A- A A+ | Tăng tương phản Giảm tương phản

Dạy học các môn Khoa học tự nhiên thời công nghệ 4.0 qua phần mềm mô phỏng phET

Hiện nay, khi khoa học công nghệ ngày càng phát triển, nhu cầu tìm hiểu kiến thức qua những hình ảnh sống động, ứng dụng công nghệ 3D, thực tế ảo, …ngày càng lớn. Việc hình thành kiến thức nền cho học sinh, đặc biệt là các kiến thức trừu tượng, khó giải thích, hoặc không thể quan sát được bằng mắt thường sẽ khiến cho học sinh gặp khó khăn để hiểu nếu không có các công cụ hỗ trợ. Phần mềm mô phỏng tương tác miễn phí phET (địa chỉ website https://phet.colorado.edu/vi/) sẽ giúp các giáo viên khoa học tự nhiên phần nào giải quyết những khó khăn đó.

PhET là một dự án Mô phỏng tương tác do nhà Vật lí học từng đoạt giải Nobel, Carl Wieman, sáng lập năm 2002 tại Đại học Colorado Boulder với mục đích tạo ra các mô phỏng tương tác miễn phí thuộc lĩnh vực toán và khoa học. Mô phỏng PhET được sáng tạo dựa trên các công trình nghiên cứu về khoa học giáo dục nhằm thu hút học sinh vào một môi trường trực quan, vui nhộn nơi học sinh học tập thông qua các hoạt động tìm tòi và khám phá.

          Với hơn 100 mô phỏng, PhET giúp người học hiểu sâu sắc hơn các khái niệm, hiện tượng, định luật... Các mô phỏng được viết bằng Java, Flash hay HTML5 và có thể chạy trực tiếp trên web hay tải về máy tính để sử dụng. Tất cả các mô phỏng đều có mã nguồn mở.

Các thí nghiệm mô phỏng của PhET minh họa bài học một cách trực quan, người học có thể tương tác trực tiếp trên màn hình như thao tác kéo-thả, thanh trượt và nút chọn. Do đó, mô phỏng PhET có thể sử dụng cho học sinh tất cả các cấp, phụ thuộc vào mục đích khai thác của giáo viên. Đối với cấp THCS và THPT, học sinh có thể điều chỉnh các thông số hoặc lựa chọn dụng cụ đo tương tự trên thực tế như thước, đồng hồ bấm giờ, volt kế, nhiệt kế... để tìm hiểu các quá trình mang tính định lượng.

Ví dụ: Mô phỏng thang đo pH của các loại dung dịch khác nhau (môn Hóa học)

 

Các mô phỏng trên PhET bao trùm các lĩnh vực Toán học, Vật lý, Hóa học, Sinh học, Khoa học Trái đất. Nó có thể mô phỏng quan hệ vận tốc chuyển động nhiệt của phân tử khí với nhiệt độ, mô phỏng chuyển động của hạt phấn hoa trong nước, hay sự khuếch tán của các phần tử chất tan,...

PhET tương đối dễ sử dụng - giáo viên hoàn toàn có thể tự học thông qua phiên bản sử dụng trên trình duyệt internet hoặc ứng dụng trên điện thoại di động. Do đó, việc khai thác sử dụng PhET trên lớp cũng không quá khó khăn. Giáo viên có thể truy cập, tải mô phỏng và chèn vào powerpoint để trình chiếu cho học sinh. Học sinh cũng có thể sử dụng phòng máy tính của nhà trường để truy cập vào địa chỉ https://phet.colorado.edu trên trình duyệt hoặc tải ứng dụng PhET trên các thiết bị di dộng, Ipad...

 

Đánh giá hiệu quả của phET trong dạy học các môn STEM:

Sử dụng PhET để dạy các môn STEM sẽ giúp học sinh có hình ảnh trực quan về các hiện tượng, quá trình khoa học và quy tắc, định lí khó hoặc không quan sát, tưởng tượng được. Ví dụ, khi nghiên cứu công thức cấu tạo của các phân tử chất vô cơ, hữu cơ, mô phỏng phET sẽ giúp đưa ra hình ảnh 3D của phân tử theo 2 mô hình (mô hình quả cầu đặc và mô hình quả cầu – thanh nối) dựa vào công thức phân tử đã nhập giúp học sinh hình dung được một cách rõ ràng mô hình phân tử, cách thức liên kết giữa các nguyên tử và tương quan kích thước giữa các nguyên tử, …

Trong những năm gần đây, một số giáo viên Việt Nam bắt đầu tìm hiểu và sử dụng mô phỏng PhET trong quá trình dạy các môn Vật lý, Hóa học… và nhận được những phản ứng tích cực từ học sinh.

Nhiều công trình nghiên cứu về việc ứng dụng mô phỏng PhET để dạy các môn STEM đánh giá đây là một phương tiện cần thiết để hỗ trợ nghiên cứu các khái niệm khoa học trừu tượng, cho phép người học tương tác và phân tích các đại lượng khác nhau; hay giúp người học phát triển khả năng tư duy khoa học. Trong đó, nghiên cứu của Astutik và cộng sự về mô hình học tập sáng tạo hợp tác (Collaborative Creativity Learning – CCL) tích hợp với mô phỏng PhET cho thấy, khả năng sáng tạo khoa học của học sinh tăng đáng kể qua các bài học khoa học tự nhiên và các em có phản ứng tích cực với các nhiệm vụ học tập.

Bên cạnh PhET, còn có một số mô phỏng miễn phí khác như Physlet Physics, VIPER simulations, Edumedia, circuitLab… Tất cả các phần mềm này đều có thể hỗ trợ giáo viên trong quá trình dạy các môn STEM.

 

Các bước để sử dụng PhET trên máy tính:

- Bước 1: Truy cập địa chỉ https://phet.colorado.edu tại thanh địa chỉ của trình duyệt.

- Bước 2: Click vào thẻ SIMULATIONS và chọn mô phỏng tương ứng với lĩnh vực nghiên cứu.

- Bước 3: Tìm kiếm và lựa chọn mô phỏng cần sử dụng trong danh sách mô phỏng được liệt kê.

- Bước 4: Click vào nút Play để khởi chạy mô phỏng.

- Bước 5: Điều chỉnh các thông số và click nút Play trên phần mềm mô phỏng để bắt đầu thực hiện mô phỏng. Kéo thả các công cụ trong thư viện mô phỏng để tiến hành lấy số liệu dưới dạng con số hoặc đồ thị với một số loại mô phỏng có tùy chọn đặc biệt.


Tác giả: Nguyễn Hồng Hạnh
Tổng số điểm của bài viết là: 5 trong 1 đánh giá
Click để đánh giá bài viết
Bài tin liên quan