8. Cấu trỳc luận văn
2.1.2. Dạy học phương phỏp thực nghiệm thụng qua bài tập thớ nghiệm
Vật lý
a. Khỏi niệm về bài tập thớ nghiệm Vật lý (BTTNVL).
BTTNVL là những bài tập mà việc giải nú đũi hỏi phải làm thớ nghiệm để xỏc định một đại lượng Vật lý nào đú, học nghiờn cứu sự phụ thuộc giữa cỏc thụng số Vật lý hoặc kiểm tra tớnh chõn thực của lời giải lý thuyết. Bài tập thớ nghiệm vừa mang tớnh lý thuyết vừa mang tớnh thực nghiệm, nú cú tỏc dụng lớn trong việc bồi dưỡng cho HS PPTN của nhận thức Vật lý. Cú thể thấy rừ qua việc so sỏnh cỏc giai đoạn của PPTN với cỏc bước tiến hành khi giải một bài tập thớ ngiệm như sau:
Cỏc giai đoạn của PPTN Cỏc bước trong quỏ trỡnh giải BTTNVL
1. Đặt vấn đề trờn cơ sở cỏc sự kiện và quan sỏt. Phõn tớch vấn đề.
2. Hỡnh thành giả thuyết.
3. Nghiờn cứu lý thuyết (suy ra hệ quả lụgic từ giả thuyết) lập phương ỏn thớ nghiệm kiểm tra.
4. Nghiờn cứu thực nghiệm: Tiến hành thớ nghiệm, xử lý kết quả. 5. Rỳt ra kết luận về vấn đề nghiờn cứu.
1. Đọc đề bài, hiểu rừ cõu hỏi của bài toỏn, phõn tớch bản chất Vật lý của bài toỏn.
2. Xõy dựng phương ỏn giải (phương ỏn thớ nghiệm, lập luận, tớnh toỏn).
3. Thực hiện giải: Tớnh toỏn, lập luận, trỡnh bày lời giải, (nếu cú thể giải bằng lý thuyết). Hoặc lập luận phương ỏn thớ nghiệm, quan sỏt, để thu thập số liệu.
4. Tiến hành thớ nghiệm, quan sỏt hiện tượng, ghi nhận số liệu và xử lý kết quả. 5. Đỏnh giỏ kết quả và trả lời cõu hỏi của bài toỏn.
Như vậy cỏc hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một bài tập thớ nghiệm cú tớnh chất tương tự với những hành động diễn ra khi nghiờn cứu bằng PPTN. Đõy chớnh là cơ sở tõm lý và lý luận dạy học của dạy học PPTN bằng biện
phỏp sử dụng cỏc BTTN, việc HS tiến hành giải BTTN sẽ làm cho tư duy phõn tớch, tổng hợp, phỏn đoỏn, trừu tượng hoỏ, khỏi quỏt hoỏ và cả trực giỏc khoa học được bồi dưỡng và rốn luyện. Việc giải BTTN đú là những nghiờn cứu nhỏ tạo điều kiện tốt để phỏt triển tư duy và khả năng nhận thức cho HS.
b. Phõn loại bài tập thớ nghiệm Vật lý
Căn cứ vào mức độ khú khăn khi tiến hành giải bài tập và phương thức giải cú thể chia BTTN ra làm hai loại sau:
• Cỏc bài tập thớ nghiệm định tớnh
Những bài tập này khụng cú cỏc phộp đo đạc, tớnh toỏn định lượng. Cụng cụ để giải là những suy luận lụgic trờn cơ sở cỏc định luật, khỏi niệm Vật lý và những quan sỏt định tớnh. BTTN định tớnh cú thể phõn thành hai dạng.
• Dạng 1: BTTN quan sỏt và giải thớch hiện tượng. Dạng này yờu cầu HS:
- Làm thớ nghiệm theo sự hướng dẫn của GV. - Quan sỏt thớ nghiệm theo mục tiờu đĩ chỉ sẵn. - Mụ tả hiện tượng bằng kiến thức đĩ cú.
Để giải dạng bài tập này học sinh cần phải trả lời cỏc cõu hỏi sau. - Hiện tượng xảy ra như thế nào?
- Tại sao lại xảy ra hiện tượng đú?
Với cõu hỏi thứ nhất HS tham gia vào quỏ trỡnh tớch luỹ kiến thức về hiện tượng, mụ tả được diễn biến của hiện tượng. Cũn cõu hỏi thứ hai, giỳp HS liờn hệ sự kiện quan sỏt xảy ra trong thớ nghiệm với những định nghĩa, khỏi niệm, hiện tượng Vật lý đĩ học. Tức là giỳp HS biết cỏch lập luận khi giải thớch bản chất của hiện tượng. Đõy chớnh là cơ hội để bồi dưỡng cho HS cỏc thao tỏc tư duy, khả năng lập luận, diễn đạt bằng ngụn ngữ núi và viết.
Dạng 2: Bài tập thiết kế phương ỏn thớ nghiệm.
Dạng bài tập này khỏ phổ biến ở trường phổ thụng vỡ thớ nghiệm được tiến hành trong tư duy. Do đú nú hồn tồn tồn khả thi trong điều kiện trang thiết bị thớ nghiệm cũn chưa đầy đủ như hiện nay. Cỏc bài tập này là tiền đề cho HS giải cỏc BTTN định lượng. Nội dung của dạng bài tập này thường là: Thiết kế phương ỏn thớ
nghiệm để đo cỏc đại lượng Vật lý, hoặc để quan sỏt một quỏ trỡnh Vật lý, một định luật.
Để giải dạng bài tập này thỡ HS cần phải thực hiện cỏc yờu cầu như: - Cho cỏc thiết bị …hĩy tỡm cỏch đo…
- Cho cỏc thiết bị …nờu phương ỏn đo… - Trỡnh bày cỏch đo…
• Bài tập thớ nghiệm định lượng
Đõy là loại bài tập yờu cầu HS phải đo đạc cỏc đại lượng Vật lý bằng cỏc thiết bị, tỡm mối liờn hệ giữa cỏc đại lượng Vật lý. BTTN định lượng cú thể ở cỏc mức độ tăng dần như sau:
Mức độ 1: Cho thiết bị, cho sơ đồ thiết kế và hướng dẫn cỏch làm thớ nghiệm. Yờu cầu đo đạc cỏc đại lượng, xử lớ kết quả đo đạc để đi đến kết luận.
Mức độ 2: Cho thiết bị, yờu cầu thiết kế phương ỏn thớ nghiệm, làm thớ nghiệm đo đạc cỏc đại lượng cần thiết, xử lớ số liệu để đi đến kết luận.
Mức độ 3: Yờu cầu tự lựa chọn thiết bị, thiết kế phương ỏn thớ nghiệm, làm thớ nghiệm đo đạc, xử lớ số liệu để tỡm quy luật.
c. Phương phỏp dạy học bài tập thớ nghiệm Vật lý
BTTNVL là một phương tiện dạy học vừa thể hiện những mặt mạnh của bài tập Vật lý, vừa cú những ưu thế của thớ nghiệm Vật lý về cỏc mặt giỏo dưỡng, giỏo dục và giỏo dục kỷ thuật tổng hợp. BTTNVL cú thể sử dụng trong những hỡnh thức tổ chức dạy học khỏc nhau và ở trong mọi giai đoạn của quỏ trỡnh dạy học.
• Bài học bài tập Vật lý cú sử dụng BTTN ở trờn lớp
Đa số cỏc giờ học bài tập Vật lý (BTVL) được sử dụng sau khi HS học xong tài liệu mới. BTVL nhằm làm cho HS hiểu kiến thức sõu sắc hơn. Nếu khụng giải bài tập, đú là sự vận dụng kiến thức trong những tỡnh huống cụ thể, thỡ việc nắm kiến thức lý thuyết chỉ là hời hợt, hỡnh thức. Trong giờ BTVL, tớnh tớch cực hoạt động của HS được nõng cao so với giờ lý thuyết. Chớnh vỡ thế cỏc đề thi Vật lý bao giờ cũng cú hai phần: Lý thuyết và bài tập và tỷ trọng giữa chỳng tương đương. Phần Vật lý nào trong chương trỡnh phổ thụng khụng cú hoặc ớt bài tập thỡ HS nắm phần đú đều khụng chắc chắn và ngại học phần đú. Mọi HS đều hứng thỳ với việc giải cỏc bài tập vừa
sức. Cụng việc giải bài tập được HS giải ở nhà, giờ lờn lớp bài tập nhằm khỏi quỏt phương phỏp chung giải bài tập một phần nào đú và giải đỏp những khú khăn, thắc mắc của HS.
Giờ học BTVL cú thể chia làm hai giai đoạn.
- Giai đoạn xõy dựng phương phỏp giải bài tập. - Giai đoạn rốn luyện kỹ năng.
Ở giai đoạn thứ nhất thường thụng qua một bài tập mẫu, GV khỏi quỏt hoỏ thành phương phỏp chung giải một loại bài tập nào đú.
Bài tập mẫu cần phải điển hỡnh cả về nội dung và phương phỏp giải. Giai đoạn tiếp theo là quỏ trỡnh luyện tập vận dụng phương phỏp đĩ cú để giải cỏc bài tập tương tự. Giai đoạn này chủ yếu được HS thực hiện ở nhà, đõy là lỳc tớnh tự lực của HS được bộc lộ nhiều nhất. Cỏc BTTN được sử dụng trong giai đoạn này. Sau khi HS đĩ làm thành thạo cỏc bài tập, tỏ ra nắm vững kiến thức cơ bản thuộc một phần nào đú và phương phỏp vận dụng chỳng giải cỏc bài toỏn cụ thể thụng thường, GV cho HS cỏc bài tập thớ nghiệm về nhà. Trong giờ học BTVL là sự thảo luận của HS về cỏc lời giải khỏc nhau, GV đúng vai trũ trọng tài.
Như vậy giờ học bài tập cú sử dụng BTTN cần quỏn triệt một số yờu cầu sau: - HS phải được chuẩn bị ở nhà những thớ nghiệm và quan sỏt cú liờn quan, hoặc đĩ được cho về nhà những BTTN. Cú như vậy thỡ giờ giải bài tập mới đạt kết quả.
- Tớnh tớch cực hoạt động nhận thức của HS phải được thể hiện ở mức độ cao nhất. GV khụng được làm thay những gỡ HS cú thể làm được. HS trỡnh bày bài giải của mỡnh bằng bài làm viết hoặc bằng lời, cú thể tiến hành những thớ nghiệm cần thiết. GV đỏnh giỏ những sản phẩm của HS cụng khai.
- Cỏc bài thớ nghiệm được chọn giải phải liờn quan chặt chẽ với tư liệu lý thuyết đang học.
- BTTN được chọn giải trong giờ lờn lớp bài tập cú thể là sự mở rộng, nõng cao, phức tạp hoỏ một bài tập định tớnh hoặc định lượng thụng thường.
• Phương phỏp tiến hành giờ lờn lớp bài tập Vật lý với mục đớch bồi dưỡng cho học sinh phương phỏp thực nghiệm của nhận thức Vật lý.
Cụng tỏc chuẩn bị:
- Cho HS cỏc bài tập về nhà. Cần phải lựa chọn bài tập cỏc loại: Định tớnh, định lượng và bài tập thớ nghiệm sao cho thoả mĩn yờu cầu sau:
+ Liờn hệ chặt chẽ với lý thuyết cần củng cố, khắc sõu và mở rộng. + Điển hỡnh về phương phỏp giải.
+ Cỏc bài tập định tớnh và định lượng phải là cơ sở lý thuyết để giải bài tập thớ nghiệm.
+ Mang tớnh hấp dẫn, sỏt thực tế, đặc biệt là bài tập thớ nghiệm phải cú tớnh sỏng tạo.
- Chuẩn bị thiết bị thớ nghiệm cần thiết. - Chuẩn bị kế hoạch bài học (giỏo ỏn lờn lớp).
Tiến hành bài học theo kế hoạch đĩ chuẩn bị.
Đỏnh giỏ bài học. Điều chỉnh những bất hợp lý, bổ sung hoặc sửa đổi nếu
cần thiết.
Trong ba giai đoạn trờn của việc tiến hành giờ lờn lớp giải BTVL thỡ giai đoạn chuẩn bị là bước quan trọng cú tớnh quyết định, trong đú giỏo ỏn lờn lớp là cụng việc chủ yếu của việc chuẩn bị.