Tài liệu Sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá quá trình nhận thức của học sinh trong dạy học một số kiến thức vật lý 11, thpt

1 MỞ ĐẦU 1.Lý do chọn đề tài. Trong các nguồn lực để phát triển đất nước nhanh, hiệu quả, bền vững, đúng định hướng thì nguồn lực con người là yếu tố cơ bản. Muốn xây dựng nguồn lực con người, phải đẩy mạnh đồng bộ giáo dục đào tạo, khoa học công nghệ và xây dựng nền văn hóa tiên tiến, đậm đà bản sắc dân tộc. Muốn phát triển được giáo dục, một trong những vấn đề cấp thiết có tính chiến lược là đổi mới phương pháp giáo dục. Từ việc truyền thụ tri thức thụ động một chiều: Thầy giảng, trò ghi, sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức. Phương pháp giáo dục được quy định trong Luật Giáo dục nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam tại mục 2 Điều 4 ghi rõ: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động tư duy sáng tạo của người học, bồi dưỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên” [13]. Trước bối cảnh đó, đổi mới phương pháp dạy học là cần thiết. Nghị quyết hội nghị lần 2 Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VIII chỉ rõ: "Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học..." [7]. Nhận thức được tầm quan trọng của công nghệ thông tin (CNTT) đối với đổi mới giáo dục, trong Chỉ thị số 29/2001/CT-BGD&ĐT, Bộ trưởng Bộ giáo dục và Đào tạo đã chỉ rõ: “Ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin trong giáo dục và đào tạo sẽ tạo ra một bước chuyển biến cơ bản trong quá trình đổi mới nội dung, chương trình, phương pháp giảng dạy, học tập và quản lý giáo dục" [2]. 2 Hiện nay, sự phát triển của CNTT đã mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mới phương pháp dạy học. Hầu hết các trường đều được trang bị máy vi tính, phòng học CNTT, kết nối Internet… Máy vi tính được sử dụng trong dạy học để hỗ trợ các nhiệm vụ cơ bản của quá trình dạy học (QTDH) và nhất là hỗ trợ đắc lực cho việc dạy và học chương trình mới theo hướng tích cực hóa người học. Với sự trợ giúp của máy vi tính và phần mềm dạy học, giáo viên (GV) có thể tổ chức quá trình học tập của học sinh (HS) theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong hoạt động nhận thức của học sinh [12], [18]. Với đặc thù của Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm (TN) nên trong quá trình hình thành những kiến thức mới cho HS đòi hỏi GV và HS phải tiến hành các thí nghiệm. Từ đó tạo niềm tin, phát triển tư duy và góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS. Thế nhưng việc tiến hành thí nghiệm Vật lí hiện nay vẫn gặp một số khó khăn nhất định. Các khó khăn gặp phải khi tiến hành các thí nghiệm là do một vài thí nghiệm cần thực hiện với nhiều thao tác phức tạp; một vài thí nghiệm khác thì có mức độ nguy hiểm cao hoặc không thể thực hiện được trong điều kiện bình thường; ở một số trường còn thiếu hoặc thậm chí chưa có các phòng học bộ môn hoặc phòng thí nghiệm thực hành, những nơi đã có phòng thí nghiệm thực hành thì thiếu cán bộ chuyên trách; diện tích phòng học nhỏ và bố trí bàn ghế cũng như thiết bị ở bên trong không thuận lợi cho việc sử dụng thí nghiệm trên lớp,… Đối với môn Vật lí, muốn học sinh hiểu sâu sắc những định luật, bản chất hiện tượng, cần phải có những phần mềm được xây dựng công phu để mô tả tiến trình của các thí nghiệm. Một khó khăn là các nhà nghiên cứu khoa học, giáo viên vật lí không chuyên về lĩnh vực tin học gặp rất nhiều khó khăn để xây dựng các phần mềm như thế, từ thực trạng đó, mỗi giáo viên cần biết khai khác những phần mền chuyên môn đã được xây dựng ở các nước cũng 3 như nước ta và kết hợp sử dụng chúng với các phương tiện dạy học hiện đại như máy vi tính, Projector... vào quá trình dạy và học nhằm giúp học sinh phát huy tính tích cực học tập, tự chiếm lĩnh kiến thức dưới sự tổ chức, điều kiển của giáo viên, góp phần đổi mới phương pháp dạy học theo hướng hiện đại [27]. Với những lí do nêu trên, chúng tôi chọn đề tài: “Sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa quá trình nhận thức của học sinh trong dạy học một số kiến thức Vật lí 11, THPT". 2. Sơ lược lịch sử nghiên cứu vấn đề. Nghiên cứu, khai thác và sử dụng phần mềm trong dạy học đã có nhiều tác giả nghiên cứu như "Khai thác và sử dụng phần mềm Crocodile Physics trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông" (Lê Thị Ngọc Thủy, 2005), "Nghiên cứu khai thác Working Model thiết kế dạy cơ học Vật lí 10 trung học phổ thông" (Hoàng Trọng Phú, 2004), "Khai thác và sử dụng phần mềm Working Model trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông" (Huỳnh Thị Đức Hạnh, 2006). Tác giả Hoàng Trọng Phú là người đầu tiên nghiên cứu khai thác Working Model vào dạy học. Tuy nhiên, tác giả chỉ giới hạn phạm vi ở phần cơ học 10 và chưa đưa ra một hướng dẫn cụ thể, chi tiết cần thiết cho người lần đầu tiên thiết kế mô phỏng với Working Model. Các TNMP được thiết kế còn đơn giản, chưa khai thác hết những tính năng của phần mềm Working Model. Với trình độ tin học và tiếng Anh hạn chế, nhiều GV còn rất ngần ngại trong việc khai thác và sử dụng phần mềm Working Model để phục vụ dạy học. Do vậy, trong thực tế, việc khai thác và sử dụng phần mềm này vào dạy học Vật lí nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS chưa phát triển hết khả năng vốn có của nó [8]. 4 Trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, hầu hết các kiến thức VL được rút ra từ những quan sát và thí nghiệm. Vì vậy, thí nghiệm là một phương tiện rất quan trọng, có tác dụng to lớn trong việc nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo của HS. Trong những năm gần đây, bên cạnh những công trình nghiên cứu về việc sử dụng các thí nghiệm vào dạy học có hiệu quả, còn có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng MVT vào dạy học VL và đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà giáo dục. Tiêu biểu là các công trình nghiên cứu của các tác giả Mai Văn Trinh trong luận án Tiến sĩ năm 2001 đã nghiên cứu đề tài “Nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trườngTHPT nhờ việc sử dụng MVT và các phương tiện dạy học hiện đại ”; tác giả Trần Huy Hoàng với đề tài “Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của MVT trong dạy học một số kiến thức cơ học và nhiệt học trung học phổ thông”, luận án Tiến sĩ 2006; “ Khai thác và sử dụng Internet trong dạy học điện học lớp 11 trung học phổ thông” của tác giả Phạm Vân Điệp, luận văn Thạc sĩ 2007, ... Hiện nay có nhiều phần mềm mô phỏng hỗ trợ dạy học Vật lí như: PAKMA, Working Model, Crocodile Physics, Interactive Physics... Trong nhóm các phần mềm mô phỏng về Vật lí, phần mềm dạy học cho phép thiết kế các thí nghiệm mô phỏng (TNMP) sinh động, hấp dẫn, mang lại hiệu quả trong việc phân tích các hiện tượng, đặc biệt là khi không thể thực hiện thí nghiệm thực hoặc để giải các bài tập Vật lí... Những TNMP sẽ tạo điều kiện tốt hơn cho HS quan sát, thu thập thông tin... Nhờ đó HS sẽ hứng thú hơn, hoạt động nhận thức có hiệu quả hơn, từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học ở trường phổ thông. Để tạo nguồn tư liệu tham khảo, hỗ trợ việc dạy và học cho GV và HS, đáp ứng xu hướng vận dụng công nghệ thông tin và đổi mới phương pháp dạy học. 5 Hiện nay phần mềm dạy học rất da dạng và phong phú được GV chú ý quan tâm trong dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. 3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Xây dựng quy trình, phương pháp, kỹ thuật sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hoá quá trình nhận thức của học sinh trong dạy học một số kiến thức của các chương “Cảm ứng điện từ”, “Mắt.Các dụng cụ quang” Vật lí lớp 11, THPT. 4. Đối tượng nghiên cứu. - Quá trình dạy học Vật lí ở trường phổ thông có sử dụng phần mềm dạy học 5. Giả thuyết khoa học. Phần mềm dạy học có vai trò rất quan trọng trong việc phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh. Nếu nghiên cứu, đề xuất được quy trình thiết kế tiến trình dạy học với sự hỗ trợ của PMDH hợp lí thì sẽ phát huy được tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS, góp phần đổi mới PPDH và nâng cao hiệu quả dạy- học Vật lí ở thường THPT. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài. - Nghiên cứu cơ sở lý luận về tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí. - Điều tra thực trạng của việc sử dụng PMDH trong dạy học Vật lí của các trường THPT nói chung và trong một số kiến thức lớp 11 nâng cao nói riêng. - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình và SGK Vật lí 11. - Đề xuất quy trình dạy học một số bài dạy học Vật lí có sử dụng phần mềm dạy học. 6 - Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của việc vận dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí, rút ra các kết luận cần thiết. 7. Phạm vi nghiên cứu. Đề tài chỉ tập trung khai thác và sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa quá trình nhận thức của học sinh để thiết kế một số bài dạy học trong 2 chương “ Cảm ứng điện từ “ và “ Mắt. Các dụng cụ quang “ Vật lí 11, THPT. Phần thực nghiệm sư phạm sẽ được tiến hành ở một số trường THPT Tp Ninh Bình. 8. Phương pháp nghiên cứu của đề tài. Để hoàn thành tốt các nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, chúng tôi sử dụng các phương pháp sau đây: *Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu các tài liệu, sách báo liên quan đến đề tài nghiên cứu nhằm xác định cơ sở lý luận của đề tài. *Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra giáo dục : Phỏng vấn gián tiếp bằng phiếu hỏi và toạ đàm trực tiếp với các đối tượng là giáo viên, cán bộ quản lý giáo dục, học sinh về thực trạng dạy học Vật lí ở trường phổ thông. - Quan sát sư phạm : Dự giờ của giáo viên Vật lí * Thực nghiệm sư phạm Tiến hành dạy một số tiết học có sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh; quan sát, kiểm tra đánh giá hoạt động của HS khi học các giờ học này, sau đó so sánh với các lớp đối 7 chứng; kết hợp với việc trao đổi ý kiến của GV về các bài học có sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo này. * Thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm, so sánh kết quả học tập của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng, từ đó rút ra nhận xét nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài. 9. Cấu trúc luận văn. Luận văn có cấu trúc như sau: - Mở đầu - Phần nội dung Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí Chương 2: Phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí 11 nâng cao THPT. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm - Phần kết luận - Tài liệu tham khảo - Phụ lục. 8 NỘI DUNG Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ. 1.1. Cơ sở lí luận của việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí. 1.1.1. Quan niệm về tính tích cực nhận thức. Tính tích cực nhận thức là khái niệm biểu thị sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác với đối tượng [22]. Theo Kharlamov: Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động của HS, đặc trưng bởi khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức. Tính tích cực nhận thức biểu hiện ở chỗ huy động cao các chức năng tâm lí, đặc biệt là chức năng tư duy. Còn V.