Báo cáo tham luận hội thảo “ Ứng dụng công nghệ Multimedia trong giáo dục đào tạo”

Chia sẻ: Nguyen Bao Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

226
lượt xem 41
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu phát triển ứng dụng công nghệ đa phương tiện” mã số KC.01–14 do Viện CNTT-ĐHQG HN là cơ quan chủ trì đề tài và PGS. TSKH. Nguyễn Cát Hồ làm chủ nhiệm. Đề tài có 3 nhánh nghiên cứu tương ứng trong 3 lĩnh vực y tế, văn hoá và giáo dục đào tạo. Nhánh đề tài nghiên cứu ứng dụng công nghệ đa phương tiện trong lĩnh vực giáo dục đào tạo có nhiệm vụ nghiên cứu xây dựng phần mềm đa phương tiện mô phỏng các thí nghiệm ảo phục vụ giảng dạy một số môn học trong...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo tham luận hội thảo “ Ứng dụng công nghệ Multimedia trong giáo dục đào tạo”

CHƯƠNG TRÌNH KC 01 ĐỀ TÀI MÃ SỐ KC 01-14 ------&------ ĐỀ TÀI THUỘC CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC 01 MÃ SỐ KC 01.14 NGHIÊN CỨU PHÁT TRI ỂN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN BÁO CÁO NHÁNH: Báo cáo tham luận hội thảo “ Ứng dụng công nghệ Multimedia trong giáo dục đào tạo” 6352-13 20/4/2007 HÀ NỘI, 4/2005
Đề tài KC01-14 Viện công nghệ thông tin – ĐHQGHN TÀI LIỆU: Báo cáo tham luận hội thảo “ Ứng dụng công nghệ Multimedia trong giáo dục đào tạo” Hà nội 3/2005
DANH SÁCH CÁC BÁO CÁO CỦA CHƯƠNG TRÌNH HỘI THẢO “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MULTIMEDIA TRONG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO” Trang 1. Một số vấn đề trong xây dựng các thí nghiệm ảo Vật lí, Hoá học, 2 Sinh học 2. Triển khai dạy thí điểm các thí nghiệm ảo Vật lí - Những kết quả 12 bước đầu 3. Triển khai dạy thí điểm các thí nghiệm ảo Sinh học - Những kết quả 16 bước đầu 4. So sánh đánh giá một số công cụ xây dựng dữ liệu multimedia 19 5. Các phương pháp tạo ánh sáng trong thí nghiệm ảo 30 6. Một số modul điều khiển tương tác với Lingo 39 7. Quy trình tạo các đối tượng 3 chiều bằng phần mềm 3DS Max 49 8. Phương pháp tạo chất liệu thuỷ tinh cho các dụng cụ trong thí nghiệm hoá học. 61 1
“MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG XÂY DỰNG CÁC THÍ NGHIỆM ẢO VẬT LÍ, HOÁ HỌC, SINH HỌC” Nguyễn Đình Hoá Viện Công nghệ thông tin - Đại học quốc gia Hà nội Mục tiêu và nhiệm vụ Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu phát triển ứng dụng công nghệ đa phương tiện” mã số KC.01–14 do Viện CNTT-ĐHQG HN là cơ quan chủ trì đề tài và PGS. TSKH. Nguyễn Cát Hồ làm chủ nhiệm. Đề tài có 3 nhánh nghiên cứu tương ứng trong 3 lĩnh vực y tế, văn hoá và giáo dục đào tạo. Nhánh đề tài nghiên cứu ứng dụng công nghệ đa phương tiện trong lĩnh vực giáo dục đào tạo có nhiệm vụ nghiên cứu xây dựng phần mềm đa phương tiện mô phỏng các thí nghiệm ảo phục vụ giảng dạy một số môn học trong nhà trường phổ thông và nghiên cứu các công cụ hỗ trợ. Các nội dung nghiên cứu cụ thể bao gồm Xây dựng 24 thí nghiệm ảo chọn lọc từ trong chương trình các môn học Vật lí, Hoá học, Sinh học ỏ cấp phổ thông trung học. Xây dựng kho dữ liệu các yếu tố đồ họa số hóa cơ bản (tĩnh và video) phục vụ cho việc phát triển các thí nghiệm mô phỏng. Tổ chức thực hiện việc thực nghiệm sư phạm và kiểm nghiệm để chứng minh tính hiệu quả của phương thức thực nghiệm ảo trong thực tế giảng dạy ở trường phổ thông trung học Việc thực hiện nhánh đề tài này do hai nhóm chuyên môn đảm nhiệm 1- Nhóm thứ nhất là một tập thể các nhà sư phạm thuộc Viện Khoa học giáo dục do PGS.TS. Vũ Trọng Rĩ phụ trách. Nhóm này chịu trách nhiệm lựa chọn các bài thí nghiệm, viết kịch bản các thí nghiệm và xúc tiến giảng dạy thí điểm. 2- Thứ hai là nhóm công nghệ Multimedia thuộc Viện CNTT- ĐHQG HN gồm các cán bộ chuyên ngành công nghệ thông tin, chịu trách nhiệm xây dựng phần mềm mô 2
