nhiều dụng cụ thí nghiệm, các thao tác thí nghiệm không quá phức tạp, các phép đo không đòi hỏi độ chính xác cao, các thí nghiệm ít nguy hiểm, ít làm hư hỏng dụng cụ thí nghiệm. Các thí nghiệm mà các thao tác cơ bản của nó học sinh ít nhiều cũng được quan sát giáo viên làm.
1.4.6. Thí nghiệm trực diện (thí nghiệm của học sinh trong giờ bài học mới) học mới)
Thí nghiệm trực diện là loại thí nghiệm mà dưới sự hướng dẫn của giáo viên trong quá trình nghiên cứu tài liệu ở lớp, mọi học sinh cùng tiến hành thí nghiệm và trên cơ sở đó rút ra kết luận hoặc minh hoạ lí thuyết đã học.
a) Những nét đặc trưng của thí nghiệm trực diện
Thí nghiệm trực diện có các đặc trưng sau:
+ Luôn luôn liên hệ chặt chẽ với nội dung nghiên cứu trong giờ học, được tiến hành lúc giáo viên giải thích tài liệu nghiên cứu, khi học sinh cần
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
phải chú ý đến một khía cạnh của một hiện tượng nghiên cứu hay cần làm cho học sinh quan niệm được cụ thể cấu tạo, cách vận dụng của một máy nào đó.
+ Hoạt động lao động của học sinh tiến hành theo cùng một nhịp điệu, liên tục, có quy tắc và tuân theo một chương trình thống nhất cả lớp.
+ Hoạt động của học sinh được quy định trong một thời gian nhất định và tương đối ngắn.
+ Giáo viên kiểm tra trực tiếp quá trình làm việc đã vạch ra cho học sinh. + Tính tập thể giúp đỡ nhau tronh khi làm thí nghiệm dễ có điều kiện để phát huy.
b) Vai trò của thí nghiệm trực diện
Thí nghiệm trực diện có tác dụng hỗ trợ, bổ xung cho thí nghiệm biểu diễn và chuẩn bị tích cực cho thí nghiệm thực hành Vật lí.
Thí nghiệm trực diện có ưu điểm hơn thí nghiệm biểu diễn ở chỗ:
+ Do có nhiều nhóm học sinhcùng tiến hành một thí nghiệm nên có thể thu được một số kết quả cùng một lúc , có điều kiện so sánh những kết quả đó và rút ra những kết luận không phải chỉ từ một kết quả như thí nghiệm biểu diễn.
+ Những số liệu thu được ở một nhóm học sinh có thể được bổ xung bằng số liệu của các nhóm khác. Điều đó đảm bảo cho học sinh thấy được tính chất khách quan của các quy luật đang được nghiên cúu, tạo điều kiện xây dựng và rèn luyện cho họ tinh thần, thái độ, tác phong, phương pháp nghiên cứu tập thể.
So với thí nghiệm thực hành Vật lí, thí nghiệm trực diện ccũng có ưu điểm hơn ở chỗ: chúng kết hợp hữu cơ với bài giảng, phục vụ trực tiếp cho việc tiếp thu kiến thức mới.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bên cạnh những ưu điểm nêu trên, thí nghiệm trực diện còn có một số nhược điểm sau:
+ Do yêu cầu phải kết thúc thí nghiệm cùng một lúc nên có thể có một số nhóm học sinh phải bỏ dở công việc, hoặc phải tiến hành một cách vội vã, do đó không thu được đầy đủ kêt quả của tất cả các nhóm trong cùng một lúc, gây khó khăn cho việc rút ra kết luận. Học sinh sẽ còn thắc mắc về kết quả, ảnh hưởng đến sự tập trung chú ý vào việc tiếp tục nghe giảng.
+ khi tổ chức thí nghiệm cần phải có nhiều dụng cụ khác nhau cho từng đề tài mà điều đó thì chưa thể đạt được trong tình hình hiện nay ở các trường phổ thông. Muốn tiến hành được thí nghiệm trực diện, giáo viên và học sinh phải tự chế tạo để nhân số dụng cụ lên, xong không phải bất cứ đề tài nào cũng có thể làm như thế được.
1.4.7. Vấn đề hƣớng dẫn thí nghiệm trực diện
Có hai quy tắc cơ bản để hướng dẫn thí nghiệm trực diện: quy tắc Algorit và quy tắc Ơritic (quy tắc Algorit).
a) Quy tắc Algorit
Quy tắc này hướng dẫn cụ thể từng thao tác và thứ tự của hành động. Nó đảm bảo chắc chắn cho việc dẫn đến kết quả của hoạt động. Tuy nhiên, quy tắc này lại hạn chế năng lực tự lực, độc lập sáng tạo của người thực hiện. Vì vậy quy tắc Algorit thường được áp dụng để điều khiển các quy trình làm việc các máy móc thiết bị trong sản xuất và đời sống hoặc hướng dẫn học sinh thực hiện thí nghiệm mở đầu.
b) Quy tắc Ơritic
Quy tắc này không hướng dẫn cụ thể cách hành động, không chỉ ra các bước và thứ tự các bước của hành động mà chỉ ra những điểm nút có tính định
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
hướng cho hoạt động. Quy tắc này không đảm bảo chắc chắn cho sự thành công của hoạt động nhưng nó tạo điều kiện khả năng hoạt động độc lập, tự lực trong hoạt động trí tuệ và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
Cấu trúc của quy tắc Ơritic đối với việc hướng dẫn thí nghiệm[7]: Bước 1: Nhiệm vụ cần nghiên cứu.
Bước 2; Dự đoán kết quả thí nghiệm. Bước 3: Xây dựng phương án thí nghiệm Bước 4: Tiến hành thí nghiệm
Bước 5: Phân tích kết quả thí nghiệm
Bước 6: So sánh kết quả thí nghiệm với dự đoán ban đầu Bước 7: Rút ra kết luận
Bước 8: Kiểm tra lại các bước( bước này chỉ có khi kết quả thí nghiệm không trùng với dự đoán ban đầu) [7].
Áp dụng quy tắc này hướng dẫn thí nghiệm, học sinh chỉ có thể hoàn thành được nhiệm vụ thí nghiệm khi các em đã có trình độ kĩ năng thí nghiệm ở mức cần thiết và đã được quan sát giáo viên làm hoặc đã tự thực hiện thí nghiệm có những thao tác thí nghiệm cơ bản tương tự. Đương nhiên do trình độ học sinh phát triển khác nhau nên để mọi học sinh đều hoàm thành yêu cầu của bài thí nghiệm trong khuôn khổ thời gian quy định giáo viên phải áp dụng các biện pháp giúp đỡ cá biệt ở từng bước cử thí nghiệm cũng như toàn bộ thí nghiệm.
1.5. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI
Chất lượng học tập của học sinh miền núi phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan và chủ quan, bởi vì phần lớn học sinh miền núi là dân tộc thiểu số. Trước hết là ngôn ngữ giao tiếp của các em là tiếng dân tộc, trong khi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
tiếng Việt là tiếng phổ thông, ngôn ngữ chính để giao tiếp và chiếm lĩnh tri thức, các em còn được tiếp cận rất ít với các phương tiện kĩ thuật hiện đại, nên nhiều em học sinh còn tỏ ra e dè, nhút nhát, thiếu tự tin. Việc giảng dạy các bộ môn khôn khoa học như toán , lí , hóa...hoặc các bộ môn khoa học khác, đặc biệt là bộ môn Vật lí, khi giảng dạy có những bài phải sử dụng thí nghiệm, là những phương tiện kĩ thuật hiện đại mà các em chưa được thấy bao giờ hoặc là được tiếp cận rất ít nên việc giới thiệu và đưa ra những dụng cụ thí nghiệm để phục vụ cho công việc giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng học tập cho các em còn gặp không ít khó khăn . Số học sinh ham học hỏi là không nhiều, đa phần các em là nhà nông, đi học về lại phải phụ giúp công việc gia đình nên thời gian dành cho học tập là rất ít. Như vậy, phải làm sao để các em thấy được tầm quan trọng của việc học, thấy hứng thú học tập, sử dụng thành thạo các dụng cụ thí nghiệm, cũng như các phương tiện kĩ thuật hiện đại phục vụ cho công việc học tập là điều vô cùng cần thiết.
Việc nâng cao chất lượng giáo dục ở miền núi và vùng các dân tộc thiểu số nói chung là một mục tiêu phấn đấu cần được quan tâm đặc biệt và đòi hỏi những biện pháp quyết liệt mới thực hiện được
1.6. SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM BIỂU DIỄN NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC HỌC TẬP CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI TÍNH TÍCH CỰC HỌC TẬP CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI
Để phát huy được tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh khi sử dụng thí nghiệm Vật lí có nhiều biện pháp. Ở đây chúng tôi chỉ giới hạn ở việc lựa chọn các thí nghiệm sao cho phù hợp, cách thức tiến hành thí nghiệm và cách tổ chức giờ học kết hợp giữa hoạt động cá nhân và hoạt động tập thể.
Kiến thức học sinh cần chiếm lĩnh trong giờ học Vật lí tuy chỉ là mới so với bản thân họ( tri thức này không mới đối với nhân loại) nhưng để đảm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
bảo học sinh khắc sâu được những kiến thức đó thì con đường đi tìm tri thức của học sinh cũng phải giống như con đường đi tìm chân lí của các nhà khoa học. Vì vậy, quá trình dạy học từng kiến thức Vật lí cần được tiến hành theo chu trình nhận thức khoa học(CTNTKH).
Sơ đồ ngắn ngọn và rõ ràng nhất của quá trình nhận thức đã được Leenin nêu lên:” Từ trực quan sinh động đén tư duy trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn- đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lí, nhận thức của thực tế khách quan”. Đối với Vật lí, trên cơ sở khái quát những lời phát biểu của các nhà khoa học như A. Einstein, M. Planck, M. Born...có thể trình bày những khía cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học Vật lí dưới dạng chu trình[2] (hình 2.1):
Sai
Đúng
Hình 2.1
Lấy các giai đoạn của CTNTKH Vật lí nêu trên làm cốt lõi, đồng thời điều chỉnh sao cho phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh và quy mô một tiết học, chúng tôi đề nghị xây dựng tiến trình dạy học từng phần kiến thức Vật lí THPT khi sử dụng thí nghiệm the sơ đồ hình 2.2:
Sự kiện khởi đầu
Mô hình Hệ quả logic
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.2. Sơ đồ cấu trúc các bƣớc dạy học từng bƣớc kiến thức Vật lí THPT khi sử dụng thí nghiệm
a) Vấn đề cần nghiên cứu
*> Sự kiện khởi đầu:
Tương tự như quá trình đi tìm chân lí của các nhà khoa học, quá trình đi tìm tri thức của học sinh cũng xuất phát từ các sự kiện khởi đầu, từ đó mới nảy sinh quá trình cần nghiên cứu. Có điều khác nhau ở chỗ tri thức học sinh cần tìm ra đã có sẵn trong sách giáo khoa(SGK), học sinh có thể chưa biết hoặc biết chưa đầy đủ còn giáo viên hoàn toàn nắm vững. Vì vậy, giáo viên cần chuẩn bị trước và lựa chọn nêu sự kiện khởi đầu sao cho phù hợp để từ đó có thể làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu trước học sinh.
Theo chúng tôi có các cách lưa chọn sự kiện khởi đầu như sau:
+ Một là: Chọn các sự kiện kinh điển- chính lá các sự kiện mà các nhà khoa học đã sử dụng khi nghiên cứu.
Nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu Xây dựng mô hình giả thuyết Suy ra hệ quả logic Thiết kế phương án thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm Ứng dụng thực tế, luyện tập Kiến thức cần xây dựng Đối chiếu với mô hình giả thuyết Xử lí kết quả thí nghiệm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Hai là: Kết hợp các sự kiện thời sự có tính hiện đại, trước hết là các sự kiện chính trị, kinh tế, quân sự, kĩ thuật và khoa học.
+ Ba là: Sử dụng các tài liệu lịch sử(nói về cuộc đời và sự nghiệp của các nhà bác học, trình bày bức tranh lịch sử về những thời kì phát minh, kết hợp với các sự kiện đáng ghi nhớ, thông báo về con đường dẫn tới kiến thức, các giai thoại lịch sử...)
+ Bốn là: Chọn các thí nghiệm sẵn có trong phòng thí nghiệm hoặc những thí nghiệm do chính giáo viên đề xuất.
Ví dụ:
Trong bài “Chuyển động thẳng đều” thì giáo viên có thể sử dụng thí nghiệm với cách là dùng tăm tạo ra một giọt nước rất nhỏ trên mặt một bình chia độ đựng dầu ăn nước sẽ chuyển động thẳng đều xuống phía dưới.
Trong bài “ Chuyển động thẳng biến đổi đều” thí giáo viên sử dụng bộ thí nghiệm có sẵn trong phòng thí nghiệm để khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều của viên bi trên máng nghiêng.
Trong bài” Sự rơi tự do” thí giáo viên có thể làm một thí nghiệm tạo tình huống cho học sinh thấy rằng các vật rơi nhanh hay chậm không phải là do các vật nặng nhẹ rơi khác nhau mà là do sức cản của không khí (giáo viên lấy hai tờ giấy giống nhau, ban đầu thì thả hai tờ giấy cùng một lúc và cùng một độ cao thì thấy hai tờ giấy như rơi xuống đất cùng nhau, nhưng khi một tờ giấy được vo lại thì tờ giấy đó sẽ rơi xuống trước.
+ Năm là : Kể một câu chuyện lí thú, kì lạ, tưởng như ngược đời nhưng lại có thật, hấp dẫn sự chú ý của học sinh .
Ví dụ:
Giáo viên có thể câu chuyện về nhà bác học Ácsimet khi mà ông đang tắm thì đột nhiên chạy ra ngoài mà trên người không mặc gì ( khi ông
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
phát hiện ra một lực đẩy trong nước mà sau này lực đẩy đó mang tên ông- lực đẩy Ácsimet)
*> Làm bộc lộ quan niệm sẵn có của học sinh:
Từ các sự kiện khởi đầu, giáo viên cần khai thác những quan niệm sẵn có của học sinh. Mục đích của việc làm bộc lộ quan niệm sẵn có của học sinh một phần là giúp học sinh nhắc lại kiến thức có liên quan, đồng thời để giáo viên biết được mức độ hiểu biết của học sinh( đúng- sai, nông- sâu, chính xác- chua chính xác...) về hiện tượng đang nghiên cứu. Từ đó có thể nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu trước học sinh.
Có một số cách làm bộc lộ quan niệm sẵn có của học sinh như:
+ Đặt câu hỏi “Tại sao”, “Thế nào”( những câu hỏi này đòi hỏi sẽ được trả lời bằng những quan niệm về tri thức mà học sinh cần nghiên cứu).
Ví dụ:
Trong bài “ Chuyển động thẳng đều”, sau khi làm thí nghiệm xong thí giáo viên có thể hỏi:” Làm thế nào để kiểm tra xem chuyển động của giọt nước có thực sự là chuyển động đều hay không?”
Trong bài” Sự rơi tự do” sau khi làm thí nghiệm tạo tình huống bằn hai tờ giấy xong thì giáo viên có thể hỏi: “ tại sao tờ giấy được vo lại, lại rơi nhanh hơn tờ giấy kia?” hay “ Tại sao tờ giấy không được vo sau khi thả thì lượn lên lượn xuống mấy lần rồi mới rơi xuống đất”, hay” Hãy suy nghĩ xem yếu tố nào có thể ảnh hưởng đến sự nhanh hay chậm của các vật trong không khí?”.
+ Giáo viên đưa ra hệ thống các quan niệm cả đúng và sai để học sinh lựa chọn quan niệm đúng...
b) Xây dựng mô hình giả thuyết
Đây là giai đoạn khó khăn và đòi hỏi tư duy trực giác của học sinh đóng vai trò chủ đạo; ở giai đoạn này tri thức về hiện tượng nghiên cứu được xây dựng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Dựa vào hiện tượng quan sát được và những tri thức được giáo viên giúp đỡ gợi lại, học sinh có thể dự đoán về các nội dung sau:
+ Bản chất hiện tượng Vật lí + Diễn biến của hiện tượng Vật lí + Nguyên nhân của hiện tượng Vật lí
+ Mối quan hệ phụ thuộc giữa các yếu tố của một hiện tượng Vật lí + Mối quan hệ nhân quả trong hiện tượng Vật lí.
Đương nhiên không phải học sinh nào cũng có khả năng đưa ra dự đoán( xây dựng mô hình giả thuyết) ngay sau khi giáo viên làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu. Muốn học sinh nêu được giả thuyết, giáo viên phải có sự chuẩn bị trước và tổ chức hướng dẫn học sinh đưa ra những dự đoán. Có thể