Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý ở trường trung học cơ sở

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý ở trường trung học cơ sở

HU ỲNH TRỌNG DƯƠNG

NGHIÍN CU XĐY DNG VĂ S DNG THÍ NGHIM

THEO HNG TÍCH CC HÓA HOT  NG NH!N THC C"A H#C SINH

TRONG DY H#C V!T LÝ ' TR(NG TRUNG H#C C) S'

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC MÔN VẬT LÝ

MÃ SỐ: 62.14.10.02

TÓM TẮT LUẬN ÂN TIẾN SĨ GIÂO DỤC HỌC

HU - 2007

Ngi hng dn khoa hc: PGS.TS LÊ CÔNG TRIÊM

Phn bin 1: PGS.TS NGUYỄN NGỌC HƯNG

Phn bin 2: PGS.TS VŨ TRỌNG RỸ

Phn bin 3: PGS.TS TẠ TRI PHƯƠNG

Luận ân sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận ân cấp Nhă nước

họp tại Đại học Huế, lúc 8 giờ 00 ngăy 26 thâng 04 năm 2007

Có thể tìm hiểu luận ân tại:

- Th vin Quc gia

- Th vin Trng i hc S phm — i hc Hu"

- Th vin Trng Cao %&ng S phm Qung Nam.

Ê C CÔNG B

1 Huỳnh Trọng Dương (2002), Sử dụng thí nghiệm vật lý nhằm

Số 28, trang 40

2 Huỳnh Trọng Dương (2005), Thiết kế băi dạy học vật lý theo

h ướng tích cực hoâ hoạt động nhận thức của học sinh trung học cơ

sở, Tạp chí Khoa học, Trường ĐHSP TP Hồ Chí Minh, Số 6 (40),

trang 53

3 Huỳnh Trọng Dương (2005), Phât huy tính tích cực hoạt động

nh ận thức của học sinh phổ thông trong dạy học vật lý, Tạp chí Giâo

dục, Số 128, trang 32

4 Huỳnh Trọng Dương (2005), Sâch giâo khoa vật lý trung học

c ơ sở với việc sử dụng thí nghiệm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận

th ức của học sinh, Tạp chí Khoa học, Trường ĐHSP TP Hồ Chí

Minh, Số 6 (40), trang 95

5 Huỳnh Trọng Dương (2006), Băi tập thí nghiệm với việc phât

Giâo dục, Số 152, trang 31

6 Huỳnh Trọng Dương (2006), Giâo khoa vật lý trung học cơ

s ở với việc sử dụng thí nghiệm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận

th ức của học sinh, Thông bâo Khoa học, Trường ĐHSP, Đại học

Huế, Số 1 (53), trang 99

I

9 Tiến hành TNSP thành công cho phép chúng tôi rút ra kết luận về việc

phát huy có hiệu quả, tính khả thi của việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm

trong dạy học vật lý theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

Từ các kết quả đạt được trên, có thể thấy rằng luận án đã đạt được mục

đích, yêu cầu đã đề ra Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện luận án chúng tôi

nhận thấy: Muốn quá trình dạy học đạt hiệu quả cao, nghĩa là phát huy tính độc

lập tưu duy sáng tạo của HS thì GV cần phải tốn nhiều công sức, thời gian cho

việc xây dựng và khai thác có hiệu quả các thí nghiệm Hiệu quả của việc phát

huy tính tích cực của HS trong dạy học vật lý ở các trường THCS phụ thuộc vào

khả năng xây dựng, kỹ năng khai thác và sử dụng thí nghiệm cũng như sự nhiệt

tình, năng lực sư phạm và trình độ chuyên môn của GV vật lý

M U

1 Lý do ch ọn đề tài

Chúng ta đang sống trong những năm đầu của thế kỷ XXI, thế kỷ mà tri

thức con người được coi là yếu tố quyết định đến sự phát triển của xã hội Để đáp ứng sự phát triển ngày càng cao của xã hội, nền giáo dục nước nhà phải có

một sự đổi mới mạnh mẽ về PPDH theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức

của HS, nâng cao hơn nữa chất lượng thông tin

Thực trạng giáo dục ở nước ta qua nghiên cứu cho thấy việc giảng dạy kiến

thức khoa học cho HS nói chung và kiến thức vật lý nói riêng vẫn chưa coi trọng

khai thác phương tiện, thí nghiệm trong các giờ học GV vẫn còn thiết tha duy trì

các PPDH truyền thống, nặng về truyền thụ kiến thức bài giảng, ít chú ý rèn

luyện cách học, cách suy nghĩ cho HS Thực tế dạy học như vậy đòi hỏi phải có

những thay đổi có tính chiến lược và toàn cục về PPDH bộ môn ở trường THCS

Vấn đề này đã được chỉ rõ trong Nghị quyết Hội nghị lần thứ 2 Ban Chấp hành

Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa VIII:“Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo d ục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư

ph ương tiện hiện đại vào trong quá trình dạy học, bảo đảm điều kiện và thời gian t ự học, tự nghiên cứu cho HS " [13]

