Thông qua các hoạt động trí tuệ - thực tiễn của học sinh trong quá trình thí nghiệm (thiết kế phương án thí nghiệm, dự đoán hoặc giải thích hiện tượng Vật lí hay quá trình Vật lí diễn [r]
(1)NGUYỄN HUY THÁI
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO PHẦN DAO ĐỘNG CƠ, VẬT LÍ 12 BẰNG PHẦN MỀM MACROMEDIA FLASH NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH
LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LI
CHUYÊN NGÀNH: LÍ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN VẬT LÍ
Mã số: 60 14 01 11
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Phạm Kim Chung
(2)MỞ ĐẦU
1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu
4 Khách thể đối tượng nghiên cứu 10 Vấn đề nghiên cứu 10
6 Giả thuyết khoa học 10
(3)1.1.1 Thí nghiệm Vật lí đặc điểm thí nghiệm Vật lí 13 1.1.2 Vai trị thí nghiệm dạy học Vật lí THPT 14 1.1.3 Các loại thí nghiệm Vật lí trường phổ thông 20
1.1.4 Một số yêu cầu thí nghiệm Vật lí q trình tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực học sinh THPT 21
1.1.5 Xu hướng đổi tổ chức hoạt động thực hành thí nghiệm 22 1.2 Hệ thống kĩ thí nghiệm cần rèn luyện học sinh phổ thơng dạy học Vật lí 22
1.2.1 Khái niệm kĩ 22
1.2.2 Sự hình thành phát triển kĩ 23
1.2.3 Kĩ thí nghiệm cần rèn luyện học sinh dạy học Vật lí trường THPT 24
1.2.4 Các cấp độ phát triển kĩ thí nghiệm học sinh 27 1.2.5 Các giai đoạn phát triển kĩ 30
1.3 Năng lực thực nghiệm dạy học Vật lí trường THPT 32 1.3.1 Khái niệm lực thực nghiệm: 32
1.3.2 Cấu trúc lực thực nghiệm 33 1.3.3 Năng lực chun biệt mơn Vật lí 33
1.3.4 Bồi dưỡng lực thực nghiệm Vật lí cho học sinh Error! Bookmark not defined
1.4 Vai trò thí nghiệm thực hành rèn luyện kĩ thí nghiệm cho học sinh dạy học Vật lí trường THPT Error! Bookmark not defined
1.4.1 Thí nghiệm thực hành Vật lí Error! Bookmark not defined
1.4.2 Nội dung, hình thức tổ chức thí nghiệm thực hành dạy học Vật lí trường THPT Error! Bookmark not defined
1.5 Sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo dạy học Vật lí Error! Bookmark not defined
1.5.1 Khái niệm phần mềm dạy học Error! Bookmark not defined
1.5.2 Những yêu cầu chung phần mềm dạy học Error! Bookmark not defined
1.5.3 Phần mềm thí nghiệm ảo dạy học Vật lí Error! Bookmark not defined
1.6 Thực trạng việc rèn luyện kĩ thí nghiệm cho học sinh dạy học Vật lí trường THPT Error! Bookmark not defined
1.6.1 Mục đích tìm hiểu Error! Bookmark not defined 1.6.2 Nội dung tìm hiểu Error! Bookmark not defined
1.6.3 Phương pháp tìm hiểu Error! Bookmark not defined 1.6.4 Kết tìm hiểu Error! Bookmark not defined
(4)12, BAN CƠ BẢN
THPT Error! Bookmark not defined
2.1 Phân tích nội dung, mục tiêu dạy học thí nghiệm thực hành Chương Dao động Error! Bookmark not defined
2.1.1 Vị trí thí nghiệm thực hành chương Dao động Error! Bookmark not defined
2.1.2 Mục tiêu thí nghiệm thực hành Chương Dao động Error! Bookmark not defined
2.1.3 Nội dung thực hành: “Khảo sát định luật thực nghiệm Error! Bookmark not defined
2.1.4 Những khó khăn làm thí nghiệm thực hành Chương Dao động Error! Bookmark not defined
2.2 Đề xuất giải pháp xây dựng sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực hành Vật lí chương Dao động Error! Bookmark not defined
2.2.1 Xây dựng sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ trình tự học, tự nghiên cứu nhà học sinh (Hỗ trợ tìm kiếm trao đổi thơng tin) Error! Bookmark not defined
2.2.2 Xây dựng sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo (Hỗ trợ thực Quy trình) Error! Bookmark not defined
2.2.3 Xây dựng sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ q trình kiếm tra, đánh giá Error! Bookmark not defined
2.3 Xây dựng sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực Error! Bookmark not defined
2.3.1 Ý tưởng xây dựng phần mềm Error! Bookmark not defined
2.3.2 Xây dựng thí nghiệm thực hành Vật lí ảo Macromedia Error! Bookmark not defined
2.4 Sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực hành Vật lí chương Dao động Error! Bookmark not defined
2.4.1 Các bước tổ chức thí nghiệm thực hành với hỗ trợ thí nghiệm Vật lí ảo Error! Bookmark not defined
2.4.2 Thiết kế tiến trình dạy học thực hành thí nghiệm “Khảo sát thực Error! Bookmark not defined
2.5 Kết luận chương Error! Bookmark not defined
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 83 3.1 Mục đích, đối tượng, nội dung thực nghiệm sư phạm Error! Bookmark not defined
(5)3.2.2 Phương thức tổ chức trình thực nghiệm sư phạm Error! Bookmark not defined
3.3 Kết thực nghiệm sư phạm Error! Bookmark not defined 3.3.1 Phân tích định tính Error! Bookmark not defined
3.3.2 Phân tích kết định lượng Error! Bookmark not defined
(6)2 Khuyến nghị Error! Bookmark not defined
TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 PHỤ LỤC 100
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Bảng kĩ thí nghiệm cần rèn luyện cho học sinh THPT dạy học Vật lí 23 Bảng 1.2 Các cấp độ mục tiêu nhận thức 27
Bảng 1.3 Các cấp độ mục tiêu kĩ năng tâm vận 27
Bảng 1.4 Thang đánh giá sự thực hiện (PRS.) 28
Bảng 1.5 Các cấp độ mục tiêu kĩ thí nghiệm học sinh
trong dạy học Vật lí ở trƣờng phổ
thông 29
