1
PHẦN MỞ ðẦU
1. Lý do chọn ñề tài
Mục tiêu giáo dục của nước ta giai ñoạn hiện nay là giáo dục cho thế
hệ trẻ những phẩm chất và năng lực sau: “Có ý thức cộng ñồng và phát huy
tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện ñại.
Có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp,
có tính tổ chức và kỷ luật cao”. Mục tiêu này là kim chỉ nam chỉ ñạo việc
biên soạn chương trình, kế hoạch dạy học và giáo dục; chỉ ñạo việc lựa
chọn nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức dạy học và
giáo dục.
Nhà trường phổ thông có nhiều ñiều kiện thuận lợi, có khả năng rất to
lớn và có nhiệm vụ cụ thể trong việc thực hiện những mục tiêu này. ðiều
này ñược thể hiện rõ trong Luật Giáo dục của nước Cộng hoà xã hội chủ
nghĩa Việt nam, ban hành năm 1998. Trong chương I, những ñiều quy ñịnh
chung, ñiều 4 ghi: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự
giác, chủ ñộng, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng năng lực tự học,
lòng say mê học tập và ý chí vươn lên”. ðiều 24 về nội dung và phương
pháp giáo dục phổ thông khẳng ñịnh lại: “Phương pháp giáo dục phổ thông
phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ ñộng, sáng tạo của học sinh; phù
hợp với ñặc ñiểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự
học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác ñộng ñến tình
cảm, ñem lại niềm vui, hứng thú cho HS”. ðể ñạt ñược mục tiêu ñó, ñòi hỏi
nhà trường phải ñổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp ñào tạo, như
Nghị quyết Hội nghị TW lần thứ II của ðảng nhấn mạnh: "ðổi mới mạnh
mẽ phương pháp giáo dục- ñào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn
luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các
phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện ñại vào quá trình dạy - học, ñảm
bảo ñiều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, ” Phương
tiện dạy học là một thành tố cấu trúc của quá trình dạy học, nó có quan hệ
mật thiết với các thành tố khác ñặc biệt là phương pháp và hình thức tổ
chức dạy học. Vì vậy phương tiện dạy học hữu hiệu sẽ có tác dụng kích
thích tính tích cực, ñộc lập và sáng tạo của người học.
Ngày nay, ứng dụng Công nghệ thông tin(CNTT) trong giáo dục và
ñào tạo ñã trở thành phổ biến trên toàn thế giới. Nhiều quốc gia trên thế giới
ñã thành công trong việc ứng dụng CNTT và truyền thông vào công tác giáo
dục và ñào tạo dưới những hình thức khác nhau. Chỉ thị số 58-CT/TW của
Bộ chính trị (Khoá VIII) khẳng ñịnh: ứng dụng và phát triển CNTT là
nhiệm vụ ưu tiên trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, là phương tiện
2
chủ lực ñể ñi tắt ñón ñầu, rút ngắn khoảng cách phát triển so với các nước ñi
trước. Mọi lĩnh vực hoạt ñộng kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh quốc phòng
ñều phải ứng dụng CNTT ñể phát triển. CNTT là một phần tất yếu của cuộc
sống chúng ta. Chỉ thị số 29/2001/CT-BGD&ðT về tăng cường giảng dạy,
ñào tạo và ứng dụng CNTT trong ngành Giáo dục nêu rõ: CNTT và ña
phương tiện sẽ tạo ra những thay ñổi lớn trong hệ thống quản lý giáo dục,
trong chuyển tải nội dung chương trình ñến người học, thúc ñẩy cuộc cách
mạng về phương pháp dạy và học.
Một trong những ñiểm yếu của HS, SV Việt nam là khả năng làm việc
ñộc lập, năng lực tự học, tự nghiên cứu. Những ñiểm yếu này còn tồn tại bởi
nhiều lý do: Văn hoá học tập thụ ñộng theo kiểu tái hiện ñã tồn tại từ lâu,
những PPDH mới, những phương tiện dạy học ñược trang bị chưa ñáp ứng
ñủ nhu cầu của hoạt ñộng dạy học, phương pháp học chưa phù hợp…
Vì vậy, việc ñổi mới nội dung và phương pháp dạy học theo hướng
tích cực hoá hoạt ñộng của học sinh trong dạy học, trong ñó có dạy học vật
lý với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin nhằm thực hiện tốt mục tiêu dạy
học ñang là một bước ñi mang tính hiện ñại, thực tiễn và phù hợp với môn
học mang tính thực nghiệm này.
Theo hướng nghiên cứu này ñã có những cơ sở chung về tâm lý và
giáo dục học. Tuy nhiên việc nghiên cứu cơ sở lý luận và ứng dụng cho
từng môn học, từng kiến thức cụ thể còn chưa ñược thống nhất và chưa ñầy
ñủ, như sử dụng CNTT trong dạy học như thế nào, dạng bài nào, nội dung
nào nên hay không nên ứng dụng CNTT…. Chính vì vậy chúng tôi ñã lựa
chọn và nghiên cứu ñề tài: Tổ chức hoạt ñộng nhận thức tích cực, tự lực
cho HS trong dạy học một số kiến thức Cơ học, ðiện học Vật lý lớp 10,
11 (NC) với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin.
2. Mục ñích nghiên cứu
Nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường THPT thông qua việc
nghiên cứu tổ chức hoạt ñộng nhận thức tích cực, tự lực của HS với sự hỗ
trợ của CNTT.
3. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu
ðối tượng nghiên cứu:
- Quá trình dạy học bộ môn vật lý ở trường THPT;
- Sự hỗ trợ của CNTT trong việc tổ chức hoạt ñộng nhận thức tích cực và tự
lực của HS khi dạy học vật lý;
Phạm vi nghiên cứu:
- Nội dung và PPDH phần Cơ học, ðiện học Vật lý 10, 11-THPT (NC);
- CNTT hỗ trợ dạy học vật lý.
3
- Dạy học một số kiến thức cơ học, ñiện học Vật lý lớp 10,11 (NC) với sự
hỗ trợ của CNTT cụ thể là Camera quan sát chuyển ñộng và các phần mềm
dạy học như VideoCom, Crocodile Physics … theo ñịnh hướng tăng cường
tính tích cực, tự lực cho HS.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu ứng dụng CNTT làm phương tiện hỗ trợ dạy học phần Cơ học,
ðiện học Vật lý lớp 10, 11 (NC) một cách hợp lý thì sẽ ñưa học sinh tham
gia tích cực, tự lực vào tiến trình xây dựng kiến thức nhờ ñó sẽ góp phần
nâng cao chất lượng dạy học Cơ học, ðiện học, Vật lý 10, 11 (NC) nói
riêng, Vật lý THPT nói chung.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
+ Nghiên cứu vận dụng cơ sở lý luận dạy học hiện ñại ñối với việc thiết kế
các tiến trình dạy học vật lý theo hướng tổ chức và ñịnh hướng hoạt ñộng
học tích cực, tự lực của HS;
+ Ứng dụng CNTT theo ñịnh hướng hoạt ñộng học tích cực, tự lực của HS
trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức;
+ Phân tích nội dung kiến thức phần cơ học, ðiện học ở vật lý lớp 10, 11
THPT (NC);
+ Nghiên cứu sử dụng một số TN phần cơ học lớp 10 với sự hỗ trợ của
camera quan sát chuyển ñộng với phần mềm VideoCom hỗ trợ dạy học các
kiến thức cụ thể;
+ Nghiên cứu sử dụng một số phần mềm dạy học (Crocodile Physics,
Flash,…) ñể thiết kế, sưu tầm một số TN mô phỏng và TN ảo hỗ trợ việc
dạy học các kiến thức cụ thể phần ñiện học (Vật lý 11) ñảm bảo việc thực
hiện tiến trình dạy học này ñạt hiệu quả;
+ Soạn thảo một số tiến trình dạy học các kiến thức cụ thể trong phần Cơ
học, ðiện học vật lý lớp 10, 11 THPT (NC) với sự hỗ trợ của CNTT theo
hướng tăng cường tính tích cực, tự lực cho HS;
+ Thực nghiệm sư phạm, ñánh giá hiệu quả các tiến trình dạy học nói trên;
6. Phương pháp nghiên cứu
PP nghiên cứu lý luận; PP ñiều tra thực tế; PP thực nghiệm sư phạm;
PP thống kê toán học;
7. Cấu trúc và nội dung của luận án
Luận án gồm phần mở ñầu, phần nội dung với ba chương, phần kết
luận và phụ lục. Chương 1: Cơ sở lý luận của việc tổ chức hoạt ñộng nhận
thức tích cực, tự lực của HS trong dạy học vật lý nhờ sự hỗ trợ của công
nghệ thông tin. Chương 2: Tổ chức dạy học một số kiến thức cơ học, ñiện
học (Vật lý lớp 10, 11 NC) theo hướng tăng cường tính tích cực, tự lực
4
trong hoạt ñộng nhận thức của HS với sự hỗ trợ của CNTT. Chương 3:
Thực nghiệm sư phạm. Danh mục công trình ñã công bố (1 trang); Phụ lục
(44 trang)
8. ðóng góp của luận án
• Về lý luận:
- Luận án ñã hệ thống hoá và phát triển lý luận về ứng dụng CNTT trong
dạy học. Cụ thể là làm sáng tỏ ñược việc ứng dụng CNTT hỗ trợ hoạt ñộng
nhận thức tích cực, tự lực cho HS.
- Phân tích và ñề xuất một số quan ñiểm ứng dụng CNTT trong dạy học vật
lý.
- ðề xuất quy trình chung cho việc ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý.
• Về thực tiễn:
- Nghiên cứu sử dụng camera quan sát chuyển ñộng với phần mềm
VideoCom trong dạy học vật lý: ñề xuất quy trình sử dụng camera quan sát
chuyển ñộng, khai thác, lắp ráp ñược 5 TN với camera quan sát chuyển
ñộng hỗ trợ dạy học cơ học lớp 10.
- Nghiên cứu sử dụng phần mềm Crocodile Physics trong dạy học vật lý: ñề
xuất quy trình sử dụng phần mềm, thiết kế ñược 9 TN ảo với phần mềm
Crocodile Physics hỗ trợ dạy học phần ñiện học vật lý 11 (NC).
- Soạn thảo tiến trình dạy học 8 bài học theo quy trình ứng dụng CNTT ñã
ñề xuất và theo ñịnh hướng tổ chức hoạt ñộng nhận thức tích cực, tự lực của
HS.
- Luận án góp phần ñổi mới phương pháp dạy học vật lý, minh chứng cho
tính khả thi của việc ứng dụng CNTT phát huy tính tích cực, tự lực, tăng
cường khả năng tự học của HS nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của
quá trình dạy học vật lý THPT.
TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU
Vấn ñề ñổi mới phương pháp dạy học phát huy tính tích cực, tự lực của
HS không phải mới ñược ñặt ra mà ñã có từ lâu. ðã có nhiều nghiên cứu lý
luận, thực tiễn ở trong và ngoài nước nhằm giải quyết vấn ñề này
nhưI.F.Kharlamoop, T.V.Cudriapxep, V.Ôkôn, I.Lêcne, N.M.Zvereva,
Nguyễn Ngọc Quang, Nguyễn Kỳ, Thái Duy Tuyên, Trần Bá Hoành… Tư
tưởng của việc dạy học này là thầy giáo tổ chức, giúp ñỡ cho HS tự lực,
sáng tạo cộng tác với nhau ñể giải quyết vấn ñề nhằm phát triển tư duy.
Nhưng tất cả ñều chỉ có tính nguyên tắc, chưa ñề cập ñến cách tổ chức cho
HS tích cực, tự lực giải quyết một vấn ñề cụ thể của vật lý như thế nào. Tuy
nhiên, trong các nghiên cứu của mình, các tác giả chưa quan tâm ñến việc
ứng dụng CNTT trong tổ chức dạy học theo hướng tăng cường tính tích
5
cực, tự lực cho HS. Bên cạnh ñó, một số công trình nghiên cứu ứng dụng
CNTT trong dạy học vật lý ở trường THPT như: Nguyễn Quang Lạc và Mai
Văn Trinh, Lê Công Triêm, Phạm Xuân Quế; một số luận án của các tác giả
Phan Gia Anh Vũ, Mai Văn Trinh, Vương ðình Thắng … thì lại chưa quan
tâm ñúng mức ñến vấn ñề hỗ trợ của CNTT trong tổ chức hoạt ñộng nhận
thức tích cực, tự lực cho HS trong dạy học. Như vậy cho ñến nay, chưa có
nghiên cứu nào ñề cập một cách cụ thể ñến việc hỗ trợ của CNTT ñặc biệt
là của VideoCom, phần mềm dạy học trong tổ chức hoạt ñộng nhận thức
tích cực, tự lực phần cơ học lớp 10 và ñiện học lớp 11.
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ðỘNG NHẬN THỨC
TÍCH CỰC, TỰ LỰC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
NHỜ SỰ HỖ TRỢ CỦA CNTT
1.1. Tính tích cực, tự lực nhận thức của HS
Phát triển hoạt ñộng nhận thức tích cực, tự lực của HS trong quá trình
chiếm lĩnh kiến thức là kiểu dạy học ñã ñược quan tâm trong mấy thập kỉ
nay trên toàn cầu. Cho tới nay, kiểu dạy học này vẫn là trung tâm chú ý của
lý luận và thực tiễn dạy học. Trong chương này chúng tôi ñã làm rõ một số
khái niệm sau ñây:
ðề tài ñịnh nghĩa: Tính tích cực là biểu hiện của sự nỗ lực của cá
nhân (bằng thái ñộ, tình cảm, ý chí…) trong quá trình tác ñộng ñến ñối
tượng nhằm thu ñược kết quả cao trong hoạt ñộng nhận thức và cải tạo
thực tiễn.
Tính tích cực nhận thức là thái ñộ cải tạo của chủ thể ñối với khách thể
thông qua sự huy ñộng cao các chức năng tâm lý nhằm giải quyết những
vấn ñề học tập, nhận thức. Tính tích cực nhận thức vừa là mục ñích hoạt
ñộng, vừa là phương tiện, là ñiều kiện ñể ñạt mục ñích, vừa là kết quả của
hoạt ñộng. Nó là phẩm chất của hoạt ñộng của từng cá nhân.
Tính tích cực nhận thức và tính tích cực học tập có liên quan chặt chẽ với
nhau, nhưng không phải là ñồng nhất.
Theo Thái Duy Tuyên ”Tính tự lực là sự tự làm lấy, tự giải quyết lấy
vấn ñề, không adua, không ỷ lại, nhờ cậy người khác”.
Nét ñặc trưng chủ yếu của tính tích cực là sự nỗ lực của bản thân còn
nét ñặc trưng cơ bản của tính tự lực là ở mối quan hệ với người khác: không
dựa dẫm vào người khác, hết sức tiết kiệm sự nhờ cậy.Tính tích cực và tính
tự lực có liên quan mật thiết với nhau.
1.2. Cơ sở lý luận của việc tổ chức hoạt ñộng nhận thức của HS một
cách tích cực, tự lực
6
ðể có thể tổ chức hoạt ñộng nhận thức vật lý cho HS một cách tích
cực và tự lực, một mặt phải hướng hoạt ñộng ñó phỏng theo quá trình hoạt
ñộng nhận thức vật lý của các nhà khoa học, mặt khác phải dựa trên các kết
quả nghiên cứu của tâm lý học phát triển.Thành tựu quan trọng nhất của
tâm lý học phát triển, dùng làm cơ sở cho việc tổ chức hoạt ñộng nhận thức
của HS một cách tích cực và tự lực là hai lý thuyết phát triển trí tuệ của Jean
Piaget (1896-1983) và Lev Vưgosky (1896-1934). Những ñiều quan trọng
nhất khi vận dụng lý thuyết phát triển trí tuệ của Piaget và Vưgôtski trong
việc tổ chức quá trình hoạt ñộng nhận thức vật lý của HS một cách tích cực
và tự lực thể hiện ở các hoạt ñộng như:
- Tổ chức tình huống học tập trong ñó tạo nên sự mất cân bằng - xuất hiện
mâu thuẫn - về mặt nhận thức.
- ðiều khiển, dẫn dắt HS giải quyết mâu thuẫn nhận thức một cách tự lực và
sáng tạo.
- Vận dụng kiến thức mới vào giải quyết các tình huống tương tự, trong tự
nhiên, trong kỹ thuật, một cách tự lực và sáng tạo.
