1.2.2 .Các nhiệm vụ dạy học Vật lí ở trường phổ thông
1.2.4.1. Phương pháp thực nghiệm
Phương pháp thực nghiệm không phải là làm thí nghiệm đơn thuần mà, không phải là sự quy nạp giản đơn mà là sự phân tích sâu sắc các sự kiện thực nghiệm, tổng quát hóa nâng lên mức lý thuyết và phát hiện ra bản chất của sự vật.
Để giúp học sinh có thể bằng hoạt động của bản thân mình mà tái tạo, chiếm lĩnh được các kiến thức vật lí thực nghiệm thì giáo viên nên tổ chức cho các em trải qua các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm như sau:
Giai đoạn 1: Giáo viên mơ tả một hồn cảnh thực tiễn hoặc biểu diễn một vài thí nghiệm và yêu cầu các em dự đốn diễn biến của hiện tượng, tìm ngun nhân hoặc xác lập một mối quan hệ nào đó
Giai đoạn 2: Giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh xây dựng một câu dự đoán ban đầu, dựa vào sự quan sát tỉ mỉ, kỹ lưỡng, vào kinh nghiệm bản thân, vào kiến thức đã có…(xây dựng giả thuyết)
Giai đoạn 3: Từ giải thuyết suy ra một hệ quả: dự đoán một hiện tượng trong thực tiễn, một quan hệ giữa các đại lượng vật lý
Giai đoạn 4: Xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm để kiểm tra xem hệ quả dự đốn ở trên có phù hợp với kết quả thực nghiệm hay không. Nếu phù hợp thì giả thuyết trên trở thành chân lý, nếu khơng phù hợp thì phải xây dựng một giả thuyết mới.
Giai đoạn 5: Học sinh vận dụng kiến thức để giải thích hay dự đốn một số hiện tượng đơn giản trong thực tiễn dưới hình thức các bài tập
1.2.4.2. Mơ hình và phương pháp mơ hình
Trong vật lí học, “Mơ hình là một hệ thống được hình dung trong óc hay được thực hiện một cách vật chất, hệ thống đó phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nó, bởi vậy việc nghiên cứu mơ hình sẽ cung cấp cho chúng ta những thông tin mới về đối tượng”.
Mơ hình được sử dụng trong vật lí học bao gồm: Mơ hình vật chất (Là mơ hình bằng vật thể, trên đó phản ánh những đặc trưng cơ bản về hình học, vật lí học, động lực học, chức nănghọc của đối tượng cần nghiên cứu)và Mơ hình lý tưởng – hay mơ hình lý thuyết- (Là những mơ hình trừu tượng, trên đó về ngun tắc người ta chỉ áp dụng những thao tác tư duy lý thuyết. Các phần tử của mơ hình và đối tượng nghiên cứu thực có thể có bản chất vật lý hoàn toàn khác nhau nhưng hoạt động theo những quy luật giống nhau)
Trong phương pháp mơ hình, người ta xây dựng các mơ hình mang những tính chất cơ bản của vật thể, hiện tượng, quá trình và mối liên hệ giữ chúng. Việc
nghiên cứu trêm mơ hình sẽ thay thế cho việc nghiên cứu trên chính đối tượng thực, những kết quả trên nghiên cứu mơ hình sẽ chuyển sang cho đối tượng gốc, cho phép ta thu được những thông tin mới về đối tượng gốc, dự đốn được nhứng tính chất, hiện tượng mới có thể có của vật gốc.
1.2.5. Các hình thức dạy học vật líở trường phổ thơng
Theo quan điểm hiện đại về dạy học thì việc tổ chức dạy học thực chất là tổ chức cho học sinh hoạt động tự lực, thơng qua đó mà chiếm lĩnh kiến thức, kỹ năng, phát triển năng lực và hình thành thái độ. Lựa chọn hình thức tổ chức hoạt động nào là tùy thuộc vào mục đích, nội dung, phương tiện và trình độ của học sinh. Như vậy, có nhiều cách phân loại các hình thức dạy học vật lý, mỗi cách dựa trên một dấu hiệu nhất định. Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông hiện nay, người ta thường sử dụng những hình thức dạy học sau:
- Bài lên lớp.
Theo hình thức này, trong một khoảng thời gian xác định (tiết học), tại một địa điểm xác định (lớp học) với một số học sinh cố định có cùng trình độ phát triển, giáo viên tổ chức hoạt động nhận thức cho cả lớp, có chú ý đến từng đặc điểm riêng của học sinh, làm cho tất cả học sinh đều nắm vững những kiến thức, kỹ năng cơ bản, đồng thời qua đó mà phát triển được năng lực tự nhận thức và hình thành quan điểm đạo đức, thái độ ứngxử.
