UBND HUYỆN A LƯỚI
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Công trình tham dự Chương trình
“TRI THỨC TRẺ VÌ GIÁO DỤC”
NĂM 2016
Tên công trình:
TỔ CHỨC DẠY HỌC CÁC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT
PHẦN “ĐIỆN HỌC. ĐIỆN TỪ HỌC” VẬT LÍ 11 THPT
THEO MÔ HÌNH B-LEARNING
Nội dung công trình:
CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRONG LĨNH VỰC KHOA HỌC GIÁO DỤC
Trần Văn Nhật
ĐƠN VỊ: TRƯỜNG THCS LÊ LI, HUYỆN A LƯỚI
TỈNH THỪA THIÊN HUẾ
A LƯỚI, NĂM 2016
Danh mục chữ viết tắt
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BGĐT
: Bài giảng điện tử
CNTT
: Công nghệ thông tin
CNTT&TT : Công nghệ thông tin và truyền thông
ĐC
: Đối chứng
ĐH
: Đại học
F2F
: Face to Face
GD&ĐT
: Giáo dục và Đào tạo
GV
: Giáo viên
HS
: Học sinh
MVT
: Máy vi tính
PPDH
: Phương pháp dạy học
SGK
: SGK
THPT
: Trung học phổ thông
TN
: Thực nghiệm
TNSP
: Thực nghiệm sư phạm
ƯDKT
: Ứng dụng kỹ thuật
BẢN THUYẾT MINH CÔNG TRÌNH
Sự phát triển vượt bậc của Công nghệ thông tin và truyền thông (CNTT&TT)
đã đánh dấu bước ngoặt to lớn trong nền giáo dục của nhân loại. Chưa bao giờ con
người lại có thể dễ dàng tiếp cận tri thức với đủ mọi lĩnh vực từ mức độ kiến thức
phổ thông đến rất chuyên sâu như chúng ta ngày nay. Giáo dục và Đào tạo
(GD&ĐT) là một trong những lĩnh vực nhanh chóng nhận ra sự ưu việt của
CNTT&TT trong việc hỗ trợ tất cả các môn học, và ở các nước phát triển
CNTT&TT đã được chính thức tích hợp vào chương trình học phổ thông. Những
thành tựu của CNTT&TT đã góp phần quan trọng trong việc thay đổi tư duy dạy
học (DH), nó chứng tỏ được sức ảnh hưởng sâu rộng trong công nghệ DH trên thế
giới, vì thế ứng dụng CNTT&TT vào DH là một xu hướng tất yếu trong thời đại
ngày nay.
Nghị quyết hội nghị lần thứ VIII Ban chấp hành TW Đảng Cộng Sản Việt Nam
(Khoá XI, năm 2005) về đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục Việt Nam đã nêu:
"Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng
nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát
triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với hành; lý luận gắn
với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội".
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành GD&ĐT đã và đang chuyển
mình nhanh chóng để đổi mới phương pháp, phương tiện DH đáp ứng nhu cầu xã hội.
Hiện nay, bên cạnh các phương pháp giảng dạy truyền thống, e-Learning được coi là
thành tựu nổi bật nhất của GD&ĐT hiện nay.
E-Learning (viết tắt của Electronic Learning) được hiểu là học tập điện tử và có
rất nhiều ưu thế để phát triển và đang là một xu hướng tất yếu trong GD&ĐT của thế
kỉ XXI. E-Learning sẽ giúp làm giảm chi phí, thời gian và công sức học tập, giúp
nâng cao hiệu quả tiếp thu kiến thức cho người học trên cơ sở sử dụng nền Web và
các đa phương tiện truyền thông như hình ảnh, âm thanh, video… E-Learning đang
và sẽ mang lại những thay đổi tích cực cho quá trình DH. Học tập bằng e-Learning sẽ
khắc phục được nhiều hạn chế trong DH truyền thống tuy nhiên e-Learning bản thân
nó cũng còn những bất cập trong quá trình DH ở Việt Nam. Do vậy nếu sử dụng kết
hợp e-Learning và DH truyền thống sẽ mang lại hiệu quả cao trong đào tạo, đó chính
là mô hình DH hỗn hợp b-Leaning (Blended Learning).
Tuy nhiên thực tế cho thấy việc đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) vật lí ở
trường trung học phổ thông (THPT) vẫn còn nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được yêu
cầu đặt ra. Giáo viên (GV) gặp nhiều khó khăn trong việc áp dụng các phương pháp
dạy học (PPDH) theo hướng tích cực hoá hoạt động học tập của HS, đặc biệt là DH
các ứng dụng kỹ thuật (ƯDKT) của Vật lí. Việc nghiên cứu đưa ra một giải pháp
khắc phục và nhằm giúp các em có thể tự học, tự giải quyết vấn đề để tự chiếm lĩnh
tri thức mới, góp phần giáo dục kĩ năng sống là rất thiết thực nhằm đổi mới phương
pháp dạy học (PPDH) đúng yêu cầu đặt ra của mục tiêu giáo dục phổ thông.
Với chủ trương học ở mọi nơi, mọi lúc tôi chọn nghiên cứu vấn đề: Tổ chức dạy
học các ƯDKT phần “Điện học. Điện từ học” Vật lí 11 THPT theo b-Learning.
Mục tiêu của công trình: Đề xuất được tiến trình DH các ƯDKT phần “Điện
học. Điện từ học” Vật lí 11 THPT theo b-Learning.
Giả thuyết khoa học: Nếu đề xuất được tiến trình DH các ƯDKT theo
b-Learning; và vận dụng được tiến trình này vào DH phần “Điện học. Điện từ học”
Vật lí 11 THPT thì sẽ phát huy được tính tích cực, tự lực của HS qua đó góp phần
nâng cao chất lượng và hiệu quả DH.
Nội dung nghiên cứu gồm các phần chính sau:
Phần 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học các ƯDKT theo
b-Learning;
Phần 2: Tổ chức dạy học các ƯDKT phần “Điện học. Điện từ học” Vật lí 11
THPT theo b-Learning;
Phần 3: Thực nghiệm sư phạm
Kết luận
Công trình này tôi đã tiến hành nghiên cứu và tổ chức thực nghiệm trong
năm học 2013 – 2014 đã thu được hiệu quả (đã trình bày trong nội dung công
trình). Tôi đăng kí dự thi công trình này với mong muốn nhân rộng mô hình học
tập b-Learning ra toàn bộ chương trình Vật lí và nhân rộng qua các bộ môn
khác.
Theo suy nghĩ của bản thân tôi: Hiện nay với xu thế phát triển của công
nghệ, của Internet, facebook,.... Internet trở nên quen thuộc và hầu như hiện nay
do sự phát triển và các chính sách ưu đãi của các nhà mạng mà nhà nào cũng có
mạng internet, nên học tập theo hình thức này rất dễ thực hiện và kỳ vọng mang
lại hiệu quả cao. Chỉ cần có sự quan tâm hỗ trợ thêm của các chuyên gia và các
cấp nhân rộng mô hình dạy học này thì việc học mọi nơi, học mọi lúc có thể thực
hiện được.
Công trình:
TỔ CHỨC DẠY HỌC CÁC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT
PHẦN “ĐIỆN HỌC. ĐIỆN TỪ HỌC” VẬT LÍ 11 THPT
THEO MÔ HÌNH B-LEARNING
Nội dung công trình:
CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU
TRONG LĨNH VỰC KHOA HỌC GIÁO DỤC
Muïc luïc
PHẦN I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC
DẠY HỌC CÁC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CỦA VẬT LÍ THEO
B-LEARNING .......................................................................................................................................................................... 1
1.1. B-Learning .......................................................................................................................................................................... 1
1.1.1. Khái niệm b-Learning .......................................................................................................................................... 1
1.1.2. Đặc điểm của b-Learning .................................................................................................................................. 1
1.1.3. Các mức độ của b-Learning ............................................................................................................................ 2
1.1.4. So sánh b-Learning với DH truyền thống .......................................................................................... 3
1.1.5. Vai trò của b-Learning đối với đổi mới PPDH .............................................................................. 6
1.2. Dạy học các ứng dụng kỹ thuật ........................................................................................................................ 9
1.2.1. Khái niệm ........................................................................................................................................................................ 9
1.2.2. Vai trò của việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật trong DH vật lí ....................... 10
1.2.3. Con đường dạy học các ứng dụng kỹ thuật.................................................................................... 11
1.3. Dạy học các ứng dụng kỹ thuật theo b-Learning ........................................................................... 17
1.3.1. Nguyên tắc và tiêu chí thiết kế nội dung DH ƯDKT theo b-Learning ................. 17
1.3.2. Quy trình dạy học các ƯDKT của Vật lí theo b-Learning ............................................... 18
1.4. Thực trạng DH các ƯDKT của Vật lí ở trường THPT hiện nay ..................................... 19
1.4.1. Mục tiêu điều tra .................................................................................................................................................... 19
1.4.2. Kết quả điều tra thực trạng DH các ƯDKT của Vật lí hiện nay ................................. 20
PHẦN II: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CÁC ỨNG DỤNG KỸ
THUẬT PHẦN “ĐIỆN HỌC. ĐIỆN TỪ HỌC” VẬT LÍ 11 THPT
THEO B-LEARNING ................................................................................................................................................... 24
2.1. Đặc điểm và cấu trúc phần “Điện học. Điện từ học” Vật lí 11 THPT........................ 24
2.2. Xây dựng hệ thống e-Learning DH các ƯDKT phần “Điện học. Điện từ
học” Vật lí 11 THPT .......................................................................................................................................................... 25
2.3. Tổ chức hoạt động DH các ƯDKT phần “Điện học. Điện từ học” cho
HS theo b-Learning ............................................................................................................................................................. 37
2.4. Soạn thảo một số tiến trình DH các ƯDKT phần “Điện học. Điện từ
học” cho HS theo b-Learning ..................................................................................................................................... 40
2.5. Kết luận ............................................................................................................................................................................... 64
PHẦN III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ....................................................................................................... 65
KẾT LUẬN ............................................................................................................................................................................... 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................................................... 79
PHỤ LỤC
PHẦN I:
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC
CÁC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CỦA VẬT LÍ THEO B-LEARNING
1.1. B-Learning
1.1.1. Khái niệm b-Learning
B-Learning "Blended Learning - BL" xuất phát từ nghĩa của từ "Blend" tức là
"pha trộn" để chỉ một hình thức tổ chức DH hết sức linh hoạt, là sự kết hợp "hữu
cơ" của nhiều hình thức tổ chức DH khác nhau. Đây là một hình thức học khá phổ
biến trên thế giới. Có nhiều định nghĩa khác nhau về b-Learning, tuy nhiên có ba
cách định nghĩa đƣợc sử dụng rộng rãi [36].