Chúng tôi ñã vận dụng các luận ñiểm khoa học xuất phát trong nghiên cứu
chiến lược dạy học phát triển hoạt ñộng tích cực và tự lực giải quyết vấn ñề
và tư duy khoa học của HS
Luận ñiểm 1: Về vai trò của sự dạy là thực hiện ñược việc tổ chức, kiểm tra
ñịnh hướng hữu hiệu hoạt ñộng học.
Luận ñiểm 2: Về sự cần thiết tổ chức “tình huống vấn ñề” trong dạy học.
Luận ñiểm 3: Về sự cần thiết thiết lập ñược sơ ñồ biểu ñạt logic của tiến
trình nhận thức khoa học ñối với tri thức cần dạy.
Luận ñiểm 4: Về sự cần thiết sử dụng những quan niệm vốn có của HS
trong việc tổ chức tình huống và ñịnh hướng hành ñộng giải quyết vấn ñề
của HS trong quá trình xây dựng kiến thức mới.
Luận ñiểm 5: Về sự cần thiết phát huy tác dụng của sự trao ñổi và tranh luận
của HS trong quá trình chiếm lĩnh tri thức.
Luận ñiểm 6: Về sự cần thiết tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến
trình nghiên cứu xây dựng bảo vệ tri thức khoa học.
1.3. Tổ chức hoạt ñộng nhận thức của HS trong dạy học vật lý
Là một môn khoa học, Vật lý học nghiên cứu thế giới tự nhiên nhằm
phát hiện ra những ñặc tính và quy luật khách quan của sự vật và hiện tượng
trong tự nhiên. Con ñường nhận thức trong khoa học vật lý cũng tuân theo
quy luật chung ñã ñược Lê-nin chỉ ra ”Từ trực quan sinh ñộng ñến tư duy
trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn, ñó là con ñường biện
chứng của sự nhận thức chân lý, của sự nhận thức thực tế khách quan”
7
Hình 1.1. Chu trình sáng tạo khoa học (theo Razumôpxki)
Dạy HS học kiến thức vật lý, học phương pháp nghiên cứu vật lý một
cách tốt nhất là dạy HS tập nghiên cứu vật lý. Quá trình tổ chức hoạt ñộng
nhận thức vật lý của HS cần phỏng theo quá trình nhận thức trong vật lý.
Theo quan ñiểm này thì quá trình tổ chức hoạt ñộng nhận thức vật lý của
HS có thể ñược chi tiết hoá dưới dạng sơ ñồ hình 1.2.
Hình 1.2. Quá trình tổ chức hoạt ñộng nhận thức vật lý của HS
Chọn lọc, xây dựng các thông tin về ñối tượng cần nghiên cứu
Thông qua quan sát,
TN
Thông qua phân tích,
suy luận lí thuyết
Phát hiện vấn ñề mới cần nghiên cứu
hay mâu thuẫn cần giải quyết
(có thể liên quan ñến tính chất mới, quan hệ mới…trong ñối tượng
ñang nghiên c
ứu)
ðưa ra mô hình giả thuyết
(giả thuyết khoa học)
(về tính chất mới, mối quan hệ mới… trong ñối tượng ñang nghiên cứu)
Hệ quả logic ñược suy ra từ mô hình giả thuyết
(thường là các kết luận cụ thể có thể kiểm tra bằng thực nghiệm)
Ki
ểm tra hệ quả (
b
ằng thực nghiệm/bằng lý thuyết ñ
ã có)
Phát biểu kết luận khoa học
(thuộc tính, mối quan hệ mới…của ñối tượng vừa ñược phát hiện)
Vận dụng kiến thức
Mô hình
-
Gi
ả thuyết trừu
tư
ợng
Các hệ quả logic
Các sự kiện xuất phát
Thực nghiệm
8
1.4. ðịnh hướng ñổi mới về phương pháp dạy học vật lý ở trường
THPT
Phân tích các ñịnh hướng cụ thể là:
+ Tổ chức hoạt ñộng học tập mang tính tìm tòi nghiên cứu của HS;
+ ða dạng hóa các hình thức tổ chức dạy học
+ Dạy HS phương pháp tự học
+ Vận dụng dạy học giải quyết vấn ñề
+ Bồi dưỡng các PP nhận thức ñặc thù của vật lý cho HS, ñặc biệt là
phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình
+ PPDH hướng vào việc tổ chức HðHT tích cực, tự lực và sáng tạo
của HS.
1.5 Tổ chức hoạt ñộng nhận thức tích cực, tự lực cho HS với sự hỗ trợ
của CNTT
Theo quan ñiểm CNTT, ñể ñối mới PPDH, người ta tìm ra những
“Phương pháp làm tăng giá trị lượng tin, trao ñổi thông tin nhanh hơn,
nhiều hơn và hiệu quả hơn”.
1.5.1. Những căn cứ cho việc ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý
+ Căn cứ vào ñặc ñiểm của môn vật lý
+ Căn cứ vào thực tiễn
+ Căn cứ vào ñặc ñiểm tâm - sinh lý của HS THPT.
1.5.2. Những quan ñiểm khi ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý
Theo Phạm Xuân Quế, có hai quan ñiểm khi ứng dụng CNTT trong dạy
học:
Quan ñiểm 1: Chỉ sử dụng CNTT khi các phương tiện dạy học truyền thống
không giúp HS nhận thức một cách khoa học (ñầy ñủ và chính xác) kiến
thức vật lý cần nghiên cứu.
Quan ñiểm 2: Chỉ nên ứng dụng CNTT khi các phương tiện dạy học truyền
thống không hỗ trợ tốt việc tổ chức quá trình hoạt ñộng nhận thức của HS
một cách tích cực và tự lực.
Ngoài ra, theo chúng tôi, ñể có thế phát huy ñược tính tích cực và tự lực của
HS chúng tôi ñề xuất thêm hai quan ñiểm sau (quan ñiểm 3 và quan ñiểm
4):
Quan ñiểm 3: Sử dụng phối hợp CNTT với các phương tiện dạy học truyền
thống, phương tiện dạy học ñơn giản tự tạo…
Quan ñiểm 4: Ứng dụng CNTT vào các PPDH tích cực nhằm phát huy thế
mạnh của các PPDH này trong việc phát huy tính tích cực và tự lực của HS.
9
1.5.3. Sự hỗ trợ của CNTT trong việc tổ chức hoạt ñộng nhận thức tích cực
và tự lực cho HS trong dạy học vật lý
Việc tổ chức hoạt ñộng nhận thức của HS phỏng theo con ñường tìm
tòi của các nhà khoa học theo chu trình hoạt ñộng nhận thức sáng tạo ñược
sơ ñồ hoá như hình 1.2. thường gặp khó khăn trong các giai ñoạn như: ñề
xuất mô hình - giả thuyết trừu tượng, xây dựng phương án thực nghiệm và
tiến hành thực nghiệm ñể kiểm tra hệ quả. Chính thông qua hoạt ñộng trong
các giai ñoạn này nhờ sự hỗ trợ của CNTT, mà tính tích cực, tự lực của HS
ñược phát triển; Ngoài ra ta cũng có thể ứng dụng CNTT ñể tạo ra tình
huống cho HS vận dụng khi ñã có kiến thức mới.Cụ thể CNTT và máy vi
tính có các chức năng hết sức ưu việt so với phương tiện dạy học truyền
thống như: TN vật lý kết nối máy tính; Thiết kế TN ảo; Mô phỏng các hiện
tượng, quá trình vật lý; Tăng cường tính trực quan trong các TN khó quan
sát;
+ Sự hỗ trợ của CNTT ñối với TN vật lý thực
Hình 1.3. Sơ ñồ cấu trúc sự hỗ trợ của CNTT ñối với TN vật lý thực
Nhờ ñó mà MVT có thể thu thập số liệu thực nghiệm dưới nhiều dạng
khác nhau, có thể ghi lại rất nhiều giá trị ño trong một thời gian ngắn.
Những số liệu thu ñược có thể ñồng thời ghi lên File dữ liệu và hiển thị lên
màn hình theo ñúng ý tưởng của GV. Trên cơ sở ñó, MVT tiến hành xử lý
số liệu theo yêu cầu của việc tổ chức các hoạt ñộng nhận thức cho HS trong
giờ lên lớp.
+ CNTT hỗ trợ việc mô phỏng các hiện tượng, quá trình vật lý và thiết kế TN ảo
ðề tài ñịnh nghĩa: mô phỏng là việc thiết kế một mô hình của một ñối
tượng (hoặc hệ thống ñối tượng) ñược tạo ra trên máy vi tính. Mô hình này
mang ñầy ñủ các thuộc tính của ñối tượng (hay hệ thống ñối tượng) ñể nó
có thể vận hành theo ñúng như quá trình thực; hoặc có thể tác ñộng lên các
nó thì các thuộc tính bên trong của ñối tượng (hoặc hệ thống ñối tượng) sẽ
xuất hiện.
TN mô phỏng là một hình thức mô phỏng mà có thể tác ñộng lên nó ñể
làm xuất hiện các thuộc tính hoặc quá trình biến ñối của nó phù hợp với
các quy luật như trong TN thực.
TN ảo cũng là một loại TN mô phỏng nhưng các ñối tượng, thiết bị,
các dụng cụ ñược sử dụng trong ñó rất giống hoặc gần giống với các ñối
ðối tượng
ño
(TN )
Bộ cảm biến
hoặc
Camera
Bộ giao
diện chuyển
ñổi
Máy vi tính
và phần
mềm
Màn hình
hiển thị
10
tượng, dụng cụ, trong thực tế. Mặt khác khi ta thao tác trên các ñối tượng
ảo ñó sẽ thu ñược các kết quả như trong TN thực.
1.5.4.Quy trình chung của việc sử dụng CNTT hỗ trợ tổ chức hoạt ñộng
nhận thức tích cực và tự lực của HS trong dạy học Vật lý
Hình 1.4. Quy trình ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý
1.6. Kết luận chương 1: Xác lập xong cơ sở lý luận và thực tiễn của ñề tài.
CHƯƠNG 2
TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ HỌC, ðIỆN HỌC
(VẬT LÝ LỚP 10, 11 THPT NC) THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG
TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC TRONG HOẠT ðỘNG NHẬN THỨC
CỦA HS VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CNTT
2.1. Tổng quan về chương trình cơ học, ñiện học vật lý 10, 11 THPT
Phân tích các mục tiêu về kiến thức, kỹ năng và thái ñộ của cơ học lớp
10 và ñiện học lớp 11 (NC).
2.2. Xây dựng một số TN phần cơ học trên ñệm không khí với sự hỗ trợ
của Camera và MVT
Trong phần này, chúng tôi ñã giới thiệu về bộ thí nghiệm trên ñệm
khí, camera quan sát chuyển ñộng, nguyên tắc hoạt ñộng và sử dụng các
thiết bị. Nhiệm vụ ñặt ra của ñề tài là tổ chức hoạt ñộng nhận thức cho HS
với sự hỗ trợ của CNTT, ñặc biệt quan tâm ñến sự hỗ trợ TN vật lý. Vì thế
trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi ñã khai thác lắp ráp ñược 5 TN cơ học
với sự hỗ trợ của Camera quan sát chuyển ñộng và máy vi tính với phần
mềm VideoCom. ðể xây dựng TNVL với sự hỗ trợ của Camera quan sát
Xác ñ
ịnh mục ti
êu, n
ội dung b
ài h
ọc
L
ựa ch
ọ
n các ho
ạt ñộng có sử dụng CNTT
S
ử dụng phần mềm thiết kế các modul
Tích h
ợp các modul v
ào
k
ế
ho
ạch
b
à
i h
ọc
X
ử lý các thông tin phản hồi
D
ạy học với
k
ế
ho
ạch
b
à
i h
ọc
có s
ử dụng
11
chuyển ñộng và máy vi tính với phần mềm VideoCom, trong quá trình
nghiên cứu chúng tôi ñã ñề xuất một quy trình gồm 5 bước như sau:
Bước 1: Xây dựng mục tiêu TN.
Bước 2: Xây dựng phương án TN và lựa chọn dụng cụ TN.
Bước 3: Lắp ñặt TN, bố trí camera ở vị trí thích hợp và kết nối với
máy vi tính có cài phần mềm VideoCom.
Bước 4: Thực hiện TN, nhấn phím F9 ñể bắt ñầu ghi và dừng công
việc ghi số liệu TN.
Bước 5: Vào File, chọn Save hoặc Save as ñể lưu giữ số liệu vào máy
tính.
Bước 6: Xử lý kết quả ño. (Khi soạn thảo tiến trình dạy học sẽ sử dụng
ñến).
Trên cơ sở quy trình ñó chúng tôi ñã xây dựng ñược 5 TN như sau:
TN 1: TN về chuyển ñộng thẳng ñều
TN 2: TN về chuyển ñộng thẳng biến ñổi ñều
TN 3: TN về ñịnh luật II Niutơn
TN 4: TN ñịnh luật III Niutơn
TN 5: TN về ñịnh luật bảo toàn ñộng lượng
Trong mỗi thí nghiệm chúng tôi ñều trình bày theo logic: Mục tiêu, dụng
cụ, tiến hành và kết quả, ñánh giá hiệu quả của thí nghiệm. Với mỗi thí
nghiệm, sau khi phân tích kết quả, ưu ñiểm, nhược ñiểm của thí nghiệm
chúng tôi có ñề xuất các phương án sử dụng thí nghiệm vào dạy học.
Ví dụ: Thí nghiệm ñịnh luật III Niutơn.
a) Mục tiêu TN:
Qua TN, HS xác ñịnh ñược gia tốc của hai vật thu ñược ngay sau khi tương
tác từ ñó hình thành ñịnh luật III Niutơn
b) Dụng cụ TN:
ðệm không khí, 2 xe trượt (có gắn tấm cản quang và phim phản chiếu) khối
lượng 100g, các gia trọng 50g, 100g, 1g, Camera quan sát chuyển ñộng,
máy vi tính và phần mềm VideoCom
c) Tiến hành TN và kết quả TN
- Bố trí TN: Như hình 2.1
12
Hình 2.1: Sơ ñồ bố trí TN ðịnh luật III Niutơn
- Kết nối thiết bị với camera và máy tính, khởi ñộng chương trình
VideoCom.
- Xác ñịnh toạ ñộ quét của VideoCom ; Hiệu chỉnh quãng ñường chuyển
ñộng
- Tiến hành ño:
+ Xoá giá trị ño cũ bằng nút hoặc phím F4.
+ ðặt xe trượt thứ nhất tại vị trí 0m và xe thứ hai tại vị trí 0,6m
+ Sau khi hai xe va chạm nhấn nút hoặc phím F9 một lần nữa ñể dừng
quá trình ño.
+ Quan sát ñồ thị chuyển ñộng của hai xe trên màn hình máy vi tính. Ghi và
xử lý các số liệu thu ñược.
+ Lưu giá trị ño ñược bởi nút hoặc phím F2.
Kết quả TN:
Phương án 1: Bố trí xe trượt 1 ñang chuyển ñộng ñến va chạm vào xe trượt
2 ñang ñứng yên. Sau va chạm hai xe thu gia tốc.
- Trường hợp 1: Hai xe có cùng khối lượng m
1
= m
2
= 100g.
Qua TN, chúng tôi thu ñược kết quả như hình 2.2 và bảng 2.1
Hình 2.2: Gia tốc của hai xe thu ñược trong quá trình tương tác
13
Lần ño
Gia tốc xe 1
(m/s
2
)
Gia tốc xe 2
(m/s
2
)
Tỉ số gia tốc
của 2 xe
Tỷ số khối
lượng của 2
xe
1 -1,270 1,300 1,020 1
2 -1,200 1,210 1,008 1
3 -0,848 0,848 1,000 1
4 -0,501 0,501 1,000 1
Bảng 2.1: Kết quả gia tốc của hai xe khi cùng khối lượng
Kết quả TN cho thấy gia tốc thu ñược của hai xe sau va chạm là gần bằng
nhau về ñộ lớn nhưng ngược chiều nhau. Suy ra hai lực
1
F
r
và
2
F
r
bằng nhau
về ñộ lớn nhưng ngược chiều.
- Trường hợp 2: Khối lượng hai xe là m
1
= 200g, m2 = 100g
Hình 2.3: Gia tốc của hai xe thu ñược sau tương tác với m
1
= 200g, m2 = 100g
Lần ño
Gia tốc xe 1
(m/s
2
)
Gia tốc xe 2
(m/s
2
)
Tỉ số gia tốc
của 2 xe
Tỷ số khối
lượng của 2
xe
1 -0,887 1,800 2,02 2
2 -0,598 1,190 1,99 2
3 -0,665 1,332 2,00 2
Bảng 2.2: Kết quả gia tốc của hai xe khi m
1
= 200g, m2 = 100g
Kết quả TN cho thấy hai lực F
1
và F
2
bằng nhau về ñộ lớn nhưng ngược
chiều. Tương tự cho các phương án còn lại:
Phương án 2: Hai xe ñứng yên sau ñó tương tác với nhau
14
Cho hai xe cố ñịnh với nhau bằng một lò xo nén, giữ chúng ñứng yên sau
ñó ñốt dây nối cho hai xe chuyển ñộng. Trường hợp 1: m
1
= m
2
= 100g;
Trường hợp 2: m
1
= 100g; m
2
= 150g
Phương án 3: Hai xe chuyển ñộng ngược chiều ñến tương tác với nhau
- Trường hợp 1: Hai xe có khối lượng m
1
= m
2
= 100g chuyển ñộng ngược
chiều nhau ñến va chạm với nhau; Trường hợp 2: m
1
= 150g; m
2
= 100g:
Chúng tôi sử dụng hai xe có khối lượng khác nhau cho chúng chuyển ñộng
rồi va chạm với nhau.
Ở tất cả các phương án ta ñều thu ñược kết luận lực tương tác giữa các
xe là ngược chiều và cùng ñộ lớn.
d) Ưu ñiểm và phương án sử dụng TN vào giảng dạy
Các TN trước ñây thường gặp khó khăn khi xác ñịnh lực và gia tốc
sau khi tương tác, và không thể xác ñịnh ñược gia tốc của các vật trong thời
gian tương tác.TN trên ñệm khí với sự hỗ trợ của camera và máy vi tính ñã
góp phần khắc phục ñược những khó khăn trên. Cụ thể, với bộ TN này ta có
thể ño ñược các giá trị của gia tốc trong thời gian rất ngắn do ñó có thể ño
ñược gia tốc của hai vật ngay cả trong thời gian tương tác. Kết quả cho thấy
rằng trong thời gian tương tác, gia tốc của hai vật là thay ñổi (tức lực tương
tác giữa chúng là thay ñổi), tuy nhiên nếu ta xét tại những thời ñiểm bất kì
thì thấy rằng lực tương tác giữa chúng luôn có ñộ lớn như nhau và ngược
chiều nhau. Có thể sử dụng TN này ñể làm TN khảo sát hoặc TN kiểm
chứng khi dạy học ñịnh luật III Niutơn.
2.3. Xây dựng một số TN ảo nhờ phần mềm Crocodile Physics hỗ trợ
dạy học phần ñiện học, Vật lý 11
2.3.1.Giới thiệu phần mềm Crocodile Physics
Crocodile Physics của Crocodile clips Ltd. Crocodile Physics là phần
mềm ñược dùng ñể thiết kế các TN ảo môn vật lý trong nhà trường phổ
thông. Nó có thể xem như một phòng TN ảo với ñầy ñủ các linh kiện ảo
thuộc các phần cơ, nhiệt, ñiện và quang. Người sử dụng có thể thao tác dễ
dàng với các thiết bị trên ñó bởi các ký hiệu và hình dạng của nó tương ñối
gần với thiết bị thật.Các thiết bị ñược sắp xếp có trật tự trong các kho theo
từng chủ ñề. Kho ñược tổ chức theo từng ngăn lớn, trong mỗi ngăn lớn lại
có các ngăn riêng: Phần mềm này có thể thực hiện ñược các chức năng sau:
- Cho người sử dụng lựa chọn các thiết bị một cách dễ dàng
- Thông số của các thiết bị có thể ñược thay ñổi dễ dàng.
- Có thể lắp ráp các sơ ñồ theo thiết kế của người làm TN .
15
- Các sự cố trong khi tiến hành TN diễn ra như trong TN thật, ví dụ:
cháy các ñiện trở, bóng ñèn… khi sử dụng hiệu ñiện thế lớn hơn nhiều
so với hiệu ñiện thế ñịnh mức.
2.3.2. Các phương án khai thác phần mềm Crocodile Physics trong dạy
học vật lý
Trong thực tế hiện nay về ñiều kiện trang thiết bị CNTT và trình ñộ tin học
của GV, HS ta có thể triển khai rộng các phương án sau:
• Phương án 1: Sử dụng Crocodile Physics trong các lớp học truyền
thống.
• Phương án 2: Sử dụng Crocodile Physics trong dạy học theo nhóm
• Phương án 3: HS sử dụng Crocodile Physics một cách ñộc lập tại lớp
• Phương án 4: HS sử dụng Crocodile Physics tại nhà
2.3.3. Quy trình thiết kế một TN trên Crocodile Physics
* Xây dựng kế hoạch TN ảo: Xác ñịnh ñược mục tiêu của TN, ñề xuất và
lựa chọn phương án TN, các dụng cụ cần thiết trong quá trình làm TN, thời
ñiểm sử dụng TN… Sau ñó mới chuyển sang thiết kế TN.
* Thiết kế TN
Bước 1: Khởi ñộng phần mềm Crocodile Physics, tạo một không gian
làm việc riêng cho TN.
Bước 2: ðưa các thiết bị cần sử dụng từ kho vào không gian làm việc.
Bước 3: Sắp xếp, lắp ráp các thiết bị theo sơ ñồ của TN.
Bước 4: Thiết lập các thuộc tính cần thiết cho từng ñối tượng.
Bước 5: Kiểm tra lại sơ ñồ, chạy thử TN trên cơ sở ñó phải hiệu chỉnh lại
các thuộc tính cần thiết cho các ñối tượng. Sau ñó tiến hành TN, quan
sát, ño ñạc và xử lý số liệu.
2.3.4.Một số TN ñã ñược xây dựng nhờ phần mềm Crocodile Physics
TN 1: Minh hoạ ñịnh luật Ôm ñối với toàn mạch
TN 2: Minh hoạ ñịnh luật Ôm ñối với ñoạn mạch có chứa nguồn
TN 3: Minh hoạ ñịnh luật Ôm ñối với ñoạn mạch có chứa máy thu
TN 4: Minh hoạ cho ñịnh luật Ôm cho ñoạn mạch có chứa nguồn và máy
thu
TN 5: ðo suất ñiện ñộng và ñiện trở trong của nguồn ñiện (TN thực hành)
TN 6: Khảo sát ñường ñặc trưng vôn – ampe của dây tóc bóng ñèn
TN 7: Khảo sát ñường ñặc trưng vôn – ampe của ñiện trở khi nhiệt ñộ không ñổi
TN 8: Khảo sát ñặc tính chỉnh lưu của ñiốt bán dẫn (TN thực hành)
TN 9: Khảo sát ñặc tính khuếch ñại của Tranzitor (TN thực hành)
16
2.4. Khai thác một số mô phỏng, TN ảo sử dụng trong dạy học phần
ðiện học lớp 11
Mô phỏng sự nhiễm ñiện do tiếp xúc, do hưởng ứng;
Mô phỏng về sự phân cực của ñiện môi trong ñiện trường ;
Mô phỏng về ñường sức của các ñiện tích khác nhau;
TN mô phỏng về cường ñộ ñiện trường.
2.5. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức phần Cơ học - ðiện
học chương trình vật lý THPT với sự hỗ trợ của CNTT theo hướng
tăng cường hoạt ñộng nhận thức tích cực và tự lực cho HS
ðề tài soạn 8 giáo án theo cấu trúc: Mục tiêu bài học; Chuẩn bị; Dự kiến
nội dung ghi bảng; Logic tiến trình dạy học;Tiến trình dạy học;
Giáo án 1: Vận tốc trong chuyển ñộng thẳng. Chuyển ñộng thẳng ñều (Vật
lý lớp 10 NC)
Giáo án 2: Khảo sát thực nghiệm chuyển ñộng thẳng (Vật lý 10 NC)
Giáo án 3: Phương trình chuyển ñộng thẳng biến ñổi ñều (Vật lý 10 NC)
Giáo án 4: ðịnh luật III Niutơn (Vật lý 10 NC)
Giáo án 5: ðiện trường (Vật lý 11 NC)
Giáo án 6: ðịnh luật Ôm ñối với toàn mạch (Vật lý 11 NC)
Giáo án 7: Thực hành ño suất ñiện ñộng và ñiện trở trong của nguồn (Vật lý
11 NC)
Giáo án 8: Khảo sát ñặc tính chỉnh lưu của ñiốt bán dẫn và ñặc tính khuếch
ñại của Tranzito (Vật lý 11 NC).
CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục ñích, ñối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm
3.1.1. Mục ñích của thực nghiệm sư phạm (TNSP)
Thực nghiệm sư phạm có mục ñích kiểm tra giả thuyết khoa học của ñề tài:
Nếu ứng dụng CNTT làm phương tiện hỗ trợ dạy học phần cơ học lớp
10, ñiện học lớp 11 một cách hợp lý thì sẽ cho phép ñưa học sinh tham gia
tích cực, tự lực vào tiến trình khoa học xây dựng kiến thức góp phần nâng
cao chất lượng dạy học vật lý nói chung, dạy học phần cơ học, vật lý 10 và
ñiện học vật lý 11 (nâng cao) nói riêng.
Cụ thể TNSP phải trả lời các câu hỏi sau:
- Tính khả thi của việc ứng dụng CNTT làm phương tiện dạy học như thế
nào?
- Tiến trình dạy học có sự hỗ trợ của CNTT ñã ñược soạn thảo có phát huy
ñược tính tích cực, tự lực nhận thức của HS hay không?
- Chất lượng chiếm lĩnh tri thức vật lý của HS có ñược nâng cao hay không?
17
3.1.2. ðối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm ñược tiến hành song song ở hai nhóm nhóm
thực nghiệm và nhóm ñối chứng của HS các khối lớp 10, 11 tại một số
trường trên ñịa bàn Nghệ an và Hà tĩnh. Thực nghiệm ñược tiến hành trong
hai năm học 2007-2008, 2008-2009 tại một số trường THPT ở hai tỉnh
Nghệ an và Hà tĩnh. Trường THPT Lê Viết Thuật (Vinh), Trường THPT Lê
Quý ðôn (Hà tĩnh), Trường THPT Nguyễn Huệ (Vinh), Khối THPT chuyên
ðại học Vinh (hệ không chuyên). ðối tượng tham gia thực nghiệm là GV
phổ thông ñã dạy trên 5 năm và chính tác giả luận án.
Ở các lớp thực nghiệm, GV sử dụng một số PMDH, một số TN có sự
trợ giúp của máy vi tính theo tinh thần của luận án ñề xuất. Tuỳ thuộc vào
tình hình cụ thể về cơ sở vật chất lớp học mà chúng tôi lựa chọn hình thức
sử dụng các phương tiện dạy học trên cho phù hợp. Các bài học mà chúng
tôi tiến hành thực nghiệm gồm:
Lớp 10 (NC)
Ở các lớp ñối chứng, GV sử dụng các phương tiện truyền thống hiện có
của nhà trường với phương pháp giảng dạy thông thường của GV ñó, các
tiết dạy ñược tiến hành theo ñúng tiến ñộ ñược quy ñịnh bởi phân phối
chương trình của Bộ Giáo dục và ðào tạo.
Ngoài các PMDH, các TN với sự hỗ trợ của máy vi tính và các ý
tưởng mới ñược thể hiện trong các kế hoạch bài học của các lớp thực
nghiệm, GV không sử dụng thêm một hệ thống bài tập hay các chú ý ñặc
biệt nào vào những nội dung của chương trình học. Hệ thống bài tập mà
chúng tôi dùng ñể kiểm tra HS ñược chúng tôi lựa chọn trong số các bài tập
ở trong SGK và sách bài tập vật lý 10,11.
3.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.2.1. Quan sát giờ học
Tất cả các giờ học ở các lớp thực nghiệm và ñối chứng ñều ñược quan
sát và ghi chép về hoạt ñộng của thầy giáo và học sinh theo các nội dung
dưới ñây:
- Tiến trình lên lớp của GV và hoạt ñộng của HS trong giờ học.
- Phân phối thời gian cho các hoạt ñộng của tiết dạy.
- Thao tác TN, sử dụng phương tiện của GV và HS (nếu có).
- Tính tích cực, tự lực của HS (thông qua hoạt ñộng của HS trong tiết học
như: HS khao khát, tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV; bổ sung
các câu trả lời của bạn bè trong lớp; luôn có mong muốn ñược trình bày
quan ñiểm của bản thân về vấn ñề ñang tranh luận; HS thường hay thắc
mắc, mong muốn GV giải thích, làm sáng tỏ những vấn ñề bản thân còn
18
chưa rõ; HS chủ ñộng vận dụng một cách linh hoạt, sáng tạo những kiến
thức, kỹ năng ñã biết ñể nhận thức các vấn ñề mới).
- Khả năng lĩnh hội kiến thức của HS (thông qua kết quả của các bài kiểm
tra nhanh sau tiết học) và kiểm tra cuối ñợt TNSP.
- Sau các tiết học có sự trao ñổi với GV và HS, lắng nghe các ý kiến góp ý
ñể rút kinh nghiệm cho các tiết dạy sau.
3.2.2.Thăm dò ý kiến HS
HS trong các lớp thực nghiệm ñược phát một phiếu thăm dò ý kiến về
việc ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý vào cuối ñợt thực nghiệm sư
phạm. Thông qua việc xử lý kết quả các phiếu thăm dò ñể rút ra những kết
luận về thái ñộ của HS ñối với việc ứng dụng CNTT, mức ñộ chấp nhận của
họ ñối với việc ứng dụng CNTT vào dạy học vật lý, tác dụng của CNTT ñối
với việc học tập của HS, những thuận lợi và khó khăn của HS khi học tập
với sự hỗ trợ của CNTT cũng như nguyện vọng của HS ñối với việc ứng
dụng CNTT trong dạy và học vật lý ở nhà trường phổ thông.
3.2.3. Phương pháp thống kê toán học
- Sau mỗi tiết học, chúng tôi chuẩn bị một bài kiểm tra với lượng kiến thức
nằm trong bài học với thời gian 10 phút dùng cho HS cả 02 nhóm, kiểm tra
nhanh. Việc kiểm tra này giúp chúng tôi nắm bắt ñược tình hình học tập của
HS ñồng thời tìm hiểu ñược mức ñộ tiếp thu bài của HS mà không có yếu tố
khách quan tác ñộng như có thời gian ôn luyện bài, học hỏi bạn,…
- Sau các bài dạy chúng tôi tiến hành kiểm tra HS cả 02 nhóm ñối chứng và
thực nghiệm bằng một ñề tổng hợp kiến thức trong các bài dạy và thời gian
làm bài là 45 phút ñể kiểm tra chất lượng học tập của HS giữa nhóm ñối
chứng và nhóm thực nghiệm.
- Sử dụng phương pháp thống kê toán học ñể xử lý kết quả các bài kiểm tra,
so sánh kết quả giữa nhóm ñối chứng và nhóm thực nghiệm từ ñó rút ra kết
luận về tính khả thi và ảnh hưởng của việc ứng dụng CNTT trong việc hỗ
trợ dạy học cũng như trong việc nâng cao chất lượng dạy học Vật lý ở
trường THPT.
3.3. Chuẩn bị thực nghiệm
ðể tiến hành TNSP, chúng tôi biên soạn kế hoạch bài học thực
nghiệm, lựa chọn lớp ñối chứng và lớp thực nghiệm, lựa chọn giáo viên dạy
thực nghiệm và tổ chức tập huấn. Cụ thể:
Kế hoạch bài học ñược biên soạn phù hợp với việc ứng dụng CNTT
theo hướng tăng cường hoạt ñộng tích cực và tự lực của HS. Kế hoạch bài
học lớp ñối chứng vẫn ñược soạn theo tiến trình thông thường của các GV
vẫn thường làm.
19
Chúng tôi lựa chọn lớp thực nghiệm và lớp ñối chứng theo yêu cầu
như số lượng học sinh của hai lớp học xấp xỉ nhau, kiểm tra chất lượng ñầu
vào về trình ñộ tương ñối gần bằng nhau. Kết quả ñiểm học tập của các em
có sự chênh lệch không ñáng kể, ñây là những lớp bình thuờng.
