Sử dụng phần mềm toán học mathematica trong giảng dạy bài tập chương điện tích điện trường vật lí 11

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

VŨ THỊ HUYỀN

SỬ DỤNG PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATHEMATICA
TRONG GIẢNG DẠY BÀI TẬP CHƯƠNG ''ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG'' VẬT LÍ LỚP 11 NHẰM TĂNG TÍNH TÍCH CỰC
TRONG QUÁ TRÌNH NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI - 2014
1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

VŨ THỊ HUYỀN

SỬ DỤNG PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATHEMATICA
TRONG GIẢNG DẠY BÀI TẬP CHƯƠNG ''ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG'' VẬT LÍ LỚP 11 NHẰM TĂNG TÍNH TÍCH CỰC
TRONG QUÁ TRÌNH NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(Bộ môn Vật lí)
Mã số: 60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: GS. TS TÔN TÍCH ÁI

HÀ NỘI - 2014

2


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với GS - TS Tôn Tích Ái - người thầy đã tận
tâm dạy bảo và hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô tại Trường Đại học Giáo dục - ĐHQG Hà Nội
đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Kết quả của luận văn
có sự đóng góp không nhỏ của BGH, các thầy cô giáo và đồng nghiệp và các em học sinh
trường THPT Lý Tử Tấn - Thường Tín - Hà Nội. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều
kiện thuận lợi đó.
Có được kết quả như ngày hôm nay tôi phải kể đến công sức của cả gia đình, những
người thân yêu luôn sát cánh và động viên tôi hoàn thành luận văn này.
Do những điều kiện chủ quan và khách quan, chắc chắn luận văn không thể tránh khỏi
những thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo, những ý kiến đóng góp của thầy cô và
các bạn.
Trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, tháng 11 năm 2014
Tác giả luận văn

Vũ Thị Huyền

i3


BẢNG KÍ HIỆU VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết đầy đủ

BTVL

Bài tập vật lí

CNTT

Công nghệ thông tin

ĐC

Đối chứng

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

NXB

Nhà xuất bản

PPDH

Phương pháp dạy học

SGK

Sách giáo khoa

THPT

Trung học phổ thông

TN

Thực nghiệm

i
i
4


MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn
Danh mục các chữ viết tắt
Mục luc
Danh mục các bảng
Danh mục các biểu đồ
MỞ ĐẦU

1

1.
Lý
do
chọ
n đề
tài ..
.......
.......
.......
.......
.......
.......
.......
.......
.......
.......
.......
.......
.....
1
2.
Mụ
c
đích
nghi
ên
cứu


......................................

...............

Đ

......................................

...............

Ộ

.........

...............

N

23. Nhiệm vụ nghiên

.....

G

cứu................................

4

......................................

Ch

D

...............

ươ

Ạ

24. Khách thể và đối

ng

Y

tượng nghiên

1.

cứu.................................

C

B

...............................

Ơ

À

35. Vấn đề nghiên

S

I

cứu................................

Ở

......................................

LÍ

T

...................

L

Ậ

36. Giả thuyết khoa

U

P

học.................................

Ậ

......................................

N

V

................

V

Ậ

37. Giới hạn và phạm vi

À

T

nghiên

T

cứu ...............................

H

L

Ự

Ý

.....................................
38. Ý nghĩa khoa học và
thực tiễn của đề
tài...................................
.....................
39. Phương pháp
nghiên
cứu ...............................
......................................
..........
410. Cấu trúc của luận
văn ................................

C
TI

P

Ễ

H

N

Ổ

C
Ủ
A
H
O
Ạ
T

T
H
Ô
N
G


CÓ SỰ HỖ TRỢ

tro

cực

CỦA PHẦN

ng

tron

MỀM

học tập

g

MATHEMATICA ........

.. ... ... .... ...

học

......................................

... ... ... ... ...

tập .

..................................

... .... ... ... ..

.......

5

. ... ... ... ... .

.......

1.1. Những vấn đề lí

... ... ... ... ...

.......

luận dạy học hiện

... ... ... ... ...

.......

đại ................................

. ... ... ...

.......

.......................

7

.......

5

1.2.1.

....

1.1.1. Bản chất quá

Khái

10

trình dạy

niệm tính

học.................................

tích cực

......................................

của học
sinh trong

51.1.2. Các nhiệm vụ

học

quá trình dạy

tập............

học ................................

.................

...............................

................

61.1.3. Các khâu của

71.2.2.

quá trình dạy

Những

học.................................

biểu hiện

...............................

của tính

61.1.4. Quy luật của

tích cực

quá trình dạy

trong học

học.................................

tập .........

...............................

...............

7

..............

1.2. Tổ chức dạy

81.2.3.

học theo hướng

Các cấp

phát huy tính tích

độ của

cực của học sinh

tính tích

5
i
i
i

1.2.4. Những biện pháp phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học ........

10

1.3. Vai trò của công nghệ thông tin trong dạy học ............................................

12

1.3.1. Dạy và học trong thời đại công nghệ thông tin .........................................

12

1.3.2. Một số hướng chính trong việc sử dụng công nghệ thông tin trong dạy
học Vật lí...........................................................................................................

13

1.3.3. Công nghệ thông tin với vai trò là phương tiện, thiết bị dạy hoc ..............

14

1.4. Lí luận về bài tập vật lí ...............................................................................

15

1.4.1. Khái niệm về bài tập vật lí .......................................................................

15

1.4.2. Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học vật lí ........................................

16

1.4.3. Sử dụng bài tập vật lí trong dạy học vật lí. Những yêu cầu chung trong
dạy học bài tập vật lí..........................................................................................

17

1.4.4. Lựa chọn bài tập vật lí .............................................................................

19

1.5. Quá trình hình thành và phát triển của Mathematica ...................................

19

1.6. Vài nét chính về Mathematica.....................................................................

20

1.6.1. Mathematica là hệ thống thực hiện các phép tính .....................................

20

1.6.2. Vẽ đồ thị..................................................................................................

21

1.6.3. Mathematica là ngôn ngữ lập trình...........................................................

21

1.6.4. Mathematica là hệ thống biểu diễn kiến thức toán học .............................

22

1.6.5. Mathematica là môt trường tính toán .......................................................

23

1.6.6. Các lệnh trong Mathematica ....................................................................

23

1.6.7. Các lệnh cơ bản của Mathematica trong tính toán bằng số .......................

24

1.6.8. Đồ hoạ trong Mathematica.......................................................................

27

1.7. Tìm hiểu thực tế dạy học ............................................................................

31

1.7.1. Thực tế dạy và học...................................................................................

31

1.7.2. Nguyên nhân dẫn đến sai lầm phổ biến của học sinh ...............................

32

1.7.3. Đề xuất biện pháp khắc phuc khó khăn .................................................... Kết

33

luận chương 1 .............................................................................................

34

CHƯƠNG 2. SOẠN THẢO HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HOẠT ĐỘNG DẠY
HỌC VỚI HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ SỬ DỤNG PHẦM MỀN
MATHEMATICA VÀO CHƯƠNG ''ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG'' VẬT
LÍ 11 NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC TRONG HOẠT
ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH ........................................................

35
iv 6


2.1. Đặc điểm cấu trúc nội dung chương ''Điện tích - Điện trường'' vật lí 11............... 35
2.1.1. Nhiệm vụ và vị trí " Điện tích - Điện trường" .............................................

35

2.1.2. Sơ đồ cấu trúc chương " Điện tích - Điện trường''.................................................. 36
2.1.3. Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương " Điện tích - Điện trường''...............

37

2.1.4. Phân tích nội dung chương " Điện tích - Điện trường'' ...............................

39

2.2. Xây dựng hệ thống bài tập chương " Điện tích - Điện trường'' vật lí 11 .........
42
2.2.1. Sơ đồ phân loại bài tập chương " Điện tích - Điện trường'' ........................

42

2.2.2. Soạn thảo hệ thống bài tập chương " Điện tích - Điện trường''...................

43

2.3. Hướng dẫn học sinh giải bài tập chương " Điện tích - Điện trường'' vật lí 11
có sử dụng phầm mềm Mathematica................................................................

46

2.3.1. Phương pháp............................................................................................

46

2.3.2. Hướng dẫn học sinh .................................................................................

46

Kết luận chương 2 .............................................................................................

64

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .....................................................

65

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ..................................................................

65

3.2. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm...........................................................

65

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................................

65

3.4. Thời điểm thực nghiệm .............................................................................. 3.5.

66

Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm ...................................................... 3.5.1.

66

Tiêu chí để đánh giá................................................................................. 3.5.2.

66

Diễn biến thực nghiệm sư phạm...............................................................

67

3.5.3. Sơ bộ đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo với việc ôn
tập củng cố kiến thức, phát huy tính tích cực, tự chủ, tư duy sáng tạo của
học sinh. ............................................................................................................

67

3.5.4. Kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh ..............................

68

Kết luận chương 3 .............................................................................................

76

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ..................................................................

78

TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................

80

PHỤ LỤC.........................................................................................................

82

v7


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Tên

Bảng 3.1

Bảng thống kê kết quả kiểm tra

Bảng 3.2

Xử lí kết quả để tính tham số

Bảng 3.3

Tổng hợp các tham số

Bảng 3.4

Bảng tần suất và tần suất tích luỹ

Trang
71
72
72

73

v8i


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ

Tên

Hình 1.1

Sơ đồ phân loại bài tập vật lí

Hình 1.2

Đồ thị ví dụ trong phần vẽ đồ thị của mathematica

Hình 2.1

Sơ đồ cấu trúc chương ''Điện tích - Điện trường''

Hình 2.2

Sơ đồ phân loại bài tập chương ''Điện tích - Điện trường''

Hình 2.3

Hình vẽ bài 4a

Hình 2.4

Hình vẽ minh hoạ bài 4b

Hình 2.5

Hình vẽ minh hoạ bài 4c

Hình 2.6

Hình vẽ minh hoạ bài 5

Hình 2.7

Hình vẽ minh hoạ bài 6

Hình 2.8

Hình vẽ minh hoạ bài 8

Hình 2.9

Hình vẽ minh hoạ bài 9

Hình 2.10

Hình vẽ minh hoạ bài 12

Hình 3.1

Đồ thị tần suất kết quả kiểm tra đối chứng

Hình 3.2

Đồ thị tần số tích luỹ lùi

Trang
18
21
36
42
49
50
50
52
53
56
58
61
74
74

9 ii v


MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang sống trong thế kỉ XXI, thế kỉ của trí tuệ sáng tạo. Đất
nước ta đang bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, viễn cảnh sôi động,

tươi đẹp, nhưng cũng nhiều thách thức đòi hỏi ngành Giáo dục và Đào tạo phải
có những đổi mới căn bản, mạnh mẽ, vươn tới ngang tầm với sự phát triển chung
của thế giới và khu vực. Sự nghiệp giáo dục đào tạo phải góp phần quyết định
vào việc bồi dưỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho thế hệ trẻ.
Giáo dục cần đào tạo con người đáp ứng được những đòi hỏi của thị
trường lao động và nghề nghiệp cũng như cuộc sống, có khả năng hòa nhập và
cạnh tranh quốc tế, đặc biệt là đào tạo con người có: năng lực hành động; tính
sáng tạo, năng động; tính tự lực và trách nhiệm; năng lực cộng tác làm việc;
năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp; khả năng học tập suốt đời. Vì vậy,
chúng ta cần phải đổi mới phương pháp dạy - học.
Đổi mới phương pháp dạy học (PPDH), ứng dụng công nghệ dạy học hiện
đại theo hướng chủ động, tích cực hóa hoạt động của học sinh là một trong
những phương hướng đã được xác định rõ, nhằm nâng cao chất lượng dạy và
học hiện nay. Điều này đã được xác định trong nghị quyết trung ương 4 khoá VII,
nghị quyết trung ương 2 khoá VIII, được thể chế trong luật giáo dục (2005).
Luật giáo dục, điều 28.2, đã ghi "Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy
tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm từng
lớp học môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm,
rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem
lại niềm vui hướng thú và trách nhiệm học tập của học sinh".
Với đặc thù môn học Vật lí phổ thông là quan sát, mô phỏng, giải thích
hiện tượng, việc sử dụng một phần mềm công nghệ để trong giảng dạy bài tập sẽ
giúp học sinh dễ dàng hiểu và vận dụng được, giúp giáo viên và học sinh
1


nâng cao chất lượng dạy và học. Mathematica là một trong những phần mềm
đó. Với những tính ưu việt của phần mềm toán Mathematica như khả năng tính
toán, khả năng đồ hoạ cũng như tính dễ sử dụng của nó trong việc xây dựng
các mô hình vật lí. Do vậy, dùng phần mềm Mathematica có thể thiết kế bài

giảng một cách trực giác mà không yêu cầu phải hiểu biết nhiều về tin học.
Từ những lý do trên, tôi đã lựa chọn đề tài: "Sử dụng phần mềm
mathematica trong giảng dạy bài tập chương Điện tích - Điện trường Vật lí
11 nhằm tăng tính tích cực trong quá trình nhận thức của học sinh" làm
luận văn thạc sĩ.
2. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng lí luận về dạy học bài tập Vật lí (BTVL) và sử dụng hệ thống
phần mềm Mathematica giảng dạy bài tập chương "Điện tích - Điện trường"
Vật lí 11. Tổ chức dạy học hệ thống bài tập đã soạn thảo nhằm góp phần tăng
tính tích cực trong quá trình nhận thức của học sinh (HS).
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Thứ nhất: Cơ sở lí luận của đề tài.
Nghiên cứu các quan điểm dạy học hiện đại về dạy học, đặc biệt chú
trọng về cơ sở lí luận của việc dạy BTVL.
Nghiên cứu tài liệu về phần mềm Mathematica.
Nghiên cứu nội dung và phân phối chương trình các kiến thức chương
"Điện tích - Điện trường" Vật lí 11 và các tài liệu có liên quan nhằm xác định
được mức độ nội dung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng học sinh cần đạt được.
- Tìm hiểu thực tế dạy học bài tập phần kiến thức chương "Điện tích Điện trường" Vật lí 11 nhằm phát hiện những khó khăn của giáo viên (GV) và học
sinh, những sai lầm phổ biến của học sinh. Từ đó đề xuất một số nguyên nhân
của các khó khăn và nêu các biện pháp khắc phục.
Thứ hai: Soạn thảo hệ thống bài tập có sử dụng phần mềm Mathematica để
giải và sử dụng hệ thống bài tập này vào việc tổ chức dạy học bài tập trong
2


chương "Điện tích - Điện trường" Vật lí 11.
Thứ ba: Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình dạy học đã soạn
thảo để đánh giá hiệu quả của hệ thống bài tập đã xây dựng và việc đưa phần
mềm Mathematica vào giảng dạy.

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
Khách thể nghiên cứu là quá trình dạy và học môn Vật lí chương "Điện
tích - Điện trường" Vật lí 11 của giáo viên và học sinh.
Đối tượng nghiên cứu là phần mềm Mathematica, ứng dụng vào giảng
dạy bài tập chương "Điện tích - Điện trường" Vật lí 11.
5. Vấn đề nghiên cứu
Sử dụng phần mềm Mathematica trong việc dạy hệ thống bài tập đã được
lựa chọn trong chương "Điện tích - Điện trường" Vật lí 11 như thế nào để
phát huy tính tích cực trong nhận thức của học sinh?
6. Giả thuyết khoa học
Nếu sử dụng phần mềmMathematica hỗ trợ tính toán giải các bài tập và
tổ chức hoạt động dạy học với hệ thống bài tập đó một cách phù hợp thì góp
phần phát huy tính tích cực trong nhận thức của học sinh.
7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
Các nghiên cứu khảo sát được tiến hành trên phạm vi trường trung học
phổ thông (THPT) Lý Tử Tấn - Thường Tín - Hà Tây.
Luận văn nghiên cứu quá trình dạy học nói chung, dạy BTVL nói riêng
trong trường THPT khi có sự hỗ trợ bởi phần mềm Mathematica trong việc
giảng dạy hệ thống BTVL, cụ thể chương "Điện tích - Điện trường" Vật lí 11.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa lí luận của đề tài
Đề tài góp phần phát triểnlí luận và phương pháp dạy học bậc THPT.

3


Ý nghĩa lý luận của đề tài
Đề xuất các biện pháp để sử dụng phần mềm Mathematica vào việc
giảng dạy hệ thống BTVL chương ''Điện tích - Điện trường'' Vật lí 11 thành
công.

9. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau
Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận
Nghiên cứu các tài liệu về Tâm lí học, Lí luận dạy học, Các tài liệu về
phương pháp dạy học bộ môn Vật lí…
Nghiên cứu SGK Vật lí 11 và các tài liệu khoa học đề cập đến vấn đề
"Điện tích - Điện trường"
Nghiên cứu tài liệu về phần mềm Mathematica.
Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Điều tra thực tiễn hoạt động dạy giảng dạy BTVL và việc ứng dụng
công nghệ thông tin(CNTT) trong dạy học vật lí ở trường THPT Lý Tử Tấn Thường Tín - Hà Tây
Thực nghiệm sư phạm
Nhóm phương pháp xử lý thông tin
Định lượng, định tính, thống kê và phân tích thống kê.
10. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ
lục, luận văn dự kiến được trình bày theo 3 chương
Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của hoạt động dạy bài tập vật lí
phổ thông có sự hỗ trợ của phần mềm Mathematica
Chương 2. Soạn thảo hệ thống bài tập và tổ chức hoạt động dạy học với
hệ thống bài tập có sử dụng phần mềm Mathematica vào chương "Điện tích Điện trường" Vật lí 11 nhằm phần phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận
thức của học sinh.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
4


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA HOẠT ĐỘNG DẠY
BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THÔNG CÓ SỰ HỖ TRỢ CỦA
PHẦN MỀN MATHEMATICA

1.1. Những vấn đề lí luận dạy học hiện đại
1.1.1. Bản chất quá trình dạy học
Bản chất của quá trình dạy học là quá trình nhận thức độc đáo của HS.
Trước tiên, ta khẳng định học là một hoạt động nhận thức. Vậy thế nào là
hoạt động nhận thức?
Nhận thức là sự phản ánh thế giới khách quan vào não người - đó là sự
phản ánh tâm lý của con người bắt đầu từ cảm giác đến tư duy, tưởng tượng. Sự
học tập của học sinh cũng là quá trình như vậy. Đó là sự phản ánh đi trước, có
tính chất cải tạo mà mức độ cao nhất là sự sáng tạo. Sự phản ánh đó bị khúc xạ
qua lăng kính chủ quan của mỗi người (như qua kinh nghiệm, nhu cầu, hứng
thú…), và đó là sự phản ánh tích cực của mỗi chủ thể.
Quá trình học tập của học sinh (HS) cũng diễn ra theo công thức của
V.I.Lênin về quá trình nhận thức: "Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu
tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn, đó là con đường biện chứng của
nhận thức chân lý, nhận thức hiện thực khách quan".
Tuy nhiên, trong quá trình, nhận thức của HS còn thể hiện tính độc đáo,
cụ thể như sau:
- Quá trình nhận thức của HS không phải là quá trình tìm ra cái mới cho
nhân loại mà chủ yếu là sự tái tạo những tri thức của loài người đã tạo ra.
- Quá trình nhận thức của HS không diễn ra theo con đường mò mẫm, thử
và sai như quá trình nhận thức nói chung của loài người, mà diễn ra theo con
đường đã được khám phá, được những nhà xây dựng chương trình, nội dung
dạy học gia công sư phạm. Vì vậy, trong một thời gian nhất định, HS có thể lĩnh
hội khối lượng tri thức rất lớn một cách thuận lợi.

5


- Quá trình học tập của HS phải tiến hành theo các khâu của quá trình
dạy học.

- Quá trình nhận thức của HS trong quá trình dạy học diễn ra dưới vai trò
chủ đạo của người GV cùng với những điều kiện sư phạm nhất định.
Kết luận: Như vậy bản chất của quá trình dạy học là hoạt động nhận
thức độc đáo của học sinh.
1.1.2. Các nhiệm vụ quá trình dạy học
Quá trình dạy học là một quá trình nhận thức tâm lý tích cực có liên quan
đến nhu cầu hứng thú của HS. Dạy học không những chỉ chú ý phát triển động
cơ học tập của HS ngay trong quá trình dạy học mà còn phải đi trước sự phát
triển. Nhiệm vụ của quá trình dạy học không chỉ giới hạn ở sự hình thành các kiến
thức, kỹ năng, kỹ xảo mà phải phát triển được trí tuệ, hình thành và phát triển
được nhân cách toàn diện của HS. Sự phát triển trí tuệ vừa là điều kiện đảm bảo
cho HS nắm vững kiến thức, vừa đảm bảo cho HS có khả năng tiếp thu, nghiên
cứu, tìm tòi, giải quyết những nhiệm vụ học tập, đáp ứng những đòi hỏi đa
dạng của hoạt động thực tiễn sau này.
Quá trình dạy học là một quá trình xã hội, sự học tập của HS sẽ được tạo
thuận lợi và có hiệu quả hơn nhờ sự trao đổi và sự tranh luận với bạn qua vùng
phát triển gần nhất. Bởi vậy, học tập của HS cần được tổ chức theo các hình
thức làm việc khác nhau: cá nhân, theo nhóm và giữa các nhóm.
1.1.3. Các khâu của quá trình dạy học
- GV đề xuất vấn đề, gây cho HS ý thức nhiệm vụ học tập.
- Tổ chức, điều khiển HS lĩnh hội tri thức mới. - Tổ
chức, điều khiển HS củng cố tri thức.
- Tổ chức, điều khiển HS rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo.
- Tổ chức, điều khiển kiểm tra, đánh giá việc nắm vững tri thức, kỹ năng,
kỹ xảo một cách có hệ thống của HS và tổ chức cho họ tự kiểm tra, tự đánh giá.
- Ph â n t í c h kế t qu ả t ừ n g gi a i đoạ n , t ừ ng bư ớ c n hấ t đị nh c ủ a qu á t r ì nh d ạ
y h ọ c.
6

1.1.4. Quy luật của quá trình dạy học
Quá trình dạy học là một hiện tượng xã hội, tồn tại như một hệ thống: chứa
đựng các thành tố và những mối quan hệ giữa chúng. Việc xác định những mối
quan hệ này, sắp đặt chúng theo thứ bậc là nhiệm vụ của lí luận dạy học. Dựa
trên những thành quảnghiên cứu của nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước,
cho tới nay, người ta nêu ra một số những nối quan hệ tồn tại trong quá trình dạy học
mà sự vận động của chúng mang tính chất như là những quy luật của quá
trình dạy học. Trong số những quy luật đó có thể kể tới:
- Quy luật về tính quy định của xã hội đối với quá trình dạy học. Quy luật về sự thống nhất biện chứng giữa dạy và học.
- Quy luật về sự thống nhất biện chứng giữa dạy học và phát triển trí tuệ.
- Quy luật về sự thống nhất biện chứng giữa dạy học và giáo dục tư
tưởng chính trị, đạo đức.
- Quy luật về sự thống nhất biện chứng giữa nội dung dạy học với
phương pháp và phương tiện dạy học.
- Quy luật về sự thống nhất biện chứng giữa việc xây dựng kế hoạch,
việc tổchức, việc điều chỉnh và việc kiểm tra hoạt động của học sinh trong
tiến trình thực hiện.
- Quy luật về sự thống nhất biện chứng giữa nội dung, phương pháp, hình
thức tổ chức dạy học với mục đích dạy học.
- Quy luật về sự thống nhất biện chứng giữa phương pháp dạy học với
phương pháp khoa học. v.v...
Trong các quy luật nêu trên, lí luận dạy học coi quy luật về sự thống nhất
biện chứng giữa dạy và học là quy luật cơ bản của quá trình dạy học, bởi sự có
mặt những yếu tố dạy và học quy định sự tồn tại, phát triển của quá trình
dạy học. Ở đâu nói tới sự dạy thì ở đó theo nó là sự học.
1.2. Tổ chức dạy học theo hướng phát huy tính tích cực của HS trong học tập
1.2.1. Khái niệm tính tích cực của HS trong học tập[23]
Tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã
hội. Khác với động vật, con người không chỉ tiêu thụ những gì sẵn có trong tự
7

nhiên mà còn chủ động sản xuất ra của cải vật chất cần thiết cho sự tồn tại,
phát triển của xã hội, sáng tạo ra nền văn hoá ở mỗi thời đại, chủ động cải biến
môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội.
Tính tích cực của con người biểu hiện trong hoạt động, đặc biệt trong
những hoạt động chủ động. Học tập là hoạt động chủ đạo ở lứa tuổi đi học.
Tính tích cực của con người ở lứa tuổi này là tính tích cực trong học tập.
Tính tích cực học tập là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao về
nhiều mặt trong học tập (L.V.Rebrova, 1975). Học tập là một trường hợp riêng
của nhận thức "Một nhận thức đã được làm cho dễ dàng đi và được thực hiện
dưới sự chỉ đạo của GV" (P.N.Erdonive, 1974). Vì vậy, nói tới tích cực trong học
tập thực chất là nói tới tính tích cực nhận thức của HS đặc trưng ở khát vọng hiểu
biết, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức.
Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận
thức trong học tập không nhằm phát hiện ra những điều loài người chưa biết
mà nhằm lĩnh hội những tri thức loài người đã tích luỹ được. Tuy nhiên trong học
tập HS cũng phải "khám phá" ra những điều mới đối với bản thân. HS sẽ thông
hiểu, ghi nhớ những gì đã nắm được qua hoạt động chủ động, nỗ lực của chính
mình. Đó là chưa nói, lên tới một trình độ nhất định, sự học tập tích cực sẽ mang
tính nghiên cứu khoa học và người học cũng làm ra những tri thức mới cho loài
người.
Tính tích cực trong học tập liên quan trước hết với động cơ học tập. Động
cơ đúng tạo ra hứng thú. Hứng thú là tiền đề của tự giác. Hứng thú và tự giác là
hai yếu tố tâm lý tạo nên tính tích cực. Tính tích cực sản sinh nếp tư duy độc lập.
Suy nghĩ độc lập là mầm mống của sáng tạo. Ngược lại, phong cách học tập tích
cực, độc lập, sáng tạo sẽ phát triển tự giác, bồi dưỡng động cơ học tập.
1.2.2. Những biểu hiện của tính tích cực trong học tập
Trong quá trình nhận thức Vật lý, tính tích cực của HS thể hiện ở việc
thực hiện các thao tác chân tay (như bố trí dụng cụ thí nghiệm, sử dụng các

dụng cụ đo, thực hiện các phép đo, thay đổi điều kiện thí nghiệm, cải tiến
8


hoặc xây dựng mới các thí nghiệm ), các thao tác tư duy (như phân tích, tổng
hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quát hoá, cụ thể hoá, suy luận quy nạp, suy
luận diễn dịch, suy luận tương tự), các hành động nhận thức (như xác định đặc
tính bản chất của sự vật hiện tượng, tìm nguyên nhân, xác định mối quan hệ).
Tuy nhiên các thao tác tư duy, các hành động nhận thức lại diễn ra trong đầu HS,
để nhận biết được tính tích cực của HS trong quá trình nhận thức Vật
lý cần phải dựa vào một số dấu hiệu sau:
- HS hăng hái, tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ xung
câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra.
- HS hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề mà HS
chưa hiểu.
- HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để
nhận ra vấn đề mới.
- HS mong muốn được đóng góp với Thầy, với bạn những thông tin mới
lấy từ những nguồn thông tin khác nhau, vượt ra khỏi phạm vi bài học.
Ngoài những biểu hiện nói trên mà GV dễ nhận thấy còn có những biểu
hiện về mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn như: thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay
ngạc nhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc
khi tìm ra lời giải cho một bài tập. Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở
từng cá thể HS, bộc lộ rõ ở những HS bé, kín đáo ở những HS lớn.
G.I.Sukina còn phân biệt dấu hiệu của tính tích cực học tập về mặt ý chí:
- Tập trung chú ý vào vấn đề đang học. Kiên trì làm xong bài tập.
- Không nản trước những tình huống khó khăn.
- Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học: tiếc rẻ cố làm cho xong
hay gấp vở chờ được lệnh ra chơi.
Thông qua những biểu hiện của tính tích cực của HS trong quá trình nhận

thức Vật lý mà người GV có thể nhận biết được những hạn chế của tiến

9


trình dạy học trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS . Từ đó,
biết cách khắc phục những hạn chế đó làm phát triển tư duy của HS.
Những biểu hiện của tính tích cực nêu trên chính là căn cứ để chúng tôi
đánh giá hiệu quả những đề xuất của mình trong thực nghiệm sư phạm.
1.2.3. Các cấp độ của tính tích cực trong học tập
Có thể phân biệt tính tích cực học tập ở ba cấp độ khác nhau từ thấp đến cao:
- Bắt chước: HS gắng sức làm theo mẫu hành động của GV, của bạn bè.
- Tìm tòi: HS độc lập giải quyết vấn đề nêu ra, mò mẫm những cách giải
khác nhau để tìm ra lời giải hợp lý nhất.
- Sáng tạo: HS nghĩ ra cách giải quyết mới độc đáo hoặc tự ra những bài
tập mới, hoặc cố gắng lắp đặt những thí nghiệm mới để chứng minh các kiến
thức vừa học. Dĩ nhiên mức độ sáng tạo của HS là có hạn nhưng đó chính là
mầm mống để phát triển năng lực sáng tạo về sau.
1.2.4. Những biện pháp phát huy tính tích cực của HS trong dạy học
1.2.4.1. Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động của HS
Để kích thích hứng thú học tập của HS, GV cần tạo các tình huống để tập
cho HS biết cách phát hiện ra vấn đề.
HS, đồng thời là chủ thể của hoạt động học được cuốn hút vào các hoạt
động học tập do GV tổ chức và chỉ đạo, thông qua đó tự khám phá ra những
điều mình chưa rõ chứ không phải thụ động tiếp thu tri thức từ GV.
Đặt HS vào những tình huống của đời sống thực tế, người học trực tiếp
quan sát, thảo luận, làm thí nghiệm, giải quyết vấn đề đặt ra theo cách suy nghĩ
của mình, từ đó vừa nắm được kiến thức, kỹ năng mới vừa nắm được phương
pháp "làm ra" kiến thức, kỹ năng đó, không rập theo những khuôn mẫu có sẵn
mà được bộc lộ và phát huy tiềm năng sáng tạo.

1.2.4.2. Chú trọng rèn luyện phương pháp tự học của HS
Việc rèn luyện phương pháp tự học cho HS không chỉ là một biện pháp
nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là một mục tiêu dạy học.

10


Trong các phương pháp học thì cốt lõi là phương pháp tự học. Nếu rèn
luyện cho người học có được phương pháp, kỹ năng, thói quen, ý chí tự học thì
sẽ tạo cho họ lòng ham học, khơi dậy nội lực vốn có trong mỗi người.
Trong một loạt công việc cần thực hiện trong quá trình học tập, GV cần
tính toán xem với thời gian cho phép trên lớp, trình độ HS trong lớp thì việc gì
được giao cho HS tự làm (tự làm trên lớp hay ở nhà), việc gì cần có sự trợ giúp
của GV, còn việc gì GV phải cung cấp thêm thông tin để HS có t h ể hoàn t hành .
Tự học không có nghĩa là không cần sự trợ giúp của GV khi HS gặp khó
khăn, không có sự trao đổi tranh luận của HS với nhau. Sự giúp đỡ của GV có thể
là chia nhiệm vụ nhận thức thành những nhiệm vụ bộ phận vừa sức HS, đưa ra
những nhận xét theo kiểu phản biện, nêu những câu hỏi định hướng quá trình
làm việc của HS hoặc hướng dẫn HS xây dựng cơ sở định hướng khái quát các
hoạt động khi làm việc với nguồn thông tin cụ thể, cơ sở định hướng khái quát
của quá trình xây dựng các loại kiến thức Vật lý khác nhau, cơ sở định hướng
của việc giải một loại bài tập nào đó...
1.2.4.3. Tăng cường hoạt động cá thể với hoạt động hợp tác
GV cần rèn luyện các kỹ năng làm việc tập thể mà HS có trong các giờ lên
lớp và cả trong tự học ở nhà.
Quá trình tổ chức cho HS làm việc theo nhóm thường gồm các giai đoạn
sau: Làm việc chung toàn lớp (chia nhóm và giao nhiệm vụ cho toàn nhóm...);
làm việc theo nhóm (thảo luận nhiệm vụ được giao, phân công nhiệm vụ cụ thể
cho từng cá nhân trong nhóm, từng cá nhân làm việc theo sự phân công, rồi
toàn nhóm trao đổi, cử đại diện trình bày kết quả hoàn thành nhiệm vụ của cả

nhóm. Trong giai đoạn này, GV theo dõi, giúp đỡ HS khi có khó khăn và có
thể sử dụng phiếu học tập phát cho mỗi nhóm HS); thảo luận, tổng kết trước
toàn lớp (các nhóm báo cáo kết quả, GV chỉ đạo thảo luận chung ở toàn lớp và
tổng kết, khái quát hoá các kết quả để đi tới kết luận chung).
11


1.2.4.4. Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò
Trong dạy học, việc đánh giá HS không chỉ nhằm nhận định thực trạng và
điều chỉnh hoạt động học của trò mà còn đồng thời tạo điều kiện nhận định thực
trạng và điều chỉnh hoạt động dạy của Thầy.
Trước đây GV giữ độc quyền đánh giá HS. Muốn phát huy được tính tích
cực của HS, GV phải hướng dẫn HS phát triển năng lực tự đánh giá để tự điều
chỉnh cách học. GV cần tạo điều kiện cho HS được tham gia đánh giá lẫn nhau.
Tự đánh giá đúng và điều chỉnh kịp thời là năng lực rất cần cho sự thành đạt
trong cuộc sống mà nhà trường phải trang bị cho HS.
Việc kiểm tra đánh giá không thể dừng lại ở yêu cầu tái hiện các kiến
thức, lặp lại các kỹ năng đã học mà phải khuyến khích trí thông minh, óc sáng
tạo trong việc giải quyết những tình huống thực tế.
Để phát huy được tính tích cực của HS thì trong quá trình dạy học, GV
không còn đóng vai trò đơn thuần là người truyền đạt kiến thức. GV trở thành
người thiết kế, tổ chức, hướng dẫn các hoạt động độc lập hoặc theo nhóm nhỏ để
HS tự lực chiếm lĩnh nội dung học, chủ động đạt các mục tiêu kiến thức, kỹ
năng, thái độ theo yêu cầu của chương trình. GV với vai trò là người gợi mở,
xúc tác, động viên, cố vấn, trọng tài trong các hoạt động tìm tòi hào hứng,
tranh luận sôi nổi của HS.
1.3. Vai trò của công nghệ thông tin (CNTT) trong dạy học
1.3.1.Dạy và học trong thời đạiCNTT
Theo quan điểm CNTT [15], học là quá trình thu nhận thông tin có định
hướng, có sự tái tạo và phát triển thông tin; dạy là phát thông tin và giúp

người học thực hiện quá trình trên một cách có hiệu quả. Để đổi mới PPDH,
người ta tìm những ''Phương pháp làm tăng giá trị lượng tin, trao đổi thông tin
nhanh hơn, nhiều hơn và hiệu quả hơn''.
Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật, quá trình dạy học đã sử dụng
phương tiện dạy học như: Phim chiếu để giảng bài với đèn chiếu Overhead;
phần mềm hỗ trợ bài giảng, minh hoạ trên lớp với Projector;phần mềm dạy
12


học giúp học sinh học bài trên lớp và ở nhà; công nghệ kiểm tra, đánh giá trắc
nghiệm trên máy tính, sử dụng internet, thiết bị đa phương tiện, networking để
dạy học.
Dạy học với các phương tiện hiện đại trên sẽ có các ưu thế như: GV
chuẩn bị bài được một lần thì sử dụng được nhiều lần; các phần mềm dạy học giúp
GV và HS dễ dàng hơn trong việc vẽ hình và giải quyết các BTVL. Giúp bài
giảng sinh động hơn, dễ dàng cập nhật và thích nghi với sự thay đổi nhanh của
khoa học hiện đại; hỗ trợ, chuẩn hoá các bài giảng mẫu, đặc biệt với những bài
khó giảng, khái niệm phức tạp; HS không bị thụ động có nhiều thời gian nghe
giảng để đào sâu suy nghĩ và điều qua trọng hơn là nhiều HS được dự và nghe
giảng bài của GV giỏi.
1.3.2. Một số hướng chính trong việc sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí
- Khai thác tìm kiếm thông tin
Mạng internet là một kho kiến thức khổng lồ của nhân loại về tất cả các
lĩnh vực. Nó cho phép người sử dụng tra cứu, tìm kiến thông tin nhanh hơn bất
cứ phương tiện nào khác và có thể thực hiện ở nơi nào có nối mạng internet.
Bên cạnh đó, máy tính cho phép người sử dụng làm việc trực tiếp với các dữ liệu
có sẵn, từ đó hình dung ra sự đa dạng phong phú của nó để phân tích hay làm
sáng tỏ một vấn đề vật lí học.
- Học tập dựa trên những thông tin phản hồi
Máy tính có khả năng cung cấp nhanh và chính xác các thông tin phản

hồi dưới góc độ khách quan. Từ những thông tin phản hồi như vậy cho phép
người học có thể đưa ra những ước đoán của mình và do đó có thể thử
nghiệm, thay đổi những ý tưởng cuả mình.
- Khả năng quan sát các mô hình - Hỗ trợ hoạt động khám phá và giải
quyết vấn đề
Với khả năng và tốc độ xử lý của máy tính giúp người học đưa ra nhiều ví dụ
khi khám phá các vấn đề trong vật lí học. Máy tính sẽ giúp người học quan sát,
xử lícác mô hình và từ đó đưa ra lời giải trong trường hợp tổng quát.
13


- Phát hiện các mối quan hệ trong Vật lí học
Máy tính cho phép xử lí các biểu bảng, thống kê, đồ hoạ một cách chính
xác và liên kết chúng lại với nhau. Việc thay đổi một vài thành phần và quan sát
các thành phần còn lại giúp người học phát hiện ra mối quan hệ tương tự giữa
các đại lượng.
- Thao tác với các hành động
Người học có thể sử dụng máy tính để biểu diễn các biểu đồ, các quỹ
tích một cách sinh động, giúp người học hình dung các hiện tượng, quá trình
diễn biến của hiện tượng một cách dễ dàng.
1.3.3. CNTT với vai trò là phương tiện, thiết bị dạy học
Cần phải khẳng định rằng, việc ứng dụng CNTT vào dạy học không phải
là một phương pháp giảng dạy hiện đại, nó là sự biểu hiện của phương pháp
trực quan được biến đổi theo thời gian của lịch sử cùng với sự phát triển của
xã hội, đặc biệt là sự phát triển về khoa học kỹ thuật. [15]
- Xét về mặt "công nghệ", thì đây quả là một ưu điểm tuyệt vời của
CNTT. Với những khả năng của CNTT và truyền thông, của kỹ thuật đồ họa với
Multimedia, của các phần mềm dạy học, phần mềm trình diễn với sự tích hợp của
các công cụ soạn thảo thì khả năng gây hiệu ứng học tập tích cực của nó rất là
cao. Tuy nhiên trong thực tế, đã có một số giáo viên lạm dụng những tính năng

công nghệ đó để sử dụng không đúng lúc, đúng chỗ,nặng nề về biểu diễn hoành
tráng, không biết phối hợp với các thiết bị khác làm cho giờ học trở nên thụ
động, HS như được xem phim giờ học. Kỹ năng nghe và nhìn được đưa lên
hàng đầu trong quá trình dạy học. Ngược lại, một số GV khác lại tỏ ra ngại
hoặc xem nhẹ việc sử dụng CNTT vào dạy học. Hoặc là chỉ dùng theo xu
hướng nói trên với hình thức chỉ để thay bảng đen, nên không phát huy được
khả năng kỳ diệu của phương tiện này. Cả hai khuynh hướng đó đều không phát
huy được vai trò, vị trí cũng như tác dụng ưu điểm của CNTT trong dạy học.
Đó là những khuynh hướng mà người giáo viên cần phải tránh trong quá trình
thực hiện.
14