Sử dụng thí nghiệm, phần mềm mô phỏng và bản đồ tư duy trong dạy học chương điện tích điện trường vật lí 11

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
––––––––––––––––––––

NGUYỄN THU THỦY

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM, PHẦN MỀM MÔ PHỎNG
VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG” - VẬT LÍ 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2015
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
---------------------

NGUYỄN THU THỦY

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM, PHẦN MỀM MÔ PHỎNG
VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG” - VẬT LÍ 11
Chuyên ngành: LL&PPDH Bộ môn Vật lý
Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Đức Vượng

THÁI NGUYÊN - 2015
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả
nghiên cứu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa từng được công
bố trong bất kỳ một công trình của các tác giả nào khác.
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2015
Tác giả luận văn

Nguyễn Thu Thủy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

i




LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học
TS. Trần Đức Vượng, đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực
hiện luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau đại học, khoa Vật lí, các
thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp cao học K21 trường Đại
học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tận tình giảng dạy, góp nhiều ý kiến quý báu
cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo và các em học sinh
của trường THPT Lương Thế Vinh- Cẩm Phả- Quảng Ninh đã giúp đỡ tôi trong quá
trình nghiên cứu.
Chân thành cảm ơn những tình cảm quý báu của những người thân, bạn bè,
đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên, góp ý và tiếp thêm động lực để tôi hoàn thành luận
văn này.
Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn và năng lực bản thân còn
nhiều hạn chế trong kinh nghiệm nghiên cứu, nên luận văn không tránh khỏi những
thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp, chỉ bảo của các thầy, cô giáo và
các bạn đồng nghiệp.
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2015
Tác giả luận văn

Nguyễn Thu Thủy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ii




MỤC LỤC
Lời

cam

đoan

..................................................................................................................i Lời cảm ơn
.....................................................................................................................ii Mục lục
........................................................................................................................ iii Danh
mục các ký hiệu và chữ viết tắt ...........................................................................iv
Danh mục các bảng ........................................................................................................
v

Danh

mục

các

hình

.......................................................................................................vi
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................ 3
3. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................... 3
4. Giả thuyết khoa học .................................................................................................. 3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu................................................................................................ 3
6. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 3
7 . Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 4
8. Đóng góp của đề tài .................................................................................................. 4
9. Cấu trúc luận văn ......................................................................................................... 4
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM, PHẦN

MỀM MÔ PHỎNG VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY ĐỂ PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN
THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT
LÍ............................................................................................................... 5
1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu. ............................................................................... 5
1.2. Hoạt động nhận thức và tính tích cực hoạt động nhận thức của HS ..................... 7
1.2.1. Hoạt động nhận thức của học sinh ...................................................................... 7
1.2.2. Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh ................................................ 9
1.2.3. Các biện pháp chung phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh ...................
13
1.3. Dạy học nêu và giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí ....................................... 13
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

iii




1.3.1. Khái niệm dạy học giải quyết vấn đề................................................................ 13
1.3.2. Tổ chức tiến trình dạy học theo các pha thích hợp ........................................... 15
1.3.3. Trình bày giáo án .............................................................................................. 16

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

iii




1.4. Thí nghiệm trong dạy học vật lí........................................................................... 17
1.4.1. Khái niệm về thí nghiệm vật lí ......................................................................... 17

1.4.2. Phân loại thí nghiệm vật lí trong trường phổ thông.......................................... 17
1.4.3. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí ..................................................... 18
1.5. Phần mềm mô phỏng trong dạy học vật lí ........................................................... 18
1.5.1. Khái niệm phần mềm mô phỏng....................................................................... 18
1.5.2. Các loại phần mềm mô phỏng trong dạy học Vật lí ......................................... 18
1.5.3. Vai trò của phần mềm mô phỏng đối với dạy học Vật lí.................................. 19
1.6. Bản đồ tư duy....................................................................................................... 19
1.6.1. Khái niệm bản đồ tư duy................................................................................... 19
1.6.2. Cách đọc bản đồ tư duy .................................................................................... 19
1.6.3. Cách vẽ bản đồ tư duy ...................................................................................... 20
1.6.4. Các ứng dụng của bản đồ tư duy trong dạy học ............................................... 21
1.7. Thực trạng của việc sử dụng TN, PMMP và BĐTD ở trường THPT ................. 24
1.7.1. Về cơ sở vật chất của trường THPT Lương Thế Vinh , thành phố Cẩm
Phả, tỉnh Quảng Ninh ................................................................................................. 24
1.7.2. Về phía giáo viên .............................................................................................. 24
1.7.3. Về phía học sinh ............................................................................................... 25
1.7.4. Khả năng sử dụng TN, PMMP và BĐTD trong dạy học Vật lí ....................... 26
1.7.5. Một số khó khăn khi sử dụng TN, PMMP và BĐTD trong dạy học .....................
27
1.8. Kết luận chương 1................................................................................................ 27
Chương 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “ ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG ”
- VẬT LÝ 11 VỚI VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM, PHẦN MỀM MÔ PHỎNG VÀ BẢN ĐỒ
TƯ DUY ............................................................. 28
2.1. Đặc điểm chương “Điện tích- Điện trường”- Vật lí 11 ....................................... 28
2.1.1. Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Điện tích- Điện trường”- Vật lí 11 ....... 28
2.1.2. Chuẩn kiến thức và kĩ năng chương “ Điện tích- Điện trường”- Vật lí 11....... 29
2.1.3. Nội dung dạy học chương “Điện tích- Điện trường” ....................................... 30
2.2. Một số định hướng trong việc tổ chức hoạt động nhận thức với sự hỗ trợ của
bản đồ tư duy để phát huy tính tích cực nhận thức cho học sinh ...............................
42

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN



iv


2.2.1. Chú ý hướng dẫn và rèn luyện kỹ năng xây dựng BĐTD cho HS ................... 42

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




2.2.2. Lựa chọn đúng đắn chủ đề để có thể phát huy tính tích cực nhận thức của
HS với sự hỗ trợ của BĐTD ....................................................................................... 43
2.2.3. Hướng dẫn học sinh kỹ năng vẽ bản đồ tư duy ................................................ 43
2.2.4. Một số biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của HS với sự hỗ trợ
của BĐTD ................................................................................................................... 45
2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài cụ thể trong chương “Điện tích - Điện
trường” - Vật lí 11 theo hướng nghiên cứu của đề tài ................................................
47
2.4. Kết luận chương 2................................................................................................ 63
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM................................................................ 64
3.1. Mục đích và nhiệm vụ TNSP............................................................................... 64
3.1.1. Mục đích ........................................................................................................... 64
3.1.2. Nhiệm vụ........................................................................................................... 64
3.2. Đối tượng và nội dung TNSP .............................................................................. 65
3.2.1. Đối tượng .......................................................................................................... 65
3.2.2. Nội dung ........................................................................................................... 65

3.3. Phương pháp TNSP ............................................................................................. 65
3.4. Đánh giá thực nghiệm sư phạm (TNSP).............................................................. 66
3.4.1. Phương pháp đánh giá kết quả TNSP ............................................................... 66
3.4.2. Kết quả và xử lí kết quả TNSP ......................................................................... 67
3.5. Kết luận chương 3................................................................................................ 75
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ........................................................................... 76
1. Kết luận ................................................................................................................... 76
2. Khuyến nghị............................................................................................................ 77
3. Hướng phát triển của đề tài..................................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 79

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

v




DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT

Viết tắt

1

BĐTD

Bản đồ tư duy

2

CNTT

Công nghệ thông tin

3

ĐC

4

ĐHSP

5

GD & ĐT

6

GV

Giáo viên

7

HS

Học sinh

8

NXB

Nhà xuất bản

9

PGS

Phó giáo sư

10

PMMP

Phần mềm mô phỏng

11

PPDH

Phương pháp dạy học

12

PTDH

Phương tiện dạy học

13

SGK

Sách giáo khoa

14

THCS

Trung học cơ sở

15

THPT

Trung học phổ thông

16

TN

17

TNSP

18

TS

19

TTCNT

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Viết đầy đủ

Đối chứng
Đại học sư phạm
Giáo dục và Đào tạo

Thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm
Tiến sỹ
Tính tích cực nhận thức

iv




DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng điều tra phương pháp dạy học của giáo viên .....................................24
Bảng 1.2. Bảng khảo sát thực trạng học tập của HS với môn Vật lí ...........................25
Bảng 1.3. Bảng khảo sát khả năng nhận thức, mức độ tích cực của học sinh .............25
Bảng 3.1. Bảng số liệu HS được chọn làm mẫu TNSP ...............................................66
Bảng 3.2. Thống kê các biểu hiện của tính tích cực, tự lực của HS ............................68
Bảng 3.3. Ý kiến của GV sau khi dự giờ tổ chức dạy học có sử dụng TN, PMMP
và BĐTD ....................................................................................................69
Bảng 3.4. Ý kiến của HS sau khi học giờ Vật lí có sử dụng TN, PMMP và BĐTD ...69

Bảng 3.5. Bảng thống kê điểm số Xi (Yi) của bài kiểm tra ( phân bố tần số) .............71
Bảng 3.6. Xếp loại điểm kiểm tra ................................................................................71
Bảng 3.7. Bảng phân bố tần suất .................................................................................72
Bảng 3.8. Bảng lũy tích hội tụ .....................................................................................73
Bảng 3.9. Bảng tổng hợp các tham số thống kê ..........................................................74

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

v




DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ các pha của tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng,
bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa
học..........................................15
Hình 1.2. Cách đọc bản đồ tư duy ...............................................................................19
Hình 2.1. BĐTD chương “ Điện tích- Điện trường ”.................................................30
Hình 2.2. Vẽ hình ảnh trung tâm “ Bài 1. “ Điện tích. Định luật Cu-Lông ” ..............44
Hình 2.3. Vẽ nhánh cấp 1 “Bài 1. “Định luật Cu-lông” ..............................................44
Hình 2.4. Vẽ nhánh cấp 2, cấp 3 “Bài 2. “Thuyết eelectron. Định luật bảo toàn
điện tích””...................................................................................................45
Hình 2.5. BĐTD về định luật Cu-lông ........................................................................61
Hình 2.6. BĐTD tổng kết bài Điện tích. Định luật Cu-lông........................................62
Hình 3.1. Biểu đồ xếp loại kiểm tra .............................................................................71
Hình 3.2. Đồ thị phân bố tần suất
................................................................................72
Hình 3.3. Đồ thị lũy tích hội tụ ....................................................................................73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

vi




MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ của khoa học, công nghệ với sự
phát triển không ngừng hàng ngày hàng giờ của các Quốc gia trên thế giới về các lĩnh
vực: Kinh tế, khoa học giáo dục, quân sự...và trong một tình hình chính trị với những
diễn biến phức tạp, khó lường.Trong bối cảnh thế giới như vậy, đòi hỏi nền giáo dục
Việt Nam phải nỗ lực không ngừng để đào tạo ra nguồn nhân lực có đầy đủ tri thức
đáp ứng cho công cuộc Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước để hội nhập quốc
tế và tạo ra những cơ hội phát triển cho đất nước mình.
Trước những yêu cầu và thách thức đó đòi hỏi giáo dục nước ta không ngừng
đổi mới một cách sâu sắc và toàn diện, trong đó đổi mới phương pháp dạy học
(PPDH) đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo dục.
Quan điểm xuyên suốt của việc đổi mới PPDH ở trường phổ thông là
“dạy học lấy học sinh làm trung tâm”, tức là dạy học sao cho học sinh (HS)
phải hoạt động tích cực, tự lực để chiếm lĩnh kiến thức, từ đó phát triển năng lực
sáng tạo, hình thành kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, bồi dưỡng
tình cảm, thái độ cho HS. [26].
Nghị quyết trung ương 2, khóa VIII đã chỉ rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương
pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy
sáng tạo của người học, từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến và hiện đại
vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho
học sinh...” [11].
Điều 28 Luật giáo dục đã quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải

biết phát huy tnh tch cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với
đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng
làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kỹ thuật vào thực tiễn; tác động
đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho mọi học sinh” [26].
Trước sự chỉ đạo sát sao của Đảng và Nhà nước, nền giáo dục Việt Nam đã và
đang tích cực đổi mới phương pháp giảng dạy ở tất cả các cấp học, bậc học với sự hỗ
1


trợ của các ứng dụng của công nghệ thông tin(CNTT) trong giảng dạy. Trong dạy học
Vật lí với đặc thù chủ yếu là môn khoa học thực nghiệm, nên việc sử dụng thí nghiệm

2


(TN) trong giảng dạy là rất quan trọng. TN giúp giờ giảng thêm sinh động, tạo được
niềm tin và phát huy được tính tích cực nhận thức của HS trong học tập. Tuy nhiên
các quá trình, các hiện tượng Vật lí và sự biến đổi của các đại lượng Vật lí đôi khi rất
khó quan sát hoặc không thể quan sát được một cách đầy đủ vì quá trình diễn ra
trong một kích thước rất nhỏ. Điều đó gây khó khăn trong việc nghiên cứu tìm ra
quy luật của chúng. Những vấn đề đó sẽ được giải quyết khi chúng ta biết sử dụng
hiệu quả sự hỗ trợ của CNTT. [18]
Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu về não bộ cho thấy: “Khi chúng ta thường
ghi chép thông tin bằng các ký tự, đường thẳng, con số. Với cách ghi chép này, chúng
ta mới chỉ sử dụng một nửa của bộ não-não trái, mà chưa sủ dụng kỹ năng bên não
phải, nơi giúp chúng ta xử lý các thông tin về nhịp điệu, màu sắc...và cách ghi chép
thông thường khó nhìn được tổng thể của cả vấn đề. Qua nghiên cứu cho thấy,
nhiều HS chưa biết cách học, cách ghi kiến thức vào bộ não mà chỉ học thuộc lòng,
học vẹt, thuộc nhưng không nhớ được kiến thức trọng tâm và sự kiện nổi bật trong
tài liệu đó, hoặc không biết cách liên kết các kiến thức có liên quan với nhau, và

không có nhiều hứng thú trong việc học. Vậy câu hỏi đặt ra là: Chúng ta sẽ đạt được
những gì khi sử dụng nhiều hơn nữa chức năng của bộ não? Học tập như thế nào và
sử dụng công cụ gì để tận dụng và phát huy tối đa khả năng bộ não?” [32, tr.28].
Giải pháp mà luận văn này muốn hướng đến chính là việc sử dụng TN, phần
mềm mô phỏng (PMMP) và đặc biệt nghiên cứu các ứng dụng của bản đồ tư duy
(BĐTD) vào dạy học. BĐTD là phương tiện tư duy mới. Đó là hình thức ghi chép nhằm
tìm tòi, đào sâu, mở rộng một ý tưởng, hệ thống hoá một chủ đề hay một mạch kiến
thức bằng cách kết hợp việc sử dụng đồng thời hình ảnh, đường nét, màu sắc, chữ
viết với sự tư duy tích cực. BĐTD có thể vẽ trên giấy, bảng… hoặc có thể thiết kế trên
powerpoint hoặc các phần mềm bản đồ tư duy như là phần mềm Mindmap, Free
Mind, Mindjet mind ManagerPro7… Qua đó, BĐTD giúp phát huy tối đa năng lực
sáng tạo, năng lực tư duy của con người.
Trên cơ sở những lý do đã được trình bày trên và kết hợp với vấn đề thực tế
hiện nay, trong dạy học việc kết hợp TN, PMMP và BĐTD chưa được sử dụng nhiều
trong giảng dạy.
3


Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi đã chọn vấn đề nghiên cứu:
“Sử dụng thí nghiệm, phần mềm mô phỏng và bản đồ tư duy trong dạy
học chương “Điện tích - Điện trường”- Vật lí 11” làm đề tài luận văn thạc sĩ.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng tiến trình dạy học chương “Điện tích - Điện trường” - Vật lí 11 với
việc sử dụng TN, PMMP và BĐTD nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của HS.
3. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy và học Vật lí theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức cho
HS với việc sử dụng TN, PMMP và bản đồ tư duy.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được tiến trình dạy học chương “Điện tích - Điện trường” -Vật lí
11 với việc sử dụng TN, PMMP và bản đồ tư duy có thể sẽ phát huy được tính tích

cực nhận thức cho HS, qua đó nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí ở trường THPT.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy cần phải thực hiện
nhiệm vụ sau:
5.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của vấn đề phát huy tính tích cực
nhận thức cho học sinh với việc sử dụng TN, PMMP và bản đồ tư duy.
5.2. Nghiên cứu nội dung chương trình sách giáo khoa và xây dựng sơ đồ cấu
trúc
logic chương “Điện tích - Điện trường” - Vật lí 11.
5.3. Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học chương “Điện tích - Điện trường” Vật lí 11 với việc sử dụng TN, PMMP và bản đồ tư duy.
5.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để khẳng định tính khả
thi của tiến trình dạy học đề xuất và rút ra kết luận.
6. Phạm vi nghiên cứu
Trong khuôn khổ của một luận văn thạc sĩ, chúng tôi chỉ nghiên cứu xây dựng
tiến trình dạy học với việc sử dụng TN, PMMP và bản đồ tư duy theo hướng phát huy

4


tính tích cực nhận thức cho HS trong chương “Điện tích - Điện trường” - Vật lí 11 ở
một trường THPT tỉnh Quảng Ninh.

5


7 . Phương pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
7.2.1. Phương pháp điều tra
7.2.2. Phương pháp quan sát

7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
7.4. Phương pháp thống kê toán học
8. Đóng góp của đề tài
- Góp phần làm phong phú thêm cơ sở lý luận trong dạy học Vật lí ở trường
phổ thông với việc sử dụng TN, PMMP và bản đồ tư duy để phát huy tính tích cực
nhận thức cho HS.
- Các giáo án xây dựng theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức cho HS
THPT qua chương “Điện tích - Điện trường” -Vật lí 11 với việc sử dụng của TN, PMMP
và bản đồ tư duy hy vọng sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên (GV) THPT.
9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, phần nội dung luận văn
gồm ba chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát huy tính tích cực nhận
thức cho HS trong dạy học Vật lí với sự hỗ trợ của TN, PMMP và bản đồ tư duy.
Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học chương “Điện tích - Điện trường” Vật lí 11 với việc sử dụng TN, PMMP và bản đồ tư duy.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

6


Chương 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM, PHẦN MỀM MÔ
PHỎNG VÀ BẢN ĐỒ TƯ DUY ĐỂ PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CHO HỌC
SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu.
Vấn đề tổ chức quá trình dạy học nhằm phát huy tính tích cực,năng lực sáng
tạo của người học không phải là vấn đề mới trong lí luận và thực tiễn dạy học, nó đã
có từ rất sớm ở cả phương Tây, phương Đông cũng như ở Việt Nam. Học Vật lí lại
càng cần phát triển năng lực tích cực, năng lực tư duy của HS để không phải chỉ biết
mà còn phải hiểu để giải thích hiện tượng vật lí cũng như áp dụng kiến thức và kỹ

năng vào các hoạt động trong cuộc sống gia đình và cộng đồng.
Trong quá trình giảng dạy và học tập Vật lí để nhằm đạt được kết quả cao, tạo
được sự tin yêu của người học vào môn học thì việc sử dụng thí nghiệm và sử dụng
thí nghiệm hợp lý trong giờ học Vật lí là một trong những biện pháp hữu hiệu nhất.
Thí nghiệm là một phương pháp dạy học Vật lí. Đó là cách thức, là biện pháp tổ chức
các hoạt động dạy - học của người GV thể hiện qua sự cộng tác giữa thầy và trò
nhằm đạt hiệu quả cao nhất trong việc truyền thụ, lĩnh hội tri thức Vật lí và rèn
luyện kỹ năng, kỹ xảo thực hành.
Tuy nhiên trong quá trình nghiên cứu có những đối tượng nghiên cứu
không thể tri giác trực tiếp bằng các giác quan của con người thì việc sử dụng công
nghệ thông tin để hỗ trợ trong dạy học Vật lí là hết sức cần thiết, nhất là các PMMP
nhằm để trực quan hóa các hiện tượng, quá trình cần nghiên cứu.
Vì vậy đòi hỏi phải đổi mới mạnh mẽ PPDH. Các PPDH là một ngành của
khoa học giáo dục, nó nghiên cứu quá trình DH của các môn học. Nhiệm vụ lí luận
DH môn là nghiên cứu, áp dụng các PPDH chung đã được nghiên cứu trong lí luận
DH vào thực tiễn của môn học cụ thể, có tính đến các đặc điểm nội dung và PP khoa
học đặc trưng cho khoa học tương ứng, trong đó có môn Vật lí. Như vậy PPDH luôn
là vấn đề hạt nhân quan trọng của nền giáo dục của tất cả các nước trên thế giới, có
tầm quan trọng đối với sự phát triển khoa học của nhân loại. Định hướng chung
7


về đổi mới PPDH là phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, tự học, kỹ
năng

8


vận dụng vào thực tiễn, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, tác động
đến tình cảm, đem lại niềm vui, tạo được hứng thú học tập cho HS, tận dụng được

công nghệ mới nhất, khắc phục lối dạy truyền thống truyền thụ một chiều các kiến
thức có sẵn. Rất cần phát huy cao năng lực tự học, học suốt đời trong thời đại
bùng nổ thông tin [35].
Chính vì vậy, trên thế giới vấn đề “ứng dụng CNTT trong dạy học Vật lí” đã
được nhiều nhà lí luận dạy học quan tâm trong đó có việc sử dụng “phần mền dạy
học”. Các tác giả Vincentas Lamannauskas, Rytis Vilkonis đã tiến hành nghiên cứu
soạn bài giảng online. Đồng thời các tác giả cũng nêu lên lợi ích khi sử dụng phần
mềm ứng dụng trong dạy học Vật lí: Góp phần làm rõ các sự vật, hiện tượng Vật lí,
làm tăng thêm hứng thú trong quá trình hoạt động nhận thức cho HS. Nếu vận dụng
một cách phù hợp phần mềm dạy học vào từng bài dạy, từng đối tượng HS ở từng
địa phương sẽ làm thúc đẩy hoạt động nhận thức của HS, tăng hiệu quả học tập cho
HS và giảm sự vất vả cơ học của giáo viên trên bục giảng [29].
Bên cạnh đó việc sử dụng BĐTD trong dạy học cũng đang được nhiều GV
quan tâm. Trong những năm gần đây thuật ngữ BĐTD đã thu hút ngày càng nhiều sự
quan tâm của các nhà nghiên cứu giáo dục. Dự án phát triển giáo dục THCS đã tập
huấn sử dụng BĐTD, thu hút được sự tham gia đông đảo của các nhà quản lý giáo
dục, GV và HS tham gia. Nhiều GV đã nghiên cứu ứng dụng BĐTD vào dạy học và đã
đạt được những hiệu quả nhất định trong việc phát huy tính tích cực, tự lực của HS
đáp ứng yêu cầu đổi mới PPDH [37].
Trong các công trình nghiên cứu có sử dụng BĐTD trong dạy học, các tác giả
đều sử dụng BĐTD như một công cụ hỗ trợ phát huy tính tích cực, tự lực, tự chủ,
sáng tạo cho HS nhằm đáp ứng mục tiêu dạy học và yêu cầu đổi mới PPDH.
Với những ưu điểm của BĐTD thì việc sử dụng BĐTD trong dạy học chắc chắn
sẽ
phát huy tính tích cực, tự lực của HS, góp phần nâng cao kết quả học tập của
các em.
Trong hệ thống kiến thức Vật lí ở trường phổ thông, kiến thức chương “Điện
tích-điện trường” -Vật lí 11 giữ một vai trò quan trọng. Đây là phần kiến thức tương
9

đối khó. Nội dung kiến thức này được xây dựng theo mức độ từ khảo sát định
tính các hiện tượng gần gũi với kinh nghiệm và hiểu biết của HS ở cấp cơ sở đến
việc

10


không chỉ mở rộng, đi sâu vào bản chất Vật lí, cơ chế của các hiện tượng điện mà
còn nâng cao ở mức định lượng và quan tâm đến các ứng dụng kĩ thuật... Tuy nhiên,
trong thực tế dạy học ở trường phổ thông hiện nay việc dạy học các kiến thức này
chưa đạt được như mong muốn, còn tồn tại chủ yếu tình trạng dạy học mang tính
chất độc thoại, giảng giải, thông báo, áp đặt, tái hiện... mang tính một chiều của GV,
nên HS gặp rất nhiều khó khăn khi học phần này. Khi học phần này HS ít được quan
sát các hiện tượng Vật lí một cách đầy đủ bằng TN, chưa hiểu đầy đủ bản chất của
các hiện tượng, quá trình, tính chất và ứng dụng. Đối với GV cũng gặp không ít khó
khăn khi dạy phần kiến thức chương này. Nên việc sử dụng TN, PMMP và BĐTD để
phát huy tính tích cực nhận thức cho HS khi dạy chương“Điện tích-điện trường” là
cần thiết. Qua tìm hiểu chúng tôi thấy có một số luận văn nghiên cứu về kiến thức
chương này như: Luận văn của tác giả Nguyễn Thị Cúc: Xây dựng tài liệu hướng dẫn
tự học chương“Điện tích-điện trường”-Vật lí 11 Nâng cao; Phạm Thanh Hoài:
Nghiên cứu dạy và học bài tập chương “Điện tích-điện trường”-Vật lí 11 THPT theo
hướng phát triển nhận thức tích của học sinh; Nguyễn Thị Thu Hiền: Thiết kế và sử
dụng bài giảng điện tử hỗ trợ và dạy học vật lí chương“Điện tích-điện trường”-Vật
lí 11Cơ bản THPT; Trịnh Thị Hiệp: Nghiên cứu chế tạo và sử dụng một số dụng
cụ thí nghiệm đơn giản kết hợp ứng dụng CNTT để dạy học kiến thức phần “Điện
tích-điện trường”-Vật lí 11 THPT; Nguyễn Tiến Vinh: Tổ chức hoạt động ngoại khóa
về các kiến thức “Điện tích-điện trường”-Vật lí 11 theo hướng phát huy tính tích cực
năng lực sáng tạo của học sinh.
Các luận văn trên mới đi sâu vào việc sử dụng TN hay kết hợp giữa TN và

CNTT… Như vậy, việc sử dụng kết hợp giữa TN, PMMP và BĐTD chưa có luận văn nào
đề cập đến. Chính vì vậy có thể thấy việc nghiên cứu: “Sử dụng thí nghiệm,
phần mềm mô phỏng và bản đồ tư duy trong dạy chương“Điện tích-điện trường”Vật lí 11”. làm một đề tài nghiên cứu mới.
1.2. Hoạt động nhận thức và tnh tch cực hoạt động nhận thức của HS
1.2.1. Hoạt động nhận thức của học sinh

11


Theo quan điểm triết học Mác-Lênin, nhận thức là quá trình phản ánh biện
chứng, tích cực, tự giác và sáng tạo thế giới khách quan vào trong đầu óc con người
trên cơ sở thực tiễn.

12


V.I.Lênin đã chỉ rõ quy luật chung nhất của hoạt động nhận thức là: “Từ trực
quan sinh động đến tư duy trìu tượng và từ tư duy trìu tượng đến thực tiễn, đó là
con đường biện chứng của nhận thức chân lý, của sự nhận thức hiện thực khách
quan…” [dẫn theo 17]. Hoạt động nhận thức là hoạt động tích cực của chủ thể phản
ánh hiện thực khách quan để thích ứng với nó hoặc cải tạo nó. Hoạt động nhận thức
đi từ chưa biết đến biết, từ thuộc tính bề ngoài: Cảm tính, trực quan riêng rẽ đến
đối tượng trọn vẹn, ổn định, có ý nghĩa trong các quan hệ của nó, sau đó đến thuộc
tính bên trong, có tính quy luật ngày đi sâu vào bản chất của cả một lớp đối tượng,
hiện tượng…và cuối cùng từ đó trở về thực tiễn, thông qua các quá trình tâm lý như
cảm giác, tri giác, trí nhớ, tưởng tượng, tư duy ngôn ngữ.
Đối với lứa tuổi HS, hoạt động nhận thức chủ yếu của các em là hoạt động học
tập. Bằng hoạt động này và thông qua hoạt động này, các em chiếm lĩnh tri thức,
hình thành và phát triển năng lực tư duy cũng như nhân cách đạo đức, thái độ. Hoạt
động học tập của HS có cấu trúc giống như hoạt động lao động sản xuất nói chung,

bao gồm các thành tố có quan hệ và tác động đến nhau: Một bên là động cơ, mục
đích, điều kiện
và bên kia là hoạt động, hành động và thao tác [27].
Động cơ
Hoạt động
Mục đích

Hành động

Phương tiện, ĐK

Thao tác

Động cơ nào quy định sự hình thành và diễn biến của hoạt động ấy? muốn
thỏa mãn được động cơ ấy, phải thực hiện lần lượt những hành động nào để đạt
được mục đích cụ thể nào và cuối cùng mỗi hành động được thực hiện bằng nhiều
thao tác sắp xếp theo một trình tự xác định, ứng với mỗi thao tác phải sử dụng
những phương tiện, công cụ thích hợp.
Hoạt động nào cũng có đối tượng. Thông thường, các hoạt động khác có
đối
13