Tài liệu Skkn nghiên cứu thiết kế tài liệu điện tử hỗ trợ dạy học vật lí 10 trung học phổ thông.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG SÔNG RAY SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY HỌC VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Người thực hiện: Phan Só Lĩnh vực nghiên cứu: Có đính kèm: Quản lí giáo dục: Phương pháp dạy học bộ môn: Phương pháp giáo dục: Lĩnh vực khác:  Mô hình.  Phần mềm. -1-  Phim ảnh.      Hiện vật SƠ LƯỢC LÝ LỊCH I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: PHAN SÓ 2. Ngày, tháng, năm sinh: 08 -03 -1983 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: XUAÂN TAÂY –CAÅM MYÕ – ÑOÀNG NAI 5. Điện thoại: 0985046040 6. Fax: 7. Chức vụ cao nhất: Giáo viên giảng dạy Vaät Lí 8. Đơn vị công tác: Trường THPT Sông Ray II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chuyên môn nghiệp vụ cao nhất): Cử nhân sư phạm - Nơi đào tạo: Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh - Năm tốt nghiệp: 2005 - Chuyên ngành đào tạo: Vaät Lí III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn: Vaät Lí - Số năm kinh nghiệm: 7 năm - Khối lớp đã dạy: 10, 11, 12 -2- MỤC LỤC.......................................................................................... Danh mục viết tắt...................................................................................................... I. Lí do chọn đề tài………………………………………………………………… II. Mục tiêu của đề tài……………………………………………………………. III. Phạm vi nghiên cứu…………………………………………………………. IV. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………….. Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH VÀ ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1. Cơ sở tâm lí học ……………………………………………………………. 1.1.1. Khái niệm hoạt động…………………………………………………….… 1.1.2. Cấu trúc của hoạt động……………………………………………………. 1.2. Cơ sở lý luận về phương pháp dạy học theo hướng tích cực ……………. 1.2.1. Hoạt động nhận thức vật lí của học sinh ………………………………… 1.2.2. Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh ………………………… 1.2.3. Tổ chức tình huống học tập ........................................................................ 1.3. Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học…………… 1.3.1. Cơ sở lí luận của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học…….. 1.3.2. Cơ sở thực tiễn của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học….. 1.3.3. Đổi mới phương pháp dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học…… 1.4. Tài liệu điện tử hỗ trợ dạy học vật lí 10 THPT………………………….. 1.4.1. Khái niệm tài liệu điện tử hỗ trợ dạy học vật lí 10 THPT……………….. 1.4.2. Chức năng hỗ trợ dạy học của tài liệu điện tử…………………….……… 1.5. Kết luận chương 1………………………………………………………….. Chương 2 : NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY HỌC PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1. Nghiên cứu nội dung phần Động học chất điểm…………………………… 2.1.1. Đặc điểm của phần động học……………………………………………….. 2.1.2. Phân tích nội dung kiến thức và phương pháp hình thành các khái niệm cơ bản trong sách giáo khoa vật lí 10 Ban cơ bản…………………………… 2.1.3.1. Hệ quy chiếu………………………………………………………. 2.1.3.2. Vận tốc…………………………………………………………….. 2.1.3.3. Gia tốc……………………………………………………………... -3- 2.1.3.4. Gia tốc trong chuyển động tròn đều………………………………. 2.1.3.5. Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc……….. 2.2. Quy trình thiết kế tài liệu điện tử hỗ trợ dạy học ………………………….. 2.2.1. Nghiên cứu sử dụng Dreamweaver ……………………………………… 2.2.2. Lập kế hoạch, xây dựng cấu trúc của tài liệu điện tử…………………….. 2.2.3. Thiết kế tài liệu điện tử một bài học cụ thể : (Bài 1. Chuyển động cơ)…. 2.2.3.1. Thiết kế trang web trình bày phần Kiến thức trọng tâm………… 2.2.3.2. Thiết kế giáo án…………………………………………………. 2.2.3.3. Xây dựng bài giảng điện tử trên Powerpoint……………………. 2.2.3.4. Thiết kế trang web trình bày phần thông tin bổ sung của bài học… 2.2.3.5. Thiết kế trang web câu hỏi………………………………………… 2.2.3.6. Thiết kế trang web bài tập…………………………………………. 2.2.3.7. Xây dựng bài tự ôn tập và tự kiểm tra bằng trắc nghiệm………….. 2.2.3.8. Xây dựng chức năng tra cứu các thuật ngữ vật lí………………….. 2.2.4. Cách thiết kế tài liệu điện tử cho phần Động học chất điểm………………… 2.2.5. Chỉnh sửa và ghi đĩa để sử dụng…………………………………………….. 2.3. Hướng dẫn sử dụng tài liệu điện tử trong dạy học vật lí…………………… 2.3.1. Một số yêu cầu đối với hệ thống……………………………………………. 2.3.2. Hướng dẫn sử dụng tài liệu điện tử trong dạy học…………………………… 2.3.2.1. Hướng dẫn chung cách vận hành TLĐT.…......................................... 2.3.2.2. Tài liệu điện tử hỗ trợ hoạt động dạy cho giáo viên…....................... 2.3.2.3. Tài liệu điện tử hỗ trợ học sinh tự học ........................................….. 2.3.3. Một số yêu cầu đối với người sử dụng tài liệu điện tử………………………. 2.3.4. Một số hạn chế của tài liệu điện tử…………………………………………… 2.4. Kết luận chương 2……………………………………………………………. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ..................................................................................... TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ -4- DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Viết tắt Viết đầy đủ TT Viết tắt Viết đầy đủ 1 2 3 4 5 6 CNTT ĐC GV HS MVT PPDH Công nghệ thông tin Đối chứng Giáo viên Học sinh Máy vi tính Phương pháp dạy học 7 8 9 10 11 12 PMDH QTDH SGK THPT TLĐT TN Phần mềm dạy học Quá trình dạy học Sách giáo khoa Trung học phổ thông Tài liệu điện tử Thực nghiệm MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Những thành tựu của công nghệ tin học ngày nay đang từng ngày, từng giờ xâm nhập sâu rộng đến hầu hết mọi lĩnh vực đời sống kinh tế và xã hội tác động mạnh mẽ đến sự phát triển khoa học và giáo dục của mỗi quốc gia. Trước những vận hội và thách thức mới trong xu thế hội nhập toàn cầu, đòi hỏi đất nước ta phải đào tạo ra những thế hệ con người lao động mới thông minh, năng động và sáng tạo, thích ứng với nền kinh tế toàn cầu-nền kinh tế tri thức. Để đạt được mục đích đó, một trong những nhiệm vụ quan trọng mà nhà trường phải quan tâm là đổi mới PPDH. Đây là mục tiêu lớn được Đảng, Nhà nước và Ngành Giáo dục và Đào tạo đặt ra, mục tiêu này đã và đang được thực hiện một cách tích cực trong những năm vừa qua và những năm sắp tới. Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Đảng khoá 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 QTDH…" Về vấn đề đổi mới PPDH, Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010, ở mục 5.2 ghi rõ: "Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống và có tư duy phân tích, tổng hợp, phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động, tính tự chủ của HS trong quá trình học tập…" Điều 28, mục 2 của Luật Giáo dục (2005) cũng quy định: "Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thứ học tập cho HS ". Trong quá trình đổi mới PPDH thì phương tiện dạy học đóng một vai trò hết sức quan trọng. Các phương tiện dạy học hiện đại có ứng dụng CNTT ngày càng -5- phổ biến rộng rãi với những ưu thế vượt trội đã tạo ra hiệu quả tích cực cho QTDH. Hiện nay Bộ Giáo dục và Đào tạo đang triển khai biên soạn lại SGK mới và tiến hành phân ban ở cấp THPT bắt đầu từ năm học 2006-2007, nên việc thay đổi, thiết kế mới tài TLĐT cũng như một số ứng dụng tin học khác trong dạy học vật lí sao cho phù hợp với nội dung chương trình sách giáo khoa mới là việc làm cần thiết để nâng cao hiệu quả dạy học môn vật lí THPT.Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi chọn đề tài : NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY HỌC VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG. II. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu cụ thể của đề tài là xây dựng được TLĐT hỗ trợ dạy học vật lí 10 THPT chứa trên một đĩa CD có thể sử dụng dễ dàng để :  Hỗ trợ cho GV : giáo án, bài giảng điện tử, hình ảnh, thông tin bổ sung, hệ thống các câu hỏi trắc nghiệm, các dạng bài tập,... dùng để giảng dạy từng bài học cụ thể của phần Động học chất điểm.  Hỗ trợ cho HS : ôn tập những kiến thức trọng tâm ; trả lời những câu hỏi SGK ; phương pháp giải các bài tập cơ bản của SGK và bài tập tham khảo nâng cao ; tra cứu thuật ngữ vật lí, tự ôn tập và tự kiểm tra đánh giá kết quả học tập bằng trắc nghiệm ;... khi học tập phần Động học chất điểm. III. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Thiết kế tài liệu điện tử hỗ trợ dạy học phần Động học chất điểm vật lí 10 THPT và sử dụng chúng trong dạy học vật lí trên địa bàn tỉnh Ñoàng Nai. IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Phương pháp nghiên cứu lí thuyết + Nghiên cứu những văn kiện của Đảng ; các Chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo ; các sách, bài báo, tạp chí chuyên ngành về dạy học và đổi mới PPDH để nâng cao chất lượng dạy học ở trường THPT. + Nghiên cứu cơ sở lí luận về PPDH vật lí phổ thông; các luận văn có liên quan đến đề tài ; nội dung chương trình SGK phân ban vật lí lớp 10 THPT- Ban cơ bản, năm học 2006-2007.  Phương pháp nghiên cứu thực tiễn + Đàm thoại với GV và HS một số vấn đề sử dụng CNTT trong dạy học vật lí. + Nghiên cứu một số khả năng hỗ trợ của CNTT trong dạy học phần Động học chất điểm, nghiên cứu một số Website dạy học.  Phương pháp thực nghiệm sư phạm + Tiến hành điều tra thăm dò ý kiến của GV vật lí tại trường trung học phổ thông về việc sử dụng TLĐT trong dạy học. + Kiểm tra đánh giá chất lượng học tập của HS sau khi đã tổ chức sử dụng TLĐT hỗ trợ dạy học vật lí.  Phương pháp thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê toán học để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác nhau trong kết quả học tập -6- của hai nhóm TN và ĐC. CAÁU TRUÙC CỦA ÑEÀ TAØI Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH VÀ ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1. Cơ sở tâm lí học Tâm lí học bao gồm nhiều trường phái khác nhau và một số trong đó đã quan tâm đến hoạt động dạy học. Tuy nhiên có bốn trường phái tâm lí học chính đã ảnh hưởng nhiều và trực tiếp đến PPDH, đó là tâm lí học liên tưởng, tâm lí học hành vi, tâm lí học nhận thức và tâm lí học hoạt động. Vaø đặc biệt quan tâm đến trường phái tâm lí học hoạt động, đã và đang tiếp tục nghiên cứu để vận dụng trong dạy học. Tâm lí học hoạt động cho rằng tâm lí và hoạt động thống nhất nhau, không tách rời nhau, không có hoạt động thì không có tâm lí, tâm lí chính là hoạt động. 1.1.1. Khái niệm hoạt động: Theo tâm lí học hoạt động, cuộc sống con người là một dòng hoạt động, con người là chủ thể của các hoạt động thay thế nhau; hoạt động là quá trình con người thực hiện các quan hệ giữa con người với thế giới tự nhiên và xã hội, quan hệ giữa người khác và bản thân. Đó là quá trình chuyển hoá năng lực lao động và các phẩm chất tâm lí khác của bản thân thành sự vật, thành thực tế và quá trình ngược lại là quá trình tách những thuộc tính của sự vật, của thực tế quay về với chủ thể, biến thành vốn liếng tinh thần của chủ thể . 1.1.2. Cấu trúc của hoạt động: Hoạt động được cấu tạo bởi các hành động là quá trình tuân theo mục đích. Hành động bao giờ cũng phải giải quyết một nhiệm vụ nhất định. Nhiệm vụ này được hiểu là mục đích đặt ra trong những điều kiện cụ thể nơi diễn ra hành động. Hành động do các thao tác hợp thành, các thao tác phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể để đạt mục đích. Như vậy là trong từng hoạt động riêng biệt ta có hàng tương ứng từng thành phần với nhau như sau: Động cơ Hoạt động cụ thể Mục đích Hành động Phương tiện Thao tác Các thành phần trong hàng thứ hai được xác định là các đơn vị của hoạt động ở con người. Hàng thứ nhất chứa đựng nội dung đối tượng của hoạt động. Sáu thành tố trong hai hàng vừa nêu trên cùng với các mối quan hệ qua lại giữa chúng tạo thành cấu trúc tâm Hoạt động cụ thể Động cơ lí của hoạt động. Hành động Mục đích Thao tác Phương tiện -7- (Sơ đồ 1: Cấu trúc tâm lí của hoạt động) Nghiên cứu và vận dụng cơ sở tâm lí học vào dạy học là nhiệm vụ quan trọng đối với những người quan tâm đến lĩnh vực giáo dục – đào tạo nói chung, rất cần thiết và càng không thể tách rời đối với những ai nghiên cứu PPDH nói riêng. 1.2. Cơ sở lý luận về phương pháp dạy học theo hướng tích cực 1.2.1. Hoạt động nhận thức vật lí của học sinh Dạy học là một dạng hoạt động đặc trưng của loài người nhằm truyền lại cho thế hệ sau những kinh nghiệm xã hội mà loài người đã tích luỹ được, biến chúng thành những tri thức, phẩm chất, năng lực của cá nhân người học. Hoạt động dạy học bao gồm hai hoạt động liên quan với nhau, tác động qua lại với nhau : hoạt động dạy của GV và hoạt động học của HS. Hai hoạt động này đều có chung một mục đích cuối cùng là làm cho HS lĩnh hội được nội dung học, đồng thời phát triển nhân cách, năng lực của mình. QTDH xảy ra rất phức tạp và đa dạng, trong đó sự phối hợp giữa hoạt động dạy của GV và hoạt động học của HS có ý nghĩa quyết định.  Bản chất của hoạt động học vật lí Hoạt động học là một hoạt động của con người nhằm tiếp thu tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm mà loài người đã tích luỹ được, đồng thời qua đó sẽ phát triển những phẩm chất năng lực của người học. Hoạt động học làm biến đổi chính bản thân của người học trong quá trình thực hiện hoạt động. Học trong hoạt động, học bằng hoạt động. Cấu trúc của hoạt động học cũng gồm nhiều thành phần, có quan hệ và tác động lẫn nhau như động cơ, mục đích, phương tiện,… Động cơ học tập kích thích sự tự giác, tích cực, thúc đẩy sự hình thành và duy trì, phát triển hoạt động học, đưa đến kết quả cuối cùng là thoả mãn được lòng khát khao mong ước của người học. Muốn thoả mãn động cơ ấy, phải thực hiện lần lượt những hành động để đạt được những mục đích cụ thể. 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 trong những điều kiện cụ thể là những phương tiện, công cụ thích hợp. Mục đích của hoạt động học được thể hiện ở nhiệm vụ cụ thể của mỗi môn học, mỗi phần của môn học và cụ thể nhất là ở mỗi bài học. Đó là mục tiêu cụ thể mà HS phải đạt được sau mỗi bài học, mỗi phần của môn học và có thể đánh giá được. Việc học tập vật lí có nhiều nhiệm vụ. Có nhiệm vụ có thể hoàn thành một cách rõ rệt, có thể kiểm tra, đánh giá ngay được kết quả thực hiện sau bài học. Ví dụ nội dung kiến thức, kĩ năng cần nắm được. Có những nhiệm vụ phải trải qua nhiều bài học mới có thể thực hiện được, mỗi bài học, thậm chí mỗi chương chỉ góp một phần, ví dụ bài tập kiểm tra học kì, bài thực hành xác định gia tốc rơi tự do,... Để thực hiện mỗi mục đích cụ thể, có thể thực hiện một hành động, nhưng thông thường phải phối hợp nhiều hành động mới đạt được. Nhiệm vụ bài học thường được diễn đạt dưới dạng các vấn đề nhận thức mà nếu giải quyết được nó thì HS sẽ đạt được mục đích đề ra. Trong khi thực hiện một hành động nào đó, ta cần phải sử dụng một số phương tiện trong những điều kiện cụ thể. Khi sử dụng những phương tiện và điều -8- kiện đó là đã thực hiện những thao tác. Có hai loại thao tác: thao tác chân tay và thao tác trí tuệ tương ứng với hành động vật chất và hành động trí tuệ. Đối với thao tác chân tay, ta có thể quan sát được quá trình thực hiện chúng, cho nên có thể can thiệp trực tiếp vào quá trình đó để uốn nắn, rèn luyện, làm cho HS có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện chúng một có hiệu quả. Còn thao tác trí tuệ diễn ra trong óc, thì chỉ biết được kết quả khi HS thông báo ý nghĩ của họ. Thao tác trí tuệ có vai trò to lớn, quyết định trong nhận thức khoa học. Bởi vậy, việc rèn luyện cho HS có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện các thao tác tư duy trong học tập vật lí luôn được nhiều người làm công tác giáo dục quan tâm, trăn trở đây là công việc còn rất nhiều khó khăn [15].  Bản chất của hoạt động dạy vật lí: Mục đích của hoạt động dạy là làm cho HS lĩnh hội được kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm xã hội đồng thời hình thành và phát triển ở họ phẩm chất và năng lực. Theo quan điểm hiện đại, dạy vật lí là tổ chức, hướng dẫn cho HS thực hiện các hành động nhận thức vật lí để họ tái tạo kiến thức, kinh nghiệm xã hội và biến chúng thành vốn liếng của mình, đồng thời làm biến đổi bản thân HS, hình thành và phát triển những phẩm chất năng lực của họ. Muốn thực hiện tốt mục đích của hoạt động dạy, người GV cần phải nghiên cứu hoạt động học, căn cứ vào đặc điểm hoạt động học của mỗi đối tượng HS cụ thể để định ra những hoạt động dạy thích hợp, mà trước hết là những hành động để tạo ra những điều kiện thuận lợi giúp cho HS có thể thực hiện tốt các hành động học tập [15], [18]. 1.2.2. Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh Tích cực hoá là một tập hợp các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập. Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS, là một vấn đề được đặt biệt quan tâm trong xu thế đổi mới PPDH hiện nay. Nhiều nhà lí luận dạy học trên thế giới đang hướng tới việc tìm kiếm con đường tối ưu nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của người học, nhiều công trình luận án tiến sĩ cũng đã và đang đề cập đến lĩnh vực này. Tất cả đều hướng tới việc thay đổi vai trò của người dạy và người học nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học nhằm đáp ứng được yêu cầu trong giai đoạn phát triển mới. Trong đó, HS phải chuyển từ vai trò là người thu nhận thông tin sang vai trò chủ động, tích cực tham gia tìm kiếm tri thức. Còn thầy giáo phải chuyển từ vai trò người truyền thông tin, sang vai trò người tổ chức, hướng dẫn, và giúp đở để HS tự mình khám phá kiến thức mới. 1.3. Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học 1.3.1. Cơ sở lí luận của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Trước yêu cầu ngày càng cao về nguồn nhân lực của xã hội, nhà trường phải không ngừng nâng cao chất lượng giáo dục nhằm đào tạo ra những thế hệ HS-chủ nhân tương lai của đất nước, có đủ năng lực trí tuệ và phẩm chất đạo đức phục vụ tốt công cuộc xây dựng đất nước ta sánh vai với các cường quốc trên thế giới. Để làm được điều này ngoài những vấn đề mang tính vĩ mô như thay đổi chương trình, thay đổi SGK,...của Ngành giáo dục thì nhà trường cần phải đổi mới PPDH, tiếp cận được những xu hướng dạy học mới của thế giới. Việc áp dụng một số thành tựu nổi bật của khoa học công nghệ những năm gần đây đang được các cơ sở giáo dục và đào tạo rất quan tâm. Đổi mới PPDH phải cần có sự trợ giúp đắc lực của -9- CNTT để giúp cho khả năng truyền thụ và lĩnh hội tri thức trong QTDH mang lại hiệu quả cao. MVT, một thiết bị quan trọng của CNTT khi sử dụng trong dạy học có thể giải quyết được các nhiệm vụ cơ bản của QTDH. Nhờ chức năng có thể tạo nên, lưu trữ và hiển thị lại một khối lượng thông tin vô cùng lớn dưới dạng văn bản, hình ảnh và âm thanh nên MVT được sử dụng để hỗ trợ việc minh hoạ các hiện tượng, quá trình tự nhiên cần nghiên cứu. Tất cả các văn bản, hình ảnh hay âm thanh cần minh hoạ cho bài học đều có thể được chọn lọc, sắp xếp trong MVT và được trình bày nhanh chóng với chất lượng cao theo ý muốn của GV khi giảng dạy [15] . Nhiều phần mềm đã được thiết kế, xây dựng nhằm hỗ trợ việc tự học, tự ôn tập của HS, trong đó các yếu tố kích thích hứng thú, phát huy tính tích cực, tự lực của HS được chú trọng. Việc kiểm tra, đánh giá với sự hỗ trợ của MVT cũng đã và đang được áp dụng để đảm bảo tính khách quan, chính xác cao. Một số chương trình tự kiểm tra, đánh giá đã đảm bảo thực hiện được mối liên hệ ngược trong QTDH (ví dụ các bài trắc nghiệm được xây dựng bởi phần mềm Authorware mà đề tài sử dụng trong chương 2). Bên cạnh đó, MVT còn sử dụng trong việc mô phỏng, mô hình hoá các hiện tượng, các quá trình cần nghiên cứu. Nhờ các phần mềm về đồ hoạ hay phần mềm thiết kế ta có thể mô phỏng các hiện tượng, quá trình nghiên cứu thông qua các dấu hiệu, mối quan hệ có tính bản chất nhất của đối tượng đó để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nhận thức của HS (ví dụ các phần mềm Crocodile Physics, Working Model, Pakma, Flash,...). Nhờ MVT và các phần mềm, ta có thể xây dựng và quan sát mô hình tĩnh hay động ở các góc độ khác nhau, trong không gian hai hay ba chiều với đủ loại màu sắc có trong tự nhiên. Do MVT là thiết bị có khả năng tạo nên, lưu trữ trong bộ nhớ và hiển thị lại trên màn hình cũng như trao đổi nhanh chóng các nội dung bất kì với khối lượng thông tin khổng lồ dưới dạng văn bản, hình ảnh và âm thanh nên MVT được kết nối với mạng thông tin toàn cầu và được sử dụng như một trong các phương tiện dạy học hiện đại. Trao đổi thông tin trên mạng Internet, trong dạy học trực tuyến góp phần mở rộng không gian các lớp học, tiết kiệm được thời gian, chi phí để tổ chức các lớp học, tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho người học ở rất xa các trung tâm đào tạo. Sử dụng MVT để thực hiện chức năng kiểm tra đánh giá kiến thức của HS là vấn đề đang được Ngành giáo dục quan tâm đặc biệt. Bộ Giáo dục-Đào tạo đã thành lập Cục khảo thí đã chứng tỏ kiểm tra đánh giá là một khâu rất quan trọng trong việc đổi mới, nâng cao chất lượng dạy học. Dựa vào MVT để hình thành một ngân hàng đề thi và kiểm tra lưu trữ trên bộ nhớ MVT sẽ cho phép tự động hoá việc sản xuất các đề thi và kiểm tra, thực hiện kiểm tra đánh giá trên một phạm vi khá rộng tri thức của môn học, đảm bảo tính chính xác, khách quan, nhanh chóng trên nhiều đối tượng HS. Với chức năng xử lí thông tin mạnh mẽ của mình, MVT kịp thời tổng hợp, thống kê, báo cáo các kết quả thi và kiểm tra theo mong muốn của người sử dụng. Sẽ không thể có được một thiết bị hỗ trợ dạy học nào có thể thay thế MVT để thực hiện tốt hơn các chức năng này. Như vậy, thông qua việc cung cấp thông tin, lưu trữ, việc kiểm tra và xử lí các kết quả kiểm tra… mà MVT được xem là một phương tiện truyền thông có nhiều thế mạnh hơn các phương khác dùng trong dạy học, luôn đảm bảo mối liên -10- hệ ngược trong, ngược ngoài, điều khiển và điều chỉnh kịp thời các hoạt động học tập của HS. Chức năng liên lạc của MVT được sử dụng nhiều trong trường hợp mà mối liên lạc giữa người dạy và người học một cách trực tiếp gặp khó khăn về thời gian và khoảng cách. Khi đó các bài học, bài tập, bài kiểm tra… được gửi và nhận dưới dạng các thư điện tử. Với sự phát triển rộng rãi của mạng Internet và hệ thống đa phương tiện thì chức năng này của MVT càng được phát huy mạnh mẽ hơn bao giờ hết. Tính chính xác, tính khách quan, tính nguyên tắc, tính hiệu quả kinh tế và phản hồi thông tin nhanh chóng nhưng không kém phần linh hoạt, mềm dẻo nhờ các mối quan hệ trên cơ sở dữ liệu là ưu điểm đặc thù của MVT [22]. Ngoài ra, do MVT là thiết bị đa phương tiện nên có thể ghép nối với các thiết bị hiện đại khác trong nghiên cứu vật lí. Với các tính năng hết sức ưu việt trong việc thu thập dữ liệu, xử lí dữ liệu cũng như trình bày các kết quả xử lí một cách tự động và nhanh chóng, chính xác cũng như đẹp đẽ nên nó được sử dụng rất thành công trong các lĩnh vực quan trọng khác. Đó là:  Mô phỏng các đối tượng vật lí cần nghiên cứu Không phải mọi quá trình xảy ra trong tự nhiên đều dễ quan sát. Đối với những quá trình xảy ra trong tự nhiên không thể quan sát bằng mắt thường để xác định được các đại lượng cần thiết vì diễn biến của quá trình xảy ra quá nhanh hay quá chậm, điều đó gây khó khăn trong việc nghiên cứu để tìm ra quy luật của chúng. Trong chương trình vật lí phổ thông, các quá trình đó như: Chuyển động rơi, chuyển động ném ngang của một vật, dao động điều hoà, quá trình phân rã hạt nhân, phóng xạ,… Một trong các giải pháp có thể hỗ trợ cho việc nghiên cứu các quá trình đó có hiệu quả là sử dụng MVT để mô phỏng, nghĩa là hiển thị hiện tượng, quá trình nghiên cứu lên màn hình, làm cho quá trình đó nhanh lên hay chậm đi, dừng lại từng giai đoạn để giúp chúng ta nghiên cứu dễ dàng. Ngoài khả năng mô phỏng một cách trực quan và chính xác các hiện tượng, quá trình vật lí, MVT còn có thể tạo điều kiện cho người nghiên cứu đi sâu vào và tìm ra các mối quan hệ có tính quy luật của các hiện tượng, quá trình vật lí Mặt khác, theo quan điểm kiến tạo, trước khi học một vấn đề nào đó, HS đã mang theo trong mình một số quan niệm về vấn đề đó. Những quan niệm này nói chung là chưa chính xác hoặc thậm chí sai lầm. Nhiều quan niệm trong số này không dễ thay đổi chỉ nhờ vài câu khẳng định có tính áp đặt của giáo viên. Muốn hình thành nên những quan niệm mới chính xác, cách tốt nhất là phải tạo điều kiện để HS bộc lộ những quan niệm riêng của mình ra cọ xát với thực tiễn. Nhưng trong thực tế, nhiều khi con người không thể quan sát thực tiễn được bằng các giác quan thông thường vì vậy, người ta đã tạo ra các hiện tượng tự nhiên bằng phương pháp nhân tạo, sử dụng MVT để mô phỏng .  Hỗ trợ xây dựng các mô hình  Hỗ trợ các thí nghiệm vật lí  Hỗ trợ cho việc phân tích băng Video ghi các quá trình vật lí thực 1.3.2. Cơ sở thực tiễn của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Nghiên cứu ứng dụng CNTT nói chung và MVT nói riêng làm phương tiện hỗ trợ cho QTDH đã được triển khai rất sớm ở nhiều nước trên thế giới. Đặc biệt trong những năm gần đây thì xu thế đó ngày càng được quan tâm hơn, vai trò của CNTT trong dạy học đã được thực tiễn chứng minh và khẳng định. Việc sử dụng -11- máy vi tính trong dạy học ở nước ta đang trở thành phổ biến, đã xuất hiện ở những tỉnh miền núi . Phần lớn các công trình nghiên cứu ứng dụng CNTT trong nước ta tập trung vào những khả năng mô phỏng, minh hoạ, mô hình hoá ... Các kết quả nghiên cứu cũng đã được đưa vào sử dụng để hỗ trợ giảng dạy một số nội dung của môn vật lí ở trường đại học, các trường THPT, trung học cơ sở.... Thường các chức năng hỗ trợ của MVT được thể hiện thông qua các phần mềm dưới dạng các trình ứng dụng đơn, hỗ trợ một mặt nào đó của hoạt động dạy học. Một số ít các công trình nghiên cứu đã bước đầu khai thác các chức năng mới của MVT do những thành quả phát triển của phần cứng và phần mềm mang lại. Nói chung, những kết quả nghiên cứu vẫn chưa phát huy hết những khả năng kì diệu của các thế hệ MVT hiện nay. Nhận thức rõ vai trò và tầm quan trọng của CNTT ngành Giáo dục và Đào tạo đã và đang tiến hành thực hiện một số nhiệm vụ trọng tâm như: – Xây dựng và phát triển các phần mềm ứng dụng trong dạy học, các trang web của Bộ Giáo dục-Đào tạo, của các Sở Giáo dục-Đào tạo,... – Các trường học đã trang bị phòng MVT, triển khai việc ứng dụng CNTT vào dạy học một số môn ở những nơi có điều kiện, nối mạng Internet để phục vụ cho các hoạt động học tập và giảng dạy. – Đẩy mạnh ứng dụng Internet trong học tập trực tuyến, trong dạy học từ xa. – Các trường đại học sư phạm xây dựng chương trình bồi dưỡng tin học cho GV để họ có thể áp dụng CNTT trong quá trình giảng dạy; tiến hành đào tạo tin học cho sinh viên tất cả các khoa để họ có đủ năng lực ứng dụng tin học trong QTDH sau khi ra trường làm người GV. Hiện nay, những thế hệ MVT mới ra đời với rất nhiều ưu điểm (tốc độ nhanh, dung lượng bộ nhớ trong và ngoài cao, giá thành hạ,…) đã giúp cho việc ứng dụng CNTT trong dạy học trở nên thuận lợi hơn. Bài giảng điện tử kết hợp với máy chiếu Projector đã xuất hiện phổ biến ở các lớp học, các trung tâm đào tạo, các cuộc hội thảo khoa học. Sự ra đời của bảng thông minh (bảng tương tác Ebeam) làm cho giao tiếp giữa người và MVT không chỉ ràng buộc trên bàn phím và con chuột máy tính mà thông qua phương thức khác hết sức thân thiện và tiện lợi nhờ sử dụng bút điện tử trực tiếp trên bảng trắng, điều này giúp GV và HS có điều kiện ứng dụng các tiện ích mà MVT đem lại cho giờ học mạnh mẽ hơn, thuận lợi hơn và hiệu quả của giờ dạy học cao hơn. Hàng loạt các thiết bị ngoại vi khác nhau ngày càng được cải thiện về chất lượng và giá cả như máy quét ảnh, máy in, các máy quay phim kĩ thuật số, máy chụp ảnh kĩ thuật số cùng nhiều thiết bị hiện đại khác đã mở rộng phạm vi và nhiều triển vọng ứng dụng mới, làm tăng khả năng hiện thực hoá và đẩy mạnh việc ứng dụng CNTT trong QTDH. 1.3.3. Đổi mới phương pháp dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học. Đổi mới PPDH bằng ứng dụng CNTT nói chung và PMDH nói riêng sẽ giúp chúng ta đổi mới được nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học; giúp HS thực hiện được khẩu hiệu do UNESCO đề ra cho Giáo dục-Đào tạo ở thế kỉ XXI là: Học ở mọi nơi, học ở mọi lúc, học suốt đời, dạy cho mọi người với mọi trình độ tiếp thu khác nhau. [25] -12- PMDH là một phương tiện dạy học hiện đại có nhiều tính năng ưu việt so với các loại hình thiết bị thông dụng, vai trò của PMDH góp phần: – Đổi mới nội dung dạy học vì nó có khả năng trình bày một cách trực quan, tinh giản, dễ hiểu, giúp HS dễ dàng nắm được nội dung các kiến thức của bài học. Mặt khác nó có khả năng cung cấp thêm những tài liệu phong phú, đa dạng dùng để tra cứu, tham khảo, đọc thêm, hệ thống hoá, luyện tập theo các mức độ khác nhau. – Đổi mới PPDH vì nó có thể biểu thị thông tin dưới dạng văn bản, kí hiệu, đồ thị, bản đồ, hình vẽ,.. Các tài liệu liên quan trong phần mềm được lựa chọn, thiết kế theo cách phối hợp tối ưu nhằm tận dụng được thế mạnh của từng loại trong dạy học. Do được ghi vào đĩa gọn nhẹ, nên mỗi GV hay HS có thể dễ dàng có trong tay phương tiện để tự mình chủ động thực hiện PPDH tích cực ở bất kì nơi nào có máy tính. – Đổi mới hình thức tổ chức dạy học: Trong thời đại xã hội phát triển với tốc độ nhanh như hiện nay, việc dạy học không chỉ hạn chế trong giờ học tại trường với sự hướng dẫn trực tiếp của GV mà HS có thể học trên mạng internet hay tự học tại nhà dựa vào các PMDH [25]. Triển khai thực hiện để đưa CNTT vào giảng dạy là thật sự cần thiết nhằm đổi mới phương pháp và nâng cao hiệu quả dạy học. Việc làm này muốn thành công cần phải có sự quan tâm đồng bộ của các cấp lãnh đạo của các nhà quản lí giáo dục, của GV, của phụ huynh và cả HS. Với các nhà quản lí giáo dục cần quan tâm nhiều hơn đến việc trang bị cơ sở vật chất, thiết bị kĩ thuật hiện đại và đồng bộ cho trường học, tạo điều kiện để GV học tập, nâng cao trình độ tin học. Với GV, không ngừng tự hoàn thiện mình để có thể vận dụng tốt nhất những tiện ích mà CNTT đem lại khi áp dụng vào giảng dạy. Với HS cũng phải có thái độ tích cực trong việc tự trang bị thêm kiến thức tin học, tự học , tự lực tìm kiếm tri thức trên trên mạng, trên các phần mềm dạy học,... 1.4. Tài liệu điện tử hỗ trợ dạy học vật lí 10 THPT 1.4.1. Khái niệm tài liệu điện tử hỗ trợ dạy học vật lí 10 THPT. TLĐT hỗ trợ dạy học vật lí 10 THPT là một trong các ứng dụng của CNTT dùng trong dạy học. TLĐT này trình bày kiến thức trọng tâm của SGK, giáo án, bài giảng điện tử, bài tập, câu hỏi trắc nghiệm, thông tin bổ sung, các bài tự ôn tập và kiểm tra bằng trắc nghiệm,…. TLĐT được thiết kế đơn giản, rõ ràng với giao diện thân thiện và dễ sử dụng nhằm giúp cho người học từng bước nắm vững và hiểu sâu kiến thức thông qua các hoạt động tự học, tự tra cứu các thuật ngữ, xem hệ thống hoá kiến thức, xem hướng dẫn giải bài tập, xem kinh nghiệm giải các bài tập điển hình, ôn tập, luyện tập, vận dụng những kiến thức đã học thông qua các bài tự kiểm tra bằng trắc nghiệm để tự điều chỉnh kế hoạch học tập. TLĐT cũng nhằm giúp cho GV sử dụng trong giảng dạy, chẳng hạn GV có thể tham khảo các giáo án được soạn theo thiết kế mới, sử dụng các bài giảng điện tử vào dạy học để có thể thực hiện tốt các mục tiêu mà giáo án đặt ra, sử dụng hệ thống các câu hỏi trắc nghiệm và bài tập để kiểm tra đánh giá HS, xem thêm những thông tin bổ sung có liên quan đến bài giảng... TLĐT hỗ trợ dạy học vật lí 10 THPT mà chúng tôi nghiên cứu thiết kế được ghi trên một đĩa CD, dễ dàng sử dụng trên MVT, dễ dàng bổ sung, chỉnh sửa để hoàn thiện và phát triển thêm. Nội dung cập nhật với SGK vật lí 10 Ban cơ bản -13- chương trình phân ban năm học 2006-2007. Kiến thức được trình bày cô đọng, kích thích được sự hứng thú và tích cực chủ động trong hoạt động tự học, tự chiếm lĩnh tri thức của HS THPT. 1.4.2. Chức năng hỗ trợ dạy học của tài liệu điện tử  Hỗ trợ cho giáo viên: + Các giáo án được soạn theo thiết kế mới với các bước: xác định mục tiêu bài dạy học; lựa chọn kiến thức cơ bản; tạo nhu cầu hứng thú nhận thức; xác định các hình thức tổ chức dạy học; phân chia giờ học thành các hoạt động cụ thể; xác định hình thức củng cố là vận dụng các kiến thức mà HS vừa tiếp thu để giải bài tập và trả lời các câu hỏi trắc nghiệm. + Các bài giảng điện tử soạn trên powerpoint nhằm thực hiện những mục tiêu của bài học mà giáo án đặt ra. Các bài giảng này GV có thể tham khảo hoặc chỉnh sửa để sử dụng theo ý riêng của mình. Có thể sử dụng các hình ảnh động, các mô phỏng được thiết kế bằng FLASH. + Các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao trong tài liệu này đã được chúng tôi đầu tư nhiều thời gian để nghiên cứu khá cẩn thận, nghiêm túc. GV có thể sử dụng chúng trong các giờ bài tập hoặc trong các bài kiểm tra để đánh giá khả năng học tập của HS. + Câu hỏi trắc nghiệm được soạn thảo và chọn lựa từ nhiều nguồn tài liệu. GV có thể sử dụng trực tiếp hoặc có thể chỉnh sửa tuỳ thuộc vào thực tế của lớp học và năng lực của HS của mình. Việc soạn thảo câu hỏi trắc nghiệm tuân thủ các yêu cầu và quy định mà chúng tôi đã được trang bị trong khoá học này. + Các thông tin bổ sung liên quan đến bài giảng có thể cần thiết cho một số GV chưa có điều kiện để tiếp cận. + Phần tự kiểm tra trắc nghiệm có yêu cầu HS đăng nhập khi sử dụng và tự động lưu lại điểm kiểm tra của học sinh trên MVT đang sử dụng (trong thư mục C:\Windows\A6W_DATA), GV có thể sử dụng bài kiểm tra này trong mạng nội bộ của nhà trường (nếu trường có phòng máy) để đánh giá hoặc để biết khả năng tiếp thu của HS từ đó có kế hoạch bồi dưỡng hoặc phụ đạo thêm cho các em.  Hỗ trợ cho HS tự học ở nhà : + Xem lại một số nội dung kiến thức của bài giảng mà GV đã trình bày trên lớp để hiểu rõ thêm. + Ôn lại các kiến thức trọng tâm của từng bài học. + Tự trả lời các câu hỏi trắc nghiệm. Sử dụng các câu hỏi trắc nghiệm để có thể làm quen dần hình thức thi tốt nghiệp THPT bằng trắc nghiệm sau này. Đáp án của những câu trắc nghiệm này có trong phần ôn tập. + Tự giải các bài tập có liên quan đến bài học đã được chọn lựa và chỉnh sửa. + Xem hướng dẫn giải các bài tập nếu gặp khó khăn . + Xem thêm một số thông tin bổ sung có liên quan đến bài học nhưng không được trình bày trong sách giáo khoa để mở rộng thêm hiểu biết. + Tự ôn tập bằng trắc nghiệm khách quan. Các câu hỏi trong phần ôn tập này đều có 4 phương án trả lời A,B,C,D. Khi ôn tập HS có thể chọn 2 lần trong 4 phương án trả lời nếu chưa tìm ra đáp án đúng. Các câu hỏi khó đều có đáp án trả lời rõ ràng để HS biết được vì sao đúng, vì sao sai. -14- + Tự kiểm tra kết quả tiếp thu kiến thức của HS thông qua các bài trắc nghiệm khách quan (có chấm điểm) để từ đó có kế hoạch tự điều chỉnh việc học tập của bản thân. Các câu hỏi trong bài kiểm tra có nội dung tương tự như trong phần ôn tập nhưng khi chọn các phương án trả lời, máy không thông báo đáp án, chỉ thông báo điểm đạt được sau khi HS đã thực hiện xong bài kiểm tra. 1.5. Kết luận chương 1 Các vấn đề được trình bày trong chương 1 có thể tóm tắt bởi những nội dung cơ bản như sau:  Khi nghiên cứu các vấn đề cơ bản về cơ sở tâm lí học và cơ sở lí luận về PPDH theo hướng tích cực, chúng tôi nhận thấy tư tưởng đổi mới PPDH hiện nay là tích cực hoá hoạt động học tập nhằm phát huy tính tích cực tự giác, chủ động sáng tạo của HS thông qua các hoạt động học tập với các phương tiện học tập và các hình thức học tập khác nhau. Trong dạy học theo hướng đổi mới, HS phải chuyển từ vai trò là người thu nhận thông tin sang vai trò người tìm kiếm thông tin, GV phải thực hiện vai trò người tổ chức, hướng dẫn và giúp đở để HS tìm ra tri thức mới. Cụ thể là: – GV phải biết tạo ra động cơ, hứng thú học tập cho HS thông qua việc tổ chức các tình huống học tập, phải sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại, ứng dụng CNTT vào dạy học để tạo ra các tình huống có vấn đề hoặc để minh họa, giải thích, củng cố trong quá trình hình thành tri thức mới cho HS. – HS phải tích cực, tự giác giải quyết các tình huống học tập, các nhiệm vụ học tập để hình thành tri thức mới, khi gặp khó khăn sẽ được sự gợi ý, hướng dẫn của GV thông qua các phương tiện dạy học mà đặc biệt đó là sự hỗ trợ của CNTT. Tích cực hóa vừa là biện pháp để nâng cao chất lượng dạy học đồng thời nó góp phần rèn luyện cho HS trở thành những chủ nhân tương lai tự chủ, năng động và sáng tạo, đủ sức gánh vác những trọng trách mà xã hội giao phó.  Trên cơ sở nghiên cứu những thành tựu mà CNTT đã đạt được trong thời gian qua, chúng tôi nhận thấy: Việc nghiên cứu ứng dụng CNTT vào QTDH là hoàn toàn có cơ sở khoa học và phù hợp với xu thế phát triển của xã hội ngày nay, điều này đã được Đảng, Nhà nước, Bộ Giáo dục và Đào tạo rất quan tâm. Sự phát triển mạnh mẽ của CNTT nói chung, MVT và các thiết bị ngoại vi hiện đại khác nói riêng đã tạo ra một môi trường dạy học tốt hơn trước đây rất nhiều. Trong môi trường mới này HS có điều kiện phát huy tối đa tính tích cực, chủ động, sáng tạo và nhờ đó việc vận dụng các PPDH hiện đại theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS chắc chắn sẽ đem lại nhiều thành công, góp phần hình thành cho các em năng lực tự học, tự chiếm lĩnh tri thức và do đó chất lượng dạy học được nâng cao. Tuy nhiên, dù có nhiều ưu thế vượt trội so với các phương tiên dạy học truyền thống, MVT và các thiết bị ngoại vi hiện đại không phải là phương tiên dạy học vạn năng nên khi sử dụng cũng cần phải có sự phối hợp với các phương triện dạy học khác.  Trên cơ sở tham khảo kết quả của các công trình nghiên cứu về ứng dụng CNTT dùng trong dạy học vật lí đã được công bố, nghiên cứu các PMDH, các website dạy học đã có trên mạng Internet,... đề tài đã nêu được khái niệm TLĐT hỗ trợ dạy học vật lí và các chức năng hỗ trợ của TLĐT trong dạy học vật lí. -15- Nghiên cứu các ứng dụng trong lĩnh vực CNTT dùng trong dạy học nói chung và nghiên cứu thiết kế TLĐT hỗ trợ dạy học nói riêng là việc làm thật sự cần thiết trong việc đổi mới PPDH nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học. Để làm tốt công việc này cần có sự quan tâm giúp đở và ủng hộ của các cấp lãnh đạo, của những chuyên gia về CNTT trong lĩnh vực giáo dục, và sự nổ lực của những GV yêu nghề, say mê nghiên cứu khoa học giáo dục. -16- Chương 2 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ DẠY HỌC PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1. Nghiên cứu nội dung phần Động học chất điểm : 2.1.1. Đặc điểm của phần động học Động học là một bộ phận của cơ học chỉ nghiên cứu chuyển động của các vật mà chưa xét đến nguyên nhân gây ra các chuyển động ấy (không đề cập đến các khái niệm khối lượng, lực mà chỉ quan tâm đến khái niệm vị trí, quỹ đạo, vận tốc, gia tốc,…). Động học có nhiệm vụ cơ bản là mô tả chính xác các dạng chuyển động của cơ học để biết trước được vị trí của vật trong không gian tại những thời điểm khác nhau, nghĩa là xác định mối quan hệ giữa toạ độ với thời gian chuyển động. Đối với chuyển động thẳng đều thì mối quan hệ đó rất đơn giản. Nhưng đối với những chuyển động biến đổi thì mối quan hệ đó rất phức tạp, phải sử dụng các đại lượng vi phân và những phép tính tích phân mới mô tả được, chẳng hạn :   ds v dt ;    dv d 2 s a  2 dt dt Đối với HS, để mô tả chuyển động một cách chính xác cần phải có những kiến thức toán học cơ bản về giới hạn, đạo hàm, vi phân, tích phân. Điều này gặp khó khăn vì những kiến thức này các em chỉ được học ở lớp cuối cấp. Đây là vấn đề bất cập trong chương trình vật lí nước ta, trong sắp xếp chương trình ở nhiều nước, các lớp đầu cấp chỉ trình bày chuyển động thẳng đều, còn chuyển động biến đổi đều và chuyển động cong trình bày ở lớp cuối cấp. Mặc dù trong phần Động học nặng về sử dụn  các phương pháp suy diễn toán học nhưng SGK cũng chú trọng đưa vào các thí nghiệm nhằm minh hoạ, kiểm nghiệm những kết luận suy từ lí thuyết qua đó giúp HS nhận biết được những dạng chuyển động trong thực tế, làm cơ sở để nghiên cứu phần Động lực học sau này 2.1.2. Phân tích nội dung kiến thức và phương pháp hình thành các khái niệm cơ bản phần Động học sách giáo khoa vật lí 10 Ban cơ bản. 2.1.3.1. Hệ quy chiếu: Hình thành khái niệm chuyển động cơ không thể thiếu khái niệm hệ quy chiếu. Hệ quy chiếu gồm : - Một vật làm mốc, một hệ toạ độ gắn với vật làm mốc ; - Một mốc thời gian và một đồng hồ. Trong nhiều bài toán cơ học, nhiều khi nói về hệ quy chiếu, người ta chỉ đề cập đến hệ toạ độ, vật làm mốc và mốc thời gian mà không cần nói đến đồng hồ. Có thể biễu diễn khái niệm hệ quy chiếu ngắn gọn qua công thức : Hệ quy chiếu = Hệ toạ độ gắn với vật mốc + Gốc thời gian. 2.1.3.2. Vận tốc – Nội dung của khái niệm vận tốc Khi khảo sát chuyển động của một vật nhất thiết phải đưa ra một đại lượng biểu thị tính chất nhanh hay chậm của chuyển động. Vì vậy khi định nghĩa vận tốc là một đại lượng vật lí đặc trưng cho tính chất nhanh hay chậm của chuyển động và được đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó là hoàn toàn hợp lí. Tuy nhiên, trong thực tế chuyển động của các vật còn có phương và chiều khác nhau nên người ta phải biểu diễn vận tốc bằng -17- một vectơ. Vectơ vận tốc có hướng trùng với hướng của chuyển động. Trong chuyển động để định nghĩa vectơ vận tốc của vật người ta còn đưa vào khái niệm độ dời thay cho khái niệm đường đi. Theo định nghĩa, độ dời là một vectơ có gốc là vị trí ban đầu M 0 và ngọn là  vị trí cuối M của chất điểm chuyển động : s  M 0 M .   s v t Vận tốc được định nghĩa theo vectơ độ dời : Định nghĩa vận tốc như vậy là chặt chẽ về mặt logic và rất phù hợp với chuyển động thẳng có chiều không đổi, vừa biểu thị được tính chất nhanh hay chậm của chuyển động, vừa thể hiện được chiều của chuyển động. Nhưng khi áp dụng định nghĩa này cho chuyển động thẳng có đổi chiều hay chuyển động cong lại gặp khó khăn. Định nghĩa vận tốc theo độ dời như trên chỉ cho biết kết quả cuối cùng của sự dịch chuyển chứ không cho biết chuyển động thực trên đường. Một ôtô chuyển động trên đường tròn, đi hết một vòng rồi trở về vị trí ban đầu thì độ dời bằng không, nhưng khi đó đường đi lại rất dài. Vận tốc định nghĩa theo độ dời bằng không, nhưng vận tốc định nghĩa theo đường đi lại có giá trị khác không. Vì những khó khăn trên, nên định nghĩa chính xác nhất của vận tốc phải là :   ds v dt Định nghĩa cuối cùng này thực ra là định nghĩa vận tốc tức thời, phù hợp cho mọi loại chuyển động và chặt chẽ về mặt logic . – Phương pháp hình thành khái niệm vận tốc ở sách lớp 10 Ban cơ bản : Trước tiên, để đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động thẳng đều SGK xuất phát từ khái niệm tốc độ trung bình mà HS đã biết ở chương trình vật lí lớp 8 từ đó đưa ra định nghĩa chuyển động thẳng đều. Trong chuyển động thẳng đều, khi nói vận tốc của vật trên một quãng đường hoặc trong một khoảng thời gian nào đó thì phải hiểu là tốc độ trung bình. Giai đoạn tiếp theo là xây dựng khái niệm vận tốc tức thời bằng cách đưa ra đại lượng v s t , coi vận tốc tức thời là thương số của quãng đường đi s rất ngắn qua điểm đang xét và khoảng thời gian t rất ngắn để đi hết quãng đường đó. Thực ra, vận tốc tức thời của một chuyển động tại một điểm trên quỹ đạo phải là giới hạn s của tỉ số t khi t tiến đến không, tức là bằng đạo hàm của s theo t tại thời điểm đang xét. Tuy nhiên vì ở lớp 10, trong chương trình toán, HS chưa được học giới hạn và đạo hàm nên SGK phải xây dựng khái niệm này một cách đơn giản và thiếu chặt chẽ. Khái niệm vận tốc tức thời định nghĩa như trên thực ra vẫn còn rất trừu tượng, để dạy cho HS hiểu được khái niệm này chắc chắn sẽ gặp nhiều khó khăn . Khái niệm vectơ vận tốc tức thời hình thành sau khi đã hình thành khái niệm vận tốc tức thời là hợp lí. Tại mỗi điểm trên quỹ đạo vận tốc tức thời của vật không -18- những có độ lớn nhất định mà còn có phương và chiều xác định. 2.1.3.3. Gia tốc – Nội dung khái niệm gia tốc Cũng tương tự như khái niệm vận tốc, những đặc trưng đầy đủ của một vectơ gia tốc phải được diễn đạt bằng một đạo hàm vectơ :    dv d 2 s a  dt dt 2 Riêng đối với chuyển động thẳng biến đổi thì gia tốc trung bình được định    nghĩa là :  v  v 0 v a t  t t Nếu chuyển động là thẳng biến đổi đều thì gia tốc không đổi nên gia tốc trung bình và gia tốc tức thời trùng nhau. Vectơ gia tốc có thể phân tích ra thành hai thành phần : thành phần tiếp tuyến và thành phần pháp tuyến theo phương chuyển động. Thành phần tiếp tuyến với quỹ đạo biểu diễn sự thay đổi độ lớn của vận tốc còn thành phần pháp tuyến biểu diễn sự thay đổi phương của vectơ vận tốc. Trong trường hợp đặc biệt của chuyển động thẳng thì không có thành phần tiếp tuyến và lúc đó gia tốc chỉ đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc. Đối với chuyển động thẳng đều thì gia tốc là một hằng số. Đối với chuyển động tròn đều, chỉ có thành phần pháp tuyến làm thay đổi liên tục phương của chuyển động . – Phương pháp hình thành khái niệm gia tốc ở sách lớp 10 Ban cơ bản : Với tư duy HS lớp 10 do chưa đủ khái quát để dạy chuyển động thẳng biến đối đều một cách tổng quát rồi sau đó suy ra các trường hợp riêng là chuyển động nhanh dần đều và chậm dần đều ; vì vậy để xây dựng khái niệm gia tốc SGK khoa lần lượt khảo sát riêng từng trường hợp chuyển động thẳng nhanh dần đều sau đó là chuyển động chậm dần đều. Tinh thần cơ bản của cách tiếp cận sách giáo khoa là : Dựa vào tính chất của vận tốc là có độ lớn tăng đều theo thời gian đối với chuyển động nhanh dần đều, đi đến công thức v = at ;     v  v 0 v v a  a t  t t .  t 0 Từ đó xây dựng khái niệm gia tốc : và vectơ gia tốc Lưu ý về chiều của vectơ gia tốc và vectơ vận tốc từ đó suy ra dấu của các đại lượng trong các công thức. Xây dựng khái niệm gia tốc và vectơ gia tốc trong chuyển động chậm dần đều cũng theo cách tương tự trên. 2.1.3.4. Gia tốc trong chuyển động tròn đều Vấn đề gia tốc trong chuyển động tròn đều là một vấn đề rất khó quan niệm đối với học sinh vì như các em đã học trong chuyển động thẳng biến đổi: gia tốc biểu thị sự tăng hay giảm của vận tốc theo thời gian, trong khi đó đối với chuyển động tròn đều thì độ lớn của gia tốc lại không đổi và gia tốc chỉ biểu thị sự biến đổi phương của vận tốc. Việc chứng minh cho học sinh hiểu vec tơ gia tốc trong chuyển động tròn -19- đều hướng vào tâm cũng là vấn đề khó khăn vì học sinh chưa được học về giới hạn.  Do đó để né tránh, SGK chọn cách vẽ vectơ v hướng vào tâm O của quỹ đạo ngay từ đầu bằng cách  vẽ véc tơ này ở điểm giữa I của cung M 1M2. Tính chất hướng vào tâm của vectơ v sẽ không phụ thuộc vào độ lớn của cung M1M2 [3]. 2.1.3.5. Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc Với thế giới quan khoa học trong vật lí, nguyên lí tương đối của Galilê là một bộ phận thiết yếu. Nguyên lí này nói lên tính không thể phân biệt giữa sự đứng yên và chuyển động thẳng đều. Chính vì vậy, tính tương đối của chuyển động phải được chú ý thường xuyên trong phần động học cũng như những phần khác của cơ học. Từ nội dung của nguyên lí tương đối suy ra được một số mệnh đề mà HS cần nắm vững : – Toạ độ, quỹ đạo, vận tốc là những khái niệm tương đối, – Khoảng cách, khoảng không gian, gia tốc là những đại lượng tuyệt đối. Ngoài ra, nguyên lí tương đối còn chứa đựng một nội dung lớn lao hơn, khẳng định tính tuyệt đối của các định luật động lực học : cả ba định luật Newton đều đúng đắn như nhau [. Vấn đề cộng vận tốc có ý nghĩa quan trọng trong các bài toán về thay đổi hệ    v quy chiếu. Khi đề cập đến công thức cộng vận tốc 13  v12  v 23 , thường xuất hiện một quan niệm sai lầm phổ biến là : Công thức cộng vận tốc cho phép cộng vận tốc của vật này với vận tốc của vật khác ! Phải hiểu là : Công thức cộng vận tốc cho phép ta tìm được vận tốc của vật trong hệ quy chiếu này khi biết vận tốc của nó trong hệ quy chiếu khác. Nó cũng cho phép chúng ta chuyển từ hệ quy chiếu này sang hệ quy chiếu khác. Công thức cộng vận tốc đề cập trong phần Động học này chỉ áp dụng được nếu vận tốc của vật chuyển động cũng như vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động rất nhỏ so với vận tốc ánh sáng. Trong trường hợp một trong các vận tốc đó lớn so sánh được với vận tốc ánh sáng thì phải áp dụng công thức cộng vận tốc của thuyết tương đối[20]. 2.2. Quy trình thiết kế tài liệu điện tử hỗ trợ dạy học 2.2.1. Tổng quan về Dreamweaver MX TLĐT được thiết kế tương tự như việc thiết kế một website dạy học, công cụ được chúng tôi sử dụng để thiết kế là phần mềm Dreamweaver MX. Dreamweaver là một chương trình dùng để tạo ra và quản lí các trang web. Nằm ở phần cốt lõi của nó là HTML (Hyper Text Markup Language – Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản) – một ngôn ngữ chứa đựng một loạt các thẻ dùng để định nghĩa cấu trúc của một trang web. Dreamweaver là một công cụ dễ dùng, là một công cụ mạnh và đã trở thành một trong số những công cụ thiết kế web được nhiều người ưa thích.Với Dreamweaver, chúng ta có thể dễ dàng phát triển một trang web hoặc một website rất lớn, cũng có thể mở các trang web được tạo ra từ các phần mềm soạn thảo trang web khác để chỉnh sửa hoặc dọn dẹp mã. Dreamweaver là một công cụ trực quan mà trong đó chúng ta có thể bổ sung -20-