Tổ chức dạy học trực tuyến môn Vật lí theo mô hình lớp học đảo ngược ở trường trung học phổ thông

VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 138-142 ISSN: 2354-0753 138 TỔ CHỨC DẠY HỌC TRỰC TUYẾN MÔN VẬT LÍ THEO MÔ HÌNH LỚP HỌC ĐẢO NGƯỢC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Nguyễn Lâm Đức1,+, Lê Minh Thanh Châu2 1Trường Đại học Vinh; 2Trường Đại học Sài Gòn + Tác giả liên hệ ● Email: ducnl@vinhuni.edu.vn Article History ABSTRACT Received: 16/3/2020 Accepted: 18/4/2020 Published: 08/5/2020 Keywords online teaching, Physics, high school, flipped classroom model. Currently, online teaching is an indispensable trend in the industrial revolution 4.0 and is a solution many educational institutions to ensure the teaching plan. The paper studies the issue of organizing Physics online teaching following the flipped classroom model at high school. For effective online teaching, teachers need to be equipped with the knowledge of principles, how to teach online and the skills to use information technology. 1. Mở đầu Hiện nay, dạy học trực tuyến (DHTT) là một xu hướng tất yếu trong cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 và là giải pháp được nhiều cơ sở giáo dục lựa chọn nhằm đảm bảo kế hoạch dạy học. Bộ GD-ĐT đã ban hành Công văn số 1061/BGDĐT-GDTrH hướng dẫn về DHTT; tuy nhiên, trong quá trình triển khai cụ thể, giáo viên (GV) còn có những lúng túng nhất định về biện pháp và cách thức thực hiện. Đã có nhiều nghiên cứu về DHTT của các tác như Phan Đức Duy và Nguyễn Văn Nhật (2018), Lê Bá Phương (2019), Trần Thị Ngọc Ánh và Hồ Thị Thúy Hiền (2020), nhưng chưa đề cập nhiều đến việc vận dụng DHTT vào dạy học môn Vật lí (VL) ở trường phổ thông. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đề cập việc tổ chức DHTT môn VL theo mô hình lớp học đảo ngược ở trường THPT. 2. Kết quả nghiên cứu 2.1. Dạy học trực tuyến môn Vật lí ở trường trung học phổ thông 2.1.1. Khái niệm dạy học trực tuyến DHTT nhằm phát triển năng lực tự học, kĩ năng giao tiếp và kĩ năng công nghệ thông tin cho người học. Do đó, các bài học trực tuyến cần tận dụng môi trường trực tuyến, GV cần chú ý đến đặc thù của môn học để thiết kế bài học, giúp học sinh (HS) phát triển các năng lực thành tố đối với từng môn học. Có nhiều quan điểm khác nhau về khái niệm và phương thức thực hiện DHTT. Urdan và Weggen (2000) cho rằng: Học trực tuyến là một dạng của giáo dục từ xa, gồm một loạt các ứng dụng công nghệ và quy trình học tập, gồm: học tập dựa trên máy tính, lớp học ảo và hợp tác kĩ thuật số. Theo Bộ GD-ĐT (2020), DHTT được hiểu là hình thức dạy học trong đó, GV sử dụng các ứng dụng hoặc dịch vụ của Internet để giao tiếp, tương tác trực tiếp với HS trong các hoạt động dạy học, kiểm tra, đánh giá kết quả học tập. Như vậy, có thể hiểu DHTT là một cách thức chuyển giao các tài liệu, nội dung học tập dựa trên các công cụ điện tử như: điện thoại, máy tính thông qua mạng Internet (các ứng dụng: hội thảo trực tuyến, chat, email, diễn đàn), trong đó nâng cao tính tương tác giữa người dạy và người học bằng việc trao đổi trực tiếp với nhau. 2.1.2. Quan điểm dạy học Vật lí theo phương thức dạy học trực tuyến Ở trường phổ thông, môn VL giúp HS có được những tri thức phổ thông cốt lõi của môn học, biết ứng dụng vào giải thích các hiện tượng VL trong cuộc sống. Để đạt được mục tiêu dạy học môn VL trong DHTT ở trường THPT, chúng tôi đưa ra 04 quan điểm sau: Quan điểm 1: Xác định người học là trung tâm của hoạt động dạy học, đồng thời vận dụng các phương pháp dạy học tích cực, trong đó chú trọng đến các nhiệm vụ được giao và kiểm tra, đánh giá người học, các hoạt động chiếm lĩnh tri thức tiếp nối thông qua nhiều tính năng hữu ích của Internet. Quan điểm này xác định, trong DHTT, việc vận dụng mô hình lớp học đảo ngược (flipped classroom) vào dạy học là rất phù hợp. Quan điểm 2: Cấu trúc lại nội dung bài học/chủ đề trong sách giáo khoa theo từng hoạt động với thời lượng phù hợp (không quá 10 phút) cho mỗi hoạt động, xây dựng kịch bản (kế hoạch dạy học) chi tiết cho các hoạt động. Quan điểm này xác định vận dụng dạy học vi mô (microteaching) để thời lượng dạy học phù hợp với nhịp độ học tập của HS, tránh gây nhàm chán cho người học. VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 138-142 ISSN: 2354-0753 139 Quan điểm 3: Phối hợp các ứng dụng, dịch vụ Internet cùng các thiết bị dạy học tự làm (hoặc có sẵn) để tăng cường tương tác giữa người dạy và người học; thông qua các ứng dụng này để giám sát, kiểm tra và đánh giá HS. Quan điểm này xác định tính ưu việt của DHTT, bởi qua đó HS được trải qua các giai đoạn của tiến trình hoạt động nhận thức đối với môn học. Quan điểm 4: Sử dụng các kĩ thuật dạy học tạo hứng thú, phát huy tính tích cực, tự lực của HS, hạn chế đọc theo slide trên màn hình, phối hợp nhịp nhàng giữa hoạt động giảng, trình bày bảng viết, tổ chức cho HS theo dõi thí nghiệm, Quan điểm này xác định vai trò về khả năng sư phạm của GV và việc sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại một cách phù hợp. Các quan điểm nêu trên sẽ định hướng cho việc thiết kế tiến trình tổ chức hiệu quả hoạt động dạy học VL theo phương thức DHTT. 2.1.3. Các yếu tố cần thiết để tổ chức dạy học trực tuyến Căn cứ vào các quan điểm ở trên, để triển khai hiệu quả DHTT ở trường THPT, cần chuẩn bị các yếu tố sau nhằm giúp người học học tập tích cực, chủ động: - Lựa chọn phương pháp dạy học tích cực. Theo quan điểm 1, để dạy học VL theo phương thức DHTT hiệu quả, cần vận dụng mô hình lớp học đảo ngược trong chuỗi hoạt động dạy và học. Theo mô hình này, người học sẽ tự làm việc một phần hoặc cả nội dung bài học trước thông qua việc đọc, tóm tắt tài liệu, nghe giảng với các phương tiện hỗ trợ như băng hình, trình chiếu PowerPoint và khai thác tài liệu trên mạng. Bài giảng trở thành bài tập ở nhà mà người học cần chuẩn bị trước khi lên lớp. Toàn bộ thời gian trên lớp sẽ dành cho các hoạt động thực nghiệm, thực hành, giải bài tập, ứng dụng lí thuyết bài học vào giải quyết vấn đề, thảo luận nhóm để xây dựng kiến thức dưới sự hướng dẫn của GV. - Chia nội dung học tập thành các hoạt động thành phần. Theo quan điểm 2, việc cấu trúc lại nội dung bài học thành từng hoạt động với thời lượng phù hợp (không quá 10 phút) sẽ mang lại hiệu quả trong DHTT. Như vậy, trong mỗi