7. Đóng góp của đề tài
1.2. Phần mềm dạy học
1.2.1. Khái niệm về phần mềm dạy học 1.2.1.1. Khái niệm về phần mềm
Có rất nhiều định nghĩa về phần mềm như:
- Là một dạng chương trình cho máy tính để xử lí thông tin, ngược với phần cứng (gồm thiết bị, máy, phần về điện tử ). Các phần mềm được ứng dụng ngay khi có phần cứng ra đời.
- Monet định nghĩa: Phần mềm là nội dung thông minh trong máy tính, bao gồm toàn bộ các chỉ dẫn nhằm hướng dẫn các hoạt động chung (hệ thống khai thác), riêng (ứng dụng) cho một cách sử dụng chính xác hay đặc thù.
- Theo Hồ Sĩ Đàm, Tin Học 10 – SGK thì: Phần mềm là chương trình có thể để giải bài toán với nhiều bộ Input khác nhau.
1.2.1.2. Khái niệm về phần mềm dạy học
Theo các nhà tin học: Phần mềm dạy học là phần mềm tin học được coi là chỗ dựa cho dạy học.
Theo tôi phần mềm dạy học là dạng phần mềm giáo dục, là các chương trình được viết cho máy tính có nội dung liên quan đến dạy và học, giúp chúng ta có thể quan sát, tính toán hoặc tạo ra hình ảnh mà khó thực thi trong thực tế.
1.2.1.3. Ý nghĩa của phần mềm dạy học
- Có khả năng cung cấp thông tin dưới nhiều dạng: hình ảnh, âm thanh, chữ viết, đoạn phim, sơ đồ, biểu đồ… Tính tích hợp này cho phép mở rộng thông tin, nâng cao tính trực quan.
- Có khả năng mô phỏng các đối tượng đầy tính trực quan, đầy đủ chính xác và đi sâu vào nguyên lí, bản chất.
- Có khả năng lưu trữ thông tin lớn, trình xuất nhanh, có thể lặp đi lặp lại nhiều lần những kiến thức nào mà HS còn chưa hiểu, khó hình dung.
- Làm thỏa mãn nhu cầu của học sinh, nâng cao cường độ dạy và học.
1.2.2. Tác dụng của phần mềm dạy học trong dạy học vật lí
Phần mềm dạy học sớm ra đời và ngày càng phong phú đa dạng, dễ sử dụng, thuận tiện, thường xuyên cập nhật phiên bản mới. Các phần mềm dạy học ngày càng chuyên biệt và được xây dựng theo nội dung kiến thức cụ thể của từng chuyên ngành.
Trong dạy học vật lí thì PMDH có ứng dụng rất lớn, chúng ta hoàn toàn có thể quan sát được các hình ảnh, các chuyển động dưới dạng mô phỏng mà trong thực tế rất khó để quan sát được, hay các thí nghiệm rất khó thực hiện và rất khó thành công thì lại được hoàn thành một cách quá tốt với PMDH.
Một số phần mềm hay được sử dụng:
+ Phần mềm Violet, Powerpoint.
+ Phần mềm Crocodile Physics 605.
+ Phần mềm mô phỏng: Flash, Powerpoint….
+ Phần mềm dạy học bằng bảng thông minh: ActivInspire, ActiView 1.3. Bản đồ tư duy(BĐTD)
1.3.1. Khái niệm và đặc điểm của BĐTD
Bản đồ tư duy (BĐTD) còn gọi là sơ đồ tư duy, lược đồ tư duy,… “Là hình thức ghi chép nhằm tìm tòi đào sâu, mở rộng một ý tưởng, tóm tắt những ý chính của một nội dung, hệ thống hóa một chủ đề… bằng cách kết hợp việc sử dụng hình ảnh, đường nét, màu sắc, chữ viết” [11].
Hình 1.1: Sơ đồ tư duy
Nghĩa của cụm từ BĐTD không hiểu theo nghĩa bản đồ thông thường như bản đồ địa lí mà BĐTD được hiểu là một hình thức ghi chép theo mạch tư duy của mỗi người bằng việc kết hợp nét vẽ, màu sắc và chữ viết. Đặc biệt đây là một sơ đồ mở, việc thiết kế BĐTD theo mạch tư duy của mỗi người, không yêu cầu tỉ lệ, chi tiết khắt khe như bản đồ địa lí, có thể vẽ thêm hoặc bớt các nhánh, mỗi người vẽ một kiểu khác nhau, dùng màu sắc, hình ảnh, các cụm từ diễn đạt khác nhau, cùng một nội dung nhưng mỗi người có thể “thể hiện” nó dưới dạng BĐTD theo một cách riêng do đó việc lập BĐTD phát huy được tối đa khả năng sáng tạo của mỗi người.
BĐTD một công cụ tổ chức tư duy nền tảng, có thể miêu tả nó là một kĩ thuật hình họa với sự kết hợp giữa từ ngữ, hình ảnh, đường nét, màu sắc phù hợp với cấu trúc, hoạt động và chức năng của bộ não giúp con người khai thác tiềm năng vô tận của bộ não. Nó được coi là sự lựa chọn cho toàn bộ trí óc hướng tới lối suy nghĩ mạch lạc. Tony Buzan là người đi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu tìm ra hoạt động của bộ não. Theo Tony Buzan “một hình ảnh có giá trị hơn cả ngàn từ…”
và “màu sắc cũng có tác dụng kích thích não như hình ảnh. Màu sắc mang đến cho BĐTD những rung động cộng hưởng, mang lại sức sống và năng lượng vô tận cho tư duy sáng tạo”.
Cơ chế hoạt động của BĐTD chú trọng tới hình ảnh, màu sắc, với các mạng lưới liên tưởng (các nhánh). BĐTD là công cụ đồ họa nối các hình ảnh có liên hệ
với nhau vì vậy có thể vận dụng BĐTD vào hỗ trợ dạy học kiến thức mới, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức,... và lập kế hoạch công tác.
Kỹ thuật tạo ra bản đồ tư duy này được gọi là Mindmapping và được phát triển bởi Tony Buzan vào đầu năm 1970. Ở giữa bản đồ tư duy là một chủ đề trung tâm này sẽ được phát triển bằng các nhánh nhỏ thể hiện các tiêu đề nhằm nghiên cứu chủ đề ở mức độ sâu hơn. Trong từng tiêu đề được phát triển bởi những nhánh nhỏ này lại tiếp tục được phân thành nhiều nhánh nhỏ hơn, nhằm nghiên cứu vấn đề ở mức độ sâu hơn nữa và các chi tiết hỗ trợ. Nhờ sự kết nối giữa các nhánh, các ý tưởng cũng có sự liên kết dựa trên mối liên hệ của bản thân chúng, điều này khiến BĐTD có thể bao quát được các ý tưởng trên một phạm vi sâu rộng mà một bản liệt kê ý tưởng thông thường không thể làm được .
1.3.2. Cách đọc BĐTD
Cấu trúc của BĐTD không xuất phát từ trái sang phải và từ trên xuống dưới theo kiểu truyền thống. Thay vào đó, BĐTD được vẽ, viết và đọc theo hướng bắt nguồn từ trung tâm di chuyển ra phía ngoài và sau đó là theo chiều kim đồng hồ. Do đó, các từ ngữ trên BĐTD nên được đọc từ phải sang trái, bắt đầu từ phía trong di chuyển ra ngoài. Các mũi tên xung quanh BĐTD bên dưới chỉ ra cách đọc thông tin trong sơ đồ. Các số thứ tự cũng là một hướng dẫn khác.
Bốn kết cấu chính I, II, III, IV trong BĐTD phía trên được gọi là nhánh chính. BĐTD có bốn nhánh chính vì nó có bốn tiêu đề phụ. Số tiêu đề phụ là số nhánh chính. Đồng thời các nhánh chính của MM được đọc theo chiều kim đồng hồ, bắt nguồn từ nhánh I tới nhánh II, rồi nhánh III, và cuối cùng là nhánh IV. Các từ khóa được viết và đọc theo hướng từ trên xuống dưới trong cùng một nhánh chính.
Hình 1.2: Cách đọc BĐTD 1.3.3. Cách vẽ BĐTD
1.3.3.1. Công cụ vẽ bản đồ tư duy
Có hai cách vẽ BĐTD: Vẽ bằng tay hoặc bằng phần mềm máy tính. Nếu vẽ bằng tay thì người học sử dụng bút chì màu, phấn, tẩy,… vẽ trên giấy, bìa, bảng phụ,…Nếu vẽ bằng phần mềm người học có thể sử dụng các phần mềm bản đồ tư duy như: bản miễn phí ConceptDraw MINDMAP 5 Professional, Mindjet MindManager Pro7, FreeMind, MindManager, Buzan’s iMindMap…hoặc vẽ bằng chương trình Microsoft Word. Đối với học sinh phổ thông thì vẽ BĐTD bằng tay sẽ dễ dàng và thiết thực hơn cho việc học.
1.3.3.2. Các bước vẽ BĐTD
Theo Trần Đình Châu, Đặng Thị Thu Thuỷ [11], BĐTD được lập theo các bước sau:
Bước 1: Chọn từ trung tâm (còn gọi là từ khóa). Từ trung tâm là tên của một bài hay một chủ đề hay một nội dung kiến thức cần khai thác. Khi vẽ HS có thể sử dụng hình vẽ, màu sắc mà các em thích để làm nổi bật chủ đề.
Bước 2: Vẽ các tiêu đề phụ (nhánh cấp 1). Nội dung của các tiêu đề phụ chính là các nội dung kiến thức cơ bản của một bài học hoặc một đơn vị kiến thức nào đó của bài học. Những nội dung kiến thức này sẽ góp phần làm sáng tỏ nội dung của chủ đề chính ở trung tâm. HS vẽ thêm các tiêu đề phụ bàng hình ảnh hoặc chữ xung quanh tiêu đề trung tâm, lưu ý cách bố trí và sử dụng màu sắc. Tiêu đề phụ nên được vẽ theo hướng chéo góc để nhiều nhánh phụ khác có thể vẽ tỏa ra một cách dễ dàng.
Bước 3: Trong từng tiêu đề phụ, vẽ thêm các ý chính và các chi tiết hỗ trợ (nhánh cấp 2,3…). Sau khi vẽ các tiêu đề phụ, HS xác định những nội dung kiến thức hỗ trợ cho nội dung của các tiêu đề phụ đó rồi tiến hành vẽ thêm các ý
chính và các chi tiết hỗ trợ. Trong khi vẽ HS chỉ nên tận dụng các từ khóa và hình ảnh. Mỗi từ khóa, hình ảnh nên được vẽ trên một đoạn gấp khúc riêng trên nhánh.
Bước 4: Hoàn thiện BĐTD. Học sinh có thể vẽ thêm hình ảnh và sử dụng màu sắc giúp các ý quan trọng thêm nổi bật, bổ sung các liên kết cần thiết để hoàn thiện BĐTD.
Có thể tóm lược cách vẽ bản đồ tư duy bằng một BĐTD như sau:
Hình 1.3: Cách vẽ BDTD 1.3.3.3. Nguyên tắc vẽ bản đồ tư duy
Để sử dụng công cụ BĐTD một cách có kết quả, trong quá trình lập và sử dụng BĐTD, cần tuân thủ theo các nguyên tắc sau: Nhấn mạnh, liên kết và mạch lạc.
Nhấn mạnh có tác dụng tăng trí nhớ và đẩy mạnh sự sáng tạo. Mọi kỹ thuật để nhấn mạnh đều có thể được dùng để liên kết, và ngược lại. Muốn đạt hiệu quả nhấn mạnh tối ưu trong BĐTD hãy sử dụng hình ảnh, màu sắc, kích cỡ của chữ viết một cách thích hợp để thu hút sự tập trung của mắt và não.
Liên kết tạo ra mối liên hệ giữa các kiến thức thành phần trong một chủ đề thống nhất có vai trò tăng trí nhớ và tính sáng tạo của HS. Việc dùng kí hiệu để liên kết là quy tắc khá quan trọng. Khi dùng kí hiệu, các mối liên kết giữa các bộ phận
Mạch lạc: Sự diễn đạt sáng sủa, dễ nhìn của BĐTD cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường hứng thú và giúp cho việc ghi nhớ trở nên dễ dàng hơn đối với người học. Một ghi chú viết vẽ nghệch ngoạc sẽ gây trở ngại nhiều hơn là giúp cho trí nhớ vì nó đi ngược lại bản tính liên kết của tư duy và hạn chế tư duy mạch lạc
1.3.4. Ưu điểm của cách ghi chép bằng BĐTD
So với các cách thức ghi chép truyền thống thì phương pháp dùng BĐTD có những điểm vượt trội như sau:
+ Logic, mạch lạc.
+ í chớnh sẽ ở trung tõm và được xỏc định rừ ràng.
+ Nhìn thấy bức tranh tổng thể mà lại chi tiết.
+ Quan hệ hỗ tương giữa mỗi ý được chỉ ra tường tận. Ý càng quan trọng thì sẽ nằm vị trí càng gần với ý chính.
+ Liên hệ giữa các khái niệm then chốt sẽ được tiếp nhận lập tức bằng thị giác.
+ Kích thích hứng thú học tập và tính sáng tạo của HS.
+ Giúp mở rộng ý tưởng và đào sâu kiến thức.
+ Giúp HS ôn tập củng cố, khái quát, hệ thống hóa kiến thức một cách hiệu quả.
+ Giúp ghi nhớ nhanh, nhớ lâu, nhớ sâu kiến thức.
+ Thêm thông tin dễ dàng hơn bằng cách vẽ chèn thêm vào sơ đồ.
+ Các ý mới có thể được đặt vào đúng vị trí trên hình một cách dễ dàng, bất chấp thứ tự của sự trình bày, tạo điều kiện cho việc thay đổi một cách nhanh chóng và linh hoạt cho việc ghi nhớ.
Kiểu ghi chép của BĐTD thể hiện bằng hình ảnh, đường nét, màu sắc được trải theo các hướng có tính tuần tự và có độ thoáng, giúp dễ dàng phát triển ý tưởng
nhanh hơn so với kiểu ghi chép thông thường theo kiểu xuống dòng. Điểm mạnh nhất của BĐTD là phát triển ý tưởng và không bỏ sót ý tưởng. Việc xây dựng một hình ảnh thể hiện mối liên hệ giữa các kiến thức sẽ mang lại những lợi ích đáng quan tâm về các mặt: Ghi nhớ, phát triển nhận thức, tư duy, óc tưởng tượng và khả năng sáng tạo. BĐTD vừa như bức tranh tổng thể mà lại chi tiết, vừa giúp nhìn được khái quát toàn bộ vấn đề vừa nhìn được cái cụ thể trong cái nhìn tổng thể.
1.3.5. Các ứng dụng của bản đồ tư duy trong dạy học 1.3.5.1. Bản đồ tư duy hỗ trợ hoạt động dạy
Ngoài việc giúp học sinh làm quen với lý thuyết và thực hành BĐTD, người GV còn có thể sử dụng BĐTD theo nhiều cách thực tế để làm cho việc dạy học dễ dàng, lý thú hơn.
Lập dàn ý cho bài giảng
Dùng BĐTD làm dàn ý cho bài giảng cho phép GV có cái nhìn tổng quát về chủ đề. Nhờ có những đặc tính hỗ trợ trí nhớ, BĐTD cho phép GV chỉ cần xem lướt qua trước khi lên lớp là có thể nắm bắt được trọng tâm. Nó giúp GV có khả năng duy trỡ sự cõn đối, sinh động cho một bài giảng với bố cục rừ ràng, hợp lý của một bài thuyết trình. Hơn nữa, BĐTD còn cho phép GV giảng bài theo đúng thời gian quy định, hoặc nếu thời gian thay đổi vì một lý do nào đó thì GV cũng có thể chỉnh sửa cho bài giảng dài hơn hay ngắn đi theo yêu cầu.
Xây dựng các kế hoạch cho năm học
- Kế hoạch cho năm: Giáo viên có thể dùng BĐTD để có cái nhìn tổng quát về chương trình học của năm, bao gồm các học kỳ và hình thức bài học phải dạy.
- Kế hoạch cho từng chương: Đây là một phần của kế hoạch hàng năm, thường có dạng BĐTD nhỏ hơn, và được phát triển từ một hay nhiều nhánh trong chương trình cho năm. Kế hoạch của học kỳ có thể cho thấy chủ đề và thứ tự giảng dạy mà GV sẽ theo trong quá trình.
