Tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học vật lí lớp 11 THPT

- Vai trò của hoạt động ngoại khóa nói chung và hoạt động ngoại khóa Vật lí nói riêng vô cùng quan trọng trong việc giáo dục học sinh trên tất cả các mặt, cụ thể là: * Về mặt giáo dục nh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS DƯƠNG XUÂN QUÝ

HÀ NỘI, 2014

Em xin bày tỏ lòng biết ơn trân thành và sâu sắc tới TS Dương Xuân Quý Thầy trực tiếp hướng dẫn em bước đi những bước vững chắc trên con đường khoa học Mặc dù bận rất nhiều công việc thầy vẫn luôn quan tâm, khích lệ, để em tự tin, quyết tâm, say mê nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

Tôi xin cảm ơn thầy giáo Nguyễn Dũng Tiến cùng các thầy cô giáo và các em học sinh trong trường THPT Mê Linh đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực nghiệm sư phạm Tôi xin cảm ơn gia đình đã luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ tôi

Hà Nội, tháng 6 năm 2014

Tác giả luận văn

Vũ Thị Thu Dung

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

ĐC Đối chứng

TN Thực nghiệm THPT Trung học phổ thông

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

5 Giả thuyết khoa học 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đóng góp của đề tài 4

8 Cấu trúc của luận văn 4

NỘI DUNG 5

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CHỦ ĐỀ HỘP ĐEN PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÍ 11- THPT 5

1.1 Hoạt động ngoại khóa Vật lí trong nhà trường phổ thông 5

1.1.1 Thế nào là hoạt động ngoại khóa 5

1.1.2 Vị trí , vai trò của hoạt động ngoại khóa trong hệ thống các hình thức tổ chức dạy học ở trường phổ thông 5

1.1.3 Đặc điểm của hoạt động ngoại khóa Vật lí 6

1.1.4 Nội dung của hoạt động ngoại khóa Vật lí 7

1.1.5 Các hình thức hoạt động ngoại khóa Vật lí 8

1.1.6 Phương pháp hướng dẫn hoạt động ngoại khóa Vật lí 9

1.1.7 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa Vật lí 10

1.1.8 Vai trò của giáo viên và học sinh trong hoạt động ngoại khóa 12

1.2 Bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông 13

1.2.1 Phương pháp hộp đen 13

1.2.2 Sự cần thiết phải bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông 15

1.2.3 Bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông 15

1.3 Thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông 17

1.3.1 Các đặc điểm cơ bản của dụng cụ thí nghiệm đơn giản 17

1.3.2 Sự cần thiết của việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông 18

1.3.3 Các khả năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông 19

1.4 Tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 20

1.4.1 Tính tích cực trong học tập 20

1.4.1.1 Khái niệm về tính tích cực của học sinh trong học tập Vật lí 20

1.4.1.2 Các biểu hiện của tính tích cực học tập 20

1.4.1.3 Những yếu tố thúc đẩy tính tích cực của học sinh 21

1.4.2 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 23

1.4.2.1 Khái niệm năng lực sáng tạo 23

1.4.2.2 Các biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 23

1.5 Điều tra thực tế tình hình dạy và học các kiến thức phần “Quang hình học” trong chương trình Vật lí 11 ở trường THPT Mê Linh tỉnh Thái Bình 24

1.5.1 Mục đích của việc điều tra 24

1.5.2 Đối tượng điều tra 25

1.5.3 Phương pháp điều tra 25

1.5.4 Kết quả của việc điều tra 25

1.5.4.1 Về tình hình của giáo viên và phương pháp dạy của giáo viên 25

1.5.4.2 Tình hình của học sinh và phương pháp học: 28

1.5.4.3 Tình hình cơ sở vật chất trang thiết bị phục vụ cho việc dạy học môn Vật lí 30

1.5.4.4 Nguyên nhân của những hạn chế trong việc dạy và học về các kiến thức phần quang hình học và các giải pháp khắc phục 31

CHƯƠNG 2 TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CHỦ ĐỀ HỘP ĐEN PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÍ 11- THPT 34

2.1 Những mục tiêu học sinh cần đạt được khi học phần quang hình học 34

2.1.1 Mục tiêu về kiến thức 34

2.1.2 Mục tiêu về kỹ năng 34

2.1.3 Mục tiêu về tình cảm và thái độ 35

2.1.4 Mục tiêu về phát triển tư duy 35

2.2 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học Vật lí 11- THPT 36

2.2.1 Mục tiêu của hoạt động ngoại khóa 36

2.2.2 Nội dung của hoạt động ngoại khóa các bài toán hộp đen quang hình cho học sinh lớp 11 THPT 37

2.2.2.1 Nội dung và các bước giải theo phương pháp hộp đen các bài tập hộp đen về chủ đề quang hình học trong tổ chức hoạt động ngoại khóa 38

2.2.2.2 Quy trình bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh thông qua việc giải các bài tập đã soạn thảo 54

2.2.2.3 Xây dựng nội dung các bài tập thí nghiệm giao học sinh 74

2.2.3 Dự kiến hình thức tổ chức và phương pháp dạy học của hoạt động ngoại khóa 75

2.2.3.1 Dự kiến hình thức tổ chức ngoại khóa 75

2.2.3.2 Dự kiến các khó khăn, sai lầm của học sinh khi giải quyết các nhiệm vụ và phương pháp hướng dẫn tương ứng của giáo viên 77

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 81

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 81

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 81

3.3 Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm 81

3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 82

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm 82

3.5.1 Phân tích và đánh giá diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm 82

3.5.1.1 Học sinh nhận nhiệm vụ thực nghiệm, thảo luận nhiệm vụ và phân công nhóm 82

3.5.1.2 Học sinh làm việc theo nhóm thực hiện các nhiệm vụ được giao tại nhà 83

3.5.1.3 Buổi báo cáo kết quả thực nghiệm 85

3.5.2 Phân tích kết quả bài kiểm tra cuối đợt thực nghiệm sư phạm 86

KẾT LUẬN 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Thế giới đang xảy ra sự bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ Xã hội phồn vinh ở thế kỷ 21 phải là một xã hội “dựa vào tri thức”, vào tư duy sáng tạo, vào tài năng sáng chế của con người Để có thể vươn lên được, đòi hỏi chúng ta phải đào tạo nguồn nhân lực không những phải có kiến thức, mà còn phải có năng lực hoạt động thực tiễn Để tồn tại trong thời đại toàn cầu hóa đầy biến động, nhiều thách thức đòi hỏi con người phải có kiến thức, có năng lực sáng tạo Chính vì vậy mà Hội nghị ban chấp hành Trung ương khóa VIII cũng khẳng định: “Đổi mới phương pháp dạy và học ở tất cả các cấp học, bậc học, áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại, bồi dưỡng học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề” Do vậy, việc đổi mới phương pháp dạy và học trong nhà trường phổ thông trong đó yêu cầu đổi mới phương pháp dạy và học đối với môn Vật lí là điều tất yếu

Vật lí học là một môn khoa học thực nghiệm, học sinh vừa được trang

bị kiến thức, vừa được trang bị phương pháp làm việc và năng lực hoạt động thực nghiệm

Trong dạy học kiến thức phần quang hình học, lượng kiến thức rất phong phú, trong khi thời lượng dành cho dạy học nội khóa rất ít Mặt khác, phần quang hình học có nhiều cơ hội cho học sinh tham gia vào các hoạt động thực nghiệm gắn với thực tiễn Đồng thời với việc luyện tập, củng cố kiến thức vừa phát triển các kỹ năng hoạt động thực nghiệm, vừa có thể được trang

bị thêm phương pháp hộp đen nếu cho học sinh thực hiện và giải quyết các bài tập hộp đen đơn giản

