Tổ chức dạy học một số kiến thức phần điện từ học sách Vật lý 11 nâng cao theo phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh

Chương trình môn Vật lí ở trường phổ thông đã đề ra: Coi trọng kiến thức về phương pháp đặc thù của môn Vật lí như phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình..., cần coi trọng việc rèn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

nguyễn Tuấn Anh

tổ chức dạy học một số kiến thức phần

“điện từ học” sách vật lí 11 nâng cao theo phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học

Lời cảm ơn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Việt đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này Tôi xin chân thành cảm ơn các thày cô trong tổ Phương pháp giảng dạy, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tạo điều kiện giúp đỡ và cho tôi nhiều ý kiến quý báu trong quá trình tôi thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, các đồng nghiệp trường THPT Thái Thuận nơi tôi công tác cùng gia đình và bạn bè đã động viên, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đề tài này do tôi tự nghiên cứu Các số liệu trong luận văn là chân thực Đề tài chưa được đăng trên bất kì một tạp chí nào Tôi chịu trách nhiệm về đề tài của tôi

Hà Nội, tháng 10 năm 2009

Tác giả

Nguyễn Tuấn Anh

c¸c ch÷ viÕt t¾t trong luËn v¨n

Môc lôc

Trang Trang phụ bìa

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

3 Nhiệm vụ nghiên cúu của đề tài

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

5 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

6 Giả thuyết khoa học của đề tài

Chương 1: Cơ sở lí luận

1.1 Phương pháp thực nghiệm

1.2 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

1.3 Tính tích cực và tự lực của học sinh trong học tập

Kết luận chương 1

Chương 2 : Đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm một số kiến thức phần "Điện từ học" Vật lí 11 nâng cao

2.1 Thực trạng trong việc áp dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí nhằm phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh tại Bắc Giang

2.2 Đề xuất một số loại kiến thức có thể tổ chức dạy học theo phương pháp thực nghiệm

2.3 Tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm

2.4 Đề xuất tiến trình dạy học một số kiến thức cụ thể

2.4.1 Đề xuất tiến trình dạy học bài “Hiện tượng tự cảm”

2.4.1 Đề xuất tiến trình dạy học bài “Phương và chiều của lực từ tác

dụng lên dòng điện”

2.4.1 Đề xuất tiến trình dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ

Suất điện động cảm ứng”

Kết luận chương 2

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

3.1 Mục đích thực nghiệm

3.2 Đối tượng thực nghiệm

3.3 Phương pháp dạy thực nghiệm

3.4.Tiến trình dạy học thực nghiệm kiến thức: “Hiện tượng tự cảm”

3.5 Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

Kết luận chương 3

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Mở đầu

1.Lý do chọn đề tài

Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá và xây dựng con người là hai nhiệm vụ mang tầm chiến lược trong thời kỳ quá độ lên chủ nghĩa xã hội ở nước ta Hai nhiệm vụ đó có mối quan hệ biện chứng, tác động qua lại lẫn nhau, vừa là tiền đề vừa kết quả của nhau, trong đó xây dựng con người vừa là mục tiêu, vừa là động lực để thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Ngược lại, sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá tạo những điều kiện vật chất, kỹ thuật và văn hoá xã hội phục vụ chiến lược con người Nghị quyết hội nghị lần thứ hai BCH TW khoá VIII đã nhấn mạnh: “ Thực sự coi giáo dục -

đào tạo là quốc sách hàng đầu Nhận thức sâu sắc giáo dục - đào tạo cùng với khoa học công nghệ là nhân tố quyết định tăng trưởng kinh tế và phát triển xã hội, đầu tư cho giáo dục - đào tạo là đầu tư phát triển” [5]

Để thực hiện tốt nhiệm vụ này, đòi hỏi ngành giáo dục - đào tạo cần phải

đổi mới mạnh mẽ trong công tác giáo dục - đào tạo Trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 2001 - 2010 của Đảng ta đã xác định ngành giáo dục - đào tạo cần đổi mới phương pháp dạy và học, phát huy tư duy sáng tạo và năng lực tự đào tạo của người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, ngoại khoá, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay

Trước những yêu cầu đó, những năm gần đây ngành giáo dục và đào tạo

đã không ngừng đổi mới để đáp ứng được những yêu cầu của Đảng và Nhà nước Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tổ chức những hội thảo, hội nghị bàn về đổi mới phương pháp dạy học ở đó, các nhà giáo dục và tâm lí giáo dục đã đưa ra nhiều phương pháp dạy học: Phương pháp thuyết trình theo hướng tích cực hoá hoạt động của học sinh, phương pháp đàm thoại theo hướng tích cực hoá hoạt động của học sinh, phương pháp dạy học theo nhóm, phương pháp thực nghiệm, phương pháp dạy học theo lí thuyết kiến tạo Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đã cải cách về nội dung, chương trình, sách giáo khoa, và cả về phương

pháp dạy học, các trường học được trang bị phòng thí nghiệm với khá đầy đủ các bộ thí nghiệm đáp ứng việc đổi mới phương pháp dạy học Bộ Giáo dục và

Đào tạo cũng chủ trương yêu cầu tất cả giáo viên tham gia bồi dưỡng thường xuyên theo các chu kì và tích cực đổi mới phương pháp dạy học cho phù hợp với yêu cầu của thực tiễn Bên cạnh đó, các trường Đại học cũng thay đổi giáo trình nhằm đào tạo những giáo viên được trang bị sẵn các phương pháp mới trong dạy học có đủ khả năng áp dụng chúng trong thực tế giảng dạy

Tuy nhiên, việc dạy học Vật lí ở các trường THPT vẫn chưa được như mong muốn, tình trạng phổ biến của việc dạy và học vẫn là giáo viên thuyết trình, thông báo, rất hạn chế làm thí nghiệm, học sinh tiếp thu một cách thụ

động, bắt chước, dạy học theo kiểu truyền thụ một chiều Nguyên nhân của tình trạng này một mặt là do thiếu thiết bị thí nghiệm hoặc các thí nghiệm có sẵn chưa thật sự đáp ứng được yêu cầu về mặt sư phạm và khoa học - kỹ thuật của một thí nghiệm Vật lí Mặt khác, giáo viên còn chưa thực sự chú ý đến việc đổi mới phương pháp giảng dạy, ngại sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học Vật lí do mất nhiều thời gian Chính vì vậy chất lượng giáo dục - đào tạo nói chung và việc dạy - học bộ môn Vật lí nói riêng vẫn chưa đáp ứng

được yêu cầu của xã hội

Chương trình môn Vật lí ở trường phổ thông đã đề ra: Coi trọng kiến thức

về phương pháp đặc thù của môn Vật lí như phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình , cần coi trọng việc rèn luyện và phát triển các kĩ năng quan sát, phân tích, tổng hợp và xử lí các thông tin thu được để rút ra kết luận,

đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay về bản chất các hiện tượng hay về bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lí, cũng như đề xuất các thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đề ra, tập giải quyết các vấn đề đơn giản trong

đời sống và trong sản xuất Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, do vậy khi tổ chức hoạt động dạy học thì việc phối hợp các phương pháp dạy học, trong đó lấy phương pháp thực nghiệm làm chủ đạo cần được nghiên cứu, vận

dụng thành đặc trưng riêng của bộ môn nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh

Với những lí do đã nêu, với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường THPT, nhất là dạy học ở phần kiến thức “Điện từ học”

chúng tôi chọn đề tài: “Tổ chức dạy học một số kiến thức phần Điện từ

học sách Vật lí 11 Nâng cao theo phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí áp dụng đề xuất phương án tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thức Vật lí phần “Điện

từ học” sách Vật lí 11 nâng cao theo phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh thành phố Bắc Giang tỉnh Bắc Giang

3 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

Để đạt được mục đích đề ra của đề tài, cần thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí, cơ sở lí luận của việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực của

HS trong dạy Vật lí ở trường phổ thông

- Nghiên cứu thực trạng về vấn đề dạy học Vật lí theo phương pháp thực nghiệm tại thành phố Bắc Giang

- áp dụng đề xuất tiến trình tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thức phần “ Điện từ học” sách Vật lí 11 nâng cao nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh thành phố Bắc Giang tỉnh Bắc Giang

- Tổ chức thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết đã đặt ra

- Kết luận

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu: Tiến trình hoạt động dạy học theo phương pháp thực nghiệm một số bài trong phần “ Điện từ học ” của chương trình Vật lí 11 nâng cao cho học sinh thành phố Bắc Giang tỉnh Bắc Giang

+) Đối tượng: học sinh THPT thành phố Bắc Giang

5 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu lí luận

- Khảo sát, nghiên cứu thực trạng

- Thực nghiệm sư phạm

- Thống kê toán học

6 Giả thuyết khoa học của đề tài

Nếu vận dụng phương pháp thực nghiệm trong việc tổ chức hoạt động dạy học Vật lí thì có thể phát huy được tính tích cực, tự lực của học sinh thành phố Bắc Giang tỉnh Bắc Giang

Chương 1

Cơ sở lí luận

1.1 Phương pháp thực nghiệm

1.1.1.Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu vật lí

1.1.1.1.Sự ra đời của phương pháp thực nghiệm trong sự phát triển của Vật lí học

Thời cổ đại, khoa học chưa phân ngành và chưa tách khỏi triết học Mục

đích của nó là tìm hiểu và giải thích thiên nhiên một cách toàn bộ mà chưa đi vào từng lĩnh vực hiện tượng cụ thể Triết học tự nhiên phát triển theo hai hướng: Duy vật và duy tâm Hai trào lưu đó đấu tranh với nhau trong một thời gian dài khoảng gần hai nghìn năm, nhưng phương pháp đấu tranh vẫn chỉ là suy lý và tranh luận nên không phân thắng bại Mặt khác, thời trung thế kỷ, giáo hội Gia tô có một địa vị tối cao trong xã hội châu Âu Cho nên, Giáo hội

đã dùng uy quyền của mình để chống lại khoa khọc mỗi khi khoa học chỉ ra một chân lý mới trái với kinh thánh, thậm chí còn dùng cả bạo lực để ngăn cản bước tiến của khoa học

Phải đến thế kỷ XVII, Galilê mới xây dựng được phương pháp mới - phương pháp thực nghiệm rất có hiệu quả trên con đường đi tìm chân lý, làm cho Vật lí thực sự trở thành một khoa học độc lập, mở đường giải phóng khoa học, thực hiện cuộc cách mạng khoa học lần thứ nhất Galilê chống lại phương pháp giáo điều, kinh viện của các học giả thời bấy giờ Ông chủ trương rằng những cuộc tranh luận suông là vô bổ, không thể dẫn đến chân lý Muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải

“hỏi thiên nhiên” chứ không phải hỏi Aristôt hoặc kinh thánh Lời Aristôt và kinh thánh không phải là sự quyết định cuối cùng, phải “để cho thiên nhiên phán xét, mỗi khi con người tranh luận với nhau về thiên nhiên” Ông cho rằng: Thiên nhiên tuân theo những quy luật khách quan của chính bản thân

thiên nhiên, chứ không tuân theo ý muốn của một người nào hay một đấng thần linh nào

Galilê được công nhận là ông tổ của Vật lí thực nghiệm, người sáng lập

ra phương pháp thực nghiệm Trước kia, Acsimet đã chú trọng đến thực nghiệm và Rôgiơ đã đề cao thực nghiệm, nhưng chưa nêu lên được thành một phương pháp Galilê đã sử dụng thực nghiệm trong Vật lí Trước một hiện tượng tự nhiên cần tìm hiểu, Galilê bắt đầu bằng quan sát (trong tự nhiên hay trong các thí nghiệm) 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 những kết luận có thể kiểm tra được bằng thực nghiệm Sau đó, ông bố trí thí nghiệm thích hợp, tạo điều kiện thí nghiệm và phương tiện thí nghiệm tốt nhất để có thể đạt được kết quả chính xác tin cậy được Cuối cùng, ông đối chiếu kết quả thu được bằng thực nghiệm với lý thuyết ban đầu Galilê nói: “Hãy đo dạc tất cả những gì đo đạc được và hãy làm cho những cái không đo đạc được trở thành đo đạc được” và “chỉ có khoa học của những cái đo đạc được mới thực

sự là khoa học” Đo đạc chính xác và sử dụng toán học để đi đến những kết quả định lượng, biểu diễn mối quan hệ định lượng, đó là mục tiêu của Galilê

Ông nói: “Cuốn sách thiên nhiên được viết bằng ngôn ngữ toán học”

Phương pháp của Galilê có tính hệ thống, tính khoa học, có chức năng nhận thức luận, tổng quát hoá về mặt lý thuyết những sự kiện thực nghiệm và phát hiện ra bản chất của sự vật hiện tượng

Về sau, các nhà khoa học khác đã kế thừa phương pháp đó và xây dựng cho nó ngày một hoàn chỉnh hơn và trở thành một trong các phương pháp nhận thức quan trọng của Vật lí học

1.1.1.2 Các quan điểm về phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí

Trong tiến trình nhận thức khoa học, nhà khoa học đứng trước một vấn đề cần tìm kiếm câu trả lời Tuỳ theo đặc điểm câu trả lời đang muốn tìm kiếm và

cách tìm kiếm nó mà người ta phân biệt các phương pháp nhận thức khác nhau

và gọi tên chúng Chẳng hạn: phương pháp biện chứng, phương pháp so sánh, phương pháp tương tự, phương pháp thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm

là một trong các phương pháp nghiên cứu quan trọng được các nhà Vật lí học

sử dụng trong quá trình đi tìm câu trả lời của các hiện tượng tự nhiên Theo nhận thức luận Mác – Lênin thì con đường nhận thức của con người là con

đường đi từ thực tiễn khách quan đến tư duy trừu tượng rồi lại từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn sinh động Quá trình nhận thức đó không phải là một quá trình khép kín mà là một quá trình luôn mở rộng và phát triển: từ một lí thuyết đã được xây dựng người ta phải trở về phạm vi những hiện tượng thực tiễn rộng hơn, qua đó lại bổ sung, chỉnh lí và mở rộng lí thuyết Quá trình đó

cứ tiếp diễn liên tục, từ đó con người ngày càng hiểu thực tế sâu sắc hơn, đa dạng hơn Vậy phương pháp thực nghiệm nằm ở đâu trong quá trình nhận thức nói trên và người ta quan niệm nó như thế nào?

1.1.1.2.1 Quan điểm thứ nhất

Quan điểm này cho rằng phương pháp thực nghiệm chỉ là khâu tiến hành các thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết đã có sẵn và xử lí kết quả thu được Theo quan niệm này thì phương pháp thực nghiệm chỉ còn là những thủ thuật thí nghiệm hoặc quy tắc thực hành Mục đích và vai trò của phương pháp thực nghiệm sẽ bị hạ thấp

1.1.1.2.2 Quan điểm thứ hai

Theo Spaski thì thực chất phương pháp thực nghiệm là: “Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm các nhà khoa học xây dựng một giả thiết Giả thuyết

đó không chỉ đơn giản là sự tổng quát hóa các thí nghiệm đã làm, nó chứa

đựng một cái gì mới mẻ không có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể Bằng phương pháp suy luận logic và bằng toán học, nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số sự kiện mới trước đó chưa biết đến Những hệ quả và sự kiện đó có thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra

được Nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định sự đúng đắn của giả thuyết và khi đó giả thuyết được coi là một định luật Vật lí chính xác”.[9] Như vậy, phương pháp thực nghiệm không chỉ đơn thuần là làm thí nghiệm, làm thí nghiệm một cách ngẫu nhiên mà là sự phân tích sâu sắc các

sự kiện thực nghiệm, tổng quát hoá nâng lên mức lí thuyết và phát hiện ra bản chất của sự vật Nếu chúng ta hiểu phương pháp thực nghiệm như vậy thì phương pháp thực nghiệm phải bao gồm cả một quá trình tìm tòi từ ý tưởng,

dự đoán ban đầu đến kết luận kiểm tra cuối cùng

Cũng theo quan điểm này thì Đ E Xivôcôn đã định nghĩa phương pháp thực nghiệm là:

“- Tạo ra những hiện tượng khách quan của thiên nhiên dưới dạng thuần khiết

- Tạo ra một cách có chủ định những sự vật, những đối tượng nghiên cứu mới, nhân tạo, không có sẵn trong thiên nhiên

- Ghi lại, quan sát, đối chiếu, đo đạc những dữ kiện thực nghiệm bằng máy móc, dụng cụ đặc biệt với một mục đích khoa học hoặc thực tiễn hoàn toàn xác định.”[16]

