Nghiên cứu tự tạo và sử dụng một số thí nghiệm vật lí vui trong dạy học phần điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS (tt0

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU TỰ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC NHẰM TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH Mã số đề tài: SV 02.2015 Họ, tên sinh viên chịu trách nhiệm chính: Trần Thị Lương Ngành học: Sư phạm Vật lí Khoá học: 2013 – 2017 Khoa: Khoa học Tự nhiên Quảng Bình, năm 2016 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU TỰ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC NHẰM TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỢNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH Mã sớ đề tài: SV 02.2015 Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Tự nhiên Nhóm sinh viên thực hiện đề tài: Trần Thị Lương Phan Thị Khánh Ly Lê Xuân Hải Lê Văn Mạnh Ngành học: Sư phạm Vật lí Khóa học: 2013 – 2017 Giảng viên hướng dẫn: ThS Phạm Thị Thanh Hương Quảng Bình, năm 2016 ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU i Lý chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Giả thuyết khoa học Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết 8.2 Phương pháp thực nghiệm NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC NHẰM TÍCH CỰC HĨA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 1.1 Cơ sở tâm lí 1.1.1 Lý thuyết về vùng phát triển gần Vưgôtxki 1.1.2 Lí thuyết J.Piaget 1.2 Cơ sở lí luận dạy học 1.2.1 Thí nghiệm Vật lí và vai trò thí nghiệm dạy học Vật lí 1.2.1.1 Khái niệm thí nghiệm Vật lí 1.2.1.2 Phân loại các thí nghiệm Vật lí 1.2.1.3 Vai trò các thí nghiệm Vật lí việc giảng dạy và học tập Vật lí 10 1.2.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức HS dạy học Vật lí 13 1.2.2.1 Khái niệm tích cực hóa 13 1.2.2.2 Những dấu hiệu và cấp độ biểu hiện tính tích cực học tập 14 1.2.3 Thí nghiệm vui và việc tích cực hóa hoạt động nhận thức HS 16 1.2.3.1 Khái niệm thí nghiệm Vật lí vui 16 1.2.3.2 Vai trò thí nghiệm Vật lí vui dạy học Vật lí 17 1.2.3.3 Những yêu cầu sử dụng thí nghiệm Vật lí vui dạy học 17 iii CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU TỰ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ 19 THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ PHẦN ĐIỆN HỌC NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 19 2.1 Đặc điểm chung phần Điện học THPT 19 2.2 Một số kiến thức bản 19 2.2.1 Chương “Điện tích- Điện trường” 19 2.2.2 Chương “Dòng điện không đổi” 21 2.2.3 Chương “Dịng điện các mơi trường” 23 2.3 Quy trình tự tạo thí nghiệm Vật lí vui 25 2.4 Nghiên cứu tự tạo một số thí nghiệm Vật lí vui dạy học phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS 26 2.4.1 Thí nghiệm: “Giấy màu nhảy múa” 26 2.4.2 Thí nghiệm: “Cơng chúa nhận biết điện” 27 2.4.3 Thí nghiệm: “Quả bóng ma tḥt” 28 2.4.4 Thí nghiệm: “Lon bia biết lăn” 29 2.4.5 Thí nghiệm: “Hạt xốp di chuyển” 30 2.4.6 Thí nghiệm: “Siêu nhân điện” 31 2.4.7 Thí nghiệm: “Pin nước chanh” 32 2.4.8 Thí nghiệm: Kiểm tra tính chất dẫn điện các vật liệu 33 2.5 Sử dụng thí nghiệm Vật lí vui dạy học Vật lí nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh 37 2.5.1 Sử dụng thí nghiệm Vật lí vui để mở bài, dẫn dắt học sinh đến kiến thức mới 37 2.5.2 Sử dụng thí nghiệm Vật lí vui quá trình dạy bài mới 38 2.5.3 Sử dụng thí nghiệm Vật lí vui để củng cố kiến thức, giúp học sinh trực tiếp thực hành tự tạo các thí nghiệm Vật lí vui cuộc sống 38 2.6 Thiết kế tiến trình dạy học mợt số bài có sử dụng thí nghiệm Vật lí vui nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh 38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………… ………… 59 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ HS Học sinh GV Giáo viên THPT Trung học phổ thông v DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH Sơ đồ 1: Quan niệm dạy học Vưgôtxki…………………………………………….5 Sơ đồ 2: Lý thuyết Vưgôtxki về dạy học………………………………………… Sơ đồ 3: Quá trình phát triển tư theo lý thuyết J.Piaget………………………… Sơ đồ 4: Sự biểu hiện và cấp độ tính tích cực học tập……………………………15 Sơ đồ 5: Nội dung kiến thức chương Điện tích – Điện trường……………………….20 Sơ đồ 6: Nội dung kiến thức chương “Dịng điện khơng đổi”……………………… 22 Sơ đồ 7: Nợi dung kiến thức chương “Dịng điện các mơi trường”…………….24 Sơ đồ 8: Quy trình tự tạo thí nghiệm vui…………………………………………… 25 Hình 1: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm“Giấy màu nhảy múa”……………………………26 Hình 2: Bố trí thí nghiệm “Giấy màu nhảy múa”…………………………………….26 