Tổ chức dạy học chương “cảm ứng điện từ” lớp 11 theo phương pháp thực nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Thùy Vân TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” LỚP 11 THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Tp Hồ Chí Minh – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Thùy Vân TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” LỚP 11 THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học môn vật lý Mãsố: 60 14 01 11 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN LÂM DUY Tp Hồ Chí Minh – 2013 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hoàn thành luận văn này, nhận quan tâm, động viên giúp đỡ lớn từ quý Thầy cô, đồng nghiệp, gia đình bạn bè Tôi xin đượcbày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến: Thầy TS Nguyễn Lâm Duy, người trực tiếp hướng dẫn mặt chuyên môn, tận tâm, tận tình dạy, truyền đạt kinh nghiệm, người động viên giúp đỡ vượt qua khó khăn suốt trình thực luận văn Quý thầy cô Khoa Vật Lý, trường Đại học Sư phạm TP.HCM tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất ý kiến đóng góp chân tình để hoàn thiện luận văn Ban giám hiệu, quý Thầy cô tổ Vật Lý trường THPT Nguyễn Trãi, Châu Đức, Bà Rịa Vũng Tàu tạo điều kiện, quan tâm giúp đỡ trình thực nghiệm sư phạm Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè thân hữu hết lòng quan tâm, động viên, cổ vũ giúp đỡ học tập, nghiên cứu giúp có thêm nghị lực để hoàn thành luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 08 năm 2013 Tác giả luận văn NGUYỄN THỊ THÙY VÂN MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Giả thuyết khoa học đề tài Nhiệm vụ cần nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 10 1.1 Hoạt động nhận thức HS 10 1.2 Những vấn đề lý luận phương pháp thực nghiệm (PPTN) 11 1.2.1 Quá trình nhận thức vật lý[18] 11 1.2.2 Sự đời PPTN 11 1.2.3 Nội dung PPTN 13 1.2.4 Khả vận dụng PPTN vào dạy học vật lý THPT 14 1.3 PPTN dạy học vật lý 16 1.3.1 Mục tiêu dạy học vai trò PPTN thực mục tiêu dạy học 16 1.3.2 Nội dung PPTN dạy học vật lý 17 1.3.3 Các giai đoạn PPTN mức độ hoạt động giai đoạn PPTN[18], [16] 18 1.3.4 Các mức độ sử dụng PPTN dạy học vật lý 21 1.3.5 Những hoạt động GV HS dạy học theo giai đoạn PPTN 25 1.4 Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức HS 28 1.4.1 Tính tích cực hoạt động nhận thức 28 1.4.2 Biểu tính tích cực hoạt động nhận thức 29 1.4.3 Mức độ tích cực nhận thức 30 1.4.4 Nguyên nhân tính tích cực nhận thức 30 1.4.5 Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức HS 31 1.4.6 Quan hệ PPTN việc phát huy tính tích cực nhận thức HS 32 1.5 Phát triển lực sáng tạo HS 32 1.5.1 Năng lực lực sáng tạo 32 1.5.2 Các biểu lực sáng tạo 35 1.5.3 Các biện pháp hình thành phát triển lực sáng tạo HS 36 1.5.4 Quan hệ PPTN việc phát triển lực sáng tạo HS 37 1.6 Kết luận 37 CHƯƠNG 2: SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ 11 THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 39 2.1 Mục tiêu chương trình vật lý THPT [5] 39 2.1.1 Về kiến thức 39 2.1.2 Về kỹ 40 2.1.3 Về thái độ 40 2.1.4 Mục tiêu chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 40 2.2 Thực tiễn dạy học chương “Cảm ứng điện từ” số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu 41 2.2.1 Mục đích điều tra 41 2.2.2 Phương pháp điều tra 41 2.2.3 Kết điều tra 42 2.2.4 Những biện pháp khắc phục khó khăn HS thông qua việc tổ chức cho HS hoạt động nhận thức theo giai đoạn PPTN 42 2.3 Phân tích nội dung chương cảm ứng điện từ vật lý lớp 11 43 2.3.1 Cấu trúc nội dung 43 2.3.2 Lôgic phát triển nội dung 44 2.3.3 Phân tích nội dung khó khăn dạy học chương cảm ứng điện từ 45 2.4 Cải tiến, thiết kế xây dựng thiết bị thí nghiệm chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 49 2.4.1 Các thí nghiệmvề tượng cảm ứng điện từ 50 2.4.2 Các thí nghiệm định luật Lenz chiều dòng điện cảm ứng 55 2.4.3 Các thí nghiệm dòng điện Foucault 56 2.4.4 Các thí nghiệm suất điện động cảm ứng 60 2.4.5 Các thí nghiệm tượng tự cảm 60 2.5 Soạn thảo tiến trình dạy học chương cảm ứng điện từ vật lý 11 theo giai đoạn PPTN 62 2.5.1 Đơn vị kiến thức khái niệm từ thông tượng cảm ứng điện từ 62 2.5.2 Đơn vị kiến thức định luật Lenz chiều dòng điện cảm ứng 71 2.5.3 Đơn vị kiến thức dòng điện Foucault 77 2.5.4 Đơn vị kiến thức suất điện động cảm ứng [phụ lục 2.3] 82 2.5.5 Đơn vị kiến thức tượng tự cảm [phụ lục 2.4] 82 2.6 Kết luận chương 82 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm (TNSP) 83 3.2 Đối tượng TNSP 83 3.3 Phương pháp TNSP 84 3.4 Công tác chuẩn bị cho việc TNSP 84 3.5 Phân tích đánh giá kết TNSP 85 3.5.1 Các tiêu chí đánh giá kết TNSP 85 3.5.2 Phân tích đánh giá diễn biến học trình TNSP 86 3.6 Xử lý kết TNSP 102 3.6.1 Nội dung kiểm tra tiết đáp án 102 3.6.2 Xử lý kết TNSP lớp thực nghiệm 102 3.6.3 Xử lí kết học tập lớp TN lớp ĐC 104 3.7 Kết luận chương 107 KẾT LUẬN 109 KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG MỞ RỘNG ĐỀ TÀI 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 PHỤ LỤC 114 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh NXB Nhà xuất PPTN Phương pháp thực nghiệm SGK Sách giáo khoa SPSS Statistical Package for Social Sciences (phần mềm chuyên ngành thống kê) THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm TS Tiến sĩ MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đất nước ta thời kì công nghiệp hóa, đại hóa hội nhập quốc tế, việc đào tạo nguồn nhân lực phục vụ cho phát triển đất nước quan trọng Để đáp ứng yêu cầu đó, ngành giáo dục vào đào tạo bước đổi mạnh mẽ nội dung phương pháp dạy học, đặc biệt đổi phương pháp dạy học Chỉ có đổi phương pháp dạy học, tạo đổi thật giáo dục, đào tạo lớp người động, sáng tạo, có tiềm cạnh tranh trí tuệ bối cảnh nhiều nước giới hướng tới kinh tế tri thức Điều 28.2 Luật giáo dục ghi: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo HS; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS…”[5] Hay nói cốt lõi đổi dạy học hướng tới hoạt động học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động Quán triệt tinh thần đổi nói trên, việc nghiên cứu phương pháp giáo dục tích cực, tìm biện pháp phù hợp với hoàn cảnh, với đối tượng HS để vừa nâng cao chất lượng dạy học vừa phát huy tính tích cực sáng tạo HS vấn đề cấp thiết giáo viên (GV) nói chung người nghiên cứu giáo dục nói riêng Một phương hướng đổi phương pháp quan trọng việc dạy môn khoa học trường phổ thông nghiên cứu vận dụng phương pháp nghiên cứu môn khoa học vào dạy học, cho tổ chức trình học tập HS giống trình tìm tòi nhà khoa học[18] Đối với vật lý học, phương pháp thực nghiệm (PPTN) phương pháp đặc trưng quan trọng PPTN biết đến giới Việt Nam lâu Tuy nhiên, năm gần đây, PPTN nghiên cứu cách cụ thể, đầy đủ với tư cách phương pháp nhận thức vật lý để vận dụng vào dạy học tác giả Phạm Hữu Tòng [21], Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng [19], [18], Đào Văn Phúc [14], Lê Thị Oanh [13] Việc vận dụng PPTN dạy học vào đề tài cụ thể chương trình vật lý trường phổ thông sinh viên học viên cao học thực đạt số kết định Tuy nhiên, đề tài nghiên cứu áp dụng PPTN vào dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 hạn chế số lượng việc tổ chức cho HS làm thí nghiệm để tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức Các tác giả chủ yếu sử dụng thí nghiệm biểu diễn, HS thực hành thí nghiệm chưa nhiều Tiến trình dạy học chưa kết nối với ứng dụng thực tiễn [23] Với mong muốn đóng góp phần nhỏ vào việc nghiên cứu vận dụng PPTN vào dạy học vật lý nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức góp phần phát triển lực sáng tạo HS, mạnh dạn chọn đề tài“TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” LỚP 11 THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM” làm luận văn nghiên cứu với quan điểm gắn ứng dụng thực tiễn với kiến thức học Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu vận dụng sở lý luận PPTN vào dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức góp phần phát triển lực sáng tạo HS Giả thuyết khoa học đề tài Nếu tổ chức dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 theo giai đoạn PPTN cách thích hợp tích cực hóa hoạt động nhận thức góp phần phát triển lực sáng tạo HS Nhiệm vụ cần nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận PPTN nghiên cứu dạy học vật lý - Phân tích đặc điểm chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý lớp 11 - Tìm hiểu thực tế việc tổ chức dạy học vật lý trường trung học phổ thông (THPT) theo giai đoạn PPTN - Nghiên cứu phương pháp sử dụng thí nghiệm dạy học vật lý - Nghiên cứu đề xuất biện pháp, kỹ thuật tổ chức dạy học vật lý theo giai đoạn PPTN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức góp phần phát triển lực sáng tạo HS - Soạn thảo tiến trình dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý lớp 11 theo giai đoạn PPTN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức góp phần phát triển lực sáng tạo HS - Thực nghiệm sư phạm Đối tượng phạm vi nghiên cứu Quá trình dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý lớp 11 theo PPTN Phương pháp nghiên cứu • Phương pháp nghiên cứu lý luận:  Nghiên cứu tài liệu PPTN nghiên cứu vật lý dạy học vật lý  Nghiên cứu tài liệu lý luận dạy học, tâm lý học, sở lý luận đổi PPDH, PPTN dạy học vật lý, tài liệu, sách, báo, văn kiện, nghị Trung ương Đảng lĩnh vực giáo dục đào tạo  Nghiên cứu tư liệu nội dung, mục tiêu dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 • Phương pháp điều tra: Tìm hiểu thực tế việc tổ chức dạy học vật lý theo PPTN trường THPT • Phương pháp thực nghiệm:  Thực nghiệm vật lý: Khảo sát thực nghiệm chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11  Thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 theo PPTN  Thực nghiệm phòng thí nghiệm  Ghi hình, khảo sát kết học tập, rút kinh nghiệm dạy, phân tích diễn biến trình thực nghiệm • Phương pháp thống kê toán học Đóng góp đề tài Về lý luận: • Kết nghiên cứu nguồn tài liệu bổ sung cho việc nghiên cứu vận dụng PPTN vào tổ chức dạy học vật lý trường THPT • Làm rõ nội dung giai đoạn PPTN, vận dụng vào dạy học vật lý chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 • Xác định mức độ thích hợp kĩ thuật tổ chức dạy học theo PPTN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức góp phần phát triển lực sáng tạo HS Về nghiên cứu ứng dụng: • Soạn thảo tiến trình dạy học cụ thể chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 • Xây dựng sử dụng số dụng cụ thí nghiệm vào dạy học vật lý chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 • Tích cực hóa hoạt động nhận thức góp phần phát triển lực sáng tạo HS CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Hoạt động nhận thức HS Để tồn phát triển người không ngừng cải tạo mối quan hệ giới bên ngoài, tức phải hoạt động Bằng hoạt động hoạt động, cá nhân tự hoàn thiện mặt Trong trình hoạt động, người phải nhận thức – trình phản ánh thực xung quanh thực thân mình, sở tỏ thái độ, tình cảm hành động Tâm lý học đại cho rằng: việc nhận thức giới, người đạt tới mức độ nhận thức khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp Mức độ thấp ban đầu nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác tri giác, người phản ánh vào não biểu bên vật khách quan, tác động trực tiếp vào giác quan Mức độ cao gọi nhận thức lý tính hay gọi tư duy, người phản ánh vào óc thuộc tính chất bên vật, mối quan hệ có tính quy luật Dựa liệu cảm tính, người thực thao tác trí tuệ: phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa…để rút tính chất, chất chung đối tượng nhận thức xây dựng thành khái niệm Mỗi khái niệm diễn đạt từ ngữ Mối quan hệ thuộc tính vật chất biểu thị mối quan hệ khái niệm dạng mệnh đề, phán đoán Đến đây, người tư khái niệm Sự nhận thức không dừng lại phản ánh thuộc tính vật, tượng khách quan mà thực phép suy luận để rút kết luận mới, dự đoán tượng thực tiễn Nhờ mà tư có tính sáng tạo, mở rộng hiểu biết vào việc cải tạo giới khách quan phục vụ lợi ích người Đó qui luật chung trình nhận thức chân lý, V.I Lênin rõ: “Từ trực quan sinh động đến tư trừu tượng từ tư trừu tượng đến thực tiễn, đường biện chứng nhận thức chân lý, nhận thức thực khách quan …” [2], [18], [7] Đối với HS, hoạt động chủ yếu em học tập Thông qua hoạt động này, em chiếm lĩnh kiến thức, hình thành phát triển lực trí tuệ quan điểm đạo đức, thái độ Trong hoạt động học tập nói chung, học tập vật lý nói riêng, HS tìm – khái niệm, định luật vật lý… Nhưng không 10 làm phong phú thêm cho kho tàng kiến thức nhân loại mà cho thân mình, loài người tích lũy, đặc biệt GV biết Việc khám phá HS diễn khoảng thời gian ngắn lớp, với dụng cụ sơ sài, đơn giản điều kiện trang thiết bị trường phổ thông Đặc biệt, khám phá diễn đạo, hướng dẫn giúp đỡ GV Do đó, hoạt động nhận thức HS diễn tương đối thuận lợi, không quanh co gập ghềnh hoạt động nhà khoa học Cũng mà thường dễ dẫn đến sai lầm GV thông báo cho HS mà không tổ chức cho HS tự khám phá để tìm Để tổ chức tốt hoạt động nhận thức HS, GV cần sử dụng biện pháp nhằm phát huy tính tự giác, tích cực, chủ động hoạt động nhận thức, tạo điều kiện cho HS “tự nghiên cứu lại” kiến thức có sẵn sách vở, tài liệu học tập để họ tập làm công việc nghiên cứu hoạt động thực tiễn sau 1.2 Những vấn đề lý luận phương pháp thực nghiệm (PPTN) 1.2.1 Quá trình nhận thức vật lý[18] Quá trình nhận thức vật lý tuân theo quy luật chung trình nhận thức chân lý Tuy nhiên, ngành khoa học, trình nhận thức có nét đặc thù, tùy thuộc vào đối tượng nhận thức cụ thể Mỗi khoa học trở thành khoa học thật có hệ thống khái niệm rõ ràng phương pháp nghiên cứu có hiệu Trong trình phát triển vật lý học, nhà khoa học khám phá nhiều định luật vật lý ngày phản ánh xác quy luật tự nhiên mà sáng tạo nhiều phương pháp nhận thức có hiệu việc tìm chân lý Bởi vậy, muốn tổ chức cho HS hoạt động nhận thức có hiệu cần phải cho em tiếp cận với phương pháp nhận thức 1.2.2 Sự đời PPTN Trong thời cổ đại, khoa học chưa phân ngành chưa tách khỏi triết học, mục đích tìm hiểu giải thích thiên nhiên cách toàn mà chưa vào lĩnh vực cụ thể Nhiều nhà hiền triết cho dùng suy lý, tranh luận để tìm chân lý Một đại diện tiêu biểu khoa học cổ đại Aristote (394-322 TCN) 11 Về sau, khoa học phát triển theo hướng vật tâm Hai trào lưu đấu tranh khoảng gần 2000 năm song không phân thắng bại, phương pháp đấu tranh suy lý tranh luận Cuộc cách mạng khoa học lần thứ mở đầu phát kiến vĩ đại Copernic (1543-1743) thuyết Nhật tâm Cuộc đấu tranh bảo vệ cho hệ Nhật tâm đòi hỏi phép chứng minh dựa vào quan sát, thực nghiệm, kiểm tra thực tiễn nhằm thuyết phục người Vật lý học thực nghiệm, Vật lý học chân thay cho Vật lý học Aristote đời Người coi thủy tổ khoa học Galilée (1564-1642) Galilée cho muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải “hỏi thiên nhiên” hỏi Aristote hay hỏi kinh thánh “phải thiên nhiên phán xét người tranh luận với thiên nhiên”[18] Quan niệm Galilée phương pháp nghiên cứu Vật lý học mở đường trình nhận thức sáng tạo khoa học Vật lý nói riêng môn khoa học tự nhiên nói chung Đó trình từ kiện xuất phát có vấn đề dẫn đến đề xuất giả thuyết (xây dựng mô hình giả thuyết trừu tượng), từ mô hình giả thuyết rút hệ lý thuyết từ hệ lý thuyết đến kiểm tra chúng thực nghiệm ứng dụng chúng thực tiễn Giai đoạn từ kỷ XVI đến kỷ XIX thời kỳ mà Vật lý học thực nghiệm đạt thành tựu xuất sắc với cách mạng kỹ thuật vĩ đại mà tạo Các đại biểu xuất sắc Vật lý thực nghiệm, thành công phương pháp thời kỳ là: Torricelli (1608-1662), Pascal (1623-1662), Biot (1627-1691), Otto Guericke (1602-1685), Huygens (1629-1695), Newton (1642-1727), Faraday (1791-1867), Oersted (1777-1854), Hertz (1857-1894), Popov (1859-1906),…[14] Từ đầu kỷ XX đến nay, Vật lý học sâu vào giới vô nhỏ (hạt nhân, hạt bản,…) giới vô lớn (nguồn gốc phát triển vũ trụ…) Những quy luật hai giới khác hẳn quy luật Vật lý học cổ điển Tuy nhiên, lý thuyết Vật lý học đại sản phẩm tư trừu tượng mà bắt nguồn từ thực nghiệm Và lý thuyết người thừa nhận kiểm nghiệm thực tiễn Như vậy, PPTN với tư cách phương pháp nhận thức khoa học đời thành công phát triển Vật lý học cổ điển mà có ý nghĩa quan trọng trình nghiên cứu Vật lý học đại 12 1.2.3 Nội dung PPTN Galilée người đặt móng cho PPTN, tự thân ông chưa tổng kết phương pháp khoa học Các nhà khoa học sau kế thừa phương pháp tiếp tục xây dựng ngày hoàn chỉnh Spaski nêu lên thực chất PPTN Galilée sau: Xuất phát từ quan sát thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng giả thuyết (dự đoán) Giả thuyết không đơn tổng quát hóa kiện thực nghiệm làm Nó chứa đựng mẻ, sẵn thí nghiệm cụ thể Bằng phép suy luận lôgic toán học, nhà khoa học từ giả thuyết mà rút số hệ quả, tiên đoán số kiện trước chưa biết đến Những hệ kiện lại dùng thực nghiệm mà kiểm tra lại được, kiểm tra thành công, khẳng định giả thuyết, biến giả thuyết thành định luật vật lý xác [18] Theo tác giả Phạm Hữu Tòng “PPTN phương pháp nhận thức khoa học thực nhà nghiên cứu tìm tòi xây dựng phương án thí nghiệm tiến hành thí nghiệm nhằm thu thông tin cần thiết cho việc xác lập kiểm tra giả thuyết đó”[21] Như vậy, khác với Spaski, tác giả Phạm Hữu Tòng xác định PPTN chu trình sáng tạo Vật lý mà có vị trí định toàn chu trình, nhà nghiên cứu tìm tòi xây dựng phương án thí nghiệm tiến hành thí nghiệm nhằm thu thông tin cần thiết cho việc xác lập kiểm tra giả thuyết Tác giả Nguyễn Đức Thâm Nguyễn Ngọc Hưng lại phân biệt PPTN theo nghĩa rộng nghĩa hẹp Theo nghĩa rộng, PPTN bao gồm từ ý tưởng ban đầu nhà khoa học kết luận cuối PPTN hiểu theo nghĩa hẹp sau đây: từ giả thuyết biết, suy hệ dùng thí nghiệm để kiểm tra hệ Nhà vật lý thực nghiệm không thiết phải tự xây dựng giả thuyết mà giả thuyết có người khác đề chưa kiểm tra được[18] Từ ý kiến trên, cho PPTN hiểu theo nghĩa rộng nghĩa hẹp, tùy theo quan điểm người xem xét, gắn với lịch sử Vật lý học, tùy theo mục đích cụ thể người vận dụng dạy học Trong phạm vi luận văn này, PPTN hiểu “Phương pháp nhận thức trình sáng tạo khoa học, đơn nói cách thức tiến hành thí nghiệm kiểm tra giả thuyết sẵn 13 có” Và phát biểu theo cách yếu tố PPTN nghiên cứu khoa học bao gồm yếu tố sau: - Vấn đề cần giải đáp giả thuyết cần kiểm tra - Xử lý giả thuyết để đưa vào kiểm tra thực nghiệm - Xây dựng (thiết kế) phương án thí nghiệm cho phép thu lượm thông tin cần thiết cho xác lập giả thuyết kiểm tra giả thuyết - Tiến hành thí nghiệm ghi nhận kết (quan sát, đo, ) - Phân tích kết rút kết luận 1.2.4 Khả vận dụng PPTN vào dạy học vật lý THPT a Cơ sở tâm lý – giáo dục học Vận dụng PPTN dạy học vật lý, thực chất, tổ chức cho HS hoạt động nhận thức cách tích cực để tự tìm tòi, nghiên cứu mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành kỹ phát triển lực sáng tạo Do đó, sở lý luận lý luận “phát triển”, tâm lý học phát triển Thành tựu quan trọng tâm lý học phát triển kỷ XX, hai lý thuyết phát triển nhận thức Jean Piaget (Thụy Sĩ) Lép Vưgốtxki (Liên xô cũ) [12] Hai lý thuyết dùng làm sở cho việc xây dựng chiến lược dạy học Trong học thuyết Piaget, khái niệm cân công cụ quan trọng nhất, khái niệm kéo theo khái niệm đồng hóa, thích ứng, thích nghi Piaget cho rằng: phát triển người tạo cách đưa trình cân từ thấp đến cao để khắc phục trạng thái cân bằng, đạt đỉnh cao cấu trúc lôgic toán Có ông gọi “cân nhận thức” Cân tâm lý cân nhận thức tạo theo chế thao tác với đỉnh cao thao tác tượng trưng, thao tác khái niệm mà chủ yếu cân tạo theo chế hoạt động trình cân tạo hành động thực tiễn gắn bó, bao gồm hành động trí tuệ Cân để người sống mà để tạo lập sống, sáng tạo giá trị Như vậy, Piaget vào trình phát triển trí tuệ với phương pháp tiếp cận vật biện chứng, tạo nên sở khoa học cho tâm lý học phát triển: tri thức nảy sinh từ hoạt động Vấn đề giảng