Điều 28 Luật Giáo Dục qui định: "Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích c ực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm

vi ệc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS" [50]

Vật lý học là một khoa học thực nghiệm, tuy nhiên hai hoạt động sáng tạo

là đề xuất giả thuyết/dự đoán và thiết kế phương án thí nghiệm vật lý vẫn chưa được chú ý đúng mức trong dạy học Vì vậy, sử dụng thí nghiệm vật lý theo

hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong nhà trường là một khâu

quan trọng có tính quyết định trong việc nâng cao chất lượng dạy học theo quan điểm đổi mới PPDH hiện nay Sự cần thiết phải sử dụng thí nghiệm vật lý trong

quá trình dạy học còn được quy định bởi tính chất của quá trình nhận thức của

HS dưới sự hướng dẫn của GV, nó có tác dụng rất lớn trong việc tích cực hóa

hoạt động nhận thức của HS trong giờ học vật lý ở trường THCS

Nội dung chương trình, SGK vật lý THCS hiện tại đã chú trọng đến việc

phát huy vai trò hết sức quan trọng của thí nghiệm trong dạy học Thế nhưng thí

nghiệm vật lý trong các trường THCS hiện nay vẫn chưa có một vị trí thích đáng Một số bài học trong SGK chưa đưa ra được tiến trình hợp lý để giúp GV

phát triển năng lực sáng tạo của HS thông qua việc sử dụng các thí nghiệm

Trên tinh thần đó, chúng tôi tiến hành lựa chọn đề tài: "Nghiên cứu xây

d ựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức

c ủa học sinh trong dạy học vật lý ở trường trung học cơ sở"

2 M ục đích nghiên cứu

Nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường THCS thông qua việc xây

dựng một số thí nghiệm và xác định được các biện pháp sử dụng thí nghiệm theo

hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

3 Gi ả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được những thí nghiệm vật lý thích hợp, đảm bảo tính khoa

học và có được các biện pháp sử dụng thí nghiệm phù hợp trong dạy học vật lý

theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS THCS thì sẽ phát huy được

tính tự lực và năng lực sáng tạo của HS, do đó sẽ nâng cao chất lượng học tập

của HS

4 Đối tượng nghiên cứu

Nội dung, chương trình SGK vật lý THCS, các PPDH và việc xây dựng, sử

dụng các thí nghiệm vật lý theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức

5 Ph ạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng một số thí nghiệm vật lý và các biện pháp sử dụng thí

nghiệm trong chương trình vật lý lớp 7, lớp 8 THCS

6 Nhi ệm vụ nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc tổ chức dạy học vật lý theo quan

điểm lý luận dạy học hiện đại, làm cơ sở cho việc soạn thảo tiến trình dạy học

một số kiến thức vật lý THCS

6.2 Nghiên cứu vị trí, vai trò của thí nghiệm vật lý trong việc tích cực hóa

hoạt động nhận thức của HS THCS, làm cơ sở cho việc xây dựng và sử dụng thí

nghiệm vật lý trong tiến trình dạy học các kiến thức vật lý cụ thể

6.3 Đề xuất các biện pháp sư phạm trong dạy học vật lý theo hướng tích

cực hóa hoạt động nhận thức của HS THCS

6.4 Xây dựng một số thí nghiệm vật lý và đề xuất một số biện pháp sử

dụng thí nghiệm vật lý theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

trong dạy học vật lý ở trường THCS

6.5 Soạn thảo tiến trình dạy học một số bài học trong chương trình vật lý

THCS có sử dụng thí nghiệm theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động và

năng lực tư duy sáng tạo của HS

6.6 Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở các trường THCS để đánh giá tính

khả thi, hiệu quả của tiến trình dạy học các kiến thức với việc sử dụng các thí

nghiệm vật lý đã xây dựng

KT LUN

Đối chiếu với mục đích nghiên cứu và các nhiệm vụ cần giải quyết của đề

tài, luận án của chúng tôi đã đạt được các kết quả khả quan sau:

1 Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận của việc tích cực hóa hoạt động nhận

thức của HS THCS trong dạy học nói chung dạy học vật lý nói riêng

2 Phân tích và chỉ rõ vai trò của thí nghiệm vật lý trong việc phát huy tính

tích cực trong hoạt động nhận thức vật lý của HS

3 Đề xuất được 05 biện pháp sư phạm theo hướng tích cực hóa hoạt động

nhận thức vật lý của HS THCS, cụ thể: Trong quá trình dạy học cần phối hợp

PPDH theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức; Khai thác thí nghiệm vật lý

trong dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức; Sử dụng phối hợp

thí nghiệm với các phương tiện trực quan khác trong dạy học; Đổi mới hình thức

tổ chức dạy học; Đổi mới việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS

4 Đề xuất 06 biện pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý theo

hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS THCS: Tăng cường sử dụng thí

nghiệm mở đầu để tạo ra tình huống có vấn đề; Đưa thí nghiệm nghiên cứu khảo

sát, nghiên cứu minh họa ra đúng lúc để giải quyết vấn đề cụ thể; Kết hợp thí

nghiệm biểu diễn của GV với thí nghiệm HS để kích thích hứng thú, rèn luyện

kỹ năng thí nghiệm; Chú trọng đến việc rèn luyện cho HS kỹ năng giải bài tập

thí nghiệm; Thảo luận ở lớp về các phương án thiết kế, chế tạo, tiến hành thí

nghiệm và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; Sử dụng MVT để tiến

hành các thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng

5 Đưa ra yêu cầu, quy trình và các tiêu chí trong việc xây dựng và sử dụng

thí nghiệm vật lý THCS theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

6 Xây dựng 10 thí nghiệm vật lý THCS mới

7 Xây dựng các bước cơ bản để thiết kế bài dạy học vật lý theo hướng tích

cực hóa hoạt động nhận thức của HS thông qua thí nghiệm Việc thiết kế bài dạy

học đối với mỗi bộ môn sẽ có những đặc trưng riêng của nó Đối với vật lý, sử

dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS thì cần

phải khai thác có hiệu quả khả năng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học

8 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức vật lý lớp 7, lớp 8 theo

hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của HS thông qua các

biện pháp sử dụng thí nghiệm Tiến trình dạy học trên đã chú trọng đến việc tổ

chức các hoạt động đa dạng của HS theo các bước thiết kế bài dạy học vật lý

theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

3.5.3.2 Đánh giá định lượng thông qua xử lý, phân tích bài kiểm tra bằng

ph ương pháp thống kê kiểm định

(1) B ảng tổng hợp các thông số thống kê đặc trưng

N ăm học L ớp

(2) Đánh giá kết quả TNSP và rút ra kết luận

Tiến hành phương pháp kiểm định giả thuyết về giá trị trung bình của tổng

thể (kiểm định tổng thể Z) theo các bước sau đây:

B ước 1: Đặt giả thuyết H0 và H1

B ước 2: Tính tổng thể Z ứng với sai số đã chọn và so sánh

N ăm học Z So sánh Z v ới Zα K ết luận

Từ bảng số liệu trên ta thấy, các giá trị tổng thể Z đều có giá trị lớn hơn

Zα=1,96 Điều đó có nghĩa là ta đủ cơ sở để kết luận giả thuyết H0 bị bác bỏ và

giả thuyết H1được chấp nhận với sai số loại I:α= 0,05 hay kết quả học tập của

lớp TN cao hơn lớp ĐC là có ý nghĩa

7 Ph ương pháp nghiên cứu

Kết hợp phương pháp nghiên cứu lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

thực nghiệm (điều tra, quan sát, phỏng vấn, TNSP, thống kê toán học )

8 Đóng góp của luận án

8.1 V ề mặt cơ sở lý luận

Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận về vai trò của thí nghiệm vật lý trong

việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS THCS theo quan điểm dạy học

hiện đại

Đề xuất 05 biện pháp sư phạm và 06 biện pháp sử dụng thí nghiệm theo

hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học vật lý ở trường

THCS

Hình thành các bước để thiết kế bài dạy học vật lý THCS theo hướng tích

cực hóa hoạt động nhận thức của HS

8.2 V ề mặt nghiên cứu ứng dụng

Xây dựng 10 thí nghiệm cần thiết cho một số bài dạy theo hướng tích cực

hóa hoạt động nhận thức của HS THCS

Thiết kế một số bài học vật lý THCS theo hướng khai thác triệt để thí

nghiệm mà SGK THCS đang triển khai

Đề xuất tiến trình dạy học một số bài học có sử dụng thí nghiệm đã được

xây dựng theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

9 C ấu trúc luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận, luận án gồm 3 chương với 159 trang nội

dung, 7 phụ lục với 50 trang, 3 hình vẽ, 30 ảnh, 1 sơ đồ, 10 bảng, 2 đồ thị, 6

công thức và 112 tài liệu tham khảo

Chng 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THEO HƯỚNG

TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THCS

TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC VẬT LÝ

1.1 T ổng quan vấn đề nghiên cứu

Trong những năm qua, các cấp quản lý giáo dục trong nước đã có nhiều

biện pháp tạo ra sự chuyển biến rõ rệt trong dạy học nói chung và dạy học vật lý

nói riêng Các cơ sở giáo dục đã triển khai nghiên cứu, tiến hành thí điểm việc

đổi mới PPDH theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS và bước

đầu đã đạt được một số kết quả nhất định trong dạy học vật lý

Trong “D ạy học vật lý ở trường THCS theo định hướng phát triển hoạt

động tích cực, tư duy, sáng tạo và tư duy khoa học” [93], tác giả Phạm Hữu

Tòng đã đề cập đến vấn đề cơ bản của hoạt động dạy học theo yêu cầu phát triển

hoạt động học tích cực của HS ở mức độ tổ chức, định hướng hoạt động, tìm tòi

sáng tạo và tư duy khoa học của HS Nguyễn Đức Thâm và Nguyễn Ngọc Hưng

trong cuốn “Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học vật lý ở trường

dạy học vật lý Nguyễn Thượng Chung với “Bài tập thí nghiệm vật lý

tăng cường hứng thú, kích thích tính tích cực, tự lực sáng tạo của từng HS để

xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện và điều kiện tiến hành thí nghiệm

