Bài báo đề xuất sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm ở 3 giai đoạn của tiến trình dạy học vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho học sinh trong giai đoạn hiện nay.
JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Educational Sci., 2016, Vol 61, No 8B, pp 196-202 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn DOI: 10.18173/2354-1075.2016-0175 BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VẬT LÍ VÀO THỰC TIỄN THƠNG QUA SỬ DỤNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Trần Thị Ngọc Ánh, Lê Cơng Triêm Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế Tóm tắt Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn lực quan trọng cần hình thành cho người học, đồng thời phương tiện đánh giá hiệu trình dạy học vật lí trường phổ thơng Tuy nhiên, nhiều giáo viên chưa thực trọng lúng túng việc bồi dưỡng lực cho học sinh Bài báo đề xuất sử dụng phối hợp loại hình thí nghiệm giai đoạn tiến trình dạy học vật lí nhằm bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho học sinh giai đoạn Từ khóa: Năng lực, lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn, thí nghiệm giáo khoa, thí nghiệm tự tạo, thí nghiệm máy vi tính Mở đầu Đổi giáo dục phổ thông sau năm 2015 định hướng chương trình giáo dục theo hướng tiếp cận lực Do đó, việc triển khai chương trình đào tạo theo chuẩn lực xu tất yếu cấp học, bậc học, môn học Một số lực cụ thể tập trung nghiên cứu dạy học vật lí như: lực thực nghiệm, lực giải vấn đề, lực tự học hầu hết bồi dưỡng thông qua thí nghiệm (TN) vật lí [1, 5, 6, 7, 9] Tuy nhiên, sở vật chất, dụng cụ TN trường phổ thơng cịn tồn số khó khăn Do đó, ngồi TN trang cấp, cần linh hoạt sử dụng phương tiện dạy học khác TN tự tạo, TN MVT, Đặc thù mơn vật lí mơn khoa học thực nghiệm, kiến thức vật lí gắn liền với vấn đề thực tiễn Vì thế, lực vận dụng kiến thức (NLVDKT) vật lí vào thực tiễn lực quan trọng hàng đầu cần hình thành cho người học Tuy nhiên, hầu hết giáo viên (GV) trọng cung cấp kiến thức lí thuyết, rèn luyện kĩ làm kiểm tra, thi tập, câu hỏi trắc nghiệm khách quan liên quan đến lí thuyết Vì thế, đứng trước vấn đề thực tiễn đặt liên quan đến kiến thức vật lí học, phần lớn học sinh (HS) gặp nhiều khó khăn khơng thể giải Bài báo đề xuất biện pháp sử dụng phối hợp loại hình thí nghiệm (TN) dạy học vật lí nhằm bồi dưỡng NLVDKT vật lí vào thực tiễn cho HS theo định hướng đổi giáo dục giai đoạn Trên sở: làm rõ nội hàm NLVDKT vật lí vào thực tiễn, xác định Ngày nhận bài: 6/7/2016 Ngày nhận đăng: 15/9/2016 Liên hệ: Trần Thị Ngọc Ánh, e-mail: ngocanh47@gmail.com 196 Bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn thơng qua sử dụng phối hợp biểu NLVDKT vật lí vào thực tiễn, phân loại mức độ để đánh giá lực này; phân tích ưu, nhược điểm TN giáo khoa, TN tự tạo, TN MVT mối quan hệ tương hỗ chúng; xác định giai đoạn sử dụng phối hợp loại hình TN vào daỵ học vật lí để bồi dưỡng NLVDKT vật lí vào thực tiễn 2.1 Nội dung nghiên cứu Năng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn NLVDKT HS khả thân người học huy động, sử dụng kiến thức, kĩ học lớp học qua trải nghiệm thực tế sống để giải vấn đề đặt tình đa dạng phức tạp đời sống cách hiệu có khả biến đổi NLVDKT thể phẩm chất, nhân cách người