Khai thác, xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học cơ học vật lí 8 trung học cơ sở

12 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH ..... Luật Giáo dục năm 2005 tiếp tục chỉ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

VÕ LONG PHI

KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG

BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC

“CƠ HỌC” - VẬT LÍ 8 TRUNG HỌC CƠ SỞ

Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

BỘ MÔN VẬT LÍ

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Giáo

Nghệ An - 2013

1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất

kì một công trình nào khác

Tác giả

Võ Long Phi

2

LỜI CẢM ƠN

Bằng tất cả tấm lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tác giả xin gởi lời cảm

ơn chân thành đến:

 PGS.TS Lê Văn Giáo đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tác giả

những lúc khó khăn Cảm ơn thầy đã dành thời gian và công sức chỉ dẫn những

hướng đi giúp cho tác giả hoàn thành tốt luận văn

 Các thầy cô giảng dạy lớp Cao học khóa 19 đã truyền thụ cho chúng tôi

những kiến thức và kinh nghiệm quý báu

 Ban Giám Hiệu, thầy cô tổ Lí - Tin, các em học sinh trường THCS Suối Nho đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực nghiệm đề tài

 Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên hỗ trợ tác

giả trong suốt thời gian vừa qua

Đồng Nai – 2013

3

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ 7

MỞ ĐẦU 8

CẤU TRÚC LUẬN VĂN 11

Chương I 12

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 12

1.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN 12

1.1.1 Tích cực hóa hoạt động nhận thức trong dạy học vật lí 12

1.1.1.1 Hoạt động học 12

1.1.1.2 Tính tích cực hoạt động nhận thức của HS 13

1.1.1.3 Những biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức 14

1.1.1.4 Khái niệm tích cực hóa hoạt động nhận thức 15

1.1.1.5 Sự cần thiết của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức 15

1.1.1.6 Các biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí 17

1.1.2 Bài tập thí nghiệm 19

1.1.2.1 Khái niệm về BTTN 19

1.1.2.2 Phân loại BTTN 19

1.1.2.3 Phương pháp giải BTTN 22

1.1.2.4 BTTN với việc phát huy tính tích cực nhận thức của HS 24

1.1.2.5 Phương pháp xây dựng BTTN 26

1.1.2.6 Phương pháp sử dụng BTTN vào dạy học vật lí 28

4

1.1.2.7 Các hình thức sử dụng BTTN trong dạy học vật lí ở THCS 30

1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN 34

1.2.1 Thực trạng về BTTN 34

1.2.2 Thực trạng sử dụng 35

1.2.3 Nguyên nhân của thực trạng 36

1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 37

Chương 2 39

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƯƠNG “CƠ HỌC” LỚP 8 39

2.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CHƯƠNG “CƠ HỌC” LỚP 8 39

2.1.1 Vị trí chương “Cơ học” trong chương trình vật lí phổ thông (VLPT) 39

2.1.2 Đặc điểm chương “Cơ học” lớp 8 41

2.1.3 Cấu trúc logic của chương 42

2.2 MỘT SỐ LƯU Ý TRONG KHI HÌNH THÀNH KIẾN THỨC 44

2.2.1 Chuyển động cơ 44

2.2.2 Lực cơ 44

2.2.3 Áp suất 45

2.2.4 Cơ năng 46

2.3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ HỌC” LỚP 8 46

2.3.1 Mục đích, định hướng xây dựng và yêu cầu 46

2.3.1.1 Mục đích 46

2.3.1.2 Định hướng xây dựng 47

2.3.1.3 Yêu cầu 47

2.3.2 Hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Cơ học” 48

2.3.2.1 BTTN định tính quan sát và giải thích hiện tượng 48

2.3.2.2 Bài tập định tính, thiết kế phương án thí nghiệm 52

2.3.2.3 BTTN định lượng 55

5

2.4 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CƠ

HỌC” CÓ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 58

2.4.1 Giáo án 1 58

2.4.2 Giáo án 2 64

2.4.3 Giáo án 3 72

2.4.4 Giáo án 77

2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 84

Chương 3

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85

3.1 MỤC ĐÍCH CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85

3.2 NHIỆM VỤ CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85

3.3 ĐỐI TƯỢNG CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85

3.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 86

3.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 87

3.5.1 Tiêu chí đánh giá 87

3.5.2 Kết quả thực nghiệm 88

3.5.2.1 Phân tích định lượng 88

3.5.2.2 Phân tích định tính 93

3.5.2.3 Đánh giá kết quả của đề tài 94

3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 95

KẾT LUẬN 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

7

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ

Trang

Sơ đồ 1.1: Cấu trúc tâm lý của hoạt động học 12

Sơ đồ 1.2: Phân loại hệ thống BTTN 20

Sơ đồ 2.1: Vị trí chương “Cơ học” vật lí 8 trong chương trình vật lí phổ thông 40

Sơ đồ 2.2: Cấu trúc logic của chương “Cơ học” 43

Bảng 3.1: Số HS của lớp đối chứng và số HS của lớp thực nghiệm 86

Bảng 3.2: Bảng phân phối thực nghiệm số HS đạt điểm xi 88

Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất số % HS đạt điểm xi 88

Bảng 3.4: Bảng lũy tích: Số % HS đạt Số HS đạt điểm ≤ xi 89

Bảng 3.5: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm TN và ĐC 92

Biểu đồ 3.1: Biểu đồ phân phối thực nghiệm: số % HS đạt điểm xi 89

Biểu đồ 3.2: Đường phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi 90

Biểu đồ 3.3: Đường lũy tích: Số % HS đạt điểm ≤ xi 90

Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam (khóa VIII) về định hướng chiến lược phát triển giáo dục - đào tạo đã khẳng

định: “phải đổi mới phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một

chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo cho người học ” Các năm vừa qua, với

định hướng chiến lược trên, nhiều chỉ đạo đổi mới đã được ngành giáo dục phổ biến, theo đó phương pháp dạy học theo hướng tập trung vào người học được chú trọng thực hiện và mang lại nhiều kết quả khả quan Do vậy, cho đến nay định hướng này vẫn được Đảng, Chính phủ và Bộ Giáo dục – Đào tạo tiếp tục khẳng định

Luật Giáo dục (năm 2005) tiếp tục chỉ rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông

phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của học sinh; phù hợp với từng đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh ”

Theo định hướng đổi mới dạy học hiện nay: Tri thức phải được tạo nên một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức (tức là của học sinh) chứ không tiếp thu một cách thụ động từ bên ngoài Từ quan niệm đó, trong dạy học phải coi trọng vấn đề hình thành cho học sinh cách học, cách tạo nên tri thức, cách tự học chứ không chỉ đơn thuần là cung cấp kiến thức Dạy học như vậy hình thành và phát triển hệ thống tri thức, nhận thức cho học sinh và tạo điều kiện thuận lợi để học sinh lĩnh hội, kiến tạo tri thức mới Trên thực tế để tạo ra cho học sinh những điều kiện để có thể phát huy được

9

tính chủ động thì người dạy không đơn thuần chỉ thông qua các phương pháp dạy học

mà còn phải thông qua hệ thống các bài tập vật lí, bởi việc giải bài tập chính là hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh Trong các loại bài tập vật lí, bài tập thí nghiệm đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bồi dưỡng năng lực tự học và năng lực thực nghiệm cho học sinh, góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy Chính vì vậy việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong quá trình dạy học là vấn đề cần thiết

Trong thời gian qua đã có một số công trình nghiên cứu sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí nhằm phát triển năng lực nhận thức và tích cực hóa hoạt động của học sinh trung học cơ sở cũng như nâng cao hiệu quả giảng dạy trong nhà trường Tuy nhiên, việc nghiên cứu khai thác và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học cơ học – vật lí 8 vẫn còn có những hạn chế Trong khi đó, chương “ Cơ học ” này

là bắt đầu của giai đoạn 2 (lớp 8 và lớp 9) khi khả năng tư duy của học sinh đã phát triển và bắt đầu làm quen với các bài toán định lượng, thì việc sử dụng bài tập thí nghiệm đối với học sinh, nhằm kích thích tính tò mò, khả năng tìm tòi kiến thức sẽ tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy và năng lực nhận thức của học sinh

Xuất phát từ các lý do trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: Khai thác, xây

dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học “Cơ học” – vật lí 8 trung học cơ

sở

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Khai thác, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm trong dạy học “ Cơ học ” – vật lí 8 nhằm tạo hứng thú, tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, qua

đó góp phần nâng cao hiệu quả dạy học vật lí trung học cơ sở

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng:

Hoạt động dạy và học vật lí ở trường trung học cơ sở, trong đó đi sâu vào việc

sử dụng bài tập thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

3.2 Phạm vi nghiên cứu:

10

Bài tập thí nghiệm "Cơ học " – vật lí 8 THCS

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu trong quá trình dạy học chương “Cơ học” - vật lí 8 sử dụng bài tập thí nghiệm một cách hợp lý có thể kích thích hứng thú học tập, góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, qua đó góp phần nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường phổ thông

5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

5.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường THCS theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

5.2 Phân tích nội dung kiến thức "Cơ học" – vật lí 8; Xác định các kiến thức

có thể sử dụng bài tập thí nghiệm vào dạy học

5.3 Tìm hiểu thực tế dạy học chương "Cơ học" ở một số trường THCS

5.4 Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương "Cơ học" – vật lí 8

có sử dụng bài tập thí nghiệm

5.5 Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THCS nhằm xác định mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của các tiến trình dạy học đã thiết kế

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp điều tra và quan sát

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học

7 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

- Về lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận việc sử dụng bài tập thí

nghiệm cũng như nâng cao khả năng áp dụng phổ biến bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường THCS

- Về thực tiễn:

+ Thiết kế được tiến trình dạy học có sử dụng bài tập thí nghiệm một số kiến

thức trong chương "Cơ học" – Vật lí 8

II CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Luận văn có cấu trúc như sau:

PHẦN MỞ ĐẦU (4 trang)

PHẦN NỘI DUNG (84 trang)

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

Chương 2 Khai thác, xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong chương “Cơ học” – Vật lí 8

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

PHẦN KẾT LUẬN (3 trang)

và những dạng hoạt động nhất định [12]

Có nhiều kiểu phân loại khác nhau về hoạt động học, theo A.V.Petrovski có hai kiểu phân loại chính: học ngẫu nhiên và học có chủ định [20] Ở đây chúng tôi chỉ xem xét hoạt động học có chủ định hay còn gọi là học tập

Theo lí thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc gồm nhiều thành phần,

có quan hệ và tác động lẫn nhau, được trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 1.1 Cấu trúc tâm lí của hoạt động [29]

Động cơ

Mục đích

Phương tiện , điều kiện

Hoạt động

Hành động

Thao tác

1.1.1.2 Tính tích cực hoạt động nhận thức của HS

Chủ nghĩa duy vật lịch sử xem tính tích cực (TTC) là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội Khác với động vật, con người không chỉ tiêu thụ những gì sẵn có trong thiên nhiên cho sự tồn tại và phát triển của xã hội mà còn chủ động cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội, sáng tạo ra nền văn hóa ở mỗi thời đại Hình thành và phát triển tính tích cực xã hội là một trong các nhiệm vụ chủ yếu của giáo dục nhằm đào tạo ra những con người năng động, thích ứng và góp phần phát triển cộng đồng Có thể xem tính tích cực như là điều kiện, đồng thời là kết quả của sự phát triển nhân cách trẻ trong quá trình giáo dục [41]

TTC được biểu hiện trong hoạt động của mỗi con người, đặc biệt là những hoạt động mang tính chủ động, của chủ thể Chẳng hạn như học tập là hoạt động chủ đạo của lứa tuổi đi học TTC biểu hiện ở sự gắng sức cao về nhiều mặt trong hoạt động học tập, mà học tập là một trường hợp riêng của nhận thức Vì vậy, nói đến TTC trong học tập về bản chất là tính tích cực nhận thức, sự mong muốn hiểu biết và có khát vọng chiếm lĩnh tri thức về thế giới khách quan [18]

Theo Hà Thế Ngữ thì tích cực hoạt động nhận thức của HS là sự ý thức được nhiệm vụ học tập của HS đối với từng môn, từng bài nói riêng thông qua việc HS hăng say học tập, từ đó tự mình ra sức hoàn thiện nhiệm vụ học tập, tự mình khắc phục khó

14

khăn để nắm tri thức, kỹ năng mới và nắm tài liệu mới một cách tự giác từ đó biến tri thức thành vốn riêng và thành kinh nghiệm sống của chính mình, thành một bộ phận của thuộc tính nhân cách [18]

Như vậy ta có thể coi TTC trong học tập là sự tự giác tìm tòi, nắm vững tri thức, vận dụng nó vào thực tiễn Hình thành và phát triển TTC là một trong các nhiệm

vụ chủ yếu của giáo dục nhằm đào tạo những con người năng động, thích ứng và góp phần phát triển cộng đồng

TTC học tập được phân thành các cấp độ từ thấp tới cao [10]

- Bắt chước: HS bắt chước hành động, thao tác của GV và bạn bè, nhờ đó mà

HS tích lũy được kiến thức và kinh nghiệm

- Tìm tòi: HS độc lập trong tư duy khi giải quyết các vấn đề, tìm kiếm các cách giải khác nhau về một vấn đề để tìm cho ra lời giải hợp lý nhất; nhờ đó mà nhu cầu, hứng thú và óc sáng tạo phát triển

- Sáng tạo: HS tìm ra cách giải quyết mới, độc đáo, đề xuất những giải pháp

có hiệu quả, có sáng kiến lắp đặt những thí nghiệm để chứng minh bài học

1.1.1.3 Những biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức

TTC trong hoạt động học tập không chỉ thể hiện ở hoạt động cơ bắp mà chủ yếu ở các hoạt động trí tuệ như sau:

- Tập trung, chú ý nghe giảng, học và làm bài TTC cao sẽ kéo dài thời gian chú ý, tập trung trong học tập

- Hăng hái vào mọi hình thức hoạt động học tập (thể hiện khi giơ tay phát biểu ý kiến, xung phong lên bảng, bổ sung các câu trả lời của các bạn)

- Hay nêu thắc mắc, đòi hỏi được giải thích cặn kẽ những vấn đề mà HS chưa hiểu hay GV trình bày chưa đủ, chưa rõ ràng

- Vận dụng linh hoạt kiến thức, kĩ năng vào giải quyết các nhiệm vụ học tập, thực tiễn cuộc sống

- Chuyên cần trong việc học bài, làm bài ở nhà, đọc thêm tài liệu, làm thêm

15

các bài tập khác, hoàn thành nhiệm vụ GV giao

- Sự tự giác học tập, không bị bắt buộc bởi các tác nhân bên ngoài như gia đình, bạn bè, thầy cô

- Tinh thần vượt qua khó khăn trong học tập (điều kiện vật chất, thời gian, phương tiện đi lại, …)

- Thái độ phản ứng tiếc rẻ khi giờ học kết thúc

- Kết quả học tập tốt trong năng lực học tập của HS

1.1.1.4 Khái niệm tích cực hóa hoạt động nhận thức

Theo Thái Duy Tuyên: “Tích cực hóa là một tập hợp các hoạt động nhằm chuyển vị trí 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” [35]

Tính tích cực nhận thức trong hoạt động học tập liên quan trước hết đến động

cơ học tập Động cơ đúng tạo ra hứng thú Hứng thú là tiền đề của tự giác, tự giác và hứng thú là hai yếu tố tâm lí tạo nên tính tích cực [10] Như vậy trong quá trình dạy học (QTDH ) muốn tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, người dạy có nhiệm vụ

tổ chức, điều khiển đưa học sinh vào trạng thái tích cực, chủ động trong các hoạt động học tập Làm cho HS có nhận thức đúng đắn về nhiệm vụ học tập của mình, có thái độ học tập tốt, từ đó quyết tâm hoàn thành tốt nhất các bài toán nhận thức trong quá trình học tập Trong QTDH người GV với vai trò tổ chức, hướng dẫn, tạo điều kiện cần thiết

để kích thích hoạt động học tập của HS, còn việc nắm vững kiến thức thì diễn ra tùy theo mức độ biểu lộ tính tích cực trí tuệ và lòng ham hiểu biết, tư chất trí tuệ của

mỗi em [16]

1.1.1.5 Sự cần thiết của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức

Đổi mới PPDH là một trong các nhiệm vụ có tính thời sự của ngành giáo dục Để đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của xã hội, nhà trường cần phải đào tạo những con người biết tự học, tự tìm kiếm tri thức cho bản thân Điều đó có nghĩa là dạy học cần phải chuyển từ việc truyền thụ kiến thức sang

16

việc hình thành những năng lực hoạt động tự lực cho HS Tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS là một biện pháp kích thích, phát huy khả năng tự học – một bản năng của con người Thế mà tự học là một trong những nguồn gốc của sáng tạo vì trong quá trình tự học tư duy độc lập, tư duy phê phán, tư duy sáng tạo được nảy nở và phát triển “Mỗi người chúng ta cần sáng tạo bởi vì tư duy sáng tạo là tài nguyên cơ bản nhất của con người, là nguồn gốc chính sinh ra sự giàu có , thịnh vượng của một quốc gia, một gia đình” [35]

Việc tích cực hóa hoạt động học của HS một cách mạnh mẽ sẽ đem đến nhiều ích lợi to lớn đối với người học như sau:

- Tạo HS tự giác học tập, chú ý trong giờ học Việc chú ý học tập tạo điều kiện cho HS dễ dàng chiếm lĩnh kiến thức, dễ khắc sâu, không ngừng hoạt động trí óc tạo sự phát triển mạnh mẽ về tư duy và trí nhớ của HS

- Khuyến khích HS tự bộc lộ quan niệm (thường là quan niệm sai) riêng của mình về những khái niệm, hiện tượng, điều kiện để vận dụng định lí, định luật… ngay trong giờ học và do đó tự giác và tích cực tham gia hoạt động nhận thức để khắc phục những sai lạc đó

- Khiến các hành động học tập diễn ra với tần suất và tốc độ cao hơn, các kỹ năng của HS được hoàn thiện nhanh hơn, thời gian học tập cho một nội dung kiến thức được rút ngắn lại làm cho người học chủ động được thời gian của mình

- Bồi dưỡng những phẩm chất tốt đẹp của người lao động trong tương lai như: tính tự lập, chủ động, chuyên cần, sáng tạo, tác phong công nghiệp tiên tiến

Như vậy việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS không chỉ góp phần quan trọng nâng cao chất lượng dạy học mà còn tạo ra đội ngũ lao động trong tương lai có tri thức cao, vừa có kĩ năng tốt và vừa mang những phẩm chất tốt đẹp của người lao động phục vụ cho sự phát triển của quốc gia

Việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS còn làm ảnh hưởng đến tâm lí khi tham gia các hoạt động khác, khiến HS chủ động và mạnh dạn hơn với các hoạt

1.1.1.6 Các biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí [36]

- Giác ngộ ý thức học tập, kích thích tinh thần trách nhiệm và hứng thú học tập của các em bằng cách nói lên ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn

đề nghiên cứu

- Kích thích hứng thú qua nội dung Đây là biện pháp mà các thầy giáo hay sử dụng nhất Tùy thế mạnh của từng môn học mà cách kích thích hứng thú sẽ khác nhau Thí dụ, môn toán tuy khó và khô khan nhưng vẫn được nhiều người ưa thích vì logic chặt chẽ, vì tính rõ ràng cân đối và hàm súc của nội dung Môn vật lý, sinh học, văn, sử đều có những đặc thù và thế mạnh riêng trong việc kích thích hứng thú

Nhưng nhìn chung, muốn kích thích được hứng thú của học sinh thì nội dung phải mới, nhưng cái mới ở đây không phải là một cái gì quá xa lạ với các em, mà cái mới phải liên hệ và phát triển cái cũ, phát triển những kiến thức và kinh nghiệm mà các

em đã có, phải gắn liền với cuộc sống hiện tại và sự phát triển tương lai của các em

Kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt và suy nghĩ hàng ngày, phải thỏa mãn nhu cầu nhận thức và thực tiễn của các em

- Kích thích hứng thú qua phương pháp dạy học Cùng một nội dung như nhau nhưng bài học diễn ra có hứng thú không, có để lại những ấn tượng sâu đậm trong tâm hồn các em không thì phụ thuộc rất lớn vào phương pháp dạy học, sự nhạy cảm, và tài năng sáng tạo của người thầy

Để tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh phải dùng nhiều phương pháp trong dạng phối hợp với nhau, nhưng những phương pháp có tác dụng tốt nhất

đề khi học chương nào đấy, môn học nào đấy; Các thí nghiệm, thực hành cũng phải rất

cụ thể nhằm giúp thầy giáo giải quyết được những vấn đề kỹ thuật cụ thể lúc hành nghề; Bộ câu hỏi, hệ thống bài tập phải được biên soạn cẩn thận để thể hiện được những tư tưởng sư phạm mới

Hệ thống kiến thức phải được trình bày trong dạng vận động, phát triển và mâu thuẫn với nhau Những vấn đề quan trọng, các hiện tượng then chốt phải trình bày sao cho diễn ra một cách đột ngột, bất ngờ mới tạo ra hứng thú

Việc sử dụng "trò chơi học tập" là một biện pháp nhằm đưa tư tưởng "học mà chơi, chơi mà học" vào nhà trường Trong xã hội hiện đại, vấn đề này rất quan trọng và không chỉ tổ chức cho trẻ em mà còn cho cả người lớn nữa

- Sử dụng các phương tiện dạy học, đặc biệt là những phương tiện kỹ thuật dạy học hiện đại Đây là biện pháp hết sức quan trọng nhằm nâng cao tích cực tính của học sinh và giúp nhà trường đưa chất lượng dạy học lên một tầm cao mới

Tuy nhiên, không ít trường hợp ta thấy việc sử dụng giáo án điện tử kết quả học tập lại thấp hơn khi dạy học truyền thống Điều đó có nghĩa là việc sáng tạo và sử dụng các giáo án điện tử đã không phù hợp với qui luật nhận thức và đã vi phạm những nguyên tắc sư phạm nào đấy

Vì vậy, việc sáng tạo và sử dụng các phương tiện dạy học trong điều kiện hiện đại đòi hỏi phải thấm đượm tinh thần phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh

- Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: cá nhân, nhóm, tập thể lớp ; làm việc trong vườn trường, xưởng trường, phòng thí nghiệm , tổ chức tham quan, các hoạt động nội khóa, ngoại khóa đa dạng

Việc tổ chức cho các em xâm nhập thực tế, tham gia các hoạt động xã hội là

+ Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa thầy giáo và học sinh

+ Phát triển kinh nghiệm sống của học sinh trong học tập

+ Kiểm tra, đánh giá có tác dụng rất quan trọng đến việc phát huy tính tích cực học tập của học sinh

1.1.2 Bài tập thí nghiệm

1.1.2.1 Khái niệm về BTTN

BTTN là những bài tập mà việc giải nó đòi hỏi phải tiến hành thí nghiệm hoặc phải vận dụng kỹ năng thực hành BTTN vừa mang đặc trưng của bài tập vừa mang đặc trưng của thí nghiệm, nó có tác dụng trong việc đào sâu, củng cố kiến thức và bồi dưỡng kỹ năng thực hành cho HS trong dạy học vật lí [21,tr.83]

BTTN có nhiều tác động tốt về cả ba mặt: giáo dưỡng, giáo dục và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt là làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí thuyết và thực tiễn Giải BTTN là một hình thức hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, tăng cường hứng thú, gắn học với hành, lí luận với thực tiễn Vì vậy, nếu sử dụng BTTN một cách hợp lí thì có thể đạt được mục đích kích thích tính tích cực, tự lực, phát triển óc sáng tạo, đồng thời bộc lộ rõ hơn khả năng sở trường, sở thích về vật lí của mỗi HS [15]

1.1.2.2 Phân loại BTTN [21, tr.86]

Có nhiều cách phân loại BTTN nói chung cũng như BTTN nói riêng Tùy vào đặc điểm của bài tập mà người ta có cách phân loại thích hợp Đối với BTTN, nếu căn

20

cứ vào mức độ khó và phương thức giải, ta có thể phân loại BTTN như sơ đồ 1.2 sau:

Sơ đồ 1.2 Phân loại hệ thống BTTN [21]

* BTTN định tính: Là những bài tập không cần sử dụng các phép đo đạc, tính

toán định lượng mà công cụ để giải những bài tập này là những suy luận logic dựa trên

cơ sở của các định luật khái niệm vật lí và những quan sát định tính

BTTN định tính bao gồm hai loại: BTTN quan sát và giải thích hiện tượng, BTTN thiết kế phương án thí nghiệm

Thiết lập minh họa định luật vật lí

Ba mức độ

MĐ 1 Cho thiết bị, hướng dẫn cách làm TN Yêu cầu

đo đạc, tìm quy luật

MĐ 2 Cho thiết bị Yêu cầu lập phương án TN, làm

TN đo đạc, tìm quy luật

MĐ 3 Yêu cầu: lựa chọn thiết bị, lập phương án TN, làm TN đo đạc, tìm quy luật

21

- BTTN quan sát và giải thích hiện tượng: đây là loại bài tập yêu cầu HS làm thí nghiệm theo chỉ dẫn, quan sát theo mục tiêu đã chỉ sẵn, mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có Câu hỏi của loại bài tập này thường là: “Hiện tượng gì đã xảy ra và xảy ra như thế nào?”; “Nguyên nhân nào làm xảy ra hiện tượng đó?”; “Hiện tượng đó tuân theo quy luật nào?” …

Ví dụ: Đặt một chiếc cốc trên một tờ giấy ở trên bàn rồi lấy tay kéo tờ giấy + Cốc sẽ chuyển động như thế nào nếu ta kéo nhẹ tờ giấy? Giải thích hiện tượng quan sát được

+ Cốc sẽ chuyển động thế nào nếu ta giật mạnh tờ giấy? Giải thích hiện tượng quan sát được

+ HS chỉ giải được bài tập này khi họ tiến hành thí nghiệm theo chỉ dẫn ở đề bài và quan sát hiện tượng xảy ra, liên hệ hiện tượng đó với hiện tượng đã học (quán tính)

Tác dụng: rèn luyện kỹ năng giao tiếp thí nghiệm, đặc biệt là khả năng quan sát phát hiện vấn đề, gắn lý thuyết với thực tiễn, do đó khắc sâu kiến thức bồi dưỡng khả năng tự học và hứng thú môn học, đồng thời điều chỉnh các quan niệm sai lầm về kiến thức

- BTTN thiết kế phương án thí nghiệm: Đây là loại bài tập phổ biến nhất vì thí nghiệm được tiến hành trong tư duy Nội dung của loại bài tập này là yêu cầu HS căn

cứ vào yêu cầu của bài toán, vận dụng các định luật một cách hợp lý, thiết kế phương

án thí nghiệm để đo đạc một đại lượng vật lí nào đó, xác định sự phụ thuộc nào đó giữa các thông số vật lí Câu hỏi của loại bài tập này thường là: “Làm thế nào để đo được… với các thiết bị…?”, “ hãy tìm cách xác định đại lượng.… với các thiết bị… ?”, “ Nêu phương án đo … với các dụng cụ ….?”, “Nêu các phương án đo ….?”

Ví dụ: làm thế nào để xác định được khối lượng riêng của đá cuội với các dụng cụ: lực kế, sợi dây, bình nước, hòn đá cuội cỡ cái chén

Tác dụng: Kích thích và phát huy các hoạt động tích cực, tự lực thiết kế, hình

22

thành trực giác khoa học cho HS, bồi dưỡng tư duy lí thuyết và tư duy tiền thực nghiệm đồng thời phát triển tư duy sáng tạo cho HS

* BTTN định lượng: Là loại bài tập khi giải đòi hỏi HS phải tiến hành thí

nghiệm, đo đạc đại lượng vật lí với các thiết bị nào đó, xử lý số liệu, tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng vật lí… để trả lời các câu hỏi mà đề bài đặt

ra

BTTN định lượng được chia làm ba mức độ tăng dần:

- Mức độ thứ nhất: Cho dụng cụ, hướng dẫn làm các thí nghiệm, yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu và giải thích kết quả

- Mức độ thứ hai: Cho trước dụng cụ, yêu cầu HS thiết kế phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm tìm quy luật hoặc đo đạc để đạt được mục đích nhất định của

đề bài

- Mức độ thứ ba: Cho mục đích thí nghiệm, yêu cầu HS tự chọn dụng cụ, thiết

kế phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật

Ví dụ: Cho một vỏ hộp hình trụ (vỏ đồ hộp, hộp sữa, lon bia …) có đục một

lỗ nhỏ chừng 0,5 mm – 1 mm, một bình chia độ loại 100 ml, một ca đựng nước, một đồng hồ có đếm giây Hãy khảo sát sự phụ thuộc của thời gian để nước chảy hết qua lỗ

ở đáy hộp hình trụ vào độ cao của lượng nước chứa trong hộp đó

Tác dụng: rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo thực hành, rèn luyện thao tác trí tuệ, trí tưởng tượng, tính độc lập, tính kiên trì, nghị lực khắc phục trở ngại và chủ động sáng tạo trong công việc

23

hiểu mục đích, yêu cầu của nội dung bài tập, phân tích bản chất vật lý của bài toán

- Phân tích bài toán, căn cứ vào mục đích yêu cầu mà bài toán đặt ra, cần phân tích định hướng giải như sau:

+ Bài tập thí nghiệm thuộc dạng nào? (Định tính hay định lượng và mức độ nào)

+ Các hiện tượng, quá trình vật lí nào liên quan đến nội dung bài toán (cơ, nhiệt, điện, quang…) ứng các kiến thức vật lí nào có thể phải sử dụng từ đó suy ra miền xác định của hiện tượng, phát hiện vấn đề cốt lõi của bài toán

+ Đặc điểm và tính chất của các dữ kiện, hiện tượng vật lý đã cho hoặc dùng trong bài toán ra sao

+ Vạch rõ mối quan hệ giữa các đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm biểu hiện ở các công thức, khái niệm, định luật nào?

+ Các dụng cụ đo lường đã cho dùng vào mục đích gì? Đại lượng cần tìm có thể đo trực tiếp hay gián tiếp bằng dụng cụ nào, thông qua phép tính nào?

+ Đối tượng nghiên cứu được xét trong điều kiện ổn định hay biến đổi, các điều kiện ổn định hay biến đổi là gì?

- Lập phương án giải: dựa vào phân tích bài toán để:

+ Xác lập sự phụ thuộc cần kiểm tra và khảo sát, lựa chọn dụng cụ cần thiết + Đề ra các phương án khả dĩ Lựa chọn phương án tối ưu, thiết kế sơ đồ thí nghiệm

+ Hiểu tác dụng của các dụng cụ và cách vận hành các dụng cụ đo lường được sử dụng như: Dụng cụ dùng để đo đại lượng nào? Cách xác định giá trị của các

độ chia, đọc giá trị, điều chỉnh vị trí số không của kim chỉ thị, nguyên tắc lắp ráp dụng

cụ, sai số phạm phải do dụng cụ

- Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả quan sát hay đo được

+ Tìm phạm vi xác định của các đại lượng vật lý cần đo

+ Xác định các bước thí nghiệm để lập bảng ghi các đại lượng đo được

1.1.2.4 BTTN với việc phát huy tính tích cực nhận thức của HS [5]

Một trong các ưu thế của BTTN là có thể gây ra sự tò mò, ham hiểu biết của

HS thông qua việc cho HS tham gia thực hiện các thí nghiệm vật lí Đây là một cách để

HS trải nghiệm thực tế, hơn nữa trong quá trình thực hiện các thí nghiệm sẽ xuất hiện những cái mới mẻ, kỳ lạ… gây ra sự tò mò, ngạc nhiên và do đó kích thích được hứng thú học tập của HS để khám phá cái mới mẻ, kỳ lạ vừa gặp Ngoài ra trong khi lập một phương án để tiến hành các thí nghiệm, HS thường dự đoán quá trình diễn ra của hiện tượng hay kết quả thí nghiệm Nếu kết quả thí nghiệm diễn ra đúng dự kiến sẽ làm cho

HS tin tưởng vào sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm Nếu thí nghiệm xảy ra không như dự đoán, các hiện tượng hoàn toàn mới lạ, sẽ gây nên sự ngạc nhiên thú vị, thu hút các em tìm lời giải thích

Các hiện tượng vật lí xảy ra trong thế giới chung quanh hết sức phong phú, những biểu hiện của hiện tượng này chịu ảnh hưởng của các yếu tố khác nên thường khó nhận thức rõ ràng HS thường có các quan niệm sai lệch về một số hiện tượng vật

lí và sự sai lệch đó xảy ra ngay khi cả tiếp nhận kiến thức (các định lí, định luật…), nguyên nhân là do HS không hiểu kĩ và tiếp nhận kiến thức một cách áp đặt, thụ động, thiếu biện chứng Vì vậy, việc giải các BTTN là một trong những con đường để phát hiện các quan niệm sai lệch này và từ đó có biện pháp thích hợp để ngăn ngừa, khắc phục đúng lúc Khi giải các BTTN sẽ có các hiện tượng xảy ra không đúng với suy

25

nghĩ “thường ngày” của HS, tạo ra tình huống có vấn đề trong tư duy Sự “bất thường” này trong thí nghiệm kích thích HS tìm cách lý giải, từ đó bổ sung hoặc thay đổi các quan niệm sai lệch vốn có của mình một cách sâu sắc

kết quả BTTN của mình

Tùy theo năng lực của mỗi HS trong việc giải BTTN mà các em có thể đề xuất các phương án, lựa chọn dụng cụ thí nghiệm khác nhau dẫn đến kết quả thí nghiệm có thể khác nhau tạo ra sự tranh luận về sự tối ưu của các phương án mà các nhóm đã lựa chọn Thông qua sự tranh luận này các em bộc lộ khả năng của mình, tìm cách khẳng định mình, do đó rèn luyện khả năng tư duy và trau dồi, phát triển ngôn ngữ vật lí Bởi

vì, giải BTTN là quá trình đòi hỏi sự tư duy (tư duy độc lập, tư duy phê phán, tư duy sáng tạo) mà “tư duy luôn phản ánh mối liên hệ giữa các vật thể dưới hình thức lời nói” Mặt khác, thực hiện thí nghiệm là đi tìm mối liên hệ giữa các sự vật, hiện tượng

vì thế cần phải trình bày các phương án, mô tả diễn biến và kết quả thí nghiệm, rút ra kết luận, thông qua ngôn ngữ nói và viết để tạo điều kiện tốt cho HS rèn luyện và phát triển ngôn ngữ để bảo vệ chính kiến của mình

BTTN thường tiềm ẩn những điều “bất ngờ” gây ra sự ngạc nhiên cho HS, mà trong quá trình nhận thức, tình cảm ngạc nhiên mang tính chất vui sướng, đó là điều bao giờ cũng đi kèm theo bất cứ hoạt động hiệu quả nào Cái mới, cái khác với suy nghĩ thông thường của các em có nhiều trong loại BTTN có chứa các yếu tố nghịch lý, loại bài tập này là tác nhân kích thích mạnh mẽ đến nhu cầu đòi hỏi phải phân tích các

sự vật hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm, óc tìm tòi, do đó động cơ học tập được hình thành một cách tự nhiên Việc xây dựng phương án thí nghiệm lại là điều kiện để xây dựng tình cảm dự đoán, vì việc dự đoán kích thích óc tưởng tượng, năng lực phát hiện vấn đề, và do vậy kích thích trí sáng tạo của HS Các dự đoán này được thực nghiệm kiểm tra, và nếu dự đoán đúng nó gây được tình cảm vững tin cho HS, làm cho các em

26

tự tin vào khả năng của mình, khả năng của con người vào việc nhận thức thế giới Còn nếu không thành công, thí nghiệm sẽ làm nẩy sinh các tình huống buộc các em kiểm tra lại toàn bộ các luận điểm, giả thiết, các bước xây dựng trong phương án, các kết quả thu được và nghi ngờ, thay đổi định hướng hoạt động Từ đó, sự năng động được hình thành và óc sáng tạo được kích thích, tính linh hoạt được rèn luyện Mặt khác, việc đo đạc, xử lý số liệu, là điều kiện để rèn luyện đức tính cẩn trọng, kiên trì trong hoạt động nhận thức, trong công việc

Phương pháp thực nghiệm là một phương pháp đặc trưng của vật lý Học vật lí

mà không thực hành, theo cách nói của Piaget là: “… học bơi bằng cách nhìn người khác bơi mà không rời khỏi chiếc ghế đặt trên bến” BTTN vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực hành, nó có tác dụng quan trọng trong việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho HS bởi vì khi giải BTTN HS phải quan sát các hiện tượng, xác định cái bản chất, loại bỏ cái không bản chất, tiếp xúc, sử dụng thiết kế, chế tạo các dụng cụ đơn giản, tạo điều kiện để HS tham gia tích cực các thao tác, chân tay, trí óc phục vụ cho hoạt động học Ngoài ra, khi giải BTTN HS cũng phải trải qua các giai đoạn gần giống như chu trình sáng tạo khoa học vật lí Nếu bài toán đưa ra một vấn đề cần giải quyết, HS phải xem xét vấn đề đó có liên quan đến những kiến thức vật lý nào đã biết,

đề ra giả thiết, hình thành phương án thí nghiệm kiểm tra Như vậy, giải các BTTN giúp HS tiếp cận với phương pháp thực nghiệm, rèn luyện cách làm việc có khoa học,

27

cốc Mở cốc ra, châm nến rồi từ từ úp cốc vào, quan sát hiện tượng xảy ra Vài giây sau nến sẽ tắt, nhưng khi đó bạn sẽ phát hiện nước trong đĩa đã bị hút vào trong cốc Thí nghiệm này có thể giải thích dựa trên kiến thức về áp suất khí quyển và HS có khả năng giải thích được sau khi học xong bài “Áp suất khí quyển” Có thể biên tập lại với

nội dung như sau: “Đặt một cây nến vào đĩa, sau đó rót nước vào đĩa Châm nến cháy

rồi từ từ úp cốc trùm lên cây nến, mô tả hiện tượng quan sát được và giải thích”

- Lựa chọn các bài tập có nội dung liên quan đến thực hành, thực tế trong

SGK biên soạn lại thành BTTN Chẳng hạn: trong SGK vật lí 8 có bài “Hãy xác định

vận tốc trung bình của em khi chạy cự li 60m trong tiết thể dục ra m/s và km/h” Bài

tập này biên soạn lại thành BTTN với nội dung gần gủi và điều kiện thực hiện dễ dàng

hơn như sau: “Em hãy đề xuất phương án và tiến hành tính vận tốc của em khi đi đều

từ cuối phòng học đến đầu phòng học” Với bài tập trên, HS được thực hiện ngay tại

lớp với sự hướng dẫn của GV, HS dễ dàng xác định khoảng cách nhờ đếm số viên gạch bông hoặc bằng thước dây và tính thời gian bằng đồng hồ đeo tay, bài tập nhanh chóng được hoàn thành, gây cảm giác mới lạ và thú vị đối với HS GV cũng có thể từ bài tập vừa nói trên và dựa trên tâm lí tò mò của HS về vận tốc trung bình khi đi học từ nhà đến trường để tạo ra một bài tập mới

- Tự nghiên cứu và xây dựng Việc tự nghiên cứu và xây dựng BTTN chủ yếu

là dựa trên kinh nghiệm thực tế, sự nắm vững và hiểu sâu sắc nội dung kiến thức của giáo viên trong quá trình dạy học Lấy ví dụ cụ thể như sau, giai thoại về trạng Lương Thế Vinh lấy quả bóng bưởi trong hố sâu là nhờ lực đẩy Ác – si – mét của nước đẩy quả bưởi làm quả bưởi nổi lên Câu chuyện này hầu hết mọi GV đều biết thông qua sách, phim ảnh ngày trước; tuy nhiên, hiện nay rất ít HS biết đến những câu chuyện xưa như vậy Có thể biến giai thoại về trạng Lương Thế Vinh thành một BTTN để tạo tình huống học tập ở bài “Lực đẩy Ác – si – mét”, khai thác BTTN một cách hợp lý sẽ tạo được tình huống học tập mới lạ và hết sực thú vị tạo cho HS sự tích cực học tập

Chẳng hạn chúng ta có thể đưa ra BTTN sau: Người ta hỏi trạng Lương Thế Vinh: ”Có

28

một quả bưởi rơi xuống một hố sâu nhỏ làm cách nào để lấy nó lên? Ông đã lấy qua bưởi đó lên trước sự ngỡ ngàng của mọi người Theo em, ông đã lấy quả bưởi đó lên bằng cách nào và giải thích cơ sở khoa học của phương pháp ông đã làm?

1.1.2.6 Phương pháp sử dụng BTTN vào dạy học vật lí [5]

Mặc dầu BTTN là phương tiện tốt để tích cực hóa hoạt động nhận thức của

HS, tuy nhiên nếu việc tổ chức dạy các BTTN không thích ứng với HS, hoạch định các tình huống học tập không phù hợp… thì không thể kích thích tính tích cực chủ động của hoạt động nhận thức, phát triển năng lực trí tuệ và nhân cách toàn diện, lòng yêu thích môn học của học sinh [6]

Để dạy tiết học BTTN đạt được kết quả tốt, giáo viên cần định rõ mục tiêu của tiết học, đối tượng học nhằm lựa chọn bài tập thích hợp, nhằm xác định các bước hoạt động hướng dẫn của mình và các bước hoạt động tự lực, duy trì hứng thú của học sinh [9], [40]

Dạy BTTN phải làm cho học sinh biết vận dụng kiến thức lí thuyết để giải quyết một vấn đề thực tiễn, biết thiết kế phương án thí nghiệm, rèn luyện các thao tác trí tuệ, kĩ năng thực hành, để hiểu sâu sắc hơn kiến thức lí thuyết, từng bước tạo cho học sinh trực giác nhạy bén đối với các hiện tượng vật lí Mặt khác quá trình giải BTTN cũng làm bộc lộ những hiểu biết, quan niệm sai lệch của học sinh về lí thuyết, định luật, khái niệm vật lí để kịp thời tự điều chỉnh Bởi vậy phát huy khả năng

tự lực, tính tích cực hoạt động nhận thức của HS là yêu cầu quan trọng của việc giải BTTN

Để làm tốt mục tiêu trên, giáo viên phải biết cách hoạch định kế hoạch tổ chức tiết dạy một cách chi tiết, khoa học

 Chuẩn bị nội dung dạy học:

- Lượng hóa mục tiêu của tiết học về thái độ, kiến thức, kĩ năng và căn cứ

- Dạy BTTN theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS GV thường

“cháy giáo án” vì thế cần xác định rõ các hoạt động trọng tâm, cân nhắc và phân bổ thời gian hợp lí

- Tổ chức lớp thành các nhóm, mỗi nhóm 4 - 5 HS để tùy bài toán mà yêu

- Tạo tình huống có vấn đề, định hướng phát hiện vấn đề cần phải giải quyết trong mỗi hoạt động để khêu gợi, tạo hứng thú cho HS khi chiếm lĩnh kiến thức [4], [36]

- Tôn trọng các phương án giải quyết, các câu trả lời của HS bất kể đúng sai

để khuyến khích tính tự lực, để phát hiện và điều chỉnh các sai lệch của HS

- Không làm thay và tự trả lời câu hỏi của mình khi HS không tự giải quyết được mà cần phải đặt lại câu hỏi đơn giản hơn

- Theo sát các nhóm HS để kịp thời uốn nắn các sai lầm khi tiến hành thí nghiệm đặc biệt là các nhóm mà kĩ năng thao tác trí tuệ và chân tay chưa tốt, giúp nhóm ăn nhịp theo tiến trình tự chiếm lĩnh kiến thức cả lớp học

- Tóm tắt kết quả của mỗi hoạt động trên bảng làm cơ sở cho việc định hướng hoạt động tiếp theo trong chuỗi hoạt động khi giải BTTN

- Hướng dẫn HS nhận xét về phương án giải, rút ra kết luận, khái quát hóa để

bổ sung, hoàn thiện kiến thức, đề xuất ý kiến và ứng dụng trong cuộc sống

Dạy học là một nghệ thuật, tùy thuộc vào năng lực chuyên môn, năng lực sư phạm, đối tượng học mà việc tổ chức tiết dạy trên lớp diễn biến khác nhau Trên đây chỉ là một số đề xuất cơ bản khi tổ chức dạy bài tập thí nghiêm trên lớp

1.1.2.7 Các hình thức sử dụng BTTN trong dạy học vật lí ở THCS [15]

31

Theo phương pháp dạy học truyền thống, HS luôn được đặt trong vị trí thụ động lĩnh hội kiến thức do GV truyền đạt nên không tạo được sự hứng thú, tích cực học tập của HS Để khắc phục nhược điểm trên, GV có thể đưa BTTN vào bài giảng dưới hình thức kiểm tra kiến thức cũ để củng cố trình độ xuất phát về tri thức và kỹ năng cho HS BTTN được sử dụng ở đầu giờ học cần là những BTTN ngắn gọn, có nội dung và phương pháp gắn liền với bài học mới, hoặc GV có thể giao trước cho HS những BTTN để HS thực hiện ở nhà, đến lớp GV chỉ kiểm tra các tri thức và kỹ năng

có liên quan Hoặc GV cũng có thể sử dụng BTTN để dẫn dắt HS tìm ra kiến thức mới, củng cố và khắc sâu kiến thức vừa học, vì trong khi giải bài tập loại này các hiện tượng vật lí xảy ra khi tiến hành các bước thí nghiệm có tác dụng tốt đối với HS trong việc áp dụng tri thức đã học vào việc giải quyết các vấn đề thực tế cuộc sống Thông qua sự quan sát có định hướng khi thí nghiệm giúp HS cảm giác, tri giác, các sự kiện, hiện tượng rõ ràng hơn Nói cách khác là giúp cho nhận thức cảm tính của HS phát triển Song song với nó, các kỹ năng khác của quá trình nhận thức lí tính cũng sẽ phát triển Ngoài ra, các BTTN đơn giản, có tính bất ngờ do kết quả thí nghiệm mâu thuẫn với kiến thức đã biết, hoặc trong đó diễn ra các hiện tượng bất ngờ gây sự ngạc nhiên cho

HS nếu được vận dụng thích hợp sẽ tạo ra tình huống có vấn đề, tạo tâm thế tốt cho HS khi học bài mới

Tiết học thực hành vật lí, tiết luyện tập là những tiết học nhằm rèn luyện các thao tác tư duy cho HS thông qua hệ thống bài tập vật lí Bài tập vật lí rất đa dạng, tuy nhiên bên cạnh các bài tập định tính và định lượng thông thường thì GV còn có thể sử dụng BTTN như một phương tiện để ôn luyện, vận dụng kiến thức đã học vào những tình huống đã biết, đã biến đổi, tình huống mới lạ theo yêu cầu và năng lực tư duy tăng dần với các mức độ nhận thức tăng dần của Bloom như sau:

- Ở mức độ yêu cầu tái hiện kiến thức liên quan đến các bài đã học, có thể sử dụng các BTTN tương tự với những thí nghiệm đã sử dụng trong các bài học HS có

- Ở mức độ cao nhất, GV có thể sử dụng các BTTN đòi hỏi HS phải có tư duy sáng tạo Đó là những BTTN mà HS phải tự mình xây dựng phương án, lựa chọn các phương tiện thí nghiệm và tiến hành thu thập, xử lý thông tin để rút ra kết luận BTTN

ở mức độ này đòi hỏi HS phải có kiến thức lý thuyết, kỹ năng thực hành và vốn thực tế nhất định Vì cùng một bài tập có thể có nhiều phương án giải quyết khác nhau dẫn đến việc lựa chọn các dụng cụ khác nhau nên việc thu thập số liệu không giống nhau Vì thế có thể đánh giá mức độ sáng tạo thông qua cách giải quyết vấn đề của HS, qua phương án mà các em lựa chọn đã thực sự tối ưu hay chưa trong điều kiện cho phép

Vì vậy BTTN không chỉ dừng lại ở việc giải bài tập trên giấy mà nó còn dẫn dắt HS đi xa hơn, tìm hiểu bản chất của các hiện tượng trong tự nhiên, góp phần mở rộng tri thức và phát triển tư duy cho HS

Nội dung của việc kiểm tra đánh giá chất lượng học tập của HS bao gồm kiểm tra kiến thức và kiểm tra kỹ năng Việc kiểm tra kiến thức có thể tiến hành một cách dễ dàng thông qua hệ thống các câu hỏi, HS sẽ tái hiện kiến thức đã học để trả lời Tuy nhiên làm thế nào để đánh giá được năng lực vận dụng kiến thức đã học vào thực tế, kiểm tra các kỹ năng cơ bản được hình thành ở HS là điều không phải đơn giản Do đó,

để đạt được mục đích trên, người ta thường sử dụng BTTN như một phương tiện tích cực để đánh giá kỹ năng quan sát, kỹ năng thiết kế phương án thí nghiệm, kỹ năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, mô hình, kỹ năng đo đạc xác định các đại lượng, và quan trọng là trên cơ sở đó kiểm tra các kỹ năng thao tác tư duy thông qua các BTTN định

33

tính và định lượng Tùy vào trình độ của HS mà GV có thể sử dụng các BTTN từ mức

độ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp Ngoài ra thông qua việc kiểm tra này còn giúp GV phát hiện những HS có năng khiếu vật lí để có biện pháp bồi dưỡng thích hợp

Việc giao bài tập ở nhà cho HS nhằm củng cố, mở rộng kiến thức, kỹ năng đã được học trên lớp Bài tập về nhà cần phải đa dạng về mức độ và tăng dần từ đơn giản đến phức tạp Nếu chỉ gồm những bài tập đơn giản sẽ gây nhàm chán, nhưng quá nhiều bài khó sẽ gây ra sự bế tắc khi giải bài tập ở HS, điều này sẽ làm giảm hứng thú ở các

em Do vậy, loại bài tập phù hợp nhất được sử dụng chính là BTTN BTTN được giao

về nhà thường là những bài tập liên hệ với thực tế đòi hỏi HS phải có sự quan sát, phải gắn kết các kiến thức đã học thành chuỗi kiến thức, giúp HS thấy được sự liên quan logic giữa kiến thức đã học, đồng thời vận dụng các kiến thức ấy vào những tình huống thích hợp Do việc giải bài tập ở nhà không giới hạn thời gian nên HS có thể tìm ra nhiều phương án khác nhau cho cùng một vấn đề, đồng thời tiến hành lựa chọn xem phương án nào tối ưu nhất và có thể tiến hành một cách dễ dàng với những dụng cụ đơn giản, rẻ tiền Rõ ràng, việc sử dụng BTTN ở nhà không chỉ phát huy được tính tích cực, tự học trong HS mà nó còn góp phần quan trọng trong việc bồi dưỡng tư duy cho

HS, tạo nền tảng, cơ sở cho sự phát triển của tư duy sáng tạo sau này

Hoạt động ngoại khóa là một trong những hoạt động đặc thù của bộ môn vật lí Thông qua việc tổ chức các buổi ngoại khóa, GV không những giúp HS ôn tập hệ thống hóa kiến thức mà còn có thể tác động đến tinh thần của các em, giúp các em hăng say học tập, yêu thích bộ môn vật lí, đồng thời giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS Trong hoạt động này, GV có thể sử dụng BTTN dưới dạng các câu đố, cho kết quả nhanh chóng mà không cần tính toán rườm rà hoặc thử tài khéo léo, sự thông minh tháo vác của HS bằng cách yêu cầu HS phát minh ra một số vật dụng đơn giản phục vụ cho đời sống dựa trên các kiến thức đã học như: mô hình tàu ngầm … Đây là tiết học

34

mà các em vừa được học vừa được chơi nhưng với việc lồng ghép BTTN dưới các hình thức khác nhau đã góp phần củng cố niềm tin của các em về các kiến thức đã lĩnh hội được

Trong bồi dưỡng HS năng khiếu thì việc bồi dưỡng và phát triển tư duy cho

HS là một trong những nhiệm vụ hàng đầu Để thực hiện được mục tiêu trên, GV thường sử dụng các loại BTTN thay cho các bài tập vật lí thông thường mà trong đó BTTN ở mức độ cao được sử dụng phổ biến nhất Nguyên nhân là BTTN được sử dụng ở đây đòi hỏi HS phải tự lực là chủ yếu, tự lực tìm kiếm, thu thập và xử lý thông tin, tự lựa chọn cho mình phương án tối ưu nhất … Ngoài ra khi giải BTTN HS cũng trải qua các giai đoạn gần giống chu trình sáng tạo khoa học vật lí, điều kiện cho HS rèn luyện cách làm việc có phương pháp, có khoa học đồng thời tạo cơ hội để phát huy

óc sáng tạo trong quá trình nhận thức

- Khối 6: BTTN có 37/332 bài tập chiếm tỷ lệ 11,1%

- Khối 7: BTTN có 20/317 bài tập chiếm tỷ lệ 6,3%

- Khối 8: BTTN có 23/384 bài tập chiếm tỷ lệ 6,0%

- Khối 9: BTTN có 25/502 bài tập chiếm tỷ lệ 4,6%

Từ số liệu này cho thấy ở các lớp cuối cấp THCS khối lượng kiến thức càng nhiều đòi hỏi sự tư duy cũng như kỹ năng thực hành thí nghiệm càng khéo léo thành

35

thục thì số lượng BTTN để rèn luyện các kỹ năng đó lại giảm dần, nếu có cũng chỉ dừng lại ở các mức độ 1 và 2 Ngược lại các tác giả chỉ chú trọng rèn luyện kỹ năng tính toán thông qua bài tập định lượng là chính

Riêng ở khối lớp 8, lượng kiến thức mà HS tiếp thu là khá nhiều và các em có thể vận dụng những kiến thức này ứng dụng rộng rãi trong đời sống Đây là điều kiện thuận lợi để rèn luyện và phát huy năng lực quan sát, óc sáng tạo cho HS, từ đó tạo điều kiện cho HS tiếp cận với phương pháp thực nghiệm thông qua việc giải BTTN Tuy nhiên, không chỉ lượng BTTN trong bộ sách bài tập là quá ít mà trong các loại sách tham khảo của các nhà xuất bản cũng không được quan tâm đến nhiều Chẳng hạn như:

- Nhà xuất bản Giáo dục có 23 BTTN/600 bài tập chiếm tỷ lệ 3,8%

- Nhà xuất bản Đại học Quốc gia có 24 BTTN/576 bài tập chiếm tỷ lệ 4,2%

- Nhà xuất bản Đại học sư phạm TP HCM có 13 BTTN/527 bài tập chiếm tỷ lệ 2,5%

Thực trạng trên cho thấy việc tăng cường BTTN là một nhu cầu thực tế và rất cần thiết trong quá trình đổi mới PPDH, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường phổ thông

1.2.2 Thực trạng sử dụng

Xu hướng phát triển và hội nhập đòi hỏi ngành giáo dục nước ta phải đổi mới mạnh mẽ và toàn diện, trong đó có phương pháp dạy học Yêu cầu đó đã được quán triệt sâu rộng và đã nhận được sự hưởng ứng từ các cấp quản lí giáo dục đến đội ngũ

GV Tuy nhiên, thực trạng cho thấy nhiều GV vẫn chưa có những biện pháp cụ thể trong đổi mới PPDH nên c h ư a t h ự c s ự đáp ứng được yêu cầu đổi mới và do đó chưa mang lại những hiệu quả thiết thực

Điều tra về việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí, như là một biện pháp góp phần đổi mới PPDH thì tất cả (6/6) GV được hỏi đều nói không quan tâm đến BTTN GV được khảo sát chỉ biết thay đổi PPDH thông qua việc thường

36

xuyên tổ chức hoạt động học tập theo nhóm, khai thác đầy đủ các thí nghiệm, thành lập sơ đồ tư duy (mine map) và đầu tư hơn cho những tình huống giới thiệu các bài học mới

Ngoài ra, số liệu điều tra cũng phản ảnh được hiện trạng mặc dù hầu hết các

GV đều thấy được tác dụng to lớn của BTTN nhưng việc sử dụng bài tập thí nghiệm của GV chỉ dừng lại ở mức độ “đảm bảo đầy đủ nội dung giảng dạy trong SGK”, GV chưa dám mạnh dạn sử dụng BTTN nhiều hơn hoặc thay thế cho một số bài tập trong SGK vì nhiều lí do

1.2.3 Nguyên nhân của thực trạng

Việc điều tra, tìm hiểu ở một số trường học trên địa bàn huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai và phân tích thực trạng trên của ngành giáo dục nước ta chúng tôi thấy các nguyên nhân sau:

- Về người dạy: Một số ít GV còn thụ động trong việc dạy học, xem SGK làm pháp lệnh trong dạy học nên chỉ sử dụng BTTN có sẵn trong SGK, thậm chí là bỏ qua những BTTN đó khi gặp đôi chút trở ngại trong qua trình dạy học Những GV có tinh thần đổi mới PPDH lại chưa biết rằng việc sử dụng BTTN cũng là một phương pháp làm tích cực hóa hoạt động học tập của HS nên không đầu tư thời gian để tự biên soạn

và sử dụng những BTTN khác ngoài SGK Số ít GV chú ý đến tác dụng của BTTN thì lại rất ngại biên soạn BTTN vì đây là việc không đơn giản và đòi hỏi GV phải có năng lực, trình độ nhất định GV thường nghĩ việc sử dụng BTTN vào dạy học sẽ tốn nhiều công sức và tiền của vào việc chuẩn bị đồ dùng dạy học, hơn nữa khi sử dụng BTTN sẽ chiếm nhiều thời gian trong trong một tiết dạy nên rất dễ “cháy giáo án” Việc ít sử dụng BTTN của GV còn có nguyên nhân là do năng lực thực hành của HS còn nhiều hạn chế, không đồng đều, động cơ học tập của HS còn xem nhẹ thí nghiệm

- Chương trình và sách giáo khoa chưa chú trọng nhiều đến vai trò và tác dụng của thí nghiệm nói chung và BTTN nói riêng nên số lượng BTTN trong SGK và sách tham khảo còn ít, làm việc sử dụng BTTN của GV còn gặp nhiều hạn chế

37

- Về nội dung và phương pháp giảng dạy: Sách giáo khoa hiện hành không có nội dung rèn luyện kĩ năng thực hành Các thí nghiệm trong sách đều là các “thí nghiệm chìa khóa” nhưng được trình bày như một công cụ để “minh họa” cho kiến thức có sẵn hơn là công cụ để “tìm kiếm” hoặc khẳng định kiến thức chưa có theo tinh thần của phương pháp thực nghiệm [30] Một số thí nghiệm trong SGK rất khó thực hiện trong điều kiện cơ sở vật chất sẵn có tại nhà trường nên gây ảnh hưởng không nhỏ cho GV khi sử dụng phương pháp dạy học của bộ môn vật lí

- Về cơ sở vật chất và thiết bị trường học: mặc dù đã được cung cấp đồ dùng dạy học theo định kì nhưng cơ sở vật chất mà nhà trường có sẵn nhìn chung vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu đổi mới của ngành giáo dục Các trang thiết bị trang bị phần nhiều không đồng bộ (nhiều công ty khác nhau sản xuất thiết bị và phân phối, các thiết

bị cùng loại có chất lượng và đặc điểm khác nhau), thiếu độ chính xác cần thiết, khó thao tác, hình thức không đẹp mắt, dễ hư hỏng thậm chí một vài thiết bị còn không phù hợp với nội dung các thí nghiệm trong SGK Những khuyết điểm kể trên của trang thiết bị dạy học khiến GV và HS có tâm lí chán nãn dẫn đến không ít lần làm thí nghiệm “cho có làm” rồi nhận xét, rút ra kết luận từ chính nội dung có sẵn SGK chứ không phải từ thí nghiệm

- Về cách đánh giá và thi cử: Cho đến nay chỉ một số ít cuộc thi HSG “thí nghiệm thực hành” ở cấp huyện với chỉ vài HS cấp THCS được tham gia thì trong nội dung các kì thi học kì vẫn chưa có các thí nghiệm và BTTN Vì vậy, với tư tưởng “thi

gì, dạy và học nấy” khiến cả GV và HS đều xem nhẹ các nội dung dạy học có liên quan đến thí nghiệm

38

nhu cầu tất yếu trong giai đoạn giáo dục hiện nay của xã hội, bằng nhiều biện pháp GV cần tạo được động cơ học tập thật sự mạnh mẽ cho HS qua đó phát huy tính chủ động học tập của HS

- BTTN có khả năng thực hiện tốt các chức năng của lí luận dạy học và nhiệm vụ dạy học trong quá trình đổi mới PPDH BTTN có nhiều ưu điểm nổi bật trong việc phát huy tính chủ động và tự lực của HS BTTN tác động tích cực lên cả ba mặt: nhận thức, tình cảm và tác phong của HS BTTN tạo sự tò mò, ham hiểu biết, làm bộc lộ quan niệm sai lệch của học sinh BTTN góp phần rèn luyện các thao tác tư duy

và thao tác kĩ thuật, tạo điều kiện cho HS tiếp cận phương pháp thực nghiệm trong vật

lí

- Thực tế cho thấy, việc sử dụng BTTN cho việc đổi mới PPDH chưa được phổ biến Thực trạng kể trên là do nhiều nguyên nhân chủ quan và cả khách quan như: nguyên nhân từ người dạy và học, nguyên nhân từ quan điểm người viết SGK, nguyên nhân về nội dung và phương pháp dạy học, nguyên nhân về điều kiện cơ sở vật chất, nguyên nhân về đánh giá và thi cử

Việc nghiên cứu cơ sở lí thuyết và thực tiễn giúp chúng tôi có điều kiện vững chắc để biên soạn hệ thống BTTN cho chương “cơ học” vật lí 8 và sử dụng một cách hợp lí nhất với mục tiêu là nâng cao hiệu quả dạy học

39

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BTTN DẠY HỌC CHƯƠNG

“CƠ HỌC” LỚP 8

Để có thể xây dựng được hệ thống BTTN và thiết kế được tiến trình dạy học

cụ thể có sử dụng BTTN với mục đích phát huy tính tích cực nhận thức của người học vừa đảm bảo tính khả thi, khoa học thì trước hết cần phân tích đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Cơ học” lớp 8

2.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CHƯƠNG “CƠ HỌC” LỚP 8

2.1.1 Vị trí của chương “Cơ học” trong chương trình vật lí phổ thông (VLPT)

Vị trí của chương “Cơ học” được mô tả bằng sơ đồ 2.1 Theo sơ đồ này, ta nhận thấy rằng chương “cơ học” vật lí 8 nằm ở vòng 2 của chương trình vật lí trung học cơ

sở, là giai đoạn trung gian trong quá trình hoàn thiện chương trình kiến thức về cơ học của vật lí phổ thông Những kiến thức của phần này là nhằm hoàn thiện những kiến thức ở vòng 1, mở rộng những kiến thức mới tạo tiền đề cho học sinh tiếp cận với những kiến thức cơ học ở THPT Phần cơ học được sắp xếp ngay đầu chương trình lớp

8 sau khi học sinh đã kết thúc vòng 1