Thiết kế E-learning dạy học một số kiến thức hạt nhân nguyên tử vật lí 12 nhằm rèn luyện kĩ năng tự học cho học sinh

Chia sẻ: ViTokyo2711 ViTokyo2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

51
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết trình bày thiết kế các khóa học E-learning dạng phân nhánh theo các quy luật nhận thức của học sinh, tổ chức cho học sinh tự học và rèn luyện các kĩ năng tự học, đáp ứng yêu cầu đổi mới dạy học bộ môn vật lí.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế E-learning dạy học một số kiến thức hạt nhân nguyên tử vật lí 12 nhằm rèn luyện kĩ năng tự học cho học sinh

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE DOI: 10.18173/2354-1075.2015-0005 Educational Sci., 2015, Vol. 60, No. 1, pp. 38-46 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn THIẾT KẾ E-LEARNING DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ VẬT LÍ 12 NHẰM RÈN LUYỆN KĨ NĂNG TỰ HỌC CHO HỌC SINH Mai Văn Trinh1 , Trương Thị Phương Chi2 1 Cục Khảo thí và Kiểm định chất lượng giáo dục, Bộ Giáo dục và Đào tạo; 2 Nghiên cứu sinh khoa Vật lí, Đại học Vinh Tóm tắt. Dạy học với sự hỗ trợ của E-learning có nhiều ưu điểm khác biệt so với dạy học truyền thống. Cho đến nay đã có những nghiên cứu về E-learning, về những ưu điểm mà phương tiện dạy học hiện đại này mang lại. Tuy nhiên ở các nghiên cứu này, quy trình tổ chức học tập của E-learning chưa đảm bảo yêu cầu phân hóa người học, tương tác giữa giáo viên và học sinh còn ít, hiệu quả rèn luyện và phát triển các kĩ năng chưa cao. Bài báo này chúng tôi thiết kế các khóa học E-learning dạng phân nhánh theo các quy luật nhận thức của học sinh, tổ chức cho học sinh tự học và rèn luyện các kĩ năng tự học, đáp ứng yêu cầu đổi mới dạy học bộ môn vật lí. Từ khóa: Tự học, E-learning, phương tiện dạy học hiện đại, hạt nhân nguyên tử. 1. Mở đầu E-learning bao gồm tất cả các hình thức dạy học được hỗ trợ bởi phương tiện điện tử. Các hệ thông tin và truyền thông đóng vai trò như một môi trường cụ thể để tiến hành quá trình học tập. Về cơ bản, E-learning là quá trình chuyển tải kĩ năng và kiến thức dựa vào máy tính và mạng internet [6]. Học tập với E-learning đã phát huy được những ưu điểm và giải quyết những hạn chế của phương pháp dạy học truyền thống, đáp ứng được các tiêu chí giáo dục hiện đại: Học mọi nơi, học mọi lúc, học theo sở thích và học suốt đời. Tính phân hóa cao và nội dung học mềm dẻo, người học chủ động trong quá trình học tập, tổ chức một môi trường học tập thuận lợi cho người học tự mình khám phá, chiếm lĩnh kiến thức,. . . là những ưu điểm giải quyết những hạn chế mà phương pháp dạy học truyền thống còn mắc phải. E-learning đã mở ra cơ hội cho giáo viên phát huy hơn nữa những thành tựu của phương pháp dạy học truyền thống, đáp ứng mục tiêu giáo dục hiện đại: Dạy học theo quan điểm phát triển năng lực người học. Cho đến nay đã có một số công trình nghiên cứu về E-learning và những ưu điểm của phương tiện dạy học hiện đại này như luận án của tác giả Trần Thanh Bình [1] xây dựng hệ thống E-learning hỗ trợ dạy học phần "dao động sóng cơ" nhưng tác giả chỉ nghiên cứu các hình thức dạy học có thể triển khai trên E-learning mà chưa đi sâu khai thác các khía cạnh có thể phát triển năng lực cá nhân cho học sinh khi học bằng E-learning. Luận án của tác giả Nguyễn Thị Thanh Hồng [2], Lê Thanh Huy [4] nghiên cứu những ưu điểm khi ứng dụng E-learning vào dạy học cho đối tượng sinh viên đại học, là đối tượng mà thể chất, nhân cách đã hoàn thiện và trưởng thành hơn so với học sinh trung học phổ thông. Luận án của tác giả Nguyễn Văn Hồng [3] đã nghiên cứu khá Ngày nhận bài: 10/10/2014. Ngày nhận đăng:17/01/2015 . Liên hệ: Trương Thị Phương Chi, e-mail: phuongchi.it@gmail.com. 38