(1) Blended Learning = kết hợp các phƣơng thức giảng dạy (hoặc cung cấp
các phƣơng tiện truyền thông) (Bersin & Associates, 2003; Orey, 2002a, 2002b;
Singh & Reed, 2001; Thomson, 2002)
(2) Blended learning = kết hợp các phƣơng pháp giảng dạy (Driscoll, 2002;
House, 2002; Rossett, 2002)
(3) Blended Learning = kết hợp hƣớng dẫn trực tuyến và sự hƣớng dẫn đối mặt
(Reay, 2001; Rooney, 2003; Sands, 2002; Ward & LaBranche, 2003; Young, 2002).
Theo Alvarez (2005) đã định nghĩa, b-Learning là "Sự kết hợp của các phương
tiện truyền thông trong đào tạo như công nghệ, các hoạt động, và các loại sự kiện
nhằm tạo ra một chương trình đào tạo tối ưu cho một đối tượng cụ thể". Tác giả
Victoria L. Tinio cho rằng "b-Learning (Blended Learning) để chỉ các mô hình
b-Learning giữa hình thức lớp học truyền thống và các giải pháp e-Learning”. [45]
Ở Việt Nam, Blended Learning còn là một khái niệm mới, chƣa đƣợc nghiên
cứu nhiều. Ở đây tôi lựa chọn cách định nghĩa theo tác giả Victoria L. Tinio, theo
đó, b-Learning là sự kết hợp, bổ sung lẫn nhau giữa hình thức tổ chức DH trên lớp
và hình thức tổ chức DH qua mạng. [14]
1.1.2. Đặc điểm của b-Learning
B-Learning là một hình thức tổ chức DH hết sức linh hoạt, áp dụng những
PPDH tiên tiến và sử dụng hiệu quả những tiện ích mà công nghệ đem lại. Xét về
mặt bản chất của hình thức tổ chức DH, b-Learning có những đặc điểm sau:
- Thứ nhất: Linh hoạt về không gian và thời gian diễn ra các hoạt động dạy và
học, sao cho phù hợp với từng nội dung, khả năng tổ chức vì việc học vừa diễn ra
trên lớp vừa diễn ra thông qua mạng máy tính. Thời gian học đƣợc thay đổi cho phù
hợp với khả năng học của cá nhân HS;
1
- Thứ hai: Áp dụng PPDH tiên tiến hiện nay, phù hợp với nội dung dạy, tƣơng
thích với từng đối tƣợng học và khả năng học của HS;
- Thứ ba: Tối ƣu hóa việc sử dụng phƣơng tiện. Trong b-Learning, ngoài
những phƣơng tiện CNTT&TT sử dụng để hỗ trợ trong DH truyền thống còn có sự
nâng cao và khai thác tối ƣu những tiện ích từ các phƣơng tiện hiện đại khác trong
đó có máy tính và Internet;
- Thứ tư: Hợp lý hóa các nội dung học. Theo đó, cấu trúc nội dung chƣơng
trình đƣợc phân chia và bố trí một cách phù hợp hơn trên cơ sở sách giáo khoa
(SGK) và phân phối nội dung chƣơng trình đƣợc ban hành;
- Thứ năm: Hoạt động của GV có mối liên hệ chặt chẽ và thống nhất với các
GV khác và nhà kỹ thuật trong việc thiết kế các nội dung, đƣa ra các chỉ dẫn cho
ngƣời tham gia vào khóa học;
- Thứ sáu: Hoạt động của HS là hoạt động tự học có hƣớng dẫn, với vai trò
chủ đạo của mình, HS tích cực tham gia vào hoạt động học trên lớp "thật" và trên
lớp học "ảo". Ngoài kiến thức về chuyên môn, HS còn trau dồi đƣợc kĩ năng tiếp
cận và làm chủ công nghệ.
1.1.3. Các mức độ của b-Learning
E-Learning đã tạo ra môi trƣờng học tập hấp dẫn. Tuy nhiên, b-Learning là sự
tiến hóa hợp lý và tự nhiên nhất trong tiến trình học tập của con ngƣời. Nó chỉ ra
một giải pháp tuyệt vời để khắc phục hạn chế của DH e-Learning và DH truyền
thống. Nó là một cơ hội để tích hợp các sáng tạo và tiến bộ công nghệ, cụ thể là học
tập e-Learning với sự kết hợp và tƣơng tác tốt nhất với học tập truyền thống. DH
b-Learning có các mức độ sau:
1.1.3.1. Mức độ 1: DH truyền thống ở lớp, e-Learning chỉ là tài liệu tham khảo
Quá trình dạy học (QTDH) diễn ra ở trên lớp theo một lịch trình cố định, hoặc
theo sự hƣớng dẫn của GV. Tài liệu tham khảo chủ yếu là các tài liệu giấy nhƣ:
SGK, sách bài tập, các sách tham khảo, … Tài liệu trực tuyến phần lớn không sử
dụng hoặc sử dụng rất hạn chế.
1.1.3.2. Mức độ 2: Cân bằng giữa DH truyền thống và e-Learning
GV có thể thiết kế, đóng gói và truyền tải nội dung học tập, tạo diễn đàn,
hƣớng dẫn HS tự học trên mạng song song với việc học trên lớp truyền thống.
1.1.3.3. Mức độ 3: e-Learning hỗ trợ quá trình tự học một nội dung hoàn toàn qua
mạng
HS tham gia học qua mạng một đơn vị, một nội dung kiến thức nào đó trong
chƣơng trình giảng dạy mà không đƣợc giảng dạy trên lớp học truyền thống.
2
1.1.3.4. Mức độ 4: e-Learning hỗ trợ tự học một khóa học hoàn toàn qua mạng
Ở mức độ này, toàn bộ nội dung, chƣơng trình học tập đƣợc đƣa lên hệ thống
e-Learning, HS tham gia khóa học bằng cách đăng kí qua mạng và quá trình tự học
diễn ra hoàn toàn trên mạng.
