Sử dụng phối hợp thí nghiệm tự tạo với thí nghiệm được trang cấp có sự hỗ trợ của máy tính vào dạy học chương Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể lớp 10 THPT

Thực trạng của việc sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT trong việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS 1.5.1.. Ưu điểm của TN tự tạo - TN tự tạo thường

2 Mục tiêu nghiên cứu

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

5 Giả thuyết khoa học

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

6.2 Phương pháp điều tra

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

6.4 Phương pháp thống kê toán học

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHỐI HỢP THÍ

NGHIỆM TỰ TẠO VỚI THÍ NGHIỆM ĐƯỢC TRANG CẤP CÓ

SỰ HỖ CHỢ CỦA MÁY VI TÍNH VÀO DẠY HỌC VẬT LÍ

1.1 TN và vai trò của TN trong DH vật lí

1.1.1.TN vật lí

1.1.2.Vai trò của TN trong DH vật lí

1.1.2.1 TN góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS

1.1.2.2 TN giúp phát hiện và khắc phục quan niệm sai lầm của

i

ii iii

HS

1.1.2.3.TN là phương tiện nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS

1.1.2.4 TN làm đơn giản hóa các hiện tượng vật lí

1.1.2.5 TN góp phần tích cực hóa tư duy người đọc

1.1.2.6 TN vật lí có tác dụng bồi dưỡng một số đức tính tốt cho

1.2.1.2 Ưu điểm của TN tự tạo

1.2.1.3 Những yêu cầu đới với TN tự tạo

1.2.3.2 Phân loại TN có sự hỗ trợ của MVT

1.3 Sử dụng TN trong tổ chức hoạt động nhận thức cho HS

1.3.1 Cơ sở của việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS

1.3.2 Một số biện pháp giúp HS nhận thức có hiệu quả

1.3.2.1 Tăng cường sử dụng TN mở đầu để tạo tình huống có vấn

1.3.2.3 Kết hợp TN biểu diễn của GV và TN trực diện của HS để kích thích hứng thú và rèn luyện kĩ năng thực hành cho HS

1.3.2.4.Chú trọng đến việc rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập

TN

1.3.2.5 Định hướng cho HS thảo luận về các phương án thiết kế, chế tạo và tiến hành TN nhằm phát huy tính chủ động sáng tạo, tính tích cực trong hoạt động nhận thức và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

1.3.2.6 Sử dụng MVT và các thiết bị hiện đại hỗ trợ TN trong DH vật lí

1.4 Sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT

1.4.1.Sử dụng phối hợp TN tự tạo với mô phỏng TN, TN mô phỏng1.4.2 Sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN ảo

1.4.3 Phối hợp TN tự tạo với phim TN

1.4.4 Phối hợp TN tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT

1.5 Thực trạng của việc sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT trong việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS

1.5.1 Tính cần thiết của việc sử dụng TN trong DH vật lí

1.5.2 Tình hình sử dụng TN trong DH vật lí

1.5.3 Hiệu quả của việc sử dụng TN trong DH vật lí

1.5.4.Tình hình sử dụng TN tự tạo trong DH vật lí ở trường phổ thông

1.5.5.Tình hình sử dụng TN có sự hỗ trợ của MVT trong DH vật lí ở trường phổ thông

1.5.6.Tình hình về việc sử dụng phối hợp TN tự tạo và TN được trang cấp có sự hỗ trợ của máy vi tính

1.5.7 Những thuận lợi và khó khăn của việc sử dụng TN trong DH vật lí ở trường phổ thông

2.1 Khái quát nội dung phần nhiệt học

2.2 Xây dựng và khai thác TN tự tạo và TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” phần nhiệt học

2.3.2 Hình thành kiến thức, kĩ năng mới

2.4.2.2 Xác định kiến thức cơ bản và trọng tâm của bài học

2.4.2.3 Lựa chọn phương án phối hợp TN cho từng giai DH cụ thể 2.4.2.4 Chuẩn bị tư liệu, thiết bị cho bài học

2.4.2.5 Lên kế hoạch DH chi tiêt

2.4.3 Thiết kế tiến trình DH cụ thể

2.5 Kết luận chương 2

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm(TNSP)

3.2 Đối tượng và nội dung của TNSP

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm

3.2.2 Nội dung thực nghiệm

3.4.2.2 Kết quả chung của các bài kiểm tra

3.4.3 Kiểm định giả thuyết thống kê

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ, BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ

Biểu đồ 1.1 Tính cần thiết của việc sử dụng TN trong DH vật lí 35 Biểu đồ 1.2 Mức độ sử dụng TN trong DH vật lí 35

Biểu đồ 1.4 Hiệu quả của việc sử dụng TN trong DH vật lí 36 Biểu đồ 1.5 Mức độ sử dụng TN trong DH vật lí 36 Biểu đồ 1.6 Quan điểm về lợi ích của TN tự tạo trong quá trình DH 36 Biểu đồ 1.7

Tình hình sử dụng phối hợp TN tự tạo và TN được

Sơ đồ 2.1 Nội dung kiến thức phần nhiệt học 40

Hình 2.3, 2.4 TN không khí nóng nhẹ hơn không khí lạnh 43 Hình 2.5 Hình ảnh wedsite www.thưvienvatli.com 44

Sơ đồ 2.3 Quy trình thiết kế bài giảng có sử dụng phối hợp TN

tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT 50 Hình 2.7 Các dụng cụ TN tự tạo về lực căng mặt ngoài 53 Hình 2.10 TN với màng xà phòng với khung dây có buộc chỉ 56 Hình 2.11 TN với màng xà phòng với khung dây có buộc chỉ 56

Hình 2.8 TN với màng xà phòng với khung dây có buộc chỉ 56 Hình 2.9 TN với màng xà phòng với khung dây có buộc chỉ 56 Hình 2.12 TN với màng xà phòng với khung dây thanh trượt 57 Hình 2.13 Bộ thì nghiệm đo lực căng mặt ngoài 58 Bảng 2.1 Bảng ghi độ lớn lực căng mặt ngoài 59 Bảng 2.2 Bảng số liệu độ lớn lực căng mặt ngoài 59 Bảng 3.1 Bảng thống kê các điểm số(X i)của các bài kiểm tra 65

Biểu đồ 3.2 Phân phối tần suất HS đạt điểm Xi 66

I MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Những thay đổi căn bản trong quan niệm giáo dục, trong nội dung học tập, hình thức tổ chức và phương pháp giảng dạy, đặc biệt là cải cách về phương tiện giảng dạy ngày càng đa dạng, góp phần thúc đẩy nền giáo dục thế giới có những chuyển biến mạnh mẽ, kể cả những nền giáo dục tiên tiến nhất thế giới hiện nay như Anh, Mĩ, Úc

Đứng trước tình hình và đặc điểm nêu trên, đòi hỏi ngành Giáo dục và Đào tạo nước ta phải có những thay đổi rõ rệt Đại hội đại biểu BCHTW Đảng

khóa X đã nêu rõ: “…đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, phát triển nền

kinh tế tri thức, đưa nước ta cơ bản thành một nước công nghiệp theo hướng hiện đại vào năm 2020”[5] Nhà nước Việt Nam cũng định hướng đổi mới giáo

dục – đào tạo qua điều 28 của luật giáo dục 2005: “ phương pháp giáo dục phổ

thông phải phát huy tính tích cực chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc trưng của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn…”[13]

Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai BCHTW Đảng khóa VIII đã khẳng

định: “ thực sự coi giáo dục – đào tạo là quốc sách hàng đầu”[6], nhưng trước

những khó khăn của nền kinh tế, chiến lược phát triển Giáo dục Việt Nam giai

đoạn 2009 – 2020 cũng đã chỉ đạo: “ Giáo dục phải đảm bảo chất lượng tốt

nhất trong điều kiện chi phí còn hạn hẹp”[3] Do đó, trong bất kì hoàn cảnh

nào, giáo dục cũng phải có sự chuyển mình tích cực

Trong những năm gần đây, công nghệ thông tin (CNTT) thực sự mang lại hiệu quả cho hầu hết mọi lĩnh vực, giáo dục – đào tạo cũng không nằm ngoài số đó Tầm quan trọng của CNTT trong giáo dục cũng đã được cụ thể hóa trong chỉ thị 55/2008/CT-BGD&ĐT về tăng cường giảng dạy, đào tạo, và

