Sử dụng thí nghiệm và các phương tiện hiện đại trong dạy học vật lí

Sử dụng thí nghiệm và các phương tiện hiện đại trong dạy học vật lí

Sử dụng thí nghiệm phương tiện đại dạy học vật lí VL mơn khoa học thực nghiệm, việc khai thác TN nhằm tạo tình có vấn đề mạnh cần phát huy Sử dụng TN mở đầu để tạo tình có vấn đề tạo hứng thú, thu hút ý HS, đặt HSvào tình có vấn đề làm cho HStích cực, chủ động việc tìm hiểu giải vấn đề Khi sử dụng TN giai đoạn này, GV cần ý phải làm để thông qua TN, gây cho HSsự ngạc nhiên, tạo khó khăn định mặt nhận thức vấn đề đặt ra, HSchưa biết cách giải thích tượng, vật, trình thực tế, chưa thể đạt tới mục đích cách thức hành động quen thuộc Tình kích thích HStìm tịi cách giải thích hay hành động Thông qua TN, HSphải thấy em quan sát khác với dự đốn suy luận em, từ dần đưa HSvào tốn nhận thức để HStích cực hoạt động hơn, coi việc giải vấn đề nhiệm vụ mà em tự đặt ra, đồng thời tạo cho em niềm vui nhận thức 1.3.2 Sử dụng thí nghiệm lúc để giải vấn đề cụ thể Ngồi việc sử dụng TN để tạo tình có vấn đề, TN cịn sử dụng q trình giải vấn đề Thơng qua TN, cách quan sát diễn biến tượng xảy ra, ghi chép số liệu từ TN, HScó thể thu nhận số thông tin định từ vấn đề học Dựa thông tin thu HScó thể sơ dự đốn tính chất vật, nguyên nhân tượng …Việc đưa TN lúc khơng có tác dụng kiểm tra dự đoán HStrước vấn đề nêu ra, mà cịn khuyến khích HSmạnh dạn đưa suy nghĩ riêng Khi dự đoán suy luận HSđược TN xác nhận cách kịp thời HS phấn khởi, tin tưởng vào thân, dần khắc phục tâm lí thường gặp HSlà thiếu tự tin vào thân 1.3.3 Kết hợp thí nghiệm biểu diễn giáo viên thí nghiệm học sinh đểkích thích hứng thú rèn luyện kĩ chohọc sinh Cả lí luận thực tiễn dạy học cho thấy, HSphổ thông, thân HS tự sử dụng thành thạo TN, lắp ráp tiến hành TN cách có hiệu khơng có hỗ trợ, hướng dẫn GV Khi làm TN không thành công, HS thường tỏ chán nản lịng tự tin vào thân Chính mà GV cần phải kiên trì, có kế hoạch tỉ mỉ vận dụng kết hợp TN GV TN HSđể rèn luyện dần khả tối thiểu mà HScần phải đạt Điều đặc biệt quan trọng với HS, làm cho em có điều kiện tiếp xúc với dụng cụ đo lường, thiết bị kĩ thuật thông dụng sống hàng ngày Việc kết hợp TN biểu diễn GV TN HScòn tạo em tinh thần say mê học tập, ham hiểu biết khoa học, tìm tịi nghiên cứu sở nảy sinh vấn đề hay, vấn đề lí thú bổ ích cho học VL Để việc kết hợp thí nghiệm biểu diễn giáo viên thí nghiệm học sinh đạt hiệu quả, nhằm kích thích tính tích cực HS, GV không nên cho HSquan sát kết cuối cùng, trước đến kết luận, cần biểu diễn TN cho HSthấy trình vận động tượng, cần giới thiệu thí nghiệm dạng phân tích, so sánh, trình bày thí nghiệm trình nghiên cứu tổ chức cho HStham gia vào q trình nghiên cứu qua hệ thống câu hỏi theo hai dạng dự đốn tượng xảy giải thích tượng quan sát 1.3.4 Chú trọng đến việc rèn luyện cho học sinh kĩ giải tập thí nghiệm Bài tập TN loại tập đòi hỏi phải làm TN để kiểm chứng lời giải lý thuyết để tìm số liệu cần thiết cho việc giải tập Bài tập TN có tác dụng tốt ba mặt: giáo dục, giáo dưỡng giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ lí thuyết thực tiễn Thơng qua tập TN, rèn luyện tư cho HS, nâng