Sử dụng phần mềm tracker trong dạy học dao động cơ vật lí 12

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2

LÊ THỊ THU SẢN

sử DỤNG PHÀN MÈM TRACKER
TRONG DẠY HỌC "DAO ĐỘNG CO" - VẬT LÍ 12
••••

LUẬN VĂN THẠC sĩ KHOA HỌC GIÁO DỤC

HÀ NỘI, 2016


Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Sau đại học,
Khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2.
Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Anh Thuấn. Thầy đã tận
tình hướng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô và các em học sinh lớp
12A4 trường Trung học phổ thông Nguyễn Văn Cừ - Phù Khê - Từ Sơn - Bắc Ninh đã
tạo điều kiện thuận lợi, đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng
nghiệp đã dành tình cảm, động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian dài học tập, nghiên
cứu, thực nghiệm và hoàn thành luận văn này.

Bắc Ninh, tháng 7 năm 2016

Tác giả luận văn

Lê Thị Thu Sản
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là

trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự
giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn
trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Bắc Ninh, tháng 7 năm 2016

Tác giả luận văn

Lê Thị Thu Sản


MUC LUC
••

LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT


6
Chữ viết tắt

Nội dung

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

PPDH

Phương pháp dạy học

TBTN

Thiết bị thí nghiệm

THTN

Thực hành thí nghiệm

THPT

Trung học phổ thông

TN

Thí nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

SLLT

Suy luận lí thuyết

VĐ

Vấn đề

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Trong thông báo kết luận của Bộ chính trị về tiếp tục thực hiện Nghị quyết
TW (khóa VIII), phương hướng phát triển giáo dục đến năm 2020, ngày 15 tháng 4
năm 2009 cũng đã chỉ rõ: “Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy và học, khắc phục cơ
bản lối truyền thụ một chiều. Phương pháp dạy học tích cực, sáng tạo hợp tác, giảm
thời gian giảng giải lý thuyết, tăng thời gian tự học, tự tìm hiểu cho học sinh, sinh
viên; gắn bó chặt chẽ giữa học lý thuyết và thực hành, đào tạo gắn với nghiên cứu
khoa học, sản xuất và đời sống.”. Trong Luật giáo dục (2005) cũng đã chỉ
rõ :”Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo
của học sinh”.
Thực hiện sự chỉ đạo này ngành Giáo dục đã và đang thực hiện việc đổi mới
rất mạnh mẽ về nội dung và PPDH ở cấp trung học phổ thông. Quá trình đổi mới được
tiến hành rộng khắp trong cả nước từ năm học 2006-2007, đến năm học 2015-2016

7
này là bước sang năm thu 9 của quá trình đổi mới giáo dục THPT
Đổi mới PPDH theo hướng phát huy tính tích cực , phát triển năng lực sáng
tạo của học sinh là một nhiệm vụ quan trọng nhằm rèn luyện cho học sinh năng lực tư
duy, năng lực nhận thức, giải quyết vấn đề. Vì vậy, quá trình dạy học phải là quá trình
tổ chức hoạt động nhận thức tự chủ, sáng tạo của học sinh. Để phát huy được tính tích
cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh cần nhiều yếu tố, trong đố có một yếu tố
rất quan trọng là sử dụng các phương tiện dạy học phù họp với đặc trưng từng môn
học, dặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện của từng lớp học.
Đối với môn học Vật lí có nhiều phương pháp, phương tiện dạy học có thể
phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh. Trong đó có thể kể đến việc sử dụng các
phần mềm dạy học nhằm tạo ra các thí nghiệm ảo, mô phỏng, phân tích các hiện
tượng. Vật lý khó quan sát như: quá trình vi mô, quá trình vĩ mô, quá trình quá nhanh,
quá trình quá chậm, từ đó học sinh có thể tự phát hiện và giải quyết được các vấn đề
dưới sự tổ chức, định hướng hành động của giáo viên. Tuy nhiên, việc sử dụng các
phàn mềm này như thế nào thì phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh là vấn đề
càn được quan tâm nghiên cứu.
Trong nhà trường phổ thông môn vật lí gắn liền với đời sống nên việc dạy học
Vật lí cần làm cho học sinh có ý thức và biết cách vận dụng các kiến thức khoa học
vào thực tiễn đời sống, “Dao động cơ”- vật lí 12 có nhiều hiện tượng liên quan tới
thực tiễn. Vì vậy việc lựa chọn “Dao động cơ” có thể sử dụng phần mềm dạy học
nhằm phát huy tính tích cực, phát hiển năng lực của học sinh.
Trong chương trình vật lí 12 THPT hiện nay, kiến thức về “Dao động cơ”
không phải là kiến thức quá khó, học sinh hoàn toàn có thể tìm hiểu và giải quyết vấn
đề một cách chủ động khi các em được quan sát các hiện tượng về dao động điều hòa,
khảo sát sự biến thiên của li độ dao động...từ đó tìm ra các quy luật Vật lí của hiện
tượng khảo sát. Tuy nhiên, việc tiến hành thí nghiệm về dao động điều hòa và khảo
sát các hiện tượng Vật lí của chương là khó khăn do điều kiện thì nghiệm ở trường

phổ thông chưa đủ đáp ứng yêu cầu. Vì vậy việc sử dụng phần mềm dạy học “dao


8
động cơ” là hoàn toàn phù hợp.
Hiện nay, cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu xây dựng phần mềm dạy học
nhưng việc lựa chọn phần mềm dạy học như thế nào cho phù họp và sử dụng phần
mềm dạy học như thế nào để phát huy được tính tích cực, sáng tạo của học sinh trong
dạy học “Dao động cơ” thì còn chưa được quan tâm, nghiên cứu một cách đầy đủ.
Với những lí do hên và với mong muốn đóng góp một phàn nhỏ rong việc đổi
mới PPDH nhằm nâng cao chất lượng dạy và học ở trường THPT, chúng tôi chọn đề
tài: “Sử dụng phần mềm Tracker trong dạy học “ Dao động cơ”- vật lí 12”

2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng các video thí nghiệm và sử dụng phần mềm Tracker với các video ta
đã xây dựng trong dạy học Các định luật Niu-tơn - Vật lí 10 nhằm phát huy tính tích
cực, sáng tạo của học sinh.

3. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng các video thí nghiệm và sử dụng phần mềm Tracker với các
video thí nghiệm đã xây dựng trong dạy học Các định luật Niu-tơn - Vật lí 10 theo
dạy học giải quyết vấn đề thì sẽ phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh.

4. Đổi tượng nghiên cứu
-

Hoạt động dạy và học “Dao động cơ”- vật lí 12.

-

Sử dụng phần mềm phân tích Video trong dạy học “Dao động cơ” theo quan
điểm dạy học giải quyết vấn đề.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
Để hoàn thành các nội dung nghiên cứu đề tài, tôi xác định các nhiệm vụ sau:
-

Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng phàn mềm, nhất là sử dụng phàn
mềm phân tích video trong dạy học vật lí.

-

Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học giải quyết vấn đề.

-

Nghiên cứu thực tiễn của việc sử dụng phần mềm trong dạy học vật lí ở trường
phổ thông.

-

Nghiên cứu về nội dung, kiến thức, kĩ năng, các thí nghiệm cần tiến hành ừong


9
dạy học dao động cơ theo dạy học giải quyết vấn đề.
-

Xác định các thí nghiệm cần tiến hành.

-

Nghiên cứu việc sử dụng phần mềm phân tích Video (Tracker Vieo Analysis)
về mặt kĩ thuật và về mặt dạy học.

-

Xây dựng các video thí nghiệm về dao động cơ.

-

Soạn thảo tiến trình dạy học dao động cơ ừong đó có sử dụng phần mềm
Tracker để phân tích các video thí nghiệm đã xây dựng theo dạy học giải quyết
vấn đề.

-

Thực nghiệm sư phạm tiến trình dạy học đã soạn thảo.

6. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Để hoàn thành các nội dung nghiên cứu đề tài, tôi lựa chọn sử dụng phối họp
các phương pháp sau:
-

Phương pháp nghiên cứu lí luận: Sử dụng phương pháp này để tìm hiểu nghiên
cứu các tài liệu, sách báo liên quan tới đề tài nhằm xác định cơ sở lý luận của
việc đề xuất phương pháp sử dụng phần mềm dạy học.

-

Phương pháp điều ừa khảo sát thực trạng: Sử dụng phương pháp này để điều
tra về tình hình dạy học Vật lý nói chung và dạy học “Dao động cơ” nói riêng
thông qua điều tra bằng phiếu hỏi giáo viên.

-

Nghiên cứu thực nghiệm: Sử dụng phương pháp này để kiểm tra, đánh giá giả
thuyết khoa học đã đề ra.

-

Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phương pháp này để xử lí, phân tích
các số liệu thực nghiệm.

7. Phạm vỉ nghiên cứu
-

Khai thác, sử dụng phàn mềm Tracker video analysis trong dạy học Vật lí.

-

Phạm vi kiến thức về Dao động cơ.

-

Phạm vi thực nghiệm sư phạm: trường THPT Nguyễn Văn Cừ.

8. Đóng góp của đề tài
-

Xây dựng được 7 video thí nghiệm về dao động của con lắc lò xo, con lắc đơn,


1
0
con lắc vật lí trong đó một trong những thí nghiệm mới là thí nghiệm về con
lắc vật lí khi sử dụng thiết bị đơn giản nhưng vẫn nghiên cứu được những vấn
đề của con lắc vật lí.
-

Sử dụng phần mềm Tracker phân tích các video thí nghiệm đã xây dựng.
- Soạn thảo được tiến trình dạy học kiến thức về phương trình dao động và chu

kì dao động của con lắc đon có dừng phàn mềm Tracker với các video thí nghiệm đã
xây dựng theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo
của học sinh.

9. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phàn mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục luận văn gồm 3
chuông:
Chuông 1: Cơ sở lí luận của việc sử dụng phần mềm phân tích video theo
hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí
Chương 2: Sử dụng phần mềmTracker trong dạy học “Dao động cơ” - vật lí
12.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.


CHUÔNG 1
Cơ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC sử DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH
VIDEO THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH cực, SÁNG TẠO

CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
1.1.

Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí

1.1.1.

Khái niêm

Dạy học GQVĐ là một quan điểm dạy học nhằm phát triển năng lực tư duy sáng
tạo, năng lực GQVĐ của HS. HS được đặt trong một tình huống có VĐ, thông qua việc
GQVĐ đó giúp HS lĩnh hội tri thức, kĩ năng và phương pháp nhận thức.
Dạy học GQVĐ là một tư tưởng dạy học làm cho HS nắm kiến thức trên cơ sở tổ
chức, hướng dẫn họ tìm tòi nghiên cứu phỏng theo nghiên cứu của các nhà bác học, chứ
không thụ động chờ GV truyền thụ kiến thức. Việc tổ chức, hướng dẫn HS tìm tòi nghiên
cứu không những giúp các em nắm được kiến thức một cách bền vững và sâu sắc mà còn
giúp các em biết phương pháp, có kĩ năng và thói quen nghiên cứu, tìm tòi, sáng tạo [11].
Theo quan điểm lí luận, nhận thức, hoạt động nhận thức của con người chỉ bắt đàu
khi con người gặp phải mâu thuẫn giữa một bên là nhiệm vụ phải giải quyết với một bên là
trình độ hiểu biết, kinh nghiệm đang có. Để giải quyết được nhiệm vụ nhận thức mới thì
phải xây dựng kiến thức mới, kĩ năng mới, phương pháp mới, phương tiện mới. Như vậy,
hoạt động nhận thức của HS trong học tập thực chất là hoạt động GQVĐ nhận thức.
- Khái niệm VD
+ Dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà học sinh không thể giải
quyết được chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu có sẵn, nghĩa là dừng tư
duy tái hiện đơn thuần để giải quyết, mà phải tìm tòi sáng tạo để giải quyết và khi giải
quyết đuợc thì học sinh thu nhận được kiến thức, kĩ năng, cách thức hành động mới.
+ VĐ chứa đựng câu hỏi nhưng đó là câu hỏi về một cái chưa biết, câu hỏi mà câu
trả lời là một cái mới phải tìm tòi sáng tạo mới xây dựng được, chứ không phải là câu hỏi
chỉ đơn thuần yêu cầu nhớ lại những kiến thức đã có [16], [17].

- Khái niệm tình huống có VĐ:
+Tình huống có VĐ là tình huống mà khi HS tham gia thì gặp một số khó khăn,
HS ý thức được VĐ, mong muốn GQVĐ đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hi
vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào việc GQVĐ đó. Như vậy, tình huống đó
kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS.
+ Tổ chức tình huống có VĐ thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS tự ý thức được
VĐ cần giải quyết, có nhu cầu và hứng thú GQVĐ.Trong dạy học vật lí, để tạo nhu cầu
hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của HS, GV cần đưa vào các tình huống có
VĐ như: tình huống phát triển; tình huống lựa chọn; tình huống bế tắc; tình huống ngạc
nhiên, bất ngờ; tình huống lạ [16], [17], [18], [20], [23].
Tóm lại, theo V.Ôkôn thì dạy học GQVĐ là toàn bộ các hành động như tổ chức
các tình huống có Vĩ), biểu đạt các Vĩ), chú ý giúp đỡ cho HS những điều cần thiết để HS
GQVĐ, kiểm ừa các cách giải quyết đó và cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hóa và
củng cố các kiến thức đã tiếp thu được. Dạy học GQVĐ có tác dụng phát huy hoạt động
nhận thức tự chủ, tích cực của HS, giúp HS chiếm lĩnh được các kiến thức khoa học một
cách sâu sắc, vững chắc, đồng thời bảo đảm sự phát triển trí tuệ ữong quá trình học tập
[11].

1.1.2.

Các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo kiểu dạy

học giải quyết vấn đề
Phỏng theo tiến trình xây dựng kiến thức trong nghiên cứu khoa học, tiến trình
xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học GQVĐ gồm 5 giai đoạn được thể hiện qua sơ
đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức hình 1.1 [9],[17],[20]:

Hình 1.1.Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo dạy học GQVĐ
-

Giai đoạn 1: Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết
Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề. Từ cái đã biết và

nhiệm vụ cần giải quyết, nảy sinh nhu cầu về cái còn chưa biết, về một cách giải
quyết không có sẵn nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được.
-

Giai đoạn 2: Phát biểu vấn đề càn giải quyết

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh phát biểu vấn đề cần giải quyết (nêu câu
hỏi càn trả lời, mà câu trả lời cho câu hỏi nêu ra chính là nội dung kiến thức vật lí mới
cần xây dựng).
-

Giai đoạn 3: Giải quyết vấn đề
Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề: Với sự định hướng của giáo viên, học

sinh trao đổi, thảo luận suy đoán giải pháp giải quyết


Thực hiện giải pháp đã suy đoán: Khảo sát lí thuyết và/hoặc khảo sát thực
nghiệm: Học sinh vận hành mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết) rút ra kết luận
lôgic về cái càn tìm; thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, thu lượm và
xử lí các dữ liệu cần thiết, rút ra kết luận về cái cần tìm.
-

Giai đoạn 4: Rút ra kết luận

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh xem xét sự phù họp giữa kết luận

có được nhờ SLLT (mô hình hệ quả lôgic) với kết luận có được từ các dữ liệu thực
nghiệm (mô hình xác nhận).
Khi có sự phù họp giữa hai kết luận này thì quy nạp chấp nhận kết quả tìm
được. Kết luận đã tìm được trở thành kiến thức vật lí mới.
Khi không có sự phù họp giữa hai kết luận này thì:
+ Xem quá trình thực thi thí nghiệm đã đảm bảo các điều kiện của thí nghiệm
chưa.
+ Nếu quá trình thực hiện thí nghiệm đã đảm bảo các điều kiện của thí nghiệm
thì xem lại quá trình vận hành mô hình xuất phát. Nếu quá trình vận hành mô hình
không mắc sai lầm thì sẽ dẫn tới phải bổ sung, sửa đổi mô hình xuất phát, thậm chí
phải xây dựng mô hình mới. Mô hình mới thường khái quát hơn mô hình trước, xem
mô hình trước như là trường họp riêng, trường hợp giới hạn của nó. Điều này cũng có
nghĩa là chỉ ra phạm vi áp dụng của mô hình xuất phát lúc đầu.
Giáo viên chính xác hóa, bổ sung, thể chế hóa kiến thức mới.


-

Giai đoạn 5: Vận dụng kiến thức vật lí mới để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra
tiếp theo
Trên cơ sở vận dụng kiến thức mới đã thu được để giải thích, tiên đoán các sự

kiện và xem xét sự phù họp giữa lí thuyết và thực nghiệm, lại đi tới chỉ ra phạm vi áp
dụng của kiến thức đã xây dựng được và dẫn tới xây dựng những mô hình mới (các
kiến thức mới). Như vậy:
-

Thí nghiệm trong quá trình xây dựng kiến thức như đã nêu thể hiện mối liên

hệ biện chứng giữa hành động lí thuyết và hành động thực nghiệm, giữa suy
diễn và quy nạp, giữa tư duy lôgic và tư duy trực giác.

-

Trong dạy học, việc thiết lập được sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến
thức theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề là cần thiết cho việc xác định mục
tiêu dạy học và soạn thảo tiến trình hoạt động dạy học cụ thể kiến thức mới.
Tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

diễn ra theo hai con đường: con đường lí thuyết và con đường thực nghiệm. Vì kiến
thức dao động của con lắc lò xo và con lắc đơn có thể xây dựng theo con đường
SLLT nên ở đây chúng tôi chỉ đề cập đến kiểu dạy học GQVĐ theo con đường lí
thuyết [11].

1.1.3.

Sơ đồ dạy học GQVĐ theo con đường lí thuyết và thực nghiệm

1.1.3.1.

Sơ đồ dạy học giải quyết vấn đề theo con đường lí thuyết

Các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của
kiểu dạy học giải quyết vấn đề được thể hiện qua sơ đồ hình 1.2:
2. Phát biểu vấn đề cần giải quyết (câu hỏi cần ưả lời)
1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: từ kiến thức cũ,
kinh nghiệm, thí nghiệm, bài tập, truyện kể lịch sử...

Ị

trình TN đã đảm bảo điêu kiện mà TN cân tuân thủ và quá trình suy luận không măc sai
lầm thì kết quả TN đòi hỏi phải đề xuất giả thuyết. Quá trình kiểm tra tính đúng đắn của
giả thuyết này sau đó sẽ dẫn tới kiến thức mới bổ sung, sửa đổi những kiến thức đã vận
dụng lúc đầu làm tiền đề cho suy luận lí thuyết.
Nhũng kiến thức vận dụng lúc đầu này nhiều khi là trường hợp riêng, trường hợp giới hạn
của kiến thức mới. Qua đó, phạm vi áp dụng các kiến thức đã vận dụng lúc đầu được chỉ
ra.
Hình 1.2. Sơ đô khải quát tiên trình xây dựng kiên thức theo con đường li thuyêt
của kiểu dạy học GQVĐ
Từ sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của kiểu dạy học
GQVĐ, ta thấy:
-

Tính tích cực nhận thức và tính sáng tạo của HS được phát triển ở giai đoạn 1 nếu
HS tự phát hiện được VĐ càn giải quyết. Ở giai đoạn 3, năng lực sáng tạo của HS
được phát triển một cách tối đa thông qua các hoạt động: Suy đoán giải pháp
GQVĐ, thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm nghiệm kết quả đã thu được nhờ
suy luận lí thuyết hoặc hệ quả của nó.

-

Để suy đoán giải pháp GQVĐ và thực hiện giải pháp đã suy đoán để tìm ra được
kết quả, HS phải lựa chọn được trong vốn kiến thức của mình những kiến thức cần
vận dụng, xác định được cách thức vận dụng các kiến thức này để tìm ra được câu
trả lời. Qua đó, không những tính tích cực nhận thức mà cả tính sáng tạo của HS
được phát triển.

-

Kiến thức được tìm ra nhờ suy luận lí thuyết từ những kiến thức đã biết nhìn chung
là chính xác. Tuy nhiên, kiểm nghiệm kiến thức đã tìm ra từ suy luận lí thuyết nhờ
TN không những giúp HS tin tưởng vào tính chân thực của kiến thức, mà còn phát
triển tính tích cực nhận thức và tính sáng tạo của HS thông qua hàng loạt các hoạt
động như: suy luận logic từ kết quả ra hệ quả kiểm nghiệm được nhờ TN, thiết kế
phương án TN để kiểm nghiệm kết quả đã thu được từ suy luận lí thuyết hoặc hệ
quả của nó (cần những dụng cụ nào,


bố trí chúng ra sao, tiến hành TN như thế nào, thu thập những dữ liệu TN định tính và
định lượng nào, xử lí các dữ liệu TN này như thế nào).
1.1.3.2.

Sơ đồ dạy học giải quyết vẩn đề theo con đường thực nghiệm

Các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường thực nghiệm của
kiểu dạy học GQVĐ được thể hiện qua sơ đồ hình 1.3:

4. Rút ra kêt luận
Đối chiếu kết quả TN với giả thuyết (hệ quả) đã đề xuất. Có 2 khả năng xảy ra:


-

Nếu kết quả TN phù họp với giả thuyết (hệ quả) đã đề xuất thì giả thuyết trở thành
kiến thức mới.

-

Nếu kết quả TN không phù họp với giả thuyết (hệ quả) đã đề xuất thì cần kiểm tra
lại quá trình TN và quá trình suy luận từ giả thuyết ra hệ quả. Nếu quá trình TN đã
đảm bảo điều kiện mà TN cần tuân thủ và quá trình suy luận không mắc sai lầm thì
kết quả TN đòi hỏi phải đề xuất giả thuyết mới, rồi lại kiểm ưa tính đúng đắn của
nó. Quá ưình này có thể tiếp diễn nhiều lần, cho tới khi xây dựng đuợc kiến thức
mới.

Hình 1.3. Sơ đô khái quát tiên trình xây dựng kiên thức theo con đường thực nghiệm
của kiểu dạy học GQVĐ
Từ sơ đồ tiến ưình xây dựng kiến thức theo con đường thực nghiệm của kiểu dạy
học GQVĐ, ta thấy:
-

Tính tích cực nhận thức và tính sáng tạo của HS được phát triển thông qua các hoạt
động: phát hiện VĐ càn giải quyết, đề xuất giả thuyết, kiểm tía tính đứng đắn của
giả thuyết nhờ TN.

-

Đứng trước VĐ cần giải quyết, HS dựa vào kinh nghiệm, sự tương tự, mối liên hệ
nhân quả, sự thuận nghịch của nhiều quá ưình, phép ngoại suy, các mối liên hệ
định lượng thường gặp để đề xuất giả thuyết. Tuy nhiên, theo chúng tôi, nếu dựa
vào các cách đề xuất giả thuyết này mà HS vẫn không xây dựng được giả thuyết thì
GV hoặc các nhóm HS càn phải tiến hành TN hỗ trợ để giúp HS có thể đề xuất
được giả thuyết [11]

1.2.

Phát huy tính tích cực, tính sáng tạo của học sinh trong dạy học

Vật lí
1.2.1.

Phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học Vật lí

1.2.1.1.

Khái niệm tính tích cực

Tính tích cực là khái niệm biểu thị sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác với đối
tượng, biểu thị sự cường độ vận động của chủ thể khi thực hiện một nhiệm vụ, giải quyết
một vấn đề nào đó. Sự nỗ lực diễn ra trên các mặt: sinh lí, tâm lí, xã hội. Tính tích cực


chịu ảnh hưởng của rất nhiều nhân tố như: Nhu càu, động cơ, hứng thú [25].
Tính tích cực nhận thức là tính tích cực xét ừong điều kiện, phạm vi của quá trình
dạy học, chủ yếu được áp dụng trong quá trình nhận thức của học sinh [23].
Như vậy, tính tích cực nhận thức là khái niệm biểu thị sự nỗ lực của chủ thể khi
tương tác với đối tượng trong quá trình học tập, nghiên cứu nhằm đạt được mục đích đề ra
là chiếm lĩnh thông tin để làm thay đổi và phát triển năng lực con người.[11].
1.2.1.2.

Các biểu hiện tỉnh tích cực của học sinh

Giáo viên muốn phát hiện được học sinh có tích cực hay không, càn dựa vào một
số biểu hiện của HS sau đây [11]:
-

Các em có chú ý học tập hay không?

-

Có hăng hái tham gia vào các hoạt động học tập không (thể hiện ở hành động giơ
tay phát biểu ý kiến, thảo luận nhóm, ghi chép...)?

-

Có hoàn thành những nhiệm vụ được giao hay không?

-

Có ghi nhớ tốt những điều đã học không?

-

Có thể trình bày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng hay không?

-

Có vận dụng được những kiến thức đã học vào thực tiễn không?

-

Tốc độ học tập có khẩn trương không?

-

Có hứng thú trong học tập không hay vì một lí do bên ngoài nào đó mà phải học?
Giáo viên muốn phát hiện được mức độ tích cực của học sinh cần dựa vào một số

dấu hiệu sau đây [11]:
+ Tự giác học tập hay bị bắt buộc bởi những tác động bên ngoài(gia đình, bạn bè,
xã hội...) ?
+ Thực hiện nhiệm vụ của giáo viên ở mức độ tối thiểu hay tối đa?
+ Tích cực nhất thời hay thường xuyên?
+ Có kiên trì vượt khó hay không?
1.2.1.3 Biện pháp phát huy tỉnh tích cực của học sinh
Để phát huy được tốt tính tích cực của HS thì GV càn có những biện pháp sau [11]:
-

Nói lên ý nghĩa lí thuyết, ý nghĩa thực tiễn và tàm quan trọng của vấn đề sẽ nghiên


cứu.
-

Nội dung dạy học phải mới, nhưng cái mới ở đây không phải quá xa lạ với học
sinh, cái mới phải liên hệ và phát triển từ cái cũ. Kiến thức phải có tính thực tiễn,
gần gũi với sinh hoạt, với suy nghĩ hằng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của học
sinh.

-

Phải dùng các phương pháp, hình thức dạy học đa dạng: Nêu vấn đề và giải quyết
vấn đề, đàm thoại, thuyết giảng, trò chơi...

-

Kiến thức phải được trình bày trong dạng động, phát triển và mâu thuẫn với nhau.

Những vấn đề quan trọng, các hiện tượng then chốt có lúc cần diễn ra một cách đột
ngột, bất ngờ.

-

Sử dụng một cách họp lí các phương tiện dạy học trong quá trình tổ chức hoạt
động nhận thức của học sinh.

-

Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học phong phú: Cá nhân, nhóm, tập thể, tham
quan, làm việc trong phòng thí nghiệm,...

-

Luyện tập dưới các hình thức khác, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, vào các tình
huống mới.

-

Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa giáo viên với học sinh, động
viên, khen thưởng của thầy cô và bạn bè khi có thành tích tốt.

-

Tạo không khí đạo đức lành mạnh ữong lớp, ừong trường, tôn vinh sự học nói
chung và biểu dương những HS có thảnh tích học tập tốt.

-

Có sự động viên, khen thưởng từ phía gia đình và xã hội.

1.2.2.

Phát huy tính sáng tao của hoc sinh trong day hoc Vât lí

1.2.2.1 Khái niệm tỉnh sáng tạo
Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật
chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị giúp giải quyết một khó khăn, bế tắc
nhất định.
Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị mới về tinh thần, vật chất, tìm ra
kiến thức mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có


vào hoàn cảnh mới. Như vậy, sản phẩm của sự sáng tạo không thể suy ra từ cái đã biết
bằng cách suy luận logic hay bắt chước làm theo.
Năng lực sáng tạo gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể. Trong
bất cứ lĩnh vực nào, các thành thạo và kiến thức sâu rộng thì càng nhạy bén trong dự đoán,
đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương án để lựa chọn, càng tạo điều kiện cho trực giác
phát triển [16].
Vì vậy, không thể rèn luyện năng lực sáng tạo tách rời, độc lập với học tập kiến
thức về một lĩnh vực nào đó.
Hoạt động sáng tạo của nhà khoa học là tìm ra những phát minh mà nhân loại chưa
một ai biết, còn hoạt động sáng tạo đối với học sinh mang ý nghĩa là một hoạt động tập
dượt sáng tạo, sáng tạo lại. Điều quan trọng cần đạt được không phải là những sản phẩm
sáng tạo mà là khả năng sáng tạo của họ. Kiến thức học sinh sáng tạo ra sau này sẽ quên đi
vì không được dừng đến, còn năng lực sáng tạo của họ thì sẽ luôn được sử dụng trong hoạt
động thực tiễn sau này [16].
1.2.2.2.

Các biểu hiện tỉnh sáng tạo của học sinh

Giáo viên muốn phát hiện được học sinh có sáng tạo hay không, cần dựa vào một
số biểu hiện của HS sau đây [11]:
- Khả năng tự lực chuyển các kiến thức cũ, vốn hiểu biết của mình sang một tình
huống Vật lí mới cần giải quyết.
-

Phát huy được những chức năng mới ở đối tượng quen biết (chức năng mới ở đây
có thể chỉ mới đối với sự hiểu biết của học sinh).

-

Nhanh chóng nhận ra cấu trúc, kết cấu đối tượng đang nghiên cứu.

-

Đưa ra một hay nhiều phương án giải quyết trước một vấn đề đặt ra.

-

Đề xuất ý kiến riêng, cách lí giải riêng khác với ý kiến đã biết về một hiện tượng,
một nguyên tắc hay một quá trình nào đó mà không lệ thuộc vào ý kiến của giáo
viên, của bạn bè cũng như không sợ sai.

-

Nêu được ý tưởng bổ sung, cải tiến các thiết bị thí nghiệm đã có hay đề xuất các
phương án thí nghiệm mới.

-

Vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống bắt gặp bất ngờ trong thực
tế.

-

Trong quá trình nhận thức, học sinh tự kiểm tra đánh giá điều chỉnh một cách
nhanh chóng những sai lầm gặp phải.

1.2.2.3.

Các biện pháp phát huy tỉnh sáng tạo của học sinh

Để phát huy được tốt tính sáng tạo của HS thì GV càn có những biện pháp sau
[11]:
-

Tổ chức hoạt động nhận thức sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức
mới.

-

Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết.
+ Dựa vào liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có.
+ Dựa trên sự tương tự.
+ Dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa chúng có

mối quan hệ nhân quả.

+ Dựa trên nhận xét về hai hiện tượng luôn biến đổi đồng thời, cùng tăng hoặc
cùng giảm mà dựa đoán về quan hệ nhân quả giữa chúng.
+ Dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình.
+ Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang một lĩnh
vực khác.
+ Dựa trên sự dự đoán về mối quan hệ định lượng.
- Luyện tập đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán.

1.3.

Sử dụng phần mềm trong dạy học Vật lí

1.3.1.

Sử dụng phần mềm trong dạy học Vật lí

1.3.1.1.

Các loại phần mềm và chức năng của chúng

Phàn mềm được sử dụng trong máy vi tính được chia ra làm hai loại là phần mềm
hệ thống và phần mềm ứng dụng.
Phần mềm hệ thống là tất cả các phần mêm được sử dụng để điều hành và bảo trì
một hệ máy vi tính, bao gồm hệ điều hành và các chương trình tiện ích - phân biệt với các


chương trình ứng dụng. Thuộc về phần mềm hệ thống có thể là chương trình cơ sở. Các
chương trình cơ sở được nạp cố định trong bộ nhớ chỉ đọc ra của máy vi tính, hoặc ở một
nơi khác nào đó trong mạng điện máy vi tính, như các chip BIOS của các máy tính tương
thích IBM chẳng hạn. Người sử dụng không thể thay đổi gì trong nội dung phần mềm này.

Các hệ điều hành được sử dụng trong các máy vi tính hiện nay có thể kể ra là: DOS,
Windows, Macintosh..v.v.[17].
Phần mềm ứng dụng là các chương trình nhằm thực hiện các công việc cụ thể xử lí
từ, quản lí dữ liệu, vẽ hình, tính toán,... Khác với phần mềm hệ thống dừng để duy trì và tổ
chức hệ máy tính, và các chương trình tiện ích nhằm trợ giúp cho người sử dụng trong việc
duy trì và tổ chức hệ đó. Phàn mềm ứng dụng được sản xuất ra rất nhiều. Mỗi một lĩnh vực
nghiên cứu, hoạt động có một hoặc nhiều chương trình ứng dụng khác nhau [17].
Hiện nay, nhiều cơ sở ừong nước ta đã và đang nghiên cứu viết ra các phần mềm
ứng dụng để sử dụng trong các ngành kinh tế quốc dân. Trong dạy học nói chung và trong
dạy học Vật lí nói riêng, đã có các phần mềm về ôn tập, kiểm tra đánh giá hoặc mô
phỏng... Mặc dù phần mềm ở Việt Nam có nhiều điều kiện phát triển, song các phần mềm
trong lĩnh vực dạy học còn đang trong giai đoạn thử nghiệm và chưa được sử dụng rộng
rãi.

1.3.1.2.

Sử dụng máy vi tỉnh trong dạy học

Do có những tính năng mới và ưu việt nên trong khoảng ba, bốn mươi năm gàn
đây, máy vi tính đã được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của xã hội như: kinh tế,
quốc phòng, nghiên cứu khoa học... Trong lĩnh vực giáo dục, người ta cũng đã và đang
nghiên cứu sử dụng máy vi tính trong dạy học.
Nhờ chức năng có thể tạo nên, lưu trữ và hiển thị lại một khối lượng thông tin vô
cùng lớn dưới dạng văn bản, hình ảnh và âm thanh nên máy vi tính được sử dụng để hỗ trợ
giáo viên trong việc minh họa các hiện tượng, quá trình tự nhiên cần nghiên cứu. Tất cả
các văn bản, hình ảnh hay âm thanh cần minh hòa cho bài học đểu có thể được chọn lọc,
sắp xếp trong máy vi tính và được trình bày nhanh chóng với chất lượng cao theo một
trình tự tùy ý trong giờ học (không mất thời gian ghi chép, vẽ lại). Máy vi tính thể hiện

tính ưu việt của nó hơn hẳn các phương tiện dạy học khác còn ở chỗ: Ngay tức khắc, theo
ý muốn của giáo viên, nó có thể phóng to, thu nhỏ, làm chậm, làm nhanh, dừng lại quá
trình đang xảy ra hay chuyển sang nghiên cứu quá trình khác.
Nhiều phần mềm đã xây dựng nhằm hỗ trợ cho việc tự học, tự ôn tập của học sinh,
trong đó các yếu tố kích thích hứng thú, phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học
sinh được hết sức chú trọng. Việc kiểm tra, đánh giá với hỗ trợ của máy vi tính cũng đã và
đang được thử nghiệm trong lĩnh vực dạy học, để đảm bảo được tính khách quan, chính
xác cao của công việc kiểm ừa, đánh giá. Nhiều phần mềm tự kiểm tra, đánh giá đã đảm
bảo thực hiện các mối liên hệ ngược trong quá trình dạy học.
Bên cạnh đó, máy vi tính còn sử dụng ữong việc mô phỏng, mô hình hóa các hiện
tượng, quá trình cần nghiên cứu. Nhờ các phần mềm về đồ họa (như Turbo Pascal...) hay
phần mềm thiết kế (trong Cumputer Aided Design, viết tắt là CAD), ta có thể mô phỏng
các hiện tượng, quá trình nghiên cứu thông qua các dấu hiệu, mối quan hệ có tính bản chất
của đối tượng đó để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nhận thức của học sinh. Tương tự
như thế, nhờ máy vi tính, ta có thể xây dựng mô hình về các đối tượng nghiên cứu, giúp
cho việc nhận thức đối tượng đó thuận lợi hơn. Đặc biệt là nhờ máy vi tính và các phần
mềm, ta có thể xây dựng và quan sát mô hình tĩnh hay mô hình động ở các góc độ khác
nhau, trong không gian một, hai hay ba chiều, với đủ loại màu sắc khác nhau trong tự
nhiên...
Do có khả năng tạo nên, lưu trữ, hiển thị, truy nhập cũng như trao đổi các nội dung
bất kì với khối lượng thông tin khổng lồ dưới dạng văn bản, hình ảnh và âm thanh nên
máy vi tính ngày nay được kết nối với mạng Internet và được sử dụng như một trong các
phương tiện dạy học trên mạng Internet.

1.3.1.3.

Sử dụng máy vi tỉnh trong dạy học Vật lỉ

Bên cạnh các lĩnh vực sử dụng thường thấy trong các môn học khác như: học, ôn
tập bằng máy, kiểm tra, đánh giá bằng máy, xử lí và tính toán các kết quả bằng máy... máy

vi tính còn được sử dụng chủ yếu trong dạy học Vật lí ở các lĩnh vực quan trọng sau:
-

Mô phỏng các đối tượng Vật lí cần nghiên cứu.