Trong nhiều năm gần đây, đã có một số đề tài luận văn nghiên cứu việc tổ chức hoạt động ngoại khóa với tư cách là một trong những giải pháp

tháo gỡ khó khăn cho dạy học nội khóa về mặt thời gian và chương trình bắt buộc, tạo điều kiện phát triển nhiều loại năng lực hoạt động thực tiễn Tuy nhiên chưa có đề tài nào nghiên cứu lí luận và thực nghiệm việc tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học

Vì vậy, để khắc phục các khó khăn về mặt thời gian trong dạy học nội khóa mà vẫn tận dụng được các ưu thế trên của phần kiến thức về quang hình

học chúng tôi lựa chọn đề tài: “Tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề

hộp đen phần quang hình học Vật lí 11 - THPT”

2 Mục đích nghiên cứu

Tổ chức hoạt động ngoại khóa hướng dẫn học sinh chế tạo các hộp đen quang hình và giải các bài toán hộp đen đó nhằm bồi dưỡng cho học sinh phương pháp hộp đen và qua đó phát triển tính tích cực, nâng cao năng lực hoạt động thực nghiệm

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích nêu trên, đề tài có các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về hoạt động ngoại khóa ở trường THPT

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về phương pháp hộp đen

- Nghiên cứu về tính tích cực và năng lực sáng tạo của HS

- Điều tra, khảo sát thực trạng dạy học các kiến thức phần quang hình học ở Vật lí 11, đặc biệt là việc sử dụng bài tập vật lí nói chung và việc sử dụng bài tập hộp đen nói riêng trong dạy học ngoại khóa phần này của học sinh THPT

- Soạn thảo nội dung và tiến trình dạy học cụ thể một số bài toán hộp đen phần quang hình học Vật lí 11 - THPT ứng với các hộp đen đã chế tạo để bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh

- Thực nghiệm sư phạm tiến trình tổ chức hoạt động ngoại khóa một

số bài tập hộp đen ở lớp 11 để đánh giá tính khả thi của việc tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen nói chung và của tiến trình hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học nói riêng

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a) Đối tượng nghiên cứu:

Học sinh lớp 11 trường THPT, hoạt động ngoại khóa trong dạy học Vật lí ở trường THPT

b) Phạm vi nghiên cứu:

Tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học Vật lí 11 - THPT

5 Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức tốt việc hoạt động ngọai khóa để hướng dẫn học sinh chế tạo được các hộp đen quang học đơn giản và vận dụng được phương pháp hộp đen để giải bài toán với các hộp đen đã chế tạo thì sẽ trang bị được cho học sinh phương pháp hộp đen và phát triển được tính tích cực và năng lực hoạt động thực nghiệm ở học sinh

6 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu trên, chúng tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết:

Các tài liệu lí luận dạy học, các luận văn, khóa luận tốt nghiệp, các bài toán, chương trình và SGK Vật lí, nhất là các tài liệu về tổ chức hoạt động ngoại khóa và bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh để xây dựng cơ

sở lí luận cho đề tài

- Phương pháp điều tra quan sát:

Trao đổi với giáo viên và học sinh về thực trạng dạy và học về hoạt động ngoại khóa nói chung và hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen nói riêng ở lớp 11

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm:

Thực nghiệm sư phạm ở lớp 11 về tiến trình hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học đã soạn thảo để đánh giá tính khả thi của việc tổ chức hoạt động ngoại khóa cho học sinh lớp 11 nói chung và của tiến trình hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học đã soạn thảo nói riêng So sánh những hiệu quả của chúng đối với việc phát huy tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục các tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học Vật lí 11 - THPT

Chương 2 Tiến trình hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học Vật lí 11- THPT

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

1.1 Hoạt động ngoại khóa Vật lí trong nhà trường phổ thông

1.1.1 Thế nào là hoạt động ngoại khóa

Hoạt động ngoại khóa là những hoạt động được tổ chức ngoài giờ học các môn văn hóa, có tổ chức, có kế hoạch Hoạt động trên nguyên tắc tự nguyện dưới sự hướng dẫn của giáo viên với số lượng học sinh không hạn chế

1.1.2 Vị trí , vai trò của hoạt động ngoại khóa trong hệ thống các hình thức

tổ chức dạy học ở trường phổ thông

- Hoạt động ngoại khóa là một trong ba hình thức dạy học chủ yếu ở trường phổ thông hiện nay

- Vai trò của hoạt động ngoại khóa nói chung và hoạt động ngoại khóa Vật lí nói riêng vô cùng quan trọng trong việc giáo dục học sinh trên tất cả các mặt, cụ thể là:

* Về mặt giáo dục nhận thức: Hoạt động ngoại khóa giúp học sinh củng cố, đào sâu, mở rộng những kiến thức đã học trên lớp, ngoài ra giúp học sinh vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết những vấn đề thực tiễn đời sống đặt ra, tạo điều kiện để học đi đôi với hành, lí thuyết đi đôi với thực tiễn

* Về mặt rèn luyện kĩ năng: Hoạt động ngoại khóa rèn luyện cho học sinh kỹ năng phân tích, kĩ năng giải quyết vấn đề, kĩ năng thực nghiệm, kĩ năng tự quản, kỹ năng tổ chức, kỹ năng điều khiển, kỹ năng làm việc theo

nhóm, ngoài ra còn góp phần phát triển kỹ năng giao tiếp, kỹ năng chế tạo dụng cụ và làm thí nghiệm, kỹ năng giải quyết vấn đề…

* Về phát triển tư duy: Hoạt động ngoại khóa rèn luyện và phát triển các năng lực tư duy cho học sinh như: Tư duy logic, tư duy trừu tượng, tư duy sáng tạo…

* Về giáo dục tinh thần thái độ: Hoạt động ngoại khóa có tác dụng khơi dậy niềm say mê hứng thú học tập, thực hành, lòng ham hiểu biết, yêu khoa học và phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của học sinh Góp phần giáo dục tính tổ chức, tính kế hoạch, tinh thần làm chủ,và hợp tác trên cơ sở những hoạt động thực tế Ngoài ra còn giúp cho học sinh có thể hiểu sâu hơn

về những giá trị văn hóa, truyền thống của cha ông, của quê hương, đất nước, nâng cao nhận thức về các vấn đề xã hội

Như vậy, hoạt động ngoại khóa đóng một vai trò rất quan trọng trong việc bổ sung các kiến thức, kỹ năng và kinh nghiệm sống cho học sinh, giúp học sinh hoàn thiện nhân cách và phát triển toàn diện, cân đối về trí tuệ, đạo đức, thể dục, thẩm mỹ, những điều mà ở nội khóa còn yếu

1.1.3 Đặc điểm của hoạt động ngoại khóa Vật lí

Hoạt động ngoại khóa Vật lí nói riêng cũng như hoạt động ngoại khóa nói chung có những đặc điểm sau:

- Được thực hiện ngoài giờ học chính khóa

- Có thể được tổ chức dưới nhiều dạng: Dạng tập thể cả lớp, dạng theo nhóm năng khiếu, dạng học tập, dạng vui chơi, dạng thường kì, dạng đột xuất nhân những dịp kỉ niệm hay lễ hội…

- Nội dung của hoạt động ngoại khóa thường liên quan đến nội dung học tập trong chương trình nội khóa, phù hợp với trình độ và đặc điểm của đối tượng tham gia

- Hình thức ngoại khóa Vật lí rất đa dạng, bao gồm ngoại khóa làm bài tập, làm thí nghiệm, tham quan công trình Vật lí, hội vui Vật lí… nhằm giúp học sinh mở rộng, đào sâu, làm phong phú thêm những kiến thức đã được học trong giờ nội khóa

- Cách đánh giá kết quả thông qua những biểu hiện trong quá trình tham gia hoạt động và sản phẩm của học sinh…

- Học sinh được giao lưu với nhau, có thể phát huy tính năng động, sáng tạo của mình mà không bị hạn chế bởi những căng thẳng như trong giờ học trên lớp

