Sử dụng phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của tài liệu giáo khoa điện tử trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông

Bài viết này giới thiệu các bước sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp với tài liệu giáo khoa điện tử và kết quả nghiên cứu để phát triển kỹ năng quan sát của học sinh (HS) và phát huy tính tích cực, tự lực của HS trong hoạt động nhận thức.

UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA TÀI LIỆU GIÁO KHOA ĐIỆN TỬ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Phan Nhật Khánh, Lê Thanh Huy* TÓM TẮT Sử dụng phương pháp thực nghiệm với kết hợp tài liệu giáo khoa điện tử (TLGKĐT) giải pháp hữu hiệu việc đổi phương pháp dạy học Theo cách thức này, giáo viên (GV) sử dụng TLGKĐT để giải thích, giới thiệu tượng, q trình, thí nghiệm vật lí chiếu đoạn phim dạng trực quan hóa Bài báo giới thiệu bước sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp với tài liệu giáo khoa điện tử kết nghiên cứu để phát triển kỹ quan sát học sinh (HS) phát huy tính tích cực, tự lực HS hoạt động nhận thức Từ khóa: tài liệu giáo khoa điện tử, phương pháp thực nghiệm, thí nghiệm vật lý, vật lý phổ thơng, tích cực, kỹ quan sát Đặt vấn đề Tài liệu giáo khoa điện tử chương trình chứa liệu học tập tài ngun multimedia hóa dạng: hình ảnh, âm thanh, phim dạy học, phần mềm hỗ trợ… TLGKĐT nguồn cung cấp kiến thức chính xác, tin cậy, dễ hiểu, có tác dụng làm tăng cường khả nhận thức, kích thích hứng thú học tập hỗ trợ tư của HS, góp phần làm giảm thời gian thút trình của GV Vật lý mơn khoa học thực nghiệm, thí nghiệm rất quan trọng trình tổ chức dạy học Tuy nhiên qua khảo sát cho thấy, nhiều thí nghiệm điều kiện không thể tổ chức lớp học, thay vào thí nghiệm biểu diễn Chính vậy, hoạt động dạy học vật lý phổ thông cần có hình thức hỗ trợ để mang lại hiệu dạy thí nghiệm lớp, TLGKĐT phương tiện hỗ trợ đắc lực dạy học lớp, chúng thiết kế TLGKĐT đề xuất quy trình sử dụng áp dụng cho giáo viên học sinh trình tổ chức dạy học Sử dụng phương pháp thực nghiệm với hỗ trợ tài liệu giáo khoa điện tử - Bước 1: Nêu kiện khởi đầu GV mơ tả hồn cảnh thực tiễn hay biểu diễn vài thí nghiệm mô phỏng, cho HS xem đoạn video clip yêu cầu HS dự đốn diễn biến của tượng, tìm ngun nhân xác lập mối liên hệ Để kiện khởi đầu phù hợp với trình độ nhận thức của HS cần chọn kiện diễn đời sống ngày của HS Những kiện có thể GV giới thiệu câu chuyện kể, hình ảnh, tranh vẽ, đoạn video clip, thí nghiệm mô thí nghiệm tưởng tượng mang tính chất định tính Mục đích của việc nhằm làm xuất mâu thuẫn nhận thức đầu óc của HS, kích thích HS suy nghĩ tìm kiến thức Việc tìm hiểu quan niệm của HS rất quan trọng, giúp cho GV nắm trình 116 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC TẬP 2, SỐ (2012) độ nhận thức của HS trình dạy học Những bất ngờ kiện khởi đầu mang lại lôi cuốn, kích thích HS tìm cách giải qút, từ bổ sung thay đổi quan niệm vốn có của HS Ở giai đoạn nêu kiện khởi đầu cần làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS Các quan niệm của HS thế giới vật lí thường hình thành cách tự phát qua kinh nghiệm sống trở thành vốn hiểu biết của em, nên quan niệm rất bền vững Nêu kiện khởi đầu phù hợp cách làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS Hiểu quan niệm sai lệch nguyên nhân dẫn đến quan niệm nhiệm vụ của GV hình thành quan niệm khoa học đúng đắn cho HS Do đó, việc làm bộc lộ quan niệm của HS qua kiện khởi đầu đường để phát quan niệm sai lệch của HS từ có biện pháp thích hợp để khắc phục Thí dụ: Khi dạy “Định luật III Niutơn”, GV cho HS xem đoạn phim HS trượt patin Lúc đầu, HS đứng yên sau, HS nữ dùng tay đẩy HS nam GV cho HS dự đốn thay đổi chủn động của HS Hình 1: TN mô TLGKĐT nam nữ giải thích suy đốn của dạy “Định luật III Niutơn” Sau HS đưa giả thuyết của mình, GV chiếu đoạn phim cho HS xem để khẳng định đáp án Cuối GV đặt câu hỏi HS nam không tác dụng lực vào HS nữ mà HS nữ chuyển động - Bước 2: Xây dựng mơ hình - giả thuyết GV hướng dẫn, gợi ý cho HS xây dựng dự đoán ban đầu, dựa vào quan sát tỉ mỉ, kĩ lưỡng, vào kinh nghiệm thân, vào kiến thức có… Những dự đốn có thể chưa hồn chỉnh, hợp lý chưa chắn Đây giai đoạn quan trọng nhất của trình nhận thức, giai đoạn tri thức tượng cần nghiên cứu xây dựng tư trực giác của HS đóng vai trị quan trọng HS cần khái quát hóa kiến thức học, kết hợp với kinh nghiệm, quan sát thực tế để suy diễn đưa dự đoán Chính dự đoán khơng hồn tồn chắn mầm mống sáng tạo tạo điều kiện cho tư HS phát triển Trong giai đoạn tư trực giác của HS cần phải rèn luyện thường xuyên, lâu dài liên tục Thí dụ: Khi dạy “Định luật III Niutơn” để giải thích thuyền chuyển động mặt nước yên lặng, nếu HS không thể đưa dự đốn có sở, GV có thể đề x́t số dự đốn sau: Hình 2: Thuyền chuyển động mặt 117 nước dạy “Định luật III Niutơn” UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) + Do lực của nước tác dụng vào thuyền? + Do lực của nước tác dụng vào mái chèo? + Do lực của người tác dụng vào thuyền? + Do lực của mái chèo tác dụng vào thuyền? + Do lực tác dụng của người mái chèo vào thuyền? - GV có thể hướng dẫn HS cách tiến hành thí nghiệm để đưa dự đoán đúng Các ý kiến của HS hợp lý thực chất chưa phù hợp, chưa đầy đủ trái ngược với nội dung tri thức cần nghiên cứu, GV phải hướng dẫn HS sử dụng lý luận để phát đưa lựa chọn chính xác - Nếu ý kiến HS đưa chưa đủ để giúp HS phân biệt mức độ đúng, sai GV có thể hướng dẫn HS xây dựng giả thuyết Giả thuyết kiểm tra thí nghiệm, qua lần kiểm tra HS bổ sung, chỉnh lý đưa quan niệm hợp lý GV hướng dẫn HS xây dựng giả thuyết chuyển sang giai đoạn tiếp theo Đến có hai khả xảy ra: + Nếu giả thuyết có thể kiểm tra trực tiếp thí nghiệm GV hướng dẫn HS bước sang giai đoạn thí nghiệm kiểm tra Thí dụ: “Định luật III Niutơn”, HS đưa dự đoán lực của vật A tác dụng lên vật B lực vật B tác dụng lên vật A có đặc điểm Cùng điểm đặt, phương, chiều có độ lớn Khác điểm đặt, phương, ngược chiều có độ lớn FA ≠ FB Khác điểm đặt, phương, ngược chiều có độ lớn uuur uuur GV hướng dẫn HS đưa giả thuyết FBA = − FAB chuyển sang giai đoạn thí nghiệm kiểm tra + Nếu việc kiểm tra trực tiếp giả thuyết gặp khó khăn, GV cần hướng dẫn HS suy hệ lôgic rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra hệ lôgic - Bước 3: Suy hệ lôgic Trong giai đoạn này, tư lơgic, tư tốn học giữ vai trò quan trọng hoạt động nhận thức của HS Nếu thí nghiệm kiểm tra chứng tỏ hệ đưa đúng giả thuyết xây dựng hợp lý Trong thực tế, nếu suy luận lý thuyết phép biến đổi toán học phức tạp so với trình độ HS GV có thể làm thay HS phần để đảm bảo tiến độ giai đoạn tiếp theo Tóm lại, giai đoạn từ giả thuyết dùng suy luận lôgic hay suy luận toán học suy hệ quả, dự đoán tượng thực tiễn, mối quan hệ đại lượng vật lí 118 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC TẬP 2, SỐ (2012) - Bước 4: Thí nghiệm kiểm tra Ở bước GV phải sử dụng thí nghiệm thật thí nghiệm tự làm để kiểm tra Giai đoạn xây dựng thực phương án thí nghiệm kiểm tra đóng vai trị rất quan trọng, thí nghiệm, HS kiểm tra đúng đắn của giả thuyết Từ hệ lôgic đến thí nghiệm kiểm tra có tác dụng tích cực việc rèn luyện tư trực giác, kỹ năng, kỹ xảo thực hành niềm tin vào khoa học của HS Bước tiến hành theo 02 giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra hệ lơgic Trong q trình chuẩn bị thiết kế dạy học, GV cần chuẩn bị sẵn phương án thí nghiệm kiểm tra để HS không nêu nêu chưa tối ưu, GV bổ sung giúp đỡ em kịp thời Để có thể rèn luyện cho HS tư trực giác, GV nên cho HS tự lực nêu phương án thí nghiệm chọn phương án tối ưu nhất Phương án thí nghiệm HS đề x́t phải nhanh chóng thành cơng, kết thí nghiệm phải tương đối chính xác, HS dễ dàng quan sát có thể tham gia vào q trình tiến hành thí nghiệm Tùy vào trình độ của HS mà GV hướng dẫn HS thiết kế phương án thí nghiệm nhiều cách khác GV có thể yêu cầu HS trình bày phương án thí nghiệm với dụng cụ quen thuộc mà HS biết tiết học trước GV đưa vài phương án thí nghiệm để HS lựa chọn Sau đó, hướng dẫn HS phân tích ưu, nhược điểm của phương án HS chấp nhận phương án thí nghiệm tối ưu nhất Thí dụ: Ở “Lực đàn hời của lị xo Định luật Húc” sau suy hệ lôgic, HS tiến hành đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dùng lực kế, lò xo, thước đo vật nặng để kiểm tra hệ Giai đoạn 2: Tiến hành thí nghiệm kiểm tra Khi GV hướng dẫn HS đưa phương án thí nghiệm hợp lý có hai cách để tiến hành thí nghiệm kiểm tra: - Ở mức độ cao, GV yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm với dụng cụ thí nghiệm GV chuẩn bị sẵn Cách tiến hành thông thường áp dụng dụng cụ thí nghiệm quen thuộc, đơn giản không mất nhiều thời gian HS, qua giúp HS rèn luyện kỹ thực hành, thái độ trung thực trước kết tìm Khi HS tiến hành thí nghiệm, GV cần theo dõi HS để điều chỉnh kịp thời sai sót - Nếu điều kiện sở vật chất, dụng cụ thí nghiệm, số lượng HS thời gian khơng cho phép tốt nhất GV phải trực tiếp tiến hành thí nghiệm, HS quan sát, đo đạc, tính toán nêu nhận xét Trong hai cách tiến hành thí nghiệm kiểm tra trên, GV cần phải lập bảng số liệu để tiến hành thí nghiệm, HS dễ dàng quan sát ghi kết chính xác Sau tiến hành thí nghiệm kiểm tra có trường hợp xảy ra: 119 UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) + Nếu kết thí nghiệm cho thấy giả thuyết không phù hợp với kiến thức nghiên cứu GV hướng dẫn HS bổ sung, chỉnh lý xây dựng giả thuyết + Nếu kết thí nghiệm cho thấy giả thuyết xây dựng phù hợp với kiến thức nghiên cứu GV hướng dẫn HS phát biểu thành khái niệm, định luật… Tóm lại, giai đoạn cần xây dựng thực phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn có phù hợp với thực nghiệm khơng Nếu phù hợp giả thút trở thành chân lý, nếu khơng phù hợp phải xây dựng giả thuyết - Bước 5: Phát biểu thành khái niệm, định luật, thuyết… Nội dung kiến thức cần nghiên cứu xây dựng, GV yêu cầu HS phát biểu nội dung khái niệm, định luật, thuyết… cách chính xác HS phát biểu có thể chưa đầy đủ, chưa chính xác nên GV cần hướng dẫn để HS bổ sung nắm phạm vi áp dụng khái niệm, định luật, thuyết… - Bước 6: Vận dụng giả thuyết để giải thích, tiên đốn, ứng dụng, luyện tập… HS vận dụng kiến thức để giải thích hay dự đoán số tượng đơn giản thực tiễn hình thức tập Thơng qua số trường hợp tới giới hạn áp dụng kiến thức xuất mâu thuẫn cần giải quyết Giai đoạn có thể tiến hành sau giai đoạn phát biểu thành khái niệm, định luật, thuyết… hay cuối tiết học tùy theo yêu cầu cụ thể của tiết học GV yêu cầu HS hoàn thành câu trắc nghiệm, giải thích tượng thực tế hay làm tập phù hợp với trình độ HS Đặc biệt chú ý đến dạng tập vận dụng kiến thức vào tình Trong trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm, thực đầy đủ giai đoạn cần thiết, nhiên tiến trình dạy học có thể bỏ qua giai đoạn giai đoạn khác cấu trúc tổng thể không bị ảnh hưởng Như vậy, dạy học theo phương pháp thực nghiệm làm cho đường chiếm lĩnh tri thức của HS tiến gần đến đường nhận thức khoa học của nhà khoa học Kết nghiên cứu bàn luận 3.1 Đánh giá định tính Trong q trình nghiên cứu chúng tơi phát phiếu điều tra quan sát tiết học phổ thông kết cho thấy sau: + Ở lớp TN,GV lúng túng sử dụng thiết bị dạy học đại + GV phân bố thời gian cho hoạt động chưa hợp lí Cụ thể như, tốn nhiều thời gian giới thiệu hình ảnh, đoạn phim, sử dụng phần mềm dạy học + Một số HS chưa thật tập trung quan sát để nắm bắt vấn đề cần nghiên cứu thông qua thí nghiệm trực quan thí nghiệm mơ 120 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC TẬP 2, SỐ (2012) + Nhiều phát biểu của HS chưa hợp lí, gây không khí ồn cho lớp học 3.2 Đánh giá định lượng Chúng thực nghiệm giảng dạy 305 học sinh lớp 10 của ba trường THPT Phan Châu Trinh – Đăk Nông, Thực hành sư phạm Cao Nguyên – Đắk Lắc Trần Hưng Đạo – Đắk Nông Từ kết của kiểm tra tiết, chúng thống kê xử lý số liệu, kết sau: Bảng Bảng thống kê điểm số (Xi) kiểm tra Xi (điểm số kết kiểm tra) HS Nhóm đối chứng (ĐC) 10 305 26 60 55 59 45 35 15 306 0 10 26 34 73 65 55 31 12 Nhóm thực nghiệm (TN) Bảng Bảng phân phối tần suất Phân phối tần suất HS đạt điểm Xi (TNSP) 80 Số HS đạt điểm xi 60 ĐC 40 20 Điểm6 10 Từ việc phân tích số liệu TN cho phép chúng tơi kết luận: - Điểm trung bình cộng cho kiểm tra nhóm TN (là nhóm thực theo tiến trình dạy học nhờ hỗ trợ của TLĐT) cao so với nhóm ĐC Điều có nghĩa tiến trình dạy học mang lại hiệu cao so với tiến trình dạy học bình thường - Việc tổ chức giờ học vật lý với hỗ trợ của TLĐT dạy học góp phần tích cực vào việc tính cực hố HĐNT của HS trường THPT Kết luận Thông qua khảo sát thực tế số trường THPT địa bàn tỉnh Đắk Nông Đắk Lắk chúng đánh giá thực trạng của việc sử dụng tài liệu giáo khoa điện tử qui trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS dạy học vật lí với hỗ trợ của tài liệu 121 UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) giáo khoa điện tử, qua cho thấy việc dạy học thí nghiệm vật lý phổ thơng cịn khó khăn Sử dụng dụng tài liệu giáo khoa điện tử hỗ trợ phối hợp với dạy học phương pháp thực nghiệm dạy học vật lí theo quy trình chúng tơi đề xuất đem lại hiệu cao, gây hứng thú phát huy tính tích cực sáng tạo của học sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Chúng (1893), Phương pháp thống kê toán học khoa học giáo dục, NXB Giáo dục [2] Nguyễn Bảo Hoàng Thanh (2003), Phương tiện dạy học mơn Vật lí, Bài giảng dùng cho sinh viên ngành vật lí, Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng [3] Lê Công Triêm (2002), “Sự hỗ trợ của máy vi tính với hệ thống Multimedia dạy học”, Tạp chí giáo dục, Tháng [4] Lê Cơng Triêm (2003), Lí luận dạy học đại trường phổ thông, Bài giảng cho học viên cao học, ĐHSP Huế, Huế [5] Trần Đức Vượng (2005), Một số vấn đề lí luận dạy học đại, Viện chiến lược chương trình giáo dục, Hà Nội COMBINING THE EXPERIMENTAL METHODS WITH ELECTRONIC TEXTBOOK MATERIALS IN TEACHING PHYSICS AT HIGH SCHOOL Phan Nhat Khanh1, Le Thanh Huy2 Hue University of Education The University of Da Nang - University of Science and Education ABSTRACT Combining the experimental method with electronic textbook materials is one of the effective solutions in innovating the current teaching methods In this way, teachers can use electronic textbook materials to explain and introduce a physics phenomenon, process, a physics experiment or show a video in a visualized way This paper introduces the steps to use empirical methods combined with electronic textbook materials and research results to develop students‘observational skills and promote their active involvement and self - reliance in cognitive activities Keywords: electronic textbook materials, experimental methods, physics experiments, physics at high school, active involvement, observational skills * ThS Phan Nhật Khánh, email: dr.phannhatkhanh@gmail.com, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế ThS Lê Thanh Huy, email: huyspdn@gmail.com , Trường ĐH Sư phạm Đà Nẵng 122 ... học thí nghiệm vật lý phổ thơng cịn khó khăn Sử dụng dụng tài liệu giáo khoa điện tử hỗ trợ phối hợp với dạy học phương pháp thực nghiệm dạy học vật lí theo quy trình chúng tơi đề x́t đem... HS dạy học vật lí với hỗ trợ của tài liệu 121 UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) giáo khoa điện tử, qua cho thấy việc dạy học thí nghiệm vật lý phổ. .. tạo của học sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Chúng (1893), Phương pháp thống kê toán học khoa học giáo dục, NXB Giáo dục [2] Nguyễn Bảo Hoàng Thanh (2003), Phương tiện dạy học mơn Vật lí,