giai đoạn của tiến trình dạy học, tùy theo nội dung bài học mà có thể chia thành các hoạt động thành phần, mỗi hoạt động/giai đoạn dạy học cần thể hiện các nội dung sau: + Đặt tên cho hoạt động: Tên của hoạt động dạy học cần được xác định cho chủ thể là HS và thường xuất phát từ các động từ như: Kiểm tra kiến thức nền, tìm hiểu, khám phá, làm hoặc xem thí nghiệm, so sánh, đánh giá,... + Xác định mục tiêu của hoạt động: Mục tiêu của hoạt động được xác định dựa trên mục tiêu chung của bài học, xem xét sự phối hợp đồng bộ giữa mục tiêu của các hoạt động khác và đặc trưng của DHTT. + Lựa chọn phương pháp, kĩ thuật dạy học: Tùy thuộc vào nội dung và phương tiện, thiết bị hiện có để lựa chọn phương pháp, kĩ thuật dạy học phù hợp. + Chuẩn bị tư liệu, học liệu, thiết bị dạy học đảm bảo cho hoạt động học tập của HS đạt được mục tiêu dạy học. + Thể hiện rõ hoạt động của GV, hoạt động của HS và sự đồng bộ, phù hợp của hai hoạt động này. - Kết hợp các ứng dụng với thiết bị để triển khai dạy học. VL là môn học có yếu tố thực nghiệm, do đó cần sử dụng các ứng dụng và thiết bị phù hợp để HS được trải qua các giai đoạn học tập thông qua việc quan sát các slide và nghe giảng, hợp tác cùng GV. Dưới đây là các ứng dụng và thiết bị được ứng dụng trong DHTT (có thể sử dụng các ứng dụng khác có tính năng tương đương), các lựa chọn này đáp ứng quan điểm 3: + Ứng dụng Zoom: Zoom là một công cụ hội thoại trực tuyến quen thuộc với GV và HS, chỉ cần có một đường link Zoom hoặc một mã Zoom ID là đã có thể tham gia vào phòng học online để dạy và học (tải ứng dụng theo địa chỉ https://zoom.us/meetings, nên sử dụng Zoom bản quyền để tăng cường tính bảo mật). + Ứng dụng Shub Classroom: Đây là ứng dụng giao bài giảng và tạo bài tập từ file phi cấu trúc dưới mọi định dạng. Sau khi làm bài xong, kết quả của HS sẽ được hiển thị ngay và thông tin làm bài của HS được cập nhật liên tục cho GV và phụ huynh (có thể tải ứng dụng miễn phí theo địa chỉ https://shub.edu.vn/home/classes). - Xây dựng kịch bản DHTT. DHTT được thực hiện trong môi trường công nghệ mang tính tương tác, việc xây dựng kịch bản dạy học được coi là một kế hoạch, sự chuẩn bị trước các hoạt động có sự phối hợp giữa hành động và sự điều phối các hành động trong dạy học. Kịch bản dạy học được xây dựng đảm bảo cho GV điều khiển các hoạt động học tập của HS theo những ý tưởng ban đầu và luôn tạo ra các tình huống, tổ chức giải quyết tình huống một cách liên tục, logic nhằm đạt được mục tiêu dạy học. 2.2. Tiến trình tổ chức dạy học môn Vật lí theo mô hình lớp học đảo ngược ở trường trung học phổ thông Các giai đoạn DHTT theo mô hình lớp học đảo ngược được chúng tôi đề xuất gồm các giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Kiểm tra, đánh giá kết quả tự học ở nhà của HS. Giai đoạn 2: Hợp thức hóa, hệ thống hóa kiến thức mới, đặt vấn đề cần nghiên cứu. VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 138-142 ISSN: 2354-0753 140 Giai đoạn 3: Giải quyết vấn đề (suy đoán giải pháp và thực hiện giải pháp) và rút ra kết luận. Giai đoạn 4: Luyện tập, hướng dẫn HS tự học cho bài học hôm sau. Với 04 giai đoạn được đề xuất ở trên, trong