1.2.1. Phương phỏp thực nghiệm trong mục tiờu dạy học [1], [13].
Nghị quyết TW 2 ( khúa VIII ) của Đảng đó chỉ rừ:
“Nhiệm vụ cơ bản của giỏo dục là nhằm xõy dựng những con người và
thế hệ thiết thực gắn bú với lý tưởng độc lập dõn tộc và chủ nghĩa xó hội… cú ý thức cộng đồng và tớnh tớch cực của cỏ nhõn làm chủ tri thức khoa học và cụng nghệ hiện đại, cú tư duy sỏng tạo, cú kỹ năng thực hành giỏi…”.
Cụ thể húa mục tiờu đào tạo con người mới theo Nghị quyết của Đảng, mục tiờu giỏo dục THCS và THPT nờu rừ: bồi dưỡng cho học sinh cỏc phương phỏp nhận thức đặc thự của vật lớ học, trước hết là phương phỏp thực nghiệm vật lớ.
Học là nhận thức, là tỡm tũi sỏng tạo, vỡ thế phương phỏp nhận thức khoa học là hạt nhõn của phương phỏp dạy học. Do đú, phương phỏp thực nghiệm cú
những đặc điểm riờng làm cho việc sử dụng nú trong dạy học vật lớ trở thành một giải phỏp tổng hợp nhằm thực hiện cú hiệu quả mục tiờu dạy học.
+ Phương phỏp thực nghiệm giỳp học sinh hỡnh thành và hoàn thiện những phẩm chất tõm lớ là nền tảng cho hoạt động sỏng tạo. Phương phỏp thực nghiệm dạy cho học sinh tỡm tũi sỏng tạo theo con đường và kinh nghiệm hoạt động sỏng tạo mà cỏc nhà khoa học đó trải qua, nú làm cho học sinh quen dần với cỏch suy nghĩ, làm việc theo kiểu vật lớ. Trong quỏ trỡnh giải quyết những vấn đề đú, học sinh sẽ bộc lộ những nột đặc trưng của hoạt động sỏng tạo và đồng thời hỡnh thành, hoàn thiện ở bản thõn những phẩm chất tõm lớ là nền tảng cho hoạt động sỏng tạo.
+ Phương phỏp thực nghiệm cho phộp gắn lý thuyết với thực tiễn. Thực tiễn được núi trong phương phỏp thực nghiệm là cỏc hiện tượng, cỏc quỏ trỡnh vật lớ được mụ tả, được tỏi hiện qua cỏc thớ nghiệm do giỏo viờn hay chớnh học sinh tự làm. Việc học sinh trực tiếp đề xuất phương ỏn và tiến hành thớ nghiệm kiểm tra, trực tiếp cỏc hiện tượng, làm việc với cỏc thiết bị thớ nghiệm và dụng cụ đo, giải quyết những khú khăn trong thực nghiệm tạo điều kiện cho cỏc em nõng cao được năng lực thực hành, gần gũi hơn với đời sống và kỹ thuật, khỏi quỏt húa cỏc kết quả thực nghiệm, rỳt ra những kết luận cú tớnh chất lý thuyết ( như tớnh chất của sự vật, hiện tượng, quy luật diễn biến, quan hệ…). Hoạt động nhận thức theo phương phỏp thực nghiệm làm cho học sinh thấy được sự gắn bú mật thiết giữa lý thuyết và thực tiễn.
+ Phương phỏp thực nghiệm là phương phỏp tỡm tũi, giải quyết vấn đề, cú thể ỏp dụng để giải quyết những vấn đề từ nhỏ đến lớn, rất sỏt với thực tiễn, ở mọi trỡnh độ, khụng đũi hỏi vốn kiến thức quỏ nhiều. Đối với yờu cầu dạy học xuất phỏt từ vốn kinh nghiệm của bản thõn, phương phỏp thực nghiệm lại càng phự hợp hơn. Phương phỏp thực nghiệm sẽ giỳp cỏc em giải quyết vấn đề trong học tập, trờn cơ sở đú nắm vững kiến thức, kỹ năng, tớch lũy kinh nghiệm, nắm vững phương phỏp giải quyết vấn đề trong thực tiễn.
+ Việc ỏp dụng phương phỏp thực nghiệm cho phộp và rốn luyện cho học sinh nhiều năng lực. Nú tớch cực húa đến mức tối đa hoạt động nhận thức của học sinh, cho phộp hỡnh thành kiến thức sõu sắc và bền vững, tăng cường hứng thỳ đối với mụn học. Nú thụi thỳc trong học sinh một nhu cầu về hoạt động sỏng tạo, bồi dưỡng cho cỏc em cỏ tớnh sỏng tạo.
Tuy nhiờn, do thời gian của tiết học chỉ cú 45 phỳt, thành phần học sinh của lớp học khụng cựng trỡnh độ, cú nguy cơ của một bộ phận học sinh đứng ngoài những hoạt động, vỡ cỏc em khụng đủ khả năng giải quyết cỏc yờu cầu. Ngoài ra, phương phỏp thực nghiệm khụng phải lỳc nào cũng ỏp dụng được cho tất cả cỏc kiểu bài học vật lớ. Do đú trong dạy học cần cú sự lựa chọn và phối hợp chặt chẽ phương phỏp thực nghiệm với cỏc phương phỏp thực khỏc một cỏch hợp lớ.
1.2.2. Cỏc giai đoạn của phương phỏp thực nghiệm và hướng dẫn học sinh hoạt động trong mỗi giai đoạn.hoạt động trong mỗi giai đoạn. hoạt động trong mỗi giai đoạn.
Bồi dưỡng cho học sinh phương phỏp thực nghiệm cú nghĩa là tổ chức cho học sinh hoạt động nhận thức theo cỏc giai đoạn của phương phỏp thực nghiệm của quỏ trỡnh nhận thức khoa học, nhằm bồi dưỡng năng lực tỡm tũi, sỏng tạo, hoạt động giải quyết vần đề. Vỡ vậy tốt nhất là giỏo viờn phỏng theo phương phỏp thực nghiệm của cỏc nhà khoa học mà tổ chức cho học sinh hoạt động theo cỏc giai đoạn sau:
• Giai đoạn 1: Làm nảy sinh vấn đề.
Giỏo viờn tổ chức cỏc tỡnh huống học tập cú vấn đề như: mụ tả một hoàn cảnh thực tiễn, biểu diễn một vài thớ nghiệm… trong đú cú cỏc mối liờn hệ đỏng chỳ ý, cỏc biểu hiện bản chất hay những quy luật phổ biến mà học sinh chưa ý thức được và yờu cầu cỏc em dự đoỏn diễn biến của hiện tượng hoặc xỏc lập mối liờn hệ nào đú. Túm lại là nờu lờn một cõu hỏi mà học sinh chưa biết cõu trả lời, cần phải suy nghĩ tỡm tũi mới trả lời được. Từ đú, kớch thớch hứng thỳ học tập của học sinh.[20]
• Giai đoạn 2: Xõy dựng dự đoỏn.
Giỏo viờn hướng dẫn, gợi ý cho học sinh xõy dựng một cõu trả lời dự đoỏn ban đầu dựa vào sự quan sỏt, vào kinh nghiệm của bản thõn, vào những kiến thức đó cú… ( ta gọi là xõy dựng giả thuyết ). Những dự đoỏn này cú thể cũn thụ sơ, cú vẻ hợp lý nhưng chưa chắc chắn. Người giỏo viờn phải hướng dẫn cỏc em biết dự đoỏn cú căn cứ, giỳp học sinh lập luận, loại trừ cỏc dự đoỏn chưa cú căn cứ vững chắc, chọn lựu và xõy dựng dự đoỏn hợp lớ hơn cả [20].
• Giai đoạn 3: Từ dự đoỏn suy luận rỳt ra hệ quả logic cú thể kiểm tra được.
Giả thuyết được nờu dưới dạng một phỏn đoỏn: đú là một nhận định cú thể mang tớnh bản chất khỏi quỏt. Tớnh đỳng đắn của giả thuyết cần phải được kiểm tra. Việc kiểm tra trực tiếp một nhận định khỏi quỏt thường khụng thể mà thay vào đú là kiểm tra hệ quả của nú. Hệ quả logic được suy luận từ giả thuyết trong phương phỏp thực nghiệm phải thỏa món 2 điều:
+ Tuõn theo quy tắc logic hoặc toỏn học. + Cú thể kiểm tra bằng thớ nghiệm vật lớ.
Cỏc phộp suy luận logic và toỏn học phải dẫn đến kết luận cú dạng:
+ Biểu thức toỏn học biểu diễn sự phụ thuộc của cỏc đại lượng vật lớ mà những đại lượng này phải đo được trực tiếp ( vớ dụ: nhiệt độ, thể tớch…).
+ Một khẳng định tồn tại hay khụng tồn tại một hiện tượng nào đú cú thể quan sỏt được trực tiếp hoặc quan sỏt giỏn tiếp qua sự biến đổi của một đại lượng vật lớ nào đú.
Việc suy ra hệ quả logic cú thể gồm một số trong cỏc thao tỏc sau: phõn tớch, so sỏnh đối chiếu, suy luận suy diễn, cụ thể húa.
• Giai đoạn 4: Đề xuất và tiến hành thớ nghiệm để kiểm tra hệ quả dự đoỏn.
Đõy là hành động đặc thự của phương phỏp thực nghiệm. Trong giai đoạn này bao gồm cỏc thao tỏc sau:
a. Đề xuất phương ỏn thớ nghiệm.
Ở thao tỏc này, người giỏo viờn phải làm sao cho học sinh cú thể tự Do đề xuất cỏc ý tưởng của mỡnh, từ đú giỏo viờn cú thể hướng dẫn, luyện tập để cỏc ý tưởng đú ngày càng cú căn cứ hơn và hiện thực hơn thỡ mới phỏt triển được năng lực sỏng tạo của học sinh.
b. Tiến hành thớ nghiệm.
Cần tổ chức cho học sinh tự lực tiến hành cỏc thao tỏc thớ nghiệm,
thu thập và xử lý thụng tin, rỳt ra kết quả. Ở thao tỏc này, cỏc kỹ năng thực
hành như: tớnh toỏn, lấy sai số, đỏnh giỏ độ chớnh xỏc của phộp đo, vẽ đồ thị…
được rốn luyện [18].
• Giai đoạn 5: Rỳt ra kết luận ( Hợp thức húa kết quả nghiờn cứu ). Nội dung của giai đoạn này bao gồm:
- Tổ chức cho học sinh hoặc nhúm học sinh bỏo cỏo kết quả nghiờn cứu của mỡnh trước lớp.
- Tổ chức cho học sinh ( cỏc nhúm học sinh ) trao đổi, tranh luận, đỏnh giỏ kết quả nghiờn cứu của bạn, thớ nghiệm cú kiểm tra được đỳng điều dự đoỏn khụng, cần bổ sung điều chỉnh thế nào.
- Giỳp học sinh chuẩn xỏc húa cỏc kết luận, rỳt ra kiến thức. Nếu kết quả thớ nghiệm khẳng định hệ quả logic tức là khẳng định tớnh chõn thực của dự đoỏn (giả thuyết). Nếu kết quả thớ nghiệm phủ định hệ quả logic thỡ phải kiểm tra lại thớ nghiệm ( bố trớ đó hợp lý chưa, tiến hành cú gỡ sai…) hoặc quỏ trỡnh suy ra hệ quả logic cú sai lầm gỡ hoặc là phải xem lại chớnh bản thõn dự đoỏn (giả thuyết) để điều chỉnh, thậm chớ phải thay đổi bằng dự đoỏn khỏc cho đến khi cú sự phự hợp của kết quả thớ nghiệm với hệ quả mới thỡ lỳc đú dự đoỏn (giả thuyết) nờu ra mới thành chõn lý khoa học (định luật, thuyết, định lý…)[18].
* Giai đoạn 6: Vận dụng kiến thưc mới.
Học sinh vận dụng kiến thức mới để giải thớch hay dự đoỏn một số hiện tượng trong thực tiễn, nghiờn cứu cỏc thiết bị kĩ thuật trong đời sống, sản xuất. Thụng qua đú, trong một số trường hợp, sẽ đi tới giới hạn ỏp dụng của kiến thức và xuất hiện mõu thuẫn nhận thức mới cần giải quyết [20].
1.2.3. Những hoạt động của giỏo viờn và học sinh khi dạy học phương phỏp thực nghiệm.thực nghiệm. thực nghiệm.
1.2.3.1. Những hoạt động nhận thức vật lớ của học sinh.
Hoạt động học là một hoạt động đặc thự của con người nhằm tiếp thu những tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm mà loài người đó tớch lũy được, đồng thời phỏt triển những phẩm chất năng lực của người học.
Theo lý thuyết hoạt động, hoạt động học cú cấu trỳc, gồm nhiều thành phần cú quan hệ và tỏc động lẫn nhau:
Động cơ Hoạt động
Mục đớch Hành động
Phương tiện Thao tỏc
Điều kiện
Hỡnh 1.1: Cấu trỳc của hoạt động học theo lý thuyết hoạt động.
Đối với hoạt động học tập vật lớ của học sinh ở trường phổ thụng thỡ cỏc hành động được dựng phổ biến là:
tượng.
2. Phõn tớch một hiện tượng phức tạp ra thành những hiện tượng đơn giản.
3. Xỏc định những giai đoạn diễn biến của hiện tượng. 4. Tỡm cỏc dấu hiệu giống nhau của cỏc sự vật, hiện tượng.
5. Bố trớ một thớ nghiệm để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xỏc định.
6. Tỡm những tớnh chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng.
7. Tỡm mối quan hệ khỏch quan, phổ biến giữa cỏc sự vật hiện tượng. 8. Tỡm mối quan hệ nhõn quả giữa cỏc hiện tượng.
9. Mụ hỡnh húa những sự kiện thực tế quan sỏt được dưới dạng những khỏi niệm, những mụ hỡnh lý tưởng để sử dụng chỳng làm cụng cụ của tư duy.
10. Đo một đại lượng vật lớ.
11. Tỡm mối quan hệ hàm số giữu cỏc đại lượng vật lớ, biểu diễn bằng cụng cụ toỏn học.
12. Dự đoỏn diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực tế xỏc định.
13. Giải thớch một hiện tượng thực tế. 14. Xõy dựng một giả thuyết.
15. Từ giả thuyết, suy ra một hệ quả.
16. Lập phương ỏn thớ nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả). 17. Tỡm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khỏi niệm, định luật vật lớ.
18. Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động.
19. Đỏnh giỏ kết quả hành động.
20. Tỡm những phương phỏp chung để giải quyết một loại vấn đề. Và những thao tỏc phổ biến cần dựng trong hoạt động nhận thức vật lớ.
- Nhận biết bằng cỏc giỏc quan.
- Tỏc động lờn cỏc vật thể bằng cụng cụ: chiếu sỏng, tỏc dụng lực, làm di chuyển, làm biến dạng, hơ núng, làm lạnh, cọ xỏt, đặt vào một điện ỏp…
- Sử dụng cỏc dụng cụ đo. - Làm thớ nghiệm.
- Thu thập tài liệu, số liệu thực nghiệm. - Thay đổi cỏc điều kiện thớ nghiệm.
2. Thao tỏc tư duy: - Phõn tớch.
- Tổng hợp. - So sỏnh.
- Trừu tượng húa. - Khỏi quỏt húa. - Cụ thể húa.
- Suy luận quy nạp. - Suy luận diễn dịch. - Suy luận tương tự.
Những hành động và thao tỏc ở trờn là những hành động và thao tỏc được dựng phổ biến trong quỏ trỡnh nhận thức vật lớ của học sinh ở trường phổ thụng [22].
Cũn trong mục tiờu bồi dưỡng phương phỏp thực nghiệm cho học sinh, để lĩnh hội được phương phỏp thực nghiệm thỡ học sinh cần phải cú kỹ năng thực hiện những thao tỏc và hành động chớnh của phương phỏp thực nghiệm [18].
1. Đo đạc:
- Đo đạc những đại lượng biến thiờn nhanh. - Đo giỏn tiếp cỏc đại lượng.
- Biết cỏch tớnh sai số tuyệt đối, tương đối và đỏnh giỏ độ chớnh xỏc của phộp đo.
2. Quan sỏt:
- Quan sỏt hiện tượng diễn biến nhanh.
- Quan sỏt quỏ trỡnh cú nhiều hơn 2 đại lượng biến thiờn, biết khống chế điều kiện để đơn giản húa quỏ trỡnh. Mụ tả kết quả quan sỏt bằng bảng số, đồ thị từ đú rỳt ra những nhận xột.
- Quan sỏt để đưa ra giả thuyết sơ bộ.
3. Thớ nghiệm vật lớ: Biết sử dụng cỏc hành động và cỏc thao tỏc trong việc tiến hành thớ nghiệm theo chỉ dẫn; Bước đầu cú hiểu biết và kỹ năng đề xuất phương ỏn thớ nghiệm nhằm kiểm tra giả thuyết; rỳt ra kết luận về vấn đề nghiờn cứu.
4. Về cỏc thao tỏc tư duy: Biết phõn tớch, so sỏnh cỏc kết quả quan sỏt và đo đạc, thớ nghiệm; biết tổng hợp khỏi quỏt húa để rỳt ra kết luận đơn giản.
5. Những hiểu biết về lý thuyết phương phỏp thực nghiệm và vận dụng. - Hiểu được những khõu cơ bản của phương phỏp thực nghiệm.
- Bước đầu biết sử dụng phương phỏp thực nghiệm xõy dựng một vài định luật đơn giản.
- Tự lực nghiờn cứu một vấn đề đơn giản bằng phương phỏp thực nghiệm.
Như vậy, khi hướng dẫn học sinh nhận thức vật lớ bằng phương phỏp thực nghiệm thỡ hành động và thao tỏc đặc thự của nhận thức vật lớ đó nờu trờn cú cơ hội thực hiện; học sinh được bồi dưỡng, rốn luyện tư duy lý thuyết và thực nghiệm – tư duy vật lớ.
1.2.3.2. Những hoạt động của giỏo viờn khi hướng dẫn học sinh chiếm lĩnh kiến thức theo phương phỏp thực nghiệm vật lớ.
- Xõy dựng tỡnh huống cú vấn đề.
- Lựa chọn một logic nội dung bài học thớch hợp.
- Rốn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện những thao tỏc cơ bản, những hành động phổ biến.
- Lựa chọn và cung cấp cho học sinh những phương tiện, cụng cụ cần thiết để thực hiện cỏc hành động.
- Định hướng hành động tư duy học sinh theo cỏc giai đoạn của phương
phỏp thực nghiệm.
Việc định hướng hành động tư duy học sinh được thực hiện thụng qua cỏc cõu hỏi. Theo tỏc giả Phạm Hữu Tũng cú 3 kiểu định hướng thường sử dụng [22,tr.46].
+ Định hướng tỏi tạo: là kiểu định hướng trong đú người dạy hướng học sinh vào việc huy động, ỏp dụng những kiến thức, cỏch thức hoạt động học sinh đó nắm được hoặc đó được người dạy chỉ ra một cỏch tường minh, để học sinh cú thể thực hiện nhiệm vụ mà họ đảm nhận.
Sự định hướng tỏi tạo lại cú thể phõn biệt thành hai trỡnh độ khỏc nhau đối với hành động đũi hỏi ở học sinh. Đú là:
Định hướng tỏi tạo từng thao tỏc cụ thể riờng rẽ. Người học theo dừi, thực hiện, bắt chước lặp lại theo thao tỏc mẫu cụ thể do người dạy chỉ ra.
Định hướng tỏi tạo angụrit. Người dạy chỉ ra một cỏch khỏi quỏt tổng thể trỡnh tự hành động để người học tự chủ giải quyết được nhiệm vụ.