cao khả độc lập suy nghĩ, nhiên, để làm điều kĩ TN HSphải đạt trình độ định Cũng cần ý rằng, tập TN TN cho số liệu để giải tập, không cho biết tượng lại xảy thế, phần vận dụng định luật VL để lí giải tượng nội dung tập TN 1.3.5 Thảo luận lớp phương án thiết kế, chế tạo tiến hành thí nghiệm đơn giản nhằm phát huy tính chủ động sáng tạo cho học sinh Có thể nói rằng, việc thảo luận lớp phương án thiết kế, chế tạo tiến hành TN đơn giản cơng việc khó khăn khó thực trường phổ thông điều kiện Ngồi ngun nhân chủ quan từ phía GV HS, nguyên nhân khác kho khắc phục thời gian dành cho việc thảo luận dài, thời gian học VL có hạn Tuy nhiên, thực biện pháp hữu hiệu nhất, phát huy tổng lực tất biện pháp nêu Việc trao đổi thảo luận rèn luyện cho HSkhả diễn đạt tư tưởng rõ ràng, lập luận xác, học tập kinh nghiệm bạn, đồng thời phát triển tư sáng tạo mặt kĩ thuật Khi TN hình thành từ ý tưởng sáng tạo em, làm từ bàn tay em em có niềm vui lớn lao, tự tin khả thân nâng cao, từ tính chủ động, sáng tạo khoa học HSđược phát triển II PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌCTRONG DẠY HỌCVẬT LÍ 2.1 Các phương tiện trực quan dạy học 2.1.1 Chức phương tiện trực quan Phương tiện trực quan bao gồm thiết bị thiết bị kĩ thuật từ đơn giản đến phức tạp dùng trình dạy học để hỗ trợ cho trình dạy học GV HS Phương tiện trực quan có tác động trực tiếp đến giác quan người học, qua thơng tin HStiếp thu xử lí Tuỳ theo quan điểm lí luận nhận thức hay quan điểm lí luận dạy học mà phương tiện trực quan có chức khác – Theo quan điểm lí luận nhận thức, phương tiện trực quan góp phần hỗ trợ cho trình nhận thức HS, định hướng hoạt động nhận thức HStrong trình dạy học kích thích hứng thú hoạt động nhận thức HS Ngồi ra, phương tiện trực quan cịn góp phần phát triển lực làm việc độc lập, sáng tạo HS, qua góp phần rèn luyện phẩm chất người lao động – Theo quan điểm lí luận dạy học, trước hết phương tiện trực quan phương tiện để hình thành kiến thức, kĩ mới, góp phần nâng cao chất lượng kiến thức Sử dụng phương tiện trực quan góp phần đơn giản hố tượng, q trình VL kích thích hứng thú học tập HS Ngồi ra, việc sử dụng phương tiện trực quan cịn có tác dụng nâng cao cường độ lao động, học tập HS 2.4.2 Các loại phương tiện trực quan Phương tiện trực quan dạy học phân thành nhóm gồm: phương tiện dạy học truyền thống phương tiện nghe nhìn – Các phương tiện trực quan truyền thống thường dùng phổ biến nhà trường kể đến là: Các vật thật đời sống kĩ thuật; thiết bị TN dùng để tiến hành TN TN HS, mơ hình vật chất, như: mơ hình máy biến thế; mơ hình động điện, mơ hình máy phát điện ; bảng; tranh ảnh, biểu bảng vẽ sẵn; tài liệu in sách giáo khoa, sách tập, tranh ảnh in sẵn tài liệu tham khảo – Phương triện nghe nhìn bao gồm hai khối, là: khối mang thơng tin khối chuyển tải thông tin Khối mang thông tin, chẳng hạn: Phim học tập: phim đèn chiếu; phim nhựa; phim truyền hình, Các băng hình, đĩa CD, đĩa DVD, đĩa VCD, Băng Casette, Các phần mềm dạy học, Giấy bóng có nội dung; Folie màu Khối chuyển tải thông tin, như: Máy vi tính, Máy chiếu qua đầu, Máy chiếu đa chức năng, Đèn chiếu, Ti vi, Đầu Video, đầu đĩa: CD, VCD, DVD, Máy Cassette Máy chiếu phim, Camera, Đèn chiếu Slide 2.2 Cách sử dụng số phương tiện dạy học đại dạy học vật lí 2.2.1 Sử dụng phim học tập dạy học vật lí Trong dạy học VL, phim học tập sử dụng bao gồm: Phim đèn chiếu, phim chiếu bóng (bao gồm phim quay cảnh thật phim hoạt hình), phim vơ tuyến truyền hình, phim băng video Các phim học tập nói thường sử dụng trường hợp sau: – Khi nghiên cứu đề tài khơng thể làm thí nghiệm, thí nghiệm thí nghiệm bản, thiết bị thí nghiệm cần sử dụng cồng kềnh, phức tạp, đắt tiền, khơng an tồn GV HS Chẳng hạn thí nghiệm Cavendisơ để xác định số hấp dẫn, thí nghiệm Miliken xác định điện tích nguyên tố thí nghiệm tia X, phản ứng hạt nhân … – Khi nghiên cứu đối tượng, tượng VL quan sát, đo đạc trực tiếp chúng nhỏ to, Chẳng hạn nghiên cứu cấu trúc vật chất, đối tượng vi mô trong chế dẫn điện môi trường khác nhau, người ta thường sử dụng phim đèn chiếu, phim chiếu bóng để cung cấp cho HSnhững biểu tượng có tính chất mơ hình đối tượng trình VL – Khi nghiên cứu trình VL diễn nhanh (như biến dạng hai cầu va chạm đàn hồi với nhau) chậm (như tượng khuếch tán diễn chất rắn) Trong trường hợp này, việc sử dụng phim chiếu bóng, phim vơ tuyến truyền hình băng video quay với tốc độ mong muốn hợp lí nhất, thế, HSsẽ quan sát tồn q trình khoảng thời gian quan sát thích hợp – Khi nghiên cứu tượng diễn nơi thời điểm đến quan sát trực tiếp được, chẳng hạn nghiên cứu hình thành dải plasma, động đất, …người ta sử dụng phim đèn chiếu nội dung – Khi nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật VL nguyên tắc hoạt động, cấu tạo máy đo, máy phức tạp, dây chuyền sản xuất, …) ta sử dụng phim đèn chiếu, phim chiếu bóng, phim vơ tuyến truyền hình, cách đưa thêm dần chi tiết vào hình vẽ, phim đèn chiếu, phim chiếu bóng chuyển từ sơ đồ nguyên lí sang thiết kế cụ thể máy móc tương ứng – Các loại phim học tập cịn sử dụng trình bày lịch sử phát triển vấn đề VL, phát minh khoa học …Qua việc xem phim, HSthấy đường thu nhận kiến thức bối cảnh xã hội cụ thể vị trí nhà khoa học phát triển VL học Có thể khẳng định rằng, việc sử dụng phim học tập dạy học VL có nhiều lợi ích thiết thức Phim học tập giúp thu nhận giới tự nhiên vào lớp học, xố bỏ hạn hẹp mặt khơng gian lớp học thời gian học Nhờ phim quay trước mà HSquan sát với tốc độ mong muốn, chí dừng lại hình ảnh để quan sát kĩ Nhờ vào khả đồ hoạ (như đánh dấu, đóng khung, tơ màu …) kết hợp hài hồ với tín hiệu âm thuyết minh phim, tạo HSnhững biểu tượng tốt đối tượng nghiên cứu mà cịn làm tăng tính trực quan hiệu xúc cảm phương tiện dạy học Ngoài ra, phim học tập sử dụng tất giai đoạn trình dạy học, lớp học, học khố Để việc sử dụng phim học tập đạt hiệu cao, GV cần ý điểm sau: Thứ nhất,GV cần vào mục đích sử dụng, nội dung phim để định biện pháp sư phạm thích hợp nhằm làm tăng hiệu phim trình nhận thực HS Thứ hai, GV cần xác định rõ giai đoạn làm việc chủ yếu phim học tập Đặt kế hoạch sử dụng phim (sử dụng vào lúc nào, nhằm đạt mục đích lí luận dạy học …) kế hoạch dạy học tổng thể chương, phần cụ thể Trước sử dụng phim, cần giao cho HSnhiệm vụ ôn tập nhà kiến thức cần thiết để hiểu nội dung phim; nêu rõ mục đích sử dụng phim nhằm đặt HSở tâm chờ đợi tích cực, khêu gợi tính tị mị nhận thức Trước chiếu phim, để định hướng ý cho HSvào nội dung phim, GV cần giao cho HScác nhiệm vụ cần hoàn thành sau xem phim Trong HSxem phim, GV cần quan sát, đưa gợi ý nhỏ để hướng ý HSvào bản, đặc biệt có đoạn phim để HSkhơng bị bỏ sót điểm cần thiết Sau xem xong phim, GV đánh giá hiệu việc sử dụng phim thông qua trả lời HSvề câu hỏi đặt ban đầu Trong trường hợp cần thiết, tiến hành TN GV TN HStrước sau chiếu phim 2.2.1 Sử dụng dao động kí điện tử dạy học vật lí Dao động kí điện tử thiết bị đo lường đa chức năng, hiển thị kết đo dạng đồ thị hình quan sát mắt Dao động kí điện tử hỗ trợ nhiều TN nghiên cứu dao động điện, dịng điện xoay chiều, dao động sóng điện từ Ở số trường phổ thông nay, hai loại dao động kí sử dụng phổ biến loại dao động kí chùm tia dao động kí hai chùm tia Hiện nay, dao động kí điện tử sử dụng phổ biến dạy học VL Nhờ có dao động kí điện tử mà ta đo nhiều đại lượng VL khác điện trở, điện dung, độ tự cảm, hiệu điện thế, độ lệch pha, tần số, hệ số khuếch đại tầng khuếch đại hay máy khuếch đại …Kết đo từ dao động kí điện tử có tính xác cao, đo đại lượng VL có độ lớn nhỏ Việc ứng dụng dao động kí điện tử dạy học VL khơng cho phép ta quan sát dao động điều hồ, dao động tắt dần, đường đặc trưng vơn- ampe đèn điện tử, tranzitor …mà giúp ta nghiên cứu q trình điện có tần số từ vài Hz đến hàng triệu Hz Ngoài ra, dao động kí điện tử cịn sử dụng để nghiên cứu loại dao động khác, dao động điện dao động âm, tượng giao thoa, nhiễu xạ …bằng cách biến đổi chúng thành dao động điện đưa tín hiệu dao động điện vào đầu vào dao động kí điện tử 2.2.1 Sử dụng máy vi tính dạy học vật lí MVT với tư cách PTDH đại, sử dụng cách hợp lý dạy học có nhiều ưu điểm Nhờ chương trình mô minh họa cài đặt sẵn, MVT xây dựng nên mơ hình tĩnh động với chất lượng cao, thể độ trung thực màu sắc, vận động tuân theo quy luật khách quan tượng mà người lập trình đưa vào làm tăng tính trực quan dạy học, tăng hứng thú học tập tạo ý học tập HSở mức độ cao MVT có khả lặp lại nhiều lần, chí vô hạn lần vấn đề, giúp GV HScó thể nghe lại, xem lại tình huống, tượng thông tin mà họ chưa kịp nhận biết lần quan sát Điều khó thực người GV Việc sử dụng MVT dạy học tạo hội để chương trình hố khơng nội dung tri thức mà đường nắm vững kiến thức, hoạt động trí tuệ HS, điều khiển q trình dạy học GV xây dựng giảng cách lắp ráp mơđun có sẵn Một ưu điểm phủ nhận việc sử dụng MVT dạy học có tác dụng giảm thiểu thời gian cho việc biểu diễn, thể thông tin GV lên lớp MVT cho phép củng cố tức thời thường xuyên so với dạy học truyền thống, đồng thời việc kế thừa, rút kinh nghiệm, chỉnh sửa, bổ sung giảng …từ kết hoạt động dạy học trước thuận lợi khơng q nhiều thời gian Việc sử dụng MVT dạy học có tác dụng tốt HS, cá thể học tập học sinh mức độ cao Với chương trình cài đặt sẵn (trắc nghiệm, đố vui …) MVT đưa lời khen ngợi HSthực tốt nội dung học tập, phê phán cách nhẹ nhàng em làm không tốt nhiệm vụ Vì HSthấy tơn trọng, cư xử công khách quan, giúp em tự tin vào thân Thơng qua rèn luyện cho HStính