Xây dựng và sử dụng website hỗ trợ dạy học phần quang hình học vật lí lớp 12 trung học phổ thông

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh ---------- ngô đức thắng ngô đức thắng xây dựng và sử dụng website hỗ trợ dạy học phần quang hình học vật lý lớp 12 trung học phổ thông chuyên ngành: lý luận và ppdh vật lý M số: 60.14.10ã luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Ng Ng ời h ời h ớng dẫn khoa học: ớng dẫn khoa học: TS. Mai Văn Trinh TS. Mai Văn Trinh Vinh 2005 Vinh 2005 - i - Mục lục Mở đầu Ch ơng 1 : Website dạy học 1.1. Cơ sở khoa học của việc sử dụng máy vi tính làm ph 1.1. Cơ sở khoa học của việc sử dụng máy vi tính làm ph ơng tiện dạy học ơng tiện dạy học . 9 1.1.1. Cơ sở tâm lý học 9 1.1.2. Cơ sở lý luận dạy học . 11 1.1.3. Cơ sở thực tiễn . 14 1.2- Các khái niệm cơ bản về website dạy học. 1.2- Các khái niệm cơ bản về website dạy học. 16 1.2.1. Công nghệ World Wide Web 16 1.2.2. Webside dạy học . 17 1.2.3. Đặc trng của Website dạy học . 19 1.3. Các chức năng hỗ trợ dạy học của website . 1.3. Các chức năng hỗ trợ dạy học của website . 20 1.3.1. Chức năng hỗ trợ hoạt động dạy của giáo viên . 20 1.3.2. Chức năng hỗ trợ hoạt động học của học sinh 20 1.3.3. Chức năng hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức của học sinh 21 1.3.4. Chức năng phổ biến kiến thức 21 1.4. Cấu trúc của Webside dạy học 1.4. Cấu trúc của Webside dạy học . 21 1.5. Nguyên tắc 1.5. Nguyên tắc xây dựng Website dạy học . . 22 1.6. Một số công cụ chủ yếu cho việc xây dựng Website. 1.6. Một số công cụ chủ yếu cho việc xây dựng Website. 25 1.6.1. Công cụ xây dựng Web . 25 1.6.2. Công cụ xây dựng Video clip . 26 1.6.3. Công cụ lập trình các Applets . 26 1.7. Các tiêu chí đánh giá Website học . 1.7. Các tiêu chí đánh giá Website học 27 1.8. Hình thức triển khai ứng dụng Website trong dạy học. 1.8. Hình thức triển khai ứng dụng Website trong dạy học. . 27 - i - 1.9. Một số điểm cần l 1.9. Một số điểm cần l u ý khi sử dụng Website dạy học. u ý khi sử dụng Website dạy học. . 30 1.10. Những hạn chế khi sử dụng Website làm ph 1.10. Những hạn chế khi sử dụng Website làm ph ơng tiện dạy học. ơng tiện dạy học . 31 1.11.Kết luận ch 1.11.Kết luận ch ơng 1. ơng 1. 32 Ch ơng 2 : xây dựng và sử dụng Website hỗ trợ dạy học phần quang hình học lớp 12 thpt hiện hành 2.1. Cấu trúc và nội dung ch 2.1. Cấu trúc và nội dung ch ơng trình phần Quang hình học 12 THPT . ơng trình phần Quang hình học 12 THPT . 35 2.2. Xây dựng Website hỗ trợ dạy học vật lý 37 2.2. Xây dựng Website hỗ trợ dạy học vật lý 37 2.2.1. Xây dựng trang Web hỗ trợ hình thành kiến thức, kỹ năng mới . 37 2.2.2. Xây dựng trang Web hỗ trợ học sinh củng cố, ôn tập 38 2.2.3. Xây dựng trang Web để kiểm tra và đánh giá kiến thức, kỹ năng mà học sinh đã thu nhận đợc . 39 2.3. Xây dựng Website hỗ trợ dạy học phần Quang hình học lớp 12 THPT 2.3. Xây dựng Website hỗ trợ dạy học phần Quang hình học lớp 12 THPT . 39 2.3.1. Tìm hiểu tình hình dạy học phần "Quang hình học "-vật lý lớp 12 ở các trờng THPT hiện nay . 39 2.3.2. Giới thiệu tổng quan Website dạy học Quang hình học . 45 2.3.3. Nội dung cơ bản của Website hỗ trợ dạy học Quang hình học 47 2.4. Các kỹ năng cơ bản sử dụng Website hỗ trợ dạy học phần Quang hình học 2.4. Các kỹ năng cơ bản sử dụng Website hỗ trợ dạy học phần Quang hình học 61 2.5. Một số tiến trình dạy học với sự hỗ trợ của Website 62 2.5. Một số tiến trình dạy học với sự hỗ trợ của Website 62 2.6. K 2.6. K ết luận ch ết luận ch ơng 2 ơng 2 66 Ch ơng 3 : thực nghiệm s phạm 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm s 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm s phạm. phạm. . 68 3.1.1. Mục đích . 68 3.1.2. Nhiệm vụ . 68 3.2. Nội dung thực nghiệm s 3.2. Nội dung thực nghiệm s phạm. phạm. . 68 3.3. Đối t 3.3. Đối t ợng và ph ợng và ph ơng pháp thực nghiệm s ơng pháp thực nghiệm s phạm . phạm . 69 - i - 3.3.1. Đối tợng và mẫu thực nghiệm s phạm 69 3.3.2. Phơng pháp tiến hành. . 69 3.4. Kết quả thực nghiệm s 3.4. Kết quả thực nghiệm s phạm. phạm. . 70 3.4.1. Nhận xét về tiến trình dạy học 70 3.4.2. Đánh giá kết quả học tập của học sinh 71 3.5.Kết luận ch 3.5.Kết luận ch ơng III ơng III 76 Kết luận chung 78 Tài liệu tham khảo . 80 Phụ lục 1 . 82 Phụ lục 2 87 - i - Những chữ viết tắt trong luận văn CNTT Công nghệ thông tin DHVL Dạy học vật lý ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh MVT Máy vi tính PMDH Phần mềm dạy học PPDH Phơng pháp dạy học PTDH Phơng tiện dạy học SGK Sách giáo khoa SGV Sách giáo viên THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm s phạm WWW World Wide Web - i - Lời cảm ơn Lời cảm ơn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa Sau đại học, Khoa Vật lý, Bộ môn Phơng pháp giảng dạy Vật lý của Trờng Đại học Vinh ; Ban giám hiệu Trờng Trung học Phổ Thông Huỳnh Thúc Kháng; Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh Nghệ An đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập, triển khai nghiên cứu đề tài và hoàn thành luận văn. Tác giả xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo hớng dẫn TS. Mai Văn Trinh đã tận tình giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình, đồng nghiệp và bè bạn đã động viên, giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và triển khai thực hiện đề tài. Vinh, tháng 12 năm 2005 Tác giả Tác giả Ngô Đức Thắng - i - Mở đầu I. Lý do chọn đề tài Những thành tựu của công nghệ thông tin đã và đang xâm nhập sâu rộng vào hầu hết mọi lĩnh vực của đời sống, kinh tế và xã hội. Đặc biệt là sự tác động sâu sắc của công nghệ thông tin đến sự phát triển của nền khoa học và giáo dục hiện đại của mỗi một quốc gia. Thực tế đòi hỏi phải có những thay đổi có tính chiến lợc và tổng thể về phơng pháp dạy học ở trờng phổ thông, để có thể đáp ứng nhiệm vụ mà nghị quyết TW 2 - Đại hội Đảng lần thứ VIII đã chỉ rõ "Đổi mới mạnh mẽ phơng pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp t duy sáng tạo của ngời học. Từng bớc áp dụng các phơng pháp tiên tiến và ph- ơng tiện hiện đại vào quá trình dạy - học, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh ."(NQ02/HNTW - khoá VIII, 1997). Thực tế ở những trờng THPT hiện nay hầu hết đã đợc trang bị máy vi tính, nhng chủ yếu vẫn đang sử dụng để dạy môn Tin học và tiếp cận các chơng trình Tin học văn phòng. Kết quả nghiên cứu lý luận cũng nh thực tiễn dạy học cho thấy máy vi tính dới tác động của CNTT đợc xem là một phơng tiện dạy học hiện đại, có tác động rất tích cực đến việc đổi mới phơng pháp dạy học hiện nay. Sự ra đời của các thế hệ máy tính mới với hệ thống đa phơng tiện (Multimedia) cùng dịch vụ mạng thông tin toàn cầu World Wide Web đã dẫn tới những thay đổi sâu sắc về phơng pháp giảng dạy và phơng thức đào tạo. Nhờ công nghệ WWW mà ta có thể truy nhập đến các nguồn tài nguyên thông tin khác nhau trên Internet qua các trang thông tin điện tử (Website). Các Website phục vụ đào tạo, các Website dạy học cũng xuất hiện ngày càng nhiều nhờ những tiện ích mà WWW đem lại (hỗ trợ âm thanh, hình ảnh, văn bản, video, .) ở nớc ta, từ năm 1993 Bộ GD - ĐT đã có chủ trơng đa máy tính vào nhà tr- ờng dới hai hình thức: vừa là một đối tợng của quá trình dạy học nhng cũng vừa là - i - một phơng tiện dạy học hiện đại. Hớng nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin làm phơng tiện dạy học đang còn mới mẻ nhng đã thu hút đợc nhiều tổ chức, nhiều chuyên gia và giáo viên trong hệ thống giáo dục tham gia nghiên cứu. Một số phần mềm dạy học ra đời đã đem lại hiệu quả đáng khích lệ trong hoạt động dạy và học. Một số học viên cao học, nghiên cứu sinh đã xây dựng đợc những Website hỗ trợ trong dạy học Vật lý, . Tuy nhiên, trong thực tiễn dạy học, một số khó khăn bao gồm cả cơ chế, khả năng tiếp cận công nghệ và cả điều kiện trang thiết bị thiếu thốn đã ngăn cản việc triển khai ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học hiện đại. Việc sử dụng phần mềm dạy học của giáo viên diễn ra hầu nh tự phát, cha có một quy trình sử dụng phần mềm dạy học một cách khoa học để tác động tích cực đến việc đổi mới phơng pháp dạy học hiện nay. Phần ''Quang hình học " trong chơng trình Vật lý lớp 12 THPT là phần nghiên cứu về ánh sáng, từ sự truyền của ánh sáng đến sự tạo ảnh qua các dụng cụ quang học có nhiều nội dung đợc rút ra từ các kết quả thí nghiệm. Các hiện tợng xảy ra nhanh ( với vận tốc ánh sáng ) - vì một lý do nào đó nếu trong quá trình dạy học không tiến hành đợc thí nghiệm mà GV chủ yếu chỉ sử dụng phơng tiện dạy học là phấn và bảng sẽ làm giảm tính trực quan của hiện tợng, kiến thức đa ra mang tính công nhận, không thuyết phục, làm giảm lòng tin đối với khoa học của HS. Những nhợc điểm này có thể khắc phục đợc nếu khi dạy học phần này có sử dụng máy vi tính với ứng dụng công nghệ thông tin nhờ các phần mềm mô phỏng hay các ảnh quét hoặc các Video clip thí nghiệm. Từ nhận thức vấn đề nh trên, chúng tôi hớng tới và tiến hành nghiên cứu đề tài "Xây dựng và sử dụng Website hỗ trợ dạy học phần: Quang hình học-Vật lý lớp 12 THPT", nhằm mục đích đề xuất thêm một hớng sử dụng phơng tiện hiện đại trong hệ thống các phơng tiện dạy học Vật lý, hớng đến hoạt động dạy học phần Quang học nói riêng, dạy học Vật lý nói chung đạt hiệu quả cao hơn. II. Mục đích nghiên cứu II. Mục đích nghiên cứu - i - 2.1. Nghiên cứu bổ sung góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận về việc ứng dụng Công nghệ thông tin trong dạy học nói chung và dạy học Vật lý nói riêng theo hớng hiện đại hoá các phơng tiện dạy học. 2.2. Xây dựng Website hỗ trợ dạy học phần '' Quang hình học ở lớp 12 THPT. Qua đó, tạo điều kiện cho GV, HS tiếp