Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Vật lý 9

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 9 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Vật lý là môn khoa học của thực nghiệm, vì vậy trong giảng dạy môn Vật lý làm thí nghiệm là một khâu có vai trò rất quan trọng, nó không chỉ làm tăng tính hấp dẫn của môn học, giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức lý thuyết mà còn làm tăng tính nhạy bén trực quan của học sinh. Việc lồng ghép các thí nghiệm vào trong các bài học Vật lý là một biện pháp quan trọng nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, góp phần tích cực trong hoạt động truyền đạt kiến thức cho học sinh. Và đổi mới nội dung và phương pháp trong dạy học Vật lý phải gắn liền với việc tăng cường sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học. Bên cạnh đó, có những bài có khối lượng kiến thức nhiều, hầu hết trong các bài đều có thí nghiệm. Nếu dạy theo PP truyền thống và với những thí nghiệm thật thì đôi khi sẽ không đủ thời gian. Mặt khác, với điều kiện cơ sở vật chất hiện nay thì các trường phổ thông cơ sở vẫn chưa có nhiều dụng cụ thí nghiệm để đáp ứng yêu cầu của bài học theo sách giáo khoa mới. Do đó, việc ứng dụng công nghệ thông tin và tiến hành các thí nghiệm ảo trên máy vi tính là một giải pháp quan trọng trong việc giảng dạy, giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng, sâu sắc, tin tưởng vào kiến thức mà mình chiếm lĩnh được, đồng thời tạo hứng thú học tập cho học sinh trong từng bài học. Vì vậy nên tôi chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm có tên là “Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Vật lý 9” được ứng dụng trong chương trình Vật lý lớp 9 ở trường THCS. II. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI: 1. Thuận lợi: Các thí nghiệm trong sách giáo khoa đa số là dễ thực hiện, và dụng cụ thí nghiệm ngày càng được chú trọng đầu tư ở các trường phổ thông cơ sở nên tạo điều kiện để giáo viên Vật lý dùng thí nghiệm thật truyền đạt kiến thức. Đội ngũ giáo viên trẻ nhiệt tình hăng say trong công việc giảng dạy và thực hiện tốt các thí nghiệm theo như trong sách giáo khoa mới. Việc ứng dụng CNTT trong giảng dạy ngày càng được áp dụng nhiều như sử dụng Microsoft Powerpoint để soạn giáo án điện tử 2. Khó khăn: Do chủ quan và khách quan mà không thể thực hiện các thí nghiệm được, các lý do đó có thể là: Không có đủ thời gian để chuẩn bị thí nghiệm. Thiết bị thí nghiệm không đồng bộ, chất lượng kém, sai số lớn... Thí nghiệm xảy ra trong các điều kiện đặc biệt: Buồng tối (đường đi của tia sáng), chân không, nhiệt độ cao... Thí nghiệm được thực hiện quá nhanh hoặc là quá chậm. Thường thì khi gặp các trở ngại trên giáo viên sẽ phải dạy "chay" dẫn đến tốn thời gian và chất lượng giờ học không cao. 3. Số liệu thống kê: Qua quá trình theo dõi và hỏi ý kiến học sinh thì tôi nhận thấy đa số các em đều trả lời là việc làm thí nghiệm trong giờ học là rất cần thiết để giúp học sinh nắm kiến thức và làm cho các em hừng thú trong giờ học. Thích làm thí nghiệm: 50% Không thích vì khó làm: 20% Thích nhưng kết quả sai: 15% Ý kiến khác: 15% III. NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Cơ sở lý luận: - Ngày nay việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy đã và đang ngày càng được nhân rộng trong các trường học. Nhưng làm thế nào để một tiết dạy bằng giáo án điện tử trở nên hứng thú và thành công hơn một tiết lên lớp truyền thống? Điều này còn phụ thuộc vào khâu thiết kế và việc lồng ghép các thí nghiệm mô phỏng, tranh ảnh minh họa,của người giáo viên. Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp: 2.1. Vai trò của thí nhiệm (TN) trong dạy học Vật lý (VL): - TN là phương tiện thu nhận tri thức, kiểm tra tính đúng đắn của tri thức và là phương tiện để vận dụng tri thức đó vào thực tiễn. TN là một bộ phận của các phương pháp nhận thức VL và có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học. TN góp phần phát triển toàn diện nhân cách của học sinh, đơn giản hóa và trực quan các hiện tượng trong dạy học VL. 2.2. Tại sao nên sử dụng TN ảo trong dạy học VL: - TN ảo được thực hiện trên một màn chiếu lớn nên tất cả học sinh trong lớp học có thể nhìn rõ tất cả những gì thực hiện trên đó, đồng thời giáo viên có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ đủ lớn để cả lớp đều có thể quan sát rõ ràng, kể cả các em ngồi ở cuối lớp học. - TN hoàn toàn an toàn, không lo cháy nổ ngoài dự định, nếu có nhầm lẫn thì hiện tượng xảy ra chỉ là mô hình cháy nổ trên máy vi tính. - Có những quá trình trong thực tế không thể quan sát bằng mắt thường nhưng TN ảo trên máy vi tính thì có thể mô phỏng các quá trình một cách chính xác và trực quan. -TN ảo do đã được lập trình sẵn nên gần như tất cả các TN đều chuẩn xác, thực hiện TN đem lại kết quả như mong đợi. -Với một TN mà dụng cụ kồng kềnh thì việc chuẩn bị và chuyển TN từ lớp học này sang lớp học khác rất khó khăn và mất thời gian. Còn với TN ảo thì các dụng cụ có sẵn trong máy vi tính, giáo viên chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế TN vào trong máy tính, lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng cụ TN. Biện pháp thực hiện:    2.3.1 Các kỹ năng cần có:       Để ứng dụng được CNTT trong dạy học có hiệu quả thì theo tôi GV cần phải có được những kỹ năng cơ bản sau:       1. Soạn thảo văn bản (MS Word, ...): Dùng để soạn giáo án, văn bản,       2. Bảng tính điện tử (MS Excel): Dùng để thống kê, tính điểm,       3.Trình diễn điện tử (MS PowerPoint, Violet, ...): Dùng để soạn và dạy bài giảng điện tử, báo cáo, trình bày một vấn đề nào đó,       4. Sử dụng phần mềm Math Type để đánh công thức Vật lý, Toán,       5. Sử dụng phần mềm Crocodile Physics và các phần mềm thí nghiệm khác.       6. Sử dụng trình duyệt web (Google Chrome hoặc Mozilla FireFox): Dùng để trao đổi và tìm kiếm thông tin trên mạng Internet hoặc mạng nội bộ của cơ quan.       7. Sử dụng email: Dùng để trao đổi thư từ với đồng nghiệp, phụ huynh, học sinh, ...       8.Thiết kế trang web, blog cá nhân: Dùng để trao đổi thông tin liên quan đến chuyên môn, giúp HS học tập thông qua mạng, mở rộng không gian giao tiếp giữa thầy – trò, đồng nghiệp, ...       9. Cũng cần phải biết chụp ảnh, quay phim và chuyển dữ liệu vào máy tính.       10. Nếu ta biết được việc cài đặt hệ điều hành, downdload và cài đặt các phần mềm ứng dụng thì tốt, ta sẽ chủ động hơn trong việc sử dụng máy tính.    2.3.2 Các điều cần lưu ý khi ứng dụng CNTT vào giảng dạy:       1. Lưu ý chung:      Việc ứng dụng CNTT trong giảng dạy phải luôn hướng vào mục tiêu đào tạo và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, phải góp phần đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, phát triển tư duy độc lập của học sinh.     Việc đưa CNTT vào giảng dạy phải phù hợp với cơ sở vật chất, đặc điểm và điều kiện của từng đơn vị, đặc biệt chú ý đến việc trang bị phương tiện kỹ thuật đồng bộ với việc bồi dưỡng, nâng cao trình độ và kỹ năng ứng dụng CNTT của đội ngũ giáo viên.     Giữa thiết bị thật và thí nghiệm ảo phải có sự phù hợp nhất định, đặc biệt về yêu cầu sư phạm. Những thiết bị, dụng cụ thí nghiệm căn bản chỉ được hỗ trợ bằng CNTT chứ không thể thay thế hoàn toàn bằng CNTT.      