9. Cấu trúc luận văn
1.4.5. Nguyên tắc lựa chọn BTTN
Nguyên tắc 1: Lựa chọn các BTTN mở đầu nhằm giúp HS phát hiện được vấn đề cần nghiên cứu, đề xuất những câu hỏi về một quá trình, một sự vật hay một hiện tượng vật lí, một thiết bị, một bộ thí nghiệm vật lí.
Nguyên tắc 2: Lựa chọn các BTTN đòi hỏi HS tư duy đưa ra các dự đoán, các giả thuyết, từ đó tìm ra được các phương án thí nghiệm
Nguyên tắc 3: Lựa chọn các BTTN mà HS phát hiện được những ưu điểm, nhược điểm về dụng cụ thí nghiệm, phương án thí nghiệm và cách tiến hành thí nghiệm.
Nguyên tắc 4:Lựa chọn các BTTN yêu cầu HS phân tích, thu thập và đánh giá kết luận. Đưa ra những kết luận và những cách giải quyết tốt, kiểm tra xem chúng phù hợp với những chuẩn đã có hay không, biết đánh giá tính tối ưu của cách giải quyết vấn đề.
1.4.6. Sử dụng BTTN trong dạy học Vật lí
Một số hướng sử dụng BTTN trong dạy học Vật lí
Sử dụng BTTN nhằm phát hiện vấn đề
Ở giai đoạn đề xuất vấn đề có thể sử dụng BTTN để tạo tình huống học tập, các BTTN đơn giản, có tính bất ngờ do kết quả thí nghiệm mẫu thuẫn với quan niệm sai lầm, hoặc trong đó diễn ra các hiện tượng bất ngờ gây sự ngạc nhiên cho HS nếu được vận dụng thích hợp sẽ tạo tình huống có vấn đề, gây hứng thú cho HS tiến hành giải quyết vấn đề. Nhưng do hạn chế về thời gian và do yêu cầu phải định hướng mục tiêu, khởi động tư duy HS nên BTTN khó thực hiện. Muốn sử dụng BTTN ở khâu này thì BTTN phải ngắn gọn, có nội dung gắn liền với bài học.
Sử dụng BTTN nhằm xây dựng kiến thức mới
Trong quá trình giải BTTN, các hiện tượng Vật lí khi tiến hành các bước thí nghiệm cũng là đại diện của thực tiễn nên có tác dụng tốt đối với HS trong vấn đề áp dụng tri thức đã học vào việc giải quyết các nhiệm vụ thực tế cuộc sống. Sự quan sát có định hướng trong khi thí nghiệm giúp HS cảm giác, tri giác các sự vật, hiện tượng rõ ràng hơn, nói cách khác là giúp nhận thức cảm tính phát triển. Song song với nó, các kĩ năng khác của quá trình nhận thức lí tính cũng sẽ phát triển bởi vì BTTN là loại BT không chỉ rèn luyện các kĩ năng thao tác tay chân mà còn rèn rất tốt kĩ năng thao tác trí tuệ. Ngoài ra, các BTTN đơn giản, có tính bất ngờ do kết quả thí nghiệm mâu thuẫn với kiến thức đã biết, hoặc trong đó diễn ra các hiện tượng bất ngờ gây sự ngạc nhiên cho HS nếu được vận dụng thích hợp sẽ tạo tình huống có vấn đề, tạo tâm thế tốt cho HS khi học bài mới.
Sử dụng BTTN nhằm kiểm tra, đánh giá
Vật lí ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm nên việc kiểm tra đánh giá HS không chỉ dừng lại ở việc kiểm trá đánh giá mức độ nắm vững các định luật, khái niệm, hiện tượng Vật lí mà còn phải kiểm tra năng lực vận dụng
kiến thức đặc biệt là kĩ năng, kĩ xảo thực hành của HS. Vì vậy, BTTN được sử dụng như là một phương tiện để đánh giá kĩ năng của HS một cách hữu hiệu. Thông qua việc giải BTTN có thể kiểm tra đánh giá kĩ năng quan sát, kĩ năng thiết kế phương án, kĩ năng sử dụng thiết bị thí nghiệm, mô hình, kĩ năng đo đạc, xác định các đại lượng, kĩ năng lập luận logic, tư duy trừu tượng.
1.5. Điều tra thực tiễn
1.5.1. Mục đích điều tra
Điều tra thực tế dạy và học BTTN Vật lí ở trường THPT.
1.5.2. Đối tượng điều tra
Đối với GV: Tiến hành phát phiếu điều tra về việc sử dụng BTTN trong dạy học Vật lí đối với 20 GV Vật lí ở 4 trường THPT trên địa bàn của 2 thành phố: Thành Phố Uông Bí, Thị xã quảng Yên, thuộc tỉnh Quảng Ninh (xem phụ lục số 1).
Đối với HS: Tiến hành phát phiếu điều tra việc học BTTN của HS tại 4 trường: THPT Đông Thành - TX Quảng Yên, THPT Bạch Đằng - TX. Quảng Yên, THPT Uông Bí - T.P Uông Bí, THPT Hồng Đức - TP. Uông Bí (xem phụ lục số 2).
1.5.3. Phương pháp điều tra
Thông qua các câu hỏi trên phiếu điều tra, GV và HS ghi các ý kiến đóng góp vào phiếu điều tra. Sau đó, các ý kiến được phân loại và thống kê.
1.5.4. Kết quả điều tra
1.5.4.1. Nhận thức của GV về BTTN và việc sử dụng BTTN trong dạy học vật lí
Thông qua việc tìm hiểu, nghiên cứu thực tế dạy học của GV ở một số trường THPT, chúng tôi đưa ra một số nhận xét như sau:
- Có đến 90% GV cho rằng: BTTN có vai trò quan trọng, tác dụng to lớn trong dạy học vật lí.
- 27,1 % GV chưa biết soạn thảo BTTN
- 40,3 % GV cho rằng không thể sử dụng BTTN trong tiết học trên lớp được vì thời lượng không cho phép.
- Có 28 % GV chưa bao giờ sử dụng BTTN vào dạy học phần Động lực học chất điểm. Các GV chỉ sử dụng các bài thực hành trong SGK coi như BTTN trong phần này, chưa đưa các BTTN vào trong các tiết dạy để rèn luyện TDPP và TDST của HS.
1.5.4.2. Thực trạng học BTTN và thực hành thí nghiệm của HS
Trên 80% HS cho rằng GV thường sử dụng các BTTN trong các giờ thực hành theo yêu cầu của chương trình SGK.
Có 79,3% HS thường xuyên được GV thông báo trước vấn đề cần nghiên cứu, 12,7% HS chưa được thảo luận nhóm trong giờ học. Điều này chứng tỏ GV chưa tạo điều kiện và cơ hội cho HS được tham gia một cách tích cực, chủ động, sáng tạo vào quá trình phát hiện, đề xuất và lĩnh hội kiến thức. GV chưa phát huy được TDPP và TDST của HS qua các giờ thực hành.
Có 46,7% HS chưa bao giờ tự tay làm thí nghiệm trong giờ thực hành hoặc chưa bao giờ được GV giao cho tự tay chế tạo một sản phẩm nào đó. Điều này chứng tỏ HS chưa được làm thí nghiệm thường xuyên, đồng thời ít GV chú ý đến BTTN và các thiết bị thí nghiệm tự làm, cụ thể: Có 31,6 % HS chưa từng được giải các BTTN và 55,7 % HS ít khi được học BTTN.
1.5.5. Nguyên nhân thực trạng dạy học BTTN của chương Động lực học chất điểm chất điểm
a. Những thuận lợi và khó khăn của GV khi dạy BTTN của chương Động lực học chất điểm
*) Thuận lợi
+ Các GV đều được đào tạo đúng chuyên môn, nhiệt tình, có trách nhiệm trong dạy học
+ Có phòng thí nghiệm trang bị các bộ thí nghiệm theo chương trình SGK hiện hành. Dụng cụ thiết bị thí nghiệm đầy đủ, khá gọn nhẹ, đơn giản, dễ vận chuyển, dễ bảo quản, không nguy hiểm, không đòi hỏi kĩ thuật sử dụng cao.
+ Kiến thức phần Động lực học chất điểm gắn liền với thực tiễn cuộc sống nên tạo được sự hứng thú học tập của HS.
+ Có rất nhiều tài liệu tham khảo cho giáo viên: sách giáo khoa, sách bài tập, sách thiết kế bài giảng....
*) Khó khăn
+ Do sức ép của các kỳ thi luôn tạo tâm lí cho các GV đặt nhiệm vụ truyền thụ kiến thức cho HS là nhiệm vụ hàng đầu. GV chỉ thực hiện các thí nghiệm theo yêu cầu của chương trình SGK với những thiết bị thí nghiệm được cung cấp, không sử dụng thêm thí nghiệm nào với dụng cụ do mình tự tìm kiếm, chế tạo và cũng không yêu cầu HS tìm kiếm, thiết kế, chế tạo dụng cụ và sử dụng chúng để thực hiện những thí nghiệm đơn giản.
+ Nội dung phần kiến thức này khá đa dạng nhưng thời gian học nội khóa còn ít.
+ Việc chuẩn bị thí nghiệm cho một tiết dạy rất khó khăn và mất nhiều thời gian.
+ Một số học sinh chưa chú ý, chưa say mê trong quá trình học tập.
+ Nội dung các bài tập do giáo viên đưa ra gắn quá nhiều vào kiến thức ít đề cập tới kĩ năng của người học, gắn chặt người học - người dạy vào nội dung tiết học trên lớp, với mục tiêu thi cử....Thậm chí nhiều giáo viên cho rằng giải bài tập vật lí là để rèn luyện kĩ năng luyện công thức vật lí, rằng bài tập vật lí hay là bài tập có tính phức tạp về mặt toán học càng cao.
+ Việc biên soạn các BTTN còn gặp nhiều khó khăn vì số lượng các tài liệu tham khảo về bài tập thí nghiệm còn rất hạn chế. Các BTTN được GV đưa ra chỉ đơn thuần là quan sát hiện tượng, giải thích hiện tượng.
b. Những thuận lợi và khó khăn của học sinh khi học chương Động lực học chất điểm
*) Thuận lợi
+ Đa số HS đều nắm được các kiến thức cơ bản và vận dụng được các công thức để giải các bài tập đơn giản của chương Động lực học chất điểm.
+ Biết sử dụng phương pháp động lực học để giải quyết các bài tập của chương này.
+ Theo xu hướng đổi mới giáo dục, các đề thi đã có những câu hỏi mang tính thực tế, và đã có một số BTTN. Do đó, HS cũng quan tâm hơn tới các BT thực tế, BTTN.
*) Khó khăn
Bên cạnh đó TDST và TDPP của các em còn rất hạn chế:
- Khi quan sát thí nghiệm về một hiện tượng Vật lí, không biết nên chú trọng vào dấu hiệu nào, không nhận biết được hiện tượng xảy ra.
- Không vận dụng được kiến thức để giải thích các hiện tượng liên quan xảy ra trong thực tế.
- Không biết lựa chọn các dụng cụ thí nghiệm cần thiết để đáp ứng mục đích thí nghiệm.
- Không đưa ra được phương án thí nghiệm và bình luận, đánh giá được ưu, nhược điểm của các phương án.
- Lúng túng trong thao tác thí nghiệm và xử lí kết quả.
1.6. Đề xuất một số biện pháp cần thiết khi sử dụng BTTN nhằm bồi dưỡng
TDPP và TDST của học sinh trong dạy học Vật lí
Từ kết quả điều tra trên đây, chúng tôi nhận thấy: rất ít GV THPT có thể soạn thảo BTTN để có thể sử dụng vào DHVL. Hơn nữa, số lượng BTTN Chương Động lực học chất điểm, phần Cơ học, Vật lí 10 THPT có trong SGK và SBT có rất ít (dưới dạng các bài thực hành). Chúng tôi xin đề xuất một số biện pháp khắc phục thực trạng trên nhằm bồi dưỡng TDST và TDPP của học sinh, như sau:
- GV nên dành thời gian cho việc nghiên cứu, soạn thảo các BTTN phù hợp với nội dung kiến thức bài học, và điều kiện hiện có về thiết bị thí nghiệm ở trường phổ thông
- Tích cực sử dụng các BTTN trong một số khâu của tiến trình dạy học, nhằm bồi dưỡng TDST và TDPP của học sinh
- GV cần nhận thức được tác dụng của việc sử dụng BTTN trong việc bồi dưỡng TDPP và TDST
BTTN vớ i việc bồi dưỡng TDPP
Từ việc nghiên cứu các dấu hiệu của TDPP nói chung và nghiên cứu về đặc điểm quá trình dạy, học môn vật lí ở trường phổ thông, chúng tôi nhận thấy năng lực TDPP của học sinh trong dạy học vật lí được bộc lộ thông qua một số dấu hiệu cơ bản sau:
1) Biết quan sát, đề xuất những câu hỏi về một quá trình, một sự vật hay một hiện tượng vật lí; một thiết bị, một bộ thí nghiệm vật lí;
2) Biết suy xét cẩn thận, cân nhắc hợp lý các tiền đề và các mối quan hệ với kết quả khi tìm hiểu một vấn đề hay đánh giá một sự vật, hiện tượng, một quá trình trong vật lí học;
3) Có khả năng tìm kiếm hay lựa chọn các thông tin đã có, chế biến các thông tin mới để đánh giá một cách hợp lý quá trình phát hiện và giải quyết vấn đề, sẵn sàng xem xét các thông tin khác nhau và cân nhắc chúng một cách thận trọng với thái độ hoài nghi tích cực
4) Có khả năng đánh giá các quan điểm và sẵn sàng tranh luận. Có khả năng xác định được các tiêu chí đánh giá khác nhau và vận dụng chúng để đánh giá các ý tưởng, các giải pháp. Chỉ thực hiện đánh giá khi có đầy đủ các thông tin, các bằng chứng thuyết phục và đã được cân nhắc kỹ
5) Biết thu thập và đánh giá thông tin liên quan, liên hệ chúng một cách hiệu quả. Đưa ra những kết luận và những cách giải quyết tốt, kiểm tra xem chúng phù hợp với những chuẩn đã có hay không, biết đánh giá tính tối ưu của cách giải quyết vấn đề;
6) Có khả năng loại bỏ những thông tin sai lệch và không hoặc ít liên quan. Liên hệ một cách hiệu quả với những cách giải quyết khác cho những vấn đề phức tạp;
7) Có khả năng điều chỉnh ý kiến và hoạt động khi những thông tin mới được tìm ra (đặc biệt chúng phủ nhận thông tin cũ).
Bài tập thí nghiệm với viê ̣c bồi dưỡng tư duy sáng tạo.
Từ việc nghiên cứu các dấu hiệu của TDST nói chung và nghiên cứu về đặc điểm quá trình dạy, học môn vật lí ở trường phổ thông, chúng tôi nhận thấy năng lực TDST của học sinh trong dạy học vật lí được bộc lộ thông qua một số dấu hiệu cơ bản sau:
1) Phát hiện được vấn đề mới và nêu được dự đoán có căn cứ (nhìn nhận vấn đề dưới nhiều góc độ khác nhau, phát hiện được vấn đề mà cá nhân có nhu cầu giải quyết).
2) Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề (đề xuất được phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán hay nêu ra được phương án để giải bài tập).
3) Phân tích, đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp để lựa chọn được giải pháp tối ưu nhằm giải bài tập hoặc giải quyết vấn đề đặt ra trong bài tập, có khả năng tư duy phân kì (năng lực giải quyết vấn đề dùng nhiều đến lời giải) và tư duy hội tụ (năng lực giải quyết vấn đề chỉ cần một lời giải đúng).
4) Thực hiện thành công theo phương án hoặc giải pháp đã lựa chọn hoặc có cải tiến so với mô hình đã xây dựng.
5) Vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết các tình huống gặp trong thực tế.
Kết luận chương 1
Với đặc trưng là một bộ môn khoa học thực nghiệm, để đạt được mục tiêu đổi mới PPDH thì vấn đề đặt ra đối với những người dạy Vật lí là làm thế nào để gắn các kiến thức trong nhà trường phổ thông với những gì đang diễn ra xung quanh học sinh. Một trong những cách thức để đạt được mục tiêu này thì việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm, các bài tập có tính thực tiễn trong việc DH với mục tiêu bồi dưỡng TDST và TDPP của HS đóng một vai trò khá quan trọng. Vì vậy qua nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc “bồi dưỡng TDST và TDPP cho học sinh qua bài tâ ̣p thí nghiệm vâ ̣t lí ”, có thể rút ra các kết luận sau đây:
- BTTN vật lí có tác dụng gây hứng thú, tạo sự tò mò, ham hiểu biết, làm bộc lộ các quan niệm sai lệch của HS. BTTN vật lí góp phần rèn luyện các thao tác tư duy, tạo điều kiện tiếp cận phương pháp thực nghiệm. Vì vậy BTTN vật lí giúp bồi dưỡng TDPP và TDST cho HS từ đó hiệu quả DH được nâng cao.
- Qua việc hướng dẫn HS thực hiện các bước giải BTTN có thể tạo cơ hội để HS thể hiện TDST ở chỗ lựa chọn các dụng cụ thí nghiệm, thiết kế phương án thí nghiệm, đưa kiến thức của HS sau khi giải BTTN lại gần hơn với thực tiễn cuộc sống, làm cho kiến thức trở nên có ý nghĩa với HS đồng thời TDPP của HS thể hiện ở chỗ biết nhận xét, đánh giá ưu, nhược điểm phương án đã đề xuất.
Tất cả những vấn đề trên sẽ được vận dụng để thiết kế tiến trình dạy học bài tập thí nghiệm nội dung chương Động lực học chất điểm - Vật lí lớp 10 được trình bày trong chương 2 của đề tài.
Chương 2
LỰA CHỌN, SOẠN THẢO VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP THÍ NGHIỆM PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM