Xây dựng hệ thống e-learning phần "Quang hình học" hỗ trợ tự học cho học sinh trường THPT

MỤC LỤC

Nhiệm vụ nghiên cứu

- Biên soạn một số tiến trình dạy học có sử dụng hệ thống E-learning đã xây dựng nhằm nâng cao khả năng tự học cho HS trong DH phần “Quang hình học” ,vật lý lớp 11-ban cơ bản. - Thực nghiệm sư phạm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống E- learning phần “Quang hình học” ,vật lý lớp 11-ban cơ bản trong việc nâng cao khả năng tự học cho học sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn của quá trình tự học của học sinh trong dạy học vật lý ở trường THPT. - Nghiên cứu việc xây dựng hệ thống E-learning nhằm nâng cao khả năng tự học cho học sinh.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT Lương Thế Vinh của tỉnh Bình Thuận để kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài.

Cấu trúc luận văn

Hoạt động dạy và học vật lý theo hướng tự học của học sinh

  • Hoạt động tự học vật lý của học sinh
    • Điều kiện cho hoạt động tự học của học sinh

      Việc động não nhiều sẽ tập cho học sinh thói quen với tác phong làm việc độc lập, tự đưa ra câu trả lời cho vấn đề đang tìm hiểu.Điều này mang lại hai lợi ích: một là HS ghi nhớ kiến thức lâu dài mà không mất nhiều thời gian đọc đi đọc lại để thuộc lòng, hai là hình thành trong ý thức các liên hệ mối liên hệ giữa vấn đề đang tìm hiểu với những vấn đề đã biết, nhờ đó vận dụng vào thực tiễn một cách rất hiệu quả. Đối với học sinh giỏi, thời gian để tư duy có thể ngắn, các em có thể tiếp thu kiến thức ngay tại lớp nhưng đối với các em học sinh trung bình – khá , thì thời gian cần lâu hơn, các em hầu như không thể tiếp thu kiến thức một cách trọn vẹn ngay trên lớp.Một tiết học vật lý là 45 phút, nếu trừ ra thời gian chuẩn bị tiết học của giáo viên, thời gian kiểm tra bài cũ thì thời gian cho một bài học mới chiếm từ 37 đến 38 phút.Trong khoảng thời gian ngắn như vậy để hình thành một khái niệm vật lý mới trong nhận thức của các em từ chưa biết đến biết là một điều rất khó khăn.

      Hoạt động dạy vật lý nhằm bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh 1. Nhiệm vụ của giáo viên

      • Đặc điểm của E-learning
        • Tình hình phát triển và ứng dụng của E-learning trên thế giới và Việt Nam

          - Học sinh xây dựng kế hoạch học tập: Học sinh là người chủ động trong lựa chọn cách học, thể hiện ở chỗ ngay từ khi bắt đầu học là tiềm ẩn nhu cầu tất yếu phải học và trong suốt quá trình học tập , đảm bảo tự học thường xuyên, trách nhiệm.Học sinh phải hoạch định tiến trình học tập , phải chọn nội dung trọng tâm, sắp xếp thời gian hợp lý, dự định cách học hiệu quả, lựa chọn tài liệu và phương tiện tiết bị cho việc học. Chuẩn E-learning sử dụng cho việc đóng gói các nội dung học tập, quy định cách thức trao đổi thông tin giữa các thành phần nội dung, tái sử dụng/chia sẻ /phân phối nội dung, đem lại tính bền vững cho nội dung (vẫn có thể sử dụng được các nội dung họ c tập khi công nghệ thay đổi, mà không phải thiết kế lại),giảm thời gian và chi phí tạo nộ i dung, đảm bảo chất lượng của nội dung. - Thiết kế cấu trúc hệ thống E-learning: Là toàn bộ cấu trúc liên kết giữa các thành phần, các tổ chức hệ thống E-learning, cấu trúc khoá học trực tuyến phù hợp với p hương pháp đã nêu ra, lựa chọn các tương tác cần thiết giúp người sử dụng dễ dàng khai thác, lựa chọn các ngôn ngữ lập trình cần thiết để thể hiện các tương tác đó, phác thảo th iết kế đồ họa, thiết kế các trang Web, phân đoạn thông tin thành các trang riêng lẽ.