Các GV dạy thực nghiệm là những người có kinh nghiệm ñứng lớp
giảng dạy (trên 5 năm), có thể ñộc lập thực hiện ñược phương pháp giảng
dạy mới. Cùng một GV giảng dạy ở lớp thực nghiệm và ñối chứng .
Trước khi tiến hành thực nghiệm sư phạm, chúng tôi tổ chức trao ñổi
với những giáo viên là cộng tác viên sẽ giảng dạy trong các ñợt TNSP về
việc ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý như: thiết kế bài giảng ñiện tử; sử
dụng phần mềm Crocodile Physics, cách sử dụng bộ TN ñệm khí cùng với
camera và sử dụng phần mềm VideoCom.
3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm
3.4.1. Thực nghiệm sư phạm vòng 1
Mục ñích: Kiểm nghiệm tính khả thi của các TN ñã xây dựng ñược và
của tiến trình dạy học có ứng dụng CNTT. Từ ñó có cơ sở ñiều chỉnh các
TN và hoàn thiện việc biên soạn các tiến tình dạy học cho các bài học ñã
soạn trong TNSP vòng 1.
ðối tượng thực nghiệm là hai lớp HS lớp 11T
1
, 11T
2
ở trường THPT
Lê Viết Thuật (Nghệ an), hai lớp 10A
1
, 10A
2
ở trường THPT Lê Quý ðôn
(Hà Tĩnh) và hai lớp 10A, 10C, 11A, 11C ở trường THPT Nguyễn Huệ
(Nghệ an).
Trong thực nghiệm sư phạm vòng 1, chúng tôi không tiến hành kiểm
tra và xử lý kết quả kiểm tra mà chỉ tiến hành với mục ñích thăm dò và thu
thập kết quả ñể chỉnh lý các TN và tiến trình dạy học xây dựng ñược. Do ñó
dạy học ở các lớp ñối chứng diễn ra bình thường, chưa tổ chức quan sát và
ghi chép diễn biến hoạt ñộng của HS. Trong quá trình tiến hành thực
nghiệm sư phạm, chúng tôi tham gia tất cả các tiết dạy thực nghiệm. Chúng
tôi tiến hành quan sát, ghi chép các hoạt ñộng chính của GV và HS. Sau
mỗi tiết dạy, chúng tôi tiến hành trao ñổi với GV ñể rút kinh nghiệm và trao
ñổi với HS ñể kiểm tra sự hứng thú của họ khi ñược tham gia vào quá trình
hình thành tri thức ñồng thời dựa vào kết quả thực nghiệm vòng 1 ñể chúng
tôi ñiều chỉnh lại các tiến trình dạy học cho phù hợp hơn.
3.4.2. Thực nghiệm sư phạm vòng 2
+Các tiêu chí ñánh giá:
- Sự hỗ trợ của CNTT ñối với hoạt ñộng nhận thức tích cực, tự lực và sáng
tạo của HS thông qua không khí lớp học, số HS tham gia ñề xuất dự ñoán,
thông qua khả năng trả lời các câu hỏi và thái ñộ học tập của HS.
20
- ðánh giá chất lượng tiến trình dạy học thông qua mức ñộ nắm vững kiến
thức của HS, thông qua ñiểm số các bài kiểm tra, thông qua kỹ năng thao
tác TN.
+ ðối tượng HS tham gia thực nghiệm và ñối chứng: ðối tượng là 8 lớp HS
lớp 11(Trong ñó có 4 lớp ñối chứng và 4 lớp thực nghiệm Khối phổ thông
chuyên (ðH Vinh), THPT Lê Quý ðôn (Hà tĩnh), THPT Nguyễn Huệ
(Nghệ an) ), 4 lớp HS lớp 10 (trong ñó có 2 lớp ñối chứng và 2 lớp thực
nghiệm với 90 HS lớp ñối chứng và 90 HS lớp thực nghiệm (THPT Lê Quý
ðôn (Hà tĩnh)).
ðánh giá ñịnh tính thực nghiệm sư phạm vòng 2:
ðối với các lớp thực nghiệm, tiến trình dạy học phù hợp với thực tế
dạy học. GV chủ ñộng tổ chức ñiều khiển lớp học và dẫn dắt HS tham gia
giải quyết vấn ñề một cách hợp lý. HS chủ ñộng, nhiệt tình tham gia vào
quá trình tổ chức hoạt ñộng nhận thức như thảo luận và mạnh dạn ñề xuất
các phương án TN kiểm tra giả thuyết. Tuy nhiên vẫn còn một số HS gặp
khó khăn khi thao tác với phần mềm trên máy vi tính.
ðể nhận ñịnh một cách ñịnh tính về tính tích cực và tự lực của HS
tham gia thực nghiệm sư phạm, chúng tôi kết hợp việc quan sát nét mặt,
hoạt ñộng và phỏng vấn trực tiếp HS sau giờ lên lớp theo một số tiêu chí
sau:
a. Tích cực xung phong trả lời các câu hỏi xây dựng bài của GV
b. Hăng hái học tập và trao ñổi, tranh luận với bạn bè trong và ngoài
nhóm về những nhận ñịnh của bản thân.
c. HS chủ ñộng, linh hoạt trong việc xây dựng phương án TN, tiến
hành TN, xử lý số liệu TN ñể xây dựng kiến thức mới.
d. Có hứng thú tự học với sự hỗ trợ của MVT ñặc biệt là của PMDH.
e. Ghi nhớ tốt những kiến thức ñược học, hiểu bài một cách chắc chắn.
f. Biết khai thác các PMDH ñể phát triển năng lực sáng tạo.
Bên cạnh ñó, chúng tôi ñánh giá biểu hiện tâm lý của HS trong học tập
như tính tích cực nhận thức, thái ñộ học tập bằng phương pháp quan sát tâm
lý toàn thể lớp học về thái ñộ tham gia học tập. Kết quả cho phép chúng tôi
khẳng ñịnh ñược HS rất thích học vật lý với sự hỗ trợ của CNTT ñặc biệt là
PMDH. HS có những biểu hiện tích cực, chủ ñộng và sáng tạo trong quá
trình học tập, ñiều này phù hợp với nhận ñịnh của chúng tôi khi tiến hành
thực nghiệm sư phạm.
Qua việc thăm dò ý kiến HS, chúng tôi nhận thấy quá trình thực
nghiệm sư phạm ñã thành công. HS ñã rất tích cực, chủ ñộng trong hoạt
21
ñộng học tập của họ, tiến trình dạy học ñã phát huy ñược năng lực sáng tạo
của HS.
ðánh giá ñịnh lượng thực nghiệm sư phạm vòng 2:
ðể ñánh giá tiến trình dạy học có ứng dụng CNTT, sau mỗi bài học
chúng tôi ñều có bài kiếm tra 5 phút, ngoài ra sau ñợt thực nghiệm chúng tôi
có bài kiểm tra viết trong thời gian 45 phút. Sử dụng phương pháp thống kê
toán học ñể xử lý kết quả các bài kiểm tra.
Bảng 3.1. Bảng thống kê các ñiểm số (X
i
) của các bài kiểm tra khối 11
ðiểm
Tỉ lệ
% khá
giỏi
ðiểm TB
X
Lớp
Tổng
số
bài
kiểm
tra
0
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
TN
684
0
0
0 32
40
52 80 152 160 112 56 70,18%
7,18
ðC
692
0
4
12
52
80
128 128 96 112 72 8 42,62%
6,10
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Lớp ðối chứng
Lớp Thực
nghiệm
Hình 3.1: ðường phân bố tần suất lớp ñối chứng và lớp thực nghiệm ở khối 11
Bảng 3.2. Bảng thống kê các ñiểm số (X
i
) của các bài kiểm tra ở khối lớp 10
ðiểm
Lớp
Tổng
số
bài
kiểm
tra
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tỉ lệ
% khá
giỏi
ðiểm TB
X
TN
450
1 10
20
35
71
93
93
92
35 70,00% 7,30
ðC
450
4 3 15
37
67
85
79
76
72
12 53,11% 6,62
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Lớp ñối chứng
Lớp thực
nghiệm
Hình 3.2: ðường phân bố tần suất lớp ñối chứng và lớp thực nghiệm khối 10
22
Tổng hợp các số liệu kết quả kiểm tra ñối với cả hai lớp thực nghiệm
và ñối chứng cho thấy
DCTN
XX > .
