1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao nhằm phát huy tính tích cực và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

92 626 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 92
Dung lượng 666,81 KB

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 PHẠM ĐèNH LƯỢNG SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THễNG THEO CHƯƠNG TRèNH N

Trang 1

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

PHẠM ĐèNH LƯỢNG

SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THễNG THEO CHƯƠNG TRèNH NÂNG CAO NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KIẾN THỨC CỦA HỌC SINH

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ

môn vật lí

Mã số: 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Lờ Thị Oanh

HÀ NỘI, 2009

Trang 2

Lời Cảm Ơn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Phó Giáo sư - Tiến sĩ Lê Thị Oanh và Phó Giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Hưng đã tận tình chỉ bảo tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô phản biện đã

đọc và cho những nhận xét quý báu đối với bản luận văn này

Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo ở khoa Vật lí và phòng Sau Đại học trường, Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi và có những ý kiến đóng góp cho tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu

Xin cảm ơn các thầy, cô giáo trường THPT chuyên Bắc Giang và trường THPT Thái Thuận tỉnh Bắc Giang, cùng gia

đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, song bản luận văn này không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót Rất mong sự đóng

Hà Nội, tháng 10 năm 2009 Tác giả

Trang 3

Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam

Độc lập Tự do Hạnh phúc

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đề tài này là do tôi nghiên cứu, không sao chép và đề tài này chưa được công bố trên sách, báo hay tạp chí

Hà Nội, ngày 16, tháng 10 năm 2009

Tác giả

Phạm Đình Lượng

Trang 4

Mục lục

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

5 Phương pháp nghiên cứu 4

6 Giả thuyết khoa học 5

Chương I Cơ sở lí luận của đề tài 6 1.1 Khái niệm về bài tập vật lí 6

1.2 Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học 6

1.3 Phân loại bài tập vật lí 8

1.4 Bài tập thí nghiệm 11

1.5 Tính tích cực của học sinh trong học tập 13

1.6 Kiến thức vật lí Các dấu hiệu của chất lượng kiến thức 15

1.7 Cở sở định hướng giải bài tập vật lí 16

1.8 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí 18

1.9 Tổ chức dạy học về bài tập vật lí 26

Kết luận chương I 29

Trang 5

Chương II Soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm về

2.1 Mục tiêu về kiến thức, kĩ năng và phát triển tư duy về khúc xạ ánh

sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao

30 2.2 Phân loại và đặc điểm bài tập về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao 32

2.3 Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng 33

2.4 Dự kiến tổ chức cho học sinh giải hệ thống bài tập 56

Kết luận chương II 63

Chương III Thực nghiệm sư phạm 64 3.1 Mục đích thực nghiệm 64

3.2 Đối tượng thực nghiệm 64

3.3 Phương pháp thực nghiệm 64

3.4 Kết quả thực nghiệm 65

Kết luận chương III 82

Kết luận 83 Tài liệu tham khảo

Trang 6

Mở đầu

1 Lí do chọn đề tài

Do yêu cầu của sự phát triển kinh tế, xã hội đối với việc đào tạo nguồn nhân lực trong giai đoạn mới, đất nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa với mục tiêu đến năm 2020, Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công nghiệp, hội nhập với cộng

đồng quốc tế Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc hiện đại hoá, công nghiệp hoá và hội nhập quốc tế là con người, là nguồn lực người Việt nam

được phát triển về số lượng và chất lượng trên cơ sở mặt bằng dân trí được nâng cao Trước đòi hỏi của thực tiễn, mục tiêu giáo dục nước ta cần phải thay đổi, do đó nội dung và phương pháp dạy học cũng phải thay đổi để đáp ứng nhiệm vụ dạy học trong giai đoạn mới

Đổi mới phương pháp dạy học là phải hướng vào việc tổ chức tạo điều kiện cho học sinh tham gia vào các hoạt động học tập theo hướng tự lực, tích cực, tìm tòi sáng tạo chiếm lĩnh kiến thức một cách hào hứng và sôi nổi Như vậy, cùng với việc học các kiến thức khoa học, học sinh còn phải học cả phương pháp để nhận thức các kiến thức đó và học cách vận dụng chúng vào những trường hợp cụ thể

Bài tập vật lí có vai trò vô cùng quan trọng, được sử dụng trong nhiều giai

đoạn của quá trình dạy học Bài tập vật lí, thể hiện khả năng vận dụng kiến vào thực tiễn Bài tập vật lí giúp học sinh thể hiện sâu hơn những quy luật vật lí, những hiện tượng vật lí, biết phân tích chúng vào những vấn đề thực tiễn Trong nhiều trường hợp, dù giáo viên có cố gắng trình bày tài liệu mạch lạc, lôgic, phát biểu định nghĩa, định luật thật chính xác, làm thí nghiệm đúng phương pháp và

có kết quả thì đó mới là điều kiện cần, chứ chưa phải là điều kiện đủ để học sinh hiểu sâu kiến thức Chỉ có thông qua bài tập dưới hình thức này hoặc hình thức

Trang 7

kia, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và biến thành vốn riêng của học sinh

Đổi mới phương pháp dạy học là phải đổi mới mọi khâu của quá trình dạy học, trong đó có khâu củng cố (ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá kiến thức), vận dụng kiến thức vào thực tiễn, Đồng thời phải đổi mới cả quá trình làm việc với bài tập vật lí, sao cho phát huy tính tích cực, nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

Do đó, về mặt hiệu quả của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông, đặc biệt là rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức đã lĩnh hội thì vai trò của bài tập vật lí là hết sức quan trọng Vì vậy, vấn đề hướng dẫn học sinh giải bài tập vật

lí khoa học, qua đó học sinh hiểu sâu hơn ý nghĩa vật lí của các vấn đề cần giải quyết, rèn luyện tư duy vật lí là hết sức cần thiết

Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, các thí nghiệm vật lí đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành tri thức vật lí của học sinh Một trong những nhiệm vụ quan trọng của vật lí hiện nay trong việc bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức là phương pháp thực nghiệm Chỉ có thông qua các bài thực hành của học sinh, các thí nghiệm biểu diễn của giáo viên và các bài tập thí nghiệm mới có thể bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh đạt hiệu quả và cũng qua đó mà học sinh hiểu sâu hơn kiến thức vật lí

Qua tìm hiểu tình hình giảng dạy bộ môn vật lí ở trường phổ thông, chúng tôi nhận thấy: Học sinh ít được làm thực hành, trong các giờ bài tập, chủ yếu là các bài tập định lượng, nặng về bài tập tính toán, bài tập trắc nghiệm khách quan, coi nhẹ bài tập thí nghiệm nên học sinh ít hứng thú, chưa thể hiện đặc thù của bộ môn Và khi dạy học bài tập về khúc xạ ánh sáng cũng không thoát khỏi thực trạng này Trong khi đó ở phần này, có nhiều điều kiện

Trang 8

thuận lợi để tổ chức dạy học các bài tập thí nghiệm hấp dẫn, chỉ cần sử dụng các dụng cụ đơn giản, dễ kiếm, rẻ tiền

Từ việc phân tích những nhiệm vụ của bài tập vật lí và từ những nhận

định trên về tình hình giảng dạy bài tập vật lí, chúng tôi thấy: để nâng cao hơn hiệu quả của việc giảng dạy, giáo viên cần phải chú trọng nhiều hơn đến hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng

dạy học vật lí ở trường phổ thông, chúng tôi chọn đề tài: soạn thảo và sử

dụng hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao, nhằm phát huy tính tích cực và nâng cao kiến thức của học sinh

2 Mục đích nghiên cứu

Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng trong chương trình vật lí lớp 11 nâng cao và soạn thảo tiến trình tổ chức hoạt động giải hệ thống bài tập này nhằm phát huy tính tích cực, nâng cao kiến thức của học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu lí luận về việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh, về vai trò, tác dụng của bài tập vật lí, phương pháp giải bài tập vật lí và cách hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí nói chung và bài tập thí nghiệm vật lí nói riêng

– Nghiên cứu nội dung chương trình, sách giáo khoa, sách bài tập

để xác định mục tiêu (kiến thức, kĩ năng, phát triển tư duy) dạy học của phần này

– Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao, đáp ứng yêu cầu đối với bài tập thí nghiệm

Trang 9

– Soạn thảo tiến trình tổ chức hoạt động giải hệ thống bài tập trong dạy học về khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao

Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của hệ thống bài tập và tiến trình dạy học hệ thống bài tập đã soạn thảo đối với việc phát huy tính tích cực, nâng cao chất lượng kiến thức

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a) Đối tượng nghiên cứu

Quá trình dạy học bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng ở lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao

a) Nghiên cứu lí luận

– Nghiên cứu những tài liệu về lí luận dạy học về bài tập vật lí và thí nghiệm vật lí

– Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách bài tập và sách giáo viên Vật lí lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao

– Nghiên cứu những tài liệu liên quan đến thí nghiệm vật lí, bài tập vật

lí và bài tập thí nghiệm vật lí phần khúc xạ ánh sáng

Trang 10

b) Nghiên cứu thực tiễn

– Điều tra tình hình sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học phần khúc xạ ánh sáng ở trường trung học phổ thông

– Tiến hành thực nghiệm sư phạm với hệ thống bài tập thí nghiệm và tiến trình dạy học hệ thống bài tập đã soạn thảo

6 Giả thuyết khoa học

Nếu soạn thảo được hệ thống bài tập thí nghiệm phù hợp và tổ chức dạy học nó, theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh thì sẽ phát huy tác dụng, hiệu quả của nó đối với việc phát huy tính tích cực, nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

Trang 11

Chương 1 cơ sở lí luận của đề tài

1.1 Khái niệm về bài tập vật lí

Cũng như một số bộ môn khoa học tự nhiên, giảng dạy vật lí phải gắn liền với giảng dạy bài tập vật lí Giữa bài tập và lí thuyết có mối liên hệ chặt chẽ với nhau Về một góc độ nào đó thì bài tập vật lí được coi là phương tiện để dạy học vật lí

Bài tập vật lí là một yêu cầu học tập đặt ra cho học sinh và được học sinh giải quyết trên cơ sở các lí luận lôgic nhờ các phép tính toán, các thí nghiệm, dựa trên những kiến thức về khái niệm, định luật và các thuyết vật lí

Thật ra trong các giờ học vật lí, mỗi vấn đề xuất phát do nghiên cứu tài liệu giáo khoa chính là một bài tập đối với học sinh Học sinh tư duy tìm câu trả lời giải đáp cho vấn đề thắc mắc chính là học sinh đã giải bài tập

Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lí thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập Những thí nghiệm trong bài tập thí nghiệm, thường là những thí nghiệm đơn giản, có thể làm ở nhà, với các dụng cụ đơn giản dễ tìm hoặc tự làm được Để giải được bài tập thí nghiệm, đôi khi cũng cần tới những thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tới phòng thí nghiệm, nhưng dù sao cũng là các các thí nghiệm

đơn giản Bài tập thí nghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng

1.2 Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học

Việc giải bài tập vật lí ngoài mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh, còn có tác dụng giáo dục học sinh, kiểm tra và đánh giá kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo của học sinh

Trang 12

Qua bài tập học sinh được làm quen với bản chất của hiện tượng vật lí bằng nhiều cách khác nhau ở đây, phát huy tính tích cực của học sinh và do

đó chiều sâu và độ vững chắc của kiến thức sẽ đạt mức độ cao nhất khi tình huống có vấn đề được tạo ra Trong nhiều trường hợp, nhờ tình huống này có thể xuất hiện một kiểu bài tập mà trong quá trình giải học sinh sẽ phát hiện lại quy luật vật lí chứ không phải tiếp thu quy luật đó dưới hình thức sẵn có Trong trường hợp này, bài tập xuất hiện như một phương tiện nghiên cứu hiện tượng vật lí Nhằm mục đích đó, ta có thể sử dụng các bài tập định tính, định lượng, bài tập thí nghiệm

Bằng cách dựa vào các kiến thức hiện có của học sinh trong quá trình làm bài tập, có thể cho học sinh phân tích các hiện tượng vật lí đang được nghiên cứu, hình thành các khái niệm về hiện tượng vật lí và các đại lượng vật lí

Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt là giúp học sinh làm sáng tỏ quan

hệ giữa lí thuyết và thực hành Khi giải các bài tập thí nghiệm, có thể dạy cho học sinh một số khái niệm về thí nghiệm vật lí với tính cách là một phương pháp nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên, dựa trên các phép đo và khảo sát toán học sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng vật lí

Với mục đích giáo dục kĩ thuật tổng hợp, các bài tập cũng quan trọng như là phương tiện hình thành những kĩ năng và kĩ xảo thực hành cho học sinh Trong quá trình làm bài tập, học sinh sẽ có được các kĩ năng và kĩ xảo vận dụng các kiến thức của mình để phân tích các hiện tượng vật lí khác nhau trong tự nhiên, trong kĩ thuật và đời sống

Giải bài tập vật lí, đặc biệt là bài tập thí nghiệm còn có một ý nghĩa giáo dục rất lớn, là phương tiện giáo dục có hiệu quả để giáo dục tình yêu lao

động, đức tính kiên trì và tính cách của học sinh

Trang 13

Giải bài tập không phải là một công việc nhẹ nhàng mà nó đòi hỏi sự làm việc căng thẳng, nó cũng có thể mang đến cho học sinh niềm phấn khởi sáng tạo với những thành công, tăng thêm sự yêu thích bộ môn gây được hứng thú với bộ môn vật lí

Giải bài tập vật lí là một thước đo tinh tế để giáo viên có thể thường xuyên theo dõi thành tích và tinh thần học tập của học sinh cùng với hiệu quả công tác giáo dục – giáo dưỡng của mình

1.3 Phân loại bài tập vật lí

Không có một quy định chung nào cho việc phân loại bài tập vật lí nhưng

ta có thể phân loại chúng theo những dấu hiệu khác nhau Tùy thuộc vào mục

đích sử dụng, bài tập vật lí có thể được phân loại khác nhau theo mức độ yêu cầu phát triển tư duy, hoặc theo nội dung hoặc theo phương thức cho điều kiện

và phương thức giải

1.3.1 Nếu căn cứ theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy thì có thể phân loại bài tập vật lí thành hai loại: Bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo

a) Loại bài tập luyện tập

Loại này được sử dụng sau khi học sinh đã nghiên cứu tài liệu nhằm củng cố kiến thức lí thuyết cho học sinh, không cần có sự tư duy sáng tạo Thường thì khi giải bài tập này học sinh chỉ cần áp dụng những kiến thức rất cơ bản, chỉ cần sắp xếp để vận dụng chúng cho phù hợp

b) Loại bài tập sáng tạo

Là loại bài tập mà học sinh không những phải nắm vững kiến thức cơ bản mà còn đòi hỏi học sinh có đầu óc tư duy và năng lực sáng tạo, học sinh phải có khả năng phân tích đề bài

Trang 14

Loại bài tập sáng tạo yêu cầu học sinh ngoài việc nắm vững kiến thức cơ bản, còn phải biết lựa chọn để sử dụng kiến thức vào chỗ nào cho

đúng, cũng có khi là tổng hợp kiến thức lại, có khi lại là chia nhỏ để áp dụng kiến thức

Loại bài tập sáng tạo là loại không thể thiếu được trong việc phát triển

và nâng cao kiến thức của học sinh

1.3.2 Nếu căn cứ vào nội dung bài tập thì có thể phân bài tập vật

lí theo 4 loại

a) Theo đề tài

Tùy theo đề tài của môn học mà phân ra bài tập cơ, nhiệt, điện, quang Tuy nhiên, khi giải không nhất thiết chỉ giải dựa trên nội dung đó là cơ, nhiệt, điện, quang mà đôi khi là cả hệ thống kiến thức các phần hỗ trợ cho nhau

b) Bài tập vật lí có nội dung cụ thể và nội dung trừu tượng

– Bài tập vật lí có nội dung cụ thể: Là những bài tập trong đó những dữ liệu của đầu bài là cụ thể và học sinh có thể tự giải, chúng dựa vào vốn kiến thức cơ bản đã có Tuy nhiên, ở loại bài tập yêu cầu học sinh phải biết phân tích đúng bản chất vật lí của hiện tượng, tức là phải xác định được hướng đi ngay từ đầu

– Bài tập vật lí có nội dung trừu tượng: Là những bài tập mà dữ kiện

cho không phải là số mà là chữ Loại bài tập này học sinh không thể tính toán

cụ thể mà trên cơ sở kiến thức lập luận để đi đến kết luận

c) Bài tập vật lí có nội dung kĩ thuật tổng hợp

Đó là những bài tập mà nội dung chứa đựng những tài liệu kĩ thuật về sản xuất công nông nghiệp, về giao thông liên lạc

Trang 15

d) Bài tập vật lí có nội dung lịch sử

Đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử Những dữ liệu về thí nghiệm vật lí cổ điển, về những phát minh, sáng chế hoặc

về những câu chuyện có tính chất lịch sử

1.3.3 Nếu căn cứ vào phương thức cho điều kiện và phương thức giải thì bài tập vật lí được phân ra 4 loại: Bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm và bài tập đồ thị

Do đề tài của chúng tôi nghiên cứu là soạn thảo hệ thống về bài tập thí nghiệm, nên sau đây chúng tôi sẽ trình bày chi tiết về bài tập thí nghiệm

Trang 16

1.4 Bài tập thí nghiệm

1.4.1 Các loại bài tập thí nghiệm

Nếu căn cứ theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy thì bài tập thí nghiệm cũng được chia làm hai loại: Bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo Mức độ yêu cầu về mặt tư duy của các tình huống đặt ra ở hai loại bài tập này là khác nhau

+ Với loại bài tập luyện tập: Để trả lời được câu hỏi trên, học sinh chỉ cần vận dụng kiến thức có sẵn và tiến hành thí nghiệm đơn giản

+ Với bài tập sáng tạo: Để trả lời được những bài toán đặt ra, đòi hỏi học sinh phải tổng hợp và vận dụng kiến thức một cách phù hợp Phải vạch ra

được các phương án thí nghiệm, thiết kế được thí nghiệm Những thao tác này

đòi hỏi nhiều ở học sinh năng lực tư duy và sáng tạo

Tuy nhiên, bài tập thí nghiệm có thể phân thành bốn loại cụ thể như sau: – Loại thứ nhất: Mô tả chi tiết thí nghiệm, làm thí nghiệm học sinh quan sát hiện tượng, rồi yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng

Ví dụ ở bài 7 phần a): Một chiếc cốc thủy tinh có thành trong suốt có chứa nước và một chiếc phễu thủy tinh a) Bịt kín đầu dưới cuống phễu rồi từ

từ nhúng phễu vào cốc sao cho phần phễu ngập hoàn toàn trong nước Hãy tiến hành thí nghiệm và mô tả quan sát được hiện tượng khi nhìn thẳng phần phễu hình nón từ trên xuống

– Loại thứ hai: Mô tả chi tiết thí nghiệm, yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng xảy ra, rồi làm thí nghiệm kiểm tra Loại này, mức độ yêu cầu cao hơn so với loại thứ nhất

Ví dụ ở bài 7 phần b): Vẫn đặt mắt quan sát như phần a) Nếu bây giờ không bịt đầu dưới cuống phễu nữa thì sẽ quan sát được hiện tượng như thế nào ? Làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán

Trang 17

– Loại thứ ba: Cho các dụng cụ thí nghiệm, yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm Loại bài tập này mức độ yêu cầu cao hơn so với hai loại trên, nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Ví dụ như bài 2: Cho các dụng cụ: Một tấm bìa cát tông trắng, phẳng; một hộp kim và một thước đo góc, làm thế nào để đo được chiết suất của một bản thủy tinh ? Hãy làm thí nghiệm và tính chiết suất đó

– Loại thứ tư: Nêu yêu cầu của thí nghiệm, học sinh phải tự chọn dụng

cụ thí nghiệm, bố trí thí nghiệm, rồi tiến hành thí nghiệm Đây là loại bài tập với mức độ yêu cầu cao nhất

Ví dụ: Có những cách nào để đo chiết suất của nước ? Hãy thiết kế và tiến hành một phương án thí nghiệm

1.4.2 Các khả năng sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí – Bài tập thí nghiệm vật lí có thể làm trên lớp, ở nhà hay trong các chương trình nội khóa, ngoại khóa

– Bài tập thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học:

+ Đề xuất vấn đề nghiên cứu: ví dụ, khi học về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, có thể sử dụng bài tập thí nghiệm là chiếu một tia sáng hẹp từ không khí vào nước, yêu cầu mô tả hiện tượng quan sát được từ đó nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu

+ Hình thành kiến thức kĩ năng mới: ví dụ, khi học về hiện tượng phản xạ toàn phần, giáo viên có thể yêu cầu học sinh làm một bài tập thí nghiệm, chiếu tia sáng hẹp từ nước ra ngoài không khí với góc tới lớn hơn 43o

+ Củng cố kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh

Trang 18

1.5 Tính tích cực của học sinh trong học tập

Tính tích cực học tập là một hiện tượng sự phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao về nhiều mặt trong học tập Học tập là một trường hợp riêng của nhận thức Vì vậy, nói tới tính tích cực học tập thực chất là nói đến tính tích cực nhận thức, mà tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của học sinh, đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng từ trí tuệ và nghị lực cao trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện những điều loài người chưa biết về bản chất, quy luật của các hiện tượng khách quan 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 gì mới mẻ đối với bản thân, dù đó là những khám phá lại những điều loài người

đã biết

1.5.1 Các biểu hiện của tính tích cực học tập

Có những trường hợp, tính tích cực học tập biểu hiện ở những hoạt động bên ngoài, nhưng quan trọng là sự biểu hiện ở những hoạt động trí tuệ Hai hình thức này thường đi liền với nhau Theo G I Sukina (1979), có thể nêu những dấu hiệu của tính tích cực hoạt động trí tuệ như sau:

– Học sinh khát khao tự nguyện tham gia vào 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 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 giáo viên trình bày chưa đủ rõ

Trang 19

– Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những tin mới lấy từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn 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 các lớp học bé, kính đáo ở học sinh lớp trên GI Sukina còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí

– Tập trung chú ý vào vấn đề đang học

– Kiên trì làm xong các bài tập

– Không nản trước những tình huống khó khăn

– Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học, tiếc rẻ cố gắng làm cho xong hoặc vội vàng gấp vở, chờ lệnh ra chơi

1.5.2 Các cấp độ của tính tích cực học tập

Có thể phân biệt ở 3 cấp độ khác nhau từ thấp đến cao

– Cấp độ 1– bắt chước: học sinh tích cực bắt chước hoạt động của giáo viên và của bạn bè Trong hành động bắt chước cũng phải có sự gắng sức của thần kinh và cơ bắp

– Cấp độ 2 – tìm tòi: Học sinh tìm cách giải quyết bài tập nêu ra, mò mẫm những cách giải khác nhau để tìm ra lời giải hợp lý nhất

– Cấp độ 3 – sáng tạo: Học sinh nghĩ ra cách giải mới độc đáo hoặc cấu tạo những bài tập mới, hoặc cố gắng lắp đặt những thí nghiệm mới để chứng minh bài học

Trang 20

Như vậy, đối với học sinh tất cả những cái gì mới mẻ mà họ “tự nghĩ ra” khi giáo viên chưa dạy, học sinh chưa biết được nhờ trao đổi với ban bè đều coi như mang tính “sáng tạo” các nhà khoa học đều cho rằng trong quá trình hoạt động sáng tạo, lúc cần đến sự sáng tạo là lúc mà không tìm ra con đường lôgic để suy ra từ những điều đã biết đến giải pháp mới cần tìm Vậy học tập sáng tạo là một yêu cầu cao đối với học sinh, nhưng chúng ta có thể sáng tạo

ra các điều kiện thuận lợi để học sinh tập dượt, làm quen dần Sự thành công trong học tập sẽ thực sự đem lại cho học sinh lòng tự tin, và do đó hào hứng tích cực và chủ động trong học tập

1.6 kiến thức vật lí Các dấu hiệu của chất lượng kiến thức

1.6.1 Kiến thức vật lí

Kiến thức vật lí là kết quả phản ánh trong đầu óc con người về các tính chất, các mối liên hệ quy luật của các sự vật, hiện tượng vật lí, về cách thức con người nhận thức và vận dụng tính các chất và các mối liên hệ quy luật đó

Có thể phân biệt ba loại kiến thức cơ bản:

– Kiến thức về các tính chất, các mối liên hệ quy luật của các sự vật hiện tượng vật lí

– Kiến thức về các phương pháp nhận thức khoa học của vật lí học – Kiến thức về các ứng dụng của vật lí

1.6.2 Những dấu hiệu của chất lượng kiến thức

– Tính chính xác của kiến thức đặc trưng bởi sự phù hợp của nội dung biểu đạt của nó với nội dung khoa học

– Tính khái quát của kiến thức đặc trưng bởi khả năng phản ánh, biểu

đạt được những dấu hiệu bản chất của đối tượng được phản ánh

Trang 21

– Tính hệ thống của kiến thức đặc trưng bởi sự hình thành kiến thức trong mối liên hệ của hệ thống các kiến thức

– Tính áp dụng được của kiến thức đặc trưng bởi khả năng sử dụng

được các kiến thức trong hoạt động nhận thức hoặc thực tiễn

– Tính bền vững của kiến thức đặc trưng bởi sự chắc chắn ổn định của kiến thức có thể huy động và áp dụng được khi cần

1.7 Cơ sở định hướng giải bài tập vật lí

Mục tiêu cần đạt tới khi giải một bài toán vật lí là tìm được câu trả lời

đúng đắn, giải đáp được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ

Quá trình giải một bài toán vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện tượng vật lí được đề cập và dựa trên kiến thức vật lí toán để nghĩ tới mối liên hệ có thể của những cái đã cho và những cái phải tìm sao cho có thể thấy được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp với cái đã cho Từ đó, đi tới chỉ rõ mối liên hệ tường minh của cái phải tìm

Hoạt động giải bài toán vật lí có hai phần việc cơ bản quan trọng là: – Việc xác lập được những mối liên hệ cơ bản cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài toán đã cho

– Sự tiếp tục luận giải, tính toán đi từ những mối liên hệ đã xác lập

được đến kết luận cuối cùng của việc giải đáp vấn đề được đặt ra trong bài toán

Sự nắm vững lời giải một bài toán vật lí phải thể hiện ở khả năng trả lời

được câu hỏi: Việc giải bài toán này cần xác lập được mối liên hệ cơ bản nào ?

Sự xác lập các mối liên hệ cơ bản cụ thể này dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lí nào ? Vào điều kiện cụ thể gì của bài toán ?

Sự nắm vững hai phần việc cơ bản trên sẽ giúp cho người giáo viên có sự

định hướng phương pháp dạy giải bài toán một cách đúng đắn và có hiệu quả

Trang 22

Đối với những bài toán đơn giản thì khi vận dụng kiến thức vật lí vào

điều kiện cụ thể của bài toán, ta có thể thấy ngay được các mối liên hệ trực tiếp của cái cần tìm với cái đã cho Với những bài toán phức tạp hơn thì thường không thể dẫn ra ngay được các mối liên hệ trên mà phải dựa trên một

số các mối liên hệ cơ bản trong đó chứa yếu tố phải tìm hoặc yếu tố đã cho cùng các yếu tố khác chưa biết, rồi tiếp tục luận giải để đi tới xác lập được mối liên hệ trực tiếp của cái phải tìm chỉ với những cái đã cho

Sự nắm vững lời giải của một bài toán phức tạp phải thể hiện ở khả năng trả lời được câu hỏi: Sơ đồ tiến trình luận giải để từ những mối liên hệ cơ bản đã xác lập được đi đến kết quả cuối cùng của việc giải bài toán là như thế nào ?

Đối với việc giải bài tập thí nghiệm có đặc điểm nghiên cứu thực nghiệm về sự liên hệ phụ thuộc nào đó thì cũng có hai phần việc cơ bản trong hoạt động giải bài toán:

* Đối với bài tập yêu cầu học sinh xây dựng phương án thí nghiệm – Xác định được các mối liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu xảy ra trong điều kiện nào và xảy ra như thế nào ? Xác định được phương án thí nghiệm

Việc xác định phương án thí nghiệm cho phép thu lượm những thông tin cần thiết cho sự khảo sát về sự liên hệ phụ thuộc đó Điều này là hết sức quan trọng, bởi vì cùng một mối liên hệ cần khảo sát, nhưng có nhiều phương

án thí nghiệm, nhiều cách tiến hành khác nhau để đi đến mục đích Qua việc lựa chọn phương án, học sinh sẽ có điều kiện hiểu sâu hơn về các hiện tượng vật lí, củng cố kiến thức và khả năng tìm tòi sáng tạo trong thực hành

– Phần việc tiếp theo là việc nắm vững những dụng cụ đo lường cần sử dụng, lắp ráp các dụng cụ, tiến hành thí nghiệm, xử lí kết quả và kết luận về

sự liên hệ phụ thuộc nghiên cứu

Trang 23

* Đối với bài tập yêu cầu học sinh làm thí nghiệm, mô tả hiện tượng quan sát được rồi giải thích hiện tượng hay bài tập yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng, rồi làm thí nghiệm kiểm tra

– Nắm vững phương án thí nghiệm, nắm vững dụng cụ thí nghiệm, lắp ráp dụng cụ thí nghiệm, nắm được nguyên lí vật lí của thí nghiệm

– Tiến hành thí nghiệm để quan sát hiện tượng, tìm mối liên hệ của hiện tượng với các nguyên lí, các định luật vật lí liên quan, dự đoán các hiện tượng vật lí khác có thể xảy ra, kết luận về tính đúng đắn của các nguyên lí vật lí đã học

Việc tổ chức thí nghiệm để giải bài tập thí nghiệm, phải thoả mãn mọi

điều kiện của việc thí nghiệm trong nhà trường Trong đó, phải đặc biệt chú ý

đến việc đảm bảo nhìn thấy rõ các dụng cụ thí nghiệm và các hiện tượng xảy

ra Điều đó càng cần thiết đối với những học sinh được gọi lên bàn biểu diễn,

số học sinh này thường bị lôi cuốn vào việc sử dụng các dụng cụ mà ít quan tâm tới mặt hiện tượng và các nguyên lí vật lí của thí nghiệm

1.8 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

Muốn hướng dẫn học sinh giải bài toán cụ thể nào đó thì dĩ nhiên là giáo viên là phải giải bài toán đó, nhưng như vậy chưa đủ Muốn cho việc hướng dẫn giải được định hướng một cách đúng đắn, giáo viên phải phân tích

được phương pháp giải bài toán cụ thể, bằng cách vận dụng những hiểu biết về tư duy giải bài toán vật lí để xem xét việc giải bài toán cụ thể Mặt khác, phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể của việc cho học sinh giải bài toán để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp Điều này có thể được minh hoạ bằng sơ đồ sau đây:

Tư duy giải bài toán

vật lí

Mục đích

sư phạm

Phân tích phương pháp giải bài toán cụ thể

Xác định kiểu hướng dẫn

Phương pháp hướng dẫn bài toán

cụ thể

Trang 24

1.8.1 Ba kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

a) Hướng dẫn tìm tòi

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết, không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo một mẫu đã có để đi tới kết quả mà giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải quyết được bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy học sinh, tạo điều kiện cho học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng giáo viên làm thay cho học sinh trong việc giải bài toán Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết, chứ không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu đã được chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng đảm bảo cho học sinh giải được bài toán một cách chắc chắn Khó khăn của kiểu hướng dẫn này chính là ở chỗ sự hướng dẫn của giáo viên phải sao cho không được đưa học sinh đến chỗ chỉ còn việc thừa hành các hành

động theo mẫu, nhưng đồng thời sự hướng dẫn đó lại không thể là sự hướng dẫn viển vông, quá chung chung không giúp ích được cho sự định hướng tư duy của học sinh Nó phải có tác dụng hướng tư duy của học sinh vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết

b) Định hướng khái quát chương trình hoá

Trang 25

Định hướng khái quát chương trình hoá cũng là sự hướng dẫn cho học sinh sự tìm tòi cách giải quyết (chứ không thông báo ngay cho học sinh cái

có sẵn)

Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là giáo viên định hướng hoạt

động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề

Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của học sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp hơn phạm vi tìm tòi, giải quyết cho vừa với sức của học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyết thì hướng dẫn của giáo viên chuyển dẫn thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Nếu cần thì giáo viên lại hướng dẫn thêm Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh, nhằm giúp cho học sinh tự giải

được bài toán đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán

Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm là kết hợp được việc thực hiện các yêu cầu: Rèn luyện tư duy của học sinh trong quá trình giải bài toán và đảm bảo cho học sinh giải được bài toán đã cho Tuy nhiên, sự hướng dẫn như vậy đòi hỏi phải theo sát tiến trình hoạt giải bài toán của học sinh, không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn, mà phải kết hợp được việc định hướng với việc kiểm tra kết quả hoạt động của học sinh để điều chỉnh sự hướng dẫn thích ứng với trình độ của học sinh

c) Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn Angôrit)

Trang 26

Hướng dẫn angôrit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành

động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Những hành động này được coi là những hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cách đơn giá và học sinh đã nắm vững Kiểu hưỡng dẫn angôrit không đòi hỏi học sinh phải tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra, mà chỉ đòi hòi học sinh chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ đạt

được kết quả, sẽ giải được bài tập đã cho

Kiểu hướng dẫn angôrit đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán, để xác định được một trình tự chính xác chặt chẽ của các hoạt động, đó là những hành động sơ cấp đối với học sinh Nghĩa là, kiểu hướng dẫn giải bài toán này đòi hòi phải xây dựng được angôrit giải bài toán

Kiểu hướng dẫn angôrit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài toán điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh

kĩ năng giải một loại bài toán xác định nào đó Người ta xây dựng các angôrit cho từng loại bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kĩ năng giải các loại bài toán đó dựa trên việc làm cho học sinh nắm được các angôrit giải

Kiểu hướng dẫn angôrit có ưu điểm là nó đảm bảo cho học sinh giải

được bài toán đã được giao một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kĩ năng giải bài toán của học sinh có hiệu quả Tuy nhiên, nếu việc hướng dẫn học sinh giải bài toán luôn luôn chỉ áp dụng kiểu hướng dẫn angôrit thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo một mẫu đã

có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh, khả năng tìm tòi, sáng tạo,

sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế

Việc truyền đạt cho học sinh angôrit giải một loại bài toán xác định có thể theo những cách khác nhau Có thể chỉ dẫn cho học sinh angôrit giải dưới dạng có sẵn Qua việc giải một bài toán mẫu, giáo viên phân tích phương pháp

Trang 27

giải và chỉ dẫn cho học sinh angôrit giải loại bài toán đó rồi cho học sinh áp dụng để giải các bài toán tiếp theo Đối với những học sinh khá, thì để tăng cường rèn luyện tư duy học sinh trong qúa trình giải bài toán, người ta có thể lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình xây dựng angôrit chung để giải loại bài toán đã cho Thông qua việc phân tích những bài toán đầu tiên, có thể yêu cầu học sinh tự vạch ra angôrit giải loại bài toán này rồi áp dụng vào việc giải các bài toán tiếp theo Trong trương hợp lớp học sinh yếu, có thể là học sinh chưa áp dụng được ngay angôrit đã được đưa ra cho học sinh thì giáo viên cần

đưa ra những bài luyện tập riêng nhằm đảm bảo cho học sinh thực hiện được những chỉ dẫn riêng lẻ trong angôrit giải này (đảm bảo cho học sinh nắm vững hành động sơ cấp) để tạo điều kiện cho học sinh có thể áp dụng được angôrit

đã cho

1.8.2 Đặc điểm của các kiểu hướng dẫn khi dạy bài tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm vật lí là một dạng của bài tập vật lí, vì vậy khi dạy bài tập thí nghiệm, tuỳ vào mục đích sư phạm mà giáo viên có thể sử dụng các kiểu hướng dẫn trên Tuy nhiên, do đặc thù của bài tập thí nghiệm là phải làm thí nghiệm nên ba kiểu hướng dẫn đối với bài tập thí nghiệm có những đặc

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ cho học sinh vượt qua khó khăn để giải quyết được bài tập thí nghiệm, nhưng vẫn đảm bảo yêu

Trang 28

cầu phát triển tư duy học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

b) Định hướng khái quát chương trình hoá

Giáo viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vẫn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm ra các mối liên hệ phụ thuộc, các phương án thí nghiệm, học sinh phải tự lực thực hiện các thao tác thí nghiệm Nếu học sinh không tự đáp ứng được thì giáo viên gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìm tòi cho vừa sức của học sinh

Kiểu hướng dẫn này nhằm giúp cho học sinh tự giải quyết được bài tập thí nghiệm, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ, rèn luyện năng lực tư duy và kĩ năng thực hành

Trong dạy học bài tập thí nghiệm, giáo viên cần sử dụng thường xuyên hướng dẫn tìm tòi và định hướng khái quát chương trình hoá Vì với hai kiểu hướng dẫn này, vừa tránh được tình trạng giáo viên làm thay cho học sinh vừa rèn luyện tư duy cho học sinh và đảm bảo cho học sinh giải quyết được yêu cầu của bài tập đề bài

c) Kiểu hướng dẫn Angôrit

Giáo viên chỉ rõ cho học sinh nhưng thao tác thí nghiệm cụ thể cần thực hiện, trình tự từng bước thao tác, cách bố trí thí nghiệm, cách sử dụng các dụng cụ đo và các bước suy diễn để giải quyết yêu cầu của bài tập Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài tập thí nghiệm điển hình thuộc một kiến thức nào đó, giúp cho việc hình thành kĩ năng giải một bài toán thí nghiệm

1.8.3 Các bước giải bài tập thí nghiệm

Trang 29

Các bài tập thí nghiệm có đặc điểm chung là nghiên cứu thực nghiệm về một sự liên hệ phụ thuộc nào đó Tuy nhiên, với mỗi loại bài tập thì các bước giải có khác nhau

a) Loại bài tập nêu yêu cầu, học sinh phải tự xác định dụng cụ, bố trí, tiến hành thí nghiệm

Bước một: Xác định phương án thí nghiệm

– Đối chiếu những dữ kiện đã cho trong đầu bài, lựa chọn những kiến thức liên quan sẽ sử dụng

– Vạch rõ sự phụ thuộc cần khảo sát

– Làm rõ những điều kiện mà trong đó sự phụ thuộc cần nghiên cứu

có thể xảy ra Xác định các phương án thí nghiệm và lựa chọn một trong những phương án đó

– Lựa chọn những dụng cụ cần thiết

Bước hai: Nắm vững những dụng cụ sử dụng, giải thích được tác dụng

của từng dụng cụ

– Thực hiện quy tắc lắp ráp các dụng cụ theo phương án thiết kế đã chọn và trình tự làm việc với chúng

– Thực hiện quy tắc kĩ thuật an toàn

Bước ba: Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả quan sát

– Phân chia sự phụ thuộc phức tạp thành những thành phần đơn giản – Thực hiện thí nghiệm và quan sát

– Ghi lại sự phụ thuộc cần kiểm tra khảo sát

Bước bốn: Xử lí kết quả

Bước năm: Kết luận về tính hiện thực của sự liên hệ phụ thuộc nghiên cứu

Trang 30

b) Loại bài tập cho các dụng cụ, yêu cầu học sinh thiết kế phương án thí nghiệm

Bước một: Xác định phương án thí nghiệm

– Đối chiếu những dữ kiện và dụng cụ đã cho trong đầu bài, lựa chọn những kiến thức liên quan sẽ sử dụng

– Vạch rõ sự phụ thuộc cần khảo sát

– Làm rõ những điều kiện mà trong đó sự phụ thuộc cần nghiên cứu

có thể xảy ra Xác định các phương án thí nghiệm và lựa chọn một trong những phương án đó

Bước hai: Nắm vững những dụng cụ sử dụng, giải thích được tác dụng

của từng dụng cụ

– Thực hiện quy tắc lắp ráp các dụng cụ theo phương án thiết kế đã chọn và trình tự làm việc với chúng

– Thực hiện quy tắc kĩ thuật an toàn

Bước ba: Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả quan sát

– Phân chia sự phụ thuộc phức tạp thành những thành phần đơn giản – Thực hiện thí nghiệm và quan sát

– Ghi lại sự phụ thuộc cần kiểm tra khảo sát

Bước bốn: Xử lí kết quả

Bước năm: Kết luận về tính hiện thực của sự liên hệ phụ thuộc nghiên cứu

c) Loại bài tập mô tả chi tiết thí nghiệm, làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng rồi giải thích

Bước một: Nắm vững từng dụng cụ, giải thích tác dụng của từng dụng cụ

– Nắm vững phương án thí nghiệm, nắm được nguyên lí vật lí của thí nghiệm

Trang 31

– Mắc sơ đồ thí nghiệm

Bước hai: Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng

Bước ba: Đối chiếu những hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm với kiến

thức liên quan Tìm mối liên hệ của hiện tượng với các nguyên lí, các định luật vật lí có liên quan để giải thích hiện tượng

d) Loại bài tập mô tả chi tiết thí nghiệm, dự đoán hiện tượng, rồi làm thí nghiệm kiểm tra

Bước một: Nắm vững từng dụng cụ, giải thích tác dụng của từng dụng cụ

Nắm vững phương án thí nghiệm, nắm được nguyên lí vật lí của thí nghiệm

Bước hai: Dự đoán các hiện tượng vật lí có thể xảy ra

Bước ba: Tiến hành thí nghiệm kiểm tra

Bước bốn: Trên cơ sở của hiện tượng thí nghiệm, có thể dự đoán các

hiện trường hợp khác khi thay đổi các yếu tố liên quan

1.9 Tổ chức dạy học về bài tập vật lí

Dạy học là dạy hành động (hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng tri thức) Do đó, trong dạy học, giáo viên cần tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thích ứng của học sinh để qua đó học sinh chiếm lĩnh được tri thức, đồng thời phát triển trí tuệ và nhân cách toàn diện của mình

Như vậy, trong sự vận hành của hệ thống tương tác dạy học gồm người dạy (giáo viên), người học (học sinh) và tư liệu hoạt động dạy học (môi trường), giáo viên tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động của học sinh theo một chiến lược hợp lí cho mình

Vậy thì muốn dạy học giờ bài tập đạt kết quả tốt, giáo viên phải hoạch

định được những công việc mà thầy và trò cần thực hiện, phải xác định được

Trang 32

những yếu tố cơ bản đảm bảo cho việc tổ chức hướng dẫn học sinh hoạt động nhận thức được thuận lợi và đạt kết quả

1.9.1 Các công việc chuẩn bị của giáo viên

– Xây dựng (soạn thảo) nội dung hệ thống bài tập phù hợp Giáo viên phải căn cứ vào các yếu tố sau:

+ Căn cứ vào mục tiêu (kiến thức, kĩ năng, tư duy)

+ Căn cứ vào trình độ của học sinh

+ Căn cứ vào tình hình thực tế

– Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập khi nào trong quá trình dạy học Bài tập đó mục đích để đặt vấn đề cần nghiên cứu, xây dựng kiến thức mới, hay để củng cố, kiểm tra đánh giá

– Dự kiến tổ chức hoạt động: Làm trên lớp hay ở nhà, nội khóa hay ngoại khóa, từng học sinh làm hay làm theo nhóm

– Dự kiến tiến trình dạy học từng bài tập cụ thể: Tác dụng của từng bài, chú ý những khó khăn, sai lầm của học sinh, dự kiến hướng dẫn

1.9.2 Công việc của học sinh

– Xác định được mối liên hệ phụ thuộc giữa kiến thức đã học với các hiện tượng vật lí xảy ra hoặc vận dụng kiến thức để xác định phương án thí nghiệm

– Tiến hành các thao tác, làm thí nghiệm hoặc quan sát thí nghiệm để rút ra những mối liên hệ bản chất, thuộc tính bên trong của sự vật hiện tượng

– Phân chia sự phụ thuộc phức tạp thành những thành phần đơn giản – Thực hiện các suy luận lôgic dựa trên kiến thức đã học và kết quả thí nghiệm để đưa ra kết luận

Trang 33

– Khái quát hóa các nét bản chất rút ra từ các trường hợp riêng thành kết luận chung

1.9.3 Những yếu tố cơ bản để thực hiện quá trình tổ chức hướng dẫn học sinh hoạt động nhận thức đạt kết quả tốt trong giờ bài tập thí nghiệm

a) Chuẩn bị tổ chức nội dung dạy học

Thực chất của giai đoạn này là giáo viên phải tìm ra một đường lối giải quyết để sao cho vừa đảm bảo tính khoa học vừa phù hợp với trình độ của học sinh, học sinh có thể vận hành nhiều nhất vốn hiểu biết (kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo) của mình để giải quyết vấn đề mà bài tập đặt ra Giai đoạn này gồm các yếu tố:

– Xác định mục đích yêu cầu của bài tập

– Xác định các kiến thức xuất phát (học sinh sẽ sử dụng để giải bài tập

+ Giáo viên hướng dẫn cả tập thể lớp thảo luận

+ Thảo luận theo các nhóm với mức độ khó khăn khác nhau phù hợp với trình độ học sinh để tìm ra đường lối giải quyết vấn đề

Trang 34

+ Các nhóm cùng tiến hành thí nghiệm, giải quyết yêu cầu của bài toán

đặt ra, cuối cùng giáo viên hướng dẫn cả lớp thảo luận về kết quả thu được của các nhóm để đi đến kết luận cuối cùng

b) Thể hiện nội dung dạy học trên tiến trình dạy học cụ thể (giáo án) Trong giáo án cần nghi chi tiết các hành động của thầy và trò, kể cả các câu hỏi hướng dẫn theo trình tự các bước giải bài tập, tuỳ theo loại bài tập nào

và theo sự phân phối thời gian hợp lí

c) Chuẩn bị điều kiện vật chất đảm bảo cho hoạt động dạy học

Kết quả của một giờ dạy học về bài tập thí nghiệm vật lí không những phụ thuộc vào quá trình hoạt động tích cực của thầy và trò mà còn phụ thuộc nhiều vào các dụng cụ thí nghiệm liên quan Bởi vậy, trong các giờ bài tập thí nghiệm không những nhất thiết có thí nghiệm mà các dụng cụ thí nghiệm phải

– Điều khiển để học sinh thảo luận tìm ra các phương án thí nghiệm, các câu trả lời thích hợp và đánh giá kết quả tìm được

Kết luận chương I

Trang 35

Trên đây chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận của đề tài Về phần này chúng tôi đã cố gắng đưa ra những đặc điểm và cách phân loại bài tập thí nghiệm, tính tích cực của học sinh trong học tập và những dấu hiệu của chất lượng kiến thức Đặc biệt đã làm rõ các nội dung sau:

1 Căn cứ vào đặc điểm hoạt động dạy học, vào đặc điểm về nội dung và nhiệm vụ của bài tập thí nghiệm, chúng tôi đã dự kiến các yếu tố của việc tổ chức dạy học bài tập thí nghiệm

2 Đưa ra được trình tự hướng dẫn giải bài tập thí nghiệm áp dụng cho việc dạy học bài tập thí nghiệm vật lí ở trường trung học phổ thông

Chương II Soạn thảo và sử dụng hệ thống

bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng

2.1 Mục tiêu về Kiến thức, kĩ năng và phát triển tư duy về khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao

Trang 36

– Mô tả được lăng kính là gì

– Nêu được lăng kính có tác dụng làm lệch tia sáng truyền qua nó – Nêu được thấu kính mỏng là gì

– Nêu được tiêu điểm, tiêu diện của thấu kính mỏng là gì

– Phát biểu được định nghĩa độ tụ của thấu kính và nêu được đơn vị

do của độ tụ

– Nêu được số phóng đại của ảnh tạo bởi thấu kính

– Viết được các công thức về thấu kính

2.1.2 Về kĩ năng cơ bản

– Vận dụng được hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng

– Giải được các bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần

– Vận dụng được các công thức về lăng kính để tính được góc ló, góc lệch cực tiểu

– Dựng được ảnh của một vật thật tạo bởi thấu kính

– Vận dụng công thức thấu kính và công thức tính số phóng đại dài để giải các bài tập

– Giải được các bài tập về hệ quang đồng trục, hệ hai thấu kính hoặc một thấu kính và một gương phẳng

– Chế tạo được các lăng kính, thấu kính bằng các dụng cụ đơn giản

Trang 37

– Chế tạo được các dụng cụ đơn giản để làm thí nghiệm về hiện tượng khúc xạ ánh sáng Như sử dụng các chai, lọ, đựng nước, các đinh kim, ngọn nến làm vật sáng

– Kĩ năng bố trí, tiến hành thí nghiệm về hiện tượng khúc xạ ánh sáng,

đo chiết suất của nước, đo chiết suất của một bản thủy tinh, góc lệch cực tiểu của tia sáng khi đi qua lăng kính

– Xác định được tiêu cự của thấu kính phân kì bằng thí nghiệm

2.2 Phân loại và đặc điểm bài tập về Khúc xạ ánh sáng lớp 11 trung học phổ thông theo chương trình nâng cao

2.2.1 Bài tập định tính

ở phần khúc xạ ánh sáng, loại bài tập định tính rất đa dạng: là các bài tập mô tả, dự đoán, giải thích hiện tượng dựa vào hiện tượng khúc xạ ánh sáng, hiện tượng phản xạ toàn phần, hay sự tính chất ảnh tạo bởi thấu kính Những bài tập dạng này, thường thông qua quan sát các hiện tượng trong thực

tế, hay qua các thí nghiệm

2.2.3 Bài tập tính toán

Trang 38

Loại bài tập này rất đa dạng, ví dụ như các bài tập áp dụng công thức

định luật khúc xạ ánh, phản xạ toàn phần để tính góc khúc xạ, góc tới, chiết suất, hay các bài tập tìm góc chiết quang, chiết suất của lăng kính, góc lệch cực tiểu,

Các bài tập loại này có thể kết hợp với các thí nghiệm như các bài tập

về tìm chiết suất, góc lệch cực tiểu, đo tiêu cự của thấu kính,

Các kiến thức trong hai chương này có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, như lăng kính phản xạ toàn phần, sợi cáp quang, kính lúp, kính thiên văn, kính hiển vi, Điều này đòi hỏi không chỉ trong các tiết lí thuyết mà ngay cả trong các tiết bài tập phải có các thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm thực hành, thí nghiệm ở nhà

Đặc biệt là, đối với các bài tập thí nghiệm của phần này có thể sử dụng các dụng cụ từ các vật liệu đơn giản, dễ kiếm nhưng lại có tác dụng trên nhiều mặt

2.3 Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm về khúc xạ ánh sáng

2.3.1 Nội dung hệ thống bài tập

Trang 39

Bài 1 Dùng kim nhỏ để ghim ba ống 1, 2, 3 lại với nhau như hình vẽ Xoay ống 1 và ống 2 đi cùng một góc  so với ống 3 để chúng cùng nằm trên một đường thẳng

Đưa dụng cụ vào một chậu chứa nước có miệng khá rộng, sao cho ống 3 vuông góc với mặt nước và nước ngập tới đinh ghim

a) Hãy dự đoán hiện tượng sẽ quan sát được khi nhìn ống nhựa 1 từ phía trên cốc nước

b) Để quan sát thấy ống 1 và ống 2 thẳng hàng thì phải xoay ống 2 như thế nào ?

Hãy làm thí nghiệm để kiểm tra

Hình 2.1

Lời giải

Do hiện tượng khúc xạ ánh sáng khi ánh sáng đi từ nước ra không khí,

nó bị đổi phương từ mặt phân cách Nếu nhìn ống 1 trong nước ta có cảm giác như ống được nâng cao hơn (Hình 2.1) Vậy muốn hai đoạn ống tiếp tục thẳng hàng ta phải xoay ống 2 một góc   

Trang 40

– ống 3 cắm vuông góc với mặt nước và giữ cố định ở trong nước – Khi làm thí nghiệm thì mặt nước thật phẳng lặng

Bài 2

Cho các dụng cụ: Một tấm bìa cát tông trắng, phẳng, một hộp kim và một thước đo góc, làm thế nào để đo được chiết suất của một bản thuỷ tinh ? Làm thí nghiệm và tính chiết suất đó

Lời giải

Hình 2.2 – Kẻ hai đường thẳng a và b vuông góc với nhau trên tấm bìa cát tông trắng

– Đặt bản thủy tinh lên tờ bìa sao cho cạnh dài của bản thủy tinh trùng với đường thẳng a Cắm kim số 1 ngay sát mép thủy tinh và tại chỗ giao của hai đường thẳng

– Cắm tiếp kim số 2 ngay sát bản thủy tinh

– Nâng tấm gỗ lên ngang tầm mắt và quan sát các kim 1 và 2 từ phía A bên kia của tấm thủy tinh

– Cắm kim số 3 sao cho kim này che khuất ảnh của hai kim 1 và 2 khi nhìn qua bản thủy tinh Thí nghiệm được bố trí theo hình 2.2

– Rút khối thủy tinh ra, nối các điểm cắm kim Lần lượt đo các góc hợp các đường thẳng nối các kim với đường thẳng b Đó chính là cặp góc tới

và góc khúc xạ của tia sáng đi từ không khí vào bản thủy tinh (hoặc ngược lại)

Ngày đăng: 22/07/2015, 23:41

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w