Những yêu cầu chung khi sử dụng TN

8. Những chữ viết tắt trong đề tài

2.4.1. Những yêu cầu chung khi sử dụng TN

- Xác định rõ logic của tiến trình DH, trong đó việc sử dụng TN phải là bộ phận của quá trình DH, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức. Trước mỗi TN, phải đảm bảo cho HS ý thức được sự cần thiết của TN, hiểu rõ mục đích TN.

- Cần xác định rõ sơ đồ TN, các dụng cụ TN cần sử dụng, mục đích, phương án và tiến trình của TN (dụng cụ thiết bị nào? trình tự thao tác như thế nào? cần quan sát, đo đạc cái gì? để làm gì?)

- Đảm bảo cho HS ý thức được rõ ràng và tham gia tích cực vào tất cả các giai đoạn TN bằng cách giao cho HS thực hiện các nhiệm vụ cụ thể.

- Làm thử kĩ lưỡng mỗi TN trước giờ học, đảm bảo TN phải thành công, hiện tượng xảy ra rõ ràng, kết quả đo có độ chính xác cao.

- Mọi dụng cụ thiết bị và cách tiến hành TN phải thỏa mãn những quy tắc và kỹ thuật an toàn.

2.4.2. Những yêu cầu đối với việc sử dụng TN biểu diễn

 Để có thể phát huy tốt vai trò của TN biểu diễn trong DH Vật lí, GV cần phải quán triệt các yêu cầu sau đây trong khi tiến hành TN:

- TN là một khâu trong tiến trình DH do đó nó phải luôn gắn liền hữu cơ với bài giảng, phải là một yếu tố tất yếu trong quá trình DH. Nếu TN biểu diễn không gắn liền hữu cơ với bài giảng thì không thể phát huy tốt vai trò của nó trong giờ học. Muốn TN biểu diễn gắn liền hữu cơ với bài giảng, trước hết TN phải xuất hiện đúng lúc trong tiến trình DH, đồng thời kết quả TN phải được khai thác cho mục đích DH một cách hợp lí, logic và không gượng ép.

- Do thời gian của một tiết học chỉ 45 phút, trong khi đó TN là một khâu trong tiến trình DH, nếu kéo dài thời gian làm TN sẽ ảnh hưởng đến các khâu khác, tức là ảnh hưởng đến tiến trình DH chung, vì vậy TN biểu diễn phải ngắn gọn hợp lí. Bởi vậy, phải căn cứ vào từng TN cụ thể để GV quyết định thời lượng cho hợp lí.

- TN biểu diễn nhất định phải thành công, như vậy HS mới tin tưởng, TN mới đủ sức thuyết phục đối với HS. Ngoài ra, cần chú ý rằng, từ kết quả của TN lập luận đi đến kết luận phải logic và tự nhiên, không miễn cưỡng và gượng ép, không bắt HS phải công nhận. Cần phải giải thích cho HS nguyên nhân khách quan và chủ quan của những sai số trong kết quả TN.

- Phải bố trí TN đảm bảo cho cả lớp quan sát được và phải tập trung được chú ý của HS vào những chi tiết chính, quan trọng. Muốn vậy, GV cần chú ý từng khâu lựa chọn dụng cụ TN đến việc bố trí sắp xếp dụng cụ sao cho hợp lí. Nếu cần có thể sử dụng các phương tiện kĩ thuật như: camera, đèn chiếu, máy chiếu, máy vi tính…để hỗ trợ.

- Trong khi tiến hành TN biểu diễn không được để TN gây ảnh hưởng đến sức khỏe của HS. TN phải an toàn, tránh gây cho HS cảm giác lo sợ mỗi khi tiến hành TN.

 Theo thầy Nguyễn Đức Thâm, để đạt được mục tiêu DH và phát huy đầy đủ chức năng của TN trong DH, GV phải tuân thủ các yêu cầu trong suốt quá trình chuẩn bị và tiến hành TN cụ thể như sau:

- Khi đặt kế hoạch TN cần phải:

+ Xác định rõ mục đích TN và chức năng về mặt lí luận DH của nó (đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức mới, củng cố hay kiểm tra đánh giá).

+ Liệt kê những nhiệm vụ mà HS phải hoàn thành trong việc chuẩn bị TN, tiến hành TN và xử lí kết quả TN.

+ Phải đảm bảo các điều như tính trực quan, nghĩa là các dụng cụ phải có kích thước đủ lớn, có cấu tạo đơn giản, thể hiện rõ được nguyên tắc khoa học của hiện tượng cần nghiên cứu, có màu sắc thích hợp, hình dạng đẹp đẽ lôi cuốn sự chú ý của HS, nhất là ở những chi tiết chính; bố trí TN nơi sáng sủa, dễ quan sát, có thể nhận thấy rõ ràng kết quả TN. Đặc tính thứ hai cần đảm bảo là tính hiệu quả (các dụng cụ là tối thiểu, hoạt động tốt, có độ chính xác đủ cao; ưu tiên TN đơn giản, TN có thể tiến hành nhanh chóng; sử dụng TN song song). Đặc biệt cần lưu ý là tính an toàn của các dụng cụ, cách bố trí và tiến hành TN phải đảm bảo an toàn cho người và dụng cụ, bố trí TN vững chắc, có thể di chuyển dễ dàng.

- Khi chuẩn bị TN: GV cần phải nghiên cứu chức năng của dụng cụ TN và kiễm tra kỹ sự hoạt động của các dụng cụ và sử dụng thành thạo TN trước khi dạy trên lớp. Công việc chuẩn bị TN chỉ kết thúc khi TN có thể lặp lại nhiều lần, cho kết quả rõ ràng, chính xác.

- Việc bố trí TN: phải đảm bảo cho mọi HS điều nhìn rõ được dụng cụ hoặc nếu dụng cụ nhỏ thì phải có những biện pháp cho HS ngồi ở những vị trí có thể quan sát được. Muốn vậy, cần thực hiện các yêu cầu sau:

+ Lắp ráp từng bước các dụng cụ trong TN cho HS xem. Trong trường hợp TN đã được lắp sẵn, thì GV cần phải phân tích kỹ lưỡng cách nối kết các bộ phận.

+ Những thiết bị mà HS mới gặp lần đầu, phải mô tả, giải thích cho HS hiểu rõ nguyên tắc hoạt động của chúng.

+ Chỉ đặt trên bàn những dụng cụ cần thiết cho TN để tập trung sự chú ý cao độ của HS.

+ Bố trí các dụng cụ TN trên nhiều độ cao khác nhau. Bố trí TN thẳng đứng (có thể sử dụng các giá, bảng sắt), nếu phải bố trí TN trên mặt phẳng nằm ngang thì phải sử dụng các PP chiếu sáng. Thay đổi độ sáng của phòng học, nhất là khi tiến hành các TN quang hình học.

+ Cần sắp xếp các dụng cụ mà ở đó hiện tượng mong muốn sẽ diễn ra nằm bên phải các dụng cụ khác, các dụng cụ chính ở mặt trước, không che khuất nhau.

+ Dùng vật chỉ thị để làm nổi bật các bộ phận chính, đánh dấu sự diễn biến hiện tượng mà HS cần theo dõi (vật làm mốc, chất chỉ thị màu...).

+ Đối với mỗi TN, phải có một hình vẽ (trên bảng, giấy) thống nhất tối đa với bố trí TN.

- Khi tiến hành TN: GV phải định hướng cho HS cần quan sát cái gì là trọng điểm, linh hoạt chuẩn bị bảng giá trị hợp lí trước khi tiến hành. TN cần được lặp lại vài lần và trong suốt quá trình tiến hành TN, GV không che khuất tầm nhìn HS.

- Việc xử lí kết quả TN: Phải đảm bảo tính trung thực, cẩn thận chu đáo trong tính toán.

Từ việc xử lí kết quả TN, hướng dẫn HS rút ra kết luận về các dấu hiệu, mối liên hệ bản chất trong hiện tượng, quá trình Vật lí đang nghiên cứu, phát triển chúng bằng lời hay bằng biểu thức toán học.

2.5. Vai trò và nhiệm vụ của giáo viên trong việc tổ chức thí nghiệm trong DH

Trước khi tiến hành TN

Thông thường GV sẽ nêu lên mục đích TN nhưng chỉ nêu như vậy thì chưa đặt HS vào thế chủ động đi “chinh phục” kiến thức. Vì vậy giai đoạn này nên đưa ra những câu đố hoặc câu hỏi để kích thích sự tò mò lôi cuốn HS tham gia vào TN một cách tự nguyện.

Ví dụ: Khi làm TN về định luật Ac-si-met với mục đích TN mà GV sẽ nêu lên là TN nhằm xét trong điều kiện nào thì một vật nổi được trong chất lỏng. Thay vì nói như vậy thì GV sẽ hỏi để tiếp cận vấn đề như sau: Làm cách nào để một viên gạch có thể nổi trên mặt chất lỏng hoặc là có một chiếc tàu lớn và một cây kim nhỏ thả trên sông ta thấy chiếc tàu có khối lượng lớn thi lại nổi trong khi đó cây kim có khối

lượng nhỏ thì lại chìm, tại sao vậy? Từ đó kích thích được sự tò mò, lôi cuốn HS tham gia vào TN.

 Khi chuẩn bị TN

Trong các TN, dụng cụ và phương án TN luôn được GV trình bày đầy đủ. Theo tôi, nên đặt câu hỏi dẫn dắt HS từng bước để các em tự tìm ra phương án TN. Như vậy HS sẽ tăng khả năng tự lực và có thể tự lớn lên được.

Ví dụ: Khi dạy bài TN về lực từ tác dụng lên dòng điện thi GV chuẩn bị sẵn dụng cụ: Nam châm chữ U, nguồn điện, khung dây. Nêu ra câu hỏi gợi mở đê HS tự thiết lập mô hình TN: Có một ít dây đồng, 1 cục pin, 1 nam châm thẳng làm thê nào tạo ra được cơ chế một động cơ điện, gợi ý: Hãy nhắc lại công dụng của từng dụng cụ.

 Khi tổ chức TN

Ở giai đoạn này GV nên cùng HS dự đoán kết quả, thầy và trò phải dựa vào những cơ sở nào đó đã học để dự đoán điều gì đó sắp xảy ra để đi đến kiến thức mới.

 Khi giải thích cơ chế của hiện tượng xảy ra trong TN

Khi dạy TN, GV nên để cho HS tự thể hiện tính phong phú của Vật lí trong trí óc của HS bằng cách yêu cầu HS đưa ra cách giải thích của mình và khuyến khích HS đưa ra nhiều cách giải thích hoặc nhìn nhận khác nhau.

Ví dụ: Trái đất quay xung quanh mặt trời, ngoài cách giải thích thường thấy là vì có lực hấp dẫn giữa trái đất và mặt trời (theo cơ học Niutơn). Còn có thể giải thích như sau vì sự tồn tại của khối lượng trong không gian làm cho không gian bị cong đi (thuyết tương đối).

 Vận dụng kết quả vào TN thực tiễn, khuyến khích HS sáng tạo ra các TN mới

Ví dụ: Khi dạy xong TN về sự nở vì nhiệt của vật rắn thì khuyến khích HS tự làm TN ờ nhà hoặc là tìm các hiện tượng trong tự nhiên, trong đời sống có liên quan đến hiện tượng này, chẳng hạn để khắc phục hiện tượng nở vì nhiệt của vật rắn thì các thanh ray đường sắt được đặt cách nhau một khoảng xác định. Khi đó kiến thức từ trang giấy đi trở lại thực tiễn cuộc sống và ngược lại. Vì vậy bài học trở nên sống động và gần gũi hơn.

CHƯƠNG 3.

PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ.

3.1. Phương pháp thực nghiệm trong quá trình sáng tạo khoa học Vật lý. 3.1.1. Khái niệm. 3.1.1. Khái niệm.

Để có thể khái quát hóa các sự kiện thực tế và xây dựng các giả thuyết khoa học về hiện tượng nghiên cứu, nhà khoa học phải tổ chức và tiến hành thí nghiệm để khảo sát hiện tượng trong những điều kiện xác định và dựa trên kết quả của thí nghiệm đó để thu được những tài liệu thực tế làm cơ sở xuất phát cho sự hoàn thành giả thuyết. Để kiểm tra sự đúng đắn của các kết luận lý thuyết thu được nhờ sự suy luận logic từ mô hình giả thuyết (và cũng là để kiểm tra sự đúng đắn của chính bản thân giả thuyết) lại phải tiến hành thí nghiệm để có thể đối chiếu lại kết quả của thí nghiệm với những thí nghiệm như thế gọi là PPTN.

PPTN nói ở đây là nói về PP nhận thức trong quá trình sáng tạo khoa học, chứ không phải là chỉ đơn thuần cách thức tiến hành một thí nghiệm đã có sẵn. Quá trình nhận thức này đòi hỏi tư duy sáng tạo. Khi áp dụng phương pháp thực nghiệm nhà nghiên cứu phải tìm tòi thiết kế phương án thí nghiệm. Trong việc đề xuất phương án thí nghiệm để có thể kiểm tra giả thuyết đã nêu ra hoặc cho phép thu được những thông tin cần thiết cho việc xác lập giả thuyết, tư duy sáng tạo có vai trò quan trọng.

3.1.2. Vai trò, vị trí của PPTN trong quá trình nhận thức khoa học

Phù hợp với quá trình nhận thức nói chung mà Lênin đã chỉ ra, quá trình sáng tạo của khoa học VL là quá trình đi từ sự khái quát hóa những sự kiện thực tế xuất phát đến xây dựng mô hình trừu tượng của hiện tượng (đề xuất giả thuyết), rồi từ mô hình dẫn đến việc rút ra các hệ quả lý thuyết và từ hệ quả các lý thuyết dẫn đến sự kiểm tra chúng bằng thực nghiệm và ứng dụng chúng trong thực tiễn. Trong quá trình sáng tạo khoa học này, nhà nghiên cứu đã sử dụng các PP nhận thức khoa học, trong đó đặc biệt là PPTN.

Nhờ PPTN ta đề xuất được tri thức, định luật mới (định luật thực nghiệm) và tiếp theo, tri thức đó sẽ có thể được lí giải một cách lý thuyết dựa trên những nghiên cứu lý thuyết.

Cung cấp những bằng chứng thực nghiệm cần thiết cho việc đối chiếu, hợp thức hóa, khẳng định giá trị hoặc chỉnh lí, bổ sung hay bác bỏ những kết luận đã được đề xuất do kết quả của PP nghiên cứu lý thuyết. Cung cấp những bằng chứng thực nghiệm mới dẫn tới sự cần thiết phải xây dựng các giả thuyết khoa học mới.

3.1.3. Phương pháp thực nghiệm của quá trình sáng tạo khoa học vật lý

- PPTN gồm các giai đọan chính sau đây:

+ Giai đoạn 1: Nhận biết các sự kiện khởi đầu, phát hiện vấn đề (nêu câu hỏi) + Giai đoạn 2: Xây dựng giả thuyết (Câu trả lời dự đoán)

+ Giai đoạn 3: Từ giả thuyết dùng suy luận logic để suy ra một hệ quả có thể kiểm tra được trong thực tế (có thể quan sát, đo lường được).

+ Giai đoạn 4: Bố trí thí nghiệm kiểm tra.

+ Giai đoạn 5: Kết luận (thí nghiệm xác nhận hay bác bỏ giả thuyết).

Thí nghiệm kiểm tra

Thiết kế PATN Lập kế hoạch TN Bố THTN thu thập dữ liệu Kết luận • Kinh nghiệm sống • Quan sát tự nhiên • TN, bài tập • Câu chuyện lịch sử…

Làm nảy sinh vấn đề cần ngiên cứu

Giả thuyết

3.2. PPTN trong dạy học vật lý. 3.2.1. PPTN trong dạy học vật lý. 3.2.1. PPTN trong dạy học vật lý.

Ở đây ta muốn đề cập một PPDH, trong đó PPTN của quá trình sáng tạo khoa học được vận dụng vào quá trình dạy học vật lý. Thực chất của PPTN này là ở chỗ: GV tổ chức, chỉ đạo hoạt động học tập của học sinh theo các bước tương tự như các giai đoạn của PPTN trong quá trình sáng tạo khoa học, để phát huy tính tích cực, tự giác, sáng tạo của học sinh trong quá trình lĩnh hội kiến thức, làm cho học sinh lĩnh hội được kiến thức một cách sâu sắc, vững chắc, đồng thời qua đó góp phần phát huy năng lực nhận thức sáng tạo của HS.

Tất nhiên khi áp dụng PPTN trong dạy học VL, GV phải sử dụng TN (dưới dạng TNBD của GV và TN của HS làm). Không sử dụng TN thì không thể nói đến PPTN. Nhưng cũng cần lưu ý rằng, điều này không có nghĩa là hễ có sử dụng TN trong DH thì là đã áp dụng PPTN như vừa nói ở trên. Bởi vì trong DH VL, TN được sử dụng có khi chỉ như một phương tiện trực quan đơn thuần, chứ không phải là nó được thiết lập và thực hiện trong quá trình nghiên cứu theo đòi hỏi của việc xác lập hoặc kiểm tra một giả thuyết nào đó. Việc sử dụng TN trong trường hợp như thế thì không phải theo tinh thần áp dụng PPTN của VL học.[4]

3.2.2. Các giai đoạn của PPTN trong dạy học vật lý

Để giúp học sinh có thể bằng những hoạt động của bản thân mình mà tái tạo, chiếm lĩnh được các kiến thức vật lí thì tốt nhất là giáo viên phỏng theo PPTN của các nhà khoa học mà tổ chức cho HS hoạt động theo các giai đọan sau:

+ Giai đoạn 1: Giáo viên mô tả một hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn một vài thí nghiệm và yêu cầu các em dự đoán diễn biến của hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập một mối quan hệ nào đó, tóm lại là nêu lên một câu hỏi mà HS chưa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi mới trả lời được

+ Giai đoạn 2: Giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho HS xây dựng một câu trả lời dự đoán