Hệ số biến thiên (V%) giá trị ñiểm số của lớp thực nghiệm nhỏ hơn
lớp ñối chứng. Nghĩa là ñộ phân tán về ñiểm số quanh ñiểm trung bình của
lớp thực nghiệm là nhỏ hơn lớp ñối chứng.
Mặt khác theo ñồ thị ñường tần suất luỹ tích hội tụ tiến của lớp thực
nghiệm nằm ở bên phải và ở phía trên của ñường tần suất luỹ tích của lớp
ñối chứng cũng thấy ñược chất lượng nắm kiến thức và vận dụng kiến thức
của lớp thực nghiệm so với ñối chứng cao hơn.Dùng ñại lượng t ñể kiểm
ñịnh ñộ tin cậy của sự khác nhau giữa
TN
X và
DC
X . Kết quả cho ở cả khối lớp
10 lẫn ở cả khối lớp 11 sự khác nhau giữa
TN
X và
DC
X là có ý nghĩa thống
kê, kết quả thu ñược ở lớp thực nghiệm thực sự tốt hơn lớp ñối chứng. ðiều
ñó có nghĩa là tiến trình dạy học ñã ñược soạn thảo với sự hỗ trợ của CNTT
cho việc thực hiện các TN vật lý có hiệu quả cao hơn tiến trình dạy học bình
thường.
ðể chuẩn bị tốt cho việc ứng dụng CNTT trong dạy học vật lý ở
trường THPT, trong quá trình thực hiện ñề tài, chúng tôi ñã bồi dưỡng cho
SV năm thứ 4 (khoá 47) của khoa vật lý trường ðại học Vinh thực hiện các
TN truyền thống có kết nối máy vi tính cũng như các phần mềm hỗ trợ dạy
học vật lý. Chúng tôi nghĩ rằng cần phải tạo ñiều kiện ñể cho SV ñược sử
dụng máy vi tính và các phương tiện dạy học hiện ñại ñể sau này khi ra
giảng dạy ở nhà trường THPT họ có thể sử dụng ñược các phương tiện hiện
ñại này trong thực tiễn dạy học vật lý; Chúng tôi cho rằng cần chuyển giao
lại các bài TN trên ñệm khí với VideoCom cho SV ñể họ có ñược những tư
liệu tốt về phục vụ giảng dạy vật lý ở trường phổ thông. Cụ thể chúng tôi
ñã tiến hành như sau:
Chúng tôi giới thiệu các thiết bị TN và phần mềm VideoCom cho SV
trước khi họ ñược chia thành các nhóm thực hành trên phòng TN. Trong khi
tiến hành thực nghiệm trên phòng TN thì chúng tôi quan sát các thao tác của
SV, giải ñáp câu hỏi, ghi nhận những ñề nghị, các ý kiến góp ý của SV ñể
có sự ñiều chỉnh phù hợp. Sau mỗi buổi TN chúng tôi yêu cầu một số SV
biểu diễn các TN, vận hành phần mềm VideoCom ñể ñánh giá kết quả. Cuối
mỗi bài TN chúng tôi cho SV viết các báo cáo TN và tổ chức cemina cho
họ. Báo cáo TN tập trung vào 4 nội dung chủ yếu:
1. Cách thức sử dụng VideoCom và các thiết bị TN ñi kèm trong bộ
TN.
23
2. Các bài TN có thể thực hiện ñược trên bộ TN này, tiến trình thực
hiện và ưu, nhược ñiểm của các bài TN ñó.
3. Các chú ý khi sử dụng bộ TN này ñể ñảm bảo chắc chắn thành
công.
4. Nêu phương án sử dụng các bài TN này vào dạy học các kiến thức
cụ thể trong chương trình vật lý phổ thông theo hướng phát huy tính tích
cực và tự lực của HS.
Với các phần mềm dạy học như Crocodile Physics, SV ñược học tập
một buổi khai thác phần mềm ở lớp, sau ñó thực hiện nhiệm vụ ở nhà với
máy tính cá nhân với sự hỗ trợ của Giảng viên theo các chủ ñề của vật lý
phổ thông, sau ñó tiến hành báo cáo kết quả của cá nhân. Kết quả cho thấy
rằng SV sư phạm có ñủ khả năng ñể sử dụng các TN có sự trợ giúp của
Camera và MVT, phần mềm Crocodile Physics và vận dụng trong giảng
dạy vật lý.Trong các báo cáo TN, họ ñều tỏ ra nắm vững quy trình sử dụng
và khai thác bộ TN ñó. Hầu hết SV rất hào hứng và tỏ ra muốn ñi sâu
nghiên cứu, tìm hiểu cơ chế của các TN này và ñặc biệt hơn nữa họ lại rất
chủ ñộng và tích cực trong việc tìm phương án sử dụng TN trong dạy học
và xây dựng tiến trình dạy học cụ thể.
3.5. Kết luận chương 3. ðã ñạt ñược mục ñích TNSP ñề ra.
KẾT LUẬN CHUNG
Luận án ñược hoàn thành với mong muốn nghiên cứu và góp phần ñẩy
mạnh việc ứng dụng CNTT trong dạy học nhằm ñổi mới phương pháp dạy
học bộ môn vật lý ở trường phổ thông.Các kết quả chính của luận án bao
gồm:
1. Làm sáng tỏ những căn cứ lý luận của việc ứng dụng CNTT trong tổ
chức hoạt ñộng nhận thức tích cực và tự lực của HS trong dạy học vật lý ở
trường THPT. Cụ thể luận án ñã nghiên cứu các quan ñiểm ứng dụng CNTT
trong dạy học trên cơ sở ñó ñề xuất thêm hai quan ñiểm nhằm phát huy
ñược tính tích cực, tự lực của HS trong quá trình nhận thức; và ba căn cứ
của việc ứng dụng CNTT; ðề xuất quy trình chung ñể ứng dụng CNTT
trong các bài học.
2. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc tổ chức các hoạt ñộng nhận thức cho
HS trong dạy học vật lý với sự hỗ trợ của CNTT mà ñặc biệt PMDH (chẳng
hạn như Crocodile Physics, VideoCom) và phương tiện hiện ñại (như
camera quan sát chuyển ñộng, máy vi tính) sẽ phát huy ñược tính tích cực
và tự lực của HS trong học tập.
24
3. Với phần mềm Crocodile Physics và VideoCom, chúng tôi ñã thiết kế
ñược 5 TN cơ học lớp 10, 9 TN ñiện học lớp 11 và ñề xuất các phương án
sử dụng chúng ñể hỗ trợ cho quá trình dạy học vật lý theo hướng tăng
cường tính tích cực, tự lực cho HS.
4. Với các TN xây dựng ñược, chúng tôi ñã thiết kế tiến trình dạy học cho
một số kiến thức cụ thể thuộc phần cơ học lớp 10 và ñiện học lớp 11 theo
quan ñiểm của lý luận dạy học hiện ñại. Cụ thể: 4 bài học ở lớp 10, 4 bài
học ở lớp 11.
5. Kết quả thực nghiệm sư phạm ñã kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả
của các phương án của luận án ñề xuất. Các kết quả ñã ñạt ñược cho thấy
luận án ñã ñạt ñược mục ñích nghiên cứu, giả thuyết khoa học ñã ñược kiểm
nghiệm và ñã hoàn thành ñược các nhiệm vụ nghiên cứu.
Các kết quả bước ñầu cho thấy sự hỗ trợ của CNTT và các phương
tiện dạy học hiện ñại cho kết quả tốt trong dạy học vật lý. ðây là hướng ñi
ñúng ñắn ñáp ứng xu thế hội nhập quốc tế và toàn cầu hoá trong giáo dục.
Tuy nhiên, trong tương lai cần phải nghiên cứu hoàn thiện ở nhiều ứng dụng
của CNTT và phương tiện dạy học hiện ñại cho các phần kiến thức khác của
môn vật lý cũng như các môn học khác.
ðể cho việc ứng dụng CNTT và phương tiện hiện ñại trong dạy học
ñạt ñược kết quả cao hơn, cần có sự ñầu tư về cơ sở vật chất cho các trường
phổ thông và bồi dưỡng kỹ năng ứng dụng CNTT cho ñội ngũ GV trong
chương trình bồi dưỡng thường xuyên ở các dịp hè hàng năm ñể họ có cơ
hội nghiên cứu và sử dụng vào dạy học.