Như vậy hoạt động ngoại khóa không gò bó về thời gian, không gian cũng như trình tự nội dung như giờ học nội khóa, do đó giáo viên có thể dễ dàng kết hợp hoạt động ngoại khóa với những phương pháp, hình thức dạy học khác

1.1.4 Nội dung của hoạt động ngoại khóa Vật lí

Nội dung ngoại khóa Vật lí ở trường phổ thông rất đa dạng nhưng có thể kể đến một số nội dung hoạt động ngoại khóa mà học sinh có thể thực hiện được như:

- Nghiên cứu những kiến thức lí thuyết về Vật lí và kĩ thuật

- Nghiên cứu, tìm hiểu những ứng dụng của Vật lí trong đời sống, kĩ thuật như: Kĩ thuật điện, kĩ thuật vô tuyến điện, kĩ thuật chụp ảnh, các ứng dụng của sóng siêu âm…

- Thiết kế, chế tạo, sử dụng các dụng cụ, làm thí nghiệm Vật lí và nghiên cứu những ứng dụng kĩ thuật của Vật lí

Để lựa chọn nội dung tổ chức hoạt động ngoại khóa về Vật lí phù hợp thì giáo viên cần phải căn cứ vào nội dung kiến thức mà học sinh được học trong nội khóa và tầm quan trọng của kiến thức này trong đời sống, kĩ thuật cũng như mục tiêu dạy học về phần kiến thức đó mà học sinh cần phải đạt được

Căn cứ vào các hướng có thể tổ chức hoạt động ngoại khóa về Vật lí như trên và thực tế dạy học Vật lí ở trường phổ thông hiện nay, chúng tôi lựa chọn nội dung của đề tài chủ yếu là hoạt động thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo

và sử dụng dụng cụ và làm thí nghiệm đơn giản sẽ giúp các em hiểu được bản chất của hiện tượng, học sinh tự tìm tòi chế tạo, tự tay thực hiện thí nghiệm không những dẫn đến sự tin tưởng về các kiến thức đã học mà còn phát huy được tính tích cực và khả năng sáng tạo của học sinh…để bù đắp sự hạn chế

về thời gian của giờ học nội khóa Vì vậy, chúng tôi chọn nội dung kiến thức của phần quang hình học trong sách giáo khoa Vật lí lớp 11 phổ thông để xây dựng nội dung cho hoạt động ngoại khóa

1.1.5 Các hình thức hoạt động ngoại khóa Vật lí

Các hình thức hoạt động ngoại khóa Vật lí được phân chia mang tính chất tương đối, không phân biệt được rõ ràng Có thể dựa theo số lượng học sinh tham gia, theo nội dung ngoại khóa, theo thời gian và địa điểm diễn ra hoạt động ngoại khóa… Hiện nay, căn cứ vào thời gian và địa điểm diễn ra hoạt động ngoại khóa người ta thường tổ chức hoạt động ngoại khóa theo các hình thức sau:

- Hoạt động ngoại khóa ở nhà trường như: Hội thi Vật lí, hội vui Vật

lí, chuyên đề Vật lí, tổ chức câu lạc bộ (nhóm) Vật lí, viết báo tường hoặc tập san về Vật lí, luyện giải bài tập Vật lí…

- Hoạt động ngoại khóa ở nhà: Tham gia thiết kế, chế tạo dụng cụ và tiến hành các thí nghiệm với các dụng cụ đã chế tạo

- Hoạt động ngoại khóa ở các nơi khác: Tham quan các công trình kĩ thuật, ứng dụng Vật lí…

Căn cứ vào thời gian dạy học nội khóa chưa đáp ứng được nhu cầu đổi mới, vào các dụng cụ thí nghiệm phục vụ cho việc dạy học kiến thức về phần quang hình học còn thiếu Chúng tôi lựa chọn hình thức tổ chức hoạt động

ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học về các cách xác định đặc điểm, thông số của các linh kiện quang kết hợp với hoạt động ngoại khóa ở nhà trong việc thực hiện một số nhiệm vụ chuẩn bị ở nhà và hoạt động ngoại khóa ở trường với việc chế tạo và tiến hành thí nghiệm về cách xác đinh đặc điểm và thông số của các linh kiện quang đó

1.1.6 Phương pháp hướng dẫn hoạt động ngoại khóa Vật lí

Đặc điểm của hoạt động ngoại khóa Vật lí là mềm dẻo và nhẹ nhàng, nhưng không hề đơn giản, nó tùy thuộc vào nội dung ngoại khóa, trình độ của học sinh và giáo viên Tuy nhiên, để có tác dụng tích cực đối với hoạt động nhận thức của học sinh thì phải tùy thuộc vào khả năng và mức độ giải quyết vấn đề đặt ra của học sinh trên cơ sở giáo viên lựa chọn kiểu định hướng hoạt động học cho học sinh Và sau đây là các kiểu định hướng hoạt động học của người dạy và đặc điểm của nó:

- Định hướng tìm tòi: Là kiểu hướng dẫn mà giáo viên không chỉ ra cho học sinh một cách tường minh các kiến thức và cách thức hoạt động mà hoc sinh cần áp dụng, giáo viên chỉ đưa ra cho học sinh mang tính gợi ý sao cho học sinh suy nghĩ tự tìm tòi , huy động hoặc xây dựng những kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để giải quyết nhiệm vụ mà họ đảm nhận

- Định hướng tái tạo: Là kiểu hướng dẫn trong đó giáo viên hướng học sinh vào việc huy động, áp dụng những kiến thức, cách thức hoạt động học sinh đã nắm được hoặc đã được giáo viên chỉ ra một cách tường minh để học sinh có thể thực hiện được nhiệm vụ học tập mà họ đảm nhận

- Định hướng khái quát chương trình hóa: Là kiểu hướng dẫn phối hợp các đặc điểm của hai kiểu hướng dẫn trên Định hướng khái quát chương trình hóa cũng là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết Trong đó, giáo viên định hướng hoạt động tư duy cho học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi

giải quyết của học sinh Nếu học sinh không giải quyết được nhiệm vụ dưới

sự hướng dẫn ban đầu thì giáo viên sẽ gợi ý thêm, cụ thể hóa hơn, chi tiết hơn những vấn đề để thu hẹp hơn phạm vi, mức độ phải tìm tòi cho vừa sức của học sinh sau đó học sinh tự thực hiện nhiệm vụ được giao

Trong đề tài của mình, để tăng cường tính tích cực, tự lực của học sinh trong việc tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề hộp đen phần quang hình học, chúng tôi kết hợp các kiểu hướng dẫn trên một cách hợp lí, hiệu quả với yêu cầu cao nhưng vẫn đảm bảo tính vừa sức

1.1.7 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa Vật lí

Hoạt động ngoại khóa có thể thực hiện theo những bước sau:

Bước 1: Lựa chọn chủ đề ngoại khóa

Căn cứ vào nội dung chương trình, mục tiêu dạy học, tình hình thực tế của dạy học nội khóa bộ môn, đặc điểm của học sinh và điều kiện của giáo viên cũng như của nhà trường để lựa chọn chủ đề của hoạt động ngoại khóa Việc lựa chọn này cần phải rõ ràng để có tác dụng định hướng tâm lí và kích thích sự tích cực, sự sẵn sàng của học sinh ngay từ đầu

Bước 2: Lập kế hoạch ngoại khóa

Khi lập kế hoạch ngoại khóa, giáo viên cần:

- Xác định mục tiêu của hoạt động ngoại khóa gồm các mục tiêu: Về kiến thức, về rèn luyện kĩ năng, về phát triển tư duy, về thái độ, tình cảm