Theo định nghĩa này thì trong phương pháp thực nghiệm có bao trùm cả phương pháp quan sát, đo đạc, với tư cách là những thủ thuật thực nghiệm Tuy nhiên, bản thân các phương pháp đó có thể xét riêng như những phương pháp nghiên cứu độc lập Như vậy, cấu trúc của phương pháp thực nghiệm có thể gồm bốn khâu cơ bản sau:

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

- Lựa chọn điều kiện thí nghiệm để có hiện tượng xảy ra dưới dạng thuần khiết, phương pháp tiến hành cụ thể

- Tiến hành thí nghiệm

- Xử lí kết quả thu được

1.1.1.2.3 Quan điểm thứ ba

Quan điểm này cho rằng khi ta nói dùng phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu một hiện tượng nào đó thì không có nghĩa là ta chỉ nói đến một thực nghiệm đơn lẻ mà có thể là một hệ thống thực nghiệm, một hệ thống những số liệu thực nghiệm và xen kẽ một hệ thống những suy luận lí thuyết

Để nhấn mạnh vai trò của giả thuyết, một khâu quan trọng của phương pháp thực nghiệm - đôi khi người ta còn gọi là phương pháp giả thuyết - thực nghiệm

Quá trình phát triển và hoàn thiện phương pháp thực nghiệm khoa học Vật lí đã gợi cho các nhà bác học kết luận về tính chu trình sáng tạo khoa học

tự nhiên

Galilê đã chia nó thành 4 giai đoạn:

- Tri giác các hiện tượng, thí nghiệm Vật lí

- Đi đến các tiên đề, giai đoạn trung tâm của quá trình sáng tạo

- Phát triển toán học, đưa ra hệ quả

- Thực nghiệm kiểm tra: tiêu chuẩn đánh giá phát minh khoa học

Anhxtanh cũng đã nêu ý kiến chia quá trình đó thành 4 giai đoạn như sau:

- Sự kiện đã biết (E)

Hình 1.1

Chúng ta nhận thấy rằng, cả Galilê lẫn Anhxtanh và một số nhà bác học nổi tiếng đều quan niệm quá trình sáng tạo khoa học tự nhiên có những nét tương tự nhau

Nhận thức của con người là một quá trình tiếp cận chân lí tuyệt đối, nên không phải chu trình nào cũng là kín Quá trình sáng tạo không nhất thiết kết thúc ở một chu trình mà còn có thể lặp lại, khi ấy các sự kiện rộng ra và mô hình (giả thuyết) ngày càng khái quát hơn

Nhà phương pháp Xô Viết V.G Razumôpxki trên cơ sở nghiên cứu chu trình sáng tạo khoa học tự nhiên đã đề nghị biểu diễn một cách ngắn gọn như sau: [13]

Từ đó, cũng có thể coi sơ đồ trên là sơ đồ của phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí theo quan điểm thứ ba Theo quan điểm này, phương pháp thực nghiệm đã choán cả chu trình trong sơ đồ nhận thức

Theo một số quan điểm nêu trên, chúng ta thấy các quan điểm không trái ngược nhau mà bổ sung cho nhau để đi đến nhận thức khoa học Trong những

Hình 1.2 Sơ đồ mối quan hệ của các thành phần trong quá

trình sáng tạo khoa học tự nhiên

quan điểm nhận thức về phương pháp thực nghiệm trên đây, chúng tôi thấy rằng quan điểm của V.G.Razumovski là nhận thức tổng quát về phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí Đó là sự thống nhất giữa thực nghiệm và lí thuyết, giữa phương pháp suy luận qui nạp và diễn dịch trong quá trình nhận thức sáng tạo Chính vì lẽ đó, chúng tôi tiến hành đề tài theo hướng của quan

điểm của V.G.Razumovski

1.2 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

1.2.1 Phương pháp khoa học và phương pháp dạy học

1.2.1.1 Sự khác biệt giữa phương pháp khoa học và phương pháp dạy học Trong quá trình tìm kiếm các phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong các nhà trường, có nhiều ý kiến cho rằng có thể chuyển từ phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học Tư tưởng này được hình thành và phát triển có lẽ vì giữa nhà khoa học và người thầy giáo có nhiều

điểm chung: nhiều nhà khoa học cũng là thầy giáo và ngược lại người thầy giáo cũng phải có các tri thức khoa học Tuy nhiên, chúng ta có thể thấy giữa nhà khoa học và người thầy có những điểm khác nhau:

1.2.1.1.1 Sự khác nhau về mục đích, nội dung, phương pháp và cả kết quả Giữa nhà khoa học và người thầy giáo tuy có nhiều điều liên quan đến nhau nhưng về hoạt động học lại khác nhau về mục đích, nội dung, phương pháp và cả kết quả:

- Về mục đích hoạt động: Nhà khoa học tìm kiếm kiến thức mới và cải tạo thực tiễn còn người thầy giáo giáo dục, đào tạo con người

- Về nội dung hoạt động: Nhà khoa học lựa chọn đề tài, vấn đề nghiên cứu, xây dựng kế hoạch, triển khai kế hoạch, bảo vệ công trình, ứng dụng , người thầy giáo tuyển sinh, giảng bài, hoạt động ngoại khoá, thi kiểm tra

- Phương pháp hoạt động: Nhà khoa học nghiên cứu lí luận, điều tra, thực nghiệm , người thầy giáo diễn giảng, đàm thoại, thảo luận

- Kết quả: Nhà khoa học có hệ thống tri thức, kĩ năng, phương pháp mới, người thầy giáo có chất lượng và số học sinh được đào tạo

Chính do có sự khác nhau giữa công việc của nhà khoa học và người thầy như vậy nên không thể chuyển trực tiếp từ phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học được Tuy nhiên, chúng ta lại có thể chuyển từ phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học thông qua các điều kiện

1.2.1.2 Sự chuyển hoá của phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học

Khi nghiên cứu lịch sử phát sinh và phát triển của các phương pháp dạy học cổ truyền cũng như hiện đại, Nguyễn Ngọc Quang đã phát hiện ra qui luật: Các phương pháp dạy học đều có nguồn gốc là những phương pháp khoa học tương ứng Hay nói cách khác: “ Bất cứ phương pháp khoa học nào cũng

có thể chuyển hoá thành phương pháp dạy học nói chung thông qua các điều kiện”.[6] Điều kiện này được biểu diễn bằng phương trình:

PKH  PDH

Nói chung Nói chung

Đồng thời, Nguyễn Ngọc Quang cũng chỉ ra rằng có khả năng chuyển hoá phương pháp khoa học bộ môn thành phương pháp dạy học bộ môn:

“ Phương pháp khoa học bộ môn dần dần chuyển hoá thành phương pháp dạy học bộ môn đó; trong sự chuyển hoá này, phương pháp khoa học đã bị biến

đổi cho phù hợp với những đặc điểm của chủ thể học sinh và những điều kiện của quá trình dạy học”.[6]

PKH  PDH

Bộ môn Bộ môn

Như vậy, hoàn toàn có thể chuyển hoá phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học thông qua điều kiện , với  là tổ hợp các yếu tố như:Mục tiêu dạy học, nội dung dạy học, các giai đoạn học tập, đặc điểm của cá nhân học sinh, các phương tiện học tập

1.2.2 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

1.2.2.1 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

1.2.2.1.1 Các quan điểm về phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

ở trên đã trình bày một số quan điểm khác nhau về phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí, chúng tôi thấy quan điểm thứ ba hợp lí và tổng quát hơn, vì vậy chúng tôi sẽ nghiên cứu phần này dựa trên quan điểm thứ ba Theo Razumovski: “Cơ sở của phương pháp phát triển khả năng sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học là sự hiểu biết những qui trình dạy học là

sự hiểu biết những qui luật sáng tạo trong khoa học tự nhiên”.[13]

Trên cơ sở đó, Razumovski đã tổ chức quá trình dạy học Vật lí phỏng theo chu trình nhận thức sáng tạo trong khoa học nhằm phát triển khả năng sáng tạo của học sinh và gọi đó là phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

Cũng theo quan điểm của Razumovski, một số tác giả trong nước đưa ra cấu trúc của phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí như sau:

- Theo Nguyễn Đức Thâm - Nguyễn Ngọc Hưng - Phạm Xuân Quế phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí gồm năm giai đoạn:[9]

+ Giai đoạn 1: Nêu lên một câu hỏi mà học sinh chưa biết câu trả lời, cần phải tìm tòi mới trả lời được

+ Giai đoạn 2: Giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh xây dựng một câu

dự đoán ban đầu( Xây dựng giả thuyết)

+ Giai đoạn 3: Từ giả thuyết suy ra một hệ quả

+ Giai đoạn 4: Xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm để kiểm tra hệ quả dự đoán ở giai đoạn 3 Nếu phù hợp thì dự đoán trở thành chân

lý, nếu không phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới

+ Giai đoạn 5: ứng dụng kiến thức Từ việc ứng dụng kiến thức có thể xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mới cần giải quyết

- Theo Thái Duy Tuyên, phương pháp thực nghiệm gồm bốn giai đoạn:[11] + Giai đoạn 1: Xác định mục đích thí nghiệm

+ Giai đoạn 2: Lựa chọn điều kiện thí nghiệm, phương pháp tiến hành và máy móc thiết bị phù hợp

+ Giai đoạn 3: Tiến hành thí nghiệm

+ Giai đoạn 4: Xử lí kết quả

- Theo Lê Văn Giáo - Lê Công Triêm - Lê Thúc Tuấn phương pháp thực nghiệm gồm năm giai đoạn:[2]

+ Giai đoạn 1: Làm xuất hiện vấn đề

+ Giai đoạn 2: Xây dựng giả thuyết(dự đoán)

+ Giai đoạn 3: Suy luận và rút ra hệ quả

+ Giai đoạn 4: Đề xuất và thực hiện một phương án thí nghiệm kiểm tra + Giai đoạn 5: Vận dụng kiến thức

Như vậy, có thể thấy giữa các quan điểm có nhiều điểm tương đồng, không hề mâu thuẫn với nhau

1.2.2.1.2 Đề xuất cấu trúc của phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

Dựa trên quan điểm của Razumovski và nghiên cứu qui luật chuyển hoá

từ phương pháp nghiên cứu khoa học thành phương pháp dạy học, qua nghiên cứu quan điểm của một số tác giả trong nước về phương pháp thực nghiệm

trong dạy học Vật lí, chúng tôi đề xuất sơ đồ cấu trúc của phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí như sau:

Theo sơ đồ này, trong quá trình dạy học sẽ thực hiện các giai đoạn theo các bước Trong mỗi bước giáo viên sẽ có hệ thống câu hỏi hoặc hướng dẫn để chỉ đạo hoạt động của học sinh theo cấu trúc của phương pháp

1.2.2.2 Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí 1.2.2.2.1 Nêu sự kiện khởi đầu

1.2.2.2.1.1 Nêu sự kiện khởi đầu

Giai đoạn này thường dành cho giáo viên do đây là việc làm hoàn toàn khó đối với học sinh Giáo viên tổ chức tình huống có vấn đề làm nảy sinh mâu thuẫn nhận thức, lôi cuốn học sinh vào vấn đề của bài học bằng cách nêu

Suy ra

Sự kiện khởi đầu Giả thuyết - mô hình

Hệ quả lôgic Thí nghiệm kiểm tra

Chấp nhận giả thuyết mô hình phát biểu thành khái niệm, định luật Vận dụng

Xây dựng

Kiểm tra trực tiếp Không phù hợp

(5)

ra một câu hỏi mà học sinh chưa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ hay tìm tòi mới trả lời được Có nhiều cách để thực hiện giai đoạn này:

- Kể một câu chuyện hoặc một hiện tượng trong thực tế

- Đưa ra một bài toán mà học sinh chưa thể làm được nếu không có kiến thức bổ sung cần thiết

- Biểu diễn thí nghiệm và yêu cầu học sinh dự đoán diễn biến của hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập mối quan hệ nào đó

Trong giai đoạn này, dù tiến hành theo cách nào thì sự kiện khởi đầu cũng phải gần gũi với những hiểu biết sẵn có của học sinh và thuận lợi cho các giai đoạn tiếp theo trong phương pháp thực nghiệm Nếu có thể thì tiến hành giai đoạn này bằng cách thông qua các thí nghiệm là tối ưu nhất Tuy nhiên thí nghiệm phải đơn giản, thực hiện được ngay trên lớp và phải làm xuất hiện

được vấn đề hay câu hỏi mà học sinh thấy cần phải tìm tòi nghiên cứu

1.2.2.2.1.2 Từ sự kiện khởi đầu làm bộc lộ quan niệm sẵn có của học sinh Quan niệm sẵn có của học sinh không phải chỉ xuất hiện khi có sự kiện khởi đầu mà học sinh có thể rút ra được từ những quan sát nhiều hiện tượng thực tế hàng ngày đã xảy ra Những quan điểm này chỉ là những kết quả của những nhận thức ban đầu được hình thành bởi kinh nghiệm sống, nó có thể nông hoặc sâu, đúng hoặc sai, chính xác hoặc chưa chính xác Chính vì vậy, trong giai đoạn này giáo viên cần làm cho học sinh bộc lộ các quan niệm sẵn

có của mình về hiện tượng cần nghiên cứu, từ đó làm xuất hiện tình huống có vấn đề trong học tập

Trong quá trình dạy học, giáo viên không nên tỏ ra khó chịu hoặc phủ nhận ngay các quan niệm sẵn có không phù hợp của học sinh mà cần phân loại các quan niệm đó xem cái nào là phù hợp, cái nào là chưa đúng, chưa chính xác và ngược với quan niệm mới cần hình thành trong bài học, coi đó là

các vấn đề cần phải giải quyết Cần hết sức tránh trường hợp phá huỷ các quan niệm sẵn có của học sinh ngay lập tức mà phải bằng các lí lẽ, các căn cứ chính xác, khoa học để học sinh tự mình thay đổi hoặc điều chỉnh các quan niệm của mình Nếu không làm được điều đó sẽ gây cho học sinh tâm lí không tốt trong giờ học hay có thể làm học sinh ngại ngùng bày tỏ quan điểm của mình trong các giờ học tiếp theo

Có thể đưa ra một số cách để tìm hiểu những quan niệm sẵn có của học sinh như sau:

- Cách thứ nhất: Giáo viên đặt các câu hỏi thuộc loại vì sao? Thế nào?

đòi hỏi học sinh phải trả lời để bộc lộ những quan niệm về kiến thức cần nghiên cứu trong bài học

- Cách thứ hai: Giáo viên liệt kê các quan niệm cả đúng và sai của học sinh, phân loại rồi lựa chọn quan niệm nào đó rồi dùng thí nghiệm kiểm tra Việc tìm hiểu quan niệm sẵn có của học sinh giúp cho giáo viên nắm

được trình độ nhận thức của đối tượng học sinh trước khi truyền thụ kiến thức mới Sau khi đã tìm hiểu quan niệm sẵn có của học sinh về sự kiện khởi đầu

có thể có các khả năng xảy ra:

- Quan niệm của học sinh phù hợp với nội dung tri thức cần xây dựng Khả năng này có thể xảy ra nếu có sự khéo léo của giáo viên khi nêu sự kiện khởi đầu hoặc sự kiện khởi đầu gần gũi với những kiến thức sẵn có của học sinh Trong trường hợp này từ quan niệm đúng của học sinh, giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh xác nhận mô hình hoặc giả thuyết ở các bước tiếp theo

- Quan niệm của học sinh trái ngược với nội dung tri thức cần xây dựng, nhưng lại có vẻ hợp lí với thực tiễn: vấn đề đã được xuất hiện Giáo viên không nên bác bỏ ngay, cần hướng dẫn học sinh chuyển sang giai đoạn tiếp theo để làm cho học sinh nhận ra sai lầm của mình

- Quan niệm của học sinh hoàn toàn sai lệch so với vấn đề đặt ra, không phù hợp với thực tiễn hoặc không có cơ sở lí thuyết Trong trường hợp này, giáo viên cần giải thích ngay cho học sinh bằng những thí nghiệm hoặc lí luận

đơn giản để học sinh nhận ra sai lầm của mình

Tóm lại, ở giai đoạn này cần làm cho học sinh thấy sự xuất hiện các mâu thuẫn khách quan trong nhận thức giữa cái đã biết và cái chưa biết, làm nảy sinh nhu cầu phải tìm hiểu, phải giải quyết vấn đề đã được đặt ra Từ đó, giáo viên hướng dẫn học sinh chuyển sang giai đoạn tiếp theo: giai đoạn xây dựng mô hình - giả thuyết

1.2.2.2.2 Từ sự kiện khởi đầu đi đến xây dựng mô hình hoặc giả thuyết Giai đoạn từ sự kiện khởi đầu đi đến xây dựng mô hình hoặc giả thuyết là giai đoạn rất quan trọng Trong giai đoạn này học sinh phải tích cực, tự lực tri giác về hiện tượng cần nghiên cứu và từ đó nội dung kiến thức dần dần được xây dựng ở giai đoạn này, tư duy trực giác của học sinh giữ vai trò chủ yếu Học sinh cần phải sử dụng tất cả những kiến thức đã có cùng với kinh nghiệm của bản thân, khả năng quan sát thực tế sự vật hiện tượng, các suy luận tương

tự để đưa ra những dự đoán Những dự đoán học sinh đưa ra có thể không chắc chắn nhưng chúng chính là mầm mống của sự sáng tạo của học sinh và tạo

điều kiện cho sự phát triển tư duy

Mỗi dự đoán học sinh đưa ra đều dựa trên những cơ sở nhất định trong vốn kiến thức của mình Có một số cách để học sinh đưa ra dự đoán như sau:

- Dựa trên kinh nghiệm đã có liên tưởng đến vấn đề được đặt ra

- Dựa trên sự tương tự: dựa vào dấu hiệu giống nhau bên ngoài hoặc giống nhau về cấu tạo mà đưa ra những dự đoán về bản chất, tính chất

- Dựa trên dự đoán về mối quan hệ định lượng

- Dựa trên sự xuất hiện đồng thời của hai hiện tượng mà đưa ra dự đoán chúng có mối quan hệ nhân quả với nhau

- Dựa trên kiến thức đã biết đưa ra một dự đoán thuộc lĩnh vực mới Giai đoạn này có thể sẽ gặp nhiều khó khăn nếu học sinh chưa quen với việc tư duy trực giác mà đây lại là một hoạt động quan trọng giúp cho sự phát triển tư duy của học sinh và làm nên sự thành công của các tiết học Do vậy nhất thiết giáo viên phải rèn luyện cho học sinh khả năng tư duy một cách tích cực, chủ động thường xuyên và lâu dài Để làm tốt nhiệm vụ đó, giáo viên có thể tiến hành theo các cách:

- Ban đầu, nếu học sinh chưa quen, chưa thể đưa ra các dự đoán thì giáo viên cần chủ động đưa ra các dự đoán khoa học Từ những dự đoán này, yêu cầu học sinh lựa chọn những dự đoán mà họ thấy hợp lí

- Nếu học sinh có thể tự lực đưa ra các dự đoán bằng trực giác của mình tuy còn thiếu căn cứ hoặc chưa phù hợp với kiến thức cần xây dựng thì giáo viên cần có sự định hướng hợp lí để học sinh điều chỉnh dự đoán đã đưa ra để

có được mô hình hoặc giả thuyết hợp thức

- Nếu dự đoán học sinh đưa ra phù hợp với nội dung tri thức cần nghiên cứu thì giáo viên hướng dẫn học sinh xây dựng mô hình hoặc giả thuyết và chuyển sang giai đoạn tiếp theo

Mô hình hoặc giả thuyết đưa ra cần phải được hợp thức hoá thông qua kiểm tra bằng thực nghiệm Có hai khả năng xảy ra:

- Nếu mô hình hoặc giả thuyết có thể kiểm tra trực tiếp bằng thí nghiệm thì giáo viên hướng dẫn học sinh chuyển sang giai đoạn thí nghiệm kiểm tra

- Nếu việc kiểm tra mô hình hoặc giả thuyết gặp khó khăn không kiểm tra trực tiếp được bằng thí nghiệm (trường hợp phổ biến) thì giáo viên hướng

dẫn học sinh từ mô hình hoặc giả thuyết rút ra các hệ quả logic có thể kiểm tra bằng thực nghiệm rồi hướng dẫn học sinh đề xuất thí nghiệm kiểm tra

1.2.2.2.3 Từ mô hình hoặc giả thuyết suy ra hệ quả logic

Sau khi đưa ra được mô hình hoặc giả thuyết, nếu không thể kiểm tra trực tiếp bằng thực nghiệm thì cần phải suy ra các hệ quả logic rồi dùng thực nghiệm để kiểm tra Trong giai đoạn này, học sinh cần dùng tư duy logic theo kiểu lập luận, suy diễn và biến đổi toán học là chủ yếu Giáo viên cần thường xuyên tập luyện khả năng tư duy logic cho học sinh và có sự hướng dẫn, điều khiển sao cho các hệ quả logic được rút ra là hợp lí, có thể kiểm tra một cách

dễ dàng Trong một số trường hợp học sinh quá yếu hoặc các suy luận, biến

đổi toán học quá phức tạp thì giáo viên nên chuẩn bị sẵn các hệ quả logic và chủ động tiến hành giai đoạn này để tránh mất quá nhiều thời gian trong tiết học

1.2.2.2.4 Giai đoạn thí nghiệm kiểm tra

Giai đoạn này xác nhận sự đúng đắn của hệ quả logic hay cũng chính là mô hình hoặc giả thuyết đã đưa ra Không những thế, giai đoạn này còn có tác dụng tạo niềm tin khoa học đối với học sinh, làm cho học sinh phấn khởi, có hứng thú trong học tập Giai đoạn này đòi hỏi ở học sinh tư duy trực giác sáng tạo, kĩ năng, kĩ xảo thực hành thí nghiệm Muốn thực hiện tốt giai đoạn này, trước tiên giáo viên cần phải hướng dẫn học sinh tự lực đề xuất phương án thí nghiệm hoặc giáo viên chuẩn bị sẵn phương án thí nghiệm sao cho việc tiến hành thí nghiệm là đơn giản nhất học sinh có thể tự làm, dễ quan sát, dễ thành công nhất và cho kết quả chính xác nhất

Sau khi có được phương án thí nghiệm kiểm tra hợp lí sẽ tiến hành thí nghiệm kiểm tra Nếu thí nghiệm đơn giản và không mất nhiều thời gian thì giáo viên có thể cho các nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm nhằm giúp học sinh rèn luyện kĩ năng thực hành và có thể quan sát dễ dàng Nếu thí nghiệm

phức tạp hoặc tốn nhiều thời gian, số lượng học sinh đông thì giáo viên phải tiến hành thí nghiệm cho học sinh quan sát Trong cả hai trường hợp trên giáo viên cần có sẵn mẫu bảng số liệu để mô tả kết quả thí nghiệm và học sinh dễ

đưa ra nhận xét về kết quả hơn

Khi đã có kết quả của thí nghiệm kiểm tra có thể xảy ra hai trường hợp:

- Trường hợp thứ nhất: Kết quả thí nghiệm không phù hợp với hệ quả logic, khi đó giáo viên cần hướng dẫn học sinh xem xét lại phương án thí nghiệm đã phù hợp với mô hình hoặc giả thuyết đề ra chưa, mô hình hoặc giả thuyết đã hợp lí chưa, việc tiến hành thí nghiệm đã chính xác chưa Sau đó

điều chỉnh bổ sung cho phù hợp và thực hiện lại các giai đoạn tương ứng

- Trường hợp thứ hai: Kết quả thí nghiệm phù hợp với hệ quả logic, khi

đó cho học sinh nêu một cách chính xác và đầy đủ mô hình hoặc giả thuyết chấp nhận được

1.2.2.2.5 Giai đoạn chấp nhận mô hình hoặc giả thuyêt và phát biểu thành khái niệm, quy tắc, định luật ứng dụng

Sau khi tiến hành thí nghiệm kiểm tra và cho kết quả phù hợp, giáo viên hướng dẫn học sinh khẳng định mô hình hoặc giả thuyết chấp nhận được Nhưng giáo viên cũng cần lưu ý cho học sinh về phạm vi áp dụng của mô hình hoặc giả thuyết chấp nhận được Từ đó, hướng dẫn học sinh khái quát hoá để nêu thành khái niệm, định luật

Khi đã có được kiến thức mới, học sinh cần phải dùng nó để giải thích hay dự đoán một số hiện tượng đơn giản trong thực tiễn dưới hình thức bài tập hay nghiên cứu sự ứng dụng trong thiết bị kĩ thuật Trong một số trường hợp

sẽ đi tới giới hạn của phạm vi áp dụng của kiến thức và xuất hiện mâu thuẫn mới cần giải quyết và hoạt động dạy học lại quay về giai đoạn đầu tiên

Tóm lại, phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí chúng tôi đưa ra gồm năm giai đoạn Khi áp dụng phương pháp này, việc thực hiện đầy đủ các giai đoạn là cần thiết nhưng trong một số trường hợp cũng có thể bỏ qua giai

đoạn này hoặc giai đoạn khác nhưng cấu trúc tổng thể của phương pháp vẫn không bị thay đổi

1.2.2.3 Các mức độ sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

Trong thực tế, những bài học mà học sinh tham gia đầy đủ năm giai đoạn trong phương pháp thực nghiệm là không nhiều Tuỳ theo từng kiến thức cụ thể mà giáo viên yêu cầu học sinh tham gia các giai đoạn với các mức độ khác nhau cho phù hợp.Trong mỗi giai đoạn giáo viên có thể yêu cầu học sinh tham gia với các mức độ như sau:

1.2.2.3.1 Giai đoạn nêu sự kiện khởi đầu

Mức độ 1: Học sinh tự lực phát hiện vấn đề, nêu câu hỏi Giáo viên giới thiệu hiện tượng xảy ra như thường thấy để học sinh tự lực phát hiện ra các tính chất hay các mối quan hệ đáng chú ý cần nghiên cứu

Mức độ 2: Giáo viên tạo ra một hoàn cảnh đặc biệt trong đó xuất hiện một hiện tượng mới lạ, lôi cuốn sự chú ý của học sinh, gây cho học sinh sự ngạc nhiên, tò mò: Từ đó học sinh nêu ra một vấn đề, một câu hỏi cần giải

đáp

Mức độ 3: Giáo viên nhắc lại một vấn đề, một hiện tượng đã biết và yêu cầu học sinh phát hiện xem vấn đề hay hiện tượng đã biết, có chỗ nào chưa

được hoàn chỉnh, đầy đủ cần tiếp tục nghiên cứu

1.2.2.3.2 Xây dựng mô hình hoặc giả thuyết

Mức độ 1: Dự đoán định tính: Trong những hiện tượng thực tế phức tạp, cho dự đoán về nguyên nhân chính, mối quan hệ chính chi phối hiện tượng

Có thể có rất nhiều dự đoán nhưng ta sẽ dùng thí nghiệm kiểm tra để xác nhận hoặc bác bỏ

Mức độ 2: Dự đoán định lượng: Những quan sát đơn giản khó có thể dẫn tới một dự đoán về mối quan hệ hàm số, định lượng giữa các đại lượng Vật lí biểu diễn các đặc tính của sự vật, các mặt của hiện tượng

Mức độ 3: Những dự đoán đòi hỏi sự quan sát chính xác, tỉ mỉ, một sự tổng hợp nhiều sự kiện thực nghiệm, không có điều kiện thực hiện trên lớp vượt qua khả năng của học sinh hoặc điều kiện thực tế của lớp học ở đây giáo viên có thể dùng phương pháp kể truyện lịch sử để giới thiệu các giả thuyết

mà các nhà khoa học đã đưa ra

1.2.2.3.3 Suy ra hệ quả logic

Mức độ 1: Hệ quả có thể quan sát đo lường trực tiếp

Mức độ 2: Hệ quả không thể quan sát đo lường trực tiếp bằng các dụng

cụ mà phải tính toán gián tiếp qua việc đo các đại lượng khác

Mức độ 3: Hệ quả suy ra từ điều kiện lý tưởng Có nhiều trường hợp hiện tượng thực tế bị rất nhiều yếu tố tác động không loại bỏ được nhưng ta chỉ xét quan hệ một số ít các yếu tố Như vậy, hệ quả suy ra từ giả thuyết chỉ là gần

đúng

1.2.2.3.4 Thí nghiệm kiểm tra

Mức độ 1: Thí nghiệm đơn giản, học sinh đã biết thực hiện các phép đo,

sử dụng các dụng cụ đo

Mức độ 2: Học sinh đã biết đo các đại lượng nhưng việc bố trí thí nghiệm cho sát với điều kiện lý tưởng khó khăn Giáo viên phải giúp đỡ bằng cách giới thiệu phương án làm để học sinh thực hiện

Mức độ 3: Có nhiều trường hợp thí nghiệm kiểm tra là những thí nghiệm kinh điển, rất phức tạp và tinh tế không thể thực hiện được ở trường phổ thông Thông thường trong trường hợp này giáo viên mô tả cách bố trí thí nghiệm rồi thông báo kết quả các phép đo để học sinh gia công số liệu, rút ra kết luận hoặc giáo viên thông báo kết quả

1.2.2.3.5 Chấp nhận mô hình hoặc giả thuyêt và phát biểu thành khái niệm, qui tắc, định luật ứng dụng

Mức độ 1: ứng dụng trong đó học sinh chỉ sử dụng định luật Vật lí để làm sáng tỏ nguyên nhân của hiện tượng hoặc tính toán trong điều kiện lý tưởng

Mức độ 2: Xét một ứng dụng kĩ thuật đơn giản hóa có thể ứng dụng một vài định luật

Mức độ 3: Xét một ứng dụng kỹ thuật trong đó không chỉ áp dụng các

định luật, định lí mà còn cần có giải pháp đặc biệt để các hiện tượng Vật lí có kết quả cao, sao cho thiết bị sử dụng được thuận tiện trong đời sống sản xuất 1.2.2.4 Phối hợp giữa phương pháp thực nghiệm và phương pháp nhận thức khác trong dạy học Vật lí

Dạy học các kiến thức Vật lí bằng phương pháp thực nghiệm là hướng ưu tiên ở trường phổ thông Để thực hiện mỗi giai đoạn của phương pháp thực nghiệm, đòi hỏi phải có suy nghĩ sáng tạo và có kĩ năng, kĩ xảo về nhiều mặt Bởi vậy, người giáo viên phải tùy theo nội dung của từng kiến thức, tùy theo trình độ học sinh, tùy theo điều kiện của nhà trường mà vận dụng linh hoạt các mức độ sử dụng phương pháp này Ngoài ra, cũng cần cân nhắc cả vấn đề thời gian dành cho mỗi bài học khi áp dụng phương pháp thực nghiệm Trong mỗi bài học giáo viên phải tính toán để học sinh có thể thực hiện giai đoạn

nào, ở mức độ nào để có thể thành công nhất và tập trung vào khai thác rèn luyện cho học sinh ở mặt đó

Trong dạy học các định luật Vật lí theo phương pháp thực nghiệm có hai trường hợp đáng lưu ý sau đây :

- Có những định luật Vật lí thực nghiệm nhưng việc suy luận quá phức tạp hoặc những thí nghiệm quá tinh vi, không có điều kiện thực hiện ở trường phổ thông, giáo viên có thể dùng phương pháp kể chuyện lịch sử để cho học sinh biết cách giải quyết của các nhà bác học

- Có những định luật trong lịch sử được phát minh bằng con đường thực nghiệm, nhưng ngày nay có thể coi như hệ quả của một định luật, một lý thuyết khái quát hơn Những suy luận này học sinh có thể hiểu được Bởi vậy,

để rèn luyện khả năng suy luận sắc bén cũng như giảm bớt khó khăn về tổ chức thực hiện các thí nghiệm phức tạp không nên dạy học những định luật đó hoàn toàn theo phương pháp thực nghiệm mà chỉ sử dụng một yếu tố của phương pháp thực nghiệm là làm thí nghiệm kiểm tra minh hoạ kết luận thu

được bằng suy luận lý thuyết

Trong khi áp dụng phương pháp thực nghiệm, thường phối hợp với các phương pháp dạy học và phương pháp nhận thức khác như phương pháp phân tích - tổng hợp, phương pháp quy nạp - diễn dịch Chẳng hạn: Ngay trong khi xây dựng giả thuyết đã phải dụng phương pháp phân tích - tổng hợp, khi xử lý các kết quả thí nghiệm phải dùng phương pháp quy nạp - diễn dịch

1.2.2.5 Vì sao phương pháp thực nghiệm có thể tăng cường được sự tích cực, tự lực của học sinh trong dạy học Vật lí

Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý được thực hiện theo 5 giai

đoạn, trong đó học sinh sẽ hoạt động dưới sự tổ chức, hướng dẫn của giáo

viên Mỗi giai đoạn có một vai trò và tác dụng nhất định đến sự tập trung, mức

độ tích cực, tự lực của học sinh:

- Giai đoạn 1: Đưa ra một hoàn cảnh thực tiễn, hoặc tiến hành các thí nghiệm yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập mối quan hệ nào đó, nhưng bằng kiến thức sẵn có các em chưa thể có câu trả lời Nhiệm vụ của giai đoạn này là phải có được những hoàn cảnh, những tình huống, hoặc những thí nghiệm mà gây được cho học sinh sự hứng thú, đưa học sinh vào tình huống có vấn đề và vấn đề đó trở thành yêu cầu cần được giải quyết Làm được như vậy là đã bước đầu thực hiện được

sự tích cực hóa học sinh trong suy nghĩ

- Giai đoạn 2: Giáo viên hướng dẫn học sinh đề xuất giả thuyết, giả thuyết này có vẻ đúng nhưng chưa hoàn toàn chắc chắn Giai đoạn này là giai

đoạn đòi hỏi sự tích cực, tự lực trong tư duy của học sinh, các em phải cố gắng phân tích, so sánh, tổng hợp để đưa ra một giả thuyết sao cho có thể giải thích

được câu hỏi đã nêu trong giai đoạn 1 Nếu dưới sự hướng dẫn của giáo viên các em làm được điều này thì tức là các em đã có sự sáng tạo cái mới đối với bản thân mình

- Giai đoạn 3: Từ giả thuyết đã nêu giáo viên hướng dẫn để các em có thể suy ra một hệ quả mà có khả năng kiểm tra được bằng thực nghiệm Giai đoạn này của phương pháp cũng đòi hỏi sự tích cực tư duy và tư duy logic Hoạt

động suy ra hệ quả là hoạt động có tính tích cực, tự lực cao ở học sinh trong tiết học

- Giai đoạn 4: Với hệ quả suy ra học sinh phải đề xuất được phương án thí nghiệm và tiến hành kiểm tra Hoạt động này được thực hiện tốt sẽ có tác dụng rèn luyện khả năng tư duy thực tế và kĩ năng tiến hành thí nghiệm của học sinh Đây là một trong những yêu cầu rất cần thiết mà học sinh còn rất yếu

- Giai đoạn 5: Giai đoạn vận dụng kiến thức vào thực tế Giai đoạn này tiếp tục rèn luyện khả năng vận dụng của học sinh

Như vậy, trong các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm dù ít hay nhiều đều có thể rèn luyện cho học sinh rất tốt về sự tích cực, tự lực, tư duy sáng tạo trong học tập Có thể nói rằng, tổ chức tốt hoạt động dạy học theo phương pháp thực nghiệm là một trong những cách hữu hiệu để thực hiện mục tiêu dạy học mới

Vậy phương pháp mang tính khoa học cao như trên có thể áp dụng được với hoạt động giảng dạy ở THPT hay không?

1.2.2.6 áp dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí ở THPT 1.2.2.6.1 Quan điểm của Bộ GD&ĐT về việc áp dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

Một trong những lí do của đề tài xuất phát từ quan điểm của Bộ GD - ĐT

về việc sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí Chương trình giáo dục phổ thông, bộ môn Vật lí do Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành năm

2005 có nêu rõ về mặt phương pháp:

Phương pháp dạy học môn Vật lí

a Các phương pháp, hình thức tổ chức dạy học Vật lí cần nhằm đạt được các mục tiêu của bộ môn Các phương pháp dạy học cần phát huy tính tích cực,

tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, bồi dưỡng phương pháp tự học cũng như rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh

b Việc dạy học mỗi chủ đề, mỗi bài cần khơi dậy hứng thú nhận thức của học sinh Để đạt được điều này, giáo viên cần xuất phát từ kinh nghiệm, vốn hiểu biết và nhu cầu đạt được mục tiêu của bài học

c Tăng cường phương pháp tìm tòi nghiên cứu, phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề Tạo tình huống để học sinh phát hiện ra vấn đề (thắc mắc, hoài nghi) và tự phát biểu ý kiến, suy nghĩ của mình Giáo viên cần hỗ trợ, động viên khuyến khích học sinh bằng các nhận xét theo kiểu phản biện, cố gắng hạn chế việc thông báo kết quả có tính chất áp đặt Bằng cách đó phát triển ở học sinh khả năng phân tích, so sánh, lập luận, khả năng phê phán đánh giá

Tổ chức cho học sinh thảo luận với nhau trong nhóm khi tìm cách giải quyết vấn đề

d Rèn luyện từng bước cho học sinh các kỹ năng thực hiện tiến trình khoa học, bao gồm các kỹ năng thu thập, xử lý và truyền đạt thông tin Các kỹ năng này dần dần phải trở thành thói quen làm việc khoa học của học sinh

e Coi trọng phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình trong Vật lí Tăng cường và tận dụng mọi khả năng để học sinh tự lực tiến hành các thí nghiệm Vật lí đơn giản bằng thiết bị và các vật liệu có sẵn trong phòng thí nghiệm hoặc do học sinh tự tìm kiếm Nên khuyến khích học sinh tiến hành thí nghiệm Vật lí ở nhà

f Sử dụng hợp lý hình thức và phương pháp học tập theo nhóm để rèn luyện cho học sinh cách thức ứng xử và cộng tác trong việc thực hiện nhiệm vụ

được giao: tổ chức được việc phân công trong nhóm; biết trao đổi thông tin, thảo luận và tranh luận, trong đó mạnh dạn nêu lên và bảo vệ ý kiến riêng cũng như cầu thị, tôn trọng ý kiến của người khác

g Tổ chức tham quan, tạo điều kiện để học sinh quan sát trực tiếp trong tự nhiên, trong đời sống, trong kỹ thuật

h Với một số chủ đề thích hợp, có thể giao cho học sinh những đề tài nghiên cứu nó theo nhóm Trong đó học sinh cần phải sưu tầm, đọc tài liệu, làm thí nghiệm để hoàn thành báo cáo

1.2.2.6.2 Khả năng áp dụng

Theo lý luận nói chung và quan điểm của Bộ GD - ĐT nói riêng đã khẳng

định việc áp dụng phương pháp thực nghiệm vào dạy học Vật lí ở trường phổ thông có thể nâng cao hiệu quả của việc dạy và học Khi ấy:

- Giáo viên có được một trong những phương pháp tổ chức hoạt động dạy học tốt nhất, phù hợp nhất với đặc trưng của bộ môn

- Người giáo viên cũng sẽ nhuần nhuyễn hơn với lối tư duy theo phương pháp thực nghiệm để có những vận dụng sáng tạo trong giảng dạy

- Học sinh được tổ chức hoạt động tốt cả về các thao tác tư duy và kĩ năng thực hành Các em được tích cực hóa trong hoạt động và được rèn luyện, tăng cường khả năng tư duy, tư duy logic

- Hơn nữa phương pháp thực nghiệm không hề bác bỏ, loại trừ các phương pháp khác mà hoàn toàn có thể kết hợp với các phương pháp khác để cho hoạt động của dạy học đạt được hiệu quả cao nhất

1.2.2.6.3 Mức độ áp dụng

Do đặc điểm chương trình học phù hợp với lứa tuổi của học sinh nên kiến thức của học sinh Trung học phổ thông chủ yếu dừng lại ở mức độ định tính, rất ít có kiến thức định lượng Nếu có kiến thức định lượng thì các quan hệ

định lượng giữa các đại lượng đều ở mức độ đơn giản, phù hợp với khả năng nhận thức của học sinh Với đặc điểm nội dung như trên thì việc áp dụng phương pháp thực nghiệm thường ở mức độ từ dễ đến vừa phải Việc quyết

định áp dụng phương pháp thực nghiệm trong giảng dạy đòi hỏi giáo viên phải

có sự nghiên cứu, chuẩn bị tốt: với một số bài có thể đưa vào toàn bộ các giai

đoạn, với một số bài chỉ có thể đưa vào một số giai đoạn của phương pháp Ngoài ra, giáo viên cũng cần linh hoạt trong việc yêu cầu học sinh ở mỗi giai

đoạn Chẳng hạn:

- Trong việc đưa ra giả thuyết cũng tùy bài, có thể đưa ra quan hệ

định tính, không nhất thiết hướng dẫn quá phức tạp để đưa ra được quan

Khi sử dụng phương pháp thực nghiệm nếu biết thiết kế tiến trình dạy học để phù hợp với khả năng nhận thức và hoạt động của từng đối tượng học sinh thì hiệu quả sư phạm sẽ rất cao Nhưng nếu ngược lại để học sinh rơi vào các hoạt động tư duy quá khả năng thì dễ dẫn đến việc học sinh khó hiểu, không hiểu từ đó xa rời và ác cảm với môn học

1.3 Tính tích cực và tự lực của học sinh trong học tập

1.3.1 Tính tích cực của học sinh trong học tập

1.3.1.1 Khái niệm tính tích cực của học sinh trong học tập

Tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội Khác với động vật, con người không chỉ tiêu thụ những gì sẵn có trong tự nhiên mà còn chủ động sản xuất ra của cải vật chất cần thiết cho sự tồn tại, phát triển của xã hội, sáng tạo ra nền văn hoá ở mỗi thời đại, chủ động cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội

Tính tích cực của con người biểu hiện trong hoạt động, đặc biệt trong những hoạt động chủ động Học tập là hoạt động chủ đạo ở lứa tuổi đi học Tính tích cực của con người ở lứa tuổi này là tính tích cực trong học tập Tính tích cực học tập là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao về nhiều mặt trong học tập (L.V.Rebrova, 1975) Học tập là một trường hợp riêng của nhận thức “Một nhận thức đã được làm cho dễ dàng đi và được thực hiện dưới sự chỉ đạo của giáo viên” (P.N.Erdonive, 1974) Vì vậy, nói tới tích cực trong học tập thực chất là nói tới tính tích cực nhận thức của học sinh

đặc trưng ở khát vọng hiểu biết, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức

Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện ra những điều loài người chưa biết

mà nhằm lĩnh hội những tri thức loài người đã tích luỹ được Tuy nhiên trong

học tập học sinh cũng phải “khám phá” ra những điều mới đối với bản thân Học sinh sẽ thông hiểu, ghi nhớ những gì đã nắm được qua hoạt động chủ

động, nỗ lực của chính mình Đó là chưa nói, lên tới một trình độ nhất định, sự học tập tích cực sẽ mang tính nghiên cứu khoa học và người học cũng làm ra những tri thức mới cho loài người

Tính tích cực trong học tập liên quan trước hết với động cơ học tập Động cơ đúng tạo ra hứng thú Hứng thú là tiền đề của tự giác Hứng thú và tự giác là hai yếu tố tâm lý tạo nên tính tích cực Tính tích cực sản sinh nếp tư duy độc lập Suy nghĩ độc lập là mầm mống của sáng tạo Ngược lại, phong cách học tập tích cực, độc lập, sáng tạo sẽ phát triển tự giác, bồi dưỡng động cơ học tập 1.3.1.2 Những biểu hiện của tính tích cực học tập

Trong quá trình nhận thức Vật lí, tính tích cực của học sinh thể hiện ở việc thực hiện các thao tác chân tay (như bố trí dụng cụ thí nghiệm, sử dụng các dụng cụ đo, thực hiện các phép đo, thay đổi điều kiện thí nghiệm, cải tiến hoặc xây dựng mới các thí nghiệm), các thao tác tư duy (như phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quát hoá, cụ thể hoá, suy luận quy nạp, suy luận diễn dịch, suy luận tương tự), các hành động nhận thức (như xác định đặc tính bản chất của sự vật hiện tượng, tìm nguyên nhân, xác định mối quan hệ) Tuy nhiên các thao tác tư duy, các hành động nhận thức lại diễn ra trong đầu học sinh, để nhận biết được tính tích cực của học sinh trong quá trình nhận thức Vật lí cần phải dựa vào một số dấu hiệu sau:

- Học sinh hăng hái, tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên,

bổ sung câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

- Học sinh hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề mà học sinh chưa hiểu

- Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học

để nhận ra vấn đề mới

- Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ những nguồn thông tin khác nhau, vượt ra khỏi phạm vi bài học Ngoài những biểu hiện nói trên mà giáo viên dễ nhận thấy còn có những biểu hiện về mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn như: thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc nhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ra lời giải cho một bài tập Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể học sinh, bộc lộ rõ ở những học sinh bé, kín đáo ở những học sinh lớn G.I.Sukina còn phân biệt dấu hiệu của tính tích cực học tập về mặt ý chí:

- Tập trung chú ý vào vấn đề đang học

- Kiên trì làm xong bài tập

Từ đó biết cách khắc phục những hạn chế đó làm phát triển tư duy của học sinh

Những biểu hiện của tính tích cực nêu trên chính là căn cứ để chúng tôi

đánh giá hiệu quả những đề xuất của mình trong thực nghiệm sư phạm

1.3.1.3 Các cấp độ của tính tích cực học tập

Có thể phân biệt tính tích cực học tập ở ba cấp độ khác nhau từ thấp

đến cao:

- Bắt chước: Học sinh gắng sức làm theo mẫu hành động của giáo viên, của bạn bè

- Tìm tòi: Học sinh độc lập giải quyết vấn đề nêu ra, mò mẫm những cách giải khác nhau để tìm ra lời giải hợp lý nhất

- Sáng tạo: Học sinh nghĩ ra cách giải quyết mới độc đáo hoặc tự ra những bài tập mới, hoặc cố gắng lắp đặt những thí nghiệm mới để chứng minh các kiến thức vừa học Dĩ nhiên mức độ sáng tạo của học sinh là có hạn nhưng

đó chính là mầm mống để phát triển năng lực sáng tạo về sau

1.3.1.4 Những biện pháp phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học

1.3.1.4.1 Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động của học sinh

Để kích thích hứng thú học tập của học sinh, giáo viên cần tạo các tình huống để tập cho học sinh biết cách phát hiện ra vấn đề

Học sinh, đồng thời là chủ thể của hoạt động học được cuốn hút vào các hoạt động học tập do giáo viên tổ chức và chỉ đạo, thông qua đó tự khám phá ra những điều mình chưa rõ chứ không phải thụ động tiếp thu tri thức từ giáo viên Đặt học sinh vào những tình huống của đời sống thực tế, người học trực tiếp quan sát, thảo luận, làm thí nghiệm, giải quyết vấn đề đặt ra theo cách suy nghĩ của mình, từ đó vừa nắm được kiến thức, kỹ năng mới vừa nắm được phương pháp “làm ra” kiến thức, kỹ năng đó, không rập theo những khuôn mẫu có sẵn mà được bộc lộ và phát huy tiềm năng sáng tạo

1.3.1.4.2 Chú trọng rèn luyện phương pháp tự học của học sinh

Việc rèn luyện phương pháp tự học cho học sinh không chỉ là một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là một mục tiêu dạy học

Trong các phương pháp học thì cốt lõi là phương pháp tự học Nếu rèn luyện cho người học có được phương pháp, kỹ năng, thói quen, ý chí tự học thì

sẽ tạo cho họ lòng ham học, khơi dậy nội lực vốn có trong mỗi người

Trong một loạt công việc cần thực hiện trong quá trình học tập, giáo viên cần tính toán xem với thời gian cho phép trên lớp, trình độ học sinh trong lớp thì việc gì được giao cho học sinh tự làm (tự làm trên lớp hay ở nhà), việc gì cần có sự trợ giúp của giáo viên, còn việc gì giáo viên phải cung cấp thêm thông tin để học sinh có thể hoàn thành

Tự học không có nghĩa là không cần sự trợ giúp của giáo viên khi học sinh gặp khó khăn, không có sự trao đổi tranh luận của học sinh với nhau Sự giúp đỡ của giáo viên có thể là chia nhiệm vụ nhận thức thành những nhiệm vụ bộ phận vừa sức học sinh, đưa ra những nhận xét theo kiểu phản biện, nêu những câu hỏi định hướng quá trình làm việc của học sinh hoặc hướng dẫn học sinh xây dựng cơ sở định hướng khái quát các hoạt động khi làm việc với nguồn thông tin cụ thể, cơ sở định hướng khái quát của quá trình xây dựng các loại kiến thức Vật lí khác nhau, cơ sở

định hướng của việc giải một loại bài tập nào đó

Giáo viên cần rèn luyện các kỹ năng làm việc tập thể mà học sinh có trong các giờ lên lớp và cả trong tự học ở nhà

1.3.1.4.3 Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò

Trong dạy học, việc đánh giá học sinh không chỉ nhằm nhận định thực trạng

và điều chỉnh hoạt động học của trò mà còn đồng thời tạo điều kiện nhận định thực trạng và điều chỉnh hoạt động dạy của thầy

Trước đây giáo viên giữ độc quyền đánh giá học sinh Muốn phát huy

được tính tích cực của học sinh, giáo viên phải hướng dẫn học sinh phát triển năng lực tự đánh giá để tự điều chỉnh cách học Giáo viên cần tạo điều kiện cho học sinh được tham gia đánh giá lẫn nhau Tự đánh giá đúng và điều chỉnh kịp thời là năng lực rất cần cho sự thành đạt trong cuộc sống mà nhà trường phải trang bị cho học sinh