          Ngày 27/9/2010, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có văn bản hướng dẫn cụ thể về ứng dụng CNTT trong đổi mới quản lý, đổi mới nội dung, chương trình và phương thức dạy và học trong các trường đại học, cao đẳng; trong đó nhấn mạnh đến tầm quan trọng của việc khai thác, triển khai bài giảng điện tử theo chuẩn SCORM và ứng dụng hệ thống quản trị dạy học E-learning bằng mã nguồn mở Moodle.Việt Nam đã gia nhập mạng E-learning châu á (Asia E-learning Network - AEN, www.asia- elearning.net) với sự tham gia của Bộ Giáo dục & Đào tạo, Bộ Khoa học - Công nghệ, trường Đại học Bách Khoa, Bộ Bưu chính Viễn Thông.

          Hình 1.2  mô tả một cách tổng quát mô hình E-learning [20]. Trong mô hình này, hệ thống đào tạo bao gồm 4 thành phần, t oàn bộ hoặc một phần của những thành ph ần này được chuyển tải tới HS thông qua các phương tiện điện tử.
          Hình 1.2 mô tả một cách tổng quát mô hình E-learning [20]. Trong mô hình này, hệ thống đào tạo bao gồm 4 thành phần, t oàn bộ hoặc một phần của những thành ph ần này được chuyển tải tới HS thông qua các phương tiện điện tử.

          E-learning với việc nâng cao khả năng tự học cho học sinh trong dạy học vật lý ở trưởng THPT

            Vật lý vốn là một bộ môn khoa học tự nhiên, là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật và công nghệ quan trọng.Sự phát triển của vật lý gắn bó chặt chẽ và có tác động qua lại với tiến bộ của khoa học kỹ thuật và công nghệ.Vì vậy những hiểu biết và nhận thức vật lý có giá trị lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.[ 30, tr 41].Ở mọi nơi, mọi ngành nghề đều có sự hiện diện của những thành tựu vật lý. Do sự phát triển nhanh, mạnh với tốc độ mang tính bùng nổ của khoa học công nghệ nhất là trong lĩnh vực vật lý, thể hiện ở sự ra đời các thành tựu mới, khả năng ứng dụng chúng vào thực tế rất cao.Việc dạy học vật lý tại trường phổ thông không thể thâu tóm hết các tri thức đó, đòi hỏi HS không chỉ có khả năng lấy ra từ trí nhớ những tri thức dưới dạng có sẵn mà còn phải tự tìm ra con đường đi đến những tri thức.Các công trình nghiên cứu về tâm lý học nhận thức đã khẳng định vai trò to lớn của các phương tiện dạy học.

            Sơ lược về phần “Quang hình học” – Vật lý 11 ban cơ bản

            • Những điểm cần lưu ý khi dạy học phần “Quang hình học” – Vật lý 11 ban cơ bản [12]

              Kính hiển vi quang học thường thấy trong các phòng thí nghiệm để quan sát các vật nhỏ như vi khuẩn, vi trùng tuy nhiên để quan sát các vật nhỏ hơn như siêu vi trùng, nguyên tử, phân tử thì cần phải sử dụng kính hiển vi điện tử. Kính viễn vọng dùng để quan sát các vật ở xa nằm trên Trái đất , nằm trong phạm vi Trái Đất; kính thiên văn dùng quan sát các vật ở xa ngoài Trái Đất như Mặt Trăng, Mặt trời và các thiên thể…Nếu không để ý HS có thể nhầm tưởng hai tên gọi này là một.