- Kế hoạch cho mỗi bài học (giáo án): Ghi lại những chi tiết cụ thể về bài học như thời gian bắt đầu và kết thúc, phòng học, chủ đề giảng…
1.3.5.2. Bản đồ tư duy hỗ trợ hoạt động học
[32]
Dễ dàng nhận thấy với cách ghi chú thông thường, hoạt động học thường gặp các bất lợi sau:
Các từ khóa bị chìm khuất. Từ khóa truyền tải các ý tưởng quan trọng, giúp ta nhớ tới những ý tưởng liên kết khi đọc hay nghe thấy nó. Theo lối ghi chú thông thường, những từ khóa thường rải ra trên nhiều trang giấy và bị chìm khuất trong một rừng chữ không quan trọng bằng. Điều này trở thành trở ngại khi bộ não tìm mối liên kết có ích giữa các khái niệm trọng tâm.
Khó nhớ nội dung. Các ghi chú bằng một màu đơn điệu dễ gây nhàm chán thị giác, khiến não khước từ và bỏ quên chúng đi.
Lãng phí thời gian vì có thể ghi chú cả những cái không cần thiết, hoặc buộc ta phải đọc đi đọc lại những ghi chú không cần thiết…
Không kích thích não sáng tạo
Ghi chép theo BĐTD khắc phục được các hạn chế trên, tạo điều kiện thuận lợi cho lĩnh hội kiến thức và rèn luyện kĩ năng tư duy theo định hướng.
1.3.5.3. Sử dụng BĐTD trong dạy học vật lý ở trường PT
BĐTD có thể và cần thiết để sử dụng như một công cụ hỗ trợ cho hoạt động dạy và học trong các loại bài học vật lý khác nhau.
*Bài học xây dựng kiến thức mới: Mục đích chính là xây dựng kiến thức mới, xác định các đặc tính, các mối quan hệ trong đối tượng đó, hiểu nội dung cơ bản của kiến thức mới. Sử dụng BĐTD có thể dễ dàng giúp HS liên kết và tổ chức tri thức cũng như sự kiện liên quan nhằm tìm ra những đặc tính và mối quan hệ của các đối tượng trong kiến thức mới.
+ Cấu trúc bài học xây dựng kiến thức mới theo định hướng sử dụng BĐTD:
- Củng cố kiến thức xuất phát, tạo tình huống nhận thức.
- Xây dựng kiến thức mới.
- Củng cố, hệ thống hóa kiến thức mới, GV vẽ BĐTD cho HS thuyết minh hoặc HS vừa vẽ, vừa thuyết minh BĐTD, GV nhận xét, bổ sung, hoàn chỉnh BĐTD.
- Vận dụng kiến thức.
* Bài học luyện tập giải bài tập vật lý: Mục đích chính là làm cho HS hiểu sâu hơn những kiến thức đã học, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập cũng như vào thực tiễn đời sống, sản xuất. Việc luyện tập giải bài tập vật lí cũng có nhiều dạng và cấp độ khác nhau. Trong mỗi dạng vậy BĐTD cũng có ít nhiều đóng góp hoàn tất công việc một cách nhanh nhất, hiệu quả nhất.
+ Cấu trúc bài học luyện tập giải bài tập vật lý theo hướng sử dụng BĐTD:
- Củng cố kiến thức, công thức quan trọng, công thức suy ra,các công thức liên quan.
- Các dạng bài tập thường gặp, cách giải.
- Dạng bài tập nâng cao, cách giải.
- Chú ý quan trọng.
* Bài học thực hành vật lý: Mục đích chính là rèn luyện kỹ năng sử dụng một số thiết bị cơ bản, thực hiện các phép đo cơ bản, rèn luyện kĩ năng sử dụng dụng cụ, thiết bị thí nghiệm để nghiên cứu những tính chất hay những mối quan hệ của các sự vât,hiện tượng.
+ Cấu trúc bài học thực hành theo hướng sử dụng BĐTD:
- Củng cố, hệ thống hóa kiến thức.
- Phân công công việc.
* Bài học ôn tập, tổng kết hệ thống hóa kiến thức: Hệ thống hóa có vai trò quan trọng, giúp HS hình dung tri thức trong mối quan hệ biện chứng với tri thức khác trong cùng một chủ đề hay nội dung nào đó. Việc hệ thống hóa kiến thức đòi hỏi khả năng khái quát hóa, đồng thời phải có hiểu biết nhất định về kiến thức đó.
Như vậy dùng hệ thống hóa kiến thức không những giúp HS ôn tập mà còn kiểm tra trình độ, thói quen tư duy của HS.
+ Cấu trúc bài học ôn tập, tổng kết hệ thống hóa kiến thức theo hướng sử dụng BĐTD: