Hàm lồi và các tính chất .pdf

Hàm lồi và các tính chất .pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-

PHÙNG MẠNH TƯỜNG

TỔ CHỨC THÍ NGHIỆM TRỰC DIỆN NHẰM KÍCH THÍCH HỨNG THÚ HỌC TẬP, PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC

CHO HỌC SINH DÂN TỘC NỘI TRÚ KHI DẠY PHẦN “ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN TRƯỜNG” VÀ “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI”

(VẬT LÝ 11)

Chuyªn ngµnh: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật Lý M· sè: 60.14.10

luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc gi¸o dôc

Hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phan §×nh KiÓn

Th¸i Nguyªn - 2008

-

PHÙNG MẠNH TƯỜNG

TỔ CHỨC THÍ NGHIỆM TRỰC DIỆN NHẰM KÍCH THÍCH HỨNG THÚ HỌC TẬP, PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC

CHO HỌC SINH DÂN TỘC NỘI TRÚ KHI DẠY PHẦN “ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN TRƯỜNG” VÀ “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI”

(VẬT LÝ 11)

luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc gi¸o dôc

Th¸i Nguyªn - 2008

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Phan Đình Kiển, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong khoa Sau đại học, khoa vật lý, thư viện - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu

Em xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo và nghiên cứu khoa học Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và đồng nghiệp ở trường DTNT Lai Châu, DTNT Lạng Sơn, DTNT Bắc Kạn, trường Vùng Cao Việt Bắc, đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2008

Phùng Mạnh Thường

DTNT : Dân tộc nội trú GV : Giáo viên HS : Học sinh

SGK : Sách giáo khoa TN : Thí nghiệm

TNSP : Thực nghiệm sư phạm

Trang

MỞ ĐẦU

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.2 Nhiêm vụ dạy học môn vật lý ở trường phổ thông 6 1.3 Một số quan điểm hiện đại về phương pháp dạy học môn vật lý 7 1.4 Hứng thú, tích cực, tự lực của HS trong hoạt động học tập vật

lý ở trường phổ thông

8

1.4.1 Hứng thú của HS trong học tập vật lý ở trường phổ thông 8 1.4.2 Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập 9 1.4.3 Tính tự lực trong hoạt động học tập của học sinh 10 1.4.4 Quan hệ giữa tích cực, tự lực học tập và hứng thú nhận thức 11 1.4.5 Phương pháp hình thành, phát triển hứng thú, tích cực, tự lực

1.7.2 Đặc điểm của TN vật lý 19

1.7.4 Phân loại TN vật lý trong trường phổ thông 27

1.9 Yêu cầu về kỹ thuật và phương pháp dạy học trong việc sử dụng TN 30

1.9.2 Những yêu cầu đối với việc sử dụng TN trực diện 31 1.10 Thực trạng dạy học vật lý có sử dụng TN ở một số trường phổ

thông DTNT

32

Chương 2: XÂY DỰNG VÀ TIẾN HÀNH MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRỰC DIỆN KHI DẠY PHẦN “ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN TRƯỜNG”

VÀ “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” (Vật lý 11)

2.1 Thiết kế phương án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể 38

2.2.2 Sử dụng TN trong giờ học vật lý để xây dựng logic kiến thức

2.3 Cấu trúc và đặc điểm kiến thức chương “Điện tích, điện trường”

2.3.3 Soạn thảo tiến trình dạy học các bài học cụ thể trong phần “Điện

tích, điện trường”và “Dòng điện không đổi” (Vật lý 11) 54

PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Mục tiêu của dạy học ngày nay là đào tạo ra những con người có nhân cách có năng lực, có thể tham gia vào các lĩnh vực đa dạng của cuộc sống Để đáp ứng được yêu cầu đó đòi hỏi nghành giáo dục phải đổi mới mạnh mẽ về nội dung và phương pháp dạy học Trong Luật giáo dục Việt Nam, điều

28.2 đã chỉ rõ “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”

Trong khối các trường phổ thông, trường phổ thông DTNT là nơi tạo nguồn cán bộ cho vùng sâu, vùng xa, vùng đồng bào dân tộc thiểu số, luôn được Đảng, nhà nước và đồng bào các dân tộc đặc biệt quan tâm Hệ thống trường DTNT không ngừng được mở rộng về quy mô, nâng cao về chất lượng, có vị trí và đóng góp quan trọng vào sự nghiệp giáo dục của cả nước Tuy nhiên thực tế cho thấy giáo dục nói chung và dạy học nói riêng, ở các trường DTNT hiện nay còn nhiều bất cập Do những đặc trưng của HS dân tộc, sinh sống tại các vùng miền khác nhau, đa số là những vùng còn chậm phát triển nên việc tiếp thu lĩnh hội tri thức còn nhiều hạn chế Làm thế nào để phát huy tính tích cực, tự lực và tạo hứng thú học tập của học sinh? Hiện nay chúng ta đang đổi mới rất mạnh mẽ về nội dung và phương pháp dạy hoc ở bậc trung học phổ thông Đối với các trường phổ thông DTNT cũng đã không ngừng xây dựng và đổi mới phương pháp dạy học cho phù hợp với đặc trưng của nhà trường và đã có được những thành công nhất định Việc nghiên cứu phương pháp giảng dạy nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và tạo hứng thú học tập của HS là một vấn đề được nhiều nhà khoa học nghiên cứu Đối với

các môn khoa học thực nghiệm nói chung và môn vật lý nói riêng thì việc đổi mới đó gắn liền với việc tăng cường sử dụng TN trong quá trình dạy học Việc tăng cường sử dụng TN trong giờ học vật lý là yếu tố then chốt trong đổi mới phương pháp dạy học vật lý Việc nghiên cứu sử dụng TN trong giờ học vật lý từ trước đến nay cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu, tuy nhiên việc tổ chức sử dụng TN trực diện trong giờ học vật lý ở bậc trung học phổ thông thì hầu như chưa có tác giả nào nghiên cứu Hơn nữa từ trước đến nay,

các TN thuộc các chương “Điện tích, Điện trường” và “Dòng điện không đổi” nói chung, nhất là ở miền núi chưa được quan tâm một cách đúng mức,

cho dù có những TN rất đơn giản, có thể tận dụng những vật liệu rẻ tiền để hướng dẫn HS làm một số TN góp phần nâng cao hơn nữa hiệu quả dạy học các nội dung kiến thức ở trên Với lí do nói trên chúng tôi đặt ra nhiệm vụ

nghiên cứu đề tài: Tổ chức TN trực diện nhằm kích thích hứng thú học tập, phát huy tính tích cực, tự lực cho HS dân tộc nội trú khi dạy phần “Điện tích, Điện trường” và “Dòng điện không đổi”(vật lý 11)

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Tổ chức một số TN trực diện khi dạy phần “Điện tích, Điện trường” và “Dòng điện không đổi” nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và tạo hứng

thú hoc tập cho HS dân tộc nội trú

III GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu tổ chức tốt TN trong dạy học một cách hợp lý, phù hợp với đối tượng sẽ phát huy được tính tích cực, tự lực và tạo hứng thú học tập cho học sinh

IV ĐỐI TƢỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU

- Tổ chức TN trực diện khi dạy phần “Điện tích, Điện trường”và “Dòng điện không đổi” (vật lý 11)

- Hoạt động dạy và học của GV và HS trường DTNT khi dạy nội dung kiến thức nói trên

V NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

- Nghiên cứu lý luận

- Khảo sát thực trạng về trang thiết bị TN ở một số trường phổ thông DTNT nói chung và trong việc dạy học nội dung các kiến thức trên nói riêng

- Tổ chức TN trực diện khi dạy phần “Điện tích, Điện trường” và “Dòng điện không đổi” (vật lý 11)

- Tổ chức thực nghiệm sư phạm

VI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu lý luận

- Điều tra khảo sát thực trạng dạy và học có sử dụng TN ở một số trường phổ thông DTNT

- Thực nghiệm sư phạm

- Xử lý kết quả và rút ra những kết luận cần thiết

VII GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU

- Tổ chức một số TN trực diện khi dạy phần “Điện tích, Điện trường”

và “Dòng điện không đổi”

- Hoạt động dạy và học khi dạy phần “Điện tích, Điện trường” và “Dòng điện không đổi”

VIII ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận và thực tiện về tổ chức TN trực diện cho HS trung học phổ thông DTNT

- Góp phần đổi mới phương pháp dạy học vật lý và việc sử dụng SGK mới hiện nay

- Làm tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm đến việc tổ chức TN trực diện cho HS

IX CẤU TRÖC CỦA LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu, mục lục, kết luận và danh mục tài liệu tham khảo; nội dung chính của luận văn gồm 119 trang, được chia thành 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn

Chương 2: Xây dựng và tổ chức một số thí nghiệm trực diện khi dạy phần

“Điện tích, Điện trường” và “Dòng điện không đổi” (Vật lý 11)

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Trong đó có: 25 hình vẽ và sơ đồ; 12 biểu bảng; 6 đồ thị và biểu đồ; 12 phụ lục, trong đó có: 1 phiếu phỏng vấn giáo viên, 1 phiếu phỏng vấn học sinh, 4 phiếu học tập, 3 bảng số liệu kết quả điều tra, 3 đề kiểm tra thực nghiệm

1 “Phương pháp dạy vật lí ở trường phổ thông” của Nguyễn Đức Thâm - Nguyễn Ngọc Hưng - Phạm Xuân Quế [32] Các tác giả đưa ra những qui trình làm việc cơ bản của người GV vật lý trên quan điểm xuyên suốt các phương pháp dạy học là dạy học bằng hoạt động, thông qua hoạt động của người học

2 “Dạy học vật lý ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực , tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học” của Phạm Hữu Tòng [36] Cuốn sách trình bày những vấn đề cơ bản của dạy học theo yêu phát triển hoạt động tích cực nói chung và ở mức độ cao hơn đó là: tổ chức, định hướng hoạt động tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề tư duy khoa học của HS

3 “Hứng thú và hứng thú học tập ở người học” của Nguyễn Thu Cúc [6] Bài báo nêu lên sự cần thiết phải tạo ra hứng thú ở người học

4 “Sử dụng thiết bị TN tự làm của” Lê Cao Phan [24] Tác giả bài báo cho rằng: Khả năng sử dụng thiết bị TN vật lý tự làm rất phong phú, đa dạng Nếu GV biết khai thác thì có thể đáp ứng những yêu cầu khác nhau trong dạy học vật lý, góp phần tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS

6 “Ứng dụng một số biện pháp tổ chức hoạt động ngoài giờ lên lớp cho HS trường phổ thông DTNT một số tỉnh miền núi phía Bắc” của Phạm Hồng Quang [26] Tác giả nêu lên đặc điểm của HS trường phổ thông DTNT và hoạt động tự học ở trường phổ thông DTNT, một số biện pháp tổ chức hiệu quả học tập ngoài giờ lên lớp cho HS trường phổ thông DTNT…

7 “Sử dụng TN trong giờ học vật lý nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và bồi dưỡng tư duy khoa học cho HS khi dạy phần Từ trường - Cảm ứng điện từ” của Hứa Thị Thắng [29] Đề tài đã nêu ra và giải quyết được một số vấn đề về lý luận và thực tế phong phú đồng thời vận dụng xây dựng tiến trình dạy học phần “Từ trường - Cảm ứng điện từ”

Còn rất nhiều công trình khác… các công trình ở trên là cơ sở định hướng cho việc triển khai áp dụng cho việc sử dụng TN nhằm gây hứng thú và tích cưc, tự lực cho HS trường phổ thông DTNT

1.2 NHIÊM VỤ DẠY HỌC MÔN VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG [20], [32]

1.2.1 Truyền thụ cho HS hệ thống các kiến thức cơ bản; vững chắc ở

mức độ hiện đại của vật lý học Bao gồm: các hiện tượng, các khái niệm, các định luật vật lý, các thuyết vật lý chính, các TN vật lý cơ bản, một số kiến thức về lịch sử vật lý, các tư tưởng và phương pháp nghiên cứu, các ứng dụng của vật lý trong kĩ thuật và công nghệ

1.2.2 Phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của HS, bồi dưỡng phương

pháp học tập, lòng ham thích nghiên cứu khoa học và ý thức tích cực chủ động trong qua trình chiếm lĩnh, xây dựng, vận dụng tri thức Vật lý cho HS; rèn luyện cho họ có khả năng thực hành tự lập, năng động và sáng tạo trong học tập, lao động sản xuất, thích ứng với sự phát triển của thời đại

1.2.3 Hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho HS, làm cho họ

hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn ở trong trạng thái vận động và vận động theo quy luật Củng cố lòng tin ở khoa học vô thần, ở khả năng nhận biết ngày càng chính xác và đầy đủ các quy luật tự nhiên của con người.

1.2.4 Góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp và giáo dục môi trường cho

HS, làm cho họ nắm được những nguyên lý cơ bản về các quá trình sản xuất của các ngành chủ yếu, nắm được cấu tạo và hoạt động cũng như kỹ năng sử dụng các dụng cụ Vật lý đơn giản, các máy móc đơn giản, kỹ năng đo lường Rèn luyện cho HS phương pháp thực nghiệm khoa học, biết tổ chức công tác thực hành, biết xử lý các số liệu thực nghiệm, có kỹ năng sử dụng các bảng hằng số, các đồ thị, tính toán đơn giản về Vật lý

1.3 MỘT SỐ QUAN ĐIỂM HIỆN ĐẠI VỀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC MÔN VẬT LÝ [5],[29]

1.3.1 Tăng cường việc tập trung vào các hoạt động nhận thức đa dạng

của HS trong giờ dạy vật lý như:

- Việc giảng dạy mỗi đề tài xuất phát từ những kinh nghiệm, vốn hiểu biết đã có của HS nhằm khơi dậy hứng thú, đáp ứng nhu cầu nhận thức của HS trên cơ sở đó chính xác hoá và hệ thống hoá các kiến thức đó

- Tổ chức cho HS tranh luận, trao đổi nhóm để họ tự bày tỏ suy nghĩ riêng; phát hiện và nêu ra vấn đề cần tìm hiểu, đề xuất các cách giải quyết bao gồm cả thiết lập và tiến hành TN

- Tăng cường và vận dụng mọi khả năng để HS tự tiến hành TN vật lý đơn giản bằng thiết bị và vật liệu sẵn có trong phòng TN hoặc do HS tự tìm kiếm hay do GV tự làm

1.3.2 Tăng cường các phương pháp tìm tòi nghiên cứu, phát hiện vấn

đề và cách giải quyết vấn đề

Đối với HS phổ thông cần tao ra các tình huống có vấn đề để các em phát hiện ra vấn đề thắc mắc (hoài nghi), tự phát biểu ý kiến và suy nghĩ của mình Cần tổ chức cho HS thảo luận theo nhóm để tìm cách giải quyết vấn đề

1.3.3 Coi trọng phương pháp thực nghiệm, phương pháp đặc trưng của

bộ môn

Các TN vật lý vừa có vai trò cung cấp thông tin, vừa có tác dụng giải quyết vấn đề Đặc biệt có tác dụng khuyến khích hứng thú học tập và rèn luyện kỹ năng thực hành cho HS Sử dụng TN trong vật lý là cách có hiệu quả nhất giúp cho HS hình thành biểu tượng, khái niệm vật lý, định luật vật lý tốt hơn

1.3.4 Chú ý hình thức và phương pháp học tập theo nhóm

Việc học tập theo nhóm tạo điều kiện cho HS trao đổi thông tin, kết quả quan sát, đề xuất thắc mắc và vấn đề phát hiện, lắng nghe ý kiến người khác trong trao đổi thảo luận, tranh luận, khả năng phân tích, phê phán, bảo vệ ý kiến và suy nghĩ riêng của mình

1.3.5 Tăng cường sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học

Khuyến khích sử dung các phương tiện hiện đại trong dạy học, chỉ sử dụng TN ảo đúng lúc, đúng chỗ, đúng chức năng của nó

1.4 HỨNG THÖ, TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH TRONG HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

1.4.1 Hứng thú của HS trong học tâp vật lý ở trường phổ thông [6]

1.4.1.1 Khái niệm về hứng thú và hứng thú học tập

- Hứng thú là một hiện tượng tâm lý rất phức tạp có vai trò quan trọng trong cuộc sống, trong các lĩnh vực khoa học- làm tăng hiệu quả của quá trình nhận thức, làm nảy sinh khát vọng hành động và hành động một cách say mê, sáng tạo, có hiệu quả, làm tăng thêm sức làm việc,… của mỗi người

- Hứng thú học tập chính là thái độ lựa chọn đặc biệt của chủ thể đối với đối tượng của hoạt động học tập, vì sự cuốn hút về mặt tình cảm và ý nghĩa thiết thực của nó trong đời sống cá nhân

1.4.1.2 Những biểu hiện của hứng thú học tập

- Về mặt nhận thức: người học nhận thức được vai trò của đối tượng hoạt động học tập trong cuộc sống trong quá trình lĩnh hội và công tác

- Về mặt xúc cảm: sự yêu thích đối tượng đã được chủ thể nhận thức, đồng thời lý giải được các nguyên nhân tạo ra được sự yêu thích ấy ở chủ thể

- Về mặt hành động: Sự tích cực hành động nhằm chiếm lĩnh đối tượng được yêu thích (chiếm lĩnh nội dung tri thức, quá trình và các phương pháp khám phá nội dung đó)

1.4.2 Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập [5],[38]

1.4.2.1 Khái niệm về tính tích cực và tích cực học tập

Tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội, khác với động vật, con người không chỉ tiêu thụ những gì sẵn có trong thiên nhiên cho sự tồn tại và phát triển của xã hội mà còn chủ động cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội, sáng tạo ra nền văn hóa ở mỗi thời đại

Tính tích cực học tập là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự gắng sức cao về nhiều mặt trong hoạt động học tập Học tập là một trường hợp riêng của sự nhận thức, vì thế nói tới học tập tích cực thực chất là nói tới tích cực nhận thức

Tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của HS đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức

1.4.2.2 Những dấu hiệu của tính tích cực nhận thức

- HS khao khát, tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung các câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về những vấn đề đã nêu ra

- HS hay nêu thắc mắc, đòi giải thích cặn kẽ những vấn đề GV trình bày chưa đủ rõ

- HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận thức các vấn đề mới

- HS mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi của bài học Ngoài ra họ còn có những biểu hiện về xúc cảm như thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ, ngạc nhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước bài học hoặc khi tìm lời giải thích cho một bài tập khó

Mặt khác còn có biểu hiện về ý chí: Tập trung chú ý vào vấn đề đang học, kiên trì làm cho xong các bài tập, không nản trước các tình huống khó khăn, khi trống báo hết giờ thì tiếc rẻ hay vội ra chơi

1.4.3 Tính tự lực trong hoạt động học tập của HS [1],[18]

1.4.3.1 Tính tự lực nhận thức

Tính tự lực là một phảm chất nhân cách Tính tự lực nhận thức là hạt nhân của tính tự lực trong quá trình dạy học Theo nghĩa rộng, bản chất của tính tự lực nhận thức là sự sẵn sàng về mặt tâm lý cho sự tự học

Tính tự lực học tập là một phẩm chất nhân cách quan trọng của con người, được hình thành trong quá trình hoạt động học tập của chủ thể Người học xác định được mục đích, động cơ học tập đúng đắn, luôn bồi dưỡng năng lực học tập và tự tổ chức học tập cho bản thân, người học có sự nỗ lực cao về trí tuệ, thể lực, ý chí nhằm lĩnh hội tri thức, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo để thoả mãn nhu cầu nhận thức nói chung và học tập nói riêng của bản thân

Tính tự lực học tập thể hiện sự thống nhất giữa phẩm chất và năng lực, giữa lý trí và tình cảm, ý thức và hành động… trong hoạt động tự lực học tập của mỗi người

1.4.3.2 Biểu hiện của tính tự lực nhận thức

- Ý thức được nhu cầu học tập của mình, yêu cầu của xã hội, của tập thể hoặc nhiệm vụ do người khác đề ra đôí với việc học tập của mình

- Ý thức được mục đích học tập, thực hiện được mục đích đó, làm thoả mãn nhu cầu nhận thức của mình

- Suy nghĩ kĩ, đánh giá đúng những điều kiện hoạt động học tập của mình, tích cực hoá những kiến thức, kinh nghiệm đã tích luỹ được có liên quan tới việc giải quyết nhiệm vụ và yêu cầu học tập

- Dự đoán trước những diễn biến tâm lý: Cảm xúc, động cơ, ý chí…, đánh giá đúng mối tương quan giữa khả năng, nguyện vọng và sự cần thiết phải đạt được kết quả học tập nhất định

- Động viên mọi sức lực phù hợp với điều kiện và nhiệm vụ đòi hỏi

1.4.4 Quan hệ giữa tích cực, tự lực học tập và hứng thú nhận thức [1],[5]

- Theo lý luận dạy học: Cơ sở để hình thành tính tích cực là tính tự giác, tính tích cực phát triển đến một mức nào đó thì nảy sinh tính tự lực Như vậy tính tự lực chứa đựng trong nó cả tính tự giác và tính tích cực, chúng được hình thành và phát triển dưới ảnh hưởng chủ đạo của GV

- Trong tích cực nhận thức cũng là kết quả, là sự biểu hiện của sự nảy sinh và phát triển của tính tự lực nhận thức Trong tính tự lực nhận thức đã thể hiện tính tích cực nhận thức và đồng thời trong sự thể hiện tính tích cực có tác dụng hướng cá nhân đến tính tự lực nhận thức ở mức độ cao hơn Song từ đó không thể đồng nhất tính tích cực và tính tự lực được

- Hứng thú là yếu tố dẫn tới sự tự giác, hứng thú và tự giác là hai yếu tố tâm lý đảm bảo tính tích cực, độc lập, sáng tạo trong học tập, ngược lại, học tập độc lập sáng tạo có ảnh hưởng tới sự phát triển hứng thú, tự giác

1.4.5 Phương pháp hình thành, phát triển hứng thú, tích cực, tự lực học tập của HS [5],[37]

- Tiến hành dạy học ở những mức độ thích hợp nhất đối với trình độ phát triển của HS Một nội dung quá dễ hoặc quá khó đều không gây được hứng thú Nội dung dạy học phải mới, những cái mới không quá xa lạ với HS,

cái mới phải liên hệ với cái cũ, kiến thức phải thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, với suy nghĩ hàng ngày, thoả mãn nhu cầu nhận thức của HS

- Phương pháp dạy học phải đa dạng (đặt và giải quyết vấn đề, TN, thực hành…), hình thức tổ chức phải phong phú (cá nhân, nhóm, tập thể…) Phát huy tối đa hoạt động của HS hay nhất là tổ chức tình huống có vấn đề đòi hỏi nêu dự đoán giả thuyết, tranh luận giữa những ý kiến trái ngược Bằng sự tổ chức điều khiển hợp lí các hoạt động của từng cá nhân và tập thể HS, GV sẽ tạo được hứng thú cho cả lớp và niềm vui học tập của từng HS

- Động viên kịp thời khi HS có thành tích tốt

1.5 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA HS PHỔ THÔNG DTNT LIÊN QUAN ĐẾN HỨNG THÖ VÀ TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC TRONG HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP [25],[26]

- Sự giác ngộ học tập của HS phổ thông DTNT nói chung còn yếu, chưa xác định mục đích động cơ học tập đúng đắn Các em chưa thấy hết tầm quan trọng của kiến thức văn hoá, kiến thức văn hoá cần cho bất cứ người lao động nào, cần cho bất cứ ngành nghề nào, ngay cả lên nương lên rẫy cũng cần phải có

- Năng lực học tập của HS phổ thông DTNT còn nhiều hạn chế Quá trình nhận thức của HS còn mang nhiều tính chủ quan, nhận thức cảm tính phát triển khá tốt Cảm giác, tri giác của các em có những nét độc đáo tuy nhiên còn thiếu tính toàn diện, cảm tính mơ hồ không thấy được cái bản chất bên trong của các sự vật, hiện tượng Quá trình tri giác thường gắn với hành động trực tiếp, sờ mó, gắn với màu sắc hấp dẫn của sự vật đã tạo ra hưng phấn xúc cảm ở HS Nhận thức lý tính của HS dân tộc còn kém phát triển Chịu khó học tập nhưng không sâu sắc, chỉ nhận thức hiện tượng bên ngoài, không nhận thức được cái bên trong của hiện tương, cũng không nâng đến sự khách quan khoa học hợp với lôgic Các em chỉ biết được cái bày ra trước mắt và cái đã xuất hiện trước mắt các em, nhưng các em chưa độc lập suy nghĩ tò

mò về gốc rễ của cái đó Vì thế các em chỉ tiếp thu một cách thụ động, thiếu tính tích cực bên trong, nhận xuông ý kiến mà không chịu tìm tòi cơ sở khoa học của nó

- Điểm nổi bật trong khả năng tư duy của HS phổ thông DTNT là thói quen lao động trí óc chưa bền, ngại động não Tư duy của HS phổ thông DTNT còn kém nhanh nhạy và linh hoạt, khả năng thay đổi giải pháp chậm, nhiều khi máy móc, dập khuôn HS trường phổ thông DTNT thường thỏa mãn với cái có sẵn, ít động não đổi mới, khả năng độc lập tư duy và óc phê phán còn hạn chế Thao tác tư duy thể hiện ở khả năng phân tích, tổng hợp, khái quát của HS còn phát triển chậm, thiếu toàn diện

- Một đặc điểm của HS phổ thông DTNT nữa là hiền lành ít nói, trong học tập thể hiện được tính chắc chắn, cẩn thận, ít bộp chộp, ít ồn ào sôi nổi Em nào học khá thì kiến thức rất sâu, còn đa phần thì dụt dè, không hiểu không dám hỏi thầy cô và bạn bè Tư tưởng tự ti khá phổ biến cho mình là HS dân tộc kém thông minh, kém chí nhớ nên không hiểu bài dẫn đến học kém, không hiểu chỗ nào cũng không biết Giờ lên lớp các em chú ý vào bài giảng song thực chất lại là thiếu tập chung Sự chú ý nhiều khi chỉ là hình thức, tuân theo kỷ luật, thực chất HS không tập chung tư tưởng Khả năng tham gia vào bài giảng của HS phổ thông DTNT còn thấp, chủ yếu là nghe một cách thụ động, ít có đề xuất đóng góp vào xây dựng nội dung bài học Trong hoạt động ngoài giờ lên lớp, khả năng bố trí thời gian học, lựa chọn phương pháp học tập của HS phổ thông DTNT còn yếu HS chưa biết cách tự làm việc với tài liệu học tập, khái quát, tổng hợp kiến thức, rèn luyện kỹ năng kỹ xảo

1.6 CÁC PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ HỨNG THÖ NHẬN THỨC TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

1.6.1 Khái niệm

Phương pháp dạy học tích cực, tự lực là các phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động của người học hay phương pháp dạy

học tích cực, tự lực là cách dạy hướng tới việc học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động đòi hỏi người dạy phải phát huy tích cực chủ động của người học

1.6.2 Những dấu hiệu đặc trưng của các phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và gây hứng thú cho HS [4],[5]

1.6.2.1 Dạy học thông qua tổ chức các hoạt động của HS

Cơ sở của phương pháp dạy học này là: Nhân cách của trẻ được hình thành và phát triển thông qua các hoạt động chủ động, thông qua các hoạt động có ý thức Trí tuệ của trẻ phát triển nhờ sự "đối thoại" giữa chủ thể với đối tượng và môi trường như Bác Hồ đã dạy: "Học để hành, học và hành phải đi đôi, học mà không hành thì vô ích, hành mà không học thì hành không trôi chảy"

Người học bị cuốn hút vào hoạt động học tập do GV chỉ đạo, tổ chức Thông qua hoạt động đó họ tự lực khám phá ra những điều mình chưa biết chứ không phải là thụ động tiếp thu những tri thức đã được sắp đặt sẵn

Người học được đặt vào những tình huống của đời sống thực tế, họ được trực tiếp quan sát, làm TN, thảo luận, giải quyết vấn đề theo cách nghĩ của mình, từ đó họ không chỉ nắm được kiến thức kỹ năng mới mà còn nắm được phương pháp làm ra những kiến thức kỹ năng đó, họ không bị rập khuôn theo những mẫu sẵn có mà được bộc lộ, phát huy tiềm năng của mình

Người dạy không chỉ giản đơn cung cấp tri thức mà còn là người tổ chức, hướng dẫn điều khiển các hoạt động của HS

1.6.2.2 Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học

Phương pháp dạy học này xem việc rèn luyện phương pháp học tập cho HS không chỉ là một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là mục tiêu dạy học Ý nghĩa của việc dạy phương pháp học được Desterwerg thâu tóm trong câu sau: "Người thầy giáo tồi truyền đạt chân lý, người thầy giáo giỏi dạy cách tìm ra chân lý" Con người được đào tạo trước hết phải, có tính tích

cực, có khả năng tự học, tự nghiên cứu để tự hoàn thiện mình Mặt khác trong thời gian ngắn nhà trường không thể trang bị kịp cho HS những kiến thức cần thiết trong kho tàng tri thức của nhân loại đang ngày càng phong phú thêm Do vậy GV phải tìm cách hình thành ở HS phương pháp và năng lực tự học, tự nghiên cứu để chiếm lĩnh tri thức và hoàn thiên bản thân sau này

1.6.2.3 Tăng cường học tập cá thể, phối hợp học tập hợp tác

Phương pháp tích cực, tự lực đòi hỏi sự cố gắng trí tuệ và nghị lực cao của mỗi cá nhân trong quá trình tự lực chiếm lĩnh kiến thức Vì vậy, phải chú ý đến vai trò của từng cá nhân trong hoạt động dạy học Tuy nhiên, vai trò của cá nhân chỉ được phát huy tốt thông qua sự tương tác giữa GV và HS, giữa HS với HS và tương tác giữa các nhóm với nhau, đó chính là phương pháp học tập hợp tác Trong phương pháp này vai trò giao tiếp giữa HS với HS được đề cao Để phát huy vai trò của HS người ta thường tổ chức việc học tập hợp tác theo nhóm, tổ từ 4 đến 5 người Hoạt động trong tập thể nhóm, tổ sẽ làm cho từng thành viên quen dần với sự phân công, hợp tác trong lao động xã hội, hiệu quả học tập tăng lên đặc biệt khi cần giải quyết những vấn đề gay cấn, lúc xuất hiện nhu cầu phối hợp các cá nhân để hoàn thành nhiệm vụ

1.6.2.4 Kết hợp đánh giá của thầy và tự đánh giá của trò

Đánh giá trong dạy học không chỉ nhằm mục đích nhận định thực trạng học tập để điều chỉnh hoạt động học tập của HS mà còn để điều chỉnh hoạt động dạy học của GV Chính vì vậy để rèn luyện phương pháp học tập, để HS tự học suốt đời, GV cần hướng dẫn HS phát triển năng lực tự đánh giá để tự điều chỉnh cách học Nên tạo điều kiện cho HS đánh giá lẫn nhau và cần đổi mới cách đánh giá để có được kết quả chính xác

1.6.3 Các phương pháp dạy học tích cực cần được phát triển

Áp dụng các phương pháp tích cực, không phải là gạt bỏ các phương pháp dạy học truyền thống mà cần kế thừa và phát triển những mặt tích cực

trong hệ thống các phương pháp dạy học quen thuộc, đồng thời cần vận dụng những phương pháp dạy học mới phù hợp với điều kiện hoàn cảnh nước ta

1.6.3.1 Vấn đáp tìm tòi

Câu hỏi là một hình thức quen thuộc mà GV dùng để trao đổi, kiểm tra, kích thích suy nghĩ của HS trong quá trình dạy học Câu hỏi được dùng với nhiều mục đích khác nhau nhưng quan trọng nhất và cũng khó sử dụng nhất là ở khâu nghiên cứu tài liệu mới

Trong khâu dạy bài mới, câu hỏi được dùng trong các phương pháp dạy học khác nhau Quan trọng nhất là GV cần đặt được hệ thống câu hỏi hợp lí để HS lần lượt trả lời hoặc có thể tranh luận với nhau và với GV, dưới sự chỉ đạo của GV, qua đó HS lĩnh hội được kiến thức và kỹ năng

Hệ thống câu hỏi giữ vai trò chỉ đạo quyết định chất lượng lĩnh hội của cả lớp Trật tự lô gic của các câu hỏi hướng dẫn HS từng bước phát hiện ra bản chất của sự vật, qui luật của các hiện tượng, kích thích được sự tích cực tìm tòi, ham muốn hiểu biết của HS Trong quá trình đó, GV là người tổ chức sự tìm tòi, HS là người tự lực phát hiện kiến thức mới vì thế khi kết thúc cuộc đàm thoại HS có được niềm vui của sự khám phá, vừa nắm được kiến thức vừa biết cách đi tới kiến thức đó đồng thời còn trưởng thành thêm một bước về trình độ tư duy

1.6.3.2 Dạy học đặt và giải quyết vấn đề

Hoạt động nhận thức của con người chỉ thực sự bắt đầu khi họ gặp phải mâu thuẫn giữa một bên là trình độ hiểu biết đang có, bên kia là nhiệm vụ mới phải giải quyết (một vấn đề) mà kiến thức kỹ năng đã có không đủ Để giải quyết nhiệm vụ ấy cần phải xây dựng kiến thức mới, phương pháp mới, kỹ năng mới Chính vì vậy phương pháp dạy học phải là phương pháp tổ chức hoạt động học tập của HS sao cho họ có thể đặt và giải quyết được vấn đề nhận thức trong học tập

a) Cấu trúc của bài học (hoặc một phần bài học) theo kiểu dạy học đặt và giải quyết vấn đề:

- Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức: Tạo tình huống có vấn đề, phát hiện, nhận dạng vấn đề nảy sinh và phát biểu vấn đề cần giải quyết

- Giải quyết vấn đề đặt ra: Đề xuất các giả thuyết, lập kế hoạch kiểm tra giả thuyết và thực hiện kế hoạch đó

- Kết luận: Thảo luận kết quả, đánh giá; Khẳng định, bác bỏ giả thuyết đã nêu; Phát biểu kết luận; Đề xuất vấn đề mới

b) Các mức độ của dạy học đặt và giải quyết vấn đề

Mức 1: GV đặt vấn đề, nêu cách giải quyết vấn đề, HS thực hiện cách giải quyết vấn đề theo sự hướng dẫn của GV GV đánh giá kết quả hoạt động học tập của HS

Mức 2: GV nêu vấn đề, gợi ý để HS tìm ra cách giải quyết vấn đề, HS thực hiện cách giải quyết vấn đề với sự hướng dẫn của GV khi cần, GV và HS cùng đánh giá

Mức 3: GV cung cấp thông tin tạo tình huống, HS phát hiện, nhận dạng, phát biểu vấn đề nảy sinh cần giải quyết, tự lực đề xuất các giả thuyết và lựa chọn các giải pháp, HS thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề, GV và HS cùng đánh giá

Mức 4: HS tự lực phát hiện vấn đề nảy sinh trong hoàn cảnh của mình hoặc cộng đồng, lựa chọn vấn đề phải giải quyết, tự đề xuất ra giả thuyết, xây dựng kế hoạch, tự thực hiện, tự đánh giá chất lượng và hiệu quả giải quyết vấn đề

1.6.3.3 Dạy học hợp tác trong nhóm nhỏ

Chia lớp học thành các nhóm từ 4 đến 6 người tùy mục đích sư phạm và yêu cầu học tập, các nhóm được chia ngẫu nhiên hay chủ định, được duy trì ổn định trong cả tiết học hay thay đổi tùy từng phần của tiết học, các nhóm được giao cùng một nhiệm vụ hay các nhiệm vụ khác nhau

Mỗi nhóm có một nhóm trưởng, nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho các thành viên, các thành viên hoạt động tích cực không ỷ lại vào một vài người năng động và nổi trội hơn Mọi thành viên phải giúp đỡ nhau tìm hiểu vấn đề trong không khí thi đua với các nhóm khác Kết quả làm việc của mỗi nhóm sẽ đóng góp chung với kết quả cả lớp Mỗi nhóm phân công một thành viên trình bày kết quả của nhóm trước cả lớp

1.6.3.4 Dạy học theo lý thuyết kiến tạo

Kiểu dạy học định hướng hoạt động hóa, tích cực hóa tư duy học sinh với quan niệm cho rằng hoạt động của người học ít nhất phải lặp lại một phần những tư tưởng của hoạt động khoa học đích thực như là một đảm bảo cho việc kiến tạo khám phá một cách có hiệu quả kiến thức chính xác

a) Cơ sở của lý thuyết kiến tạo: - Học trong hành động

- Học là vượt qua trở ngại - Học trong sự tương tác xã hội

- Học thông qua hoạt động giải quyết vấn đề

b) Tiến trình dạy học theo phương pháp kiến tạo: Gồm các pha sau - Pha chuyển giao nhiệm vụ

- Pha hành động giải quyết vấn đề

- Pha tranh luận hợp tác hóa và vận dụng kiến thức mới c) Vai trò của GV trong dạy học theo lý thuyết kiến tạo:

- Tạo điều kiện để HS bộc lộ và trao đổi các ý kiến của mình - Bảo đảm để mọi ý kiến đều được đem ra xem xét

- Tổ chức tranh luận công khai các ý kiến của HS

- Trình bày tính hiển nhiên của các quan niệm khoa học

- Lắng nghe các ý kiến của HS (cả đúng và sai) về vấn đề đặt ra - Lưu ý tới những giải pháp đơn giản hợp lý nhất

1.7 THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.7.1 Khái niệm về TN vật lý [3],[35]

- TN vật lý trong trường phổ thông (còn gọi là TN giáo khoa) là sự phản ánh phương pháp nghiên cứu khoa học trong việc nghiên cứu các hiện tượng vật lý, vì vậy chúng mang yếu tố cơ bản về phương pháp thực nghiệm khoa học

- TN là vật phân tích khách quan được sử dụng một cách có ý thức để dành được kiến thức qua phép thử “đúng sai” của giả thuyết và được coi là tiêu chuẩn chân lý

- TN là một phương pháp dạy học vật lý Đó là cách thức, là biện pháp tổ chức các hoạt động dạy học của người GV thể hiện qua sự cộng tác giữa thầy và trò trong quá trình giảng dạy và học tập nhằm đạt được hiệu quả cao nhất trong việc truyền thụ, lĩnh hội tri thức vật lý và rèn luyện kỹ năng kỹ xảo thực hành

1.7.2 Đặc điểm của TN vật lý [32]

- Các điều kiện của TN vật lý cần được lựa chọn, thiết lập có chủ định sao cho thông qua TN có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết Cần xác định rõ ba yếu tố cấu thành TN: Đối tượng nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng nghiên cứu và phương tiện quan sát đo đạc để thu được các kết quả của sự tác động

- Có thể thay đổi được các điều kiện của TN để có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi

- Cần phải sử dụng các thiết bị chính xác ở mức độ cần thiết để khống chế, kiểm soát các điều kiện của TN, làm giảm ở mức tối đa ảnh hưởng của các nhiễu (các điều kiện không làm xuất hiện các tính chất, các mối quan hệ cần quan tâm)

- Tính có thể quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đó do sự thay đổi của các đại lượng khác nhờ các giác quan của con người hay nhờ các phương tiện quan sát, đo đạc

- Có thể tiến hành số lần làm TN tùy ý, đảm bảo hiện tượng xảy ra đủ để quan sát và kết luận

1.7.3 Vai trò của TN trong dạy học vật lý

1.7.3.1 Vai trò của TN vật lý theo quan điểm của lý luận nhận thức

a) TN là phương tiện để thu nhận tri thức

TN vật lý đã được sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về thế giới tự nhiên, nó được dùng như là "câu hỏi đối với tự nhiên", chỉ thông qua TN mới trả lời được câu hỏi này

Qua TN vật lý HS thu được những dữ liệu cảm tính (các biểu tượng, các số liệu đo đạc) về hiện tượng và các quá trình vật lý từ đó tạo điều kiện cho HS đưa ra những giả thuyết về tính chất hay mối liên hệ phổ biến có tính qui luật của các đại lượng vật lý

b) TN vật lý là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã biết

TN vật lý cho biết những kiến thức HS thu được trước đó là hoàn toàn đúng Tuy nhiên trong một số trường hợp kết quả của TN vật lý lại phủ định tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và kiểm tra nó bằng các TN vật lý khác Nhờ đó ta sẽ thu được tri thức mới khái quát hơn bao hàm các tri thức đã biết trước đó như một trường hợp riêng Ví dụ: HS đã biết từ thông qua một đoạn mạch kín biến thiên thì trong đoạn mạch đó có dòng điện cảm ứng Nếu từ thông biến thiên là do chính đoạn mạch đó gây ra thì có hiện tượng gì xảy ra với đoạn mạch ấy không? Bằng TN, HS quan sát thấy hiện tượng tự cảm trong mạch

Sử dụng TN vật lý để kiểm tra tính đúng đắn của một số kiến thức được rút ra tự suy luận lôgic

c) TN là phương tiện để vận dụng tri thức thu được vào thực tiễn

Chúng ta thấy rằng việc vận dụng các tri thức lý thuyết vào việc thiết kế, chế tạo các thiết bị kỹ thuật, thường gặp nhiều khó khăn do tính trìu tượng của tri thức cần sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều yếu tố Khi đó, TN được sử dụng như là phương tiện tạo ra cơ sở cho việc vận dụng các tri thức đã thu được vào thực tiễn

Trong chương trình vật lý phổ thông đề cập tới một loạt các ứng dụng của vật lý trong đời sống và sản xuất Việc tiến hành TN tạo cơ sở để HS hiểu được các ứng dụng của những kiến thức đã học trong thực tiễn, ngoài ra TN còn là bằng chứng sự đúng đắn của các kiến thức này

Ví dụ: Từ TN về lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện, HS hiểu được nguyên tắc hoạt động của điện kế khung quay, động cơ điện một chiều

d) TN vật lý là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý

TN vật lý có vai trò quan trọng trong việc bồi dưỡng cho HS phương pháp nhận thức vật lý: phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình

- Vai trò của TN trong phương pháp thực nghiệm Phương pháp thực

nghiệm gồm bốn giai đoạn:

+ TN vật lý làm nảy sinh vấn đề cần giải đáp, câu hỏi cần phải trả lời Ví dụ: Đặt mặt phẳng khung dây song song với đường cảm ứng từ Đóng mạch điện cho dòng vào trong khung, khung quay Tại sao? Khung quay đến vị trí nào thì dừng?

+ Đề xuất giả thuyết

+ TN vật lý cần được sử dụng để kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết nêu ra trong phương pháp thực nghiệm (hoặc kiểm tra hệ quả rút ra từ giả thuyết)

+ Xây dựng và thực hiện phương án TN để kiểm tra hệ quả đã rút ra Nếu kết quả TN phù hợp với hệ quả đã rút ra thì giả thuyết là chân thực, nếu không phù hợp thì phải đề xuất giả thuyết mới

Như vậy TN đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn đầu và ở giai đoạn cuối của phương pháp thực nghiệm

- Vai trò của TN trong phương pháp mô hình Phương pháp mô hình

1.7.3.2 Vai trò của TN vật lý theo quan điểm của lý luận dạy học

a) TN vật lý được dùng ở các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học

- Giai đoạn định hướng mục đích nghiên cứu:

Có nhiều cách định hướng mục đích nghiên cứu nhưng sử dụng TN vật lý để đề xuất vấn đề nghiên cứu, tạo tình huống có vấn đề là biện pháp có hiệu quả hơn cả Kết quả của TN vật lý sẽ đặt ra trước HS một mâu thuẫn giữa kinh nghiệm sẵn có và mong muốn hiểu biết vấn đề mới hoặc kết quả TN vật lý trái với sự chờ đợi của HS, từ đó tạo ra nhu cầu, hứng thú tìm tòi kiến thức ở HS

Ví dụ: TN về sự quay của kim nam châm khi cho dòng điện vào dây dẫn đặt cạnh nó Mong muốn tìm hiểu về tương tác từ, từ trường

- Giai đoạn hình thành kiến thức mới:

Có thể hình thành kiến thức mới bằng suy luận lôgic, suy luận toán học hoặc bằng thực nghiệm song với bất cứ cách nào thì cũng không thể thiếu TN vật lý

TN vật lý cung cấp một cách có hệ thống các cứ liệu thực nghiệm, từ đó có thể khái quát hóa qui nạp, kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả rút ra từ giả thuyết để hình thành kiến thức mới

Ví dụ: TN chứng minh giả thuyết: Dòng điện sinh ra từ trường, ngược lại từ trường có sinh ra dòng điện không?

Với những kiến thức được rút ra từ suy luận lôgic hoặc suy luận toán học cũng cần dùng TN kiểm tra để làm tăng mức độ tin tưởng của HS sự đúng đắn, chân thực của kiến thức

Ví dụ: TN kiểm tra công thức của Farađây về hiện tượng điện phân: thời gian điện phân tăng thì lượng đồng bám vào ca tốt tăng lên

- Giai đoạn củng cố, ôn tập đào sâu kiến thức:

Có nhiều cách ôn tập, củng cố đào sâu kiến thức song sử dụng TN vật lý vẫn là phương án hiệu quả hơn cả

TN vật lý dùng để củng cố không phải là nguyên si các TN đã làm mà phải có những yếu tố mới nhằm đào sâu, mở rộng các kiến thức đã biết ở học sinh, giúp họ thấy được những ứng dụng của kiến thức trong đời sống, sản xuất

Thiết bị tiến hành TN này thường là những thiết bị có sãn ở phòng TN hoặc các đồ chơi, dụng cụ trong gia đình TN củng cố có thể làm ngắn ngay sau giờ học

Ví dụ: Sau bài hiện tượng cảm ứng điện từ, HS cần phải dự đoán, quan sát, giải thích hiện tượng sau: Treo một vòng kim loại kín, mỏng, nhẹ (cắt từ lon bia) vào một sợi chỉ Đưa nam châm vào vòng kim loại, có hiện tượng gì xảy ra với vòng dây?

Trong TN củng cố ôn tập thì quan trọng đó là TN thực hành và quan sát vật lý ở nhà

Trong chương trình sách giáo khoa có một số TN thực hành bắt buộc hoặc một số TN vật lý bổ sung mà GV có thể bố trí để HS làm

- Giai đoạn kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng:

Qua hoạt động thực tiễn của HS trong quá trình TN vật lý (thiết kế phương án TN, dự đoán, giải thích hiện tượng, quá trình vật lý, lựa chọn dụng cụ, lắp ráp TN, tiến hành TN, thu nhận và sử lí kết quả ) HS sẽ chứng tỏ được không những kiến thức về sự kiện mà cả về phương pháp của họ

Để kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng, GV có thể sử dụng TN vật lý ở các mức độ khác nhau: từ việc dùng TN quen thuộc đến việc dùng TN vật lý mới, từ những TN vật lý có bố trí đơn giản đến những TN vật lý có bố trí phức tạp, từ những TN định tính đến những TN vật lý định lượng

Mức độ tự lực của HS cũng sẽ khác nhau: từ việc tiến hành TN theo bảng hướng dẫn chi tiết đến tự lực trong mọi giai đoạn TN

b) TN vật lý là phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của HS

- TN vật lý là phương tiện nâng cao chất lượng kiến thức, rèn luyện kỹ năng kỹ xảo về vật lý của HS

Do TN vật lý luôn có mặt trong suốt quá trình nghiên cứu các hiện tượng, các khái niệm, các định luật, các thuyết, các ứng dụng của kiến thức trong đời sống và sản xuất nên nó chính là phương tiện góp phần nâng cao chất lượng kiến thức của HS theo các dấu hiệu sau: Tính chính xác, tính khái quát, tính hệ thống, tính bền vững và tính vận dụng được Mặt khác TN vật lý còn góp phần phát hiện những sai lầm của HS

Nhờ TN vật lý, HS sẽ được làm quen và vận dụng một cách có ý thức các phương pháp nhận thức khoa học bởi vì TN vật lý là một bộ phận của các phương pháp vật lý, mặt khác, các kiến thức về phương pháp nhận thức mà HS lĩnh hội được có ý nghĩa quan trọng vượt ra khỏi giới hạn của môn vật lý

Qua TN vật lý, HS được rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo TN như: sử dụng hợp lí, đúng cách các nguồn điện, dụng cụ đo (thước các loại, đồng hồ

đo các đại lượng khác nhau, các loại điện kế ), lập bảng đo đạc, lắp ráp dụng cụ thiết bị Đồng thời được giáo dục các thói quen làm việc như: Tuân thủ tuyệt đối các giai đoạn của quá trình thí nghiệm (đặt kế hoạch, lựa chọn dụng cụ, bố trí thí nghiệm, tiến hành xử lí kết quả ), tuân thủ nghiêm ngặt các qui tắc an toàn, đảm bảo các điều kiện TN, đánh giá, phân tích sai số khi xử lí kết quả

- TN vật lý là phương tiện kích thích hứng thú học tập, tổ chức quá trình học tập tích cực, tự lực, sáng tạo của HS

Để tiến hành TN vật lý, HS phải tiến hành hàng loạt các hoạt động trí tuệ - thực tiễn như: Thiết kế phương án, lập kế hoạch, vẽ sơ đồ, lập bảng giá trị đo, lựa chọn dụng cụ, bố trí và tiến hành TN, thu kết quả, tìm sai số và nguyên nhân của nó, tìm cách giảm sai số Chính vì thế, TN vật lý là phương tiện hữu hiệu để hình thành, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS

Quá trình TN tạo điều kiện tốt để hình thành, bồi dưỡng các yếu tố của năng lực trí tuệ kết hợp với năng lực thực nghiệm như: Năng lực đề xuất giả thuyết, phân tích mô tả các hiện tượng, quá trình vật lý, tổng hợp các mặt, các khía cạnh trong mối liên hệ với nhau, khái quát hóa thành những kết luận tổng quát nhờ phép suy luận qui nạp, đối chiếu các kết luận với giả thuyết, giải thích, so sánh các hiện tượng, các quá trình, các ứng dụng

Có nhiều hình thức TN vật lý khác nhau để phát triển năng lực sáng tạo của HS: TN vật lý đơn giản, phức tạp Tuy nhiên, cần chú trọng rèn luyện kỹ năng chân tay phối hợp với các thao tác trí tuệ, giúp HS hiểu được nguyên tắc, cấu tạo, hoạt động của mọi dụng cụ thiết bị TN

Quá trình TN tự lực sẽ hình thành ở HS sự hứng thú, lòng ham muốn nghiên cứu, tạo niềm vui của sự thành công khi giải quyết nhiệm vụ đặt ra, góp phần phát triển động lực của quá trình học tập của HS

- TN vật lý là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác nhau góp phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS

Để thực hiện nhiệm vụ TN, HS cần phải phân công nhiệm vụ cho nhau, phối hợp thực hiện, bổ xung ý kiến cho nhau, thảo luận góp phần hình thành ở họ tinh thần hợp tác trong công việc sau này

Qua nhiều TN vật lý được trực tiếp tự lực tiến hành, HS thu nhận được những quan điểm quan trọng của thế giới duy vật, thấy được vai trò quan trọng của thực tiễn trong việc nhận thức thế giới, tin tưởng vào vốn hiểu biết của mình về thế giới, tính nhận thức được của thế giới và sự tồn tại khách quan của các mối quan hệ có tính qui luật trong tự nhiên

c) TN là phương tiện đơn giản hóa và trực quan trong dạy học

- TN vật lý giúp ta có thể nghiên cứu các hiện tượng, các quá trình trong những điều kiện có thể khống chế được, thay đổi được, quan sát được đơn giản dễ dàng hơn để tìm ra nguyên nhân của các hiện tượng và mối quan hệ có tính qui luật giữa chúng Đây chính là ưu điểm nổi bật của thí nghiệm vật lý, nó có ý nghĩa về cả lí luận nhận thức cũng như về cả lí luận dạy học

- TN vật lý là phương tiện trực quan giúp HS nhanh chóng thu được những thông tin chân thực về các hiện tượng và quá trình vật lý Đặc biệt trong những trường hợp đối tượng không thể quan sát trực tiếp bằng các giác quan của con người thì việc sử dụng các mô hình, TN trên mô hình thay thế cho đối tượng gốc là việc làm không thể thiếu, giúp HS có được các biểu tượng, các khái niệm về các hiện tượng, quá trình này

- Khi nghiên cứu các ứng dụng vật lý trong thực tế cuộc sống, sản xuất, TN trên mô hình là phương tiện không thể thiếu đối với quá trình nghiên cứu, nó là phương tiện trực quan, rõ ràng giúp HS hình dung được cấu tạo, hoạt động của ứng dụng đó thậm chí còn dễ dàng giúp HS liên tưởng sáng tạo tới những cải tiến hữu hiệu trong khoa học kỹ thuật

Ví dụ: Từ TN vật lý cho thấy: nếu quay khung dây trong từ trường thì trong khung có dòng điện Vấn đề đặt ra là lấy dòng điện ra bằng cách nào?

HS sẽ suy nghĩ để tìm ra cách để lấy được điện ra mà dây không bị xoắn: dùng vòng khuyên, thanh quét

1.7.4 Phân loại TN vật lý trong trường phổ thông

Cũng như việc phân loại phương pháp giảng dạy, việc phân loại TN vật lý cũng rất phức tạp và có nhiều quan điểm khác nhau Theo Phương pháp giảng dạy vật lý ở trường phổ thông [32] và một số tài liệu khác thì có hai loại TN được sử dụng trong dạy học vật lí ở trường phổ thông: TN biểu diễn (TN do GV tiến hành là chính, tuy có thể có sự hỗ trợ của HS) và TN thực tập (TN do HS tự tiến hành dưới sự hướng dẫn của GV)

1.7.4.1 Thí nghiệm biểu diễn

TN biểu diễn được GV tiến hành ở trên lớp, trong các giờ học nghiên cứu kiến thức mới và có thể ở các giờ học củng cố kiến thức của HS Căn cứ vào mục đích lí luận dạy học của TN biểu diễn trong quá trình nhận thức của HS, TN biểu diễn gồm những loại sau:

- TN thực hành: TN thực hành là TN do HS thực hiện trên lớp hoặc trong phòng TN sau mỗi chương, mỗi phần của chương trình vật lí nhằm củng cố kiến thức đã học và chủ yếu để rèn luyện kĩ năng TN

- TN và quan sát vật lý ở nhà: TN và quan sát vật lý ở nhà là TN và quan sát do HS hoàn toàn tự lực thực hiện ở nhà theo nhiệm vụ mà GV đã giao cho từng HS hoặc các nhóm HS thực hiện ở nhà

1.8 THÍ NGHIỆM TRỰC DIỆN

1.8.1 Khái niệm thí nghiệm trực diện

TN trực diện là TN do HS tiến hành trên lớp chủ yếu khi nghiên cứu kiến thức mới, nhưng cũng có thể khi ôn tập trong tiết học bài mới hoặc trong tiết củng cố

1.8.2 Vị trí của TN trực diện

- Cũng như TN biểu diễn, tuỳ theo mục đích sử dụng, TN trực diện có thể là TN mở đầu, TN nghiên cứu hiện tượng được tiến hành dưới dạng nghiên cứu khảo sát hay nghiên cứu minh họa và cũng có thể là TN củng cố

- So với TN biểu diễn, ngoài các tác dụng về mặt rèn luyện kĩ năng TN, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu, giáo dục thái độ, tác phong và phương pháp làm việc tập thể, TN trực diện còn có ưu điểm hơn ở chỗ: các kết luận được rút ra trên cơ sở một số lượng nhiều hơn các cứ liệu thực nghiệm, các cứ liệu thực nghiệm này đã được các nhóm HS so sánh, bổ sung; qua đó, HS thấy được tính chất khách quan của các qui luật đang nghiên cứu

1.8.3 Mục đích sử dụng TN trực diện

Chúng ta đã biết, trong quá trình giảng dạy vật lý ở trường phổ thông, sử dụng TN là một công việc không thể thiếu của mỗi GV, TN là một bộ phận của bài giảng, không có cái gì thay thế hiệu quả hơn nó Cùng một phương án TN, ta có thể sử dụng nó với các mục đích khác nhau: Dùng để đặt vấn đề nghiên cứu, dùng để nghiên cứu quá trình vật lý, dùng minh họa kiến thức đã xây dựng được, dùng củng cố hoặc kiểm tra HS Tùy thuộc đặc điểm của từng phương án TN mà ta nên chọn mục đích sử dụng cho phù hợp

1.8.3.1 Sử dụng TN trực diện mở đầu

HS tiến hành TN vật lý từ đó biết qua về hiện tượng sắp nghiên cứu, để tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú của HS, lôi cuốn HS vào hoạt động nhận thức

TN mở đầu phải được tiến hành tự nhiên, ngắn gọn, hiện tượng xảy ra rõ rệt, từ đó HS phải nêu được câu hỏi có vấn đề Phối hợp với việc tiến hành TN, GV sẽ phải đặt câu hỏi (hoặc một hệ thống câu hỏi) hợp lí, kích thích được suy nghĩ của HS, gợi cho HS tò mò, lôi cuốn HS vào TN để họ tự nêu ra được vấn đề hoặc giả thuyết để giải thích hiện tượng xảy ra trong TN

1.8.3.2 Sử dụng TN trực diện nghiên cứu hiện tượng

Tiến hành TN vật lý (hoặc một số TN vật lý) để xây dựng kiến thức mới hoặc kiểm chứng kiến thức đã xây dựng được

- Sử dụng TN trực diện nghiên cứu khảo sát:

Tiến hành TN vật lý nhằm cung cấp các cứ liệu thực nghiệm để từ đó khái quát hóa qui nạp, kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, giải quyết được vấn đề đã nêu ra từ đầu giờ học, từ đó xây dựng được kiến thức mới

Quá trình tiến hành TN phải được kết hợp chặt chẽ, hợp lí với hệ thống câu hỏi lôgic, định hướng hành động (chân tay, trí tuệ) của HS đi đúng hướng TN phải rõ ràng, khoa học, kết quả TN phải rõ rệt, dễ quan sát, từ số liệu đo đạc được từ TN, HS có thể tìm được qui luật cần nghiên cứu

Cần lựa chọn việc lập bảng số liệu hợp lí, hướng dẫn khéo léo việc phối hợp các kỹ năng của HS

- Sử dụng TN nghiên cứu minh họa:

Tiến hành TN vật lý nhằm kiểm chứng lại kiến thức đã xây dựng bằng con đường lý thuyết dựa trên những phép suy luận lôgic chặt chẽ (trong đó có suy luận toán học)

GV nên đề nghị HS đề xuất phương án TN kiểm tra kiến thức rồi lựa chọn phương án khả thi sau đó tiến hành TN

Có nhiều trường hợp chỉ kiểm tra minh họa được một mối quan hệ trong kết luận rút ra từ bài học

1.8.3.3 Sử dụng TN vật lý trực diện để củng cố kiến thức

Tiến hành TN vật lý nêu lên những biểu hiện của kiến thức đã học trong tự nhiên, đề cập đến những ứng dụng của các kiến thức trong đời sống, kỹ thuật, đòi hỏi HS phải vận dụng kiến thức đã học để dự đoán, giải thích cơ chế hoạt động của các thiết bị, qua đó GV cũng có thể kiểm tra được mức độ nắm kiến thức của HS

TN củng cố ngay sau giờ học thì cần phải thật ngắn gọn, đơn giản, câu hỏi hợp lí Có thể dùng TN trong giờ luyện tập, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức

1.9 YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC TRONG VIỆC SỬ DỤNG TN

Để phát huy các chức năng của TN trong dạy học đồng thời góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học cần phải tuân theo một số yêu cầu về mặt kỹ thuật và phương pháp dạy học khi sử dụng TN

1.9.1 Những yêu cầu chung khi sử dụng TN

- Xác định rõ lôgic của tiến trình dạy học, trong đó việc sử dụng TN là một bộ phận không thể thiếu được của tiến trình đó Trước mỗi TN, phải đảm bảo cho HS nhận thấy được sự cần thiết của TN và hiểu rõ mục đích TN

- Xác định rõ các dụng cụ cần sử dụng, vai trò của từng dụng cụ, cách bố trí TN, các bước tiến hành, các đại lượng cần đo đạc, quan sát trong TN Chú ý không coi nhẹ các dụng cụ TN đơn giản

- Giao cho HS thực hiện những nhiệm vụ cụ thể trong quá trình làm TN để họ có thể ý thức được rõ ràng và tham gia tích cực vào mọi giai đoạn TN

- Cần thử lại kỹ lưỡng các TN trước giờ học để đảm bảo TN thành công (quan sát rõ hiện tượng, kết quả đo có độ chính xác chấp nhận được)

- Cần tuân thủ nghiêm ngặt các qui tắc an toàn (đặc biệt khi sử dụng nguồn có hiệu điện thế cao hoặc các vật liệu dễ nổ, dễ cháy)

1.9.2 Những yêu cầu đối với việc sử dụng TN trực diện

1.9.2.1 Yêu cầu về lựa chọn TN trực diện

Do thời gian, trình độ HS, kỹ thuật TN, thiết bị TN nên không thể lấy bất cứ TN nào trong chương trình vật lý phổ thông làm TN trực diện mà cần phải cân nhắc kỹ khi lựa chọn Chỉ sử dụng TN trực diện trong những trường hợp sau:

- Nội dung của bài học chỉ đòi hỏi những TN với dụng cụ có sẵn, không quá phức tạp, việc bố trí và tiến hành TN không quá khó đối với HS, hiện tượng TN rõ

- Có thể sử dụng những dụng cụ vật liệu dễ kiếm trong đời sống, quen thuộc với HS, HS có thể đề xuất được các phương án TN

- Nội dung TN mang tính chất định tính hoặc định lượng ở mức đơn giản - TN an toàn đảm bảo HS không làm hỏng dụng cụ

1.9.2.2 Yêu cầu về chuẩn bị

- Cần suy nghĩ chuẩn bị phương án TN trực diện ngay khi soạn bài, GV cần dự đoán các phương án đề xuất của HS, phân tích lựa chọn phương án khả thi hơn cả Có thể huy động sự đóng góp của HS với những dụng cụ tự làm sao cho số lượng các mẫu TN đủ cho tất cả các nhóm

- Chia lớp HS ra thành các nhóm tùy điều kiện số dụng cụ

- Soạn trước bản hướng dẫn HS, trong đó chỉ rõ những hành động cần làm, những số liệu, những câu hỏi cần phải trả lời để HS nắm dễ

1.9.2.3 Yêu cầu về tổ chức hoạt động của HS

- Nên bố trí các bàn TN hình chữ U hay các bàn song song với nhau để có chỗ đi lại dễ dàng

- Có thể tổ chức cho HS làm TN theo nhóm Các nhóm làm cùng một TN với dụng cụ như nhau, thực hiện cùng một nhiệm vụ

Ví dụ: TN phát hiện hai loại điện tích và tương tác giữa chúng

- Cũng có thể tổ chức các nhóm HS làm cùng một lúc, cùng bộ dụng cụ, nhưng mỗi nhóm giải quyết một nhiệm vụ bộ phận để kết hợp lại giải quyết một nhiệm vụ tổng quát

Ví dụ: Khi nghiên cứu tương tác từ có thể bố trí TN: + Nhóm 1 kiểm chứng tương tác của hai nam châm

+ Nhóm 2 kiểm chứng tương tác của nam châm lên dòng điện

+ Nhóm 3 kiểm chứng tương tác của hai dây dẫn mang dòng điện song song với nhau

- Có thể dùng TN trực diện ở mọi giai đoạn của quá trình dạy học

1.10 THỰC TRẠNG DẠY HỌC VẬT LÝ CÓ SỬ DỤNG TN Ở MỘT SỐ TRƯỜNG PHỔ THÔNG DTNT

1.10.1 Mục đích, phương pháp điểu tra

- Phương pháp điều tra:

+ Dùng phiếu phỏng vấn đối với GV và HS (xin xem phụ lục 1, 2) + Trao đổi trực tiếp với GV giảng dạy vật lý, với tổ trưởng chuyên môn, với hiệu phó phụ trách chuyên môn, xem giáo án, dự giờ

+ Thăm quan phòng TN vật lý, phòng học bộ môn

+ Điều tra 4 trường phổ thông DTNT: Vùng cao Việt Bắc, DTNT tỉnh Điện Biên, DTNT tỉnh Lạng Sơn, DTNT tỉnh Bắc Kạn với 16 GV và 295 HS

1.10.2 Kết quả điều tra

- Các bộ TN mới theo sách chuyên ban: Hầu hết các trường đã được trang bị theo danh mục của Bộ giáo dục và Đào tạo quy định, số lượng nhiều hay ít tuỳ theo từng trường Nói chung đối với TN biểu diễn mỗi trường có từ 1 - 2 bộ trên một đầu bộ TN, với số lượng này trường đông HS như Phổ thông Vùng Cao Việt Bắc thì chưa đủ; các TN thực hành cũng đã được trang bị nhưng cũng chưa đủ, hầu hết khi thực hành các trường vẫn phải chia nhóm 5-7 HS sử dụng một bộ TN

Nhìn chung thiết bị mới, thiết bị TN được sản xuất theo mẫu chung theo quy đinh của Bộ giáo dục và Đào tạo nhưng chất lượng thì khác nhau tuỳ theo công ty nào sản xuất Một điểm đặc biệt vì thiết bị mới nên GV hầu hết chưa cập nhật, chưa thành thạo sử dung, năng lực TN của GV còn nhiều hạn chế Sự hạn chế ở cả kỹ thuật lắp ráp và tiến hành TN lẫn phương pháp sử dụng TN sao cho trong giờ học tăng cường tự chủ, gây hứng thú cho HS

b) Tình hình học tập của HS

- Đa số HS cho rằng môn Vật lý là môn học trừu tượng, khó hiểu, phải học là do bắt buộc nên không hứng thú học tập