Thiết kế E-learning dạy học một số kiến thức hạt nhân nguyên tử Vật lí 12... cụ thể những ứng dụng E-learning vào dạy học Toán lớp 12,... Tuy nhiên, ở các nghiên cứu này chưa đề cập đến những tiêu chuẩn và ứng dụng cụ thể của E-learning vào dạy học vật lí trung học phổ thông nhằm bồi dưỡng và rèn luyện năng lực tự học cho học sinh. Chính vì vậy, chúng tôi đã thiết kế các khóa học "Hạt nhân nguyên tử" trên E-learning để có thể khai thác triệt để những hiệu quả của phương tiện dạy học hiện đại này mang lại. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Thiết kế khóa học E-learning vật lí rèn luyện kĩ năng tự học cho học sinh Tự học là quá trình người học tự giác, tích cực, chủ động tác động vào đối tượng học qua đó tự mình chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng, hoàn thiện bản thân. Tự học là hoạt động độc lập, mang đậm sắc thái cá nhân của học sinh, nhưng hiệu quả tự học không chỉ phụ thuộc vào sự nỗ lực của học sinh mà còn chịu sự ảnh hưởng rất lớn từ hoạt động dạy tự học, từ những “kịch bản” giáo án được giáo viên thiết kế nhằm điều khiển, tổ chức cho học sinh tự mình chiếm lĩnh kiến thức, rèn luyện kĩ năng, để có thể tự học suốt đời. Đối với cấp THPT, hoạt động tự học của học sinh bao gồm toàn bộ những công việc học tập của cá nhân trên lớp, trước giờ lên lớp (chuẩn bị bài), sau giờ lên lớp (ôn lại bài, đọc tham khảo). Học sinh THPT chủ yếu tự học với sự hướng dẫn của giáo viên và sự hợp tác của bạn bè. Vì vậy, ở nghiên cứu này chúng tôi tập trung vào mô hình tự học có hướng dẫn với sự hỗ trợ của E-learning. Các khóa học E-learning được thiết kế theo từng môđun dạng phân nhánh: Giáo viên dự kiến khả năng nhận thức của từng nhóm đối tượng học sinh mà định hình những con đường học tập khác nhau sao cho phù hợp. Cấu trúc phân cấp E-learning có thể biểu diễn theo sơ đồ: Các khoá học → Môđun → Các tiểu Môđun → Đơn vị kiến thức Hình 1. Sơ đồ cấu trúc phân cấp của E-learning Các khóa học theo tiêu chí tự học có hướng dẫn của E-learning bao gồm: - Bài học điện tử: Đồng bộ video hình ảnh giáo viên, sơ đồ nhánh tiến trình dạy học theo nội dung được số hóa thành các môđun dạng slide. Học sinh có thể lựa chọn nội dung tự học theo nhu cầu cá nhân. Trên từng slide bài học, học sinh nghe giảng bài và ghi chép vào vở cá nhân hoặc hồ sơ học tập trên E-learning. Nếu chưa nắm được bài, học sinh có thể quay trở lại slide cũ. Giáo viên hướng học sinh ghi chép bằng lược đồ tư duy, không những ghi lại nội dung học tập mà còn nắm được cấu trúc chung của bài học và mối quan hệ quan trọng của từng nội dung với nhau. Học tập với E-learning không bị giới hạn về thời gian vì thế học sinh có thể điều chỉnh việc học tập theo nhu cầu và năng lực của mình. - Bài tập điện tử: Được thiết kế có cấu trúc tương tự bài học điện tử, được phân loại theo mục tiêu cần đạt của chương trình học và kĩ năng tự học cần rèn luyện tương ứng. Bài tập điện tử để học sinh tự học bao gồm đề bài, nhiệm vụ học tập, tiêu chí và kĩ năng cần đạt, hướng dẫn giải cụ thể từng bước có có giải thích, ghi chú, nhắc lại kiến thức liên quan. Ngoài ra bài tập điện tử của E-learning liệt kê các cách giải tương tự nếu có qua đó học sinh dễ dàng nắm được cách giải theo sự hướng dẫn của giáo viên, tự mình lựa chọn cách giải phù hợp nhất cho mình, tự chiếm lĩnh và củng cố kiến thức - Khóa học trực tuyến dạng phân nhánh: “Khóa học trực tuyến dạng phân nhánh là khóa học được thiết kế gồm các đơn vị kiến thức được chia nhỏ để từng cá nhân tham gia khóa học có thể học tập theo từng nhánh khác nhau phù hợp với năng lực và điều kiện học tập cụ thể” [4]. Hiện nay các khóa học E-learning hầu như được tổ chức theo cấu trúc chương trình hóa kiểu tuyến tính. Toàn bộ nội dung kiến thức được chia thành nhiều liều kiến thức nhỏ, tất cả học sinh sẽ tiến hành trật tự thao tác giống nhau đối với mỗi liều kiến thức. Học sinh nắm được toàn 39
