Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh qua dạy học bài tập thí nghiệm quang hình lớp 11 Trung học phổ thông

Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm quang hình Vật lý 11trong quá trình dạy học để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh.. Giả thuyết khoa học Nếu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 60.14.01.11

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS TS PHẠM THỊ PHÚ

Nghệ An, năm 2015

Lời cảm ơn……… … ……….……… i

Bảng viết tắt………… …… ……….………… ii

MỞ ĐẦU 1 Lí do chọn tài……… ……… 1

2 Mục đích nghiên cứu…… ……… 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu……… 2

4 Giả thuyết khoa học……… 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu……… 3

6 Phương pháp nghiên cứu……… 3

7 Đóng góp của luận văn……… 4

8 Cấu trúc luận văn……….……… 4

Chương 1 Dạy học bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh……….……… 6

I.1 Dạy học Vật lý ở trường THPT theo định hướng phát triển năng lực người học……… 6

I.2 Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật Lý…… 10

I.2.1 Năng lực thực nghiệm là gì……… ……… … 10

I.2.2 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm……… 14

I.2.3 Vị trí vai trò của năng lực thực nghiệm trong hệ thống năng lực cần bồi dưỡng cho học sinh……… 14

I.2.4. Tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm……… 15

I.3. Bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lý……… 17

I.3.1. Bài tập thí nghiệm là gì……… 17

I.3.2 Chức năng của bài tập thí nghiệm……… 18

I.3.3 Phân loại bài tập thí nghiệm……… 20

I.4 Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh thông qua dạy học bài tập thí nghiệm……….……… 23

I.4.1. Bồi dưỡng năng lực thiết kế phương án thí nghiệm …… … 24

I.4.2 Bồi dưỡng năng lực thực hiện thí nghiệm ……… 24

1.5 Các phương án dạy học bài tập thí nghiệm……….… 25

1.5.1 Bài tập thí nghiệm trong bài học luyện tập giải bài tập………

25 1.5.2 Bài tập thí nghiệm trong dạy học tự chọn……….… 26

1.5.3 Bài tập thí nghiệm trong kiểm tra đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh sau quá trình dạy học……… 26

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1……….… 28

Chương 2 Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm quang hình nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh……… 30

2.1 Vị trí, đặc điểm của quang hình Vật lý 11 THPT……… 30

2.2 Mục tiêu dạy học theo chuẩn năng lực……… 30

2.3 Nội dung dạy học phần quang hình học……….… 31

2.3.1 Các đơn vị kiến thức cơ bản……….…… 31

2.3.2 Cấu trúc logic của phần quang hình học……….…… 32

2.4 Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập thí nghiệm ở một số trường THPT ở huyện Hoằng Hóa, Tỉnh Thanh Hóa……… 33

2.6 Sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm quang hình để bồi dưỡng năng

lực thực nghiệm cho học sinh……… 59

2.6.1 Bài học luyện tập giải bài tập Vật lý……… 60

2.6.2 Bài học tự chọn, ngoại khóa vật lý……….……… 64

2.6.3 Kiểm tra đánh giá năng lực thực nghiệm qua bài tập thí nghiệm 70

Kết luận chương 2……… 75

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm……… ………… 76

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm……… 76

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm…….……… 76

3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm……….……… 76

3.4 Diễn biến thực nghiệm sư phạm……… 77

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm……… 78

3.5.1 Lựa chọn tiêu chí……… 78

3.5.2 Đánh giá kết quả định tính……… 79

3.5.3 Đánh giá kết quả định lượng……… 79

3.5.4 Các thông số thống kê……… 83

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3……… 86

KẾT LUẬN……… 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 89

Trước tiên tôi xin được trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới

PGS.TS Phạm Thị Phú - người hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ tôi

trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn này.

Tôi xin được cảm ơn các Thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học Trường Đại học Vinh đã tham gia giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại trường;

Cảm ơn Trường THPT Lương Đắc Bằng, Thanh Hóa đã tạo điều kiện thuận lợi cho bản thân tôi trong thực nghiệm sư phạm đề tài;

Cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, cổ vũ, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.

Nghệ An, tháng 8 năm 2015

TÁC GIẢ

Chu Đình Đức

1 Lý do chọn đề tài

Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện

giáo dục và đào tạo đã chỉ ra:“Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và

học theo hướng hiện đại; Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; Khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở

để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực.”;

“Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học” Theo tinh thần đó,

các yếu tố của quá trình giáo dục trong nhà trường trung học cần được tiếp cận theohướng đổi mới

Nghị quyết số 29 NQ/TW của hội nghị 9 khóa 11, về đổi mới căn bản

toàn diện giáo dục, chỉ rõ: Giáo dục Việt Nam sau năm 2015 chuyển từ nền giáodục theo tiếp cận nội dung (chủ yếu trang bị kiến thức) sang nền giáo dục theotiếp cận năng lực (hướng tới phát triển cho người học các năng lực để đáp ứngyêu cầu thực tiễn)

Theo [13]: Giáo dục định hướng năng lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu

ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhâncách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễnnhằm chuẩn bị cho con người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống

và nghề nghiệp Chương trình này nhấn mạnh vai trò của người học với tư cáchchủ thể của quá trình nhận thức

Dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học không qui địnhnhững nội dung dạy học chi tiết mà qui định những kết quả đầu ra Trên cơ sở

đó, đưa ra những định hướng chung về việc lựa chọn nội dung, phương pháp, tổchức và đánh giá kết quả dạy học nhằm đảm bảo thực hiện được mục tiêu dạyhọc tức là đạt được kết quả đầu ra mong muốn Trong chương trình định hướngphát triển năng lực, mục tiêu học tập, tức là kết quả học tập mong muốn được

mô tả chi tiết và có thể quan sát, đánh giá được HS cần đạt được những kết quảyêu cầu đã qui định trong chương trình.

Trong dạy học Vật lý, bài tập là một phương tiện, phương pháp dạy học tíchcực, có tác dụng to lớn trong việc thực hiện nhiệm vụ: Giáo dưỡng; Phát triểnnăng lực tư duy; Giáo dục nhân cách đạo đức; Giáo dục kĩ thuật tổng hợp

Bài tập thí nghiệm Vật lý là dạng bài tập mà khi giải phải sử dụng thínghiệm Vật lý Vì vậy BTTN vừa phát huy chức năng của BT, vừa phát huychức năng của thí nghiệm Do đó, BTTN có khả năng to lớn trong việc bồidưỡng năng lực thí nghiệm cho HS

Quang hình là một phần quan trọng trong chương trình vật lý THPT, đâycũng là một phần có nhiều thuận lợi cho dạy học bài tập thí nghiệm, vì các thiết

bị thí nghiệm đơn giản, dễ tìm, thuận lợi cho việc đo đạc, thu thập và xử lý sốliệu

Với những lý do trên tôi chọn đề tài: “ Bồi dưỡng năng lực thực nghiệmcho học sinh qua dạy học bài tập thí nghiệm quang hình lớp 11 THPT”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm quang hình Vật lý 11trong quá trình dạy học để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập thí nghiệm Quang hình Vật lý 11 và

sử dụng trong dạy học thì sẽ góp phần bồi dưỡng được năng lực thực nghiệmcho học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu lý luận dạy học bồi dưỡng năng lực cho học sinh;

5.2 Nghiên cứu các thành tố cấu trúc của năng lực thực nghiệm, biểu hiện củanăng lực thực nghiệm, tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm;

5.3 Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập thí nghiệm trong bồi dưỡng năng lựcthực nghiệm;

5.4 Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập thí nghiệm ở một số trường THPTThanh Hóa;

5.5 Tìm hiểu mục tiêu dạy học, nội dung dạy học phần quang hình Vật lý 11THPT;

5.6 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm quang hình Vật lý 11 THPT;

5.7 Đề xuất các phương án dạy học bài tập thí nghiệm quang hình để bồi dưỡngnăng lực thực nghiệm cho học sinh;

5.8 Thực nghiệm sư phạm các phương án dạy học đã thiết kế

6 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu các tài liệu lý luận về phương pháp thực nghiệm khoa học;

- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách bài tập và các tài liệu liên quan;

Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Thực nghiệm Vật lý

- Thực nghiệm sư phạm

- Điều tra, quan sát

- Phương pháp thống kê toán học

7 Đóng góp mới của đề tài

Về lý luận

Xác định được các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh

Về nghiên cứu ứng dụng

- Xây dựng được hệ thống 20 bài tập thí nghiệm quang hình, nhằm bồi dưỡng

năng lực thực nghiệm cho HS;

- Thiết kế 3 tiến trình dạy học BTTN quang hình bồi dưỡng năng lực thựcnghiệm cho học sinh:

+ Bài học luyện giải bài tập

+ Bài học tự chọn

+ Bài học kiểm tra, đánh giá

8 Cấu trúc luận văn

Mở đầu (5 trang)

Chương 1 Dạy học bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệmcho học sinh (24 trang)

Chương 2 Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm quang hình nhằm bồi

dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh (46 trang)

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm (11 trang)

Kết luận (2 trang)

Tài liệu tham khảo (2 trang)

Chương 1 DẠY HỌC BÀI TẬP THÍ NGHIỆM NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC

THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH 1.1 Dạy học Vật lý ở trường THPT theo định hướng phát triển năng lực người học

Vật lý học là môn khoa học tự nhiên, nhận thức Vật lý là nhận thức chân

lý khách quan V.I Lênin đã chỉ rõ quy luật chung nhất của nhận thức là: “Từtrực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn,

đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lý, của sự nhận thức hiện thựckhách quan"

Thế giới vật chất tồn tại khách quan, không phụ thuộc vào ý muốn củacon người, con người nhận biết được những dấu hiệu bên ngoài của nó nhờ tácđộng của nó lên các giác quan Cảm giác của những người phát triển bìnhthường về cùng một sự vật, hiện tượng trong những điều kiện như nhau là giốngnhau Nhưng giải thích bản chất và nguyên nhân của chúng thì lại có nhiều ýkiến khác nhau Nội dung của các hiện tượng cũng không phải là cố định màphát triển theo trình độ nhận thức, công cụ hoạt động của con người Vấn đề là

ở chỗ: Con người phải hoạt động như thế nào để có thể nhận thức được chân lý Phương pháp dạy học theo quan điểm phát triển năng lực không chỉ chú ýtích cực hóa HS về hoạt động trí tuệ, mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyếtvấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắnhoạt động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn Tăng cường việc học tậptrong nhóm, đổi mới quan hệ giáo viên và học sinh theo hướng cộng tác có ýnghĩa quan trọng nhằm phát triển năng lực xã hội Bên cạnh việc học tập tri thức

và kĩ năng riêng lẻ của môn học, cần bổ sung các chủ đề hoạt động phức hợpnhằm phát triển năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp

Những định hướng chung, tổng quát về chương trình giáo dục định hướngphát triển năng lực là:

- Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của người học, hình thành vàphát triển năng lực tự học Trên cơ sở đó trau dồi các phẩm chất linh hoạt, độclập sáng tạo của tư duy

- Có thể lựa chọn một cách linh hoạt các phương pháp chung và phương pháp

đặc thù của môn học để thực hiện Tuy nhiên, dù sử dụng phương pháp nào cũngphải đảm bảo được nguyên tắc: “HS tự mình hoàn thành nhiệm vụ nhận thức với

sự tổ chức, hướng dẫn của GV”

- Việc sử dụng phương pháp dạy học gắn chặt với các hình thức tổ chức dạyhọc Tùy theo mục tiêu, nội dung, đối tượng và điều kiện cụ thể mà có nhữnghình thức tổ chức thích hợp như học cá nhân, học nhóm, học trong lớp, học ởngoài lớp Cần chuẩn bị tốt về phương pháp đối với các giờ thực hành để đảmbảo yêu cầu rèn luyện kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, nângcao hứng thú cho người học

Việc đổi mới phương pháp dạy học của GV được thể hiện qua các đặc trưng

cơ bản sau:

- Dạy học thông qua tổ chức liên tiếp các hoạt động học tập, từ đó giúp học sinh

tự khám phá ra những điều chưa biết chứ không phải thụ động tiếp thu những trithức được sắp đặt sẵn Theo tinh thần này, GV là người tổ chức và chỉ đạo họcsinh tiến hành các hoạt động học tập như nhớ lại kiến thức cũ, phát hiện kiếnthức mới, vận dụng sáng tạo kiến thức đã biết vào các tình huống học tập hoặctình huống thực tiễn…

- Chú trọng rèn luyện cho HS những tri thức, phương pháp để họ biết cách đọcsách giáo khoa và các tài liệu học tập, biết cách tự tìm lại những kiến thức đã có,biết cách suy luận để tìm tòi và phát hiện kiến thúc mới…Các tri thức phươngpháp thường là những quy tắc, quy trình, phương thức hành động Tuy nhiêncũng cần coi trọng cả các phương pháp có tính dự đoán, giả định…Cần rènluyện cho HS các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, đặc biệt hóa, kháiquát hóa, tương tự, quy lạ về quen…Để dần hình thành và phát triển tiềm năngsáng tạo của HS

- Tăng cường phối hợp học tập cá thể với học tập hợp tác theo phương châm:

“ Tạo điều kiện cho HS nghĩ nhiều hơn, làm nhiều hơn và thảo luận nhiều hơn”.Điều đó có nghĩa, mỗi HS vừa cố gắng tự lực một cách độc lập, vừa hợp tác chặtchẽ với nhau trong quá trình tiếp cận, phát hiện và tìm tòi kiến thức mới Lớp

học trở thành môi trường giao tiếp thầy – trò và trò – trò nhằm vận dụng sự hiểubiết và kinh nghiệm của từng cá nhân, của tập thể trong giải quyết các nhiệm vụhọc tập chung.

- Chú trọng đánh giá kết quả học tập theo mục tiêu bài học trong suốt tiến trìnhdạy học thông qua hệ thống câu hỏi, bài tập Chú trọng phát triển kỹ năng tựđánh giá và đánh giá lẫn nhau của HS với nhiều hình thức như theo lời giải / đáp

án mẫu, theo hướng dẫn, hoặc tự xác định tiêu chí để có thể phê phán, tìm đượcnguyên nhân và nêu cách sửa chữa các sai sót

Dạy học theo định hướng phát triển năng lực không hoàn toàn khác biệt(hay trái ngược) với dạy học theo tiếp cận nội dung, mà là sự phát triển trên cơ

sở các kết quả của dạy học theo tiếp cận nội dung

Dạy học định hướng phát triển năng lực về bản chất chỉ là cần và coi trọngthực hiện mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thái độ ở các mức độ cao hơn, thông quaviệc yêu cầu HS “vận dụng những kiến thức, kỹ năng một cách tự tin, hiệu quả

và thích hợp trong hoàn cảnh phức hợp có biến đổi, trong học tập cả trong nhàtrường và ngoài nhà trường, trong đời sống thực tiễn” Việc dạy học thay vì chỉdừng lại ở hướng tới mục tiêu dạy học hình thành kiến thức, kỹ năng và thái độtích cực ở HS thì còn hướng tới mục tiêu xa hơn đó là trên cơ sở kiến thức, kỹnăng được hình thành, phát triển khả năng thực hiện các hành động có ý nghĩavới người học Dạy học định hướng phát triển năng lực được thể hiện trong cácthành tố của quá trình dạy học như sau:

- Về mục tiêu dạy học: Mục tiêu kiến thức - ngoài các yêu cầu về mức độ nhậnbiết, tái hiện kiến thức cần có những mức độ cao hơn như vận dụng kiến thứctrong các tình huống, các nhiệm vụ gắn với thực tế Với các mục tiêu về kỹ năngcần yêu cầu HS đạt được ở mức độ phát triển kỹ năng, thực hiện các hoạt động

đa dạng Các mục tiêu này đạt được thông qua các hoạt động trong và ngoài nhàtrường

- Về phương pháp dạy học: Ngoài cách dạy học thuyết trình cung cấp kiến thứccần tổ chức hoạt động dạy học thông qua trải nghiệm, giải quyết những nhiệm

vụ thực tiễn Như vậy thông thường, qua một hoạt động học tập, HS sẽ đượchình thành và phát triển không phải một loại năng lực mà là được hình thànhđồng thời nhiều năng lực, hoặc nhiều năng lực thành tố mà ta không cần táchbiệt từng thành tố trong quá trình dạy học.

- Về nội dung dạy học: Cần xây dựng các hoạt động, chủ đề, nhiệm vụ đa dạnggắn với thực tiễn

- Về kiểm tra đánh giá: Về bản chất đánh giá năng lực cũng phải thông qua đánhgiá khả năng vận dụng kiến thức và kĩ năng thực hiện nhiệm vụ của HS trongcác tình huống phức tạp khác nhau Trên cơ sở này, các nhà nghiên cứu nhiềuquốc gia khác nhau đề ra các chuẩn năng lực trong giáo dục tuy có khác nhaunhưng khá tương đồng về nội hàm Trong chuẩn năng lực đều có những nhómnăng lực chung Trên cơ sở năng lực chung, các nhà lý luận dạy học bộ môn cụthể hóa thành những năng lực chuyên biệt Tuy nhiên không dừng ở các nănglực chuyên biệt, các tác giả đều cụ thể hóa thành năng lực thành phần, nhữngnăng lực thành phần này được cụ thể hóa thành các thành tố liên quan đến kiếnthức, kĩ năng…Để định hướng quá trình dạy học, kiểm tra đánh giá của giáoviên

Dạy học tất cả các môn học trong nhà trường đều phải hướng tới phát triểnngười học Vật lý ở trường THPT chủ yếu là Vật lý thực nghiệm Vì thế, ngoàiviệc hướng tới hình thành các năng lực cho HS, môn Vật lý còn phải hình thànhcho HS năng lực thực nghiệm như là một năng lực chuyên biệt Trong luận vănnày, chúng tôi nghiên cứu dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm quadạy học phần Vật lý quan trọng của chương trình Vật lý THPT: Phần quanghình

Trong phần tiếp theo, chúng tôi giới thiệu các kết quả nghiên cứu lý luận vềnăng lực thực nghiệm, cấu trúc của năng lực thực nghiệm, biểu hiện năng lựcthực nghiệm và tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của HS trong học tậpVật lý ở trường THPT

1.2 Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập vật lý

1.2.1 Khái niệm về năng lực thực nghiệm

Năng lực là một tập hợp hoặc tổng hợp những thuộc tính của cá nhân conngười, đáp ứng những nhu cầu lao động, đảm bảo cho hoạt động và đạt được kếtquả cao; Năng lực là sự kết nối tri thức, hiểu biết, khả năng, mong muốn Nănglực mô tả việc giải quyết những đòi hỏi về nội dung trong các tình huống

Theo từ điển tâm lý học “Năng lực là tập hợp các tính chất hay phẩm chấttâm lý của cá nhân, đóng vai trò là điều kiện bên trong tạo thuận lợi cho việcthực hiện tốt một dạng hoạt động nhất định” [4, trang 21]

Năng lực gắn liền với kiến thức, kĩ năng, thái độ trong một lĩnh vực hoạtđộng tương ứng, năng lực có nhiều mức độ khác nhau

Năng lực bao gồm năng lực chung và năng lực chuyên biệt Trong đónăng lực chung là hệ thống những thuộc tính trí tuệ cá nhân, đảm bảo cho cánhân nắm bắt được tri thức và hoạt động một cách dễ dàng, có hiệu quả Nănglực chung gồm: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo,năng lực quản lý, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực sử dung côngnghệ thông tin và truyền thông, năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán

Năng lực chuyên biệt là năng lực của một lĩnh vực nào đó, nó vừa thể hiệnđược những đặc tính của năng lực chung, nhưng đồng thời nó còn có những biểuhiện đặc thù riêng cho lĩnh vực đó Năng lực chuyên biệt của môn Vật lý, theo [13, trang 48], được thể hiện qua bảng sau:

Stt Năng lực chung Biểu hiện năng lực trong môn Vật lý

Nhóm năng lực làm chủ phát triển

1 Năng lực tự học - Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện kế

hoạch có hiệu quả

- Tìm kiếm thông tin về nguyên tắc cấu tạo, hoạt độngcủa các ứng dụng kĩ thuật

- Đánh giá được mức độ chính xác của nguồn tin

- Đặt được câu hỏi về sự vật quanh ta

- Tóm tắt được nội dung vật lý trọng tâm của văn bản

- Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư duy, bản đồ kháiniệm, bảng biểu sơ đồ khối

- Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương ánthí nghiệm để trả lời cho câu hỏi đó

- Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câuhỏi đặt ra

- Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lờibằng suy luận lý thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm;

- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được

- Đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được

3 Năng lực sáng

tạo

- Thiết kế được phương án thí nghiệm để kiểm tra giảthuyết (hoặc dự đoán)

- Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu

- Giải được bài tập sáng tạo

- Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn đề tối ưu

4 Năng lực tự Không có tính đặc thù

quản lý

Nhóm năng lực về quản lý xã hội

5 Năng lực giao

tiếp

- Sử dụng được ngôn ngữ vật lý để mô tả hiện tượng

- Lập được bảng và mô tả bảng số liệu thực nghiệm

- Vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước

- Vẽ được sơ đồ thí nghiệm

- Mô tả được sơ đồ thí nghiệm

- Đưa ra các lập luận logic Biện chứng

6 Năng lực hợp tác - Tiến hành thí nghiệm theo nhóm

- Tiến hành thí nghiệm theo các khu vực khác nhau

Nhóm năng lực công cụ (Các năng lực này sẽ được hình thành trong quá

8 Năng lực sử

dụng ngôn ngữ

- Sử dụng ngôn ngữ khoa học để diễn tả quy luật vật lý

- Sử dụng bảng biểu, đồ thị để diễn tả quy luật vật lý

- Đọc hiểu được đồ thị, bảng biểu

9 Năng lực tính

toán

- Mô hình hóa quy luật vật lý bằng các công thức toánhọc

- Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết ra

hệ quả hoặc ra kiến thức mới

Năng lực thực nghiệm thuộc nhóm năng lực chuyên biệt, môn Vật lý cókhả năng bồi dưỡng cho học sinh năng lực thực nghiệm, vì Vật lý là môn khoahọc thực nghiệm.

Theo Phạm Thị Phú: Năng lực thực nghiệm là tổ hợp kĩ năng, kiến thức vàthái độ của chủ thể, cho phép chủ thể xử lý được tình huống gặp phải bằngphương pháp thực nghiệm

Biểu hiện của năng lực thực nghiệm [13]

- Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện tượng diễn ra như thếnào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là gì? Những đại lượng nào mô tả được hiệntượng? Đo lường đại lượng đó như thế nào? Các đại lượng trong hiện tượng tựnhiên có mối quan hệ với nhau như thế nào?

- Đưa ra được các phương án tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi đã đặt ra:

+ Nêu được dự đoán (giả thuyết)

+ Xây dựng phương án thí nghiệm

+ Mô hình hóa phương án thí nghiệm

+ Dự đoán kết quả thí nghiệm

- Óc tò mò quan sát, sự khéo léo, niềm say mê thực hành thí nghiệm

- Thực hiện được các phương án tìm câu trả lời bằng thực nghiệm:

+ Có kĩ năng sử dụng các thiết bị đo

+ Có kĩ năng lựa chọn lắp ráp dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ TN+ Có kĩ năng quan sát đo đạc, thu thập sắp xếp dữ liệu quan sát

- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được;

- Đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được

+ Kĩ năng xác định sai số phép đo

+ Đối chiếu kết quả với giả thuyết đã xây dựng

1.2.2.Cấu trúc của năng lực thực nghiệm

+ Kiến thức vật lí liên quan đến quá trình cần khảo sát

+ Kiến thức về thiết bị, về an toàn + Kiến thức về xử lí số liệu, kiến thức về sai số

+ Kiến thức về biểu diễn số liệu dưới dạng bảng biểu, đồ thị

+ Thái độ kiên nhẫn + Thái độ trung thực + Thái độ tỉ mỉ + Thái độ hợp tác + Thái độ tích cực

Năng lực thực nghiệm

Kĩ năng + Thiết kế phương án thí nghiệm + Chế tạo dụng cụ

+ Lựa chọn dụng cụ + Lắp ráp dụng cụ thí nghiệm + Thay đổi các đại lượng + Sử dụng dụng cụ đo: hiệu chỉnh dụng

cụ đo, đọc số liệu + Sửa chưa các sai hỏng thông thường + Quan sát diễn biến hiện tượng + Ghi lại kết quả

+ Biểu diễn kết quả bằng bảng biểu, đồ thị

+ Tính toán sai số + Biện luận, trình bày kết quả + Tự đánh giá cải tiến phép đo

Sơ đồ 1.1: Cấu trúc năng lực thực nghiệm 1.2.3 Vị trí vai trò của năng lực thực nghiệm trong hệ thống năng lực cần bồi dưỡng cho học sinh

Về vị trí

Năng lực thực nghiệm thuộc nhóm năng lực chuyên biệt của môn Vật lý.Trong năng lực chuyên biệt của môn Vật lý, năng lực thực nghiệm thuộc nhómnăng lực về phương pháp, dựa vào [13] có thể mô hình hóa vị trí của năng lựcthực nghiệm trong môn Vật lý bằng sơ đồ 1.2:

Năng lực chuyên biệt

Năng lực chuyên biệt

Năng lực về phương pháp Năng lực

mô hình hóa

Năng lực thực nghiệm

Năng lực thực nghiệm

Sơ đồ 1.2: Vị trí năng lực thực nghiệm trong năng lực chuyên biệt môn Vật lý

Về vai trò

Năng lực thực nghiệm thuộc nhóm vai trò về phương pháp Phương phápdẫn đường cho hành động: “Phương pháp quan trọng hơn phát minh, vì cóphương pháp tốt thì sẽ tìm ra được những phát minh mới quan trọng hơn phátminh đã có” (Laudau)

Năng lực thực nghiệm là sự kết hợp biện chứng giữa tư duy lý thuyết và tưduy thực nghiệm, gắn lý thuyết với thực tiễn, gắn học với hành, có tác dụng tốttrong việc giáo dục những con người hành động, khắc phục được tình trạng giáodục hàn lâm đang khá phổ biến hiện nay ở các nhà trường Việt Nam

1.2.4 Tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm

Từ sơ đồ phương pháp thực nghiệm [11]

TC 1 : Đề xuất vấn đề nghiên cứu V2: Phát biểu vấn đề dựa trên quan sát theo hướng dẫn của giáo viên

V3: Tự lực phát biểu vấn đề qua quan sát

1.3.1 Khái niệm bài tập thí nghiệm Vật lý (BTTN)

Bài tập thí nghiệm là những bài tập mà việc giải nó đòi hỏi phải làm thínghiệm để xác định một đại lượng Vật lý nào đó, hoặc nghiên cứu sự phụ thuộcgiữa các thông số Vật lý, hoặc kiểm tra tính chân thực của lời giải lý thuyết Bàitập thí nghiệm vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm, nó có tácdụng lớn trong việc bồi dưỡng cho học sinh PPTN của nhận thức Vật lý Có thểthấy rõ qua việc so sánh các giai đoạn của PPTN với các bước tiến hành khi giảimột bài tập thí nghiệm như sau[8]:

Các yếu tố của PPTN Các bước trong quá trình giải BTTNVL

1 Đặt vấn đề trên cơ sở các sự

kiện và quan sát Phân tích vấn đề

2 Hình thành giả thuyết

3 Nghiên cứu lý thuyết (suy ra hệ

quả logic từ giả thuyết) Lập

phương án thí nghiệm kiểm tra

4 Nghiên cứu thực nghiệm: Tiến

4 Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiệntượng, ghi nhận số liệu và xử lý kết quả

5 Đánh giá kết quả và trả lời câu hỏi củabài toán

Như vậy các hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một bài tập thínghiệm có tính chất tương tự với những hành động diễn ra khi nghiên cứu bằngphương pháp thực nghiệm Đây chính là cơ sở tâm lý và lý luận dạy học của dạyhọc PPTN bằng biện pháp sử dụng các BTTN; Việc HS tiến hành giải BTTN sẽ

làm cho tư duy phân tích, tổng hợp, phán đoán, trừu tượng hóa, khái quát hóa và

cả trực giác khoa học được bồi dưỡng và rèn luyện Việc giải các BTTN, đó lànhững nghiên cứu nhỏ - tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy và khả năng nhậnthức cho học sinh

1.3.2 Chức năng của bài tập của bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về các mặt giáo dưỡng, phát triểntrí tuệ, giáo dục và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt bồi dưỡng năng lực thựcthực nghiệm và làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn

Tạo hứng thú học tập cho học sinh

Một trong các ưu thế của BTTN là có thể gây hứng thú học tập của họcsinh Khi thực hiện các thí nghiệm sẽ xuất hiện những điều mới, bất ngờ Gây

sự tò mò, ngạc nhiên và do đó kích thích hứng thú học tập Trong khi lậpphương án để tiến hành thí nghiệm, học sinh thường dự đoán quá trình diễn racủa hiện tượng, hay kết quả thí nghiệm Nếu như kết quả diễn ra đúng như dựkiến, học sinh tin vào sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm Nếu thựcnghiệm xảy ra không như dự đoán, các hiện tượng hoàn thành mới lạ, sẽ gây sựngạc nhiên thú vị, thu hút các em tìm lời giải thích Khi giải các bài tập thínghiệm, những cái mới lạ trái với suy nghĩ thông thường của HS làm cho các emphải suy nghĩ về những điều xảy ra trong thí nghiệm và xa hơn nữa là sự liên hệđến những sự vật, hiện tượng xảy ra trong tự nhiên Các câu hỏi “tại sao hiệntượng này lại xảy ra như thế?”, “hiện tượng đó bị chi phối bởi các quy luậtnào?”, “có thể giải thích được chúng không?” Tự nó sẽ nảy sinh trong óc củacác em và từ đó tạo nhu cầu học tập[8]

Như vậy hoạt động giải bài tập thí nghiệm luôn gây được hứng thú lớn đốivới HS, lôi cuốn được sự chú ý của HS vào các vấn đề bài tập yêu cầu, phát huytính tích cực tìm tòi, khám phá và sáng tạo Những số liệu khởi đầu về mặt líthuyết của bài tập sẽ được kiểm tra tính đúng đắn thông qua các kết quả thuđược bằng con đường thực nghiệm

Củng cố, khắc sâu và nâng cao kiến thức Vật lý

Để giải các bài tập thí nghiệm Vật lý, học sinh phải vận dụng kiến thức lýthuyết vào thực tiễn, điều đó giúp các em khắc sâu kiến thức Nhờ vậy kiến thứccác em nắm được sẽ chính xác hơn, vững chắc hơn, có tính hệ thống hơn CácBTTN cũng có thể sử dụng để nghiên cứu các kiến thức mới và hình thành trithức Vật lý mới, tức là nâng cao kiến thức Vật lý cho HS Vì vậy việc thườngxuyên giải BTTN sẽ góp phần đáng kể trau dồi kiến thức Vật lý cho HS

Phát triển tư duy sáng tạo và năng lực sáng tạo cho học sinh

Để giải các BTTN học sinh phải phối hợp nhiều bước như là phân tích các

dự kiện của đề bài, lập luận xây dựng phương án thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ,

sử dụng dụng cụ đúng quy cách, lắp đặt thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm tự lựcthu thập xử lý số liệu Điều đó giúp học sinh rèn luyện tính tích cực và chủ độngtrong học tập, đồng thời phát triển khả năng tư duy sáng tạo và năng lực nhậnthức cho học sinh

Rèn luyện kĩ năng thực hành và kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Khi giải các bài tập thí nghiệm nhất thiết học sinh phải tiến hành thí nghiệm,

dự đoán kết quả thí nghiệm, tiến hành thu thập và xử lý kết quả thí nghiệm Vìvậy việc thường xuyên giải BTTN Vật lý sẽ góp phần đáng kể rèn luyện cho họcsinh kĩ năng vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn

Tiếp cận phương pháp nghiên cứu khoa học

Vật lý học là một môn học về khoa học thực nghiệm, phần lớn các kiến thứcVật lý đều được xây dựng từ thí nghiệm và bằng thực nghiệm Vì vậy một tronggiải pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu quả dạy học Vật lý là áp dụng phương phápthực nghiệm, một trong những phương pháp nhận thức Vật lý Đó là phươngpháp được mô phỏng theo phương pháp nghiên cứu của các nhà Vật lý học Cácnhà khoa học tìm ra tri thức bằng con đường nào thì chúng ta cũng dạy cho họcsinh chiếm lĩnh tri thức bằng con đường đó, tất nhiên phải có phải điều chỉnh để

phù hợp với điều kiện và mục đích dạy học Vì vậy khi giải các bài tập thínghiệm là học sinh đã tiếp cận với phương pháp thực nghiệm, một trong nhữngphương pháp nghiên cứu khoa học.

Kiểm tra đánh giá trình độ và kĩ năng của học sinh

Hiện nay việc kiểm tra đánh giá của học sinh qua BTTN chưa được sửdụng, các bài tập sử dụng trong đánh giá là bài tập tự luận hoặc trắc nghiệmkhách quan Như vậy khó có thể kiểm tra đánh giá được kĩ năng thực hành củahọc sinh Nếu trong giờ kiểm tra, đánh giá có sử dụng BTTN thì học sinh sẽ rènluyện loại bài tập này từ đó làm cho các kĩ năng thực hành, năng lực tư duy củahọc sinh được phát triển

1.3.3 Phân loại bài tập thí nghiệm Vật lý :Theo [8] căn cứ vào mức độ

khó khăn khi tiến hành giải bài tập và phương thức giải, chúng tôi chia BTTNthành hai loại:

1.3.3.1 Các bài tập thí nghiệm định tính: Những bài tập này không có cácphép đo đạc, tính toán định lượng Công cụ để giải là những suy luận logic trên

cơ sở các định luật, khái niệm Vật lý và những quan sát định tính

a Bài tập thí nghiệm, quan sát và giải thích hiện tượng - Đó là những bài tậpyêu cầu HS:

- Làm thí nghiệm theo chỉ dẫn

- Quan sát theo mục tiêu đã chỉ sẵn

- Mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có

Câu hỏi của loại bài tập này thường là: (Cái gì xảy ra nếu ?, và tại sao lạixảy ra như vậy?)

Với câu hỏi thứ nhất HS phải làm thí nghiệm để quan sát, mô tả Đó là quátrình tích lũy sự kiện

Với câu hỏi thứ hai, HS buộc phải liên hệ sự kiện quan sát xảy ra trong thínghiệm với những định nghĩa, khái niệm, hiện tượng Vật lý đã học Các hànhđộng tư duy và thực hành nêu ra ở trên rõ ràng là có tác dụng tốt để bồi dưỡngcho HS các thao tác tư duy: phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, các kĩnăng, kĩ xảo thực hành khi tiến hành thí nghiệm, kĩ năng quan sát có mục đích,khả năng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữ nói, viết.

b Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm: Đây là loại bài tập phổ biến nhấttrong các BTTN ở trường THPT bởi thí nghiệm được tiến hành trong tư duy; Vìvậy nó hoàn toàn khả thi trong điều kiện thiếu thốn trang thiết bị như hiện nay ởcác trường phổ thông Việt Nam; Các bài tập này là bước đệm để HS giải các bàitập định lượng

Nội dung của loại bài tập này là HS căn cứ vào yêu cầu của bài toán, vậndụng các định luật một cách hợp lý, thiết kế phương án thí nghiệm để:

- Đo đạc một đại lượng Vật lý nào đó

- Xác định sự phụ thuộc giữa các thông số Vật lý Chúng có tác dụng bồi dưỡngnăng lực thiết kế, hình thành trực giác khoa học, phát triển tư duy sáng tạo choHS

Câu hỏi của loại bài tập này thường là:

- Làm thế nào để đo đạc được với các thiết bị ?

- Hãy tìm cách xác định các đại lượng với các thiết bị ?

- Nêu phương án đo với các dụng cụ ?

- Nêu các phương án đo ?

1.3.3.2 Bài tập thí nghiệm định lượng

Những bài tập này yêu cầu HS:

- Đo đạc đại lượng Vật lý với các thiết bị nào đó

- Tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng Vật lý (với các

thiết bị nhất định).

Có thể chia làm 3 mức độ (căn cứ vào tính chất khó khăn, phức tạp của bàitoán)

Mức độ 1 Cho thiết bị Hướng dẫn cách làm thí nghiệm

Yêu cầu HS làm thí nghiệm tìm quy luật, đo đạc đại lượng

Những bài toán thí nghiệm thực hành của HS ở phòng thí nghiệm được biênsoạn ở SGK là những ví dụ về BTTN ở mức độ 1

- Thiết kế phương án thí nghiệm

- Làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật

Có thể tóm tắt sự phân loại BTTNVL trong trường phổ thông bằng sơ đồ sau:

Sơ đồ 1.3: Phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm Vật lý[8]

Đo lường đại lượng VL

Thiết lập, minh họa quy luật VL

MĐ2: Cho thiết bịYêu cầu: Lập PATN, làm thí nghiệm

đo đạc tìm quy luật

MĐ3: Lựa chọn thiết bị, lập PATN, làm thí nghiệm

1.4 Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua dạy học bài tập thí nghiệm Vật lý.

1.4.1 Bồi dưỡng năng lực thiết kế phương án thí nghiệm

Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm là bài tập yêu cầu HS xây dựng

phương án thí nghiệm, nghĩa là: nêu được cách xác định một đại lượng Vật lý,hoặc xác định một quy luật Vật lý nào đó Huy động kiến thức có liên quan, suyluận logic và suy luận toán học bằng các thao tác tư duy: Phân tích, tổng hợp,khái quát hóa, trừu tượng hóa

Để xây dựng cơ sở lý thuyết của phép đo HS phải hình dung được cần phải

có dụng cụ đo nào? Bố trí dụng cụ, tiến hành thí nghiệm như thế nào?, để do đạc

xử lý số liệu…Nghĩa là HS phải làm thí nghiệm tư duy (tiền thí nghiệm) Đây làmột kĩ năng rất quan trọng trong năng lực thực nghiệm Trước năm 2012 kỳ thiHSG Quốc Gia của Việt Nam, các bài tập thi ở vòng thực nghiệm là các bài tậpnêu phương án thí nghiệm Bài tập nêu phương án thí nghiệm rất khả thi trong

dạy học vì giải bài tập nêu phương án thí nghiệm không cần thiết bị, do đó cóthể thực hiện ngay trong phòng học, phòng thi chứ không nhất thiết ở phòng thínghiệm hay ở nhà.

1.4.2 Bồi dưỡng năng lực thực hiện thí nghiệm

Năng lực thực hiện thí nghiệm biểu hiện qua các kĩ năng sau:

- Kĩ năng sử dụng dụng cụ đo lường

- Kĩ năng bố trí thí nghiệm theo phương án hoặc theo sơ đồ

- Kĩ năng quan sát, đo đạc

- Kĩ năng thu thập số liệu

- Kĩ năng tính sai số của phép đo

Bài tập thí nghiệm đo lường đại lượng Vật lý hoặc xác định bằng thí nghiệmqui luật Vật lý, ngoài việc bồi dưỡng năng lực xây dựng PATN còn có khả năngrèn luyện tất cả các kĩ năng trên

Ví dụ: Đo tiêu cự của một cái kính lão trong điều kiện chỉ có thước thẳng, ngọnđèn dây tóc, trong một phòng học

Để giải bài tập này, HS cần:

- Xây dựng phương án đo phù hợp với dụng cụ là cái thước thẳng và bóng

đèn dây tóc

+ Huy động kiến thức: Chùm sáng song song với trục chính của thấu kính hội tụqua thấu kính hội tụ tại tiêu điểm chính

+ Nêu phương án thí nghiệm đo

- Kĩ năng sử dụng dụng cụ đo: Thước thẳng

+ Rút ra kết luận: Ước lượng tiêu cự của thấu kính

Ngoài ra có thể xây dựng BTTN dành riêng cho việc rèn luyện những kĩ

năng thành tố của năng lực thực nghiệm:

- Bài tập thí nghiệm bồi dưỡng kĩ năng quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng;

- Bài tập yêu cầu làm theo hướng dẫn, quan sát mô tả, giải thích;

- Bài tập rèn luyện kĩ năng xử lý số liệu thí nghiệm;

- Bài tập rèn luyện kĩ năng đánh giá đánh giá độ chính xác của phép đo

1.5 Các phương án dạy học bài tập thí nghiệm

1.5.1 Bài tập thí nghiệm trong bài học luyện tập giải bài tập

Bài tập thí nghiệm là bài tập khác so với các bài tập khác, vì để giải bài tậpthí nghiệm thì người học phải nắm vững lý thuyết có liên quan, đồng thờiphải có kĩ năng tương đối thành thạo vận dụng lý thuyết để giải các bài tậpluyện tập Vì vậy BTTN cần được sử dụng ở giai đoạn sau của bài họcBTVL

Mục đích chính của tiết luyện giải bài tập là rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức lý thuyết Do vậy cấu trúc của bài học luyện giải bài tập thường là:

b1: Bài tập trắc nghiệm để củng cố kiến thức có liên quan (5 – 10 phút)

b2: Bài tập định tính hoặc bài tập định lượng tập dượt (10 phút)

b3: Bài tập luyện tập tổng hợp (20 phút)

b4: Bài tập thí nghiệm (dạng xây dựng PATN) (10 – 15 phút)

1.5.2 Bài tập thí nghiệm trong dạy học tự chọn

Trong môn Vật lý, chương trình tự chọn gồm hai mức: Tự chọn bám sát và

tự chọn nâng cao Đối với chương trình chuẩn gồm hai mức tự chọn bám sátchương trình chuẩn và tự chọn nâng cao trùng với chương trình nâng cao Đốivới chương trình nâng cao thì chỉ có một mức tự chọn là tự chọn bám sátchương trình nâng cao

BTTN được sử dụng trong bài tự chọn bám sát chương trình nâng cao vớimục đích bồi dưỡng năng lực thực nghiệm trên cơ sở những kiến thức và kĩnăng thuộc chuẩn chương trình nâng cao

1.5.3 BTTN trong kiểm tra, đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh sau quá trình dạy học

BTTN là phương tiện đo lường kết quả bồi dưỡng năng lực thực nghiệm theocác tiêu chí tại mục 1.2.4 trang 15 luận văn.

Trong chương 2, chúng tôi sẽ thực hiện hóa 3 phương án này để bồi dưỡngnăng lực thực nghiệm cho HS trong dạy học phần quang hình lớp 11 trung họcphổ thông

 Một số lưu ý khi sử dụng bài tập thí nghiệm

Để phát huy tác dụng của bài tập thí nghiệm, khi sử dụng trong dạy học GVcần lưu ý:

- Căn cứ vào nội dung kiến thức mà HS cần nắm trong một đơn vị kiến thứchay một tiết học, tùy vào điều kiện cụ thể của lớp học, thời gian cho phép cũngnhư khả năng học tập của HS để lượng hóa mục tiêu về kiến thức, kĩ năng vàthái độ, từ đó lựa chọn BTTN để tổ chức HS hoạt động

- Trong mỗi tiết học của HS, GV dự kiến hệ thống câu hỏi hướng dẫn HS hoạtđộng tiếp cận và giải quyết vấn đề bài toán đặt ra, cần có những câu hỏi nhỏ khicần Hệ thống câu hỏi của GV giữ vai trò chủ đạo, quyết định chất lượng lĩnhhội kiến thức của HS, muốn vậy cần chú ý:

+ Giảm số câu hỏi có yêu cầu thấp mang tính chất kiểm tra, gợi ý, vụn vặt Loạicâu hỏi này thường được sử dụng khi HS tiến hành thí nghiệm hay khi xác địnhmối liên hệ giữa kiến thức đã học với kiến thức cần có để giải quyết bài toán.+ Tăng cường các câu hỏi gợi mở nhằm đòi hỏi sự thông hiểu, phân tích, tổnghợp, vận dụng kiến thức đã học Các câu hỏi gợi mở có nhiều phương án trả lời

để kích thích tư duy của HS

- Chuẩn bị cơ sở vật chất: Đó là chuẩn bị đủ số lượng dụng cụ thí nghiệm cho

số nhóm HS dự kiến, đảm bảo chất lượng Đặc biệt GV cần thực hiện thí nghiệmtrước, để kiểm tra đánh giá sai số, lường trước các khó khăn, trở ngại GV cầnchuẩn bị sẵn cách thức thông báo kết quả của các nhóm như cho HS tái hiện kếtquả trên bảng hay trên giấy khổ lớn để HS cả lớp có thể quan sát được

- Tổ chức hoạt động trên lớp là khâu chính đảm bảo một tiết học thành công

hay thất bại.

- Xác định hình thức tổ chức dạy học thích hợp với từng loại BTTN để bố trí lớphọc linh hoạt Tùy theo diễn biến hoạt động của HS mà GV linh hoạt vận dụngcác phương pháp dạy học thích hợp Song, GV luôn là người định hướng, làngười tổ chức, hướng dẫn, chỉ đạo các hoạt động học, HS là chủ thể của hoạtđộng nhận thức Để tiết dạy hiệu quả, trong quá trình hướng dẫn giải BTTN GVcần phải:

+ Tạo tình huống có vấn đề, định hướng phát triển vấn đề cần giải quyết trongmỗi hoạt động để khêu gợi, tạo hứng thú cho HS lĩnh hội kiến thức

+ Tôn trọng các phương án giải quyết, các câu hỏi trả lời của HS, không bác bỏhoàn toàn ý kiến của HS chỉ bằng một câu nói để khuyến khích tính tự lực vàphát hiện, điều chỉnh các quan niệm sai lệch của HS

+ Hướng dẫn HS nhận xét về phương án giải, rút ra kết luận, khái quát hóa để bổsung, hoàn thiện kiến thức, đề xuất ý kiến và vận dụng trong cuộc sống

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Ngay từ lúc sơ kì, Vật lí đã là một môn khoa học thực nghiệm, gắn liền vớithực tiễn Vì vậy, trong xu thế đổi mới phương pháp dạy học nhằm mang lại kếtquả cao hơn như hiện nay thì vai trò của thí nghiệm cũng như việc nghiên cứu,khai thác thí nghiệm để sử dụng vào dạy học lại càng có vị thế quan trọng Mặtkhác, sự cần thiết của các thí nghiệm Vật lí trong các nhà trường trung học phổthông còn được qui định bởi tính chất của quá trình nhận thức của học sinh tronghoạt động học dưới sự hướng dẫn của giáo viên Thí nghiệm Vật lí có tác dụngtạo ra trực quan sinh động trước mắt học sinh

Theo nghĩa rộng của lý luận dạy học, thí nghiệm Vật lí là một trong cácphương pháp dạy học Vật lí Đó là quá trình hợp tác của người hướng dẫn và

người học nhằm đạt được hiệu quả cao nhất trong việc truyền thụ cũng như lĩnhhội tri thức nhân loại, đồng thời rèn luyện kỹ năng kỹ xảo cho học sinh.

Thí nghiệm Vật lí với tính chất là một phương pháp dạy học Vật lí, có thểđược triển khai trong quá trình dạy học Vật lí ở trường phổ thông bằng nhiềucách khác nhau Có thể là trình bày thí nghiệm mở đầu, làm xuất hiện vấn đề đivào bài mới, có thể là khảo sát hay minh họa một kiến thức nào đó, ôn tập, đàosâu kiến thức….Việc vận dụng thích hợp thí nghiệm vào trong giảng dạy làđộng lực tích cực giúp học sinh thu nhận, tìm tòi tri thức Thí nghiệm Vật lítrong nhà trường còn thực hiện những chức năng lý luận dạy học khác nhau bởi

vì có thể sử dụng những thí nghiệm đó vào những hình thức và ý đồ giảng dạykhác nhau Do đó, trong dạy học cần tổ chức thực hiện thí nghiệm một cách có ý

đồ, logic chặt chẽ, đảm bảo tính an toàn, thiết bị thí nghiệm phải đảm bảo tínhkhoa học và sư phạm

Thí nghiệm Vật lí không chỉ góp phần nâng cao năng lực nhận thức chohọc sinh mà còn là điều kiện để các em có thể làm quen với môi trường làmviệc, nghiên cứu khoa học Thông qua việc đo đạc, quan sát hiện tượng, xử lýkết quả và rút ra kiến thức mà học sinh có cơ hội rèn luyện tính kiên trì, nhẫnnại, cẩn thận, óc sáng tạo…Là những điều rất cần thiết đối với một nhà khoa họcthực sự

Bài tập thí nghiệm cũng là một dạng thí nghiệm Vật lí Bài tập thí nghiệm làloại bài tập đòi hỏi tính độc lập cao, khả năng tìm tòi suy nghĩ và áp dụng kiếnthức đã học vào việc giải quyết một vấn đề có thực Việc giải các bài tập thínghiệm khiến học sinh phải tích cực vận dụng các kiến thức đã học cộng thêmkhả năng thực hành mới có thể giải quyết được

Có nhiều loại hình bài tập thí nghiệm như bài tập thí nghiệm làm ở nhà, bàitập thí nghiệm làm trong khi đi du lịch, dã ngoại, thực tế Và tạm chia thành bàitập thí nghiệm định tính và bài tập thí nghiệm định lượng Bài tập thí nghiệmkhông đòi hỏi có các thiết bị đắt tiền, phức tạp nhưng lại đòi hỏi người tiến hànhphải nắm vững kiến thức, sáng tạo trong khi giải bài tập

Thông qua việc giải bài tập thí nghiệm, chẳng những học sinh được tái hiệncác kiến thức đã học mà hơn thế, các em phải độc lập suy nghĩ, tư duy cao độmới giải quyết được vấn đề bài toán đặt ra Để làm được điều này thì kỹ năng thínghiệm của học sinh phải đạt một trình độ nhất định nào đó Yếu tố này gópphần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh.

Tuy vậy, thông qua việc khảo sát, thăm dò ý kiến từ các trường THPT trongđịa bàn tỉnh cho thấy: Hầu hết các GV đều đánh giá cao bài tập thí nghiệm Vật lítrong quá trình giảng dạy, nhưng đa phần đều ngại và rất ít triển khai vào thực tếgiảng dạy Bởi lẽ, tổ chức một giờ dạy bài tập thí nghiệm đòi hỏi sự đầu tư côngphu, chuẩn bị thí nghiệm cẩn thận, chu đáo nên tốn rất nhiều thời gian và côngsức

Từ những nghiên cứu lý luận và thực tiễn trong chương 1, chúng tôi sẽ tiếnhành thiết kế một số tiến trình xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm quanghình nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh sẽ được trình bàytrong chương 2 của luận văn này

Chương 2

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM QUANG HÌNH NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH

2.1 Vị trí, đặc điểm của quang hình Vật lý 11 THPT

Phần quang hình được dạy ở lớp 11 THPT, sau khi HS đã học xongchương trình Cơ, Nhiệt, Điện, Điện – Từ Quang hình là một phần quan trọnghình thành cho học sinh những kiến thức tổng quan về các hiện tượng khúc xạánh sáng, đường đi của các tia sáng qua các dụng cụ quang học, các hiện tượngkhoa học diễn ra trong tự nhiên do khúc xạ và phản xạ ánh sáng gây ra Đây làphần dễ dạy và dễ học bởi hiện tượng truyền ánh sáng gần gũi với cuộc sốngthường nhật, là sự nối tiếp các kiến thức phần quang ở THCS; Thí nghiệm ởphần này dễ thành công ; Đây là điều kiện thuận lợi để thực hiện dạy học BTTNnhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS

Nội dung phần kiến thức Quang hình học ở chương trình Vật lí THPT đượcphân bố trong hai chương:

Chương VI: Khúc xạ ánh sáng

Chương VII: Mắt Các dụng cụ quang học

Với thời lượng là 19 tiết trong đó có 10 tiết lý thuyết (chiếm 52,63%), 6 tiếtbài tập (chiếm 31,57%), 2 tiết thực hành (chiếm 10,53%) và 1 tiết kiểm tra(chiếm 5,27%)

2.2 Mục tiêu dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm Ngoài mục tiêu theo chuẩn [12 ], thì dạy học quang hình còn phải đạt được

mục tiêu bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS:

- Khơi gợi óc tò mò, quan sát ảnh rõ nét

- Ham thích làm thí nghiệm Vật lý

- Có khả năng đề xuất phương án thí nghiệm

- Có kĩ năng sử dụng dụng cụ đo: Thước thẳng, thước kẹp, thước đo góc

- Có kĩ năng bố trí thí nghiệm

- Có kĩ năng đề xuất vấn đề, kĩ năng dự đoán

- Có kĩ năng suy ra hệ quả logic

- Có kĩ năng thực hiện thí nghiệm kiểm tra

- Có kĩ năng xử lý số liệu và rút ra kết luận

2.3 Nội dung dạy học phần quang hình

2.3.1 Các đơn vị kiến thức cơ bản

Nội dung cơ bản của phần Quang hình bao gồm:

+ Khúc xạ ánh sáng

Chương: “ Mắt Các dụng cụ quang”, phát triển các kiến thức tương ứng

từ định tính đến định lượng, từ đơn giản đến phức tạp về các dụng cụ quang, vàứng dụng hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong việc quan sát các vật nhỏ, các vật ở

xa và một số chức năng khác Trong chương này, học sinh cũng được tìm hiểu

về cấu tạo cũng như cơ chế tạo ảnh của mắt, từ đó hình thành ý thức bảo vệ sứckhỏe cho đôi mắt

2.3.2 Cấu trúc logic phần QUANG HÌNH

QUANG HÌNH VẬT LÝ 11

Hiện tượng khúc xạ

AS

Hiện tượng phản xạ toàn phần

Định luật khúc xạ

AS

Điều kiện

Ứng dụng Mắt và các dụng cụ quang

Thấu kính

Thấu kính hội tụ (f > 0)

Thấu kính phân kì ( f < 0)

D =

k =

Ứng dụng (Cáp quang)

Sơ đồ Grap nội dung kiến thức phần: QUANG HÌNH

2.4 Thực trạng dạy học phần Quang hình tại các trường THPT trên địa bàn huyện Hoằng Hóa, tỉnh Thanh Hóa

Dựa vào phân phối chương trình được sử dụng tại các trường THPT trênđịa bàn Thanh Hóa có thể thấy quan điểm chung khá thống nhất như sau: Nộidung phần Quang hình học lớp 11 THPT được phân bố trong hai chương với

tổng số tiết là 19, trong đó 10 tiết lý thuyết (chiếm 52,63%), 6 tiết bài tập (chiếm

31,57%), 2 tiết thực hành (chiếm 10,53%) và 1 tiết kiểm tra (chiếm 5,27%)

Qua khảo sát thực trạng dạy học tại một số trường trên địa bàn tỉnhchúng tôi nhận thấy:

* Thuận lợi:

- Kiến thức phần Quang hình liên quan đến nhiều hiện tượng thú vị trong cuộcsống (hiện tượng ảo ảnh, tại sao kim cương lại có vẻ đẹp rực rỡ, hiện tượng cầuvồng,…) nên GV dễ dàng kích thích trí tò mò, óc sáng tạo của HS trong quátrình tiếp nhận kiến thức.

- Ở bậc Trung học cơ sở các em đã được tiếp cận với một số kiến thức cơ bảncủa Quang hình

- Đây là phần kiến thức mà trong quá trình dạy học GV phải sử dụng thínghiệm khá nhiều – đặc biệt là thí nghiệm biểu diễn Hiện nay các trường phổthông được cung cấp thiết bị thí nghiệm khá đầy đủ và hiện đại, đặc biệt côngnghệ thông tin đã giúp đỡ GV và HS rất nhiều trong việc mô phỏng các hiệntượng, các quá trình tạo ảnh của vật qua các loại quang cụ giúp cho bài dạy sinhđộng hơn (hiện tượng khúc xạ ánh sáng, hiện tượng phản xạ toàn phần, mô hình

về cấu tạo của mắt, sự thay đổi khoảng cách giữa vật và ảnh qua thấu kính,…)

và HS dễ tiếp thu hơn

- Phần này sách cải cách giáo dục đưa vào chương trình lớp 12 nay được đưaxuống lớp 11 với nội dung không thay đổi nhiều nên không gây trở ngại gì đốivới GV

* Khó khăn:

- Mặc dù ở bậc trung học cơ sở các em đã được làm quen với một số kháiniệm, hiện tượng của quang hình, song đó mới chỉ là những kiến thức đơn giản.Lên bậc trung học phổ thông các em nghiên cứu sâu hơn về quang hình, đòi hỏiphải có một lượng kiến thức lớn về toán học – đặc biệt là hình học Đây là mộtkhó khăn không nhỏ vì để vừa hiểu được bản chất vật lí của hiện tượng, vừaphải thể hiện nó bằng toán học là việc làm khó khăn với nhiều HS

- Do phải sử dụng thí nghiệm nhiều trong phần này nên đòi hỏi GV phải đầu tưnhiều thời gian, phải có kỹ năng tốt về làm thí nghiệm Hiện nay, nhiều GV ởtrường phổ thông còn hạn chế về kỹ năng làm thí nghiệm

- Một số trường phổ thông cơ sở vật chất chưa đáp ứng được nhu cầu dạy học(chưa có phòng học bộ môn hoặc có nhưng chất lượng thấp,…)