phỏng các thí nghiệm theo kịch bản được lựa chọn, đồng thời nghiên cứu quy trình xây dựng thí nghiệm ảo. Báo cáo này trình bày quá trình nghiên cứu của nhóm thứ 2, nhóm chuyên viên CNTT về multimedia thuộc Viện CNTT-ĐHQG HN. Báo cáo sẽ trình bày những khó khăn thách thức khi thực hiện nhiệm vụ của đề tài, các bước chuẩn bị và tiến hành nghiên cứu, và các kết quả đạt được. Mục tiêu đặt ra cho nhánh đề tài: Tổng số thí nghiệm ảo cần xây dựng: 24, trong đó 8 thí nghiệm về Vật lí, 8 thí nghiệm về Hoá học, 8 thí nghiệm về Sinh học. Các sản phẩm khoa học, cụ thể là các phần mềm thí nghiệm ảo dùng trong giảng dạy phải bảo đảm các đòi hỏi về chất lượng, có tính khoa học, tính sư phạm, tính thẩm mỹ cao. Một cách chi tiết có thể nêu các yêu cầu cụ thể như dưới đây Về thể hiện nội dung: đảm bảo tính sư phạm, trình bày được bản chất vấn đề; tính chân thật, đúng đắn, gần hiện thực. Về kĩ thuật: khai thác tối đa sức mạnh của công nghệ đa phương tiện kết hợp chữ viết, hình ảnh, chuyển động, âm thanh để diễn tả trực quan. Tính tương tác cao để giáo viên và học sinh thực hành trên máy tính. Giao diện người dùng thân thiện, dễ sử dụng. Về mỹ thuật: Hài hoà về hình khối, màu sắc, đẹp mắt và hấp dẫn. Về công nghệ: sử dụng các công nghệ tiên tiến đã được chuẩn hoá. Sử dụng đồ hoạ 3D để tăng tính trực quan và chân thật, làm nổi bật ưu điểm và hiệu quả của công nghệ đa phương tiện. Các vấn đề kĩ thuật công nghệ Mô hình thí nghiệm ảo Trước hết cần quan niệm đúng đắn thế nào là thí nghiệm ảo. Thí nghiệm ảo không phải là một đoạn hoạt hình hay vi deo tường thuật lại minh hoạ quá trình tiến hành thí nghiệm. 3
Mỗi thí nghiệm ảo là một phần mềm đa phương tiện hoàn chỉnh, tích hợp nhiều loại dữ liệu như văn bản, hình ảnh, âm thanh, video. Các thí nghiệm ảo phải có khả năng tương tác cao. Giáo viên và học sinh thực sự có thể “làm thí nghiệm” như trước một bàn thí nghiệm. Các đối tượng trong cho phép người sử dụng trực tiếp điều khiển. Giáo viên có thể sử dụng chuột để chọn lấy các dụng cụ thí nghiệm trên giá, thực hiện thao tác từng bước theo kịch bản đề ra, nhịp độ có thể nhanh hay chậm tuỳ ý, có thể làm lại thao tác. Bản thân mỗi thí nghiệm ảo là một chuỗi các thao tác phức tạp, gồm nhiều cảnh khác nhau. Có những thí nghiệm đòi hỏi xử lí có phần “thông minh”, có nhiều khả năng lựa chọn khác nhau đưa đến các tình huống khác nhau. Một ví dụ thí là thí nghiệm về đo dòng điện. Các cách lắp đặt nguồn điện, thiết bị đo và nối dây khác nhau có thể đưa đến tình huống đúng hoặc sai, sai từ lỗi nhẹ đến lỗi có hậu quả nghiêm trọng (gây cháy nổ). Tính đa dạng của các thí nghiệm Do đặc thù của các môn học Vật lí, Hoá học, Sinh học về các lĩnh vực rất khác nhau nên sản phầm thí nghiệm ảo cũng phong phú và đa dạng. Các thí nghiệm Vật lý yêu cầu tính chính xác về hình khối, đảm bảo tỷ lệ về kích thước, chính xác các chuyển động, công thức tính toán đúng đắn. Các thí nghiệm Hoá học đòi hỏi phải mô tả trung thành các phản ứng