DHTT môn VL theo mô hình lớp học đảo ngược, tùy theo nội dung bài học, điều kiện cơ sở vật chất và khả năng tự học của HS, GV có thể thiết kế các hình thức tương tác với người học để đạt hiệu quả cao nhất. Tiến trình bài học trong DHTT gồm các bước sau (xem sơ đồ 1): Sơ đồ 1. Sơ đồ dạy học VL theo mô hình lớp học đảo ngược 2.3. Vận dụng tiến trình dạy học trực tuyến theo mô hình lớp học đảo ngược vào dạy học bài “Từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ” (Vật lí 11) Trong bài học này, các điều kiện cần thiết để DHTT đã được đảm bảo và kích hoạt: HS đã vào phòng học trong ứng dụng Zoom, ứng dụng Shub Classroom cũng đã cài đặt. Mỗi giai đoạn dạy học ứng với một hoạt động. 1. Chuẩn bị * Chuẩn bị của GV: 1) Dụng cụ hỗ trợ quan sát; 2) Dụng cụ thí nghiệm dòng điện cảm ứng tự làm (xem hình 1a); 3) Mô phỏng tạo ra dòng điện cảm ứng (https://phet.colorado.edu (xem hình 1b); 4) Máy phát điện một chiều (sưu tầm từ đồ chơi trẻ em) (xem hình 1c); 5) Các học liệu và câu hỏi gửi lên ứng dụng Shub Classroom. * Chuẩn bị của HS: Làm việc ở nhà (trước bài học): - Dựa vào kiến thức đã học để trả lời câu hỏi: Từ trường có sinh ra dòng điện không? Nếu có, tại sao lại sinh ra?; - Tham khảo nội dung Từ thông, trang 142, sách giáo khoa VL 11 và trả lời các câu hỏi sau: + Từ thông là gì; + Từ thông phụ thuộc vào những yếu tố nào và phụ thuộc như thế nào? + Đơn vị từ thông là gì? + Trong điều kiện nào có sự biến thiên từ thông? (toàn bộ việc giao nhiệm vụ và thu thập thông tin phản hồi được thực hiện qua ứng dụng Shub Classroom, hoặc GV có thể sử dụng Zalo, Facebook,). Hình 1a Hình 1b Hình 1c Giải quyết vấn đề: Suy đoán và thực hiện giải pháp; kết luận và tiếp nhận kiến thức mới VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 138-142 ISSN: 2354-0753 141 2. Tiến trình dạy học * Ổn định lớp học (05 phút). * Giai đoạn 1: Đánh giá kết quả tự học của HS đã được giao từ trước (10 phút). - Mục tiêu dạy học: HS nắm được từ trường sinh ra dòng điện khi số đường sức từ xuyên qua tiêu diện S của cuộn dây dẫn kín biến thiên; biết và hiểu được về định nghĩa, biểu thức của từ thông. - Phương pháp dạy học: Vấn đáp tái hiện, thống kê kết quả làm bài qua ứng dụng Shub Classroom. - Hoạt động của GV và HS như sau: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện hỗ trợ - Phản hồi kết quả thực hiện nhiệm vụ ở nhà của HS. - Ra bài tập trắc nghiệm kiểm tra mức độ nhận thức của HS khi tự học ở nhà (kiến thức nền). - Phản hồi kết quả bài trắc nghiệm của HS. - Giải đáp thắc mắc của HS. - Lắng nghe, trả lời các câu hỏi của GV. - Mở phần mềm và làm bài tập theo yêu cầu của GV. - Đặt các câu hỏi, phản hồi về sự hỗ trợ của GV trong quá trình tự học. - Tóm tắt, ghi chép vào vở. - Ứng dụng Zoom trao đổi và thảo luận. - Ứng dụng Shub Classroom. - Chức năng thống kê kết quả làm bài trong Shub classroom. - Dụng cụ hỗ trợ quan sát hoạt động ghi bảng của GV. * Giai đoạn 2: Hợp thức hóa kiến thức mới, phát biểu vấn đề học tập cho nội dung chính của bài học (10 phút). - Mục tiêu dạy học: HS cần: + Phát biểu và viết được biểu thức từ thông; + Nêu được ý nghĩa của khái niệm từ thông; + Nhận ra được việc sử dụng khái niệm từ thông để giải thích sự xuất hiện của dòng điện trong mạch kín; + Phát biểu được vấn đề cần giải quyết; + Đề xuất phương án giải quyết vấn đề. - Phương pháp dạy học: Thuyết trình gợi mở, vấn đáp nêu vấn đề. - Hoạt động của GV và HS như sau: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện hỗ trợ - Hướng dẫn và tổ chức cho HS xây dựng câu trả lời dự đoán, từ đó phát biểu vấn đề cần giải quyết. - Nhận xét các phát biểu của HS. - Đặt vấn đề: Ta đã biết từ trường có thể sinh ra dòng điện, hãy đề xuất một phương án thí nghiệm cho nhận định trên? - Thảo luận và chọn phương án khả thi. - Vẽ hình thí nghiệm được bố trí lên bảng. - Điều chỉnh để chính xác hóa kiến thức tự học ở nhà. - Lắng nghe, trả lời các câu hỏi của GV. - Trả lời các câu hỏi: Làm thế nào để có thể hiểu tổng quát nguyên nhân sinh ra dòng điện trong mạch kín? Sử dụng khái niệm từ thông như thế nào? ` - Ghi nội dung vào vở. - Thảo luận và đưa ra vấn đề cần giải quyết. - Ứng dụng Zoom để trao đổi và thảo luận. - Dụng cụ hỗ trợ quan sát hoạt động ghi bảng của GV, ghi nhận các ý kiến. - Ứng dụng Zoom để trao đổi và thảo luận. - Dụng cụ hỗ trợ quan sát hoạt động ghi bảng của GV vẽ các thí nghiệm mà HS đề xuất. * Giai đoạn 3: Giải quyết vấn đề (suy đoán giải pháp và thực hiện giải pháp) và rút ra kết luận (10 phút). - Mục tiêu: Mô tả được các bộ phận và vai trò của nó trong thí nghiệm, nêu được cách tiến hành, quan sát được hiện tượng và mô tả lại; kết luận vấn đề. - Phương pháp dạy học: Thuyết trình vấn đáp, nêu vấn đề, biểu diễn trực tiếp thí nghiệm để HS quan sát. - Hoạt động của GV và HS như sau: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện hỗ trợ - Yêu cầu HS mô tả các bộ phận và vai trò của nó trong các thí nghiệm đã đề xuất. - Tiến hành làm thí nghiệm biểu diễn. - Yêu cầu HS mô tả kết quả thí nghiệm quan sát được và chỉ ra nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng. - Đặt câu hỏi: Trong các trường hợp có dòng điện cảm ứng, từ thông qua mạch kín có thay đổi không? - Trả lời câu hỏi của GV - Theo dõi thí nghiệm trên màn hình của mình. - Trả lời câu hỏi của GV và nhận xét ý kiến của bạn - Đưa ra các nguyên nhân khác nhau. - Trả lời câu hỏi của GV: Từ thông thay đổi. - Trả lời dưới dạng các dự đoán ứng - Ứng dụng Zoom để trao đổi. - Dụng cụ hỗ trợ quan sát thí nghiệm (xem hình 1a) do GV thực hiện. - Ứng dụng Zoom trao đổi và thảo luận. - Ứng dụng Zoom chia sẻ màn hình hiển thị mô phỏng. - Dụng cụ hỗ trợ quan sát hoạt động ghi bảng của GV. VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 138-142 ISSN: 2354-0753 142 - Đặt câu hỏi: Trong các tình huống sau ở mạch kín có dòng điện cảm ứng không? (GV trình chiếu trên màn hình: 1) Nam châm thẳng đứng yên, mạch điện dịch chuyển; 2) Nam châm đứng yên, làm biến dạng khung dây dẫn kín; 3) Vậy dòng điện cảm ứng xuất hiện khi nào? - Sử dụng mô phỏng để kiểm tra thí nghiệm. với mỗi trường hợp: số đường sức qua mạch kín thay đổi theo thời gian, do đó từ thông thay đổi. - HS quan sát hiện tượng xảy ra trong các đoạn mô phỏng. - HS suy luận: Từ thông biến thiên nên có dòng điện cảm ứng. - HS ghi nội dung vào vở. * Giai đoạn 4: Luyện tập, vận dụng kiến thức, giao nhiệm vụ cho bài học sau (10 phút). - Mục tiêu: HS nắm được: + Từ thông và ứng dụng của từ thông; + Hiểu được nguyên lí và biết được cấu tạo của máy phát điện một chiều do GV vận hành; + Sẵn sàng thực hiện các nhiệm vụ được giao ở nhà để tiếp tục bài học sau. - Phương pháp dạy học: Thuyết trình vấn đáp, nêu vấn đề, biểu diễn trực tiếp thí nghiệm thực để HS quan sát. - Hoạt động của GV và HS: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Phương tiện hỗ trợ - Yêu cầu HS phát biểu các định nghĩa: từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ. - Đặt một số câu hỏi trắc nghiệm. - Vận hành máy phát điện một chiều (xem hình 1c), yêu cầu HS mô tả cấu tạo và nguyên lí hoạt động, khuyến khích HS về nhà tự làm máy phát điện một chiều. - Giao nhiệm vụ cho bài học tiếp. - Phát biểu các định nghĩa GV yêu cầu. - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm. - Quan sát và tiếp nhận nhiệm vụ học tập. - Tiếp nhận nhiệm vụ. - Ứng dụng Zoom giúp trao đổi và thảo luận. - Ứng dụng Shub Classroom để đăng bài và nhận kết quả làm bài của HS. - Ứng dụng Zoom giúp trao đổi và thảo luận. - Ứng dụng Shub Classroom. 3. Kết luận Bài viết góp phần làm sáng tỏ những lí luận cơ bản và tính thực tiễn của DHTT, trong đó đề xuất được tiến trình DHTT cũng như việc huy động các thiết bị tự làm và những ứng dụng trên Internet để phát huy tính tích cực, tự học của HS. DHTT là xu hướng dạy học tất yếu trong bối cảnh hiện nay. Tuy nhiên, để quá trình DHTT đạt hiệu quả, trong quá trình dạy học, GV cần nắm vững các nguyên tắc, cách thức DHTT và có kĩ năng sử dụng công nghệ thông tin. Nghiên cứu đã được chúng tôi dạy học thực nghiệm tại một số trường THPT, bước đầu thu được những kết quả tích cực, đáp ứng yêu cầu của chương trình giáo dục phổ thông mới trong giai đoạn hiện nay. Tài liệu tham khảo Bộ GD-ĐT (2018). Chương trình Giáo dục phổ thông môn Vật lí (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT- BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ trưởng Bộ GD-ĐT). Bộ GD-ĐT (2020). Công văn số 1061/BGDĐT-GDTrH ngày 25/3/2020 về việc Hướng dẫn dạy học qua Internet, trên truyền hình đối với cơ sở giáo dục phổ thông, cơ sở giáo dục thường xuyên trong thời gian học sinh nghỉ học ở trường vì Covid-19 năm học 2019-2020. Đỗ Hương Trà (2001). Các kiểu tổ chức dạy học hiện đại trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông. NXB Đại học Sư phạm. Lê Bá Phương (2019). Nâng cao chất lượng dạy học Toán cao cấp cho sinh viên Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội thông qua việc kết hợp giữa hình thức dạy học trên lớp và dạy trực tuyến. Tạp chí Giáo dục, số đặc biệt tháng 4, tr 197-201. Phan Đức Duy, Nguyễn Văn Nhật (2018). Phối hợp phương pháp dạy học đảo ngược và dạy học trực tuyến trong phần sinh thái học, sinh học 12. Tạp chí Giáo dục, số 435, tr 44-48. Trần Thị Ngọc Ánh, Hồ Thị Thuý Hiền (2020). Vai trò của Internet đối với dạy học theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Tạp chí Giáo dục, số 469, tr 55-59. Urdan, T. A., Weggen, C.C. (2000). Corporate e-learning: Exploring a new frontier. WR Hambrecht Co.