thiết kế và chế tạo sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học một số kiến thức phần cơ học chất lưu vật lý nước công hòa dân chủ nhân dân lào

Việc giáo viên và học sinh tự thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để tiến hành các thí nghiệm Vật lý còn có nhiều tác dụng: Tăng cường tính trực quan, góp phần n

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Siho VANNASEE

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “CƠ HỌC CHẤT LƯU”-

VẬT LÍ 11 NƯỚC CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN, 2021

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Siho VANNASEE

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “CƠ HỌC CHẤT LƯU”-

VẬT LÍ 11 NƯỚC CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO

Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS Cao Tiến Khoa

THÁI NGUYÊN, 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận án này là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi Các số liệu và tài liệu được trích dẫn trong luận án là trung thực Kết quả nghiên cứu này không trùng với bất cứ công trình nào đã được công bố trước đó

Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình

Thái Nguyên, tháng 12 năm 2021

Tác giả luận văn

Siho VANNASEE

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, Phòng Đào tạo, bộ phận Sau đại học, Khoa Vật lý và các thầy cô giáo đã giảng dạy, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn

Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đến Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trường THPT Virathavone, Thủ đô Viêng Chăn nước CHDCND Lào, đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực nghiệm sư phạm

Đặc biệt tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS Cao Tiến Khoa người đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo, động viên tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp

đã động viên và giúp đỡ tôi học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

Thái Nguyên, tháng 12 năm 2021

Tác giả luận văn

Siho VANNASEE

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 4

3 Giả thiết khoa học 5

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 5

6 Phương pháp nghiên cứu 6

7 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 6

8 Đóng góp của luận văn 6

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC, SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 7

1.1 Cơ sở nghiên cứu 7

1.1.1 Các nghiên cứu về khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lí 7

1.1.2 Tổ chức dạy học với sự hỗ trợ của thí nghiệm Vật lí 9

1.1.3 Thí nghiệm tự tạo 12

1.1.4 Khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học Vật lí ở trường phổ thông 22

1.2 Thực trạng về cơ sở vật chất, phương pháp dạy học và vấn đề sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học ở THPT CHDCND Lào 38

1.2.1 Kết quả điều tra thực trạng về cơ sở vật chất 39

1.2.2 Kết quả điều tra Phương pháp dạy học mà giáo viên sử dụng, những khó khăn mà giáo viên gặp phải trong khi dạy học Vật lí và trong quá trình dạy học phần “CƠ HỌC CHẤT LƯU” 40

Chương 2: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “CƠ HỌC CHẤT LƯU” VẬT LÝ

LỚP 11 41

2.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương trình phần “Cơ học Chất lưu” Vật lí 11 nước CHDCND Lào 41

2.1.1 Một số đặc điểm chung 41

2.1.2 Nghiên cứu kiến thức cơ bản của chương trình phần " Cơ học chất lưu"- Vật lí 11 43

2.2 Tình hình sử dụng thiết bị thí nghiệm vật lý sẵn có trong dạy học phần Cơ học Chất lưu 52

2.3 Khai thác và tự tạo thí nghiệm phần Cơ học Chất lưu 54

2.4 Bộ thí nghiệm tự tạo trong phần “Cơ học Chất lưu” 54

2.4.1 Thí nghiệm 1: xác định áp suất của chất lỏng 54

2.4.2 Thí nghiệm 2: xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng và lực căng của chất lỏng 58

2.4.3 Thí nghiệm 3: Thí nghiệm khảo sát đường dòng 63

2.4.4 Thí nghiệm 4: Áp suất của chất lỏng 67

2.4.5 Thí nghiệm 5: Nguyên lý Pascal 70

2.4.6 Thí nghiệm 6: Bộ khảo sát và xác định hệ số nhớt của chất lỏng 72

Kết luận chương 2 76

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 77

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 77

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 77

3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 78

3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 78

Kết luận chương 3 84

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH Bảng

Bảng 1.1 Kết quả điều tra phương pháp dạy học 40

Hình Hình 1.1 Quy trình tự tạo thí nghiệm tự tạo 22

Hình 2.1 Chuyển động của một chất lỏng trong một ống hình trụ 44

Hình 2.2 Chuyển động của viên bi trong chất lỏng 45

Hình 2.3 Thí nghiệm xác định áp suất chất lỏng 56

Hình 2.4 Thí nghiệm kiểm chứng áp suất của chất lỏng phụ thuộc vào tính chất của chất lỏng 57

Hình 2.5 Chuyển động của chất lỏng từ chai nước 58

Hình 2.6 Thí nghiệm xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng và lực căng của chất lỏng 60

Hình 2.7 Thí nghiệm định tính và định lượng về hệ số căng bề mặt chất lỏng 62

Hình 2.8 Thí nghiệm khảo sát đường dòng 64

Hình 2.9 Những thí nghiệm thú vị về định luật Béc-Nu-Li 66

Hình 2.10 Những thí nghiệm vui về định luật Béc-Nu-Li 66

Hình 2.11 Thí nghiệm khảo sát áp suất chất lỏng 69

Hình 2.12 Thí nghiệm chứng minh Nguyên lí Pascal 72

Hình 2.13 Bộ khảo sát và xác định hệ số nhớt của chất lỏng 74

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế về giáo dục đã trở thành xu thế tất yếu Quá trình hội nhập quốc tế đi sâu rộng về giáo dục đang diễn gia ở quy mô toàn cầu tạo cơ hội thuận lợi để tiếp cận với các xu thế mới, tri thức mới, những mô hình giáo dục hiện đại Xu hướng đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, bồi dưỡng phương pháp dạy học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh là yêu cầu bắt buộc đối với nhà trường của Lào hiện nay, nó cũng là xu hướng chung của các nhà trường trên thế giới

Ở nước CHDCND Lào, định hướng đổi mới phương pháp dạy và đã được xác định trong kế hoạch chiến lược phát triển cải cách giáo dục giai đoạn 2006-

2015 và tầm nhìn đến năm 2020 Hội nghị khóa VIII của Đảng đã chỉ rõ mục tiêu tổng quát: đến năm 2020, nền giáo dục nước ta được đổi mới căn bản và toàn diện theo hướng chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế; chất lượng giáo dục được nâng cao một cách toàn diện, gồm: giáo dục đạo đức, kỹ năng sống, năng lực sáng tạo, năng lực thực hành, năng lực ngoại ngữ và tin học; đáp ứng nhu cầu nhân lực, nhất là nhân lực chất lượng cao phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và xây dựng nền kinh tế tri thức; đảm bảo công bằng xã hội trong giáo dục và cơ hội học tập suốt đời cho mỗi người dân, từng bước hình thành xã hội học tập [1]

Chiến lược phát triển nhân loại quốc dân đến năm 2025 (22 tháng 11 năm 2013) trung ương Đảng đã giao việc phát triển nhân loại quốc dân cho bộ giáo dục và thể thao tổ chức thực hiện phát triển toàn diện, trong đó về giáo dục mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người, xây dựng tư cách và trách nghiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ tổ quốc [2]

Theo nghiên cứu của nhà giáo dục Edgar Dale, não bộ của con người không được thiết kế để ghi nhớ tất cả thông tin mà nó thu được

Như vậy những phương pháp học tập đơn giản và phổ biến nhất đối với các em học sinh như: Đọc, Nghe hay Nhìn là những phương pháp bị động, chưa thực sự có hiệu quả nhiều Điều này có nghĩa là các hoạt động như đi học-nghe giảng tại lớp hay xem clip hướng dẫn trên mạng, đều không có tính tương tác,

và kết quả là 80-90% những thông tin mà con người nhận được sẽ bị quên chỉ sau hai tuần

Trong những năm 1960 Viện nghiên cứu giáo dục Mỹ đã chỉ ra mức độ tiếp thu của người học theo các phương pháp khác nhau sẽ khác nhau, trong đó: người học sẽ nhớ được 5% nội dung khi nghe một bài giảng theo phương pháp truyền thống, 10% từ việc đọc sách, 20% từ các thiết bị nghe nhìn, 30% từ các thiết bị mô phỏng, 50% từ việc thảo luận nhóm, 75% từ việc thực hành, trải nghiệm và 90% thông qua việc dạy lại cho người khác

Chính vì điều đó trong công cuộc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay, các chủ trương, chính sách của Đảng, Nhà nước và bộ giáo dục và thể thao Lào

đã tập trung hơn vào việc sử dụng các thiết bị dạy học, đặc biệt là các thiết bị dạy học tự làm, đơn giản và kinh phí thấp nhưng tính trực quan cao và phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh [3]

Môn vật lý là môn khoa học thực nghiệm giúp học sinh được làm thực hành và trải nghiệm Tư tưởng chủ đạo trình bày nội dung sách giáo khoa Vật

lý là nội dung kiến thức được hình thành phần lớn thông qua các thí nghiệm và thực hành, điều đó không chỉ giúp cho tích cực học tập của học sinh rèn luyện

kỹ năng sử dụng thiết bị, đồ dùng trong cuộc sống, rèn luyện thái độ, đức tính kiên trì, tác phong làm việc của những người làm khoa học trong thời đại công nghệ [4]

Thức tế nếu sử dụng các thiết bị có sẵn những được sử dụng nhiều năm thì chất lượng thiết bị, thời gian thí nghiệm, còn có nhiều hạn chế, gây nhiều lúng túng cho giáo viên và học sinh Mặt khác, trong chương trình vật lý trung học

cơ sở cũng như chương trình trung học phổ thông, ngoài các bài thí nghiệm được chỉ định tối thiểu và đã có các thiết bị đi kèm, thì rất nhiều nội dung thí nghiệm khác trong sách giáo khoa chưa có dụng cụ thí nghiệm Điều đó đòi hỏi

sự sáng tạo, tích cực của giáo viên và học sinh để tạo ra những dụng cụ phục vụ nội dung bài học Việc giáo viên và học sinh tự làm đồ dùng trong dạy học là hoạt động có ý nghĩa đối với giáo viên Vật lý

Việc giáo viên và học sinh tự thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để tiến hành các thí nghiệm Vật lý còn có nhiều tác dụng: Tăng cường tính trực quan, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội và nắm vững kiến thức, phát triển nâng cao năng lực tư duy, độc lập và sáng tạo của học sinh Việc tiến hành thí nghiệm, giải thích hoặc tiên đoán kết quả thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải phát huy, huy động các kiến thức đã học ở nhiều thành phần khác nhau của Vật lý Do đó, các kiến thức mà học sinh đã lĩnh hội được củng cố đào sâu, mở rộng và hệ thống hóa- việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm tự làm trong dạy học Vật lý là rất cần thiết Vì trong nhiều trường hợp, các chi tiết của các thiết bị thí nghiệm hiện đại có thể che lấp bản chất Vật lý của hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm mà học sinh cần phải quan sát

Nhiệm vụ thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm tự làm tăng hứng thú, tạo niềm vui bởi sự thành công trong việc dạy-học của giáo viên và học sinh Đồng thời, kích thích tính tích cực, độc lập và phát huy khả năng tư duy sáng tạo của học sinh trong học tập Giáo viên cũng có thể cá thể hóa quá trình học tập của học sinh bằng cách giao chế tạo dụng cụ thí nghiệm tự làm cho các đối tượng học sinh khác nhau, hướng dẫn tiến hành thí nghiệm với mức độ khó.dễ khác nhau Các dụng cụ thí nghiệm tự làm phần lớn, đáp ứng việc thực hành

đồng loạt của học sinh Nó giải quyết được một phần khó khăn về thiết bị, tạo điều kiện cho các em học sinh tự lực làm việc nhiều hơn Nó đòi hỏi khả năng thao tác tay chân một cách đơn thuần mà còn phát triển năng lực hoạt động trí tuệ, thực tiễn của học sinh

Trên thực tế, do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan, nhiều kiến thức trong chương trình có vai trò rất quan trọng trong thực tiễn đời sống lại bị xem nhẹ, dẫn đến thời lượng dành cho kiến thức ít đi, thậm chí bị cắt bỏ và sau khi học phần kiến thức đó học sinh không biết vận dụng kiến thức đó vào đâu

và vận dụng như thế nào Điển hình như chương “Cơ học chất lưu”, chương này có thể nói là một phần tương đối khó đối với cả GV và HS trong việc dạy

và học Trong khi đó, kiến thức chương này (Định luật Bernoulii, Định luật Passcal ) rất gần gũi trong cuộc sống, các ứng dụng của nó khá phổ biến và có vai trò quan trọng không chỉ trong sản xuất, kỹ thuật mà cả trong đời sống hàng ngày của chúng ta Như vậy, một câu hỏi đặt ra là làm thế nào để vừa có thể truyền tải được nội dung kiến thức trình bày trong sách giáo khoa, vừa giúp học sinh sử dụng kiến thức vào thực tiễn lại vừa rèn luyện kỹ năng, phát huy được tính tích cực, chủ động ở HS Chính vì muốn trả lời những câu hỏi đó để bản thân có thêm tư liệu dạy học tốt sau này cũng như đóng góp một phần nhỏ sức mình vào công cuộc đổi mới phương pháp giáo dục

Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài "THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “ CƠ HỌC CHẤT LƯU”-VẬT LÍ 11 NƯỚC CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu khai thác, tự tạo thí nghiệm và đề xuất quy trình thiết kế,chế tạo thí nghiệm tự tạo để vận dụng vào tổ chức dạy học một số kiến thức trong phần “CƠ HỌC CHẤT LƯU” Vật lí lớp 11 THPT

3 Giả thiết khoa học

Nếu đề xuất được quy trình khai thác, hướng dẫn chế tạo và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học phần "Cơ học chất lưu" Vật lí 11, sẽ góp phần hỗ trợ giáo viên trong dạy học một số kiến thức phần cơ học chất lưu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Hoạt động dạy và học vật lí ở trường THPT, trong đó đi sâu khai thác, tự tạo và sử dụng thí nghiệm hỗ trợ tổ chức dạy học, một số kiến thức phần “CƠ HỌC CHẤT LƯU” vật lí lớp 11 THPT

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu đề ra, đề tài tập trung thực hiện những nhiệm vụ cụ thể sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo nhằm phát

triển năng lực của học sinh

- Nghiên cứu nội dung chương trình và sách giáo khoa bộ môn vật lí, trong

đó tập trung những nội dung liên quan đến các thiết bị thí nghiệm tự tạo, phương pháp sử dụng thí nghiệm vật lí trong dạy học phần “CƠ HỌC CHẤT LƯU” vật lí lớp 11 xác định mục tiêu dạy học, phân tích đặc điểm nội dung chương trình để khai thác, tự tạo và sử dụng thí nghiệm hỗ trợ tổ chức dạy học

một số kiến thức phần “CƠ HỌC CHẤT LƯU” Vật lí 11 ở THPT

- Tìm hiểu thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo và vấn đề vận

- Đề xuất HD sử dụng TNTT trong dạy học phần “CƠ HỌC CHẤT LƯU”

- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm và đánh giá tính khả thi của thí nghiệm tự tạo, tính khoa học, hiệu quả của các quy trình, tiến trình dạy học

đã đề xuất

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nước với các chỉ thị của bộ giáo dục và thể thao về vấn đề đổi mới phương pháp dạy học ở các cấp

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ dạy học bộ môn vật lí ở THPT

- Nghiên cứu vai trò của thí nghiệm tự tạo, cơ sở lý luận của vấn đề đổi mới phương pháp dạy học

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Đàm thoại với giáo viên và học sinh kết hợp điều tra bằng phiếu để khảo sát thực tiễn về cơ sở vật chất và vấn đề sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí ở trường THPT

- Nghiên cứu khả năng hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí

- Tìm hiểu các thí nghiệm vật lí ở các cấp đã được trang bị ở nhà trường hiện nay, nhằm phát hiện những hạn chế của chúng trong dạy học, làm cơ sở đề xuất các khai thác thí nghiệm tự tạo và đề xuất các biện pháp sư phạm hợp lý trong việc nâng cao hiệu quả dạy học với việc sử dụng thí nghiệm tự tạo

7 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm trên một nhóm học sinh tại nước CHDCND lào để kiểm tra tính khả thi của việc chế tạo TNTT và hiệu quả của việc HD chế tạo, sử dụng các TNTT được nghiên cứu trong thực tế DH

8 Đóng góp của luận văn

Góp phần làm thêm cơ sở lý luận và thực tiễn của việc khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học cụ thể là:

+ Làm rõ cơ sở lý luận của việc khai thác sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ

tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực của học sinh

+ Đề xuất quy trình thí nghiệm, quy trình thiết kế tiến trình dạy học và sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học trong các dạng bài nhằm phát triển năng lực của học sinh trong dạy học vật lí ở trường THPT

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC, SỬ DỤNG

THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ DẠY HỌC VẬT LÝ

Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1 Cơ sở nghiên cứu

1.1.1 Các nghiên cứu về khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lí

Trong DHVL ở trường phổ thông, TN Vật lí nói chung và TNTT nói riêng đóng vai trò rất quan trọng trong việc đổi mới PPDH Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng và sử dụng TN trong DH luôn là một vấn đề được quan tập trong xu thế tìm kiếm con đường nâng cao chất lượng DH trong nhà trường phổ thông Đây cũng là một trong những hướng nghiên cứu quan trọng trong lí luận DH đang được nhiều nhà nghiên cứu hướng tới [5]

Theo trình bày của tác giả Nguyễn Hoàng Anh [5] trong luận án tiến sĩ:

“Xây dựng và sử dụng thí nghiệm tự tạo theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học phần cơ học Vật lí lớp 12 nâng cao” đã

đề xuất được quy trình tự tạo TN và chế tạo được 9 thí nghiệm trong phần “Cơ học” Vật lí 12 nâng cao Theo tác giả các TNTT được thiết kế, chế tạo và sử dụng tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh là những phương tiện rất cần thiết cho việc hình thành kiến thức, kiểm tra tính đúng đắn của tri thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, kích thích hứng thú học tập mà còn góp phần vào việc phát triển nhân cách toàn diện cho HS Qua đó các TNTT được thiết kế, chế tạo

là có tính khả thi và mang lại hiệu quả trong quá trình DHVL Ngoài ra tác giả còn đề xuất được quy trình sử dụng TNTT tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học và các tiến trình DH với sự hỗ trợ của TNTT là hợp lí, phù hợp với nội dung bài học và khả năng nhận thức của học sinh Các tình huống học tập với sự hỗ trợ của TNTT được GV sử dụng và đưa ra đúng lúc làm cho giờ học trở nên sinh động và học sinh phấn khởi trong việc thực hiện nhiệm vụ học tập

Cùng hướng nghiên cứu này, tác giả Nguyễn Viết Thanh Minh đã nghiên cứu khai thác, sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức dạy học nhóm một số kiến thức phần điện học, điện từ học Vật lí lớp 9 trung học cơ sở [6] Tác giả XAYPASEUTH VYLAYCHIT với đề tài luận án tiến sĩ: “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học phần nhiệt học-Vật lí lớp 8 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh nước cộng hòa dân chủ nhân dân Lào”

đã đưa ra được quy trình dạy học, xây dựng được một bộ thí nghiệm phần nhiệt học lớp 8, bộ thí nghiệm này đáp ứng được yêu cầu của các thí nghiệm và có thể thực hiện được 18 thí nghiệm sử dụng trong dạy học những nội dung cơ bản phần nhiệt học ở lớp 8 Đưa ra được các dụng cụ thí nghiệm để sử dụng trong mỗi kiến thức phần nhiệt học Xây dựng được các công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm trong dạy học tương ứng với nội dung đã đề xuất [7] Tác giả Nguyễn Thụy Phương với đề tài luận văn thạc sĩ “Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua hoạt động ngoại khóa chủ đề " chế tạo và tiến hành thí nghiệm về cảm ứng điện từ với các dụng cụ đơn giản, trong đó tác giả

đã xây dựng hoạt động nhằm hướng dẫn học sinh tự mình thiết kế chế tạo các thí nghiệm từ đó nắm vững và mở rộng được kiến thức và thông qua hoạt động tác giả đã bồi dưỡng được năng lực thực nghiệm cho học sinh [8] Tác giả Nguyễn Anh Tuấn với đề tài luận văn thạc sĩ “thiết kế chế tạo các thí nghiệm đơn giản để sử dụng trong dạy học khoa học tự nhiên 6 theo định hướng giáo dục STEM” trong đó tác giả đã chế tạo đòn bẩy và ròng rọc đơn giản và sử dụng vào dạy học bài đòn bẩy và ròng rọc thuộc môn khoa học tự nhiên 6 theo định hướng giáo dục STEM [9]

Tác giả Nguyễn Khắc Phi đã nghiên cứu Thiết kế, chế tạo và sử dụng thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện song song trong tổ chức dạy học ngoại khóa Vật lí lớp 11 theo định hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, trong đó tác giả đã xây dựng được thành công một số thí

nghiệm về một số nội dung kiến thức của chương “Từ trường” từ những vật liệu đơn giản, rẻ tiền, dễ kiếm để phục vụ cho quá trình dạy học, bổ sung tốt cho phòng thí nghiệm của nhà trường như: thiết bị thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song và thiết bị thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện tròn song song Hai bộ thí nghiệm thể hiện rõ được hiện tượng, mô tả định tính của bộ thí nghiệm 1 và bộ thí nghiệm 2 định lượng được hiện tượng xảy ra [10] Như vậy, việc sử dụng TNTT vào DH đã được nhắc đến trong các nghiên cứu trên trong mục tiêu nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả DHVL những vấn

đề khai thác, thiết kế chế tạo và sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức dạy lớp 11 còn ít, cần được nghiên cứu và phát triển cả về cơ sở lý luận lẫn thực tiễn trong DHVL

ở phổ thông nhất là đối với các nội dung kiến thức phần “Cơ học chất lưu”

1.1.2 Tổ chức dạy học với sự hỗ trợ của thí nghiệm Vật lí

1.1.2.1 Các yêu cầu trong tổ chức dạy học với sự hỗ trợ của thí nghiệm Vật lí

Theo trình bày của tác giả Nguyễn Viết Thanh Minh trong đề tài luận án thạc sĩ “Khai thác, sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức dạy học nhóm một số kiến thức phần điện học, điện từ học Vật lí lớp 9 trung học cơ sở” trình bày về các yêu cầu về tổ chức dạy học nhóm với sự hỗ trợ của TN Vật lí như sau:

Để tổ chức dạy học hiệu quả dạy học vật lí với sự hỗ trợ của TN cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

❖ Lựa chọn nội dung và thí nghiệm hỗ trợ phù hợp

Trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, không phải tất cả các nội dung kiến thức đều có thể tổ chức dạy học với sự hỗ trợ của TN, mà thường là những nội dung có liên quan đến việc vận dụng kiến thức, kỹ năng sẵn có của học sinh Khi tổ chức dạy học với sự hỗ trợ của TN, ngoài việc chọn đúng các đơn

vị kiến thức để tổ chức dạy học, giáo viên cần lựa chọn phương án TN phù hợp nội dung và nhiệm vụ hoạt động của nhóm Do đó, để tổ chức dạy học với sự

hỗ trợ của TN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh thì yêu cầu đầu tiên là lựa chọn được nội dung và các TN hỗ trợ phù hợp

❖ Phân chia nhóm hợp lý

Hiệu quả của tổ chức DH theo nhóm luôn phụ thuộc vào tính tích cực, chủ động và năng lực thực hiện nhiệm vụ học tập của HS, nhất là trong các hoạt động nhóm thực hiện nhiều thao tác ra công, lắp ráp, tiến hành TN để thu thập,

xử lí số liệu, rút ra nhận xét hoặc kết luận của vấn đề đang nghiên cứu khi tổ chức DH theo nhóm nhỏ từ 4 đến 6 HS, trong cùng một thời gian thực hiện nhiệm vụ, có thể có nhóm đã hoàn thành nhiệm vụ nhưng cũng có nhóm chưa thực hiện hết nhiệm vụ được nên sẽ ảnh hưởng đến tiến trình học tập chung của

cả lớp vì vậy khi chia nhóm, GV phải đảm bảo yêu cầu các nhóm có chất lượng đồng đều, số lượng nam, nữ hợp lý nhằm tạo sự hợp tác, giúp đỡ tích cực của các thành viên trong nhóm Ngoài ra, GV cũng cần hướng dẫn nhóm trưởng phân công nhiệm vụ phù hợp, đảm bảo mọi thành viên trong nhóm đều tham gia hoạt động, tránh tình trạng ỷ lại của các HS kém Bên cạnh đó, các thành viên trong các nhóm cần định kỳ luân chuyển, vai trò nhóm trưởng cũng được thay đổi để các em đều thấy rõ trách nhiệm bình đẳng trong nhóm đồng thời mọi HS đều có cơ hội rèn luyện kỹ năng điều khiển, lãnh đạo nhóm

❖ Sử dụng phối hợp TN giáo khoa sẵn có với TNTT

Lựa chọn đúng và đủ TN để hỗ trợ tổ chức dạy học là một trong những yêu cầu quan trọng để nâng cao hiệu quả dạy học Do đó, sử dụng phối hợp TN giáo khoa sẵn có với TNTT là yêu cầu cần thiết trong việc tổ chức dạy học với

sự hỗ trợ của TN tạo môi trường và cơ hội cho người học hoạt động trí óc lẫn tay chân là vấn đề quan trọng trong quá trình dạy học mà các nhà giáo dục học, tâm lí học hiện đại đã đề cập Bên cạnh việc sử dụng TN giáo khoa thì khi sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức dạy học sẽ tạo cơ hội cho học sinh được tham gia nhiều hoạt động thực hành TN hơn, được rèn luyện và phát triển hơn về các kỹ năng hoạt động chân tay (như gia công, lắp ráp với các dụng cụ, vật liệu, để tự

tạo ra các phương án TN khác nhau) và các hoạt động trí óc (đề xuất phương án

TN, so sánh, phân tích, giải thích kết quả TN hoặc đánh giá sản phẩm TNTT của các bạn về tính khoa học, thẩm mỹ và sáng tạo ) theo Nguyễn Đức Thâm, đây là cách tạo ra kích thích đa dạng về cơ học, âm học, quang học với mối tương quan phù hợp trong quá trình thu nhận và chế biến thông tin của học sinh, kích thích sự tranh luận tích cực của học sinh về đối tượng TN, vì vậy nó góp phần nâng cao hiệu quả tổ chức dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông [6]

1.1.2.2 Các hình thức tổ chức dạy học với sự hỗ trợ của thí nghiệm

Tác giả Nguyễn Viết Thanh Minh nghiên cứu đề tài luận án thạc sĩ “Khai thác, sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức dạy học nhóm một số kiến thức phần điện học, điện từ học Vật lí lớp 9 trung học cơ sở”[6] đã đề cập đến các hình thức tổ chức dạy học Vật lí theo nhóm với sự hỗ trợ của thí nghiệm như sau:

❖ Dạy học kiến thức mới Sử dụng TN hỗ trợ dạy học nhóm có thể thực hiện ở nhiều khâu trong tiến trình dạy học kiến thức mới như: mở đầu, nêu vấn

đề vào bài, hình thành kiến thức mới, ôn tập, củng cố vận dụng hoặc luyện tập, vận dụng kiến thức, kiểm tra đánh giá Học sinh có thể được giao nhiệm vụ để lắp ráp, tiến hành TN kiểm tra nhanh một vấn đề, một giả thuyết hay một định luật vật lí nào đó, hoặc củng cố, vận dụng kiến thức vừa được học Do đặc thù của tiết học kiến thức mới, học sinh chưa nắm bắt hết kiến thức, thời gian lên lớp hạn chế nên giáo viên cần lưu ý: chọn phương án TN đơn giản, dễ tiến hành, phù hợp đối tượng học sinh, có sự chuẩn bị kỹ càng về nội dung kiến thức, kỹ năng thực hành TN để tổ chức dạy học Các phương án TN đươc chọn phải là các TN

có tính khả thi, đơn giản, không đòi hỏi nhiều thao tác phức tạp, mô tả đúng hiện tượng vật lí để từ đó học sinh dễ dàng rút ra được kiến thức mới

❖ Tổ chức thực hành TN dạng bài thực hành TN trên lớp nhằm củng cố, luyện tập vận dụng kiến thức đã học, do đó đòi hỏi toàn bộ học sinh phải tự lực, chủ động tham gia vào quá trình TN thông thường một quá trình dạy học thực

hành trải qua 3 giai đoạn: giai đoạn chuẩn bị, giai đoạn thực hiện và giai đoạn kết thúc Giáo viên chuẩn bị trước dụng cụ tại phòng TN, học sinh đến lớp để tiến hành TN thực hành theo sự hướng dẫn của giáo viên Với cách làm này, giáo viên sẽ gặp khá nhiều khó khăn nếu cơ sở vật chất không đầy đủ khi số lượng học sinh lại nhiều, Do đó nếu kết hợp tốt các thiết bị sẵn có của phòng

TN và TNTT do giáo viên và học sinh chuẩn bị thì có thể giải quyết các khó khăn trên

❖ Tổ chức tự học ở nhà Sử dụng TN hỗ trợ tự học ở nhà có tác dụng nhiều mặt trong việc hình thành năng lực hoạt động trí tuệ, hoạt động thực tiễn cho học sinh với tính tự lục cao nhất Các em có thể tự thiết kế, tự lựa chọn phương án TN để gia công, lắp ráp để tiến hành TN trong điều kiện không hạn chế về không gian và thời gian.trong quá trình tự học ở nhà với sự hỗ trợ của

TN, học sinh có thể tiến hành TN nhiều lần, lựa chọn nhiều phương án khác nhau để có kết quả tốt nhất Bên cạnh đó các em có thể chủ động giải quyết các đoạn gia công, lắp ráp và tiến hành TN vào những thời điểm khác nhau, ở mọi lúc, mọi nơi Học sinh có thời gian để tìm kiếm các nguyên vật liệu tốt nhất, gia công sao cho dụng đạt đến mức hoàn hảo nhất theo kỹ năng vốn có của các em Khi gặp khó khăn, chính bản thân học sinh tự giải quyết trước, sau đó mới đến

sự cố vấn, giúp đỡ của các bậc cha mẹ, thầy cô Vì vậy, tự học ở nhà với sự hỗ trợ của TN sẽ đồng thời rèn luyện cho các em nhiều kỹ năng khác nhau như: thực hành TN, tự học và tư duy sáng tạo

Tác giả còn nhấn mạnh rằng: trong các hình thức tổ chức dạy học vật li với sự hỗ trợ của TN, việc khai thác, sử dụng TNTT là hết sức cần thiết nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, góp phần nâng cao hiệu quả và chất lượng dạy học ở trường phổ thông

1.1.3 Thí nghiệm tự tạo

1.1.3.1 Khái niệm

Nội hàm của mỗi khái niệm luôn được mổ rộng và phát triển theo sự phát triển và tiến bộ của xã hội Khái niệm về TNTT cũng phát triển theo sự phát

triển và mở rộng theo quy luật đó Do đó, đến nay đã có nhiều tác giả ở trong

và ngoài nước đã đưa ra các định nghĩa khác nhau về khái niệm TNTT

Tác giả Nguyễn Hoàng Anh cho rằng: Thí nghiệm tự tạo là những thí nghiệm từ đơn giản đến phức tạp được tạo ra chủ yếu bằng tay từ những nguyên vật liệu, thiết bị, linh kiện phổ biến trong đời sống hằng ngày và được

sử dụng trong quá trình dạy học [5]

Tác giả Nguyễn Viết Thanh Minh, tác giả Trần Thị Ngọc Ánh [6] [11] thì định nghĩa TNTT như sau: TNTT là những thí nghiệm định tính, hoặc định lượng, do giáo viên hoặc học sinh tự thiết kế, chế tạo một cách đơn giản hoặc phức tạp, sử dụng trong quá trình dạy học ngay tại lớp học, hoặc ngoài không gian lớp học, bằng những dụng cụ đơn giản, phổ biến trong cuộc sống, tác giả Bùi Thị Kim Cương Nguyên cứu xây dựng một số thí nghiệm đơn giản kết hợp ứng dụng công nghệ thông tin để dạy học phần nhiệt học ở trường THCS miền núi cho rằng TNTT là những thí nghiệm được tạo ra từ những dụng cụ có sẵn trong cuộc sống xung quanh, việc chế tạo, tiến hành TN không đòi hỏi những yêu cầu kỹ thuật quá phức tạp, mất quá nhiều thời gian [12]

Trong tạp chí giáo dục số 315 của tác giả Nguyễn Hoàng Anh với tên “Sử dụng thí nghiệm tự tạo và thí nghiệm giáo khoa trong dạy học Vật lí đã đề cập đến thí nghiệm tự tạo là những thí nghiệm do GV và HS tạo ra với những dụng

cụ có sẵn trong cuộc sống, không đòi hỏi những yêu cầu kỹ thuật phức tạp mất nhiều thời gian nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu của thí nghiệm Vật lí TNTT gồm những TN theo phương án trong sách giáo khoa nhưng với các dụng cụ tự tạo, những TN tự đề xuất phương án và tự tạo dụng cụ [13]

Như vậy có thể hiểu TNTT là thiết bị được chế tạo bằng cách gia công, lắp ráp với các thao tác đơn giản nhưng cũng có thể được đầu tư công phu, phức

tạp của người làm ra nó, TNTT được làm từ các vật liệu đơn giản, dễ kiếm trong cuộc sống hằng ngày đến các linh kiện hiện đại có thể mua sắm trong thị trường (với giá thành thấp)

1.1.3.2 Phân loại thí nghiệm tự tạo được sử dụng trong Vật lí ở trường phổ thông

Theo tác giả Nguyễn Hoàng Anh [4] đã phân loại thí nghiệm tự tạo bằng cách dựa vào độ phức tạp, quá trình gia công, chế tạo dụng cụ và các thiết bị

TN, TNTT có thể được phân loại như sau:

❖ Thí nghiệm tự tạo đơn giản: là những TN được tạo ra từ những vật

liệu, dụng cụ thông dụng dễ kiếm như: vỏ lon bia, vỏ chai nước khoáng, gỗ… TNTT đơn giản thường là những TN định tính Người ta thường gọi TNTT đơn giản là TN đơn giản, rẻ tiền

❖ Thí nghiệm tự tạo phức tạp: là những TN được tạo ra từ các dụng cụ

thông dụng nhưng có quá trình gia công, chế tạo dụng cụ TN phức tạp hơn so với TNTT đơn giản

❖ Thí nghiệm tự tạo hiện đại: là những TN được tạo ra trong đó có sử dụng các thiết bị và linh kiện điện tử hiện đại như: vi điều khiển, mạch điện tử, bo mạch, led 7 đoạn, pin mặt trời… Những TN này thường là những thiết bị tự động Tác giả Nguyễn Viết Thanh Minh đã phân loại thí nghiệm tự tạo thành hai loại gồm:

❖ TNTT đơn giản: là các thí nghiệm được chế tạo ra trên cơ sở thực hiện các thao tác gia công, lắp ráp tương đối đơn giản, nhanh gọn với các dung cụ

hỗ trợ phổ biến trong đời sống như: kìm, búa, tuốc vít, dao, kéo, cưa, đục, mài, dũa… Tuy nhiên, vật liệu được sử dụng không chỉ từ các phế liệu như: vỏ lon bia, vỏ chai nước, tấm sắt, mẩu gỗ, linh kiện có thể tận dụng từ các bộ thí nghiệm cũ hoặc đồ chơi trẻ em đã hỏng…, mà có thể là các linh kiện điện tử, vật liệu điện, vật liệu từ sử dụng phổ biến trong cuộc sống hàng ngày nên học sinh dễ mua sắm (với giá thành thấp) như: bóng đèn, công tắc, bảng điện, các

đèn LED, dây đồng dẫn điện, nam châm gốm, lò xo xoắn, động cơ điện một chiều nhỏ…

❖ TNTT phức tạp: đó là những thí nghiệm mà quá trình gia công, lắp ráp tạo nên chúng đòi hỏi nhiều thao tác tương đối phức tạp, công phu, mất nhiều thời gian hoặc có thể cần đến sử hỗ trợ của thợ lành nghề cùng máy móc cơ khí hiện đại Ví dụ: khi chế tạo các bánh răng truyền động trong chuyển động cơ;

sử dụng máy cưa, tiện gỗ để chế tạo ghế xoay trong thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn mô mên động lượng; hàn nối các chi tiết, linh kiện điện tử lắp ráp thí nghiệm khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn…

Ngoài cách phân loại trên, người ta còn dựa vào mức độ định lượng của thí nghiệm để phân loại theo TNTT định tính và thí nghiệm định lượng; dựa vào mục đích sử dụng trong dạy học, TNTT được phân thành thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng mới, thí nghiệm củng cố luyện tập… Như vậy, tuy có nhiều cách phân loại khác nhau nhưng chọn cách nào chọn TNTT nào để sử dụng trong dạy học phải dựa vào mục đích, nội dung kiến thức

cụ thể cũng như các PPDH được sử dụng theo ý đồ sư phạm của giáo viên [6]

1.1.3.3 Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm tự tạo sử dụng trong dạy học Vật lí

− Việc bố trí và tiến hành thí nghiệm đơn giản, không tốn nhiều thời gian

− Kết quả thí nghiệm: rõ ràng, dễ quan sát, có sức hấp dẫn và kích thích hứng thú học tập của học sinh, Gần gũi với những hiện tượng trong đời sống hàng ngày

− Dễ thao tác: lắp ráp, tháo rời các bộ phận của dụng cụ thí nghiệm

− Dễ vận chuyển, bảo quản và an toàn trong chế tạo cũng như trong quá trình tiến hành thí nghiệm

− Phát huy tính tích cực, tự lực và rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh như: đề xuất phương án thí nghiệm, bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm

và xử lí kết quả thí nghiệm, thiết kế và chế tạo thí nghiệm nhằm minh họa lại kiến thức đã thu nhận

❖ Hạn chế

Bên cạnh những ưu điểm, TNTT cũng có những hạn chế nhất định, đó là hạn chế về tính thẩm mĩ và độ bền những hạn chế trên là do các dụng cụ thí nghiệm được gia công thủ công và bằng tay, không được sản xuất theo dây chuyền công nghệ

1.1.3.4 Vai trò của việc tự tạo trong dạy học Vật lí

Việc tự tạo thí nghiệm đóng vai trò quan trọng trong DHVL ở trường phổ thông hiện nay Cụ thể là:

- Phát huy tính tích cực, tự lực và chủ động trong hoạt động nhận thức của học sinh Tự tạo thí nghiệm trong dạy học thường hướng đến việc sử dụng vào

hỗ trợ tổ chức dạy học thông qua các PPDH tích cực nhằm tích cực hóa hoạt động thí nghiệm của học sinh Bên cạnh đó, khi tổ chức các hoạt động học tập cho học sinh với việc gia công, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm không những tạo được động cơ, hứng thú say mê tìm tòi, nghiên cứu mà còn tạo cơ hội để học sinh tự giác, chủ động tham gia xây dựng kiến thức mới đây chính là các yếu tố tâm lý tạo nên tính tích cực trong học tập cũng như trong hoạt động nhận thức của học sinh Vì vậy việc tổ chức cho học sinh tự tạo thí nghiệm có vai trò quan trọng trong phát huy tính tích cực, tự lực và chủ động trong hoạt động nhận thức của học sinh

- Góp phần làm phong phú thí nghiệm được sử dụng trong dạy học viêc nghiên cứu tự tạo thí nghiệm không chỉ nhằm bổ sung những thí nghiệm còn

thiếu, chưa được trang bị mà còn có vai trò tạo tính đa phương án cho một nội dung thí nghiệm hoặc một phương án có thể sử dụng vào dạy học nhiều bài thí nghiệm khác nhau Do đó, với vai trò tạo ra sự phong phú về phương án thí nghiệm sẽ giúp giáo viên thuận tiện cho việc lựa chọn và sử dụng thí nghiệm vào tổ chức hoạt động nhận thức và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh trong dạy học ở lớp cũng như tổ chức tự học ở nhà

- Phối hợp với thí nghiệm giáo khoa trong việc trực quan hóa hiện tượng, quá trình vật lí trong dạy học Thí nghiệm giáo khoa được trang cấp cho các cơ

sở giáo dục thường là các bộ thí nghiệm tối thiểu, phục vụ dạy học các nội dung kiến thức trừu tượng, phức tạp Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hiện tượng, quá trình vật lí ở THCS và khi học sinh tự học ở nhà Khi tự tạo thí nghiệm, chúng

ta thường cố gắng đơn giản hóa hiện tượng, gạt bỏ những chi tiết, yếu tố không cần thiết, làm nổi bật những chi tiết cần thiết cho hoạt động nhận thức nhằm giúp học sinh hiểu sâu sắc bản chất các hiện tượng quá trình đó.do đó, tự tạo thí nghiệm có vai trò tích cực trong việc hỗ trợ cho hoạt động nhận thức của học sinh nói chung và trong tự học nói riêng

- Hỗ trợ tổ chức dạy học ở nhiều khâu và nhiều hình thức khác nhau Tự tạo thí nghiệm trong DHVL nhằm tạo ra những thiết bị thí nghiệm có nhiều ưu điểm nổi trội nêu trên, do đó hoạt động này có vai trò rất lớn trong việc sử dụng TNTT hỗ trợ cho quá trình dạy học TNTT có thể được sử dụng để hỗ trợ nhiều khâu của tiến trình dạy học như: mở đầu, nêu vấn đề vào bài, hình thành kiến thức mới, ôn tập, củng cố vận dụng hoặc luyện tập, vận dụng kiến thức mới, thực hành thí nghiệm, tự học ở nhà…

- Rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm và phát triển tư duy sáng tạo cho cả giáo viên và học sinh Hoạt động tự tạo thí nghiệm trong DHVL đòi hỏi giáo viên và học sinh phải thực hiện nhiều hoạt động, thao tác, trong nhiều lần

và qua nhiều khâu liên quan đến kỹ năng thực hành thí nghiệm Do đó, tự tạo thí nghiệm có vai trò vừa là phương tiện, vừa là biện pháp rèn luyện năng lực

vận dụng kiến thức vào thực tiễn và rèn luyện kỹ năng thực hành cho cả giáo viên và học sinh Bên cạnh đó, việc tự tạo không chỉ dựa trên những phương án thí nghiệm sẵn có mà có thể tự tìm ra những phương án thí nghiệm mới, vì vậy

nó đáng vai trò phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh

- Tạo ra phương tiện hỗ trợ quan trọng cho tổ chức dạy học nhóm theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh Như đã đề cập, TNVL nói chung và TNTT nói riêng là những phương tiện hỗ trợ hiệu quả nhất cho tổ chức DHVL theo nhóm ở trường phổ thông Do đó, có thể thấy tự tạo thí nghiệm đóng vai trò tiên quyết cho việc vận dụng hình thức tổ chức dạy học nhóm với sự hỗ trợ của TNTT Tóm lại, tự tạo thí nghiệm có vai trò quan trọng trong DHVL, đặc biệt nó còn có vai trò trong việc vừa tạo ra phương tiện

hỗ trợ, vừa là một hoạt động quan trọng để tổ chức dạy học nhóm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong DHVL ở trường phổ thông hiện nay

1.1.3.5 Yêu cầu khai thác, tự tạo thí nghiệm trong dạy học Vật lí

Theo tác giả Nguyễn Hoàng Anh trình bày trong luận án tiến sĩ “xây dựng

và sử dụng thí nghiệm tự tạo theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học phần " cơ học" Vật lí lớp 12 nâng cao” [4] đã đưa ra yêu cầu khai thác, tự tạo thí nghiệm trong dạy học Vật lí như: các TNTT được xây dựng và sử dụng trong DHVL phải đảm bảo được 4 yêu cầu sau: về mặt khoa học; về mặt sư phạm; về mặt thẩm mỹ và về mặt kinh tế

❖ Về mặt khoa học:

− Các TNTT được xây dựng phải đảm bảo khi tiến hành TN phải thành công, tạo ra hiện tượng rõ ràng, đúng với bản chất vật lí và điều khiển được các yếu tố tác động;

− Quá trình thiết kế, chế tạo cần ứng dụng các thành tựu mới trong khoa học; Có cấu tạo gọn nhẹ, thuận tiện trong quá trình sử dụng (tháo lắp, bố trí và tiến hành TN); Đảm bảo an toàn trong sử dụng, dễ sửa chữa, bảo quản và vận chuyển

❖ Về mặt sư phạm:

− TNTT có thể được sử dụng ở các giai đoạn khác nhau của QTDH như:

sử dụng trong đề xuất vấn đề nghiên cứu, sử dụng trong hình thành kiến thức mới, và sử dụng trong củng cố, vận dụng kiến thức

− Kết quả của TNTT phải gắn liền với nội dung bài học, xuất hiện đúng lúc trong tiến trình DH, đồng thời kết quả TN phải được sử dụng cho mục đích

DH một cách hợp lí, logic và không gượng ép TN phải ngắn gọn, hợp lí và cho kết quả ngay nhằm đảm bảo về mặt thời gian của tiết học

− Tạo điều kiện cho HS phát huy TTC nhận thức trong và ngoài giờ học thông qua việc đề xuất và lựa chọn phương án TN, thiết kế và chế tạo dụng cụ

TN nhằm kiểm chứng hoặc minh họa lại kiến thức đã thu nhận?

❖ Về mặt thẩm mỹ

Các dụng cụ TNTT phải có kích thước đủ lớn, đảm bảo cho cả lớp quan sát nhằm giúp cho HS dễ theo dõi diễn biến của TN để có thể rút ra được những kết luận cần thiết TN phải có màu sắc thích hợp và hình dáng đẹp đẽ lôi cuốn

sự chú ý của HS, đặc biệt là cần làm nổi bật bộ phận cần quan sát

❖ Về mặt kinh tế

Các TNTT được xây dựng phải đảm bảo giá thành không cao nhờ sử dụng các nguyên vật liệu, dụng cụ và linh kiện có sẵn và dễ tìm trong cuộc sống hằng ngày

1.1.3.6 Các mức độ khai thác, tự tạo thí nghiệm trong dạy học Vật lí

Trên cơ sở vai trò và yêu cầu đã nêu, chúng tôi xác định các mức độ khai thác, tự tạo TN trong dạy học vật lí từ thấp đến cao như sau:

❖ Mức độ 1: khai thác các phương án TN sẵn có (đã được thiết kế, giới thiệu ở sách giáo khoa hoặc các tài liệu tham khảo nhưng chưa được chế tạo)

và tự tạo TN trong thực tiễn dạy học, giáo viên có thể khai thác các phương án

TN được trình bày ở các tài liệu tham khảo, trong Internet và ngay cả trong sách giáo khoa để tự tạo thí nghiệm phục vụ dạy học Trên cơ sở các phương án

TN đó, tiến hành tìm kiếm vật liệu phù hợp để gia công, lắp ráp nên TN hầu

hết các phương án tuy đã được thiết kế nhưng đều chưa có các thông số kỹ thuật cụ thể về linh kiện, thiết bị cần sử dụng nên giáo viên và học sinh thường gặp khó khăn ở khâu tìm kiếm vật liệu và gia công, lắp ráp TN Do đó, đòi hỏi người tự tạo thí nghiệm phải tìm tòi nghiên cứu, tiến hành nhiều lần để thử sai

và điều chỉnh ở mức độ này, giáo viên thường tự tạo thí nghiệm nhằm bổ sung

về số lượng, đa dạng về phương án TN để có nhiều lựa chọn trong các phương pháp sử dụng TN vào dạy học ở trên lớp cũng như tổ chức cho học sinh tự ở nhà Đối với học sinh có thể tự tìm kiếm vật liệu, sử dụng cách gia công khác với phương án thí nghiệm sẵn có và sử dụng trong thực hành, luyện tập Mặt khác giáo viên có thể hướng dẫn, tổ chức cho học sinh tự tạo TN để sử dụng trong tiết thực hành TN hoặc tự học ở nhà nhằm củng cố, luyện tập kiến thức

đã học

❖ Mức độ 2: Nghiên cứu các thí nghiệm đã có, phát hiện những hạn chế (nếu có) và tự tạo thí nghiệm nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hoặc đề xuất phương án thay thế Trong số các thí nghiệm giáo khoa hiện nay, một số TN còn có những hạn chế nhất định, chưa đảm bảo tính khả thi và hiệu quả trong dạy học Do đó, cần thiết phát hiện những hạn chế đó để tìm cách khắc phục hoặc thay đổi phương pháp sử dụng TN trong dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh Giáo viên và học sinh có thể đề xuất phương án

tự tạo TN có ưu điểm hơn (so với thí nghiệm giáo khoa) từ các vật liệu đơn giản, có hiệu quả sử dụng cao hơn, phù hợp với điều kiện dạy học thực tế ở các vùng miền của địa phương, để thay thế hoặc sử dụng phối hợp với các thiết bị thí nghiệm hiện có Bên cạnh đó, trên cơ sở các phương án thí nghiệm tự tạo được khai thác, giáo viên có thể hướng dẫn học sinh tự tạo lại thí nghiệm trong quá trình dạy học ở nhà với các vật liệu dễ kiếm trong đời sống nhằm củng cố, luyện tập và mở rộng kiến thức vật lí đã học

❖ Mức độ 3: Đề xuất phương án và tự tạo TN mới Thực tiễn cho thấy vẫn còn nhiều phương án TN chưa được phát hiện và sử dụng trong dạy học vật

lí ở trường phổ thông Vì vậy, song song với việc khai thác TN, cần nghiên cứu

đề xuất và tự tạo mới một số phương án thí nghiệm nhằm: bổ sung trang bị mới phục vụ dạy học, tại thêm phương án thí nghiệm để đa dạng hóa các hình thức

sử dụng TN trong dạy học, phát hiện các TN hay, có tính khả thi để sử dụng vào dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động hoạt động nhận thức

và rèn luyện kỹ năng thực hành, tư duy sáng tạo cho học sinh Trên cơ sở nội dung chương trình và giáo khoa kết hợp với nhu cầu thực tiễn dạy học, giáo viên và học sinh nghiên cứu phát hiện những nội dung kiến thức cần và có thể trực quan hóa hiện tượng, quá trình vật lí thông qua TNTT, từ đó đề xuất phương án TN và tiến hành gia công, lắp ráp và sử dụng TN vào dạy học Việc

đề xuất phương án và tự tạo TN mới là vấn đề khó đối với cả giáo viên và học sinh Do đó, để tổ chức cho học sinh thực hiện mức độ này trong quá trình tự học, giáo viên cần gợi ý hoặc hướng dẫn các em đề xuất phương án dựa trên các phương án TN mà giáo viên đã tự tạo thành công, học sinh có thể chỉ đề xuất cách thay đổi một số chi tiết nào đó nhằm tạo ra tính mới mẻ, sáng tạo trong khả năng của mình[6]

1.1.3.7 Quy trình tự tạo thí nghiệm

Trong dạy học vật lí ở trường phổ thông hiện nay,việc tự tạo thí nghiệm và

sử dụng thí nghiệm tự tạo vào tổ chức hoạt động dạy học cho học sinh theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm là việc làm cần thiết, đáp ứng yêu cầu

về đổi mới phương pháp dạy học Chính vì vậy, để việc sử dụng các thí nghiệm

tự tạo vào tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh đạt được hiệu quả thì việc xây dựng các thí nghiệm tự tạo phải tuân theo một quy trình nhất định và trong quá trình dựng cần phải bổ sung, điều chỉnh sao cho phù hợp với mục tiêu dạy học, nội dung kiến thức, tình hình cơ sở vật chất và các hình thức tổ chức dạy học Theo tác giả Nguyễn Viết Thanh Minh quy trình tự tạo thí nghiệm được thực hiện theo các bước cơ bản sau:

Hình 1.1 Quy trình tự tạo thí nghiệm tự tạo

1.1.4 Khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học Vật lí ở trường phổ thông

1.1.4.1 Sự cần thiết khai thác, sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học vật lý

Trong dạy học luôn có sự yêu cầu cao ở tính chủ động và tự lực của học sinh, vì vậy, học sinh có thể gặp những khó khăn trong quá trình học tập để giảm bớt những khó khăn đó, giáo viên phải sử dụng thí nghiệm cùng các

1 Xác định mục đích sử dụng và phương án thí nghiệm tự tạo

- Xác định mục tiêu DH, nghiên cứu nội dung kiến thức, chương trình và thiết bị

TN hiện có để chỉ ra những nội dung cần tự tạo TN, từ đó xác định mục đích sử dụng TN để dạy và học các kiến thức đó - Đề xuất các phương án tự tạo TN - Lựa chọn phương án TNTT theo mục đích sử dụng.

2 Tập hợp vật liệu và thiết bị để tự tạo thí nghiệm

- Tìm kiếm, lựa chọn và mua sắm nguyên vật liệu,thiết bị cần thiết trong đời sống hàng ngày - Khai thác các vật liệu, thiết bị hiện có ở phòng bộ môn (sử dụng lại các chi tiết TN đã hỏng).

3 Gia công, lắp ráp thí nghiệm

- Gia công, chế tạo các thiết bị cần lắp ráp thành bộ TN.

- Lắp ráp TN theo phương án đã lựa chọn.

phương tiện dạy học khác nhau để hỗ trợ cho quá trình làm việc của học sinh,

TN và TNTT là những phương tiện quan trọng hỗ trợ hoạt động trong dạy học vật lí ở trường phổ thông Trong đó TNTT thường phù hợp với hình thức tổ chức dạy học vật lí bởi các ưu điểm: ngắn gọn, đơn giản, dễ chế tạo thành nhiều

bộ, có tính trực quan cao, đa phương án nên rất thích hợp để học sinh tiến hành thí nghiệm Trong đó, dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông, hầu hết các kiến thức đều được hình thành trên cơ sở trực quan, do đó để tạo điều kiện cho học sinh phát huy tính tích cực, tự lực trong hoạt động nhận thức thì học sinh phải được tự tay tiến hành thí nghiệm để tìm ra kiến thức cần học

Trong học tập nói chung và học tập vật lí nói riêng, môi trường để hành động là vô cùng quan trọng, bởi vì qua hành động, những kiến thức, kỹ năng

mà chủ thể đạt được sẽ bền vững và có tính thuyết phục với học nhất Do đó, với sự hỗ trợ của TNTT trong hoạt động của học sinh, học sinh tích cực và chủ động thực hiện việc tư tìm ra kiến thức, kỹ năng cần đạt được ngay trong giờ học vật lí Bên cạnh đó, việc khai thác, tự rèn luyện ở nhà một cách tự giác ngay cả khi không có sự hướng dẫn và quản lý của giáo viên Tính năng động, sáng tạo của các em từ đó cũng được hình thành và phát triển

Thực tiễn dạy học cho thấy trong tổ chức dạy học ở THPT nói chung và DHVL lớp 11 nói riêng rất cần sự hỗ trợ của TNTT và các phương tiện trực quan Hiện nay, vẫn còn nhiều hiện tượng và quá trình vật lí vẫn chưa được trực quan hóa bằng TN giáo khoa hoặc là đã có TN giáo khoa nhưng chưa đảm bảo yêu cầu về chất lượng Số lượng TN sẵn có hiện nay ở nhiều cơ sở giáo dục vẫn chưa đáp ứng hết nhu cầu sử dụng, việc tổ chức dạy học vật lí thường xuyên gặp nhiều khó khăn Do đó, khai thác, tự tạo và sử dụng TN hỗ trợ tổ chức dạy học vật lí thật sự cần thiết Vì nó không chỉ giúp cho việc tổ chức dạy học trở nên đơn giản, thuận tiện và hiệu quả hơn mà với tính đa dạng của các phương án TN khai thác được, sự phong phú về hình thức sử dụng sẽ kích thích

sự hứng thú học tập, góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

Việc khai thác, sử dụng TNTT để hỗ trợ tổ chức dạy học sẽ góp phần khắc phục những hạn chế của tổ chức dạy học thông thường và phát huy hết ưu điểm của TNTT trong dạy học vật lí ở trường phổ thông Dạy học luôn đòi hỏi dành

đủ thời gian để học sinh làm việc, nếu giáo viên gắn nhiệm vụ của hoạt động với các thao tác thí nghiệm đơn giản, nhanh gọn để học sinh tự tìm ra kiến thức thì sẽ giúp giảm thiểu tổng thời gian tổ chức dạy học trên lớp

Sử dụng TNTT hỗ trợ dạy học sẽ phát huy tính tích cực tự lực trong hoạt động nhận thức của học sinh, bởi vì học sinh vừa tích cực trong thực hiện các thao tác với TNTT, vừa tự lực, chủ động tranh luận với bạn bè trong quá trình hoạt động để tự tìm ra kiến thức cần nghiên cứu, qua đó sẽ tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí

Sử dụng TNTT sẽ tạo thuận lợi cho giáo viên lựa chọn và tổ chức dạy học

ở nhiều khâu của quá trình dạy học như: củng cố trình độ xuất phát về tri thức,

kỹ năng mới, ôn tập, củng cố và khắc sâu tri thức đã học, thực hành, luyện tập

và mở rộng kiến thức, trong dạy học ở lớp và tổ chức tự học ở nhà, kiểm tra đánh giá trình độ tri thức và nhận thức của học sinh…

Trong tổ chức dạy học với sự hỗ trợ của TNTT, giáo viên thường yêu cầu học sinh đề xuất phương án TN, lắp ráp, tiến hành TN hoặc gia công, tự tạo TN(trong các tiết thực hành, luyện tập), qua đó góp phần rèn luyện các kỹ năng thực hành TN, kỹ năng hợp tác và tư duy sáng tạo cho học sinh

Khai thác, sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức dạy học nhóm góp phần tạo ra một xu hướng giáo dục mở giữa nhà trường với xã hội, gắn dạy học trên lớp với ở nhà, gắn lý thuyết với thực tiễn cuộc sống, gắn tư duy trí tuệ với thao tác tay chân, các kỹ năng thực hành

1.1.4.2 Một số yêu cầu trong sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học Vật lí ở trung học phổ thông

Để việc sử dụng các TNTT trong quá trình DHVL phát huy được hiệu quả, cần tuân thủ các yêu cầu sau [4]:

- Xác định rõ logic của tiến trình DH, trong đó việc sử dụng TN phải là một bộ phận hữu cơ của QTDH, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức Trước khi tiến hành TN cần phải xác định được mục đích của TN là dùng để đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức mới hay củng cố và vận dụng kiến thức

- Trước khi tiến hành TN, GV cần định hướng HS vào những hiện tượng cần quan sát Xác định các nhiệm vụ của HS trong việc quan sát hoặc tiến hành

TN Đối với TN định lượng, HS phải lập bảng giá trị đo trước khi tiến hành

TN, xử lí kết quả TN và rút ra kết luận về các dấu hiệu, mối liên hệ của bản chất hiện tượng Đối với TN định tính, HS phát biểu các kết quả đã quan sát và vận dụng kiến thức mới vào giải thích hiện tượng

- Xác định rõ các dụng cụ TN cần sử dụng, sơ đồ lắp ráp, các bước tiến hành TN

- Cần phải kiểm tra sự hoạt động của các dụng cụ TN trước giờ học một cách kỹ lưỡng, tiến hành thử TN nhiều lần để đảm bảo khi tiến hành TN phải thành công

- Khi sử dụng các TN vào tổ chức hoạt động DH phải tuân theo các quy tắc an toàn, tránh cảm giác lo sợ đối với HS mỗi khi tiến hành TN

1.1.4.3 Sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tổ chức dạy học vật lý trong bài nghiên cứu kiến thức mới

1) Các mức độ hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo trong tổ chức dạy học

Sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức dạy học trong dạy học kiến thức mới có thể thực hiện ở nhiều khâu trong tiến trình DHVL ở trường phổ thông như: mở đầu; hình thành kiến thức mới; ôn tập, củng cố hoặc luyện tập vận dụng kiến thức đã học; kiểm tra đánh giá Do đó, sử dụng TNTT hỗ trợ tổ chức DHVL có thể phân thành các mức độ sau:

- Mức độ 1: hỗ trợ cho một khâu nào đó trong tiến trình dạy học

- Mức độ 2: hỗ trợ một số khâu trong tiến trình dạy học

- Mức độ 3: hỗ trợ cho tất cả các khâu của tiến trình dạy học

2) Tổ chức dạy học để hình thành kiến thức mới với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo [6] Hình thành kiến thức mới là một khâu quan trọng nhất của tiến trình dạy học nghiên cứu kiến thức mới Tổ chức dạy học trong khâu này thường thiết kế các hoạt động nhóm với các nhiệm vụ học tập để khảo sát, kiểm chứng hiện tượng, quá trình VL thông qua tiến trình thí nghiệm để rút ra nhận xét, kết luận hoặc kiến thức mới cần lĩnh hội Do đó trên cơ sở cấu trúc cơ bản của DH nhóm nhỏ với sự hỗ trợ của TNTT có thể tiến trình dạy học để hình thành kiến thức mới theo các bước thực hiện cụ thể như sau:

⮚ Bước 1: Làm việc chung cả lớp

- Chia nhóm GV chia nhóm, cử nhóm trưởng, thư ký, việc phân nhóm dựa trên mục tiêu, nhiệm vụ hoạt động nhóm, điều kiện thiết bị thí nghiệm và năng lực học tập của học sinh GV cần có sự bố trí chỗ ngồi phù hợp để đảm bảo thuận lợi cho học sinh khi làm thí nghiệm, tương tác giữa các thành viên trong nhóm và quan sát, đánh giá các nhóm khác

- Nêu vấn đề, giao nhiệm vụ, hướng dẫn thực hiện hoạt động nhóm GV giới thiệu chủ đề thông qua thuyết trình, đàm thoại hay làm thí nghiệm biểu diễn để tạo tình huống học tập, nêu vấn đề cần giải quyết trong nhiệm vụ học tập của ác nhóm Sau đó tổ chức để học sinh đề xuất phương án TN cũng như cách giải quyết nhiệm vụ trước khi nhóm làm việc Tùy vào mức độ hỗ trợ của TNTT mà giáo viên hướng dẫn các nhóm thực hiện các thao tác lắp ráp, tiến hành thí nghiệm để thu thập, xử lí kết quả GV cần hướng dẫn học sinh sử dụng phiếu học tập, thiết bị TN và dành đủ thời gian cho các nhóm nắm bắt nhiệm vụ GV cần đảm bảo đã có sự chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị thí nghiệm cần thiết trước khi phân công vị trí và quy định thời gian cho các nhóm bắt đầu làm việc

⮚ Bước 2: Hoạt động nhóm

- Phân công nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm thực hiện Nhóm trưởng sẽ điều khiến nhóm thảo luận để xác định rõ nhiệm vụ chung của nhóm, phân công các thành viên làm việc độc lập hoặc phối hợp với nhau để giải quyết Đối với các nhiệm vụ phức tạp, GV có thể yêu cầu các nhóm thảo luận

để lập ra kế hoạch thực hiện cụ thể như: đề xuất và lựa chọn phương án thực hiện, xác định các bước thực hiện trước khi tiến hành TN, dự đoán kết quả thu được với nhiệm vụ hoạt động nhóm ở lớp thương phải ngắn gọn, đơn giản, phù hợp với điều kiện tổ chức dạy học và mức độ hỗ trợ của TNTT mà giáo viên thiết kế

- Lắp ráp TN Nội dung bước này chỉ thực hiện khi yêu cầu học sinh lựa chọn phương án(khi có nhiều phương án TN), lắp ráp thí nghiệm từ các thiết bị đơn lẻ do giáo viên hoặc học sinh gia công, chuẩn bị từ trước Các nhóm sẽ tiến hành nhanh việc bố trí, lắp ráp hoàn chỉnh TN trước khi tiến hành và thu thập kết quả Tuy nhiên, đối với những TN yêu cầu việc lắp ráp mất nhiều thời gian hoặc TN đã được lắp ráp cố định thành bộ, không thể tháo rời thì GV chỉ yêu cầu học sinh lựa chọn đúng dụng cụ, quan sát để tìm hiểu các bộ phận chính của thí nghiệm, chuẩn bị cho bước tiến hành TN tiếp theo Với các phương án

TN giáo khoa có thể sử dụng để hỗ trợ tổ chức dạy học nhóm thì giáo viên cần

sử dụng phối hợp với TNTT đã khai thác trong các hình thức tổ chức khác nhau, phù hợp điều kiện dạy học thực tế

- Tiến hành TN thu thập và xử lí kết quả Các nhóm tiến hành TN để thu thập thông tin, xử lí số liệu về hiện tượng và quá trình VL cần khảo sát Quá trình này tiến hành tương tự với TNVL thông thường Tuy nhiên với TNTT, học sinh thường được tham gia chuẩn bị dụng cụ, lắp ráp thí nghiệm nên khi tiến hành TN và thu thập số liệu học sinh có thể tự rút ra những lưu ý hoặc tìm ra nguyên nhân gây ra sai số trong kết quả TN để kịp thời khắc phục Ngoài ra, việc

xử lí số liệu và chuẩn bị báo cáo kết quả trước lớp cũng sẽ thuận lợi hơn với sự

hỗ trợ của TNTT, nhất là các nhóm phải tự chủ hoàn toàn kết quả của mình vì không thể bắt chước máy móc khi GV tổ chức hoạt động nhóm với TNTT được tiến hành theo nhiều phương án khác nhau trong cùng một nội dung

- Thảo luận nhóm, thống nhất kết quả, rút ra nhận xét và chuẩn bị nội dung báo cáo trước lớp GV đóng vai trò là người giám sát hoạt động nhóm, chỉ can thiệp khi cần thiết

⮚ Bước 3: Thảo luận cùng cả lớp

- Các nhóm cử đại diện trình bày kết quả Hình thức báo cáo cần đa dạng, phù hợp với điều kiện, yêu cầu của từng nhiệm vụ thực tế GV có thể tổ chức cho các nhóm trình bày qua phiếu học tập, bảng nhóm hoặc sử dụng trực tiếp TNTT đơn giản để minh họa trước lớp (nếu có thời gian phù hợp)

- Thảo luận chung, đánh giá kết quả làm việc của các nhóm GV cùng học sinh đánh giá, nhận xét, rút ra kết luận về những kết quả thực hiện của các nhóm (tùy thuộc vào thời gian tổ chức trên lớp mà GV yêu cầu một vài hoặc tất

cả các nhóm báo cáo) Qua việc học sinh tích cực tranh luận, đánh giá và tự đánh giá lẫn nhau giữa các nhóm khác về những vấn đề chưa thống nhất, giáo viên có thể phát hiện những hạn chế về kiến thức, kỹ năng của học sinh để tăng cường hướng dẫn học sinh tự rèn luyện thực hành hoặc củng cố, luyện tập trong

tư học ở nhà Việc đi đến thống nhất kết quả chung của toàn lớp để rút ra kết luận và hình thành kết thúc mới cần nghiên cứu Trong hoạt động này, GV chỉ đóng vai trò trong tài, điều khiển đánh giá và đưa ra nhận xét chung về quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập của các nhóm

Kết luận, rút ra kiến thức mới cần nghiên cứu: thông qua các nhận xét kết luận chung về hiện tượng, quá trình vật lí rút ra từ kết quả hoạt động nhóm, học sinh có thể tự tìm ra kiến thức cần nghiên cứu Từ đó giáo viên hệ thống lại kiến thức và hướng dẫn học sinh củng cố, vận dụng hoặc tổ chức tự học ở nhà

1.1.4.4 Sử dụng thí nghiệm tự tạo trong tiết thực hành thí nghiệm

Tổ chức tiết thực hành ở lớp thường theo phương án TN giáo khoa sẵn có, tuy nhiên trong thực tiễn dạy học thì các thiết bị TN đó lại không đủ cho học

sinh trong một lớp tiến hành Do đó, ngoài hình thức sử dụng phối hợp TN giáo khoa với TNTT thì giáo viên có thể đưa vào tiết thực hành những nội dung, phương án TN chưa có cơ hội đề cập đến nhưng trong tiến truyền thụ kiến thức mới để mở rộng, khắc sâu kiến thức đã học Giáo viên có thể tổ chức cho học sinh tiến hành với các phương án TN khác nhau, khác với phương án TN mà giáo viên đã sử dụng Các nguyên vật liệu có thể do giáo viên cung cấp hoặc do học sinh mang tự chuẩn bị Việc tổ chức cho học sinh thực hành TN theo hình thức nêu trên có tác dụng rất lớn trong việc rèn luyện, phát triển kỹ năng và thói quen sử dụng các dụng cụ, thiết bị phức tạp, đa dạng, gần gũi với kỹ thuật, cuộc sống, làm quen với những yếu tố tự lực nghiên cứu thí nghiệm [6]

1) Các mức độ hỗ trợ

Với vai trò quan trọng của TNTT trong hỗ trợ tổ chức dạy học tiết thực hành TN, dựa vào mức độ sử dụng TN hay khả năng hỗ trợ của TNTT cho quá trình tiến hành bài thực hành TN của học sinh, có thể phân thành các mức độ

hỗ trợ của TNTT trong tổ chức thực hành như sau:

- Mức độ 1: Giáo viên nêu phương án, giới thiệu dụng cụ và thiết bị TN,

học sinh lắp ráp và tiến hành TN, xử lí số liệu và kiểm chứng kiến thức

- Mức độ 2: Giáo viên nêu phương án TN, học sinh gia công dụng cụ, thiết

bị TN, lắp ráp và tiến hành TN, xử lý số liệu và kiểm chứng kiến thức

- Mức độ 3: Giáo viên nêu chủ đề, mục đích thực hành TN, học sinh đề

xuất phương án TN và lựa chọn phương án khả thi, gia công dụng cụ, thiết bị

TN, lắp ráp và tiến hành TN, xử lí số liệu và kiểm chứng kiến thức

2) Tổ chức thực hành với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo

Quá trình chuẩn bị và tổ chức dạy học thực hành trên lớp với sự hỗ trợ của TNTT cụ thể như sau:

❖ Giai đoạn chuẩn bị

- Chuẩn bị của giáo viên Do tiết thực hành thương diễn ra sau một phần, một chương nêu giáo viên cần xác định trước mục đích và các phương án TN

sẽ sử dụng để chuẩn bị về: nội dung kiến thức liên quan, kế hoạch tổ chức, thiết

bị, vật liệu theo các phương án TN đã chọn (giáo viên và học sinh chuẩn bị), mẫu báo cáo thực hành, phiếu học tập và tài liệu hướng dẫn thực hành(nếu cần) Trên cơ sở đó, giáo viên có thể điều chỉnh một số nội dung, các bước tiến hành để phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất, đối tượng học sinh cụ thể của từng lớp và hướng dẫn học sinh ôn tập và chuẩn bị một số vật liệu cần thiết

- Chuẩn bị của học sinh Học sinh cần ôn tập kiến thức đã học, chuẩn bị một số vật liệu, dụng cụ mà giáo viên yêu cầu, theo sự phân công của giáo viên

❖ Giai đoạn tổ chức thực hành trên lớp

Dạy học thực hành TN trên lớp thường phổ biến với dạy học nhóm nhỏ nhỏ từ 4 đến 6 hoặc 5 đến 7 học sinh tùy theo điều kiện thực tế, quy trình tổ chức thực hiện theo các bước sau:

TN cụ thể như: chọn vật liệu, dụng cụ để gia công TN, lắp ráp TN, tiến hành

TN, thu thập số liệu, kết quả, nhận xét, rút ra kết luận và trình bày báo cáo kết quả thực hành Trong thực hành với sự hỗ trợ của TNTT, giáo viên có thể tổ chức cho các nhóm thảo luận đề xuất phương án TNTT, lập kế hoạch tiến hành

và dự kiến kết quả Đối với các TNTT cần làm mẫu một số thao tác gia công, lắp ráp thì giáo viên có thể tiến hành trước lớp hoặc sử dụng các trình chiếu,

mô phỏng Trước khi yêu cầu học sinh làm việc nhóm, giáo viên cần phân công

vị trí làm việc và thời gian cụ thể nhằm tạo tính chủ động cho học sinh

⮚ Bước 2: Làm việc theo nhóm

Khác với tiết dạy học kiến thức mới, ở giai đoạn này học sinh được phát huy tính chủ động, tự giác cao hơn, thời gian và các thao tác TN trong làm việc nhóm sẽ nhiều hơn Với sự hỗ trợ của TNTT, các nhóm thực hành theo mức độ

mà giáo viên định sẵn Cụ thể là:

- Nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cụ thể cho các thành viên trong nhóm: thực hiện theo nội dung kế hoạch và các nhiệm vụ hoạt động nhóm trong bài thực hành

- Gia công thiết bị TN theo phương án TNTT Chọn vật liệu và gia công thiết bị TN là một trong những công việc phức tạp nhất trong bài thực hành Do

đó, giáo viên có thể phân công, hướng dẫn học sinh chuẩn bị, tìm kiếm, lựa chọn vật liệu để gia công ở nhà hoặc trong các buổi học trước đó Việc gia công với sự hợp tác, hỗ trợ tích cực của các thành viên trong nhóm cần được tiến hành nhanh gọn, phù hợp với điều kiện ở trên lớp học

- Lắp ráp TN khi thực hành lắp ráp TN trong tiến thực hành có thể gồm nhiều thao tác hơn so với tiết dạy học kiến thức mới, nhất là sau khi gia công, học sinh cần tiến hành lắp ráp các chi tiết thành bộ TN,sau có thể tiếp tục lắp ráp TN với các dụng cụ khác theo yêu cầu của bài thực hành Do đó, mặc dù trong quá trình các nhóm làm việc, giáo viên chỉ đóng vai trò quan sát, đánh giá nhưng khi các nhóm gặp trở ngại trong gia công, lắp ráp thì giáo viên phải kịp thời hướng dẫn, tháo gỡ khó khăn hoặc cung cấp thêm thiết bị để quá trình thực hành TN của các nhóm diễn ra đúng kế hoạch

- Tiến hành TN, thu thập và xử lý két quả: việc tiến hành TN để thu thập

số liệu, xử lí kết quả thường được tiến hành tương tự với hoạt động nhóm trong dạy học kiến thức mới Tuy nhiên, kết quả TN nói riêng và kết quả làm việc nhóm nói chung phải gắn với mục đích của bài thực hành

- Thảo luận, rút ra nhận xét và kết luận Các kết quả TN cần được cả nhóm tích cực thảo luận, tự đánh giá và đi đến thống nhất, đó cũng chính là kết quả

chung của nhóm sẽ được trình bày, đánh giá trước lớp và viết báo cáo thu hoạch sau tiết thực hành Do đó kết quả chung của nhóm cần được các thành viên thống nhất ý kiến

⮚ Bước 3: Làm việc chung

- Các nhóm cử đại diện trình bày kết quả hoạt động nhóm Giáo viên tổ chức các nhóm trình bày kết quả, nhận xét kết quả cũng như đánh giá hiệu quả làm việc của các nhóm Khi thực hành với TNTT, giáo viên còn tổ chức đánh giá trước lớp các sản phẩm TN mà các nhóm đã tự tạo hoặc kỹ năng thực hiện thao tác gia công, lắp ráp để tự tạo TN (theo các yêu cầu của việc tự tạo TN đã nêu trên)

- Đánh giá kết quả quả các nhóm Giáo viên cần đưa ra những nhận xét cụ thể về quá trình thực hiện nhiệm vụ của các nhóm nhằm kịp thời khắc phục những hạn chế của từng nhóm và động viên những nhân tố tích cực để học sinh rút kinh nghiệm cho những bài thực hành sau hoặc tự học ở nhà Để giúp các

em ôn tập, vận dụng kiến thức đã học, giáo viên cần kết hợp hướng dẫn tự học

và tổ chức rèn luyện các kỹ năng thực hành TN ở nhà trên cơ sở khai thác, sử dụng TNTT đơn giản

❖ Viết báo cáo thực hành và vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Viết báo cáo thực hành với TNTT không những giúp học sinh trình bày lại kết quả của việc tiến hành TN, thu thập và xử lý kết quả theo khả năng của mình mà còn rút ra được bài học kinh nghiệm của việc đề xuất những ý tưởng sáng tạo và rèn luyện kỹ năng thực hành trong khai thác, tự tạo TN của mình và các bạn Qua đó học sinh có thể tự đánh giá được năng lực bản thân và tìm giải pháp tiếp tục tự học và tự rèn luyện [6]

1.1.4.5 Sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ tự học ở nhà

1) Các mức độ hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo

Tổ chức và hướng dẫn học sinh tự học ở nhà với việc khai thác, sử dụng TNTT là quá trình nối tiếp của dạy học trên lớp Các học sinh sẽ tự tạo TN để