hoá học, do đó yêu cầu chính xác về màu sắc: màu của các hoá chất, của lửa cháy, khói bốc lên; yêu cầu chính xác về hình dạng: các dạng kết tủa khác nhau, dạng mây, dạng hạt, khuyếch tán… Môn Sinh học yêu cầu nhiều hình vẽ giải phẫu học phức tạp, các quá trình mô phỏng hoạt động của các cơ quan nội tạng, các quá trình sinh học khó diến tả trực quan và cũng khó thực hiện tương tác. Phương pháp nghiên cứu và phát triển sản phẩm Để tiến hành một đề tài nghiên cứu khoa học thành công cần phải có phương pháp nghiên cứu đúng đắn. Sau khi đã xác định được những vấn đề kĩ thuật công nghệ phức tạp như nêu trên, cần có phương pháp đúng đắn để giải quyết. 4
Trước hết, cần tìm hiểu các công nghệ liên quan, so sánh đánh giá các tính năng và lựa chọn công nghệ phù hợp nhất. Nghiên cứu phát triển sản phẩm trên cơ sở công nghệ và kỹ thuật hiện đại, tuân theo các chuẩn mới. Nghiên cứu các sản phẩm đa phương tiện cùng loại đã có, nghiên cứu để nắm được phương pháp phát triển, tìm ra các ưu điểm nhược điểm, rút kinh nghiệm vận dụng vào sản phẩm của mình. Nghiên cứu nắm vững nội dung khoa học và sư phạm của mỗi thí nghiệm để có thể trình bày được bản chất vấn đề, đảm bảo chân thật, sát với hiện thực. Tìm hiểu thực tế các phòng thí nghiệm, công cụ thí nghiệm, việc giảng dạy thực hành thí nghiệm ở nhà trường Làm thử sản phẩm, rút kinh nghiệm trên cơ sở bản mẫu trực quan, xây dựng quy trình chuẩn hoá dần từng bước. Tìm hiểu công nghệ và lựa chọn công cụ phát triển Việc xây dựng sản phẩm multimedia yêu cầu tích hợp rất nhiều loại dữ liệu như văn bản, hình ảnh, âm thanh, video. Đồng thời trong các sản phẩm multimedia phải có các tương tác theo kịch bản. Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu các công cụ làm đồ hoạ 2 chiều, 3 chiều, các công cụ biên tập, tìm hiểu ngôn ngữ lập trình Lingo dành riêng để phát triển tương tác trong các sản phẩm đa phương tiện Các công cụ làm đồ hoạ 2 chiều Hiện nay trên thị trường có rất nhiều công cụ xây dựng đồ hoạ 2 chiều. Chúng rất đa dạng và phong phú. Có những phần mềm có đầy đủ các chức năng, cững có những phần mềm chỉ có một vài chức năng. Dưới đây là danh sách các phần mền đồ hoạ 2 chiều: Photoshop, Paint Shop Pro, QuarkXpress, Corel KnockOut, Illustrator, Eye Candy, Photoshop Elements, Freehand, Canvas, Photosuit, Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu 4 công cụ chính, đó là Adobe PHOTOSHOP Paint Shop Pro QuarkXpress 5
Corel KNOCKOUT So sánh các công cụ xử lý Video Nhóm nghiên cứu đã so sánh Adobe Premiere Final Cut Pro After Efects Cleaner Roxio Videowave Công cụ đồ hoạ 3 chiều Các công cụ đồ hoạ 3D đã được tìm hiểu nghiên cứu Bryce 3D InfiniD 3D Studio Max Soft Image Maya Các phần mềm tổng hợp dữ liệu và xây dựng ứng dụng Multimedia Authorware 6.0 Macromedia Flash Macromedia Director Tìm hiểu các sản phẩm multimedia hiện có 6
Các sản phẩm đa phương tiện vê lĩnh vực giáo dục đào tạo đang có mặt trên thị trường Việt nam không nhiều. Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu hơn 10 CD sản phẩm loại này. Bộ phần mềm gia sư dạy học các môn toán, lý, hoá, sinh, sử, địa cho học sinh phổ thông trên các đĩa CD của NXB Trẻ, 2003. Thí nghiệm vật lý chứng minh : Nhiệt động lực học, vật lý phân tử “ giao động cơ học và sóng “ Của Phạm Xuân Kế và Lăng Đức Sỹ-khoa vật lý Đại học sư phạm Hà nội. Bộ phần mềm Sách giáo khoa điện tử Khoa học tự nhiên lớp 9: Hóa học, Sinh học, Vật lý, NXB Giáo Dục, 2000. Phần mềm Quang hình học: Mô phỏng và thiết kế, ĐHSP Hà Nội, 2003. Phần mềm dạy học Vật lý trong trường Trung học cơ sở, ĐHSP Hà Nội, 2003. 