Để xác định những đồ dùng dạy học nào nên ứng dụng CNTT, những đồ dùng dạy học nào không nên ứng dụng CNTT, chúng ta cần căn cứ vào: Chủng loại đồ dùng dạy học, tính chất vật lý của chúng (kích thước, hình dạng, cấu tạo); mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học của môn học, khả năng của phần mềm và các giải pháp CNTT; mục đích áp dụng CNTT; mức độ phù hợp giữa CNTT và thiết bị       2. Những loại ĐDDH nên có sự ứng dụng CNTT:      Các mô hình kỹ thuật, các quá trình vật lý diễn ra quá nhanh mà con người khó nhận biết kịp, nhận biết không chính xác, đầy đủ, các hiện tượng vật lý trong thế giới vi mô, các hiện tượng vật lý có thể gây nguy hiểm, sẽ rất thích hợp với công nghệ mô phỏng.    Một số học liệu có thể kết hợp với thiết bị công nghệ hoặc được thay thế bằng tài liệu số hóa như: các mô hình, mẫu vật có kích thước, khối lượng lớn, những mô hình dễ gãy vỡ khi di chuyển hoặc lắp ráp phức tạp mất nhiều thời gian, các quá trình vật lý, các quan hệ và chuyển động phức tạp trong không gian có thể chuyển thành bản đồ số hóa, đồ họa mô phỏng trong các phần mềm.     Một số tranh, ảnh minh họa, các bảng số liệu bằng giấy in hay vải có thể chuyển thành file đồ họa hoặc ảnh số, tạo thành bộ sưu tập trong CD-ROM.       3. Những loại ĐDDH không nên lạm dụng ứng dụng CNTT:      Hầu hết các dụng cụ và thiết bị thí nghiệm, thực nghiệm khoa học không nên chuyển sang phần mềm. Nói chung, thí nghiệm và thực nghiệm đòi hỏi học sinh phải thực hiện được thật sự bằng tay và kỹ năng quan sát, ghi chép, phân tích Không nên lạm dụng các trình diễn thí nghiệm ảo. Đó chỉ là trình diễn chứ không phải là thí nghiệm. Khi đó học sinh sẽ bị hạn chế ở hành động quan sát và cũng chỉ là quan sát các sự vật ảo.      Rất nhiều kỹ năng học tập mà các môn học đòi hỏi được thể hiện trong thiết bị (đặc biệt trong dụng cụ thực nghiệm, tài liệu thực hành) nhằm nâng cao tính tích cực học tập của học sinh từ những hành vi vật chất cảm tính. Điều này CNTT không thể thay thế được và cũng không nên lạm dụng.      Những yêu cầu rèn luyện kỹ năng (khoa học, công nghệ) cần được tôn trọng và không được thay thế bằng phần mềm hay công nghệ mô phỏng. Thí dụ: kỹ năng nối hai đọan dây trong mạch điện, thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ, quan sát ảnh qua các quang cụ, lắp ráp dụng cụ thí nghiệm  được thực hiện trên thực tế thì tác động tâm lý khác hẳn khi nó được thực hiện trong môi trường ảo. Học sinh cần được trải nghiệm những hành động thật sự này.  2.3.3. Thiết kế bài giảng:       1. Nội dung:      Đây là bước rất quan trọng quyết định thành công của một giờ dạy. Để có được một kịch bản bài giảng trên máy vi tính thật hoàn hảo, GV phải thực sự kỳ công suy nghĩ, tìm tòi, đặc biệt là soạn bài, thiết kế giáo án. Soạn bài là công việc thường ngày của GV nhưng bài soạn trên máy vi tính đòi hỏi tính khoa học, chính xác và lô – gíc cao.      Thiết kế bài giảng trên máy vi tính phải phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS, phải kết hợp lời giảng, sự trình diễn của GV với sự theo dõi của học sinh một cách thích hợp, thuận tiện. Khi soạn bài, GV hãy cố gắng đưa kiến thức muốn truyền đạt đến HS bằng con đường ngắn nhất, dễ khắc sâu nhất. Trong bài soạn, giáo viên cần gợi mở nhiều ý tưởng để HS tìm tòi, sáng tạo, gây sự hứng thú giúp cho việc hiểu bài sâu hơn.Tạo điều kiện, khai thác tối đa tính năng, tác dụng của phương tiện.     Thiết kế bài giảng cần có  tính linh hoạt trên máy vi tính, thể hiện sự thuận lợi, phù hợp với các kênh khác nhau trong quá trình dạy học, khi cần thay đổi, chuyển kênh ta có thể dễ dàng thực hiện nhưng phải bảo đảm tính chính xác, khoa học. Bài giảng trên máy tính là nguồn tài liệu đáng tin cậy cho người dạy, người học, do đó cần tranh thủ sự đóng góp của bạn bè, đồng nghiệp và cũng cần bổ sung, cập nhật tư liệu cho hay hơn, phù hợp hơn. Thiết kế bài giảng trên máy vi tính là sự kết hợp hài hoà giữa phương tiện truyền thống (phấn, bảng) và phương tiện hiện đại (máy chiếu, máy vi tính), hoạt động của thầy và tròĐừng chỉ chăm chút phương pháp hiện đại mà xem thường, quay lưng đi với phương pháp truyền thống.      