CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ DAO ĐỘNG CƠ HỌC” VẬT LÝ 12 THPT
1.3. Những vấn đề chung về phần mềm sử dụng trong dạy học Vật lý
1.3.4. Những yêu cầu sư phạm đối với phần mềm sử dụng trong dạy học Vật lý
Như đã phân tích ở trên, MVT có thể hỗ trợ trong dạy học Vật lý ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên, để MVT thực sự là một phương tiện cần thiết trong một quá trình dạy học cụ thể thì những phần mềm sử dụng trong dạy học phải đảm bảo được các yêu cầu sư phạm nhất định. Theo nhiều tác giả [1] [5]
[7] [8] [18] [28] [32] [35] khi thiết kế và xây dựng phần mềm dạy học cần đảm bảo các yêu cầu sư phạm sau đây:
thuyết của dạy học.
Phù hợp với nội dung, chương trình môn học không có nghĩa là mọi nội dung học tập đều có thể đưa vào phần mềm dạy học. Chỉ xây dựng phần mềm dạy học với các nội dung giáo khoa mà các phương tiện dạy học khác không đem lại hiệu quả cao hoặc không thực hiện được trong điều kiện nhà trường, không thể trực tiếp quan sát được, các hiện tượng quá nhanh, quá chậm hoặc các thí nghiệm gây nguy hiểm.
2. Đảm bảo tính trực quan: Hình ảnh đối tượng phải đủ lớn, màu sắc đảm bảo độ tương phản phù hợp, dễ dàng phân biệt các chi tiết. Trong trường hợp màu sắc là thông tin cần lĩnh hội thì phải đảm bảo đúng màu sắc của đối tượng thật.
3. Đảm bảo việc đổi mới phương pháp dạy học, thể hiện rõ ý đồ về phương pháp dạy học: Phần mềm dạy học phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện PPDH với việc sử dụng MVT kết hợp các phương tiện dạy học khác.
4. Đảm bảo giao tiếp thân thiện với người dùng: Đáp ứng yêu cầu tương tác của người dùng, các lệnh điều khiển đơn giản ít phức tạp và thực hiện một cách nhanh chóng, hiển thị đối tượng, tài liệu với tốc độ thích hợp và có thể thay đổi tốc độ khi cần thiết.
5. Có tính mở: Người sử dụng có thể dễ dàng bổ sung dữ liệu, thiết kế được các thí nghiệm ảo và có thể thay đổi các dữ liệu để khảo sát đối tượng khi tiến hành thí nghiệm ảo.
6. Phù hợp đặc điểm tâm sinh lý của HS: Không quá tải về nội dung kiến thức, tạo tâm lý thoải mái, nhẹ nhàng cho người sử dụng.
7. Đảm bảo tính thẩm mỹ, hấp dẫn: Các đối tượng, hiện tượng phải giống như thật.
1.4. Tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học Vật lý
Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện ra những điều mà loài người chưa biết mà nhằm lĩnh hội những tri thức loài người đã tích lũy được. Tuy nhiên, trong học tập HS cũng phải “khám phá” ra những hiểu biết mới đối với bản thân. HS sẽ thông hiểu, ghi nhớ những gì đã nắm được qua hoạt động chủ động, nỗ lực của chính bản thân mình. Đó là chưa nói, đạt đến trình độ nhất định, thì sự học tập tích cực sẽ mang tính nghiên cứu khoa học và người nghiên cứu khoa học cũng làm ra những tri thức mới cho khoa học [4]. Do vậy, trong quá trình dạy học GV có thể tích cực hóa quá trình nhận thức của HS phỏng theo quá trình sáng tạo khoa học, quá trình này được nhiều tác giả trình bày trong các tài liệu [6] [19] [22] [23] [24] [25] [26] [34], dưới đây chúng tôi trình bày cụ thể quá trình này.
Quá trình sáng tạo khoa học có thể trình bày dưới dạng chu trình:
Hình 1.13: Chu trình sáng tạo khoa học của Razumovski Các sự kiện xuất
phát Mô hình – giả thuyết trừu tượng
Các hệ quả logic
Thực nghiệm
(bằng suy luận logic hay suy luận toán học); kiểm tra những hệ quả đó bằng TN.
Nếu những kết quả TN phù hợp với hệ quả dự đoán thì mô hình giả thuyết được xác nhận là đúng đắn và trở thành chân lý. Nếu sự kiện TN không phù hợp với những dự đoán lý thuyết thì phải xem lại lý thuyết, chỉnh lý lại hoặc thay đổi.
Mô hình trừu tượng được xác nhận trở thành tri thức mới, tiếp tục dùng để suy ra những hệ quả mới hoặc để giải thích những sự kiện TN mới phát hiện.
Quá trình nhận thức Vật lý có thể được mô tả chi tiết hơn gồm các giai đoạn sau:
Thực tiễn Vấn đề Giả thuyết Hệ quả Định luật Lý thuyết
Thực tiễn.
Tương ứng chu trình sáng tạo khoa học , thì tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi xây dựng, vận dụng một tri thức Vật lý cụ thể được mô tả bằng sơ đồ sau: “ đề xuất vấn đề – suy đoán giải pháp – khảo sát lý thuyết hoặc TN – kiểm tra, vận dụng kết quả.”[19].
- Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu về một cái chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được. Diễn đạt nhu cầu đó thành câu hỏi.
- Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép tìm lời giải, chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm; hoặc phỏng đoán các biến cố TN có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát TN để xây dựng cái cần tìm.
- Khảo sát lý thuyết hoặc TN: Vận hành mô hình rút ra kết luận logic về cái cần tìm hoặc thiết kế phương án TN, tiến hành TN, thu lượm các dữ liệu cần thiết và xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm.
- Kiểm tra, vận dụng kết quả: Xem xét các khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết và TN. Xem xét sự cách biệt giữa kết luận có được nhờ suy luận lý thuyết, (mô hình hệ quả logic), với kết luận có được từ các dữ liệu TN (mô hình xác nhận) để quy nạp, chấp nhận kết quả tìm được khi có sự phù hợp giữa lí thuyết và TN hoặc xem xét, bổ sung, sửa đổi đối với TN hoặc đối với sự xây dựng và vận hành mô hình xuất phát khi chưa có sự phù hợp giữa lí thuyết và TN, nhằm tiếp tục tìm tòi xây dựng cái cần tìm.
Theo tác giả Phạm Hữu Tòng [25], có thể khái quát tiến trình khoa học giải quyết vấn đề khi xây dựng, kiểm nghiệm hoặc ứng dụng một kiến thức cụ thể bằng sơ đồ sau:
Hình 1.14: Dạng khái quát của sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học giải quyết vấn đề khi đề xuất một kiến thức cụ thể.
BÀI TOÁN
Vấn đề
(đòi hỏi tìm kiếm xây dựng kiến thức)
Định hướng giải pháp cho vấn đề
Giải quyết bài toán nhờ suy luận/
nhờ thí nghiệm và quan sát/
nhờ phỏng đoán/ giả thuyết
KẾT LUẬN, NHẬN ĐỊNH
Hình 1.15: Dạng khái quát của sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học giải quyết vấn đề khi kiểm nghiệm hoặc ứng dụng một kiến thức cụ thể
KẾT LUẬN (thu được nhờ suy luận lí thuyết)
KẾT LUẬN (thu được nhờ thí nghiệm và quan sát)
TÌNH HUỐNG (ĐIỀU KIỆN) XUẤT PHÁT NẢY SINH VẤN ĐỀ
Vấn đề
(đòi hỏi kiểm nghiệm - ứng dụng kết luận/ kiến thức đã nêu)
Định hướng giải pháp cho vấn đề
Giải bài toánbằng suy luận lý thuyết
KẾT LUẬN VỀ KIẾN THỨC MỚI
Giải bài toánbằng thí nghiệm và quan sát
BÀI TOÁN
trong quá trình tổ chức nhận thức cho HS phỏng theo quá trình sáng tạo khoa học các em có thể tham gia vào một hoặc một vài quá trình hình thành kiến thức chứ không nhất thiết phải tham gia vào toàn bộ quá trình hình thành kiến thức.
1.5. Kết luận chương 1
Trong chương này dựa trên các cơ sở lý thuyết, cơ sở tâm lý và quá trình tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học Vật lý, chúng tôi khái quát hoá một số cơ sở khoa học của việc ứng dụng PMDH trong dạy học Vật lý, cụ thể là:
1. Việc ứng dụng PM trong dạy học là hoàn toàn có cơ sở khoa học, phù hợp thực tiễn và xu thế phát triển chung của giáo dục trong thời đại hiện nay.
2. MVT kết hợp với PMDH là một phương tiện dạy học hiện đại, có nhiều ưu điểm và nhiều thế mạnh như khả năng thu thập, xử lý thông tin nhanh, lưu trữ, truy cập và hiển thị thông tin dễ dàng, nó có khả năng thực hiện được các chức năng của quá trình dạy học. Tuy nhiên MVT không thể thay thế toàn bộ các thiết bị dạy học khác mà nó chỉ hỗ trợ cho GV trong quá trình dạy học.
3. Khi sử dụng PMDH cần phải xuất phát từ các yêu cầu sư phạm cụ thể của quá trình dạy học. Để đạt hiệu quả GV cần lựa chọn phần mềm sao cho phù hợp, đảm bảo các yêu cầu sư phạm của phần mềm dạy học.
4. Cần phải có một quy trình, một phương pháp sử dụng phần mềm trong dạy học theo các phương pháp tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học Vật lý để tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS. Từ đó tạo cảm giác hứng thú trong học tập góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Vật lý ở trường phổ thông.
5. Trong nhà trường HS được xem là trung tâm, quá trình dạy học tập trung chủ yếu vào học sinh, làm cho HS trở thành chủ thể đích thực của quá trình
nhận thức. Để làm được như vậy chúng ta cần đổi mới mạnh mẽ về nội dung và PPDH theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS.
THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH
Trong chương 1 chúng tôi đã trình bày những vấn đề cơ bản của hoạt động nhận thức và tính tích cực hoạt động nhận thức của HS. Đồng thời, chúng tôi cũng tiến hành phân tích những khả năng hỗ trợ của MVT và những yêu cầu sư phạm đối với PMDH được sử dụng trong dạy học Vật lý. Nhờ những khả năng hỗ trợ đó mà MVT và PMDH hiện nay đang được sử dụng rộng rãi trong quá trình dạy học ở mọi cấp học. Tuy nhiên, để PMDH mang lại hiệu quả cao trong quá trình dạy học là một vấn đề khó khăn, yêu cầu phải đồng bộ hóa nội dung chương trình và PMDH, GV cần có trình độ về tin học…và cần có phương pháp sử dụng phần mềm dạy học để tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS.
Dưới đây chúng tôi đi sâu phân tích nội dung kiến thức của chương “Dao động cơ học” (Vật lý 12 – SGK Nâng cao), tìm hiểu thực trạng sử dụng PMDH để từ đó đề xuất phương pháp sử dụng PMDH theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS và thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức của chương “Dao động cơ học” (Vật lý 12 – SGK Nâng cao) để minh họa cho phương pháp đã đề xuất.