1.1.4. So sánh b-Learning với DH truyền thống
B-Learning có sự kết hợp cả ƣu điểm của DH truyền thống và DH trực tuyến
e-Learning nên so với đào tạo truyền thống, b-Learning có một số những ƣu điểm
nổi bật sau:
- Không bị giới hạn nhiều bởi không gian và thời gian: Sự phổ cập rộng rãi
của internet đã xoá dần một phần khoảng cách thời gian và không gian cho bLearning. Trong một khoá học b-Learning, HS không nhất thiết phải 100% thời
gian có mặt trong lớp, thông qua mạng tới máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay,
HS có thể tham gia học, trao đổi với bạn học và GV ở bất cứ nơi nào, bất cứ nơi
đâu;
- Tính hấp dẫn: với sự hỗ trợ của công nghệ multimedia, các bài giảng điện tử
(BGĐT) tích hợp text, hình ảnh minh hoạ, âm thanh, video, … tăng tính hấp dẫn
cho bài học. Ngƣời học giờ đây không chỉ nghe giảng mà còn xem những ví dụ
minh hoạ trực quan, thậm chí còn có thể tƣơng tác với bài học nên khả năng nắm
bắt kiến thức cũng tăng lên;
- Tính cập nhật: Nội dung khoá học thƣờng xuyên đƣợc cập nhật và thay đổi
mới trên máy chủ có chứa chƣơng trình đào tạo nhằm đáp ứng và phù hợp nhất với
ngƣời học. Bên cạnh đó thì quá trình và kết quả học sẽ đƣợc điều chỉnh đánh giá
một cách thƣờng xuyên, khách quan, kịp thời và nhanh chóng;
- Tính linh hoạt: Một khoá học b-Learning không nhất thiết phải bám theo một
thời gian biểu cố định. Vì thế ngƣời học dƣới sự hƣớng dẫn của ngƣời dạy có thể tự
điều chỉnh quá trình học, kiểm soát tốc độ học, công cụ học tập, địa điểm học cũng nhƣ
khối lƣợng kiến thức mà họ muốn thu nhận. Họ đƣợc tự mình quyết định cách thức thu
nhận kiến thức, kĩ năng phù hợp với khả năng và phong cách học của chính mình;
- Truy cập ngẫu nhiên: Bảng danh mục các bài giảng, các khoá học sẽ cho phép
ngƣời học chủ động lựa chọn đơn vị tri thức, tài liệu liên quan trực tiếp nhất tới kiến
thức nền tảng, nhiệm vụ và công việc của mình tại thời điểm đó. Ngƣời học có thể tự
tìm ra kĩ năng học cho riêng mình với sự giúp đỡ của những tài liệu trực tuyến;
- Có tính hợp tác và phối hợp: Ngƣời học có thể dễ dàng trao đổi với nhau, với
GV trực tiếp trong quá trình học hoặc qua mạng thông qua diễn đàn, email... Các
trao đổi này có tác dụng hỗ trợ tích cực cho quá trình học và tự học của HS;
3
- Tiết kiệm thời gian: b-Learning cho phép HS có thể học với tốc độ hiệu quả
nhanh nhất có thể. Giúp cho ngƣời học ghi nhớ kiến thức nhanh hơn thông qua tính
tƣơng tác của nó, cho phép ngƣời học tăng tốc độ học thông qua các công cụ học
tập mà họ đã quen thuộc và tiếp nhận những công cụ học tập mà họ ít sử dụng nhất.
Ngƣời học sẽ đƣợc giải đáp thắc mắc ngay lập tức mà không phải chờ đến lớp học;
- Phân tán rộng rãi với chi phí thấp: b-Learning không cần phải có một cơ chế
phân tán nào. Ngƣời học có thể truy cập từ bất cứ một máy tính nào ở bất cứ đâu
trên thế giới, với chi phí rất thấp. Góp phần giải quyết bài toán về hiệu quả kinh tế
giữa số lƣợng với mặt bằng cơ sở vật chất, giao thông; giữa mở rộng qui mô và
nâng cao chất lƣợng giáo dục đào tạo.
Từ những ƣu điểm ở trên ta có thể lập bảng so sánh b-Learning với DH truyền
thống nhƣ sau:
DH truyền thống
b-Learning
Giới hạn cố định trong 4 bức Cơ động, linh hoạt: Học ở lớp, ở
Sự thuận
tiện
tƣờng của lớp học, hầu hết phòng thí nghiệm, ở hiện trƣờng,
hoạt động dạy và học là sự trong thực tế…, tƣơng tác đa chiều
tƣơng tác giữa thầy và trò HS - HS - GV - kiến thức với phạm
trong phạm vi một lớp học.
vi rộng bằng nhiều cách khác nhau.
- Hoạt động dạy và học xảy ra - Các nhiều tuỳ chọn, địa điểm và
đồng thời tại một địa điểm, thời gian tự do hơn để tham gia học
thời điểm và trong một thời tập theo cách riêng của HS.
Địa điểm và gian cố định.
- Việc học không bị ràng buộc, HS
chủ động sắp xếp thời gian biểu, đôi
Thời gian
khi vẫn với một thành phần lớp học,
nhƣng có thể tích hợp học tập tại nhà
của HS.
Chi phí xây dựng tài liệu, bài Chi phí ban đầu cho việc xây dựng
giảng thấp hơn, nếu GV giỏi nội dung học tập khá lớn, nhƣng có
Chi phí
và phƣơng thức học tập hiện thể sử dụng cho rất nhiều khoá học.
đại thì chi phí rất cao.
Có thể tiết kiệm với sự hỗ trợ đóng
góp tài nguyên từ ngƣời học.
Thƣờng tổ chức tập trung cho Mọi lứa tuổi có nhu cầu đều có thể
Tuổi
một lứa tuổi nhất định (hầu tham gia và lựa chọn trình độ thích
hết là những ngƣời trẻ tuổi).
4
hợp để học tập.
- Chủ yếu là mặt-đối-mặt giữa - Mặt-đối-mặt và trực tuyến, mạng,
sự hợp tác và truyền thông nhằm
GV - HS.
Tương tác
nâng cao hiệu quả học tập.
- Chủ yếu là phƣơng pháp - Gồm nhiều phƣơng pháp tìm tòi,
diễn giảng, truyền thụ kiến điều tra, giải quyết vấn đề; DH
thức một chiều.
tƣơng tác, nhóm, tự học...
Tài nguyên học tập tiếp cận Từ nhiều nguồn khác nhau: SGK,
còn nhiều khó khăn, chƣa GV, các tài liệu khoa học phù hợp,
đƣợc phổ biến rộng rãi, chủ thí nghiệm, thực tế…gắn với:
yếu từ SGK, sách tham khảo - Vốn hiểu biết, kinh nghiệm và nhu
cầu của HS;
và GV.
- Tình huống thực tế, bối cảnh và
Tài nguyên
học tập
môi trƣờng địa phƣơng;
- Những vấn đề HS quan tâm. Nhiều
nguồn tài nguyên học tập khác nhau,
bao gồm cả tài liệu in ấn, dựa trên
internet, cũng nhƣ các nguồn đƣợc
tạo ra bởi bản thân của HS.
- Chú trọng cung cấp tri thức, - Chú trọng hình thành các năng lực
kĩ năng, kĩ xảo. Học để đối (sáng tạo, hợp tác, …) dạy phƣơng
phó với thi cử. Sau khi thi pháp và kỹ thuật lao động khoa học,
xong những điều đã học dạy cách học. Học để đáp ứng những
thƣờng bị bỏ quên hoặc ít yêu cầu của cuộc sống hiện tại và
Kiểm tra,
dùng đến.
tƣơng lai. Những điều đã học cần
thiết, bổ ích cho bản thân HS và cho
đánh giá
sự phát triển xã hội.
- Đánh giá thông qua kiểm tra - Đánh giá dựa trên bằng chứng thực
bằng lời hoặc kiểm tra trên tế của hiệu quả tham gia vào các
giấy.
hoạt động theo định hƣớng trong lớp
học
5
- Ngƣời học bị hạn chế bởi - Môi trƣờng học tập cộng tác, vƣợt
nhiều rào cản: văn hoá, ngôn qua rào cản về địa lý, văn hoá, ngôn
ngữ, thể chất …
ngữ …
- Dùng phƣơng pháp thuyết - Tích hợp CNTT vào QTDH, nhƣng
Môi trường trình là chính nên sự hỗ trợ không yêu cầu cao về cơ sở hạ tầng
học tập
của CNTT không nhiều, CNTT; đồng thời có sự cộng tác của
khiến cho HS khó tiếp nhận ngƣời học - ngƣời học - ngƣời dạy
một số kiến thức.
nên khắc phục đƣợc sự hạn chế về kĩ
năng công nghệ của ngƣời tham gia
DH.
- Học là quá trình tiếp thu và - Học là quá trình kiến tạo; HS tìm
lĩnh hội, qua đó hình thành tòi, khám phá, phát hiện, khai thác
kiến thức, kĩ năng, tƣ tƣởng, và xử lý thông tin, … tự hình thành
tình cảm.
hiểu biết, năng lực và phẩm chất.
Sự sáng tạo - Truyền thụ tri thức, truyền - Tổ chức hoạt động nhận thức cho
thụ và chứng minh chân lí của HS. Dạy HS cách tìm ra chân lí.
và tự do
diễn đạt
GV. Nên không tạo nhiều B-Learning mang lại cơ hội tốt,
điều kiện thuận lợi cho HS tự nhiều hoạt động cho HS giao lƣu,
do phát biểu ý kiến, tự do học hỏi, phát biểu ý kiến, phát triển
diễn đạt ý tƣởng, phát triển sức sáng tạo, mở rộng quan hệ...
sức sáng tạo.
xung quanh nhiệm vụ học tập.
1.1.5. Vai trò của b-Learning đối với đổi mới PPDH
Đổi mới PPDH là một trong những mục tiêu lớn đƣợc ngành GD&ĐT đặt ra
trong giai đoạn này nhằm nâng cao chất lƣợng và hiệu quả của giáo dục đào tạo.