dạy phát triển trí tuệ lứa tuổi HS Vưgốtxki giải cách độc đáo có hiệu dựa lý luận “vùng phát triển gần” ông đề xuất [12] Vưgốtxki cho phát triển nhận thức có nguồn gốc xã hội, chủ yếu thông qua sử dụng ngôn ngữ, đặc biệt bối cảnh tương tác với người khác (giao tiếp) Điều 14 có nghĩa xã hội tạo điều kiện cho phát triển nhận thức Theo Vưgốtxki: “Chỗ trẻ có khả thực với giúp đỡ người lớn – vùng phát triển gần trẻ” Ông nhấn mạnh “chúng không ngần ngại khẳng định dấu hiệu chất dạy học tạo vùng phát triển gần nhất, tức khêu gợi sức sống trẻ, đánh thức đưa vào hoạt động hàng loạt trình phát triển bên trong” [12] Đối với hoạt động dạy học, điều có ý nghĩa thực tiễn to lớn là: với giúp đỡ người lớn (GV), tổ chức cho trẻ hoạt động phù hợp, trẻ đạt lực cao “điểm phát triển dừng” trước Theo quan điểm này, dạy học phát triển mà việc dạy học có tổ chức đắn kéo theo phát triển trí tuệ cao độ, tạo sống cho hàng loạt trình phát triển, mà đứng dạy học làm Những lý thuyết phát triển trí tuệ HS nói dẫn tới chiến lược dạy học mới: dạy học hoạt động, thông qua hoạt động HS, qua tương tác GV HS, HS với Theo chiến lược dạy học này, HS không thụ động tiếp thu mà trở thành chủ thể hoạt động nhận thức Bằng hoạt động, thông qua hoạt động mà chiếm lĩnh kiến thức phát triển lực trí tuệ quan điểm đạo đức, thái độ ứng xử Trong luận văn này, dựa vào lý thuyết Piaget Vưgốtxki nói để tổ chức hoạt động nhận thức HS theo hướng tích cực hoạt động nhận thức góp phần phát triển lực sáng tạo dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 b Khả vận dụng PPTN trường THPT xét từ đặc điểm tâm lý lứa tuổi Do phát triển nhảy vọt mặt giải phẫu sinh lý, phát triển mạnh mẽ hệ thần kinh, lứa tuổi THPT có đặc điểm tâm lý bật liên quan đến hoạt động học tập phát triển trí tuệ, tạo nhiều điều kiện cho việc vận dụng PPTN dạy học Vật lý [7], [9] Lứa tuổi THPT giai đoạn quan trọng việc phát triển trí tuệ Do thể hoàn thiện nên tạo điều kiện cho phát triển trí tuệ Cảm giác tri giác lứa tuổi đạt mức độ người lớn Trí nhớ phát triển rõ rệt, HS biết sử dụng nhiều phương pháp ghi nhớ không ghi nhớ cách máy móc (học thuộc) Sự ý HS THPT phát triển Ví dụ HS tập trung ý vào tài liệu mà không hứng thú hiểu ý nghĩa quan trọng 15 Hoạt động tư HS THPT phát triển mạnh Ở thời kỳ này, HS có khả tư lý luận, trừu tượng cách độc lập sáng tạo Những lực phân tích, so sánh, tổng hợp phát triển Tóm lại, hoạt động nhận thức lứa tuổi HS THPT phát triển mức độ cao, có khả nhận thức vấn đề cách đắn sâu sắc Khả tư nhận thức dần hoàn thiện trình học tập rèn luyện cá nhân 1.3 PPTN dạy học vật lý 1.3.1 Mục tiêu dạy học vai trò PPTN thực mục tiêu dạy học a Mục tiêu Nghị Trung ương (khóa VIII) Đảng xác định: “Nhiệm vụ giáo dục nhằm xây dựng người hệ thiết thực gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc chủ nghĩa xã hội… có ý thức cộng đồng tính tích cực cá nhân làm chủ tri thức khoa học công nghệ đại, có tư sáng tạo, có kỹ thực hành giỏi…” Cụ thể hóa mục tiêu đào tạo người theo Nghị Đảng, mục tiêu giáo dục THCS THPT nêu rõ: bồi dưỡng cho HS phương pháp nhận thức đặc thù Vật lý học, trước hết PPTN vật lý Mục tiêu đào tạo người đòi hỏi việc dạy môn khoa học trường phổ thông phải thật góp phần bồi dưỡng cho HS lực hoạt động thực tiễn, lực sáng tạo, lực giải vấn đề Đối với môn Vật lý, để thực yêu cầu có cách, đường khác Một đường dạy cho HS tìm tòi, sáng tạo học tập theo giai đoạn PPTN để tích cực hóa hoạt động nhận thức góp phần phát triển lực sáng tạo HS b Vai trò PPTN mục tiêu dạy học Học nhận thức, tìm tòi sáng tạo, phương pháp nhận thức khoa học hạt nhân phương pháp dạy học Do đó, PPTN có đặc điểm riêng làm cho việc sử dụng dạy học vật lý trở thành giải pháp tổng hợp nhằm thực có hiệu mục tiêu dạy học + PPTN giúp HS hình thành hoàn thiện phẩm chất tâm lý, tảng cho hoạt động sáng tạo PPTN giúp cho HS tìm tòi sáng tạo theo đường kinh nghiệm hoạt động sáng tạo mà nhà khoa học trải qua Nó làm cho HS quen dần với cách suy nghĩ, làm việc theo kiểu vật lý Trong trình giải vấn đề đó, HS 16 bộc lộ nét đặc trưng hoạt động sáng tạo đồng thời hình thành, hoàn thiện thân phẩm chất tâm lý tảng cho hoạt động sáng tạo + PPTN cho phép gắn lý thuyết với thực tiễn Thực tiễn nói PPTN tượng, trình vật lý mô tả, tái qua thí nghiệm GV hay HS tự làm Việc HS trực tiếp đề xuất phương án tiến hành thí nghiệm kiểm tra, trực tiếp quan sát tượng, làm việc với thiết bị thí nghiệm dụng cụ đo, giải khó khăn thực nghiệm tạo điều kiện cho em nâng cao lực thực hành, gần gũi với đời sống kỹ thuật, khái quát hóa kết thực nghiệm, rút kết luận có tính chất lý thuyết (như tính chất vật, tượng, quy luật diễn biến, …) Hoạt động nhận thức theo PPTN giúp cho HS thấy gắn bó mật thiết lý thuyết thực tiễn + PPTN phương pháp tìm tòi, giải vấn đề, áp dụng để giải vấn đề từ nhỏ đến lớn, sát với thực tiễn, trình độ, không đòi hỏi vốn kiến thức nhiều Đối với yêu cầu dạy học xuất phát từ vốn kinh nghiệm thân, PPTN lại phù hợp PPTN giúp em giải vấn đề học tập Trên sở đó, em nắm vững kiến thức, kỹ năng, tích lũy kinh nghiệm, nắm vững phương pháp giải vấn đề thực tiễn +Việc áp dụng PPTN cho phép rèn luyện cho HS nhiều lực Nó tích cực hóa đến mức tối đa hoạt động nhận thức HS, cho phép hình thành kiến thức sâu sắc bền vững, tăng cường hứng thú môn học Nó thúc HS nhu cầu hoạt động sáng tạo, bồi dưỡng cho em lực sáng tạo Tuy nhiên, thời gian tiết học có 45 phút, thành phần HS lớp học không trình độ, có nguy phận HS đứng hoạt động, em không đủ khả giải yêu cầu Ngoài ra, PPTN lúc áp dụng cho tất kiểu học vật lý Do đó, dạy học, cần có lựa chọn phối hợp chặt chẽ PPTN với phương pháp dạy học khác cách hợp lý 1.3.2 Nội dung PPTN dạy học vật lý Nói đến PPTN dạy học vật lý, chất, muốn đề cập tới phương pháp dạy học, vận dụng PPTN trình nhận thức khoa học vào dạy học môn Vật lý Trong đó, GV tổ chức tình dạy học hướng dẫn hoạt động nhận thức HS theo bước tương tự nhà khoa học sử dụng PPTN trình sáng tạo khoa học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS, nhờ HS chiếm 17 lĩnh kiến thức cách sâu sắc, vững góp phần phát triển lực sáng tạo HS[21], [20] 1.3.3 Các giai đoạn PPTN mức độ hoạt động giai đoạn PPTN[18], [16] Để giúp HS hoạt động thân mà tái tạo, chiếm lĩnh kiến thức vật lý tốt GV theo PPTN nhà khoa học mà tổ chức cho HS hoạt động theo giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Làm xuất vấn đề GV mô tả hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn vài thí nghiệm yêu cầu em dự đoán diễn biến tượng, tìm nguyên nhân xác lập mối quan hệ Tóm lại nêu lên câu hỏi mà HS chưa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ, tìm tòi trả lời Cái quan trọng giai đoạn GV cần tổ chức tình có vấn đề làm nảy sinh mâu thuẫn nhận thức, nhu cầu, hứng thú, tạo “bất ngờ”, lôi HS vào vấn đề học Khi nhận thức trở thành nhu cầu ý thức xuất động thúc đẩy chủ thể hành động Áp dụng lý thuyết Piaget tạo “trạng thái cân bằng” HS Giai đoạn 2: Xây dựng dự đoán GV hướng dẫn, gợi ý cho HS xây dựng câu trả lời, dự đoán ban đầu, dựa vào quan sát tỉ mỉ, kĩ lưỡng, vào kinh nghiệm thân, vào kiến thức có Những dự đoán thô sơ, hợp lý chưa chắn Trong PPTN Vật lý, giai đoạn xây dựng giả thuyết, có vai trò quan trọng đường sáng tạo khoa học Giả thuyết nêu dạng phán đoán: nhận định mang tính chất khái quát Trong luận văn chúng tôi, HS lớp 11 lần tiếp cận với PPTN, không yêu cầu HS xây dựng giả thuyết có tính khái quát cao nên thống dùng thuật ngữ “xây dựng dự đoán” Tính xác thực “có thể” “chắc chắn” Cũng giả thuyết, dự đoán đưa phải có khả giải thích, dự đoán tượng Tuy nhiên, giả thuyết có tính khái quát hơn, cao hơn, phạm vi dự đoán hẹp Nội dung dự đoán HS lớp 11 yêu cầu mức định tính vài dự đoán định lượng đơn giản 18 [...]... dung của PPTN trong dạy học vật lý Nói đến PPTN trong dạy học vật lý, về bản chất, chúng tôi muốn đề cập tới một phương pháp dạy học, trong đó đã vận dụng PPTN của quá trình nhận thức khoa học vào dạy học bộ môn Vật lý Trong đó, GV tổ chức tình huống dạy học và hướng dẫn hoạt động nhận thức của HS theo các bước tương tự như các nhà khoa học sử dụng PPTN trong quá trình sáng tạo khoa học nhằm tích cực... tạo, vì thế phương pháp nhận thức khoa học là hạt nhân của phương pháp dạy học Do đó, PPTN có những đặc điểm riêng làm cho việc sử dụng nó trong dạy học vật lý trở thành một giải pháp tổng hợp nhằm thực hiện có hiệu quả mục tiêu dạy học + PPTN giúp HS hình thành và hoàn thiện những phẩm chất tâm lý, là nền tảng cho hoạt động sáng tạo PPTN giúp cho HS tìm tòi sáng tạo theo con đường và kinh nghiệm hoạt... điều đó có ý nghĩa thực tiễn to lớn là: với sự giúp đỡ của người lớn (GV), tổ chức cho trẻ hoạt động phù hợp, trẻ có thể đạt được năng lực cao hơn “điểm phát triển dừng” trước đó Theo quan điểm này, dạy học không phải là phát triển mà việc dạy học có tổ chức đúng đắn sẽ kéo theo sự phát triển trí tuệ cao độ, tạo ra sự sống cho hàng loạt các quá trình phát triển, mà ứng ngoài dạy học không thể làm được... tâm đòi hỏi những phép chứng minh dựa vào quan sát, thực nghiệm, có thể kiểm tra được trong thực tiễn nhằm thuyết phục con người Vật lý học thực nghiệm, Vật lý học chân chính thay thế cho Vật lý học của Aristote ra đời Người được coi là thủy tổ của khoa học này là Galilée (1564-1642) Galilée cho rằng muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải “hỏi thiên... điểm đạo đức, thái độ ứng xử Trong luận văn này, chúng tôi dựa vào lý thuyết của Piaget và Vưgốtxki đã nói ở trên để tổ chức hoạt động nhận thức của HS theo hướng tích cực trong hoạt động nhận thức và góp phần phát triển năng lực sáng tạo khi dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 b Khả năng vận dụng PPTN ở trường THPT xét từ đặc điểm tâm lý lứa tuổi Do sự phát triển nhảy vọt về mặt giải phẫu...• Xây dựng và sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm vào trong dạy học vật lý chương “Cảm ứng điện từ” vật lý lớp 11 • Tích cực hóa hoạt động nhận thức và góp phần phát triển năng lực sáng tạo của HS 9 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Hoạt động nhận thức của HS Để tồn tại và phát triển con người không ngừng cải tạo các mối quan... và từ các hệ quả lý thuyết đi đến sự kiểm tra chúng bằng thực nghiệm và ứng dụng chúng trong thực tiễn Giai đoạn từ thế kỷ XVI đến thế kỷ XIX là thời kỳ mà Vật lý học thực nghiệm đạt được những thành tựu xuất sắc cùng với cuộc cách mạng kỹ thuật vĩ đại mà nó đã tạo ra Các đại biểu xuất sắc của Vật lý thực nghiệm, của những thành công của phương pháp mới trong thời kỳ này là: Torricelli (1608-1662), Pascal... được kiểm nghiệm trong thực tiễn Như vậy, PPTN với tư cách là một phương pháp nhận thức khoa học đã ra đời và không những thành công trong sự phát triển của Vật lý học cổ điển mà vẫn còn có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình nghiên cứu Vật lý học hiện đại 12 1.2.3 Nội dung của PPTN Galilée là người đặt nền móng đầu tiên cho PPTN, nhưng tự bản thân ông vẫn chưa tổng kết được phương pháp khoa học của... nhiên, do thời gian của tiết học chỉ có 45 phút, thành phần HS của lớp học không cùng trình độ, có nguy cơ một bộ phận HS ứng ngoài những hoạt động, vì các em không đủ khả năng giải quyết các yêu cầu Ngoài ra, PPTN không phải lúc nào cũng áp dụng được cho tất cả các kiểu bài học vật lý Do đó, trong dạy học, cần có sự lựa chọn và phối hợp chặt chẽ PPTN với các phương pháp dạy học khác một cách hợp lý 1.3.2... Các nhà khoa học sau này đã kế thừa phương pháp đó và tiếp tục xây dựng nó ngày một hoàn chỉnh hơn Spaski đã nêu lên thực chất của PPTN của Galilée như sau: Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng một giả thuyết (dự đoán) Giả thuyết đó không chỉ đơn thuần là sự tổng quát hóa các sự kiện thực nghiệm đã làm Nó chứa đựng một cái gì mới mẻ, không có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể