng được nh ng đòi hỏi cao trong thời kỳ mới

Vấn đề quan trọng tiếp theo là tổ chức học tập có hiệu quả, phù hợp với đặc điểm nhận thức, hứng thú của học sinh Hình thành và phát triển nhu cầu cho học sinh g n liền với việc cải tiến nội dung phương pháp, các hình thức tổ chức học tập thích hợp để nâng cao kết quả học tập của học sinh thông qua các dạng học tập có hiệu quả là hướng đi quan trọng của các lực lượng giáo dục đáp ứng nhu cầu, đặc trưng lứa tuổi và nh ng nét riêng trong nhu cầu của học sinh hiện nay

Vật lí học là bộ môn khoa học nghiên cứu về cấu trúc, tính chất và các hình thức biến đổi cơ bản nhất của vật chất Quá trình nhận thức vật lí khá phức tạp, cùng một lúc phải vận dụng nhiều phương pháp của riêng bộ môn vật lí cũng như phương pháp của các khoa học khác Việc dạy học vật lí đòi hỏi bồi dưỡng kỹ năng,

kỹ xảo bao gồm các kỹ năng thu nhập và xử lý thông tin như: quan sát, thực nghiệm, lấy số liệu, tra cứu, lập bảng biểu, vẽ đồ thị, rút ra kết luận, xây dựng các

dự đoán, các giả thuyết khoa học Các kỹ năng này sẽ được trau dồi thông qua hoạt động tích cực của bản thân trong quá trình lĩnh hội kiến thức Cũng thông qua hoạt động này ta đã rèn luyện cho học sinh tác phong làm việc khoa học, thể hiện tính kiên nhẫn, tỉ mỉ, chính xác, trung thực và có kế hoạch cụ thể trong học tập cũng như trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học theo hướng tích cực hoá

Như vậy việc nghiên cứu về năng lực giải quyết vấn đề, vận dụng dạy học giải quyết vấn đề , dạy học theo trải nghiệm và ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo Yenka trong dạy học vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THPT là một sự đầu tư cần thiết

CHƯƠNG 2

SỬ DỤNG PHẦN MỀM YENKA HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƯƠNG

"MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG" – VẬT LÍ 11 2.1 Nội dung kiến thức về ứng dụng kĩ thuật của vật lí chương “Mắt Các dụng

cụ quang”

2.1.1 Phân phối chương trình

Theo phân phối chương trình hiện hành , chương này gồm 15 tiết , trong đó

có 8 tiết lý thuyết, 5 tiết bài tập, 2 tiết thực hành Nội dung các tiết nghiên cứu tài liệu mới như sau :

- M t

- Các tật của m t và cách sửa

- Kính lúp

- Kính hiển vi và kính thiên văn

Phần lớn kiến thức của chương này là sự vận dụng tổng hợp các kiến thức đã nghiên cứu ở chương trước vào trong việc giải quyết các tình huống mới, cụ thể là các ứng dụng về các thiết bị quang học trong đời sống và khoa học kĩ thuật

2.1.2 Những kiến thức và kĩ năng cơ bản

Các dụng cụ quang học khác nhau đều được cấu tạo dựa trên nguyên t c tạo ảnh qua một phần tử quang học (gương, thấu kính, lăng kính,bản mặt song song ) hay một hệ thống các phần tử quang học Có nh ng dụng cụ cho ảnh thật của vật ở trên màn hay trên phim ảnh (máy chiếu phim, máy ảnh); có nh ng dụng cụ chỉ cho ảnh ảo (kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn ); cuối cùng m t người nhìn ảnh này

sẽ có ảnh thật của vật hiện trên võng mạc Muốn hiểu đầy đủ nguyên t c cấu tạo và tác dụng của các dụng cụ quang học cần phải hiểu rõ cấu tạo và hoạt động của m t,

là giác quan sử dụng các dụng cụ quang cụ trên

Khi nghiên cứu về m t, kiến thức trọng tâm là:

+ Cấu tạo sơ lược của m t về phương diện quang hình học với đặc điểm quam trọng: về phương diện này m t tương tự một máy ảnh, có: d’= OV: không đổi, bán kính cong của TTT thay đổi được, do đó độ tụ và tiêu cự của m t thay đổi