Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT

Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa Nhân tốquyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhậpquốc tế là con người Giáo dục, đào tạo phải đào tạo được những người laođộng có khả năng sáng tạo, thích ứng nhanh với những yêu cầu, những đòi hỏicủa thời kỳ mới Do vậy, việc đổi mới nội dung và phương pháp dạy học đang

là vấn đề mang tính cấp thiết

Điều 28, Luật Giáo dục năm 2005 xác định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”

Hiện nay, đổi mới phương pháp dạy học là một trong những nhiệm vụhàng đầu của ngành giáo dục đào tạo Đổi mới phương pháp dạy học không chỉnhận được sự quan tâm lớn của các nhà giáo dục mà còn là vấn đề được cả xãhội và các bậc phụ huynh, các em học sinh quan tâm

Những năm gần đây ngành giáo dục đào tạo nước ta không ngừng đổi mớiphương pháp dạy học theo hướng nâng cao chất lượng dạy và học, phát huytích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh Nhưng trong thực tế, những thay đổi đóvẫn chưa đem lại kết quả như mong muốn bởi không ít giáo viên vẫn còn bảo

thủ, chưa nắm chắc những vấn đề cơ bản của đổi mới PPDH, chưa từ bỏ thóiquen giảng dạy theo phương pháp cũ, dạy chay vẫn còn phổ biến Do đó, họcsinh ít tự lực suy nghĩ, thiếu tính độc lập sáng tạo, chưa đáp ứng được nhữngyêu cầu đổi mới dạy học ở THPT.

Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm vì vậy thí nghiệm vật lí đóng vaitrò quan trọng trong nghiên cứu, trong dạy và học vật lí Việc tiến hành thínghiệm, giải thích hoặc tiên đoán kết quả thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tíchcực tư duy, huy động các kiến thức đã học được củng cố, mở rộng và hệ thốnghóa Mặc dù thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng ở các giai đoạn khác nhaucủa quá trình dạy học, nhưng để tạo tình huống có vấn đề cho học sinh thìphương pháp thực nghiệm các thí nghiệm mở đầu là một trong số các phươngpháp rất hiệu quả Bởi vì tư duy chỉ thực sự bắt đầu khi trong đầu học sinh xuấthiện câu hỏi mà chưa có lời giải đáp Khi gặp phải mâu thuẫn trên nhiệm vụcần phải giải quyết là trình độ kiến thức hiện có không đủ để trả lời câu hỏi đặt

ra Do đó cần phải xây dựng kiến thức mới nhằm giải quyết nhiệm này Vì vậycần xây dựng các thí nghiệm theo các phương pháp thực nghiệm một cách trựcquan tạo điều kiện giúp quan sát hiện tượng một cách cụ thể từ đó giải quyếtcác nhiệm vụ học tập giúp học sinh phát huy tính tích cực, tự lực, tự chủ vàsáng tạo, làm chủ kiến thức giúp học sinh đạt kết quả cao hơn trong học tập Đểđạt được điều đó mỗi giáo viên phải biết kết hợp các hình thức tổ chức, cácphương pháp dạy học và sử dụng các phương tiện dạy học một cách hợp lí

Chương “ các định luật bảo toàn ” vật lí 10 cơ bản là một chương rất quantrọng trong chương trình vật lí THPT và được ứng dụng nhiều trong thực tiễn.

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu đổi

mới phương pháp dạy học vật lý THPT ”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu vận dụng quan điểm của dạy học hiện đại và sử dụng

phương pháp thực nghiệm trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong

dạy học vật lí nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh

THPT khi dạy chương: “các định luật bảo toàn – Vật lí 10 THPT”.

3 Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức dạy học phối hợp phương pháp thực nghiệm và dạy học pháthiện, giải quyết vấn đề phù hợp với quan điểm của dạy học hiện đại và đặcđiểm môn học vật lí thì sẽ phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo và nâng caochất lượng học tập của học sinh

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

* Khách thể

- Dạy và học vật lí trong trường THPT

* Đối tượng nghiên cứu

- Phối hợp sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học phát hiện và

giải quyết vấn đề cho học sinh lớp 10 – THPT.

- Giáo viên, học sinh THPT

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc phát huy tính tích cực, tự lực và sángtạo của học sinh THPT

- Nghiên cứu vận dụng quan điểm của dạy học hiện đại vào dạy học nêu vấn

đề và phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí để phát huy tính tích cực,

tự lực và sáng tạo của học sinh THPT

- Điều tra thực trạng dạy học nêu vấn đề và phương pháp thực nghiệm phầnkiến thức trên ở trường THPT theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực và sángtạo của học sinh THPT

- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc, đặc điểm chương “các định luật bảo toàn– Vật lí 10 THPT ”.

- Thiết kế dạy học phối hợp nêu vấn đề và phương pháp thực nghiệm một

số kiến thức chương “ các định luật bảo toàn – Vật lí 10 THPT ” Để phát

huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh

- TNSP để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đềxuất

- Xử lí số liệu bằng phương pháp thống kê toán học, viết báo cáo tổng kết

6 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận các phương pháp dạy học.

- Tiến hành điều tra khảo sát

- Nghiên cứu thực tiễn và thực nghiệm sư phạm

- Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí số liệu.

7 Phạm vi nghiên cứu

- Các trường THPT thuộc tỉnh Cao Bằng

- Nghiên cứu và thiết kế tiến trình dạy học trên tinh thần của phương phápdạy học nêu vấn đề và phương pháp thực nghiệm thông qua hoạt động nhóm

của phần kiến thức về chương “các định luật bảo toàn – Vật lí 10 THPT”.

Giúp nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận của việc phát huy tính tích cực, tự lực

và sáng tạo của học sinh trong dạy học nêu vấn đề và phương pháp thựcnghiệm môn vật lí ở trường phổ thông

- Các thiết kế tiến trình dạy học phối hợp nêu vấn đề và phương pháp thực

nghiệm một số kiến thức chương “các định luật bảo toàn – Vật lí 10 THPT”.

Nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo và nâng cao chất lượng học tậpcủa học sinh miền núi

- Có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên phổ thông

9 Dự kiến cấu trúc luận văn (gồm 3 phần).

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu.

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

6 Phương pháp nghiên cứu

7 Phạm vi nghiên cứu

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

PHẦN II: NỘI DUNG

CHƯƠNG I: Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc sử dụng phương phápthực nghiệm trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí

CHƯƠNG II: Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học pháthiện và giải quyết vấn đề khi dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lí

cơ bản 10, theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinhmiền núi

CHƯƠNG III: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI

QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ.

Trong mấy năm gần đây, đổi mới PPDH là nhiệm vụ quan trọng hàngđầu của ngành giáo dục và là một trong những biện pháp để nâng cao chấtlượng giáo dục Việt Nam hiện nay Môn vật lí là bộ môn khoa học thựcnghiệm ở trường phổ thông Phương pháp nhận thức khoa học của vật lí làphương pháp thực nghiệm vì vậy đưa phương pháp thực nghiệm là phươngpháp không thể thiếu quá trình giảng dạy vật lí

1.1 Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu vật lí.

1.1.1 Sự ra đời của phương pháp thực nghiệm trong sự phát triển của vật lí học [19],[21].

Thời cổ đại, khoa học chưa phân ngành và chưu tách khỏi triết học, mụcđích của nó là tìm hiểu và giải thích thiên nhiên một cách toàn bộ mà chưa đivào từng lĩnh vực cụ thể Trong xã hội chiếm hữu nô lệ, lao động chân tay bịcoi khinh vì đó là lao động của tầng lớp nô lệ, coi trọng hoạt động tinh tế của trí

óc Do đó nhiều nhà hiền triết cho rằng có thể dùng sự suy lý, sự tranh luận đểtìm ra chân lý mà không coi trọng thí nghiệm Trong cuốn “vật lí học”, Aristote

(384 - 322 TCN ), một đại diện tiêu biểu cho nền khoa học cổ đại cũng khôngdùng thí nghiệm mà đi đến kết luận bằng cách lập luận.

Sang thời trung đại tư tưởng của Aristote trở thành những giáo điều bất khảxâm phạm Giáo hội Gia Tô có một địa vị tối cao trong đời sống xã hội và coi “khoa học là đầy tớ của giáo lí ” Tuy vậy trong thời này cũng có những ngườimuốn tìm những con đường mới hơn để đi đến nhận thức khoa học như RogerBacon (1214 – 1294 ) cho rằng khoa học không chỉ có nhiệm vụ bình giải lời lẽcủa những kẻ có uy tín, khoa học phải được xây dựng trên cơ sở những lập luậnchặt chẽ và các thí nghiệm chính xác Vì vậy ông bị giáo hội lên án và bị cầm

tù hơn 20 năm

Đến thế kỉ XVII, Galile ( 1564 - 1642 ) đã xây dựng cơ sở của một nền vật líhọc mới ( vật lí học thực nghiệm ) thay thế cho vật lí học của Aristote bằnghàng loạt những nghiên cứu về thiên văn học, cơ học, âm học, quang học…Galile cho rằng muốn hiểu biết thiên nhiên cần phải trực tiếp quan sát thiênnhiên, phải làm thí nghiệm, phải “ hỏi thiên nhiên ” chứ không phải hỏiAristote hoặc kinh thánh Trước một hiện tượng cần tìm hiểu, Galile bắt đầubằng quan sát để xác định rõ vấn đề cần nghiên cứu, đưa ra một cách giải thích

lý thuyết có tính chất dự đoán Từ lý thuyết đó, ông rút ra kết luận có thể kiểmtra được bằng thực nghiệm Sau đó ông bố trí thí nghiệm thích hợp, tạo điềukiện thí nghiệm và phương tiện thí nghiệm tốt nhất để có thể đạt kết quả chính

xác tin cậy được Cuối cùng ông đối chiếu kết qua thu được bằng thực nghiệmvới lý thuyết ban đầu.

Phương pháp của Galile có tính hệ thống, tính khoa học, có chức năng nhậnthức luận, tổng quát hóa về mặt lý thuyết những sự kiện thực nghiệm và pháthiện ra bản chất của sự vật hiện tượng Về sau, các nha khoa học khác đã kếthừa phương pháp đó và xây dựng cho hoàn chỉnh hơn Những thành tựu banđầu của vật lí học thực nghiệm đã khiến cho thế kỉ XVII trở thành thế kỉ củacuộc cách mạng khoa học thắng lợi với các đại diện tiêu biểu như : Torricelli( 1608 – 1662 ), Pascal ( 1623 – 1662 ), Boyle ( 1627 – 1691 )…

Như vậy, phương pháp thực nghiệm với tư cách là một trong những phươngpháp nhận thức khoa học và không những thành công trong sự phát triển củavật lí học cổ điển mà vẫn còn có ý nghĩa hết sức quan trọng trong quá trìnhnghiên cứu vật lí học hiện đại

1.1.2 Nội dung của phương pháp thực nghiệm.

Galile được coi là ông tổ của vật lí thực nghiệm, người sáng lập ra vật líthực nghiệm và các nhà khoa học sau này đã kế thừa và hoàn chỉnh hơn Spaski

đã nên lên thực chất của phương pháp thực nghiệm của Galile như sau: Xuấtphát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng một giả thuyết ( dựđoán ) Giả thuyết đó không chỉ đơn thuần là sự tổng quát hóa các sự kiện thựcnghiệm đã làm Nó chứa đựng một cái gì mới mẻ, không có sẵn trong từng thínghiệm cụ thể Bằng phép suy luận logic và bằng toán học, các nhà khoa học

có thể từ giả thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số các sự kiệnmới trước đó chưa biết đến Những hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùngthực nghiệm mà kiểm tra lại được, và nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳngđịnh giả thuyết, biến giả thuyết thành định luật chính xác [20, tr.108]

Ở nước ta cũng đã có rất nhiều bài viết khác nhau về phương pháp thựcnghiệm Theo tác giả Phạm Hữu Tòng: “Nếu nhà khoa học dựa trên việc thiết

kế (nghĩ ra) phương án thí nghiệm khả thi và tiến hành thí nghiệm ( thao tác vớicác vật thể, thiết bị dụng cụ, quan sát, đo đạc ) để thu được thông tin và rút racâu trả lời cho vấn đề đặt ra ( nó là một nhận định về một tính chất, một mốiliên hệ, một nguyên lí nào đó, cho phép đề xuất một kết luận mới hoặc xácminh một giả thuyết, một phỏng đoán khoa học nào đó ) thì phương pháp nhậnthức trong trường hợp này được gọi là phương pháp thực nghiệm” [22,tr.125]Còn theo tác giả Nguyễn Đức Thâm và Nguyễn Ngọc Hưng thì phân biệtphương pháp thực nghiệm theo nghĩa rộng và nghĩa hẹp “Theo nghĩa rộng,phương pháp thực nghiệm có thể bao gồm từ những ý tưởng ban đầu của cácnhà khoa học cho đến kết luận cuối cùng Theo nghĩa hẹp, phương pháp thựcnghiệm có thể hiểu như sau: từ lý thuyết đã biết suy ra hệ quả và dùng thínghiệm để kiểm tra hệ quả Các nhà thực nghiệm không nhất thiết tự mình xâydựng giả thuyết mà giả thuyết đó đã có người khác đề ra rồi nhưng chưa kiểmtra được Nhiệm vụ của nhà vật lí thực nghiệm lúc này là từ giả thuyết đã cósuy ra hệ quả có thể kiểm tra được và tìm cách bố trí thí nghiệm khéo léo, tinh

vi để qua sát được hiện tượng do lý thuyết dự đoán và thực hiện các phép đochính xác”[20, tr.111] phương pháp thực nghiệm có thể hiểu theo nghĩa rộnghoặc nghĩa hẹp tùy theo quan điểm của mỗi người xem xét, gắn với lịch sử củavật lí học, cũng như tùy theo mục đích cụ thể của người vận dụng nó trong dạyhọc ở các bậc học khác nhau Nhưng mặc dù phát biểu theo cách nào thì cácyếu tố cơ bản của phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu khoa học cũngbao gồm:

- Vấn đề cần giải đáp hoặc giả thuyết cần kiểm tra

- Xử lý một giả thuyết để có thể đưa nó vào kiểm tra bằng thực nghiệm

- Xây dựng ( thiết kế ) phương án thí nghiệm cho phép thu lượm thông tincần thiết cho sự xác lập giả thuyết hoặc kiểm tra giả thuyết

- Tiến hành thí nghiệm và ghi nhận kết quả ( quan sát, đo…)

- Phân tích kết quả và kết luận

1.2 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

1.2.1 Phương pháp thực nghiệm trong mục tiêu dạy học [1], [13].

Nghị quyết TW 2 ( khóa VIII ) của Đảng đã chỉ rõ:

“Nhiệm vụ cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng những con người và thế hệ thiết thực gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội… có

ý thức cộng đồng và tính tích cực của cá nhân làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi…”.