              Xây dựng hệ thống E-learning phần “Quang hình học”, Vật lý lớp 11-ban cơ bản nhằm nâng cao khả năng tự học cho học sinh

              • Cơ sở xây dựng hệ thống E-learning phần “Quang hình học” Vật lý lớp 11- ban cơ bản
                • Multimedia hóa kiến thức

                  Bên cạnh việc sử dụng các công cụ tìm kiếm để sưu tầm các hình ảnh cho hệ thống, phục vụ cho các bài giảng trực tuyến, ta cũng có thể tìm kiếm ở các địa chỉ website cụ thể: http://thuvienvatly.com, http://www.hk-phy.org .Những hình ảnh này được lựa chọn để làm tăng tính trực quan cho các thí nghiệm chỉ được trình bày bằng lời khi dạy các kiến thức: đường đi của tia sáng qua lăng kính, đường đi của tia sáng qua thấu kính hội tụ hoặc thấu kính phân kỳ,… góp phần trực quan hóa các thí nghiệm nghiên cứu kiến thức mới…. Địa chỉ http://www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/Flash/ là website cung cấp các hình ảnh động mô phỏng các thí nghiệm do tác giả David Harrison thiết kế trên phần mềm macromedia Flash mô phỏng các thí nghiệm về phản xạ và khúc xạ ánh sáng giữa hai môi trường nước với không khí, sự tạo ảnh của vật qua thấu kính hội tụ.

                  Hình 2.1: Hình ảnh thu được bằng google search với từ khóa “ Phản xạ toàn phần”
                  Hình 2.1: Hình ảnh thu được bằng google search với từ khóa “ Phản xạ toàn phần”

                  Phần mềm Crocodile Physics

                  Phần mềm mô phỏng Phenopt ( phiên bản tiếng Viêt ) được các tác giả Phạm Xuân Quế nghiên cứu , thiết kế dùng để hỗ trợ dạy học phần “Quang hình học” trong chương trình vật lý THPT. Light sources ( nguồn sáng ), lences ( thấu kính ), miroirs ( gương ), transparent object ( vật trong suốt ), maesurements tools ( các dụng cụ đo ), opaque object ( vật chắn sáng ).

                  Phần mềm Optics Mar.03

                  Trong Part Library, phần “Quang hình học” ( Optics ) có biểu tượng hình con mắt xuất hiện các công cụ làm việc gồm: Optical Space ( màn làm nền ), Gay Diagram ( biểu đồ tia ).

                  Phần mềm Macromedia Flash và Sothink SWF Decompiler

                  Xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu

                  Sau khi thu thập đầy đủ thông tin cần dùng cho việc xây dựng hệ thống Elearning, chúng ta tiến hành sắp xếp , hệ thống hóa thành cơ sở dữ liệu để hình thành nên hệ thống E-learning như mục tiêu của luận văn đề ra. Cơ sở dữ liệu được thiết kế trên nền SQL 2005 bao gồm tất cả dữ liệu hoạt động của hệ thống E-learning.

                  Xây dựng hệ thống E-learning phần “Quang hình học”, vật lý 11- ban cơ bản nhằm nâng cao khả năng tự học cho học sinh

                    Phần thi trắc nghiệm trực tuyến được chuẩn bị rất công phu, bao gồm tất cả các chức năng như đảo đề, thống kê, tính thời gian thi, hướng dẫn giải bài thi, mỗi lần vào bài thi thì hệ thống đảo đề sẻ tạo một đề thi mới dựa trên ngân hàng đề thi. Giao diện chính của website (Hình 2.15) bao gồm các phần: tóm lược, tin tức giáo dục (được cập nhật tự động từ website http://vatlytuoitre.com), các bài giảng mới, các thành viên tiêu biểu, các bài học được quan tâm nhất trong tuần….

                    Hình 2.8: Mô hình kiến trúc hệ thống E-learning phần “Quang hình học”
                    Hình 2.8: Mô hình kiến trúc hệ thống E-learning phần “Quang hình học”