trình hoạt động để thỏa mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri thức [8] NLVDKT vật lí vào thực tiễn lực đặc trưng, hình thành trình học tập vật lí HS Có quan điểm xây dựng chuẩn lực chuyên biệt vật lí, khác đem lại kết tương đồng là: Xây dựng lực chuyên biệt cách cụ thể hoá lực chung xây dựng lực chuyên biệt dựa đặc thù môn học [3] Căn vào khái niệm thực tiễn [4] quan điểm xây dựng lực chuyên biệt dựa đặc thù mơn vật lí, NLVDKT vật lí vào thực tiễn hiểu khả người học huy động hiệu kiến thức, kĩ trình học tập tượng, đại lượng, định luật, thuyết, ứng dụng kĩ thuật, thí nghiệm vật lí để giải thích, dự đốn, tính tốn, đề giải pháp, đánh giá giải pháp tình liên quan đến tượng tự nhiên, vấn đề xã hội, hoạt động nghiên cứu, thực nghiệm khoa học với thái độ trung thực, nghiêm túc, say mê cầu tiến Dựa vào phương pháp hình thức kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát triển lực [3], biểu NLVDKT vật lí vào thực tiễn người học bao gồm: + Sử dụng kiến thức vật lí, kĩ vào tình thực tiễn (giải thích, dự đốn, tính tốn, đề giải pháp, thực giải pháp, đánh giá giải pháp ); + Mô tả tượng tự nhiên ngơn ngữ vật lí quy luật vật lí tượng đó; + Mơ tả cấu tạo, ngun tắc hoạt động thiết bị kĩ thuật, công nghệ; + So sánh đánh giá - khía cạnh vật lí - giải pháp kĩ thuật khác mặt kinh tế, xã hội môi trường; + Sử dụng kiến thức vật lí để đánh giá cảnh báo mức độ an tồn thí nghiệm, vấn đề sống công nghệ đại; + Nhận ảnh hưởng vật lí lên mối quan hệ xã hội lịch sử Trên sở biểu NLVDKT vật lí vào thực tiễn tính chất tình thực tiễn, đánh giá lực người học qua mức độ: - Mức độ 1: HS sử dụng phép tương tự để xác định sử dụng kiến thức vật lí tình đơn giản, quen thuộc; - Mức độ 2: HS chọn lọc, liên kết kiến thức, kĩ phù hợp vào tình phức tạp, mẻ 2.2 Vai trị loại hình thí nghiệm dạy học Vật lí Vật lí học trường phổ thơng chủ yếu vật lí thực nghiệm, hầu hết kiến thức vật lí rút từ quan sát TN Chính dạy học (DH) vật lí trường phổ 197 Trần Thị Ngọc Ánh, Lê Công Triêm thông, TN phương tiện quan trọng, có tác dụng to lớn việc nâng cao chất lượng học tập HS Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc sử dụng TN DH gặp nhiều khó khăn, nhiều nguyên nhân gây nên Nguyên nhân kể đến thiết bị TN trang cấp trường phổ thông (TN giáo khoa) không đảm bảo hiệu chưa thể đáp ứng nhu cầu dạy – học cách có chất lượng Mặt khác, số GV nhiều lí cịn ngại áp dụng phương pháp DH theo hướng tích cực hoá hoạt động học tập HS, đặc biệt ngại sử dụng TN học Để khắc phục phần khó khăn gặp phải, nhiều GV tâm huyết nâng cao chất lượng DH cách sử dụng TN tự tạo vào DH vật lí Mặc dù TN tự tạo đem lại hứng thú, bất ngờ cho HS, hầu hết đáp ứng yêu cầu định tính, khó xác trực quan mặt định lượng Trong đó, xu ứng dụng cơng nghệ thông tin vào DH tiến hành cách rộng rãi phần lớn trường phổ thông, khiến DH ngày phong phú với nhiều TN đa dạng, hấp dẫn có hỗ trợ MVT MVT đặc biệt hỗ trợ hiệu TN xảy nhanh (hoặc chậm), TN nguy hiểm HS phạm vi lớp học, TN trừu tượng, vi mô (như chuyển động hạt mang điện, dao động phân tử khí, ) Bên cạnh đó, TN trình chiếu chiếu tivi hình lớn giúp HS vị trí lớp học quan sát được, khắc phục khó khăn mà TN giáo khoa TN tự tạo khơng thể giải [2] Do đó, tận dụng khai thác ưu điểm hạn chế tối đa nhược điểm loại TN, việc sử dụng phối hợp loại hình TN DH vật lí trường phổ thơng góp phần nâng cao chất lượng DH, góp phần bồi dưỡng lực người học 2.3 Sử dụng phối hợp loại hình thí nghiệm dạy học Vật lí với mục tiêu bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn cho học sinh Ưu điểm chương trình giáo dục định hướng phát triển lực tạo điều kiện quản lí chất lượng theo kết đầu quy định, nhấn mạnh lực vận dụng HS Tuy nhiên vận dụng cách thiên lệch, không ý đầy đủ đến nội dung dạy học dẫn đến lỗ hổng tri thức tính hệ thống tri thức [3] Mặt khác, định hướng chung, tổng quát đổi phương pháp dạy học môn học thuộc chương trình giáo dục định hướng phát triển lực là: - Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động người học, hình thành phát triển lực tự học (sử dụng sách giáo khoa, nghe, ghi chép, tìm kiếm thơng tin, ), sở trau dồi phẩm chất linh hoạt, độc lập, sáng tạo tư duy; - Có thể chọn lựa cách linh hoạt phương pháp chung phương pháp đặc thù môn học để thực Tuy nhiên dù sử dụng phương pháp phải đảm bảo ngun tắc “HS tự hồn thành nhiệm vụ nhận thức với tổ chức, hướng dẫn GV”; - Việc sử dụng phương pháp dạy học gắn chặt với hình thức tổ chức dạy học Tuỳ theo mục tiêu, nội dung, đối tượng điều kiện cụ thể mà có hình thức tổ chức thích hợp học cá nhân, học nhóm; học lớp, học lớp Cần chuẩn bị tốt phương pháp thực hành để đảm bảo yêu cầu rèn luyện kĩ thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, nâng cao hứng thú cho người học; - Cần sử dụng đủ hiệu thiết bị dạy học môn học tối thiểu quy định Có thể sử dụng đồ dùng dạy học tự làm xét thấy cần thiết với nội dung học phù hợp với đối tượng HS Tích cực vận dụng cơng nghệ thơng tin dạy học [3] 198 Bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn thơng qua sử dụng phối hợp Do đó, việc sử dụng phối hợp loại hình TN dạy học vật lí trường phổ thông biện pháp phù hợp với mục tiêu bồi dưỡng, phát triển NLVDKT vật lí vào thực tiễn HS giai đoạn TN giáo khoa, TN tự tạo TN MVT có vị trí, vai trị riêng q trình DH vật lí Khi sử dụng phối hợp với để thực mục tiêu bồi dưỡng NLVDKT vật lí vào thực tiễn HS tổ chức theo giai đoạn: giai đoạn làm nảy sinh mâu thuẫn liên quan đến vấn đề thực tiễn; giai đoạn hình thành kiến thức, sở để HS có tảng phát triển NLVDKT vật lí vào thực tiễn; giai đoạn kiểm tra, đánh giá NLVDKT vật lí vào thực tiễn HS - Giai đoạn làm nảy sinh mâu thuẫn liên quan đến vấn đề thực tiễn: Phần lớn TN giáo khoa trường phổ thông TN biểu diễn, TN thực hành Do đó, hai loại hình TN mang lại hiệu cao việc làm nảy sinh vấn đề, đồng thời kích thích hứng thú người học TN tự tào TN MVT Sử dụng TN tự tạo giai đoạn chia làm mức độ, đối tượng tiến hành TN, bao gồm: TN tự tạo GV tiến hành, HS tiến hành theo yêu cầu GV Những TN tự tạo tạo hứng thú, tạo động lực HS chủ động chiếm lĩnh tri thức để vận dụng linh hoạt xử lí vấn đề thực tiễn đặt Ngồi ra, với số tình thực tiễn liên quan đến nội dung học tiến hành minh hoạ TN không gian lớp học, GV sử dụng TN MVT để đề xuất tình Do đó, giai đoạn này, chủ yếu sử dụng phối hợp TN tự tạo TN MVT Ví dụ: Để HS nhận mối liên hệ tượng tự nhiên với kiến thức vật lí, kích thích hứng thú HS việc tìm quy luật vật lí tồn đó, GV tiến hành TN sau: - GV yêu cầu HS rót nước nhanh liên tục vào phễu, thấy nước dễ bị tràn Vậy phải rót nước khơng bị tràn ngồi? Hình 2.1 Rót nước từ phễu vào chai - Hoặc GV sử dụng TN MVT trình chiếu đoạn video clip hoạt động hệ hô hấp thể người yêu cầu HS tìm chế hoạt động - Giai đoạn hình thành kiến thức, sở để HS có tảng phát triển NLVDKT vật lí vào thực tiễn: Với nguyên tắc cần sử dụng đủ hiệu thiết bị dạy học mơn học tối thiểu qui định, GV cần khai thác triệt để sở vật chất có trường phổ thơng thơng qua TN giáo khoa Tuy nhiên, nhằm đảm bảo tối ưu hoá xác hố phương án, số liệu TN giáo khoa trường hợp cần thiết, GV cần sử dụng phối hợp TN giáo khoa với TN MVT Điều khơng tăng tính trực quan mà cịn tăng tính thuyết phục TN giáo khoa, góp phần củng cố niềm tin khoa học cho HS 199 Trần Thị Ngọc Ánh, Lê Cơng Triêm Hình 2.2 Mơ hoạt động hệ hô hấp thể người Ví dụ: Để giải thích tình thực tiễn đặt giai đoạn trước, HS cần xác định quy luật vật lí có liên hệ chặt chẽ với tượng đó, cụ thể mối quan hệ p, V điều kiện nhiệt độ khơng đổi lượng khí khơng đổi GV giới thiệu hướng dẫn HS tự thao tác tiến hành TN giáo khoa, tìm mối liên hệ áp suất thể tích q trình đẳng nhiệt Hình 2.3 Bộ thí nghiệm giáo khoa Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt Đồng thời GV sử dụng TN MVT để làm rõ chất mối liên hệ hai đại lượng này, giúp HS nhận thức rõ ràng mặt vi mơ, tự tin giải thích vấn đề Việc nhận mối liên hệ giúp HS chủ động giải thích tượng mở đầu học ngơn ngữ vật lí, nhận tầm ảnh hưởng vật lí giới xung quanh Điều tăng cường hứng thú học tập vật lí, bước nâng cao hiệu dạy học trường phổ thông - Giai đoạn kiểm tra, đánh giá NLVDKT vật lí vào thực tiễn HS: TN tự tạo mức độ cao HS tiến hành đề xuất phương án đánh giá giải pháp em tự xây dựng Đây tảng để HS sử dụng kiến thức vật lí để đánh giá cảnh báo mức độ an tồn thí nghiệm, vấn đề sống công nghệ đại Mặt khác, GV đề xuất nhiệm vụ thực tiễn cho hoạt động kiểm tra đánh giá ngồi khơng gian lớp học, phát triển NLVDKT vật lí vào thực tiễn mức độ cao Bên cạnh đó, TN MVT sử dụng giai đoạn hỗ trợ cho tập tính tốn lí thuyết mang tính thực tiễn nhiều hơn, giúp HS nhận tầm ảnh hưởng vật lí tồn khắp nơi xung quanh Ở giai đoạn nay, sử dụng phối hợp loại hình TN điều hồn tồn Tuy nhiên, để lúc đánh giá HS nhiều đối tượng HS, trình kiểm tra đánh giá ưu tiên sử dụng phối hợp TN tự tạo TN MVT 200 Bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn thông qua sử dụng phối hợp Hình 2.4 Mơ q trình đẳng nhiệt Ví dụ: Sau HS giải vấn đề thực tiễn đặt giai đoạn đầu học, GV tiếp tục cung cấp cho HS nhiệm vụ nhàở mức độ cao Cụ thể: GV cung cấp danh sách dụng cụ, yêu cầu HS lắp ráp, chế tạo để làm rót nước đầu vịi nước lại chảy đầu vịi nước bình chưa đầy TN MVT yêu cầu HS so sánh thể tích bóng đưa từ vị trí có áp suất khí 100kPa đến nơi có áp suất khí giảm 50kPa Đây sở để GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi tượng thực tế: Các bóng bay thả lên bầu trời, bay lên cao hay khơng? Hình 2.5 Quả bóng bay đặt địa điểm khác Kết luận NLVDKT vật lí vào thực tiễn lực quan trọng đáng tin cậy việc đánh giá người học Sử dụng phối hợp TN giáo khoa, TN tự tạo MVT DH vật lí giúp HS hiểu rõ chất vật lí, tạo tiền đề phát triển, bồi dưỡng tốt NLVDKT vật lí vào thực tiễn, củng cố niềm tin khoa học tăng cường hứng thú học tập vật lí Việc sử dụng phối hợp loại hình TN không tiến hành đơn lẻ, giai đoạn nào, mà cần sử dụng liên tục, có hệ thống tất giai đoạn tiến trình dạy học Mặt khác, phạm vi sử dụng phối hợp không dừng lại tiết học nội khố, mà cịn mở rộng hiệu tiết học ngoại khoá Vấn đề làm rõ nghiên cứu sau 201 Trần Thị Ngọc Ánh, Lê Công Triêm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Vân Anh, Phạm Thị Cẩm Vân, 2016 Bồi dưỡng lực tự học cho học sinh tổ chức dạy học phần Quang học Vật lí với hỗ trợ phần mềm Exe learning Tạp chí Thiết bị giáo dục Số 129, tr.6-8 [2] Trần Thị Ngọc Ánh, 2016 Combination between hands-on experiments and computer-aided experiments in teaching high school physics (grade 10) Tạp chí Khoa học Đại học Huế, nhận đăng 4/2016 [3] Bộ Giáo dục đào tạo, 2014 Tài liệu tập huấn Hướng dẫn dạy học kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển lực học sinh cấp trung học phổ thông mơn vật lí [4] Bộ Giáo dục đào tạo, 2009 Giáo trình Những ngun lí chủ nghĩa Mac-Lênin Nxb Chính trị Quốc gia [5] Trần Huy Hoàng, Đinh Thị Huệ Thu, 2016 Bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh với hỗ trợ tập Vật lí Tạp chí Thiết bị giáo dục Số 130, tr.16-20 [6] Cao Thị Sông Hương, 2015 Sử dụng thí nghiệm vui, đơn giản dạy học Vật lí Trung học sở Tạp chí Thiết bị giáo dục Số 117, tr.28-31 [7] Dương Xuân Quý, Nguyễn Anh Dũng, Vũ Thị Thu Hiền, 2016 Xây dựng sử dụng tập thí nghiệm dạy học phần “Động lực học chất điểm” nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh lớp 10 Tạp chí Thiết bị giáo dục Số 131, tr.15-18 [8] Nguyễn Thị Thanh, Hoàng Thị Phương, Trần Trung Ninh, 2014 Phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh thơng qua việc vận dụng lí thuyết kiến tạo vào việc dạy học Hóa học Tạp chí Giáo dục Số 342, tr.53-54,59 [9] Lê Trung Thành, 2016 Trang bị sử dụng thiết bị dạy học công nghệ theo định hướng phát triển lực THCS Tạp chí Thiết bị giáo dục Số 125, tr.1-4 ABSTRACT Fostering competency in physics through the use of various types of experiments Tran Thi Ngọc Anh, Le Cong Triem College of Education, Hue University Applying physics in practice is one of the critical competencies needed by students, and its also an effective means of evaluating physics teaching in high school However, many teachers not focused on this competency and some not even know what it is This paper proposes ways to combine different types of experiments in teaching physics in order to foster student competency in applying physics to practice Keywords: Competency, competency with applying physics, didactic experiments, hands-on experiments, computer-aided experiments 202 ... mối quan hệ tương hỗ chúng; xác định giai đoạn sử dụng phối hợp loại hình TN vào daỵ học vật lí để bồi dưỡng NLVDKT vật lí vào thực tiễn 2.1 Nội dung nghiên cứu Năng lực vận dụng kiến thức Vật lí. . .Bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn thông qua sử dụng phối hợp biểu NLVDKT vật lí vào thực tiễn, phân loại mức độ để đánh giá lực này; phân tích ưu,... 2.3 Sử dụng phối hợp loại hình thí nghiệm dạy học Vật lí với mục tiêu bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn cho học sinh Ưu điểm chương trình giáo dục định hướng phát triển lực tạo