02 đĩa CD thí nghiệm sinh vật của Đức về tế bào Khảo sát thực tế Đọc sách giáo khoa các môn học Vât lí, Hoá học, Sinh học chương trình lớp 8, lớp 9 do NXB Giáo dục ấn hành Đọc sách giáo khoa các môn học Vât lí, Hoá học, Sinh học chương trình cải cách do các nhà sư phạm của Viện KHGD cung cấp. Tham quan phòng thí nghiệm, chụp ảnh các đồ dùng thí nghiệm, quay vi deo một số thí nghiệm. Sưu tầm tài liệu hình ảnh minh hoạ từ nguồn Internet. Một số khó khăn Khó khăn chủ quan Đề tài nghiên cứu là dịp đầu tiên phối hợp cộng tác giữa các nhà sư phạm với các chuyên viên CNTT để làm ra một sản phẩm khoa học ứng dụng CNTT vừa có tính giáo dục cao vừa chứa đựng những tính năng ưu việt của công nghệ đa phương tiện. Các nhà khoa học sư phạm chuyên môn giỏi chưa biết được khả năng của CNTT đến đâu. Việc xây dựng kịch bản cho một sản phẩm phần mềm do đó có nhiều khó khăn, đòi 7
hỏi có sự cộng tác hõ trợ lẫn nhau từ phía những người thực hiện sản phẩm.Chất lượng của các kịch bản giai đoạn đầu phản ánh những khó khăn này. Các kĩ thuật viên CNTT chưa có kiến thức chuyên môn và khả năng sư phạm về các môn học. Cả hai nhóm đều chưa có kinh nghiệm trong việc xây dựng kịch bản. Chưa có một ngôn ngữ chung thống nhất. Sự phối hợp với nhau phải dựa vào mô tả trực quan, trên cơ sở bản mẫu thí điểm, sửa chữa hoàn thiện dần. Khó khăn khách quan Lựa chọn sử dụng công nghệ 3D để có tính trực quan cao, có hình khối, có nhiều góc nhìn là cần thiết để đảm bảo các yêu cầu của sản phẩm thí nghiệm ảo. Tuy nhiên, công nghệ đa phương tiện đã phức tạp, trong đó kĩ thuật 3D lại phức tạp hơn nữa. Việc xây dựng sản phẩm đa phương tiện yêu cầu tích hợp nhiều loại dữ liệu như văn bản, hình ảnh, âm thanh, video. Người phát triển sản phẩm cần nắm vững tính chất, đặc điểm của từng loại dữ liệu, biết cách xử lí chúng thành thạo để có thể tích hợp nhiều thành phần, nhiều đối tượng thành một thể thống nhất. Sự đồng bộ chính xác là rất quan trọng nhưng cũng khó thực hiện, đòi hỏi tỉ mỉ, chi tiết. Các đối tượng 3D đòi hỏi xây dựng khá công phu (có thể xem các báo cáo trong phần Xemina chuyên đề về vấn đề này). Từ xây dựng bộ xương, chọn chất liệu đắp da thịt cho nó, tạo bóng tuỳ theo nguồn sáng, tạo chuyển động cho từng bộ phận hoà hợp với chuyển động tổng thể của toàn đối tượng là một quá trình tỉ mỉ. Thậm chí tốc độ xử lí của máy tính cũng phải đủ cao thì mới có khả năng thực hiện. Kích cỡ tệp lớn, thời gian Rendering lâu. Các giải pháp xây dựng các đối tượng cho thí nghiệm ảo Đối tượng 3D: được sử dụng đối với hầu hết các đồ dùng chính trong các thí nghiệm Hoá học và một số thí nghiệm Vật lý, vì đây là phần chính tập trung sự chú ý của người xem, đòi hỏi phải thể hiện với độ chính xác cao.Ví dụ các ống nghiệm, lọ bình thuỷ tinh, các hiện tượng chuyển động gây chú ý như lửa, khói, kết tủa,… 8
Công cụ xây dựng: sử dụng phối hợp các chương trình thiết kế 3D hiện có như 3DS Max, InfiniD, Bryce 3D. Đối tượng dạng 2D: dùng để thể hiện các vật thể nền cho các tương tác, sử dụng nhiều trong các thí nghiệm Vật lý. Công cụ xây dựng là các phần mềm Paint Shop Pro, Photoshop Cách xây dựng đơn giản hơn: xuất phát từ các hình mô tả trong tài liệu hoặc sưu tầm, từ các ảnh chụp trong các phòng thí nghiệm, chỉnh lại hình dạng, kích thước, gia công mầu sắc, xử lí ánh sáng. Cách làm này có ưu điểm xây dựng rất nhanh. Các đối tượng 2D cũng cho phép dễ tạo ra các tương tác trong các thí nghiệm ảo. Đối tượng dạng giả 3D: Đây là các đối tượng bản chất là 2D nhưng được xử lí trong môi trường 3D, xử lý thêm các phần bóng, ánh sáng, mầu sắc tựa như 3D. Mục đính sử dụng chính là trong các thí nghiệm Sinh học. Nó thường dùng để mô phỏng các hiện tượng trong các quá trình sinh học ở người và động vật Cách xây dựng: Xây dựng các đối tượng trên máy tính, hoặc từ các ảnh chụp cảnh thực, chuyển các đổi tượng thành ảnh vector, xử lý ánh sáng, xử lý mầu, chỉnh lại kích cỡ và hình dáng. Các đối tượng giả 3D cho phép khai thác ưu điểm của của cả hai loại. Đối tượng có chất lượng cao hơn 2D và kích cỡ lại nhỏ có thể chạy trên máy tính cấu hình thấp tương đối nhanh, chấp nhận được, dễ xây dựng chuyển động và tạo các tương tác tốt. Có thể nói lựa chọn sử dụng đối tượng giả 3D vào những phần thích hợp là một ý sáng tạo trong xây dựng sản phẩm. Kết luận Một số sản phẩm thí nghiệm ảo đã hoàn thành cho đến nay đã được thử nghiệm trong giảng dạy ở các trường THPT. Các sản phẩm được thực hiện nhìn chung đảm bảo yêu cầu trung thành với ý đồ sư phạm, có tính mỹ thuật trội hơn, đặc biệt nhiều thí nghiệm Vật lí, Hoá học có khả năng tương tác cao hơn nhiều sản phẩm cùng loại. Đây không phải 9
là các hình ảnh minh hoạ mà thực sự là các thí nghiệm ảo, cho phép giáo viên học sinh thử “làm thí nghiệm”. Các sản phẩm được xây dựng tuân thủ các chuẩn công nghệ. Các dữ liệu Multimedia như movie, ảnh.. đều có khuôn dạng chuẩn quốc tế và chuẩn công nghiệp như: Mov, Avi, Mpeg1,2,4, Jpeg, Gif.. Giao diện người dùng chuẩn hoá chung trong toàn bộ loạt sản phẩm, tiện dùng và mỹ thuật hài hoà. Các thí nghiệm đều có phần làm mẫu, có tính chất hướng dẫn sử dụng, người xem dễ dàng làm theo. Sản phẩm phần mềm được đóng gói mã hoá dưới dạng mã máy, có biện pháp chứng thực bản quyền. Các gói dễ dàng cài đặt và chạy trên các nền hệ điều hành phổ dụng Windows NT, Windows 9X và 2000. 10
Phụ lục 1 DANH SÁCH CÁC THÍ NGHIỆM ẢO Thí nghiệm sinh học Sự phân bào nguyên phân (nguyên nhiễm) Sự phân bào giảm phân (giảm nhiễm) Quá trình tự nhân đôi của ADN Quá trình tổng hợp chuỗi Axit amin Tim và mạch máu Hoạt động hô hấp Tiêu hóa ở ruột non Bài tiết nước tiểu Hấp thu chất dinh dưỡng và thải phân Thí nghiệm Vật lí Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Xác định điện trở Chuyển động cơ học Mắt- mắt cận thị, mắt viễn thị Ảnh của vật tạo bởi thấu kính hội tụ Từ trường, Đường sức từ trường Thí nghiệm Hoá học Tính chất vật lí và tính chất hoá học chung của kim loại Tính chất hoá học của muối 11
Tính chất vật lý và hóa học của axit sunfuric Giới thiệu những dụng cụ hóa học trong nhà trường phổ thông Pha chế dung dịch theo nồng độ 12
THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO TRONG TRƯỜNG PHỔ THÔNG VÀ CÁC KẾT QUẢ BAN ĐẦU Lê Minh Hà Trường THCS Lê Quý Đôn, quận Cầu Giấy, Thành phố Hà Nội Bộ môn vật lý là một bộ môn được xây dựng từ các hiện tượng tự nhiên, từ các thí nghiệm kiểm nghiệm, giải thích các hiện tượng thiên nhiên, phát triển tư duy khoa học, trên cơ sở đó áp dụng vào đời sống, kỹ thuật và công nghệ tiên tiến. Đặc thù của bộ môn vật lý là trên cơ sở những thí nghiệm, thông qua thực hành cụ thể rút ra phương pháp nghiên cứu và những luận cứ khoa học. Vì vậy, phần thí nghiệm thực hành đối với bộ môn vật lý là rất quan trọng và không thể thiếu được trong quá trình giảng dạy. Đặc biệt, đối với các em học sinh THCS, bước đầu làm quen với công việc nghiên cứu vật lý thông qua các thí nghiệm thực hành, bên cạnh phần lý thuyết, thì phần trực quan lại càng có tầm quan trọng, nó không những hỗ trợ tích cực cho bài giảng, giúp cho học sinh hiểu và nắm chắc kiến thức, mà còn tạo được hứng thú trong giờ học. Hiểu rõ tầm quan trọng đó, trong những năm vừa qua, một mặt hàng năm , Bộ và sở GD&ĐT, các cấp, các ngành có chương trình đào tạo, tập huấn bồi dưỡng, nâng cao trình độ cho giáo viên nói chung và giáo viên môn vật lý nói riêng, đổi mới chương trình sách giáo khoa, cải tiến phương pháp dạy và học, bên cạnh đó, còn tạo mọi điều kiện cơ sở vật chất với khả năng có thể cao nhất, tăng cường trang thiết bị dạy học, dụng cụ thí nghiệm , tạo tiền đề tốt cho hoạt động dạy và học. Trong những năm vừa qua, giáo viên chúng tôi đã cố gắng rất nhiều trong hoạt động dạy và học, bằng cách thiết kế bài giảng có câu hỏi gợi mở để học sinh thấy đích mà vươn tới. Vì vậy tiết nào cũng phải có đồ dùng dạy học. Học sinh phấn khởi vì được trực tiếp làm thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng, được tự mình tìm ra quy luật tự nhiên. Tuy nhiên, để có được một tiết dạy như vậy còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, cộng với sự nhiệt tình hết mình, tìm tòi, sáng tạo của giáo viên mới có thể mang lại kết quả tốt đẹp. Một mặt dụng cụ thí nghiệm mang lại hiệu quả và hỗ trợ rất tốt cho bài học, mặt khác nếu thí nghiệm, vì những lý do khác nhau lại không cho kết quả như mong muốn sẽ gây mất hứng thú cho học sinh, tác động không tốt đến bài giảng, nếu không muốn nói là phản tác dụng.Thí dụ như bộ quang học rất khó tạo ra được hai tia sáng song song. Sự 13
tạo thành ảnh của các thấu kính cũng khó thu được được hình ảnh rõ nét... Nguyên nhân là do chất lượng đồ dùng dạy học của chúng ta chưa cao. Một số thí nghiệm khác không gây được ấn tượng cho học sinh , thí dụ như hiện tượng dẫn nhiệt, mắt thường không thể nhận biết được sự truyền nâng lượng. Một nguyên nhân khác nữa cũng làm cho thí nghiệm trong điều kiện thông thường không thể thực hiện được: Thời gian, đối với một tiết học chỉ giới hạn trong 45 phút, vừa phải truyền đạt kiến thức cơ bản, vừa phải tiến hành thí nghiệm, với điều kiện thực tế một số trường hiện nay, khó mà thực hiện được nếu không kéo dài thời gian của một tiết học. Hoặc có thí nghiệm, trên thực tế không thể thực hiện được vì độ an toàn quá thấp, quá nguy hiểm , như thí nghiệm về hiện tượng đoản mạch. Vì vậy thí nghiệm ảo đã giúp cho giáo viên rất nhiều trong hoạt động dạy học. Nó hỗ trợ trong những trường hợp mà thí nghiệm trong điều kiện bình thường không thể thực hiện được, vừa tiết kiệm được thời gian, vừa cho học sinh tiếp xúc với phương pháp dạy và học tiên tiến, hiệu quả của giờ học được nâng cao. Dưới đây là hai bài sử dụng thí nghiệm ảo cụ thể trong một số bài mà tôi đã thực hiện trong thời gian qua: Bài 1. Thấu kính hội tụ: Học sinh nhìn được bao quát ảnh của vật thay đổi so với thấu kính. Học sinh hiểu rõ và biết được cách dựng ảnh. Sau đó học sinh có thể giải thích được