Bảng 1.6 Thống kê kết phiếu khảo sát học sinh THPT Phổ Yên 51
Bảng 3.1 - Bảng thống kê điểm số
91
Bảng 3.2 - Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống
(Bảng tần suất luỹ tích hội tụ lùi)
90
Bảng 3.3 - Các tham số thống kê
92 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ Chu trình sáng tạo theo V.G Razumơpxki
Hình 2.1 Bộ thiết bị thí nghiệm
(7)nguyên lý cổng quang điện dùng nghiên cứu chuyển động lắc đơn
59
Hình 2.3 Đồng hồ đo thời gian hiện số 63
Hình 2.4: Câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến thí nghiệm thực hành 71
Hình 2.5: Bảng lựa chọn dụng cụ thí nghiệm phần mềm 72
Hình 2.6: Thực thí nghiệm phần mềm 74
Sơ đồ 2.1 Sơ đồ kết hợp thí nghiệm ảo thí nghiệm thật thực hành thí nghiệm Vật lí phổ thơng 75
(8)MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài
Trước yêu cầu cấp bách cơng cơng nghiệp hố, đại hố đất nước, trước nhu cầu hội nhập, địi hỏi giáo dục đại học Việt Nam phải có đổi mạnh mẽ Nghị số 14/2005 Chính phủ đổi toàn diện GDĐH Việt Nam giai đoạn 2006 - 2020 nêu: “Mục tiêu chung đổi toàn diện GDĐH, tạo chuyển biến chất lượng, hiệu quy mô, đáp ứng yêu cầu nghiệp Cơng nghiệp hố- đại hóa đất nước, hội nhập kinh tế quốc tế” yêu cầu giáo dục, đào tạo sinh viên thời kỳ mới: "Phát triển tiềm nghiên cứu sáng tạo, kĩ nghề nghiệp, lực hoạt động cộng đồng khả lập nghiệp người học"
Mơn Vật lí mơn học khơng thể thiếu thí nghiệm, đặc biệt thí nghiệm thực hành học sinh, Vật lí số mơn học khác, môn khoa học thực nghiệm Việc nắm vững mục đích, sở lý thuyết liên quan đến thí nghiệm, kĩ lắp ráp thao tác tiến hành thí nghiệm có ý nghĩa lớn Nó góp phần quan trọng trình tổ chức hoạt động nhận thức tích cực tự lực học sinh Đồng thời, thí nghiệm Vật lí cịn tạo nâng cao hứng thú học tập cho học sinh, tạo cho học sinh niềm tin khoa học kiến thức thu nhận trình học
(9)dẫn tới hiệu giảng dạy giảm sút Một lý là, thực hành chia làm tiết, tiết nêu sở lý thuyết, giới thiệu dụng cụ, phương án, bước thực hành; tiết cho học sinh thực hành, thu thập số liệu, xử lý số liệu Tiết có giới thiệu dụng cụ thí nghiệm học sinh quan sát thí nghiệm khơng thể hiểu phương án thí nghiệm, nắm vững bước tiến hành thí nghiệm Điều dẫn tới làm thí nghiệm thực hành, học sinh thu số liệu xa rời thực tế
Hiện nay, việc ứng dụng CNTT góp phần khắc phục khó khăn cho giáo viên lên lớp, nâng cao hứng thú học tập cho học sinh làm thực hành Đồng thời CNTT làm phong phú thêm thí nghiệm thực hành, thí nghiệm biểu diễn, tạo điều kiện cho học sinh tiếp cận với công nghệ đại, với nhiều loại hình thí nghiệm, loại hình kiểm tra trực tiếp máy tính từ nâng cao chất lượng giảng dạy giáo viên việc học tập học sinh
Có nhiều phần mềm tin học sử dụng trình dạy học, phần mềm Macromedia Flash phần mềm có khả lập trình đa phương tiện, có khả xử lý hình ảnh video tốt Nó có khả chạy tốt máy tính cá nhân mạng Internet nên sử dụng ngày nhiều để phát triển phần mềm dạy học Có thể dùng phần mềm Macromedia Flash để lập trình thí nghiệm ảo dựa thí nghiệm thực góp phần giải khó khăn nâng cao chất lượng dạy học Vật lí
Trong chương trình Vật lí lớp 12 chương Dao động có nhiều tượng Vật lí phức tạp, chí khó thực điều kiện thực tế, thí nghiệm địi hỏi phải sử dụng dụng cụ đo mà học sinh chưa rèn luyện kĩ sử dụng Vì vậy, để tiến hành thí nghiệm phần này, học sinh gặp phải nhiều khó khăn
Với lý trên, chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng sử dụng thí nghiệm ảo phần Dao động - Vật lí 12 phần mềm
Macromedia Flash nhằm nâng cao lực thực nghiệm cho học sinh” 2 Mục đích nghiên cứu
Xây dựng sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo hỗ trợ dạy học Vật lí nhằm nâng cao lực thực nghiệm cho học sinh qua thí nghiệm thực hành chương Dao động - Vật lí 12, ban Cơ THPT
3 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu sở lý luận vai trò thí nghiệm Vật lí q trình tổ chức hoạt động nhận thức học sinh trường THPT
(10)- Ứng dụng CNTT để xây dựng thí nghiệm thực hành Vật lí ảo chương Dao động (Vật lí 12, ban Cơ THPT) đáp ứng yêu cầu thí nghiệm thực hành (địi hỏi nâng cao tính tích cực, tự lực học sinh chuẩn bị, tiến hành sử dụng thí nghiệm Vật lí phổ thơng)
- Nghiên cứu việc sử dụng hiệu thí nghiệm Vật lí ảo xây dựng trình dạy thực hành chương Dao động
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi hiệu thí nghiệm thực hành Vật lí ảo tiến trình dạy học xây dựng
4 Khách thể đối tượng nghiên cứu
Khách thể:
- Q trình dạy học thí nghiệm thực hành có sử dụng thí nghiệm Vật lí ảo chương Dao động (Vật lí 12, ban Cơ THPT) giáo viên học sinh lớp 12 trường THPT Phổ Yên – Thị xã Phổ Yên – Thái Nguyên
Đối tượng:
- Bài thí nghiệm thực hành chương Dao động (Vật lí 12, ban Cơ THPT)
- Q trình nhận thức, kĩ thí nghiệm học sinh tổ chức học thực hành thí nghiệm có sử dụng phối hợp thiết bị thí nghiệm thật thí nghiệm ảo
5 Vấn đề nghiên cứu
Đề tài tập trung vào nghiên cứu hai vấn đề sau:
- Ứng dụng CNTT để xây dựng thí nghiệm thực hành Vật lí ảo chương Dao động (Vật lí 12, ban Cơ THPT) để đáp ứng yêu cầu thí nghiệm thực hành Vật lí ?
- Việc sử dụng thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ q trình dạy thực thành thí nghiệm Vật lí chương Dao động để có hiệu mục đích ?
6 Giả thuyết khoa học
(11)7 Giới hạn phạm vi nghiên cứu Về nội dung nghiên cứu:
- Sử dụng phần mềm Macromedia Flash để xây dựng thí nghiệm ảo thí nghiệm thực hành chương Dao động (Vật lí 12, ban Cơ THPT)
- Sử dụng thí nghiệm ảo để dạy tiết thực hành thí nghiệm Vật lí chương Dao động (Vật lí 12, ban Cơ THPT)
8 Đóng góp đề tài
- Về lý luận Đề tài phát triển lý luận rèn luyện kĩ thí nghiệm Vật lí cho học sinh THPT
- Về ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu vận dụng vào việc rèn luyện kĩ thí nghiệm cho học sinh THPT mơn Vật lí
9 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu lý luận thí nghiệm dạy học Vật lí trường THPT; lý luận thí nghiệm ảo, yêu cầu thí nghiệm ảo
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn (điều tra, quan sát, chuyên gia ): + Nghiên cứu thực tiễn việc dạy học thí nghiệm thực hành chương Dao động
+ Tham khảo ý kiến chuyên gia giáo dục, chuyên gia tin học xây dựng sử dụng thí nghiệm thực hành Vật lí ảo
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm:
Tiến hành dạy song song lớp thực nghiệm lớp đối chứng Một lớp sử dụng thiết bị thí nghiệm thật phịng thí nghiệm lớp sử dụng thí
nghiệm thực hành ảo kết hợp với thiết bị thí nghiệm thật
- Phương pháp thống kê toán học: nhằm phân tích, đánh giá kết thực nghiệm sư phạm
10 Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, nội dung luận văn chia thành ba chương:
Chƣơng Cơ sở lý luận thực tiễn đề tài
Chƣơng Xây dựng sử dụng thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực hành Vật lí chương Dao động – Vật lí 12, ban Cơ THPT
(12)(13)CHƢƠNG
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1 Thí nghiệm Vật lí vai trị dạy học trường phổ thơng
1.1.1 Thí nghiệm Vật lí đặc điểm thí nghiệm Vật lí
Thí nghiệm Vật lí (TNVL) tác động cách có chủ định, có hệ thống người vào đối tượng thực khách quan Thơng qua phân tích điều kiện mà diễn tác động kết tác động, ta thu nhận tri thức [5, tr 76]
Theo số định nghĩa thí nghiệm là:
- Một thử nghiệm điều kiện kiểm sốt nhằm minh hoạ cho chân lí biết, kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học, xác định tính hiệu mà chưa xác nhận
- Một thử nghiệm hay q trình điều kiện kiểm sốt nhằm kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học hay đưa phát
Thí nghiệm Vật lí có đặc điểm sau:
- Các điều kiện thí nghiệm phải lựa chọn thiết lập cách có chủ định cho thơng qua q trình thí nghiệm, trả lời câu hỏi đặt ra, kiểm tra giả thuyết hệ suy từ giả thuyết
Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần xác định rõ, bao gồm đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận kết tác động
- Các điều kiện thí nghiệm làm biến đổi để ta nghiên cứu phụ thuộc hai đại lượng đó, đại lượng khác giữ không đổi
- Các điều kiện thí nghiệm phải khống chế, kiểm sốt theo dự định nhờ sử dụng thiết bị thí nghiệm có độ xác mức độ cần thiết, nhờ q trình phân tích thường xun yếu tố đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng tác động gây nhiễu
- Đặc điểm đóng vai trị quan trọng thí nghiệm khả quan sát biến đổi đại lượng gây biến đổi đại lượng khác Điều đạt nhờ giác quan người hỗ trợ phương tiện quan sát, đo đạc
(14)Trong nghiên cứu khoa học nói chung, đặc biệt nghiên cứu vật lí thí nghiệm đóng vai trị quan trọng
Các định nghĩa đề cập đến nội dung sau:
- Mục đích thí nghiệm (kiểm tra tính đắn giả thuyết, đưa phát hay minh hoạ cho qui luật biết)
- Đặc điểm hoạt động thí nghiệm (sự thử nghiệm hay q trình điều kiện kiểm soát được)
- Trong định nghĩa trên, nội hàm đầy đủ hoạt động gọi thí nghiệm với tư cách q trình chưa ý trình bày
1.1.2 Vai trị thí nghiệm dạy học Vật lí THPT
1.1.2.1 Vai trị thí nghiệm theo quan điểm lý luận nhận thức
Xu hướng dạy học đại coi kiến thức phương pháp hoạt động loại kiến thức bản, quan trọng, kiến thức cơng cụ Học tập vật lí tốt dùng phương pháp nhận thức Vật lí (Phương pháp thực nghiệm, phương pháp mơ hình), tổ chức trình học tập học sinh tương tự với trình
nghiên cứu nhà khoa học
Con đường nhận thức Vật lí nhiều nhà Vật lí Newton, A.Einstein, M.Planck, M.Born V.G Razumơpxki khái qt thành chu trình nhận thức sau: Từ việc khái quát kiện xuất phát đến xây dựng mơ hình trừu tượng giả định (có tính chất giả thuyết); từ mơ hình dẫn đến việc rút hệ lý thuyết (bằng suy luận lơgíc hay suy luận tốn học); Để rồi, hệ lý thuyết kiểm tra thực nghiệm
+ Nếu thực nghiệm phù hợp với hệ mơ hình giả thuyết sở để giải thích thực tế
+ Nếu thực nghiệm khơng xác định hệ lý thuyết làm mơ hình lý thuyết khơng phù hợp tìm giới hạn áp dụng cho mơ hình giả thuyết
Chu trình nhận thức khoa học V.G Razumôpxki khái quát sơ đồ hình 1.1 [5]
Hình 1.1: Sơ đồ Chu trình sáng tạo theo V.G Razumơpxki [5] Mơ hình giả định
trừu tƣợng Các hệ
lơgíc
Thí nghiệm kiểm tra Những kiện
(15)Do mơ hình, lí thuyết phản ánh mặt thực tế nên ta mở rộng phạm vi ứng dụng mơ hình đến lúc ta gặp kiện thực nghiệm giải thích mơ hình cũ, lúc ta phải bổ sung, chỉnh lý mơ hình cũ cho phù hợp chí phải bỏ để xây dựng mơ hình cho chu trình q trình nhận thức
Như vậy, chu trình nhận thức khoa học khơng khép kín mà mở rộng dần dần, làm giàu thêm kiến thức khoa học nhờ mà người ngày tiếp cận gần với chân lý khách quan
Tương ứng với chu trình sáng tạo khoa học, việc xây dựng kiến thức vật lí cụ thể tiến trình hoạt động giải vấn đề mơ tả sau:"đề xuất vấn đề - suy đoán giải pháp - khảo sát lí thuyết thực nghiệm - kiểm tra, vận dụng kết quả"
- Đề xuất vấn đề: Từ biết nhiệm vụ cần giải nảy sinh nhu cầu cịn chưa biết, cách giải khơng có sẵn, hi vọng tìm tịi, xây dựng Diễn đạt nhu cầu thành câu hỏi
- Suy đoán giải pháp: Để giải vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép tìm lời giải: chọn đề xuất mơ hình vận hành để tới cần tìm; đốn biến cố thực nghiệm xảy mà nhờ khảo sát thực nghiệm để xây dựng cần tìm
- Khảo sát lí thuyết thực nghiệm: Vận hành mơ hình rút kết luận lơgíc cần tìm thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu lượm liệu cần thiết xem xét, rút kết luận cần tìm
- Kiểm tra, vận dụng kết quả: xem xét khả chấp nhận kết tìm được, sở vận dụng chúng để giải thích /tiên đốn kiện xem xét phù hợp lí thuyết thực nghiệm Xem xét cách biệt kết luận có nhờ suy luận lí thuyết với kết luận có từ liệu thực
nghiệm để quy nạp chấp nhận kết tìm có phù hợp lí thuyết thực nghiệm, để xét lại, bổ sung, sửa đổi thực nghiệm xây dựng vận hành mô hình xuất phát chưa có phù hợp lí thuyết thực nghiệm, nhằm tiếp tục tìm tịi xây dựng cần tìm
(16)thức Kết nghiên cứu cá nhân nhà khoa học có hỗ trợ người khác Kết thơng báo trải qua tranh luận, phản bác, bảo vệ cộng đồng nhà khoa học Nhờ kết nghiên cứu chỉnh lí, bổ sung, hoàn thiện cộng đồng khoa học chấp nhận
Trong dạy học vật lí, cần tạo điều kiện cho học sinh trải qua giai đoạn giai đoạn nhận thức theo nhà khoa học, để học sinh khám phá kiến thức Vật lí, tái tạo lại, biến chúng thành vốn liếng thân Những trải
nghiệm sở để sau này, người học hoàn tồn khám phá kiến thức
Q trình hoạt động nhận thức Vật lí thường diễn hành động phổ biến sau:
- Quan sát tượng Vật lí xảy từ phân tích thành tượng đơn giản, xác định giai đoạn diễn biến tượng tìm dấu hiệu đặc trưng, chất vật, tượng
- Tìm tính chất chung; mối quan hệ khách quan, phổ biến vật, tượng
- Mơ hình hố kiện quan sát dạng khái niệm, mơ hình lý tưởng để sử dụng chúng làm công cụ tư
- Đo đạc đại lượng Vật lí, tìm mối quan hệ dạng hàm số đại lượng Vật lí, biểu diễn cơng cụ tốn học
- Dự đoán diễn biến tượng điều kiện thực tế xác định; giải thích tượng thực tế
- Xây dựng giả thuyết, từ giả thuyết suy hệ - Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết (hệ quả)
- Tìm biểu cụ thể thực tế khái niệm, định luật Vật lí
- Diễn đạt lời kết thu Đánh giá kết hành động - Tìm phương pháp chung để giải loạt vấn đề tương tự
Cuối cùng, hành động thực nhiều thao tác, xếp theo trình tự xác định Ứng với thao tác điều kiện cụ thể phương tiện, cơng cụ thích hợp
Những thao tác phổ biến q trình nhận thức Vật lí là: - Thao tác vật chất:
+ Nhận biết giác quan
+ Tác động lên vật thể cơng cụ: chiếu sáng, hơ nóng, làm biến dạng, cọ xát,
(17)+ Làm thí nghiệm (bố trí, lắp ráp, vận hành thiết bị ) + Thu thập tài liệu, ghi nhận số liệu thực nghiệm + Thay đổi điều kiện thí nghiệm, điều chỉnh
- Thao tác tư duy: Phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quát hoá, quy nạp, diễn dịch,
Tùy thuộc vào vốn hiểu biết người, khối kiến thức có đối tượng cần nghiên cứu mà thí nghiệm có vai trị quan trọng khác Trong dạy học Vật lí trường phổ thơng, thí nghiệm có vai trị sau:
+ Thí nghiệm phương tiện để học sinh thu nhận tri thức Khi học sinh hoàn toàn chưa có có hiểu biết đối tượng cần nghiên cứu thí nghiệm sử dụng phương tiện để phân tích thực khách quan thơng qua q trình thiết lập đối tượng nghiên cứu cách chủ quan như: thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lý kết quan sát đo đạc từ thí nghiệm để từ thu nhận kiến thức đối tượng cần nghiên cứu
+ Thí nghiệm phương tiện để kiểm tra tính đắn tri thức mà học sinh thu Trong nhiều trường hợp, kết thí nghiệm phủ nhận tính đắn tri thức học sinh biết, đòi hỏi phải đưa giả thuyết khoa học lại phải kiểm tra thí nghiệm khác Nhờ vậy, học sinh thu tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm tri thức biết trước trường hợp riêng, trường hợp giới hạn
+ Thí nghiệm phương tiện học sinh vận dụng tri thức tiếp thu vào thực tiễn Trong trình vận dụng tri thức lý thuyết vào việc thiết kế, vận dụng, học sinh gặp phải khó khăn tính trừu tượng tri thức cần sử dụng, tính phức tạp chịu chi phối nhiều định luật lý khách quan khác Khi thí nghiệm sử dụng phương tiện tạo sở cho việc vận dụng tri thức thu vào thực tiễn
+ Thí nghiệm phận phương pháp nhận thức Vật lí Thí nghiệm Vật lí đặc biệt đóng vai trị quan trọng phương pháp nhận thức phổ biến nghiên cứu Vật lí, phương pháp thực nghiệm phương pháp mơ hình, cụ thể sau:
- Phương pháp thực nghiệm, phương pháp thu thập kiện điều kiện tạo cách đặc biệt (tạo kinh nghiệm mới, lý thuyết để khẳng định mối liên hệ dự kiến có điều kiện mới) đảm bảo cho thể tích cực, chủ động tượng, kiện nghiên cứu
(18)thể giả định, kiểm định giả thuyết.Có điều kiện để sử dụng phương pháp thực nghiệm khoa học:
+ Biết xác yếu tố ảnh hưởng đến nảy sinh diễn biến tượng nghiên cứu
+ Xác định nguyên nhân tượng vạch điều kiện ảnh hưởng
+ Lặp lại thí nghiệm nhiều lần tuỳ theo ý muốn thu được, tích luỹ tài liệu định lượng mà từ phán đốn tính điển hình hay ngẫu nhiên tượng nghiên cứu
Phương pháp thực nghiệm chia gồm giai đoạn: 1- Làm nảy sinh vấn đề cần giải đáp, câu hỏi cần trả lời 2- Đề xuất giả thuyết
3- Từ giả thuyết, dùng suy luận lơgíc rút hệ kiểm tra thí nghiệm
4- Xây dựng thực phương án thí nghiệm để kiểm tra hệ rút Nếu kết thí nghiệm phù hợp với hệ rút giả thuyết chân thực, kết thu khơng phù hợp phải đề xuất giả thuyết Như thí nghiệm đóng vai trị quan trọng giai đoạn đầu giai đoạn cuối phương pháp thực nghiệm
- Phương pháp mơ hình, phương pháp khoa học để nghiên cứu đối tượng, trình … cách xây dựng mơ hình chúng (các mơ hình bảo tồn tính chất trích đối tượng nghiên cứu) dựa mơ hình để nghiên cứu trở lại đối tượng thực Phương pháp mơ hình gồm giai đoạn:
1- Thu thập thông tin đối tượng gốc Ở giai đoạn thông tin đối tượng gốc thường thu thập nhờ thí nghiệm, qua thí nghiệm loại bỏ yếu tố khơng quan tâm, tìm thuộc tính, mối quan hệ chất đối tượng gốc
2- Xây dựng mơ hình Căn thơng tin thuộc tính mối quan hệ chết đối tượng gốc, ta xây dựng nên mơ hình cho đối tượng Nếu mơ hình vật chất người ta phải tiến hành thí nghiệm thực với
3- Thu thập thơng tin mơ hình để suy hệ lý thuyết
(19)1.1.2.2 Vai trị thí nghiệm theo quan điểm lý luận dạy học
Theo quan điểm lý luận dạy học, thí nghiệm có vai trị sau:
+ Thí nghiệm sử dụng tất giai đoạn khác trình dạy học như: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu; hình thành kiến thức, kĩ mới; củng cố kiến thức, kỹ thu kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ học sinh
Việc sử dụng thí nghiệm để tạo tình có vấn đề, đặc biệt có hiệu giai đoạn đề xuất vấn đề cần nghiên cứu Các thí nghiệm sử dụng để tạo tình có vấn đề thường thí nghiệm đơn giản, tốn thời gian chuẩn bị thời gian tiến hành thí nghiệm
Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, thí nghiệm cung cấp cách có hệ thống liệu thực nghiệm, để từ quy nạp, khái qt hố, kiểm tra tính đắn giả thuyết hệ lôgic rút từ giả thuyết đề xuất, hình thành kiến thức
Thí nghiệm sử dụng cách đa dạng trình củng cố (ơn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá vận dụng) kiến thức, kỹ học sinh Những thí nghiệm loại tiến hành học nghiên cứu tài liệu mới, học dành cho việc luyện tập, tiết ơn tập thí nghiệm thực hành sau chương, ngoại khoá lớp, nhà
Thí nghiệm phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức kỹ học sinh Thơng qua hoạt động trí tuệ - thực tiễn học sinh q trình thí nghiệm (thiết kế phương án thí nghiệm, dự đốn giải thích tượng Vật lí hay q trình Vật lí diễn thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ thí nghiệm cần thiết, lắp ráp dụng cụ bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, thu nhận xử lý kết thí nghiệm ), học sinh chứng tỏ kiến thức tượng Vật lí đề cập, kiến thức phương pháp kỹ thân
Để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức kỹ học sinh, giáo viên cần có nhiều cách thức sử dụng thí nghiệm nhiều mức độ yêu cầu khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp Mức độ tự lực học sinh q trình thí nghiệm khác nhau, từ việc tiến hành thí nghiệm theo bảng hướng dẫn chi tiết cho sẵn đến việc học sinh hoàn toàn tự lực tất giai đoạn thí nghiệm
(20)ý thức học sinh Vật lí sống muôn màu muôn vẻ để tạo cho học sinh hứng thú nhận thức
Thí nghiệm phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo Vật lí học sinh Bởi thí nghiệm ln có mặt q trình nghiên cứu tượng, q trình Vật lí, soạn thảo khái niệm, định luật Vật lí, xây dựng thuyết Vật lí, đề cập ứng dụng sản xuất đời sống kiến thức học
+ Thí nghiệm phương tiện kích thích hứng thú học tập Vật lí, tổ chức q trình học tập tích cực, tự lực sáng tạo học sinh
+ Thí nghiệm phương tiện tổ chức hình thức làm việc tập thể khác nhau, bồi dưỡng phẩm chất đạo đức học sinh
+ Thí nghiệm phương tiện giúp đơn giản hoá trực quan kiến thức dạy học Vật lí
Do thí nghiệm Vật lí phận phương pháp nhận thức Vật lí nên thơng qua mối quan hệ với q trình thí nghiệm, học sinh làm quen vận dụng có ý thức phương pháp nhận thức Các kiến thức phương pháp mà học sinh lĩnh hội có ý nghĩa quan trọng, mở rộng vượt qua khỏi giới hạn môn Vật lí sang mơn học khác, lĩnh vực khác
1.1.3 Các loại thí nghiệm Vật lí trường phổ thơng
Thí nghiệm Vật lí trường phổ thơng chia loại thí nghiệm sau đây: - Thí nghiệm biểu diễn giáo viên: loại thí nghiệm giáo viên tiến hành, học sinh người quan sát Loại thí nghiệm giữ vị trí hàng đầu hệ thống thí nghiệm Vật lí phổ thơng Trong q trình thực hiện, người giáo viên tái tạo lại tượng Vật lí qua giúp người học khảo sát mối liên hệ tượng tiến hành nghiên cứu lý thuyết
Loại thí nghiệm giáo viên sử dụng phổ biến giảng Với việc làm sống lại trước mắt học sinh tượng cần nghiên cứu, loại thí nghiệm tiến hành hợp lý giúp học sinh tiếp thu kiến thức dễ dàng tiếp thu cách có khoa học
Căn theo mục đích dạy học, thí nghiệm biểu diễn phân loại sau:
+ Thí nghiệm mở đầu: Loại thí nghiệm tiến hành vào đầu học nghiên cứu lý thuyết nhằm tạo tình có vấn đề làm nảy sinh mâu thuẫn trình độ kiến thức có nhu cầu hiểu biết tượng mới, kích thích tính tị mị, gây hứng thú học tập cho học sinh
(21)luật hay quy tắc sở khái quát kết rút từ thực nghiệm Thí nghiệm minh họa thí nghiệm sau giáo viên hướng dẫn học sinh đưa kết luận, định luật, quy tắc cách suy luận lý thuyết, sau dùng thí nghiệm kiểm chứng lại nhận định Thí nghiệm loại sử dụng thí nghiệm nghiên cứu khảo sát khó thực phức tạp, nhiều thời gian, số liệu không đầy đủ, xác
+ Thí nghiệm củng cố: Được thực cuối tiết học, giúp đào sâu kiến thức cho học sinh, giúp học sinh ghi nhớ xác, chắn giảng, rèn luyện kỹ cho học sinh Đồng thời thơng qua giáo viên kiểm tra mức độ tiếp thu giảng học sinh
- Thí nghiệm thực tập Vật lí loại thí nghiệm học sinh thực mức độ độc lập, tích cực khác hướng dẫn, đạo giáo viên Thí nghiệm thực tập Vật lí gồm loại sau:
+ Thí nghiệm trực diện:
Là loại thí nghiệm mà hướng dẫn giáo viên trình nghiên cứu tài liệu mới, học sinh tiến hành quan điểm ngắn, thí nghiệm mà sở rút kết luận minh hoạ lý thuyết
+ Thí nghiệm thực hành Vật lí:
Là loại thí nghiệm tiến hành sau học xong chương, phần chương trình Thí nghiệm thực hành thường có nội dung định tính hay định lượng, song chủ yếu kiểm nghiệm định luật, quy tắc Vật lí đo đại lượng Vật lí
+ Thí nghiệm quan sát Vật lí nhà:
Đây hình thức thí nghiệm tổng hợp tiến hành lớp học học sinh độc lập tiến hành khơng có kiểm soát giáo viên, dạng hoạt động tự lực học sinh, có tính độc lập sáng tạo cao
Tóm lại, hệ thống thí nghiệm dù thực hình thức nào,
phương pháp thí nghiệm Vật lí đóng vai trị to lớn q trình dạy học Vật lí
1.1.4 Một số yêu cầu thí nghiệm Vật lí q trình tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực học sinh THPT
- Thí nghiệm phải trình bày q trình xảy tượng Vật lí cần nghiên cứu cách ổn định xác (tức thí nghiệm phải thành cơng xảy điều kiện giống nhau…)
(22)1.1.5 Xu hướng đổi tổ chức hoạt động thực hành thí nghiệm Trong năm trước đây, hoạt động thực hành thí nghiệm thực cách thức: Bài thực hành chia thành 02 tiết theo phân phối chương trình Bộ giáo dục, 01 tiết người học tổ chức hướng dẫn nghiên cứu mục đích, sở lý thuyết, đồng thời đưa phương án thí nghiệm Từ hướng dẫn thực thao tác tiến hành thí nghiệm thực hành Sau có 01 tiết người học trực tiếp tiến hành thao tác thí nghiệm thực hành dụng cụ thí nghiệm theo phương án đưa lựa chọn tiết học thứ Điều gây khơng khó khăn cho người học thao tác thí nghiệm thực hành cịn chưa nhuần nhuyễn tiết thứ phải trực tiếp tiến hành thao tác đo đạc tiết thứ 2, dẫn đến kết q trình thí nghiệm thực hành khơng đạt hiệu cao, đơi q trình thí nghiệm thực hành cịn khơng thành cơng Với lý đó, cần phải đổi cách thức tổ chức hoạt động thí nghiệm thực hành, cần phải tiến hành hoạt động cách có hiệu Vừa để người học lĩnh hội mục đích sở hoạt động thí nghiệm thực hành, vừa để người học nắm phương pháp thao tác q trình tiến hành thí nghiệm thực hành Người giáo viên lúc đóng vai trị người hỗ trợ, đứng phía sau, đưa gợi ý để người học tự tìm tịi, vận dụng vốn kiến thức, hiểu biết để thiết kế phương án tiến hành theo phương án thống đưa tập thể Đó xu hướng tổ chức hoạt động thí nghiệm thực hành ngày trở nên phổ biến
1.2 Hệ thống kĩ thí nghiệm cần rèn luyện học sinh phổ thơng dạy học Vật lí
1.2.1 Khái niệm kĩ
“Kĩ khả ứng dụng tri thức khoa học vào thực tiễn; khả vận dụng kiến thức lĩnh vực vào thực tế”.[10]
(23)Ngồi ra, cịn có số định nghĩa khác kĩ năng, định nghĩa bao hàm thêm nghĩa như: kĩ có nguồn gốc sở dựa kiến thức, hình thành phát triển qua huấn luyện, kinh nghiệm; thông qua nỗ lực suy nghĩ, ví dụ như: “Kĩ khả năng, lực để làm tốt việc đó, dựa kiến thức, luyện tập khả tự nhiên; thành thạo khéo léo thực hiện”
Các định nghĩa kĩ đề cập đến khái niệm kĩ với đặc điểm chung, đặc điểm khái niệm, tính chất hai mặt kĩ năng, mặt lực hiểu theo nghĩa Tâm lí học mặt lực thực hành động Các mặt lực dựa sở kiến thức, khả tự nhiên Kĩ phát triển dựa luyện tập lĩnh vực trí tuệ lẫn chân tay
1.2.2 Sự hình thành phát triển kĩ
Hệ thống kĩ không đơn kĩ thực thao tác hoạt động chân tay mà cịn kĩ hoạt động trí tuệ, nhờ kĩ mà sinh viên áp dụng phương pháp hoạt động trí tuệ từ đối tượng sang đối tượng khác, nhận thức biến đổi chúng
Kĩ có sở dựa kiến thức, xuất phát từ cấu trúc kĩ năng: hiểu mục đích, biết cách thức đến kết hiểu điều kiện để triển khai cách thức Để hình thành kĩ năng, cần có kiến thức làm sở cho việc hiểu biết, luyện tập thao tác riêng rẽ thực hành động theo mục đích, yêu cầu Những thao tác cụ thể cần luyện tập nhiều lần quen ghi nhớ được, cần biết cách thao tác chúng
Nghiên cứu phát triển kĩ năng, quan điểm Piaget đồng với quan điểm Vưgôtxki phát triển tri thức, kĩ Sự phát triển diễn qua giai đoạn, giai đoạn chung cho tất người, điều khác biệt tốc độ nhanh chóng xuất giai đoạn, giai đoạn bắt nguồn từ giai đoạn trước sát nhập làm biến đổi giai đoạn chuẩn bị cho giai đoạn sau Tuy kĩ giai đoạn trước cịn sót lại vai trị tổ chức thay đổi
Có kĩ hình thành khơng cần luyện tập, cần biết vận dụng hiểu biết kĩ tương tự chuyển sang thực hành động Đây yêu cầu biết làm (kĩ bậc thấp), cần luyện tập bổ sung kiến thức để hành động thực cách thật hoàn hảo, linh hoạt
(24)giáo viên hướng dẫn thực hành, họ nắm thực kĩ mà không cần phải suy nghĩ nhiều (thành thạo)
Sự vận dụng kiến thức dễ dàng hay khó khăn tùy thuộc vào khả nhận dạng kiểu nhiệm vụ, tập, tức tìm kiếm, phát thuộc tính quan hệ vốn có nhiệm vụ hay tập để thực mục đích định, thế, hình thành kĩ dạy học chịu ảnh hưởng yếu tố sau:
- Nội dung tập hay nhiệm vụ đặt cụ thể hóa hay bị che phủ yếu tố phụ làm chệch hướng đến hình thành kĩ Ví dụ: Phát triển kĩ sử dụng thí nghiệm dạy học VL SV sư phạm đặt nhiệm vụ tiến hành TN nào, kết TN xác nào?, mà nhiệm vụ đặt SV lựa chọn TN gì?, thực với mục đích dạy học gì?, cần tổ chức dạy học với TN nào?
- Tâm thế, thói quen lực tự học ảnh hưởng đến hình thành kĩ Tạo tâm thuận lợi học tập giúp cho sinh viên dễ dàng việc hình thành kĩ Tự học, tự điều chỉnh đóng vai trị quan trọng việc nâng cao chất lượng học tập, trình tự học, tự điều chỉnh liên quan đến tự quan sát, tự định tự đánh giá Việc rèn luyện cho sinh viên có phương pháp, kĩ năng, ý chí tự học, biết linh hoạt vận dụng kiến thức vào tình tạo cho họ lịng ham học, khơi dậy tiềm vốn có người, phát huy nội lực, làm cho kết học tập nhân lên, đồng thời sớm thích ứng với sống, lao động cộng đồng
- Khả khái qt đối tượng cách tồn thể Ví dụ trình sinh viên sư phạm thực hành TNVLPT, đối tượng khơng phải thí nghiệm mà dạy học với thí nghiệm Địi hỏi sinh viên nhận thức tổng quát từ mục đích thí nghiệm, lập kế hoạch thí nghiệm, đặc biệt lập kế hoạch triển khai học với thí nghiệm
1.2.3 Kĩ thí nghiệm cần rèn luyện học sinh dạy học Vật lí ở trường THPT
(25)Trên sở định nghĩa kĩ dựa hoạt động người nghiên cứu tiến trình thực thí nghiệm, kĩ thí nghiệm cần rèn luyện cho học sinh dạy học Vật lí trường THPT chia thành hai nhóm: kĩ thiết kế thí nghiệm kĩ tiến hành thí nghiệm (Bảng 1.1)
Bảng 1.1 Bảng kĩ thí nghiệm cần rèn luyện cho học sinh THPT dạy học Vật lí
STT Kĩ thiết kế thí nghiệm Kĩ tiến hành thí nghiệm Xác định mục đích thí nghiệm
2 Đề xuất phương án thí nghiệm Sử dụng dụng cụ, thiết bị thí nghiệm, lắp ráp thí nghiệm theo sơ đồ Xây dựng sơ đồ, bố trí thiết bị thí nghiệm
Tiến hành thí nghiệm đảm bảo tượng Vật lí xảy quan sát rõ ràng trình, tượng
Xác định cách trình bày số liệu bảng, đồ thị dạng khác để làm bật dấu hiệu chất, mối quan hệ có tính qui luật
Quan sát thu thập số liệu hay dấu hiệu chất q trình Vật lí nghiên cứu
5
Phân tích, xử lý số liệu để tìm dấu hiệu chất, mối liên hệ có tính qui luật
6
Vận dụng kiến thức để giải thích tượng, q trình Vật lí quan sát hay số liệu thu thập
Các kĩ cụ thể bảng 1.2 mô tả chi tiết sau: A Nhóm kĩ thiết kế thí nghiệm:
A1 Kĩ xác định mục đích thí nghiệm
Mục đích thí nghiệm vấn đề khoa học cần nghiên cứu, đặt phải giải sau tiến hành xong thí nghiệm Kết cụ thể hoạt động thường hình thành nên kiến thức (hay mức sâu, rộng hơn), kĩ (hoặc trình độ kĩ bậc cao hơn), thái độ, tình cảm (hay sâu sắc hơn) Ngoài ra, thí nghiệm, giai đoạn dạy học có mục đích riêng Mục đích thí nghiệm cần phải trả lời câu hỏi:
(26)+ Mối quan hệ tượng cần nghiên cứu với vấn đề có liên quan ?
A2 Kĩ thiết kế phương án thí nghiệm
Việc thiết kế phương án thí nghiệm liền với việc xây dựng quy trình tiến hành thí nghiệm xác định trình tự thao tác với dụng cụ thí nghiệm, bao gồm: - Quy trình lắp đặt dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ lập
- Quy trình thao tác cho quan sát rõ tượng, số liệu cần đo loại bỏ yếu tố ảnh hưởng đến độ xác thí nghiệm
Đồng thời, việc xây dựng quy trình địi hỏi nhận biết mối nguy hiểm trình thực thao tác với dụng cụ thí nghiệm (dịng điện, tia laser, tia phóng xạ, hóa chất, nitơ lỏng…) để đảm bảo an tồn dụng cụ thí nghiệm người
A3 Kĩ xây dựng sơ đồ, bố trí thiết bị thí nghiệm Kĩ thể việc thực hoạt động sau: + Đọc hiểu sơ đồ lý thuyết
+ Lựa chọn dụng cụ thí nghiệm phù hợp
+ Đọc hiểu kí hiệu, thơng số kĩ thuật ghi dụng cụ, thiết bị + Lắp thí nghiệm theo sơ đồ lý thuyết với dụng cụ chọn
A4 Kĩ trình bày tượng quan sát được, trình bày số liệu dạng bảng, đồ thị dạng khác để làm bật dấu hiệu chất, mối quan hệ có tính qui luật
Kĩ thể thực hành động sau: + Trình bày vấn đề (viết, nói)
+ Trình bày vấn đề đồ thị, biểu bảng
A5 Kĩ phân tích, xử lý số liệu để tìm dấu hiệu chất, mối liên hệ có tính qui luật tượng, trình nghiên cứu
Kĩ thể thực hành động sau:
+ Tính trung bình đại lượng, tính sai số làm trịn kết thu từ thí nghiệm
+ Đối chiếu, so sánh kết thực nghiệm lý thuyết
+ Xác định sai số; phân biệt sai số phương án sai số dụng cụ, tìm biện pháp làm giảm sai số
+ Xử lý biểu bảng, vẽ đồ thị (nếu có), từ đồ thị biết rút quy luật liên hệ đại lượng điều kiện xảy tượng
A6 Kĩ vận dụng kiến thức để giải thích tượng, q trình Vật lí quan sát hay số liệu thu thập
Kĩ gồm có:
(27)B Nhóm kĩ tiến hành thí nghiệm B1 Kĩ lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ
Thông thường dụng cụ, thiết bị thí nghiệm thực hành xây dựng đặt sẵn Học sinh sử dụng dụng cụ thiết bị để tiến hành thí nghiệm Chỉ thay đổi điều kiện thí nghiệm, học sinh cần biết tháo lắp phận nhỏ có liên quan đến thay đổi điều kiện
Các thao tác tháo lắp dụng cụ thí nghiệm mà học sinh cần đạt: + Biết lắp ráp dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ
+ Tháo lắp phận dụng cụ cần thay đổi điều kiện thí nghiệm
+ Biết bố trí, đặt dụng cụ, thiết bị thí nghiệm cho phù hợp nguyên tắc lý thuyết vị trí khơng gian
B1 Kĩ tiến hành thí nghiệm để đảm bảo tượng xảy quan sát rõ q trình, tượng Vật lí cần nghiên cứu
Kĩ thể chỗ:
+ Tiến hành thí nghiệm thao tác, bước
+ Khả xác định đại lượng cần đo, đại lượng phải giữ nguyên, không thay đởi q trình làm thí nghiệm
+ Dự đoán kết quả thí nghiê ̣m
+ Điều chỉnh dụng cụ thiết bị đo trình tiến hành thí nghiệm để tượng, q trình xảy rõ ràng sai số thấp
+ Xác định góc độ để quan sát tồn q trình tượng Vật lí xảy + Phát xử lí cố bất thường lúc tiến hành thí nghiệm (đới vớ i những thí nghiê ̣m nguy hiểm, phức tạp)
B3 Kĩ quan sát thu thập dấu hiệu chất trình Vật lí nghiên cứu hay số liệu thí nghiệm
Kĩ thể thực hành động sau: + Chọn mốc, chọn vật thị
+ Lựa chọn phương pháp đo, phương pháp khảo sát + Chọn góc độ quan sát, đọc số liệu dụng cụ đo
+ Quan sát nhận xét biểu dụng cụ đo
1.2.4 Các cấp độ phát triển kĩ thí nghiệm học sinh
Các cấp độ mục tiêu thực tương ứng với cấp độ mục tiêu nhà tâm lý học Bloom Harrow đưa ra, mô tả cách cụ thể Bảng 1.2 Bảng 1.3
(28)Cấp độ Sự thực
Nhớ Mô tả, nhắc lại việc, kiện
Thơng hiểu Trình bày, giải thích nội dung kiện, tính chất đặc trưng vật, kiện
Vận dụng Sử dụng kiến thức, kĩ trường hợp chung vào trường hợp riêng
Phân tích Phát hiện, phân biệt chi tiết, phận cấu thành thơng tin hay tình
Tổng hợp Khái quát trường hợp riêng lẻ để đưa kết luận chung, kết hợp phận để tạo dạng Đánh giá Phân tích, so sánh giải pháp (phương án, cấu )
với giải pháp khác
Bảng 1.3 Các cấp độ mục tiêu kĩ tâm vận
Cấp độ Sự thực
1 Bắt chước Quan sát hoạt động cố gắng làm lại Thực công việc cách rập khuôn, máy móc
2 Làm Thực theo hướng dẫn khái quát quan sát Thực cơng việc hướng dẫn cịn nhiều thao tác, động tác thừa
3 Làm xác
Độc lập thực thao tác đúng, xác mức độ thành thạo mà không cần hướng dẫn, khơng có thao tác, động tác thừa
4 Làm biến hóa
Kết hợp nhiều thao tác theo trình tự cách thục hồn cảnh Thực cơng việc chuẩn xác hồn cảnh điều kiện khác
(29)cách tự nhiên, địi hỏi cố gắng thể chất trí tuệ
Các thang cấp độ sử dụng để đánh giá kĩ đơn lẻ người học theo giai đoạn q trình thực hành thí nghiệm Có sáu bậc đánh giá cấp độ kĩ thực từ thấp đến cao mô tả Bảng 1.4
Bảng 1.4 Thang đánh giá thực (PRS.)
Cấp độ Mô tả
1 Thực cơng việc cần có giám sát liên tục trợ giúp chút
2 Thực công việc đáp ứng yêu cầu cần có giám sát định kì trợ giúp chút
3 Thực cơng việc, khơng cần giám sát trợ giúp
4 Thực công việc với tốc độ chất lượng cao, không cần giám sát trợ giúp
5
Thực công việc với tốc độ chất lượng cao, có sáng kiến tính thích nghi với tình huống, vấn đề đặc biệt
6
Thực công việc với tốc độ chất lượng cao, có sáng kiến tính thích nghi để hướng dẫn người khác thực cơng việc
(30)Bảng 1.5 Các cấp độ mục tiêu kĩ thí nghiệm học sinh dạy học Vật lí trƣờng phổ thông
Cấp độ
Kĩ thiết kế (Thiết kế phương án)
Kĩ thực
(Thực theo phương án thiết kế)
1
Tái tạo (nhớ, hiểu): Mô tả lại phương án thiết kế có tình định
Làm đƣợc: Cố gắng thực hành động, thao tác theo phương án thiết kế tình định cách rập khn, máy móc, cịn thao tác, động tác thừa, cần có giám sát trợ giúp
2
Vận dụng: Cải tiến phần phương án thiết kế có phù hợp với tình có biến đổi
Làm xác Độc lập thực hành động, thao tác xác theo thiết kế, chất lượng cao mà không cần trợ giúp
3
Sáng tạo (Phân tích, tổng hợp, đánh giá): Cải tiến phần lớn tự thiết kế phương án phù hợp với tình
huống mới, có nhiều biến đổi
Làm thục, biến hoá
Thực hành động, thao tác theo thiết kế với tốc độ chất lượng cao, có sáng kiến tính thích nghi với tình mới, có nhiều biến đổi 1.2.5 Các giai đoạn phát triển kĩ
Kĩ có sở dựa kiến thức, xuất phát từ cấu trúc kĩ năng: hiểu mục đích, biết cách thức đến kết hiểu điều kiện để triển khai cách thức Để hình thành kĩ năng, cần có kiến thức làm sở cho việc hiểu biết, luyện tập thao tác riêng rẽ thực hành động theo mục đích, yêu cầu Những thao tác cụ thể cần luyện tập nhiều lần quen ghi nhớ được, cần biết cách thao tác chúng
Có kĩ hình thành không cần luyện tập, biết vận dụng hiểu biết kĩ tương tự chuyển sang thực hành động Đây yêu cầu biết làm (kĩ bậc thấp), cần luyện tập bổ sung thêm kiến thức để hành động thực cách thật hoàn hảo, linh hoạt
(31)(không thành thạo) Cùng với thời gian nhờ hướng dẫn giáo viên, học sinh nắm thực hiện kĩ mà không cần phải suy nghĩ nhiều (thành thạo)
Những hoạt động có kế hoạch sau góp phần phát triển kĩ năng: a Trình diễn
Trong giai đoạn đầu, học sinh có hiểu biết kĩ cần rèn luyện Giáo viên cần trình diễn thật xác bước, học sinh ghi nhớ, lặp lại họ nhìn thấy lần đầu Hầu hết kĩ cần có hướng dẫn thực hành
b Thực hành bước
Đối với quy trình, giáo viên thực vài bước kĩ Sau học sinh làm lại bước cách xác Người giáo viên kiểm tra tất bước học sinh thực chưa tiếp tục chuyển sang thao tác Lặp lại trình tự hồn thành quy trình Q trình hực học sinh cần sử dụng hướng dẫn thực hành thực
c Thực hành có hướng dẫn
Học sinh làm việc độc lập làm việc thành nhóm giám sát chặt chẽ giáo viên thực thành cơng cơng việc cách “an tồn”
d Thực hành độc lập
Học sinh làm việc độc lập giám sát với mức độ giảm dần thực cơng việc cách thành thạo
e Thực hành định kỳ
Định kỳ (hàng tuần hàng tháng), sau học xong kĩ năng, giáo viên cần cho học sinh trình diễn lại kĩ Thực hành định kì giúp học sinh thực cơng việc thói quen
f Các hoạt động thực dự án giải vấn đề:
(32)án giải vấn đề Những hoạt động đòi hỏi học sinh phải lựa chọn kĩ cần thiết, sau điều chỉnh áp dụng chúng theo yêu cầu Đôi yêu cầu học sinh thực kĩ điều kiện bất thường Những hoạt động mô gần với công việc thực tế tốt, chúng đem lại cho học sinh lòng tự tin
1.3 Năng lực thực nghiệm dạy học Vật lí trường THPT
1.3.1 Khái niệm lực thực nghiệm:
Năng lực thực nghiệm định nghĩa “khả vận dụng kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ hứng thú để hành động cách phù hợp có hiệu tình đa dạng sống”
Từ khái niệm lực khái niệm thực nghiệm, định nghĩa: Năng lực thực nghiệm khả vận dụng phối hợp kiến thức, kỹ năng, thái độ vào điều kiện ngoại cảnh (khách quan) khác để giải vấn đề thực tiễn cách có hiệu
Xét theo chun mơn hóa, lực gồm có hai loại: lực chung lực chuyên biệt Năng lực chung lực cần thiết cho nhiều hoạt động khác nhau, lực chun biệt lực có tính chun môn nhằm đáp ứng nhu cầu lĩnh vực chun biệt
NLTN Vật lí lực chuyên biệt môn Vật lí NLTN Vật lí hiểu khả vận dụng kiến thức, kỹ thực nghiệm lĩnh vực Vật lí với thái độ tích cực để giải vấn đề đặt thực tiễn Đó khả lý giải tượng Vật lí, thực thành cơng TN Vật lí, hay khả chế tạo dụng cụ thí nghiệm hoạt động dựa nguyên tắc Vật lí để phục vụ sống Trong trình học tâp trường phổ thơng bồi dưỡng NLTN cho HS việc cần thiết
(33)lượng, vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn Nếu hệ thống kỹ rèn luyện tốt HS dễ dàng vận dụng chúng để giải vấn đề thực tiễn
1.3.2 Cấu trúc lực thực nghiệm
Cấu trúc lực thực nghiệm dựa vào thành tố: kiến thức, kỹ năng, thái độ Năng lực thực nghiệm có cấu trúc sau:
● Kiến thức:
- Kiến thức Vật lí liên quan đến trình khảo sát
- Kiến thức phương pháp nghiên cứu Vật lí (phương pháp nhận thức Vật lí): Phương pháp thực nghiệm
- Kiến thức thí nghiệm Vật lí ● Kỹ năng:
- Kỹ đề xuất giả thiết hay dự đoán - Kỹ suy luận đưa hệ
- Kỹ đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra giả thuyết hay dự đốn - Kỹ thiết kế phương án thí nghiệm
- Kỹ lắp ráp, thực thí nghiệm (Quan sát, đo đạc, ghi kết quả, tính tốn, biểu diễn kết quả, đánh giá)
- Kỹ sử dụng dụng cụ đo
- Kỹ chế tạo thiết bị thí nghiệm tự sữa chữa hỏng hóc thơng thường ● Thái độ:
- Thái độ tích cực, tự lực - Kiễn nhẫn, trung thực, tỷ mỷ - Tích cực hợp tác học tập
1.3.3 Năng lực chun biệt mơn Vật lí
Trong dạy học Vật lí trường THPT lực chun biệt mơn Vật lí xác định với lực: Năng lực sử dụng kiến thức, lực phương pháp nhận thức Vật lí, lực trao đổi thông tin, lực liên quan đến cá nhân
● Nhóm lực thành phần lực sử dụng kiến thức Vật lí
- Trình bày kiến thức tượng, đại lượng, định luật, nguyên lý Vật lí bản, phép đo, số Vật lí
- Trình bày mối quan hệ kiến thức Vật lí
- Sử dụng kiến thức Vật lí để thực nhiệm vụ học tập
- Vận dụng (giả thiết, dự đoán, tư tưởng, đề giải pháp, đánh giá ) kiến thức Vật lí vào thực tiễn
(34)(35)(36)(37)(38)(39)(40)(41)5 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2003), Phương pháp
(42)6 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng (2001), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật lí trường phổ thông, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà
(43)(44)8 Trần Tố Chinh (2013), Xây dựng sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực hành Vật lí chương Dịng điện khơng đổi – Vật lí 11 Trung học phổ thông
(Luận văn Thạc sĩ), Đại học Giáo dục, ĐHQGHN Từ điển tiếng Việt Online: https://vdict.com/
(45)11 Website: http://phuongphapnghiencuukhoahoc.com/
https://vdict.com/ te: http://phuongphapnghiencuukhoahoc.com/ https://ahdictionary.com/word/search.html?q=experiment