độc lập, tự chủ sáng tạo Học tập thông qua MVT địi hỏi HSphải kiên trì, nhẫn nại, cần cù chăm chỉ, nét nhân cách cần thiết phải hình thành HS Một ưu điểm khác việc sử dụng MVT dạy học khả đánh giá kết học tập cách công bằng, khách quan, điều giúp HSđánh giá khả học tập Nhờ có MVT mà kết học tập HSđược lưu lại tệp số liệu, giúp GV so sánh, đánh giá, nhận xét trình học tập HSmột cách nhanh chóng, xác Trong q trình dạy học nói chung dạy học vật lý nói riêng, thí nghiệm tự động hố có trợ giúp MVT thực cách nhanh chóng với độ xác cao; số liệu thực nghiệm xử lý, đánh giá trình bày dạng bảng biểu, đồ thị hay tệp số liệu, lưu trữ thiết bị nhớ ngồi MVT, điều giúp GV HSdễ dàng việc khảo sát xử lý thông tin Việc sử dụng MVT dạy học làm thay đổi nội dung phương pháp giảng dạy, hình thức dạy học từ mà cải tiến, phương pháp dạy học tích cực hồn thiện, bổ sung sử dụng rộng rãi hơn, phương pháp dạy học chương trình hố; mơ hình hố MVT có ưu điểm trội khác kết nối vào mạng máy tính, tạo điều kiện để tiến hành dạy học từ xa cách thuận tiện hiệu Ngồi ra, thơng qua mạng internet, GV cập nhật thông tin liên quan đến nội dung dạy học để bổ sung, hoàn thiện giảng cách có chất lượng Như phân tích trên, việc sử dụng MVT dạy học có nhiều ưu điểm, có nhược điểm đáng lưu ý – Thứ nhất, mặt kích thước, hình MVT nhỏ gây khó khăn cho việc quan sát HS, lớp đông HS Để khắc phục nhược điểm này, GV thực việc học tập với mạng máy tính, học theo nhóm nhỏ để em dễ quan sát Một biện pháp khắc phục thường áp dụng nhiều trường học sử dụng thiết bị khuếch đại nối với MVT (Projector), chiếu liệu hình MVT lên ảnh rộng, nhờ hạn chế kích thước nhỏ hình khắc phục – Thứ hai, việc học tập với MVT thời gian dài làm hạn chế lực giao tiếp xã hội HS, HSchỉ im lặng trước MVT mà khơng có nhiều điều kiện để trao đổi thông tin lời Để khắc phục nhược điểm này, biện pháp tốt nên tổ chức cho HShọc tập theo nhóm, thơng qua nhóm học tập để HScó thể trao đổi, thảo luận GV thường xuyên theo sát nhóm HSđể hướng dẫn, trao đổi vối HS – Thứ ba, để sử dụng MVT dạy học có hiệu quả, địi hỏi người GV phải có kiến thức định tin học Đây khó khăn thuộc lĩnh vực người nên giải nhanh sớm chiều mà cần phải có thời gian có sách từ phía nhà quản lý giáo dục động, tâm huyết người GV Để giải vấn đề này, nên tổ chức lớp bồi dưỡng kiến thức tin học định kỳ cho GV phổ thông Trong trường sư phạm, cần phải đưa vào nội dung chương trình đào tạo chương trình tin học ứng dụng, chương trình ứng dụng tin học vào phương pháp giảng dạy môn  ... HSvào nội dung phim, GV cần giao cho HScác nhiệm vụ cần hoàn thành sau xem phim Trong HSxem phim, GV cần quan s? ?t, đưa gợi ý nhỏ để hướng ý HSvào bản, đặc biệt có đoạn phim để HSkhơng bị bỏ s? ?t... điểm cần thi? ??t Sau xem xong phim, GV đánh giá hiệu việc s? ?? dụng phim thông qua trả lời HSvề câu hỏi đặt ban đầu Trong trường hợp cần thi? ??t, tiến hành TN GV TN HStrước sau chiếu phim 2.2.1 S? ?? dụng... ra, mà khuyến khích HSmạnh dạn đưa suy nghĩ riêng Khi dự đốn suy luận HSđược TN xác nhận cách kịp thời HS phấn khởi, tin tưởng vào thân, dần khắc phục tâm lí thường gặp HSlà thi? ??u tự tin vào thân