Trong bài lên lớp, giáo viên có thể tổ chức cho cả lớp hoạt động theo ba kiểu cơ bản:
Kiểu 1: Nhiệm vụ thống nhất, cá nhân thực hiện độc lập, sản phẩm giống
nhau. Ở đây, giáo viên giao cho lớp một nhiệm vụ học tập giống nhau và mỗi cá nhân phải hoàn thành nhiệm vụ thống nhất đó và tạo ra một sản phẩm như nhau.
Kiểu 2: Nhiệm vụ thống nhất cho cả lớp, thực hiện theo nhóm, thống nhất
sản phẩm. Ở kiểu này, lớp học chia làm nhiều nhóm, các nhóm đều có chung một nhiệm vụ học tập. Mỗi nhóm hoạt động độc lập, thực hiện mục tiêu do giáo viên quy định, thảo luận trong nhóm để đi tới kết luận của nhóm rồi đại diện các nhóm cơng bố kết quả trước lớp, sau đó tranh luận để có được kết quả chung cuối cùng
Kiểu 3: Nhiệm vụ chung cho cả lớp, phân cơng cho mỗi nhómthực hiện một
nhất chung cho cả lớp. Kiểu này thường áp dụng đơi với những bài học phức tạp gồm nhiều mục tiêu bộ phận mà mỗi nhóm học sinh khơng đủ thời gian hay thiết bị để hoàn thành tất cả
- Tham quan ngoại khóa
Theo hình thức này, giáo viên tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh qua hoạt động tiến hành thí nghiệm trong phịng thí nghiệm, quan sát các hiện tượng tự nhiên hoặc tham quan sản xuất ở cơng trường, xí nghiệp;
- Tự học ở nhà
Ở đây, giáo viên có thể dựa vào mục tiêu kiến thức, mục đích của việc dạy học để yêu cầu học sinh tự tìm hiểu, ơn tập, kiểm tra, vận dụng kiến thức để giải quyết một nội dung kiến thức cụ thể, một vấn đề học tập cụ thể...
1.2.6. Các phương tiện dạy học trong dạy học vật lí
Phương tiện dạy học là các phương tiện vật chất do giáo viên hoặc (và ) học sinh sử dụng dưới sự chỉ đạo của giáo viên trong quá trình dạy học, tạo những điều kiện cần thiết nhằm đạt được mục đích dạy học.
Trong dạy học vật lí những năm gần đây, người ta thường sử dụng các phương tiện dạy học truyền thống kết hợp với các phương tiện dạy học hiện đại nhằm đạt được mục đích dạy học một cách tối ưu nhất. Các phương tiện dạy học truyền thốngbao gồm:
- Các vật thật trong đời sống và kỹ thuật
- Các thiết bị thí nghiệm dùng để tiến hành các thí nghiệm của giáo viên và các thí nghiệm của học sinh
- Các mơ hình vật chất - Bảng
- Tranh ảnh và các bản vẽ sẵn
- Các tài liệu in: sách giáo khoa, sách bài tập, sách hướng dẫn thí nghiệm và các tài liệu tham khảo khác.
Bên cạnh việc sử dụng các phương tiện dạy học truyền thống trên, hiện nay các phương tiện nghe nhìn - cũng là những phương tiện dạy học hiện đại - được sử dụng nhiều trong dạy học vật lí như:
- Phim học tập: phim đèn chiếu, phim chiếu bóng,phim học tập trên vơ tuyến truyền hình, phim viđiơ
- Các phần mềm vi tính mơ phỏng, minh họa các hiện tượng, q trình vật lí. luyện tập cho học sinh giải bài tập và giải quyết các vấn đề học tập trên máy vi tính hoặc để tiến hành các thí nghiệm với các thiết bị thí nghiệm hiện đại, trong đó máy tính như là máy đo, xử lý các kết quả thí nghiệm.
Như vậy, các phương tiện dạy học có thể sử dụng trong dạy học vật lí là đa dạng và phong phú. Trong đó, các thiết bị thí nghiệm dùng cho thí nghiệm của giáo viên và thí nghiệm của học sinh đứng ở vị trí hàng đầu, thể hiện đặc thù của vật lí là một mơn khoa học thực nghiệm. Tuy nhiên, để q trình dạy học vật lí có hiệu quả tốt nhất, cần phải sử dụng phối hợp các phương tiện dạy học, nhất là ở các lớp dưới.
1.3. Bài giảng điện tử trong dạy học vật lí
1.3.1. Khái niệm bài giảng điện tử
Trong những năm gần đây, máy vi tính dược sử dụng rộng rãi trong nhà trường với tư cách là phương tiện dạy học với nhiều loại phần mềm được thiết kế dưới các quan điểm khác nhau. Hình thức sử dụng máy vi tính vào dạy học rất đa dạng và phong phú. Tuy nhiên, bài giảng điện tử là một hình thức sử dụng phổ biến hiện nay. Bài giảng điện tử có thể được viết dưới bất kỳ ngơn ngữ lập trình nào tuỳ theo trình độ cơng nghệ thơng tin của người viết hoặc dựa vào các phần mềm trình diễn sẵn có như Frontpage, Publisher, PowerPoint. Trong đó thiết kế bài giảng điện tử trên Microsoft PowerPoint là đơn giản nhất.
Bài giảng điện tử là một hình thức tổ chức bài lên lớp mà ở đó tồn bộ kế hoạch hoạt động dạy học đều được chương trình hố do giáo viên điều khiển thơng qua mơi trường multimedia do máy vi tính tạo ra.
Multimedia được hiểu là đa phương tiện, đa môi trường, đa truyền thông. Trong môi trường multimedia, thông tin được truyền dưới các dạng: Văn bản(Text), đồ hoạ (Graphics), ảnh động (animation), ảnh tĩnh (image), âm thanh (audio) và phim video (video clip). Đặc trưng cơ bản nhất của bài giảng điện tử là toàn bộ kiến thức của bài học, mọi hoạt động điều khiển của giáo viên đều được Multimedia hoá
Cần lưu ý bài giảng điện tử không phải đơn thuần là các kiến thức mà học sinh ghi vào vở mà đó là tồn bộ hoạt động dạy và học - tất cả các tình huống sẽ xảy
ra trong quá trình truyền đạt và tiếp thu kiến thức của học sinh. Bài giảng điện tử khi được xây dựng thành hệ thống sẽ đóng vai trị định hướng trong các hoạt động dạy và học, đặc biệt là tự học và tự nghiên cứu.
1.3.2. Ưu điểm và hạn chế của bài giảng điện tử trong dạy học vật lí.
Bài giảng điện tử là bài giảng được xây dựng, thiết kế trên máy tính qua việc tích hợp các ứng dụng cơng nghệ thơng tin nhằm hỗ trợ dạy học một cách có hiệu quả theo đúng tiến trình hoạt động trên lớp của giáo viên và học sinh.Nói đến bài giảng điện tử thì đã nói đến việc bài giảng đó được tích hợp các ứng dụng cơng nghệ thơng tin và phải sử dụng máy vi tính khi thực hiện việc dạy học nội dung đó, nên nó nhất thiết phải sử dụng các công cụ đa phương tiện bao gồm văn bản, hình ảnh, âm thanh, đồ họa, phim minh họa… để chuyển tải tri thức, tạo điều kiện cho người học học tập trong hoạt động và bằng hoạt động theo định hướng đổi mới phương pháp dạy học như hiện nay. Vì vậy, ưu điểm và hạn chế của bài giảng điện tử trong dạy học vật lí cũng chính là ưu điểm và hạn chế của việc ứng dụng cơng nghệ thơng tin trong dạy học vật lí.
1.3.2.1.Ưu điểm
- Là công cụ đắc lực, hỗ trợ cho việc xây dựng, sử dụng, tổng kết, kiểm tra đánh giá việc nắmkiến thức.
- Giúp học sinh dễ hiểu bài, hiểu một cách sâu sắc hơn và nhớ bài lâu hơn do việc thu nhận thông tin từ các sự vật hiện tượng một cách sinh động, chính xác, đầy đủ; từ đó nâng cao hứng thú học tập, nâng cao lịng tin của học sinh vào khoa học.
- Giúp học sinh tiếp cận và làm việc với các khoa học kỹ thuật công nghệ hiện đại.
- Giúp cho bài học của học sinh thêm sinh động, phong phú, hấp dẫn đối với học sinh
- Giúp tiết kiệm thời gian trong mỗi tiết học.
- Giúp giải phóng được người thầy khỏi khối lượng công việc tay chân, do đó làm tăng khả năng nâng cao chất lượng dạy học.
Đặc biệt nếu sử dụng bài giảng điện tử trong dạy học vật lí sẽ đáp ứng được mọi tiêu chí: Hình thức giáo dục đa dạng, người học học mọi nơi, học mọi lúc, học mọi thứ, học mềm dẻo, học một cách mở, học suốt đời và tiết kiệm chi phí cho cả
người dạy lẫn người học. Bởi đặc điểm của bài giảng điện tử là hệ thống bài giảng và tài liệu học tập được ghi dưới dạng số hóa, được đặc trưng bởi tính đa dạng và siêu phương tiện; có sự tương tác giữa người học, hệ thống học và người dạy.
Với các lý do nêu trên, việc sử dụng bài giảng điện tử trong dạy học vật lí sẽ tạo ra một bước chuyển cơ bản trong quá trình đổi mới nội dung chương trình và phương pháp dạy học.
1.3.2.2. Hạn chế
Bên cạnh những ưu điểm, trong quá trình dạy học vật lí, việc sử dụng bài giảng điện tử trong dạy họccũng có những hạn chế nhất định
-Chi phí đầu tư cho trang thiết bi, cơ sở vật chất lớn
-Đòi hỏi động ngũ giáo viên, học sinh phải có trình độ tin học, ngoại ngữ - nhất là tiếng Anh ở mức độ nhất định.
- Tham gia học tập dựa trên bài giảng điện tử địi hỏi người học phải có khả năng làm việc độc lập với ý thức tự giác cao độ. Bên cạnh đó, cũng cần thể hiện khả năng hợp tác, chia sẻ qua mạng một cách hiệu quả với giảng viên và các thành viên khác. Người học cũng cần phải biết lập kế hoạch phù hợp với bản thân, tự định hướng trong học tập, thực hiện tốt kế hoạch học tập đã đề ra.
- Trong nhiều trường hợp, không thể và không nên đưa ra các nội dung quá trừu tượng, quá phức tạp. Đặc biệt là nội dung liên quan tới thí nghiệm, thực hành mà cơng nghệ thơng tin khơng thể hiện được hay thể hiện kém hiệu quả.
- Khi sử dụng máy tính, người ta dễ đánh mất cảm giác chân thực, thiếu đi những cảm xúc, xúc giác và ấn tượng thực.
Như vậy, có thể khẳng định rằng việc ứng dụng công nghệ thông tin, xây dựng bài giảng điện tử trong dạy học vật lí là một xu thế của thời đại ngày nay. Tuy nhiên việc ứng dụng làm sao để khai thác hợp lí và hiệu quả của cơng nghệ thơng tin vào dạy học nói chung và dạy học vật lí nói riêng lại cần phải có những nghiên cứu cụ thể, nghiêm túc.
1.3.3. Các yêu cầu của bài giảng điện tử trong dạy học vật lí ở trường phổ thông
Để thiết kế một bài giảng điện tử địi hỏi rất nhiều yếu tố. Ngồi việc địi hỏi giáo viên có một kiến thức nhất định về tin học như sử dụng thành thạo phần mềm thiết kế bài giảng thì nó cịn u cầu giáo viên phải có khả năng vận dụng hợp lý giữa trình bày bài giảng một cách khoa học gắn với phương pháp sư phạm.
Ngoài ra, yêu cầu của một bài giảng điện tử cịn là tích hợp các ứng dụng công nghệ thông tin sao cho phù hợp với nội dung, mục đích dạy học, đảm bảo đặc trưng bộ mơn góp phần tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh làm tăng hiệu quả dạy học. Có thể cụ thể hóa thành các yêu cầu sau:
· Yêu cầu về nội dung
Cần trình bày nội dung với lý thuyết cô đọng được minh họa sinh động và có tính tương tác cao rõ nét mà phương pháp giảng dạy bằng lời khó diễn tả. Để thực hiện yêu cầu này giáo viên phải hiểu rất rõ vấn đề cần trình bày, phải thể hiện các phương pháp sư phạm truyền thống và đồng thời phải có kỹ năng về tin học để thực hiện các minh họa, mô phỏng hoặc tận dụng chọn lọc từ tư liệu điện tử có sẵn.
· Yêu cầu về phần câu hỏi – giải đáp
- Kiểm tra đánh giá người học có hiểu nội dung (từng phần, tồn bài) vừa trình bày khơng.
- Liên kết một chủ đề đã dạy trước với chủ đề hiện tại hay kế tiếp. Câu hỏi