Hiện nay việc DH chủ yếu là lên lớp theo phƣơng pháp truyền thống, thầy tiếp xúc
trực tiếp với trò. Thầy đóng vai trò chủ động, trò thƣờng bị động, b-Learning có thể
làm biến đổi cách học cũng nhƣ vai trò của HS và GV. Ngƣời học đóng vai trò
trung tâm và chủ động trong quá trình học tập, có thể học mọi lúc, mọi nơi, miễn
rằng nơi đó có phƣơng tiện trợ giúp việc học. GV sẽ chỉ là ngƣời hƣớng dẫn HS học
tập chứ không đơn giản chỉ còn là ngƣời phát thông tin vào đầu HS.
B-Learning bắt nguồn từ ý tƣởng rằng việc học không chỉ là hoạt động học tập
trong một thời gian nhất định mà là một quá trình liên tục, ngƣời học đƣợc cung cấp
phƣơng tiện để thực hiện nhiệm vụ học tập của mình. Cùng với sự phát triển ngày
6
càng nhanh và càng đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng nhƣ trong giáo
dục của CNTT&TT, b-Learning đang dần dần thể hiện rõ tầm quan trọng của mình.
B-Learning lấy HS làm trung tâm; tính linh hoạt, tự học, kết hợp nhiều
phƣơng pháp để học tập. Là một mô hình giảng dạy ngày càng phổ biến, b-Learning
yêu cầu tất cả HS hoạch định kế hoạch trƣớc khi học tập, tiếp thu kiến thức mới và
sử dụng kiến thức một cách sáng tạo để các giải quyết các vấn đề trong cuộc sống
hàng ngày thông qua một loạt các hoạt động đồng bộ và không đồng bộ.
Hiện nay, b-Learning đang chứng tỏ đƣợc sự ƣu việt của mình so với các hình
thức học khác. Điều này đƣợc thể hiện trong các nghiên cứu đƣợc công bố của
Thomson Job Impact Study (2002), Texas Instruments and Corning Glass Works
(Zemke, 2006), Results - Oriented Learning (2006) của Microsoft, Schnelle (2006),
Bersin (2004). Nghiên cứu của Osguthope & Graham (2003) đã chỉ ra sáu lý do để
chọn thiết kế hoặc sử dụng một hệ thống b-Learning, bao gồm: sự phong phú của sƣ
phạm, tiếp cận với sự hiểu biết, sự tƣơng tác xã hội, cơ quan cá nhân, chi phí hiệu
quả, dễ dàng sửa đổi. Kết quả nghiên cứu của Graham, Allen & Ure (2003) cho
thấy, đa số ngƣời dân chọn b-Learning vì ba lý do chính: hoàn thiện tính sƣ phạm,
tăng tính truy cập và sự linh hoạt, tăng hiệu quả chi phí. [20]
Với sự phát triển có tính chất bùng nổ của CNTT&TT, b-Learning đang đƣợc
sử dụng trong QTDH để góp phần đổi mới PPDH, cải tiến và nâng cao tính tích cực
về chất lƣợng đào tạo toàn diện.
Với b-Learning, giờ học lý thuyết sinh động hơn nhờ các hiệu ứng hình ảnh,
âm thanh, đồ họa, thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng… trực tiếp của GV trên máy
tính mà kĩ năng xã hội của HS cũng đƣợc nâng cao đáng kể do tính tƣơng tác cao
giữa các thành viên trong lớp. Đây là một yếu tố kích thích sự hứng thú, nâng cao
động cơ học tập, đồng thời tăng khả năng hợp tác và làm việc của HS.
Tiết kiệm đƣợc thời gian viết, vẽ trên bảng do đó GV có thời gian nhiều hơn
để thực hiện chức năng của mình trong PPDH tích cực nhƣ: Giúp HS khái quát kiến
thức, nâng cao lý luận và hiểu kiến thức một cách sâu sắc; Kiểm tra năng lực giải
quyết vấn đề, kĩ năng, kỹ xảo và ứng dụng kiến thức vào thực tiễn của HS; Hƣớng
dẫn HS trao đổi thảo luận; …
Cải thiện số lƣợng và chất lƣợng các thông tin liên lạc giữa ngƣời học với
nhau hoặc ngƣời học và ngƣời dạy qua các hoạt động thảo luận nhóm trực tuyến và
mặt đối mặt trong lớp học. B-Learning cung cấp những phƣơng tiện, tài liệu để bắt
đầu khám phá học tập trực tuyến trong khi vẫn giữ lại QTDH của lớp học truyền
thống mà HS và GV đã quen thuộc. B-Learning giúp cải thiện mối quan hệ giữa các
7
GV và HS. Sự gia tăng thời gian trao đổi trực tiếp mặt đối mặt trong lớp học so với
học trực tuyến, với khả năng cập nhật nội dung và các hoạt động học tập nhanh
chóng tạo điều kiện cho các thông tin phản hồi ngay lập tức đến đƣợc với ngƣời
dạy. B-Learning cũng cung cấp cơ hội để ngƣời học mạnh dạn đƣa ra ý tƣởng cũng
nhƣ cung cấp bổ sung các tài liệu học tập tạo ra nguồn tài liệu ngày càng đa dạng,
phong phú.
Tạo khả năng tự học và tự nghiên cứu cho HS trên môi trƣờng cá nhân vì các
đối tƣợng nhận thức đƣợc trình bày một cách toàn diện, tổng thể, đầy đủ và nhanh
chóng nhờ các thiết bị đa phƣơng tiện và các phần mềm. Hơn nữa, thông qua sự
cộng tác nhóm, HS đƣợc rèn luyện các kĩ năng giao tiếp, tạo sự tự tin và mạnh dạn
trình những ý tƣởng, quan điểm của cá nhân. HS đƣợc tham gia một loạt các tƣơng
tác trong không gian và thời gian; tiếp cận nguồn thông tin, giáo dục và dịch vụ
cộng đồng và các kết nối cá nhân tạo nên sự thuận lợi và khả năng nắm bắt thông
tin nhanh chóng.
Hơn thế nữa, b-Learning mang lại hiệu quả cao hơn so với tự học. Tính tƣơng
tác cao trong học tập, cùng với tài nguyên vô tận trên internet đã làm thoả mãn cũng
nhƣ giúp ngƣời học đào sâu kiến thức; từ đó cải thiện khả năng và kết quả học tập
của ngƣời học, rèn luyện kĩ năng hợp tác trong các hoạt động học tập. B-Learning
có nhiều tiềm năng tạo ra phong cách học tập, kinh nghiệm học tập phong phú, và
cung cấp nhất quán hơn trong nội dung cũng nhƣ chất lƣợng đào tạo. Ngƣời học
thuận tiện và linh hoạt hơn với quá trình sử dụng chế độ học tập trực tuyến trong
khi vẫn duy trì một số điểm quan trọng trong tƣơng tác, tự học và cộng tác trong
DH truyền thống.
Trong học tập rất cần có các bài kiểm tra để biết sự tiến bộ của HS và là một
phƣơng pháp tốt để đánh giá quá trình học tập. Với b-Learning, kết quả học tập
phản ánh ngay qua từng bài học chứ không phải chờ đến bài kiểm tra. Khi kết thúc
một bài học hay khoá học, HS có thể kiểm tra kiến thức mình đã học thông qua các
bài kiểm tra, bài thi dƣới dạng trắc nghiệm khách quan hoặc tự luận. Kết quả và đáp
án sẽ đƣợc cập nhật nhanh chóng, đem lại thông tin phản hồi kịp thời, góp phần tích
cực trong việc chỉ đạo, định hƣớng hoạt động DH, giúp HS tự đánh giá khả năng
của mình và GV cũng có thể đánh giá năng lực học tập của HS cũng nhƣ năng lực
chuyên môn của mình.
Bên cạnh đó, b-Learning cũng tiết kiệm thời gian (so với DH truyền thống) và
chi phí (so với học trực tuyến) trong khi vẫn đảm bảo hoàn thành các nhiệm vụ học
tập dựa vào tính linh hoạt trong việc lập kế hoạch và thời gian biểu cho khoá học trên
8
cơ sở phân phối các hình thức DH cân bằng và tối ƣu hoá chƣơng trình học tập phát
triển. Hoàn toàn học trực tuyến, tự học, phƣơng tiện truyền thông phong phú dựa trên
nội dung DH trên web có thể là quá tốn kém để sản xuất (đòi hỏi nhiều nguồn lực và
kĩ năng), nhƣng kết hợp hợp tác ảo và các buổi DH F2F với các hoạt động tự học đơn
giản, chẳng hạn nhƣ chung nội dung học tập, tài liệu nghiên cứu, các hoạt động học
tập điện tử, bài tập văn bản, và bài thuyết trình PowerPoint (yêu cầu thời gian nhanh
hơn và kĩ năng thấp hơn để sản xuất) có thể có hiệu quả, thậm chí còn hơn.
Mặt khác, cơ sở vật chất hạ tầng trong giáo dục nƣớc ta thấp, chƣa có khả
năng phục vụ DH hoàn toàn qua mạng cùng với sự thiếu kinh nghiệm và kĩ năng
trong việc quản lý, khai thác cũng nhƣ sử dụng các hệ thống đào tạo trực tuyến của
ngƣời GV cho thấy giải pháp b-Learning trong điều kiện hiện nay là một tất yếu.
Tóm lại, hình thức b-Learning phát huy tối đa thế mạnh của cả GV và HS. Cả
ngƣời học và ngƣời dạy đều phải nhận thức đƣợc vai trò thay đổi của mình. Trƣớc
đây khi phƣơng pháp giảng dạy giao tiếp ra đời, vai trò của ngƣời thầy đã đổi từ
“dạy” sang “hướng dẫn” và cao hơn là “hỗ trợ”. Trong hình thức b-Learning, bản
thân ngƣời thầy cũng đƣợc CNTT “hỗ trợ” và vận dụng tốt các tính năng ƣu việt
của nó, ngƣời thầy sẽ giúp từng HS hiểu các khái niệm rõ ràng hơn và biết cách vận
dụng các khái niệm này trong thực hành thực tế một cách tích cực, sáng tạo và trở
thành một ngƣời học chủ động, tích cực, làm nền tảng cho sự chủ động trong cuộc
sống và công việc của các HS trong tƣơng lai. Từ đó, b-Learning sẽ mang lại một
trào lƣu mới trong học tập.
1.2. Dạy học các ứng dụng kỹ thuật
1.2.1. Khái niệm
Các ứng dụng của các định luật, nguyên lý, hiệu ứng, ... vật lí trong kỹ thuật
và đời sống (gọi là các ứng dụng kỹ thuật) đƣợc hiểu là các đối tƣợng, thiết bị máy
móc (hoặc hệ thống các đối tƣợng thiết bị máy móc) đƣợc chế tạo và sử dụng với
mục đích nào đó trong kỹ thuật và đời sống mà nguyên tắc hoạt động của chúng dựa
trên các định luật, nguyên lý, hiệu ứng đó.
Với quan niệm về ứng dụng kỹ thuật nhƣ vậy thì trong chƣơng trình vật lí phổ
thông có nhiều ứng dụng kỹ thuật đƣợc nghiên cứu. Ví dụ nhƣ:
- Các máy phát điện, các động cơ điện, Rơ-le điện từ... mà nguyên tắc hoạt
động của nó dựa trên hiện tƣợng điện từ;
- Máy ảnh, kính hiển vi, kính thiên văn, kính lúp,... ứng dụng quy luật đƣờng
đi của các tia sáng qua lăng kính, gƣơng, thấu kính (sự tạo ảnh qua lăng kính,
gƣơng…).
9
1.2.2. Vai trò của việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật trong DH vật lí
Thuật ngữ “các ƢDKT của Vật lí” đã nói lên rằng: các kiến thức này là kết
quả của việc ứng dụng những kiến thức khái quát của Vật lí, nhất là những định luật
vật lí vào kỹ thuật để chế tạo những thiết bị, máy móc có tính năng, tác dụng nhất
định, đáp ứng đƣợc những yêu cầu của kỹ thuật và đời sống.
Tuy những kiến thức vật lí là cơ sở để chế tạo các thiết bị, máy móc kỹ thuật,
nhƣng không phải một phát minh mới về vật lí có thể áp dụng đƣợc ngay vào kỹ
thuật một cách có hiệu quả, đủ để tạo ra một hiện tƣợng cần thiết trong kỹ thuật. Áp
dụng các định luật vật lí, ta có thể tạo ra một hiện tƣợng nhất định, nhƣng việc làm
thế nào để hiện tƣợng này có thể giải quyết đƣợc một nhiệm vụ cụ thể nào đó trong
kỹ thuật thì còn phải nghiên cứu mới có thể đƣa ra đƣợc một thiết bị thích hợp. Ví
dụ: ta đã biết định luật cảm ứng điện từ trong vật lí: “khi từ thông qua một khung
dây dẫn kín biến thiên thì trong khung xuất hiện một dòng điện”. Nhƣng làm thế
nào để lấy đƣợc dòng điện ở trong khung dây dẫn ra ngoài và để cho dòng điện đó
có cƣờng độ đủ lớn có thể làm nóng bếp điện, làm sáng bóng đèn thì điều này
không có trong định luật cảm ứng điện từ. Một máy phát điện ngoài một khung dây
dẫn có nhiều vòng dây và một nam châm tạo ra từ trƣờng, thì còn cần phải có nhiều
bộ phận khác đƣợc sắp xếp một cách đặc biệt nhƣ cổ góp, chổi quét, lõi sắt, tay
quay… Nghiên cứu các ƢDKT của Vật lí không phải là nghiên cứu xây dựng một
kiến thức vật lí mới mà là nghiên cứu tìm ra một cơ chế, thiết bị hay máy móc có
thể tạo ra hiện tƣợng mà kiến thức vật lí đã dự đoán và vận dụng đƣợc nó để giải
quyết một nhiệm vụ nào đó trong kỹ thuật. Việc làm này nhiều khi rất khó khăn,
ngay trong lịch sử khoa học cũng phải mất hàng chục năm.
Nhƣ vậy, việc ứng dụng một kiến thức vật lí vào kỹ thuật để chế tạo một thiết
bị, máy móc không phải đơn thuần chỉ là vận dụng một định luật vật lí, mà thực sự
là một hoạt động sáng tạo. Sự sáng tạo này nhiều khi đòi hỏi sự vận dụng tổng hợp
nhiều kiến thức, nhiều kinh nghiệm. Bởi vậy, đã xuất hiện những ngành kỹ thuật
riêng chuyên nghiên cứu chế tạo thiết bị máy móc này, để đạt đƣợc hiệu qủa cao.
Trong phạm vi của Vật lí học, ta chỉ chú ý những hiện tƣợng vật lí chủ yếu
xảy ra khi vận hành các thiết bị, máy móc, mà không chú ý nhiều đến những chi
tiết, những giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả của thiết bị, máy móc. Ví dụ
nhƣ: khi DH về máy phát điện xoay chiều, ta tập trung chú ý vào cách tạo ra dòng
điện xoay chiều và lấy đƣợc dòng điện trong khung ra ngoài để sử dụng, mà không
đi sâu vào hình dạng, vật liệu, kích thƣớc của rôto và stato, của dây dẫn cuốn trong
đó.
10
Nghiên cứu các ƢDKT của Vật lí là thiết lập mối quan hệ giữa lý thuyết và
thực tiễn, giữa cái trừu tƣợng (các khái niệm, định luật vật lí) và cái cụ thể (các hiện
tƣợng xảy ra trong máy móc, thiết bị). Nhờ đó mà làm cho việc nhận thức các kiến
thức vật lí trừu tƣợng trở thành sâu sắc hơn, mền dẻo hơn.
Việc nghiên cứu các ƢDKT của Vật lí góp phần phát triển tƣ duy vật lí kỹ
thuật của HS, làm cho HS thấy đƣợc vai trò quan trọng của kiến thức vật lí đối với
đời sống và sản xuất; qua đó mà kích thích hứng thú, nhu cầu của HS khi học tập
vật lí.
1.2.3. Con đường dạy học các ứng dụng kỹ thuật
Việc nghiên cứu những ƢDKT của Vật lí trong DH Vật lí ở trƣờng phổ thông
có thể diễn ra theo hai con đƣờng sau:
1.2.3.1. Con đường thứ nhất: Quan sát cấu tạo của đối tượng kỹ thuật đã có sẵn,
giải thích nguyên tắc hoạt động của nó.
Nghiên cứu ƢDKT của Vật lí theo con đƣờng này thực chất là giải bài toán
“hộp trắng”, biết cấu tạo bên trong của hộp, biết tác động ở đầu vào và kết quả của
đầu ra, giải thích vì sao đầu vào thế này, nhờ thiết bị lại cho đầu ra nhƣ vậy. Sự giải
thích phải dựa vào các định luật vật lí đã biết. Để đƣa ra đƣợc lời giải thích đúng
đắn thì trƣớc hết phải làm rõ đƣợc “điều cần giải thích”, nghĩa là phải phát hiện
đƣợc chính xác những điều kiện tác động ở đầu vào, hiện tƣợng xuất hiện ở đầu ra,
rồi tìm những định luật, qui tắc vật lí chi phối quá trình biến đổi ở bên trong đối
tƣợng kỹ thuật đó từ đầu vào đến đầu ra. Đƣợc định hƣớng từ “điều cần giải thích”
này, HS tìm cách giải thích bằng suy luận diễn dịch: xuất phát từ những định luật,
qui tắc vật lí áp dụng vào những điều kiện cụ thể của đối tƣợng kỹ thuật để đi đến
kết luận là hiện tƣợng thu đƣợc ở đầu ra.
Tiến trình nghiên cứu có thể gồm các giao đoạn sau:
a) Giai đoạn 1: Quan sát thiết bị gốc, cho vận hành để xác định được chính
xác tác động ở đầu vào và kết quả thu được ở đầu ra.
Kết quả thu đƣợc ở đầu ra chính là mục đích sử dụng của thiết bị. Nhiều khi sự
quan sát này gặp khó khăn vì hiện tƣợng tinh tế, khó quan sát đƣợc chính xác bằng
các giác quan của mình. Đối với trƣờng hợp này, GV có thể mô tả bổ sung bằng lời
cho rõ. Kết thúc giai đoạn này, đƣa ra đƣợc điều cần giải thích, thƣờng đƣợc diễn
đạt bằng một câu hỏi dƣới dạng “tại sao?”.
b) Giai đoạn 2: Quan sát thiết bị gốc để xác định cấu tạo bên trong của nó,
làm rõ những bộ phận có liên quan với nhau, tác dụng lẫn nhau trong khi thiết bị
vận hành.
11
Trong nhiều trƣờng hợp, việc làm này khó khăn vì thiết bị máy móc gốc có
một vỏ bọc ngoài che kín những bộ phận bên trong và có rất nhiều chi tiết bên
ngoài mà thoạt mới nhìn, ta không rõ chúng có liên quan gì tới quá trình vận hành
của thiết bị. Để tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của HS trong giai đoạn này,
cần đƣa ra một số thiết bị gốc đã đƣợc bổ dọc hay bổ ngang để có thể quan sát
đƣợc ở bên trong, rồi xây dựng một mô hình để thay thế cho đối tƣợng gốc. Mô
hình này chỉ bao gồm những bộ phận chính của thiết bị gốc mà ta cho rằng có liên
quan đến diễn biến của quá trình xảy ra trong thiết bị. Thông thƣờng ở đây, ta
dùng mô hình hình vẽ hay mô hình vật chất - chức năng hoặc kết hợp cả hai. Việc
chọn những bộ phận, chi tiết nào của thiết bị để đƣa vào mô hình nhiều khi gặp
khó khăn. GV có thể giúp HS bằng cách định hƣớng cho họ chú ý đến những bộ
phận, chi tiết của thiết bị máy móc có biến đổi, có tƣơng tác với nhau hoặc có
những dấu hiệu, những đặc tính có liên quan đến hiện tƣợng ở đầu vào và đầu ra.
Việc cho mô hình vận hành sẽ tạo điều kiện cho HS phát hiện ra những mối quan
hệ giữa sự vận hành của các bộ phận trong thiết bị với các định luật vật lí chi phối
chúng. Việc xây dựng một mô hình nhƣ thế không phải luôn luôn thành công mà
phải chỉnh lí, bổ sung nhiều lần.
c) Giai đoạn 3: Giải thích nguyên tắc hoạt động của thiết bị máy móc.
Ta phải lựa chọn một định luật, qui tắc vật lí đã biết làm cơ sở xuất phát, sau
đó dựa vào những điều kiện cụ thể, đặc điểm của thiết bị, thực hiện phép suy luận
diễn dịch, suy ra một kết luận. Nếu kết luận đó phù hợp với hiện tƣợng quan sát
đƣợc ở đầu ra của thiết bị máy móc là ta đã hoàn thành việc giải thích. Cũng có
khi quá trình vận hành của thiết bị có nhiều giai đoạn nối tiếp nhau, ta phải thực
hiện nhiều phép suy luận nối tiếp cho đến khi ra kết quả cuối cùng.
Nếu kết quả thu đƣợc từ suy luận không phù hợp với kết quả cuối cùng quan sát
đƣợc thì ta phải lựa chọn lại định luật xuất phát hoặc kiểm tra lại xem quá trình suy
luận có tuân thủ chặt chẽ các qui tắc của suy luận diễn dịch không, hoặc có thể bỏ qua
một giai đoạn nào đó của quá trình vận hành thiết bị không. Để cho thuận lợi, dễ hình
dung, ở giai đoạn này, ta có thể sử dụng mô hình đã đƣa ra ở giai đoạn 2.
Nhƣ vậy, việc lựa chọn định luật vật lí làm cơ sở xuất phát có vai trò quyết
định. Cần phải hƣớng dẫn HS biết dựa vào những dấu hiệu quan sát đƣợc ở đầu vào
và đầu ra để liên tƣởng đến những định luật, qui tắc vật lí có liên quan đến hiện
tƣợng đó, nhận biết xem hiện tƣợng xảy ra thuộc loại hiện tƣợng gì, có liên quan
đến định luật nào.
Ví dụ: Nghiên cứu cấu tạo và hoạt động của máy biến thế.
12
Đầu tiên, GV đƣa ra một máy biến thế thật, ví dụ nhƣ máy biến thế thƣờng
dùng trong phòng thí nghiệm hoặc một máy biến thế đơn giản mà vẫn hoạt động
đƣợc. Sau đó, tiến hành một thí nghiệm để HS nhận thấy đƣợc rằng: nếu ta đƣa vào
một đầu của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì ta thu đƣợc ở đầu ra một
hiệu điện thế xoay chiều lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Tuy nhiên, bằng quan sát trực tiếp
trên các vôn kế thì khó có thể nhận biết đƣợc là hiệu điện thế ở đầu vào và đầu ra là
hiệu điện thế xoay chiều. GV cần phải bổ sung bằng cách cung cấp thêm cho HS
một thông tin là: hiệu điện thế ở đầu vào và đầu ra là hiệu điện thế xoay chiều. Kết
thúc giai đoạn 1 này, GV đƣa ra một câu hỏi: vì sao khi ta đưa vào máy biến thế một
hiệu điện thế xoay chiều thì ở đầu ra, ta lại thu được một hiệu điện thế xoay chiều
thấp hơn hoặc cao hơn?
Tiếp theo, GV đƣa máy biến thế ra khỏi hộp đựng để quan sát đƣợc các bộ
phận bên trong và hƣớng dẫn HS rằng: đây là hiện tƣợng điện nên cần chú ý đến các
bộ phận có liên quan đến điện nhƣ dây điện, cuộn dây, lõi sắt. Kết quả là: HS quan
sát thấy có hai cuộn dây điện, đặt cách điện với nhau, một cuộn có nhiều vòng, một
cuộn có ít vòng, cả hai cuộn đều lồng vào một lõi sắt chung. Hai cuộn dây đều quấn
trên ống cách điện. Các chi tiết khác nhƣ hình dạng ống dây, cấu tạo của lõi sắt,
cách bố trí các chốt cắm để lấy điện vào, đƣa điện ra… tạm thời chƣa chú ý đến.
Biểu diễn những bộ phận chính nói trên bằng một hình vẽ (Hình 1.1). Trên mô hình
vẽ này, có cả thông tin về dòng điện xoay chiều ở đầu vào và đầu ra.
Hình 1.1. Mô hình máy biến thế
Bây giờ, ta phải lựa chọn một định luật vật lí đã biết để làm điểm xuất phát
cho sự giải thích. Trƣớc đây, HS đã biết nhiều định luật về điện nhƣ định luật Ôm,
định luật Jun - Lenxơ, qui tắc về tƣơng tác của nam châm điện, từ trƣờng của dòng
điện, định luật cảm ứng điện từ…
Ở đây, các cuộn dây đều đặt cách điện với nhau và với lõi sắt nên không có
hiện tƣợng dẫn điện từ cuộn dây vào đến cuộn dây ra. Ta chƣa chú ý đến hiện tƣợng
nóng lên của máy biến thế, sự rung của các cuộn dây. Ta chỉ quan tâm giải thích sự
xuất hiện của hiệu điện thế xoay chiều ở đầu ra. Điều đó gợi ý cho HS thử chọn
định luật cảm ứng điện từ. Hiện tƣợng cảm ứng điện từ làm xuất hiện trong một
13
cuộn dây kín một dòng điện hay trong cuộn dây hở một hiệu điện thế. Diễn biến của
hiện tƣợng nhƣ sau: khi đƣa dòng điện vào cuộn dây 1, trong cuộn dây xuất hiện
một từ trƣờng (kiến thức về từ trƣờng của dòng điện); lõi sắt đặt trong lòng cuộn
dây sẽ bị nhiễm từ (kiến thức về sự nhiễm từ của sắt); dòng điện hay hiệu điện thế
đƣa vào cuộn dây 1 là dòng điện xoay chiều biến thiên.
Vậy, từ trƣờng mà nó sinh ra cũng biến thiên, lõi sắt bị nhiễm từ cũng sinh ra
một từ trƣờng biến thiên: từ trƣờng biến thiên của lõi sắt gây ra một từ thông biến
thiên qua tiết diện của cuộn dây 2 (kiến thức về từ thông); cuối cùng, là từ thông
qua cuộn dây 2 biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây 2 một hiệu điện thế biến
thiên xoay chiều cùng nhịp độ với sự biến thiên của từ thông. Sự giải thích nhƣ thế
là chấp nhận đƣợc vì quá trình lập luận chặt chẽ (tuy chỉ ở mức độ định tính) và kết
luận phù hợp với điều quan sát đƣợc ở cuộn dây ra.
Tuy nhiên, ở đây còn một điều nữa phải giải thích là: sự khác nhau của hiệu
điện thế ở đầu vào và hiệu điện thế ở đầu ra. Điều này khó khăn hơn vì cần dùng
đến những kiến thức mà HS chƣa biết. Bởi vậy, không thể yêu cầu họ giải thích
đƣợc mà chỉ có thể yêu cầu họ nhận xét dựa trên qui nạp thực nghiệm là: trong hai
cuộn dây, cuộn nào có số vòng dây lớn hơn sẽ có hiệu điện thế lớn hơn.
1.3.2.2. Con đường thứ 2: Dựa trên những định luật vật lí, những đặc tính vật lí
của sự vật hiện tượng, thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu kỹ thuật
nào đó.
Con đƣờng này thực chất là tìm tòi, phát minh lại một thiết bị máy móc dùng
trong kỹ thuật, là một bài tập sáng tạo. Ở đây, hiện tƣợng vật lí và những định luật
chi phối nó đã biết dƣới dạng tổng quát. Yêu cầu tìm tòi là đƣa ra một thiết bị có
cấu tạo thích hợp để tạo ra hiện tƣợng vật lí đáp ứng đƣợc một số yêu cầu cụ thể của
sản xuất hay đời sống.
Việc nghiên cứu các ƢDKT của Vật lí theo con đƣờng thứ hai này có thể tiến
hành theo các giai đoạn sau:
a) Giai đoạn 1: Xác định rõ những định luật, qui tắc vật lí ta sẽ phải sử dụng
để chế tạo thiết bị kỹ thuật mới.
Việc nhìn lại con đƣờng đã dẫn đến nhận thức đƣợc định luật, qui tắc này (từ
thực tiễn đến kiến thức khái quát) sẽ là một gợi ý rất bổ ích để có thể tìm ngƣợc lại
con đƣờng đi từ những định luật trừu tƣợng, khái quát đến hiện tƣợng cụ thể mà ta
cần tạo ra trong các thiết bị kỹ thuật. Ví dụ: khi xây dựng định luật cảm ứng điện từ,
ta đã làm nhiều thí nghiệm kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết cho rằng: sự biến
thiên của từ thông qua tiết diện của khung dây dẫn kín là nguyên nhân sinh ra dòng
14
điện cảm ứng trong khung dây. Một trong những thí nghiệm đó là: thay đổi góc α
(φ = B.S. cosα) nghĩa là cho khung dây quay trong từ trƣờng. Điều đó sẽ định
hƣớng cho HS chế tạo một máy phát điện bằng cách cho một cuộn dây quay trong
một từ trƣờng.
b) Giai đoạn 2: Đưa ra nhiệm vụ thiết kế một thiết bị có một chức năng xác
định nhằm sử dụng được hiện tượng vật lí vào sản xuất hay đời sống.
c) Giai đoạn 3: Đưa ra một phương án thiết kế thiết bị.
Đối chiếu hiện tƣợng do các định luật, qui tắc vật lí dự đoán đƣợc với hiện
tƣợng yêu cầu thiết bị cần tạo ra để đƣa ra các phƣơng án thiết kế thiết bị. Ở đây,
cần vận dụng những kiến thức và kinh nghiệm của mình để tìm phƣơng án thiết kế
phù hợp. Những vấn đề thƣờng gặp trong thiết kế, chế tạo thiết bị kỹ thuật là:
- Tăng cƣờng độ của một đại lƣợng nào đó đến mức độ đủ lớn để có thể sử
dụng đƣợc trong sản xuất (ví dụ: tăng cường độ của dòng điện cảm ứng trong
khung dây);
- Đảm bảo sự xuất hiện liên tục của một hiện tƣợng (ví dụ: duy trì dòng điện
trong pin);
- Điều khiển để hiện tƣợng xảy ra theo một hƣớng, ở một thời điểm có lợi cho
công việc mà ta mong muốn (ví dụ: thời điểm nổ của nhiên liệu, hướng chuyển
động của pittông trong động cơ đốt trong, tập trung ánh sáng phản xạ vào một điểm
trong gương cầu lõm);
- Chuyển đƣợc hiệu quả của hiện tƣợng xảy ra trong thiết bị ra ngoài để sử
dụng (ví dụ: máy phát điện, hiện tượng quang điện);
- Phối hợp hiện tƣợng xảy ra trong thiết bị với một hiện tƣợng khác ở bên
ngoài (ví dụ: tốc kế ly tâm hay tốc kế cộng hưởng);
- Đo lƣờng chính xác một đại lƣợng (ví dụ: đo cường độ dòng điện, ...);
Để đƣa ra một phƣơng án giải quyết những vấn đề nhƣ thế, có khi phải vận
dụng tổng hợp nhiều kiến thức vật lí và những kiến thức thuộc các lĩnh vực khác
nữa.
Nếu nhiệm vụ giải quyết khá phức tạp thì nên tìm cách chia thành những
nhiệm vụ thành phần đơn giản hơn, cho phù hợp với trình độ HS.
d) Giai đoạn 4: Dựa trên phương án thiết kế đã chọn, đưa ra một mô hình vật
chất - chức năng, kèm theo hình vẽ có các bộ phận chính của thiết bị đã chọn, sắp
xếp theo một cách thích hợp và cho mô hình vận hành để sơ bộ kiểm tra tính hợp lí
của thiết kế này.
Ví dụ nhƣ: gây một tác động ở đầu vào thì ở đầu ra có thu đƣợc hiện tƣợng
15
mong muốn không.
e) Giai đoạn 5: Dựa trên mẫu thiết kế, lắp ráp một thiết bị thật (bằng vật
thật). Cho thiết bị vận hành để quan sát hiệu quả thu được, kiểm tra tính đúng đắn,
khả thi của thiết kế.
g) Giai đoạn 6: Hoàn chỉnh thiết kế, bổ sung điều chỉnh trên thiết bị thật để
tăng thêm tính hiệu quả. Trong DH, đến đây, GV nên đƣa ra một thiết bị cùng loại
đang đƣợc sử dụng trong kỹ thuật và nói cho HS rõ một số chi tiết khác với mẫu đã
thiết kế nhƣng đều có cùng một chức năng.
Ví dụ: Ứng dụng định luật cảm ứng điện từ để chế tạo máy phát điện xoay
chiều
Giai đoạn 1: GV yêu cầu HS nhắc lại định luật cảm ứng điện từ, nghĩa là nói
rõ: trong điều kiện nào thì trong một khung dây dẫn kín xuất hiện một dòng điện
cảm ứng? Có những cách nào để làm biến thiên từ thông qua khung dây? GV có thể
làm một vài thí nghiệm trong số những thí nghiệm đã làm và nhận xét rằng: dòng
điện xuất hiện trong khung dây kín rất yếu không thể dùng để thắp sáng bóng đèn.
Giai đoạn 2: GV đề xuất nhiệm vụ mới: thiết kế một máy có thể tạo ra một
dòng điện cảm ứng xoay chiều đủ mạnh để có thể dùng đƣợc trong sản xuất và đời
sống (nhƣ thắp đèn, chạy máy…). Ta đã biết: cứ cho khung dây kín quay trong từ
trƣờng thì trong khung xuất hiện dòng điện cảm ứng. Tại sao không lấy thẳng dòng
điện trong khung ra để dùng vào thắp đèn, chạy máy? Qua thảo luận, đƣa đến hai
khó khăn, hai vấn đề cần giải quyết:
- Dòng điện trong khung yếu quá;
- Khung dây quay làm cho dây nối ra ngoài bị xoắn lại và sẽ đứt.
Vậy thì máy phát điện cần thiết kế phải giải quyết hai vấn đề trên. Bây giờ, ta
giải quyết từng vấn đề.
Giai đoạn 3: Làm thế nào để cho dòng điện trong khung mạnh lên? Cuộc thảo
luận đi đến giải pháp là: thay khung dây bằng cuộn dây có nhiều vòng và cho cuộn
dây quay nhanh trong từ trƣờng. Nhƣ vậy, phải gắn cuộn dây với một trục quay,
một đầu nối với một tay quay để dễ dàng quay nhanh hơn.
- Để có thể lấy đƣợc dòng điện ở trong khung ra ngoài mà dây ở chỗ lấy ra
không bị xoắn đứt thì làm thế nào? Cuộc thảo luận đƣa ra một số cách làm nhƣ sau:
(1) Cho hai đầu cuộn dây luôn luôn chạm vào hai tấm kim loại phẳng đứng
yên trong khi cuộn dây quay;
(2) Hai đầu cuộn dây luôn luôn chạm vào hai tấm lá đồng uốn thành hình trụ đặt
song song với trục quay. Hai tấm đồng nối với hai dây dẫn đƣa dòng điện ra ngoài;
16
(3) Hai đầu cuộn dây nối với hai vòng kim loại đồng trục, mỗi đầu dây nối với
một vòng kim loại. Khi khung quay kéo theo hai vòng kim loại. Hai thanh quét lấy
điện ra ngoài luôn tì lên các vòng kim loại.
Phƣơng án (1) bị loại bỏ vì khá phức tạp, không tiện dụng. Các phƣơng án (2)
và (3) tƣơng đƣơng nhau nhƣng phƣơng án (3) gọn nhẹ hơn.
Giai đoạn 4: Đƣa ra mô hình kèm theo hình vẽ (Hình 1.2). GV giúp HS thể
hiện phƣơng án 3 trên hình vẽ, chủ yếu là bộ vành khuyên, thanh quét để lấy điện từ
trong khung ra ngoài. Sau đó cho mô hình hoạt động để sơ bộ kiểm tra tính hợp lí
của phƣơng án đã thiết kế.
Hình 1.2. Mô hình máy phát điện xoay chiều
Giai đoạn 5: vì trong hoàn cảnh lớp học không có điều kiện để HS tham gia
vào việc lắp ráp một thiết bị tƣơng đối phức tạp nhƣ trên nên GV có thể đƣa ra máy
phát điện quay tay đơn giản có sẵn. Mô hình máy phát điện xoay chiều trong phòng
thí nghiệm để HS quan sát cấu tạo và hiệu quả của máy (làm sáng nhấp nháy một
bóng đèn).
Giai đoạn 6: Nếu có điều kiện, GV cho HS xem một máy phát điện xoay
chiều thật dùng trong sản xuất; nếu không thì dùng hình vẽ, tranh giáo khoa.
1.3. Dạy học các ứng dụng kỹ thuật theo b-Learning
1.3.1. Nguyên tắc và tiêu chí thiết kế nội dung DH ƯDKT theo b-Learning
Để xây dựng đƣợc b-Learning đạt hiệu quả, cần phải đƣa ra đƣợc những
nguyên tắc và tiêu chí làm cơ sở cho việc xác định nội dung, vận dụng phƣơng pháp
và triển khai thực hiện sao cho phù hợp với cơ sở lý luận và điều kiện thực tiễn.
Đây là cơ sở cho việc thiết kế nội dung cho bài DH theo b-Learning. Tùy theo mức
độ mà bài DH b-Learning đƣợc xây dựng dựa trên cơ sở những nguyên tắc của
QTDH, nguyên tắc xây dựng bài giảng e-Learning, Website dạy, nguyên tắc thiết kế
nội dung DH môn Vật lí.
1.3.1.1. Những nguyên tắc dạy học trong lý luận dạy học
- Đảm bảo sự thống nhất giữa tính khoa học và tính giáo dục trong DH;
- Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa lý luận và thực tiễn trong DH;
17
- Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa cái cụ thể và cái trừu tƣợng trong
DH;
- Nguyên tắc đảm bảo sự vững chắc của tri thức, kĩ năng, kỹ xảo và tính mềm
dẻo của tƣ duy trong DH;
- Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa tính vừa sức chung và tính vừa sức
riêng trong DH;
- Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa vai trò chủ đạo của GV và vai trò tự
giác, tích cực, độc lập của HS trong DH.
1.3.1.2. Những nguyên tắc xây dựng bài giảng e-Learning, Website DH
Tính phong phú; Tính tổ chức; Tính hiệu quả; Tính phân chia nội dung; Tính dễ
truy cập và linh hoạt; Tính cá nhân hóa; Tƣơng thích chuẩn; Tiện ích, dễ thích nghi.
1.3.1.3. Những nguyên tắc thiết kế nội dung DH bộ môn Vật lí
Gắn liền tri thức với thực tiễn; Đảm bảo những tri thức vật lí cơ bản; Bổ sung
những tri thức hỗ trợ; Có kho học liệu vật lí mở.
Việc phân tích, đánh giá nội dung kiến thức, phân chia vai trò thực hiện các
mục tiêu DH có ý nghĩa quan trọng dạy b-Learning. Việc này đƣợc xác định dựa
trên khả năng vận dụng công nghệ của GV và HS vào dạy và học đến đâu. Đồng
thời, dựa trên đặc điểm kiến thức môn học, điều kiện cơ sở vật chất và sự hỗ trợ của
công nghệ. Từ đó tôi đề xuất những tiêu chí sau:
- Cân đối về nội dung: Nội dung kiến thức và mục tiêu DH phải đƣợc phân
chia một cách cân đối giữa việc học trên lớp và học qua mạng internet;
- Phù hợp với trình độ của ngƣời xây dựng và khả năng của ngƣời sử dụng;
- Phù hợp với kiến thức môn học.
1.3.2. Quy trình dạy học các ƯDKT của Vật lí theo b-Learning
Qua nghiên cứu cơ sở lí luận về b-Learning và DH các ƢDKT. Tôi xây dựng
quy trình DH các ƢDKT của Vật lí theo b-Learning theo các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Dạy ứng dụng kỹ thuật gì?
Ở giai đoạn này GV cần trả lời câu hỏi “dạy cái gì?”. GV căn cứ vào mục tiêu
và nội dung của môn học, của chƣơng học, bài học để xác định nội dung có ƢDKT
sẽ giảng dạy, trang bị cho HS.
GV trả lời câu hỏi “dạy ở đâu?”. Sau khi xác định đƣợc nội dung ƢDKT cần
dạy, GV cần xác định xem đơn vị kiến thức mình dạy có thể dạy theo con đƣờng
nào? Sau đó, căn cứ vào điều kiện cơ sở vật chất của trƣờng, lớp, của địa phƣơng,
căn cứ vào trình độ của HS, kĩ năng của HS để xác định xem giai đoạn nào sẽ tiến
hành ở trên lớp, giai đoạn nào các em sẽ học qua mạng cho phù hợp.
18
Sau khi đã xác định đƣợc các đơn vị kiến thức cần dạy cụ thể, GV tiến hành
thiết kế các nội dung đó trên giấy và trên MVT, xây dựng hệ thống e-Learning trên
trang e-Learning. Tài nguyên cho b-Learning đƣợc lấy từ các nguồn sau:
+ Qua SGK, các sách chuyên khảo có nội dung liên quan đến môn Vật lí;
+ Qua thông tin mạng internet và những thông tin thực trong đời sống, xã hội;
+ Qua phim, ảnh có những nội dung liên quan đến tri thức môn Vật lí;
Giai đoạn 2: Dạy ƯDKT này như thế nào?
Thật ra, giai đoạn ngày trả lời cho câu hỏi “lấy cái gì để dạy?”.
Ở giai đoạn này, GV phải thiết kế tiến trình DH cụ thể của từng đơn vị kiến thức,
sẽ phải dạy nhƣ thế nào?, hay nói cách khác là trả lời cho câu hỏi “dạy như thế nào?”.
Sau khi xây dựng hệ thống e-Learning, các tiến trình DH thì GV tiến hành
triển khai tiến trình đã thiết kế. Để triển khai mô hình đạt hiệu quả mong muốn,
ngƣời GV phải chuẩn bị nhiều thứ nhƣ: Giới thiệu cho HS về hệ thống e-Learning
về các nội dung nhƣ: cách tạo tài khoản, cách đăng nhập (cái này thƣờng thì HS đã
biết cách làm), cách chọn nội dung bài học, cách xem bài giảng, cách làm bài tập,
cách gửi bài đi, cách xem điểm, ... hay nói cách khác là hƣớng dẫn sử dụng trang eLearning. Sau khi triển khai, tôi đánh giá b-Learning bằng các cách nhƣ sau:
+ Bản thân trải nghiệm ở vị trí HS để tiến hành học vật lí trên Website;
+ Xin góp ý của các chuyên gia;
+ TNSP để kiểm chứng chất lƣợng của chƣơng trình tự học vật lí.
Trên cơ sở đó, tôi chỉnh sửa, bổ sung thêm những chi tiết cần thiết để có đƣợc
chƣơng trình hoàn chỉnh nhất. Tôi xác định phƣơng án vận dụng mô hình theo ba
bƣớc sau: Tổ chức hoạt động dạy trên lớp Tổ chức hoạt động dạy qua mạng
Tổ chức tổng kết, đánh giá trên lớp.
1.4. Thực trạng DH các ƯDKT của Vật lí ở trường THPT hiện nay
Để đƣa ra đƣợc một mô hình DH kết hợp phù hợp với thực trạng dạy và học
đặc biệt là DH các ƢDKT của Vật lí, tôi tiến hành điều tra thực trạng DH các
ƢDKT của Vật lí ở một số trƣờng THPT hiện nay.
1.4.1. Mục tiêu điều tra
- Nêu đƣợc thực trạng ứng dụng CNTT trong DH vật lí của GV;
- Nêu đƣợc thực trạng DH các ƢDKT của GV;
- Xác định đƣợc mức độ DH có lồng ghép các ƢDKT của GV;
- Trả lời đƣợc câu hỏi: Kĩ năng sử dụng MVT của HS đang ở mức nào? Có
đáp ứng được việc áp dụng mô hình DH kết hợp không?
- Nêu đƣợc thực trạng khai thác Internet của HS: các kĩ năng cơ bản, cần thiết
19