NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÍ 10 CƠ BẢN THEO HƢỚNG DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ở TRƢỜNG THPT - Full 10 điểm

UBND TỈNH QUẢNG NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ - HÓA - SINH ---------- DƢƠNG THỊ NHẬT NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÍ 10 CƠ BẢN THEO HƢỚNG DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ở TRƢỜNG THPT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Quảng Nam, tháng 05 năm 2019 „UBND TỈNH QUẢNG NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ - HÓA - SINH ---------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÍ 10 CƠ BẢN THEO HƢỚNG DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ở TRƢỜNG THPT Sinh viên thực hiện DƢƠNG THỊ NHẬT MSSV: 2115010238 CHUYÊN NGÀNH: SƢ PHẠM VẬT LÝ KHÓA: 2015 – 2019 Cán bộ hướng dẫn TS. VÕ THỊ HOA MSCB:………… Quảng Nam, tháng 05 năm 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệ u, kết quả mới mà tôi công bố trong h a luận là trung thực và chưa đượ c ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Quảng Nam, ngày......tháng......năm 2019 Tác giả Dương Thị Nhật ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đại học và viết khóa luận tốt nghiệp này mộ t cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự nổ lực cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫ n nhiệt tình của quý thầy cô, sự động viên ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suố t thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện khóa luận. Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành vả sâu sắc nhất đế n cô giáo TS.Võ Thị Hoa – Người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thự c hiện và hoàn chỉnh bài khóa luận này Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng quý thầy cô giáo tổ Vậ t lý – Khoa Lý- Hóa – Sinh Trường Đại Học Quảng Nam đã tạo mọi điều kiệ n thuận lợi để tôi hoàn thành tốt bài khóa luận này cũng như đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và tập thể quý thầy cô giáo trường THPT Trần Văn Dư đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo mọi điề u kiên thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài này. Xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, những người luôn động viên, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiệ n khóa luận này. Ngƣời thực hiện Dương Thị Nhật iii DANH MỤC C C CH VIẾT TẮ T Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ DH : Dạy học DHVL : Dạy học vật lý ĐC : Đối chứng GV : Giáo viên HS : Học sinh QTVL : Quá trình vật lý QTDH : Quá trình dạy học PP : Phương pháp PPDH : Phương pháp dạy học PPTN : Phương pháp thực nghiệm PT : Phương tiện GVVL : Giáo viên vật l SD : Sử dụng THPT : Trung học phổ thông TN : Thí nghiệm TNg : Thực nghiệm VL : Vật l SGK : Sách giáo khoa iv DANH MỤ C C C HÌNH Hình 2.1: Hình ảnh th nghiệm định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt ............................................. 23 Hình 2.2: Hình ảnh nước phun ra ở im tiêm ............................................................... 24 Hình 2.3: Hình ảnh th nghiệm sự nở vì nhiệt của vật rắn .................................... 25 Hình 2.4: Hình ảnh th nghiệm sự nở vì nhiệt sau hi đốt n ng thanh nhôm ................. 26 Hình 2.5: Hình ảnh th nghiệm về thuyết động học phân tử chất h ............................ 27 Hình 2.6: Hình ảnh thuyết động học phân tử chất h sau hi đổ nước sôi vào ............. 28 Hình 2.7: Hình ảnh Th nghiệm về hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng .................... 29 Hình 2.8: Hình ảnh th nghiệm sau hi chọc thủng màng xà phòng ............................. 29 v DANH MỤ C C C BẢNG Bảng 3.1:Mẫu thực nghiệm ......................................................................................... 44 Bảng 3.2: Bảng phân phối tần số (fi) các điểm số (Xi) của bài iểm tra sau TNg .. 42 Bảng 3.3:Bảng phân phối tần suất................................................................................ 47 Bảng 3.4: Phân phối tần suất t ch lũy ........................................................................... 48 Bảng 3.5: Bảng phân loại theo học lực của HS ............................................................ 48 Bảng 3.6: Các tham số thống ê .................................................................................. 49 vi DANH MỤC C C BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1:Biểu đồ phân bố điểm của hai nh m TNg và ĐC ...................................... 47 Biểu đồ 3.2: Biểu đồ phân phối tần suất của hai nh m ĐC và TN ............................... 47 Biểu đồ 3.3: Biểu đồ phân phối tần suất t ch luỹ ......................................................... 48 Biểu đồ 3.4: Biểu đồ phân loại học lực của HS ........................................................... 49 vii MỤC LỤC ỜI CAM ĐOAN ................................................................................................ i ỜI C M N .................................................................................................... ii DANH M C C C CHỮ VI T TẮT ................................................................. iii DANH M C C C HÌNH ................................................................................... iv DANH M C C C B NG................................................................................... v DANH M C C C BIỂU ĐỒ ............................................................................. vi Phần 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1 1. ý do chọn đề tài ............................................................................................. 1 2. ịch sử nghiên cứu đề tài.................................................................................. 2 3. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................... 2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ....................................................................................... 2 5. Giả thuyết hoa học ......................................................................................... 3 6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 3 7. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 3 8. Bố cục luận văn................................................................................................ 4 Phần 2. NỘI DUNG ............................................................................................. 5 Chương 1: C SỞ Ý UẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ D NG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO THEO HƯỚNG DẠY HỌC NÊU VÀ GI I QUY T VẤN ĐỀ Ở HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG .................................................. 5 1.1. Dạy học nêu và giải quyết vấn đề...................................................................5 1.1.1. Những hái niệm dạy học nêu và giải quyết vấn đề ..................................... 5 1.1.2. Các giai đoạn của dạy học nêu và giải quyết vấn đề..................................... 7 1.1.4.1. Giai đoạn 1: Đề xuất vấn đề .................................................................... 7 1.1.3. Mức độ của dạy học nêu và giải quyết vấn đề.............................................. 7 1.1.4. Ưu điểm và nhược điểm của dạy học nêu và giải quyết vấn đề .................... 8 1.2. Th nghiệm Vật l .......................................................................................... 9 1.2.1. Khái niệm và đặc điểm của th nghiệm Vật l .............................................. 9 1.2.2. Vai trò của th nghiệm theo quan điểm dạy học nêu và giải quyết vấn đề .... 10 1.2.3. Phân loại th nghiệm ................................................................................. 12 viii 1.2.4. Những yêu cầu đối với việc sử dụng TN trong dạy học Vật l ................... 12 1.3. Th nghiệm tự tạo ........................................................................................ 13 1.3.1. Khái niệm th nghiệm tự tạo...................................................................... 13 1.3.2. Ưu và nhược điểm của th nghiệm tự tạo ................................................... 13 1.4. Thực trạng của vấn đề sử dụng th nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý .......... 15 1.4.1. Tình hình sử dụng chung của việc sử dụng th nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý ................................................................................................................. 15 1.4.2. Tình hình cụ thể của việc sử dụng th nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý lớp 10 ...................................................................................................................... 16 1.4.3. Nguyên nhân các thực trạng ..................................................................... 17 1.4.4. Một số biện pháp nhằm nâng cao chất lượng việc sử dụng th nghiệm tự tạo trong dạy học ..................................................................................................... 17 Tổng ết chương 1 ............................................................................................. 20 Chương 2: THI T K VÀ SỬ D NG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT Ý 10 C B N ..................................... 21 2.1. Quy trình chung hi tiến hành chế tạo th nghiệm......................................... 21 2.2. Thiết ế và chế tạo th nghiệm ..................................................................... 21 2.2.1. Th nghiệm iểm chứng định luật Bôi- lơ – Ma-ri- ốt. ............................... 21 2.2.2. Th nghiệm tìm hiểu về sự giãn nở vì nhiệt của vật rắn .............................. 25 Hình 2.3: Hình ảnh th nghiệm sự nở vì nhiệt của vật rắn .................................... 25 2.2.3. Th nghiệm iểm chứng nội dung của thuyết động học phân tử chất h ..... 26 2.2.4. Th nghiệm về hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng ................................. 28 2.3. Quy trình thiết tiến trình dạy học c sử dụng th nghiệm tự tạo nhằm t ch cực hoạt động học tập của học sinh theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ...... 30 2.4. Thiết ế giáo án thực nghiệm sư phạm ......................................................... 31 Tổng ết chương 2 ............................................................................................ 42 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................ 43 3.1. Mục đ ch thực nghiệm sư phạm ................................................................... 43 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .................................................................. 43 3.3. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm ............................................... 43 ix 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................................. 43 3.4.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm ............................................................... 43 3.4.2. Tiến hành thực nghiệm sư phạm................................................................ 44 3.5. Đánh giá ết quả thực nghiệm sư phạm........................................................ 45 3.5.1. Đánh giá định t nh .................................................................................... 45 3.5.2. Đánh giá định lượng ................................................................................. 45 Tổng ết chương 3 ............................................................................................. 50 Phần 3. K T UẬN VÀ KI N NGHỊ ................................................................ 51 1. Những ết quả đạt được ................................................................................. 51 2. Một số iến nghị ............................................................................................ 52 3. Hướng phát triển ............................................................................................ 52 TÀI IỆU THAM KH O .................................................................................. 53 PH C 2 ....................................................................................................... 13 PH C 3 ....................................................................................................... 18 PH C 4 ....................................................................................................... 20 1 Phần 1. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Xã hội càng phát triển người ta càng trông đợi và đòi hỏi nền giáo dục làm thế nào để g p phần nhiều nhất cho sự phát triển cá nhân, làm thế nào chuẩn bị cho người học c tiềm năng tốt nhất để đương đầu th ch ứng trước những thực tế biến động của xã hội, nhanh ch ng hòa nhập vào nền inh tế tri thức. Đặc biệt là phải đào tạo thế hệ trẻ phát triển nhân cách toàn diện, năng lực sáng tạo và phẩm chất đạo đức tốt để làm chủ được đất nước. Ch nh vì vậy, việc đổi mới công tác giáo dục và đào tạo đã diễn ra rất sôi động ở nhiều nước trên thế giới và hu vực. Theo xu hướng đ Đảng và nhà nước ta đã xác định " Giáo dục là quốc sách hàng đầu", đầu tư cho giáo dục là đầu tư cho sự phát triển. Điều này đã đặt ra ngành giáo dục và đào tạo những nhiệm vụ rất h hăn là phải đổi mới đồng bộ cả về mục đ ch, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học. Vật l là một bộ môn hoa học thực nghiệm con đường tìm ra iến thức Vật l , hầu hết các iến thức vật l đều được rút ra từ những quan sát và th nghiệm. Nên việc sử dụng phương pháp th nghiệm trong dạy học Vật l ở trường phổ thông hông chỉ là công việc bắt buộc, mà n còn là một trong những biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất lượng dạy học, g p phần t ch cực vào hoạt động dạy học nêu và giải quyết vấn đề . Đ là cách thức hoạt động của thầy và trò, giúp cho trò tự chiếm lĩnh iến thức ĩ năng, ĩ xảo, đặc biệt là ĩ năng, ĩ xảo thực hành. Th nghiệm tự tạo còn giúp cho học sinh c niềm tin vào hoa học, áp dụng vào thực tế đời sống. Muốn quá trình dạy học vật l diễn ra vừa hoa học, vừa phát huy t nh t ch cực sáng tạo của HS thì bài học hông thể thiếu các bài TN thực hành. Phần Nhiệt học Vật l 10 cơ bản là phần tương đối dùng nhiều th nghiệm và áp dụng vào thực tiễn, rất gần gũi với đời sống hằng ngày. Tuy nhiên các thiết bị TN ở phần này trường phổ thông còn hạn chế. Nguyên nhân một phần là do sự thiếu vốn về cơ sở vật chất, hoặc là do thiết bị TN được cung cấp nhiều nhưng hông đồng bộ, các thiết bị TN chất lượng ém, bị hư hỏng trong hi vận 2 chuyển, bảo quản, bên cạnh đ hông c các thiết bị dự trữ để thay thế nên hi tiến hành TN thường cho ết quả hông ch nh xác. Để g p phần nâng cao hiệu quả dạy học phần này, tôi đã chọn nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm tự tạo trong dạy học phần Nhiệt học Vật lí 10 cơ bản theo hƣớng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở trƣờng THPT”. 2. Lịch sử nghiên cứu đề tài iên quan đến vấn đề chế tạo và sử dụng TN tự tạo trong dạy học Vật l có rất nhiều công trình nghiên cứu ở các cấp độ hác nhau: Tiến sĩ Huỳnh Trọng Dương, Nghiên cứu xây dựng và sử dụng TN theo hướng t ch cực h a HĐ nhận thức của HS trong dạy học Vật l ở trường THCS, luận án tiến sĩ giáo dục học Đại học Huế (2007). Sinh viên Trần Thị Trang, Nghiên cứu thiết ế, chế tạo và sử dụng một số TN phần điện học chương trình Vật l 11 theo hướng t ch cực h a HĐ nhận thức của HS, h a luận tốt nghiệp Đại Học Quảng Nam (2013). Trương Ngọc Điều, Nghiên cứu sử dụng th nghiệm trong dạy học giải quyết vấn đề phần nhiệt học, Vật l lớp 10 nâng cao, luận văn thạc sĩ giáo dục học (2010). 3. Mục tiêu của đề tài p dụng được các biện pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề một cách c hiệu quả. Hệ thống cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng th nghiệm tự tạo, dạy học nêu và giải quyết vấn đề. p dụng được quy trình thiết ế và chế tạo các dụng cụ th nghiệm tự tạo. Chế tạo được một số th nghiệm phần nhiệt học Vật l 10 THPT. Thiết ế tiến trình dạy học một số bài cụ thể c sử dụng các th nghiệm tự tạo theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở trường THPT. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng TN theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở trường THPT. 3 - Đánh giá thực trạng về vấn đề sử dụng th nghiệm n i chung và th nghiệm tự tạo n i riêng trong dạy học vật lý THPT. - Nghiên cứu thiết ế chế tạo một số TN phần Nhiệt học vật l 10 THPT. - Thiết ế tiến trình dạy học một số bài cụ thể c sử dụng TN tự tạo được theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề. - Sử dụng các tiến trình dạy học và các TN tự tạo vào thực tiễn dạy học để đánh giá hiệu quả của các TN tự tạo. 5. Giả thuyết khoa học Nếu thiết ế, chế tạo được các th nghiệm Vật l lớp 10 phần Nhiệt học sử dụng vào quá trình dạy học Vật l lớp 10 một cách hiệu quả thì sẽ g p phần t ch cực h a hoạt động nhận thức của học sinh qua đ nâng cao chất lượng dạy học Vật l ở trường THPT. 6. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng TN tự tạo nói riêng trong dạy học. - Một số TN Vật l phần Nhiệt học Vật lý 10 cơ bản. - Quá trình dạy học c sử dụng th nghiệm tự tạo tại trường THPT Trần Văn Dư huyện Phú Ninh - Quảng Nam. 7. Phƣơng pháp nghiên cứu 7.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu văn iện của Đảng, các ch nh sách của nhà nước, các chỉ thị của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về đổi mới giáo dục phổ thông. - Nghiên cứu cơ sở lý luận về tâm lý và giáo dục học, lý luận dạy học, phương pháp dạy học Vật l ,... - Nghiên cứu nội dung, chương trình sách giáo hoa lớp 10 ban cơ bản. 7.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn - Trao đổi trực tiếp với một số giáo viên bộ môn l ở trường THPT. 7.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm Được tiến hành ở trường trung học phổ thông nhằm đánh giá hiệu quả của dụng cụ th nghiệm, tiến trình và các biện pháp sư phạm đã đề xuất. 4 7.4. Phƣơng pháp thống kê toán học Dựa vào số liệu thu thập được sử dụng phương pháp thống ê thông dụng để phân t ch, xử lý ết quả thực nghiệm sư phạm cả về mặt định t nh và định lượng. 8. Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu, ết luận, phụ lục và tài liệu tham hảo h a luận gồm c 3 chương: Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng th nghiệm tự tạo theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở học sinh THPT. Chƣơng 2: Thiết ế và sử dụng một số th nghiệm tự tạo trong dạy học phần Nhiệt học Vật l 10 cơ bản. Chƣơng 3: Thực nghiệm sư phạm. 5 Phần 2. NỘI DUNG Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO THEO HƢỚNG DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ở HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1. Dạy học nêu và giải quyết vấn đề 1.1.1. Những khái niệm dạy học nêu và giải quyết vấn đề 1.1.1.1. Vấn đề Vấn đề là một câu hỏi hay một điều gì đ chứa đựng sự nghi ngờ, sự h hăn, sự hông chắc chắn cần được xem xét, nghiên cứu, giải quyết. “Vấn đề trong học tập ” dùng để chỉ một h hăn, một nhiệm vụ nhận thức mà HS hông thể giải quyết được bằng inh nghiệm, iến thức, ĩ năng, phương pháp đã c , nghĩa là để giải quyết vấn đề hông thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần mà phải tìm tò i sáng tạo và hi giải quyết được thì người học thu được iến thức, ĩ năng, phương pháp mới. 1.1.1.2. Tình huống có vấn đề C thể hiểu tình huống c vấn đề phải thỏa mãn những điều iện sau: + Tồn tại một vấn đề, một mâu thuẫn Vấn đề đưa ra phải chứa một mâu thuẫn, c mâu thuẫn mới ch th ch được hoạt động tư duy. Mâu thuẫn là nguyên nhân của mọi sự vận động là động lực của sự phát triển. Mâu thuẫn ở đây c thể là mâu thuẫn giữa lý thuyết và thực tiễn, mâu thuẫn giữa tưởng tượng suy đoán dựa trên inh nghiệm và thực tiễn, mâu thuẫn giữa tri thức cũ và tri thức mới, mâu thuẫn giữa logic và lịch sử, mâu thuẫn giữa nguyên nhân và ết quả... + HS chưa đủ khả năng giải quyết vấn đề (mâu thuẫn) trong tình huống với kiến thức, kĩ năng hiện có + HS có nhu cầu giải quyết vấn đề Để HS c nhu cầu giải quyết vấn đề, thông thường vấn đề đ phải l thú, gây tác động đến nhận thức của HS. Mặt hác, vấn đề ở đây cũng phải vừa sức 6 HS. Nếu vấn đề nêu ra quá h , quá xa lạ, HS cảm thấy hông liên quan gì đến mình thì họ cũng hông c mong muốn giải quyết vấn đề.[6] 1.1.1.3. Các loại tình huống có vấn đề a. Tình huống phát triển, hoàn chỉnh HS đứng trước một vấn đề chỉ mới giải quyết được một phần, một bộ phận, trong phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang phạm vi mới, lĩnh vực mới. b. Tình huống lựa chọn HS đứng trước một vấn đề c mang một số dấu hiệu quen thuộc c liên quan đến một số iến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết, nhưng chưa chắc chắn là c thể dùng iế n thức nào, phương pháp nào để giải quyết vấn đề cho hiệu quả. HS cần phải lựa chọn thậm ch thử xem iến thức nào, phương pháp nào c hiệu quả để giải quyết được vấn đề đặt ra. c. Tình huống bất ngờ HS đứng trước một vấn đề xảy ra trái với suy nghĩ thông thường, trái với những iến thức mà HS đã biết và HS hông biết dựa vào đâu để lý giải. HS cần tìm hiểu xem nguyên nhân vì đâu lại c sự trái ngược, lạ lùng đ . d. Tình huống bế tắc HS đứng trước một vấn đề mà trước đây chưa gặp một vấn đề nào tương tự. Vấn đề cần giải quyết hông c dấu hiệu nào liên quan đến một iến thức hoặc một phương pháp đã biết. HS bắt buộc phải xây dựng iến thức mới hay phương pháp mới để giải quyết vấn đề. Tình huống này thường gặp hi nghiên cứu một lĩnh vực iến thức mới. [6] 1.1.1.4. Khái niệm dạy học “ nêu và giải quyết vấn đề ” Dạy học “Nêu và giải quyết vấn đề” là một phân hệ của phương pháp dạ y học vì nó tập hợp nhiều phương pháp cụ thể thành một chính thể để đạt m ục đ ch sư phạm, là tổ chức hoạt động sáng tạo của người học, trên cơ sở vừa tiế p thu kiến thức vừa hình thành được những kinh nghiệm kỹ năng trên cơ sở tìm tòi nghiên cứu. Trong dạy học “Nêu và giải quyết vấn đề”, c đặ c trưng là đặ t ngườ i học tình huống có vấn đề, mà một tình huống có vấn đề đối với người học khi nó 7 chứa đựng vấn đề chưa biết, phù hợp với nhu cầu, khả năng vốn có của cá nhân đ và hi giải quyết được vấn đề, cá nhân đạt được một bước phát triển mới. Như vậy phương pháp dạy học “Nêu và giải quyết vấn đề” được xây dựng dự a trên bản chất của hoạt động dạy học, xem hoạt động dạy học là một quá trình nhậ n thức tích cực. Ngoài ra phương pháp dạy học “Nêu và giải quyết v ấn đề” còn được xây dựng trên nguyên tắc tính tích cực, tự giác, độc lập nhận thức của người học trong giáo dục bởi vì nó khêu gợi được động cơ học tập. 1.1.2. Các giai đoạn của dạy học nêu và giải quyết vấn đề 1.1.4.1. Giai đoạn 1: Đề xuất vấn đề à giai đoạn đưa HS vào tình huống c vấn đề. Mục đ ch của giai đoạn này là làm xuất hiện mâu thuẫn trong HS, hướng dẫn họ xác định nhiệm vụ nhận thức, biến n thành mâu thuẫn chủ quan cần giải quyết, đặt HS trước những h hăn vừa sức, đòi hỏi các em làm việc căng thẳng nghiệm túc nhưng tin tưởng là c thể giải quyết được. 1.1.4.2. Giai đoạn 2: Nghiên cứu giải quyết vấn đề và kết luận HS đề xuất giải pháp hảo sát lý thuyết hoặc hảo sát thực nghiệm hoặc cả hai để giải quyết vấn đề đặt ra, rồi thực hiện giải pháp đã đề xuất để rút ra ết luận về cái cần tìm. 1.1.4.3. Giai đoạn 3: Củng cố và vận dụng kiến thức Mục đ ch của giai đoạn này là giúp HS vận dụng tri thức đã học để giải quyết những vấn đề tương tự hoặc những vấn đề hác mới mẻ hơn. Trong quá trình vận dụng, nhiều hi lại làm này sinh vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo. [6] 1.1.3. Mức độ của dạy học nêu và giải quyết vấn đề Tùy theo mức độ tham gia của HS vào quá trình nghiên c ứu và giải quyết vấn đề, người ta phân chia dạy học nêu và giải quyết vấn đề thành nhiều mức độ. - Mức độ 1: GV đưa HS vào tình huống c vấn đề, nêu ra vấn đề từ tình huống đ và trình bày cách giải quyết vấn đề và ết luận. HS lắng nghe và tiếp thu (giống với pp diễn giảng nhưng diễn giảng theo các bước của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề). 8 - Mức độ 2: GV đưa HS vào tình huống c vấn đề, nêu vấn đề sau đ gợi ý hướng dẫn để HS tìm cách giải quyết vấn đề. GV cũng HS cũng ết luận. - Mức độ 3: GV đưa HS vào tình huống c vấn đề, HS tự phát hiện ra vấn đề và tự lực giải quyết vấn đề với sự giúp đỡ của GV hi cần. - Mức độ 4: HS tự tìm ra vấn đề và tự lực giải quyết vấn đề, GV chỉ tham gia hi thực sự cần thiết. Mức độ Đặt vấn đề Giải quyết vấn đề Kết luận 1 GV GV GV 2 GV GV + HS GV+HS 3 HS + GV HS + GV HS+GV 4 HS HS HS+ GV 1.1.4. Ưu điểm và nhược điểm của dạy học nêu và giải quyết vấn đề STT Nội dung Đánh giá Ƣu điểm Nhƣợc điểm 1 Người học tự hám phá iến thức mới trong quá trình giải quyết vấn đề X 2 Thúc đẩy học tập t ch cực X 3 Giúp người học hình thành hả năng tự định hướng trong quá trình học tập X 4 Dễ dàng dẫn tới tình trạng người học hông c hả năng hay chưa tự tin ph mặc các hoạt động cho người hác trong nh m X 5 GV cần giám sát chặt chẽ nếu hông người học c thể đi sai hướng giải quyết X 6 Một số người học hông th ch hợp hoặc chưa quen với hình thức học tập này X 7 Phát triển ỹ năng tư duy phản biện, hả năng làm 9 việc độc lập và t nh dễ th ch ứng trong các hoàn cảnh mới X 8 HS hông chỉ lĩnh hội được iến thức mà quan trọng hơn là giúp HS phát triển được ĩ năng giải quyết vấn đề và phát triển thêm nhiều ĩ năng hác ( ĩ năng sử dụng dụng cụ th nghiệm, đọc tài liệu, làm việc nh m…). X 9 GV tốn thời gian để lập ế hoạch và thực hiện quá trình dạy học X 10 Tốn nhiều thời gian trên lớp X 11 Đòi hỏi cơ sở vật chất dạy học ở một mức độ nhất định X 12 Giúp GV hiểu rõ hơn về năng lực của người học X 13 Khuyến h ch hợp tác, trao đổi và thảo luận, trên cơ sở đ hình thành ĩ năng sống. X 14 Giúp người học c thể giải quyết vấn đề trong học tập cũng như thực tế theo nhiều cách hác nhau X 15 Tạo sự tự tin cho người học hi đối đầu với các tình huống hác nhau X 1.2. Thí nghiệm V ật lí 1.2.1. Khái niệm và đặc điểm của thí nghiệm V ật lí 1.2.1.1. Khái niệm TNVL Th nghiệm Vật lý là sự tác động c chủ định, c hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực hách quan. Thông qua sự phân t ch các điều iện mà trong đ đã diễn ra sự tác động và các ết quả của sự tác động, ta c thể thu được tri thức mới. [5] 1.2.1.2. Đ c điểm của TNVL Các điều iện của TN phải được lựa chọn và được thiết lập c chủ định sao cho thông qua TN, c thể trả lời được câu hỏi đặt ra, c thể iểm tra được giả 10 thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết. Mỗi TN c ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, PT gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và PT quan sát, đo đạc để thu nhận các ết quả của sự tác động. Các điều iện của TN c thể biến đổi được để ta c thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong hi các đại lượng hác được giữ hông đổi. Các điều iện TN phải được hống chế, iểm soát đúng như dự định nhờ SD các thiết bị TN c độ ch nh xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân t ch thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu,hạn chế tối đa các nhiễu. Đặc điểm quan tr ọng nhất là t nh c thể quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đ , do sự biến đổi của đại lượng hác. Điều này đạt được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của PT quan sát, đo đạc. C thể lặp lại được TN. Với các thiết bị TN, các điều iện TN như nhau thì hi bố tr lại TN, tiến hành lại TN, các QTV phải diễn ra trong TN giống như các TN trước đ . 1.2.2. Vai trò của thí nghiệm theo quan điểm dạy học nêu và giải quyết vấn đề - TN c thể được SD trong tất cả các giai đoạn hác nhau của tiến trình DH. TN V c thể được SD trong tất cả các giai đoạn hác nhau của tiến trình DH như: đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề củng cố iến thức và iểm tra đánh giá iến thức ỹ năng, ỹ xảo của HS. [5] Việc SD TN để tạo tình huống c vấn đề là rất c hiệu quả trong DH. Do ết quả TN mâu thuẫn với iến thức đã biết, với inh nghiệm sẵn c hoặc trái ngược với sự chờ đợi của HS nên n tạo ra nhu cầu, hứng thú tìm tòi iến thức, hứng thú tìm tòi iến thức mới của HS. Các TN được SD để tạo tình huống c vấn đề thường là các TN đơn giản, t tốn thời gian chuẩn bị và tiến hành. TN c vai trò qua trọng trong việc hình thành iến thức mới. N cung cấp một cách c hệ thống các cứ liệu TNg, để từ đ hái quát h a quy nạp, iểm tra được t nh đúng đắn của giả thuyết hoặc hiệu quả lôgi c rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hình thành iến thức mới. Để giảm t nh áp đặt, GV c thể tiến hành những TN, để minh họa iến thức đã đưa ra trong một trường hợp cụ thể, đơn giản. 11 - TN c thể được SD một cách đa dạng trong quá trình củng cố (ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống h a, vận dụng) iến thức, ỹ năng của HS. . - TN g p phần vào việc phát triển toàn diện HS. - TN là PT nhằm g p phần nâng cao chất lượng iến thức và rèn luyện ỹ năng, ỹ xảo V cho HS. Nhờ TN HS c thể hiểu sâu hơn bản chất V của các hiện tượng, định luật, quá trình... được nghiên cứu và do đ c hả năng vận dụng iến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn. [5] - TN là PT g p phần quan trọng vào việc giáo dục ỹ thuật tổng hợp cho HS. Thông qua việc tiến hành TN, HS c cơ hội rèn luyện ỹ năng, ỹ xảo thực hành, g p phần thiết thực vào việc giáo dục ỹ thuật tổng hợp cho HS. TN còn là điều iện để HS rèn luyện những phẩm chất của người lao động mới, như: đức t nh cẩn thận, iên trì, ... Xét trên phương diện thao tác ỹ thuật, chúng ta hông thể phủ nhận vai trò của TN đối với việc rèn luyện sự héo léo tay chân của HS. [5] - TN là phương tiện ch th ch hứng thú học tập của HS. TN là PT gây hứng thú, là yếu tố ch th ch t nh tò mò, ham hiểu biết của HS học tập, nhờ đ làm cho HS t ch cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận thức. [5] - TN là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của HS. TN là PT tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể qua đ g p phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS. Qua TN đòi hỏi HS phải làm việc tự lực hoặc phối hợp tập thể, nhờ đ c thể phát huy vai trò cá nhân hoặc t nh cộng đồng trách nhiệm trong công việc của HS. [5] - TNV g p phần làm đơn giản hoá các hiện tượng và QTV . [5] TN g p phần đơn giản hoá hiện tượng, tạo trực quan sinh động để hỗ trợ cho tư duy trừu tượng của HS, giúp HS tư duy trên những đối tượng cụ thể, những hiện tượng và quá trình đang diễn ra trước mắt họ. TN V g p phần làm đơn giản hoá các hiện tượng phức tạp trong tự nhiên, làm nổi bật những h a cạnh cần nghiên cứu của từng hiện tượng và QTV giúp HS dễ quan sát, dễ theo dõi và dễ tiếp thu bài. 12 1.2.3. Phân loại thí nghiệm Sơ đồ 1.1: Phân loại thí nghi ệm Vật lí 1.2.4. Những yêu cầu đối với việc sử dụng TN trong dạy học Vật lí Xác định rõ logic của tiến trình dạy học, trong đ việc sử dụng TN phải là một bộ phận hữu cơ của quá trình dạy học, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức. Cần xác định rõ dụng cụ cần sử dụng, sơ đồ mục đ ch của TN (trình tự thao tác như thế nào? Cần quan sát, đo đạc cái gì? Để làm gì?). Đảm bảo HS ý thức được rõ ràng và tham gia t ch cực vào tất cả các giai đoạn TN bằng cách giao cho HS các nhiệm vụ cụ thể. TN phải thành công, c ết quả rõ ràng. Mọi dụng cụ thiết bị và cách tiến hành TN phải thỏa mãn những qui tắc và ỹ thuật an toàn. [7] 13 1.3. Thí nghiệm tự tạo 1.3.1. Khái niệm thí nghiệm tự tạo TN tự tạo là TN được GV và HS làm ra theo mẫu trong SGK, hoặc là TN được cải tiến từ các thiết bị máy m c, hoặc là TN tự tạo theo ý tưởng, sáng iến mới bằng những dụng cụ đơn giản, dễ iếm trong đời sống hằng ngày. [7] 1.3.2. Ưu và nhược điểm của thí nghiệm tự tạo Ưu điểm của thí nghiệm tự tạo - Dụng cụ cho TN là những dụng cụ đơn giản, dễ iếm nên GV và HS c thể tự chế tạo. - TN c hình thức gọn nhẹ, đơn giản, dễ lắp ráp, dễ SD nên c thể thực hiện mọi lúc mọi nơi. - Dễ lắp ráp, tháo rời các bộ phận của dụng cụ TN. Vì vậy, với cùng một dụng cụ TN, trong nhiều trường hợp ta c thể thay thế các chi tiết phụ trợ là c thể tiến hành được TN hác. - TN dễ thành công, cho ết quả rõ ràng, thuyết phục nhưng lại t tốn thời gian. Thao tác tiến hành TN hông đòi hỏi phải c những ỹ năng đặc biệt nên GV nào cũng c thể làm được. Không đòi hỏi hắc he về cơ sở vật chất nên ở đâu cũng tiến hành TN được. - TN phù hợp, bám sát với nội dung cần dạy nên rất thuận lợi trong DH. Nhược điểm của thí nghiệm tự tạo: - Độ bền của dụng cụ thường hông cao. - TN đơn giản rẻ tiền chủ yếu là những TN định t nh, t c TN định lượng. - T nh thẩ m mỹ của TN thường hông cao. 1.3.3.Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học Vai trò của thí nghi ệm tự tạo trong quá trình d ạy họ c đố i với họ c sinh Việc chế tạo và SD các dụng cụ TN tự tạo, giúp HS nắm vững iến thức sâu sắc, ch nh xác và bền vững hơn. Trong nhiều trường hợp, việc tiến hành TN, giải th ch và tiên đoán ết quả TN đòi h ỏi HS phải huy động các iến thức đã học ở nhiều phần hác nhau của V . Thông qua đ các iến thức V mà HS đã lĩnh hội được củng cố, đào sâu, mở rộng và hệ thống hoá. 14 Với những ưu điểm nổi trội của TN tự tạo nên GV c thể tổ chức cho HS tự đề cập trong bài, giúp HS tự nhận thấy sự vô l về những quan niệm sai lệch của mình một cách thuyết phục. Những thiết bị c sẵn ở phòng TN ở trường THPT, trong một số trường hợp " cái hiện đại" của thiết bị này đã che lấp bản chất V của hiện tượng xảy ra trong TN mà HS cần phải nhận thức rõ. Việc chế tạo dụng cụ TN tự tạo c thể hắc phục được điều này, giúp cho HS nhận thức rõ bản chất V của các hiện tượng xảy ra trong TN. TN tự tạo liên quan đến hiện tượng, QTV rất gần gũi với HS nên sau một quá trình học tập với TN tự tạo, HS sẽ quan tâm hơn đến các hiện tượng V xung quanh. Giúp HS thay đổi PP suy nghĩ, PP học tập, HS bắt đầu rèn luyện th i quen thảo luận hoa học, bàn bạc, chấp nhận hay phản đối ý iến… Qua việc chuẩ n bị dụng cụ, thao tác các TN HS được rèn luyện nhiều ỹ năng đề xuất các giả thiết, dự đoán, đ nh ch nh những hái niệm . Vai trò của thí nghi ệm tự tạo trong quá trình d ạy họ c đố i với giáo viên. Khắc phục được tồn tại của việc sử dụng TN trong DHV . Giúp GV c thiết bị TN để xây dựng các mô hình dạy và học t ch cực phù h ợp với PP đặ c trưng của bộ môn là phương pháp TNg. GV c thể cá thể hoá quá trình học tập của HS bằng cách giao cho các loại đối tượng HS hác nhau các nhiệm vụ chế tạo dụng cụ TN và tiến hành TN với mức độ h dễ hác nhau, nông sâu hác nhau và với mức độ hướng dẫn hác nhau. ịch sử phát triển của V đã cho thấy: những phát minh cơ bản thường gắn liền với những TN tự tạo đơn giản. Việc chế tạo các dụng cụ TN tự tạo để minh hoạ nguyên tắc của những TN do các nhà bác học đã tiến hành (TN của Galilê về chuyển động nhanh dẫn đều trên máng nghiêng, các TN của Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ, ...) g p phần chỉ cho HS thấy con đường hình thành và phát triển của các iến thức V , bồi dưỡng cho HS PP nhận thức V , đặ c biệt là phương pháp TNg. 15 Chủ động tìm và lựa chọn các PPDH th ch hợp, với thiết bị do GV và HS tự làm hắc phục được h hăn về cơ sở vật chất, hạn chế việc học chay, dạy chay. Đa dạng h a việc tổ chức giờ học V bằng các PP hác nhau. 1.3.4. Những yêu cầu khi chế tạo và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học Đảm bảo t nh hoa học: Các TN phải được bố tr hợp lý, hoa học, các dụng cụ TN hông được che lấp lẫn nhau. TN phải ngắn gọn, ết quả phải rõ ràng, ch nh xác và thuyết phục. Đảm bảo t nh sư phạm: Các TN hông được phản giáo dục, chẳng hạn hông nên làm những dụng cụ TN c liên quan đến súng đạn, cung nỏ... Đảm bảo t nh thẩm mỹ: Do các dụng cụ TN tự tạo là những dụng cụ tận dụng, tự iếm, tự tạo, vì vậy yếu tố thẩm mỹ phải được đặc biệt coi trọng và phải đặt lên hàng đầu. Những dụng cụ cần phải được lựa chọn và phải được gia công chu đáo, cẩn thận để làm tăng t nh thẩm mỹ của n . Đảm bảo t nh hả thi: Các TN được sử dụng phải là những TN dễ thao tác, dễ tiến hành và cho ết quả thuyết phục. 1.4. Thực trạng của vấn đề sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý 1.4.1. Tình hình sử dụng chung của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý Việc sử dụng các thiết bị TN trong dạy học môn Vật lý ở trường THPT trong nhiều năm qua vẫn còn nhiều bất cập, những bất cập đ được thể hiện như sau: GV rất t hi tiến hành TN hi dạy học, việc sử dụng TN còn rất nhiều lúng túng, GV vẫn chủ yếu sử dụng PP thuyết trình, luôn là người thông báo iến thức còn HS tiếp thu iến thức một cách còn thụ động, chưa thực hiện nghiêm túc chủ trương "học đi đôi với hành”, gắn liền với thực tiễn cuộc sống. Thiết bị TN nếu c thì chỉ được GV sử dụng trong các tiết dạy c GV dự giờ hoặc sử dụng trong giờ thi dạy giỏi các cấp, GV t sử dụng TN trong các giờ học bình thường. 16 Các tiết dạy thực hành vẫn chưa thực sự được GV chú trọng, các giờ dạy thực hành đáng lẽ ra phải được thực hiện theo đúng chương trình thì lại được tổ chức thực hành qua loa hoặc chuyển thành giờ ôn tập, ôn thi... Đối với đa số các trường THPT hiện nay, các cán bộ quản l chưa thực sự quan tâm đến việc hai thác sử dụng thiết bị TN của GV, các cuộc thi tự làm đồ dùng họ c tập cho GV t được chú trọng. Phần lớn các GV THPT đều hông để tâm đến việc thiết ế, chế tạo TN để phục vụ trong quá trình dạy học của mình vì công việc này chiếm há nhiều thời gian, trong hi hông c một chế độ nào cho những GV thực hiện các công việc này, do vậy hông huyến h ch được GV tham gia HĐ này t ch cực. 1.4.2. Tình hình cụ thể của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý lớp 10 + Số lượng HS trong lớp của trường THPT còn nhiều so với điều iện cơ sở vật chất và hả năng của GV (37 đến 42 HS/ lớp), nên đem lại nhiều h hăn trong việc phân công nh m HS. + Sự bố tr bàn ghế trong phòng TN còn chưa hợp lý, làm cho việc quản lý của GV gặp nhiều h hăn. + Tại cùng một thời điểm phân phối chương trình thường c sự chồng chéo về thời gian hi các GV cùng hối lớp sử dụng phòng TN, thực hành. + Không c nhiều các buổi hội thảo, toạ đàm, trao đổi những inh nghiệm, ỹ năng thiết ế chế tạo các TN tự tạo giữa các GV, giữa các trường THPT với nhau. + Đầu tư inh ph ở các trường THPT cho việc thiết ế, chế tạo dụng cụ TN tự tạo rất hạn chế, hiêm tốn. + Ở các trường THPT hông c nhiều các cuộc thi chế tạo dụng cụ TN tự tạo sử dụng trong DH. + Không c ch nh sách, chế độ nào cho những GV thiết ế, chế tạo TN tự tạo sử dụng trong DH ở các trường THPT. + Nội dung bài dạy còn há nặng, hông c nhiều thời gian để GV c thể sử dụng TN n i chung và TN tự tạo n i riêng trong DH. 17 1.4.3. Nguyên nhân các thực trạng Qua việc tìm hiểu thực trạng n i trên, ta thấy việc sử dụng TN n i chung và việc sử dụng TN tự tạo trong dạy học vật lý ở các trường THPT hiện nay còn rất nhiều hạn chế, c thể nối vì các nguyên nhân chủ yếu sau: GV rất t hi sử dụng TN trong dạy học, vì sợ tổn nhiều thời gian, gây ảnh hưởng đến các HĐ dạy học hác: sợ TN hông thành công sẽ gây phản tác dụng đối với HS. Sự thiếu thốn về điều iện cơ sở vật chất, trang thiết bị của các trường cũng ảnh hưởng rất lớn đến việc sử dụng TN trong dạy học. Thiết bị TN được cung cấp nhiều nhưng hông đồng bộ, các thiết bị TN chất lượng ém, bị hư hỏng, độ ch nh xác hông cao, GV lại chưa được bồi dưỡng thiếu chuyên môn nghiệp vụ nên hông c hả năng sữa chữa, tái tạo. Số lượng phòng TN, phòng thực hành ở các trường cũng bị hạn chế gây h hăn cho các tiết dạy thực hành của GV. Ở các trường THPT hông c nhiều các cuộc thi chế tạo dụng cụ TN tự tạo sử dụng trong dạy học vì việc đầu tư inh ph ở các trường THPTcho việc thiết ế, chế tạo dụng cụ TN tự tạo rất hạn chế, các GV lại ngại thiết ế, chế tạo TN vì công việc này chiếm há nhiều thời gian, trong hi hông c ch nh sách, chế độ nào cho những GV thiết ế, chế tạo TN tự tạo sử dụng trong dạy học ở các trường THPT ND bài dạy còn há nặng, hông c nhiều thời gian để GVcó thể sử dụng TN n i chung và TN tự tạo n i riêng trong dạy học. 1.4.4. Một số biện pháp nhằm nâng cao chất lƣợng việc sử dụng thí n ghiệm tự tạo trong dạy học 1.4.4.1. Sử dụng thí nghiệm tự tạo để tạo sự tò mò của học sinh với vấn đề đ t ra Tình huống c vấn đề là quy luật HĐ của HS, sáng tạo c hiệu quả. N quy định sự hởi đầu của tư duy, hành động tư duy t ch cực sẽ diễn ra trong quá trình nêu và giải quyết vấn đề. Thực tế trong QTDH đã cho thấy, việc tạo ra tình huống c vấn đề c thể xây dựng theo nhiều cách, nhiều biện pháp hác nhau tùy vào từng nội dung iến thức. Một trong những biện pháp đ là việc SD TN mở đầu, PP mà hầu như trong 18 hoảng thời gian dài nhiều GV đã lãng quên hoặc thực hiện chưa hiệu quả với lý do dụng cụ TN bị hỏng hay hông c dụng cụ TN để tiến hành. Ch nh vì thế việc chế tạo ra các dụng cụ TN tự tạo để SD trong việc nêu vấn đề là hết sức quan trọng. Trong giai đoạn đặ t vấn đề, việc tạo ra tình huống c vấn đề c vai trò r ất quan trọng trong việc thu hút sự chú ý sự suy nghĩ, tư duy của HS. Để tạo tình huống c vấn đề trong DH, GV c thể làm một TN biểu diễn, HS quan sát diễn biến hoặ c ết quả " bất ngờ" của hiện tượng V , tự phát hiện và nhận thức vấn đề. C thể cho HS tự làm TN đơn giản để phát hiện vấn đề mà trước đây c thể cho HS đã gặ p nhưng " hông ngờ" đến. SD TN tự tạo trình bày hiện tượng V xảy ra để lôi cuốn HS ngay từ ban đầu làm cho HS luôn phải đặ t câu hỏi tại sao. Các hiện tượng trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng, nhiều hiện tượng V liên quan đến bài học mà HS hông thể tự mình dự đoán hiện tượng cũng như giải th ch hiện tượng xảy ra. Vì vậy, hi GV sử dụng những TN tự tạo đơn giản trình bày những hiện tượng V đ sẽ làm cho HS hứng thú và hởi động tư duy cho HS. C những hiện tượng V hông đòi h ỏi phải SD những thiết bị TN hiện đại thì mới c thể tái hiện được, mà GV c thể tự chế tạo những TN đơn giản để tạo tình huống c vấn đề ch th ch tư duy của HS, dẫn dắt HS tìm hiểu iến thức mới. 1.4.4.2. Sử dụng thí nghiệm tự tạo tích cực hoạt động tìm kiếm kiến thức của học sinh Theo con đường quan sát iến thức: Sau hi hướng dẫn HS cách làm TN để thu thập những cứ liệu, GV chỉ cho HS những ch lợi của việc tìm hiểu iến thức thì HS tự mình tham gia vào thực nghiệm, TN… tự iểm tra và rút ra những quy luật biến đổi chung của các sự vật, hiện tượng. Theo con đường minh họa: GV hướng dẫn HS biết cách thu thập cứ liệu nhằm minh họa cho những iến thức đã được xây dựng bằng con đường gián tiếp. 1.4.4.3. Sử dụng thí nghiệm tự tạo để củng cố kiến thức và kỹ năng của học sinh Sau hi ết thúc bài học thì GV sử dụng những TN tự tạo vào việc củng cố bài học. HS sử dụng những iến thức đã học để giải th ch những hiện tượng đ . 19 Từ đ , giải th ch các hiện tượng liên quan trong thực tế. Sử dụng TN tự tạo rèn luyện ỹ năng thực hành, ỹ năng phân t ch vấn đề cho HS. 1.4.4.4. Hướng dẫn học sinh tự làm thí nghiệm ở nhà Việc giao và hướng dẫn HS thiết ế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ TN để tiến hành các TN V c tác dụng trên nhiều mặt, g p phần nâng cao chất lượng iến thức, phát triển năng lực hoạt động tr tuệ - thực tiễn độc lập và sáng tạo của HS. Ngoài ra, việc hướng dẫn HS làm TN ở nhà sẽ giúp HS hiểu rõ hơn về các hiện tượng V , yêu th ch môn học hơn, hình thành các ỹ năng, ỹ xảo thực hành TN. Quy trình hướng dẫn HS thiết ế, chế tạo và sử dụng TN ở nhà: - Thảo luận ở lớp về các phương án thiết ế, chế tạo và tiến hành các TN - iệt ê các chi tiết, vật liệu c thể tìm iếm được trên thị trường hay trong gia đình. Càng nêu được các thông số ỹ thuật ch nh xác càng tốt. - Vẽ sơ đồ tổng thể thiết bị, TN. - Vẽ sơ đồ cấu tạo của từng chi tiết và những lưu ý hi gia công cho phù hợp với mục đ ch sử dụng. - Hướng dẫn cách lắp ráp các chi tiết theo sơ đồ tổng thể. - Hướng dẫn vận hành thử thiết bị, TN. - Sử dụng vào học tập. 1.4.4.5. Phối hợp thí nghiệm tự tạo với các phương tiện nghe nhìn trong học tập C những TN tự tạo đơn giản mà HS h c thể quan sát, GV sử dụng các thiết bị hỗ trợ hác như: camera, máy chiếu… để chiếu các hiện tượng đ lên màn chiếu giúp cả lớp c thể quan sát được dễ dàng. 20 Tổng kết chƣơng 1 Chương 1 chúng tôi đã trình bày cơ sở lý luận của việc sử dụng TN trong DHV theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề với những vấn đề chính: Dạy học nêu và giải quyết vấn đề, khái niệm, đặ c điểm của TNVL; phân loại được TNV và đưa ra được yêu cầu khi tiến hành và SD đối với từng loại TN, nêu định nghĩa của TN tự tạo. Dựa trên cơ sở đ chúng tôi nhận thấy TN tự tạo c những ưu điểm nổi bật là các dụng cụ TN là những dụng cụ đơn giản, dễ iểm, TN tự tạo c hình thức gọn nhẹ, dễ lắp ráp và sử dụng, TN bám sát với nội dung cần dạy nên thuận lợi trong việc DH của GV. Tuy nhiên, TN tự tạo chủ yếu là những TN định t nh, độ bền và t nh thẩm mỹ của TN thường hông cao. Chúng tôi đã phân t ch được vai trò của TN tự tạo trong quá trình DH đố i với HS và đối với GV, phân tích những yêu cầu khi xây dựng và sử dụng TN tự tạo trong DH. Chúng tôi tìm hiểu thực trạng của việc sử dụng TN nói chung và TN tự tạ o nói riêng trong DHVL, phân tích các nguyên nhân của thực trạng. Trên cơ sở đ đề xuất được một số biện pháp nhằm nâng cao chất lượng sử dụng TN tự tạ o trong DH. Trong quá trình tìm hiểu cơ sở lý luận và thực tiễn cho thấy, TN V n i chung và TN tự tạo n i riêng c tác dụng nhiều mặt cụ thể trong việc nắ m vững iến thức, rèn luyện ỹ năng, phát triển năng lực sáng tạo và bồi dưỡng nhân cách, ỹ năng, ỹ thuật cho HS. Vì vậy muốn nâng cao chất lượng trong DHV thì vấn đề nghiên cứu thiết ế, chế tạo TN và sử dụng TN trong DHV lớp 10 theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề là là một trong những PP góp phần đáng ể trong công cuộc cải cách giáo dục hiện nay. Những cơ sở lý luận nghiên cứu trên đây sẽ được chúng tôi cụ thể h a trong việc vận dụng thiết ế, chế tạo và sử dụng một số TN trong DHV lớp 10. 21 Chƣơng 2: THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÝ 10 CƠ BẢN 2.1. Quy trình chung khi tiến hành chế tạo thí nghiệm Để chế tạo thành công một bộ TN hay một TN và sử dụng đượ c trong quá trình dạy học ở trường THPT ta có thể tiến hành theo các bước sau: - Xác định mục đ ch hoa học và mục đ ch dạy học của TN cần chế tạo - Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, tham khảo các tài liệu c liên quan đến TN. - Thiết kế phương án, sơ đồ và mô hình của TN. - Tìm kiếm vật liệu, thiết bị phục vụ cho việc chế tạo TN. - Lắp ráp vật liệu dụng cụ theo sơ đồ đã thiết kế. - Thử nghiệm, kiểm tra quá trình HĐ của TN, điều chỉnh cho phù hợp. - Xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng TN tự tạo. - Sử dụng TN tự tạo vào dạy học. - Rút ra nhận xét về hiệu quả của TN sau khi dạy học, điều chỉnh những sai s t để TN hoàn chỉnh hơn. 2.2. Thiết kế và chế tạo thí nghiệm 2.2.1. Thí nghiệm kiểm chứng định luật Bôi- lơ – Ma-ri- ốt. 2.2.1.1. Mục đích thí nghiệm Qua mô hình th nghiệm , học sinh thấy rằng điều quan trọng của th nghiệm là cho ta thấy được mối quan hệ định t nh giữa thể t ch và áp suất của một lượng h ( ở ph a trên mặt nước của chai) . Khi thể t ch giảm thì áp suất tăng và ngược lại. 2.2.1.2. Cơ sở lý thuyết Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng h nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể t ch.

UBND TỈNH QUẢNG NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ - HÓA - SINH

- -

DƯƠNG THỊ NHẬT

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC

PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÍ 10 CƠ BẢN THEO HƯỚNG

DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Ở TRƯỜNG THPT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Quảng Nam, tháng 05 năm 2019

„UBND TỈNH QUẢNG NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ - HÓA - SINH

DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả mới mà tôi công bố trong h a luận là trung thực và chưa được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Quảng Nam, ngày tháng năm 2019

Tác giả

Dương Thị Nhật

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình đại học và viết khóa luận tốt nghiệp này một cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự nổ lực cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quý thầy cô, sự động viên ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện khóa luận

Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành vả sâu sắc nhất đến cô giáo TS.Võ Thị Hoa – Người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn chỉnh bài khóa luận này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng quý thầy cô giáo tổ Vật

lý – Khoa Lý- Hóa – Sinh Trường Đại Học Quảng Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt bài khóa luận này cũng như đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và tập thể quý thầy cô giáo trường THPT Trần Văn Dư đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo mọi điều kiên thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài này

Xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, những người luôn động viên, hỗ trợ

và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện khóa luận này

Người thực hiện

Dương Thị Nhật

DANH MỤC C C CH VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

DANH MỤC C C HÌNH

Hình 2.1: Hình ảnh th nghiệm định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt 23

Hình 2.2: Hình ảnh nước phun ra ở im tiêm 24

Hình 2.3: Hình ảnh th nghiệm sự nở vì nhiệt của vật rắn 25

Hình 2.4: Hình ảnh th nghiệm sự nở vì nhiệt sau hi đốt n ng thanh nhôm 26

Hình 2.5: Hình ảnh th nghiệm về thuyết động học phân tử chất h 27

Hình 2.6: Hình ảnh thuyết động học phân tử chất h sau hi đổ nước sôi vào 28

Hình 2.7: Hình ảnh Th nghiệm về hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng 29

Hình 2.8: Hình ảnh th nghiệm sau hi chọc thủng màng xà phòng 29

DANH MỤC C C BẢNG

Bảng 3.1:Mẫu thực nghiệm 44

Bảng 3.2: Bảng phân phối tần số (fi) các điểm số (Xi) của bài iểm tra sau TNg 42

Bảng 3.3:Bảng phân phối tần suất 47

Bảng 3.4: Phân phối tần suất t ch lũy 48

Bảng 3.5: Bảng phân loại theo học lực của HS 48

Bảng 3.6: Các tham số thống ê 49

DANH MỤC C C BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1:Biểu đồ phân bố điểm của hai nh m TNg và ĐC 47

Biểu đồ 3.2: Biểu đồ phân phối tần suất của hai nh m ĐC và TN 47

Biểu đồ 3.3: Biểu đồ phân phối tần suất t ch luỹ 48

Biểu đồ 3.4: Biểu đồ phân loại học lực của HS 49

MỤC LỤC

ỜI CAM ĐOAN i

ỜI C M N ii

DANH M C C C CHỮ VI T TẮT iii

DANH M C C C HÌNH iv

DANH M C C C B NG v

DANH M C C C BIỂU ĐỒ vi

Phần 1 MỞ ĐẦU 1

1 ý do chọn đề tài 1

2 ịch sử nghiên cứu đề tài 2

3 Mục tiêu của đề tài 2

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

5 Giả thuyết hoa học 3

6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

7 Phương pháp nghiên cứu 3

8 Bố cục luận văn 4

Phần 2 NỘI DUNG 5

Chương 1: C SỞ Ý UẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ D NG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO THEO HƯỚNG DẠY HỌC NÊU VÀ GI I QUY T VẤN ĐỀ Ở HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 5

1.1 Dạy học nêu và giải quyết vấn đề 5

1.1.1 Những hái niệm dạy học nêu và giải quyết vấn đề 5

1.1.2 Các giai đoạn của dạy học nêu và giải quyết vấn đề 7

1.1.4.1 Giai đoạn 1: Đề xuất vấn đề 7

1.1.3 Mức độ của dạy học nêu và giải quyết vấn đề 7

1.1.4 Ưu điểm và nhược điểm của dạy học nêu và giải quyết vấn đề 8

1.2 Th nghiệm Vật l 9

1.2.1 Khái niệm và đặc điểm của th nghiệm Vật l 9

1.2.2 Vai trò của th nghiệm theo quan điểm dạy học nêu và giải quyết vấn đề 10

1.2.3 Phân loại th nghiệm 12

1.2.4 Những yêu cầu đối với việc sử dụng TN trong dạy học Vật l 12

1.3 Th nghiệm tự tạo 13

1.3.1 Khái niệm th nghiệm tự tạo 13

1.3.2 Ưu và nhược điểm của th nghiệm tự tạo 13

1.4 Thực trạng của vấn đề sử dụng th nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý 15

1.4.1 Tình hình sử dụng chung của việc sử dụng th nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý 15

1.4.2 Tình hình cụ thể của việc sử dụng th nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý lớp 10 16

1.4.3 Nguyên nhân các thực trạng 17

1.4.4 Một số biện pháp nhằm nâng cao chất lượng việc sử dụng th nghiệm tự tạo trong dạy học 17

Tổng ết chương 1 20

Chương 2: THI T K VÀ SỬ D NG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT Ý 10 C B N 21

2.1 Quy trình chung hi tiến hành chế tạo th nghiệm 21

2.2 Thiết ế và chế tạo th nghiệm 21

2.2.1 Th nghiệm iểm chứng định luật Bôi- lơ – Ma-ri- ốt 21

2.2.2 Th nghiệm tìm hiểu về sự giãn nở vì nhiệt của vật rắn 25

Hình 2.3: Hình ảnh th nghiệm sự nở vì nhiệt của vật rắn 25

2.2.3 Th nghiệm iểm chứng nội dung của thuyết động học phân tử chất h 26

2.2.4 Th nghiệm về hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng 28

2.3 Quy trình thiết tiến trình dạy học c sử dụng th nghiệm tự tạo nhằm t ch cực hoạt động học tập của học sinh theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề 30

2.4 Thiết ế giáo án thực nghiệm sư phạm 31

Tổng ết chương 2 42

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 43

3.1 Mục đ ch thực nghiệm sư phạm 43

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 43

3.3 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm 43

3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 43

3.4.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 43

3.4.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 44

3.5 Đánh giá ết quả thực nghiệm sư phạm 45

3.5.1 Đánh giá định t nh 45

3.5.2 Đánh giá định lượng 45

Tổng ết chương 3 50

Phần 3 K T UẬN VÀ KI N NGHỊ 51

1 Những ết quả đạt được 51

2 Một số iến nghị 52

3 Hướng phát triển 52

TÀI IỆU THAM KH O 53

PH C 2 13

PH C 3 18

PH C 4 20

Phần 1 MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Xã hội càng phát triển người ta càng trông đợi và đòi hỏi nền giáo dục làm thế nào để g p phần nhiều nhất cho sự phát triển cá nhân, làm thế nào chuẩn bị cho người học c tiềm năng tốt nhất để đương đầu th ch ứng trước những thực tế biến động của xã hội, nhanh ch ng hòa nhập vào nền inh tế tri thức Đặc biệt là phải đào tạo thế hệ trẻ phát triển nhân cách toàn diện, năng lực sáng tạo và phẩm chất đạo đức tốt để làm chủ được đất nước

Ch nh vì vậy, việc đổi mới công tác giáo dục và đào tạo đã diễn ra rất sôi động ở nhiều nước trên thế giới và hu vực Theo xu hướng đ Đảng và nhà nước ta đã xác định " Giáo dục là quốc sách hàng đầu", đầu tư cho giáo dục là đầu tư cho sự phát triển Điều này đã đặt ra ngành giáo dục và đào tạo những nhiệm vụ rất h hăn là phải đổi mới đồng bộ cả về mục đ ch, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học

Vật l là một bộ môn hoa học thực nghiệm con đường tìm ra iến thức Vật

l , hầu hết các iến thức vật l đều được rút ra từ những quan sát và th nghiệm Nên việc sử dụng phương pháp th nghiệm trong dạy học Vật l ở trường phổ thông hông chỉ là công việc bắt buộc, mà n còn là một trong những biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất lượng dạy học, g p phần t ch cực vào hoạt động dạy học nêu và giải quyết vấn đề Đ là cách thức hoạt động của thầy và trò, giúp cho trò tự chiếm lĩnh iến thức ĩ năng, ĩ xảo, đặc biệt là ĩ năng, ĩ xảo thực hành Th nghiệm tự tạo còn giúp cho học sinh c niềm tin vào hoa học, áp dụng vào thực tế đời sống Muốn quá trình dạy học vật l diễn ra vừa hoa học, vừa phát huy t nh t ch cực sáng tạo của HS thì bài học hông thể thiếu các bài

TN thực hành

Phần Nhiệt học Vật l 10 cơ bản là phần tương đối dùng nhiều th nghiệm

và áp dụng vào thực tiễn, rất gần gũi với đời sống hằng ngày Tuy nhiên các thiết

bị TN ở phần này trường phổ thông còn hạn chế Nguyên nhân một phần là do sự thiếu vốn về cơ sở vật chất, hoặc là do thiết bị TN được cung cấp nhiều nhưng hông đồng bộ, các thiết bị TN chất lượng ém, bị hư hỏng trong hi vận

chuyển, bảo quản, bên cạnh đ hông c các thiết bị dự trữ để thay thế nên hi tiến hành TN thường cho ết quả hông ch nh xác Để g p phần nâng cao hiệu

quả dạy học phần này, tôi đã chọn nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu xây dựng và

sử dụng một số thí nghiệm tự tạo trong dạy học phần Nhiệt học Vật lí 10 cơ bản theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở trường THPT”

2 Lịch sử nghiên cứu đề tài

iên quan đến vấn đề chế tạo và sử dụng TN tự tạo trong dạy học Vật l có rất nhiều công trình nghiên cứu ở các cấp độ hác nhau:

Tiến sĩ Huỳnh Trọng Dương, Nghiên cứu xây dựng và sử dụng TN theo hướng t ch cực h a HĐ nhận thức của HS trong dạy học Vật l ở trường THCS, luận án tiến sĩ giáo dục học Đại học Huế (2007)

Sinh viên Trần Thị Trang, Nghiên cứu thiết ế, chế tạo và sử dụng một số

TN phần điện học chương trình Vật l 11 theo hướng t ch cực h a HĐ nhận thức của HS, h a luận tốt nghiệp Đại Học Quảng Nam (2013)

Trương Ngọc Điều, Nghiên cứu sử dụng th nghiệm trong dạy học giải quyết vấn đề phần nhiệt học, Vật l lớp 10 nâng cao, luận văn thạc sĩ giáo dục học (2010)

3 Mục tiêu của đề tài

p dụng được các biện pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề một cách

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng TN theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở trường THPT

- Đánh giá thực trạng về vấn đề sử dụng th nghiệm n i chung và th nghiệm tự tạo n i riêng trong dạy học vật lý THPT

- Nghiên cứu thiết ế chế tạo một số TN phần Nhiệt học vật l 10 THPT

- Thiết ế tiến trình dạy học một số bài cụ thể c sử dụng TN tự tạo được theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề

- Sử dụng các tiến trình dạy học và các TN tự tạo vào thực tiễn dạy học để đánh giá hiệu quả của các TN tự tạo

5 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết ế, chế tạo được các th nghiệm Vật l lớp 10 phần Nhiệt học sử dụng vào quá trình dạy học Vật l lớp 10 một cách hiệu quả thì sẽ g p phần t ch cực h a hoạt động nhận thức của học sinh qua đ nâng cao chất lượng dạy học Vật l ở trường THPT

6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng TN tự tạo nói riêng trong dạy học

- Một số TN Vật l phần Nhiệt học Vật lý 10 cơ bản

- Quá trình dạy học c sử dụng th nghiệm tự tạo tại trường THPT Trần Văn

Dư huyện Phú Ninh - Quảng Nam

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu văn iện của Đảng, các ch nh sách của nhà nước, các chỉ thị của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về đổi mới giáo dục phổ thông

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về tâm lý và giáo dục học, lý luận dạy học, phương pháp dạy học Vật l ,

- Nghiên cứu nội dung, chương trình sách giáo hoa lớp 10 ban cơ bản

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Trao đổi trực tiếp với một số giáo viên bộ môn l ở trường THPT

7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Được tiến hành ở trường trung học phổ thông nhằm đánh giá hiệu quả của dụng cụ th nghiệm, tiến trình và các biện pháp sư phạm đã đề xuất

7.4 Phương pháp thống kê toán học

Dựa vào số liệu thu thập được sử dụng phương pháp thống ê thông dụng

để phân t ch, xử lý ết quả thực nghiệm sư phạm cả về mặt định t nh và định lượng

8 Bố cục luận văn

Ngoài phần mở đầu, ết luận, phụ lục và tài liệu tham hảo h a luận gồm

c 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng th nghiệm tự tạo theo

hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở học sinh THPT

Chương 2: Thiết ế và sử dụng một số th nghiệm tự tạo trong dạy học phần

Nhiệt học Vật l 10 cơ bản

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Phần 2 NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO THEO HƯỚNG DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ở HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.1 Dạy học nêu và giải quyết vấn đề

1.1.1 Những khái niệm dạy học nêu và giải quyết vấn đề

1.1.1.1 Vấn đề

Vấn đề là một câu hỏi hay một điều gì đ chứa đựng sự nghi ngờ, sự h hăn, sự hông chắc chắn cần được xem xét, nghiên cứu, giải quyết

“Vấn đề trong học tập” dùng để chỉ một h hăn, một nhiệm vụ nhận

thức mà HS hông thể giải quyết được bằng inh nghiệm, iến thức, ĩ năng, phương pháp đã c , nghĩa là để giải quyết vấn đề hông thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần mà phải tìm tòi sáng tạo và hi giải quyết được thì người học thu được iến thức, ĩ năng, phương pháp mới

1.1.1.2 Tình huống có vấn đề

C thể hiểu tình huống c vấn đề phải thỏa mãn những điều iện sau:

+ Tồn tại một vấn đề, một mâu thuẫn

Vấn đề đưa ra phải chứa một mâu thuẫn, c mâu thuẫn mới ch th ch được hoạt động tư duy Mâu thuẫn là nguyên nhân của mọi sự vận động là động lực của sự phát triển

Mâu thuẫn ở đây c thể là mâu thuẫn giữa lý thuyết và thực tiễn, mâu thuẫn giữa tưởng tượng suy đoán dựa trên inh nghiệm và thực tiễn, mâu thuẫn giữa tri thức cũ và tri thức mới, mâu thuẫn giữa logic và lịch sử, mâu thuẫn giữa nguyên nhân và ết quả

+ HS chưa đủ khả năng giải quyết vấn đề (mâu thuẫn) trong tình huống với kiến thức, kĩ năng hiện có

+ HS có nhu cầu giải quyết vấn đề

Để HS c nhu cầu giải quyết vấn đề, thông thường vấn đề đ phải l thú, gây tác động đến nhận thức của HS Mặt hác, vấn đề ở đây cũng phải vừa sức

HS Nếu vấn đề nêu ra quá h , quá xa lạ, HS cảm thấy hông liên quan gì đến mình thì họ cũng hông c mong muốn giải quyết vấn đề.[6]

1.1.1.3 Các loại tình huống có vấn đề

a Tình huống phát triển, hoàn chỉnh

HS đứng trước một vấn đề chỉ mới giải quyết được một phần, một bộ phận, trong phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang phạm vi mới, lĩnh vực mới

b Tình huống lựa chọn

HS đứng trước một vấn đề c mang một số dấu hiệu quen thuộc c liên quan đến một số iến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết, nhưng chưa chắc chắn là c thể dùng iến thức nào, phương pháp nào để giải quyết vấn

đề cho hiệu quả HS cần phải lựa chọn thậm ch thử xem iến thức nào, phương pháp nào c hiệu quả để giải quyết được vấn đề đặt ra

c Tình huống bất ngờ

HS đứng trước một vấn đề xảy ra trái với suy nghĩ thông thường, trái với những iến thức mà HS đã biết và HS hông biết dựa vào đâu để lý giải HS cần tìm hiểu xem nguyên nhân vì đâu lại c sự trái ngược, lạ lùng đ

d Tình huống bế tắc

HS đứng trước một vấn đề mà trước đây chưa gặp một vấn đề nào tương tự Vấn đề cần giải quyết hông c dấu hiệu nào liên quan đến một iến thức hoặc một phương pháp đã biết HS bắt buộc phải xây dựng iến thức mới hay phương pháp mới để giải quyết vấn đề Tình huống này thường gặp hi nghiên cứu một lĩnh vực iến thức mới [6]

1.1.1.4 Khái niệm dạy học “ nêu và giải quyết vấn đề”

Dạy học “Nêu và giải quyết vấn đề” là một phân hệ của phương pháp dạy học vì nó tập hợp nhiều phương pháp cụ thể thành một chính thể để đạt mục đ ch

sư phạm, là tổ chức hoạt động sáng tạo của người học, trên cơ sở vừa tiếp thu kiến thức vừa hình thành được những kinh nghiệm kỹ năng trên cơ sở tìm tòi nghiên cứu Trong dạy học “Nêu và giải quyết vấn đề”, c đặc trưng là đặt người học tình huống có vấn đề, mà một tình huống có vấn đề đối với người học khi nó

chứa đựng vấn đề chưa biết, phù hợp với nhu cầu, khả năng vốn có của cá nhân

đ và hi giải quyết được vấn đề, cá nhân đạt được một bước phát triển mới Như vậy phương pháp dạy học “Nêu và giải quyết vấn đề” được xây dựng dựa trên bản chất của hoạt động dạy học, xem hoạt động dạy học là một quá trình nhận thức tích cực Ngoài ra phương pháp dạy học “Nêu và giải quyết vấn đề” còn được xây dựng trên nguyên tắc tính tích cực, tự giác, độc lập nhận thức của người học trong giáo dục bởi vì nó khêu gợi được động cơ học tập

1.1.2 Các giai đoạn của dạy học nêu và giải quyết vấn đề

1.1.4.1 Giai đoạn 1: Đề xuất vấn đề

à giai đoạn đưa HS vào tình huống c vấn đề Mục đ ch của giai đoạn này

là làm xuất hiện mâu thuẫn trong HS, hướng dẫn họ xác định nhiệm vụ nhận thức, biến n thành mâu thuẫn chủ quan cần giải quyết, đặt HS trước những h hăn vừa sức, đòi hỏi các em làm việc căng thẳng nghiệm túc nhưng tin tưởng là

c thể giải quyết được

1.1.4.2 Giai đoạn 2: Nghiên cứu giải quyết vấn đề và kết luận

HS đề xuất giải pháp hảo sát lý thuyết hoặc hảo sát thực nghiệm hoặc cả hai để giải quyết vấn đề đặt ra, rồi thực hiện giải pháp đã đề xuất để rút ra ết

luận về cái cần tìm

1.1.4.3 Giai đoạn 3: Củng cố và vận dụng kiến thức

Mục đ ch của giai đoạn này là giúp HS vận dụng tri thức đã học để giải quyết những vấn đề tương tự hoặc những vấn đề hác mới mẻ hơn Trong quá trình vận dụng, nhiều hi lại làm này sinh vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo [6]

1.1.3 Mức độ của dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Tùy theo mức độ tham gia của HS vào quá trình nghiên cứu và giải quyết vấn đề, người ta phân chia dạy học nêu và giải quyết vấn đề thành nhiều mức độ

- Mức độ 1: GV đưa HS vào tình huống c vấn đề, nêu ra vấn đề từ tình huống đ và trình bày cách giải quyết vấn đề và ết luận HS lắng nghe và tiếp thu (giống với pp diễn giảng nhưng diễn giảng theo các bước của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề)

- Mức độ 2: GV đưa HS vào tình huống c vấn đề, nêu vấn đề sau đ gợi ý hướng dẫn để HS tìm cách giải quyết vấn đề GV cũng HS cũng ết luận

- Mức độ 3: GV đưa HS vào tình huống c vấn đề, HS tự phát hiện ra vấn

đề và tự lực giải quyết vấn đề với sự giúp đỡ của GV hi cần

- Mức độ 4: HS tự tìm ra vấn đề và tự lực giải quyết vấn đề, GV chỉ tham gia hi thực sự cần thiết

Mức độ Đặt vấn đề Giải quyết vấn

1.1.4 Ưu điểm và nhược điểm của dạy học nêu và giải quyết vấn đề

năng hay chưa tự tin ph mặc các hoạt động cho

người hác trong nh m

X

việc độc lập và t nh dễ th ch ứng trong các hoàn

cảnh mới

X

trọng hơn là giúp HS phát triển được ĩ năng giải

quyết vấn đề và phát triển thêm nhiều ĩ năng hác

( ĩ năng sử dụng dụng cụ th nghiệm, đọc tài liệu,

làm việc nh m…)

X

1.2 Thí nghiệm Vật lí

1.2.1 Khái niệm và đặc điểm của thí nghiệm Vật lí

1.2.1.1 Khái niệm TNVL

Th nghiệm Vật lý là sự tác động c chủ định, c hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực hách quan Thông qua sự phân t ch các điều iện mà trong đ đã diễn ra sự tác động và các ết quả của sự tác động, ta c thể thu được tri thức mới [5]

1.2.1.2 Đ c điểm của TNVL

Các điều iện của TN phải được lựa chọn và được thiết lập c chủ định sao cho thông qua TN, c thể trả lời được câu hỏi đặt ra, c thể iểm tra được giả

thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết Mỗi TN c ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, PT gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và PT quan sát, đo đạc để thu nhận các ết quả của sự tác động

Các điều iện của TN c thể biến đổi được để ta c thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong hi các đại lượng hác được giữ hông đổi

Các điều iện TN phải được hống chế, iểm soát đúng như dự định nhờ

SD các thiết bị TN c độ ch nh xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân t ch thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu,hạn chế tối đa các nhiễu

Đặc điểm quan trọng nhất là t nh c thể quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đ , do sự biến đổi của đại lượng hác Điều này đạt được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của PT quan sát, đo đạc

C thể lặp lại được TN Với các thiết bị TN, các điều iện TN như nhau thì hi bố tr lại TN, tiến hành lại TN, các QTV phải diễn ra trong TN giống như các TN trước đ

1.2.2 Vai trò của thí nghiệm theo quan điểm dạy học nêu và giải quyết vấn đề

- TN c thể được SD trong tất cả các giai đoạn hác nhau của tiến trình

DH

TN V c thể được SD trong tất cả các giai đoạn hác nhau của tiến trình

DH như: đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề củng cố iến thức và iểm tra đánh giá iến thức ỹ năng, ỹ xảo của HS [5]

Việc SD TN để tạo tình huống c vấn đề là rất c hiệu quả trong DH Do

ết quả TN mâu thuẫn với iến thức đã biết, với inh nghiệm sẵn c hoặc trái ngược với sự chờ đợi của HS nên n tạo ra nhu cầu, hứng thú tìm tòi iến thức, hứng thú tìm tòi iến thức mới của HS Các TN được SD để tạo tình huống c vấn đề thường là các TN đơn giản, t tốn thời gian chuẩn bị và tiến hành

TN c vai trò qua trọng trong việc hình thành iến thức mới N cung cấp một cách c hệ thống các cứ liệu TNg, để từ đ hái quát h a quy nạp, iểm tra được t nh đúng đắn của giả thuyết hoặc hiệu quả lôgic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hình thành iến thức mới Để giảm t nh áp đặt, GV c thể tiến hành những

TN, để minh họa iến thức đã đưa ra trong một trường hợp cụ thể, đơn giản

- TN c thể được SD một cách đa dạng trong quá trình củng cố (ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống h a, vận dụng) iến thức, ỹ năng của HS

- TN là PT nhằm g p phần nâng cao chất lượng iến thức và rèn luyện ỹ năng, ỹ xảo V cho HS Nhờ TN HS c thể hiểu sâu hơn bản chất V của các hiện tượng, định luật, quá trình được nghiên cứu và do đ c hả năng vận dụng iến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn [5]

- TN là PT g p phần quan trọng vào việc giáo dục ỹ thuật tổng hợp cho

HS

Thông qua việc tiến hành TN, HS c cơ hội rèn luyện ỹ năng, ỹ xảo thực hành, g p phần thiết thực vào việc giáo dục ỹ thuật tổng hợp cho HS TN còn là điều iện để HS rèn luyện những phẩm chất của người lao động mới, như: đức t nh cẩn thận, iên trì, Xét trên phương diện thao tác ỹ thuật, chúng ta hông thể phủ nhận vai trò của TN đối với việc rèn luyện sự héo léo tay chân của HS [5]

- TN là phương tiện ch th ch hứng thú học tập của HS

HS học tập, nhờ đ làm cho HS t ch cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận thức [5]

- TN là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của HS

TN là PT tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể qua đ g p phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS Qua TN đòi hỏi HS phải làm việc tự lực hoặc phối hợp tập thể, nhờ đ c thể phát huy vai trò cá nhân hoặc

t nh cộng đồng trách nhiệm trong công việc của HS [5]

- TNV g p phần làm đơn giản hoá các hiện tượng và QTV [5]

TN g p phần đơn giản hoá hiện tượng, tạo trực quan sinh động để hỗ trợ cho tư duy trừu tượng của HS, giúp HS tư duy trên những đối tượng cụ thể, những hiện tượng và quá trình đang diễn ra trước mắt họ TN V g p phần làm đơn giản hoá các hiện tượng phức tạp trong tự nhiên, làm nổi bật những h a cạnh cần nghiên cứu của từng hiện tượng và QTV giúp HS dễ quan sát, dễ theo dõi và dễ tiếp thu bài

1.2.3 Phân loại thí nghiệm

Sơ đồ 1.1: Phân loại thí nghiệm Vật lí

1.2.4 Những yêu cầu đối với việc sử dụng TN trong dạy học Vật lí

Xác định rõ logic của tiến trình dạy học, trong đ việc sử dụng TN phải là một bộ phận hữu cơ của quá trình dạy học, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức

Cần xác định rõ dụng cụ cần sử dụng, sơ đồ mục đ ch của TN (trình tự thao tác như thế nào? Cần quan sát, đo đạc cái gì? Để làm gì?)

Đảm bảo HS ý thức được rõ ràng và tham gia t ch cực vào tất cả các giai đoạn TN bằng cách giao cho HS các nhiệm vụ cụ thể

TN phải thành công, c ết quả rõ ràng

Mọi dụng cụ thiết bị và cách tiến hành TN phải thỏa mãn những qui tắc và

ỹ thuật an toàn [7]

1.3 Thí nghiệm tự tạo

1.3.1 Khái niệm thí nghiệm tự tạo

TN tự tạo là TN được GV và HS làm ra theo mẫu trong SGK, hoặc là TN được cải tiến từ các thiết bị máy m c, hoặc là TN tự tạo theo ý tưởng, sáng iến mới bằng những dụng cụ đơn giản, dễ iếm trong đời sống hằng ngày [7]

1.3.2 Ưu và nhược điểm của thí nghiệm tự tạo

Ưu điểm của thí nghiệm tự tạo

- Dụng cụ cho TN là những dụng cụ đơn giản, dễ iếm nên GV và HS c

- TN dễ thành công, cho ết quả rõ ràng, thuyết phục nhưng lại t tốn thời gian Thao tác tiến hành TN hông đòi hỏi phải c những ỹ năng đặc biệt nên

GV nào cũng c thể làm được Không đòi hỏi hắc he về cơ sở vật chất nên ở đâu cũng tiến hành TN được

- TN phù hợp, bám sát với nội dung cần dạy nên rất thuận lợi trong DH

Nhược điểm của thí nghiệm tự tạo:

- Độ bền của dụng cụ thường hông cao

- TN đơn giản rẻ tiền chủ yếu là những TN định t nh, t c TN định lượng

- T nh thẩm mỹ của TN thường hông cao

1.3.3.Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học

Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học đối với học sinh

Việc chế tạo và SD các dụng cụ TN tự tạo, giúp HS nắm vững iến thức sâu sắc, ch nh xác và bền vững hơn Trong nhiều trường hợp, việc tiến hành TN, giải th ch và tiên đoán ết quả TN đòi hỏi HS phải huy động các iến thức đã học

ở nhiều phần hác nhau của V Thông qua đ các iến thức V mà HS đã lĩnh hội được củng cố, đào sâu, mở rộng và hệ thống hoá

Với những ưu điểm nổi trội của TN tự tạo nên GV c thể tổ chức cho HS

tự đề cập trong bài, giúp HS tự nhận thấy sự vô l về những quan niệm sai lệch của mình một cách thuyết phục

Những thiết bị c sẵn ở phòng TN ở trường THPT, trong một số trường hợp " cái hiện đại" của thiết bị này đã che lấp bản chất V của hiện tượng xảy ra trong TN mà HS cần phải nhận thức rõ Việc chế tạo dụng cụ TN tự tạo c thể hắc phục được điều này, giúp cho HS nhận thức rõ bản chất V của các hiện tượng xảy ra trong TN

TN tự tạo liên quan đến hiện tượng, QTV rất gần gũi với HS nên sau một quá trình học tập với TN tự tạo, HS sẽ quan tâm hơn đến các hiện tượng V xung quanh Giúp HS thay đổi PP suy nghĩ, PP học tập, HS bắt đầu rèn luyện th i quen thảo luận hoa học, bàn bạc, chấp nhận hay phản đối ý iến…

Qua việc chuẩn bị dụng cụ, thao tác các TN HS được rèn luyện nhiều ỹ năng đề xuất các giả thiết, dự đoán, đ nh ch nh những hái niệm

Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học đối với giáo viên

Khắc phục được tồn tại của việc sử dụng TN trong DHV Giúp GV c thiết bị TN để xây dựng các mô hình dạy và học t ch cực phù hợp với PP đặc trưng của bộ môn là phương pháp TNg

GV c thể cá thể hoá quá trình học tập của HS bằng cách giao cho các loại đối tượng HS hác nhau các nhiệm vụ chế tạo dụng cụ TN và tiến hành TN với mức độ h dễ hác nhau, nông sâu hác nhau và với mức độ hướng dẫn hác nhau

ịch sử phát triển của V đã cho thấy: những phát minh cơ bản thường gắn liền với những TN tự tạo đơn giản Việc chế tạo các dụng cụ TN tự tạo để minh hoạ nguyên tắc của những TN do các nhà bác học đã tiến hành (TN của Galilê về chuyển động nhanh dẫn đều trên máng nghiêng, các TN của Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ, ) g p phần chỉ cho HS thấy con đường hình thành

và phát triển của các iến thức V , bồi dưỡng cho HS PP nhận thức V , đặc biệt

là phương pháp TNg

Chủ động tìm và lựa chọn các PPDH th ch hợp, với thiết bị do GV và HS

tự làm hắc phục được h hăn về cơ sở vật chất, hạn chế việc học chay, dạy chay

Đa dạng h a việc tổ chức giờ học V bằng các PP hác nhau

1.3.4 Những yêu cầu khi chế tạo và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học

Đảm bảo t nh hoa học: Các TN phải được bố tr hợp lý, hoa học, các dụng

cụ TN hông được che lấp lẫn nhau TN phải ngắn gọn, ết quả phải rõ ràng,

Đảm bảo t nh hả thi: Các TN được sử dụng phải là những TN dễ thao tác,

dễ tiến hành và cho ết quả thuyết phục

1.4 Thực trạng của vấn đề sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý

1.4.1 Tình hình sử dụng chung của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý

Việc sử dụng các thiết bị TN trong dạy học môn Vật lý ở trường THPT trong nhiều năm qua vẫn còn nhiều bất cập, những bất cập đ được thể hiện như sau: GV rất t hi tiến hành TN hi dạy học, việc sử dụng TN còn rất nhiều lúng túng, GV vẫn chủ yếu sử dụng PP thuyết trình, luôn là người thông báo iến thức còn HS tiếp thu iến thức một cách còn thụ động, chưa thực hiện nghiêm túc chủ trương "học đi đôi với hành”, gắn liền với thực tiễn cuộc sống

Thiết bị TN nếu c thì chỉ được GV sử dụng trong các tiết dạy c GV dự giờ hoặc sử dụng trong giờ thi dạy giỏi các cấp, GV t sử dụng TN trong các giờ học bình thường

Các tiết dạy thực hành vẫn chưa thực sự được GV chú trọng, các giờ dạy thực hành đáng lẽ ra phải được thực hiện theo đúng chương trình thì lại được tổ chức thực hành qua loa hoặc chuyển thành giờ ôn tập, ôn thi

Đối với đa số các trường THPT hiện nay, các cán bộ quản l chưa thực sự quan tâm đến việc hai thác sử dụng thiết bị TN của GV, các cuộc thi tự làm đồ dùng học tập cho GV t được chú trọng Phần lớn các GV THPT đều hông để tâm đến việc thiết ế, chế tạo TN để phục vụ trong quá trình dạy học của mình vì công việc này chiếm há nhiều thời gian, trong hi hông c một chế độ nào cho những GV thực hiện các công việc này, do vậy hông huyến h ch được GV tham gia HĐ này t ch cực

1.4.2 Tình hình cụ thể của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý lớp 10

+ Số lượng HS trong lớp của trường THPT còn nhiều so với điều iện cơ sở vật chất và hả năng của GV (37 đến 42 HS/ lớp), nên đem lại nhiều h hăn trong việc phân công nh m HS

+ Sự bố tr bàn ghế trong phòng TN còn chưa hợp lý, làm cho việc quản lý của GV gặp nhiều h hăn

+ Tại cùng một thời điểm phân phối chương trình thường c sự chồng chéo về thời gian hi các GV cùng hối lớp sử dụng phòng TN, thực hành

+ Không c nhiều các buổi hội thảo, toạ đàm, trao đổi những inh nghiệm,

ỹ năng thiết ế chế tạo các TN tự tạo giữa các GV, giữa các trường THPT với nhau

+ Đầu tư inh ph ở các trường THPT cho việc thiết ế, chế tạo dụng cụ

+ Nội dung bài dạy còn há nặng, hông c nhiều thời gian để GV c thể

sử dụng TN n i chung và TN tự tạo n i riêng trong DH

1.4.3 Nguyên nhân các thực trạng

Qua việc tìm hiểu thực trạng n i trên, ta thấy việc sử dụng TN n i chung và việc sử dụng TN tự tạo trong dạy học vật lý ở các trường THPT hiện nay còn rất nhiều hạn chế, c thể nối vì các nguyên nhân chủ yếu sau:

GV rất t hi sử dụng TN trong dạy học, vì sợ tổn nhiều thời gian, gây ảnh hưởng đến các HĐ dạy học hác: sợ TN hông thành công sẽ gây phản tác dụng đối với HS

Sự thiếu thốn về điều iện cơ sở vật chất, trang thiết bị của các trường cũng ảnh hưởng rất lớn đến việc sử dụng TN trong dạy học Thiết bị TN được cung cấp nhiều nhưng hông đồng bộ, các thiết bị TN chất lượng ém, bị hư hỏng, độ

ch nh xác hông cao, GV lại chưa được bồi dưỡng thiếu chuyên môn nghiệp vụ nên hông c hả năng sữa chữa, tái tạo Số lượng phòng TN, phòng thực hành ở các trường cũng bị hạn chế gây h hăn cho các tiết dạy thực hành của GV

Ở các trường THPT hông c nhiều các cuộc thi chế tạo dụng cụ TN tự tạo

sử dụng trong dạy học vì việc đầu tư inh ph ở các trường THPTcho việc thiết

ế, chế tạo dụng cụ TN tự tạo rất hạn chế, các GV lại ngại thiết ế, chế tạo TN vì công việc này chiếm há nhiều thời gian, trong hi hông c ch nh sách, chế độ nào cho những GV thiết ế, chế tạo TN tự tạo sử dụng trong dạy học ở các trường THPT

ND bài dạy còn há nặng, hông c nhiều thời gian để GVcó thể sử dụng

TN n i chung và TN tự tạo n i riêng trong dạy học

1.4.4 Một số biện pháp nhằm nâng cao chất lƣợng việc sử dụng thí nghiệm

tự tạo trong dạy học

1.4.4.1 Sử dụng thí nghiệm tự tạo để tạo sự tò mò của học sinh với vấn đề đ t ra

Tình huống c vấn đề là quy luật HĐ của HS, sáng tạo c hiệu quả N quy định sự hởi đầu của tư duy, hành động tư duy t ch cực sẽ diễn ra trong quá trình nêu và giải quyết vấn đề

Thực tế trong QTDH đã cho thấy, việc tạo ra tình huống c vấn đề c thể xây dựng theo nhiều cách, nhiều biện pháp hác nhau tùy vào từng nội dung iến thức Một trong những biện pháp đ là việc SD TN mở đầu, PP mà hầu như trong

hoảng thời gian dài nhiều GV đã lãng quên hoặc thực hiện chưa hiệu quả với lý

do dụng cụ TN bị hỏng hay hông c dụng cụ TN để tiến hành Ch nh vì thế việc chế tạo ra các dụng cụ TN tự tạo để SD trong việc nêu vấn đề là hết sức quan trọng Trong giai đoạn đặt vấn đề, việc tạo ra tình huống c vấn đề c vai trò rất quan trọng trong việc thu hút sự chú ý sự suy nghĩ, tư duy của HS Để tạo tình huống c vấn đề trong DH, GV c thể làm một TN biểu diễn, HS quan sát diễn biến hoặc ết quả " bất ngờ" của hiện tượng V , tự phát hiện và nhận thức vấn

đề C thể cho HS tự làm TN đơn giản để phát hiện vấn đề mà trước đây c thể cho HS đã gặp nhưng " hông ngờ" đến SD TN tự tạo trình bày hiện tượng V xảy ra để lôi cuốn HS ngay từ ban đầu làm cho HS luôn phải đặt câu hỏi tại sao Các hiện tượng trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng, nhiều hiện tượng

V liên quan đến bài học mà HS hông thể tự mình dự đoán hiện tượng cũng như giải th ch hiện tượng xảy ra Vì vậy, hi GV sử dụng những TN tự tạo đơn giản trình bày những hiện tượng V đ sẽ làm cho HS hứng thú và hởi động tư duy cho HS

C những hiện tượng V hông đòi hỏi phải SD những thiết bị TN hiện đại thì mới c thể tái hiện được, mà GV c thể tự chế tạo những TN đơn giản để tạo tình huống c vấn đề ch th ch tư duy của HS, dẫn dắt HS tìm hiểu iến thức mới

1.4.4.2 Sử dụng thí nghiệm tự tạo tích cực hoạt động tìm kiếm kiến thức của học sinh

Theo con đường quan sát iến thức: Sau hi hướng dẫn HS cách làm TN

để thu thập những cứ liệu, GV chỉ cho HS những ch lợi của việc tìm hiểu iến thức thì HS tự mình tham gia vào thực nghiệm, TN… tự iểm tra và rút ra những quy luật biến đổi chung của các sự vật, hiện tượng

Theo con đường minh họa: GV hướng dẫn HS biết cách thu thập cứ liệu nhằm minh họa cho những iến thức đã được xây dựng bằng con đường gián tiếp

1.4.4.3 Sử dụng thí nghiệm tự tạo để củng cố kiến thức và kỹ năng của học sinh

Sau hi ết thúc bài học thì GV sử dụng những TN tự tạo vào việc củng cố bài học HS sử dụng những iến thức đã học để giải th ch những hiện tượng đ

Từ đ , giải th ch các hiện tượng liên quan trong thực tế Sử dụng TN tự tạo rèn luyện ỹ năng thực hành, ỹ năng phân t ch vấn đề cho HS

1.4.4.4 Hướng dẫn học sinh tự làm thí nghiệm ở nhà

Việc giao và hướng dẫn HS thiết ế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ TN để tiến hành các TN V c tác dụng trên nhiều mặt, g p phần nâng cao chất lượng iến thức, phát triển năng lực hoạt động tr tuệ - thực tiễn độc lập và sáng tạo của

HS Ngoài ra, việc hướng dẫn HS làm TN ở nhà sẽ giúp HS hiểu rõ hơn về các hiện tượng V , yêu th ch môn học hơn, hình thành các ỹ năng, ỹ xảo thực hành TN

Quy trình hướng dẫn HS thiết ế, chế tạo và sử dụng TN ở nhà:

- Thảo luận ở lớp về các phương án thiết ế, chế tạo và tiến hành các TN

- iệt ê các chi tiết, vật liệu c thể tìm iếm được trên thị trường hay trong gia đình Càng nêu được các thông số ỹ thuật ch nh xác càng tốt

1.4.4.5 Phối hợp thí nghiệm tự tạo với các phương tiện nghe nhìn trong học tập

C những TN tự tạo đơn giản mà HS h c thể quan sát, GV sử dụng các thiết bị hỗ trợ hác như: camera, máy chiếu… để chiếu các hiện tượng đ lên màn chiếu giúp cả lớp c thể quan sát được dễ dàng

Tổng kết chương 1

Chương 1 chúng tôi đã trình bày cơ sở lý luận của việc sử dụng TN trong

DHV theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề với những vấn đề chính: Dạy học nêu và giải quyết vấn đề, khái niệm, đặc điểm của TNVL; phân loại được TNV và đưa ra được yêu cầu khi tiến hành và SD đối với từng loại TN, nêu định nghĩa của TN tự tạo

Dựa trên cơ sở đ chúng tôi nhận thấy TN tự tạo c những ưu điểm nổi bật là các dụng cụ TN là những dụng cụ đơn giản, dễ iểm, TN tự tạo c hình thức gọn nhẹ, dễ lắp ráp và sử dụng, TN bám sát với nội dung cần dạy nên thuận lợi trong việc DH của GV Tuy nhiên, TN tự tạo chủ yếu là những TN định t nh,

độ bền và t nh thẩm mỹ của TN thường hông cao

Chúng tôi đã phân t ch được vai trò của TN tự tạo trong quá trình DH đối với HS và đối với GV, phân tích những yêu cầu khi xây dựng và sử dụng TN tự tạo trong DH

Chúng tôi tìm hiểu thực trạng của việc sử dụng TN nói chung và TN tự tạo nói riêng trong DHVL, phân tích các nguyên nhân của thực trạng Trên cơ sở đ

đề xuất được một số biện pháp nhằm nâng cao chất lượng sử dụng TN tự tạo trong DH

Trong quá trình tìm hiểu cơ sở lý luận và thực tiễn cho thấy, TN V n i chung và TN tự tạo n i riêng c tác dụng nhiều mặt cụ thể trong việc nắm vững iến thức, rèn luyện ỹ năng, phát triển năng lực sáng tạo và bồi dưỡng nhân cách, ỹ năng, ỹ thuật cho HS Vì vậy muốn nâng cao chất lượng trong DHV thì vấn đề nghiên cứu thiết ế, chế tạo TN và sử dụng TN trong DHV lớp 10 theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề là là một trong những PP góp phần đáng ể trong công cuộc cải cách giáo dục hiện nay

Những cơ sở lý luận nghiên cứu trên đây sẽ được chúng tôi cụ thể h a trong việc vận dụng thiết ế, chế tạo và sử dụng một số TN trong DHV lớp 10

Chương 2: THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÝ 10 CƠ BẢN

2.1 Quy trình chung khi tiến hành chế tạo thí nghiệm

Để chế tạo thành công một bộ TN hay một TN và sử dụng được trong quá trình dạy học ở trường THPT ta có thể tiến hành theo các bước sau:

- Xác định mục đ ch hoa học và mục đ ch dạy học của TN cần chế tạo

- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, tham khảo các tài liệu c liên quan đến TN

- Thiết kế phương án, sơ đồ và mô hình của TN

- Tìm kiếm vật liệu, thiết bị phục vụ cho việc chế tạo TN

- Lắp ráp vật liệu dụng cụ theo sơ đồ đã thiết kế

- Thử nghiệm, kiểm tra quá trình HĐ của TN, điều chỉnh cho phù hợp

- Xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng TN tự tạo

- Sử dụng TN tự tạo vào dạy học

- Rút ra nhận xét về hiệu quả của TN sau khi dạy học, điều chỉnh những sai

s t để TN hoàn chỉnh hơn

2.2 Thiết kế và chế tạo thí nghiệm

2.2.1 Thí nghiệm kiểm chứng định luật Bôi- lơ – Ma-ri- ốt

2.2.1.1 Mục đích thí nghiệm

Qua mô hình th nghiệm , học sinh thấy rằng điều quan trọng của th nghiệm là cho ta thấy được mối quan hệ định t nh giữa thể t ch và áp suất của một lượng h ( ở ph a trên mặt nước của chai) Khi thể t ch giảm thì áp suất tăng

và ngược lại

2.2.1.2 Cơ sở lý thuyết

Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng h nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể t ch

Bước 1: Với chai nhựa

- Đối với mỗi chai nhựa dùng dao dọn hoan 2 lỗ nhỏ ch nh giữa nắp chai, đường nh 5 mm (vừa để luồn van xe máy qua), còn thân mỗi chai cũng hoan một lỗ tương tự cách đáy hoảng 4cm

- Dùng éo cắt thành 8 miếng nhỏ đường nh 1.5 cm, ch nh giữa c lỗ nhỏ

c thể xuyên van xe qua

- Bình nhựa: Dùng dao hoan 1 lỗ tròn c đường nh nhỏ hơn đường nh xilanh ống tiêm ở vị tr gần mép hay, 1 lỗ nhỏ ở giữa hay để đặt vừa im tiêm

- Bơm im tiêm: Chỉ lấy xilanh và im tiêm làm vòi phun

- Cắt các ống dây cao su thành 3 đoạn dài tương ứng: 2 đoạn dài 50 cm và một đoạn dài 30cm

- Gắn các van vào nắp chai Mỗi nắp chai gắn 1 van Khi gắn nên báo tr 2 miếng cao su thành 2 vòng đệm và ngoài để tạo độ n và miệng van hướng ra ngoài hi vặn nắp chai, sau đ dùng ìm vặn chặt ốc van lại

- Thân chai: Gắn các van tương tự như trên vào các lỗ trên thân chai (hướng miệng van ra ngoài)

- Dùng êu gắn xi lanh vào ph a dưới lỗ lớn, vòi phun ( im tiêm) vào ph a trên lỗ nhỏ của hay

Bước 2: Nối ống

- Ống cao su dài 50 cm c gắn sẵn h a điều chỉnh ( ), luồn 1 dây đầu cao

su vòa van của chai 1 đầu còn lại vào vòi phun

- ấy ống cao su dài 50 cm luồn 2 đầu dây cao su còn lại vào van của chai còn đầu ia nối vào xi lanh

- ấy ống cao su dài 30 cm luồn 2 đầu dây cao su còn lại vào 2 van xe ở 2 nắp chai (để nối thông 2 chai lại với nhau)

Bước 3: Giá đỡ

-Ta c thể thiết ế giá đỡ bằng gỗ

-Thân giá ta dùng một thanh trụ bằng gỗ và thiết ế thêm các hối chữ thập

để ẹp 2 chai nhựa

-Đỉnh giá ta làm một giá để đỡ bình nhựa

Hình 2.1: Hình ảnh thí nghiệm định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt 2.2.1.4 Tiến hành thí nghiệm

a Tiến hành thí nghiệm

- Mở nắp chai (1) và đổ nước gần đầy chai Sau đ vặn 2 nắp chai thật n

- Đổ vào hay t nước cao hoảng nửa hay

- Mở h a và quan sát hiện tượng ở vòi phun

b Kết quả thí nghiệm

Quan sát th nghiệm thì ta thấy ở vòi phun ( im tiêm) sẽ phun ra nước

Hình 2.2: Hình ảnh nước phun ra ở kim tiêm

c Giải thích thí nghiệm

+ Khi mở h a ( ) , nước từ hay chảy xuống xi lanh qua ống dây (b) rồi xuống chai (2), làm mực nước trong chai dâng lên dẫn đến lượng hông h trên mặt nước bị nén ( do thể t ch giảm)

+ Thông qua dây (c) hông h trên mặt nước ở chai (1) cũng bị nén ( hi thể t ch giảm thì áp suất tăng- Định luật Bôi- lơ ma-ri ôt) và đẩy mực nước trong chai (1) đi xuống ượng nước này theo van và dây (a) đã mở h a đi lên vòi phun và phun ra ngoài

+ Khi c nước từ vòi phun phun ra, nước rơi lại hay và tiếp tục chảy xuống chai (2) ượng nước phun ra ở vòi phun bằng lượng nước chảy xuống chai (2) Quá trình cứ tiếp diễn cho đến hi nước ở chai (2) đầy hoặc chai (1) hết nước

2.2.1.5 Khả năng sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý

TN này c thể được sử dụng để tạo tình huống c vấn đề trong DH bài 29: Qúa trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ-Ma- ri-ốt (V 10 cơ bản)

TN này c thể được SD củng cố iến thức cho học sinh dưới dạng một bài tập TN học sinh dự đoán và giải th ch hiện tượng xảy ra trong TN trong DH bài 29: Qúa trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ-Ma- ri- ốt (V 10 cơ bản)

TN này để iểm chứng nội dung đinh luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt

2.2.2 Thí nghiệm tìm hiểu về sự giãn nở vì nhiệt của vật rắn

2.2.2.1 Mục đích thí nghiệm

Sự nở vì nhiệt của vật rắn là do sự tăng ch thước của vật rắn hi nhiệt độ tăng do bị nung n ng

2.2.2.2 Cơ sở lý thuyết

Khi bị nung n ng, ch thước của vật rắn tăng theo mọi hướng nên thể t ch của n cũng tăng

2.2.2.3 Vật liệu và cách chế tạo

a Vật liệu

- 1 pin điện h a;

- 1 đèn ed;

- Dây dẫn điện dài hoảng 60 cm;

- 2 thanh nhôm tròn nhỏ dài hoảng 10cm;

- 2 thanh gỗ dài, mỗi thanh dài hoảng 10 cm để tạo thành một hung để xuyên thanh sắt cho dòng điện chạy qua;

-1 tấm gỗ nhỏ để làm trụ cho hai thanh gỗ

b Cách chế tạo

Tạo một cái giá để bỏ 2 thanh nhôm vào, ở giữa 2 thanh nhôm c một hoảng trống rất nhỏ Mắc một mạch điện c đèn ed cho dòng điện chạy qua thanh nhôm Đèn ed muốn sáng được nhờ dòng điện chạy qua thanh nhôm

Hình 2.3: Hình ảnh thí nghiệm sự nở vì nhiệt của vật rắn

2.2.2.4 Tiến hành thí nghiệm

a Cách tiến hành thí nghiệm

Dùng đèn cồn đốt cháy chỗ thanh nhôm bị hở cho đến hi thanh nhôm h t lại trong một hoản thời gian ngắn

b Kết quả thí nghiệm

Sau hi đốt n ng đèn ed sẽ phát sáng

c Giải thích thí nghiệm

Sau hi đốt n ng thanh nhôm, lúc này thanh nhôm nở ra và h t lại cho dòng điện chạy qua nên b ng đèn phát sáng Trong một hoảng thời gian ngắn thanh nhôm nguội đi thì đèn ed sẽ bị tắt

Hình 2.4: Hình ảnh thí nghiệm sự nở vì nhiệt sau khi đốt nóng thanh

nhôm 2.2.2.5 Khả năng sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý

TN này c thể được SD để tạo tình huống c vấn đề trong DH nêu và giải quyết vấn đề bài Sự nở vì nhiệt của vật rắn (V 10 cơ bản)

TN này c thể được SD củng cố iến thức cho học sinh dưới dạng một bài tập TN học sinh dự đoán và giải th ch hiện tượng xảy ra trong TN trong DH bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn (V 10 cơ bản)

2.2.3 Thí nghiệm kiểm chứng nội dung của thuyết động học phân tử chất khí

2.2.3.1 Mục đích thí nghiệm

Nắm được nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất h

2.2.3.2 Cơ sở lý thuyết

Chất h được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ, c ch thước rất nhỏ so với hoảng cách giữa chúng

Các phân tử chuyển động hỗn loạn hông ngừng, chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất h càng cao

Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử h va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình

2.2.3.3 Vật liệu và cách chế tạo

Vật liệu gồm c :

- 1 bình đựng nước sôi;

- 1 bong b ng cao su;

- 1 vỏ chai nước ( vỏ chai nước lọc như aquatina);

- 1 ca nhôm c đường nh to hơn đường nh của của chai nước

2.2.3.4 Tiến hành thí nghiệm

a Tiến hành thí nghiệm

Ta chuẩn bị 1 bình nước sôi, bọc bong b ng cao su vào miệng chai sau đ đặt chai vào ca nhôm và bắt đầu cho nước sôi vào ca

Hình 2.5: Hình ảnh thí nghiệm về thuyết động học phân tử chất khí

b Kết quả thí nghiệm

Sau hi đổ sôi vào ca thì bong b ng bắt đầu căng tròn lên sau một thời gian ngắn thì thì bong b ng cao su sẽ sẹp lại dần

Hình 2.6: Hình ảnh thuyết động học phân tử chất khí sau khi đổ nước sôi vào

c Giải thích thí nghiệm

Ta dựa vào thuyết động học phân tử chất h Khi bỏ chai nước n ng, các phân tử bên trong chai nước chuyển động hỗn lộn, và va chạm lên vào mọi ph a thành bình chai nước và bong b ng hiến bong b ng căng tròn lên

2.2.3.4 Khả năng sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý

TN này c thể được SD để tạo tình huống c vấn đề trong DH bài 28: Cấu tạo chất.Thuyết động học phân tử chất h (V 10 cơ bản)

TN này c thể được SD củng cố iến thức cho học sinh dưới dạng một bài tập TN học sinh dự đoán và giải th ch hiện tượng xảy ra trong TN trong DH bài 28: Cấu tạo chất.Thuyết động học phân tử chất h (V 10 cơ bản)

2.2.4 Thí nghiệm về hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng

2.2.4.1 Mục đích thí nghiệm

Biết được lực căng của bề mặt chất lỏng là những lực éo trên bề mặt chất lỏng

2.2.4.2 Cơ sở lý thuyết

Trên bề mặt phần xà phòng đã c các lực nằm tiếp tuyến với bề mặt màng

và éo n căng đều theo mọi phương vuông g c với vòng dây chỉ, làm cho vòng dây chỉ c dạng một đường tròn

2.2.4.3 Vật liệu và cách chế tạo

- Màng xà phòng;

- Khung dây đồng;

- Vòng dây chỉ

Hình 2.7: Hình ảnh Thí nghiệm về hiện tượng căng bề m t của chất lỏng 2.2.4.4 Tiến hành thí nghiệm

a Cách tiến hành

Nhúng một hung dây đồng trên đ c buộc một vòng dây chỉ hình dạng bất ì vào nước xà phòng Sau đ nhấc nhẹ hung dây đồng ra ngoài để tạo thành một màng xà phòng phủ n mặt hung dây

Chọc thủng phần màng xà phòng bên trong vòng dây chỉ Khi đ ta quan sát thấy bề mặt phần xà phòng còn đọng trên hung dây c t nh chất giống như một màng đàn hồi đang bị éo căng, n luôn xu hướng tự co lại để giảm diện t ch tới mức nhỏ nhất c thể

b Kết quả thí nghiệm

Sau hi quan sát th nghiệm thì vòng dây chỉ c dạng một đường tròn

Hình 2.8: Hình ảnh thí nghiệm sau khi chọc thủng màng xà phòng