Cụ thể hóa mục tiêu đào tạo con người mới theo Nghị quyết của Đảng, mụctiêu giáo dục THCS và THPT nêu rõ: bồi dưỡng cho học sinh các phương phápnhận thức đặc thù của vật lí học, trước hết là phương pháp thực nghiệm vật lí.

Học là nhận thức, là tìm tòi sáng tạo, vì thế phương pháp nhận thức khoahọc là hạt nhân của phương pháp dạy học Do đó, phương pháp thực nghiệm cónhững đặc điểm riêng làm cho việc sử dụng nó trong dạy học vật lí trở thànhmột giải pháp tổng hợp nhằm thực hiện có hiệu quả mục tiêu dạy học

+ Phương pháp thực nghiệm giúp học sinh hình thành và hoàn thiệnnhững phẩm chất tâm lí là nền tảng cho hoạt động sáng tạo Phương pháp thựcnghiệm dạy cho học sinh tìm tòi sáng tạo theo con đường và kinh nghiệm hoạtđộng sáng tạo mà các nhà khoa học đã trải qua, nó làm cho học sinh quen dầnvới cách suy nghĩ, làm việc theo kiểu vật lí Trong quá trình giải quyết nhữngvấn đề đó, học sinh sẽ bộc lộ những nét đặc trưng của hoạt động sáng tạo vàđồng thời hình thành, hoàn thiện ở bản thân những phẩm chất tâm lí là nền tảngcho hoạt động sáng tạo

+ Phương pháp thực nghiệm cho phép gắn lý thuyết với thực tiễn Thựctiễn được nói trong phương pháp thực nghiệm là các hiện tượng, các quá trìnhvật lí được mô tả, được tái hiện qua các thí nghiệm do giáo viên hay chính họcsinh tự làm Việc học sinh trực tiếp đề xuất phương án và tiến hành thí nghiệmkiểm tra, trực tiếp các hiện tượng, làm việc với các thiết bị thí nghiệm và dụng

cụ đo, giải quyết những khó khăn trong thực nghiệm tạo điều kiện cho các em

nâng cao được năng lực thực hành, gần gũi hơn với đời sống và kỹ thuật, kháiquát hóa các kết quả thực nghiệm, rút ra những kết luận có tính chất lý thuyết( như tính chất của sự vật, hiện tượng, quy luật diễn biến, quan hệ…) Hoạtđộng nhận thức theo phương pháp thực nghiệm làm cho học sinh thấy được sựgắn bó mật thiết giữa lý thuyết và thực tiễn.

+ Phương pháp thực nghiệm là phương pháp tìm tòi, giải quyết vấn đề,

có thể áp dụng để giải quyết những vấn đề từ nhỏ đến lớn, rất sát với thực tiễn,

ở mọi trình độ, không đòi hỏi vốn kiến thức quá nhiều Đối với yêu cầu dạy họcxuất phát từ vốn kinh nghiệm của bản thân, phương pháp thực nghiệm lại càngphù hợp hơn Phương pháp thực nghiệm sẽ giúp các em giải quyết vấn đề tronghọc tập, trên cơ sở đó nắm vững kiến thức, kỹ năng, tích lũy kinh nghiệm, nắmvững phương pháp giải quyết vấn đề trong thực tiễn

+ Việc áp dụng phương pháp thực nghiệm cho phép và rèn luyện cho họcsinh nhiều năng lực Nó tích cực hóa đến mức tối đa hoạt động nhận thức củahọc sinh, cho phép hình thành kiến thức sâu sắc và bền vững, tăng cường hứngthú đối với môn học Nó thôi thúc trong học sinh một nhu cầu về hoạt độngsáng tạo, bồi dưỡng cho các em cá tính sáng tạo

Tuy nhiên, do thời gian của tiết học chỉ có 45 phút, thành phần học sinhcủa lớp học không cùng trình độ, có nguy cơ của một bộ phận học sinh đứngngoài những hoạt động, vì các em không đủ khả năng giải quyết các yêu cầu.Ngoài ra, phương pháp thực nghiệm không phải lúc nào cũng áp dụng được cho

tất cả các kiểu bài học vật lí Do đó trong dạy học cần có sự lựa chọn và phốihợp chặt chẽ phương pháp thực nghiệm với các phương pháp thực khác mộtcách hợp lí.

1.2.2 Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm và hướng dẫn học sinh hoạt động trong mỗi giai đoạn.

Bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm có nghĩa là tổ chứccho học sinh hoạt động nhận thức theo các giai đoạn của phương pháp thựcnghiệm của quá trình nhận thức khoa học, nhằm bồi dưỡng năng lực tìm tòi,sáng tạo, hoạt động giải quyết vần đề Vì vậy tốt nhất là giáo viên phỏng theophương pháp thực nghiệm của các nhà khoa học mà tổ chức cho học sinh hoạtđộng theo các giai đoạn sau:

Giáo viên tổ chức các tình huống học tập có vấn đề như: mô tả một hoàncảnh thực tiễn, biểu diễn một vài thí nghiệm… trong đó có các mối liên hệđáng chú ý, các biểu hiện bản chất hay những quy luật phổ biến mà học sinhchưa ý thức được và yêu cầu các em dự đoán diễn biến của hiện tượng hoặc xáclập mối liên hệ nào đó Tóm lại là nêu lên một câu hỏi mà học sinh chưa biếtcâu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi mới trả lời được Từ đó, kích thích hứngthú học tập của học sinh.[20]

Giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh xây dựng một câu trả lời dự

đoán ban đầu dựa vào sự quan sát, vào kinh nghiệm của bản thân, vào nhữngkiến thức đã có… ( ta gọi là xây dựng giả thuyết ) Những dự đoán này có thểcòn thô sơ, có vẻ hợp lý nhưng chưa chắc chắn Người giáo viên phải hướngdẫn các em biết dự đoán có căn cứ, giúp học sinh lập luận, loại trừ các dự đoánchưa có căn cứ vững chắc, chọn lựu và xây dựng dự đoán hợp lí hơn cả [20].

tra được.

Giả thuyết được nêu dưới dạng một phán đoán: đó là một nhận định

có thể mang tính bản chất khái quát Tính đúng đắn của giả thuyết cần phảiđược kiểm tra Việc kiểm tra trực tiếp một nhận định khái quát thường khôngthể mà thay vào đó là kiểm tra hệ quả của nó Hệ quả logic được suy luận từ giảthuyết trong phương pháp thực nghiệm phải thỏa mãn 2 điều:

+ Tuân theo quy tắc logic hoặc toán học

+ Có thể kiểm tra bằng thí nghiệm vật lí

Các phép suy luận logic và toán học phải dẫn đến kết luận có dạng:

+ Biểu thức toán học biểu diễn sự phụ thuộc của các đại lượng vật

lí mà những đại lượng này phải đo được trực tiếp ( ví dụ: nhiệt độ, thể tích…)

+ Một khẳng định tồn tại hay không tồn tại một hiện tượng nào đó

có thể quan sát được trực tiếp hoặc quan sát gián tiếp qua sự biến đổi của mộtđại lượng vật lí nào đó

Việc suy ra hệ quả logic có thể gồm một số trong các thao tác sau: phântích, so sánh đối chiếu, suy luận suy diễn, cụ thể hóa.

đoán.

Đây là hành động đặc thù của phương pháp thực nghiệm Trong giaiđoạn này bao gồm các thao tác sau:

a Đề xuất phương án thí nghiệm

Ở thao tác này, người giáo viên phải làm sao cho học sinh có thể tự

Do đề xuất các ý tưởng của mình, từ đó giáo viên có thể hướng dẫn, luyện tập

để các ý tưởng đó ngày càng có căn cứ hơn và hiện thực hơn thì mới phát triểnđược năng lực sáng tạo của học sinh

b Tiến hành thí nghiệm

Cần tổ chức cho học sinh tự lực tiến hành các thao tác thí nghiệm, thu thập và xử lý thông tin, rút ra kết quả Ở thao tác này, các kỹ năng thựchành như: tính toán, lấy sai số, đánh giá độ chính xác của phép đo, vẽ đồ thị…được rèn luyện [18]

Nội dung của giai đoạn này bao gồm:

- Tổ chức cho học sinh hoặc nhóm học sinh báo cáo kết quả nghiên cứu của mình trước lớp

- Tổ chức cho học sinh ( các nhóm học sinh ) trao đổi, tranh luận,đánh giá kết quả nghiên cứu của bạn, thí nghiệm có kiểm tra được đúng điều dựđoán không, cần bổ sung điều chỉnh thế nào.

- Giúp học sinh chuẩn xác hóa các kết luận, rút ra kiến thức Nếukết quả thí nghiệm khẳng định hệ quả logic tức là khẳng định tính chân thựccủa dự đoán (giả thuyết) Nếu kết quả thí nghiệm phủ định hệ quả logic thì phảikiểm tra lại thí nghiệm ( bố trí đã hợp lý chưa, tiến hành có gì sai…) hoặc quátrình suy ra hệ quả logic có sai lầm gì hoặc là phải xem lại chính bản thân dựđoán (giả thuyết) để điều chỉnh, thậm chí phải thay đổi bằng dự đoán khác chođến khi có sự phù hợp của kết quả thí nghiệm với hệ quả mới thì lúc đó dựđoán (giả thuyết) nêu ra mới thành chân lý khoa học (định luật, thuyết, địnhlý…)[18]

* Giai đoạn 6: Vận dụng kiến thưc mới.

Học sinh vận dụng kiến thức mới để giải thích hay dự đoán một số hiệntượng trong thực tiễn, nghiên cứu các thiết bị kĩ thuật trong đời sống, sản xuất.Thông qua đó, trong một số trường hợp, sẽ đi tới giới hạn áp dụng của kiếnthức và xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mới cần giải quyết [20]

1.2.3 Những hoạt động của giáo viên và học sinh khi dạy học phương pháp thực nghiệm.

1.2.3.1 Những hoạt động nhận thức vật lí của học sinh.

Hoạt động học là một hoạt động đặc thù của con người nhằm tiếp thunhững tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được, đồng thờiphát triển những phẩm chất năng lực của người học

Theo lý thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc, gồm nhiều thànhphần có quan hệ và tác động lẫn nhau:

Động cơ Hoạt động

Mục đích Hành động

Phương tiện Thao tác

Điều kiện

Hình 1.1: Cấu trúc của hoạt động học theo lý thuyết hoạt động

Đối với hoạt động học tập vật lí của học sinh ở trường phổ thông thì cáchành động được dùng phổ biến là:

1 Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện

tượng

2 Phân tích một hiện tượng phức tạp ra thành những hiện tượng đơn giản

3 Xác định những giai đoạn diễn biến của hiện tượng

4 Tìm các dấu hiệu giống nhau của các sự vật, hiện tượng

5 Bố trí một thí nghiệm để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xác định

6 Tìm những tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng

7 Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật hiện tượng

8 Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng

9 Mô hình hóa những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những khái niệm, những mô hình lý tưởng để sử dụng chúng làm công cụ của tư duy

10 Đo một đại lượng vật lí

11 Tìm mối quan hệ hàm số giữu các đại lượng vật lí, biểu diễn bằng công cụ toán học

12 Dự đoán diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực

tế xác định

13 Giải thích một hiện tượng thực tế

14 Xây dựng một giả thuyết

15 Từ giả thuyết, suy ra một hệ quả

16 Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả)

17 Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật vật lí

18 Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động

19 Đánh giá kết quả hành động

20 Tìm những phương pháp chung để giải quyết một loại vấn đề

Và những thao tác phổ biến cần dùng trong hoạt động nhận thức vật lí

1 Thao tác vật chất:

- Nhận biết bằng các giác quan

- Tác động lên các vật thể bằng công cụ: chiếu sáng, tác dụng lực, làm

di chuyển, làm biến dạng, hơ nóng, làm lạnh, cọ xát, đặt vào một điện áp…

- Sử dụng các dụng cụ đo

- Làm thí nghiệm

- Thu thập tài liệu, số liệu thực nghiệm

- Thay đổi các điều kiện thí nghiệm

2 Thao tác tư duy:

- Phân tích.

- Tổng hợp

- So sánh

- Trừu tượng hóa

- Khái quát hóa

- Cụ thể hóa

- Suy luận quy nạp

- Suy luận diễn dịch

- Suy luận tương tự

Những hành động và thao tác ở trên là những hành động và thao tác được dùngphổ biến trong quá trình nhận thức vật lí của học sinh ở trường phổ thông [22].Còn trong mục tiêu bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh, đểlĩnh hội được phương pháp thực nghiệm thì học sinh cần phải có kỹ năng thựchiện những thao tác và hành động chính của phương pháp thực nghiệm [18]

1 Đo đạc:

- Đo đạc những đại lượng biến thiên nhanh

- Đo gián tiếp các đại lượng

- Biết cách tính sai số tuyệt đối, tương đối và đánh giá độ chính xác của phép đo

- Biết vẽ đồ thị Biết sử dụng đồ thị tra cứu những thông tin cần thiết

2 Quan sát:

- Quan sát hiện tượng diễn biến nhanh.

- Quan sát quá trình có nhiều hơn 2 đại lượng biến thiên, biết khống chế điều kiện để đơn giản hóa quá trình Mô tả kết quả quan sát bằng bảng số, đồthị từ đó rút ra những nhận xét

- Quan sát để đưa ra giả thuyết sơ bộ

3 Thí nghiệm vật lí: Biết sử dụng các hành động và các thao tác trong việc tiến hành thí nghiệm theo chỉ dẫn; Bước đầu có hiểu biết và kỹ năng đềxuất phương án thí nghiệm nhằm kiểm tra giả thuyết; rút ra kết luận về vấn đềnghiên cứu

4 Về các thao tác tư duy: Biết phân tích, so sánh các kết quả quan sát và

đo đạc, thí nghiệm; biết tổng hợp khái quát hóa để rút ra kết luận đơn giản

5 Những hiểu biết về lý thuyết phương pháp thực nghiệm và vận dụng

- Hiểu được những khâu cơ bản của phương pháp thực nghiệm

- Bước đầu biết sử dụng phương pháp thực nghiệm xây dựng một vài định luật đơn giản

- Tự lực nghiên cứu một vấn đề đơn giản bằng phương pháp thực

nghiệm

Như vậy, khi hướng dẫn học sinh nhận thức vật lí bằng phương pháp thực nghiệm thì hành động và thao tác đặc thù của nhận thức vật lí đã nêu trên có cơhội thực hiện; học sinh được bồi dưỡng, rèn luyện tư duy lý thuyết và thựcnghiệm – tư duy vật lí

1.2.3.2 Những hoạt động của giáo viên khi hướng dẫn học sinh chiếm lĩnh kiến thức theo phương pháp thực nghiệm vật lí.

- Xây dựng tình huống có vấn đề

- Lựa chọn một logic nội dung bài học thích hợp

- Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện những thao tác cơ bản,những hành động phổ biến

- Lựa chọn và cung cấp cho học sinh những phương tiện, công cụ cầnthiết để thực hiện các hành động

- Định hướng hành động tư duy học sinh theo các giai đoạn của phươngpháp thực nghiệm

Việc định hướng hành động tư duy học sinh được thực hiện thông quacác câu hỏi Theo tác giả Phạm Hữu Tòng có 3 kiểu định hướng thường sửdụng [22,tr.46]

+ Định hướng tái tạo: là kiểu định hướng trong đó người dạy hướng họcsinh vào việc huy động, áp dụng những kiến thức, cách thức hoạt động học sinh

đã nắm được hoặc đã được người dạy chỉ ra một cách tường minh, để học sinh

Định hướng tái tạo angôrit Người dạy chỉ ra một cách khái quát tổng thểtrình tự hành động để người học tự chủ giải quyết được nhiệm vụ.

+ Định hướng tìm tòi: là kiểu định hướng trong đó người dạy không chỉ

ra cho học sinh một cách tường minh các kiến thức và cách thức hoạt động cần

áp dụng, mà người dạy chỉ đưa ra cho học sinh những gợi ý sao cho học sinh cóthể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức và cách thức hoạt độngthích hợp để giải quyết nhiệm vụ mà họ đảm nhận

+ Định hướng khái quát chương trình hóa: là kiểu định hướng phối hợpcác đặc điểm của hai kiểu định hướng trên, trong đó trước hết người dạy cũnggợi ý cho học sinh tự tìm tòi nhưng chú ý giúp cho học sinh ý thức được đúngđường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết vấn đề và sự định hướng đượcchương trình hóa theo các bước hợp lí, theo các bước từ cao đến thấp đối vớihọc sinh; từ tổng quát, tổng thể, toàn bộ đến riêng biệt, chi tiết, bộ phận; từ tìmtòi đến tái tạo sao cho thực hiện được một cách có hiệu quả các yêu cầu caonhất, vừa sức học sinh

Trong việc định hướng hành động tư duy học sinh theo các giai đoạn củaphương pháp thực nghiệm vật lí thì các câu hỏi khái quát thường có dạng:

+ Câu hỏi định hướng nêu dự đoán: (Từ quan sát hay từ thí nghiệm tathấy có mối liên hệ nào giữa đại lượng A và đại lượng B? Từ quan sát hay từthí nghiệm ta thấy hiện tượng a xuất hiện khi nào? Trong điều kiện nào?)

+ Câu hỏi định hướng nêu hệ quả logic: (Nếu điều dự đoán đúng thì từ

dự đoán suy ra hệ quả nào có thể kiểm tra bằng thí nghiệm?)

+ Câu hỏi định hướng nêu phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán hay

hệ quả logic của dự đoán: (Cần phải làm thí nghiệm như thế nào để kiểm trađiều đó? Dụng cụ gì? Lắp ráp ra sao? Trình tự tiến hành thế nào? Xử lý số liệukết quả thí nghiệm như thế nào?)

+ Câu hỏi định hướng thực hiện thí nghiệm kiểm tra: (Kết quả thínghiệm có phù hợp với điều dự đoán không?)

+ Câu hỏi định hướng rút ra kết luận: (Rút ra kết luận gì về vấn đềnghiên cứu?)

+ Câu hỏi định hướng vận dụng trong tình huống đặt vấn đề: (Kiến thứcmới, định luật, nguyên lý mới giải thích thế nào cho vấn đề nêu ra ở đề bài?)

+ Câu hỏi định hướng vận dụng trong tình huống mới: (Thí dụ nàochứng minh cho kết luận vừa mới tìm bằng phương pháp thực nghiệm?)

1.3 Các biện pháp và hình thức dạy học phương pháp thực nghiệm.

1.3.1 Các biện pháp chung.

Thiết kế và tổ chức tiến trình dạy học một bài học vật lí tương tự như các

giai đoạn của phương pháp thực nghiệm Nếu mỗi bài học vật lí từ năm đầu tiênđến năm cuối cùng ở trường phổ thông, học sinh được quan tâm bồi dưỡng đểhoạt động nhận thức theo tiến trình của phương pháp nhận thức khoa học, trongmôn vật lí là phương pháp thực nghiệm vật lí thì nhất định năng lực nhận thức sẽ

được phát triển Tuy nhiên, không phải bài học nào cũng phải thiết kế đủ các giaiđoạn của phương pháp thực nghiệm mà tùy nội dung từng bài cụ thể hoặc từngphần của bài, cần vận dụng một cách sáng tạo để đạt được hiệu quả thực sự.

Xây dựng tình huống có vấn đề, tạo cảm xúc mạnh mẽ, giúp học sinh say

1.3.2 Dạy học phương pháp thực nghiệm thông qua nghiên cứu tài liệu mới.

1.3.2.1 Những lưu ý khí dạy học phương pháp thực nghiệm thông qua nghiên cứu tài liệu mới.

- Không thể dạy phương pháp thực nghiệm một cách thần túy mà phảidạy thông qua việc vận dụng phương pháp đó để xây dựng một đơn vị tri thứcnào đó Như vậy, yêu cầu của bài học là học sinh vừa nắm được những tri thức

cơ bản vừa nắm được phương pháp ở mức độ nào đó về lý thuyết và thực hành(thực hành sử dụng phương pháp)

- Tiến trình xây dựng tri thức vật lí phải phỏng theo việc tạo ra tri thức

ấy của nhà bác học: học sinh tham dự vào việc “khám phá lại” tri thức trongđiều kiện nhà trường

- Bài học phải sử dụng các thiết bị có thể có trong điều kiện nhà trườnghiện nay, các giả thuyết nêu ra và việc suy ra hệ quả logic của nó không quáphức tạp để học sinh được tham gia nhiều nhất vào các khâu của phương phápthực nghiệm, từ đó họ có điều kiện vận dụng phương pháp, hình thành và rènluyện kỹ năng

- So với các bài học khác, bài học tường minh phương pháp thực nghiệmthực hiện đồng thời hai nội dung dạy học: dạy tri thức về sự kiện và dạy tri thức

về phương pháp Bài học không cho phép nêu ra định luật dưới dạng thông báo,buộc học sinh phải công nhận mà phải tạo ra nó Vì vậy, cần một thời gian gấpđôi so với bài học bình thường Vì vậy, các bài học tường minh phương phápthực nghiệm được lựa chọn sao cho thí nghiệm kiểm tra hệ quả logic của giảthuyết có nội dung tương tự với thí nghiệm thực hành

- Các tri thức của vật lí được xây dựng bằng một số hữu hạn các phươngpháp nhận thức khoa học bộ môn, vì thế bài học tường minh phương pháp thựcnghiệm là hạn chế

1.3.2.2 Logic của bài học tường minh phương pháp thực nghiệm.

“Vấn đề nhận thức” ở bài học này là nội dung của phương pháp thựcnghiệm Nội dung này được giới thiệu trong phần Cơ học Theo Bloom, một số

hành động ứng với mức độ áp dụng là: sử dụng, giải quyết, dự đoán, thiết kế,chứng minh…

Chương “Các định luật bảo toàn” với 2 định luật thực nghiệm là điềukiện thuận lợi để bồi dưỡng, củng cố, vận dụng phương pháp thực nghiệm vậtlí

1.3.3 Dạy học phương pháp thực nghiệm thông qua bài tập thí nghiệm.

1.3.3.1 Khái niệm bài tập thí nghiệm vật lí [18,tr.83].

Bài tập thí nghiệm vật lí là những bài tập mà việc nó đòi hỏi phải làm thínghiệm để xác định một đại lượng vật lí nào đó, hoặc nghiên cứu sự phụ thuộcgiữa các thông số vật lí hoặc kiểm tra tính chân thực của lời giải lý thuyết Bàitập thí nghiệm vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm, nó có tácdụng lớn trong việc bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm củanhận thức vật lí

Các hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một bài tập thínghiệm có tính chất tương tự với hành động diễn ra khi nghiên cứu bằngphương pháp thực nghiệm Đây chính là cơ sở tâm lý và lý luận dạy học củadạy hoc phương pháp thực nghiệm bằng biện pháp sử dụng các bài tập thínghiệm; việc học sinh tiến hành giải bài tập thí nghiệm sẽ làm cho tư duy phântích, tổng hợp, phán đoán, trừu tượng hóa, khái quát hóa và cả trực giác khoahọc được bồi dưỡng và rèn luyện Việc giải các bài tập thí nghiệm, đó là những

nghiên cứu nhỏ tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy và khả năng nhận thức chohọc sinh.

1.3.3.2 Phân loại bài tập thí nghiệm vật lí [18, tr 86].

1.3.3.2.1 Bài tập thí nghiệm định tính

Những bài tập này không có các phép đo đạc, tính toán định lượng, công

cụ để giải là những phương suy luận logic trên cơ sở các định luật, khái niệmvật lí và những quan sát định tính

+ Bài tập thí nghiệm, quan sát và giải thích hiện tượng: là những bài tậpyêu cầu học sinh: làm thí nghiệm theo chỉ dẫn, quan sát theo mục tiêu đã chỉsẵn, mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có

+ Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm: là loại bài tập phổ biến nhấttrong các bài tập thí nghiệm ở trường phổ thông bởi thí nghiệm được tiến hànhtrong tư duy, phù hợp vời điều kiện của các trường phổ thông Nội dung củaloại bài tập này là: học sinh căn cứ vào yêu cầu của bài toán, vận dụng các địnhluật một cách hợp lý, thiết kế phương án thí nghiệm để đo đạc một đại lượngvật lí nào đó, xác định sự phụ thuộc giữa các thông số vật lí

1.3.3.2.2 Bài tập thí nghiệm định lượng

Những bài tập này yêu cầu học sinh đo đạc đại lượng vật lí với các thiết

bị, tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng Có thể chia làm 3mức độ

+ Mức độ 1: cho thiết bị, hướng dẫn cách làm thí nghiệm, yêu cầu họcsinh làm thí nghiệm tìm quy luật, đo đạc đại lượng.

+ Mức độ 2: cho thiết bị, học sinh thiết kế phương án thí nghiệm, làm thínghiệm tìm quy luật hoặc đo đạc

+ Mức độ 3: Yêu cầu học sinh tự chon thiết bị, thiết kế phương án thínghiệm, làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật

1.3.3.3 Phương pháp dạy học bài tập thí nghiệm vật lí.

Bài tập thí nghiệm vật lí có thể sử dụng trong những hình thức dạy họckhác nhau:

+ Bài học vật lí có sử dụng bài tập thí nghiệm ở trên lớp

Đa số các giờ học, bài tập vật lí được sử dụng sau khi học sinh học xongtài liệu mới Giờ học bài tập vật lí có thể chia làm hai giai đoạn: giai đoạn xâydựng phương pháp giải bài tập, giai đoạn rèn luyện kỹ năng Các bài tập thínghiệm được sử dụng trong giai đoạn thứ hai Sau khi học sinh đã làm thànhthạo các bài tập, tỏ ra nắm vững các kiến thức cơ bản thuộc một phần nào đó vàphương pháp vận dụng chúng giải các bài toán cụ thể thông thường, giáo viêncho học sinh các bài tập thí nghiệm về nhà Trong giờ học làm bài tập vật lí là

sự thảo luận của học sinh về các lời giải khác nhau, giáo viên đóng vai trò trọngtài

+ Quan sát và thí nghiệm vật lí ở nhà

Thời gian trên lớp rất hạn chế, mặt khác bài tập thí nghiệm thường chiếmthời gian lớn của tiết học, vì vậy hầu hết các bài tập thí nghiệm được học sinhgiải ở nhà; giờ bài tập lên lớp chỉ là giúp học sinh tháo gỡ những khó khăn mà

đa số các em gặp phải

+ Trong các cuộc tham quan, da ngoại học tập

Đối tượng nghiên cứu của vật lí học có mặt ở mọi lúc, mọi nơi Vì vậy,nhận thức vật lí cũng có thể tiến hành trong mọi hoàn cảnh nếu giáo viên biếtgợi ý cho học sinh suy nghĩ, biết đặt câu hỏi phù hợp với hoàn cảnh

1.3.4 Dạy học phương pháp thực nghiệm thông qua thí nghiệm cho học sinh [18,tr.104].

1.3.4.1 Vai trò của thí nghiệm đối với việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh.

Thí nghiệm có vai trò hết sức to lớn trong việc bồi dưỡng phương phápthực nghiệm và phát triển tư duy cho học sinh Các kỹ năng (đo đạc các đạilượng, lựa chon, lắp ráp, tiến hành thí nghiệm, quan sát, ghi số liệu, xử lý sốliệu, lập bảng biểu, vẽ đồ thị, rút ra kết luận…) là những thao tác hết sức cơ bảncủa phương pháp thực nghiệm

Có thể chia thí nghiệm thực tập thành các loại sau căn cứ vào điều kiện

và địa điểm thí nghiệm: thí nghiệm thực tập ở trường và ở nhà

Thí nghiệm thực tập ở trường có thể chia thành hai loại căn cứ vào mụcđích thí nghiệm:

+ Thí nghiệm trực diện nghiên cứu là những thí nghiệm được tiến hànhđồng loạt trên lớp theo cùng mục đích, cùng một loại thiết bị, cùng một nhịp độdưới sự hướng dẫn của giáo viên Thí nghiệm trực diện được tiến hành khi họcsinh chưa đủ cơ sở lý thuyết và kỹ năng thực hành để tiến hành thí nghiệm vềvấn đề nghiên cứu Vai trò của giáo viên không thể vắng mặt trong hình thứcthí nghiệm này Giáo viên là người hướng dẫn trực tiếp, là trọng tài phân tíchkết quả giữa các nhóm thí nghiệm, là người tổng kết thí nghiệm.

+ Thí nghiệm thực hành: là những thí nghiệm diễn ra ở phòng thínghiệm, được tiến hành sau khi học sinh đã tích lũy được những kiến thức nhấtđịnh Thí nghiệm thực hành tổng hợp luân phiên được tiến hành theo từngnhóm học sinh Mỗi nhóm có một nội dung thí nghiệm khác nhau với thiết bị,mục đích, yêu cầu và phương pháp thí nghiệm riêng nhằm củng cố ôn tập, khắcsâu và nâng cao một nội dung và kiến thức nào đó của giáo trình vật lí và rènluyện những kỹ năng, kỹ xảo nhất định Ở đây đòi hỏi tính tự lực của học sinhcao hơn, sự hướng dẫn của giáo viên có thể gián tiếp (thông qua tài liệu hướngdẫn) hoặc trực tiếp

Hai hình thức thí nghiệm thực tập trên đều có những tác dụng khác nhauđối với việc thực hiện các nhiệm vụ của dạy học và đặc biệt có tác dụng để bồidưỡng năng lực nhận thức bằng phương pháp thực nghiệm cho học sinh, chúng

bổ sung và hỗ trợ nhau

1.3.4.2 Phương pháp hướng dẫn học sinh tiến hành các thí nghiệm thực hành.

Thí nghiệm thực hành nếu cứ thực hiện như cách làm truyền thống thìmục đích chỉ dừng lại ở mục đích là củng cố kiến thức lý thuyết có liên quan vàrèn luyện kỹ năng kỹ xảo thực hành thí nghiệm Nghĩa là việc bồi dưỡngphương pháp thực nghiệm chỉ dừng lại ở việc bồi dưỡng hành động thực hiệnthí nghiệm theo hướng dẫn có sẵn, học sinh không phải thực hiện các giai đoạnnêu dự đoán, suy ra hệ quả logic, xây dựng phương án thí nghiệm là nhữngkhâu rất quan trọng của phương pháp thực nghiệm gắn liền với năng lực thínghiệm cần được quan tâm Để làm được điều đó, cần xây dựng các bài thínghiệm thực hành nâng cao đó là chuyển thí nghiệm thực hành thành bài tập thínghiệm ở mức độ 2 hay mức độ 3 Sau đây là những gợi ý về phương pháphướng dẫn học sinh khi tiến hành các thí nghiệm thực hành.

a Công tác chuẩn bị:

- Giáo viên: chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm đầy đủ cho mỗi bài thí

nghiệm, bản hướng dẫn để mỗi học sinh nghiên cứu trước nội dung thí nghiệm

- Học sinh: chuẩn bị các cơ sở lý thuyết trước khi làm thí nghiệm

Chuẩn bị phương án giải quyết các thí nghiệm nâng cao

b Hướng dẫn thí nghiệm thực hành

Trong giờ thực hành, học sinh được chia thành các nhóm học sinh

Giáo viên đi từng bàn kiểm tra việc chuẩn bị của học sinh, các vướng mắc củahọc sinh được giáo viên trực tiếp giải quyết Các báo cáo thí nghiệm của họcsinh phải được giáo viên đánh giá ngay để kịp thời bổ sung những vướng mắc

1.4 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.

1.4.1 Bản chất của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.

Theo Nguyễn Văn Khải thì: “dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

được xem như hệ thống các quy tắc áp dụng các thủ pháp dạy học có tính đếnlogic của các thao tác tư duy và các quy luật của hoạt động nhận thức của họcsinh Sự khác nhau cơ bản giữa dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với dạyhọc truyền thống là ở mục đích và nguyên tắc tổ chức quá trình dạy học Mụcđích của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là làm cho học sinh nắm vữngkhông chỉ các cơ sở khoa học mà chính cả quá trình thu nhận các kiến thức vàcác sự kiện khoa học, sự phát triển của năng lực nhận thức và sáng tạo của họcsinh Nguyên tắc cơ bản tổ chức dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề lànguyên tắc hoạt động tìm kiếm học sinh, tức là nguyên tắc tự học sinh tìm kiếmcác sự kiện khoa học, các hiện tượng, định luật, các phương pháp nghiên cứukhoa học, các phương pháp ứng dụng kiến thức vào thực tế ”[15]

1.4.2 Tình huống có vấn đề.

- Theo M.I Macmutốp:

“Tình huống có vấn đề đó là trở ngại về trí tuệ con người, xuất hiện khi

họ chưa biết cách giải thích hiện tượng, sự kiện, quá trình của thực tế, khi chưathể đạt tới mục đó bằng cách thức hành động quen thuộc Tình huống này kíchthích con người tìm tòi cách giải thích hay hành động mới, tình huống có vấn

vấn đề quy định sự khởi đầu của tư duy, hành động của tư duy tích cực sẽ diễn

ra trong suốt quá trình nêu và giải quyết các vấn đề”

Như vậy: nội dung cơ bản của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề làđặt ra trước học sinh một hệ thống tình huống có vấn đề, những điều kiện đảmbảo việc giải quyết các vấn đề đó và những chỉ dẫn nhằm đưa học sinh vào conđường tự lực giải quyết các vấn đề đã đặt ra Bằng con đường đó không nhữnghọc sinh thu được kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới mà còn rèn luyện được nănglực tự lực nhận thức và phát triển được năng lực sáng tạo

1.4.3 Cấu trúc dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề [15].

Quá trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề có thể chia làm 3 giaiđoạn:

1.4.3.1 Đặt vấn đề xây dựng bài toán nhận thức.

a) Tóm tắt của giai đoạn này như sau:

- Tạo tình huống có vấn đề

- Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh

- Phát biểu vấn đề cần giải quyết

Đây là giai đoạn đặt học sinh vào tình huống có vấn đề, mục đích chínhcủa giai đoạn này là:

+ Làm xuất hiện trước học sinh mâu thuẫn nhận thức, giúp học sinh xácđịnh rõ nhiệm vụ nhận thức và tiếp nhận nó, tức là tạo ra nhu cầu nhận thức ởhọc sinh

+ Kích thích ở học sinh hứng thú nhận thức sao cho các em phấn khởi,sẵn sàng giải quyết vấn đề một cách liên tục.

+ Đặt học sinh trước những khó khăn vừa sức, những khó khăn nàykhiến các em phải căng óc ra suy nghĩ giải quyết nhưng không được khó quá đểlàm mất hứng thú của học sinh Khó khăn có thể giải quyết được sẽ củng cốniềm tin của học sinh

b) Các biện pháp xây dựng tình huống có vấn đề.

Khâu đầu tiên của giai đoạn này là tổ chức điều kiện làm nảy sinh tìmhuống có vấn đề Có nhiều cách tổ chức tình huống có vấn đề, các biện phápxây dựng tình huống có vấn đề có thể như sau:

- Kể chuyện mở đầu về ý nghĩa khoa học kĩ thuật và đời sống của hiệntượng sẽ được nghiên cứu

- Dùng thí nghiệm vật lí

Ví dụ: khi dạy bài định luật bec–nu-li, để đưa học sinh vào tình huống cóvấn đề, giáo viên có thể thí nghiệm đơn giản: đặt hai tờ giấy mỏng song song,gần nhau và đặt câu hỏi: các tờ giấy sẽ chuyển động thế nào (gần lại nhau hay

xa nhau?) nếu ta thổi một luồng không khí vào khe giữa hai tờ giấy? Quanniệm thông thường của học sinh cho rằng chúng sẽ chuyển động ra xa nhau,nhưng kết quả thí nghiệm ngược lại với quan niệm của học sinh, khi đó xuấthiện tình huống cần nhận thưc

- Sử dụng các bài toán vật lí

Đó là các bài toán thường dần tới các kết quả có tính chất nghịch lí hoặckhông phù hợp với thực tế, trên cơ sở đó tạo ra vấn đề cần giải quyết.

- Sử dụng các bài toán thường dẫn tới các kết quả có tính chất nghịch líhoặc không phù hợp với thực tế, trên cơ sở đó tạo ra vấn đề cần giải quyết

- Sử dụng các mẩu chuyện lịch sử hoặc các sự kiện, kết luận của các nhàkhoa học các tư liệu trong lịch sử khoa học kĩ thuật, xã hội, thậm chí cả vănhọc Ví dụ: khi nghiên cứu định luật Niu-tơn thứ nhất, để hình thành định luậtquán tính, khi mô tả chuyển động quán tính trong cuốn “Cơ học” A-ri-xtốt viết

“Một vật đang chuyển động sẽ dừng lại nếu lực đặt lên nó ngừng tác dụng”.Hỏi: “Kết luận đó của A-ri-xtốt đúng không?”

c) Một số kiểu tình huống có vấn đề.

Tùy theo tính chất của mâu thuẫn xuất hiện, người ta phân biệt một sốkiểu tình huống có vấn đề đòi những cách giải quyết khác nhau về mặt phươngpháp dạy học Sau đây là một số kiểu tình huống có vấn đề có thể vận dụngtrong dạy học vật lí:

- Tình huống đột biến: được tạo ra bằng cách cung cáp những sự kiện,hiện tượng không thể giải quyết được bằng những kiến thức và kỹ năng sẵn có

- Tình huống bất ngờ: Xuất hiện khi học sinh gặp những sự kiện, hiệntượng bất thường, không ngờ là có thể xảy ra như thế Cách giải quyết là làmsáng tỏ nguyên nhân của hiện tượng (ví dụ: các hiện tượng “lạ”)

- Tình huống không phù hợp: là các tình huống trong đó chứa đựng các

“nghịch lí”, tức là những sự kiện, hiện tượng trái với quan niệm thông thườngcủa học sinh (chẳng hạn “nghịch lí thủy tĩnh học”) Khi giải quyết vấn đề cầnphân tích chỗ sai trong cách hiểu thông thường, từ đó nhận thức được chân lícủa khoa học

- Tình huống xung đột: là tình huống trong đó có sự kiện, quan điểm tráingược nhau (ví dụ: bản chất ánh sáng là hạt hay là sóng) – học sinh phải tìmhiểu phân tích hiện tượng, phê phán quan điểm sai để tìm ra chân lí

- Tình huống bác bỏ: Là tình huống đặt ra cho học sinh phải bác bỏ mộtkết luận phản khoa học, một luận đề sai lầm Chẳng hạn theo A-ri-xtốt “vậtnặng gấp đôi thì rơi nhanh gấp đôi” Có thể dùng để tạo tình huống bác bỏ

- Tình huống lựa chọn xuất hiện khi học sinh phải lựa chọn trong nhữngphương án đề giải quyết lấy một phương án hợp lí nhất ở những điều kiện cụ thể

Tuy nhiên cách phân tích như trên chỉ là tương đối, quy ước, vì một tìnhhuống cụ thể có thể bao hàm nhiều tính chất xen kẽ

Vì một tình huống có thể có nhiều vấn đề nảy sinh cùng một lúc trongmối liên hệ với nhau, có vấn đề chính, vấn đề phụ, vì vậy cần lựa chọn vấn đề

cơ bản để giải quyết trên cơ sở đó giải quyết các vấn đề khác

Khi đã đưa học sinh vào tình huống có vấn đề, họ có mong muốn giảiquyết vấn đề, họ ở tư thế sẵn sàng suy nghĩ vượt khó khăn để giải quyết vấn đề

với niềm tin có thể giải quyết được vấn đề đã đặt ra Khi đó giai đoạn đề xuấtvấn đề kết thúc và tiếp theo là giai đoạn nghiên cứu giải quyết vấn đề.

1.4.3.2 Giai đoạn giải quyết vấn đề

a) Các công việc của giai đoạn này là:

- Đề xuất các giả thuyết

- Lập kế hoạch giải quyết vấn đề

- Thực hiện kế hoạch

b) Mục đích của giai đoạn này là:

- Đưa học sinh vào con đường tự lực, khai thác tri thức

- Làm cho học sinh quen dần với phương pháp khoa học trong nghiêncứu giải quyết vấn đề

- Để đạt mục đích ấy giai đoạn này bao gồm hai yếu tố cơ bản: xây dựnggiả thuyết và kiểm tra giả thuyết

Học sinh có thể rèn luyện được năng lực nhận thức một cách tự lực vàsáng tạo khi họ biết cách nghien cứu giải quyết vấn đề, mà việc nghiên cứu giảiquyết vấn đề trong khoa học thì nhất thiết diễn ra theo con đường đề xuất vàphát triển giả thuyết

Giả thuyết là một vấn đề giả sử có, đề ra để giải thích một hiện tượngnào đó và đòi hỏi phải được xác minh bằng thí nghiệm hoặc bằng những luậnchứng khoa học

Giả thuyết là một hình thức độc đáo của tư duy, nó bao gồm một số kháiniệm, phán đoán, suy lí giả định, đồng thời nó chính là quá trình đề xuất, chứngminh, phát triển những điều đã giả định Vì vậy giả thuyết có một vai trò quantrọng trong công việc rèn luyện tư duy khoa học.

Có hai con đường đề xuất và chứng minh giả thuyết: con đường diễndịch ngoại suy và con đường diễn dịch tương tự

Việc lôi cuốn học sinh vào con đường xây dựng giả thuyết đòi hỏi phảirèn luyện cho họ có kỹ năng quan sát một cách có mục đích các sự vật và hiệntượng trong khuôn khổ tình huống có vấn đề, rồi sau đó vận dụng các tri thức

đã có để xây dựng giả thuyết dựa trên cơ sở quan sát đó Ở đây có sự kết hợpnhận thức của cảm tính với nhận thức lí tính

Trước một tình huống có vấn đề học sinh đề ra được nhiều giả thuyếtkhác nhau và giáo viên hướng dẫn học sinh tiến hành luận chứng cho giảthuyết, nghĩa là chọn lọc một cách có căn cứ một trong các giả thuyết đã đề ralàm con đường đáng tin nhất để giải quyết vấn đề, cách chon lọc tốt nhất là suy

từ các giả thuyết ra các hệ quả khác nhau rồi kiểm tra các hệ quả đó bằng kinhnghiệm sẵn có hay bằng thí nghiệm, kết quả là sẽ loại trừ được những giảthuyết sai lầm

Khi đã chọn được một giả thuyết tương đối có triển vọng rồi thì phảikiểm chứng các giả thuyết đó Đối với vật lí học việc kiểm chứng các giảthuyết thường được thực hiện nhở thí nghiệm Chú ý lựa chọn thí nghiệm kiểm