Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong giờ dạy thực hành vật lí ở trường trung học phổ thông

Bài viết tập trung phân tích phương pháp tổ chức giờ dạy học thực hành cho học sinh, qua đó đề xuất tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong giờ học thực hành vật lí ở trường phổ thông.

UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.4, NO.2 (2014) TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG GIỜ DẠY THỰC HÀNH VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ORGANIZING COGNITIVE ACTIVITIES FOR STUDENTS IN PHYSICS PRACTICE LESSONS IN HIGH SCHOOL Trần Anh Tiến Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng Email: thanhnbh@dce.udn.vn Trường THPT Trần Quốc Tuấn, Quảng Ngãi Email: atientqt@gmail.com TĨM TẮT Thí nghiệm thực hành vật lí trường phổ thơng phận quan trọng học tập vật lí Thơng qua việc thực hành thí nghiệm, học sinh rèn luyện kĩ thực thao tác tư duy, thói quen làm việc khoa học Đồng thời giúp học sinh hiểu sâu sắc tượng vật lí, phát huy tính tích cực hoạt động học sinh q trình học tập Bài viết tập trung phân tích phương pháp tổ chức dạy học thực hành cho học sinh, qua đề xuất tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh học thực hành vật lí trường phổ thơng Từ khóa: thí nghiệm thực hành; hoạt động nhận thức; vật lí ABSTRACT Practicing physics experiments in high school is an important part of learning physics Through practical experiments, students are trained to perform skills in thinking, working scientifically At the same time, it enables students to understand the physical phenomenon more deeply and promotes their active learning The paper analyses methods of organizing practice lessons, thereby proposes the process of organizing cognitive activities for students in physics practice lessons in high school Key words: Practicing experiments; cognitive activities; physics Đặt vấn đề Trong chương trình vật lí (VL) phổ thơng, sau kết thúc chương hay phần chương trình thường có hai thí nghiệm (TN) thực hành Các thực hành thực dạng học chuyên biệt biên soạn với mục đích rèn luyện kĩ sử dụng số thiết bị bản; rèn luyện kĩ sử dụng TN để nghiên cứu tính chất hay mối quan hệ vật tượng Trong thực hành sách giáo khoa, nội dung xếp theo logic trình rèn luyện kĩ thực hành TN, gồm: mục đích TN, sở lý thuyết, phương án TN, dụng cụ TN, mẫu báo cáo TN Với cách biên soạn này, GV thực việc tổ chức dạy học theo trình tự nêu TN thực hành rèn luyện số kỹ thực hành cho học sinh (HS) mà chưa phát huy vài trò sáng tạo 110 tự lực HS học tập rèn luyện thao tác tư HS Do đó, dạy học, tùy thuộc vào đối tượng HS, tiết dạy GV thay đổi trình tự nội dung phương pháp (PP) tổ chức dạy học thực hành để phát huy sáng tạo HS Nội dung 2.1 Các hình thức tổ chức dạy học thực hành Trong dạy học thực hành vật lí trường phổ thơng nay, GV áp dụng hình thức sau: - Giới thiệu mục đích TN, hướng dẫn sử dụng dụng cụ TN, phương án TN, yêu cầu HS thực TN; - Giới thiệu mục đích TN, hướng dẫn sử dụng dụng cụ TN, yêu cầu đề xuất phương án TN thực TN; - Giới thiệu mục đích TN, nhiều thiết bị TN TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC khác nhau, yêu cầu HS lựa chọn đề xuất phương án TN thực TN 2.2 Phương pháp tổ chức dạy học thực hành Đối với thực hành, hoạt động HS, cịn GV giữ vai trị hướng dẫn Do đó, GV cần phải vận dụng PPDH tích cực q trình dạy học cách thích hợp nhằm phát triển tư cho HS TẬP 4, SỐ (2014) Bước 4: Giới thiệu dụng cụ TN Nêu rõ tên gọi chức dụng cụ TN Đối với dụng cụ, thiết bị mà HS gặp lần đầu, GV nên thao tác mẫu thiết bị lưu ý đến độ an toàn cho HS sinh sử dụng cách bảo quản dụng cụ Bước 5: Xây dựng (hoặc lựa chọn) phương án TN Thông thường, việc giải vấn đề thực hành để phát huy vai trị tích cực chủ động HS, tiến hành theo nhiều cách khác Tuy nhiên, bản, GV định hướng hoạt động theo giai đoạn sau đây: [2], [3], [4] Tùy vào yêu cầu TN, GV hướng dẫn cho HS tiến hành đề xuất phương án TN lựa chọn phương án cho trước phù hợp với thiết bị có Giai đoạn 1: Chuyển giao nhiệm vụ, kích thích hứng thú nhận thức HS, phát biểu vấn đề Đối với thực hành, sau phát biểu vấn đề cần giải quyết, hướng dẫn GV, HS tiến hành hoạt động độc lập cá nhân hợp tác theo nhóm Trong q trình làm thực hành TN, HS hình thành kỹ năng, trao đổi thảo luận theo nhóm, chia sẻ thơng tin nhóm thu Đồng thời trình HS tìm hiểu sâu sắc vấn đề kiến thức, hiểu sâu sắc nguyên nhân dẫn đến sai số tìm cách đo, xác định phương án tối ưu để đạt kết tốt Giai đoạn nầy GV cần nắm vững kỹ đặt câu hỏi kỹ hướng dẫn HS thảo luận Đối với thực hành, GV cần nêu rõ mục đích thực hành, sở lí thuyết từ đề xuất phương án đo, phương án thực hành Trong trình thực đề xuất có khó khăn cần trao đổi, thảo luận phương án, giải pháp khắc phục, đề xuất bước thực hành TN Dưới hướng dẫn GV, vấn đề diễn đạt đầy đủ HS hiểu rõ mục tiêu bước thực hành TN Trong dạy học, GV tổ chức hoạt động theo bước sau: Bước 1: Tổ chức lớp học Chia nhóm HS theo số dụng cụ, nhóm cử đại diện nhận dụng cụ yêu cầu HS cuối thu dọn, xếp dụng cụ gọn gàng lúc ban đầu (bước thực từ tiết học trước) Bước 2: Kiểm tra lí thuyết Kiểm tra phần chuẩn bị nhà HS kiến thức cần sử dụng đến thực hành (định luật, quy tắc cần kiểm nghiệm thực hành) Bước 3: Xác định mục đích TN Tổ chức cho HS thảo luận để làm sáng tỏ mục đích TN, đối tượng quan sát phép đo cần thực Giai đoạn 2: Hoạt động tự chủ khám phá kiến thức, giải vấn đề Thông qua hướng dẫn GV, hành động HS định hướng phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học Trong trình học tập với phát triển lực giải vấn đề, với gợi ý GV, HS tiệm cận đến việc tìm tịi sáng tạo giải vấn đề nêu GV cần hiểu vận dụng quy luật chung trình nhận thức khoa học, logic hình thành kiến thức vật lý (VL), hành động thường gặp trình nhận thức VL, PP nhận thức VL phổ biến để hoạch định hành động, thao tác cần thiết HS GV cần lưu ý với HS trước thực TN nên xếp dụng cụ, thiết bị theo trình tự phương án TN Bằng cách đo dễ dàng kiểm tra khâu lắp ráp TN, tránh sai sót sử 111 UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION dụng nhiều dụng cụ có kết nối phức tạp Trong trình GV theo dõi nhắc nhở HS Giai đoạn 3: Thảo luận, trình bày báo cáo Dưới hướng dẫn GV, HS thảo luận bảo vệ kết thông qua liệu thu thực hành TN Căn vào số liệu, bảng biểu, đồ thị GV nêu lên tình huống, hướng dẫn HS phản biện, phân tích rõ sai số, bảo vệ kết hướng dẫn HS trình bày kết quả, viết báo cáo TN Giai đoạn 4: Thể chế hóa, vận dụng, mở rộng kiến thức GV bổ sung, khẳng định kết thực hành TN, thể chế hóa tri thức mới, HS thức ghi nhận tri thức vận dụng vào tình Giai đoạn nầy GV cần hướng dẫn HS trả lời câu hỏi mở rộng, nghiên cứu tìm hiểu phương án đề xuất khác, liên hệ với thực tiễn đời sống 2.3 Ví dụ việc xây dựng kế hoạch dạy học thực hành BÀI THỰC HÀNH: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ MA SÁT – VẬT LÍ 10 Mục tiêu a Kiến thức - Xác định hệ số ma sát trượt thí nghiệm; - Sử dụng dụng cụ: lực kế, mặt phẳng nghiêng, thước đo góc, đồng hồ đo thời gian số; VOL.4, NO.2 (2014) - Phòng thực hành b Học sinh - Kiến thức đặc điểm lực ma sát; - Mẫu báo cáo thí nghiệm; - Máy tính cầm tay Tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động Chuyển giao nhiệm vụ GV: Nêu mục tiêu thực hành; yêu cầu học sinh nhắc lại đặc điểm lực ma sát HS: Trả lời câu hỏi GV: Yêu cầu học sinh nêu công thức xác định hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng toán học tiết học trước nêu phương án thực thí nghiệm HS: trả lời: t = tan  − a (1) gcos GV: Đặt vấn đề: Làm để xác định hệ số ma sát nghỉ cực đại vật đặt mặt phẳng nghiêng hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng ? HS: Thảo luận nhóm nêu lên nhiều ý kiến khác nhau, chủ yếu nằm phương án xác định hệ số ma sát nghỉ cực đại: Sử dụng khối gỗ đặt lên ván, nghiêng dần ván đến khối gỗ bắt đầu trượt; đánh dấu, đo độ cao h hình chiếu l mặt nghiêng vị trí đó, từ tính hệ số  n = tan  = - Củng cố kiến thức đặc điểm lực ma sát h (Hình 1) l b Kĩ - Lắp ráp thực thí nghiệm; - Đo đạc, xử lí số liệu c Thái độ Trung thực thí nghiệm thực hành, tinh thần hợp tác nhóm tin tưởng vào thực nghiệm Chuẩn bị Hình a Giáo viên: GV: Nhận xét ý kiến cho HS tiến hành phương án (có thể cho HS nhà thực hiện) - Bộ thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt (7 thí nghiệm); - Phân nhóm thực hành (6 nhóm); 112 - Gợi ý cho HS đến thống phương án TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC thí nghiệm thực lớp qua tập sau: Hãy đề xuất phương án thực thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng Dụng cụ: + Trụ kim loại; + Bộ thí nghiệm xác định gia tốc rơi tự Chỉ dẫn: lắp ráp thí nghiệm (Hình 2) TẬP 4, SỐ (2014) HS: Thực thí nghiệm ghi kết vào bảng báo cáo (theo mẫu có SGK) GV: Yêu cầu nhóm thực xong thí nghiệm phải xếp gọn gàng lại dụng cụ trước tiến hành xử lí số liệu Hoạt động Thảo luận, trình bày báo cáo GV: Tổ chức cho nhóm thảo luận, trình bày kết thu vào mẫu báo cáo thí nghiệm HS: Tiến hành thảo luận, xử lí số liệu ghi vào bảng báo cáo GV: u cầu nhóm trình bày kết nhận xét HS: Cử đại diện, báo cáo kết GV: Yêu cầu thành viên nhóm giải thích kết trả lời câu hỏi HS: Giải thích trả lời Hoạt động Vận dụng, mở rộng kiến thức Hình HS: Thảo luận theo nhóm đưa phương án GV: Phân tích phương án nhóm thống phương án Sau phân cơng nhiệm vụ cho nhóm cử đại diện nhóm nhận dụng cụ thí nghiệm GV: Xác nhận kết nhóm yêu cầu HS cho biết nguyên nhân dẫn đến sai lệch kết nhóm HS: Suy nghĩ trả lời GV: Mở rộng cho HS: Có thể dùng thí nghiệm để xác định hệ số ma sát lăn vật mặt phẳng nghiêng khơng? Giải thích HS: Nhận nhiệm vụ HS: Thảo luận trả lời Hoạt động Thực thí nghiệm ❖ Những điểm cần lưu ý việc tổ chức (Ghi chú: GV không cần yêu cầu HS tìm hiểu dụng cụ dụng cụ HS biết qua thực hành xác định gia tốc rơi tự do) GV: Yêu cầu HS lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ dẫn báo cáo cho GV kiểm tra sau lắp xong HS: Thực lắp ráp GV: Cho HS thực thí nghiệm theo phương án thống ghi kết vào bảng số liệu mẫu báo cáo thí nghiệm (trong q trình GV theo dõi nhóm để chỉnh sửa kịp thời lỗi em gặp phải thực thí nghiệm) dạy thực hành Thực tiễn dạy học cho thấy, để đảm bảo tốt dạy học thực hành, GV cần phải phối hợp với viên chức phụ trách thiết bị chuẩn bị tốt phòng thực hành, TN thực hành, nguyên vật liệu tiêu hao; mẫu báo cáo; kiểm tra dụng cụ TN, tiến hành thử TN nhằm phát khó khăn, hạn chế TN để khắc phục trước, tránh trục trặc nảy sinh lúc tiến hành TN lớp trước tiến hành dạy học GV giao việc cho HS nhóm HS chuẩn bị dụng cụ đơn giản, tìm hiểu kĩ phần lí thuyết, phương án liên quan đến thực hành, mẫu báo cáo 113 UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION GV dự kiến chia nhóm thực hành, chuẩn bị soạn, tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận, chuẩn bị giáo dục kỹ cần thiết dạy thực hành Tùy theo nội dung thực hành việc hồn thành cơng việc học sinh, giáo viên yêu cầu học sinh nộp báo cáo thí nghiệm lớp cho nhà hoàn chỉnh nộp sau Kết luận Việc HS trực tiếp thực thí nghiệm thực hành phát huy tính tính cực, tinh thần hợp tác nhóm học tập HS VOL.4, NO.2 (2014) Thơng qua q trình làm việc với thí nghiệm, học sinh tự lực lĩnh hội củng cố kiến thức vật lí học, tăng hứng thú nhận thức, lịng ham muốn nghiên cứu, góp phần phát triển động lực học tập học sinh Để phát triển lực sáng tạo học sinh, cần sử dụng nhiều hình thức với mức độ khác q trình dạy học, khuyến khích HS sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ kiếm, dễ thực sống, điều giúp học sinh hiểu mối quan hệ khái niệm, định luật tượng quan sát sống TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Phạm Quý Tư (Chủ biên), Lương Tất Đạt - Lê Chân Hùng Nguyễn Ngọc Hưng - Phạm Đình Thiết - Bùi Trọng Tuân - Lê Trọng Tường (2006), Vật lí 10 nâng cao, NXB Giáo dục [2] Nguyễn Trọng Sửu (Chủ biên), Hồ Tuấn Hùng, Nguyễn Văn Khánh, Trần Minh Thi (2011), Tài liệu thí nghiệm thực hành trường THPT mơn vật lí [3] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2003), Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thơng, NXB Đại học sư phạm [4] Nguyễn Bảo Hoàng Thanh, Trần Anh Tiến (2013), Rèn luyện kỹ thực thao tác tư cho học sinh qua việc giải tập thí nghiệm dạy học vật lý, Tạp chí Khoa học Giáo dục ĐHSP – ĐHĐN, Số 7(02)/2013 114 ... dụng quy luật chung trình nhận thức khoa học, logic hình thành kiến thức vật lý (VL), hành động thường gặp trình nhận thức VL, PP nhận thức VL phổ biến để hoạch định hành động, thao tác cần thiết... Phòng thực hành b Học sinh - Kiến thức đặc điểm lực ma sát; - Mẫu báo cáo thí nghiệm; - Máy tính cầm tay Tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động Chuyển giao nhiệm vụ GV: Nêu mục tiêu thực hành; yêu... nhóm thực hành, chuẩn bị soạn, tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận, chuẩn bị giáo dục kỹ cần thiết dạy thực hành Tùy theo nội dung thực hành việc hồn thành cơng việc học sinh, giáo viên yêu cầu học