Quy trình thiết kế một đề kiểm thi, kiểm tra môn Vâ ̣t lí: - Bƣớc 1: Xác định mục tiêu kiểm tra
- Bƣớc 2: Xác định nội dung kiểm tra (mục tiêu DH). + Xác định kiến thức, kỹ năng.
+ Các kiến thức, kỹ năng của từng lĩnh vực theo mức độ từ thấp đến cao (nhận biết, thông hiểu, vận dụng).
- Bƣớc 3: Xây dựng ma trận của đề kiểm tra. - Bƣớc 4: Viết các câu hỏi theo ma trận. - Bƣớc 5: Xây dựng đáp án và biểu điểm.
CHƢƠNG 2
THÍ NGHIỆM BIỂU DIỄN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 2.1. Sơ lƣợc về thí nghiệm Vâ ̣t lí
Hiện nay, giáo dục nƣớc ta đang gặp phải một trở ngại lớn làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng HS phổ thông nƣớc ta chƣa ngang bằng với các nƣớc trong khu vực, đó chính là tình trạng HS thụ động, học “vẹt” để “trả bài”, để “thi cử” chứ không phải học để tìm tòi khám phá, nghiên cứu phát triển bản thân nữa. Vì vậy, việc chán nản trong học tập là một điều tất yếu xảy ra mà hầu hết các trƣờng phổ thông gặp phải. HS chán học nên kết quả học tập yếu kém, lƣu ban có thể dẫn đến việc HS ham chơi, trốn học, thậm chí hậu quả còn tồi tệ hơn nữa là các em sẽ nghĩ học. Hằng năm, ngành giáo dục đều tổ chức chƣơng trình vận động HS bỏ học trở lại lớp, hỗ trợ khuyến học khuyến tài cho các em có điều kiện kinh tế để đến lớp, nhƣng lại ít có biện pháp để tạo niềm say mê hứng thú học tập cho các em, làm các em không còn chán học (là nguyên nhân chính dẫn đến việc các em HS bỏ học) thì các em sẽ không bỏ học nữa. Do đó vấn đề tạo môi trƣờng học tập sinh động lôi cuốn HS là mục tiêu quan trọng cần đạt đƣợc trong quá trình đổi mới PPDH.
Một vấn đề nữa mà ngành giáo dục mắc phải là vấn đề thực hành thí nghiệm trong giảng dạy của các môn khoa học nói chung và môn Vâ ̣t lí nói riêng ở các trƣờng phổ thông. Trƣớc đây do nền kinh tế đất nƣớc còn khó khăn nên việc đầu tƣ cho giáo dục cũng còn nhiều thiếu thốn, nhất là việc trang bị các phòng thí nghiệm cho các trƣờng còn rất sơ sài với vài dụng cụ cho có hình thức, đôi lúc các dụng cụ chƣa xài đã bị xuống cấp. GV Vâ ̣t lí thì cũng ít ai quan tâm đến việc làm thí nghiệm biểu diễn trên lớp cho HS quan sát, chỉ có làm một vài thí nghiệm thực hành để lấy số liệu mà thôi, có thể nói dƣờng nhƣ thí nghiệm đã bị bỏ quên trong hoạt động DH Vâ ̣t lí. Thí nghiệm Vâ ̣t lí là dụng cụ hỗ trợ đắc lực trong giảng dạy Vâ ̣t lí, nó giúp ngƣời học hiểu rõ vấn đề cần xét đến là gì, xây dựng những khái niệm mới, những định luật mới cũng nhƣ minh chứng lại đƣợc lí thuyết qua việc quan sát các hiện tƣợng và thu thập số liệu thí nghiệm và đặc biệt hơn nữa là trong quá trình DH, thí nghiê ̣m có tác dụng kích thích tò mò tạo hứng thú cho HS khám phá tri thức. Ngày nay, tình hình kinh tế đất nƣớc đã phát triển hơn và ngành giáo dục đã nắm bắt đƣợc vấn đề đó nên đã cố gắng đầu tƣ trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm cho hầu hết các trƣờng THPT, do đó trong quá trình đổi mới PPDH chúng ta cần đẩy mạnh hơn nữa việc sử dụng các thí nghiệm trong DH Vâ ̣t lí.
2.2. Tổng quan về thí nghiệm trong dạy học Vật lí
2.2.1. Khái niệm về TN Vật lí
TN Vật lí là một bƣớc trong PP khoa học Vâ ̣t lí, là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con ngƣời thực hiện dùng để xây dựng, kiểm chứng lại hoặc phân minh giữa mô hình khoa học hay giả thuyết vào đối tƣợng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận đƣợc tri thức mới.
Đặc điểm của TN Vật lí:
- Các điều kiện của TN phải đƣợc lựa chọn và đƣợc thiết lập có chủ định sao cho thông qua TN, có thể trả lời đƣợc câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra đƣợc giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết. Mỗi TN có ba yếu tố cấu thành cần đƣợc xác định rõ: đối tƣợng cần nghiên cứu, phƣơng tiện gây tác động lên đối tƣợng cần nghiên cứu và phƣơng tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động.
- Các điều kiện của TN có thể làm biến đổi đƣợc để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lƣợng, trong khi các đại lƣợng khác đƣợc giữ không đổi.
- Các điều kiện của TN phải đƣợc khống chế, kiểm soát đúng nhƣ dự định nhờ sử dụng các thiết bị TN có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích thƣờng xuyên các yếu tố của đối tƣợng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hƣởng của các nhiễu (nghĩa là loại bỏ tối đa một số điều kiện để không làm xuất hiện các tính chất, các mối quan hệ không đƣợc quan tâm).
- Đặc điểm quan trọng nhất của TN là tính có thể quan sát đƣợc các biến đổi của đại lƣợng nào đó do sự biến đổi của các đại lƣợng khác. Điều này đạt đƣợc nhờ các giác quan của con ngƣời và sự hỗ trợ của các phƣơng tiện quan sát, đo đạc.
- Có thể lặp lại đƣợc TN. Điều này có nghĩa là: với các thiết bị TN, các điều kiện TN nhƣ nhau thì khi bố trí lại hệ TN, tiến hành lại TN, hiện tƣợng, quá trình Vâ ̣t lí phải diễn ra trong TN giống nhƣ ở các lần TN trƣớc.
2.2.2. Chức năng của TN trong DH Vật lí
a. Theo quan điểm của lí luận nhận thức
Theo quan điểm của lí luận nhận thức trong DHVL ở trƣờng phổ thông, TN có các chức năng sau:
- TN là phƣơng tiện của việc thu nhận tri thức (nguồn trực tiếp của tri thức). - Vai trò của TN trong mỗi giai đoạn của quá trình nhận thức phụ thuộc vào vốn hiểu biết của con ngƣời vào đối tƣợng cần nghiên cứu. Nếu HS hoàn toàn chƣa có hoặc có ít hiểu biết về vấn đề cần nghiên cứu thì TN đƣợc sử dụng để phân tích hiện thức khách quan và thông qua quá trình thiết lập nó một cách chủ quan để thu nhận tri thức khách quan.
- Trong DH Vật lí, nhất là ở các lớp dƣới và giai đoạn đầu của quá trình nhận thức một hiện tƣợng, quá trình Vâ ̣t lí nào đó thì TN đƣợc dùng để cung cấp cho HS những dữ liệu cảm tính (các biểu tƣợng, các số liệu đo đạc) về hiện tƣợng, quá trình Vâ ̣t lí này. Các dữ liệu trên, tạo điều kiện cho HS đƣa ra những giả thuyết, là cơ sở cho những khái quát hóa về tính chất hay mối liên hệ, có tính quy luật của các đại lƣợng Vâ ̣t lí trong hiện tƣợng, quá trình Vâ ̣t lí đƣợc nghiên cứu.
- TN là phƣơng tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức mà HS đã thu đƣợc trƣớc đó. Trong nhiều trƣờng hợp, kết quả của TN phủ nhận tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đƣa ra những giả thuyết khoa học mới và kiểm tra lại ở những TN khác. Nhờ vậy, thƣờng ta sẽ thu đƣợc những tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm các tri thức đã biết trƣớc đó. Bên cạnh đó, có một số kiến thức đƣợc rút ra bằng suy luận logic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết. Trong những trƣờng hợp này, ta cần phải tiến hành TN kiểm tra tính đúng đắn của chúng.
- TN là phƣơng tiện của việc vận dụng tri thức đã thu đƣợc vào thực tiễn. - Trong việc vận dụng lí thuyết vào việc thiết kế, chế tạo các thiết bị kỹ thuật, ngƣời ta thƣờng gặp nhiều khó khăn do tính trừu tƣợng của tri thức cần sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều định luật của các thiết bị cần chế tạo hoặc do lí do về mặt kinh tế hay những nguyên nhân về mặt an toàn. Khi đó, TN đƣợc sử dụng nhƣ là phƣơng tiện tạo cơ sở cho việc vận dụng các tri thức đã thu đƣợc vào thực tiễn.
Ví dụ: để thiết kế các phƣơng tiện giao thông nhƣ tàu thủy, máy bay, ô tô,… các nhà kỹ thuật tiến hành TN với các mô hình vật chất thu nhỏ trên các kênh nƣớc và các luồng gió…
- Lịch sử phát triển của Vật lí cũng cho thấy các TN cơ bản không chỉ dẫn đến hình thành những thuyết Vâ ̣t lí mới mà còn làm xuất hiện nhiều ngành kỹ thuật mới.
- Chƣơng trình Vật lí ở trƣờng phổ thông đề cập đến một loạt các ứng dụng của Vâ ̣t lí trong đời sống và sản xuất. Việc tiến hành TN tạo cơ sở để HS hiểu đƣợc các ứng dụng của những kiến thức đã học trong thực tiễn .
- TN là một bộ phận của các PPNT Vật lí.
Việc bồi dƣỡng cho HS các PPNT đƣợc dùng phổ biến trong nghiên cứu Vâ ̣t lí (PP thực nghiệm và PP mô hình) là một trong những nội dung của việc hình thành những kiến thức Vâ ̣t lí cơ bản ở trƣờng phổ thông. TN đóng vai trò quan trọng ở cả hai PPNT Vật lí này.
+ Vai trò của TN trong PP thực nghiệm:
TN đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn đầu và giai đoạn cuối của PP thực nghiệm. Ở giai đoạn đầu, đa số các thông tin về đối tƣợng cần nghiên cứu thƣờng
đƣợc thu nhận trong các TN. Đặc biệt ở giai đoạn cuối của PP thực nghiệm, việc kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả rút ra phải thông qua việc xây dựng và thực hiện phƣơng án TN (nếu kết quả TN phù hợp với kết quả đã rút ra thì giả thuyết là chân thực, nếu không phù hợp thì phải đề xuất giả thuyết mới) để nghiên cứu một hiện tƣợng, một mối quan hệ đã đƣợc loại bỏ các yếu tố không quan tâm nên thƣờng không có trong tự nhiên.
+ PP mô hình gồm 4 giai đoạn sau:
Thu thập các thông tin về đối tƣợng gốc. Xây dựng mô hình.
Thao tác trên mô hình để suy ra các hệ quả lí thuyết. Kiểm tra hệ quả trên đôi tƣợng gốc.
Ở giai đoạn đầu của PP mô hình, các thông tin về đối tƣợng gốc thƣờng đƣợc thu thập nhờ TN. Thông qua TN, nhờ việc chủ động loại bỏ những yếu tố không quan tâm, tác động lên đối tƣợng, bố trí các dụng cụ quan sát, thu thập và xử lí số liệu, ta mới có thể tìm ra các thuộc tính, các mối quan hệ của đối tƣợng gốc, để đƣa ra đƣợc mô hình phản ánh các mối quan hệ chính mà ta quan tâm. Ở giai đoạn 3 cho mô hình vận động (thao tác trên mô hình), đối với mô hình vật chất, ngƣời ta phải tiến hành các TN thực với nó. Ở giai đoạn 4, thông qua TN trên vật gốc, đối chiếu kết quả thu đƣợc từ mô hình với những kết quả thu đƣợc trực tiếp trên vật gốc, ta kiểm tra đƣợc tính đúng đắn cỉa mô hình và rút ra giới hạn của mô hình.
b) Theo quan điểm lí luận DH
Chức năng của TN theo quan điểm lí luận DH:
- TN Vật lí có thể đƣợc sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình DH: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, giải quyết vấn đề, củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng, kĩ xảo của HS.
- Việc sử dụng TN trong DH góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện những phẩm chất và năng lực của HS, đƣa đến sự phát triển toàn diện cho ngƣời học.
- Qua tiến hành TN, học sinh có cơ hội trong việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục tổng hợp cho học sinh. TN còn là điều kiện học sinh để rèn luyện những phẩm chất của ngƣời lao động mới nhƣ: đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực…
- TN là phƣơng tiện gây hứng thú, là yếu tố kích thích tò mò ham hiểu biết của HS học tập, nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận thức.
- TN là phƣơng tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập hay tập thể, qua đó góp phần bồi dƣỡng phẩm chất đạo đức của HS. Qua TN đòi hỏi HS phải làm
việc tự lực hoặc phối hợp tập thể, nhờ đó có thể phát huy vai trò cá nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong công việc của các em.
- TN Vật lí góp phần làm đơn giản hóa các hiện tƣợng, tạo trực quan sinh động nhằm hỗ trợ cho tƣ duy trừu tƣợng của HS, giúp cho HS tƣ duy trên những đối tƣợng cụ thể, những hiện tƣợng và quá trình đang diễn ra trƣớc mắt họ. TN Vâ ̣t lí làm nổi bật những khía cạnh cần nghiên cứu của từng hiện tƣợng và quá trình Vâ ̣t lí, giúp HS dễ quan sát, dễ theo dõi và dễ tiếp thu bài.
- Ngoài ra, TN Vật lí còn là một trong những PPDH Vâ ̣t lí ở trƣờng phổ thông. Đó là cách thức hoạt động của thầy và trò, giúp cho trò tự chiếm lĩnh kiến thức kĩ năng, kĩ xảo, đặc biệt là kĩ năng kĩ xảo thực hành. Thêm vào đó, TN còn có tác dụng giúp cho việc DH Vâ ̣t lí tránh đƣợc tính chất giáo điều hình thức đang phổ biến trong DH hiện nay.
- TN Vật lí còn góp phần củng cố niềm tin khoa học nhằm hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho HS.
2.3. Sự phân loại thí nghiệm Vật lí phổ thông
2.3.1. Thí nghiệm biểu diễn
Thí nghiệm biểu diễn đƣợc 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 DH của TN biểu diễn trong quá trình nhận thức của HS, TN biểu diễn gồm những loại sau:
- Thí nghiệ m mở đầu là TN nhằm giới thiệu cho HS biết qua về hiện tƣợng sắp nghiên cứu, để tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tậpcủa HS , lôi cuốn HS vào hoạt động nhận thức.
- Thí nghiệm nghiên cứu hiện tƣợng là TN nhằm xây dựng nhằm kiểm chứng lại kiến thức mới, đƣợc sử dụng trong giai đoạn nghiên cứu kiến thức mới. TN nghiên cứu hiện tƣợng bao gồm:
+ Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát là TN cung cấp những số liệu thực nghiệm để khái quát hóa quy nạp để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả rút ra từ giả thuyết đã đề xuất ở đầu giờ học để từ đó xây dựng kiến thức mới.
+ TN nghiên cứu minh họa là TN nhằm kiểm chứng lại kiến thức đã đƣợc xây dựng bằng con đƣờng lí thuyết dựa trên những phép suy luận logic.
- Thí nghiệm củng cố là TN nêu lên những biểu hiện của kiến thức đã học trong tự nhiên, đề cập các ứng dụng của kiến thức này trong sản xuất và đời sống, đòi hỏi HS phải vận dụng kiến thức đã học để dự đoán hoặc giải thích hiện tƣợng hay cơ chế hoạt động của các thiết bị, dụng cụ kỹ thuật. Thông qua đó, GV cũng có thể kiểm tra đƣợc mức độ nắm đƣợc mức độ nắm vững kiến thức của HS.
TN củng cố có thể đƣợc sử dụng không chỉ trong các tiết học nghiên cứu kiến thức mới mà còn trong những giờ luyện tập và hệ thống hóa kiến thức đã học.
2.3.2. Thí nghiệm thực tập.
Thí nghiệm thực tập là TN do HS tự tiến hành trên lớp (trong phòng TN), ngoài lớp, ngoài nhà trƣờng hoặc ở nhà với các mức độ tự lực khác nhau.
Có thể chia TN thực tập ra làm 3 loại:
a. Thí nghiệm trực diện.
Thí nghiệm trực diện là TN HS có thể tiến hành trên lớp chủ yếu khi nghiên cứu kiến thức mới, nhƣng cũng có thể khi ôn tập trong tiết học bài mới hoặc trong tiết củng cố.
- Tùy vào mục đích sử dụng, TN trực diện có thể là TN mở đầu, TN nghiên