Mai Văn Trinh, Trương Thị Phương Chi bộ nội dung bài học khi hoàn thành đủ tất cả các liều kiến thức. Như vậy, để cho toàn bộ học sinh không phân biệt trình độ đều có thể học được, giáo viên thiết kế dạng khóa học này bắt buộc phải dựa trên mức tiếp thu dễ nhất ứng với trình độ của học sinh trung bình- yếu cũng có thể hoàn thành được mục tiêu bài học đặt ra. Cấu trúc này không phù hợp yêu cầu dạy học phân hóa, học sinh khá, giỏi sẽ cảm thấy nhàm chán, không hứng thú thậm chí tự mãn, hiệu quả học tập không cao. Chính vì lí do đó chúng tôi đề xuất cấu trúc tổ chức học tập trong khóa học E-learning dạng phân nhánh theo sơ đồ Hình 2. Tiến trình học tập sẽ được tiến hành theo trình tự: Giáo viên cung cấp những dữ kiện ban đầu như khái niệm, định luật, định lí, những kiến thức tiền đề cho học sinh tự học, có hướng dẫn minh họa. Học sinh tự học, tự tiến hành các hoạt động để tích lũy kiến thức. Cuối cùng, học sinh phải tự kiểm tra, đánh giá và điều chỉnh qua các nhiệm vụ được giáo viên giao cho dưới dạng các câu hỏi, bài tập củng cố trên E-learning, mức độ đánh giá tăng dần theo cấp độ của câu hỏi hoặc bài tập giao cho học sinh. Học sinh hoàn thành nhiệm vụ thì mới được học nội dung tiếp theo. Nếu chưa đạt, E-learning tổ chức cho học sinh thực hiện các câu hỏi phụ tương ứng với từng bước tư duy trung gian cho đến khi hoàn thành được nhiệm vụ. Bằng cách này, học sinh tự khái quát và rút ra được các bước cần thiết để trả lời cho từng loại câu hỏi nhiệm vụ, rèn luyện cho học sinh các kĩ năng tư duy và khả năng vận dụng kiến thức. Hình 2. Sơ đồ tổ chức học tập của E-learning dạng phân nhánh 2.2. Rèn luyện kĩ năng tự học cho học sinh thông qua dạy học một số kiến thức phần "Hạt nhân nguyên tử" với sự hỗ trợ của E-learning Để cụ thể hóa Hình 2, chúng tôi thiết kế E-learning hỗ trợ dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử” thuộc chương trình Vật lí 12. Thời lượng chương này gồm 13 tiết trong đó có 9 tiết lí thuyết, 3 tiết bài tập và 1 tiết kiểm tra. Đây là chương có nhiều kiến thức trừu tượng, quá trình dạy học không có dụng cụ thí nghiệm. Vì vậy, để học sinh lĩnh hội những kiến thức, kĩ năng và thái độ theo chuẩn và trên chuẩn phụ thuộc rất nhiều vào tính sáng tạo, kĩ năng, trình độ của giáo viên cũng như các kịch bản sư phạm tổ chức hoạt động học tập cho học sinh đã được giáo viên thiết kế trước. Căn cứ vào nội dung chính của chương, chúng tôi xây dựng các khóa học E-learning tương ứng với 3 vấn đề chính “Hạt nhân nguyên tử”. Sản phẩm E-learning được đăng tải trên http://shoolviet.com. Ở nội dung này các khóa học E-learning bao gồm: Khóa học 1. Cấu tạo hạt nhân và năng lượng liên kết hạt nhân; Khóa học 2. Phóng xạ; Khóa học 3. Phản ứng hạt nhân. Ứng với mỗi khóa học sẽ được phân thành các môđun và các tiểu môđun theo chương trình phân nhánh. 40
Thiết kế E-learning dạy học một số kiến thức hạt nhân nguyên tử Vật lí 12... 2.2.1. E-learning dạy học một số nội dung lí thuyết Yêu cầu tiên quyết khi giáo viên thiết kế các các chuỗi hoạt động trong mỗi môđun phải phù hợp với các quy luật nhận thức của học sinh, phù hợp chương trình và chuẩn kiến thức đã được quy định, ví dụ trong bài "Cấu tạo hạt nhân và năng lượng liên kết hạt nhân" Vật lí 12 THPT gồm [6]: - Yêu cầu về kiến thức: Nêu được cấu tạo hạt nhân, lực hạt nhân là gì, các đặc điểm của lực hạt nhân; độ hụt khối và công thức tính độ hụt khối của hạt nhân; năng lượng liên kết và công thức tính năng lượng liên kết của hạt nhân hạt nhân. - Yêu cầu về kĩ năng: Xác định được nguyên tố hóa học dựa trên số prôtôn và nơtron; vận dụng thành thạo công thức tính độ hụt khối, năng lượng liên kết. - Yêu cầu về thái độ: Học sinh hứng thú tìm hiểu các hiện tượng vật lí, áp dụng những hiểu biết vào thực tiễn; tích cực rèn luyện tính trung thực, cẩn thận, chính xác khi quan sát các mô phỏng, hình ảnh và tìm hiểu các hiện tượng vật lí; sẵn sàng cộng tác với bạn học, đấu tranh bảo vệ quan điểm của mình, có ý thức bảo vệ hòa bình (không chế tạo và sử dụng vũ khí hạt nhân). Khóa học 1 "Cấu tạo hạt nhân và năng lượng liên kết hạt nhân" được chúng tôi thiết kế theo 2 môđun và 9 tiểu môđun bao gồm: - Môđun 1: Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. + Tiểu môđun 1: Cấu hạt nhân nguyên tử. + Tiểu môđun 2: Đồng vị. + Tiểu môđun 3: Đơn vị khối lượng nguyên tử. + Tiểu môđun 4: Khối lượng và năng lượng. + Tiểu môđun 5: Một số hạt thường gặp - Môđun 2: Độ hụt khối – Năng lượng liên kết của hạt nhân. + Tiểu môđun 1: Lực hạt nhân. + Tiểu môđun 2: Độ hụt khối của hạt nhân zA X. + Tiểu môđun 3: Năng lượng liên kết Wlk của hạt nhân zA X. + Tiểu môđun 4: Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân. Để học sinh không chỉ ghi nhớ kiến thức theo kiểu thuộc lòng mà phải nhận rõ dấu hiệu bản chất, đặc trưng của nội dung được học, chúng tôi ưu tiên thiết kế chuỗi hoạt động nhận thức cho học sinh theo con đường qui nạp. Sau khi cung cấp cho học sinh các kiến thức tiền đề để có thể tự học, giáo viên tổ chức, hướng dẫn học sinh tự học dưới hình thức giao nhiệm vụ bằng các câu hỏi trong phiếu học tập, có thể trả lời cá nhân hoặc nhóm theo cách tổ chức học tập của giáo viên. Hệ thống câu hỏi có thể được xây dựng dưới dạng: - Câu hỏi gợi mở: Là loại câu hỏi mà học sinh có thể trả lời thông qua đọc Sách giáo khoa hoặc tài liệu tham khảo. Các câu hỏi gợi mở sẽ hướng dẫn học sinh nắm nội dung, cấu trúc bài học, giúp học sinh phân loại các ý chính, ý phụ. Loại câu hỏi này sẽ giúp học sinh rèn luyện kĩ năng đọc tài liệu đồng thời gia tăng năng lực ngôn ngữ. Ví dụ: Dựa vào mô hình nguyên tử Rutherford, hãy trình bày cấu tạo của hạt nhân nguyên tử? (giáo viên tổ chức cho học sinh xem thí nghiệm mô phỏng mô hình nguyên tử Rutherford trên E-learning). - Câu hỏi yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản: Câu hỏi này giúp học sinh tiếp cận nội dung bài học, hiểu các thuật ngữ và cấu trúc diễn đạt của các định luật, định lí. Học sinh không thể chỉ dựa vào các thông tin có sẵn trong tài liệu mà phải động não, suy nghĩ dựa trên nền các kiến thức và kĩ năng đã có, tư duy, tương tác với nội dung học. Mục tiêu của loại câu hỏi yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản, rèn luyện cho học sinh những kĩ năng tư duy. 41
Mai Văn Trinh, Trương Thị Phương Chi Ví dụ: Hãy nêu cấu tạo của các nguyên tử 16 8 O và 88 Ra? học sinh muốn trả lời được câu 226 hỏi dạng này phải nắm vững cấu tạo của nguyên tử. - Câu hỏi yêu cầu học sinh đào sâu nội dung, vận dụng, liên hệ thực tế: Học sinh muốn trả lời các dạng câu hỏi này phải đi vào bản chất các định lí, định luật vật lí, phải tra cứu thêm tài liệu ngoài Sách giáo khoa. Học sinh nắm vững bài tập ở cấp độ vận dụng để giải thích các vấn đề liên quan nội dung học, nhờ đó mà kiến thức học tập được khắc sâu hơn. Ngoài ra các câu hỏi liên hệ thực tế giúp học sinh mở rộng kiến thức đối với nội dung đang học, hiểu được nội dung đó ứng dụng trong thực tế như thế nào. Loại câu hỏi này rèn luyện cho học sinh các kĩ năng tìm kiếm, tra cứu tài liệu tham khảo, tư duy logic. Ví dụ: Một nhóm nghiên cứu khi phân tích một mẫu brom lỏng chỉ tìm được 3 giá trị khối lượng phân tử. Trưởng nhóm kết luận rằng brom có 2 đồng vị. Kết luận này có chính xác không? Giải thích? Để đánh giá kết quả và những tiến bộ mà học sinh đã rèn luyện được, giáo viên có thể dựa vào mức độ hoàn thành nhiệm vụ được giao của học sinh. Cụ thể: + Phát biểu, trả lời các câu hỏi: Học sinh nêu nhận xét, trình bày quan điểm của mình. Giáo viên dựa trên câu trả lời của học sinh mà đánh giá mức độ kiến thức nắm được đồng thời còn đánh giá được năng lực ngôn ngữ, kĩ năng nghe giảng, kĩ năng ghi chép, trình bày (nếu bài làm nộp cho giáo viên hoặc gửi trên E-learning) hay kĩ năng trình bày, lập luận, kĩ năng sử dụng ngôn ngữ Vật lí... (nếu trả lời trước lớp). + Chất vấn: Nội dung câu hỏi và cách học sinh nêu câu hỏi với giáo viên hay bạn học. Dựa trên các câu hỏi chất vấn, giáo viên sẽ đánh giá mức độ nắm kiến thức của học sinh, hướng dẫn và rèn luyện cho học sinh cách đặt câu hỏi, cách trình bày ý kiến về 1 vấn đề quan tâm, cách khơi gợi sự chú ý, suy nghĩ của người khác. + Thảo luận: Cùng các bạn trong nhóm trao đổi thông tin, thu nhập dữ kiện để giải đáp các câu hỏi. Quá trình này rèn luyện cho học sinh các kĩ năng hợp tác, làm việc nhóm, kĩ năng tập trung được suy nghĩ của người khác, kĩ năng hòa hợp để tạo quan điểm chung. Ngoài ra học sinh còn được tạo mội trường để xây dựng và củng cố các mối quan hệ tốt với bạn bè xung quanh. + Tranh luận: Học sinh dựa trên các thông tin mà bản thân thu được để bảo vệ quan điểm cá nhân, biết cách phản đối các ý kiến trái chiều, xác nhận tính đúng đắn của vấn đề. + Thuyết trình: Tổ chức cho học sinh thuyết trình trước lớp. Muốn hoàn thành được nhiệm vụ này đòi hỏi học sinh phải biết lựa chọn, kết hợp kiến thức, phân tích, sắp xếp logic các ý chính phụ liên quan đến nội dung cần thuyết trình để có thể thuyết phục, thu hút được người nghe. Hoạt động này rèn luyện cho học sinh các kĩ năng đọc, khai thác, tìm kiếm tài liệu, kĩ năng phân tích, xử lí dữ kiện, kĩ năng thuyết trình, kĩ năng nói trước đám đông... + Tổng kết ôn tập kiến thức bằng bản đồ tư duy. Cách làm này hướng dẫn, rèn luyện cho học sinh cách ghi chép hiệu quả. Học sinh nắm được nội dung cơ bản trong bài, biết cách hệ thống hóa bằng sơ đồ, ghi nhớ nội dung đã học sâu sắc hơn, rèn luyện kĩ năng tóm tắt, lập dàn bài khi học tập. Cách vẽ, đọc và hướng dẫn sử dụng bản đồ tư duy bằng clip nằm sẵn trên khung hỗ trợ của E-learning. Để rèn luyện cho học sinh cách ghi chép này, sau mỗi môđun, giáo viên giao cho học sinh các nhiệm vụ cá nhân hoặc nhóm, yêu cầu tổng kết, hệ thống hóa kiến thức bằng bản đồ tư duy, thông báo cụ thể thời hạn nộp bài và trả kết quả đánh giá. Kết quả được gửi vào hồ sơ học tập của học sinh có kèm theo bản đồ tư duy mẫu để học sinh đối chiếu, hoàn thiện bài làm của mình. 2.2.2. E-learning dạy học bài tập Khi thiết kế, giáo viên xác định các yêu cầu, mục đích cụ thể trong các câu hỏi dưới dạng bài tập giao cho học sinh. Phải cụ thể hóa bằng hành động và phân hóa theo từng trình độ học sinh, đảm bảo vừa sức nhưng không gây nhàm chán cho học sinh khá giỏi. Câu hỏi nhiệm vụ thể hiện dưới dạng trắc nghiệm 4 lựa chọn. Với mỗi nhánh lựa chọn, học sinh sẽ được hướng dẫn theo hướng suy luận thích hợp. 42
Thiết kế E-learning dạy học một số kiến thức hạt nhân nguyên tử Vật lí 12... Hình 3. Mẫu bản đồ tư duy tóm tắt bài phóng xạ để học sinh đối chiếu Mỗi học sinh có cách tư duy, suy luận khác nhau đối với 1 đối tượng học tập, vì thế mức độ nắm bắt kiến thức cũng như vận dụng cũng khác nhau. Các bài tập theo hướng phân nhánh sẽ cho kết quả phân hóa học sinh rõ rệt. Học sinh được tổ chức hoạt động trên từng nhánh ứng với mức độ tư duy của mình. Đối với nhánh tư duy của học sinh yếu, cần nhiều bước trung gian hơn, nhiều câu hỏi phụ và hướng dẫn bổ trợ hơn. Chẳng hạn với nhiệm vụ củng cố khái niệm vừa học, đối với học sinh trung bình - yếu chỉ yêu cầu các em nhận dạng được khái niệm và vận dụng ở mức cơ bản nhất nhưng với học sinh khá giỏi thì mức độ yêu cầu phải biết so sánh, tìm ra đặc trưng, vận dụng khái niệm trong tình huống phức tạp hơn. Ví dụ: Khi học tiểu môđun "Cấu tạo hạt nhân nguyên tử", học sinh hiểu được cấu tạo hạt nhân nguyên tử và kí hiệu hạt nhân. Bảng 1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: Hạt nhân được cấu tạo bởi hai loại hạt sơ cấp gọi là nuclôn Hạt sơ cấp Khối lượng theo u Kí hiệu Khối lượng theo kg Điện tích (nuclon) 1u=1,66055.10-27kg Prôtôn p =11 H mp = 1, 67262.10−27kg mp = 1, 00728u +e Không mang Nơtrôn n =01 n mn = 1, 67493.10−27kg mn = 1, 00866u điện tích Hình 4. Mô hình nguyên tử Beryllium 43
Mai Văn Trinh, Trương Thị Phương Chi Kí hiệu hạt nhân: ZA X A = số nuctrôn: Số khối; Z = số prôtôn = điện tích hạt nhân; N= A - Z : Số nơtrôn Bài tập cho nội dung này có thể như sau: Câu hỏi 1: Phát biểu nào sau đây là SAI khi nói về cấu tạo hạt nhân nguyên tử? A. Prôtôn và nơtrôn bên trong hạt nhân tích điện trái dấu. B. Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclôn C. Có hai loại nuclôn là prôtôn và nơtrôn D. Số prôtôn trong hạt nhân đúng bằng số electrôn trong nguyên tử. Tính năng phản hồi tức thì sẽ thông báo ngay cho học sinh kết quả phương án lựa chọn là đúng hay sai đồng thời có chú thích cụ thể cho học sinh đối chiếu, xem cách lập luận và thao tác làm bài để tự hoàn thiện phương pháp đúng cho mình. Cụ thể nếu phương án lựa chọn của học sinh là: - Phương án A: Là phương án trả lời đúng. Học sinh nắm được kiến thức cấu tạo hạt nhân, nhớ được chi tiết nơtrôn không mang điện. - Phương án B hoặc C: Hai nội dung B và C có ngay trong tài liệu, học sinh chọn sai phương án vì chưa nhớ được kiến thức hoặc xác định sai yêu cầu của đề bài. Trợ giúp trong trường hợp này hoặc sẽ xuất hiện hộp hỗ trợ giữa màn hình để học sinh đọc lại kiến thức hoặc sẽ lưu ý nhắc học sinh cách chú ý những từ khóa then chốt trong câu hỏi. Từ khóa ”SAI” được phóng to tạo nhắc nhở học sinh chú ý đọc kĩ yêu cầu đề bài, tránh mắc sai lầm vì không đọc kĩ đề bài. - Phương án D vì nhớ nhầm số prôtôn và nơtrôn bằng với số electrôn trong nguyên tử, trợ giúp trên E-learning sẽ mở lại cửa sổ có trích dẫn phần kiến thức tiền đề cho học sinh so sánh, học lại lưu ý nhận biết và chính xác kiến thức tiếp nhận. Đối với tiểu môđun "Độ hụt khối ∆m của hạt nhân zA X", kiến thức tiền đề học sinh cần ghi nhận là nhớ công thức tính độ hụt khối ∆m và cách tính các đại lượng trong công thức nên bài tập củng cố được tổ chức dưới dạng phân nhánh, mỗi nhánh là một phương án lựa chọn ứng với một tốc độ tư duy và một sai lầm học sinh thường gặp phải. Khi giáo viên thiết kế 1 câu hỏi bài tập luyện tập cần xác định toàn bộ phương pháp giải quyết của câu hỏi, những bước trung gian, những sai lầm hay gặp phải của học sinh, từ đó đưa ra đáp án tương ứng với những sai lầm đó để ”bẫy” học sinh, mục đích để học sinh biết cách tự điều chỉnh, tự hoàn thiện sau sai lầm của mình. Ví dụ khi giáo viên thiết kế câu hỏi 2 để củng cố nội dung độ hụt khối như sau: Câu hỏi 2: Hạt nhân 6027 Co có khối lượng là 55,940u. Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073u và khối lượng của nơtrôn là 1,0087u. Độ hụt khối của hạt nhân 60 27 Co là: A. 4,544u. B. 4,536u. C. 4,022u. D. 4,097u. Để lựa chọn được phương án đúng, học sinh cần tính được số prôtôn và nơtrôn, nhớ được công thức độ hụt khối, thay giá trị và có kĩ năng tính toán. Vì vậy giáo viên phải thiết kế các phương án nhiễu phù hợp với một sai lầm của học sinh đã dự tính trước. Dựa vào các bước tư duy trung gian mà đặt ra các câu hỏi phụ hỗ trợ, ví dụ: Câu hỏi 2’: Hạt nhân 6027 Co có khối lượng là 55,940u. Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073u và khối lượng của nơtrôn là 1,0087u. Số prôtôn và nơtrôn của hạt nhân 60 27 Co là: A. 27 prôtôn và 33 nơtrôn. B. 33 prôtôn và 27 nơtrôn. C. 60 prôtôn và 27 nơtrôn. D. 27 prôtôn và 87 nơtrôn. Câu hỏi phụ 2’ chính là bước tư duy trung gian để có thể hoàn thành câu hỏi 2. Chỉ khi nào học sinh chọn đúng phương án trả lời câu hỏi phụ 2’ mới được quay trở lại trả lời câu trả lời 2. Các phương án nhiễu của câu hỏi phụ 2’ cũng dựa trên các sai lầm của học sinh đối với nội dung được 44
Thiết kế E-learning dạy học một số kiến thức hạt nhân nguyên tử Vật lí 12... yêu cầu của câu hỏi. Với ví dụ này, trình tự tổ chức cho học sinh tự học như sau: + Nếu kết quả lựa chọn của học sinh là phương án A: Học sinh nắm được kiến thức, xác định được đúng hạt nhân 60 27 Co có 27 proton và 33 nơtron và nhớ được công thức tính độ hụt khối, tính toán chính xác nên lựa chọn được phương án đúng, học sinh được tiếp tục đến với câu hỏi 3 với mức độ cao hơn. Đồng thời học sinh sẽ được xem trên E-learning phần trình bày chi tiết các thao tác thực hiện, là cơ sở để học sinh so sánh lại các thao tác của mình, hoàn thiện kĩ năng tư duy, kĩ năng trình bày. + Nếu kết quả lựa chọn của học sinh là phương án B: Học sinh nhớ công thức độ hụt khối nhưng xác định nhầm là có 33 prôtôn và 27 nơtrôn, thay vào công thức dẫn đến kết quả trùng với đáp án B. E-learning sẽ thông báo cho học sinh biết học sinh đã làm sai và đưa học sinh theo nhánh làm câu hỏi phụ 2’, hoàn thành được câu hỏi phụ 2’ mới được quay lại trả lời câu hỏi 2. + Nếu kết quả lựa chọn của học sinh là phương án C: Học sinh xác định được đúng 27 prôtôn và 33 nơtrôn nhưng khi thay vào công thức độ hụt khối quên đóng mở ngoặc. E-learning sẽ thông báo cho học sinh biết học sinh đã làm sai và lưu ý nguyên nhân sai để học sinh tính toán lại. Việc này rèn luyện cho học sinh kĩ năng tính toán. + Nếu kết quả lựa chọn của học sinh là phương án D: Học sinh đã xác định sai số prôtôn và nơtrôn, đồng thời thay vào công thức độ hụt khối quên đóng mở ngoặc. E-learning sẽ thông báo cho học sinh biết học sinh đã làm sai và đưa học sinh theo nhánh làm câu hỏi phụ 2’. Hoàn thành được câu hỏi phụ 2’ mới được quay lại trả lời câu hỏi 2. Dù cho học sinh lựa chọn phương án đúng hay sai cũng đều được ”lưu vết” trong hồ sơ học tập của học sinh đó. Nếu học sinh chọn được phương án đúng thì hồ sơ học tập sẽ lưu lại cả thông tin thống kê thời gian kể từ khi nhận yêu cầu cho đến khi học sinh trả lời đúng câu hỏi đó. Đây có thể là thông tin làm căn cứ cho giáo viên có thể dự đoán kết quả đúng này có phù hợp với tư duy logic không, là kết quả của hoạt động tư duy hay nhờ may rủi. Tuy dự đoán theo cách này chưa thật chính xác nhưng nếu căn cứ thêm những thông tin liên quan đến nội dung đang xem xét như tần suất luyện tập, kết quả của học sinh đó với những kiến thức liên quan, tương tự, giáo viên có thể có đánh giá chính xác hơn. Nếu học sinh chọn phương án sai, hồ sơ học tập sẽ lưu lại những thông tin như lỗi sai đã mắc phải là gì, kết quả khi thực hiện với câu hỏi phụ của nội dung đó như thế nào, học sinh phải sử dụng trợ giúp của câu hỏi phụ bao nhiêu lần, với câu hỏi tương tự học sinh có mắc sai lầm như vậy nữa không... Rèn luyện kĩ năng tự học cho học sinh thông qua dạy học trên E-learning tạo điều kiện cho giáo viên đánh giá kết quả học tập của học sinh không phải chỉ đơn thuần đánh giá lượng kiến thức học sinh đã tiếp thu mà còn đánh giá được mức độ tiến bộ trong học tập của học sinh, đánh giá được những kĩ năng tự học mà học sinh đã được rèn luyện. Giáo viên dễ dàng đánh giá học sinh hay chính học sinh tự đánh giá mình dựa vào chức năng “lưu vết” trong hồ sơ học tập cá nhân. Kết quả thống kê cập nhật trong hồ sơ học tập qua mỗi hoạt động của học sinh giúp giáo viên nhận biết những diễn biến tư duy nhận thức của học sinh, nhận biết những sai lầm thường mắc phải để điều chỉnh phương pháp dạy học phù hợp, chất lượng dạy học được nâng cao, phù hợp với mục tiêu “Dạy học theo quan điểm phát triển năng lực”, học sinh được rèn luyện các kĩ năng tự học để có thể tự học suốt đời. 3. Kết luận Nhờ những ưu điểm, tính năng vượt trội của E-learning trong đó nổi bật là tính tương tác cao, mềm dẻo, phân hóa người học, nội dung học tập đa dạng phong phú nhờ sự hỗ trợ của truyền thông đa phương tiện nên giáo viên dễ dàng cung cấp cho học sinh các bài giảng điện tử, các phần mềm dạy học, tài liệu tham khảo trực quan sinh động, kích thích, khơi gợi hứng thú học tập của học sinh. Thông qua việc thiết kế các môđun tương ứng với từng nội dung của chương "Hạt nhân 45
Mai Văn Trinh, Trương Thị Phương Chi nguyên tử" bước đầu chúng tôi đã tạo ra một môi trường học tập mà ở đó, học sinh chỉ cần có máy vi tính, laptop hoặc smartphone được kết nối internet là có thể dễ dàng tự học theo cách riêng phù hợp với bản thân học sinh. Học tập với E-learning, học sinh có thể học mọi nơi, mọi lúc, chủ động trong học tập nhờ đó chất lượng dạy học cũng được nâng cao hơn trước. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thanh Bình, 2013. Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống E-learning vào dạy học phần ”Dao động cơ và sóng cơ” vật lí 12 trung học phổ thông. Luận án tiến sĩ giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế. [2] Nguyễn Thị Thanh Hồng, 2012. Tổ chức tự học giáo dục học cho sinh viên đại học sư phạm qua E-learning. Luận án tiến sĩ Giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. [3] Nguyễn Văn Hồng, 2013. Ứng dụng E-learning trong dạy học môn Toán lớp 12 nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông. Luận án tiến sĩ Giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. [4] Lê Thanh Huy, 2013. Tổ chức hoạt động dạy học vật lí đại cương trong các trường đại học theo học chế tín chỉ với sự hỗ trợ của E-learning. Luận án tiến sĩ Giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế. [5] Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vũ Thanh Khiết (Chủ biên), 2008. Sách giáo viên Vật lí 12 nâng cao. Nxb Giáo dục. [6] Mai Văn Trinh, Trương Thị Phương Chi, 2011. Xây dựng hệ thống E-learning hỗ trợ dạy học phần Quang hình học (Vật lí 11). Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt (10/2011), tr. 96-97. ABSTRACT Designing e-learning courses to teach nuclear physics to 12th grade students that will improve students’ self-study skills E-learning assisted teaching has many advantages over traditional teaching. Research about e-learning has focused on the advantages of this modern teaching tool. However, in the course of this research, we have found that the learning organizing process of e-learning is inadequate, teacher-student interaction is limited, practice is limited and skill development is low. In this paper, we present e-learning courses based on student cognition with an organized self-study process and advice on how to develop self-study skills. Keywords: Self-study, modern teaching tool, nuclear. 46