ứng dụng CNTT trong ngành Giáo dục giai đoạn 2008 – 2012 của Bộ trưởng

Bộ Giáo Dục và Đào Tạo: “ CNTT là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi mới phương

pháp giảng dạy, học tập và hỗ trợ đổi mới quản lí giáo dục, góp phần nâng cao hiệu quả và chất lượng giáo dục Phát triển nguồn nhân lực CNTT và ứng dụng CNTT trong giáo dục là một nhiệm vụ quan trọng có ý nghĩa quyết định

sự phát triển CNTT của đất nước”[2] và triển khai cụ thể trong chỉ thị 40

CT/TW ngày 15/6/2004 của Ban Bí thư: “Tích cực áp dụng một cách sáng tạo

các phương pháp tiên tiến, hiện đại, ứng dụng CNTT vào hoạt động dạy và học”[1]

Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, do đó hầu hết các kiến thức vật lí đều được rút ra từ những quan sát và thí nghiệm (TN) Chính vì vậy trong dạy học(DH) vật lí ở trường phổ thông, TN là một phương tiện quan sát rất quan trọng, có tác dụng to lớn trong việc nâng cao chất lượng học tập của học sinh (HS)

Tuy nhiên thực tế cho thấy việc sử dụng TN được trang cấp trong DH gặp khá nhiều khó khăn, do nhiều nguyên nhân gây nên Nguyên nhân đầu tiên

có thể kể đến là do thiết bị TN được cung cấp không đảm bảo hiệu quả và chưa thể dáp ứng được nhu cầu dạy – học một cách có chất lượng Mặt khác, một số giáo viên (GV) vì nhiều lí do vẫn còn gại áp dụng các phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh, đặc biệt là ngại sử dụng TN trong các giờ học

TN tự tạo được tạo ra từ những dụng cụ có sẵn trong cuộc sống xung quanh, việc chế tạo ,tiến hành TN không đòi hỏi những yêu cầu kĩ thuật quá phức tạp, mất quá nhiều thời gian.Do đó học sinh và GV có thể dễ dàng chế tạo, tiến hành TN mọi lúc, mọi nơi giúp học sinh nhanh chóng nhận biết được các hiện tượng Do đó góp phần nâng cao chất lượng hiệu quả quá trình DH

Bên cạnh đó xu thế ứng dụng CNTT vào dạy học đã được tiến hành một

cách rộng rãi ở phần lớn các trường phổ thông, giúp DH ngày càng phong phú

với nhiều TN đa dạng, hấp dẫn khi có sự hỗ trợ của MVT

DH vật lí không chỉ đơn thuần là cung cấp cho học sinh những kiến thức

về vật lí, mà quan trọng hơn cả là giúp HS vận dụng kiến thức giải quyết các

vấn đề mà thực tiễn đặt ra Một số hiện tượng diễn ra trong cuộc sống liên

quan đến các kiến thức vật lí phần Nhiệt học là phần quan trọng của vật lí học

Nhưng những chuyển động nhiệt học đi sâu về thế giới vi mô, do đó những

hiện tượng, quá trình này đều khó quan sát, cần phải có sự hỗ trợ của TN trong

quá trình DH

Xét thấy chất lượng DH cũng như năng lực của người giáo viên sẽ được

nâng cao khi sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN có sự hỗ trợ của MVT một

cách hợp lí vào các giờ học Do đó chúng tôi chọn hướng đề tài nghiên cứu là “

Sử dụng phối hợp thí nghiệm tự tạo với thí nghiệm được trang cấp có sự hỗ

trợ của máy vi tính vào dạy học chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển

thể” lớp 10 THPT”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Khai thác một số TN tự tạo và TN được trang cấp có sự hỗ trợ của

MVT

- Đề xuất quy trình sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN được trang cấp

có sự hỗ trợ của MVT vào DH vật lí

- Thiêt kế tiến trình DH có sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN được

trang cấp có sự hỗ trợ của MVT vào DH một số kiến thức phần Nhiệt lớp 10

THPT

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN

được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT vào DH một số kiến thức phần Nhiệt

lớp 10 THPT

- Nghiên cứu thực trạng của việc sử dụng TN tự tạo, TN được trang cấp

có sự hỗ trợ của MVT ở các trường phổ thông hiện nay

- Tiến hành xây dựng quy trình sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT vào DH vật lí

- Xây dựng tiến trình DH cụ thể có sử dụng TN tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT vào DH phần Nhiệt lớp 10 THPT

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm và xử lí kết quả

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT một cách hiệu quả nhất trong DH vật lí chương VII phần Nhiệt học

5 Giả thuyết khoa học

Nếu quá trình DH ở trường phổ thông kết hợp sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT vào dạy học sẽ góp phần nâng cao chất lượng học tập cho HS

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước, các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới PPDH, nâng cao chất lượng giáo dục

- Nghiên cứu các tài liệu( sách, báo, tạp chí…)về ứng dụng CNTT trong

DH vật lí

- Nghiên cứu các tài liệu tâm lí học, cơ sở lí luận DH, ý kiến của các nhà khoa học giáo dục trên các tạp chí của ngành,các luận văn và luận án liên quan đến việc sử dụng TN tự tạo và TN có sự hỗ trợ của MVT trong quá trình DH phổ thông theo tinh thần đổi mới PPDH

6.2 Phương pháp điều tra

- Thăm dò, trao đổi ý kiến với GV các trường THPT về việc sử dụng TN

tự tạo và TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT vào DH vật lí

- Lập phiếu thăm dò, điều tra ý kiến của GV xung quanh những khó khăn khi DH không có hoặc hạn chế các TN

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm có đối chứng ở trường THPT để đánh giá hiệu quả của việc phối hợp TN tự tạo và TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT vào DH một số kiến thức phần Nhiệt

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Dựa vào số liệu thu thập được, sử dụng phương pháp thống kê toán học thông dụng để phân tích, xử lí kết quả thực nghiệmsư phạm nhằm kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng Từ đó kiểm định giả thuyết khoa học và đánh giá hiệu quả của đề tài nghiên cứu

1.1.2.Vai trò của TN trong DH vật lí

Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, do đó TN đóng vai trò hết sức quan trọng trong DH vật lí Nhiều công trình nghiên cứu lí luận DH đã đề cập đến vấn đề này, có thể tóm tắt vai trò của TN vật lí như sau:

1.1.2.1 TN góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS

Thế giới quan là hệ thống tổng quát những quan điểm của con người về thế giới (toàn bộ sự vật và hiện tương thuộc tự nhiện và xã hội), về vị trí của con người trong thế giới đó và về những quy tắc xử sự do con người đề ra trong thực tiễn xã hội Thế giới quan có cấu trúc phức tạp, gồm nhiều yếu tố trong đó có hạt nhân là tri thức Thế giới quan chứa đựng những nguyên tắc, quan điểm, niềm tin, khái niệm, biểu tượng về toàn bộ thế giới, bao gồm:

- Về những sự vật hiện tượng

- Về quy luật chung của thế giới

- Về chỉ dẫn phương hướng hoạt động của con người, một nhóm người trong xã hội nói chung đối với thực tại (nhằm phát triển sao cho tốt hơn)

Thế giới quan chính là biểu hiện của cách nhìn bao quát đối với thế giới bao gồm cả thế giới bên ngoài, cả con người và cả mối quan hệ của con người – thế giới Nó quy định thái độ của con người đối với thế giới và là kim chỉ nam cho hành động của con người

Thế giới quan của mỗi cá nhân dựa trên cơ sở kiến thức khoa học của nhân loại ở một giai đoạn lịch sử nhất định Kiến thức khoa học đó bao gồm các quan điểm triết học, xã hội học, chính trị, đạo đức, kinh tế học và khoa học nói chung

Với bất kì ai chịu ảnh hưởng bởi:

1 Những kiến thức tiếp nhận được

2 Những kinh nghiệm cuộc sống đã trải nghiệm

TN – trong vai trò là một bộ phận quan trọng trong DH vật lí, sẽ từng bước cung cấp và hệ thống hóa kiến thức cho người học qua đó củng cố niềm tin khoa học và hoàn tiện thế giới quan khoa học của mỗi người, tạo nên tư duy đúng đắn và tích cực

Thông qua TN, lí thuyết được tái hiện một cách sinh động và đầy thuyết phục, tạo niềm tin khoa học vững chắc, tránh được sự giáo điều trong DH vật

lí

1.1.2.2 TN giúp phát hiện và khắc phục quan niệm sai lầm của HS

HS khi bắt đầu học vật lí, do kinh nghiệm đời sống hàng ngày đã có một

số hiểu biết nhất định về hiện tượng vật lí, những hiểu biết ban đầu ấy gọi là quan niệm HS

Tuy nhiên những hiểu biết đó không thể xem là cơ sở để nghiên cứu vật

lí, vì cùng một hiện tượng, mỗi HS sẽ có một cách hiểu khác nhau, không ai giống ai Mặt khác, đa số quan niệm HS đều sai lệch so với bản chất của hiện tượng và quá trình vật lí Ngay cả khi những hiểu biết không sai lệch với bản chất vật lí của sự vật hiện tượng thì những quan niệm đó cũng không hoàn toàn

chính xác và đầy đủ Bên cạnh đó, chương trình vật lí phổ thông còn chứa đựng những nội dung kiến thức hoàn toàn mới mẻ đối với HS

Do đó, trong DH vật lí, một mặt người thầy giáo phải tận dụng, khai thác những kinh nghiệm sẵn có từ cuộc sống của HS, mặt khác cần có biện pháp khắc phục kịp thời những quan niệm sai lầm của HS, giúp HS tiếp cận chính xác bản chất vật lí của sự vật, hiện tượng

Quan niệm HS có tính bền vững, vì thế không thể chỉ bằng vài câu giải thích minh họa mà có thể khắc phục được Đã có nhiều công trình nghiên cứu, chứng minh được rằng một trong những biện pháp khắc phục quan niệm của

HS có hiệu quả nhất là sử dụng TN Vì HS chỉ có thể tự giác từ bỏ những ý nghĩ sai lầm khi tự nhận ra những quan niệm của mình là vô lí, mâu thuẫn với thực tế

Thông qua TN, quan niệm HS sẽ dần dần được bộc lộ, qua đó GV có kế hoạch điều chỉnh, khắc phục các quan niệm này cho người học

1.1.2.3.TN là phương tiện nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS

Ngoài những TN do GV biểu diễn, minh họa, có những TN thực hành tại lớp hoặc tại nhà do HS tự mình tiến hành Qua đó, HS có nhiều cơ hội để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành, từ đó có khả năng và điều kiện tiếp cận với hoạt động thực tiễn

DH vật lí hiện nay lấy người học làm trung tâm, do đó, việc để HS tham gia vào các TN sẽ tạo điều kiện giúp HS thu nhận kiến thức một cách vững vàng hơn, tăng cường rèn luyện sự khéo léo chân tay

Khi tự giác tiến hành các TN, HS sẽ nâng cao được khả năng thực hành, thao tác một cách thuần thục, ngoài ra, việc thu nhập, xử lí và đánh giá

số liệu sẽ góp phần hoàn thiện kĩ năng thực hành đơn giản tổng hợp cho HS

1.1.2.4 TN làm đơn giản hóa các hiện tượng vật lí

Các sự vật hiện tượng, quá trình vật lí xung quanh ta diễn ra trong tự nhiên vô cùng phức tạp và đa dạng, có mối đan xen lẫn nhau Do đó không thể nghiên cứu riêng lẻ một hiện tượng mà không có sự ảnh hưởng của các hiện tượng khác lên chúng, hay nói cách khác là không thể tách riêng từng hiện tượng để quan sát, nghiên cứu

Sử dụng TN có thể làm đơn giản hóa các hiện tượng, kiểm soát được các quá trình, làm nổi bật các khía cạnh, phơi bày rõ ràng bản chất của hiện tượng, quá trình cần nghiên cứu

Đối với các hiện tượng cần nghiên cứu mà chúng ta không thể tri giác trực tiếp bằng giác quan thì việc sử dụng TN là mô hình để trực quan hóa là không thể thiếu được

Các hiện tượng, quá trình diễn ra trong TN làm đơn giản hóa các hiện tượng, quá trình thực, tuy nhiên vẫn đảm bảo cung cấp đầy đủ và chính xác các tri thức, điều này tạo cho người đọc tiến nhận kiến thức một cách dễ dàng hơn

1.1.2.5 TN góp phần tích cực hóa tư duy người đọc

DH không chỉ đơn thuần là truyền thụ những kiến thức phổ thông cơ bản, mà phải xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh thể hiện trong cách suy nghĩ, thao tác tư duy để tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn

Thông qua TN, mọi giác quan của HS bị tác động mạnh và thường xuyên trong quá trình học tập Quan sát sự vật, hiện tượng trong TN không giống như quan sát trong tự nhiên, vì TN đã làm bộc lộ những mối quan hệ bản chất nhất, làm rõ các yếu tố cần quan sát nhất Vì thế, dưới sự định hướng của

GV, việc quan sát của HS là quan sát có chủ định

Bên cạnh đó, sau khi quan sát TN, việc thu thập, phân tích, xử lí kết quả

số liệu của HS được rèn luyện từng ngày, qua đó nâng cao khả năng tư duy của người học

1.1.2.6 TN vật lí có tác dụng bồi dưỡng một số đức tính tốt cho HS

Với những TN thực hành do HS tự làm, các em được rèn luyện cách lấy

số liệu, đo dạc chính xác, và xử lí số liệu một cách trung thực Thông thường mỗi phép đo trong TN vật lí đều được thao tác nhiều lần, do đó tạo cho HS đức tính kiên trì, và cẩn thận để sai số trong các lần đo là chấp nhận được

1.1.2.7 TN vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của QTDH

Trong hầu hết các giai đoạn của quá trình dạy học, TN với vai trò là bộ phận của các PP nhận thức, có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình DH, bao gồm: đề xuất vấn đề, vận dụng, củng cố, kiểm tra kiến thức của HS Qua đó từng bước nâng cao hiệu quả DH vật lí

1.2 Phân loại TN vật lí

Trên thực tế, mỗi sự phân loại đều mang tính tương đối, căn cứ vào những tiêu chí khác nhau sẽ cho ra những kết quả phân loại khác nhau Do đó

có nhiều cách để phân loại TN vật lí

Nếu căn cứ vào đối tượng sử dụng, ta có thể chia TN vật lí thành hai loại, là TN của GV và TN của HS

Mặt khác, với tư cách là một PTDH, TN vật lí có thể được sử dụng ở nhiều giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học, căn cứ vào đặc điểm của mỗi giai đoạn, có thể phân loại TN vật lí thành: TN mở đầu, TN hình thành kiến thức mới và TN củng cố

Dựa vào tiêu chí mục tiêu TN, ta có thể có ba loại TN vật lí, đó là: TN

đề xuất, TN chứng minh và TN kiểm chứng

Phân loại theo địa điểm tiến hành TN sẽ phân loại được TN vật lí thành:

TN ở lớp, TN ở phòng thực hành, TN ở nhà và TN ở các buổi ngoại khóa

Như vậy có thể thấy rằng, có rất nhiều cách để phân loại TN vật lí, tùy vào các tiêu chí cụ thể đặt ra và mỗi cách phân loại đều mang tính chất tương đối

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài đặc biệt quan tâm đến sự phân loại

