Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH - NGUYỄN TIẾN DŨNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên nghành: Lý luận phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS LÊ CÔNG TRIÊM Thành phố Hồ Chí Minh – 2006 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả Nguyễn Tiến Dũng LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc hướng dẫn tận tình PGS TS Lê Công Triêm suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng sau Đại học, thầy cô giáo tổ Phương pháp giảng dạy thầy cô giáo Khoa Vật Lý trường Đại học sư phạm – TP HCM Tác giả xin chân thành cảm ơn Sở GD& ĐT - An Giang, Ban Giám hiệu trường THPT Long Xuyên - An Giang nơi tác giả tiến hành thực nghiệm sư phạm, trường THPT chuyên Thoại Ngọc Hầu - An Giang nơi tác giả tiến hành thực nghiệm công tác Tác giả xin cảm ơn bạn lớp động viên, đoàn kết, thương yêu giúp đỡ suốt thời gian học Cuối tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Xin trân trọng kính chào DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN TT Viết tắt Viết đầy đủ BTTN Bài tập thí nghiệm ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm 10 TNSP Thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Sự xuất kinh tế toàn cầu hóa kinh tế tri thức đưa xã hội loài người tới kỉ nguyên đòi hỏi hệ thống giáo dục phương pháp giáo dục cho thích nghi với môi trường xã hội thay đổi Việt Nam đứng xu Đổi phương pháp dạy học (PPDH) mục tiêu lớn nghành giáo dục đào tạo đặt giai đoạn [33] mục tiêu nghị TW 2, khóa VIII rõ cụ thể: “Đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh …” [11] Chiến lược phát triển Giáo dục 2001 - 2010 (ban kèm định số 201/2001/QĐ - TTg ngày 28 tháng 12 năm 2001 thủ tướng phủ) mục 5.2 ghi rõ: “Đổi đại hóa phương pháp giáo dục Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin cách có hệ thống, có tư phân tích tổng hợp; phát triển lực cá nhân; tăng cường tính chủ động tích cực học sinh, sinh viên trình học tập,…”[10] Trong trình đổi phương pháp dạy học, phương tiện dạy học đóng vai trò quan trọng Phương tiện day học không đóng vai trò hỗ trợ cho hoạt động dạy học, mà nguồn thông tin, nguồn tri thức Sử dụng phương tiện dạy học không giúp học sinh (HS) nâng cao hiệu suất, hiệu học tập mà hướng vào việc hình thành cho HS lực sử dụng phương tiện thông tin để học tập suốt đời hoạt động thực tiễn [15] Tăng cường sử dụng phương tiện kĩ thuật dạy học đại điều kiện để thực có hiệu nhiều phương pháp dạy học chẳng hạn như: Phương pháp dạy học trực quan, thí nghiệm, phương pháp làm việc độc lập HS Phương tiện kĩ thuật dạy học giúp HS dễ nhớ, dễ nhận biết vật tượng, giúp HS dễ dàng hiểu vấn đề giáo viên trình bày, định hướng tốt nội dung học, dễ tiếp thu thông tin rút ngắn thời gian trình bày giáo viên, lôi HS tham gia tích cực vào giảng, làm cho lớp học động, không buồn tẻ Thực trạng giáo dục nước ta qua nghiên cứu cho thấy việc giảng dạy kiến thức cho HS nói chung kiến thức vật lí nói riêng tiến hành theo lối “thông báo - tái hiện”, HS phổ thông có điều kiện để nghiên cứu, quan sát tiến hành thí nghiệm vật lí Thực tế dạy học đòi hỏi phải có thay đổi có tính chiến lược toàn cục phương pháp giảng dạy môn trường phổ thông Tìm hướng giải vấn đề không phải đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức HS với góp phần quan trọng thí nghiệm nói chung tập thí nghiệm vật lí (BTTN) nói riêng Vật lí học khoa học thực nghiệm, sử dụng BTTN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS nhà trường biện pháp hữu hiệu Việc giảng dạy môn vật lí trường phổ thông cần phải tiến hành thông qua việc tăng cường phối hợp sử dụng thí nghiệm BTTN vật lí Việc sử dụng BTTN vật lí có tác dụng lớn việc tích cực hóa hoạt động nhận thức HS học vật lí trường trung học phổ thông (THPT) Trong năm gần đây, số nhà nghiên cứu quan tâm đến BTTN Nguyễn Thượng Chung, Nguyễn Ngọc Hưng, bậc trung học phổ thông chưa có công trình nghiên cứu thức việc sử dụng BTTN vào dạy học trường THPT Trên tinh thần đó, tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu xây dựng sử dụng tập thí nghiệm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh dạy học vật lí trường trung học phổ thông” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng sử dụng BTTN vật lí với phương pháp dạy học mới, nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS, nâng cao hứng thú học tập qua nâng cao chất lượng dạy học vật lí trường THPT Giả thuyết khoa học Nếu học vật lí trường THPT tổ chức theo định hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức HS thông qua việc sử dụng BTTN kết hợp với số biện pháp sử dụng thí nghiệm vật lí phù hợp chất lượng học tập học sinh THPT nâng cao Đối tương nghiên cứu 4.1 Khách thể: Quá trình dạy học vật lí trường THPT 4.2 Đối tương: Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc sử dụng BTTN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS dạy học vật lí trường THPT Nghiên cứu nội dung, chương trình sách giáo khoa vật lí THPT phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức Phạm vi nghiên cứu Trong phạm vi đề tài tiến hành nghiên cứu vai trò, biện pháp sử dụng xây dựng số BTTN vật lí chương “Những định luật dòng điện không đổi” chương trình Vật lí 11 THPT Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích thực nhiệm vụ sau đây: 6.1 Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn vấn đề đổi phương pháp dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh THPT 6.2 Nghiên cứu sở lí luận việc sử dụng BTTN vật lí việc tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh THPT 6.3 Xây dựng số BTTN với việc nghiên cứu đề xuất số biện pháp sử dụng BTTN vật lí phù hợp nhằm khai thác tốt vai trò thí nghiệm vật lí việc tích cực hóa hoạt động nhận thức HS dạy học vật lí trường THPT 6.4 Soạn thảo tiến trình dạy cụ thể chương trình vật lí THPT theo biện pháp sử dụng BTTN vật lí để phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức HS 6.5 Tiến hành thực nghiệm sư phạm trường THPT để đánh giá kết rút kết luận Phương pháp nghiên cứu 7.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: - Nghiên cứu sở lí luận tâm lí học, giáo dục học lí luận dạy học môn theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức HS - Nghiên cứu văn kiện Đảng, sách nhà nước với thị Bộ Giáo Dục Đào Tạo vấn đề đổi phương pháp dạy học trường phổ thông - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung nhiệm vụ dạy học môn vật lí trường THPT - Nghiên cứu vai trò thí nghiệm BTTN vật lí việc tích cực hóa hoạt động nhận thức HS 7.2 Phương pháp điều tra quan sát - Thăm dò, trao đổi ý kiến với giáo viên trường THPT để nắm bắt thực trạng việc sử dụng BTTN vật lí dạy học trường THPT - Xây dựng mẫu phiếu điều tra để có sở cho việc cần phải đổi phương pháp dạy học vật lí trường THPT, khó khăn định việc sử dụng BTTN dạy học để có biện pháp sử dụng BTTN vật lí dạy học cho phù hợp 7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tiến hành thực nghiệm sư phạm trường THPT có đối chứng để kiểm tra tính khả thi luận văn, cụ thể làm bật vai trò BTTN vật lí việc tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh THPT học vật lí 7.4 Phương pháp thống kê toán học - Sử dụng phương pháp thống kê mô tả thống kê kiểm định để trình bày kết thực nghiệm sư phạm kiểm định giả thuyết thống kê khác biệt kết học tập hai nhóm đối chứng thực nghiệm [7], [23] Cấu trúc luận văn Luận văn có cấu trúc sau: MỞ ĐẦU NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP THÍ NGHIỆM Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG: “NHỮNG ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM KẾT LUẬN Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 1.1 CƠ SỞ TÂM LÍ HỌC 1.1.1 Hoạt động học Hoạt động dạy học chức xã hội loài người Có nhiều kiểu phân loại khác hoạt động học, theo A.V.Petrovski có hai kiểu phân loại chính: học ngẫu nhiên học có chủ định [32] Ở xem xét hoạt động học có chủ định hay gọi học tập Theo tâm lí học hoạt động, hoạt động học hoạt động đặc thù người điều khiển mục đích tự giác lĩnh hội tri thức, kỹ năng, kĩ xảo mới, hình thức hành vi dạng hoạt động định [19] Theo lí thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc gồm nhiều thành phần, có quan hệ tác động lẫn nhau, trình bày theo sơ đồ sau: Động Hoạt động Mục đích Hành động Phương tiện, điều kiện Thao tác Hình 1.1 Cấu trúc tâm lí hoạt động [37] Động học tập kích thích tính tự giác, tích cực thúc đẩy, hình thành trì, phát triển hoạt động học, đưa đến kết cuối thỏa mãn nhu cầu người học Muốn thỏa mãn động cơ, người học phải thực hành động cụ thể nhằm đạt mục đích cụ thể Mỗi hành động thực nhiều thao tác, xếp theo trật tự xác định Ứng với thao tác điều kiện cụ thể phương tiện, công cụ thích hợp Hoạt động dạy có đối tượng hình thành phát triển nhân cách người học Nhưng kết việc học phụ thuộc vào hoạt động học tập học sinh Như vậy, nhiệm vụ GV tổ chức hướng dẫn hoạt động học HS để thông qua học sinh lĩnh hội văn hóa xã hội, tạo phát triển tâm lí, hình thành nhân cách cho HS Cũng mà S.Rassekh (1987) viết “… GV sáng