Chương trình vật lý THCS mới đang tiến hành, đã có các luận án Tiến sĩ đề

cập cụ thể như: Vương Đình Thắng [85], Đồng Thị Diện [10], Tuy nhiên, các

tác giả chưa đề cập một cách đầy đủ đến việc sử dụng thí nghiệm vật lý theo

hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

Đối với các nước phát triển trên thế giới, tổ chức lớn nhất là “Les petits

débrouillards” đưa ra chủ trương tạo điều kiện tốt nhất cho HS làm các thí

nghiệm vật lý, hóa học bằng vật liệu đơn giản, rẻ tiền Những người đi đầu trong

lĩnh vực này ở Ai cập là GS.Kamel Was Sef; ở Pháp là Albert Jacquard; ở Italia

là GS.Marid Depar; ở Đức là H.J.Wilke [112] Các tác giả D.K.Nachtigall,

J.Dieckhofer, G.Peter [110] đã nghiên cứu và tập hợp trong một cuốn sách về

các thí nghiệm đơn giản thuộc các phần Cơ, Nhiệt, Điện, Quang: “Qualitative

Experimente mit einfachen Mitteln”

1.2 Nh ững đặc điểm tâm lý của HS THCS

HS THCS là một giai đoạn phát triển quan trọng, nền tảng cho sự phát triển

ở giai đoạn tiếp theo Quá trình nhận thức của HS THCS cho thấy, các em có

khả năng phân tích, tổng hợp phức tạp hơn khi tri giác sự vật, hiện tượng Trí

nhớ đã thay đổi về chất đó là sự tăng cường tính chủ định của các chức năng tâm

lý Các em bắt đầu biết sử dụng các phương pháp đặc biệt để ghi nhớ và nhớ lại

3.4.2 Ph ương pháp tiến hành

Chúng tôi đã chọn hình thức TNSP song song, dạy cho lớp TN và lớp ĐC là

cùng một GV đã được trường phân công, chỉ khác là: ở lớp TN dạy theo tiến

trình chúng tôi đã soạn thảo, còn ở lớp ĐC dạy bình thường theo tiến trình GV

đã dự định

Chúng tôi dự giờ cả lớp TN và ĐC, ghi chép lại mọi diễn biến của giờ học,

quay băng và chụp ảnh các tiết dạy

Bên cạnh việc quan sát giờ học và tiến hành các bài kiểm tra Sau mỗi tiết

dạy, chúng tôi thường xuyên trao đổi với GV và HS để cùng rút kinh nghiệm về

tổ chức các hoạt động trên lớp, có sự điều chỉnh phù hợp về thiết kế bài dạy học

để nâng cao hiệu quả theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

3.5.1 Tiêu chí đánh giá kết quả TNSP

Chúng tôi đánh giá kết quả TNSP qua các mặt sau:

- Về tác dụng của thí nghiệm vật lý trong việc tích cực hóa hoạt động nhận

thức, tạo ra sự hứng thú trong học tập của HS THCS trong dạy học vật lý: Dựa

vào sự tập trung chú ý, sự sốt sắng thực hiện nhiệm vụ học tập; Số lượt tham gia

phát biểu xây dựng bài, tham gia đề xuất dự đoán và các phương án thí nghiệm

- Về chất lượng nắm vững kiến thức của HS được đánh giá: Dựa vào điểm

trung bình các bài kiểm tra thể hiện qua khả năng vận dụng lý thuyết vào làm bài

tập, giải thích các hiện tượng trong thực tế

3.5.2 Các tham s ố thống kê đặc trưng

- Trung bình cộng

- Phương sai S2

và độ lệch chuẩn S

- Hệ số biến thiên V

- Sai số tiêu chuẩn ε

3.5.3 Đánh giá kết quả TNSP 3.5.3.1 Đánh giá định tính về diễn biến trên lớp và phiếu thăm dò

Phát bi ểu xây dựng bài Tr ả bài cũ Đề xuất TN

TN 1976 62 245 219 197 59 13 47 51 18 27 19

ĐC 1129 109 177 106 056 31 23 11 27 15 16 09

(B ảng 3.5) (SL: s ố lượt; CĐ: số lượt được chỉ định trả lời; XP: số lượt xung phong trả

l ời; T: số lượt trả lời tốt; N: xung phong nhanh trước 5 giây)

Chng 3

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1 M ục đích TNSP

Kiểm nghiệm tính khả thi, hiệu quả các thí nghiệm đã xây dựng và tiến

trình dạy học đã soạn thảo Đánh giá vai trò thí nghiệm vật lý trong dạy học theo

hướng phát huy tính tích cực của HS trong học tập, nâng cao chất lượng học tập

3.2 Nhi ệm vụ TNSP

- Tiến hành điều tra, thăm dò để nắm rõ tình hình dạy học vật lý hiện nay ở

các trường THCS trên địa bàn tỉnh Quảng Nam Dạy học một số kiến thức vật lý

trong chương trình THCS theo biện pháp sử dụng thí nghiệm đã đề xuất

- Bước đầu đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học theo hướng tích cực

hóa hoạt động nhận thức của HS được thể hiện qua các giáo án

3.3 Đối tượng TNSP

Chọn HS khối lớp 7, lớp 8 của 5 trường THCS trên địa bàn tỉnh Quảng Nam

3.4 Ph ương pháp TNSP

3.4.1 Ch ọn mẫu

L ớp thực nghiệm L ớp đối chứng

Tr ường Lớp Sĩ số Lớp Sĩ số

L ớp thực nghiệm L ớp đối chứng

Tr ường Lớp Sĩ số Lớp Sĩ số

Lứa tuổi HS THCS có sự phân hóa trong sự phát triển trình độ trí tuệ, đặc

biệt về tư duy Khác với quá trình nhận thức cảm tính, quá trình tư duy phản ánh

các dấu hiệu, các mối liên hệ và quan hệ bản chất của các sự vật, hiện tượng

khách quan [53] Ở THCS, những môn học mới đề ra những yêu cầu mới,

phương thức lĩnh hội mới, theo hướng phát triển trí tuệ ở trình độ cao, đó là tư

duy lý luận, tư duy phân tích Ở trình độ tư duy này, các em ý thức được các

thao tác trí tuệ của bản thân và điều khiển được chúng Để giúp các em năng lực

tự đánh giá, phải đưa các em vào với hoạt động, giúp các em có kế hoạch phấn đấu rút ra những bài học thực tiễn thành công, thất bại từ mỗi lần thử sức

1.3 Ho ạt động nhận thức của HS THCS trong dạy học vật lý

1.3.1 Ho ạt động nhận thức

Lý thuyết hoạt động được Jean Piaget (1896-1980).[59], L.X.Vưgốtski

(1896-1934) khởi xướng và A.N.Lêônchev (1903-1979) [57] phát triển Bằng

hoạt động và thông qua hoạt động, mỗi người tự sinh thành ra mình, tạo dựng và

phát triển ý thức cũng như nhân cách của bản thân Quá trình dạy học các tri

thức thuộc một khoa học cụ thể được hiểu là quá trình hoạt động của GV và HS

trong sự tương tác thống nhất biện chứng của ba thành phần trong hệ dạy học

gồm: GV, HS và tư liệu hoạt động dạy học

Theo tâm lý học, việc nhận thức thế giới con người có thể đạt được những

mức độ nhận thức khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp Nhờ thế

mà tư duy luôn sáng tạo

Theo P.M.Erdoniep, học tập là trường hợp riêng của nhận thức đã được làm

cho phù hợp với trình độ tiếp thu của HS và được thực hiện dưới sự chỉ đạo của

GV.[17] Việc học tập của HS là một hoạt động rất phức tạp HS được xem là đối tượng của hoạt động dạy và là chủ thể của hoạt động học Hoạt động học làm

cho chính chủ thể của hoạt động biến đổi và phát triển Đối tượng của hoạt động

học là tri thức, kỹ năng, kỹ xảo cần chiếm lĩnh

1.3.2 Ho ạt động nhận thức của HS trong dạy học vật lý

Hoạt động học tập của HS là một hoạt động nhận thức Các hành động của

hoạt động nhận thức này cần phải được tổ chức lại và áp dụng cho quá trình hoạt động học tập của HS trong một phạm vi của các đối tượng nhận thức

Nhận thức vật lý là vấn đề khó đối với HS THCS Để khai thác tính hấp dẫn

của bộ môn vật lý, GV phải dẫn dắt HS từng bước chiếm lĩnh kiến thức và tập

vận dụng sáng tạo kiến thức đó vào việc giải quyết những vấn đề do thực tiễn đặt ra Quá trình nhận thức vật lý khá phức tạp, cùng một lúc phải vận dụng

nhiều phương pháp nhận thức của riêng bộ môn cũng như phương pháp nhận

thức của các khoa học khác Để có thể tự lực chiếm lĩnh kiến thức vật lý trong

quá trình học vật lý, HS cần được trang bị các phương pháp nhận thức theo mức

độ tăng dần để phù hợp với sự phát triển của tư duy cũng như phương pháp suy

luận, có khả năng tư duy trừu tượng, tư duy lôgic, tư duy sáng tạo

1.4 Tích c ực hóa hoạt động nhận thức vật lý của HS THCS

1.4.1 Tích c ực hóa hoạt động nhận thức vật lý

Theo R.A.Nizamôp, sự tích cực nhận thức thực chất là một hành động ý chí

Trạng thái hoạt động nhận thức tích cực là một trạng thái hoạt động được đặc

trưng bởi sự nỗ lực cố gắng của cá nhân [55] I.F.Kharlamôp cho rằng, tính tích

cực là trạng thái hoạt động của chủ thể, nghĩa là của người hành động Vậy tính

tích cực nhận thức của HS là trạng thái hoạt động của HS, đặc trưng bởi khát

vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm kiến thức [36]