Hình 3: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Cơng chúa nhận biết điện”…………………… 27 Hình 4: Bố trí thí nghiệm “Công chúa nhận biết điện”………………………… … 28 Hình 5: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Quả bóng ma thuật”……………………………28 Hình 6: Bố trí thí nghiệm “Quả bóng ma thuật”…………………………………… 29 Hình 7: Bố trí thí nghiệm “Lon bia biết lăn”………………………………………….29 Hình 8: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Hạt xốp di chuyển”…………………………….30 Hình 9: Bố trí thí nghiệm “Hạt xốp di chuyển”……………………………………….32 Hình 10: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Siêu nhân điện”……………………………….31 Hình 11: Bố trí thí nghiệm “Siêu nhân điện”…………………………………………33 Hình 12: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Pin nước chanh”………………………………32 Hình 13: Bố trí thí nghiệm “Pin nước chanh”……………………………………… 33 Hình 14: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Kiểm tra tính chất dẫn điện các vật liệu”…34 Hình 15: Bố trí thí nghiệm “Kiểm tra tính chất dẫn điện các vật liệu”……….….36 Hình 16: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Dây đàn cắt xốp”…………………………… 35 Hình 17: Bố trí thí nghiệm “Dây đàn cắt xốp”………………………………… ……38 Hình 18: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Ống nhựa hút khói”………………………… 36 Hình 19: Bố trí thí nghiệm “Ống nhựa hút khói”…………………………………… 36 vi MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, việc áp dụng các phương pháp dạy học Vật lí nhằm tăng cường tính tích cực, chủ đợng, sáng tạo học sinh (HS) chưa đạt hiệu quả cao Một phần là Vật lí học là một môn khoa học thực nghiệm số tiết dành cho HS thực hành thí nghiệm ít mà đa số là thí nghiệm biểu diễn giáo viên (GV) và một số thí nghiệm trực diện HS lớp Một phần là nhiều trường chưa có phịng học bợ mơn, chưa có cán bợ chun trách phòng thí nghiệm nên việc chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm thường nhiều thời gian và dẫn đến kết quả nhiều GV ngại làm thí nghiệm lớp Để giải thực trạng trên, GV sử dụng các thí nghiệm Vật lí vui chế tạo từ dụng cụ có sẵn, dễ kiếm tìm đời sống Thơng qua thí nghiệm Vật lí vui, GV có thể tạo cho HS điều bất ngờ, mới lạ, từ đó kích thích sự tìm tịi, sáng tạo và hứng thú học tập bợ môn các em Do đặc điểm tâm lí lứa tuổi HS phổ thơng thường hiếu đợng và tị mò nên thí nghiệm Vật lí vui lại càng có điều kiện phát huy tác dụng nó Việc nghiên cứu tự tạo và sử dụng thí nghiệm Vật lí vui không mang ý nghĩa kinh tế đơn thuần mà có tác dụng lớn lao việc nâng cao tính tích cực hoạt động nhận thức HS Bởi vậy, việc khai thác, tự tạo và sử dụng các thí nghiệm vui dạy học Vật lí trường phổ thông là một biện pháp có tầm quan trọng chiến lược đổi mới phương pháp dạy học Vật lí hiện Từ lí nêu trên, lựa chọn và nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu tự tạo và sử dụng số thí nghiệm Vật lí vui dạy học phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS” Lịch sử vấn đề nghiên cứu Đã từ lâu, kinh nghiệm và hiểu biết mình, nhiều GV Vật lí biết sáng chế, khai thác và sử dụng các thí nghiệm quá trình dạy học Vật lí Hiện nay, khơng nước ta mà các nước khác giới quan tâm phát triển thí nghiệm theo hướng này lẽ thí nghiệm Vật lí tự tạo mang lại hiệu quả cao dạy học Trong năm gần có nhiều cơng trình nghiên cứu về việc sử dụng thí nghiệm dạy học Vật lí trường phổ thơng như: Lê Văn Giáo với giáo trình "Thí nghiệm và các phương tiện trực quan dạy học Vật lí", tác giả đề cập đến vai trò thí nghiệm và các phương tiện trực quan đặc biệt là vai trò thí nghiệm tự tạo dạy học Vật lí trường phổ thông, từ đó đưa cách khai thác và sử dụng chúng bài học cụ thể Luận án tiến sĩ Trần Huy Hoàng "Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ máy tính dạy học một số kiến thức Cơ học và Nhiệt học Trung học phổ thông (THPT)", tác giả đề cập đến việc khai thác các thí nghiệm dưới sự hỗ trợ máy vi tính như: thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô và đưa cách sử dụng chúng dạy học Vật lí Luận án tiến sĩ Huỳnh Trọng Dương "Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức HS dạy học Vật lí trường trung học sở" Trong cơng trình nghiên cứu về dạy học nêu vấn đề, một số tác giả sử dụng các thí nghiệm vui để tạo các tình có vấn đề Tuy nhiên, biết đến chưa có tác giả nào nghiên cứu vấn đề: “Nghiên cứu tự tạo và sử dụng số thí nghiệm Vật lí vui dạy học phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS” Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài cần đạt là: - Một số thí nghiệm Vật lí vui tḥc phần Điện học THPT - Mợt số tiến trình dạy học Vật lí có sử dụng thí nghiệm Vật lí vui dạy học phần Điện học THPT nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục tiêu đề ra, đề tài cần thực hiện nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu sở lí luận việc dạy học Vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức HS - Nghiên cứu vai trò thí nghiệm vui dạy học Vật lí - Nghiên cứu nội dung phần Điện học THPT - Nghiên cứu, khai thác, tự tạo một số thí nghiệm Vật lí vui thuộc phần Điện học THPT - Thiết kế tiến trình dạy học mợt số bài phần Điện học THPT có sử dụng thí nghiệm vui nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS Giả thuyết khoa học Thí nghiệm Vật lí đóng vai trò quan trọng dạy học Vật lí trường phổ thông, là thí nghiệm Vật lí vui Bởi vậy, khai thác và sử dụng các thí nghiệm Vật lí vui dạy học có thể góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức HS và qua đó nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí trường THPT Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy và học phần Điện học trường THPT, đó tập trung vào các thí nghiệm Vật lí vui Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu, khai thác, tự tạo và sử dụng các thí nghiệm Vật lí vui phần Điện học THPT Phương pháp nghiên cứu 8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu các văn kiện Đảng, Nhà nước, Bộ Giáo dục & Đào tạo về việc nâng cao chất lượng giáo dục và đổi mới phương pháp dạy học - Nghiên cứu các tài liệu tâm lí học, sở lí luận dạy học, các ý kiến các nhà khoa học giáo dục các tạp chí ngành, các tài liệu liên quan đến việc sử dụng thí nghiệm quá trình dạy học phổ thơng theo tinh thần đổi mới phương pháp dạy học - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình, sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo khác liên quan - Nghiên cứu các tài liệu về khai thác, tự tạo và sử dụng thí nghiệm Vật lí phần Điện học THPT 8.2 Phương pháp thực nghiệm - Nghiên cứu các phương án tự tạo thí nghiệm Vật lí vui phần Điện học THPT - Tiến hành tìm kiếm dụng cụ thí nghiệm để tự tạo các thí nghiệm Vật lí vui phần Điện học THPT Cấu trúc đề tài nghiên cứu khoa học Đề tài nghiên cứu khoa học cấu trúc sau: Mở đầu Nội dung Chương I: Cơ sở lí luận việc sử dụng thí nghiệm Vật lí vui dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS Chương II: Nghiên cứu tự tạo và sử dụng một số thí nghiệm Vật lí vui dạy học Vật lí phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC NHẰM TÍCH CỰC HĨA HOẠT ĐỢNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 1.1 Cơ sở tâm lí Dạy học là một dạng hoạt động đặc trưng xã hội nhằm truyền lại kinh nghiệm cho hệ sau mà hệ trước tích lũy được, biến chúng thành "vốn liếng", kinh nghiệm và phẩm chất, lực cá nhân người học Tâm lí học sư phạm và lí luận dạy học hiện đại khẳng định: “Con đường có hiệu để làm cho học sinh nắm vững kiến thức phát triển lực sáng tạo phải đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức Nắm vững kiến thức, thực lĩnh hội chúng, học sinh phải tự làm lấy, trí tuệ thân” Muốn đạt điều đó, người GV phải tổ chức cho HS tham gia hoạt đợng tích cực quá trình dạy học Chỉ có sự tích cực hoạt đợng HS mới tự chiếm lĩnh kiến thức và hình thành cho mợt phương pháp tự học 1.1.1 Lý thuyết về vùng phát triển gần Vưgôtxki Tâm lý học văn hóa xã hội Vưgôtxki xây dựng nguyên lý bản: + Trẻ em tự xây dựng nền kiến thức cho + Sự phát triển tách rời khỏi bối cảnh xã hội cụ thể + Học tập đem lại sự phát triển + Ngơn ngữ đóng vai trị trung tâm việc phát triển trí tuệ Mục đích dạy học là đem đến sự phát triển toàn diện cho HS Từ đó có thể thấy dạy học và phát triển có mối quan hệ hai chiều, biện chứng Trước Vưgôtxki đưa lý thuyết vùng phát triển gần có khá nhiều quan niệm khác về dạy học  Quan niệm dạy học song song với sự phát triển, nghĩa là trình đợ người học đến đâu dạy đến đó Quan niệm này mô tả theo sơ đồ sau: ... chọn và nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu tự tạo và sử dụng số thí nghiệm Vật lí vui dạy học phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS? ?? Lịch sử vấn đề nghiên cứu. .. giả nào nghiên cứu vấn đề: ? ?Nghiên cứu tự tạo và sử dụng số thí nghiệm Vật lí vui dạy học phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS? ?? Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu... sở lí luận việc sử dụng thí nghiệm Vật lí vui dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức HS Chương II: Nghiên cứu tự tạo và sử dụng một số thí nghiệm Vật lí vui dạy học