10. Cấu trúc của luận văn
1.2.2. Kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh trong dạy học Vật lí ở trường
trường THPT
Theo chương trình giáo dục phổ thông, môn vật lí, ban hành kèm theo Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05 tháng 05 năm 2006 của Bộ
21
trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo, quan điểm xây dựng chương trình là coi trọng kiến thức về phương pháp nhận thức đặc thù của Vật lí học như phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình. Yêu cầu rèn luyện cho học sinh những kĩ năng như quan sát hiện tượng vật lí trong tự nhiên, trong đời sống hoặc trong các thí nghiệm, sử dụng được các dụng cụ đo phổ biến của vật lí, biết lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm vật lí đơn giản, thu thập và xử lí thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lí, cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra. [2, tr 5-7]
Trên cơ sở định nghĩa về kĩ năng và dựa trên các hoạt động cơ bản nhất của người nghiên cứu trong tiến trình thực hiện của một thí nghiệm, các kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện cho học sinh trong dạy học vật lí ở trường THPT có thể hai thành hai nhóm: kĩ năng thiết kế thí nghiệm và kĩ năng tiến hành thí nghiệm. (Bảng 1.2)
Bảng 1.2. Bảng các kĩ năng thí nghiệm cơ bản cần rèn luyện cho học sinh THPT trong dạy học vật lí.
STT Các kĩ năng thiết kế thí nghiệm Các kĩ năng tiến hành thí nghiệm
1 Xác định mục đích thí nghiệm
2 Đề xuất phương án thí nghiệm
Sử dụng dụng cụ, thiết bị thí nghiệm, lắp đặt (lắp ráp) thí nghiệm theo sơ đồ
3 Xây dựng sơ đồ, bố trí thiết bị thí nghiệm
Tiến hành thí nghiệm để đảm bảo xảy ra và quan sát rõ quá trình, hiện tượng
4
Xác định cách trình bày số liệu dưới dạng bảng, đồ thị các dạng khác nhau để làm nổi bật dấu hiệu bản chất, mối quan hệ có tính qui luật.
Quan sát và thu thập dấu hiệu bản chất của quá trình vật lí nghiên cứu hay các số liệu (Đọc số liệu chính xác).
22
STT Các kĩ năng thiết kế thí nghiệm Các kĩ năng tiến hành thí nghiệm
5
Phân tích, xử lí số liệu để tìm ra dấu hiệu bản chất, mối liên hệ có tính qui luật.
6
Vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng, quá trình vật lí quan sát được hay các số liệu thu thập được.
Các kĩ năng cụ thể trong bảng 1.2 được mô tả chi tiết như sau: A. Nhóm kĩ năng thiết kế thí nghiệm:
A1. Kĩ năng xác định mục đích thí nghiệm
Mục đích thí nghiệm là những vấn đề khoa học cần nghiên cứu, được đặt ra và phải được giải quyết sau khi thực hành xong thí nghiệm. Kết quả cụ thể của hoạt động này thường là hình thành được kiến thức mới (hay ở mức sâu, rộng hơn), kĩ năng mới (hoặc trình độ kĩ năng ở bậc cao hơn), thái độ, tình cảm mới, hay sâu sắc hơn. Ngoài ra, từng bài thí nghiệm, từng giai đoạn dạy học có thể có những mục đích riêng. Mục đích thí nghiệm trả lời được câu hỏi:
- Yêu cầu của bài thí nghiệm là làm gì (đo, xác định, chứng minh, giải thích,…) với đối tượng nào?
- Mối quan hệ giữa các hiện tượng cần nghiên cứu với các vấn đề có liên quan như thế nào?.
A2. Kĩ năng thiết kế phương án thí nghiệm
Việc thiết kế phương án thí nghiệm đi liền với việc xây dựng quy trình tiến hành thí nghiệm là xác định trình tự thao tác với các dụng cụ thí nghiệm, bao gồm:
- Quy trình lắp đặt dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ đã lập.
23
tượng, số liệu cần đo và loại bỏ những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của thí nghiệm.
Đồng thời, trong việc xây dựng các quy trình này cũng đòi hỏi nhận biết những mối nguy hiểm trong quá trình thực hiện thao tác với các dụng cụ thí nghiệm (vật bắn ra, laser, dòng điện, vật liệu phóng xạ, nitơ lỏng…) để đảm bảo an toàn dụng cụ thí nghiệm và con người.
A3. Kĩ năng xây dựng sơ đồ, bố trí thiết bị thí nghiệm
Kĩ năng này thể hiện ở sự thực hiện các hành động sau: - Đọc và hiểu sơ đồ lí thuyết.
- Lựa chọn dụng cụ thí nghiệm cho phù hợp.
- Đọc và hiểu các kí hiệu, thông số kĩ thuật ghi trên dụng cụ, thiết bị. - Lắp đúng thí nghiệm theo sơ đồ lí thuyết với các dụng cụ đã chọn
A4. Kĩ năng trình bày hiện tượng quan sát được, trình bày số liệu dưới dạng bảng, đồ thị các dạng khác nhau để làm nổi bật dấu hiệu bản chất, mối quan hệ có tính qui luật.
Kĩ năng này thể hiện ở sự thực hiện các hành động sau: - Trình bày một vấn đề (viết, nói).
- Trình bày vấn đề bằng đồ thị, hoặc bằng biểu bảng...
A5. Kĩ năng phân tích, xử lí số liệu để tìm ra dấu hiệu bản chất, mối liên hệ có tính qui luật trong hiện tượng, quá trình nghiên cứu
Kĩ năng này thể hiện ở sự thực hiện các hành động sau:
- Tính trung bình các đại lượng, tính sai số và làm tròn kết quả thu được từ thí nghiệm.
- Đối chiếu, so sánh giữa kết quả thực nghiệm và lí thuyết.
- Xác định sai số; phân biệt được sai số do phương án và sai số đo dụng cụ, tìm biện pháp làm giảm sai số.
- Xử lí biểu bảng, vẽ đồ thị (nếu có), từ đồ thị biết rút ra quy luật liên hệ giữa các đại lượng và điều kiện xảy ra hiện tượng.
24
A6. Kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng, quá trình vật lí quan sát được hay các số liệu thu thập được
Kĩ năng này thể hiện ở sự thực hiện các hành động sau: - Viết bài báo cáo thí nghiệm hoàn chỉnh.
- Giải thích hiện tượng vật lí nghiên cứu. B. Nhóm kĩ năng tiến hành thí nghiệm
B1. Kĩ năng lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ
Thông thường các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm trong các bài thực hành được xây dựng đặt sẵn. Học sinh chỉ sử dụng các dụng cụ và các thiết bị đó để tiến hành thí nghiệm. Chỉ khi thay đổi điều kiện thí nghiệm, học sinh cần biết tháo lắp những bộ phận nhỏ có liên quan đến sự thay đổi điều kiện đó.
Các thao tác tháo lắp dụng cụ thí nghiệm mà học sinh cần đạt như sau: - Tháo lắp được các bộ phận của dụng cụ khi cần thay đổi điều kiện thí nghiệm.
- Biết lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ.
- Biết bố trí, sắp đặt các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm cho phù hợp cả về nguyên tắc lí thuyết và cả về vị trí không gian.
B1. Kĩ năng tiến hành thí nghiệm để đảm bảo xảy ra và quan sát rõ quá trình, hiện tượng vật lí cần nghiên cứu
Kĩ năng này thể hiện ở sự thực hiện các hành động sau: - Tiến hành thí nghiệm đúng các thao tác, các bước.
- Khả năng xác định đại lượng cần đo, đại lượng cần giữ nguyên, không thay đổi trong khi làm thí nghiệm.
- Dự đoán trước kết quả thí nghiệm.
- Điều chỉnh các dụng cụ và thiết bị đo trong quá trình tiến hành thí nghiệm để hiện tượng, quá trình xảy ra rõ và sai số thấp.
- Xác định góc độ quan sát rõ và toàn bộ quá trình hiện tượng vật lí xảy ra. - Phát hiện và xử lí những sự cố bất thường trong lúc tiến hành thí
25
nghiệm (đối với những thí nghiệm nguy hiểm, phức tạp).
B3. Kĩ năng quan sát và thu thập dấu hiệu bản chất của quá trình Vật lí nghiên cứu hay các số liệu thí nghiệm
Kĩ năng này thể hiện ở sự thực hiện các hành động sau: - Chọn mốc, chọn vật chỉ thị.
- Lựa chọn phương pháp đo, phương pháp khảo sát. - Chọn góc độ quan sát, đọc số liệu trên dụng cụ đo.
- Quan sát và nhận xét được các biểu hiện trên dụng cụ khi đo.