Tổ chức dạy học phần Điện học Vật lí lớp 11 nâng cao trung học phổ thông với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Technology 3D

MỤC LỤC
Trang phụ bìa.................................................................................................................i
Lời cam đoan................................................................................................................ii
Lời cảm ơn...................................................................................................................iii
MỤC LỤC............................................................................................................ 1
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................1
DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG, ĐỒ THỊ.........................................................3
MỞ ĐẦU..............................................................................................................5
NỘI DUNG........................................................................................................11
Chương 1............................................................................................................11
CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE
TECHNOLOGY 3D TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ.........................................11
Chương 2............................................................................................................37
KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN CROCODILE TECHNOLOGY 3D
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG...37
Chương 3............................................................................................................71
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM............................................................................71
KẾT LUẬN........................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................82

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CNTT
CT
DH
ĐC
GV
HS
KG
MVT

: công nghệ thông tin

: Crocodile Technology 3D
: dạy học
: đối chứng
: giáo viên
: học sinh
: không gian
: máy vi tính

1


PMDH
PP
PPDH
PTDH
QTDH

: phần mềm dạy học
: phương pháp
: phương pháp dạy học
: phương tiện dạy học
: quá trình dạy học

TN
TNSP
TNg
TTC

: thí nghiệm
: thực nghiệm sư phạm

: thực nghiệm
: tính tích cực

2


DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG, ĐỒ THỊ
Hình 2.1. Biểu tượng CT............................................................................................38
Hình 2.2. Giao diện làm việc......................................................................................38
Hình 2.3. Thanh thực đơn...........................................................................................39
Hình 2.4. Thanh công cụ............................................................................................40
Hình 2.5. Sử dụng TN có sẵn.....................................................................................41
Hình 2.6. Properties....................................................................................................42
Hình 2.7. Details.........................................................................................................42
Hình 2.8. Background.................................................................................................42
Hình 2.9. Không gian 3D phần điện...........................................................................43
Hình 2.10. Không gian 3D phần cơ............................................................................43
Hình 2.11. Lựa chọn dụng cụ TN...............................................................................43
Hình 2.12. Kết nối thành TN......................................................................................43
Hình 2.13. Electronics................................................................................................46
Hình 2.14. Rectangular PCB space............................................................................46
Hình 2.15. Thay đổi thuộc tính vùng không gian 3D................................................46
Hình 2.16. Thanh công cụ mini..................................................................................46
Hình 2.17. Tạo bản mạch in.......................................................................................47
Hình 2.18. Analog.......................................................................................................47
Hình 2.19. Lựa chọn dụng cụ.....................................................................................48
Hình 2.20. Thay đổi thuộc tính đối tượng..................................................................48
Hình 2.21. Tạo kết nối................................................................................................49
Hình 2.22. Không kết nối được..................................................................................49
Hình 2.23. Kết nối giữa một dụng cụ với một dây hiện hữu.....................................49

Hình 2.24. Tạo đoạn dây đến điểm bất kì..................................................................49
Hình 2.25. Công cụ Text và Instructions...................................................................50
Hình 2.26. Chèn hình ảnh vào TN.............................................................................50
Hình 2.27. Chọn đối tượng kết nối.............................................................................51
Hình 2.28. Chọn đại lượng điều khiển.......................................................................51
Hình 2.29. Thay đổi thuộc tính công cụ number.......................................................51
Hình 2.30. Điều khiển giá trị......................................................................................51
Hình 2.31. Chọn đại lượng điều khiển.......................................................................52
Hình 2.32. Mạch điện cần vẽ đồ thị...........................................................................52
Hình 2.33. Gán thông số cho trục tung......................................................................52
3


Hình 2.34. Chọn giá trị trục tung.................................................................................53
Hình 2.35. Chọn dạng trục hoành..............................................................................53
Hình 2.36. Gán thông số cho trục hoành....................................................................53
Hình 2.37. Chọn giá trị trục hoành.............................................................................53
Hình 2.38. Thay đổi thuộc tính cho đồ thị.................................................................53
Hình 2.39. Đồ thị........................................................................................................54
Hình 2.40. Các giá trị định mức của dụng cụ............................................................54
Hình 2.41. Electronics................................................................................................55
Hình 2.42. Simulation.................................................................................................55
Hình 2.43. Sơ đồ mạch điện.......................................................................................56
Hình 2.44. Bản mạch lắp đặt thí nghiệm 3D..............................................................56
Hình 2.45. Cửa sổ realPCB........................................................................................57
Hình 2.46. Sơ đồ mạch điện 3D.................................................................................57
Hình 2.47. Thí nghiệm khảo sát đặc tính khuyếch đại của tranzito..........................58
Hình 2.48. Sơ đồ mạch điện.......................................................................................59
Hình 2.49. Sơ đồ mạch điện 3D.................................................................................59
Hình 2.50. Chèn hình ảnh khung cảnh TN................................................................60

Hình 2.51. Chèn button..............................................................................................60
Hình 2.52. Chèn popup...............................................................................................61
Hình 2.53. Mạch trong popup....................................................................................61
Hình 2.54. Thí nghiệm mạch điện cầu thang.............................................................61
Hình 2.55. Mạch điện.................................................................................................63
Hình 2.56, Hình 2.57, Hình 2.58, Hình 2.59, Hình 2.60, Hình 2.61. TN giáo án.....68
Hình 2.62. Idestructible parts.....................................................................................69
Bảng 3.1. Số HS nhóm TNg và nhóm ĐC.................................................................73
Bảng 3.2. Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra......................................75
Bảng 3.3. Bảng phân loại theo học lực......................................................................75
Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất.............................................................................76
Bảng 3.5. Bảng phân phối tần suất tích lũy...............................................................77
Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các tham số........................................................................78
Đồ thị 3.1. Đồ thị phân loại theo học lực của 2 nhóm...............................................76
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất của 2 nhóm.....................................................76
Đồ thị 3.3. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích............................................................77
4


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong bối cảnh hiện nay, tốc độ phát triển của khoa học kĩ thuật và lượng tri
thức của nhân loại tăng lên nhanh chóng. Học vấn phổ thông trong những năm đầu
của thế kỷ 21 đã khác rất xa so với 20 - 30 năm về trước. Con đường đưa học vấn
phổ thông đến với thế hệ trẻ cũng được rộng mở với rất nhiều kênh thông tin khác
nhau. Việc đổi mới nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức giáo dục là đòi hỏi
của thực tế khách quan, mang tính quy luật phổ biến của mọi quốc gia.
Bộ Giáo dục - Đào tạo nước ta đã và đang tiến hành cải cách nội dung và
phương pháp giảng dạy trong nhà trường ở mọi cấp học, mọi ngành học. Điều 28
của Luật giáo dục qui định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính

tích cực, tự giác chủ động sáng tạo của HS; phù hợp với đặc trưng môn học, đặc
điểm đối tượng HS, điều kiện của từng lớp học; bồi dưỡng cho HS phương pháp tự
học, khả năng hợp tác; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác
động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú và trách nhiệm học tập cho HS.” [16]
Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ IX cũng đã khẳng định: “Đổi
mới phương pháp dạy phải theo hướng phát huy tư duy sáng tạo và năng lực tự đào
tạo của người học, trong dạy học cần coi trọng thực hành, tránh kiểu dạy học nhồi
nhét, học vẹt, dạy chay.”[5].
Trong quá trình đổi mới đó thì PTDH có vai trò hết sức quan trọng. Việc
tăng cường sử dụng PTDH hiện đại là điều kiện cơ bản để thực hiện đổi mới các
PPDH. Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII chỉ rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương
pháp giáo dục - đào 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 đại vào quá trình dạy học, đảm bảo thời gian tự học tự nghiên
cứu của học sinh…” [6].
Việc áp dụng CNTT vào DH đã được ngành giáo dục xác định là nhiệm vụ
trọng tâm trong giai đoạn 2008 - 2012 [3].
Bên cạnh đó, Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, nội dung của nó gắn
5