TN theo xu hướng công nghệ dạy học

Thuật ngữ công nghệ DH (CNDH) được áp dụng vào quá trình DH bao gồm các cách tổ chức các hoạt động để đạt được các mục tiêu giáo dục cũng như các vật liệu và thiết bị được sử dụng trong quá trình giáo dục

CNDH là một quá trình khoa học trong đó các nguồn nhân lực và vật lực được sử dụng để nâng cao hiệu quả việc giảng dạy và học tập

Để phù hợp với cách tiếp cận thông tin, các nhà giáo dục thường chia CNDH làm hai loại, là CNDH cổ điển và CNDH hiện đại

Trong DH truyền thống, nói đến CNDH cổ điển, chúng ta thường hiểu

đó là việc sử dụng các phương tiện DH rất đơn giản, rẻ tiền và phổ biến

CNDH hiện đại là các CNDH gắn liền với việc sử dụng những thành tựu của CNTT, truyền thống và các thiết bị kĩ thuật số nhằm thay đổi căn bản hoạt động truyền thụ và tiếp nhận tri thức, kĩ năng, không chỉ là trong giờ học trên lớp mà cả trong các hoạt động tự học, tự tìm hiểu, kiểm nghiệm, nghiên cứu của HS sau giờ lên lớp Điển hình nhất cho CNDH hiện đại là việc sử dụng máy tính, mang máy tính và các phần mềm ứng dụng vào trong tất cả các khâu của quá trình dạy – học

Do đó, căn cứ vào xu hướng CNDH, TN vật lí có thể được chia làm hai loại, là TN tự tạo và TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT, tương ứng với hai CNDH đi kèm là CNDH cổ điển và CNDH hiện đại

1.2.1 TN tự tạo

1.2.1.1 Khái niệm

TN tự tạo là những TN được tạo ra từ những dụng cụ có sẵn trong cuộc sống xung quanh, việc chế tạo, tiến hành TN không đòi hỏi những yêu cầu kĩ thuật quá phức tạp, mất quá nhiều thời gian

1.2.1.2 Ưu điểm của TN tự tạo

- TN tự tạo thường chứa đựng những yếu tố bất ngờ, do đó thường mang lại sự lí thú và hấp dẫn cho HS, góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của

- TN tự tạo làm đơn giản hóa hiện tượng, giúp HS nhanh chóng nắm bắt được các hiện tượng, quá trình vật lí cần nghiên cứu, gắn liền lí thuyết với thực tiễn

- HS có thể dễ dàng học hỏi và tự chế tạo những TN cho riêng mình, qua

đó rèn luyện được kĩ năng thực hành, tính cẩn thận, kiên trì và vượt khó, qua

đó củng cố niềm say mê khoa học đối với bộ môn vật lí

1.2.1.3 Những yêu cầu đới với TN tự tạo

Ngoài những yêu cầu chung đối với việc sử dụng TN trong dạy học, khi chế tạo, sử dụng TN tự tạo cần đặc biệt chú ý đến các yêu cầu sau:

- Phải đảm bảo tính khoa học

Kết quả TN phải đúng với bản chất vật lí của sự vật, hiện tượng, bảo đảm tính đúng đắn, khoa học, không được xa rời thực tế Do đó, TN tự tạo cần thể hiện đúng trọng tâm của hiện tượng cần nghiên cứu, tránh rườm rà, khó quan sát, gây nhiễu cho HS trong việc rút ra kết luận về hiện tượng vật lí

Dù TN tự tạo có đơn giản, cho kết quả nhanh chóng, thì những kết quả

đó cũng phải rõ ràng, chính xác, và thuyết phục

- Phải đảm bảo tính sư phạm

Dụng cụ TN phải tuân theo những nguyên tắc sư phạm, không được đi ngược lại mục tiêu giáo dục, không sử dụng các dụng cụ nguy hiểm, gây tổn hại đến HS như: Súng, đạn, thuốc nổ,…

-Phải đảm bảo tính thẩm mĩ

TN sẽ tác động đến các giác quan của người học, trong đó trước hết là tác động đến thị giác Mặt khác, quan sát TN sẽ giúp HS bước đầu rút ra những kết luận riêng về sự vật, hiện tượng liên quan Do đó, các dụng cụ TN tự tạo phải được gia công cẩn thận Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến các chi tiết được làm nổi bật trong dụng cụ TN, tránh hiện tượng quá nhiều chi tiết phụ, khiến

HS không xác định được đối tượng chính cần quan sát

- Phải đảm bảo tính khả thi

TN tự tạo không nên quá phức tạp, yêu cầu quá cao đối với người sử dụng Các TN càng dễ thao tác, cho kết quả càng nhanh, dễ quan sát và rõ ràng thì tính khả thi càng cao, từ đó mới có thể được ứng dụng rộng rãi trong QTDH

1.2.2 TN được trang cấp

1.2.2.1 Khái niệm

TN được trang cấp là những TN đã được trang bị trong các phòng thí nghiệm, có độ chính xác tương đối cao,việc tiến hành thí nghiệm yêu cầu một

số kỹ năng và mất nhiều thời gian

1.2.2.2 Ưu điểm và nhược điểm của TN được trang cấp

Ưu điểm: TN được trang cấp có tính chính xác cao, kết quả mà thí nghiệm khá sát với kết quả lí thuyết, góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

TN được trang cấp có tính thẩm mĩ, được thiết kế phù hợp

Nhược điểm: TN được trang cấp đòi hỏi một số kĩ năng thực hành và có thể mất nhiều công sức và thời gian

TN có sự hỗ trợ của MVT là những TN dùng MVT làm công cụ, môi trường truy xuất một phần hoặc toàn phần các kết quả, tiến trình TN, đồng thời đảm bảo những kết quả, tiến trình đó hoàn toàn phù hợp với các sự vật, hiện tượng vật lí xảy ra trong môi trường thực

1.2.3.2 Phân loại TN có sự hỗ trợ của MVT

Căn cứ vào mức độ hỗ trợ của MVT đối với TN, chúng tôi phân loại như sau:

Theo quan điểm đó, mô phỏng TN là loại TN trên MVT mà người sử dụng chỉ có thể trình diễn, không có tương tác trên TN Loại này thường được

sử dụng để xây dựng các thí nghiệm mô tả định tính

Hình 1.1

B TN mô phỏng

Theo một cách hiểu khác, “ mô phỏng” là quá trình thiết kế mô hình của một hệ thống thực và thực hiện thao tác với mô hình đó nhằm mục đích tìm hiểu về hoạt động của hệ thống

“Mô phỏng” cũng có thể hiểu là một đối tượng hoặc hệ thống các đối tượng được tạo ra trên MVT mang đầy đủ các thuộc tính của một đối tượng hay hệ thống đối tượng thực mà khi thao tác trên các đối tượng đó thì làm xuất hiện các thuộc tính bên trong từng đối tượng hay mối quan hệ giữa các đối tượng Nhờ đó mà người nghiên cứu hiểu được đối tượng riêng lẻ hoặc hệ thống đối tượng cần nghiên cứu

Từ những quan điểm đó, TN mô phỏng được hiểu là các TN được xây dựng từ những dụng cụ và đối tượng mô phỏng trên cơ sở các đối tượng thực Khi tiến hành TN trên các đối tượng mô phỏng đó sẽ thu được kết quả phù hợp với các quy luật như các TN thực Do vậy, khi tiến hành TN loại này, HS có thể khám phá được những thuộc tính hay các mối quan hệ giữa các đối tượng

C TN ảo

“Ảo” nghĩa là giống như thật, nhưng không có thật

Ngoài ra, thuật ngữ “ảo” có thể được hiểu là toàn bộ môi trường, sự vật, hiện tượng… được tạo ra trên MVT như là môi trường làm việc thật nhưng lại không phải là môi trường, sự vật và hiện tượng thật

TN ảo là TN được xây dựng từ các dụng cụ TN, các đối tượng được tạo

ra trong môi trường ảo của MVT Khi tiến hành TN trên các đối tượng ảo sẽ cho kết quả như trên TN thực Hay có thể nói, TN ảo là TN vật lí tồn tại thực trong môi trường ảo do MVT tạo ra

Trong TN ảo, các đối tượng, các thiết bị, các công cụ,… được sử dụng rất giống với các đối tượng, các thiết bị, các công cụ,… trong thực tế

Hình 1.2

D Phim TN (Video clip TN)

Theo Brophy, Video clip là một đoạn phim ngắn, một loại hình đa phương tiện kết hợp nghe nhìn, được trích từ một bộ phim, một bài hát, hay một đoạn phim ghi lại một quá trình, một sự kiện

Phim TN có thể hiểu là một video clip ghi lại các hiện tượng vật lí diễn

ra trong thực tế, nó được ghi hình lại và được trình diễn trong tiết học Thông thường, đây là những hiện tượng không thể tiến hành trong phạm vi trường học, nhưng nó có thể quan sát trong thực tế cuộc sống

E TN thực có sự hỗ trợ của MVT

Đối với TN thực có sự hỗ trợ của MVT, nói chung MVT thực hiện một

số nhiệm vụ chính sau: thu thập các dữ liệu khác nhau, biển diễn số liệu, xử lí các số liệu thực nghiệm, thực hiện các quá trình điều khiển, điều chỉnh…

- Thu thập số liệu:

MVT có thể thu thập số liệu dưới nhiều dạng và nhiều hình thức khác nhau Giá trị các đại lượng vật lí cần đo đạc sẽ chuyển đến MVT thông qua các thiết bị biến đổi tương ứng MVT nhờ có khả năng lưu trữ dữ liệu lớn và tốc độ

xử lí cao nên có thể ghi lại rất nhiều giá trị đo trong một thời gian ngắn và các giá trị này có thể được sử dụng nhiều lần về sau mặc dù các TN đã kết thúc

Khác với các máy đo thông thường, MVT có thể tiến hành đo tự động mọi lúc, mọi nơi mà con người không thể tham gia vào quá trình TN

- Biểu diễn số liệu:

Nhờ khả năng đồ họa cao và linh động mà MVT có thể biểu diễn các số liệu đã thu thập được dưới nhiều hình thức khác nhau như: đồng hồ hiện số, đồng hồ kim, đồ thị, hay biểu đồ tùy theo mục đích người sử dụng cũng nhờ tốc độ xử lí cao mà MVT có thể hiện thị cho người sử dụng nhiều kết quả của nhiều đại lượng dưới nhiều hình thức trong cùng một lúc

- Thực hiện các quá trình điều khiển, điều chỉnh

MVT với tư cách là một PTDH hiện đại đã giúp con người có thể khai thác những chức năng tối ưu để điều chỉnh một số TN mà con người không thể tiến hành trực tiếp được bằng các kết hợp với các phần mềm chuyên dụng kèm theo

Tuy nhiên, tùy theo đặc điểm của từng phần mềm, thiết bị ngoại vi kèm theo và yêu cầu về mặt sư phạm mà một số nhiệm vụ chính trên có thể thay đổi

Việc sử dụng TN thực có sự hỗ trợ của MVT vào DH vật lí bao gồm các giai đoạn sau:

- Tiến hành TN để có thể quan sát được hiện tượng, quá trình vật lí cần nghiên cứu

- Thu thập số liệu đo

- Xử lí số liệu đo (thông qua tính toán, đối chiếu, so sánh…) và trình bày kết quả xử lí

- Từ các kết quả xử lí đó, tìm ra (trong TN khảo sát) hay chứng tỏ (trong

TN chứng minh) sự tồn tại các mối quan hệ có tính qui luật trong hiện tượng, quá tình đang nghiên cứu

Với tiến trình cụ thể như trên, song trong TN thực có sự hỗ trợ của MVT

có nhiều công việc được hoàn toàn tự động theo một chương trình đã định sẵn

mà không cần sự can thiệp của con người

Quá trình thực hiện các TN thực có sự hỗ trợ của MVT có thể tóm tắt bởi sơ đồ sau:

Sơ đồ 1.1

Sử dụng TN thực có sự hỗ trợ của MVT vào DH có một số ưu điểm sau:

- Có tính trực quan cao hơn trong việc trình bày số liệu đo, hiển thị kết quả (ví dụ như các kết quả đo hiển thị trên màn hình bằng số có kèm theo đơn

vị đo, bảng số liệu và đồ thị được đưa ra rõ ràng, với mọi, màu sắc thích hợp…)

Đối

tượng đo

Bộ cảm biến

Thiết bị biến đổi

Màn hình

MÁY

VI TÍNH

- Tiết kiệm rất nhiều thời gian do thu thập cũng như xử lí số liệu hoàn toàn tự động

- Cho phép thu thập nhiều bộ dữ liệu thực nghiệm trong thời gian rất ngắn, đó là một yêu cầu quan trọng trong nghiên cứu thực nghiệm

Các số liệu đo cũng kết quả tính toán cuối cùng có độ chính xác cao do

sử dụng các thiết bị hiện đại và PP tính hiện đại (chính xác đến 1 phần nghìn đơn vị)

- Tiết kiệm thời gian lắp đặt TN (vì nói chung các thiết bị vi tính và các

TN ghép nối với chúng có ít chi tiết hơn)

- Để có thể sử dụng được các TN thực có sự hỗ trợ của MVT thì không đòi hỏi ở người sử dụng biết kiến thức đặc biệt về kĩ thuật vi tính, và không cần biết về ngôn ngữ lập trình

Mặc dù TN thực có sự hỗ trợ của MVT có nhiều ưu điểm, song hiện nay

ở nước ta chủ yếu mới sử dụng trong các trường đại học, còn chưa được sử dụng ở đa số các trường phổ thông Việc sử dụng nó còn chưa rộng rãi do tồn tại một số khó khăn sau:

- Người sử dụng cần có thời gian làm quen MVT (chủ yếu là làm quan với việc mở một chương trình ứng dụng đã được cài đặt trong máy và làm quen với các thao tác trên bàn phím)

- Mặc dù hiện nay MVT không đắt tiền lắm, song tốn kém ở chỗ các thiết bị khác như các bộ cảm biến, các thiết bị ghép tương thích và thiết bị TN tương ứng

- Ở Việt Nam còn quá ít các nghiên cứu lí luận cũng như thực tiễn về vấn đề này để có những đánh giá đúng mức và đưa ra các kinh nghiệm cụ thể trong việc sử dụng TN có sự hỗ trợ của MVT kết hợp với các phương tiện DH khác khi DH từng phần, từng chương và từng bài cụ thể trong chương trình vật

lí phổ thông

1.3 Sử dụng TN trong tổ chức hoạt động nhận thức cho HS

1.3.1 Cơ sở của việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS

Quan điểm triết học Mác –Lênin cho rằng, nhận thức được định nghĩa là quá trình phản ánh biện chứng hiện thực khách quan vào trong bộ óc của con người, có tính tích cực, năng động, sáng tạo, trên cơ sở thực tiễn

Theo “từ điển Bách khoa Việt Nam”, nhận thức là quá trình biện chứng của sự phản ánh thế giới khách quan trong ý thức con người, nhờ đó con người

tư duy và không ngừng tiến đến gần khách thể

Theo quan điểm của phép tư duy biện chứng, hoạt động nhận thức của con người đi từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn Con đường nhận thức đó được thực hiện qua các giai đoạn

từ đơn giản đến phức tạp, từ thấp đến cao, từ cụ thể đến trừu tượng, từ hình thức bên ngoài đến bản chất bên trong

Quá trình hoạt động nhận thức được phân chia làm hai trình độ: nhận thức cảm tính và nhận thức lí tính

Trình độ nhận thức cảm tính là quá trình phản ánh thực tiễn dưới dạng cảm giác, tri giác và biểu tượng Nhờ có cảm giác và tri giác mà thiết lập được mối quan hệ trực tiếp giữa nhận thức của con người với thế giới bên ngoài

Trình độ nhận thức lí tính, còn gọi là trình độ logic hay đơn giản hơn là

tư duy Tư duy là sự nhận thức khái quát và gián tiếp của con người về những tính chất, những mối liên hệ bản chất của các sự vật, hiện tượng của thực thể khách quan

Việc học tập của HS là một loại hoạt động đặc thù của con người, nó có cấu trúc giống như hoạt động lao động sản xuất nói chung, bao gồm các yếu tố

có quan hệ tác động lẫn nhau: một bên là động cơ, mục đích, phương tiện và bên kia là hoạt động, hành động và thao tác Động cơ quy định sự hình thành

và diễn biến của hoạt động Muốn thoả mãn được động cơ đó, phải thực hiện

lần lượt những hành động tương ứng để đạt được những mục đích cụ thể Cuối cùng mỗi hành động được thực hiện bằng nhiều thao tác sắp xếp theo một trình

tự xác định, ứng với mỗi thao tác phải sử dụng những phương tiện, công cụ thích hợp Đối tượng của hoạt động học là tri thức, kĩ năng, kĩ xảo cần chiếm lĩnh, nhưng chính nhờ có sự chiếm lĩnh này mà các chức năng tâm lí của chủ thể mới được thay đổi và phát triển Kết quả của việc học tập phụ thuộc chủ yếu vào hoạt động học của HS Như vậy, nhiệm vụ chính của GV là tổ chức, hướng dẫn hoạt động của HS để thông qua những hoạt động đó HS lĩnh hội được nền văn hoá xã hội, tạo ra sự phát triển những phẩm chất tâm lí, hình thành nhân cách

Mục đích của DH là đem đến sự phát triển toàn diện cho HS Điều đó nói lên rằng giữa DH và phát triển có mối quan hệ với nhau Đó là mối quan hệ hai chiều, biện chứng: trước hết phát triển là mục đích cuối cùng của hoạt động dạy học, đồng thời khi tư duy HS phát triển thì việc thu nhận và vận dụng kiến thức của HS sẽ nhanh chóng và hiệu quả hơn, quá trình DH diễn ra một cách thuận lợi hơn Nghĩa là sự hoạt động và trí tuệ của con người có mối quan hệ mật thiết với nhau Không có hoạt động thì trí tuệ không thể phát triển tốt được

Nhìn chung DH được coi là đúng đắn nhất nếu nó đem lại sự phát triển tốt nhất cho người học Theo Vưgôxki thì: “DH được coi là tốt nhất nếu nó đi trước sự phát triển và kéo theo sự phát triển” Cơ sở của quan điểm này là lý thuyết “ vùng phát triển gần nhất” do ông đề xướng Lý luận DH đã chỉ ra rằng: “DH phải có tác dụng thúc đẩy sự phát triển trí tuệ của người học” Một mặt trí tuệ của HS chỉ có thể phát triển tốt trong quá trình DH khi thầy giáo phát huy tốt vai trò của người tổ chức, điều khiển làm giảm nhẹ khó khăn cho

HS trong quá trình nhận thức, biết cách khuyến khích HS tham gia vào hoạt động nhận thức tích cực trong dạy học Mặt khác đối với HS để phát triển trí

tuệ của mình không có cách nào khác là phải tự mình hành động một cách tích cực và tự giác Đó chính là bản chất của mối quan hệ biện chứng giữa dạy và học, giữa hoạt động và phát triển

Thông qua hoạt động trí tuệ HS phát triển dần từng bước từ thấp đến cao Bởi vì vậy các biện pháp giáo dục của thầy cũng phải thay đổi cho phù hợp với từng bậc thang của sự phát triển Theo lý thuyết của Vưgôtxki thì trình

độ ban đầu của HS tương ứng với “ vùng phát triển hiện tại” Trình độ này cho phép HS có thể thu được những kiến thức gần nhất với kiến thức cũ để đạt được trình độ đạt được trình độ mới cao hơn Vưgôxki gọi đó là “vùng phát triển hiện tại” nhưng ở trình độ mới cao hơn Sau đó thầy giáo lại tiếp tục tổ chức và giúp đỡ HS đưa HS tới “ vùng phát triển gần nhất” mới để sau đó nói lại trở về “vùng phát triển hiện tại” Cứ tiếp tục như vậy sự phát triển của HS

đi từ nấc thang này đến nấc thang khác cao hơn

Sự gợi ý khéo léo có tính chất gợi mở của GV sẽ có tác dụng khích thích tính tự lực và tư duy sáng tạo của HS, lôi kéo họ chủ động tham gia vào quá trình DH một cách tích cực, tự giác J Piaget đã kết luận: “ Người ta không học được gì hết nếu không phải trải qua sự chiếm lĩnh bằng hoạt động, rằng

HS phát minh lại khoa học, thay vì nhắc lại những công thức bằng lời của nó”

Theo Vưgôtxki, sử dụng phương tiện chính là sử dụng các đối tượng nào

đó làm phương thức, phương tiện nắm hành vi của bản thân Do đó, sự phát triển, hiện đại hoá các phương tiện DH sẽ góp phần phát triển các hành vi, thao tác tư duy và năng lực sáng tạo của HS Ông còn cho rằng DH sẽ có hiệu quả hơn khi HS tham gia các hoạt động với môi trường hỗ trợ học tập, và nhận được những hướng dẫn gián tiếp của các công cụ học tập Những công cụ này được định nghĩa như là các chiến lược nhận thức, người cố vấn, máy tính, tư liệu, hoặc bất kì dụng cụ nào cung cấp thông tin cho người học Vai trò của các

công cụ này là chủ động hỗ trợ người học hoàn thành nhiệm vụ học tập gần với giới hạn của vùng phát triển gần

Những thành tựu của tâm lí học nhận thức và tâm lí học sự phạm đã cho phép khẳng định vai trò và tác dụng của các phương tiện trực quan trong việc kích thích hứng thú nhận thức, tạo cơ sở cho nhận thức xuất hiện và động lực của quá trình nhận thức, tạo cơ sở cho nhận thức xuất hiện và động lực của quá trình nhận thức được duy trì và phát triển Do đó làm cho người học đạt kết quả cao trong việc chiếm lĩnh trí thức lẫn hình thành năng lực tư duy sáng tạo

và kĩ năng thực hành

1.3.2 Một số biện pháp giúp HS nhận thức có hiệu quả

Đổi mới PPDH là một vấn đề đang rất được quan tâm trong bối cảnh giáo dục hiện nay Rất nhiều công trình nghiên cứu xoay quanh vấn đề nâng cao chất lượng DH, mỗi công trình là một biện pháp hữu hiệu Tuy nhiên, trong giới hạn nghiên cứu của đề tài, chúng tôi tập trung khai thác đối tượng

TN vật lí, và làm thế nào phát huy vai trò của TN trong quá trình nhận thức của

HS

1.3.2.1 Tăng cường sử dụng TN mở đầu để tạo tình huống có vấn đề

Tạo tình huống có vấn đề để mở đầu bài DH vật lí là rất cần thiết Có nhiều cách khác nhau để tạo tình huống có vấn đề như: kể một câu chuyện, cho

HS quan sát một số hình ảnh, đoạn phim, đặt ra một số câu hỏi liên quan đến thực tế…

Tuy nhiên, biện pháp mang lại hiệu quả cao và trực quan nhất là tăng cường sử dụng TN mở đầu để tạo tình huống có vấn đề Những TN này không yêu cầu quá phức tạp, tuy nhiên HS sẽ khó giải thích với những kiến thức đã được học Do đó sẽ khiến HS ngạc nhiên, thích thú, tò mò, kích thích hứng thú,

và mong muốn chiếm lĩnh tri thức nhằm làm sáng tỏ hiện tượng

1.3.2.2 Giải quyết vấn đề một cách hợp lí bằng cách đưa TN khảo sát,

1.3.2.3 Kết hợp TN biểu diễn của GV và TN trực diện của HS để kích thích hứng thú và rèn luyện kĩ năng thực hành cho HS

Bản thân HS không thể tự lắp ráp, tiến hành các TN một cách có hiệu quả Nếu làm TN không thành công sẽ khiến các em chán nản và mất tự tin vào bản thân Do đó Gv cần phải kiên trì, có kế hoạch cụ thể, vận dụng phối hợp TN của GV và TN của HS để rèn luyện khả năng tư duy cũng như kĩ năng thực hành tổng hợp, tạo điều kiện cho các em làm quen, biết cách sử dụng dụng cụ đo lường, thiết bị kĩ thuật thông dụng trong cuộc sống hàng ngày

1.3.2.4.Chú trọng đến việc rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập TN

Bài tập TN là phương tiện để nâng cao nhận thức cảm tính và lí tính cho

HS Thông qua việc giải bài tập TN, các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, khái quát hóa…được rèn luyện và phát triển Tuy nhiên, việc sử dụng bài tập

TN trong DH vật lí hiện nay chưa được GV quan tâm đúng mức

Bài tập TN là loại bài tập yêu cầu cao tính tích cực, tự lực của HS qua các thao tác chân tay và trí tuệ, nên thói quen tự đặt câu hỏi, tinh thần độc lập suy nghĩ, tư duy khoa học, tư duy sáng tạo được rèn luyện và có cơ hội phát triển

Vì thế, GV cần quan tâm đến việc sử dụng bài tập TN và rèn luyện cho

HS các kĩ năng giải bài tập TN nhiều hơn nữa trong quá trình DH vật lí

1.3.2.5 Định hướng cho HS thảo luận về các phương án thiết kế, chế tạo và tiến hành TN nhằm phát huy tính chủ động sáng tạo, tính tích cực trong hoạt động nhận thức và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Việc trao đổi, thảo luận, tranh luận sẽ giúp HS mạnh dạn điễn đạt, bọc

lộ quan điểm của mình, đồng thời học hỏi kinh nghiệm của các bạn trong lớp Điều này còn góp phần phát huy tính tích cực, tự lực, phát triển năng lực giao tiếp, khắc phục yếu điểm rụt rè trong học tập

Do đó giúp HS tự tin, chủ động hơn trong học tập và trong việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn

1.3.2.6 Sử dụng MVT và các thiết bị hiện đại hỗ trợ TN trong DH vật lí

Trong những năm gần đây, MVT đã nhanh chóng xâm nhập vào nhà trường và trở thành phương tiện DH có tác dụng cao Một mặt, MVT góp phần

mở rộng các nguồn tri thức cho HS, giúp HS lĩnh hội tri thức nhanh chóng Mặt khác, MVT còn góp phần vào việc đổi mới PPDH của GV ở trường phổ thông

Đối với TN, MVT hỗ trợ với nhiều hình thức như: TN ảo, TN mô phỏng, phim TN…,ngoài ra còn hỗ trợ TN thực có các dụng cụ và phầm mềm chuyên biệt

Việc sử dụng MVT hỗ trợ TN sẽ tạo điều kiện rộng rãi cho DH theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

1.4 Sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN được trang cấp có sự hỗ trợ của MVT

Trong DH vật lí, TN có vai trò quan trọng trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS TN không chỉ dùng để chứng minh định luật, hay xác

nhận một hiện tượng mà còn để giải thích bản chất nội tại của sự vật, hiện tượng đó

Hiện nay, có ba xu hướng được quan tâm trong việc nghiên cứu khai thác và sử dụng TN, đó là:

-Xu hướng hiện đại hóa

-Xu hướng nghiên cứu các thiết bị tự tạo

-Xu hướng khai thác đa phương tiện

TN tự tạo thuộc xu hướng nghiên cứu các thiết bị tự tạo, là những TN được làm từ các dụng cụ đơn giản, dễ kiếm, nhằm tái hiện hoặc kiểm chứng các hiện tượng, quá trình vật lí diễn ra gần gũi với chúng ta trong đời sống hàng ngày

Mặc dù có nhiều ưu điểm như: dễ chế tạo, dễ tiến hành, cho kết quả nhanh, có tác dụng gây bất ngờ, hứng thú cho người học, nhưng TN tự tạo chỉ

để giải quyết được yêu cầu về mặt định tính mà chưa đáp ứng được về mặt định lượng Bên cạnh đó, vì kết quả TN xảy ra nhanh và do tính chất dặc thù của dụng cụ nên TN tự tạo gặp khó khăn trong việc tiến hành lặp đi lặp lại nhiều lần để làm rõ bản chất vật lí của đối tượng cần quan sát Chính vì thế nên

TN tự tạo thường được sử dụng trong giai đoạn đề xuất tình huống có vấn đề hoặc vận dụng, củng cố mà ít khi được sử dụng ở giai đoạn hình thành kiến thức mới

DH vật lí không thể chỉ chú trọng trong sử dụng TN ở một số giai đoạn nhất định mà phải có sự đa dạng, phong phú ở tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học mặt khác, đổi mới PPDH không thể chỉ chú trọng ở một xu hướng nhất định mà phải có sự tương tác, hỗ trợ qua lại giữa các xu hướng nêu trên Chính vì thế để nâng cao chất lượng DH phải phát huy tối đa vai trò của

TN, cần phải sử dụng phối hợp các hình thức TN với nhau Cụ thể, chúng tôi

đề xuất các phương án phối hợp sau:

-Sử dụng phối hợp TN tự tạo với mô phỏng TN, TN mô phỏng

-Sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN ảo

-Sử dụng phối hợp TN tự tạo với phim TN

-Sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN thực có sự hỗ trợ của MVT

1.4.1.Sử dụng phối hợp TN tự tạo với mô phỏng TN, TN mô phỏng

Không phải quá trình nào xảy ra trong tự nhiên cũng dễ quan sát, có những quá trình không thể dùng mắt thường để xác định được các đại lượng cần thiết vì diễn biến của quá trình xảy ra quá nhanh hay quá chậm Điều đó gây khó khăn trong việc nghiên cứu tìm ra quy luật của chúng Các quá trình như vậy được nghiên cứu trong chương trình vật lí phổ thông có thể kể ra ở đây như: chuyển động rơi, chuyển động ném ngang của một vật,…Một trong những giải pháp có thể hỗ trợ cho việc nghiên cứu quá trình đó

Mô phỏng bằng MVT hỗ trợ các quá trình, hiện tượng vật lí gồm hai hình thức: mô phỏng TN và TN mô phỏng Việc sử dụng hai hình thức mô phỏng này vào DH vật lí sẽ giúp chủ động nghiên cứu các đối tượng cần quan sát bằng cách điều chỉnh nhanh chậm, hay dừng lại một thời điểm tùy ý để khảo sát bất kì đại lượng nào liên quan

Ngoài khả năng mô phỏng một cách trực quan và chính xác các hiện tượng, quá trình vật lí qua mô phỏng, MVT còn có thể tạo điều kiện cho người nghiên cứu đi sâu vào và tìm ra các mối liên hệ có tính bản chất của hiện tượng, quá trình vật lí Sở dĩ thực hiện được điều đó là do các chức năng ưu việt trong tính toán, xử lý số liệu của MVT Thêm vào đó, MVT có khả năng hiển thị các kết quả tính toán, xử lí số liệu dưới nhiều dạng trực quan khác nhau tạo điều kiện người nghiên cứu dễ phát hiện ra các mối quan hệ chứa đựng trong đó

Bên cạnh đó, có nhiều quá trình, hiện tượng vật lí xảy ra trong tự nhiên

bị chi phối bởi nhiều tác nhân khó có thể loại bỏ như ma sát, sức cản không

khí…, do đó không thể chính xác hoàn toàn theo bản chất vật lí vốn có của nó Trong trường hợp này, TN mô phỏng sẽ lí tưởng hóa quá trình, hiện tượng, thể hiện đúng đắn bản chất vật lí

Tuy nhiên, DH vật lí nếu chỉ sử dụng đơn thuần mô phỏng TN và TN

mô phỏng sẽ đưa HS vào một lối mòn chấp nhận thụ động, không kích thích được hứng thú, mong muốn chiếm lĩnh tri thức của người học Bên cạnh đó, còn hạn chế sự phát triển kĩ năng thực hành tổng hợp, không tạo điều kiện thao tác trực tiếp trên dụng cụ TN, đi ngược lại mục tiêu QTDH Do đó, hai hình thức mô phỏng này thông thường chỉ được sử dụng trong các trường hợp thông báo, tái hiện các hiện tượng trong thực tế, hoặc tìm ra các kiến thức mới bằng con đường nhận thức lí thuyết

Với những ưu, nhược điểm đã phân tích ở trên của TN tự tạo và mô phỏng TN, TN mô phỏng nhận thấy rằng nếu sử dụng phối hợp những hình thức TN này với nhau trong quá trình vật lí sẽ có thể phát huy hiệu quả, đồng thời khắc phục được những khó khăn mà mỗi hình thức TN mắc phải

Việc sử dụng phối hợp TN tự tạo và mô phỏng TN, TN mô phỏng có thể tóm tắt gồm các bước sau:

-Làm xuất hiện tình huống có vấn đề bằng TN tự tạo hoặc mô phỏng

TN

- Quá trình nhận thức bằng con đường lí thuyết được xây dựng bởi các suy luận lô gíc, các biểu thức toán học để tạo điều kiện rút ra các kết luận về mối quan hệ mới có tính quy luật của hiện tượng hay quá trình nghiên cứu

- Hỗ trợ quá trình nhận thức bằng TN mô phỏng nhằm trực quan hóa và

lí tưởng hóa quá trình, hiện tượng

-Sử dụng các kết luận đã được kiểm chứng để giải thích và tiên đoán các hiện tượng liên quan bằng TN tự tạo

Ví dụ: Bài “Sự rơi tự do”, đầu tiên, GV sẽ sử dụng TN tự tạo về việc thả rơi viên phấn và tờ giấy để đưa HS đến kết luận “vận nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ”

Tiếp đó, TN tự tạo thả rơi ba tờ giấy hoàn toàn giống nhau với hình thức khác nhau sẽ hình thành những mâu thuẫn ban đầu cho người học

Do điều kiện bình thường không thể loại bỏ sức cản không khí nên TN

sự rơi tự do sẽ được lí tưởng hóa bằng TN mô phỏng trên máy tính

Cùng với sự hình thành kiến thức bằng con đường lập luận tư duy logic,

HS sẽ biết được thế nào là sự rơi tự do và trong những trường hợp nào trong thực tế có thể xem đó là sự rơi tự do

1.4.2 Sử dụng phối hợp TN tự tạo với TN ảo

TN ảo là những TN với dụng cụ, thiết bị, hiện tượng xảy ra như thật trên môi trường ảo, môi trường được tạo ra do MVT Những TN này được mô phỏng một cách hoàn hảo, quy trình hiện tượng diễn ra hoàn toàn trùng khớp với tự nhiên

Trong hệ thống những TN với dụng cụ, thiết bị, hiện tượng xảy ra như thật trên môi trường ảo, môi trường được tạo ra do MVT Những TN này được

mô phỏng một cách hoàn hảo, quy trình, hiện tượng diễn ra hoàn toàn trùng khớp với tự nhiên

Trong hệ thống các trường phổ thông hiện nay, có những trường rất khó khăn, thiếu thốn về mặt cơ sở vật chất, nên HS không có điều kiện tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị, dụng cụ TN Trình chiếu TN ảo với các thao tác có thể lặp đi lặp lại theo chủ định của GV sẽ góp phần giúp các em có những định hình ban đầu, tránh những bỡ ngỡ khi tiếp xúc với các dụng cụ này trong thực

tế nếu có điều kiện

Tuy nhiên, sử dụng TN ảo vào DH vật lí thường không kích thích những hoạt động tư duy ở mức cao của người học, do đó, thông thường chỉ phù hợp với đối tượng HS đầu cấp THPT

Muốn phát huy hiệu quả sử dụng TN ảo trong DH vật lí, cần khắc phục yếu tố rèn luyện kĩ năng thực hành tổng hợp “ảo” cho HS, nghĩa là không chỉ đơn thuần dùng TN ảo mà phải lồng ghép các hình thức TN khác nhau trong quá trình dạy học

Những hạn chế về điều kiện cơ sở vật chất trong phòng học bộ môn là yếu tố cản trở lớn nhất để phát triển kĩ năng cho người học Mỗi bài thực hành

ở trường phổ thông hiện nay thường chỉ gồm 4-6 bộ, chưa kể đến những bộ phận bị hư hỏng, khiến bộ TN không được hoàn chỉnh, do đó không thể đảm bảo rằng tất cả HS đều được thực hành TN Do đó không thể đảm bảo rằng tất

cả HS đều được thực hành TN Chính vì thế, việc sử dụng phối hợp TN tự tạo

và TN ảo để hướng dẫn HS là rất quan trọng Để tránh trường hợp HS vì không hiểu rõ mà mắc phải sai lầm, hậu quả là TN không thực hiện được, hoặc làm

hư hỏng thiết bị, hoặc có thể xảy ra những tai nạn bất ngờ, GV có thể sử dụng

TN ảo để HS được quan sát, hình dung trước khi lắp ráp và vận hành trực tiếp trên dụng cụ thiết bị thực Bên cạnh đó, việc làm rõ bản chất vật lí của quá trình, hiện tượng là điều không thể thiếu trước khi bắt tay vào thực hành các bài TN ở phòng bộ môn Do đó TN tự tạo sử dụng trong trường hợp này nhằm đơn giản hóa quá trình, hiện tượng vật lí, tạo tiền đề, cơ sở để HS thao tác TN

có hiệu quả

Sau khi sử dụng phối hợp TN tự tạo và TN ảo ở lớp cho HS quan sát, nếu GV hướng dẫn và giao nhiệm vụ cụ thể, sẽ kích thích được sự ham muốn của HS, từ đó các em sẽ tìm tòi chế tạo những TN tương tự ở nhà

Ví dụ: Khi dạy về các loại va chạm, để nhắc lại kiến thức định luật bảo toàn động lượng, đồng thời giúp người học nhanh chóng tiếp nhận kiến thức,

GV sẽ tiến hành TN tự tạo về sự chuyển động của quả bóng bay, khi không khí phụt ra phía sau thì quả bóng sẽ chuyển động về phía trước

Sau đó, GV sẽ thao tác trên TN ảo về va chạm đàn hồi, hoặc va chạm mềm cho HS quan sát, đồng thời, qua các số liệu thu được, sẽ hình thành PP giải bài toán

1.4.3 Phối hợp TN tự tạo với phim TN

Trong vật lí, có những quá trình do xảy ta quá nhanh hoặc xảy ra trong không gian rộng khó quan sát, khó đo đạc bằng các phương tiện, thiết bị đo thông thường trong phòng TN, phòng học (ví dụ như chuyển động rơi tự do, chuyển động ném xiên hay chuyển động của tên lửa khỏi bệ phòng…) thì việc nghiên cứu nó ở trường phổ thông là hết sức khó khăn

Để giải quyết các khó khăn đó, trên thực tế ngoài việc sử dụng MVT để

mô phỏng, người ta còn sử dụng một PP khác ở trường phổ thông là trình chiếu các phim TN trên MVT hỗ trợ trong qua trình dạy học

Với chức năng có thể tua đi tua lại của MVT, ta có thể quan sát quá trình vật lí đang nghiên cứu nhiều lần với các mục đích khác nhau

Như vậy với việc ghi hình quá trình vật lí thực vào phim TN và quay chậm lại, tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho việc quan sát đối tượng nghiên cứu

Những đối tượng vật lí trong phim TN dù là thực, nhưng không thể tương tác được, do đó, khó hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho

HS một cách hoàn chỉnh Muốn khắc phục điều này, cần sử dụng phối hợp TN

tự tạo và phim TN trong QTDH

Phim TN trình chiếu những hiện tượng không thể đưa vào lớp học, do

đó, có thể đơn giản hóa những hiện tượng phức tạp này bằng những TN tự tạo, sao cho những TN này phù hợp với quy luật, bản chất vật lí diễn ra trong phim

TN