ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN HOÀNG ANH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN “CƠ HỌC” VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG CAO LU[.]
Mục đích nghiên cứu của đề tài
Đề xuất quy trình tự tạo thí nghiệm và vận dụng quy trình đó vào tự tạo một số thí nghiệm phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao trung học phổ thông Đề xuất quy trình sử dụng thí nghiệm tự tạo và vận dụng quy trình đó vào thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao trung học phổ thông theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh.
Giả thuyết khoa học
Nếu đề xuất được quy trình tự tạo thí nghiệm và quy trình sử dụng thí nghiệm tự tạo, trên cơ sở đó tự tạo các thí nghiệm và sử dụng vào tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí thì sẽ phát huy được tính tích cực nhận thức của học sinh trong học tập, qua đó nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường phổ thông
Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu, đề tài cần thực hiện những nhiệm vụ sau:
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về HĐNT của HS trong DHVL
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc tích cực hóa HĐNT và việc sử dụng TNTT trong việc tích cực hóa HĐNT của HS trong DHVL
- Nghiên cứu đề xuất quy trình tự tạo TN
- Nghiên cứu đề xuất quy trình sử dụng TNTT tổ chức HĐNT cho HS trong DHVL
- Nghiên cứu thực trạng cơ sở vật chất, TBTN và thực trạng của việc tự tạo
TN và sử dụng TNTT trong DHVL ở trường phổ thông
- Nghiên cứu nội dung, chương trình phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao
- Nghiên cứu tự tạo một số TN trong phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao
- Thiết kế tiến trình DH một số kiến thức trong phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao với sự hỗ trợ của TNTT
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm đánh giá tính hiệu quả của việc sử dụng TNTT trong DH theo hướng tích cực hóa HĐNT của HS.
Phương pháp nghiên cứu
7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước, Luật Giáo dục, các tạp chí khoa học, luận án, luận văn cùng với các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới phương pháp giáo dục hiện nay ở các cấp học, bậc học mà cụ thể ở cấp THPT
Nghiên cứu cơ sở lý luận tâm lý học, giáo dục học, lý luận đào tạo và lý luận đào tạo bộ môn nhằm phát huy tối đa trình độ nhận thức của học sinh Các phân tích này giúp xác định các phương pháp giảng dạy hiệu quả, tối ưu hóa hoạt động học tập và nâng cao khả năng tiếp thu kiến thức của học sinh Việc ứng dụng lý luận tâm lý học và giáo dục học vào thực tiễn giảng dạy sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển toàn diện của học sinh, đồng thời nâng cao chất lượng giáo dục.
- Nghiên cứu nội dung, chương trình SGK vật lí lớp 12 nâng cao phần “Cơ học”
- Nghiên cứu những tài liệu về sử dụng TN trong việc tổ chức HĐNT cho HS theo hướng phát huy TTC nhận thức
7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Điều tra GV ở các trường THPT để nắm bắt được thực trạng về TBTN và việc tự tạo TN trong DH phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao
Điều tra học sinh tại các trường THPT nhằm hiểu rõ hơn về cách tổ chức hoạt động dạy học Bộ môn Vật lý do các giáo viên giảng dạy Vật lý thực hiện Việc khảo sát giúp đánh giá phương pháp giảng dạy, mức độ tham gia của học sinh và hiệu quả của các hoạt động dạy học trong trường Trung học phổ thông Qua đó, có thể đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng giảng dạy Vật lý, thúc đẩy sự hứng thú và phát triển kiến thức của học sinh trong môn học này.
7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành TNSP tại các trường THPT có đối chứng để đảm bảo tính khả thi của đề tài, trong đó tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của hoạt động HĐNT cho học sinh Nghiên cứu này nhằm xác định xem việc tổ chức HĐNT có được hỗ trợ bởi TNTT hay không và liệu sự hỗ trợ này có góp phần tích cực hóa hoạt động HĐNT của học sinh trong đời sống học đường hay không Các bước thực hiện bao gồm so sánh giữa các nhóm đối chứng và không đối chứng để đảm bảo tính khách quan và chính xác của kết quả nghiên cứu.
7.4 Phương pháp thống kê toán học
- Dựa vào các số liệu thu được, thống kê, phân tích và xử lí kết quả
- Kiểm định giả thiết thống kê.
Những đóng góp mới của luận án
Việc nghiên cứu này đã góp phần làm phong phú thêm cơ sở lý luận về việc sử dụng trò chơi trong tổ chức hoạt động ngoài trời cho học sinh trong dạy học vận động, đặc biệt là làm rõ nội hàm của khái niệm trò chơi ngoài trời (TNTT) Đồng thời, bài viết đã thực hiện phân loại các loại TNTT, gồm trò chơi đơn giản, trò chơi phức tạp và trò chơi hiện đại, giúp nâng cao hiệu quả tổ chức hoạt động ngoài trời cho học sinh trong quá trình giáo dục thể chất.
Đề xuất xây dựng quy trình tự tạo thiết bị đo lường (TN) nhằm làm căn cứ cho quá trình tự thiết kế và chế tạo Quy trình này gồm 9 bước chính: xác định mục tiêu của dự án (DH); nghiên cứu nội dung bài học liên quan; tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất và thiết bị thử nghiệm (TBTN); đề xuất và lựa chọn phương án chế tạo phù hợp; chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện cần thiết; gia công, chế tạo các bộ phận của thiết bị TN; tiến hành lắp ráp các bộ phận thành thiết bị hoàn chỉnh; thực hiện kiểm tra và thử nghiệm TN; cuối cùng là hoàn thiện sản phẩm và nghiệm thu.
Đề xuất quy trình sử dụng TNTT tổ chức HĐNT cho HS trong DHVL nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng của học sinh Quy trình này nhấn mạnh việc sử dụng TNTT trong các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học, bao gồm đề xuất vấn đề, giải quyết vấn đề, và củng cố, vận dụng kiến thức Việc tích hợp TNTT ở các giai đoạn này giúp khai thác tối đa tiềm năng của phương pháp, thúc đẩy học sinh chủ động nhận thức và vận dụng kiến thức hiệu quả trong học tập.
- Dựa vào quy trình tự tạo TN đã đề xuất trong chương 2, chúng tôi đã tiến hành thiết kế, chế tạo được 9 TN trong phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao bao gồm: TN sóng dừng; TN ghi đồ thị dao động điều hòa; TN bảo toàn momen động lượng; TN khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn; TN momen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào sự phân bố khối lượng đối với trục quay; TN momen động lượng của vật rắn đối với trục quay; TN giao thoa sóng; TN hiện tượng cộng hưởng và TN sự phản xạ sóng
Chúng tôi đã vận dụng quy trình sử dụng TNTT tổ chức hoạt động trải nghiệm để phát triển các kỹ năng cho học sinh trong dạy học vận dụng, phù hợp với đề xuất ban đầu Các hoạt động này đã được thiết kế thành 7 tiến trình dạy học trong phần “Cơ học” của chương trình vật lý lớp 12 nâng cao, nhằm tăng cường sự hứng thú học tập và phát huy nhận thức của học sinh Những tiến trình dạy học và TNTT này đã được thử nghiệm thực hiện ở một số trường THPT tại tỉnh Đồng Tháp, qua đó bước đầu khẳng định tính khả thi và hiệu quả trong việc nâng cao kết quả học tập của học sinh Đồng thời, phương pháp này còn góp phần phát triển phẩm chất và năng lực học sinh thông qua hoạt động trải nghiệm, thúc đẩy sự chủ động và tích cực trong quá trình học tập.
Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, phần nội dung của luận án gồm 4 chương:
Chương 1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chương 2 trình bày cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm tự tạo nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong giảng dạy vật lý ở trường phổ thông Thí nghiệm tự tạo giúp học sinh hứng thú hơn trong quá trình học tập và nâng cao khả năng tư duy phản biện, sáng tạo Việc sử dụng thí nghiệm do học sinh tự chuẩn bị góp phần phát triển khả năng thực hành, khơi dậy sự tò mò và thúc đẩy hoạt động học tập tích cực Các nguyên lý lý thuyết về giáo dục tích cực, phương pháp dạy học trải nghiệm và xây dựng kiến thức thông qua thực nghiệm được vận dụng nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy vật lý Tăng cường việc xây dựng các hoạt động tự làm thí nghiệm phù hợp với chương trình học góp phần giúp học sinh hiểu rõ kiến thức lý thuyết qua thực tiễn, từ đó phát triển năng lực tự học và tư duy sáng tạo trong môn vật lý.
Chương 3 Xây dựng và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí lớp 12 nâng cao phần “Cơ học”
Chương 4 Thực nghiệm sư phạm
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Những nghiên cứu về tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy học ở trường phổ thông
Những nghiên cứu về tự tạo thí nghiệm và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí
Trong DHVL ở trường phổ thông, TN vật lí nói chung và TNTT nói riêng đóng một vai trò rất quan trọng trong việc đổi mới PPDH Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng và sử dụng TN trong DH luôn là một vấn đề được quan tâm trong xu thế tìm kiếm con đường nâng cao chất lượng DH trong nhà trường phổ thông Đây cũng là một trong những hướng nghiên cứu quan trọng trong lí luận DH đang được nhiều nhà nghiên cứu hướng tới
1.2.1 Những nghiên cứu ngoài nước
Hiện nay, trên thế giới có ba xu hướng chính trong khai thác, sử dụng tài nguyên và phương tiện trực quan trong đào tạo và học tập vững chắc, đó là xu hướng hiện đại hóa các phương pháp giảng dạy, xu hướng đa phương tiện nhằm nâng cao khả năng truyền tải kiến thức một cách sinh động, trực quan, và nghiên cứu, khai thác cùng sử dụng tài nguyên truyền thống, tiên tiến để tối ưu hóa hiệu quả học tập.
Xu hướng hiện đại hóa trong lĩnh vực thử nghiệm (TN) tập trung vào nâng cao tính hiện đại của thiết bị và cải thiện độ chính xác của dụng cụ TN Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, con người ngày càng tạo ra các dụng cụ và thiết bị TN hoàn chỉnh hơn, đảm bảo độ chính xác cao hơn Sử dụng TN theo hướng hiện đại thường liên quan đến việc hỗ trợ của máy vi tính (MVT), được áp dụng rộng rãi ở các nước phát triển Công nghệ hỗ trợ này cho phép mô phỏng và minh họa các quá trình vật lý diễn ra quá nhanh hoặc quá chậm, giúp khắc phục khó khăn trong quan sát trực tiếp thông qua việc tái tạo lại quá trình bằng MVT.
Xu hướng thứ hai trong lĩnh vực giáo dục là khai thác đa phương tiện để tiếp cận và tác động đến người học một cách toàn diện Phương pháp này sử dụng nhiều kênh thông tin như văn bản, hình ảnh và âm thanh nhằm tạo ra trải nghiệm học tập sinh động, hấp dẫn hơn Áp dụng đa phương tiện giúp nâng cao khả năng ghi nhớ, thúc đẩy sự tương tác và hiệu quả của quá trình tiếp thu kiến thức của người học.
Xu hướng thứ ba trong đào tạo là khai thác, chế tạo và sử dụng TNTT do những ưu điểm nổi bật và hiệu quả vượt trội của nó trong học tập Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị và ứng dụng TNTT đang thu hút sự quan tâm lớn cả trong nước và quốc tế Ba xu hướng này hoạt động độc lập nhưng bổ sung lẫn nhau, tạo nên sự trực quan hóa cao trong quá trình dạy học và học tập.
Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo và sử dụng TNTT đã được nhiều nhà nghiên cứu lí luận DH bộ môn quan tâm từ rất sớm bởi tính kinh tế và hiệu quả của nó trong DH Loại TN này bắt đầu được quan tâm bởi các nhà giáo dục ở Canada, trong đó do tổ chức “Les petis desbrouillads” đi tiên phong, sau đó phát triển đến nhiều nước khác như: Đức, Pháp, Mĩ, Trung Quốc, Rumani… Mục tiêu của việc nghiên cứu là nhằm tạo ra và sử dụng các TN theo hướng tăng cường tính trực quan trong QTDH và rèn luyện kỹ năng thực hành TN cho HS thông qua những TN do
HS tự làm từ những vật liệu dễ tìm trong cuộc sống Tại Hội nghị quốc tế được tổ chức ở trường Đại học Tổng Hợp Cairô, Ai Cập bàn về chuyên đề “Thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền và sự minh họa trong dạy học vật lí”, đã có rất nhiều báo cáo đề cập đến vai trò và tiềm năng của loại TN này trong DHVL ở trường phổ thông Ở khu vực Châu Á và Châu Đại Dương, vấn đề tự làm đồ dùng DH được tiến hành với sự bảo trợ của UNESCO trong “Chương trình Canh Tân giáo dục để phát triển” [89] dưới tiêu đề “Phát triển các thiết bị dạy học rẻ tiền” Ngoài ra, các nghiên cứu về TNTT cũng được cỏc tỏc giả như: Michael Vollmer, Klaus Peter Mửllmann, University of Applied Sciences, Brandenburg, Germany [90], Hans-Jửrg Jodl and Bodo Eckert, Universitọt Kaiserslautern, Germany [85] quan tõm nghiờn cứu bởi những ưu điểm và vai trò của nó trong DHVL Ở Đức, đã có nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu về TNTT như: Hans-Joachim Wilke; D.K Nachtigall; G Tronicke… Các tác giả này đã đầu tư nghiên cứu về loại
This article highlights several key research studies, including "Experimente mit Kunststoffflaschen" published by Klettverlag Stuttgart – Leipzig in 2007, and "Experimente 1 & 2, Blechendose" by Hans-Joachim Wilke and G Tronicke in 2008 These experiments provide valuable insights into practical applications and demonstrate the significance of qualitative research with simple methods for understanding material behavior.
Mitteln, Uneversitọt Dortmund” (1996) của cỏc tỏc giả D K Nachtigall, J Dieckhufer, G Peters
Trong các công trình nghiên cứu này, các tác giả đã tự tạo và hướng dẫn cách sử dụng nhiều thiết bị thử nghiệm (TN) trong các lĩnh vực như cơ, nhiệt, điện, quang học, chủ yếu là các thiết bị đơn giản làm từ vật liệu dễ kiếm như vỏ lon nước ngọt hoặc vỏ chai nước khoáng Nhiều nhà nghiên cứu như J Duit, W Muller, Kamel Wassef, M El-Khishin và N.K Gobran đã đặc biệt quan tâm đến việc nghiên cứu và phát triển các thiết bị thử nghiệm này [89].
Xu hướng hiện nay không chỉ tập trung vào những trò chơi truyền thống đơn giản mà ngày càng có sự quan tâm lớn đến các trò chơi truyền thống phức tạp hơn Tác giả Simon Fridrich Klaus trong luận án tiến sĩ của mình đã tự tạo ra một số trò chơi dành cho người khiếm thị, với thiết kế công phu và phức tạp để nâng cao trải nghiệm người dùng.
1.2.2 Những nghiên cứu trong nước Ở Việt Nam, trong những năm gần đây cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu của các nhà giáo dục học, lí luận DH nghiên cứu về TNTT như: Nguyễn Thượng Chung, Phạm Đình Cương, Nguyễn Hùng Liễu, Lê Văn Giáo, Hà Văn Hùng - Lê Cao Phan, Nguyễn Ngọc Hưng, Đồng Thị Diện… [9], [11], [47], [23],
Các tác giả đã nghiên cứu tự tạo trò chơi truyền thống (TN) và ứng dụng trò chơi truyền thống trong các mục đích khác nhau, như là phương tiện để tích cực hóa hoạt động dạy học của học sinh; phát hiện và khắc phục những quan điểm sai lệch của học sinh; cũng như hỗ trợ tổ chức dạy học kiến tạo, dạy nhóm và dạy dự án Ngoài ra, nhiều nhà nghiên cứu khác như Nguyễn Thị Hồng Việt, Nguyễn Viết Thanh Minh, Trần Đình Châu và Nguyễn Mạnh Thảo cũng quan tâm nghiên cứu việc ứng dụng trò chơi truyền thống trong dạy học văn học ở trường phổ thông nhằm nâng cao chất lượng giáo dục và tạo hứng thú cho học sinh.
Bên cạnh đó, vấn đề nghiên cứu tự tạo và sử dụng TN tự tạo trong DH những kiến thức cụ thể trong chương trình vật lí THPT còn được thể hiện trong các luận văn thạc sĩ của các tác giả: Mai Khắc Dũng, Trương Công Phi, Nguyễn Thị Hồng
Lê, Trần Thị Thanh Thư, Trần Ngọc Oanh, Trần Thị Ngọc Ánh… [14], [58], [46],
[74], [53], [3] và công trình luận án tiến sĩ của các tác giả: Ngô Quang Sơn, Lê Văn
Giáo, Đồng Thị Diện, Lê Cao Phan [66], [21], [13], [56] Ngoài ra, các nghiên cứu về xây dựng và sử dụng TN trong DHVL theo hướng phát huy TTC, tự lực và sáng tạo của HS còn được quan tâm nghiên cứu bởi các tác giả: Trần Huy Hoàng, Trần Văn Thạnh, Đặng Minh Chưởng, Dương Xuân Quý, Nguyễn Ngọc Lê Nam [27],
Các nghiên cứu trước đây đã phát triển nhiều phương pháp giảng dạy hiệu quả và ứng dụng chúng vào dạy học (DH) một cách thành công, góp phần quan trọng vào việc đổi mới phương pháp giảng dạy (PPDH) ở trường phổ thông.
Những vấn đề đặt ra cần giải quyết
Theo thời gian và cùng với sự phát triển của khoa học thì nội hàm của khái niệm TNTT được phát triển và mở rộng Ngày nay, TNTT không chỉ là những TNTT đơn giản, rẻ tiền mà có thể là những TNTT phức tạp và có tính hiện đại
Do đó để có thể hiểu đầy đủ hơn về loại TN này trong DHVL nhằm khai thác và sử
Trong nghiên cứu về TNTT cần làm rõ hơn về nội hàm của khái niệm và phân loại để đảm bảo tính khoa học, sư phạm và khả thi trong việc tự tạo TN Để phát huy vai trò của TN trong QTDH, đặc biệt là trong việc tăng cường hoạt động tự nghiên cứu của học sinh trong dạy học vật lý, cần có quy trình tự tạo TN và sử dụng TNTT phù hợp Việc nghiên cứu đề xuất quy trình này là bước quan trọng để tổ chức hiệu quả hoạt động tự nghiên cứu cho học sinh Áp dụng quy trình đã đề xuất vào phần “Cơ học” vật lý 12 nâng cao giúp nâng cao khả năng nhận thức và trực quan hóa các nội dung kiến thức trừu tượng trong môn học này, góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học.
Trong khu vực phổ thông, nhận thức về Tình huống, Thường xuyên, Bổ sung, Thay thế (TBTN) còn hạn chế, gây ra khó khăn trong việc áp dụng các phương pháp dạy học phù hợp Do đó, nghiên cứu xây dựng và sử dụng Tình huống thực tế trong hoạt động dạy học phần "Cơ học" lớp 12 nâng cao là cần thiết và khả thi nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của học sinh Chính vì lý do này, đề tài hướng đến việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, giúp họ phát triển kỹ năng tư duy và vận dụng kiến thức vào thực tiễn Mục tiêu của nghiên cứu là giải quyết các vấn đề liên quan đến xây dựng các tình huống phù hợp, thúc đẩy hoạt động chủ động của học sinh trong quá trình học tập phần “Cơ học”.
- Cần phải làm rõ nội hàm của khái niệm TNTT và phân loại TNTT
- Đề xuất quy trình tự tạo TN và vận dụng quy trình đó vào tự tạo một số TN trong DH phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao
- Đề xuất quy trình sử dụng TNTT tổ chức HĐNT cho HS trong DHVL, vận dụng quy trình đó vào thiết kế tiến trình DH một số kiến thức phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao theo hướng tích cực hóa HĐNT của HS
CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 2.1 Hoạt động nhận thức
Khái niệm
Theo tâm lí học: “Hoạt động là mối quan hệ tác động qua lại giữa con người và thế giới để tạo ra sản phẩm về phía thế giới và cả về phía con người” [16] Theo triết học: “Nhận thức là quá trình phản ánh biện chứng hiện thực khách quan vào trong bộ óc của con người, có tính tích cực, năng động, sáng tạo, trên cơ sở thực tiễn” [45]
Nhận thức là quá trình phản ánh thế giới khách quan trong ý thức của con người, theo từ điển Bách khoa Việt Nam Quá trình này giúp con người tư duy rõ ràng và không ngừng tiến gần hơn đến các khách thể trong thực tế Nhận thức đóng vai trò then chốt trong việc hình thành hiểu biết và mở rộng kiến thức của chúng ta về thế giới xung quanh.
HĐNT là quá trình cá nhân thâm nhập, khám phá và tái tạo lại cấu trúc thế giới xung quanh, giúp hình thành và phát triển hiểu biết của con người về thế giới và cách thức vận động của nó Quá trình này nhằm mục đích thỏa mãn nhu cầu nhận thức của con người, góp phần nâng cao nhận thức và phát triển tư duy.
Hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí
2.1.2.1 Quá trình nhận thức của học sinh
Quá trình nhận thức của con người thường trải qua ba giai đoạn liên tiếp, đó là: Nhận thức cảm tính, nhận thức lý tính và nhận thức thực tiễn Ba giai đoạn này có mối quan hệ với nhau rất mật thiết Trong đó, nhận thức cảm tính là giai đoạn đầu tiên của quá trình nhận thức, trong giai đoạn này giúp con người hình thành cảm giác, tri giác và biểu tượng về các sự vật, hiện tượng, làm cơ sở cho quá trình nhận thức tiếp theo là nhận thức lý tính Trong giai đoạn nhận thức cảm tính việc hình thành cảm giác, tri giác và biểu tượng có vai trò rất quan trọng của các phương tiện trực quan
Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm, tập trung nghiên cứu các sự vật, hiện tượng tự nhiên và quá trình vận động của chúng Nhận thức cảm tính đóng vai trò quan trọng trong quá trình quan sát và hiểu biết về các hiện tượng vật lí Nhờ vào phương pháp khoa học dựa trên cảm giác và trải nghiệm thực tế, vật lí học giúp chúng ta khám phá những quy luật tự nhiên một cách chính xác và khách quan.
Phương tiện trực quan, đặc biệt là thiết bị vật lý, đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình hình thành nhận thức của học sinh, giúp hình thành cảm giác, tri giác và biểu tượng về sự vật, hiện tượng Trong dạy học vật lý, sử dụng phương tiện truyền thống giúp phản ánh gần như toàn diện bản chất của sự vật, tạo điều kiện cho học sinh hình thành các nhận thức ban đầu về đối tượng nghiên cứu Việc sử dụng thiết bị trực quan không chỉ ghi nhận các kích thích từ các giác quan mà còn giúp lưu giữ biểu tượng trong bộ não của học sinh, kể cả khi sự vật không còn trực tiếp tác động Điều này góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy, giúp học sinh phát triển khả năng nhận thức vững chắc và sâu sắc hơn về các hiện tượng vật lý.
Khi nghiên cứu về hiện tượng sóng dừng, học sinh khó hình dung về sóng dừng qua lời mô tả của giáo viên Chỉ thông qua thực nghiệm mô phỏng sóng dừng trên sợi dây, học sinh mới có thể hiểu rõ về hình ảnh và tính chất của sóng dừng Điều này giúp học sinh có tri giác và biểu tượng về hiện tượng sóng dừng, từ đó tiếp tục khám phá sâu hơn về bản chất và quy luật của hiện tượng này nhằm nâng cao kiến thức vật lý của mình.
Bên cạnh đó, cần hiểu rằng nhận thức cảm tính luôn gắn liền với thực tiễn thông qua các giác quan và phản ánh trực tiếp đối tượng bằng các giác quan của chủ thể nhận thức Nhận thức cảm tính mới chỉ dựa vào những dấu hiệu bên ngoài của đối tượng, nên nó thường có những sai lầm không đúng với bản chất của sự vật, hiện tượng Do đó ở giai đoạn này, HS chưa đi sâu vào bản chất bên trong của sự vật, hiện tượng nghiên cứu Vì vậy, cần phải tiến tới một quá trình nhận thức cao hơn đó là nhận thức lý tính Nhận thức lý tính còn gọi là tư duy, là giai đoạn phản ánh những thuộc tính bản chất bên trong của sự vật hiện tượng, những mối quan hệ có tính quy luật và nhận thức lý tính được thể hiện ở các hình thức như: khái niệm, phán đoán và suy luận Vì vậy, trong DHVL để HS hiểu rõ bản chất của sự vật hiện tượng để đi đến một khái niệm, phán đoán, suy luận nào đó trong quá trình nhận thức thì bắt buộc HS phải luôn thực hiện các thao tác tư duy như: phân tích, tổng hợp, so sánh… và các hành động nhận thức như: xác định bản chất của sự vật hiện tượng, tìm nguyên nhân, xác định mối quan hệ Trong quá trình nhận thức lý tính thì
TN được xem là phương tiện hiệu quả, vì thông qua TN, HS có thể rút ra được những thuộc tính, bản chất của sự vật hiện tượng, phát hiện mối liên hệ và quan hệ của các thành tố trong các sự vật, hiện tượng cũng như những quy luật chi phối chúng
Thông qua thí nghiệm về sóng dừng trên dây, học sinh sẽ hiểu rõ về các đặc điểm của sóng dừng, dựa trên các hình ảnh và biểu tượng để hình dung hiện tượng này Giáo viên hướng dẫn học sinh khám phá các kiến thức liên quan đến sóng dừng một cách rõ ràng và sinh động, giúp họ nắm bắt các khái niệm cơ bản của vật lý về sóng Đồng thời, bài học còn giúp học sinh liên hệ lý thuyết với thực tế thông qua các hình ảnh mô phỏng và ví dụ minh họa sinh động.
26 kiện xuất hiện của sóng dừng, mối liên hệ giữa số bụng sóng, nút sóng với chiều dài (Hình 2.1), sức căng của sợi dây và tần số dao động
Giai đoạn cuối cùng của quá trình nhận thức, đó là nhận thức thực tiễn Nhận thức thực tiễn có vai trò kiểm nghiệm tri thức đã thu nhận được Như vậy, thực tiễn chẳng những là điểm xuất phát của nhận thức, là yếu tố đóng vai trò quyết định đối với sự hình thành và phát triển của nhận thức mà còn là nơi nhận thức luôn hướng tới để kiểm nghiệm tính đúng đắn của nó Vì thế mà thực tiễn vừa là cơ sở, động lực, mục đích của nhận thức và là tiêu chuẩn để kiểm tra chân lý Vật lí là một môn học có quan hệ rất chặt chẽ với tự nhiên, kỹ thuật và cuộc sống, vì vậy nhận thức thực tiễn là một phần rất quan trọng trong nhận thức vật lí Nhận thức thực tiễn giúp cho HS thấy được ứng dụng của các kiến thức vật lí vào khoa học và đời sống Trong quá trình nhận thức thực tiễn việc vận dụng tri thức luôn gặp phải những khó khăn nhất định, do tính trừu tượng của các tri thức khoa học, vì vậy trong trường hợp đó TN là phương tiện cần thiết, không thể thiếu được để vận dụng tri thức vào thực tiễn
Sau khi nghiên cứu về hiện tượng sóng dừng, giáo viên cần giúp học sinh nhận thức rõ các ứng dụng của hiện tượng này trong chế tạo nhạc cụ như sáo và đàn Để hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí hiệu quả, học sinh phải thực hiện những hành động nhận thức cụ thể, điều này đặc biệt quan trọng trong quá trình dạy học lý thuyết về vận động và lực.
GV cần tổ chức cho HS thực hiện những hành động nhận thức cần thiết, phù hợp với từng HĐNT cụ thể
Trong quá trình học tập vật lý, học sinh cần được rèn luyện các hành động nhận thức vật lý cụ thể để phát triển khả năng tự lực khám phá kiến thức Các hiện tượng vật lý phong phú, đa dạng và phức tạp đòi hỏi giáo viên hướng dẫn học sinh hoạt động tự giác, chủ động trong quá trình nhận biết và chiếm lĩnh kiến thức Việc rèn luyện các kỹ năng nhận thức vật lý giúp học sinh hiểu rõ hơn về các hiện tượng vật lý trong thực tiễn, từ đó nâng cao hiệu quả học tập môn vật lý.
Hình 2.1 Hình ảnh sóng dừng trên sợi dây
- Quan sát hiện tượng tự nhiên, nhận biết đặc tính bên ngoài của sự vật, hiện tượng;
- Phân tích một hiện tượng phức tạp thành những hiện tượng đơn giản;
- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng;
- Tìm các dấu hiệu giống nhau của các sự vật hiện tượng;
- Bố trí một TN để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xác định;
- Tìm ra những tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng;
- Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến và nhân quả giữa các sự vật, hiện tượng;
- Đo một đại lượng vật lí,
- Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng vật lí, biểu diễn bằng công cụ toán học;
- Dự đoán diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực tế xác định;
- Giải thích một hiện tượng thực tế;
- Xây dựng một giả thuyết, từ giả thuyết suy ra một hệ quả;
- Lập phương án TN để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả);
- Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật vật lí;
- Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động;
Vận dụng kiến thức đã xây dựng để giải quyết các vấn đề thực tiễn là hoạt động phổ biến trong học tập vận động và nhiên liệu vật lý Tuy nhiên, cần xác định các hành động phù hợp dựa trên nội dung hoạt động cụ thể nhằm đáp ứng tốt nhu cầu chiếm lĩnh kiến thức của học sinh.
2.1.2.3 Các thao tác trong hoạt động nhận thức vật lí
Trong hoạt động nhận thức, có hai loại thao tác chính là thao tác vật chất và thao tác tư duy, có mối quan hệ mật thiết và ảnh hưởng lẫn nhau Hoạt động học tập của học sinh là hoạt động nhận thức, do đó, giáo viên cần rèn luyện và hướng dẫn học sinh thực hiện cả hai loại thao tác này để nâng cao hiệu quả nhận thức vật lý.
Trong HĐNT vật lí, các thao tác vật chất mà HS thường dùng, đó là:
- Nhận biết bằng các giác quan;
- Tác động lên vật thể bằng công cụ như: chiếu sáng, tác dụng lực, làm di chuyển, làm biến dạng, hơ nóng, làm lạnh…;
- Sử dụng các dụng cụ đo;
- Làm TN (bố trí, lắp ráp, vận hành thiết bị);
- Thu thập tài liệu, số liệu thực nghiệm;
- Thay đổi các điều kiện TN
Các thao tác vật chất thường được HS thực hiện bằng tay thông qua các giác quan
Các thao tác tư duy phổ biến mà học sinh thường sử dụng trong quá trình nhận thức bao gồm phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa, cụ thể hóa, suy luận quy nạp, suy luận diễn dịch và suy luận tương tự Những kỹ năng này giúp học sinh phát triển khả năng tư duy logic, nâng cao khả năng giải quyết vấn đề và hiểu biết sâu rộng hơn về các kiến thức đã học Việc nắm vững các thao tác tư duy này góp phần nâng cao hiệu quả học tập và phát triển tư duy phản biện trong học sinh.
Trong HĐNT, luôn tồn tại hai loại thao tác: thao tác vật chất và thao tác tư duy Chẳng hạn, khi nghiên cứu về sóng dừng, học sinh cần thực hiện các bước vật chất như lắp ráp, bố trí, tiến hành thí nghiệm và thu thập số liệu Tuy nhiên, để tìm ra quy luật của sóng dừng và hiểu mối liên hệ giữa nó với chiều dài, sức căng của dây và tần số, học sinh phải thực hiện các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp và so sánh Điều này giúp trả lời các câu hỏi về số bụng sóng, nút sóng và phụ thuộc của chúng vào các yếu tố đã nêu, từ đó hiểu rõ hơn về bản chất của sóng dừng.
Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học giải quyết vấn đề
HS xuất hiện mâu thuẫn nhận thức, giữa một bên là kiến thức đã có và một bên là nhiệm vụ mới cần phải giải quyết mà những kiến thức cũ, kỹ năng đã có không đủ Để GQVĐ đặt ra, khắc phục mâu thuẫn trong nhận thức thì đòi hỏi phải xây dựng kiến thức mới, phương pháp mới và kỹ năng mới Như vậy, HĐNT của HS trong học tập thực chất là hoạt động GQVĐ nhận thức
2.1.3.1 Tình huống có vấn đề trong dạy học vật lí
Tình huống có vấn đề trong DHVL thực chất là tình huống do GV sử dụng một TN, kiến thức cũ hay mô tả một hoàn cảnh thực tế mà HS có thể cảm nhận được để tạo ra một hoàn cảnh để HS ý thức được vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu và hứng thú giải quyết vấn đề
Tình huống có vấn đề trong DHVL phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Trong quá trình xử lý tình huống, cần phải nhận diện rõ mâu thuẫn nhận thức giữa trình độ kiến thức, kỹ năng hiện có của cá nhân và yêu cầu của nhiệm vụ mới cần giải quyết Đây là thách thức phổ biến gây ra sự đối lập giữa năng lực hiện tại và đòi hỏi của công việc, đòi hỏi người làm phải có khả năng thích nghi, học hỏi vàứng phó linh hoạt để vượt qua khó khăn Việc hiểu rõ mâu thuẫn này giúp xác định các chiến lược phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả làm việc và phát triển kỹ năng cá nhân.
Trong việc xây dựng nội dung học tập, cần tạo ra các tình huống có vấn đề hấp dẫn để thu hút sự chú ý của học sinh, kích thích sự hứng thú và hoạt động tích cực trong quá trình học Những tình huống này không chỉ giúp học sinh cảm thấy cần thiết và có động lực để giải quyết vấn đề mà còn thúc đẩy sự chủ động, sáng tạo trong học tập Việc sử dụng các tình huống có vấn đề phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả giảng dạy và khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu của học sinh.
- Tình huống có vấn đề phải vừa sức, phù hợp với khả năng nhận thức của
HS và HS cảm thấy có thể giải quyết được vấn đề nếu nỗ lực học tập
Trong DHVL, một tình huống vấn đề xuất hiện khi học sinh nhận thức rõ nội dung và yêu cầu của vấn đề cần giải quyết Họ cảm thấy tự tin về khả năng GQVĐ khi cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động để tìm ra giải pháp Điều này giúp thúc đẩy quá trình học tập và phát triển tư duy phản biện của học sinh.
2.1.3.2 Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí
Chương trình Dạy học theo hướng vấn đề (DH GQVĐ) gồm ba giai đoạn chính: đầu tiên là giai đoạn tạo tình huống có vấn đề nhằm kích thích tư duy và đánh thức khả năng học tập của học sinh; tiếp theo là giai đoạn hướng dẫn giải quyết vấn đề, giúp học sinh phân tích, lựa chọn phương pháp tiếp cận phù hợp; cuối cùng là giai đoạn vận dụng tri thức để củng cố và mở rộng kiến thức của học sinh, từ đó nâng cao kỹ năng tư duy và giải quyết vấn đề hiệu quả.
Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề Đây là giai đoạn HS được đặt vào tình huống có vấn đề, giai đoạn này có nhiệm vụ kích thích tư duy hoạt động và tạo cho HS một trạng thái hưng phấn cao độ, có nhu cầu hoạt động và có thái độ sẵn sàng lao vào công việc Nội dung hoạt động của GV là tổ chức cho HS tiếp nhận mâu thuẫn giữa “cái đã biết và cái cần tìm” một cách tự nhiên, phù hợp với tiến trình nhận thức của HS, tức là làm cho HS thấy được sự tồn tại hiển nhiên mâu thuẫn đó trên con đường học tập của mình Tiếp theo GV phải khơi nguồn tiềm lực ở HS để HS vận dụng tri thức đã có và cố gắng thì sẽ tự lực giải quyết được mâu thuẫn và chiếm lĩnh được kiến thức
Giai đoạn hướng dẫn giải quyết vấn đề là bước rất quan trọng trong quá trình học tập, giúp học sinh làm quen với phương pháp nghiên cứu của nhà khoa học Trong giai đoạn này, học sinh dần dần xây dựng kiến thức để phản ánh các sự kiện thực tế thông qua các bước hướng dẫn cụ thể Các bước chủ yếu của giai đoạn này bao gồm việc hướng dẫn học sinh nhận diện vấn đề, lập kế hoạch nghiên cứu, thu thập và phân tích dữ liệu, từ đó hình thành tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề một cách logic và khoa học.
- Xây dựng giả thuyết khoa học, trong bước này GV cần hướng dẫn để HS biết quan sát sự kiện (có thể qua mô hình hoặc TN, hay quan sát dựa trên những kiến thức đã có) và có hai con đường để tìm mối liên hệ, đó là: con đường quy nạp và con đường diễn dịch
Khi đã có giả thuyết, giáo viên hướng dẫn học sinh thảo luận các phương án để đánh giá tính chính xác của nó, đồng thời giúp học sinh sử dụng suy luận logic hoặc biến đổi toán học để rút ra hệ quả nếu không thể kiểm chứng trực tiếp Việc kiểm tra tính phù hợp của hệ quả với lý thuyết là bước quan trọng để xác nhận tính đúng đắn của giả thuyết, và có thể thiết kế, chế tạo thí nghiệm để kiểm tra, xác minh các hệ quả đó.
30 để kiểm chứng sự đúng đắn của hệ quả Khi hệ quả được khẳng định là đúng đắn thì giả thuyết khoa học cũng được xác nhận
- Chỉnh lý giả thuyết để nó trở thành tri thức kỹ năng mới và GV cũng nên rèn luyện cho HS cách diễn đạt suy nghĩ của mình bằng ngôn ngữ vật lí
Giai đoạn củng cố và vận dụng tri thức là bước cuối cùng trong quá trình dạy học, giúp kiến thức của học sinh trở nên bền vững và sâu sắc hơn Trong giai đoạn này, giáo viên chủ yếu hướng dẫn học sinh giải quyết các nhiệm vụ đơn giản để ghi nhớ và tái hiện lại kiến thức Sau đó, giáo viên yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức vào các tình huống mới, mang tính sáng tạo nhưng vẫn phù hợp và không quá phức tạp, nhằm thúc đẩy sự hiểu biết và khả năng áp dụng linh hoạt của học sinh.
DH GQVĐ có thể được tóm tắt theo sơ đồ sau: [44], [75], [76]
Sơ đồ 2.1 Các giai đoạn của DH GQVĐ
Tình huống có tiềm ẩn vấn đề
Phát biểu vấn đề - bài toán
Tạo tình huống có vấn đề
Trình bày, thông báo, thảo luận, bảo vệ kết quả
Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo
Củng cố và vận dụng tri thức
Giải quyết vấn đề: suy đoán, thực hiện giải pháp
Kiểm tra, xác nhận kết quả: xem xét sự phù hợp của lý thuyết thực nghiệm
Giai đoạn 2: hướng dẫn giải quyết vấn đề
Có thể hiểu DH GQVĐ là toàn bộ các hành động của GV như tổ chức các tình huống có vấn đề, hướng dẫn và giúp đỡ HS những điều cần thiết trong GQVĐ và cuối cùng là lĩnh hội tri thức và củng cố tri thức vừa thu nhận được DH DQVĐ có tác dụng phát huy TTC, tự chủ của HS, giúp cho HS chiếm lĩnh các kiến thức một cách sâu sắc và bền vững, đồng thời có tác dụng tốt trong việc phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của HS trong quá trình học tập.
Tích cực hóa họat động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí
Thái Duy Tuyên, TTC thể hiện sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác với đối tượng, phản ánh cường độ vận động trong quá trình thực hiện nhiệm vụ hoặc giải quyết vấn đề Sự nỗ lực này diễn ra trên nhiều lĩnh vực như sinh lý, tâm lý và xã hội, góp phần thể hiện mức độ quyết tâm và khả năng thích nghi của chủ thể trong các hoạt động hàng ngày.
Theo I F Kharlamôp, TTC là trạng thái hoạt động của chủ thể, nghĩa là của người hành động [37]
Theo V Ôkôn, TTC là lòng mong muốn không chủ định và gây nên những biểu hiện bên ngoài hoặc bên trong của hoạt động [54]
Theo R A Nizamôp, sự tích cực nhận thức thực chất là một hành động ý chí Trạng thái HĐNT là một trạng thái hoạt động được đặc trưng bởi sự nỗ lực cố gắng của cá nhân [52]
Nhiều nhà nghiên cứu giáo dục đã đưa ra khái niệm về TTC [1], [2], [39]… Tuy nhiên những nghiên cứu này đều có điểm chung sau:
- Có hứng thú và có nhu cầu tìm ra cái mới
- Tính chủ động, nỗ lực trong quá trình học tập
- Tham gia tích cực vào giải quyết các nhiệm vụ học tập
Trong hoạt động nhận thức (HĐNT), TTC là một thuộc tính nhân cách quan trọng phản ánh phẩm chất của con người TTC liên quan đến sự nỗ lực hoạt động của chủ thể khi tương tác với đối tượng, thúc đẩy người học chuyển từ trạng thái lơ là, thụ động sang tích cực, chủ động và đam mê học tập Theo Thái Duy Tuyên, việc phát triển TTC trong quá trình dạy học góp phần nâng cao hiệu quả giáo dục và xây dựng phẩm chất tốt cho học sinh.
“Tích cực hóa là một tập hợp các hoạt động của thầy giáo và của các nhà giáo dục
32 nói chung, nhằm biến người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập”[80]
Vì vậy, trong DHVL để tích cực hóa HĐNT của HS trong học tập thì QTDH đó phải diễn ra sao cho:
- HS phải là chủ thể và tự giác trong HĐNT của bản thân;
- GV chỉ đóng vai trò là người đạo diễn, điều khiển hoạt động DH nhằm giúp
HS trong việc tìm kiếm kiến thức mới;
- GV phải dựa trên những quan niệm, kiến thức sẵn có của HS, khéo léo tạo nên mâu thuẫn giữa cái đã biết và cái chưa biết để tạo tình huống có vần đề nhằm kích thích tính tò mò và lòng ham hiểu biết, từ đó sẽ làm nảy sinh nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới của HS
2.2.2 Cơ sở của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí
Các nhà nghiên cứu giáo dục đều cho rằng, thành tựu quan trọng nhất của tâm lí học dùng làm cơ sở cho việc đổi mới PPDH là lí thuyết hoạt động được Vygotsky khởi xướng và được A N Lêônchiep phát triển Theo lí thuyết này, bằng hoạt động và thông qua hoạt động, mỗi con người tự sinh thành ra mình, tạo dựng và phát triển ý thức và nhân cách của mình Trong DH, việc học tập của HS có bản chất hoạt động, bằng hoạt động và thông qua hoạt động của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triển năng lực trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thái độ Theo A N Lêônchiep, hoạt động nào cũng có động cơ nhất định Động cơ là cái quan trọng nhất trong tâm lí con người, động cơ có hai loại là động cơ xa và động cơ gần Động cơ xa là mục đích chung của hoạt động còn động cơ gần là mục đích của từng hành động Mỗi hoạt động có thể gồm một hay nhiều hành động tạo nên vì một hoạt động chỉ có thể thực hiện được thông qua nhiều hành động Ngược lại, một hành động có thể có nhiều hoạt động nhỏ khác nhau tùy vào mục đích và điều kiện cụ thể nơi diễn ra hành động mà chủ thể xác định các cách thức cụ thể để giải quyết nhiệm vụ
Theo thuyết nhận thức của J Piaget: Học tập là quá trình cá nhân hình thành các tri thức cho mình Có hai loại tri thức: Tri thức về thuộc tính vật lí, thu được
Trong quá trình học tập, con người thực hiện hành động trực tiếp với các sự vật, hiện tượng và tri thức về tư duy, quan hệ toán học, logic để tương tác xã hội Sơ đồ nhận thức được hình thành từ các hành động bên ngoài và nhập tâm, phản ánh cấu trúc tư duy gồm các thao tác lặp đi lặp lại theo một trật tự nhất định Đây là quá trình cá nhân tổ chức các hành động khám phá thế giới bên ngoài và tái tạo chúng dưới dạng sơ đồ, giúp xây dựng kiến thức một cách rõ ràng và có hệ thống Sơ đồ nhận thức có bản chất là các thao tác (Operations) được người học xây dựng dựa trên chính hành động (Action) của mình, tạo nền tảng cho việc tích lũy và phát triển kiến thức.
Thuyết nhận thức của J Piaget nhấn mạnh rằng, cấu trúc nhận thức có chức năng tạo ra sự thích ứng của cá thể với các kích thích từ môi trường Các cấu trúc này được hình thành thông qua quá trình đồng hóa (assimilation) và điều ứng (accommodation), giúp học sinh xây dựng hệ thống tri thức riêng biệt và vận dụng để giải quyết các vấn đề thực tiễn Đồng hóa là quá trình học sinh vận dụng kiến thức cũ vào tình huống mới, đồng thời tổ chức hoạt động dạy học cần khuyến khích học sinh thể hiện quan niệm của mình, hệ thống hóa kinh nghiệm cũ để phát triển khả năng nhận thức.
Trong quá trình học tập, học sinh cần đồng hóa kiến thức mới và cũ thông qua các hoạt động phân tích, tổng hợp và so sánh để đánh giá và điều chỉnh lại hệ thống kiến thức một cách chính xác hơn Quá trình này giúp học sinh vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề lý thuyết và thực tiễn, đòi hỏi các thao tác tư duy để làm rõ các thuộc tính, bản chất, điểm mạnh yếu của kiến thức, cũng như các mối liên hệ giữa các yếu tố kiến thức trong tính hệ thống và khả năng vô tận của kiến thức Đây là quá trình liên tục giúp học sinh phát triển tư duy phản biện và nâng cao khả năng vận dụng kiến thức một cách toàn diện.
Cân bằng Mất cân bằng Đồng hóa Điều ứng
Cân bằng mới Thích nghi
Sơ đồ 2.2 Mô tả quá trình đồng hóa điều ứng
Còn theo Vygotsky thì “Dạy học phải đi trước sự phát triển kéo theo sự phát triển”, nghĩa là trong DH, GV phải đặt cho HS một nhiệm vụ cao hơn trình độ của họ, dưới sự hướng dẫn, giúp đỡ của GV, bạn bè… các em tự vươn lên giải quyết các nhiệm vụ học tập Khoảng cách giữa trình độ hiện tại của người học và nhiệm vụ học tập đặt ra mà người học có thể giải quyết được với sự nỗ lực cố gắng của mình, Vygotsky gọi đó là “Vùng phát triển gần” Theo lí thuyết “Vùng phát triển gần” của Vygotsky thì trình độ ban đầu của người học tương ứng với Vùng phát triển hiện tại, trình độ này cho phép người học dưới sự hướng dẫn của GV có thể thu nhận kiến thức gần gũi với kiến thức mới để đạt trình độ cao hơn Tiếp đó, GV đưa người học đến “Vùng phát triển gần” mới, để sau đó đến lượt nó lại trở thành vùng phát triển hiện tại Cứ tiếp tục như vậy trình độ của người học đi từ nấc thang này đến nấc thang khác cao hơn
Như vậy, trong quá trình DHVL ở trường phổ thông ngoài việc sử dụng các
Trong giảng dạy vật lý, giáo viên cần xây dựng và sử dụng tình huống có vấn đề để gây mất cân bằng trong nhận thức của học sinh Việc này giúp học sinh tiếp thu những kiến thức mới phù hợp với những gì đã biết, tạo ra sự mâu thuẫn trong nhận thức cần được điều chỉnh Để đạt được sự cân bằng nhận thức, học sinh phải tích cực hoạt động để chiếm lĩnh tri thức mới một cách hiệu quả.
2.2.3 Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức
Trong QTDH, GV có thể nhận biết HS có tích cực trong HĐNT hay không thông qua những dấu hiệu, biểu hiện sau:
Dấu hiệu về tiếp nhận vấn đề nghiên cứu
- Chú ý, quan tâm đến vấn đề nghiên cứu;
- Hăng hái tham gia vào mọi hình thức hoạt động học tập;
- Mong muốn tìm hiểu và nhận thức vấn đề nghiên cứu
Dấu hiệu về thực hiện nhiệm vụ, giải quyết vấn đề
- Vui vẻ, sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ;
- Thực hiện các thao tác tư duy (phân tích, tổng hợp, so sánh…) để giải quyết vấn đề;
- Mạnh dạn đề ra các giải pháp khi thực hiện nhiệm vụ
Dấu hiệu về vận dụng kiến thức, kết quả học tập
- Mạnh dạn phát biểu ý kiến của bản thân về hoạt động học tập;
- Vận dụng kiến thức đã học vào hoạt động thực tiễn;
- Ôn luyện, khắc sâu, củng cố kiến thức đã học được;
- Hoàn thành nhiệm vụ học tập được giao;
- Ghi nhớ tốt những điều đã học;
- Đạt kết quả cao trong học tập [80]
Như vậy TTC nhận thức của HS được thể hiện thông qua các dấu hiệu, biểu hiện như: tiếp nhận vấn đề, giải quyết vấn đề trong quá trình hoạt động học tập và những dấu hiệu, biểu hiện đó sẽ được vận dụng để đánh giá định tính kết quả TNSP trong QTDH một số kiến thức trong phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao với sự hỗ trợ của TNTT
2.2.4 Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức Để phát huy TTC nhận thức của HS trong QTDH, cần phải chỉ ra những biện pháp cụ thể Các biện pháp này phải được đề xuất dựa trên tâm lý đối với HS đó là: tính tò mò, tính hiếu động cũng như những điều kiện tâm lý liên quan đến quá trình nhận thức như: nhu cầu, động cơ và hứng thú Trong QTDH để phát huy TTC nhận thức của HS, GV cần chú ý đến các biện pháp sau:
- Nội dung DH phải mới, cái mới ở đây không phải là quá xa lạ đối với HS, cái mới phải liên hệ và phát triển với cái cũ, kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, với suy nghĩ hằng ngày và thỏa mãn nhu cầu nhận thức của HS
Thí nghiệm tự tạo
Trong quá trình nghiên cứu thiết kế, chế tạo và sử dụng TNTT trong DHVL các tác giả đã đưa ra những định nghĩa khác nhau về TNTT
Theo tác giả Hans - Joachim Wilke (Đức) “Thí nghiệm tự tạo là những thí nghiệm được dùng trong dạy học vật lí và được tự tạo ra với những vật liệu và dụng cụ phổ biến trong đời sống hằng ngày” [92]
Các tác giả H Joachim Schlichting, C Berthold, D Binzer, M Herfert, H Hilscher, J Kraus, C Mửller cho rằng: “Thớ nghiệm tự tạo là những thớ nghiệm được tạo ra với phương tiện chủ yếu là bàn tay với những vật liệu trong đời sống hằng ngày” [87], [84]
Theo tác giả Lê Cao Phan, thí nghiệm tự làm là hoạt động do giáo viên hoặc học sinh thực hiện bằng các nguyên vật liệu dễ tìm kiếm, giá thành thấp và sẵn có tại địa phương Các thí nghiệm này phù hợp với điều kiện của nhà trường và phù hợp với hoàn cảnh của học sinh, giúp nâng cao hiệu quả học tập và khơi dậy sự sáng tạo của các em.
Theo tác giả Đồng Thị Diện, thí nghiệm đơn giản được định nghĩa là loại thí nghiệm yêu cầu dụng cụ dễ chế tạo, sử dụng ít vật liệu, dễ gia công và bố trí thao tác, đồng thời không tốn nhiều thời gian thực hiện, phù hợp cho các mục đích nghiên cứu nhanh chóng và hiệu quả.
Các định nghĩa trên tuy có nội hàm và cách diễn đạt khác nhau nhưng đều có những điểm chung là:
- Yếu tố quan trọng nhất của TNTT là làm bằng tay, bàn tay là phương tiện chủ yếu để tạo ra TN;
- Vật liệu dùng để thiết kế, chế tạo TN là những vật dụng phổ biến và dễ tìm kiếm trong đời sống hàng ngày
Theo thời gian và cùng với sự phát triển của khoa học thì nội hàm của khái niệm TNTT được phát triển và mở rộng
Hiện nay, TNTT không còn đơn thuần là những thí nghiệm nhỏ, rẻ tiền nữa mà đã trở nên phức tạp và mang tính hiện đại hơn Thí nghiệm tự tạo là những dự án từ đơn giản đến phức tạp, được tự chế bằng tay dựa trên các nguyên vật liệu, thiết bị và linh kiện phổ biến trong đời sống hàng ngày Những thí nghiệm này được sử dụng rộng rãi trong quá trình giảng dạy để nâng cao kỹ năng thực hành và sáng tạo của học sinh.
TN như (Hình 2.2) là TNTT về bảo toàn momen động lượng
2.3.2 Phân loại thí nghiệm tự tạo
Dựa vào mức độ phức tạp, quá trình gia công, chế tạo dụng cụ và các thiết bị
TN, TNTT có thể được phân loại như sau:
Hình 2.2 TN bảo toàn momen động lượng
2.3.2.1 Thí nghiệm tự tạo đơn giản
TNTT đơn giản là những TN được tạo ra từ những vật liệu, dụng cụ thông dụng dễ kiếm như: vỏ lon bia, vỏ chai nước khoáng, gỗ… TNTT đơn giản thường là những TN định tính Người ta thường gọi TNTT đơn giản là TN đơn giản, rẻ tiền
TN như (Hình 2.3) có thể xem là TNTT đơn giản, TN này được tạo ra từ chai bằng nhựa, ống hút và phễu nhựa
2.3.2.2 Thí nghiệm tự tạo phức tạp
TNTT phức tạp đề cập đến các tổ hợp nitơ được tạo ra từ các dụng cụ thông dụng nhưng qua quá trình gia công và chế tạo đòi hỏi kỹ thuật cao hơn so với TNTT đơn giản, mang lại hiệu quả sử dụng và ứng dụng đa dạng hơn trong các lĩnh vực công nghiệp.
TN như (Hình 2.4) có thể xem là TNTT phức tạp
2.3.2.3 Thí nghiệm tự tạo hiện đại
TNTT hiện đại bao gồm các thiết bị sử dụng công nghệ điện tử tiên tiến như vi điều khiển, mạch điện tử, bo mạch, đèn LED 7 đoạn và pin mặt trời, giúp tạo ra các sản phẩm tự động và thông minh Các thiết bị này thường được ứng dụng trong lĩnh vực tự động hóa, mang lại hiệu quả cao và khả năng vận hành tối ưu Sử dụng các linh kiện điện tử hiện đại giúp nâng cao chức năng, độ bền và tiết kiệm năng lượng cho các thiết bị TNTT hiện đại.
TN như (Hình 2.5) có thể xem là TNTT hiện đại
Hình 2.3 TN về định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt
Hình 2.4 TN về chuyển động bằng phản lực
Hình 2.5 Thiết bị theo dõi tự động năng lượng mặt trời
2.3.3 Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm tự tạo
TNTT được quan tâm và sử dụng trong DHVL do nó có nhiều ưu điểm nổi trội
- Góp phần làm phong phú thêm các phương tiện trực quan, qua đó trực quan hóa được nhiều hiện tượng và quá trình vật lí
TNTT dễ chế tạo nhờ vào vật liệu, dụng cụ và linh kiện dễ kiếm, giúp quá trình gia công đơn giản và không yêu cầu kỹ năng phức tạp.
- Điểu kiện để thực hiện TN: không đòi hỏi khắt khe về cơ sở vật chất như mạng điện; phòng bộ môn… nên có thể tiến hành ở các trường phổ thông khác nhau
- Việc bố trí và tiến hành TN đơn giản, không tốn nhiều thời gian
Kết quả trình bày rõ ràng, dễ quan sát giúp học sinh dễ hiểu và nắm bắt kiến thức hiệu quả Nội dung hấp dẫn, kích thích sự hứng thú học tập của học sinh, từ đó nâng cao tinh thần khám phá và sáng tạo Các hiện tượng được mô tả gần gũi với đời sống hàng ngày, giúp học sinh dễ liên hệ và áp dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống.
- Dễ thao tác: lắp ráp, tháo rời các bộ phận của dụng cụ TN
- Dễ vận chuyển, bảo quản và an toàn trong chế tạo cũng như trong quá trình tiến hành TN
- Phát huy tính tích cực, tự lực và rèn luyện kỹ năng thực hành cho HS như: Đề xuất phương án TN; Bố trí TN; Tiến hành TN và xử lí kết quả TN; Thiết kế và chế tạo TN nhằm minh họa lại kiến thức đã thu nhận
TNTT có những ưu điểm nổi bật nhưng cũng gặp phải một số hạn chế nhất định, đặc biệt về tính thẩm mỹ và độ bền do các dụng cụ TN được gia công thủ công và bằng tay, không theo quy trình sản xuất hiện đại Điều này ảnh hưởng đến chất lượng và khả năng sử dụng lâu dài của các thiết bị Ngoài ra, việc áp dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, giúp tăng cường khả năng thực hành và hiểu biết thực tế trong quá trình học tập.
Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong hoạt động học tập là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu quả giáo dục Các yếu tố như động cơ và hứng thú học tập, năng lực cá nhân, ý chí và không khí học tập đều đóng vai trò quan trọng, tạo thành mối quan hệ chặt chẽ ảnh hưởng đến quá trình thúc đẩy sự tích cực của học sinh trong hoạt động dạy và học Việc nâng cao các yếu tố này giúp kích thích tinh thần học tập và nâng cao kết quả học tập của học sinh trong môi trường giáo dục.
2.3.4.1 Thí nghiệm tự tạo góp phần kích thích hứng thú học tập vật lí của học sinh Trong hoạt động DH, TTC của HS có liên quan và chịu ảnh hưởng của các yếu tố như: nhu cầu, động cơ và hứng thú Khi HS đã hứng thú đối với một vấn đề học tập nào đó thì các em HS sẽ chú ý, tập trung và tích cực hơn trong học tập Do đó trong DHVL, muốn kích thích được hứng thú học tập của HS thì việc sử dụng TNTT vào tổ chức HĐNT cho HS được xem là một trong những phương tiện rất có hiệu quả, vì TNTT thường ngắn gọn, cho kết quả trái với dự đoán của nhiều HS, vì vậy sẽ gây ra cho các em sự ngạc nhiên bất ngờ và làm cho các yếu tố tiềm ẩn của
Tự tạo và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí
Để tự tạo thân nhân đạt hiệu quả và đảm bảo các yêu cầu của một thân nhân vật lí trong quá trình đào tạo, việc quan trọng là xây dựng một quy trình tự tạo thân nhân rõ ràng Các thân nhân tự tạo phải tuân theo quy trình này để đảm bảo tính hệ thống và thống nhất trong quá trình phát triển Việc thiết lập quy trình chặt chẽ giúp nâng cao chất lượng thân nhân tự tạo và đạt được mục tiêu đào tạo yêu cầu đề ra.
2.4.1.1 Các yêu cầu đối với việc tự tạo thí nghiệm
Các TNTT được xây dựng và sử dụng trong DHVL phải đảm bảo được 4 yêu cầu sau: về mặt khoa học; về mặt sư phạm; về mặt thẩm mĩ và về mặt kinh tế
Các TNTT được xây dựng cần đảm bảo rằng khi tiến hành thử nghiệm (TN), kết quả phải thành công, tạo ra hiện tượng rõ ràng và đúng với bản chất vật lý của hiện tượng đó Đồng thời, quá trình thử nghiệm phải kiểm soát tốt các yếu tố tác động để đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy của kết quả.
- Quá trình thiết kế, chế tạo cần ứng dụng các thành tựu mới trong khoa học;
Có cấu tạo gọn nhẹ, thuận tiện trong quá trình sử dụng (tháo lắp, bố trí và tiến hành TN); Đảm bảo an toàn trong sử dụng, dễ sửa chữa, bảo quản và vận chuyển
- TNTT có thể được sử dụng ở các giai đoạn khác nhau của QTDH như: sử dụng trong đề xuất vấn đề nghiên cứu, sử dụng trong hình thành kiến thức mới và sử dụng trong củng cố, vận dụng kiến thức
- Kết quả của TNTT phải gắn liền với nội dung bài học, xuất hiện đúng lúc trong tiến trình DH, đồng thời kết quả TN phải được sử dụng cho mục đích DH một cách hợp lí, logic và không gượng ép TN phải ngắn gọn, hợp lí và cho kết quả ngay nhằm đảm bảo về mặt thời gian của tiết học
Hình 2.9a.b TN sự phản xạ sóng (HS thiết kế, chế tạo)
Tạo điều kiện cho học sinh phát huy khả năng tư duy nhận thức cả trong và ngoài giờ học bằng cách đề xuất và lựa chọn phương án thí nghiệm phù hợp Đồng thời, thiết kế và chế tạo dụng cụ thí nghiệm giúp kiểm chứng hoặc minh họa lại kiến thức đã tiếp nhận, thúc đẩy sự chủ động và sáng tạo trong quá trình học tập.
Các dụng cụ TNTT cần có kích thước đủ lớn để học sinh dễ quan sát và theo dõi diễn biến của thí nghiệm, giúp các em dễ dàng rút ra các kết luận cần thiết Thí nghiệm phải sử dụng màu sắc phù hợp và hình dáng đẹp mắt nhằm thu hút sự chú ý của học sinh, đặc biệt là làm nổi bật bộ phận quan sát chính Điều này đảm bảo quá trình học tập hiệu quả và sinh động hơn, góp phần nâng cao khả năng hiểu biết của học sinh về nội dung thí nghiệm.
Các TNTT được xây dựng phải đảm bảo giá thành không cao nhờ sử dụng các nguyên vật liệu, dụng cụ và linh kiện có sẵn và dễ tìm trong cuộc sống hằng ngày 2.4.1.2 Quy trình tự tạo thí nghiệm trong dạy học vật lí
Trong đào tạo hạnh phúc lớp của trường phổ thông, việc tự tạo tài năng tự nhiên (TNTT) và sử dụng chúng trong tổ chức hoạt động đào tạo nhằm hướng tới tích hợp hoạt động ngoài giờ lên lớp là yếu tố thiết yếu, đáp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học Để đảm bảo hiệu quả trong tổ chức hoạt động ngoài giờ cho học sinh, việc xây dựng các TNTT cần tuân thủ một quy trình rõ ràng và linh hoạt, phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung kiến thức, điều kiện cơ sở vật chất và hình thức tổ chức hoạt động Qua nghiên cứu, quy trình tự tạo TNTT có thể được thực hiện qua các bước cụ thể nhằm đảm bảo tính hệ thống và phù hợp thực tế.
Bước 1 Xác định mục tiêu dạy học
Mục tiêu là đích hướng tới sau mỗi bài, mỗi chương nhằm định hướng hoạt động dạy học Mục tiêu dạy học (DH) xác định rõ những kiến thức, kỹ năng và thái độ mà học sinh cần đạt được sau mỗi buổi học, nhằm hướng dẫn toàn bộ nội dung và phương pháp dạy học Trước khi áp dụng phương pháp thảo luận nhóm (TNTT) vào tổ chức hoạt động dạy học, giáo viên cần xác định rõ mục tiêu cần đạt được để hình thành kiến thức và kỹ năng cần thiết cho học sinh, từ đó đảm bảo quá trình dạy học đạt hiệu quả cao.
Bước 2 Nghiên cứu nội dung bài học
Nhiệm vụ của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông là giúp học sinh đạt được một hệ thống kiến thức vật lí cơ bản phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh Qua đó, học sinh hình thành nền tảng kiến thức vững chắc, phát triển khả năng tư duy logic và ứng dụng các kiến thức này vào thực tiễn cuộc sống Việc giảng dạy vật lí còn góp phần nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề và hình thành tư duy phản biện cho học sinh, chuẩn bị hành trang để tiếp tục học tập ở các cấp cao hơn.
Trong bài học vật lý, cần tập trung vào các hiện tượng, khái niệm, định luật, thuyết vật lý và ứng dụng của vật lý trong đời sống và sản xuất Giáo viên nên xác định những nội dung kiến thức phù hợp để tự tạo thí nghiệm nhằm hình thành hoặc minh họa kiến thức cho học sinh Việc lựa chọn phương án thí nghiệm thích hợp giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy và giúp học sinh hiểu rõ hơn về các hiện tượng vật lý thực tế.
Bước 3 Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm
Trong QTDH, cơ sở vật chất và TBTN vật lí có vai trò rất quan trọng, là phương tiện giúp cho GV tổ chức HĐNT cho HS có hiệu quả nhằm đạt được mục tiêu và nhiệm vụ DH đề ra Chính vì vậy, trong DHVL các TBTN tỏ ra rất có hiệu quả trong việc phát huy TTC nhận thức của HS Ở các trường phổ thông hiện nay, các TBTN đều được cung cấp theo danh mục tối thiểu của Bộ, tuy nhiên qua thời gian sử dụng các TBTN bị xuống cấp cho kết quả TN không chính xác, thậm chí hư hỏng không sử dụng được ảnh hưởng đến hiệu quả DHVL ở trường phổ thông Do đó việc thiết kế, chế tạo, cải tiến và sửa chữa các TBTN nhằm khắc phục tình trạng các TBTN thiếu đồng bộ là việc làm thực sự có ý nghĩa và góp phần vào việc thực hiện đổi mới PPDH và tăng cường tính trực quan trong DH
Bước 4 Đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm
Căn cứ vào mục tiêu bài học và tình hình TBTN mà GV có thể đề xuất, lựa chọn phương án TN Việc đề xuất, lựa chọn phương án TN có thể được thực hiện theo 3 cách sau:
- Phương án TN có sẵn, tự thiết kế, chế tạo và lắp ráp TN;
- Phương án TN có sẵn, cải tiến một số thiết bị cho phù hợp với nội dung DH;
- Tự đề xuất phương án TN và tự tạo TN
Bước 5 Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện cần thiết
Thực trạng dạy học phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao
Để đánh giá thực trạng giảng dạy phần "Cơ học" vật lý lớp 12 nâng cao tại một số trường phổ thông trong tỉnh Đồng Tháp, chúng tôi đã tiến hành điều tra và phân tích các phương pháp giảng dạy hiện tại, cũng như mức độ hiểu biết của học sinh về nội dung này Việc này nhằm xác định những khó khăn gặp phải và đề xuất các giải pháp cải thiện chất lượng giảng dạy môn Vật lý trong chương trình lớp 12 nâng cao Các kết quả nghiên cứu sẽ giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy, thúc đẩy năng lực tư duy và vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn, góp phần nâng cao thành tích học tập của học sinh trong tỉnh.
Sơ đồ 2.4 Quy trình sử dụng TNTT tổ chức HĐNT cho HS trong DHVL
- GV tiến hành TNTT, HS quan sát và giải thích hiện
- HS tiến hành TNTT, quan sát và giải thích hiện tượng
- HS tự tạo TN để kiểm chứng kiến thức đã thu nhận
Sử dụng TNTT để tạo tình huống có vấn đề trong học tập nhằm kích thích hứng thú học tập của HS Sau đó, GV gợi ý và hướng dẫn HS phát biểu vấn đề cần nghiên cứu
Theo con đường diễn dịch
- Dùng TNTT để kiểm chứng kiến thức đã thu nhận
- Bằng con đường suy luận lí thuyết, đi đến kiến thức mới.
Theo con đường quy nạp
- Rút ra kiến thức mới
- Thu thập và xử lí số liệu
59 tra GV và HS ở một số trường phổ thông, số lượng GV và HS điều tra được tổng hợp theo bảng 2.1
Bảng 2.1 Bảng thống kê các trường, GV và HS tham gia điều tra
2 THPT Thành Phố Cao Lãnh 10 157
- Tìm hiểu các PPDH chủ yếu của GV khi tổ chức DH phần “Cơ học” và tình hình các TBTN ở các trường phổ thông;
- Tìm hiểu việc thiết kế, chế tạo TN phục vụ cho việc DHVL;
- Tìm hiểu những thuận lợi, khó khăn khi sử dụng TN và TNTT tổ chức hoạt động DH;
- Tìm hiểu hiệu quả của việc sử dụng TNTT trong DHVL đối với hoạt động học tập của HS trong giờ học (hứng thú, tích cực tham gia xây dựng bài học,…) 2.5.2 Phương pháp điều tra Để thu thập các thông tin cần thiết, chúng tôi sử dụng các phương pháp điều tra sau:
- Điều tra GV và HS ở một số trường phổ thông qua phiếu điều tra (xem phụ lục)
Trong quá trình khảo sát, chúng tôi đã trực tiếp quan sát phòng thực hành thí nghiệm vật lý tại một số trường phổ thông, đồng thời trao đổi với cán bộ quản lý về tình hình cung cấp thiết bị thí nghiệm (TBTN) trong chương trình vật lý lớp 12 nâng cao Các buổi quan sát cho thấy sự chủ động trong chuẩn bị và sử dụng thiết bị, góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy môn vật lý Cán bộ quản lý chia sẻ về những khó khăn, thuận lợi trong việc cung cấp và bảo trì TBTN, đảm bảo học sinh có điều kiện thực hành thực tế, giúp nâng cao kỹ năng và kiến thức của học sinh Những thông tin này giúp đánh giá mức độ đáp ứng của các thiết bị thí nghiệm trong việc hỗ trợ giảng dạy và học tập môn vật lý ở các trường phổ thông hiện nay.
- Trao đổi trực tiếp với GV và HS Dự giờ GV bộ môn trực tiếp dạy lớp 12 nâng cao để tìm hiểu việc sử dụng các TBTN khi DH phần “Cơ học”
Về tình hình cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm
Dựa trên thực tế khảo sát các phòng TN ở một số trường phổ thông, qua trao đổi trực tiếp với GV giảng dạy bộ môn vật lí, cán bộ quản lí phòng thực hành TN và phiếu điều tra, chúng tôi nhận thấy rằng:
Các thiết bị thí nghiệm (TBTN) cho phần "Cơ học" Vật lí lớp 12 nâng cao đã được cung cấp đầy đủ theo quy định của Bộ Giáo dục, phục vụ cho dạy học hiệu quả Tuy nhiên, việc sử dụng các TBTN này không thường xuyên do các dụng cụ bị hỏng hoặc thiếu đồng bộ, ảnh hưởng đến quá trình giảng dạy và thực hành Kết quả điều tra tại một số trường phổ thông trong tỉnh Đồng Tháp cho thấy những hạn chế về tình hình cung cấp và sử dụng TBTN trong bộ môn "Cơ học" nâng cao, được tổng hợp trong bảng 2.2.
Bảng 2.2 Kết quả điều tra về TBTN ở một số trường phổ thông
Tình hình TBTN Tỷ lệ (%)
Rất đầy đủ 0 Đầy đủ 63
Gần 63% giáo viên cho rằng chất lượng các thiết bị thí nghiệm phần "Cơ học" không đảm bảo, trong khi hơn 18,5% phản ánh các thiết bị không đồng bộ, và 7,4% cho biết thiết bị hỏng hóc không thể sử dụng Chỉ có hơn 11,1% ý kiến đánh giá các thiết bị được trang bị đảm bảo chất lượng, điều này là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến việc nhiều giáo viên không thường xuyên sử dụng thiết bị trong giảng dạy Đối với bộ thí nghiệm sóng dừng trên sợi dây, kết quả khảo sát cho thấy không phải trường nào cũng được trang bị, và trong số các trường có trang bị, hơn 5,5% phản ánh các thiết bị đã hỏng không thể sử dụng, gần 54% cho rằng thiết bị không đồng bộ, còn gần 41% vẫn còn sử dụng được.
Về phương pháp dạy học và sử dụng thí nghiệm trong dạy học
Trong quá trình dự giờ và khảo sát tại một số trường phổ thông, chúng tôi nhận thấy phương pháp thuyết trình và diễn giảng chiếm đa số trong hoạt động dạy học của giáo viên, khiến học sinh học tập chủ yếu một cách thụ động và không tích cực tham gia vào quá trình tìm kiếm kiến thức Điều này dẫn đến các tiết học không sinh động, làm giảm sự hứng thú học tập của học sinh Kết quả điều tra về phương pháp dạy học của giáo viên trong chương trình “Cơ học” được thể hiện rõ trong bảng 2.3, phản ánh rõ tình trạng này.
Bảng 2.3 Kết quả điều tra về phương pháp dạy học của GV
Các phương pháp dạy học Tỷ lệ (%)
Thảo luận nhóm và báo cáo kết quả 24,7 Đàm thoại kết hợp với sử dụng TN 13,3
Các giáo viên giảng dạy vật lý nhận định rằng việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý rất cần thiết, giúp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh và đổi mới phương pháp giảng dạy ở trường phổ thông hiện nay Kết quả khảo sát cho thấy gần 70,4% giáo viên ủng hộ việc tích cực sử dụng thí nghiệm trong quá trình giảng dạy vật lý.
Trong Đánh giá thực hành và vận dụng phẩm chất (DHVL), trách nhiệm nghề nghiệp (TN) đóng vai trò rất thiết yếu, với hơn 29,6% giáo viên cho rằng việc phát huy TN là cần thiết, trong khi không có giáo viên nào cho rằng không cần thiết Điều này phản ánh rằng hầu hết các giáo viên nhận thức rõ tầm quan trọng của trách nhiệm nghề nghiệp trong quá trình thực hành nghề nghiệp Ngoài ra, kết quả khảo sát cũng cho thấy mức độ sử dụng trách nhiệm nghề nghiệp trong DH của giáo viên, được tổng hợp trong bảng 2.4, thể hiện rõ các xu hướng và mức độ ứng dụng trách nhiệm nghề nghiệp trong thực tế giảng dạy.
Bảng 2.4 Các mức độ sử dụng TN của GV trong DH
Các mức độ sử dụng TN Tỷ lệ (%)
Vấn đề TBTN không đồng bộ, bị hỏng và không thể sử dụng hiệu quả gây ra nhiều khó khăn trong quá trình vận hành, do đó nghiên cứu tự tạo thiết bị nguồn và sử dụng thiết bị truyền thống trong Đánh giá vapour lithium là vô cùng cần thiết để nâng cao hiệu suất và độ bền của hệ thống.
Theo khảo sát, có hơn 72% giáo viên cho rằng họ tự tạo đề thi chỉ khi tham gia thi đồ dùng dạy học và thi giáo viên giỏi, trong khi gần 19% chỉ tự tạo đề thi cho hoạt động thao giảng, còn hơn 9% sử dụng đề thi cho các hoạt động dạy học hàng ngày Đồng thời, kết quả điều tra về những khó khăn gặp phải khi sử dụng đề thi trắc nghiệm trong dạy học đã được tổng hợp trong bảng 2.5.
Bảng 2.5 Những khó khăn khi sử dụng TNTT trong DH
Những khó khăn khi sử dụng TNTT trong DH Tỷ lệ (%)
Tốn thời gian chuẩn bị 90,7
Mất thời gian tiến hành TN 9,3
Trong giờ học vật lý, việc sử dụng dụng cụ thí nghiệm thực hành (TNTT) giúp học sinh nắm bắt kiến thức hiệu quả Gần 45,1% học sinh rất hứng thú, hơn 54% học sinh cảm thấy hứng thú khi thầy cô sử dụng TNTT để minh họa bài học Chỉ có khoảng 0,9% học sinh cho rằng thái độ bình thường hoặc không hứng thú với phương pháp dạy học này Học sinh đều nhận thấy việc giáo viên sử dụng TNTT rất cần thiết để giúp các em hiểu rõ kiến thức đã học, theo kết quả điều tra tổng hợp trong bảng 2.6.
Bảng 2.6 Các mức độ sử dụng TNTT để kiểm chứng kiến thức trong DHVL
Các mức độ sử dụng TNTT để minh họa kiến thức Tỷ lệ (%)
Kết quả điều tra về thực trạng DH phần “Cơ học” ở trên cho thấy:
Các thiết bị thí nghiệm vật lý trong phần "Cơ học" được trang bị đầy đủ theo danh mục quy định tối thiểu của Bộ Giáo dục, nhưng chất lượng chưa được đảm bảo Do đó, việc sử dụng chúng vào giảng dạy thực tế gặp nhiều khó khăn, ảnh hưởng đến hiệu quả đào tạo sinh viên.