Thí Nghiệm ảo trong việc dạy học Vật lý

Chia sẻ: Quynh Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

574
lượt xem 81
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thí nghiệm ảo là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình thức đối tượng học tập nhằm mục đích mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, sinh học...xảy ra trong tự nhiên hay trong phòng thí nghiệm, có đặc điểm là có tính tương tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể mô phỏng những quá trình, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong tự nhiên hay khó thu được trong phòng thí nghiệm. ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thí Nghiệm ảo trong việc dạy học Vật lý

Thí Nghiệm ảo trong việc dạy học Vật lý Thí nghiệm ảo là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình thức đối tượng học tập nhằm mục đích mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, sinh học...xảy ra trong tự nhiên hay trong phòng thí nghiệm, có đặc điểm là có tính tương tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể mô phỏng những quá trình, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong tự nhiên hay khó thu được trong phòng thí nghiệm. Nó giúp giảm thiểu việc học chay hay dậy chay thường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệm giúp người học chủ động học tập phù hợp với tinh thần người học là trung tâm của giáo dục hiện đại Điểm mạnh của thí nghiệm ảo - Dễ dùng, trực quan sinh động Giao diện thân thiện, dễ dùng với âm thanh và hình ảnh trực quan sinh động, học sinh không chỉ được nhìn, xem, còn có cơ hội tham gia thực sự các thí nghiệm ảo qua các thao tác đã được trực quan hóa với những thiết bị ảo, đây chính là một điểm mạnh của phần mềm so với những bài giảng power point truyền thống. Tính chủ động của học sinh, sinh viên tăng lên do có thể tự học ở nhà trên đĩa CD hay web trong khi giáo viên có thể sử dụng trên lớp như giáo cụ trực quan minh họa cho bài giảng, do đó khắc phục được phần nào về tình trạng thiếu thiết bị, nguyên vật liệu thí nghiệm như hiện nay. - Tăng hứng thú và tính chủ động
Để hỗ trợ tự học, một giáo viên ảo với giọng nói truyền cảm sẽ giúp sinh viên trong khi học, giáo viên ảo có thể bầy tỏ thái độ, khuyến khích hay chê trách giúp sinh viên dễ định hướng kiến thức trong khi học. Sự kết hợp hài hòa giữa câu hỏi trắc nghiệm truyền thống (lựa chọn, đúng sai,..) với hình thức trắc nghiệm kỹ năng giàu tính tương tác thu hút chú ý và tăng tính chủ động người học. Giao diện học tập được tính toán yếu tố mầu sắc, tiện lợi và chiến lược giáo dục. Có hai chế độ học: mod tuần tự (khi yêu cầu về tính qui trình là quan trọng). Với mod lựa chọn, có thể chọn một chủ đề học tập bất kỳ, tùy thuộc vào tiến độ, khả năng tiếp thu cá nhân, giáo viên dùng mod này khi giảng trên lớp. - Hiệu quả đạt được Do kết hợp BÀI GIẢNG + tương tác THỰC HÀNH + TRẮC NGHIỆM đánh giá: Thí nghiệm mô phỏng góp vai trò vào 2/3 yếu tố làm tăng tính chủ động học tập. trực quan, tương tác cao, cho phép đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức của sinh viên là những yếu tố không thể thiếu đối với một phần mềm giáo dục hiện đại. Tích hợp đa phương tiện Việc tích hợp tính năng multimedia (đoạn phim, âm thanh,...) làm thí nghiệm sinh động cùng với lập trình hành động tạo đối tượng thí nghiệm ảo dễ dùng lại sẽ tiết kiệm công sức thiết kế phát triển đối với những vòng đời sau của phần mềm. Không chỉ lập trình Muốn phần mềm tốt cần kịch bản tốt, có tính sư phạm, chính xác, khoa học, kết cấu chặt chẽ. Người viết kịch bản cần tham khảo nhiều tài liệu, ý kiến chuyên gia, giảng viên và sinh viên về môn học. Sự tương đồng với kịch bản phim hoạt hình (phân cảnh) giúp phần mềm sinh động mà vẫn đảm bảo các tiêu chí giáo dục cần thiết. Việc xây dựng thư viện đối tượng thí nghiệm, thiết bị ảo giúp tối ưu quá trình phát triển phần mềm vì cho phép dùng lại khi xây dựng phần mềm tương đương. Thiết bị thí nghiệm ảo giúp sinh viên làm quen với thiết bị, nắm được kiến thức và yêu cầu thực nghiệm, làm tiền đề khai thác thí nghiệm thực. Thiết bị ảo được xây dựng qua nhiều bước: Thiết kế trạng thái, hành vi, tính chất, chụp hình, bóc tách,... lập trình, lồng ghép, đóng gói. Khả năng tiến hành các thí nghiệm ảo, thử nghiệm các tình huống giả định, khó thu
được trong thực nghiệm, tiến hành nhiều lần giúp tiết kiệm thời gian, chi phí nguyên vật liệu, giảm sai hỏng thiết bị do thao tác sai. Đây là một ưu điểm của phần mềm so với cách giảng bài kiểu cũ. Một điều tra đã cho thấy mức độ sinh động bài giảng thí nghiệm ảo tăng lên 26% so với bài giảng trên PowerPoint. Tính thân thiện tăng 19%, độ khó hiểu giảm 4%. Như vậy áp dụng phần mềm đã thực sự tăng hiệu quả, chất lượng bài giảng. Phân biệt thí nghiệm ảo và bài giảng điện tử Thế nào là thí nghiệm ảo? Thế nào là bài giảng điện tử? - Bài giảng điện tử :là một hình thức tổ chức bài lên lớp mà ở đó toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học đều được chương trình hoá do giáo viên điều khiển thông qua môi trường multimedia do máy vi tính tạo ra. Cần lưu ý bài giảng điện tử không phải đơn thuần là các kiến thức mà học sinh ghi vào tập mà đó là toàn bộ hoạt động dạy và học tất cả các tình huống sẽ xãy ra trong quá trình truyền đạt và tiếp thu kiến thức của học sinh. Bài giàng điện tử càng không phải là một công cụ để thay thế “bảng đen phấn trắng” mà nó phải đóng vai trò định hướng trong tất cả các hoạt động trên lớp. Các đơn vị của bài học đều phải được Mutimedia hoá. Trong môi trường multimedia thông tin được truyền dưới các dạng: văn bản (Text), đồ hoạ (graphics), hoạt ảnh (animation), ảnh chụp (image), âm thanh (audio) và phim video (videoclip). Giáo án điện tử là bản thiết kế cụ thể toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học của giáo viên trên giờ lên lớp, toàn bộ hoạt động dạy học đó đã được multimedia hoá một cách chi tiết, có cấu trúc chặt chẽ và logic được quy định bởi cấu trúc của bài học. Giáo án điện tử là một sản phẩm của hoạt động thiết kế bài dạy được thể hiện bằng vật chất trước khi bài dạy học được tiến hành. Giáo án điện tử chính là bản thiết kế của bài giảng điện tử, chính vì vậy xây dựng giáo án điện tử hay thiết kế bài giảng điện tử là hai cách gọi khác nhau cho một hoạt động cụ thể để có được bài giảng điện tử. - Thí nghiệm ảo: Là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình thức đối tượng học tập, nhằm mục đích mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, sinh học...xảy ra trong tự nhiện hay trong phòng thí nghiệm, có đặc điểm là có tính năng tượng tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể mô phỏng những quá trình, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong tư nhiện hay khó thu được trong
phòng thí nghiệm. Thí nghiệm ảo giúp giảm thiểu việc học chay, dậy chay thường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệm giúp người học chủ động học tập phù hợp với tinh thần người học là trung tâm của giáo dục hiện đại. Vậy: - Thí nghiệm ảo cũng giống với bài giảng điện tử, ngoài ra, một ưu điểm của thí nghiệm ảo trên máy tính là có thể giả lập những tình huống, điều kiện tới hạn, khó xảy ra trong thế giới thực giúp người học nắm được bản chất của vấn đề. Tuy nhiên, thí nghiệm ảo không thể thay thế được kinh nghiệm thực tiễn, hãy thử tưởng tượng phi công lái máy bay hạ cánh khi chỉ toàn thực tập trên mô hình ảo, hay một bác sĩ phẫu thuật mỗ tim trong khi lại chỉ toàn kinh nghiệm với dao mổ ảo trên máy tính. - Thí nghiệm ảo và bài giảng điện tử gắn bó chặt chẽ với nhau, không thể tách rời, thí nghiệm ảo giúp tăng hiệu quả giáo dục, huấn luyện của bài giảng điện tử qua tính năng tương tác cao với người tiến hành thí nghiệm, với hệ thống trong khi bài giảng điện tử giúp xâu chuỗi các thí nghiệm ảo theo một trình tự logic, mang tính giáo dục. Thí nghiệm ảo cùng với bài giảng điện tử giúp áp dụng được cả 3 yếu tố giáo dục hiện đại trong phần mềm dạy học như HỌC + THỰC HÀNH + KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ, cần thiết hiệu quả học tập đạt được cao. Cách xây dựng một thí nghiệm ảo trong môi trường 3D? 1. Tạo các vật thể: Bước này được xây dựng dựa theo các dụng cụ của kịch bản, nhằm tạo ra các dụng cụ thí nghiệm. 2. Tạo chất liệu, áp chất liệu vào vật thể: Bước này nhằm xây dựng chất liệu cấu tạo vật thể, Ví dụ như ống nghiệm được làm bằng thủy tính, giá đỡ được làm bằng sắt hay vật liệu đó là chẩt lỏng như nước, axit.. 3. Ghép các dụng cụ lại với nhau. Từ các dụng cụ thí nghiệm được thiết kế riêng lẻ ghép các dụng cụ lại để bắt đầu xây dựng cảnh cho thí nghiệm. 4. Mô phỏng lại các phản ứng, tương tác có thể xẩy ra của thí nghiệm. 5. Phân tích các tương tác từ người sử dụng. Bước này cho phép người sự dụng tương tác với thí nghiệm thông qua giao diện đồ họa. Người sự dụng có thế hiệu chỉnh một số thông số như hiệu chỉnh góc nhìn, nhìn cận cảnh hay nhìn toàn bộ thí
nghiệm, tương tác làm thay đổi thí nghiệm như tằng them nhiệt độ, tăng nồng độ chất …. Để xây dựng được một thí nghiệm ảo ta phải làm gỉ? - Khảo sát : Nhằm xem xét nột dung thí nghiệm, xem xét bản chất của sự vật, hiện tượng. - Xây dựng kịch bản: Bước này là quan trọng nhất, cần có những tài liệu chính xác và các chuyên gia, giáo viên nhiều kinh nghiệm xây dựng. - Việc chuẩn bị tài liệu xây dựng thí nghiệm rất khác so với việc biên soạn tài liệu truyền thống. Các kịch bản phải được thiết kế chuyên dụng, không đơn thuần như các slide bài giảng. - Xây dựng khung thí nghiệm: Bước này mô hình hóa kịch bản, phân tích các cảnh, các công cụ sử dụng trong kịch bản, xây dựng các mô hình, phân tích các tượng tác của thí nghiệm. - Xây dựng thí nghiệm: Sau khi đã xây dựng được khung thí nghiệm, kết hợp các dụng cụ, tương tác, các cảnh trong kịch bản… lắp ghép các công cụ lại thành 1 thí nghiệm hoàn chỉnh. - Hiểu chỉnh: Bước này nhằm tinh chỉnh, kiểm tra, xem xét lại toàn bộ thí nghiệm xem đã thể hiện đúng bản chất của sự việc hay chưa?... Tại bước này thí nghiệm được kiểm tra cẩn trọng, tỷ mỉ nhằm phát hiện ra các phần còn thiếu sót của thì nghiệm.