Công tác chuẩn bị

 _{Soạn chi tiết và chuẩn bị đầy đủ các bài giảng, tài liệu giảng dạy.}

 _{Chuẩn bi ̣ cơ sở vâ ̣t chất , phƣơng tiện hỗ trợ dạy học (máy vi tính,}

projector, các mô hình, bài giảng điện tử).

4.3.2 Hình thức tổ chức quá trình thực nghiệm

 Tạo không khí học tập thoải mái cho lớp học để học sinh có thể bộc lộ nhiều năng lƣ̣c của bản thân và làm chủ đƣợc hoa ̣t đô ̣ng ho ̣c của mình.

 _{Yêu cầu ho ̣c sinh chuẩn bi ̣ bài theo nhƣ̃ng gợi ý từ buổi trƣớc của giáo}

viên trong quá trình giảng da ̣y.

 _{Kiểm tra kết quả của sƣ̣ chuẩn bi ̣ của học sinh về bài giảng để hƣớng sự}

tập trung của học sinh vào bài giảng, khi đó giáo viên đóng vai trò ngƣời tổ chƣ́c và điều khiển lớp ho ̣c.

 Trong một vài tình huống có thể cho một vài học sinh lên bảng sử dụng mô hình để diễn tả sự hiểu biết của mình về nội dung dạy học.

4.3.3 Tiêu chí đánh giá kết quả hoạt động thực nghiê ̣m sư phạm

Để đánh giá nhƣ̃ng kết quả đa ̣t đƣợc trong quá trình thƣ̣c nghiê ̣m sƣ phạm cần dựa vào những căn cứ sau đây:

 Sử dụng kết quả học tập của học sinh trƣớc khi áp dụng phƣơng pháp mô hình hóa.

 _{Sƣ̉ du ̣ng kết quả kiểm tra khi da ̣y phần Dao động cơ, sóng cơ và sóng}

âm ở một lớp khác mà không sƣ̉ du ̣ng phƣơng pháp mô hình hóa.

 _{Sƣ̉ du ̣ng kết quả kiểm tra khi da ̣y phần nhiê ̣t ho ̣c bằng viê ̣c áp du ̣ng}

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 65

 _{So sánh tinh thần và thái đô ̣ ho ̣c tâ ̣p của ho ̣c sinh khi không áp du ̣ng và}

khi có áp du ̣ng phƣơng pháp mô hình trong quá trình giảng dạy

Tiêu chí xếp loại ho ̣c tâ ̣p theo các mƣ́c : Giỏi – Khá - Trung bình – Yếu – Kém về mặt điểm số. Xếp loại Điểm Giỏi 9, 10 Khá 7, 8 Trung bình 5, 6 Yếu 3, 4 Kém 0,1, 2

Tiêu chí xếp loại học tập theo điểm phẩy học kỳ D_hk:

Xếp loại Phẩy Xuất sắc 9 ≤ Dhk ≤ 10 Giỏi 8 ≤ Dhk < 9 Khá 7 ≤ Dhk < 8 Trung bình 5 ≤ Dhk < 7 Yếu 4 ≤ Dhk < 5 Kém Dhk < 4

4.4 Thời gian tiến hành thƣ̣c nghiê ̣m:

Tƣ̀ đầu năm học đến khi giảng dạy hết phần Dao động cơ, sóng cơ và sóng âm năm học 2009 – 2010.

4.5 Kết quả thƣ̣c nghiê ̣m và nhâ ̣n xét.

4.5.1 Kết quả kiểm tra phần kiến thức khác, không sử dụng phương pháp mô hình hóa

Bảng kết quả học tập môn Vật lý trong điểm phẩy tổng kết học kỳ 2 (lớp 11) của 2 lớp (chƣa áp du ̣ng phƣơng pháp mô hình trong giảng dạy):

Lớp Sĩ số Xuất sắc Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém

12B 35 0 3 18 13 1 0

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 66 Bảng trên là số liệu so sánh tƣơng đối về sức học thể hiện qua kết quả kiểm tra của ho ̣c sinh hai lớp ở ho ̣c kỳ 2 lớp 11. Kết quả thể hiê ̣n tr ong bảng cho thấy, hết ho ̣c kỳ 2 lớp 11, lƣ̣c ho ̣c của ho ̣c sinh lớp đối chứng khá hơn lớp thực nghiệm một chút thể hiện ở số học sinh giỏi và khá.

4.5.2 Kết quả kiểm tra sau khi học xong nội dung Dao động, sóng cơ, sóng âm âm

Bảng kết quả kiểm tra hệ số 2 môn Vâ ̣t lý nội dung Dao động cơ, sóng cơ, sóng âm ở lớp đối chứng (không áp dụ ng phƣơng pháp mô hình trong giảng dạy) và lớp tiến hành áp dụng giảng dạy với sự hỗ trợ của các mô hình:

Lớp Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém

12B 37 5 24 7 1 0

Đối chứng 38 5 20 11 2 0

Để dễ dàng so sánh sự thay đổi về mặt điểm số của 2 lớp từ học kỳ 2 lớp 11 đến khi học tập xong nội dung Dao động cơ, sóng cơ và sóng âm ta có thể vẽ các đồ thị theo tỉ lệ phần trăm nhƣ sau:

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 67

Hình 45: Kết quả so sánh của lớp Thực nghiệm

Đồ thị nhƣ Hình 44: Kết quả so sánh của lớp Đối chứng cho thấy tỉ lệ học sinh giỏi tăng lên nhƣng số học sinh yếu cũng tăng, trong khi đó số khá, trung bình lại giảm. Kết quả học tập về tổng thể không có nhiều thay đổi.

Đồ thị Hình 45: Kết quả so sánh của lớp Thực nghiệm cho thấy tỉ lệ học sinh khá, giỏi tăng từ 60% lên 78.4%, tỉ lệ học sinh trung bình, yếu giảm từ 40% xuống 21,6%. Nhƣ vậy kết quả về mặt điểm số đã thay đổi theo chiều hƣớng tích cực một cách rõ rệt.

Bài kiểm tra hệ số 2 không đánh giá đƣợc hết tổng thể kết quả học tập nhƣng là bài kiểm tra tổng quát nhất về nội dung, dài về thời gian chuẩn bị. Nhƣ vậy học sinh đã có cơ hội để hệ thống hóa kiến thức dựa trên những nội dung và trong môi trƣờng học tập với phƣơng pháp và phƣơng tiện mới.

4.5.3 Nhận xét chung

Điểm số của các môn học nhìn chung phản ánh đƣợc phần lớn hiệu quả của quá trình dạy học. Sự thay đổi theo hƣớng tăng tỉ lệ học sinh khá, giỏi trong lớp là dấu hiệu tích cực cho thấy phƣơng pháp giảng dạy ứng dụng các mô hình đƣợc xây dựng trong luận văn đã đóng góp một phần tác dụng.

Về mặt kiến thức, học sinh nhận biết các khái niệm, quy luật vận động một cách sâu sắc hơn. Điều đó thể hiện ở chỗ đa phần học sinh phát biểu đƣợc

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 68 khái niệm các đại lƣợng, mối quan hệ giữa các đại lƣợng, nêu các ví dụ không có trong sách giáo khoa và một phần trong số đó chủ động đƣa ra đƣợc các dự đoán đúng.

Quá trình tƣơng tác giữa thầy và học sinh, giữa học sinh với phƣơng tiện học tập (chủ yếu là các mô hình), các vấn đề phát sinh từ mô hình làm tăng tính chủ động, tích cực của học sinh trong quá trình học. Giáo viên hoàn toàn có thể giúp học sinh diễn tả, khắc sâu nội dung bài học thông qua việc chủ động chuẩn bị bài mới ở nhà , tự trình bày một số nội dung bài học trong đó có sử dụng mô hình đƣợc xây dựng bằng phần mềm máy tính. Đó là một trong các cơ sở để giáo viên chỉnh sửa lại một phần nội dung học sinh đã tìm hiểu và đƣa ra kết luâ ̣n cuối cùng cho bài giả ng. Nhƣ vâ ̣y cả thày và trò đều có tiếng nói chung trong bài h ọc nói riêng và trong quá trình học tập nói chung.

Trong quá trình tiếp thu bài giảng của giáo viên , học sinh có thể tham gia đóng góp nhiều ý kiến bổ sung khi sử dụng mô hình. Thí dụ: khi quan sát mô hình trong Hình 12: Mô phỏng mối quan hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, học sinh đã tự đƣa nhận xét: nếu xét hình chiếu chạy trên trục hoành Ox thì phƣơng trình chuyển động của nó ắt hẳn là có dạng Cosin. Đây là một phát hiện không mới mẻ nhƣng nó là sản phẩm của tƣ duy. Các học sinh khác thì cho ý kiến: không rõ đơn vị của chiều dài trong mô hình... Đó là các phát hiện rất có ích cho ngƣời học bởi nó thể hiện một tƣ duy có quan sát thực tế, tƣơng tác và tích cực.

Trong các giai đoạn 3 và 4 của quá trình sử dụng phƣơng pháp mô hình trong da ̣y ho ̣c, học sinh phát huy đƣợc khả năng suy luận logic, khả năng biến đổi toán ho ̣c, cách thiết lâ ̣p các phƣơng trình và vẽ đồ thị. Thông qua đó, học sinh có thể hiểu mô ̣t cách sâu sắc hơn về ý nghĩa vâ ̣t lý của các biểu thƣ́c và đi ̣nh luâ ̣t.

Học sinh ghi nhớ kiến thƣ́c mô ̣t cách logic và có nguồn gốc . Nhƣ vâ ̣y học sinh không nhất thiết phải học thuô ̣c lòng, vì khi ôn la ̣i bài cũ theo các mô

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 69 hình thì khả năng hiểu bài để thuộc tăng lên rất nhiều . Thí dụ: thay vì phải nhớ khái niệm “biên độ dao động” bằng cách học thuộc hay phải tƣởng tƣợng thì học sinh có thể quan sát, vẽ lại hình ảnh của một đồ thị trong đó mô tả sự biến đổi của li độ x theo thời gian t, từ đó suy luận ngƣợc lại để ra kiến thức.

Thông qua các kết quả thƣ̣c nghiê ̣m sƣ pha ̣m ứng dụng các mô hình đƣợc xây dựng bằng phần mềm Matlab trong giảng dạy, ta có thể thấy kết quả học tập môn Vật lý của các học sinh trong lớp thực nghiệm đã tăng lên đáng kể. Điều đó thể hiện một phần trong điểm số, ngoài ra nó thể hiện khả năng quan sát đồ thị, phân tích các thông số, khái quát hóa thành quy luật vận động và mối quan hệ giữa các đại lƣợng, khả năng tƣơng tác, phối hợp. Đây là những thao tác tƣ duy rất quan trọng trong quá trình học tập hay lao động sau này của học sinh.

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 70

KẾT LUẬN

1. Kết quả đa ̣t đƣơ ̣c của đề tài

Dựa trên mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu và giả thuyết khoa học đã đặt ra, đề tài đã thực hiện những công việc nhƣ sau:

 Nghiên cứu cơ sở lý luận của phƣơng pháp mô hình hóa, trong đó tập trung vào các mô hình lý tƣởng, mô hình kí hiệu, đồ thị, hình ảnh, quy luật vận động, biến đổi của đối tƣợng Vật lý.

 Nghiên cứu nội dung dạy học thuộc phần Dao động cơ học, sóng cơ và âm học trong chƣơng trình Vật lý phổ thông.

 Nghiên cứu phƣơng pháp xây dựng mô hình bằng phần mềm Matlab.

 Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá hiệu quả của phƣơng pháp giảng dạy sử dụng mô hình đƣợc thiết kế bằng Matlab.

Kết quả của công việc đã đạt được như sau:

 _{Đề tài đã nêu rõ đƣợc hê ̣ thống cơ sở lý luâ ̣n về sƣ̉ du ̣ng phƣơng pháp}

dạy học sử dụng mô hình, đặc biệt là các mô hình lý tƣởng, kí hiệu, đồ thị đƣợc xây dựng bằng phần mềm Matlab trong da ̣y ho ̣c Vâ ̣t lý ở trƣờng phổ thông.

 Nghiên cứu đầy đủ các nội dung dạy học phần Dao động cơ, sóng cơ và sóng âm trong chƣơng trình Vật lý phổ thông trung học.

 Xây dựng thành công một số mô hình ảo phục vụ công tác giảng dạy

với sự hỗ trợ của phần mềm Matlab.

 Thông qua việc sử dụng mô hình dƣới sự tổ chức dạy học của thầy giáo, học sinh đã có cơ hội tốt hơn để rèn luyện tƣ duy đối thoại, phê phán, sáng tạo, tăng tính tích cực, chủ động của học sinh.

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 71

 Việc dạy học sử dụng các mô hình đƣợc xây dựng bằng phần mềm Matlab giúp học sinh ghi nhớ, khắc sâu kiến thức một cách dễ dàng hơn.

2. Đó ng góp của đề tài

Dựa trên kết quả công việc đã thực hiện, có thể đánh giá sự đóng góp của đề tài nhƣ sau:

 Dạy học mô hình hóa không phải là phƣơng pháp giảng da ̣y hoàn toàn mới và có nhiều luận văn cao học đã từng ứng dụng các phần mềm máy tính thiết kế mô hình với các mức độ khác nhau. Mỗi phần mềm lại có một thế mạnh riêng dựa trên mục đích sử dụng. Luận văn này sử dụng Matlab làm nền tảng xây dựng các mô hình vật lý học và đã vận dụng tƣơng đối hiệu quả tài nguyên của phần mềm trên. Hầu hết các mô hình đƣợc xây dựng dƣới dạng ứng dụng độc lập, cho phép ngƣời dùng có thể vận dụng một cách dễ dàng, không cần có nhiều kĩ năng về phần mềm, không phải cài đặt chƣơng trình gốc của Matlab.

 Các mô hình đƣợc thiết kế có thể ứng dụng giảng dạy dƣới nhiều hình thức: giảng dạy lý thuyết, minh họa lý thuyết, bài tập, thảo luận... Đặc biệt, trong đó có nhiều mô hình đƣợc thiết kế đơn giản, mô tả quá trình dƣới dạng hình động (hoạt hình), có thể tƣơng tác đƣợc.

 Một số mô hình đƣợc các giáo viên sử dụng trong giảng dạy thực tế nhƣ một công cụ hữu hiệu để đạt đƣợc mục đích dạy học. Tính phù hợp của các mô hình đƣợc xây dựng đƣợc thể hiện một cách rõ nét mặc dù hiện nay có rất nhiều mô hình vật lý học đƣợc chia sẻ từ nhiều nguồn khác nhau.

Với kết quả trên, đề tài đã thực hiện đƣợc các nhiệm vụ đã đặt ra.

3. Các bài học

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 72

 Phƣơng pháp mô hình trong da ̣y ho ̣c Vâ ̣t lý là phƣơng pháp có thể giúp rèn luyện và nâng cao tƣ duy logic, chính xác và sáng tạo ở ngƣời học.

 Phƣơng pháp mô hình yêu cầu ngƣời dạy và ngƣời học phải phối hợp

thật chặt chẽ và nghiêm túc trong quá trình xây dựng kiến thức, nếu không, trọng tâm của bài có thể sẽ không kịp hình thành và khắc sâu cho học sinh trong phạm vi thời gian quy đi ̣nh của chƣơng trình.

 Dạy học với sự hỗ trợ của các mô hình phần mềm nói chung yêu cầu phải chuẩn bị đầy đủ thiết bị công nghệ mới có thể phát huy đƣợc hết hiê ̣u quả của phƣơng pháp mô hình trong giảng dạy.

 Việc ứng dụng Matlab trong giảng dạy không chỉ ở Việt Nam mà các

nƣớc đã ứng dụng rất phổ biến. Matlab thể hiện thế mạnh không chỉ ở việc thiết kế, xây dựng mô hình mà hiện nay lĩnh vực ứng dụng của nó đã trở nên cực kỳ phong phú và đƣợc coi nhƣ chuẩn mực của các tính toán. Các trƣờng Đại học khoa học kĩ thuật hiện nay một số đã coi Matlab là phƣơng tiện dạy lập trình chính thay cho các công cụ trƣớc đây nhƣ Pascal, Turbo C.

 Phải hoàn thiện hơn nữa các mô hình do còn nhiều thiếu sót, coi việc thƣờng xuyên tham khảo, phát triển các mô hình là nhiệm vụ thƣờng xuyên.

4. Hạn chế

 Khi sƣ̉ du ̣ng phƣơng pháp mô hình , thời gian là một bƣớc cản khá lớn do phải triển khai các thiết bị công nghệ và xử lý các sự cố liên quan đến các thiết bị này. Do đó việc chuẩn bị cần đầu tƣ nhiều công sức hơn.

 Các mô hình phần mềm khi ứng dụng trong giảng dạy nhiều khi gây

mất tập trung vào trọng tâm bài học do tính sinh động của nó.

 Luận văn chƣa thiết kế mô hình cho từng nội dung dạy học chi tiết. Có hai nguyên nhân dẫn đến việc này, thứ nhất là không phải nội dung dạy

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 73 học nào cũng phù hợp với một mô hình riêng, thứ hai là rất nhiều ý tƣởng về mô hình đã xuất hiện nhƣng khuôn khổ thời gian và giới hạn về trình độ khiến ngƣời viết không thực hiện đƣợc.

 Các mô hình đã xây dựng còn nhiều thiếu sót cần phải tiếp tục sửa chữa, hoàn thiện. Một trong số các công việc cần làm đó là việc cải thiện tốc độ thực thi chƣơng trình phần mềm.

 _{Do điều kiê ̣n thời gian và khuôn khổ của luâ ̣n văn nên} phần thƣ̣c nghiê ̣m sƣ pha ̣m không đƣợc thực hiện trên phạm vi rộng, chỉ mang tính minh họa cụ thể mà chƣa mang tính khái quát.

Đinh Đức Chính – Học viên cao học LL&PP K2 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lê Đức Ngọc, Bài giảng chuyên đề cao học: Những vấn đề chung về

chương trình trung học phổ thông, Khoa sƣ phạm, Đại học quốc gia Hà

Nội, 2003.

2. Lê Viết Dƣ Khƣơng, Matlab - Một công cụ tin học mạnh trợ giúp hữu hiệu việc giảng dạy và nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