Ôkôn quan niệm tính tích cực là lòng mong muốn không chủ định và gây nên những biểu hiện bên ngoài hoặc bên trong của sự hoạt động. Có tác giả quan niệm rằng tính tích cực nhận thức là thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm lí nhằm giải quyết những vấn đề học tập nhận thức. Như vậy, tính tích cực nhận thức là một phẩm chất vốn có của con người; là sự nỗ lực cao của hoạt động trí tuệ, sự huy động ở mức độ cao của ý chí nhằm tìm tòi, khám phá, chủ động cải biến môi trường tự nhiên để phục vụ cho con người. Tóm lại, tính tích cực nhận thức là một phẩm chất rất quan trọng của con người, được hình thành từ rất nhiều lĩnh vực, nhiều nhân tố, có quan hệ với rất nhiều phẩm chất khác của nhân cách và với môi trường, điều kiện mà chủ 9 thể hoạt động và tồn tại. Là một trong những vấn đề quan trọng nhất của giáo dục học hiện đại. 1.1.2. Hoạt động nhận thức của HS trong dạy học môn Vật lí. Nhận thức vật lí là nhận thức chân lí khách quan. Quá trình nhận thức vật lí bao gồm các giai đoạn điển hình: Thực tiễn Vấn đề Giả thuyết Hệ quả Định luật Lý thuyết Thực tiễn. Do đó, con đường đi tìm những tính chất và quy luật vận động của sự vật, hiện tượng vật lí trong tự nhiên là lấy thực tiễn làm chân lý, không phụ thuộc vào ý muốn của con người. Vì vậy trong dạy học vật lí phải làm thế nào để HS không những chiếm lĩnh, vận dụng được tri thức mà còn tin tưởng vững chắc rằng: mọi hiện tượng trong tự nhiên đều diễn ra theo quy luật của tự nhiên, có tính khách quan, có hệ thống chặt chẽ mà con người có thể nhận thức được ngày càng sâu sắc và chính xác hơn [9]. Hoạt động nhận thức vật lí của HS phổ thông khác hẳn với hoạt động nhận thức của nhà khoa học [22]. Những định luật vật lí, kĩ năng tiến hành thí nghiệm vật lí...đều là những điều đã biết. Dưới sự hướng dẫn của GV, HS tái tạo lại chúng trong một thời gian ngắn của tiết học để biến thành vốn riêng của mình, chứ không đem lại điều gì mới mẻ cho kho tàng kiến thức vật lí. Nhưng với bản thân HS, qua hoạt động tái tạo kiến thức đó mà trưởng thành lên. Theo quan điểm dạy học hiện nay, dạy vật lí là tổ chức, dướng dẫn HS thực hiện các hành động nhận thức vật lí để họ tự giác lĩnh hội tri thức, rèn luyện kĩ năng nhằm tạo ra sự biến đổi và phát triển ở chính người học [16]. Đối với HS THPT, những hành động được dùng phổ biến trong quá trình nhận thức vật lí là: 10 - Quan sát hiện tượng tự nhiên, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng bên ngoài của sự vật hiện tượng vật lí; - Phân tích một hiện tượng phức tạp ra thành những hiện tượng đơn giản; - Xác định những giai đoạn diễn biễn của hiện tượng; - Bố trí, tiến hành một thí nghiệm để tạo ra hiện tượng tự nhiên trong những điều kiện xác định nhằm làm bộc lộ những mối quan hệ, những thuộc tính của sự vật, hiện tượng; - Đo một đại lượng vật lí; - Ghi chép những thông tin thu thập được từ quan sát, thí nghiệm; - Tìm các dấu hiệu giống nhau của các sự vật hiện tượng; - Tìm tính chất chung của nhiều sự vật hiện tượng cùng loại; - Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật, hiện tượng vật lí; - Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng; - Mô hình hoá những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những khái niệm, những mô hình lí tưởng để sử dụng chúng làm công cụ của tư duy; - Lập đồ thị biểu diễn sự biến thiên của một đại lượng vật lí; - Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng vật lí, biểu diễn bằng công cụ toán học; - Đề xuất dự đoán; - Giải thích một hiện tượng thực tế; - Xây dựng một giả thuyết; - Từ giả thuyết, suy ra một hệ quả; - Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả); - Đánh giá kết quả thu được từ thí nghiệm; - Khái quát hoá kết quả, rút ra tính chất, quy luật hình thành các khái niệm định luật và thuyết vật lí; 11 - Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của khái niệm, định luật vật lí; - Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động; - Tìm phương pháp chung để giải quyết vấn đề. Nhận thức vật lí là một vấn đề khó đối với HS THPT. Để khai thác tính hấp dẫn của bộ môn vật lí, GV phải dẫn dắt HS từng bước chiếm lĩnh kiến thức vật lí và tập vận dụng sáng tạo kiến thức đó vào việc giải quyết những vấn đề do thực tiễn đặt ra qua những hành động chủ yếu trong dạy học vật lí đó là [15] : - Xây dựng tình huống có vấn đề; - Xây dựng cấu trúc nội dung bài học thích hợp; - Rèn luyện cho HS kĩ năng thực hiện một số thao tác cơ bản, một số hành động nhận thức phổ biến; - Hướng dẫn, tạo điều kiện để HS phát biểu, trao đổi, tranh luận về các kết quả hành động của mình, động viên khuyến khích kịp thời; - Lựa chọn và cung cấp cho HS những phương tiện, công cụ nhất thiết để thực hiện hành động; - Cho HS làm quen với các phương pháp nhận thức vật lí. Như vậy, khi nắm được các hành động chính trong hoạt động nhận thức vật lí của HS và nhờ đó xác định những hành động chính trong dạy học vật lí, GV biết phải lựa chọn kiến thức, phương tiện nào và vận dụng như thế nào để các hành động ấy ngày càng thành thạo và chính xác. 1.1.3. Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong môn Vật lí. Tính tích cực hoạt động nhận thức là tính tích cực chủ yếu được xét trong quá trình nhận thức của HS trong học tập [22]. Điều đáng chú ý là: Mục đích giáo dục ngày nay ở nước ta và trên thế giới không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ cho HS những kiến thức, kĩ năng loài người đã tích luỹ được trước đây, mà còn đặc biệt quan tâm đến việc bồi 12 dưỡng cho họ năng lực sáng tạo ra những tri thức mới, giải quyết những vấn đề mới phù hợp với hoàn cảnh của đất nước, của mỗi dân tộc [19]. Hoạt động học tập dựa trên sự hứng thú thì người HS không chỉ nắm vững nội dung rộng lớn và sâu sắc mà còn tạo nên thái độ tích cực của cá nhân đối với học tập. Tính tích cực hoạt động nhận thức trong học tập liên quan 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 lí 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, sáng tạo sẽ phát triển tự giác, hứng thú và bồi dưỡng động cơ học tập [12],[9]. Những biện pháp kích thích hứng thú học tập của HS có thể là: - Tạo điều kiện để HS củng cố lòng tin vào sức mình: GV kịp thời biểu dương khi HS trả lời đúng hoặc thể hiện sự cố gắng, cho HS những bài tập tự chọn kết hợp với những bài tập bắt buộc để các em phát triển khả năng tự học của mình. - Đảm bảo tính hấp dẫn trong học tập bằng cách cải tiến những phương tiện, PPDH. Sử dụng những PPDH phù hợp, tối ưu, kết hợp truyền thống và hiện đại. - Tăng cường tính vấn đề trong dạy học bằng hệ thống câu hỏi nêu vấn đề, kích thích óc tư duy, sáng tạo của HS trong quá trình học tập. - Thu hút HS vào những công việc tự chọn, vào công tác ngoại khoá,... - Sử dụng sự hỗ trợ của CNTT trong DH cũng là một biện pháp hữu hiệu nhằm kích thích hứng thú của các em trong học tập. - Kiểm tra, đánh giá cũng là một động lực quan trọng tác động đến tính tích cực trong học tập của HS. Do vậy, cần có những đổi mới trong hình thức cũng như nội dung kiểm tra, đánh giá HS như: sử dụng phiếu học tập để củng 13 cố các kiến thức và kĩ năng vừa học trong bài, tạo điều kiện cho HS đánh giá kết quả học tập lẫn nhau bằng cách sửa bài tập trên lớp, sử dụng phối hợp hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan và trắc nghiệm tự luận. * Biểu hiện và mức độ tính tích cực hoạt động nhận thức. Đối với HS tính tích cực được biểu hiện trong các hoạt động, đặc biệt là những hoạt động trong bản thân các em và thường biểu hiện qua các hành vi bên ngoài. + Dấu hiệu biểu hiện tính tích cực học tập. Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS thể hiện ở những hoạt động trí tuệ hoặc hoạt động cơ bắp. Có trường hợp tính tích cực học tập biểu hiện ở những hoạt cơ bắp nhưng quan trọng là sự biểu hiện những hoạt động trí tuệ. Hai hình thức này thường đi liền với nhau, song hoạt động hăng hái về cơ bắp mà đầu óc không suy nghĩ thì chưa phải là hoạt động tích cực học tập [15]. Theo G.I. Sukina (1979) có thể nêu ra các dấu hiệu của tính tích cực học tập như sau: - HS khao khát, tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung các câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra... - HS hay thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề mà GV trình bày chưa đủ rõ. - HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kĩ năng đã học để nhận thức những vấn đề mới. - HS mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học. 14 - Ngoài những biểu hiện nói trên mà GV dễ nhận thấy còn có những biểu hiện về mặt cảm xúc, 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 thích hay cho một bài tập khó... Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể HS, bộc lộ rõ ở những HS các lớp dưới, kín đáo ở HS các lớp trên. G.I. Sukina còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí: - Tập trung chú ý vào vấn đề đang học. - Kiên trì làm xong các bài tập. - Không nản trước các tình huống khó khăn. - Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học: tiếc rẻ, cố làm cho xong, hoặc vội gấp sách vở, chờ được lệnh ra chơi. + Mức độ biểu hiện tính tích cực học tập. G.I. Sukina phân biệt ba cấp độ biểu hiện tính tích cực học tập, từ thấp đến cao: - Bắt trước, sao chép: Xuất hiện do tác động kích thích bên ngoài. Kinh nghiệm hoạt động cuả bản thân HS được tích luỹ dần thông qua việc tích cực bắt chước hoạt động của GV và bạn bè. Trong hành động bắt chước cũng phải có sự cố gắng của thần kinh và cơ bắp. -Tìm tòi, thực hiện: HS tìm cách độc lập, tự lực giải quyết bài tập nêu ra, mò mẫm những cách giải khác nhau để tìm cho được lời giải hợp lí nhất. Ở mức độ này tính độc lập cao hơn mức trên, HS tiếp cận nhiệm vụ và tự tìm cho mình phương tiện thực hiện. - Sáng tạo: HS nghĩ cách giải mới, độc đáo, đề xuất những giải pháp có hiệu quả, có sáng kiến lắp đặt những thí nghiệm để chứng minh bài học. Dĩ nhiên, mức độ sáng tạo của HS là có hạn nhưng đó là mầm mống để phát triển trí sáng tạo về sau này. Đây là biểu hiện tính tích cực cao nhất [12][17]. 15 Tính tích cực nhận thức Biểu hiện - Khao khát học - Hay nêu thắc mắc - Tập trung chú ý - Kiên trì Cấp độ - Bắt chước - Tìm tòi - Sáng tạo Sơ đồ 1.1: Sự biểu hiện và cấp độ của tính tích cực học tập. Tóm lại, tính tích cực nhận thức của HS là trạng thái hoạt động thể hiện khát vọng cao trong học tập, sự cố gắng về trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức. * Biện pháp phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức vật lí của học sinh. + Những nhân tố ảnh hưởng đến TTC nhận thức. Nhìn chung TTC nhận thức phụ thuộc vào những nhân tố sau đây [22] : 1. Bản thân HS: Đặc điểm hoạt động trí tuệ (tái hiện, sáng tạo...); năng lực HS (hệ thống tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm hoạt động sáng tạo, sự trải nghiệm cuộc sống...); tình trạng sức khoẻ; trạng thái tâm lí (hứng thú, xúc cảm, chú ý, nhu cầu, động cơ, ý chí...); phẩm chất (các giá trị đạo đức, thẩm mỹ, tinh thần trách nhiệm...). 2. Môi trường giáo dục: Đặc điểm hoạt động trí tụê (tái hiện, sáng tạo...); chất lượng quá trình dạy học – giáo dục (nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức kiểm tra đánh giá...); quan hệ thầy trò; không khí học tập... 3. Điều kiện cơ sở vật chất, tinh thần (thời gian, tiền của, không khí đạo đức...). Có thể tóm tắt qua sơ đồ sau: 16 Cơ sở vật chất Môi trường giáo dục -Cảm giác, tri giác. - Tư duy Tính tích cực - Tưởng tượng nhận thức - Ngôn ngữ Trí Tri Phẩm Nhu cầu Ý Sức tuệ thức chất động cơ chí khoẻ Kinh nghiệm Xúc cảm Sơ đồ 1.2: Các nhân tố ảnh hưởng đến TTC nhận thức của HS. + Các định hướng nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh. Trong quá trình dạy học, để tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS thì quá trình dạy học đó diễn biến sao cho: -Học sinh được đặt ở vị trí chủ thể, tự giác, tích cực, sáng tạo trong hoạt động nhận thức của bản thân. - GV đóng vai trò là người đạo diễn, định hướng trong hoạt động dạy học. - Mục đích của dạy học không chỉ dừng lại cung cấp tri thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo mà phải dạy cho HS cách học, cách tự học, tự hoạt động nhằm đáp ứng các nhu cầu của bản thân và xã hội. 17 + Các biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh. Trên cơ sở các định hướng nêu trên, những biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS được xác định là [22]: 1. Nói lên ý nghĩa lí thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu. 2. Nội dung dạy học phải mới, nhưng không quá xa lạ với HS mà cái mới phải liên hệ, phát triển cái cũ và có khả năng áp dụng trong tương lai. Kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, suy nghĩ hàng ngày, thoả mãn nhu cầu nhận thức của HS. 3. Phải dùng các phương pháp đa dạng và phối hợp nhuần nhuyễn: nêu vấn đề, thí nghiệm, thực hành, so sánh, tổ chức thảo luận, xêmina và phối hợp chúng với nhau. 4. Kiến thức phải được trình bày trong dạng động, phát triển và mâu thuẫn với nhau, tập trung vào những vấn đề then chốt, có lúc diễn ra một cách đột ngột, bất ngờ. 5. Sử dụng các phương tiện DH hiện đại thích hợp, có hiệu quả. Với bộ môn Vật lí, nếu khai thác và sử dụng hiệu quả các thí nghiệm Vật lí sẽ thể hiện rõ nét đặc thù của bộ môn và tính tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS rất tốt. 6. Sử dụng các hình thức tổ chức DH khác nhau: Cá nhân, nhóm, tập thể, tham quan, làm việc trong vườn trường, phòng thí nghiệm. 7. Luyện tập, vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong các tình huống mới. 8. Thường xuyên kiểm tra đánh giá, khen thưởng và kỉ luật kịp thời, đúng mức. 9. Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và HS, nêu cao tinh thần trách nhiệm, ý thức tự giác. 18 10. Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập qua các phương tiện thông tin đại chúng và các hoạt động xã hội. 11. Tạo không khí học tập thoải mái, môi trường lành mạnh trong lớp, trong trường, tôn vinh sự học nói chung và biểu dương những HS có thành tích học tập tốt. Chúng ta không thể tích cực hoá trong khi HS vẫn mang tâm lí lo sợ, khi các em không có động cơ và hứng thú học tập và đặc biệt là thiếu không khí dạy học. Trong môi trường đó HS dễ dàng bộc lộ những hiểu biết của mình và sẵn sàng tham gia tích cực vào quá trình dạy học, vì khi đó tâm lí các em rất thoải mái. 12. Có sự động viên, khen thưởng từ phía gia đình và xã hội. 1.2. Phần mềm dạy học. 1.2.1.Khái niệm phần mềm dạy học. Theo từ điển tin học Anh-Việt, nhà xuất bản thanh niên 2000: “Phần mềmSofware là các chương trình hay thủ tục chương trình, chẳng hạn như một ứng dụng, tập tin, hệ thống, chương trình điều khiển thiết bị..., cung cấp các chỉ thị chương trình cho máy tính”. PMDH là một trong những chương trình ứng dụng được xây dựng nhằm hỗ trợ cho GV và HS trong QTDH. PMDH là phần mềm phục vụ cho việc sử dụng MVT vào dạy học bằng cách ra lệnh cho máy tính thực hiện các yêu cầu về nội dung và PPDH theo các mục tiêu đã định. PMDH là phần mềm được thiết kế nhằm hỗ trợ có hiệu quả việc dạy và học của GV, HS trong việc bám sát mục tiêu, nội dung, chương trình, sách giáo khoa. PMDH môn vật lí là một PMDH được các chuyên gia tin học viết dựa trên cơ sở các kiến thức vật lí, các hiểu biết hợp lí đã được các nhà sư phạm, nhà vật lí soạn sẵn, có thể được GV và HS dùng vào việc dạy và học các kiến thức vật lí thông qua MVT. 19 Như vậy, PMDH là sản phẩm được kết tinh từ hai chuyên gia: sư phạm và tin học, nó luôn chứa những tri thức của khoa học giáo dục và các sản phẩm của CNTT. Không phải bất cứ một phần mềm nào hễ được sử dụng vào dạy học thì được gọi là PMDH, mà chỉ có thể nói đến việc khai thác những khả năng của nó để hỗ trợ cho QTDH mà thôi. PMDH là phần mềm được thiết kế nhằm hỗ trợ có hiệu quả việc dạy và học của GV và HS bám sát mục tiêu, nội dung chương trình SGK. Một PMDH có chất lượng nếu nó đảm bảo được những tiêu chuẩn sư phạm của một phương tiện dạy học, tính hiệu quả của việc sử dụng, có khả năng góp phần đổi mới PPDH, phải phát huy tính chủ đông trong hoạt động nhận thức của từng HS. 1.2.2. Phân loại phần mềm dạy học. 1.2.2.1. Đặc điểm của phần mềm dạy học. - PMDH là phương tiện dạy học hiện đại có nhiều tính năng ưu việt so với các loại hình thiết bị dạy học truyền thống. - Đó là một chương trình được lập trình sẵn ghi vào đĩa mềm; có thể mang một lượng thông tin lớn, chọn lọc ở mức cần và đủ theo nhu cầu của nhiều đối tượng. - Là nguồn cung cấp tư liệu phong phú đa dạng, hấp dẫn, gọn nhẹ, dễ bảo quản, dễ sử dụng - Có thể sử dụng thành tựu hiện đại của công nghệ truyền thông đa phương tiện vào QTDH để nâng cao tính trực quan, sinh động, hấp dẫn của tài liệu nghe nhìn. 1.2.2.2. Các loại phần mềm dạy học. Hiện nay trên thế giới có nhiều PMDH đa dạng, phổ biến là các dạng sau: phần mềm trò chơi học tập; PMDH công cụ; phần mềm mô phỏng các hiện tượng, đối tượng, quá trình; phần mềm hệ thống lưu trữ và tìm kiếm thông tin 20 tham khảo; phần mềm gia sư, ôn tập, kiểm tra...[22]. Nhưng nhìn chung có ba loại PMDH sau: - PMDH được xậy dựng dựa trên đối tượng sử dụng. - PMDH được xây dựng dựa trên các môn học. - PMDH được xây dựng dựa trên mục đích lí luận dạy học. 1.2.3. Vai trò của phần mềm trong dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh. Một số hiện tượng xảy ra quá nhanh, hoặc quá chậm, gây khó khăn cho việc quan sát hiện tượng. Một số TN lại quá nguy hiểm nên không thể tiến hành được trong giờ dạy lên lớp... Chính vì vậy, việc áp dụng thành tựu của CNTT để khắc phục những khó khăn này là rất cần thiết [9]. Một trong những biện pháp đó là chúng ta khai thác và sử dụng các PMDH, các PMDH này chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả cao khi sử dụng để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học vật lí. PMDH có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học: đề xuất vấn đề nghiên cứu, hình thành kiến thức, kĩ năng mới, củng cố kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS. - Ở giai đoạn định hướng mục đích nghiên cứu, PMDH được sử dụng để đề xuất vấn đề cần nghiên cứu. Đặc biệt có hiệu quả là việc sử dụng PMDH để tạo tình huống có vấn đề. Kết quả của việc sử dụng PMDH trong giai đoạn này thường mâu thuẫn với kiến thức, kinh nghiệm có sẵn của HS, do đó tạo nhu cầu hứng thú tìm tòi kiến thức mới của HS. - Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, PMDH sẽ cung cấp một cách có hệ thống các cứ liệu thực nghiệm, để từ đó khái quát hoá quy nạp, kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả logic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hình thành kiến thức mới.