Trong quá trình học tập, sự tích cực trong hoạt động nhận thức của HS

thường được biểu hiện [25], [85]: Có nhu cầu hứng thú trong học tập, khao khát

hiểu biết, nhận thức về tự nhiên và xã hội; Có cảm xúc học tập thể hiện ở niềm

vui, sự sốt sắng, sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ một cách tự giác theo yêu cầu của

GV; Tập trung chú ý cao, thể hiện việc lắng nghe và theo dõi hành động của

GV Tự giác thực hiện đầy đủ, chính xác các yêu cầu cần thiết trong quá trình

học tập; Có sự nỗ lực của ý chí, thể hiện ở sự kiên trì, nhẫn nại vượt khó khi giải

quyết nhiệm vụ nhận thức; Có khả năng vận dụng kiến thức khi gặp tình huống

mới, có sáng tạo trong giải quyết vấn đề để tìm ra cái mới

1.4.2 Đặc trưng của tích cực hóa hoạt động nhận thức

Trong quá trình dạy học, để phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận

thức của HS thì quá trình dạy học đó phải diễn biến sao cho:

- HS được đặt ở vị trí chủ thể, tự giác, tích cực, sáng tạo trong hoạt động

nhận thức của bản thân,

- GV đóng vai trò là người đạo diễn, định hướng trong hoạt động dạy học,

- Quá trình dạy học phải dựa trên sự nghiên cứu những quan niệm, kiến

thức sẵn có của người học, khai thác những thuận lợi đồng thời nghiên cứu kỹ

những chướng ngại có khả năng xuất hiện trong quá trình dạy học,

- Dạy học không chỉ dừng lại ở việc cung cấp tri thức, rèn luyện kỹ năng,

kỹ xảo mà phải dạy cho HS cách học, cách tự học, tự hoạt động nhận thức

1.5 D ạy học vật lý theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức HS

THCS

1.5.1 Quan ni ệm về PPDH theo hướng tích cực

v ụ giáo dưỡng, giáo dục và phát triển trong quá trình dạy học” (Iu.K.Babanski,

1983) “PPDH là m ột hệ thống những hành động có mục đích của GV nhằm tổ

ch ức hoạt động nhận thức và thực hành của HS, đảm bảo cho HS lĩnh hội nội

dung h ọc vấn” (I.Ia.Lecne, 1981) [45], [99], [100]

2.3.2 Ti ến trình dạy học một số bài học vật lý có sử dụng thí nghiệm theo

h ướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS THCS

Trên cơ sở các biện pháp sử dụng thí nghiệm và các thí nghiệm đề xuất,

chúng tôi đã vận dụng vào 10 bài học cụ thể sau:

(1) Định luật phản xạ ánh sáng

(2) Áp suất chất lỏng-Bình thông nhau

(3) Lực đẩy Ác-si-mét

(4) Dẫn nhiệt

(5) Gương cầu lồi

(6) Nguồn âm

(7) Chất dẫn điện-Chất cách điện

(8) Cường độ dòng điện

(9) Định luật về công

(10) Sự cân bằng lực-Quán tính

2.2.3.4 Thí nghi ệm “Sự phản xạ của ánh sáng” – Vật lý 7

- Thí nghiệm giúp HS hiểu rõ tia phản xạ là

duy nhất, góc phản xạ luôn luôn bằng góc tới và

xác định được mặt phẳng chứa tia phản xạ

- So với thí nghiệm theo SGK, thí nghiệm

này có những ưu điểm sau:

+ Thí nghiệm theo SGK không bố trí trong

hộp tối nên khó quan sát được tia sáng

+ Vì hộp được thiết kế tối hoàn toàn nên

hiện tượng phản xạ ánh sáng quan sát được rất

rõ ràng

+ Hiện tượng rõ ràng, chính xác Kết hợp

thí nghiệm biểu diễn của GV với thí nghiệm trực

diện HS sẽ tạo ra ở các em một sự tin tưởng vào

kết quả thí nghiệm, tính tích cực, sáng tạo các

các em sẽ được phát huy

2.2.3.5 Thí nghi ệm “ Độ to của âm” – Vật lý 7

- Thí nghiệm giúp HS hiểu rõ độ to của âm

phụ thuộc vào góc bật của phần dao động cũng

như chiều dài phần dao động của thanh

- So với thí nghiệm SGK, thí nghiệm này có

những ưu điểm sau:

+ Sự phụ thuộc độ to của âm với phần dao

động của thước, góc bật của thanh dao động

+ Sử dụng cho các bài: nguồn âm, độ cao

của âm, độ to của âm…

2.2.3.6 Thí nghi ệm “Áp suất chất lỏng-Bình

thông nhau” – V ật lý 8

- Thông qua thí nghiệm này HS hiểu rõ sự tồn

tại của áp suất trong lòng chất lỏng theo mọi phía và

nắm được nguyên tắc bình thông nhau

- Bài này SGK không có thí nghiệm Chúng tôi

đưa ra thí nghiệm này sẽ:

+ Định hướng HS xây dựng phương án thí

nghiệm kiểm tra

+ Thí nghiệm kiểm chứng công thức p=d.h

Bàn về PPDH theo hướng tích cực hóa hoạt động người học hiện nay có rất

nhiều quan niệm khác nhau Nhìn chung, PPDH theo hướng tích cực cần thể

hiện được sự phản ánh quá trình hoạt động nhận thức của HS nhằm đạt được

mục đích đã đề ra

1.5.2 Nh ững đặc trưng của PPDH theo hướng tích cực

PPDH theo hướng tích cực làm cho HS lĩnh hội kiến thức bằng chính sự

hoạt động tích cực cao độ của bản thân, tự họ chủ động sáng tạo nên các vấn đề,

các tình huống để nghiên cứu [39]

PPDH theo hướng tích cực thể hiện bởi các đặc trưng cơ bản: Dạy học

hướng vào HS; Dạy học bằng tổ chức các hoạt động của HS; Dạy học chú trọng đến việc bồi dưỡng phương pháp tự học, tự nghiên cứu; Dạy học chú trọng đến

việc trau dồi kiến thức và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo

1.5.3 D ạy học vật lý theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức

Theo L.I.Rêznicôp, việc phát triển tư duy đòi hỏi sự chú ý thường xuyên

của GV và sự tích cực hóa toàn diện hoạt động nhận thức của HS [74] Để hình

thành và phát triển năng lực nhận thức vật lý, sự linh hoạt trong tư duy, năng lực

giải quyết vấn đề, GV phải đặt HS vào vị trí chủ thể tự lực, tích cực hoạt động

nhận thức để tự chiếm lĩnh kiến thức vật lý

Muốn đạt hiệu quả cao trong dạy học vật lý theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, GV cần phải phát huy tính tích cực trong mỗi HS bằng

cách: Tạo ra ở các em nhu cầu hứng thú học tập, kích thích tính tò mò, ham hiểu

biết; Xây dựng lôgic nội dung bài học phù hợp với đối tượng; Tập dượt trước

những vấn đề để HS giải quyết theo phương pháp nhận thức của khoa học vật lý;

Rèn luyện kỹ năng thí nghiệm, kỹ năng thu thập và xử lý thông tin; Rèn luyện

ngôn ngữ vật lý cho HS [81], [82], [101], [106]

Trong giai đoạn hiện nay, xu hướng khai thác thí nghiệm trong dạy học vật

lý để phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS là xu hướng mang

lại hiệu quả cao trong dạy học Điều này thể hiện rõ ở việc tổ chức quá trình dạy

học vật lý theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề Vấn đề đặt ra hướng đến sự

luyện tập việc đề xuất dự đoán (giả thuyết), đề xuất phương án thí nghiệm kiểm

tra dự đoán, giải quyết các bài tập sáng tạo ở dạng bài tập thí nghiệm

1.6 Các bi ện pháp sư phạm trong dạy học vật lý theo hướng tích cực

hóa ho ạt động nhận thức của HS THCS

1.6.1 Trong quá trình d ạy học cần phối hợp các PPDH theo hướng tích

c ực hóa hoạt động nhận thức

Lựa chọn và phối hợp các PPDH một cách hợp lý góp phần tạo ra lôgic dạy

học chặt chẽ và chi phối quá trình hoạt động nhận thức của HS Lựa chọn và

phối hợp các PPDH phải chú ý tới việc khai thác các PPDH tích cực, vì chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

Đối với đặc trưng của bộ môn vật lý, việc phối hợp phương pháp thực

nghiệm và phương pháp nêu vấn đề trong dạy học ở trường THCS sẽ tích cực

hóa hoạt động nhận thức của HS, tạo ra sự hứng thú, sáng tạo ở các em Thí

nghiệm vật lý là một bộ phận hữu cơ của phương pháp thực nghiệm, nó có ý

nghĩa quan trọng như một yếu tố không thể tách rời khỏi quá trình nhận thức vật

lý Sự phối hợp hai phương pháp này cùng với thí nghiệm vật lý trong dạy học

sẽ tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS THCS ở mức độ cao Thông qua thí

nghiệm để giải quyết vấn đề sẽ tạo điều kiện thuận lợi nhất cho HS tự lực, chủ

động, tích cực, sáng tạo trong việc tìm kiếm tri thức

1.6.2 Khai thác thí nghi ệm vật lý trong dạy học theo hướng tích cực hóa

ho ạt động nhận thức của HS THCS

Thí nghiệm vật lý có tác dụng rất lớn trong việc phát triển năng lực và nhận

thức khoa học cho HS Qua thí nghiệm, HS sẽ học được cách quan sát các hiện

tượng, cách đo đạc các số liệu nhằm rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì trong

nghiên cứu khoa học Trong dạy học, biết khai thác thí nghiệm thì tiết học sẽ trở

nên sôi động, tư duy của HS sẽ được khởi động và gây ra sự hứng thú trong học

tập Hứng thú là yếu tố dẫn đến sự tự giác, hứng thú và tự giác là những yếu tố

tâm lý đảm bảo tính tích cực và độc lập trong học tập

Với tính chất là một phương tiện dạy học, thí nghiệm vật lý được thực hiện

ở trường THCS bằng những biện pháp khác nhau Thí nghiệm vật lý trong nhà

trường còn thực hiện những chức năng lý luận dạy học khác nhau, bởi vì có thể

sử dụng thí nghiệm đó với những hình thức và phương pháp giảng dạy khác

nhau Trong quá trình dạy học, cần đưa thí nghiệm vào theo một hệ thống và

phải thoả mãn những yêu cầu về tính sư phạm, tính khoa học và trực quan

1.6.3 S ử dụng phối hợp thí nghiệm với các phương tiện trực quan khác

trong quá trình d ạy học vật lý

Thí nghiệm vật lý không thể mô tả, giải thích một cách đầy đủ và cặn kẽ tất

cả các sự vật, hiện tượng Để làm nổi bật vai trò của thí nghiệm vật lý cần nhìn

nhận vấn đề theo hướng khai thác và sử dụng thí nghiệm vật lý cùng với các

phương tiện trực quan khác như: tranh vẽ, ảnh chụp, phim đèn chiếu, phim nhựa,

phim video, mô hình Chúng không chỉ tạo nên tính trực quan cao nhờ vào khả

năng phóng to hoặc thu nhỏ các hình ảnh mà còn đảm bảo độ an toàn cao cho

một số thí nghiệm đắt tiền, thiếu an toàn, nguy hiểm hoặc cồng kềnh không thể

thực hiện được trong điều kiện của trường THCS

Các phương tiện nghe nhìn hiện đại có khả năng sử dụng các màu sắc phù

hợp với các sự kiện thực hoặc nhờ màu sắc để làm nổi bật những chi tiết đặc biệt

cần tập trung sự chú ý quan sát của HS Việc phối hợp hình ảnh và âm thanh

trong thí nghiệm để dạy học cũng như đồng bộ hóa các quá trình của thí nghiệm

đã làm cho giờ học trở nên sinh động, hấp dẫn và gây được hứng thú cho HS

trong hoạt động nhận thức của bản thân

2.2.3.7 Thí nghi ệm “Lực đẩy Ác-si-mét” – Vật lý 8

- Thông qua thí nghiệm này HS hiểu rõ sự

tồn tại của lực đẩy Ác-si-mét và kiểm chứng được công thức tính độ lớn lực đẩy Ác-si-mét

- So với thí nghiệm SGK, thí nghiệm này có

những ưu điểm sau:

+ Thí nghiệm giải quyết bài toán vận dụng

trong SGK

+ HS có thể xây dựng để thực hành bài:

Nghiệm lại lực đẩy Ác-si-mét

2.2.3.8 Thí nghi ệm “Định luật về công” – Vật lý 8

- Thông qua thí nghiệm này HS hiểu rõ mối

quan hệ giữa lực tác dụng lên vật với quãng đường dịch chuyển của vật: Lợi bao nhiêu lần về

lực thì thiệt hại bấy nhiêu lần về đường đi và

ngược lại

- So với thí nghiệm theo SGK, thí nghiệm

này có những ưu điểm sau:

+ HS dễ dàng tiếp thu do thí nghiệm rõ

ràng, chính xác và dễ tiến hành so với thí nghiệm ở SGK

+ Tận dụng để dạy bài mặt phẳng nghiêng

2.2.3.9 Thí nghi ệm “Sự cân bằng lực – Quán tính” – Vật lý 8

- Thông qua thí nghiệm này HS hiểu rõ về

mức quán tính của vật

- So với thí nghiệm theo SGK, thí nghiệm

này có những ưu điểm sau:

+ HS dễ dàng tiếp thu do thí nghiệm rõ

ràng, chính xác và dễ tiến hành so với thí

nghiệm ở SGK

+ Phần quán tính theo SGK chưa đưa ra thí

nghiệm

+ Tận dụng cho những thí nghiệm khác như sự truyền nhiệt, sự nở vì nhiệt

của vật rắn