tạo GV biết giúp đỡ HS tiến nhanh chóng đường tự học…” [22] 1.1.2 Tính tích cực hoạt động nhận thức học sinh Chủ nghĩa vật lịch sử xem tính tích cực phẩm chất vốn có người đời sống xã hội Khác với động vật, ngưòi không tiêu thụ sẵn có thiên nhiên cho tồn phát triển xã hội mà chủ động cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội, sáng tạo văn hoá thời đại Hình thành phát triển tính tích cực xã hội nhiệm vụ chủ yếu giáo dục nhằm đào tạo người động, thích ứng góp phần phát triển cộng đồng Có thể xem tính tích cực điều kiện, đồng thời kết phát triển nhân cách trẻ trình giáo dục [47] Tính tích cực người biểu hoạt động Tính tích cực trẻ biểu dạng hoạt động khác nhau: học tập, lao động, thể dục thể thao, vui chơi giải trí, hoạt động xã hội học tập hoạt động chủ đạo lứa tuổi học Trong dạng hoạt động nói trên, tính tích cực bộc lộ với đặc điểm riêng Tính tích cực tượng sư phạm biểu gắng sức cao nhiều mặt hoạt động học tập Học tập trường hợp riêng nhận thức Vì vậy, nói đến tính tích cực nói tới tính tích cực học tập, thực chất nói đến tính tích cực nhận thức Tính tích cực trạng thái hoạt động nhận thức học sinh đặc trưng khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ nghị lực cao trình nắm vững tri thức [24] Khác với trình nhận thức nghiên cứu khoa học, trình nhận thức học tập không nhằm phát điều loài người chưa biết chất, tính quy luật tượng khách quan mà nhằm lính hội tri thức mà loài người tích luỹ Tuy nhiên, học tập, học sinh phải khám phá kiến thức thân mình, dù khám phá lại điều loài người biết, người nắm vững mà giành hoạt động thân Học sinh thông hiểu ghi nhớ trải qua hoạt động nhận thức tích cực mình, em phải có cố gắng trí tuệ.[1], [30], [24] 1.1.3 Những biểu tính tích cực hoạt động nhận thức Có trường hợp tính tích cực học tập biểu hoạt động bắp quan trọng biểu hoạt động trí tuệ Hai hình thức thường liền nhau, song hoạt động hăng hái bắp mà đầu óc không suy nghĩ chưa phải tích cực học tập Có thể nêu dấu hiệu tính tích cực là: - Học sinh khao khát tự nguyện tham gia câu trả lời câu hỏi giáo viên Bổ sung câu trả lời bạn, thích phát biểu ý kiến vấn đề nêu - Học sinh hay nêu thắc mắc, đòi hỏi phải giải thích cặn kẽ vấn đề giáo viên trình bày chưa đủ rõ - Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt kiến thức, kỹ học để nhận thức vấn đề - Học sinh mong muốn đóng góp với thầy, với bạn thông tin lấy từ nguồn khác nhau, có vượt phạm vi học, môn học Ngoài biểu mà giáo viên dễ nhận thấy nói trên, có biểu mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn, thờ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc nhiên buồn chán trước nội dung học tìm lời giải thích hay cho tập khó Những dấu hiệu biểu khác cá thể học sinh, bộc lộ rõ lớp dưới, kín đáo lớp G.I Sukina (1979) phân biệt biểu tính tích cực học tập mặt ý chí: - Tập trung ý vấn đề học - Kiên trì làm cho xong tập - Không nản trước tình khó khăn - Thái độ phản ứng tiếc rẻ học kết thúc Có thể phân biệt cấp độ biểu tính tích cực từ thấp đến cao: bắt chước, tìm tòi, sáng tạo Bắt chước: học sinh bắt chước hành động, thao tác giáo viên, bạn bè Trong hành động phải có cố gắng thần kinh bắp Tìm tòi: học sinh độc lập, tự lực giải tập nêu ra, mò mẫm cách giải khác để tìm cho lời giải hợp lí Sáng tạo: học sinh nghĩ cách giải mới, độc đáo, đề xuất giải pháp có hiệu quả, có sáng kiến lắp đặt thí nghiệm để chứng minh học Dĩ nhiên, mức độ sáng tạo học sinh có hạn mầm mống sáng tạo sau 1.1.4 Sự cần thiết việc tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh 1.1.4.1 Khái niệm tích cực hóa Theo Thái Duy Tuyên: “Tích cực hóa tập hợp hoạt động nhằm chuyển vị trí người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu học tập” [43] Tính tích cực nhận thức hoạt động học tập liên quan trước hết đến động học tập Động tạo hứng thú Hứng thú tiền đề tự giác, tự giác hứng thú hai yếu tố tâm lí tạo nên tính tích cực [21], [27] Như trình dạy học (QTDH ) muốn tích cực hóa hoạt động nhận thức HS, người dạy có nhiệm vụ tổ chức, điều khiển đưa học sinh vào trạng thái tích cực, chủ động hoạt động học tập Làm cho HS có nhận thức đắn nhiệm vụ học tập mình, có thái độ học tập tốt, từ tâm hoàn thành tốt toán nhận thức trình học tập Trong QTDH người GV với vai trò tổ chức, hướng dẫn, tạo điều kiện cần thiết để kích thích hoạt động học tập HS, việc nắm vững kiến thức diễn tùy theo mức độ biểu lộ tính tích cực trí tuệ lòng ham hiểu biết, tư chất trí tuệ em [24] 1.1.4.2 Sự cần thiết việc tích cực hóa hoạt động nhận thức HS Đổi PPDH nhiệm vụ có tính thời nghành giáo dục Để đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu ngày cao xã hội nhà trường cần phải đào tạo người biết tự học, tự tìm kiếm tri thức cho thân Điều có nghĩa dạy học cần phải chuyển từ việc truyền thụ kiến thức sang việc hình thành lực hoạt động tự lực cho HS Tích cực hóa hóa hoạt động nhận thức HS biện pháp kích thích, phát huy khả tự học – người Thế mà tự học nguồn gốc sáng tạo trình tự học tư độc lập, tư phê phán, tư sáng tạo nảy nở phát triển “Mỗi người cần sáng tạo tư sáng tạo tài nguyên người, nguồn gốc sinh giàu có , thịnh vượng quốc gia, gia đình” [43] Như tích cực hóa vừa biện pháp để thực nhiệm vụ dạy học, đồng thời góp phần rèn luyện cho học sinh phẩm chất người lao động mới: Tự chủ, động, sáng tạo Đó mục tiêu mà nhà trường phải luôn hướng tới Vật lí môn thực nghiệm, nên việc đổi PPDH yêu cầu riêng Cần thay đổi cách truyền thụ chiều, khoa học thực nghiệm nên hiểu biết vật lí không đơn nắm công thức, khái niệm, suy diễn logic mà phải có trải nghiệm định Do đó, đổi PPDH vật lí phổ thông cần hướng tới việc tạo điều kiện cho học sinh tự chiếm lĩnh kiến thức thông qua hoạt động thực nghiệm, thông qua việc giải vấn đề thực tế Dạy học vật lí phải kích thích hứng thú học tập HS làm cho HS thấy ý nghĩa việc học vật lí đời sống, thực tiễn thân HS Sau học vật lí HS thường có quan niệm sai lạc khái niệm, tượng, điều kiện áp dụng định luật… Vì tích cực hóa hoạt động nhận thức HS biện pháp nhằm khuyến khích học sinh tự bộc lộ quan niệm riêng khái niệm, tượng, điều kiện để vận dụng định lí, định luật…ngay học tự giác tích cực tham gia hoạt động nhận thức để khắc phục sai lạc Xuất phát từ yêu cầu chung nghành, yêu cầu riêng môn muốn thực yêu cầu đổi PPDH QTDH cần thiết có tác động bên vào nhận thức, tình cảm, ý chí HS để tạo điều kiện kích thích tính tích cực hoạt động nhận thức HS Sự tác động yếu tố bên phải kích thích vào tính tích cực bên HS, có HS có thái độ tích cực trình nhận thức làm cho kết học tập nâng cao Tuy nhiên tác động bên gây tác động tiêu cực đến trình nhận thức, phương hại đến kết học tập HS Thái độ tích tích cực hay tiêu cực phụ thuộc vào tâm trạng chủ quan HS Vì GV với vai trò tổ chức, điều khiển cần tìm phương pháp thích hợp, cần tạo nhu cầu nhận thức để hình thành học sinh trạng thái tích cực học tập, hạn chế yếu tố ảnh hưởng tiêu cực thái độ học tập HS Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức người học vấn đề cần thiết việc nâng cao hiệu học tập Do nhiệm vụ quan trọng người dạy phải khơi dậy lòng ham học, nhu cầu học tác động sư phạm tích cực dựa vào phương pháp sư phạm hợp lí sở tâm lí học sinh 1.1.5 Tác dụng tập thí nghiệm việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức cho HS Với ưu vừa tập vừa thí nghiệm nên tập thí nghiệm có nhiều tác dụng ảnh hưởng tích cực đến hoạt động nhận thức học sinh 1.1.5.1 Tạo tò mò, ham hiểu biết Một ưu tập thí nghiệm gây tò mò, ham hiểu biết HS Tham gia thực thí nghiệm vật lí cách để học sinh trải nghiệm thực tế, thực thí nghiệm xuất mẽ , bất ngờ… gây tò mò, ngạc nhiên kích thích hứng thú học tập Tuy nhiên tất tạo hứng thú cho HS, gây hứng thú cho HS có liên quan với biết, có ý nghĩa, nằm lực nhận thức Đối với cũ, biết muốn gây hứng thú phải trình bày theo lối mới, phối hợp liên hệ không gây nên nhàm chán Trong lập phương án để tiến hành thí nghiệm HS thường dự đoán trình diễn tượng hay kết thí nghiệm Nếu kết thí nghiệm diễn dự kiến làm cho HS tin tưởng vào phù hợp lí thuyết thực nghiệm Nếu thí nghiệm xảy không dự đoán, tượng hoàn toàn lạ, gây nên ngạc nhiên thú vị, thu hút em tìm lời giải thích Cái mẽ, kì lạ lôi HS kích thích trí tưởng tượng trẻ, thúc đẩy trẻ phát triển kĩ nhận thức Khi giải tập thí nghiệm, lạ trái với suy nghĩ thông thường HS làm cho em phải suy nghĩ điều vừa xảy thí nghiệm xa liên hệ đến vật, tượng xảy tự nhiên Các câu hỏi sao, tự nhiên hình thành đầu óc trẻ: Tại tượng lại xảy thế? Hiện tượng bị chi phối qui luật nào? Có thể giải thích chúng không từ tạo cho HS nhu cầu giải thích, nhu cầu học tập Như vậy, mới, kì lạ, diễn không với dự kiến HS yếu tố gây tình có vấn đề tư duy, kích thích tò mò ham hiểu biết HS 1.1.5.2 Làm bộc lộ quan niệm sai lệch học sinh Các tượng vật lí xảy giới xung quanh phong phú, biểu hiện tượng chịu ảnh hưởng yếu tố gây nhiễu, nên thường khó nhận thức rõ ràng Nhận thức HS tượng vật lí thu nhận từ nhiều kênh thông tin khác nên thường có quan niệm sai lệch Không quan niệm sai lệch số tượng mà sai lệch xảy tiếp nhận kiến thức (các định lí, định luật ), không hiểu kĩ tiếp nhận kiến thức cách áp đặt, thụ động, thiếu biện chứng Các quan niệm sai lệch học sinh thường hình thành cách tự phát trình giao lưu hoạt động khắc sâu tạo thành vốn hiểu biết em, nên quan niệm có tính bền vững Hiểu quan niệm sai lệch nguyên nhân gây nhiệm vụ giáo viên việc hình thành quan niệm khoa học đắn cho HS Thí nghiệm phương tiện trực quan có vai trò thay việc phát khắc phục quan niệm sai lệch học sinh [13], [15], 44] Vì việc giải tập thí nghiệm đường để phát quan niệm sai lệch từ có biện pháp thích hợp để bác bỏ chúng Khi giải tập thí nghiệm có tượng xảy không với suy nghĩ “thường ngày” HS, tạo tình có vấn đề tư Sự “bất thường” thí nghiệm kích thích HS tìm cách lí giải từ bổ sung thay đổi quan niệm sai lệch vốn có cách sâu sắc 1.1.5.3 Rèn luyện thao tác tư cho học sinh Để giải tập thí nghiệm, HS buộc phải thực nhiều bước phân tích kiện đề bài, tự lập luận xây dựng phương án thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ thích hợp, tiến hành thí nghiệm, phân tích kết thí nghiệm thu được, rút kết luận, khái quát kết nên lực tư phát triển, tinh thần tự lực nâng cao, tính kiên trì óc sáng tạo phát triển Giải tập thí nghiệm không rèn luyện thao tác chân tay cho HS mà quan trọng rèn luyện thao tác trí tuệ Mặt khác tập thí nghiệm giúp giáo viên không uốn nắn thao tác chân tay quan sát mà uốn nắn điều chỉnh thao tác trí tuệ vốn diễn óc học sinh thông qua kết thí nghiệm [37] Do tính đa dạng, nhiều mức độ phức tạp khác nên giải tập thí nghiệm điều kiện tốt để học sinh rèn luyện kĩ tư duy: so sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa….các suy lí diễn dịch, qui nạp, tương tự Hơn tập thí nghiệm phương tiện tốt để rèn luyện lực quan sát sáng tạo cho HS Kiến thức vật lí trường phổ thông kiến thức mà loài người biết, hoàn toàn mẻ học sinh Giải tập thí nghiệm, việc phải vận dụng số kiến thức học, học sinh bắt buộc phải đưa ý kiến mới, giải pháp thân Khi giải tập thí nghiệm tưởng tượng tái tạo, tưởng tượng sáng tạo có hội phát triển Ví dụ dựa mô tả phương án thí nghiệm mà học sinh hình dung bước, dụng cụ mà trước HS chưa biết, sở học sinh đưa dụng cụ khác, phương án khác hay HS từ kết thí nghiệm đạt để áp dụng cho hình mẫu khác thực tiễn sống…Như tham gia giải tập thí nghiệm HS có hội để phát huy óc sáng tạo trình nhận thức tích cực Nếu ý tưởng sáng tạo HS đề xuất vận hành tạo cho em tự tin, có thái độ tốt môn học 1.1.5.4 Tạo điều kiện cho học sinh tiếp cận với phương pháp thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm phương pháp đặc trưng vật lí Học vật lí mà không thực hành, theo cách nói Jean Piaget là: “… học bơi cách nhìn người khác bơi mà không rời khỏi ghế đặt bến” [31] Khi giải tập thí nghiệm HS phải quan sát tượng, xác định chất, loại bỏ không chất, tiếp xúc, sử dụng, thiết kế, chế tạo dụng cụ đơn giản, tạo điều kiện để HS tham gia tích cực thao tác, chân tay, trí óc phục vụ cho hoạt động học Ngoài ra, giải tập thí nghiệm HS phải trải qua giai đoạn gần giống chu trình sáng tạo khoa học vật lí Nếu toán đưa vấn đề cần giải quyết, HS phải quan sát, xem xét vấn đề đề có liên quan đến kiến thức vật lí biết, đề giả thuyết, hình thành phương án thí nghiệm kiệm kiểm tra (xác định cách giải), tiến hành thí nghiệm kiểm tra Như giải tập thí nghiệm giúp HS tiếp cận với phương pháp thực nghiệm, rèn luyện cách làm việc khoa học, có phương pháp 1.1.5.5 Tạo điều kiện để HS bộc lộ qua phát biểu, trao đổi, tranh luận kết giải tập thí nghiệm Tùy theo lực HS, việc giải tập thí nghiệm mà em đề xuất phương án, lựa chọn dụng cụ thí nghiệm khác dẫn đến kết thí nghiệm khác tạo tranh luận tối ưu phương án mà nhóm lựa chọn, kết thí nghiệm Thông qua tranh luận em bộc lộ khả mình, tìm cách khẳng định rèn luyện khả tư trau dồi, phát triển ngôn ngữ vật lí Bởi vì, giải tập thí nghiệm trình đòi hỏi tư (tư độc lập, tư phê phán, tư sáng tạo) mà “ tư luôn phản ánh mối liện hệ vật thể hình thức lời nói” [34] Mặt khác, thực thí nghiệm tìm mối liện hệ vật, tượng cần phải trình bày phương án, mô tả diễn biến kết thí nghiệm, rút kết luận, thông qua ngôn ngữ nói viết nên tạo điều kiện tốt cho học sinh rèn luyện phát triển ngôn ngữ để bảo vệ kiến 1.1.5.6 Tạo điều kiện xây dựng tình cảm trí tuệ cho học sinh Bài tập thí nghiệm thường tiềm ẩn điều “bất ngờ” gây ngạc nhiên cho HS, mà “ trình nhận thức, tình cảm ngạc nhiên mang tính chất vui sướng, điều kèm theo hoạt động hiệu nào” [34] Cái mới, khác với suy nghĩ thông thường em có nhiều loại tập thí nghiệm có chứa yếu tố nghịch lí, loại tập tác nhân kích thích mạnh mẽ đến nhu cầu đòi hỏi phải giải thích vật tượng xảy thí nghiệm, óc tìm tòi, động học tập hình thành cách tự nhiện Việc xây dựng phương án thí nghiệm lại điều kiện để xây dựng tình cảm dự đoán, việc dự đoán kích thích óc tưởng tượng, lực phát vấn đề, kích thích trí sáng tạo HS Các dự đoán thực nghiệm kiểm tra, dự đoán gây tình cảm vững tin cho HS, làm cho em tự tin vào khả mình, khả người việc nhận thức giới Còn không thành công, thí nghiệm làm nảy sinh tình buộc em kiểm tra lại toàn luận điểm, giả thuyết, bước xây dựng phương án, kết thu nghi ngờ, thay đổi định hướng hoạt động Sự động hình thành óc sáng tạo kích thích, tính linh hoạt rèn luyện Nghi ngờ kiểm chứng đặc tính thiếu trình nhận thức, I.P.Paplop tư tưởng khoa học đạt hiệu cần phải nghi ngờ kiểm tra lại [34] Mặt khác việc đo đạc, xử lí số liệu, điều kiện để rèn luyện đức tính cẩn trọng, kiên trì hoạt động nhận thức, công việc Nhìn chung, việc xây dựng tình cảm trí tuệ cho HS tập thí nghiệm có nhiều ưu so với dạng tập khác 1.2 CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC 1.2.1 Bài tập thí nghiệm vật lí 1.2.1.1 Khái niệm Theo Nguyễn Thượng Chung: “Bài tập thí nghiệm loại tập đòi hỏi học sinh phải vận dụng cách tổng hợp kiến thức lí thuyết thực nghiệm, kĩ hoạt động trí óc chân tay, vốn hiểu biết vật lí, kĩ thuật, thực tế đời sống…để tự xây dựng phương án, lưa chọn phương tiện, xác định điều kiện thích hợp, tự thực thí nghiệm theo qui trình, qui tắc để thu thập xử lí kết nhằm giải cách khoa học, tối ưu toán cụ thể đặt ra” [6] Theo Nguyễn Đức Thâm: “Bài tập thí nghiệm tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lí thuyết để tìm số liệu cần thiết cho việc giải tập”[37] Bài tập thí nghiệm có ưu vừa tập vừa thí nghiệm đo sử dụng tập thí nghiệm hợp lí đạt mục đích gây hứng thú học tập cho học sinh, kích thích tính tích cực, tự lực, phát triển óc sáng tạo, gắn lí thuyết với thực hành, góp phần vào việc nâng cao hiệu học tập 1.2.1.2 Bài tập thí nghiệm chức lí luận dạy học  Củng cố trình độ xuất phát tri thức kĩ cho HS: Việc củng cố trình độ xuất phát tri thức kĩ cho HS chức QTDH Để thực chức người dạy sử dụng nhiều phương tiện khác nhau, có tập thí nghiệm Đây phương tiện vừa kiểm tra trình độ lí thuyết vừa kiểm tra kĩ thực hành Tuy nhiên sử dụng chúng đòi hỏi phải có thời gian muốn giải tập thí nghiệm, việc vận dụng vốn kiến thức có vào tình cụ thể toán, HS phải xây dựng phương án, tiến hàmh thí nghiệm rút kết luận khó sử dụng đầu học Muốn sử dụng chúng tập có thí nghiệm ngắn gọn, có nội dung phương pháp gắn liền với học [44], giao trước cho HS tập thí nghiệm để HS thực nhà, đến lớp giáo viên kiểm tra tri thức kĩ có liên quan, chưa giải trả lời Cũng cần lưu ý việc kiểm tra đầu không nên nặng đánh giá nhằm tạo tâm lí thuận lợi vào nội dung Ví dụ : trước dạy điện trở phụ dụng cụ đo điện đưa tập sau: mạch điện gồm bóng đèn D mắc nối tiếp với điện trở R mắc vào nguồn điện có hiệu điện không đổi U Với đoạn dây dẫn điện trở R’ làm để đèn tắt, đèn sáng mạnh lên, đèn sáng yếu mà không thay đổi nguồn U, ngắt mạch, thay đổi vị trí đèn R? Bài tập thí nghiệm đặt cho HS vấn đề hoàn toàn giải được, thực chất củng cố lại kiến thức tính chất đoạn mạch mắc song song, nối tiếp, đoản mạch mà HS học học trước Nội dung kiến thức trình bày theo hình thức để không gây nhàm chán cho HS, đồng thời đòi hỏi HS cố gắng định  Hình thành tri thức kĩ cho học sinh: giải loại tập này, tượng vật lí xảy tiến hành bước thí nghiệm đại diện thực tiễn nên có tác dụng tốt HS vấn đề áp dụng tri thức học vào việc giải nhiệm vụ thực tế sống Thông qua quan sát có định hướng thí nghiệm giúp HS cảm giác, tri giác vật, tượng rõ ràng hơn, nói cách khác giúp cho nhận thức cảm tính phát triển Song song với nó, kĩ khác trình nhận thức lí tính phát triển tập thí nghiệm loại tập không rèn luyện kĩ thao tác tay chân mà rèn tốt kĩ thao tác trí tuệ Ngoài ra, tập thí nghiệm đơn giản, có tính bất ngờ kết thí nghiệm mâu thuẫn với kiến thức biết, diễn tượng bất ngờ gây ngạc nhiên cho HS vận dụng thích hợp tạo tình có vấn đề, tạo tâm tốt cho học sinh học Ví dụ: Trước học phụ thuộc điện trở vật dẫn vào nhiệt độ, cho học sinh làm thí nghiệm sau: Dùng Ohm kế xác định điện trở bóng đèn tròn có số ghi 220V – 100W Hãy giải thích kết đo thực nghiệm kết tính toán lí thuyết từ công thức: R  U 02 P0 Kết thí nghiệm đo khác hoàn toàn kết tính từ lí thuyết Bài toán thí nghiệm tạo HS tâm lí nghi nghờ mâu thuẩn lí thuyết thực nghiệm (30  & 484 ) tạo tình có vấn đề, kích thích HS muốn tìm hiểu Đó hội tốt để định hướng mục đích nghiện cứu thông qua việc đề xuất vấn đề nghiên cứu  Ôn luyện, củng cố tri thức kĩ cho HS: Đây chức trội tập thí nghiệm, dùng BTTN phương tiện ôn luyện, vận dụng kiến thức học vào tình biết, có biến đổi, tình lạ theo yêu cầu lực tư tăng dần theo mức độ nhận thức tăng dần Bloom sau: Ở mức độ yêu cầu tái lại kiến thức liên quan đến học, tập thí nghiệm tương tự với thí nghiệm sử dụng học, Q2 HS vận dụng kiến thức học để giải cách dễ dàng Hoặc P1 tập thí nghiệm đơn giản yêu cầu mức độ “nhận biết” Ví dụ: Bài toán giải thích tượng dùng nguồn điện mắc Q P2 nối tiếp ampe kế nhạy mắc vào chốt P1 P2 & R1 R2 vật dẫn hình hộp chữ nhật hình vẽ số am pe kế khác nhau? Ở mức độ cao hiểu vận dụng, HS muốn giải cần nắm vững kiến thức, biến đổi để tìm mối liên hệ, kết nối liệu, số liệu, định nghĩa khả áp dụng kiện , khái niệm…vào hoàn cảnh điều kiện Ví dụ: Để truyền điện từ hai hai địa điểm A, B cách 10km người ta dùng dây dẫn đôi có điện trở tổng cộng 200  Do bão dây dẫn bị đứt nên mạch điện bị đoản mạch Nêu phương án để xác định khoảng cách từ A đến nơi dây bị đứt đoản mạch mà không cần kiểm tra dọc đường đến nơi Bài toán tình thực tế kích thích tính tò mò HS Để giải toán HS phải hướng suy nghĩ bước sau: đoản mạch, mạch điện nào? Khoảng cách liên quan đến chiều dài dây dẫn chiều dài dây liên quan đến điện trở dây nào? Xác định điện trở dây dẫn cách sử dụng dụng cụ nào?  Mức độ cao đưa tập thí nghiệm đòi hỏi HS phải có tư sáng tạo (tức có tự lực chuyển tri thức kĩ sang tình mới; nhìn thấy vấn đề điều kiện quen biết “ qui cách”; nhìn thấy chức đối tượng quen biết; nhìn thấy cấu trúc đối tượng nghiện cứu; kĩ nhìn thấy nhiều lời giải; kĩ kết hợp phương thức giải biết thành phương thức giải mới; kĩ sáng tạo phương thức giải độc đáo biết phương thức khác) Đó tập thí nghiệm mà HS phải tự xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện thí nghiệm tiến hành thu thập, xử lí thông tin rút kết luận toán Bài tập mức độ đòi hỏi HS phải có kiến thức lí thuyết, kĩ thuật kĩ thực hành vốn thực tế định Vì tập có phương án giải khác dẫn đến việc lựa chọn dụng cụ khác nên việc thu thập xử lí số liệu không giống Vì đánh giá mức độ sáng tạo thông qua cách giải vấn đề HS, qua phương án mà em lựa chọn thực tối ưu hay chưa điều kiện cho phép Ví dụ: Với lượng nước ấm dây may so, loại dây dùng làm bếp điện nguồn điện lưới hiệu không đổi 220V người ta đun sôi nước ấm với thời gian ngắn Hỏi họ làm nào? Hay: người muốn xác định sức điện động  nguồn điện có điện trở biết r Nhưng có hai ampe kế lí tưởng, nguồn điện khác biết trị số sức điện động biến trở, khóa k dây nối nên loay hoay không xác định  Hãy cho người phương án thí nghiệm để xác định   Tổng kết hệ thống hóa kiến thức: Việc ôn tập khâu thiếu QTDH Ôn tập công việc nhằm củng cố kiến thức, làm cho kiến thức vững lâu bền trí nhớ HS, để HS vận dụng vào việc giải tập ứng dụng vào thực tế sống Ôn tập sở để học sinh tiếp thu kiến thức Tuy nhiên việc ôn tập mà nêu lại công thức, khái niệm học dễ gây nhàm chán cho HS, việc lưa chọn tập thí nghiệm mà việc giải tập phải vận dụng kiến thức chương góp phần làm tăng khả hứng thú học tập Ví dụ: Hãy trình bày phương án tìm giá trị điện trở Rx với dụng cụ sau: Hai ampe kế có thang chia độ khác nhau, điện trở r1  2 Một nguồn điện giá trị (  ; r ); dây nối khóa, k điện trở cần xác định giá trị Rx  Kiểm tra đánh giá trình độ chất lượng tri thức kĩ HS: Vật lí môn khoa học thực nghiệm nên kiểm tra đánh giá kết học tập HS, GV không kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững khái niệm, định luật, tượng vật lí mà phải kiểm tra đánh giá lực vận dụng kiến thức đặc biệt kĩ kĩ xảo thực hành học sinh [40] Bài tập thí nghiệm phương tiện tích cực để đánh giá kĩ quan sát, kĩ thiết kế phương án, kĩ sử dụng dụng cụ thí nghiệm, mô hình, kĩ đo đạc xác định đại lượng, quan trọng sở kiểm tra kĩ thao tác tư thông qua tập thí nghiệm định tính định lượng Tuy nhiên nhiều nguyên nhân việc kiểm tra đánh giá kết học tập HS việc sử dụng tập thí nghiệm chưa sử dụng mà chủ yếu tập tự luận, tập trắc nghiệm khách quan Việc kiểm tra đánh khiếm khuyết rõ ràng chưa thực thích hợp với đặc trưng môn Để đưa thí nghiệm tập thí nghiệm vào kiểm tra đánh giá cần phải tiến hành thí nghiệm dạy học cho HS giải tập thí nghiệm Muốn GV phải soạn hệ thống tập thí nghiệm theo mức độ định tính định lượng để HS thực Ví dụ a: Một hộp đen hình vẽ, ta mắc cực dương nguồn điện 12V vào chốt cực âm vào chốt mắc ampe kế vào hai chốt 3, am pe kế dòng điện giảm dần Nếu đảo cực nguồn điện tức mắc cực dương nguồn điện vào chốt cực âm vào chốt lúc am pe kế số không Trong trường hợp đơn giản nhất, hộp đen chứa linh kiện nào? Ví dụ b: Một hộp đen có ba đầu A,B,C có chứa nguồn điện có sức điện động  , điện trở r điện trở R1 Một vôn kế ampe kế lí tưởng, điện trở R  10 B A C [...]... tích cực dựa vào phương pháp sư phạm hợp lí trên cơ sở tâm lí của học sinh 1.1.5 Tác dụng của bài tập thí nghiệm trong việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức cho HS Với ưu thế vừa là bài tập vừa là thí nghiệm nên bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng ảnh hưởng tích cực đến hoạt động nhận thức của học sinh 1.1.5.1 Tạo sự tò mò, ham hiểu biết Một trong các ưu thế của bài tập thí nghiệm là có... tích cực nhận thức trong hoạt động học tập liên quan trước hết đến động cơ học tập Động cơ đúng tạo ra hứng thú Hứng thú là tiền đề của tự giác, tự giác và hứng thú là hai yếu tố tâm lí tạo nên tính tích cực [21], [27] Như vậy trong quá trình dạy học (QTDH ) muốn tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, người dạy có nhiệm vụ tổ chức, điều khiển đưa học sinh vào trạng thái tích cực, chủ động trong các hoạt. .. pháp thích hợp, cần tạo ra nhu cầu nhận thức để hình thành ở học sinh trạng thái tích cực trong học tập, hạn chế các yếu tố ảnh hưởng tiêu cực đối với thái độ học tập của HS Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của người học là vấn đề cần thiết của việc nâng cao hiệu quả học tập Do vậy nhiệm vụ quan trọng của người dạy là phải khơi dậy lòng ham học, nhu cầu học bằng các tác động sư phạm tích cực. .. tạo của học sinh là có hạn nhưng đó là mầm mống của sự sáng tạo sau này 1.1.4 Sự cần thiết của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 1.1.4.1 Khái niệm tích cực hóa Theo Thái Duy Tuyên: Tích cực hóa là một tập hợp các hoạt động nhằm chuyển vị trí người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập [43] Tính tích. .. thế hơn so với các dạng bài tập khác 1.2 CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC 1.2.1 Bài tập thí nghiệm vật lí 1.2.1.1 Khái niệm Theo Nguyễn Thượng Chung: Bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi học sinh phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các kĩ năng hoạt động trí óc và chân tay, vốn hiểu biết về vật lí, kĩ thuật, và thực tế đời sống…để tự mình xây dựng phương án, lưa chọn... tác động của các yếu tố bên ngoài phải kích thích vào tính tích cực bên trong của HS, có như vậy HS mới có thể có thái độ tích cực đối với quá trình nhận thức và làm cho kết quả học tập được nâng cao Tuy nhiên tác động bên ngoài cũng có thể gây tác động tiêu cực đến quá trình nhận thức, phương hại đến kết quả học tập của HS Thái độ tích tích cực hay tiêu cực này phụ thuộc vào tâm trạng chủ quan của HS... vận dụng định lí, định luật…ngay trong giờ học và do đó tự giác và tích cực tham gia hoạt động nhận thức để khắc phục những sai lạc đó Xuất phát từ yêu cầu chung của nghành, yêu cầu riêng của bộ môn muốn thực hiện được yêu cầu đổi mới PPDH trong QTDH cần thiết có sự tác động bên ngoài vào nhận thức, tình cảm, ý chí của HS để tạo điều kiện kích thích tính tích cực hoạt động nhận thức của HS Sự tác động. .. các hoạt động học tập Làm cho HS có nhận thức đúng đắn về nhiệm vụ học tập của mình, có thái độ học tập tốt, từ đó quyết tâm hoàn thành tốt nhất các bài toán nhận thức trong quá trình học tập Trong QTDH người GV với vai trò tổ chức, hướng dẫn, tạo điều kiện cần thiết để kích thích hoạt động học tập của HS, còn việc nắm vững kiến thức thì diễn ra tùy theo mức độ biểu lộ tính tích cực trí tuệ và lòng... thế vừa là bài tập vừa là thí nghiệm do đo nếu sử dụng bài tập thí nghiệm hợp lí thì có thể đạt được mục đích gây hứng thú học tập cho học sinh, kích thích tính tích cực, tự lực, phát triển óc sáng tạo, gắn lí thuyết với thực hành, góp phần vào việc nâng cao hiệu quả học tập 1.2.1.2 Bài tập thí nghiệm trong các chức năng lí luận dạy học  Củng cố trình độ xuất phát về tri thức và kĩ năng cho HS: Việc... nghiệm định tính và định lượng Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS việc sử dụng bài tập thí nghiệm chưa được sử dụng mà chủ yếu là các bài tập tự luận, hoặc thi thoảng bài tập trắc nghiệm khách quan Việc kiểm tra đánh giá như vậy vẫn còn khiếm khuyết và rõ ràng chưa thực sự thích hợp với đặc trưng của bộ môn Để đưa thí nghiệm hoặc bài tập thí nghiệm vào kiểm tra