liền với các hiện tượng, các quá trình, sự kiện thực tế và có những ứng dụng rộng
rãi trong đời sống sản xuất. Vì vậy trong giảng dạy vật lí thì việc lồng ghép các TN
vào các bài học là một biện pháp quan trọng nhằm nâng cao chất lượng dạy và học,
góp phần tích cực trong hoạt động truyền đạt kiến thức cho HS. Nói cách khác, việc
đổi mới nội dung và phương pháp trong DH vật lí phải gắn liền với việc tăng cường
sử dụng TN trong quá trình DH.
Tuy vậy, thực trạng DH vật lí ở trường phổ thông hiện nay cho thấy việc sử
dụng các TN trong DH còn nhiều hạn chế. Một số nguyên nhân dẫn đến thực trạng
đó là PTDH, đồ dùng TN ở trường phổ thông chưa đầy đủ; các điều kiện TN khắt

khe hoặc có thể gây nguy hiểm; có những TN diễn ra quá nhanh hoặc quá chậm
khiến GV gặp khó khăn trong việc phân tích các hiện tượng, các quá trình diễn ra;
việc bố trí các phòng TN bộ môn vẫn chưa đồng bộ, chưa đảm bảo.
Trong khi đó, công nghệ thông tin đang tạo ra những bước đột phá mới trong
giai đoạn hiện nay thì việc tiến hành các TN ảo trên MVT là một giải pháp quan
trọng để giải quyết những khó khăn nêu trên, giúp HS tiếp thu kiến thức một cách
nhanh chóng, sâu sắc, tin tưởng vào kiến thức mà mình chiếm lĩnh được, đồng thời
tạo hứng thú học tập cho HS trong từng bài học.
Hiện nay trên internet và trên thị trường có rất nhiều nơi cung cấp các TN ảo
phục vụ cho DH. Tuy nhiên để tìm ra những TN phù hợp với bài dạy theo định
hướng của mình thì không dễ. Vì vậy ta phải tự thiết kế những TN ảo để phục vụ
cho công tác giảng dạy của mình.
Có rất nhiều phần mềm hỗ trợ thiết kế các TN ảo như Working model,
Macromedia Flash, Pakma, Crocodile Physics... Tuy nhiên tôi thấy phần mềm
Crocodile Technology 3D có nhiều tính năng, sử dụng thuận tiện, hình ảnh rất gần
với thực tế và đáp ứng được hầu hết các yêu cầu về TN vật lí phần Điện học, Cơ
học trong chương trình sách giáo khoa hiện nay.
Xuất phát từ cơ sở lí luận và thực tiễn nói trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề
tài: Tổ chức dạy học phần Điện học Vật lí lớp 11 nâng cao trung học phổ thông
với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Technology 3D.

6


2. Mục tiêu của đề tài
- Góp phần hoàn thiện cơ sở lí luận về việc sử dụng các phần mềm hỗ trợ
trong DH nói chung và DH vật lí nói riêng theo hướng hiện đại hoá các PTDH.
- Sử dụng phần mềm Crocodile Technology 3D để thiết kế một số TN ảo
phần Điện học trong chương trình vật lí lớp 11 nâng cao THPT.
- Xây dựng được tiến trình DH có sử dụng các TN đã thiết kế nhằm góp phần

nâng cao tính tích cực, tự lực cho HS và chất lượng DH vật lí ở trường phổ thông.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu sử dụng các sản phẩm được thiết kế từ phần mềm Crocodile Technology
3D trong DH phần điện học thì sẽ kích thích hứng thú học tập, góp phần tích cực
hóa hoạt động nhận thức của HS và nâng cao chất lượng DH vật lí ở trường THPT.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng các phần mềm hỗ trợ trong DH
vật lí.
- Tìm hiểu thực trạng của việc sử dụng MVT và TN ảo vào DH vật lí ở
trường THPT hiện nay.
- Nghiên cứu cấu trúc, nội dung phần Điện học trong chương trình vật lí lớp
11 nâng cao THPT.
- Nghiên cứu sử dụng phần mềm Crocodile Technology 3D để thiết kế một
số TN hỗ trợ DH phần Điện học trong chương trình vật lí 11 nâng cao THPT.
- Xây dựng tiến trình DH một số bài cụ thể trong phần Điện học trong
chương trình vật lí 11 nâng cao THPT.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng
phần mềm Crocodile Technology 3D trong DH vật lí.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
5.1. Đối tượng nghiên cứu
- Hoạt động DH phần Điện học, chương trình vật lí lớp 11 nâng cao THPT.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu sử dụng phần mềm Crocodile Technology 3D trong DH phần
7


Điện học trong chương trình vật lí lớp 11 nâng cao THPT.
- Phạm vi khảo sát: một số trường THPT ở tỉnh Thừa Thiên Huế.
6. Lịch sử vấn đề nghiên cứu
Hiện nay, ngày càng có nhiều GV nghiên cứu việc sử dụng MVT và các

phần mềm hỗ trợ vào DH vật lí ở trường phổ thông theo các khía cạnh khác nhau.
Nhiều công ty công nghệ thông tin cũng đã phát triển các phần mềm DH tuy nhiên
hiệu quả sử dụng chưa cao do chưa có sự thống nhất giữa người viết chương trình
với những người GV trực tiếp sử dụng. Các tác giả Lê Công Triêm, Nguyễn Quang
Lạc, Nguyễn Đức Sừu...đã xây dựng được một cơ sở lí luận khá hoàn chỉnh về việc
ứng dụng MVT vào DH vật lí. Bài báo “Sự hỗ trợ của máy vi tính với hệ thống
multimedia trong dạy học” [24] của tác giả Lê Công Triêm đã đề cập đến vấn đề sử
dụng MVT với hệ thống đa phương tiện cũng như sự hiệu quả của nó trong DH. Bài
báo “Sử dụng thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí” [29] của
tác giả Lê Công Triêm, đã đề cập đến khái niệm TN ảo, khái niệm mô phỏng và vai
trò của nó trong DH vật lí.
Có một số tác giả đã nghiên cứu về việc ứng dụng phần mềm Crocodile
Physics để thiết kế các TN ảo trong DH vật lí như Lê Thị Ngọc Thủy với luận văn
Thạc sĩ “Khai thác và sử dụng phần mềm Crocodile Physics trong dạy học vật lí ở
trường trung học phổ thông” [19]. Trong đề tài của mình, tác giả nghiên cứu khai
thác phần mềm Crocodile Physics để thiết kế các TN vật lí hỗ trợ quá trình DH.
Luận văn Thạc sĩ “Khai thác và sử dụng phần mềm Crocodile Physics vào dạy học
phần Điện học và Quang hình học vật lí lớp 11 nâng cao trung học phổ thông” [14]
của Nguyễn Ngọc Lê Nam đã đi sâu hơn vào phần Điện học và Quang hình học.
Trên internet và các bài báo cũng đã có một số bài viết về phần mềm Crocodile
Physics và ứng dụng của nó trong DH vật lí.
Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu đó mới chỉ giới thiệu một cách tổng
quan và xây dựng tiến trình DH có sử dụng các TN ảo mà chưa đưa ra hướng dẫn
cụ thể về cách thiết kế các TN bởi vì hiện nay còn có rất nhiều GV vẫn còn hạn chế
trong việc sử dụng MVT. Hơn nữa, trong các công trình nghiên cứu trên, chưa có
một công trình nào đề cập đến việc sử dụng phần mềm CT vào DH vật lí.
8