cận với Công nghệ thông tin nhằm góp phần nâng cao chất lợng dạy học Vật lý trong trờng THPT. Iii- đối t Iii- đối t ợng và phạm vi nghiên cứu ợng và phạm vi nghiên cứu - Nội dung, phơng pháp giảng dạy bộ môn Vật lý ở trờng THPT. Việc ứng dụng Công nghệ thông tin trong dạy học Vật lý. - Sử dụng máy vi tính và ứng dụng công nghệ World Wide Web trong dạy học Vật lý phần Quang hình học theo hớng hiện đại hoá phơng tiện dạy học. - Học sinh lớp 12 của một số trờng THPT có trang bị máy vi tính. Sử dụng hệ thống máy tính và sự hỗ trợ của Website dạy học nhằm hiện đại hoá phơng tiện dạy học Vật lý phần "Quang hình học" ở lớp 12 THPT. iV. nhiệm vụ nghiên cứu iV. nhiệm vụ nghiên cứu 4.1. Tìm hiểu thực trạng sử dụng máy vi tính và khả năng ứng dụng Công nghệ thông tin trong dạy học ở một số trờng THPT. 4.2. Nghiên cứu khái niệm, cấu trúc, chức năng, đặc trng và nguyên tắc xây dựng Website dạy học nhằm mục đích hoàn thiện và ứng dụng Website trong dạy học Vật lý. 4.3. Xây dựng Website hỗ trợ dạy học phần Quang hình học ở chơng trình Vật lý lớp 12 THPT, xây dựng các tiến trình dạy học cự thể, kiểm chứng tính hiệu quả của chơng trình đến hoạt động dạy học, thông qua đó đề xuất yêu cầu sử dụng máy vi tính và ứng dụng Công nghệ thông tin làm phơng tiện dạy học Vật lý ở trờng THPT. V- Giả thuyết khoa học V- Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng và sử dụng Website dạy học phần " Quang hình học" một cách hợp lý thì sẽ góp phần trực quan hoá, cá nhân hoá hoạt động học tập, trên cơ sở đó phát huy đợc tính tích cực, độc lập và chủ động trong hoạt động nhận thức của học sinh. - i - Từ đó sẽ góp phần nâng cao chất lợng của quá trình dạy học Vật lý nói chung, phần " Quang hình học " nói riêng ở trờng THPT. VI- Ph VI- Ph ơng pháp nghiên cứu ơng pháp nghiên cứu 6.1- Phơng pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu các tài liệu về những vấn đề cơ bản của giáo dục hiện đại; Tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lý ở trờng phổ thông. - Nghiên cứu sách giáo khoa và các tài liệu về phơng pháp giảng dạy Vật lý cần cho việc xây dựng tiến trình dạy học. - Nghiên cứu những văn kiện của Đảng, Nhà nớc, của Bộ GD - ĐT về nâng cao chất lợng giáo dục và vấn đề tin học hoá nhà trờng. - Tiếp cận các tài liệu về ngôn ngữ và các công cụ hỗ trợ cho việc xây dựng và thiết kế Website dạy học và bài giảng điện tử. 6.2- Nghiên cứu thực nghiệm - Khảo sát, tìm hiểu hứng thú của học sinh đối với việc sử dụng hệ thống máy tính trong quá trình dạy - học. - Sử dụng các ngôn ngữ lập trình và công cụ hỗ trợ để xây dựng Website dạy học phần Quang hình học - chơng trình Vật lý 12 THPT. 6.3- Thực nghiệm s phạm - Tiến hành thực nghiệm có đối chứng ở trờng THPT để đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học và các giải pháp s phạm đã đề ra. - ứng dụng toán học thống kê để xử lý số liệu và trình bày kết quả thực nghiệm s phạm. VII- cấu trúc của luận văn VII- cấu trúc của luận văn Ngoài mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chơng chính: Ch ơng 1 : Website dạy học. Ch ơng 2 : Xây dựng và sử dụng Website hỗ trợ dạy học phần ''Quang hình học'' - Vật lý lớp 12 THPT hiện hành. Ch ơng 3 : Thực nghiệm s phạm. - i -