1.3.2.1 Phƣơng tiện dạy học [13]
Phƣơng tiện dạy học (còn gọi là đồ dùng, thiết bị dạy học) là các vật thể hoặc tập hợp các vật thể mà GV và HS sử dụng trong quá trình dạy học để nâng cao hiệu quả của quá trình này.
Các PTDH theo nghĩa rộng có thể bao gồm: các thiết bị dạy học, phòng dạy học, phòng thí nghiệm, bàn ghế, các phƣơng tiện kỹ thuật,…
a. Vị trí của các phương tiện trong quá trình dạy học
Trong mọi hoạt động của con ngƣời, ba phạm trù: nội dung, PP, phƣơng tiện luôn luôn gắn bó chặt chẽ với nhau. Mỗi nội dung đòi hỏi PP, phƣơng tiện tƣơng ứng. Ngƣợc lại, sự cải tiến và sáng tạo những phƣơng tiện lao động làm nảy sinh những nội dung và PP mới có chất lƣợng cao hơn.
Trong dạy học, mối quan hệ giữa nội dung, PP, phƣơng tiện cũng không nằm ngoài quy luật chung đó. Có thể thấy rằng, sự phát triển của PTDH cũng
phải trải qua các thời kì thủ công nghiệp, cơ khí, tự động nhƣ các công cụ lao động khác. Sự thay đổi về số lƣợng và chất lƣợng của thiết bị dạy học đã làm thay đổi vị trí của chúng trong quá trình dạy học.
Hiện nay, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, vai trò của thiết bị dạy học ngày càng mở rộng. Các thiết bị dạy học hiện đại đã cho phép đƣa vào quá trình dạy học những nội dung diễn cảm và hứng thú, làm thay đổi PP và hình thức tổ chức dạy học, tạo ra trong quá trình dạy học một nhịp độ, phong cách và trạng thái tâm lý mới. [8]
b. Các chức năng của phương tiện dạy học
* Theo quan điểm lý luận dạy học, các PTDH có các chức năng sau: - Sử dụng PTDH để tạo động cơ học tập, kích thích hứng thú nhận thức của HS đặc biệt trong giai đoạn định hƣớng mục đích nghiên cứu.
- Sử dụng PTDH để hình thành kiến thức, kĩ năng mới.
- PTDH có thể đƣợc sử dụng để củng cố kiến thức, kĩ năng của HS (ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá).
- Sử dụng PTDH để kiểm tra kiến thức, kĩ năng mà HS đã thu đƣợc. - PTDH góp phần phát triển năng lực nhận thức của HS.
- Việc sử dụng PTDH đem lại hiệu quả xúc cảm, thẩm mĩ cho HS
- Hiệu quả của việc điều khiển quá trình nhận thức của HS sẽ đƣợc nâng cao. - PTDH góp phần thực hiện một trong các nội dung dạy học Vật lí là phát triển tối ƣu nhân cách của từng HS. [8]
* Theo quan điểm tâm lý học học tập, hoạt động nhận thức của HS trong quá trình học tập có thể diễn ra trên các bình diện khác nhau: bình diện hành động đối tƣợng - thực tiễn, bình diện trực quan trực tiếp, bình diện trực quan gián tiếp và bình diện nhận thức khái niệm ngôn ngữ, trong đó vai trò của ngôn ngữ tăng dần và vai trò của trực quan giảm dần.
- Bình diện hành động đối tƣợng - thực tiễn: Ví dụ sử dụng các thiết bị thí nghiệm dùng cho thí nghiệm của HS.
- Bình diện trực quan trực tiếp: ví dụ nhƣ việc sử dụng các vật thật, các ảnh chụp, các thiết bị dùng cho thí nghiệm của GV, các phim học tập quay các cảnh thật.
- Bình diện trực quan gián tiếp: Khi sử dụng các thí nghiệm mô hình, các phim hoạt hình, các phần mềm MVT mô phỏng các hiện tƣợng, quá trình vật lí, các mô hình vật chất, các hình vẽ, sơ đồ.
- Bình diện nhận thức khái niệm – ngôn ngữ: Các PTDH nhƣ SGK, sách bài tập, sách tham khảo, các phần mềm MVT dùng cho ôn tập … tạo điều kiện cho HS hoạt động nhận thức trên cơ sở các khái niệm, các kết luận khái quát, tức là hoạt động trên bình diện khái niệm – ngôn ngữ.
c. Các loại phương tiện dạy học
* Các phương tiện dạy học truyền thống:
1. Các vật thật trong đời sống kỹ thuật.
2. Các thiết bị thí nghiệm dùng để tiến hành các thí nghiệm của GV và các thí nghiệm của HS.
3. Các mô hình vật chất. 4. Bảng.
5. Tranh ảnh và các bản vẽ sẵn.
6. Các tài liệu in: Sách giáo khoa, sách bài tập, sách hƣớng dẫn thí nghiệm, các tài liệu tham khảo khác.
* Các PTDH hiện đại: MVT, máy chiếu, phim học tập, PMDH, …
d. Một số yêu cầu khi sử dụng phương tiện trong quá trình dạy học
Để việc sử dụng thiết bị có hiệu quả, phải thoả mãn một số yêu cầu chung sau:
1. Phải xác định rõ nhiệm vụ của thiết bị trên bài học. Điều này phải bắt đầu từ sự phân tích nội dung và PP dạy học, trên cơ sở đó lựa chọn thiết bị và xác định PP sử dụng thích hợp.
2. Xác định vị trí của thiết bị. Thiết bị có thể sử dụng ở các bƣớc khác nhau của quá trình dạy học nhằm tạo ra mâu thuẫn, kích thích, hứng thú của
HS, minh hoạ những vấn đề phức tạp, củng cố, vận dụng kiến thức,…
3. Thiết bị phải góp phần tích cực hoá quá trình nhận thức và phát triển năng lực sáng tạo của HS. Điều đó có thể thực hiện qua việc sử dụng các thiết bị dạy học theo tinh thần dạy học nêu vấn đề, tăng cƣờng các dạng thực hành khác nhau, đặc biệt là thực hành đồng loạt.
4. Sử dụng phối hợp các dạng thiết bị với nhau để phát huy ưu điểm đặc thù của mỗi loại.
5. Thiết bị phải được trình bày dưới dạng động, có lượng thông tin và thời gian hợp lý.
1.3.2.2 Phƣơng tiện CNTT[2]
Công nghệ thông tin, viết tắt CNTT, (tiếng Anh: Information Technology
hay là (IT) là ngành ứng dụng công nghệ quản lý và xử lý thông tin.CNTT là ngành sử dụng máy tính và phần mềm máy tính để chuyển đổi, lƣu trữ, bảo vệ, xử lý, truyền, và thu thập thông tin.
Ở Việt Nam: Khái niệm CNTT đƣợc hiểu và định nghĩa trong nghị quyết Chính phủ 49/CP ký ngày 04/08/1993: Công nghệ thông tin là tập hợp các phương pháp khoa học, các phương tiện và công cụ kỹ thuật hiện đại - chủ yếu là kỹ thuật máy tính và viễn thông - nhằm tổ chức khai thác và sử dụng có hiệu quả các nguồn tài nguyên thông tin rất phong phú và tiềm năng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và xã hội.
Trong hệ thống giáo dục Tây phƣơng, CNTT đã đƣợc chính thức tích hợp vào chƣơng trình học trung học cơ sở. Ngƣời ta đã nhanh chóng nhận ra rằng nội dung về CNTT đã có ích cho tất cả các môn học khác. Với sự ra đời của Internet mà các kết nối băng tần rộng tới tất cả các trƣờng học, áp dụng của kiến thức, kỹ năng và hiểu biết về CNTT trong các môn học đã trở thành hiện thực
1.3.2.3 Các phƣơng tiện CNTT dùng trong dạy học Vật lí.
* Các loại phim học tập đƣợc sử dụng trong dạy học Vật lí:
- Phim đèn chiếu: Chiếu các phim dƣơng bản về đối tƣợng của Vật lí học, các phép đo trong Vật lí, các ứng dụng của Vật lí…
- Phim chiếu bóng quay các cảnh thật hoặc phim hoạt hình. - Phim truyền hình
- Phim trên băng video, đĩa VCD, DVD, …
* Các trƣờng hợp sử dụng phim học tập trong dạy học Vật lí:
- Giới thiệu các thí nghiệm cơ bản mà không thể tiến hành trong điều kiện lớp học.
- Khi đối tƣợng quan sát có kích thƣớc rất nhỏ, khó quan sát, hoặc quá lớn, hoặc hiện tƣợng diễn ra ở những nơi, vào thời điểm không quan sát trực tiếp đƣợc nhƣ nhà máy điện, các thiên thể, …
- Các quá trình Vật lí diễn ra quá nhanh hoặc rất chậm, ví dụ nhƣ sự rơi tự do, hiện tƣợng khuếch tán, sự trao đổi electron giữa điện tích…
- Khi nghiên cứu các ứng dụng của Vật lí.
- Khi trình bày lịch sử phát triển của một vấn đề Vật lí, một phát minh khoa học, kỹ thuật, …
* Lợi ích của việc sử dụng phim học tập trong dạy học Vật lí:
- Phim học tập giúp thu nhận thế giới tự nhiên vào lớp học, xoá bỏ những hạn hẹp không gian của lớp học và thời gian hạn chế của tiết học.
- Cho phép quan sát với tốc độ mong muốn hoặc có thể dừng hình ảnh, nhờ vậy có thể quan sát đƣợc rõ ràng các quá trình, hiện tƣợng Vật lí, làm cho HS có biểu tƣợng đúng đắn về chúng.
- Làm tăng tính trực quan và hiệu quả cảm xúc khi tri giác các đối tƣợng và hiện tƣợng Vật lí do các phim học tập có sự kết hợp hài hoà kỹ thuật âm thanh và hình ảnh…
- Phim học tập có thể đƣợc sử dụng ở tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học, ở trong lớp học, ngoài lớp học, trong và ngoài giờ học chính khoá.
* Phƣơng pháp sử dụng đoạn phim học tập trong dạy học Vật lí: Các giai đoạn chủ yếu làm việc của GV với phim học tập
- Đặt kế hoạch sử dụng phim trong kế hoạch tổng thể của một chƣơng, một phần cụ thể kế hoạch dạy học.
- Xác định công việc chuẩn bị với HS trƣớc khi sử dụng phim.
- Trong khi xem phim, GV cần quan sát, đƣa ra các gợi ý nhằm hƣớng sự chú ý của HS vào cái cơ bản, cái đặc biệt.
- Đánh giá hiệu quả của việc sử dụng phim học tập.
b. Máy vi tính
MVT là một phƣơng tiện kỹ thuật có nhiều điểm mạnh để hỗ trợ cho hầu hết các ngành kinh tế quốc dân, cho mọi lĩnh vực sản xuất, dịch vụ, văn hoá, nghệ thuật, khoa học. Đặc biệt trong giáo dục một số ƣu điểm nổi bật đã và đang đƣợc khai thác nhƣ:
- MVT là thiết bị tạo nên, lƣu trữ và hiển thị một khối lƣợng thông tin vô cùng lớn dƣới dạng văn bản, hình ảnh, âm thanh nên MVT đƣợc sử dụng để hỗ trợ GV trong quá trình minh hoạ các hiện tƣợng, quá trình tự nhiên cần nghiên cứu. Tất cả những văn bản, hình ảnh hay âm thanh có thể đƣợc chọn lọc, sắp xếp trong MVT và đƣợc trình bày nhanh chóng với chất lƣợng cao theo một trình tự bất kì trong giờ học. MVT thể hiện tính ƣu việt của nó hơn hẳn các PTDH khác còn ở chỗ: ngay tức khắc, theo ý muốn của GV, nó có thể phóng to, thu nhỏ, làm chậm, làm nhanh, dừng lại quá trình đang xảy ra hay chuyển sang nghiên cứu quá trình khác.
- MVT còn sử dụng trong việc mô phỏng, mô hình hoá các hiện tƣợng, quá trình cần nghiên cứu. Nhờ MVT và các phần mềm, ta có thể xây dựng và quan sát mô hình tĩnh hay mô hình động ở các góc độ khác nhau, trong không gian 1, 2 hay 3 chiều, với đủ loại màu sắc khác nhau có trong tự nhiên.
- MVT đƣợc kết nối với mạng Internet và đƣợc sử dụng nhƣ một PTDH trên mạng Internet.
- MVT với năng lực đồ hoạ phong phú, sống động, phản ánh trung thành các màu sắc tự nhiên từ đó tạo điều kiện mô phỏng nhiều quá trình, hiện tƣợng trong tự nhiên, xã hội và trong con ngƣời đặc biệt là những quá trình không thể hoặc khó có thể xảy ra thật vì sự hạn chế của không gian, thời gian và sự nguy hiểm.
- MVT có khả năng tính toán, xử lí cực kỳ nhanh một khối lƣợng thông tin vô cùng lớn với độ chính xác cực kì cao.
- MVT có thể biến đổi cực kỳ nhanh chóng, chính xác các dữ liệu đã thu nhập đƣợc, cho ra các kết quả đƣợc hiển thị dƣới dạng chuẩn nhƣ bảng biểu, biểu đồ, đồ thị tạo điều kiện cho việc nghiên cứu mà các phƣơng tiện khác không thực hiện đƣợc.
- MVT còn có thể ghép nối các thiết bị nghiên cứu khác để tạo thành một hệ thiết bị mới có chất lƣợng cao hơn hẳn thiết bị cũ.
- Nhờ phần mềm thông qua MVT có thể điều khiển hoàn toàn tự động các quá trình theo chƣơng trình cài đặt sẵn. [22]
c. Phần mềm dạy học:
Các phần mềm ứng dụng chuyên dùng cho việc dạy và học bằng MVT gọi là PMDH.
Vậy “PMDH” là phƣơng tiện chứa chƣơng trình ra lệnh cho MVT thực hiện các yêu cầu về nội dung và PP dạy học theo các mục tiêu đã định.
- PMDH là một dạng PTDH chỉ mới xuất hiện từ khi MVT ra đời. Khác với các PTDH khác, PMDH là một dạng vật chất đặc biệt – là các câu lệnh chứa thông tin dữ liệu để hƣớng dẫn MVT thực hiện các thao tác xử lý theo một thuật toán xác định trƣớc.
- Các PMDH đƣợc lƣu trữ trong các thiết bị nhƣ trong các đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa CD. PMDH rất gọn nhẹ, dễ bảo quản, dễ vận chuyển, dễ sử dụng, sinh động và hấp dẫn. Tuỳ thuộc vào từng môn học cụ thể mà xây dựng các PMDH tƣơng ứng để phục vụ cho dạy và học bộ môn đó, do vậy có các
PMDH bộ môn.
- Các PMDH có thể đƣợc sử dụng ở mọi chức năng lý luận dạy học của quá trình dạy học. Có thể sử dụng PMDH để:
+ Nêu vấn đề nghiên cứu, gợi động cơ học tập tích cực cho HS củng cố trình độ kiến thức và kỹ năng xuất phát.
+ Trình bày nội dung mới. + Ôn tập các nội dung đã học.
+ Luyện tập, củng cố kĩ năng, rèn luyện kĩ xảo cho HS. * Vai trò của PMDH trong dạy học Vật lí.
- PMDH làm tăng tính trực quan trong dạy học, tăng hứng thú học tập và tạo sự chú ý học tập của HS ở mức độ cao.
- PMDH là thiết bị hỗ trợ dạy học đạt hiệu quả cao trong hầu hết các môn học.
- Mô phỏng các đối tƣợng, các thí nghiệm Vật lí và trình bày chúng dƣới dạng động.
- Khi dạy học bằng các PMDH thì HS đƣợc quan sát, so sánh các đối tƣợng trên màn hình, giúp HS chuyển hoá cái cụ thể sang cái trừu tƣợng, từ trừu tƣợng lại đến cái cụ thể ở mức độ cao hơn.
Mặt khác các công trình nghiên cứu của Treichler (1967) về tác động của các giác quan đối với khả năng tiếp thu và ghi nhớ kiến thức của HS đã rút ra kết luận:
Vị giác quyết định: 1% Xúc giác quyết định : 1,5% Khứu giác quyết định : 3,5% Thính giác quyết định: 11% Thị giác quyết định: 83%
Ông cũng chỉ ra ảnh hƣởng của các hoạt động cá nhân đối với việc ghi nhớ của HS nhƣ sau:
-10% Thông qua đọc. -20% Thông qua nghe. -30% Thông qua nhìn.
-50% Thông qua nghe và nhìn. -70% Thông qua nói và nhìn. -90% Thông qua nhìn và làm.
Học tập với PMDH sẽ góp phần phát triển khả năng lĩnh hội, ghi nhớ kiến thức của HS một cách chắc chắn. Việc sử dụng các PMDH đáp ứng đƣợc những đòi hỏi của khoa học Vật lí, theo đúng logic của tiến trình nhận thức khoa học khi xây dựng một kiến thức Vật lí cụ thể. Phát huy đƣợc tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS trong học tập, nâng cao hiệu quả dạy học.
1.3.2.4 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của phƣơng tiện CNTT
a. Ƣu điểm:
- Truyền thụ cho HS khối lƣợng kiến thức lớn, chính xác và diễn cảm trong thời gian tƣơng đối ngắn.
- Giảng dạy cho một số lớn HS mà không đòi hỏi nhiều GV. - Tăng cƣờng tính trực quan của quá trình dạy học.
- Các máy dạy học cho phép giải phóng ngƣời thầy khỏi những công việc, sự vụ đơn thuần để họ có thể tham gia các hoạt động sáng tạo.
- PTDH hỗ trợ tích cực cho việc kiểm tra, đánh giá của GV đối với HS và tự kiểm tra, đánh giá của HS.
b. Nhƣợc điểm:
- Đối với ngƣời GV khi sử dụng phƣơng tiện CNTT, việc soạn bài, chuẩn bị bài giảng trƣớc khi lên lớp mất rất nhiều thời gian, công sức.