Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm chương động lực học chất điểm vật lý lớp 10 theo tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

4 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ĐỂ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ .... 25 1.5 Thực tế tình

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

- -

TRẦN QUANG HIỆU

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÝ LỚP 10

THEO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Vũ Thị Kim Liên đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn tới tập thể các thầy cô giáo trong tổ Phương pháp giảng dạy vật lý, Ban chủ nhiệm khoa Vật lý, phòng Sau đại học, Trường ĐHSP – Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ và cho tôi nhiều ý kiến chỉ dẫn quý báu trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trường THPT Bắc Sơn, THPT Lê Hồng Phong, THPT Phổ Yên – Tỉnh Thái Nguyên đã tạo điều kiện sẵn sàng giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân, các anh các chị đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2013

Tác giả:

Trần Quang Hiệu

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

Giáo dục và đào tạo

Phương pháp giảng dạy

Giáo viên

Học sinh

Trung học phổ thông

Sách giáo khoa

Thí nghiệm GD&ĐT PPGD

GV

HS THPT SGK

TN

DANH MỤC CÁC HÌNH

2.1 Bộ thí nghiệm về tổng hợp và phân tích lực 43

2.2 Mô tả thí nghiệm lịch sử của Galile 44

2.3 Hình vẽ SGK mô tả sự tương tác giữa các vật 45

2.4 Thí nghiệm về lực đàn hồi 46

2.5 Hình vẽ SGK về lực ma sát lăn 47

2.6 Thí nghiệm về lực hướng tâm 47

2.7 Hình vẽ SGK mô tả chuyển động ném ngang 48

2.8 Bộ thí nghiệm tổng hợp lực 50

2.9 Bộ thí nghiệm phân tích lực 50

2.10 Thí nghiệm Định luật I Newton 51

2.11 Thí nghiệm Galile 51

2.12 Thí nghiệm khảo sát định tính định luật II Newton (gia tốc tỉ lệ với lực tác dụng) 52 2.13 Thí nghiệm khảo sát định tính định luật II Newton (gia tốc tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật) 53

2.14 Thí nghiệm về định luật III Newton (Khi cân thăng bằng) 55

2.15 Thí nghiệm về định luật III Newton (Khi cân mất thăng bằng) 55

2.16 Thí nghiệm 1 mô tả về đinh luật III Newton 56

2.17 Thí nghiệm 2 mô tả về đinh luật III Newton 56

2.18 Bộ thí nghiệm lực ma sát 57

2.19 Bộ thí nghiệm mô tả sự tồn tại của lực ma sát trượt 58

2.20 Bộ thí nghiệm mô tả giá trị lực ma sát trượt không phụ thuộc diện tích mặt tiếp xúc 58

2.21 Bộ thí nghiệm mô tả giá trị lực ma sát trượt phụ thuộc tình trạng bề mặt tiếp xúc 59

2.22 Bộ thí nghiệm tìm hiểu về sự có mặt của ma sát lăn 59

2.23 Bộ thí chứng tỏ ma sát lăn nhỏ hơn rất nhiều so với ma sát trượt 60

2.24 Thí nghiệm khảo vận tốc theo phương ngang của vật CĐ ném ngang 61

2.25 Thí nghiệm khảo vận tốc theo phương thẳng đứng của vật CĐ ném ngang 63

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Giả thuyết khoa học 3

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3

5 Phạm vi nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Nhiệm vụ nghiên cứu 4

8 Đóng góp của luận văn 4

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ĐỂ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 5

1.1 Thí nghiệm trong dạy học vật lý 5

1.1.1 Các đặc điểm của thí nghiệm Vật lý 5

1.1.2 Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận nhận thức 6

1.1.3 Các thiết bị thí nghiệm Vật lý 8

1.1.3.1 Thiết bị thí nghiệm biểu diễn 8

1.1.3.2 Thiết bị thí nghiệm thực hành 9

1.1.4 Những yêu cầu chung đối với việc sử dụng thí nghiệm 9

1.2 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 10

1.2.1 Bản chất của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 10

1.2.2 Tình huống có vấn đề 10

1.2.3 Cấu trúc dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 11

1.2.4 Ưu điểm của phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 15

1.2.5 Các mức độ của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 15

1.3 Vấn đề tự làm thiết bị dạy học 15

1.4 Sử dụng thiết bị theo tinh thần dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 18

1.4.1 Cơ sở lý luận của việc sử dụng thiết bị dạy học theo tinh thần dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 18

1.4.1.1 Yêu cầu của một tình huống có vấn đề 18

1.4.1.2 Cách tạo mâu thuẫn 19

1.4.1.3 Cách tạo hứng thú 20

1.4.2 Sáng tạo thiết bị dạy học 24

1.4.2.1 Tính chất các dụng cụ dạy học tự làm 24

1.4.2.2 Lĩnh vực tự làm hiệu quả 24

1.4.2.3 Tổ chức tự làm 25

1.4.2.4 Chế tạo bộ thiết bị cho một giờ lên lớp 25

1.5 Thực tế tình hình sử dụng thiết bị thí nghiệm theo tinh thần dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề của các trường THPT Tỉnh Thái Nguyên 28

1.5.1 Mục đích điều tra 28

1.5.2 Phương pháp điều tra 28

1.5.3 Nội dung và kết quả điều tra 29

1.5.3.1 Tình hình dạy học chương “Động lực học chất điểm” 29

1.5.3.2 Những khó khăn sai lầm mà HS gặp phải khi học chương “Động lực học chất điểm” 30

1.5.3.3 Nguyên nhân dẫn tới những khó khăn sai lầm của HS 30

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 32

CHƯƠNG II: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM TỰ TẠO CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM BỘ MÔN VẬT LÝ LỚP 10 THPT 33

2.1 Đặc điểm bộ môn vật lý 33

- - 33

33

34

2.2.2.1 Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình 34

2.2.2.2 Hướng dẫn thực hiện 35

2.3 Xây dựng một số thí nghiệm chương “Động lực học chất điểm” 44

2.3.1 Những nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” cần có thí nghiệm và hiện trạng các thiết bị thí nghiệm tại các trường THPT tỉnh Thái Nguyên 44

2.3.2 Thí nghiệm tổng hợp và phân tích lực Điều kiện cân bằng của chất điểm 50

2.3.3 Thí nghiệm về các định luật Newton 52

2.3.4 Thí nghiệm về lực ma sát 57

2.3.5 Thí nghiệm về chuyển động ném ngang 62

2.4 Sử dụng các thí nghiệm đã xây dựng để thiết kế bài giảng "Động lực học chất điểm"

theo tiến trình dạy học "phát hiện và giải quyết vấn đề" 66

2.4.1 Bài soạn số 1: Tổng hợp và phân tích lực Điều kiện cân bằng của chất điểm 66

2.4.2 Bài soạn số 2: Ba định luật Newton (tiết 1) 74

2.4.3 Bài soạn số 3: Ba định luật Newton (tiết 2) 84

2.4.4 Bài soạn số 4: Chuyển động ném ngang 94

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 108

CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 109

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 109

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 109

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 110

3.4 Thời điểm làm thực tập sư phạm 110

3.5 Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm 110

3.5.1 Tiêu chí để đánh giá 110

3.5.2 Thực nghiệm sư phạm 111

3.5.2.1 Kế hoạch và đối tượng thực nghiệm 112

3.5.2.2 Tiến hành thực nghiệm 112

, tự chủ, 112

3.5.3.1 Mục đích kiểm tra 112

3.5.3.2 Đối tượng kiểm tra và hình thức kiểm tra 112

3.5.4.3 Bài kiểm tra 112

3.5.4.4 Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí kết quả kiểm tra 113

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 118

KẾT LUẬN CHUNG 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

CÁC PHỤ LỤC 12

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, đổi mới phương pháp dạy học là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của ngành giáo dục đào tạo Đổi mới phương pháp dạy học không chỉ nhận được sự quan tâm lớn của các nhà giáo dục mà còn là vấn đề được cả xã hội và các bậc phụ huynh, các em học sinh quan tâm Kết luận số 51-KL/TW ngày 29/10/2012 Hội nghị lần thứ sáu khóa XI về Đề án “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế” chỉ ra rằng: “Trước mắt, các cấp ủy đảng, chính quyền cần tiếp tục quán triệt sâu sắc và thực hiện nghiêm túc Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII, Kết luận Trung ương 6 khóa IX…” Nghị quyết trung ương 2 khóa VIII (12/1996) đã khẳng định: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh” [20] Đại hội Đảng lần

IX (2001) cũng khẳng định: “Đổi mới phương pháp dạy và học phát huy tư duy, sáng tạo và năng lực tự đào tạo của người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, ngoại khóa, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay”[19]

Để tạo điều kiện cho học sinh nắm vững chính xác, sâu sắc các kiến thức, phát triển năng lực nhận thức và hình thành nhân cách của học sinh thì các phương tiện dạy học đóng một vai trò quan trọng Phương tiện dạy học tốt sẽ giúp cho học sinh dễ nhớ, dễ hiểu, dễ tiếp thu kiến thức và lôi cuốn học sinh tham gia tích cực vào hoạt động nhận thức

Vật lý học là môn khoa học thực nghiệm vì vậy thí nghiệm vật lý đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu, trong dạy và học vật lý Dụng cụ thí nghiệm là một trong những phương tiện dạy học quan trọng của của bộ môn vật lý Hiện nay, trong chương trình Vật Lý trung học phổ thông, ngoài các bài thí nghiệm được chỉ định tối thiểu và

đã có các thiết bị đi kèm, rất nhiều nội dung thí nghiệm khác trong sách giáo khoa chưa có dụng cụ thí nghiệm Đồng thời, trong nhiều trường hợp, các thiết bị thí nghiệm hiện đại có thể che lấp bản chất vật lý của hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm

mà học sinh cần quan sát Do đó, để tạo ra sự phong phú cho hệ thống dụng cụ thí nghiệm phục vụ nội dung các bài học, việc giáo viên và học sinh tự làm đồ dùng dạy học là hoạt động có ý nghĩa đối với việc dạy và học Vật lý ở trường phổ thông

Việc giáo viên và học sinh tự thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để tiến hành các thí nghiệm Vật lý có nhiều tác dụng như: Tăng cường tính trực quan, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội và nắm vững kiến thức, phát triển nâng cao năng lực tư duy, độc lập và sáng tạo của học sinh Việc tiến hành thí nghiệm, giải thích hoặc tiên đoán kết quả thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tích cực tư duy, huy động các kiến thức đã học ở nhiều lĩnh vực khác nhau của môn Vật lý Do đó, các kiến thức mà học sinh đã lĩnh hội được củng cố, mở rộng và hệ thống hoá Vì vậy việc tạo

ra và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lý ở trung học phổ thông là rất cần thiết

Mặc dù thí nghiệm vật lý có thể được sử dụng ở các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức, kỹ năng mới, củng

cố kiến thức, kỹ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức kỹ năng của học sinh[1] Nhưng để tạo tình huống có vấn đề cho học sinh thì phương pháp sử dụng các thí nghiệm mở đầu là một trong số các phương pháp rất hiệu quả Bởi vì tư duy chỉ thực sự bắt đầu khi trong đầu học sinh xuất hiện một câu hỏi mà chưa có lời giải đáp ngay, khi họ gặp phải mâu thuẫn giữa một bên là nhu cầu, nhiệm vụ nhận thức mới phải giải quyết và một bên là trình độ kiến thức hiện có không đủ để giải quyết nhiệm

vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới[1] Các thí nghiệm nhằm giới thiệu cho học sinh biết qua về hiện tượng sắp nghiên cứu, hoặc kiểm chứng lại tính đúng đắn của một lý thuyết để tạo tình huống có vân đề tạo hứng thú học tập cho học sinh, lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhận thức

Cũng như nhiều địa phương trên cả nước, các trường THPT trên tỉnh Thái Nguyên được cung cấp các thiết bị thí nghiệm Vật lý từ Sở GD&ĐT Các thiết bị này thường không đầy đủ cho tất cả các bài Chưa đáp ứng hết nhu cầu quan sát trực quan của nhiều nội dung kiến thức, đặc biệt đối với chương Động lực học chất điểm lớp 10 THPT

Để đáp ứng nhu cầu về các thiết bị thí nghiệm cho việc thiết kế các bài giảng chương Động lực học chất điểm (Vật lý lớp 10) theo hướng phát huy tính tích cực của

học sinh, chúng tôi chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm chương động lực học chất điểm vật lý lớp 10 theo tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Vận dụng phương pháp dạy học “phát hiện và giải quyết vấn đề” để sử dụng có hiệu quả các thiết bị thí nghiệm vật lý THPT đã có và xây dựng các thiết bị thí nghiệm mới

phù hợp với mục đích các bài dạy chương Động lực học chất điểm lớp 10 THPT,

nhằm nâng cao tính tích cực, tự lực, sáng tạo và nhu cầu nâng cao kiến thức của học sinh THPT

3 Giả thiết khoa học

Nếu thiết kế các bài giảng có kèm các thí nghiệm, đồng thời xây dựng được phương pháp sử dụng các thí nghiệm theo hướng “tạo tình huống có vấn đề” thì sẽ tạo hứng thú học tập cho học sinh, lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhận thức, giúp học sinh tự lực, sáng tạo, trong việc tiếp nhận tri thức

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Các thí nghiệm mở thuộc nội dung kiến thức Vật lý lớp 10

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

+ Mục tiêu dạy học vật lý trong giai đoạn hiện nay, việc rèn luyện tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh

+ Về nguyên tắc chế tạo và ứng dụng các thí nghiệm vật lý trong dạy học tích cực + Nghiên cứu các tài liệu về việc cải tiến các thiết bị thí nghiệm theo hướng tích cực hóa các hoạt động của học sinh THPT

+ Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập (định tính và định lượng)

- Phương pháp điều tra

+ Tìm hiểu việc dạy và học thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên và học sinh ở các trường THPT để nắm bắt thực trạng của việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm trong việc dạy học bộ môn Vật lý

+ Xây dựng các mẫu phiếu điều tra để có cơ sở cho việc cần đổi mới phương pháp sử dụng cũng như cần sáng tạo thêm các thiết bị thí nghiệm cho môn Vật lý cấp THPT, đồng thời cũng đánh giá được hiệu quả của việc đổi mới phương pháp

- Phương pháp thực nghiệm

+ Thực nghiệm thiết kế một số thí nghiệm

+ Thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học

+ Sử dụng thống kê toán học để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm, kiểm định giả thiết, thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm đối chứng và thực nghiệm

7 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xây dựng được phương pháp chung để thiết kế và sử dụng các thiết bị thí nghiệm vật lý theo hướng “phát hiện và giải quyết vấn đề”

- Vận dụng phương pháp đã nêu trên để áp dụng vào thực nghiệm thiết kế một số thí nghiệm trong chương “Động lực học chất điểm” - Vật lý 10

- Sử dụng các thiết bị thí nghiệm để thiết kế một số bài giảng trong chương “Động lực học chất điểm” - Vật lý 10 theo hướng phát hiện và giải quyết vấn đề

- Thực nghiệm sư phạm và rút ra ưu nhược điểm để hoàn thiện thêm phương pháp

sử dụng và hình thức thiết kế các thí nghiệm

8 Đóng góp của đề tài

- Thiết kế thí nghiệm mới góp phần mở rộng hơn hệ thống các thí nghiệm đã có, phục

vụ việc giảng dạy, đảm bảo coi trọng thực nghiệm

- Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm chương "Động lực học chất điểm" để thiết kế bài giảng theo tinh thần dạy học "phát hiện và giải quyết vấn đề"

- Là tài liệu tham khảo cho giáo viên các trường trung học phổ thông trong việc giảng dạy và tự thiết kế chế tạo đồ dùng dạy học

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

ĐỂ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ CHO VIỆC THIẾT KẾ BÀI GIẢNG THEO HƯỚNG DẠY HỌC

PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Từ nhiều năm nay, đổi mới PPDH ở tất cả các cấp, bậc học luôn được Đảng, Nhà nước và Bộ GD&ĐT quan tâm Đối với môn vật lý, để tăng cường tính chủ động, tích cực của học sinh trong quá trình học tập cũng như tăng cường rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh thì việc sử dụng các thí nghiệm trong các tiết học là không thể thiếu

1.1 Thí nghiệm trong dạy học vật lý

1.1.1 Các đặc điểm của thí nghiệm Vật lý

Định nghĩa [1]:

Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào đối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được tri thức mới

Sau đây là một số đặc điểm của thí nghiệm vật lý[1]:

1 Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ định sao cho thông qua thí nghiệm, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động

2 Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu

sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi

3 Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự định nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh

hưởng của các nhiễu (nghĩa là loại bỏ tối đa một số điều kiện để không làm xuất hiện các tính chất, các mối quan hệ không được quan tâm)

4 Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác Điều này đạt được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương tiện quan sát, đo đạc

5 Có thể lặp lại được thí nghiệm Điều này có nghĩa là: với các thiết bị thí nghiệm, các điều kiện thí nghiệm như nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, hiện tượng, quá trình vật lý phải diễn ra trong thí nghiệm giống như ở các lần thí nghiệm trước

1.1.2 Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận nhận thức

Theo quan điểm của lí luận nhận thức, trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, thí nghiệm có các chức năng sau:

- Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức (nguồn trực tiếp của tri thức)

- Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được

- Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn

- Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý

1 Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức

- Vai trò của thí nghiệm trong mỗi giai đoạn của quá trình nhận thức phụ thuộc vào vốn hiểu biết của con người về đối tượng cần nghiên cứu Nếu học sinh hoàn toàn chưa có hoặc có ít hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu thì thí nghiệm được sử dụng

để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó Khi đó, thí nghiệm được sử dụng như là

“câu hỏi đối với tự nhiên” và chỉ có thể thông qua thí nghiệm mới trả lời được câu hỏi này Việc tìm cách đặt câu hỏi đối với tự nhiên (thiết kế phương án thí nghiệm), việc tiến hành thí nghiệm và việc xử lí các kết quả quan sát, đo đạc sau đó chính là quá trình tìm câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra Như vậy, thí nghiệm được sử dụng để phân tích hiện thực khách quan và thông qua quá trình thiết lập nó một cách chủ quan để thu nhận tri thức khách quan

- Trong dạy học vật lý, nhất là ở các lớp dưới và ở giai đoạn đầu của quá trình nhận thức một hiện tượng, quá trình vật lý nào đó, khi học sinh còn chưa có hoặc có hiểu biết ít ỏi về hiện tượng, quá trình vật lý cần nghiên cứu thì thí nghiệm được sử

dụng để cung cấp cho học sinh những dữ liệu cảm tính (các biểu tượng, các số liệu đo đạc) về hiện tượng, quá trình vật lý này

Các dữ liệu này tạo điều kiện cho học sinh đưa ra những giả thuyết, là cơ sở cho những khái quát hoá về tính chất hay mối liên hệ phổ biến, có tính qui luật của các đại lượng vật lý trong hiện tượng, quá trình vật lý được nghiên cứu

2 Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được

a) Trong dạy học vật lý các tri thức học sinh thu được nhất thiết phải được kiểm chứng bằng thực nghiệm Thí nghiệm vật lý giúp thực hiện việc này Trong nhiều trường hợp, kết quả của thí nghiệm phủ định tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra nó ở các thí nghiệm khác Nhờ vậy, thường ta sẽ thu được những tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm các tri thức đã biết trước đó như là những trường hợp riêng, trường hợp giới hạn

b) Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, có một số kiến thức được rút ra bằng suy luận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết Trong những trường hợp này, cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của chúng

3 Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn

Trong việc vận dụng các tri thức lí thuyết vào việc thiết kế, chế tạo các thiết bị kĩ thuật, người ta thường gặp nhiều khó khăn do tính trừu tượng của tri thức cần sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều định luật của các thiết bị cần chế tạo hoặc do

lí do về mặt kinh tế hay những nguyên nhân về mặt an toàn Khi đó, thí nghiệm được

sử dụng như là phương tiện tạo cơ sở cho việc vận dụng các tri thức đã thu được vào thực tiễn

Lịch sử phát triển của vật lý cũng cho thấy: các thí nghiệm cơ bản không chỉ dẫn đến hình thành những thuyết vật lý mới mà còn làm xuất hiện nhiều ngành kĩ thuật mới

Chương trình vật lý ở trường phổ thông đề cập tới một loạt các ứng dụng của vật lý trong đời sống và sản xuất Việc tiến hành thí nghiệm tạo cơ sở để học sinh hiểu được các ứng dụng của những kiến thức đã học trong thực tiễn

4 Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý

a) Vai trò của thí nghiệm trong phương pháp thực nghiệm

Phương pháp thực nghiệm bao gồm 4 giai đoạn[1] :

- Làm nảy sinh vấn đề cần giải đáp, câu hỏi cần trả lời

- Đề xuất giả thuyết

- Từ giả thuyết, dùng suy luận lôgic để rút ra hệ qủa có thể kiểm tra được bằng thí nghiệm

- Xây dựng và thực hiện phương án thí nghiệm để kiểm tra hệ quả đã rút ra Nếu kết quả thí nghiệm phù hợp với hệ quả đã rút ra thì giả thuyết là chân thực, nếu không phù hợp thì phải đề xuất giả thuyết mới

Như vậy, thí nghiệm đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn đầu và ở giai đoạn cuối của phương pháp thực nghiệm Ở giai đoạn đầu, đa số các thông tin về đối tượng cần nghiên cứu thường được thu nhận trong các thí nghiệm Ở giai đoạn cuối để kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả rút ra, phải xây dựng và thực hiện phương án thí nghiệm sao cho loại bỏ được các yếu tố không quan tâm, tập trung vào kết quả chính

b) Vai trò của thí nghiệm trong phương pháp mô hình

Vai trò của thí nghiệm trong 4 giai đoạn của phương pháp mô hình cụ thể như sau:

- Thu thập các thông tin về đối tượng gốc: Các thông tin về đối tượng gốc thường được thu thập nhờ thí nghiệm

- Xây dựng mô hình: Thông qua thí nghiệm, nhờ việc chủ động loại bỏ những yếu

tố không quan tâm, tác động lên đối tượng, bố trí các dụng cụ quan sát, thu thập và xử

lí số liệu, ta mới có thể tìm ra được các thuộc tính, các mối quan hệ bản chất của đối tượng gốc, để đưa ra được mô hình phản ánh các mối quan hệ chính mà ta quan tâm

- Thao tác trên mô hình để suy ra các hệ quả lí thuyết: cho mô hình vận động (thao tác trên mô hình), đối với mô hình vật chất, người ta phải tiến hành các thí nghiệm thực với nó

- Kiểm tra hệ quả trên đối tượng gốc: thông qua thí nghiệm trên vật gốc, đối chiếu kết quả thu được từ mô hình với những kết quả thu được trực tiếp trên vật gốc, ta kiểm tra được tính đúng đắn của mô hình và rút ra giới hạn áp dụng của mô hình

1.1.3 Các thiết bị thí nghiệm Vật lý

Các thiết bị thí nghiệm là cơ sở để xây dựng các thí nghiệm hoàn chỉnh nhằm nghiên cứu một cách có hệ thống, trực quan các hiện tượng, quá trình Vật lý, hình thành các khái niệm, định luật Vật lý, tạo điều kiện nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật

của Vật lý

Người ta phân biệt hai loại thiết bị thí nghiệm: Thiết bị thí nghiệm biểu diễn dùng

để tiến hành các thí nghiệm của giáo viên và thiết bị thí nghiệm thực hành dùng cho các thí nghiệm của học sinh

1.1.3.1 Thiết bị thí nghiệm biểu diễn

Đặc điểm của các thiết bị thí nghiệm biểu diễn là chúng được chế tạo với kích thước đủ lớn sao cho học sinh trong cả lớp có thể quan sát được rõ các chi tiết quan trọng của thiết bị, tri giác đầy đủ các hiệu ứng Vật lý diễn ra trong thí nghiệm Các thiết bị thí nghiệm này thường được đi kèm với các dụng cụ đo có độ chính xác cao Các thiết bị thí nghiệm biểu diễn có thể được chế tạo để sử dụng một cách độc lập, cũng có thể được chế tạo thành một bộ thí nghiệm có nhiều chi tiết khi lắp ghép với nhau thành nhiều thí nghiệm để dạy ở nhiều phần khác nhau của chương trình Vật lý Các bộ thí nghiệm này thường phải có các dụng cụ bổ trợ khác như nguồn điện, các máy đo

1.1.3.2 Thiết bị thí nghiệm thực hành

Các thiết bị thí nghiệm thực hành thường được chế tạo thành các bộ thí nghiệm bao gồm nhiều chi tiết, dùng cho học sinh thực hành thí nghiệm khi nghiên cứu tài liệu mới hoặc làm thí nghiệm thực hành sau khi học xong một chương, một phần chương trình Vật lý

Việc chế tạo các bộ thí nghiêm thực hành cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau: 1) Sử dụng đơn giản

2) Việc lắp ráp các chi tiết tốn ít thời gian

3) Dễ dàng phối hợp, thay đổi các chi tiết Do việc phối hợp các chi tiết dễ dàng nên với mỗi bộ thí nghiệm thực hành, học sinh có thể làm được nhiều thí nghiệm khác nhau trong một phần của chương trình Vật lý phổ thông Nhờ ưu điểm đó mà các bộ thí nghiệm thực hành đã tạo điều kiện cho việc tổ chức các hoạt động trí tuệ - thực tiễn

đa dạng, sáng tạo của học sinh, góp phần phát triển vốn tri thức, tư duy và kĩ năng của học sinh

4) Các chi tiết thí nghiệm phải vững chắc, đẹp và phù hợp với các quy tắc an toàn

1.1.4 Những yêu cầu chung đối với việc sử dụng thí nghiệm

- Xác định rõ lôgic của tiến trình dạy học, trong đó việc sử dụng thí nghiệm phải là

một bộ phận hữu cơ của quá trình dạy học, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức Trước mỗi thí nghiệm, phải đảm bảo cho học sinh ý thức được sự cần thiết của thí nghiệm, hiểu rõ mục đích thí nghiệm

- Xác định rõ các dụng cụ cần sử dụng, nắm được vai trò của từng dụng cụ, sơ đồ

bố trí chúng, tiến trình thí nghiệm Không xem nhẹ các dụng cụ thí nghiệm đơn giản

- Đảm bảo cho học sinh có ý thức tham gia tích cực vào tất cả các giai đoạn thí nghiệm bằng cách giao cho học sinh thực hiện các nhiệm vụ cụ thể

- Thử nghiệm kĩ lưỡng mỗi thí nghiệm trước giờ học, đảm bảo thí nghiệm phải thành công (hiện tượng xảy ra quan sát được rõ ràng, kết quả đo có độ chính xác chấp nhận được)

- Việc sử dụng các dụng cụ và tiến hành thí nghiệm phải tuân theo các qui tắc an toàn

1.2 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

1.2.1 Bản chất của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Theo một trong những quan niệm phổ biến hiện nay thì dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề được xem như hệ thống các quy tắc áp dụng các thủ pháp dạy học có tính đến logic của các thao tác tư duy và các quy luật của hoạt động nhận thức của học sinh Sự khác nhau cơ bản giữa dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với dạy học truyền thống là ở mục đích và nguyên tắc tổ chức quá trình dạy học Mục đích của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là làm cho học sinh nắm vững không chỉ các cơ sở khoa học mà chính cả quá trình thu nhận các kiến thức và các sự kiện khoa học, sự phát triển của năng lực nhận thức và sáng tạo của học sinh Nguyên tắc cơ bản tổ chức dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là nguyên tắc hoạt động tìm kiếm của học sinh, tức là nguyên tắc tự học sinh tìm kiếm các sự kiện khoa học, các hiện tượng, định luật, các phương pháp nghiên cứu khoa học, các phương pháp ứng dụng kiến thức vào thực tế.[2]

1.2.2 Tình huống có vấn đề

- Theo M.I Macmutốp:

"Tình huống có vấn đề đó là trở ngại về trí tuệ con người, xuất hiện khi họ chưa biết cách giải thích hiện tượng, sự kiện, quá trình của thực tế, khi chưa thể đạt tới mục

đó bằng cách thức hành động quen thuộc Tình huống này kích thích con người tìm tòi

cách giải thích hay hành động mới, tình huống có vấn đề là quỵ luật của hoạt động nhận thức, sáng tạo có hiệu quả Tình huống có vấn đề quy định sự khởi đầu của tư duy, hành động tư duy tích cực sẽ diễn ra trong suốt quá trình nêu và giải quyết các vấn đề.”

Như vậy: Nội dung cơ bản của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là đặt ra trước học sinh một hệ thống tình huống có vấn đề, những điều kiện đảm bảo việc giải quyết các vấn đề đó và những chỉ dẫn nhằm đưa học sinh vào con đường tự lực giải quyết các vấn đề đã đặt ra Bằng con đường đó không những học sinh thu được kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo mới mà họ còn được rèn luyện năng lực tự lực nhận thức và phát triển được năng lực sáng tạo

1.2.3 Cấu trúc dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Quá trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề có thể chia làm ba giai đoạn:

1 Đặt vấn đề xây dựng bài toán nhận thức

a) Tóm tắt của giai đoạn này như sau:

- Tạo tình huống có vấn đề

- Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh

- Phát biểu vấn đề cần giải quyết

Đây là giai đoạn đặt học sinh vào tình huống có vấn đề, mục đích chính của giai đoạn này là:

+ Làm xuất hiện trước học sinh mâu thuẫn nhận thức, giúp học sinh xác định rõ nhiệm vụ nhận thức và tiếp nhận nó, tức là tạo ra nhu cầu nhận thức ở học sinh

+ Kích thích ở học sinh hứng thú nhận thức sao cho các em phấn khởi, sẵn sàng giải quyết vấn đề một cách liên tục

+ Đặt học sinh trước những khó khăn vừa sức, những khó khăn này khiến các em phải căng óc ra suy nghĩ giải quyết nhưng không được khó quá để làm mất hứng thú của học sinh Khó khăn có thể giải quyết được sẽ củng cố niềm tin của học sinh

b) Các biện pháp xây dựng tình huống có vấn đề

Khâu đầu tiên của giai đoạn này là tổ chức điều kiện làm nảy sinh tình huống có vấn đề Có nhiều cách tổ chức tình huống có vấn đề, các biện pháp xây dựng tình huống có vấn đề có thể như sau:

- Kể chuyện mở đầu về ý nghĩa khoa học kĩ thuật và đời sống của hiện tượng sẽ được nghiên cứu

- Dùng thí nghiệm Vật lý

Ví dụ: Khi dạy bài định luật Bec-nu-li, để đưa học sinh vào tình huống có vấn đề, giáo viên có thể thí nghiệm đơn giản: Đặt hai tờ giấy mỏng song song, gần nhau và đặt câu hỏi: Các tờ giấy sẽ chuyển động thế nào (gần lại nhau hay ra xa nhau?) nếu ta thổi một luồng không khí vào khe giữa hai tờ giấy? Quan niệm thông thường của học sinh cho rằng chúng sẽ chuyển động ra xa nhau, nhưng kết quả thí nghiệm ngược lại với quan niệm của học sinh, khi đó xuất hiện tình huống cần nhận thức

sẽ dừng lại nếu lực đặt lên nó ngừng tác dụng" Hỏi: "Kết luận đó của A-ri-xtốt đúng không?"

c) Một số kiểu tình huống có vấn đề

Tuỳ theo tính chất của mâu thuẫn xuất hiện, người ta phân biệt một số kiểu tình huống có vấn đề đòi những cách giải quyết khác nhau về mặt phương pháp dạy học Sau đây là một số kiểu tình huống có vấn đề có thể vận dụng trong dạy học Vật lý:

- Tình huống đột biến được tạo ra bằng cách cung cấp những sự kiện, hiện tượng không thể giải quyết được bằng những kiến thức và kĩ năng sẵn có

- Tình huống bất ngờ: Xuất hiện khi học sinh gặp những sự kiện, hiện tượng bất thường, không ngờ là có thể xảy ra như thế Cách giải quyết là làm sáng tỏ nguyên nhân của hiện tượng (ví dụ: các hiện tượng "lạ")

- Tình huống không phù hợp: là các tình huống trong đó chứa đựng các "nghịch lí", tức là những sự kiện, hiện tượng trái với quan niệm thông thường của học sinh (chẳng hạn "nghịch lí thuỷ tĩnh học") Khi giải quyết vấn đề cần phân tích chỗ sai trong cách hiểu thông thường, từ đó nhận thức được chân lí của khoa học

- Tình huống xung đột: Là tình huống trong đó có sự kiện, quan điểm trái ngược nhau (ví dụ: bản chất ánh sáng là hạt hay là sóng) - học sinh phải tìm hiểu phân tích hiện tượng, phê phán quan điểm sai để tìm ra chân lí

- Tình huống bác bỏ: Là tình huống đặt ra cho học sinh phải bác bỏ một kết luận phản khoa học, một luận đề sai lầm Chẳng hạn theo A-ri-xtốt "vật nặng gấp đôi thì rơi nhanh gấp đôi" Có thể dùng để tạo tình huống bác bỏ

- Tình huống lựa chọn xuất hiện khi học sinh phải lựa chọn trong những phương án

để giải quyết lấy một phương án hợp lí nhất ở những điều kiện cụ thể

Tuy nhiên cách phân tích như trên chỉ là tương đối, quy ước, vì một tình huống cụ thể có thể bao hàm nhiều tính chất xen kẽ

Vì một tình huống có thể có nhiều vấn đề này sinh cùng một lúc trong mối liên hệ hữu cơ với nhau, có vấn đề chính, có vấn đề phụ, vì vậy cần lựa chọn vấn đề cơ bản để giải quyết trên cơ sở đó giải quyết các vấn đề khác

Khi đã đưa học sinh vào tình huống có vấn đề, họ có mong muốn giải quyết 1 vấn

đề, họ ở tư thế sẵn sàng suy nghĩ vượt khó khăn để giải quyết vấn đề với niềm tin có thể giải quyết được vấn đề đã đặt ra Khi đó giai đoạn đề xuất vấn đề kêu thúc và tiếp theo là giai đoạn nghiên cứu giải quyết vấn đề

2 Giai đoạn giải quyết vấn đề

a) Các công việc của giai đoạn này là:

- Đề xuất các giả thuyết;

- Lập kế hoạch giải quyết vấn đề;

- Thực hiện kế hoạch giải

b) Mục đích của giai đoạn này là:

- Đưa học sinh vào con đường tự lực, khai thác tri thức

- Làm cho học sinh quen dần với phương pháp khoa học trong nghiên cứu giải quyết vấn đề

- Để đạt mục đích ấy giai đoạn này bao gồm hai yếu tố cơ bản: Xây dựng giả thuyết và kiểm chứng giả thuyết

Học sinh có thể rèn luyện được năng lực nhận thức một cách tự lực và sáng tạo khi

họ biết cách nghiên cứu giải quyết vấn đề, mà việc nghiên cứu giải quyết vấn đề trong khoa học thì nhất thiết diễn ra theo con đường đề xuất và phát triển giả thuyết

Giả thuyết là một vấn đề giả sử có, đề ra để giải thích một hiện tượng nào đó và đòi hỏi phải được xác minh bằng thí nghiệm hoặc bằng những luận chứng khoa học

Giả thuyết là một hình thức độc đáo của tư duy, nó bao gồm một số khái niệm, phán đoán, suy lí giả định, đồng thời nó chính là quá trình đề xuất, chứng minh, phát triển những điều đã giả định Vì vậy giả thuyết có một vai trò quan trọng trong công việc rèn luyện tư duy khoa học

Có hai con đường đề xuất và chứng minh giả thuyết: Con đường diễn dịch ngoại suy và con đường diễn dịch tương tự

Việc lôi cuốn học sinh vào con đường xây dựng giả thuyết đòi hỏi phải rèn luyện cho họ có kĩ năng quan sát một cách có mục đích các sự vật và hiện tượng trong khuôn khổ tình huống có vấn đề, rồi sau đó vận dụng các tri thức đã có để xây dựng giả thuyết dựa trên cơ sở quan sát đó Ở đây có sự kết hợp nhận thức của cảm tính với nhận thức lí tính

Trước một tình huống có vấn đề học sinh đề ra được nhiều giả thuyết khác nhau và giáo viên hướng dẫn học sinh tiến hành luận chứng cho giả thuyết, nghĩa là chọn lọc một cách có căn cứ một trong các giả thuyết đã đề ra làm con đường đáng tin nhất để giải quyết vấn đề, cách chọn lọc tốt nhất là suy từ các giả thuyết ra các hệ quả khác nhau rồi kiểm tra các hệ quả đó bằng kinh nghiệm sẵn có hay bằng thí nghiệm, kết quả

là sẽ loại trừ được những giả thuyết sai lầm

Khi đã chọn được một giả thuyết tương đối có triển vọng rồi thì phải kiểm chứng các giả thuyết đó Đối với Vật lý học việc kiểm chứng các giả thuyết thường được thực hiện nhờ thí nghiệm Chú ý lựa chọn thí nghiệm kiểm chứng sao cho hiện tượng thí nghiệm được đơn nhất, thiết bị thí nghiệm đơn giản, tiến hành thí nghiệm ngắn gọn hợp lí, kết luận rút ra từ thí nghiệm xuất hiện một cách logic và nằm trong phạm vi kiến thức mà học sinh có thể hiểu được

3 Kiểm tra, vận dụng kết quả

Các công việc cụ thể của giai đoạn này là

a) Thảo luận kết quả và đánh giá;

b) Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã nêu;

c) Phát biểu kết luận

d) Đề xuất vấn đề mới

Trong giai đoạn này chú ý cho học sinh vận dụng sáng tạo các tri thức đã thu nhận được, tức là vận dụng để giải quyết những tình huống mới, khai thác với những tình huống mới gặp phải khi thu nhận kiến thức

1.2.4 Ưu điểm của phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề giúp học sinh nắm được tri thức và hành động trí tuệ sâu sắc, vững chắc; tạo điều kiện cho học sinh phát huy tính sáng tạo, nâng cao hứng thú nhận thức, hình thành nhu cầu hoạt động tìm kiếm, phát hiện vấn đề; giúp học sinh bồi dưỡng được những phẩm chất, tác phong của người làm khoa học, dần hình thành cho học sinh năng lực thu thập, phân tích, xử lí thông tin truyền bá ý tưởng thông tin, công tác tổ chức, hoạt động học tập Vận dụng phương pháp dạy học này, đòi hỏi giáo viên phải phấn đấu nâng cao trình độ chuyên môn, có kiến thức chuyên sâu về môn học và liên ngành, có phương pháp ứng xử sư phạm

1.2.5 Các mức độ của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Tuỳ theo mức độ tham gia của học sinh vào quá trình nghiên cứu và giải quyết vấn

đề người ta phân chia dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề thành bốn mức độ

Mức 1: Giáo viên nêu vấn đề, nêu cách giải quyết vấn đề; Học sinh thực hiện cách

giải quyết vấn đề theo hướng dẫn của giáo viên Giáo viên đánh giá kết quả làm việc của học sinh

Mức 2: Giáo viên nêu vấn đề, gợi ý để học sinh tìm ra cách giải quyết vấn đề

Học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề Giáo viên và học sinh cùng đánh giá

Mức 3: Giáo viên cung cấp thông tin tạo tình huống, học sinh phát hiện và xác định

vấn đề nảy sinh, tự lực đề xuất các giả thuyết và lựa chọn giải pháp, học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề với sự giúp đỡ của giáo viên khi cần Giáo viên cùng học sinh đánh giá

Mức 4: Học sinh tự lực phát hiện vấn đề nẩy sinh trong hoàn cảnh của mình hoặc

của cộng đồng, lựa chọn vấn đề phải giải quyết Học sinh giải quyết vấn đề, tự đánh giá chất lượng và hiệu quả

1.3 Vấn đề tự làm thiết bị dạy học

Hiện nay trong công tác thiết bị trường học, vấn đề tự làm đồ dùng dạy học đang trở thành một xu thế quan trọng của thế giới Ở các nước châu Á và Châu Đại Dương, nghiên cứu vấn đề tự làm đồ dùng dạy học được tiến hành dưới sự bảo trợ của

UNESCO khu vực trong "Chương trình cách tân giáo dục để phát triển" (APEID), dưới tiêu đề "phát triển các thiết bị dạy học rẻ tiền" UNESCO khu vực châu Á và châu Đại Dương đã tổ chức nghiên cứu chuyên đề này thông qua các nước thành viên UNESCO đã giúp các nước tổ chức nhiều Hội thảo khoa học quốc gia, trên cơ sở đó

đã tổ chức những hội thảo chuyên đề khu vực và phân khu vực theo những thời gian

và chủ đề thích hợp

Ý nghĩa và khả năng tự làm đồ dùng dạy học

Vấn đề tự làm đồ dùng dạy học có ý nghĩa rất to lớn đối với quá trình giáo dục về mặt nhận thức, sư phạm và kinh tế

Vấn đề nhận thức: Qua việc tự làm đồ dùng dạy học, học sinh nắm các vấn đề

khoa học sâu sắc và bền vững hơn, tư duy tích cực, sáng tạo và hứng thú học tập của các em được bồi dưỡng; kĩ năng thực hành và các phẩm chất khác của các em có điều kiện phát triển Đối với học sinh, tự làm đồ dùng dạy học là một khâu của quá trình nhận thức : vận dụng kiến thức để cải tạo thực tiễn

Trong nhiều trường hợp, bản thân hoạt động thực hành không chỉ là một phương tiện rèn luyện kĩ năng mà còn là nguồn nhận thức Nếu không qua các hoạt động đó thì học sinh không thể nắm được những kiến thức và hình thành những phẩm chất rất quan trọng của một người lao động mới

Vì vậy, không phải hiện nay còn nghèo, chúng ta mới phát động phong trào tự làm,

mà sau này, khi đất nước ta đã trở thành giàu có, vấn đề tự làm đồ dùng dạy học vẫn

có vị trí xứng đáng của nó

Các dụng cụ tự làm thoả mãn tính thời sự, phục vụ kịp thời những vấn đề mà xã

hội đang đặt ra, phù hợp với đặc điểm địa phương và trình độ nhận thức của học sinh

trong những điều kiện cụ thể, do đó đem lại hiệu quả sư phạm cao hơn Đây là những

ưu điểm mà các dụng cụ do nhà máy sản xuất không thể nào đáp ứng được

Khi nói đến ý nghĩa kinh tế của đồ dùng dạy học tự làm có phải chúng ta thừa nhận

rằng sản xuất thủ công của thầy giáo và học sinh tiết kiệm hơn sản xuất công nghiệp không ? Đứng về mật năng suất lao động thuần tuý mà xét, thì sản xuất thủ công có năng suất lao động cũng như chất lượng sản phẩm kém hơn sản xuất công nghiệp nhiều Nhưng, tiết kiệm là ở chỗ nhiều dụng cụ tự làm đem lại hiệu quả sư phạm cao hơn, huy động được năng lực và trí sáng tạo của hàng triệu giáo viên và học sinh, tận

dụng được nguồn vật tư rất phong phú và đa dạng mà nền sản xuất xã hội nhiều khi không sử dụng đến Như vậy không phải đồ dùng dạy học nào cũng cần và có thể tự làm

Cần nhấn mạnh rằng ở các nước phát triển vấn đề tự làm thường chỉ đặt ra cho học sinh như là một khâu của quá trình học tập Còn đối với giáo viên thì vấn đề tự làm về thực chất là lắp ráp các thiết bị theo các tư tưởng dạy học mới, trên cơ sở tận dụng những thiết bị đã được trang bị khá phong phú

Ở chúng ta cũng như ở các nước chậm phát triển khác, vấn đề này đặt ra cho giáo viên như là một biện pháp nhằm làm phong phú thêm cơ sở vật chất cho nhà trường đồng thời bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm cho thầy giáo

Thật vậy, dạy học cũng như phần lớn các ngành lao động khác, trình độ nghiệp vụ của thầy giáo phải được thể hiện qua việc sử dụng công cụ Điều đó cũng giống người thợ thể hiện trình độ tay nghề của mình qua việc sử dụng công cụ lao động của họ Người thầy giáo khi sử dụng thiết bị trong quá trình dạy học, năng suất lao động sẽ tăng lên Gắn liền với thiết bị, lao động của người thầy sẽ có tính đặc thù của nó và nghiệp vụ sư phạm của người thầy sẽ được bồi dưỡng qua quá trình sử dụng thiết bị Bây giờ ta sẽ nghiên cứu vấn đề tự làm đồ dùng dạy học có những khả năng gì trong việc giải quyết các yêu cầu trang bị nhà trường nói chung, đặc biệt, có thể giải quyết vấn đề gì cho cải cách giáo dục?

Hiện nay cải cách giáo dục đang đặt ra cho công tác thiết bị trường học những yêu cầu cao và hết sức to lớn Cải cách giáo dục đòi hỏi phải trang bị toàn diện và cân đối cho các hoạt động giáo dục, các môn học và cấp học Số giờ thực hành chiếm tỉ lệ khá cao trong tổng số tiết học Ở một số môn trong một số phần, giờ thực hành chiếm tới

10 - 15% tổng số giờ giảng dạy Đáp ứng được yêu cầu trang bị cho cải cách giáo dục

là vấn để hết sức khó khăn Trước tình hình đó có thể giải quyết vấn đề trang bị cơ sở vật chất nhà trường theo hai hướng : tự làm và nhà nước cung cấp

Trong những năm qua, mặc dù nhà nước đã cố gắng đầu tư vào sản xuất đồ dùng dạy học, nhưng đến nay trừ một số trường trọng điểm của Trung ương và địa phương, tình hình thiết bị nói chung vẫn vô cùng thiếu thốn, nhiều nơi hầu như chưa có gì Như vậy, nếu số vốn đầu tư có tăng lên gấp đôi hay gấp ba (mà đó là vấn đề không thể có trong những năm tới) vẫn không đáp ứng được nhu cầu do cải cách giáo dục đặt

Qua phong trào thi đua tự làm đồ dùng dạy học, nhiều địa phương đã đạt được những kết quả đáng khích lệ

Cùng với phong trào thi đua tự làm đồ dùng dạy học, phong trào sử dụng đồ dùng dạy học đã và đang được đẩy mạnh Ở một số địa phương điều đó đã thực sự góp phần nâng cao chất lượng dạy học

Như vậy, bên cạnh việc tăng cường việc sản xuất đồ dùng dạy học ở các xí nghiệp trung ương và địa phương, việc tổ chức quần chúng giáo viên và học sinh tự làm đồ dùng dạy học là một trong những biện pháp quan trọng nhằm đẩy mạnh tốc độ, trang

bị cho nhà trường, một bước thỏa mãn những yêu cầu do cải cách giáo dục đặt ra, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục

1.4 Sử dụng thiết bị theo tinh thần dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Theo Thái Duy Tuyên “Trong những năm gần đây, lí luận học ở các nước nói

nhiều đến những PPDH mới, trong đó có dạy học nêu vấn đề, mà thực chất của nó là điều khiển để học sinh tự tìm kiếm lấy kiến thức, trên cơ sở tích cực hóa hoạt động nhận thức của họ Để làm việc này thầy giáo cần có những thiết bị tương ứng Việc biên soạn lí thuyết sáng tạo và sử dụng các thiết bị dạy học theo tinh thần nêu vấn đề lúc này tạo điều kiện thuận lợi cho việc hiện đại hóa các PPDH.”

1.4.1 Cơ sở lý luận của việc sử dụng thiết bị dạy học theo tinh thần dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

1.4.1.1 Yêu cầu của một tình huống có vấn đề

Như mọi người đều biết, xây dựng tình huống có vấn đề là một giai đoạn quan

trọng của quá trình dạy học, nếu thiếu nó thì quá trình tư duy sáng tọa không thể khởi

phát được

Thực tế giảng dạy cho thấy việc xây dựng tình huống có vấn đề sẽ gặp nhiều khó khăn nếu không có những thiết bị cần thiết Từ thực nghiệm sư phạm mà chúng tôi đã

tiến hành mấy năm qua cho thấy rằng: một thiết bị xây dựng tình huống có vấn đề phải thỏa mãn những yêu cầu sau :

a) Tạo ra được mâu thuẫn của thông tin

b) Mâu thuẫn phải kích thích được hứng thú của học sinh đối với vấn đề nghiên

cứu

c) Học sinh cảm thấy có thể giải quyết được mâu thuẫn, nghĩa là mâu thuẫn phải

đảm bảo tính vừa sức

1.4.1.2 Cách tạo mâu thuẫn

Những điều kiện để tạo ra tình huống có vấn đề trên đây đã được lí luận dạy học chứng minh

Vấn đề là làm thế nào để tạo ra mâu thuẫn, sử dụng thiết bị thế nào để tạo ra mâu thuẫn? Đó là những quy trình, những thủ thuật cụ thể mà thầy giáo phải vận dụng trong thực tiễn giảng dạy Nếu không giải quyết được những vấn đề này thì những tư tưởng, quan điểm có tầm quan trọng chiến lược đặt ra trong lí luận dạy học sẽ không

có điều kiện thể hiện trong thực tiễn nhà trường

Để xác định được phương pháp sử dụng thiết bị dạy học, nhằm xây dựng tình

huống có vấn đề phải bắt đầu từ sự phân tích nội dung kiến thức được quy định trong

các tài liệu học tập Kiến thức trình bày trong các tài liệu này bao giờ cũng chứa đựng những mâu thuẫn giữa những vấn đề mà học sinh đã biết và những vấn đề mới mà học sinh sẽ học

Hơn nữa, nói cho cùng thì kiến thức nào cũng chứa đựng mâu thuẫn, vì các khái niệm định lí, định luật đều là sự thống nhất giữa khách quan và chủ quan một mặt chúng phản ánh những tính chất, những quy luật tương tác và vận động của thế giới khách quan (đó là tính khách quan), mặt khác nó phản ánh mức độ nhận thức có giới hạn của con người đối với thế giới (đó là tính chủ quan) Vì vậy, khái niệm định lí, định luật nào cũng đều có giới hạn đúng của nó Nếu ta đặt những khái niệm, định lí, định luật này ngoài những giới hạn đó thì sẽ xảy ra mâu thuẫn, nghịch lí Thí dụ: Nguyên tắc bình thông nhau chỉ đúng khi thí nghiệm tiến hành trên mặt đất, nếu làm thí nghiệm ở những vùng có trạng thái phi trọng tính thì nguyên tắc bình thông nhau sẽ không đúng nữa

Sau khi nhìn nhận được mâu thuẫn, các thiết bị dạy học, với tư cách là phương tiện thông tin, phải được sử dụng sao cho hai vế của mâu thuẫn xích lại gần nhau Quá trình này cần được mô tả dưới dạng động để làm nổi rõ cơ chế của nó

Tốc độ biểu diễn của quá trình cần đủ chậm để học sinh nhận biết được mâu

thuẫn, qua thao tác so sánh thông tin, rồi kết hợp hai vế của mâu thuẫn trong một câu hỏi thống nhất

Nhìn chung, tình huống có vấn đề không phải có thể tạo ra dễ dàng qua một vài thao tác biểu diễn thí nghiệm, giới thiệu tranh hoặc mô hình Đó thường là kết quả của một quá trình phát triển ít nhiều phức tạp, chế biến câu hỏi và phải có thời gian mà không thể xảy ra một cách nhanh chóng

Để tạo mâu thuẫn nhận thức không phải là một quá trình đơn giản Điều đáng chú

ý là trong quá trình này việc sử dụng thiết bị thường phải gắn liền với lời giải thích

của giáo viên Điều đó có thể giải thích như sau: Việc quan sát một hoặc nhiều hiện

tượng cụ thể luôn gắn liền với kinh nghiệm sống, những cái được giả thiết là cố định

và là một mặt của mâu thuẫn Để làm lộ rõ mâu thuẫn phải tạo ra mặt kia của hiện tượng bằng cách cho quan sát một hoặc nhiều hiện tượng cụ thể khác Nhiều khi, sau khi quan sát hai hiện tượng hoặc hai loại hiện tượng vẫn chưa đề xuất ngay được mâu thuẫn, mà phải phân tích hiện tượng ở mức độ khái quát, nghĩa là phải giải thích lí thuyết mới thấy được mâu thuẫn, rồi kết hợp chúng lại trong một câu hỏi, trong một vấn đề thống nhất

Nhiều trường hợp không phải có thể dễ dàng quan sát các hiện tượng thực tiễn Có lúc hai hiện tượng xảy ra rất xa nhau về thời gian và không gian, nhưng là hai mặt của một vấn đề nhận thức Thí dụ, trong việc nghiên cứu các vấn đề xã hội, có lúc để nêu lên một vấn đề, phải khái quát cả một thời kì lịch sử Trong trường hợp đó, nhiều khi phải dùng các tài liệu màn ảnh như phim, vô tuyến truyền hình để xây dựng tình huống

có vấn đề Các phương tiện này do những đặc điểm riêng của chúng có khả năng trình bày những sự kiện rất xa nhau về không gian và thời gian thành một vấn đề thống nhất nhằm tạo ra những tình huống có vấn đề hấp dẫn trong quá trình dạy học

1.4.1.3 Cách tạo hứng thú

Làm thế nào để tạo ra được những thiết bị hứng thú đối với học sinh?

Như trên đã nói, thiết bị phải tạo ra mâu thuẫn giữa kiến thức mới và kiến thức cũ Nhưng nếu những mâu thuẫn này chỉ tồn tại như một khách thể đối với học sinh thì nó chưa thể trở thành động lực của quá trình dạy học

Mâu thuẫn này chỉ trở thành động lực của quá trình dạy học khi nó được học sinh

tiếp nhận, trở thành một mâu thuẫn trong ý thức học sinh, một mâu thuẫn nội tại Điều

đó chỉ có được khi học sinh học tập một cách tự giác và với một niềm hứng thú thực

sự

Xưa kia, không có vấn đề hứng thú học tập, nhà trường cũ bắt buộc, đe doạ, trừng phạt những học sinh biếng nhác Usinski nói : "Học tập bị tước đoạt mọi hứng thú và chỉ tiếp nhận bằng sức mạnh cưỡng bức, dù là có được từ những nguồn tốt nhất - Từ

tình yêu cha mẹ, thầy giáo - làm giảm ở học sinh sự tự giác học tập mà không có điều

đó thì không thể giải quyết được”

Ngày nay, mọi người đều thừa nhận ý nghĩa quan trọng của hứng thú đối với quá trình nhận thức Vấn đề là làm thế nào để kích thích được hứng thú của học sinh

Ta đã biết hứng thú của một người đối với một sự vật, một hiện tượng là sự phản

ánh thái độ của người đó đối với thế giới khách quan Nhưng, đây là sự phản ánh có chọn lọc vì thế giới bên ngoài rất đa dạng, mà con người chỉ hứng thú đối với một số

vật và hiện tượng nào đấy Chỉ những vật nào cần thiết quan trọng, có giá trị đối với

cá nhân, nghĩa là có thể thỏa mãn nhu cầu vật chất và tinh thần đối với cá nhân thì mới

có thể gây hứng thú

Hứng thú còn gắn liền với kiến thức và kinh nghiệm, với sự phát triển tương lai của con người, về mặt quan hệ, thì hứng thú chỉ nảy sinh khi có sự thống nhất giữa cá

nhân và môi trường (thế giới khách quan) Chính vì có sự liên hệ mật thiết đó nên có

thể điều khiển hứng thú của cá nhân bằng cách thay đổi môi trường và điều kiện bên ngoài Mặt khác, cần chú ý cải tạo khả năng, tính chất của con người cho phù hợp với môi trường và điều kiện sống Như vậy, để điều khiển được hứng thú của cá nhân phải cải tạo cả bản chất con người lẫn môi trường bên ngoài, làm cho hai yếu tố này xích lại gần nhau, thống nhất với nhau Đó là diều kiện rất quan trọng để nảy sinh hứng thú Hứng thú học tập là một dạng hứng thú mang trong mình tất cả những tính chất đặc thù, cho nên khi sử dụng thiết bị dạy học, để gây hứng thú cho học sinh cần quán triệt những vấn đề đã nói

Tuy nhiên, khi nói đến sự cần thiết kích thích hứng thú nhận thức của học sinh, cũng cần chú ý rằng, không phải bất kì vấn đề khoa học nào cũng làm cho học sinh hứng thú Vả chăng, nếu "học tập chỉ dựa vào hứng thú thì không thể trau dồi khả năng nắm kiến thức và ý chí của học sinh, vì không phải tất cả mọi điều trong quá trình học

tập đều hứng thú, mà có nhiều điều cần tiếp nhận bằng sức mạnh của ý chí "

(Usinski)

Khi sử dụng thiết bị nhằm kích thích hứng thú của học sinh phải thoả mãn một số yêu cầu nhất định, cụ thể là:

a) Về nội dung: Thiết bị phải đem lại những thông tin mới cho học sinh, nhưng

không mới đến mức hoàn toàn không hiểu được; Cái mới phải bổ sung, phát triển hoặc

mâu thuẫn với cái cũ

Thật ra, trong khuôn khổ của một giờ học và trong điều kiện thông tin hiện đại, thì đưa ra được cái gì mới, có tác dụng hấp dẫn học sinh không phải là việc dễ Nhưng có thể chế tạo hoặc sử dụng thiết bị để giới thiệu những vấn đề không lớn, và nhiều sự

vật, hiện tượng dưới một góc độ mới

b) Về phương pháp: Nên làm sao cho thiết bị được sử dụng dưới nhiều hình thức,

lúc nhanh, lúc chậm phù hợp với quá trình nhận thức; các hiện tượng mới phải được

tạo ra một cách đột ngột, bất ngờ, học sinh không dự kiến được Nếu có điều kiện cần

sáng tạo và sử dụng thiết bị để mô tả hiện tượng trong những trường hợp đặc biệt, tạo

ra những hiện tượng có vẻ nghịch lí, nhằm giúp học sinh thấy rõ hơn bản chất của vấn

đề Thí dụ, qua bài "Lăng kính" (vật lý lớp 10) học sinh hiểu rằng khi đi qua lăng kính, ánh sáng bị khúc xạ về phía đáy Đó là trường hợp lăng kính thuỷ tinh đặt trong môi trường không khí (kém chiết quang hơn) Nếu ta làm một lăng kính không khí đặt trong môi trường nước (chiết quang hơn) thì khi đi qua lăng kính, áng sáng sẽ bị khúc

xạ về phía đỉnh Điều này làm cho học sinh rất ngạc nhiên và hứng thú, đồng thời, thấy

rõ hơn bản chất của hiện tượng

Hứng thú học tập của các em sẽ tăng lên nếu thông tin mà thiết bị đưa ra có nội dung thiết thực, gần gũi với cuộc sống hàng ngày của các em Thí dụ: có thể ra cho các

em các bài tập sau :

Có thể đo điện trờ một bóng đèn có thế hiệu U = 220V và công suất P = 100W bằng ba phương pháp:

Để tăng cường hứng thú khi sử dụng thí nghiệm có thể cho các em dự đoán các

hiện tượng xảy ra trước khi làm thí nghiệm Điều đó chẳng những làm cho học sinh hứng thú mà còn phát triển tư duy sáng tạo cho các em

Thực tế đã cho thấy rằng nếu việc sử dụng phương pháp dự đoán đúng lúc, đúng chỗ, sẽ làm cho giờ học thoải mái tự nhiên, học sinh học tập hào hứng, tích cực và một

số em đã có những dự toán khá độc đáo về các hiện tượng sẽ xảy ra, khi cho biết trước những điều kiện xác định Điều đó chứng tỏ việc sử dụng phương pháp dự đoán trong quá trình dạy học rất phù hợp với quá trình tư duy sáng tạo

Thật vậy, mọi người đều biết quá trình sáng tạo cái mới thường xảy ra không theo

một quy luật nhất định Nhiều khi cái mới nó loé lên đột ngột, bất ngờ Tính bột phát

nảy sinh trong quá trình sáng tạo thường gắn liền với dự đoán, với phương pháp trực giác mà không phải là kết quả của một sự suy luận chặt chẽ

Nếu quá trình sáng tạo thường xảy ra một cách không có quy luật như vậy, thì ngược lại sự giới thiệu các công trình nghiên cứu lại có logic chặt chẽ Có thể nói cái logic chặt chẽ sử dụng khi báo cáo kết quả các công trình nghiên cứu nhiều khi đã che

lấp cái logic thật của tư duy sáng tạo Vì vậy, nếu ta giới thiệu kiến thức giống hệt như

SGK, thì điều đó trong nhiều trường hợp sẽ hạn chế trí sáng tạo của học sinh Cho

nên, trong quá trình dạy học, thầy giáo cần rèn luyện phương pháp trực giác cho học sinh bằng cách nêu những vấn đề, những câu hỏi để học sinh dự đoán phương pháp giải quyết vấn đề Điều đó sẽ làm tăng hứng thú nhận thức cho các em và phản ánh đúng sự vận động của tư duy học sinh trong quá trình sáng tạo

Khi tiến hành thực nghiệm sư phạm phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi

Điều đáng chú ý là:

Có thể tạo ra tình huống có vấn đề bằng nhiều phương tiện khác nhau: tranh, biểu

bảng, mô hình, thí nghiệm, thực hành, phim nhưng nên căn cứ vào nội dung kiến thức

và phương pháp đặc thù của bộ môn để sử dụng các thiết bị thích hợp, nhằm xây dựng tình huống có vấn đề một cách tối ưu Thí dụ, đối với môn Vật lý, Hoá học, Sinh vật v.v thì việc sử dụng thí nghiệm để xây dựng tình huống có vấn đề là hợp lí Nhưng đối với các môn Văn học, Lịch sử, Địa lí v.v thì phải dùng các thiết bị khác như tranh, ảnh, bản đồ, phim v.v

1.4.2 Sáng tạo thiết bị dạy học

1.4.2.1 Tính chất các dụng cụ dạy học tự làm

Nhìn chung đồ dùng dạy học tự làm phải có những tính chất sau :

a) Kĩ thuật sản xuất đơn giản, không đòi hỏi những công cụ sản xuất phức tạp b) Sử dụng nguyên vật liệu địa phương hoặc những phế phẩm, phế liệu mà học sinh có thể tự kiếm được

c) Sử dụng lực lượng của giáo viên và học sinh, nguần nhân lực dồi dào mà nhà trường có thể huy động, nhưng hiện nay vẫn chưa được sử dụng hợp lí

d) Phục vụ thiết thực kịp thời và có hiệu quả quá trình dạy học

Bốn tính chất trên đây của thiết bị tự làm có liên quan chặt chẽ đến nhau và cũng

là những điều kiện cần thiết để việc tự làm đồ dùng dạy học trở thành phong trào quần

chúng và đem lại hiệu quả sư phạm rõ rệt

mới mà không chú ý sửa chữa dụng cụ hỏng

Cải tiến các thiết bị cũ cho phù hợp với nội dung và phương pháp giảng dạy

mới

Hiện nay không sử dụng chiếm tỉ lệ khá cao trong số các thiết bị được trang bị Một trong những nguyên nhân cơ bản của tình trạng này là do thiết bị không phù hợp với nội dung và phương pháp giảng dạy mới Vì vậy, cần phải cải tiến các thiết bị cũ

Chế tạo những dụng cụ dạy học mới

Việc tự làm đồ dùng dạy học theo hướng sửa chữa, cải tiến, bổ sung các dụng cụ

đã có là cần thiết, nhưng chỉ đặt ra cho những trường đã có cơ sở vật chất tương đối tốt Còn phần lớn các trường cơ sở vật chất còn thiếu thốn, có trường hầu như chưa có

gì, thì việc tự làm đồ dùng dạy học mới là rất quan trọng

1.4.2.3 Tổ chức tự làm

Về mặt tổ chức, chỉ đạo, để có thể làm được đồ dùng dạy học cần phải giải quyết đồng bộ nhiều vấn đề

Ở trường, ngoài những khâu tổ chức cần thiết như những công việc khác, cần chú

ý đến khâu chỉ đạo quy trình tự làm gồm các giai đoạn sau:

1.4.2.4 Chế tạo bộ thiết bị cho một giờ lên lớp

1.4.2.4.a Chế tạo một thiết bị dạy học

Để chế tạo một dụng cụ dạy học phải tuân theo những yêu cầu do Bộ Giáo dục - Đào tạo quy định, nhằm đảm bảo chất lượng dạy học và sự an toàn cho các em khi sử dụng trong nhà trường

Những yêu cầu này rất toàn diện và tỉ mỉ, những cơ quan sản xuất các thiết bị dạy học cần nghiên cứu kĩ lưỡng và tuân thủ nghiêm ngặt Đối với những thầy giáo và học sinh tự làm đồ dùng dạy học để phục vụ việc nâng cao chất lượng dạy học trên lớp, cần chú ý một số yêu cầu cơ bản sau đây:

Về mặt sư phạm: phải thoả mãn những yêu cầu về dạy học và giáo dục để nâng

cao chất lượng dạy học, nâng cao tính trực quan và hứng thú của các em

Về kĩ thuật: đảm bảo độ chính xác và độ bền cần thiết của thiết bị Hiện nay, một

số thiết bị đo đạc như: nhiệt kế, cân, bình chia độ, ampe kế có độ chính xác rất kém, ảnh hưởng đến kết quả các thí nghiệm

Về kinh tế: giá thành các dụng cụ dạy học phải vừa phải để có thể trang bị cho nhà

trường với số lượng lớn

Về vệ sinh: Phải đảm bảo sức khoẻ cho học sinh, giảm bớt những bệnh học đường

nhữ: cận thị, vẹo cột sống

1.4.2.4.b Chế tạo bộ thiết bị cho một giờ lên lớp

Chế tạo thiết bị là để nâng cao chất lượng dạy học Nhưng tế bào của quá trình dạy

học là giờ lên lớp Vì vậy, trong việc chế tạo thiết bị dạy học phải lấy việc chế tạo bộ

thiết bị dạy học cho một giờ lên lớp làm cơ sở

Những dụng cụ dạy học dùng cho một giờ lên lớp có quan hệ mật thiết với nhau

và phải đảm bảo tính hệ thông, tính đồng bộ mới đem lại hiệu quả sử dụng cao

* Yêu cầu về tính đồng bộ của bộ thiết bị cho một giờ lên lớp được thể hiện ở

Nam Nhưng đến nay chúng vẫn chưa được cải tiến cho phù hợp với điều kiện mới

Các thiết bị được sản xuất trong nước chưa đảm bảo tính đồng bộ

Đảm bảo tính đồng bộ giữa các bước, các khâu của quá trình dạy học

Bộ dụng cụ dạy học hiện nay chủ yếu chỉ phục vụ quá trình giảng bài mới, còn các

bước khác của quá trình dạy học như: mở bài, vận dụng, củng cố, kiểm tra kiến thức

về cơ bản đều không có hoặc rất ít sử dụng thiết bị

Thoả mãn những yêu cầu về rèn luyện tính tích cực, độc lập, sáng tạo do các PPDH tích cực đặt ra

Thoả mãn yêu cầu thực hành, đặc biệt cần chú ý đến các dụng cụ thực hành

đồng loạt, vì hình thức thực hành này thu hút toàn thể học sinh tham gia vào hoạt động

nhận thức mà không tốn kém lắm và không đòi hỏi những dụng cụ có độ chính xác

cao

Đảm bảo tính đồng bộ của các loại hình thiết bị từ vật thật, vật nhồi, mô hình

đến các loại tài liệu màn ảnh như phim, vô tuyến truyền hình, giáo án điện tử Để có thể giúp thầy giáo hình thành các khái niệm, định luật, định lí khoa học theo những quy luật của quá trình nhận thức Cần đặc biệt chú ý đến các loại mô hình kí hiệu và

các loại thiết bị dạy học khác hỗ trợ cho quá trình tư duy trừu tượng

Năm yếu tố trên đây của một bộ dụng cụ dạy học cho phép vừa thỏa mãn những yêu cầu về tổ chức, về quá trình dạy học, vừa thỏa mãn những yêu cầu về nội dung, phương pháp và quá trình nhận thức, nhằm góp phần nâng cao chất lượng đào tạo

Ta đã xác định những yếu tố cơ bản của bộ dụng cụ dạy học, tuy nhiên không phải nhất thiết lúc nào cũng cần có đầy đủ các yếu tố đó Vai trò, vị trí của các yếu tố không phải đều có tầm quan trọng ngang nhau, mà tuỳ từng trường hợp, từng giai đoạn cụ thể của quá trình dạy học, một yếu tố nào đó sẽ giữ vai trò chủ đạo

Đó là quá trình luôn luôn vận động và biến đổi cho phù hợp với đặc điểm của quá trình dạy học

* Quy trình:

Quy trình tự làm bộ đồ dùng dạy học cho một giờ lên lớp gồm hai bước:

Bước 1: Xác định hệ thống thiết bị cho một giờ lên lớp Công việc này thường tiến

hành ngay trong quá trình soạn giáo án theo trình tự sau:

- Phân tích cấu trúc nội dung bài học

Đặc điểm học sinh Phương pháp Phương tiện

2 Bài mới -

Các thiết bị cần dùng cho một bài học

Bước 2: Gia công kĩ thuật

Để gia công kĩ thuật :

- Xác định mục đích, yêu cầu;

- Cấu trúc;

- Cơ chế vận hành của thiết bị;

Để tự làm một đồ dùng dạy học các thầy giáo thường sử dụng các dụng cụ, phụ tùng có trong phòng thí nghiệm và các đồ chơi, phế liệu, phế thải, các nguyên vật liệu

rẻ tiền sẵn có tại địa phương Điều đó đòi hỏi sự khéo tay, sự dày công và trí sáng tạo, nhưng nhìn chung không đòi hỏi sự gia công kĩ thuật quá phức tạp, giúp các em phát triển tư duy kĩ thuật tổng hợp trong điều kiện nhà trường

1.5 Thực tế tình hình sử dụng thiết bị thí nghiệm theo tinh thần dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề của các trường THPT Tỉnh Thái Nguyên

1.5.1 Mục đích điều tra

Một trong những căn cứ để xây dựng và sử dụng các thí nghiệm vật lý là những khó khăn của giáo viên và học sinh gặp phải trong quá trình dạy và học Vì vậy tôi đã tìm hiểu thực trạng các thí nghiệm vật lý, các quá trình dạy và học của giáo viên cũng như học sinh ở một số trường THPT tỉnh Thái Nguyên, qua đó những thông tin mà tôi thu được sẽ giúp các thí nghiệm mà tôi xây dựng và phương pháp sử dụng các thí nghiệm

đó đáp ứng tốt nhất nhu cầu thực tế

1.5.2 Phương pháp điều tra

Việc điều tra được tiến hành ở một số trường THPT thuộc tỉnh Thái Nguyên: THPT Bắc Sơn, THPT Lê Hồng Phong, THPT Phổ Yên Như sau:

- Điều tra GV: Trao đổi trực tiếp, tham khảo giáo án, dùng phiếu điều tra

- Điều tra HS: Trao đổi trực tiếp, thông qua các bài kiểm tra

- Dự giờ của một số GV

1.5.3 Nội dung và kết quả điều tra

1.5.3.1 Tình hình dạy học chương “Động lực học chất điểm”

Kết quả điều tra như sau:

quan trọng của bài,… Việc đổi mới phương pháp dạy học như phát hiện và giải quyết

vấn đề đã đi vào thực tế, nhưng do thiếu các dụng cụ thí nghiệm trực quan nên chủ yếu

việc dạy kết hợp thí nghiệm chỉ được thực hiện vào những tiết dự giờ, thao giảng và thường chỉ lựa chọn những bài đã có thí nghiệm sẵn có, dễ làm, dễ thành công

+ Nhiều GV vẫn mong muốn phát huy tính tích cực, tự chủ và sáng tạo của HS bằng việc đặt câu hỏi cho HS suy nghĩ giải quyết nhưng thông thường đó là những câu hỏi giúp HS tái hiện thông thường mà không có nhiều tác dụng trong việc phát triển tư duy, không có tác dụng kích thích nhu cầu và hứng thú học tập của HS Các vấn đề mà giáo viên đưa ra đôi khi không làm học sinh tin tưởng hoặc không gây ấn tượng mạnh

+ Một số bài hiện chưa có thí nghiệm thực, mà chỉ cho HS nắm bắt về hình thức, qua mô tả bằng hình vẽ của giáo viên, khiến học sinh chưa hình dung hết hiện tượng, chưa gây được hứng thú học tập

- Về tình hình học

+ Qua phỏng vấn cho thấy, HS luôn có nhu cầu rất lớn trong việc học với thí nghiệm, tự làm và thiết kế thí nghiệm, đặc biệt là các thí nghiệm có chứa các tình huống có vấn đề, các thí nghiệm khác với sách giáo khoa, có những tình huống mà HS chưa từng gặp…

+ Trong giờ học bài mới, HS còn thụ động trong việc tiếp thu kiến thức mới, ngại suy nghĩ động não, chỉ quen ngồi nghe giảng và đợi GV đọc để ghi chép HS phát biểu xây dựng bài rất ít, hiếm khi đặt câu hỏi thắc mắc đối với GV về vấn đề đã học ngay cả khi không hiểu bài

+ HS ít được quan sát, tiến hành TN trên lớp khi xây dựng kiến thức mới nên không

có hứng thú trong học tập dẫn tới không hiểu bài hoặc hời hợt Khi vận dụng kiến thức vào tình huống hơi khác với lý thuyết đã học thì tỏ ra lúng túng, thiếu tự tin

1.5.3.2 Những khó khăn sai lầm mà HS gặp phải khi học chương “Động lực học chất điểm”

Qua trao đổi trực tiếp và phân tích bài làm của HS, đối chiếu với những nhận xét thu được khi đánh giá các bài kiểm tra và vở bài tập của HS, chúng tôi nhận thấy HS thường mắc phải những khó khăn chủ yếu sau:

- Khả năng vận dụng các kiến hức vào thực tế như khái niệm lực, cân bằng lực, kĩ năng phân tích, tổng hợp lực, các định luật Newton và các lực cơ học còn rất hạn chế nếu chỉ học trong sách vở, thông qua mô tả của giáo viên mà không có các hiện tượng thực tế để vận dụng dự đoán hoặc giải thích

- Chuyển động ném ngang với các chuyển động thành phần làm học sinh có phần

mơ hồ, đôi khi không tin tưởng vào thực tế dù lí thuyết đã khẳng định Ví dụ, khi nêu bài toán về 2 vật được thả từ cùng độ cao, một vật rơi tự do, một vật ném ngang, HS không tin rằng hai vật sẽ chạm đất cùng lúc!

1.5.3.3 Nguyên nhân dẫn tới những khó khăn sai lầm của HS

+ Bản thân kiến thức này là khó, đòi hỏi HS phải suy luận, tư duy và kết hợp với các hiểu biết thực tế

+ GV tổ chức hoạt động dạy học theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề nhưng việc kết hợp với các thí nghiệm, hiện tượng thực tế còn chưa nhiều nên không lôi cuốn

HS vào tham gia xây dựng kiến thức mới không phát huy được tính tích cực, tự chủ

tìm tòi, sáng tạo của HS GV chưa khai thác triệt để kiến thức cũ của HS trong quá trình xây dựng kiến thức mới

+ Thiết bị TN ở trường THPT mặc dù có nhưng vẫn chưa đủ Trong quá trình dạy học, GV chưa khai thác hết tiềm năng TN, chưa kết hợp sử dụng có hiệu quả các thiết

bị, đồ dùng dạy: Hình vẽ, mô hình, thiết bị TN

+ HS không nắm chắc các kiến thức liên quan, đặc biệt là toán học và vật lý Cần nắm vững các lí thuyết trong chương nhưng đồng thời các kĩ năng về toán học cũng rất cần thiết

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Sự khác nhau cơ bản giữa dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với dạy học truyền thống là ở mục đích và nguyên tắc tổ chức quá trình dạy học Mục đích của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là làm cho học sinh nắm vững không chỉ các kiến thức khoa học mà cả phương pháp thu nhận kiến thức giúp phát triển năng lực nhận thức và sáng tạo của học sinh

Thí nghiệm vật lý có vai trò quan trọng trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn

đề Theo quan điểm của lí luận nhận thức, trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, thí nghiệm có các chức năng sau:

+ Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức

+ Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được + Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn + Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý

- Thực tế giảng dạy cho thấy việc xây dựng tình huống có vấn đề sẽ khó khăn hơn nếu không có những thí nghiệm trực quan Từ thực nghiệm sư phạm cho thấy rằng : một thí nghiệm dùng để xây dựng tình huống có vấn đề phải thỏa mãn những yêu cầu sau :

+ Tạo ra được mâu thuẫn của thông tin

+ Mâu thuẫn phải kích thích được hứng thú của học sinh đối với vấn đề nghiên cứu

+ Học sinh cảm thấy có thể giải quyết được mâu thuẫn, nghĩa là mâu thuẫn phải

đảm bảo tính vừa sức

- Với phần khảo sát tình trạng các thí nghiệm vật lý, tình hình dạy và học với thí nghiệm vật lý tại các trường THPT tỉnh Thái Nguyên cho thấy: Các thiết bị thí nghiệm hiện có đều là do sở GD&ĐT Thái Nguyên cấp phát Không xuất hiện nhiều các thiết

bị thí nghiệm do GV và HS tự thiết kế, sử dụng Trong khi đó, nhiều kiến thức cần có

sự trợ giúp của các dụng cụ trực quan, đồng thời các thí nghiệm trực quan đáp ứng nhu cầu muốn gắn lí thuyết với thực tiễn của HS

CHƯƠNG II XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM TỰ TẠO

CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÝ LỚP 10 THPT

2.1 Đặc điểm bộ môn vật lý

Vật lý học là khoa học gắn với thực tế sản xuất và đời sống, nên khi dạy cần yêu cầu HS vận dụng những hiểu biết trong cuộc sống vào việc nghiên cứu kiến thức mới

và cần nêu các ứng dụng của vật lý vào thực tế

Vật lý học hiện đại phát triển bằng cả hai con đường thực nghiệm và lý thuyết Việc dạy vật lý vừa phải coi trọng mặt thực nghiệm, vừa phải chú ý đến mặt lý luận,

để vừa bảo đảm truyền đạt chính xác các kiến thức vừa góp phần xây dựng cho HS tư duy khoa học, phương pháp suy luận logic, chặt chẽ, nhưng biện chứng, không máy móc [10] Bên cạnh việc hình thành kiến thức cho HS bằng thực nghiệm, một số trường hợp, trong dạy học vật lý phổ thông cũng có thể đi theo con đường vận dụng các kiến thức đã học để xây dựng kiến thức mới

Trong chương trình phổ thông, các khái niệm, định luật Vật lý thường được hình thành từ con đường thực nghiệm Do đó, giảng dạy Vật lý gắn liền với việc thực hiện các TN khảo sát hoặc các TN minh hoạ và các thí nghiệm thực hành Việc học vật lý đòi hỏi HS phải rèn luyện khả năng quan sát, rèn luyện các kỹ năng sử dụng các thiết

bị, dụng cụ thí nghiệm Trong dạy học Vật lý ở THPT, việc chú trọng rèn luyện cho

HS khả năng dự đoán và đề xuất phương án TN kiểm tra dự đoán, nhằm hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của HS là rất quan trọng

-10, nội dung của chương là ngh