Khi thiết kế bài giảng Vật lý trên máy tính ta có thể tìm tư liệu ở các nguồn sau: Website thuvienvatly.com (thuvienvatly.com) Website thư viện violet (violet.vn) Website youtube (youtube.com) Website wikipedia tiếng việt (vi.wikipedia.org) Website vật lý & tuổi trẻ (diendan.vatlytuoitre.com) Các phần mềm thí nghiệm vật lý tiêu biểu như Crocodile Physics và nhiều phần mềm khác. Các website có liên quan đến một bài hay một chương của chương trình vật lý THCS hiện hành. 2. Hình thức:      a. Màu sắc của  hình nền :  chỉ nên sử dụng chữ màu sậm trên nền trắng hay nền màu sáng. Ngược lại, khi dùng màu nền sậm thì chỉ nên sử dụng chữ có màu sáng hay trắng.  b.Font chữ: chỉ nên dùng các font chữ đậm, rõ và gọn để không mất nét khi trình chiếu. Thường nên dùng font Arial, bảng mã Unicode, nét đậm. Không dùng các font ít sử dụng để máy nào cũng có thể đọc được.  c. Size chữ: chữ thích hợp phải từ cỡ 20 trở lên. Các đề mục size chữ có thể lớn hơn nữa.  d. Hiệu ứng: soạn bài giảng điện tử, giáo viên cần lưu ý khi dùng hiệu ứng, âm thanh, tiếng động phải phù hợp, không lạm dụng, gây sự phân tâm ở HS, gây cười, gây giật mình  e. Trình bày nội dung trên hình nền: lựa chọn thông tin, hình ảnh, đoạn phim phục vụ bài dạy có tính thiết thực, tránh dàn trải nhiều thứ không cần thiết làm HS thấy nhiều mà không biết và không nhớ trọng tâm là phần nào.       3.Trình chiếu bài giảng điện tử.      Khi giáo viên trình chiếu bài giảng, để học sinh có thể ghi chép kịp thì nội dung trong mỗi slide không nên xuất hiện dày đặc cùng lúc. Ta nên phân dòng hay phân đoạn thích hợp, cho xuất hiện theo thời gian thích hợp. Trường hợp có nội dung dài mà nhất thiết phải xuất hiện trọn vẹn cùng lúc, ta xếp từng phần thích hợp để giảng, sau đó đưa về lại trang có nội dung tổng thể, học sinh sẽ dễ hiểu và dễ chép hơn. IV. RÚT KINH NGHIỆM:       Để một tiết dạy bằng bài giảng trên máy tính thành công, để công nghệ thông tin thực sự là công cụ đắc lực phục vụ cho việc dạy và học và để nâng cao chất lượng dạy và học thì đòi hỏi giáo viên phải không ngừng nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ, trình độ sử dụng máy vi tính, phải thường xuyên cập nhật thông tin, tìm kiếm tư liệu, cập nhật các phần mềm mới hỗ trợ việc soạn giảng bằng máy tính. Giáo viên phải làm chủ công nghệ, làm chủ bài giảng và quan trọng nhất giáo viên phải có năng lực chuyên môn vững vàng bởi hiệu quả của tiết học vẫn phụ thuộc vào vai trò của người thầy. Hơn nữa CNTT chỉ là một trong những phương tiện hổ trợ cho việc đổi mới phương pháp dạy học, truyền đạt kiến thức đến học sinh chứ không phải là phương tiện duy nhất, số một. Chúng ta đừng sử dụng CNTT để thay đổi từ việc dạy học truyền thống sang chiếu chép, để biến học sinh thành những khán giả xem phim, xem các kỷ xảo với sự thích thú trầm trồ rồi sau đó không có gì đọng lại trong đầu chúng. Tôi viết sáng kiến kinh nghiệm này qua những việc đã làm của bản thân mình cùng với sự tham khảo thêm ý kiến của các bạn đồng nghiệp, đồng môn và tham khảo thông tin trên mạng internet nhằm trao đổi về một phương pháp dạy học có sự hổ trợ của những phương tiện nghe nhìn hiện đại (máy vi tính, projector,). Nhưng đặc biệt trong bài viết này tôi muốn đem đến một nguồn động viên cho các đồng nghiệp với lời nhắn nhủ rằng học tin học để sử dụng được máy tính trong công việc giảng dạy là không khó lắm. Mong các bạn sẽ cố gắng và đạt được kết quả. Kiến thức về ứng dụng CNTT của tôi còn hạn hẹp, tôi cần phải học hỏi thêm nhiều. Mong các đồng nghiệp có kinh nghiệm gì hay thì trao đổi thêm. Rất cảm ơn.