đặc điểm của ảnh khi vị trí của vật thay đổi mà giáo viên không cần mất thời gian chờ học sinh vẽ được trên lớp các trường hợp thay đổi vị trí vật mới thấy hiện tượng Bài 2. Thực hành xác định điện trở của dây dẫn: Khi dạy bài này, tôi nhận thấy, kịch bản xây dựng tốt, thể hiện được các bước cần tiến hành của một thí nghiệm điện. Tạo cho học sinh có thói quen kiểm tra sơ đồ mạch điện, kiểm tra mạch điện trước khi đóng mạch. Khi sử dụng thí nghiệm ảo, học sinh vẫn mắc những lỗi như khi làm thí nghiệm thật: Mắc sai vị trí các thiết bị, có chương trình kiểm tra giúp cho học sinh khắc sâu được kiến thức. Đầu dây không vào đúng chốt của dụng cụ, dây dẫn cũng bị mất như khi thực hiện mắc dây thật - dây không nối chặt, dẫn đến tiếp xúc kém, thì coi như không có điện. 14
Mỗi thí nghiệm làm xong, ghi lại kết quả, rồi mới được làm thí nghiệm tiếp . Kết quả thí nghiệm phải thực hiện đủ bốn lần, mới sang được chương trình vẽ đồ thị. Kết quả thí nghiệm được vẽ trên đồ thị.Thể hiện đồ thị qua kết quả thực tế, nếu bỏ qua sai số thì đồ thị là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ. Qua hai bài áp dụng thí nghiệm ảo như trên, tôi có một vài nhận xét như sau: 1. Ưu điểm: Làm phong phú các phương pháp tiến hành thí nghiệm. Giải quyết được các thí nghiệm mà trong điều kiện bình thường không thể thực hiện được. Rèn cho học sinh kỹ năng tiến hành thí nghiệm. Trong thí nghiệm thật học sinh có thể làm tắt, dễ gây nguy hiểm, thí dụ như không kiểm tra mạch điện đã đóng mạch … An toàn, nhẹ nhàng, hấp dẫn, kịch tính, khiến cho học sinh khắc sâu kiến thức. Giáo viên và học sinh có điều kiện làm quen với những phương pháp dạy và học tiên tiến. Giáo viên và học sinh dễ sử dụng. 2. Khó khăn: Một số giáo viên chưa thành thạo khi sử dụng vi tính. Cần được bổ túc thêm. Tiết dạy phải trong phòng vi tính. Phải có Projector. 3. Đề nghị: Đối với chương trình “Thí nghiệm ảo’, cần xem xét đến điều kiện thực tế của các trường học hiện nay. Bài thực hành “xác định điện trở” có thể thêm một phần điện trở bằng cái quạt máy, dể học sinh có thể thực hiện bài này cho bài số 15 : “xác định công suất của đèn và công suất của quạt”. 15
Trên đây là một vài ý kiến nhỏ của tôi, hy vọng được học hỏi thêm nhiều. Chúng tôi mong rằng, qua cuộc hội thảo này, Trường ĐHQG sẽ có những chương trình phù hợp với hoàn cảnh thực tế hiện nay, hỗ trợ một cách tích cực và hiệu qủa nhất thày trò chúng tôi trong hoạt động dạy và học. 16
TRIỂN KHAI DẠY THÍ ĐIỂM CÁC THÍ NGHIỆM ẢO SINH HỌC & NHỮNG KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU Phạm Thanh Hiền Trường THCS Trưng Vương Hà Nội Hiện nay, sự nghiệp giáo dục và đào tạo đang đổi mới trước yêu cầu phát triển của nền kinh tế xã hội và công nghệ thông tin. Hướng đổi mới của ngành giáo dục là đào tạo những con người mới năng động, sáng taọ, chủ động trong học tập, dễ thích ứng với cuộc sống và lao động. Bên cạnh việc dạy cho học sinh nắm vững những nội dung cơ bản về kiến thức, giáo viên còn dạy cho học sinh biết suy nghĩ, tư duy, sáng tạo và biết tạo ra các nhu cầu nhận thức cho học sinh trong quá trình học tập. Để đạt được các mục tiêu giáo dục kể trên, nhất thiết phải có sự đổi mới về nội dung và phương pháp dạy học. Góp phần vào đổi mới phương pháp dạy học có sự tham gia tích cực của các phương tiện dạy học, đặc biệt là các thiết bị hiện đại như máy tính, Projector… được đưa vào sử dụng để khai thác triệt để các ưu thế của chúng. Sinh học là khoa học thực nghiệm, phương pháp đặc trưng của dạy học Sinh học là phương pháp quan sát và thí nghiệm thực hành; nhưng trong thực tế có những hiện tượng, những quá trình sinh lí xáy ra trong cơ thể người, không thể quan sát, tìm hiểu trực tiếp được, hoặc có những thí nghiệm phức tạp khó tiến hành (vì điều kiện thiết bị, đối tượng thí nghiệm, kĩ năng của giáo viên và thời gian hạn hẹp trong khuôn khổ 1 tiết học…). Vì vậy, chúng tôi đã thiết kế các thí nghiệm ảo sinh học để mô phỏng một cách chân thực các hiện tượng, các quá trình sinh lí đó trong một số bài học ở sách giáo khoa Sinh học 8. Sau một thời gian triển khai dạy thí điểm các thí nghiệm ảo Sinh học, chúng tôi có những nhận xét sau: 1. Những ưu điểm Thiết kế thí nghiệm ảo sinh học kết hợp các yếu tố: màu sắc, ánh sáng, âm thanh và sự chuyển động của các hình ảnh sẽ tạo ra những hình ảnh động gần sát thực; khắc phục được những hạn chế của các hình vẽ trong SGK và các thiết bị dạy học “tĩnh” khác. VD: Mô phỏng sự hoạt động của tim trong sơ đồ chu kì co dãn của tim ở bài “Tim và mạch máu” trang 56. Khi nghiên cứu hình ảnh động này, học sinh sẽ trình bày được các pha co 17
dãn trong chu kì hoạt động của tim, nêu lên được thời gian làm việc và thời gian nghỉ ngơi của từng ngăn tim trong chu kì hoạt động và mô tả được hoạt động của các van tim, sự vận chuyển máu theo 1 chiều khi qua tim. Qua nghiên cứu hình ảnh động về sự hoạt động của các cơ hô hấp trong bài “Hoạt động hô hấp” trang 68, học sinh sẽ kể tên được các cơ tham gia vào quá trình hô hấp và sẽ nêu lên được nguyên nhân dẫn đền sự lưu thông khí qua phổi là sự hoạt động của các cơ hô hấp. Khi nghiên cứu hoạt động tiêu hoá ở các thí nghiệm ảo trong các bài của chương Tiêu hoá, học sinh sẽ nêu lên được các quá trình tiêu hoá; vai trò, diều kiện hoạt động, tính đặc hiệu của các enzim trong quá trình tiêu hoá và kết quả của các quá trình tiêu hoá đó. Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm ảo sinh học vẫn thể hiện rõ sắc thái của bộ môn khoa học thực nghiệm này là lấy quan sát và thí nghiệm làm điểm xuất phát cho quá trình nhận thức hoặc thông qua quan sát và thí nghiệm - thí nghiệm ảo để tìm hiểu mối quan hệ nhân quả để đi tới kiến thức cần lĩnh hội. Các thí nghiệm ảo sinh học giúp học sinh tiếp nhận thông tin một cách nhanh chóng, giáo viên không phải giảng giải hay thuyết trình nhiều. Các thí nghiệm ảo được xây dựng sẽ kích thích sự tò mò gây hứng thú cho học sinh trong quá trình lĩnh hội kiến thức một cách tích cực khiến các em thêm yêu thích môn học. Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm ảo sẽ làm tăng tính thực hành trong các giờ dạy lí thuyết, tăng số lượng các thí nghiệm trong dạy học bộ môn mà SGK không đề cập. Sử dụng các thí nghiệm ảo sinh học đã đáp ứng được các yêu cầu của quá trình dạy học: hình thành kiến thức mới, rèn luyện kĩ năng bộ môn, ôn tập củng cố khắc sâu kiến thức và đổi mới cách kiểm tra, đánh giá đối với học sinh. Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm ảo sẽ áp dụng được với nhiều lớp học, sử dụng trong nhiều năm. 2. Những mặt hạn chế: Tính chân thực của thí nghiệm ảo bị hạn chế vì chưa có sức thuyết phục mạnh mẽ đối với học sinh. Thiết kế thí nghiệm ảo công phu, đồi hỏi nhiều thời gian và kĩ thuật tin học. 18