7. Phương pháp nghiên cứu

7.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu những văn kiện của Đảng và nhà nước; các Chỉ thị của Bộ
GD&ĐT về DH và đổi mới PPDH hiện nay ở trường THPT.
- Nghiên cứu các sách, bài báo, tạp chí chuyên ngành, các Luận án, luận văn
có liên quan đến đề tài.
- Nghiên cứu tài liệu về giáo dục học, tâm lí học, lí luận DH để làm sáng tỏ
về mặt lí luận và các vấn đề có liên quan đến đề tài.
- Nghiên cứu chương trình vật lí 11 nâng cao THPT phần Điện học.
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Trao đổi với GV và HS về vấn đề sử dụng TN trong DH vật lí ở trường
THPT.
- Nghiên cứu khai thác, sử dụng phần mềm Crocodile Technology 3D trong
DH nhằm đánh giá khả năng hỗ trợ của phần mềm này trong quá trình DH vật lí ở
trường THPT.
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành TNSP một số tiết dạy thuộc phần Điện học có đối chứng tại một
số lớp ở các trường THPT để đánh giá hiệu quả của đề tài.
7.4. Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng phương pháp thống kê toán học xử lí các kết quả thu được từ thực
nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học
tập của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng.
8. Những đóng góp của luận văn
- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận của việc đổi mới phương pháp DH và
việc ứng dụng MVT và TN ảo vào DH vật lí ở trường THPT hiện nay.
- Hướng dẫn khai thác, sử dụng phần mềm Crocodile Technology 3D để thiết
kế các TN ảo, đặc biệt là phần Điện học lớp 11 nâng cao THPT.
- Thiết kế một số bài DH trong phần Điện học lớp 11 nâng cao với sự hỗ trợ
của phần mềm Crocodile Technology 3D.

9

- Một số kết luận sư phạm từ thực nghiệm và quá trình nghiên cứu nhằm
nâng cao hiệu quả khai thác và sử dụng phần mềm góp phần nâng cao chất lượng
DH vật lí ở trường phổ thông hiện nay.
9. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 3 phần: phần mở đầu, phần nội dung và phần kết luận
Phần nội dung có 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận của việc sử dụng phần mềm Crocodile Technology
3D trong dạy học vật lí.
Chương 2: Khai thác và sử dụng phần mềm Crocodile Technology 3D trong
dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

10


NỘI DUNG
Chương 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE
TECHNOLOGY 3D TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
1.1. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh
1.1.1. Khái niệm tích cực và tính tích cực
Tích cực nghĩa là có ý nghĩa, có tác dụng khẳng định, thúc đẩy sự phát triển,
là đem hết khả năng và tâm trí vào việc làm, là một trạng thái tinh thần có tác dụng
khẳng định và thúc đẩy sự phát triển, là chủ động, hăng hái, nhiệt tình với nhiệm vụ
được giao. Người tích cực là người tỏ ra chủ động, có những hoạt động nhằm tạo ra
sự biến đổi theo hướng phát triển.
TTC là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội. TTC có
mặt tự phát và tự giác. Theo Thái Duy Tuyên, mặt tự phát của TTC là những yếu tố

tiềm ẩn bên trong, bẩm sinh, thể hiện ở tính tò mò, hiếu kì, linh hoạt trong đời sống
hàng ngày. Mặt tự giác của TTC là trạng thái tâm lí có mục đích và đối tượng rõ rệt,
do đó có hoạt động để chiếm lĩnh đối tượng đó. TTC tự giác thể hiện ở óc quan sát,
tính phê phán trong tư duy, trí tò mò khoa học... Nhờ TTC tự giác, có ý thức, con
người có thể đạt được nhiều tiến bộ trong đời sống và phát triển nhanh hơn so với
TTC tự phát. Vì vậy, một trong các nhiệm vụ chủ yếu của giáo dục là hình thành và
phát triển TTC xã hội, nhằm đào tạo những con người năng động, thích ứng và góp
phần phát triển cộng đồng. Như vậy, có thể xem TTC như là một điều kiện, đồng
thời là một kết quả của sự phát triển nhân cách HS trong quá trình giáo dục.
1.1.2. Tính tích cực của học sinh trong học tập
Tính tích cực của HS biểu hiện trong những dạng hoạt động khác nhau như
học tập, lao động, thể dục - thể thao, vui chơi giải trí, hoạt động xã hội..., trong đó
học tập là hoạt động chủ yếu của lứa tuổi đi học.
TTC trong hoạt động học tập về thực chất là TTC nhận thức, đặc trưng ở
khát vọng hiểu biết, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri

11


thức. Trong hoạt động học tập, nó diễn ra ở nhiều phương diện khác nhau: tri giác
tài liệu, thông hiểu tài liệu, ghi nhớ, luyện tập, vận dụng,... và được thể hiện ở nhiều
hình thức đa dạng, phong phú.
Theo tâm lí học thì TTC nhận thức của HS được hiểu là "thái độ cải tạo của
chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao của các chức năng
tâm lí nhằm giải quyết những vấn đề học tập - nhận thức".
Như vậy, TTC nhận thức trong học tập là trạng thái hoạt động của HS, đặc
trưng bởi khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm
vững kiến thức cho chính mình.
1.1.3. Những biểu hiện của tính tích cực
HS có TTC trong học tập thể hiện ở những điểm sau:

1.1.3.1. Về thái độ học tập: Thể hiện ở niềm vui, sốt sắng thực hiện yêu cầu
của GV; chú ý lắng nghe, theo dõi mọi hoạt động giảng dạy của GV; thích phát biểu
ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra. Hay thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những
vấn đề chưa đủ rõ. Thể hiện ở sự kiên trì, nhẫn nại, khi giải quyết nhiệm vụ nhận
thức. Kiên trì hoàn thành các bài tập, không nản lòng trước những tình huống khó
khăn. Có quyết tâm, có ý chí vươn lên trong học tập.
1.1.3.2. Về hành vi học tập: Hăng hái tham gia vào mọi hình thức của hoạt
động học tập: hay giơ tay phát biểu ý kiến, bổ sung các câu trả lời của bạn; ghi chép
cẩn thận, đầy đủ, cử chỉ khẩn trương khi thực hiện các hành động tư duy.
1.1.3.3. Về kết quả học tập: Lĩnh hội kiến thức nhanh, đúng, ghi nhớ tốt
những điều đã được học, tái hiện được khi cần. Có thể trình bày lại nội dung bài học
theo ngôn ngữ riêng. Hoàn thành tốt các nhiệm vụ được giao. Vận dụng được kiến
thức đã học vào thực tiễn và có sáng tạo khi gặp những tình huống mới.
1.1.4. Các cấp độ của tính tích cực
1.1.4.1. Tính tích cực bắt chước, tái hiện: Xuất hiện do tác động kích thích
bên ngoài (yêu cầu của GV), nhằm chuyển đối tượng từ ngoài vào trong theo cơ chế
“hoạt động bên ngoài và bên trong có cùng cấu trúc”. Nhờ đó, kinh nghiệm hoạt
động được tích luỹ thông qua kinh nghiệm của người khác.
Trong hành động bắt chước cũng phải có sự cố gắng của thần kinh và cơ bắp,
12


tuy nhiên, tái hiện và bắt chước là TTC ở mức độ thấp. Có thể GV thay đổi một
chút dữ kiện là HS lúng túng không làm được. Nhưng nó lại là tiền đề cơ bản giúp
HS nắm được nội dung bài giảng để có điều kiện nâng TTC lên mức cao hơn.
1.1.4.2. Tính tích cực tìm tòi: Xuất hiện cùng với quá trình hình thành khái
niệm, giải quyết các tình huống nhận thức, tìm tòi các phương thức hành động trên
cơ sở có tính tự giác, có sự tham gia của động cơ, nhu cầu, hứng thú và ý chí của
HS. Loại này xuất hiện không chỉ do yêu cầu của GV mà còn hoàn toàn tự phát
trong quá trình nhận thức. Nó tồn tại không chỉ ở dạng trạng thái, cảm xúc mà còn ở

dạng thuộc tính bền vững của hoạt động. Ở mức độ này, tính độc lập cao hơn mức
trên, cho phép HS tiếp nhận nhiệm vụ và tự tìm cho mình phương tiện thực hiện.
Ý thức tìm tòi giúp các em say mê đi tìm kiến thức mới, khai thác kiến thức
đã học theo nhiều hướng khác nhau, kiểm tra lại những kiến thức đã học trước đó.
Đây cũng là tiền đề cơ bản của TTC sáng tạo.
1.1.4.3. Tính tích cực sáng tạo: Thể hiện khi chủ thể nhận thức tự tìm tòi
kiến thức mới, tự tìm ra phương thức hành động riêng và trở thành phẩm chất bền
vững của cá nhân. Đây là mức độ biểu hiện TTC cao nhất. HS có TTC sáng tạo sẽ
có thể tìm được các kiến thức mới không nhờ vào sự gợi ý của người khác. Ở mức
này, HS-SV đã có khả năng tư duy phân tích, tổng hợp, khái quát hoá, tương tự …
để tìm tòi phát hiện kiến thức mới. Dĩ nhiên, mức độ sáng tạo của HS là có hạn
nhưng đó là mầm mống để phát triển trí sáng tạo về sau này.
1.1.5. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh
Tích cực hóa là tập hợp các hoạt động nhằm làm chuyển biến vị trí của học
sinh từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm
kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập [22].
Tích cực hóa hoạt động học tập là sự phát triển ở mức độ cao hơn trong tư
duy, đòi hỏi một quá trình hoạt động “bên trong” hết sức căng thẳng với một nghị
lực cao của bản thân, nhằm đạt được mục đích là giải quyết vấn đề cụ thể nêu ra.
Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS là một trong những nhiệm vụ của
GV trong nhà trường và cũng là một trong những biện pháp nâng cao chất lượng
DH. Tuy không phải là vấn đề mới, nhưng trong xu hướng đổi mới DH hiện nay thì
13


việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS là một vấn đề được đặc biệt quan
tâm. Vì vậy, việc nghiên cứu về lí luận và thực tiễn và vận dụng nó trong DH như
thế nào luôn là trung tâm chú ý của các nhà giáo dục.
Quá trình tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS sẽ góp phần làm cho mối
quan hệ giữa dạy và học, giữa thầy và trò ngày càng gắn bó và hiệu quả hơn. Tích

cực hoá vừa là biện pháp thực hiện nhiệm vụ DH, đồng thời nó góp phần rèn luyện
cho HS những phẩm chất của người lao động mới: tự chủ, năng động, sáng tạo. Đó
là một trong những mục tiêu mà nhà trường phải hướng tới.
Mục đích của DH không chỉ dừng lại cung cấp tri thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ
xảo mà phải dạy cho HS cách học, cách tự học, tự hoạt động nhằm thức đáp ứng các
nhu cầu của bản thân và xã hội.
Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS có liên quan đến nhiều vấn đề,
trong đó các yếu tố như động cơ, hứng thú học tập, năng lực, ý chí của cá nhân,
không khí DH... đóng vai trò rất quan trọng. Các yếu tố liên quan chặt chẽ với nhau
và có ảnh hưởng tới việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong học tập.
Một trong những biện pháp có hiệu lực trong việc kích thích hứng thú học
tập của các em, nhất là đối với những HS học yếu, là đảm bảo tính hấp dẫn trong
học tập. Sự bất ngờ, mâu thuẫn trong các tình huống học tập sẽ kích thích tính tò
mò của các em, điều này lôi cuốn các em vào bài học và cảm thấy yêu thích môn
học hơn. Từ đó TTC của các em được nâng cao.
Các PTDH có vai trò quan trọng trong quá trình DH. Nghiên cứu tâm lí học
tập, chúng ta thấy rằng việc tiếp nhận các thông tin nhờ vào các giác quan của con
người: nghe, nhìn, ngửi, nếm, cảm nhận. Trong phương pháp DH truyền thống, HS
chủ yếu sử dụng thính giác (nghe GV thuyết trình, giảng giải), thị giác cũng được
huy động nhưng chỉ được nhìn chữ trên bảng đen. Truyền thụ kiến thức theo hình
thức này chỉ thông qua lời nói, còn tranh ảnh, sơ đồ, biểu bảng, đặc biệt là những
“hình ảnh động” chưa được sử dụng cho việc tiếp thu bài học. Vì thế, phần lớn tiềm
năng tiếp thu học tập của người học chưa được phát huy. Nhưng nếu biết kết hợp
“nhìn - nghe - ghi - nghĩ” thì tác dụng tăng lên đáng kể. Điều đó nói lên sự đòi hỏi
phải áp dụng các phương tiện nghe - nhìn vào quá trình DH. Bài giảng có minh họa
14


bằng những hình ảnh sinh động thì HS sẽ hiểu bài một cách cụ thể và rõ ràng hơn.
Mục đích của việc sử dụng các PTDH là tập trung sự chú ý của người học,

rút ngắn thời gian giảng giải của GV, giúp HS định hướng tốt, làm cho bài học rõ
ràng, cụ thể, dễ tiếp thu. Đặc biệt, với bộ môn vật lí, nếu khai thác và sử dụng hiệu
quả các TN vật lí sẽ thể hiện rõ nét đặc thù của bộ môn và tích cực hóa hoạt động
nhận thức của HS rất tốt.
Tóm lại, tích cực hoá hoạt động học tập là quá trình làm cho người học trở
thành chủ thể tích cực trong hoạt động học tập của chính họ. Chúng ta cần phải có
những giải pháp đồng bộ, từ mục đích đến nội dung, từ giáo trình, sách giáo khoa
đến tài liệu tham khảo, trang thiết bị trường lớp... đều phải tạo điều kiện hết sức
thuận lợi để có thể tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS.
1.2. Phát triển năng lực nhận thức và năng lực hành động cho học sinh trong
dạy học vật lí
Trong DH vật lí, GV phải tạo cơ hội thuận lợi để HS tập dượt, phát triển các
kĩ năng và phẩm chất trí tuệ nhằm nâng cao hiệu quả nhận thức, để HS rèn luyện
các thao tác, kĩ năng, kĩ xảo, xây dựng thói quen vận dụng kiến thức đã học vào
thực tiễn cuộc sống. Trong QTDH, nhiệm vụ phát triển bao gồm hai mặt liên quan
chặt chẽ với nhau: phát triển năng lực nhận thức và phát triển năng lực hành động.
Năng lực nhận thức: Bao gồm hệ thống các kĩ năng giúp cho quá trình nhận
thức thuận lợi và có hiệu quả hơn, như: kĩ năng quan sát, kĩ năng làm TN, kĩ năng
suy luận, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa,…
Năng lực hành động: Đó là các phẩm chất tư duy, biểu hiện ở TTC, độc lập,
sáng tạo trong học tập: Tự học, tự nghiên cứu, năng lực phát hiện và giải quyết kịp
thời những vấn đề nảy sinh trong thực tế.
1.2.1. Kĩ năng quan sát
Rèn luyện cho HS biết quan sát tinh tường, đi sâu vào từng chi tiết, tập trung
vào những chi tiết quan trọng nhất của đối tượng. Từ quan sát hình ảnh minh họa
đến vật thật, hiện tượng thật. Cùng với quan sát là rèn luyện cho học kĩ năng mô tả,
phân tích cấu tạo và chức năng của các đối tượng quan sát được, từ việc mô tả bằng
ngôn ngữ thông thường đến việc sử dụng các thuật ngữ vật lí ngày càng chính xác.
15

1.2.2. Kĩ năng làm thí nghiệm
Để rèn luyện kĩ năng làm TN cho HS, GV cần hướng dẫn cụ thể, rõ ràng cho
HS, nếu TN phức tạp thì GV cần phải làm mẫu, từ đó HS bắt chước, làm theo. Việc
rèn luyện kĩ năng làm TN cần phải có thời gian, và nên phát huy thế mạnh của các
nhóm HS. Song song với việc làm TN là rèn luyện các kĩ năng liên quan: đề xuất
giả thuyết, bố trí TN, thay đổi đối tượng và điều kiện TN, quan sát kết quả TN bằng
cách so sánh với đối chứng, kiểm tra giả thuyết và cuối cùng là rút ra kết luận.
1.2.3. Kĩ năng suy luận
Các kiến thức thu được nhờ quan sát và TN chỉ là những kiến thức sự kiện,
cụ thể, riêng lẻ, chúng cần phải được khái quát hóa, trừu tượng hóa thành những
kiến thức lí thuyết (khái niệm, định luật). Việc này có thể được thực hiện bằng cách
rèn luyện cho HS kĩ năng suy luận quy nạp. Khi vận dụng các khái niệm, định luật
vào các trường hợp cụ thể thì lại cần đến kĩ năng suy lí diễn dịch, tức là đi từ cái
chung, khái quát đến cái cụ thể, riêng lẻ. Trong DH, hai kĩ năng này luôn bổ sung
cho nhau và đều cần cho quá trình vận động của tư duy. Tuy nhiên do đặc điểm của
quá trình nhận thức của HS, GV cần chú trọng phát triển tư duy thực nghiệm quy
nạp trên cơ sở rèn luyện kĩ năng quan sát, TN.
1.2.4. Kĩ năng tự học, tự nghiên cứu
Trong chương trình mới, với khối lượng kiến thức trong mỗi bài học được
tăng lên. Nếu chỉ học ở trên lớp thì HS không thể nắm bắt được tất cả kiến thức liên
quan. Vì vậy, GV cần phải rèn luyện cho HS kĩ năng tự học, tự nghiên cứu. Việc này
có thể thực hiện bằng cách ra nhiệm vụ cho HS sau mỗi bài học, tạo không khí, hứng
thú học tập, làm cho HS yêu thích môn học, thích nghiên cứu, tìm tòi, khám phá.
1.2.5. Năng lực phát hiện, giải quyết những vấn đề nảy sinh trong thực tế
Sau mỗi bài học GV phải có PP thích hợp để vừa tái hiện lại kiến thức của HS
trong bài học, vừa đánh giá mức độ nắm vững bài học của HS. Cách làm có thể giúp
đạt được mục tiêu đó là GV đặt ra cho HS các câu hỏi, bài tập nhỏ, đòi hỏi HS phải
quay trở lại với các kiến thức vừa học trong bài để hiểu sâu thêm, hoặc áp dụng nó
vào việc giải thích các hiện tượng xảy ra trong thực tế. Các câu hỏi, bài tập được xây

dựng phải bám sát vào các nội dung trọng tâm, trọng điểm của bài, giúp cho HS nắm
16


vững và vận dụng chúng trong các tình huống quen thuộc, hoặc tình huống mới.
1.3. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí
Thí nghiệm vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào
các đối tượng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích các điều kiện mà
trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể nhận
được tri thức mới [18].
1.3.1. TN là nguồn cung cấp thông tin chính xác về các sự vật hiện tượng
Trong DH vật lí, đối với các kiến thức có liên quan đến hiện tượng thực tế,
nếu GV chỉ truyền thụ kiến thức cho HS dưới dạng thông báo thì sẽ không phát huy
được TTC của HS mà HS chỉ thụ động tiếp thu. Nhiều khi gặp những vấn đề phức
tạp, trừu tượng thì HS có thể không tin tưởng vào kiến thức mình học được. Thông
qua TN, HS có thể nhận được những thông tin chính xác, rõ ràng, từ đó đem lại cho
HS sự tự tin vào kiến thức được học, giúp HS hăng hái tham gia học tập.
1.3.2. TN là nguồn cung cấp thông tin dễ hiểu về các sự vật hiện tượng
Các sự vật hiện tượng xảy ra trong tự nhiên rất phức tạp và phụ thuộc lẫn
nhau. Chúng ta không thể tách rời từng hiện tượng để quan sát, nghiên cứu. Thông
qua TN có thể góp phần làm đơn giản hóa hiện tượng, làm nổi bật những khía cạnh
cần nghiên cứu của từng hiện tượng và quá trình vật lí. Nhờ đó HS dễ dàng nhận ra
những tính chất đặc trưng của hiện tượng, quá trình và mối quan hệ giữa chúng.
1.3.3. Thí nghiệm là phương tiện đánh giá tính chân thực của kiến thức
Từ sự khái quát hóa lí thuyết, kiến thức được kiểm chứng lại bằng con đường
thực nghiệm sẽ tăng thuyết phục trong quá trình nhận thức của HS. TN giúp HS tin
tưởng vào kiến thức mình học được, từ đó tạo hứng thú và động lực học tập cho HS.
1.3.4. Thí nghiệm góp phần phát triển khả năng tư duy cho học sinh
Trong khi tiến hành TN, HS được trực tiếp quan sát, tự mình thu nhận, chọn
lọc thông tin, xử lí và đưa ra kết luận từ các số liệu..., nhờ đó hoạt động nhận thức

của HS sẽ được tích cực và tư duy của HS có cơ hội được rèn luyện và phát triển.

17


1.3.5. Thí nghiệm có tác dụng bồi dưỡng cho HS phương pháp nghiên
cứu vật lí, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo sử dụng thành thạo các thao tác
thực hành
DH không chỉ là giúp HS lĩnh hội kiến thức cơ bản mà còn phải làm thế nào
để HS thành thạo các thao tác thực hành, để từ đó HS có khả năng vận dụng vào
thực tiễn. Thông qua TN HS học được cách sử dụng các dụng cụ TN, thành thạo với
các thao tác thực hành, rèn luyện sự khéo léo chân tay, khả năng quan sát tinh tế, tỉ
mỉ và chính xác hơn. TN giúp HS làm quen với các phương pháp nghiên cứu khoa
học mà các nhà khoa học đã dùng để tái tạo và chiếm lĩnh kiến thức vật lí, đồng thời
rèn luyện cho HS năng lực để nghiên cứu, khám phá tri thức ở mức độ cao hơn.
1.3.6. Thí nghiệm tạo ra những yếu tố trực quan, sinh động, kích thích
hứng thú học tập của học sinh
Sử dụng TN trong DH sẽ kích thích được tính tò mò, hiếu động của HS,
khiến các em chú ý, tập trung và hứng thú hơn vào hoạt động học tập, Vì thế, HS dễ
dàng tiếp thu và ghi nhớ kiến thức bài học.
1.3.7. Thí nghiệm góp phần bồi dưỡng một số đức tính tốt cho học sinh
Thông qua tiến hành TN thì sẽ giúp cho HS rèn luyện tính chính xác, cẩn
thận, trung thực, kiên trì... Trong lúc tiến hành TN, các em sẽ làm việc theo nhóm,
trao đổi, thảo luận với nhau, tìm hiểu hiện tượng,... Như vậy các em cũng đang học
thông qua các tương tác xã hội.
1.4. Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học - Các chức
năng cơ bản của máy vi tính trong dạy học vật lí
1.4.1. Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học
1.4.1.1. Cơ sở lí luận
Trước yêu cầu ngày càng cao về nguồn nhân lực của xã hội, nhà trường phải

không ngừng nâng cao chất lượng giáo dục nhằm đào tạo ra những thế hệ HS - chủ
nhân tương lai của đất nước, có đủ năng lực trí tuệ và phẩm chất đạo đức phục vụ
tốt công cuộc xây dựng đất nước ta sánh vai với các cường quốc trên thế giới.
Hiện nay, CNTT đang là một xu thế mà cả nhân loại đang cố gắng để tiếp
cận và khai thác. Trong bối cảnh đó, để ngành giáo dục phổ thông đáp ứng được đòi
18


hỏi cấp thiết của công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước chúng ta cần cải
cách PPDH theo hướng vận dụng CNTT và các trang thiết bị DH hiện đại để phát
huy mạnh mẽ tư duy sáng tạo, kĩ năng thực hành, nâng cao chất lượng DH.
MVT, một thiết bị quan trọng của CNTT khi sử dụng trong DH có thể giải
quyết được các nhiệm vụ cơ bản của QTDH. Đó là việc truyền thụ kiến thức; phát
triển tư duy; rèn luyện kĩ năng thực hành, ôn tập, củng cố, kiểm tra đánh giá cho
đến việc giáo dục nhân cách người lao động mới[18]. Nhờ chức năng có thể tạo ra,
lưu trữ và hiển thị lại một khối lượng thông tin rất lớn dưới dạng văn bản, hình ảnh
và âm thanh nên MVT được sử dụng để hỗ trợ việc minh họa các hiện tượng, quá
trình tự nhiên cần nghiên cứu. Việc kiểm tra, đánh giá với sự hỗ trợ của MVT cũng
đã và đang được áp dụng để đảm bảo tính khách quan, chính xác cao. Những phần
mềm mô phỏng hay minh họa các hiện tượng, các quá trình tự nhiên hay các TN vật
lí với sự trình diễn phong phú vừa có tác dụng là nguồn cung cấp tri thức, vừa là
phương tiện để xây dựng tri thức mới.
Tóm lại, việc ứng dụng CNTT vào DH sẽ đưa đến cho sự nghiệp giáo dục
những chuyển biến sâu sắc và mạnh mẽ, đáp ứng được yêu cầu phát triển của xã hội
trong thời đại mới.
1.4.1.2. Cơ sở thực tiễn
Nghiên cứu ứng dụng CNTT nói chung và MVT nói riêng làm phương tiện hỗ
trợ cho QTDH đã được triển khai rất sớm ở nhiều nước trên thế giới. Từ thập niên 60
của thế kỷ XX, MVT đã xâm nhập vào nhà trường ở nhiều quốc gia trên thế giới. Tại
một số nước ở Châu Á, MVT cũng được ứng dụng vào DH trong các nhà trường phổ

thông từ rất sớm như Hàn Quốc, Thái Lan, Malaixia,... Việc ứng dụng CNTT trong
DH ở nước ta đang trở thành phổ biến, xuất hiện cả ở những trường miền núi khó
khăn. Hầu hết các trường học đều đã được trang bị MVT và máy chiếu projector.
Sự phát triển của khoa học công nghệ kéo theo sự ra đời của nhiều MVT có
cấu hình mạnh với bộ nhớ lớn, tốc độ xử lí nhanh hơn trước rất nhiều. Đặc biệt hiện
nay, các công ty kinh doanh máy tính có nhiều chế độ ưu đãi giá cả và dịch vụ cho
giáo dục. Điều này góp phần đẩy nhanh việc ứng dụng CNTT vào DH.
Giao tiếp người và MVT không chỉ thông qua bàn phím và chuột mà còn
19


thông qua các phương thức khác rất tiện lợi như nhập dữ liệu trực tiếp trên màn
hình bằng bút, ngón tay, điều khiển MVT bằng giọng nói, hoặc bảng thông minh...
Trong những năm gần đây ở nước ta số lượng GV sử dụng MVT trong việc
DH tăng lên một cách đáng kể. Các trường cũng đã xây dựng chương trình bồi
dưỡng tin học cho GV để họ có thể áp dụng CNTT trong quá trình giảng dạy.
Nhiều PMDH ra đời và không ngừng phát triển, góp phần hỗ trợ GV trong
việc ứng dụng CNTT vào DH. Ở nhiều nơi, phong trào thi đua soạn bài giảng điện
tử để đổi mới cách dạy và học đã được nhiều GV hưởng ứng rất tích cực.
Một trong những ứng dụng của CNTT vào quá trình DH là việc sử dụng
internet. Hiện nay dịch vụ internet ở nước ta đang phát triển rất mạnh mẽ. Cả nước
có hơn 4 nhà cung cấp dịch vụ và có nhiều chế độ ưu đãi. Phải nói rằng internet là
một công cụ phục vụ giảng dạy và học tập hoàn hảo, qua đó HS có thể tư duy sáng
tạo hay khám phá những kiến thức mới, giúp HS đi xa hơn, vượt qua những hạn chế
của bài giảng trong sách giáo khoa ở trường học. GV cũng có thể khai thác rất nhiều
tài nguyên bổ ích để làm tư liệu hỗ trợ cho việc DH.
Bộ Giáo dục - đào tạo, các trường Đại học, Cao đẳng và Trung học chuyên
nghiệp đã xây dựng các mạng nội bộ ứng dụng vào quản lí giáo dục, góp phần nâng
cao chất lượng đào tạo, triển khai hình thức đào tạo từ xa.
Trong những năm tới, phong trào ứng dụng công nghệ thông tin trong DH

chắc chắn sẽ phát triển mạnh mẽ hơn nữa và đó cũng là yêu cầu cấp thiết để đổi mới
trong ngành giáo dục, trong công tác quản lí và DH ở trường phổ thông.
1.4.2. Các chức năng cơ bản của máy vi tính trong dạy học vật lí
DH là một hoạt động phức hợp, trong đó có những yếu tố mang tính nghệ
thuật của người GV, đồng thời cũng có những yếu tố mang tính kĩ thuật, mà theo đó
có thể xây dựng thành công nghệ DH. Một trong những nét nổi bật của tiến trình
đổi mới PPDH nói chung và đổi mới PPDH vật lí nói riêng là việc áp dụng những
thành tựu của khoa học, kĩ thuật công nghệ vào QTDH.
MVT đã chứng tỏ vai trò to lớn ở tất cả các khâu của QTDH nói chung và
DH vật lí nói riêng. Dựa trên các cơ sở về tâm lí học, lí luận DH, cơ sở thực tiễn,
hoàn toàn có thể sử dụng MVT trong QTDH với tư cách như một PTDH hiện đại
20


với rất nhiều chức năng.
1.4.2.1. Chức năng lưu trữ và xử lí thông tin
Chức năng nổi bật của MVT là lưu trữ, xử lí và cung cấp thông tin dưới nhiều
hình thức biểu diễn khác nhau. MVT có thể tạo nên, lưu trữ và hiển thị lại một lượng
thông tin rất lớn dưới dạng văn bản, hình ảnh hay âm thanh... nên được sử dụng để
hỗ trợ GV trong việc minh họa các hiện tượng, quá trình tự nhiên cần nghiên cứu.
MVT không chỉ cho phép lưu trữ thông tin mà còn thực hiện các phép xử lí như sửa
đổi, tìm kiếm, sắp xếp, phân loại, chọn lọc, kiểm tra, xác định mối quan hệ có tính
quy luật giữa chúng... Trên cơ sở đó, HS có điều kiện tốt hơn để đưa ra các phán
đoán, nhận định trong khi giải quyết các vấn đề trong học tập. Đặc biệt, khi kết nối
MVT vào hệ thống mạng internet thì khả năng tìm kiếm, lưu trữ thông tin càng phát
huy mạnh mẽ, GV có thể cập nhật được những thông tin mới nhất liên quan đến nội
dung DH để bổ sung, hoàn thiện bài giảng một cách có chất lượng. Khả năng truyền
dẫn thông tin của MVT cũng được ứng dụng một cách có hiệu quả, khả năng tương
tác hai chiều được vận dụng một cách linh hoạt. Đây chính là thế mạnh của MVT mà
các PTDH truyền thống không có được khi sử dụng chúng trong quá trình DH.

1.4.2.2. Chức năng thiết kế và biểu diễn các mô hình, TN, quá trình vật lí
Khả năng biểu diễn thông tin bằng đồ họa qua các tranh vẽ, hình ảnh, mô
hình, biểu đồ, hoạt hình, những đoạn phim... có thể giúp HS dễ dàng chiếm lĩnh
kiến thức hơn, phần nào khắc phục hiện trạng dạy chay, học chay như trước đây.
Các chương trình mô phỏng và minh họa được cài đặt trong MVT có thể xây
dựng nên các mô hình tĩnh hoặc động với chất lượng cao, thể hiện ở độ trung thực
của màu sắc, mô phỏng một cách trực quan và chính xác các hiện tượng, quá trình
vật lí, mà người lập trình đã đưa vào làm tăng tính trực quan trong DH, tăng hứng
thú học tập và tạo sự chú ý học tập của HS ở mức độ cao.
1.4.2.3. Chức năng kiểm tra, đánh giá
Một chức năng khác của MVT trong DH là khả năng đánh giá kết quả học
tập một cách công bằng, khách quan. Nhờ vậy HS có thể xác định nhanh chóng và
đúng đắn những kiến thức cần phải ôn tập, những kiến thức cần được bổ sung. Nhờ
có MVT mà kết quả học tập của HS được lưu lại trong các tệp số liệu, giúp GV có
21


thể so sánh, đánh giá, nhận xét quá trình học tập của HS nhanh chóng, chính xác.
Từ đó, kịp thời đưa ra những thông tin phản hồi bao gồm các yêu cầu, những hướng
dẫn, những nội dung hay những câu hỏi kiểm tra...
1.4.2.4. Chức năng giáo dục nhân cách người lao động mới
Trong quá trình học tập với công cụ là MVT, HS được rèn luyện tính độc
lập, tự chủ và sáng tạo cao độ. MVT không tỏ thái độ phê phán gay gắt trực tiếp HS
khi trả lời sai, nhưng MVT cũng không bao giờ khoan nhượng đối với những sai sót
mắc phải, buộc HS phải bằng mọi cách sửa chữa triệt để những sai sót đó. Chỉ khi
nào HS trả lời đúng câu hỏi đặt ra hoặc giải quyết xong nhiệm vụ được giao, MVT
mới cho phép tiếp tục nghiên cứu những kiến thức sau đó, điều này khắc phục được
tình trạng hỏng kiến thức trong HS hiện nay. Ngoài ra, để có thể “hội thoại” đạt kết
quả với MVT, HS bắt buộc phải kiên trì, nhẫn nại, cần cù và chăm chỉ.
Khi HS thực hành với MVT, những chuẩn đạo đức cũng đòi hỏi khắt khe, vì

MVT chỉ thực hiện theo câu lệnh đúng, không thể buộc nó làm theo ý người sử
dụng. Muốn giao cho máy những câu lệnh đúng thì người sử dụng chỉ có cách là
phải kiên trì học tập, nghiêm túc với những quy định đã được thoả thuận trong hệ
lệnh, tự tin vào bản thân và nhờ đó, tính trung thực của HS cũng được rèn luyện.
1.4.2.5. Chức năng luyện tập, củng cố, vận dụng
Nhiều phần mềm được thiết kế, xây dựng hỗ trợ việc tự học, tự ôn tập của
HS, trong đó các yếu tố kích thích hứng thú, phát huy TTC, tự lực của HS được
chú trọng. Các chương trình luyện tập và thực hành để rèn luyện các kĩ năng trên
MVT giúp cho HS có điều kiện tiếp xúc nhiều hơn với thực tiễn đã được đơn giản
hóa thông qua môi trường ảo, trước khi làm việc với các đối tượng thực. MVT còn
cho phép GV củng cố tức thời và thường xuyên hơn so với DH truyền thống, đồng
thời kế thừa, rút kinh nghiệm, bổ sung bài giảng... từ kết quả của các hoạt động
DH trước đó là rất thuận lợi và không mất quá nhiều thời gian.
1.4.2.6. Chức năng liên lạc
MVT khi kết nối vào mạng máy tính có thể tiến hành DH từ xa một cách
thuận tiện và hiệu quả. GV có thể điều khiển quá trình học tập cùng lúc cho nhiều
HS ở nhiều địa điểm khác nhau, có thể rất xa nhau về mặt vị trí địa lí. Cũng nhờ hệ
22


thống mạng máy tính mà GV, HS và các nhà quản lí giáo dục có thể cùng tham gia
các cuộc thảo luận, có thể chia sẻ thông tin một cách nhanh chóng và thuận lợi nhất.
1.4.2.7. Chức năng tự động hoá các thí nghiệm vật lí
MVT có thể tham gia vào các TN thật với tư cách là thiết bị nhập số liệu, đo,
lưu trữ, xử lí và hiển thị kết quả dưới nhiều dạng khác nhau như văn bản, hình ảnh...
1.4.2.8. Chức năng phân tích hình ảnh, video ghi các quá trình vật lí thật
MVT có thể được sử dụng để trình bày lại các TN thật đã được chụp ảnh
hoặc quay phim lại. Điều này tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho việc quan sát đối
tượng nghiên cứu. Nhờ việc xây dựng các chương trình phù hợp ta có thể sử dụng
thư viện tranh ảnh và phim học tập này theo những mục đích giáo dục mong muốn

mà các phương tiện khác trước đây không thể làm được.
Như vậy ta có thể thấy MVT có nhiều chức năng nổi bật trong DH nói chung
và DH vật lí nói riêng. Vì vậy, việc sử dụng MVT vào QTDH là hoàn toàn có cơ sở
khoa học và phù hợp với xu thế phát triển của thời đại hiện nay. Nhiều quốc gia trên
thế giới đã thành công trong lĩnh vực ứng dụng này. Mặc dù tiếp nhận tương đối
muộn, nhưng đây là việc làm tất yếu để nâng cao chất lượng giáo dục, nhất là trong
giai đoạn chúng ta đang từng bước đổi mới PPDH hiện nay.
1.5. Thí nghiệm ảo
1.5.1. Khái niệm thí nghiệm ảo
TN ảo là những TN được xây dựng từ những phần mềm trên MVT nhằm mô
phỏng lại các hiện tượng vật lí, hóa học, sinh học.... xảy ra trong tự nhiên hay trong
phòng TN. Thay vì thực hiện những TN thật thì người GV sử dụng MVT để trình
chiếu và thực hiện các TN đã được lập trình sẵn.
Các TN ảo thường có tính tương tác cao, giao diện thân thiện với người sử
dụng, giảm thiểu được nguy hiểm và có thể mô phỏng các hiện tượng, quá trình khó
xảy ra trong tự nhiên hoặc khó thu được trong phòng TN. Sử dụng TN ảo cải thiện
được việc học chay, dạy chay thường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện TN, góp
phần tích cực hóa hoạt động nhận thức cho HS.
1.5.2. Tại sao lại sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí

23


TN ảo hay TN thật thì cũng đều là TN trực quan, cùng làm sáng tỏ lí thuyết,
gây hứng thú học tập cho HS, làm cho HS nhận thức dễ dàng hơn, kiến thức thu
được của các em rõ ràng và sâu sắc, đồng thời lớp học sôi nổi, hào hứng. Với sự phát
triển của công nghệ thông tin và khả năng hỗ trợ của MVT thì TN ảo ngày càng
được sử dụng rộng rãi trong DH. Tuy không thể nói rằng TN ảo hoàn toàn tốt hơn
TN thật nhưng nó lại có rất những điểm mạnh mà ta có thể khai thác và sử dụng.
Trước hết, TN ảo khắc phục được phần nào về tình trạng thiếu cơ sở vật

chất, trang thiết bị TN ở các trường học như hiện nay.
Tiếp đến, TN ảo thường có giao diện thân thiện, dễ dùng với âm thanh và
hình ảnh trực quan sinh động, HS không chỉ được nhìn mà còn có cơ hội tham gia
tiến hành các TN ảo thông qua các thao tác với những thiết bị ảo, đây chính là một
điểm mạnh của phần mềm so với những bài giảng power point truyền thống. Tính
chủ động của HS tăng lên do có thể tự học ở nhà hay trên các trang web, trong khi
GV có thể sử dụng trên lớp như giáo cụ trực quan minh họa cho bài giảng.
TN ảo được trình chiếu trên một màn hình rộng, đồng thời GV có thể điều
chỉnh kích thước từng dụng cụ TN nên cả lớp đều có thể quan sát rõ ràng kể cả các
em ngồi ở cuối lớp, do vậy HS dễ dàng khám phá được những thuộc tính hay các
mối quan hệ giữa các đối tượng cần nghiên cứu. Trong khi đó, các dụng cụ của TN
thật thường có kích thước nhỏ, khi tiến hành TN thì chỉ những HS ngồi ở gần mới
quan sát được, nếu đưa TN tới từng bàn, từng nhóm thì tốn nhiều thời gian, chưa kể
đến một số TN khi đang tiến hành thì không di chuyển được.
Các TN ảo do được lập trình sẵn, không đòi hỏi điều kiện môi trường bên
ngoài nên kết quả TN thu được chính xác, phù hợp với quy luật vật lí. Trong khi có
nhiều TN thật không cho kết quả thành công mĩ mãn do điều kiện TN, do sai số...
Hơn nữa, không phải quá trình nào xảy ra trong thực tế đều có thể quan sát
được để xác định các đại lượng cần thiết. Một giải pháp có thể hỗ trợ cho việc
nghiên cứu các quá trình đó có hiệu quả sử dụng các TN ảo. Ta có thể điều chỉnh để
các quá trình xảy ra nhanh hơn hoặc chậm lại để có thể quan sát và rút ra kết luận.
Rất nhiều TN vật lí khi tiến hành nếu không cẩn thận thì dẫn đến cháy nổ,
gây nguy hiểm cho HS và GV. Trong khi đó, TN ảo được tiến hành trên MVT nên
24


mọi quá trình TN đều diễn ra một cách rất an toàn.
Một vấn đề nữa là công tác chuẩn bị dụng cụ TN, trong chương trình phổ
thông hầu như tiết học nào cũng có TN. Với một TN đơn giản, ít dụng cụ thì GV có
thể dễ dàng chuẩn bị và chuyển từ lớp học này sang lớp học khác. Tuy nhiên với

một TN mà các dụng cụ kồng kềnh thì đây lại không phải là một điều đơn giản. Còn
với TN ảo thì GV hoàn toàn không phải lo lắng gì về vấn đề này, các dụng cụ có
sẵn trong phần mềm TN, GV chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm vào trong
máy và cài đặt chương trình, như thế lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng cụ TN.
Như vậy, TN ảo có khá nhiều ưu điểm trong việc DH vật lí. Hơn nữa, khi mà
CNTT đang được ứng dụng nhiều vào trong trường học thì việc sử dụng các TN ảo
hỗ trợ cho việc DH là hoàn toàn hợp lí. Tuy nhiên, về nguyên tắc, TN ảo không thể
thay thế được TN thật trong quá trình DH, vì vậy GV không được lạm dụng, thay
thế hoàn toàn các TN thật bằng TN ảo trên MVT mà phải kết hợp nhuần nhuyễn
giữa việc tiến hành các TN thật với TN ảo thì sẽ có tác dụng rất tốt đối với HS.
1.6. Khả năng hỗ trợ của các PMDH vật lí đối với vấn đề đổi mới PPDH
Tư tưởng cơ bản của đổi mới PPDH là phát huy TTC, tự giác, chủ động,
sáng tạo của HS; bồi dưỡng PP tự học; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào
thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS; đưa
HS vào vị trí chủ thể của quá trình nhận thức. Việc đổi mới PPDH đòi hỏi phải thực
hiện chức năng mới của GV và HS, khác với kiểu DH truyền thống. Đó là chuyển
từ đường hướng “DH lấy GV làm trung tâm” sang “DH lấy HS làm trung tâm”.
Nghị quyết Hội nghị lần thứ 2 Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng Sản
Việt Nam khóa VIII chỉ ra rất rõ ràng và cụ thể: "Đổi mới mạnh mẽ phương pháp
giáo dục - đào 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 vào quá trình dạy và học, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu
của học sinh, nhất là sinh viên đại học. Phát triển mạnh phong trào tự học, tự đào
tạo thường xuyên và rộng khắp trong toàn dân, nhất là thanh niên".[6]
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của CNTT, MVT được sử dụng trong DH
để hỗ trợ các nhiệm vụ cơ bản của QTDH và nhất là hỗ trợ đắc lực cho việc dạy và
25