- Xác định nội dung ngoại khóa: Giao cho học sinh những nhiệm vụ

cụ thể

- Xác định đối tượng tham gia

- Dự kiến hình thức tổ chức ngoại khóa

- Dự kiến phương pháp dạy học, đặc biệt là dự kiến những khó khăn sai lầm của học sinh và hướng dẫn của giáo viên để giúp đỡ học sinh vượt qua những khó khăn và khắc phục các sai lầm đó

- Dự kiến thời gian thực hiện các giai đoạn của giai đoạn của hoạt động ngoại khóa

- Dự kiến những công việc cần sự giúp đỡ của các lực lượng giáo dục khác

Bước 3: Tiến hành ngoại khóa theo kế hoạch

Khi tiến hành hoạt động ngoại khóa theo kế hoạch, giáo viên lưu ý những nội dung sau:

- Theo dõi học sinh thực hiện các nhiệm vụ để kịp thời giúp đỡ, động viên, khuyến khích các em, đồng thời phát hiện những vấn đề nảy sinh ngoài

dự kiến để kịp thời điều chỉnh sao cho phù hợp với kế hoạch đã đặt ra

- Đối với hoạt động có quy mô lớn như hoạt động toàn lớp, toàn khối, giáo viên phải đóng vai trò là người tổ chức, điều khiển, hướng dẫn hoạt động Đặc biệt giáo viên phải là người trọng tài để học sinh thảo luận, tranh luận rộng rãi những nội dung ngoại khóa

- Đối với các hoạt động có quy mô nhỏ như tổ, nhóm học sinh thì cần

để cho học sinh hoàn toàn tự chủ cả về việc tổ chức và thực hiện các nhiệm

vụ được giao Giáo viên chỉ giúp đỡ khi học sinh gặp khó khăn, vướng mắc

và không thể tự giải quyết được

Bước 4: Tổ chức cho học sinh báo cáo kết quả, rút kinh nghiệm, khen thưởng

- Sau khi học sinh hoàn thành các nhiệm vụ được giao, cần tổ chức cho các em báo cáo nhiệm vụ và giới thiệu sản phẩm của nhóm mình với mọi người Đó là điều kiện để các em thể hiện những kiến thức, kĩ năng các em đã thu được và kết quả quá trình hoạt động của mình trong đợt ngoại khóa, thể hiện sự sáng tạo, hiệu quả làm việc nhóm và các kĩ năng báo cáo, thuyết trình

- Việc đánh giá hiệu quả của hoạt động ngoại khóa phải dựa vào cả quá trình diễn ra hoạt động Giáo viên đánh giá hiệu quả của hoạt động ngoại

khóa thông qua sự hứng thú, tính tích cực, những biểu hiện của sự sáng tạo, những nội dung kiến thức, kĩ năng, tình cảm thái độ mà học sinh đạt được và những sản phẩm của học sinh

- Giáo viên nhận xét, đánh giá quá trình tham gia hoạt động ngoại khóa của học sinh và động viên, khích lệ, khen thưởng để học sinh tích cực hơn trong các hoạt động sau này

- Sau khi tổ chức hoạt động ngoại khóa, giáo viên phải đánh giá, rút kinh nghiệm, điều chỉnh nội dung, hình thức và phương pháp để những hoạt động ngoại khóa sau phù hợp và đạt hiệu quả cao hơn

Để tổ chức hoạt động ngoại khóa phù hợp và đạt hiệu quả cao thì chúng ta phải vận dụng quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa một cách mềm dẻo, linh động tùy thuộc vào nội dung ngoại khóa, yêu cầu giáo dục và hoàn cảnh của từng lớp, từng trường Ngoài ra chúng ta nên kết hợp tổ chức hoạt động ngoại khóa đi song hành với các phương pháp, hình thức khác sẽ làm cho giờ học thêm sinh động, trực quan, kích thích được hứng thú của học sinh tùy thuộc vào kiến thức, nhiệm vụ và đối tượng học sinh Ở đây chúng tôi vận dụng phương pháp hộp đen trong việc tổ chức hoạt động ngoại khóa hướng dẫn học sinh chế tạo các hộp đen quang hình và giải các bài toán với các hộp đen đó nhằm bồi dưỡng cho học sinh phương pháp hộp đen và qua đó phát triển tính tích cực, nâng cao năng lực hoạt động thực nghiệm

1.1.8 Vai trò của giáo viên và học sinh trong hoạt động ngoại khóa

- Vai trò của giáo viên:

+ Là người lựa chọn các vấn đề sao cho có tác dụng kích thích các hoạt động nhận thức

+ Là người thiết kế, tổ chức, điều khiển, hướng dẫn, hỗ trợ, phản hồi, giúp hoạt động nhóm và tạo điều kiện cho học sinh tiến hành các hoạt động

- Vai trò của học sinh:

Học sinh đóng vai trò là trung tâm của quá trình dạy học, họ tự quyết định một phần hay toàn bộ chiến lược học tập, học sinh và nhóm học sinh cùng làm việc để tìm ra giải pháp, chiến lược giải quyết nhiệm vụ đã đề ra

1.2 Bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

Trong dạy học Vật lí, giáo viên có thể vận dụng kĩ thuật dạy học nhóm, thông qua các hình thức hoạt động ngoại khóa để hướng dẫn các nhóm học sinh tự chế tạo một hệ vật lí chứa một số phần tử và có một chức năng nhất định Dùng hệ đã xây dựng đóng kín lại sẽ tạo ra một hộp đen (đối với những học sinh khác) để xây dựng bài toán hộp đen Các hộp đen và bài toán hộp đen được xây dựng theo hướng dẫn của giáo viên tương ứng với một phạm vi kiến thức đã học, sau đó giao cho các nhóm học sinh khác thực hiện

Về thực chất, cách làm này tạo điều kiện cho học sinh vận dụng các kiến thức, hiểu biết của mình trong một số lĩnh vực, nội dung cụ thể (các hiểu biết này thường mang tính tích hợp) để thực hiện nhiệm vụ xây dựng một hệ Vật lí thực với một quy trình hoạt động và vận hành nhất định, phù hợp với các kiến thức Vật lí đã học Căn cứ vào hệ đã tạo được để xây dựng một bài toán với yêu cầu xác định cấu trúc, chức năng hay thông số của hệ vừa xây dựng Để làm được điều này, học sinh phải vận dụng rất nhiều kiến thức có liên quan đến hệ đã xây dựng và các hệ vật lí có các dấu hiệu hoạt động tương tự (có các dấu hiệu chung- giống nhau và các dấu hiệu riêng- khác biệt)

1.2.1 Phương pháp hộp đen

a Khái niệm “phương pháp hộp đen”:

Hộp đen là một hệ (một máy kĩ thuật, một hệ Vật lí) mà ta hoàn toàn chưa biết hoặc chỉ biết một phần cấu trúc của nó Do đặc tính của hệ, ta không thể quan sát trực tiếp và cũng không được phép tháo ra để quan sát cấu trúc

bên trong của nó Để khám phá cấu trúc bên trong của nó hay khám phá một đặc tính nào đó của hệ người ta dùng phương pháp hộp đen

- Phương pháp hộp đen là phương pháp nhận thức khoa học nhằm phát hiện chức năng hoặc cấu trúc của hộp đen (black- box) bằng cách thông qua thí nghiệm (thay đổi có chủ định đầu vào –Input, thâu tóm đầu ra –Output) và suy luận, phát hiện mối liên hệ giữa các đại lượng ở đầu vào và đại lượng ở đầu ra

Sơ đồ biểu đạt tóm tắt phương pháp hộp đen:

b Mục đích của việc sử dụng phương pháp hộp đen:

Trong khoa học và kĩ thuật, người ta thường sử dụng phương pháp hộp đen với những mục đích nhận thức sau:

- Phát hiện xem một hệ sẽ hoạt động như thế nào, “phản ứng” ra sao khi chịu những tác động nhất định Nhiệm vụ này được đặt ra nếu như người

ta cần tìm hiểu chức năng của một dụng cụ kĩ thuật, chỉ nhằm để biết cách sử dụng nó, mà không cần biết cấu tạo bên trong của dụng cụ

- Nghiên cứu xem có thể thu nhận những kết luận định tính hoặc định lượng nào về cấu trúc của một hệ Nhiệm vụ này được đặt ra cho nhà kĩ thuật, tìm sự hỏng hóc mà không cần phải tháo máy móc, dụng cụ đó

Sự phổ biến của những nhiệm vụ nêu trên trong thực tiễn đời sống và

kĩ thuật đòi hỏi trong dạy học Vật lí, cần phải cho học sinh làm quen với phương pháp hộp đen

c Đặc điểm của phương pháp hộp đen:

- Đặc điểm của phương pháp hộp đen là thu thập thông tin về những đặc điểm của đối tượng cần nghiên cứu bằng thí nghiệm

- Ở phương pháp hộp đen diễn ra một quá trình nghiên cứu có kế hoạch, có hệ thống

1.2.2 Sự cần thiết phải bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

Các bài tập hộp đen không những gây hứng thú học tập, khêu gợi sự tò

mò tự nhiên (cái gì ở trong hộp, cấu trúc hộp như thế nào gây ra hiện tượng như đã quan sát được…), mà còn có thể bồi dưỡng năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề (dự đoán, suy luận logic, đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra…) cũng như rèn luyện các kĩ năng thí nghiệm cho học sinh

Trong dạy học Vật lí, để đưa học sinh vào vị trí chủ thể của hoạt động nhận thức bằng hoạt động tự giác, tích cực, tự lực của mình không những trong việc chiếm lĩnh kiến thức mà còn trong quá trình vận dụng kiến thức, kĩ năng để từ đó nâng cao chất lượng kiến thức, hình thành và phát triển năng lực thực hành, năng lực hoạt động sáng tạo, ý thức hoạt động tập thể thì cần thiết bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh

1.2.3 Bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

a Các khả năng bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh trong dạy học Vật lí

Hiện nay, trong một số sách bài tập, sách tham khảo cho học sinh phổ thông, các tác giả đã đưa vào một số bài tập dưới dạng hộp đen Bài tập hộp

đen cũng đã từng xuất hiện trong các đề thi tuyển sinh vào khối lớp chuyên, lớp chọn và đặc biệt trong các đề thi Olympic… Nhưng việc giải bài tập đó chỉ đòi hỏi học sinh dùng suy luận lí thuyết đoán nhận cấu trúc, chức năng chứ không tiến hành thí nghiệm kiểm tra Điều đó có nghĩa là đã không sử dụng phương pháp hộp đen để giải bài tập

Trong chương trình Vật lí phổ thông, có nhiều nội dung kiến thức giáo viên có thể bồi dưỡng cho học sinh phương pháp hộp đen thông qua việc giải bài tập hộp đen với các dụng cụ thí nghiệm phổ biến, đơn giản, sẵn có ở trường phổ thông hoặc tự làm từ những vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền

Giáo viên có thể sử dụng bài tập hộp đen để đặt vấn đề khi nghiên cứu kiến thức mới, khi kiểm tra đánh giá kiến thức của học sinh và đặc biệt đào sâu mở rộng hệ thống hóa kiến thức

b Các bước của phương pháp hộp đen

Trong dạy học, việc hướng dẫn học sinh giải các bài toán hộp đen có nhiều tác dụng: Củng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức; phát triển tư duy; phát triển kĩ năng thí nghiệm và phát triển hứng thú nhận thức Việc giải quyết các vấn đề đặt ra trong bài toán hộp đen không thể thực hiện một cách tùy tiện theo kiểu thử sai mà cần phải trang bị cho học sinh một quy trình nghiên cứu

có kế hoạch, có hệ thống tức là một phương pháp giải bài toán hộp đen Trong

dạy học Vật lí ở trường phổ thông, quy trình giải bài tập theo phương pháp hộp đen cần đi theo các bước sau:

- Bước 1: Xác định hộp đen thuộc hệ vật lí nào: Hệ cơ, nhiệt, điện hay quang

- Bước 2: Xác định đầu vào, đầu ra, cách thức tác động đầu vào và cách thức để thu thập thông tin ở đầu ra

- Bước 3: Tìm cách thay đổi đầu vào, quan sát và ghi chép các thông tin

ở đầu ra để đưa vào một bảng biểu thị mối quan hệ giữa các thông tin tác

động ở đầu vào và các thông tin phản ứng ở đầu ra Dựa vào bảng biểu thị thu được đề ra dự đoán về cấu trúc hoặc chức năng của hộp đen, từ đó suy luận logic để rút ra các hệ quả có thể kiểm tra bằng thực nghiệm

- Bước 4: Kiểm tra bằng thực nghiệm nhờ việc tác động và ghi nhận thông tin ở đầu ra, từ đó đưa ra xác nhận hoặc phủ định tính đúng đắn của các

1.3 Thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

1.3.1 Các đặc điểm cơ bản của dụng cụ thí nghiệm đơn giản

Các đặc điểm cơ bản của dụng cụ thí nghiệm đơn giản chính là những yêu cầu đòi hỏi đối với việc thiết kế, chế tạo chúng, cụ thể là:

- Việc chế tạo dung cụ thí nghiệm đòi hỏi ít vật liệu, vật liệu đơn giản,

rẻ tiền, dễ kiếm kể cả đối với các thí nghiệm định lượng Việc đo đạc chỉ đòi hỏi các dụng cụ đo phổ biến như lực kế, nhiệt kế thường…

- Dụng cụ thí nghiệm phải dễ làm từ việc gia công các vật liệu bằng các công cụ thông dụng như kìm, búa, cưa, giũa…

- Dễ lắp ráp, tháo rời các bộ phận của dụng cụ thí nghiệm Vì vậy, với cùng một dụng cụ thí nghiệm đơn giản, trong nhiều trường hợp, ta chỉ cần thay thế các chi tiết phụ trợ là có thể làm được thí nghiệm khác

- Dễ bảo quản, vận chuyển và an toàn trong quá trình chế tạo cũng như tiến hành thí nghiệm

- Việc bố trí và tiến hành thí nghiệm với những dụng cụ thí nghiệm này cũng đơn giản không tốn nhiều thời gian

- Hiện tượng Vật lí diễn ra trong thí nghiệm phải rõ ràng, dễ quan sát Trong quá trình dạy học Vật lí ở trường phổ thông, giáo viên có thể cho học sinh thiết kế, chế tạo những dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong khả năng của các em Từ đó, học sinh sẽ hiểu rõ hơn về bản chất của các quá trình Vật lí, giúp các em tin tưởng vào kiến thức mình đã học từ đó yêu thích, hứng thú hơn với bộ môn Vật lí

1.3.2 Sự cần thiết của việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

- Việc học sinh tự tìm tòi thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để tiến hành các thí nghiệm Vật lí sẽ phát huy cao độ tính tích cực tự lực và năng lực hoạt động của học sinh, đặc biệt là năng lực thực nghiệm và năng lực sáng tạo, góp phần nâng cao chất lượng kiến thức

- Do được tự tay chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm để tiến hành các thí nghiệm, giải thích hoặc tiên đoán các kết quả thí nghiệm, đòi hỏi học sinh phải huy động các kiến thức Vật lí đã học, vì vậy các em nắm kiến thức chính xác, sâu sắc và bền vững hơn Kiến thức không chỉ được củng cố

mà còn được mở rộng, đào sâu và hệ thống hóa

- Các dụng cụ thí nghiệm đơn giản tự thiết kế và chế tạo có thể khắc phục được những nhược điểm của các thiết bị thí nghiệm chế tạo sẵn được cung cấp trong phòng thí nghiệm Vì với các thiết bị thí nghiệm chế tạo sẵn

đó thường rất xa lạ với cuộc sống và đôi khi “sự hiện đại” của nó che lấp mất bản chất Vật lí của hiện tượng xảy ra hoặc học sinh chỉ cần thực hiện những thao tác rất đơn giản, không đòi hỏi kĩ năng thực nghiệm và sự sáng tạo để cải tiến dụng cụ

- Lịch sử phát triển của Vật lí đã cho thấy: Những phát minh cơ bản thường gắn với các dụng cụ thí nghiệm rất đơn giản Việc chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản sẽ góp phần chỉ ra cho học sinh thấy con đường hình thành và phát triển các kiến thức Vật lí, bồi dưỡng cho học sinh các phương pháp nhận thức Vật lí, đặc biệt là phương pháp thực nghiệm

- Nhiệm vụ thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản và tiến hành các thí nghiệm với chúng làm tăng hứng thú học tập, tạo điều kiện cho học sinh khắc sâu và mở rộng kiến thức của mình, đồng thời qua đó tạo điều kiện cho học sinh phát huy tính tích cực và phát triển các năng lực hoạt động thực tiễn, đặc biệt là năng lực sáng tạo

1.3.3 Các khả năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

Trong quá trình dạy học Vật lí ở trường phổ thông, các dụng cụ thí nghiệm đơn giản có thể được sử dụng ở tất cả các khâu của quá trình dạy học như: Đặt vấn đề, hình thành kiến thức mới, củng cố và vận dụng các kiến thức

đã học và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh Cụ thể là:

- Các dụng cụ thí nghiệm đơn giản có thể được giáo viên sử dụng để tiến hành các thí nghiệm biểu diễn Học sinh có thể sử dụng và tiến hành các thí nghiệm trên lớp hoặc ở nhà

- Giáo viên có thể giao cho từng cá nhân hoặc nhóm học sinh tự chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản ở nhà hay trong giờ ngoại khóa để củng cố các kiến thức đã học và cung cấp các cứ liệu thực nghiệm chuẩn bị cho nội dung kiến thức ở các bài học sau

- Cùng một mục đích về mặt nội dung kiến thức, giáo viên có thể tiến hành thí nghiệm trên lớp với dụng cụ thí nghiệm có sẵn trong phòng thí nghiệm, còn học sinh được giao nhiệm vụ tiến hành các thí nghiệm này nhưng với các dụng cụ thí nghiệm đơn giản do mình chế tạo

- Giáo viên cũng có thể làm thí nghiệm trên lớp với dụng cụ thí nghiệm đơn giản, yêu cầu học sinh về nhà chế tạo lại hoặc chế tạo dụng cụ thí nghiệm theo phương án khác (nếu có)

- Với dụng cụ thí nghiệm đơn giản do mình chế tạo, học sinh tiến hành lại thí nghiệm mà giáo viên đã biểu diễn trên lớp nhưng nghiên cứu sâu hơn các mối liên hệ giữa các đại lượng được đề cập trong nội dung thí nghiệm

1.4 Tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

1.4.1 Tính tích cực trong học tập

1.4.1.1 Khái niệm về tính tích cực của học sinh trong học tập Vật lí

Theo Kharlanop “Tích cực trong học tập có nghĩa là hoàn thành một cách chủ động, tự giác, có nghị lực, có hướng đích rõ rệt, có sáng kiến và đầy hào hứng, những hành động trí óc và chân tay nhanh nắm vững kiến thức, kĩ năng, vận dụng chúng vào học tập và thực tiễn” Vì vậy tính tích cực học tập thực chất là tính tích cực nhận thức, đặc trưng ở khát vọng hiểu biết, cố gắng trí lực và có nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức

1.4.1.2 Các biểu hiện của tính tích cực học tập

Tính tích cực học tập ở học sinh biểu hiện ở những dấu hiệu như:

* Biểu hiện bên ngoài, qua thái độ, hành vi và hứng thú:

+ Học sinh chú ý lắng nghe, quan sát, theo dõi thầy cô giáo

+ Học sinh khao khát tự nguyện tham gia vào các hoạt động học tập + Học sinh tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên, bổ sung các câu trả lời của bạn, phát biểu ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra, nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề chưa đủ rõ

+ Học sinh sẵn sàng, hồ hởi đón nhận các nhiệm vụ, tự giác thực hiện các nhiệm vụ, cố gắng hoàn thành công việc bằng mọi cách, hoàn thành công việc sớm hơn kế hoạch, xin nhận thêm nhiệm vụ để thực hiện

+ Học sinh thường xuyên tranh luận, trao đổi với bạn bè về các vấn đề học tập, không nản chí khi gặp khó khăn

* Biểu hiện bên trong: Học sinh có tư duy chuyển biến, có những sáng tạo trong học tập hơn trước, tập trung chú ý vào vấn đề đang học

* Biểu hiện qua kết quả học tập: Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kĩ năng đã học để nhận thức vấn đề mới, kiên trì hoàn thành các bài tập, không nản lòng trước những tình huống khó khăn và đạt hiệu quả học tập tốt hơn

- Các cấp độ của tính tích cực học tập

Theo G.I.Sikina chia tính tích cực ra làm ba cấp độ:

* Cấp độ 1- Tính tích cực bắt chước, tái hiện (xuất hiện do tác động bên ngoài): Học sinh bắt chước hành động của giáo viên, của bạn bè

* Cấp độ 2- Tính tích cực tìm tòi (đi liền với quá trình hình thành khái niệm, giải quyết tình huống nhận thức): Học sinh tìm cách độc lập giải quyết vấn đề đã nêu ra, tìm ra cách giải quyết hợp lí nhất

* Cấp độ 3- Tính tích cực sáng tạo (thể hiện khi chủ thể tìm tòi kiến thức mới): Học sinh nghĩ ra cách thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm và các phương án thí nghiệm mới

1.4.1.3 Những yếu tố thúc đẩy tính tích cực của học sinh

* Sự gần gũi với thực tế: Xây dựng tình huống có vấn đề, tạo mâu thuẫn nhận thức, tạo động cơ, hứng thú tìm cái mới để kích thích hứng thú và tích cực học tập của học sinh với những nội dung có tính thực tiễn, gần gũi với cuộc sống hàng ngày của các em, gắn với thực tế hoặc với những vấn đề

có tính mới mẻ nhưng không quá xa lạ với các em

* Sự phù hợp với mức độ phát triển: Cần có sự lựa chọn kĩ các vấn đề vừa sức và xác định mức độ mà học sinh có thể tham gia trong việc giải quyết từng vấn đề cụ thể Cần tính đến sự khác biệt về trình độ phát triển của từng đối tượng học sinh Các yêu cầu đưa ra phải rõ ràng, tránh mơ hồ, đa nghĩa

* Không khí và các mối quan hệ trong nhóm: Kích thích hứng thú học tập cho các em bằng phương pháp dạy học tích cực, tạo ra môi trường học tập thoải mái, tạo điều kiện để các em phải làm việc, động viên và giúp đỡ lớp học sao cho các học sinh mạnh dạn tham gia thảo luận, đưa học sinh vào thế học tập chủ động

* Mức độ và sự đa dạng của hoạt động: Kết hợp xen kẽ nhiều hình thức tổ chức dạy học như làm việc cá nhân, hoạt động nhóm, tập thể, lớp Đảm bảo hỗ trợ đúng mức (các em học sinh trong nhóm hỗ trợ nhau và hỗ trợ

từ phía giáo viên)

* Phạm vi tự do sáng tạo: Học sinh được lựa chọn hoạt động, đánh giá hoạt động, quyết định quá trình thực hiện Giáo viên động viên, khuyến khích các em tự mình giải quyết vấn đề

* Ngoài ra, việc sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại một cách phù hợp và đánh giá, khen thưởng phù hợp cũng là động lực quan trọng tác động trực tiếp đến hoạt động tích cực của học sinh

Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen mà chúng tôi dự kiến xây dựng, từ việc lựa chọn nội dung, xây dựng các nhiệm vụ nhận thức (thiết kế, chế tạo các hộp đen quang hình và giải các bài toán hộp đen đó, lựa chọn phương pháp nêu và giải quyết vấn đề, học sinh tự lực giải quyết các nhiệm vụ được giao) đến việc lựa chọn hình thức tổ chức (học sinh làm việc nhóm, sau đó tổ chức để các em trình bày trước cả lớp) đều căn cứ vào những yếu tố để thức đẩy tính tích cực của học sinh trong học tập đã nêu ở trên

1.4.2 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

1.4.2.1 Khái niệm năng lực sáng tạo

“Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị giúp giải quyết một khó khăn, bế tắc nhất định”

Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra kiến thức mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới

Như vậy sản phẩm của sự sáng tạo không thể suy ra từ cái đã biết bằng cách suy luận logic hay bắt chước làm theo

1.4.2.2 Các biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

Trong học tập, năng lực sáng tạo của học sinh được biểu hiện qua hành động cụ thể như:

- Học sinh đề xuất được các dự đoán, giả thuyết và vận dụng linh hoạt kiến thức vào thực tế để giải thích các hiện tượng Vật lí

- Học sinh đưa ra được các phương án thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm

và có thể đề xuất nhiều cách khác nhau Có những sáng kiến để thí nghiệm dễ quan sát, dễ thực hiện, chính xác và bền đẹp hơn

- Học sinh đưa ra được dự đoán kết quả thí nghiệm, so sánh được các phương án thí nghiệm, giải thích được kết quả thí nghiệm

- Đề xuất được những phương án dùng những dụng cụ thí nghiệm đó chế tạo để làm thí nghiệm kiểm tra các dự đoán trên và kiểm nghiệm lại kiến thức lí thuyết đã học

- Vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tế một cách linh hoạt như giải thích một số hiện tượng Vật lí và một số ứng dụng kĩ thuật có liên quan

1.5 Điều tra thực tế tình hình dạy và học các kiến thức phần “Quang hình học” trong chương trình Vật lí 11 ở trường THPT Mê Linh tỉnh Thái Bình

1.5.1 Mục đích của việc điều tra

Tìm hiểu thực tế phương pháp dạy học phần quang hình học, đặc biệt

là việc sử dụng bài tập vật lí nói chung và việc sử dụng bài tập hộp đen nói riêng trong dạy học ngoại khóa phần này nhằm thu được những thông tin sau:

- Phương pháp dạy học mà giáo viên đã sử dụng phần quang hình học Vật lí- 11 THPT

+ Mức độ kiến thức và kĩ năng mà học sinh đạt được

+ Những kĩ năng học sinh còn yếu

+ Những sai lầm về kiến thức thường gặp ở học sinh khi học về các kiến thức của phần quang hình học

- Thực trạng thiết bị thí nghiệm mà giáo viên và học sinh có thể sử dụng cho việc dạy và học phần quang hình học ở trường THPT Mê Linh

- Tình hình sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lí trong nhà trường phổ thông

- Tình hình tổ chức hoạt động ngoại khóa Vật lí trong nhà trường phổ thông

Từ những kết quả tìm hiểu trên sẽ là một trong những cơ sở xây dựng nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức hoạt động ngoại khóa phần

quang hình học cho học sinh theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo

1.5.2 Đối tượng điều tra

Điều tra tình hình dạy học phần quang hình học ở trường THPT Mê Linh:

- Giáo viên Vật lí đã và đang trực tiếp giảng dạy khối lớp 11

- Học sinh khối lớp 11

- Phòng thí nghiệm, nhân viên phụ trách phòng thí nghiệm Vật lí

1.5.3 Phương pháp điều tra

Chúng tôi đã sử dụng những phương pháp sau:

- Thăm, tìm hiểu phòng thí nghiệm

- Trao đổi trực tiếp với giáo viên và nhân viên phụ trách phòng thí nghiệm

- Trao đổi trực tiếp với một số học sinh đã và đang học lớp 11 THPT

- Dùng test đối với học sinh ( điều tra bằng test đối với 56 em học sinh)

- Tham gia dự giờ, đặc biệt dự một số buổi thí nghiệm Vật lí của khối lớp 11

1.5.4 Kết quả của việc điều tra

1.5.4.1 Về tình hình của giáo viên và phương pháp dạy của giáo viên

- Phương pháp dạy học

Các phương pháp dạy học được giáo viên sử dụng chủ yếu là: Thuyết trình; vấn đáp, đàm thoại; phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề; dạy học theo nhóm hầu như không được sử dụng Chưa phát huy được tính tích cực và chưa phát triển được tính sáng tạo của học sinh

+ Các tiết dạy thực hành thường được giáo viên thay thế bởi các tiết

ôn tập giải bài tập, tình trạng dạy học để thi lấy điểm vẫn còn ăn sâu vào quan niệm của giáo viên Đa số các giáo viên nói rằng khi dạy học phần “Quang hình học” hầu như chỉ giáo viên làm thí nghiệm biểu diễn

+ 100% giáo viên đều biết về hoạt động ngoại khóa nhưng tất cả đều chưa bao giờ tổ chức dạy học ngoại khoá cho học sinh

+ Một số giáo viên có chú ý tới việc đổi mới phương pháp dạy học xong chưa triệt để và hiệu quả chưa cao Nguyên nhân cụ thể là:

* Áp dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề: Giáo viên đặt câu hỏi nhưng câu hỏi đó chưa thực sự là câu hỏi có vấn đề, chưa thực hiện đủ ba giai đoạn của phương pháp dạy học này Đa số giáo viên truyền đạt đến học sinh dưới dạng thông báo

* Áp dụng phương pháp dạy học theo nhóm, do thời lượng học nội khóa trên lớp ít, trình độ học sinh thấp, chưa có ý thức học tập cao, nên các nhóm hoạt động nhưng không đạt được đến kết quả cuối cùng, giáo viên không tiếp tục hướng dẫn mà đành phải giải quyết nhiệm vụ đó cho học sinh Ngoài ra học sinh phải học rất nhiều môn, việc thi cử đối với các em rất nặng

nề điểm số nên ngoài giờ học trên lớp vào buổi sáng thì buổi chiều các em cũng phải học phụ đạo ở trường

* Đa số giáo viên chỉ rập khuôn với các dụng cụ thí nghiệm có sẵn ở phòng thực hành và tiến hành biểu diễn đơn thuần các thí nghiệm đã được hướng dẫn trong sách giáo khoa Và các thí nghiệm đơn thuần chỉ là thí

nghiệm biểu diễn của giáo viên, học sinh chỉ quan sát chứ không được trực tiếp tham gia

* Giáo viên chưa bao giờ tự làm hay hướng dẫn học sinh chế tạo dụng

cụ thí nghiệm để dạy học phần này và học sinh cũng không được giao nhiệm

vụ, cũng như các bài tập thí nghiệm về nhà để bổ trợ thêm cho các phần nội khóa vì không có thói quen và nhà trường cũng không yêu cầu

* Giáo viên chưa bao giờ tổ chức hoạt động ngoại khóa do nhà trường không bắt buộc giáo viên và giáo viên cũng không quen do không được về tổ chức ngoại khóa

* Tâm lí ngại đổi mới của giáo viên, giáo viên chưa hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm ở nhà, học sinh cũng không được giao nhiệm vụ, cũng như các bài tập thí nghiệm mà chủ yếu sử dụng bài tập định lượng và định tính về nhà để bổ trợ thêm cho các phần nội khóa

- Những thuận lợi, khó khăn mà giáo viên gặp trong quá trình dạy học kiến thức phần “Quang hình học” ở lớp 11 THPT

* Thuận lợi:

+ Đội ngũ giáo viên Vật lí giàu kinh nghiệm, nhiệt tình với công tác giảng dạy, có nhiều giáo viên trẻ, năng động, sáng tạo trong công việc, họ hoàn toàn có khả năng tổ chức ngoại khóa cho học sinh

+ Học sinh ham thích hoạt động, ham thích tìm tòi, khá phá là một cơ hội để các em mở rộng hiểu biết, được thể hiện mình, vì vậy các em sẽ tích cực tham gia ngoại khóa

+ Nội dung kiến thức phần quang hình học vừa phải không quá nặng

nề đối với học sinh, kiến thức không yêu cầu cao về mặt toán học, chủ yếu là phần bài tập định tính

+ Nhà trường có phòng thí nghiệm được trang bị các dụng cụ thí nghiệm tối thiểu

+ Nhà trường có các phương tiện dạy học hỗ trợ dạy học như: Máy tính, đèn chiếu…

+ Phương tiện kĩ thuật, mạng Internet…là nơi cung cấp nhiều kiến thức hỗ trợ cho giáo viên và học sinh

* Khó khăn:

+ Lãnh đạo nhà trường cũng như các giáo viên bộ môn chưa chú trọng đến việc tổ chức hoạt động ngoại khóa, vì đây không phải nội dung bắt buộc và không có trong nội dung các kì thi nên các giáo viên chưa có sự đầu tư cho hoạt động này mà chủ yếu tập trung vào dạy các kiến thức phục vụ cho các kỳ thi

+ Trong tiết học nội khóa thường không đủ thời gian để thực hiện 1 tiết học có sử dụng thí nghiệm

+ Trang thiết bị kĩ thuật, đồ đùng, dụng cụ thí nghiệm còn thiếu, không đáp ứng được yêu cầu tổ chức hoạt động ngoại khóa Nhiều thiết bị, đồ dùng thí nghiệm nhà trường có được đầu tư nhưng chưa đồng bộ và hư hỏng nhiều, không còn sử dụng được

+ Nhiều học sinh chưa say mê, yêu thích môn Vật lí và thiếu sự tích cực trong học tập

+ Đa số giáo viên chưa chịu tìm tòi, nghiên cứu, học hỏi thêm từ các kênh thông tin khác mà thường chỉ rập khuôn theo nội dung đã có sẵn của sách giáo khoa

+ Giáo viên chưa có kinh nghiệm và kĩ năng tổ chức hoạt động ngoại khóa

1.5.4.2 Tình hình của học sinh và phương pháp học:

- Tình hình học sinh

Học sinh trường THPT Mê Linh có điểm đầu vào trường tương đối thấp, chủ yếu xuất thân từ gia đình thuần nông, ngoài việc học các em còn tham gia lao động sản xuất cùng gia đình Các em học sinh của trường đều

ngoan, chăm học và có ý chí phấn đấu học tập tốt nhưng so với học sinh ở trường trung tâm thì khả năng nhận thức, tính tự học kém hơn nhiều

- Mức độ kiến thức và kĩ năng mà học sinh đạt được

* Đa số các em đều nắm được các kiến thức cơ bản và vận dụng được các công thức để giải các bài tập đơn giản trong phần quang hình học

* Có nhiều em không vận dụng được kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng Vật lí liên quan đến hiện tượng khúc xạ, hiện tán sắc ánh sáng, hiện tượng tạo ảnh

- Những kĩ năng học sinh còn yếu

* Kĩ năng liên hệ thực tế, vận dụng kiến thức Vật lí đã học vào giải thích các hiện tượng trong đời sống kĩ thuật

* Kĩ năng trình bày, diễn đạt một vấn đề, thể hiện ý tưởng của mình

* Kĩ năng lập kế hoạch, nghiên cứu thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm rất yếu

* Kĩ năng làm việc nhóm

* Kĩ năng thực nghiệm

- Những sai lầm về kiến thức thường gặp ở học sinh khi học về các kiến thức của phần quang hình học

* Lúng túng khi vẽ tia ló trong trường hợp góc tới i 0của lăng kính

* Một số học sinh còn nhầm lẫn điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần

* Một số học sinh còn chưa hiểu rõ tính thuận nghịch của đường truyền tia sáng qua lăng kính, cách vẽ tia ló của tia sáng qua lăng kính phản

xạ toàn phần

* Đa số học sinh còn hiểu sai về đường truyền tia sáng với vết tia sáng

* Thường lung túng trong việc dựng ảnh của vật qua thấu kính, hệ thấu kính đồng trục, đặc biệt là việc dựng ảnh của một điểm sáng nằm trên trục chính hoặc ngoài trục chính của thấu kính hay hệ thấu kính đồng trục

* Trong khi làm bài tập về số phóng đại của vật qua thấu kính hoặc hệ thấu kính đồng trục thì còn một số em chưa hiểu rõ các qui tắc về dấu của d, d’, f

* Đa số học sinh hiểu rằng thấu kính không thể cho ảnh thật của một vật ảo mà chỉ cho ảnh ảo của vật thật

* Một số em chưa hiểu về sự điều tiết của mắt khi ngắm chừng ở các điểm cực cận, cực viễn của mắt Các em còn lung túng trong cách khắc phục các tật cận thị, viễn thị, lão thị về cơ chế tạo ảnh cho mắt

Vật lí

- Tình hình dụng cụ thí nghiệm:

* Trường có phòng học bộ môn, có phòng thí nghiệm Vật lí, chỉ có 2 phòng máy chiếu trong đó có 1 phòng máy chiếu không sử dụng được và rất ít được sử dụng phục vụ cho việc dạy học môn Vật lí

* Nhà trường đã được trang bị bộ thí nghiệm về quang học theo danh mục tối thiểu của Bộ Giáo dục và đào tạo cho chương trình lớp 11 THPT

* Dụng cụ thí nghiệm tự làm hầu như không có

- Tình hình sử dụng dụng cụ thí nghiệm

* Trong các bài học yêu cầu có thí nghiệm, một số giáo viên có tiến hành thí nghiệm với các thiết bị đã được cung cấp nhưng tất cả các thí nghiệm đều là thí nghiệm biểu diễn của giáo viên, học sinh không được trực tiếp tiến hành thí nghiệm

* Hầu hết trong các giờ dạy, giáo viên rất ít tiến hành thí nghiệm vì những khó khăn về chuyên môn, về điều kiện chuẩn bị thí nghiệm, về điều kiện môi trường và thời gian học nội khóa là ngắn

* Trong các tiết dạy đa số giáo viên chưa sử dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề mà chủ yếu vẫn là thông báo Các thí nghiệm tiến hành chỉ là minh họa cho kiến thức đã thông báo

* Giáo viên không sử dụng thêm các thí nghiệm với dụng cụ do mình

tự tìm kiếm, chế tạo và cũng không yêu cầu học sinh tìm kiếm, thiết kế, chế tạo dụng cụ và sử dụng chúng để thực hiện những thí nghiệm đơn giản trong phần quang hình học

1.5.4.4 Nguyên nhân của những hạn chế trong việc dạy và học về các kiến thức phần quang hình học và các giải pháp khắc phục

- Nguyên nhân của những hạn chế trong việc dạy và học

* Nội dung phần kiến thức này khá trừu tượng nên đòi hỏi phải có thí nghiệm biểu diễn, mô phỏng trực quan

* Hầu hết các giáo viên đều được biết đến các phương pháp dạy học tích cực, tuy nhiên các giáo viên đều chưa nhận thức đầy đủ và toàn diện về đổi mới phương pháp dạy học Hơn nữa do tâm lí ngại thay đổi của một số giáo viên khi chuyển sang các phương pháp dạy học mới nên việc đổi mới phương pháp dạy học chưa được giáo viên thực hiện tốt

* Học sinh còn học tập một cách thụ động, kiến thức xuất phát hạn chế

* Khi dạy và học các kiến thức phần quang hình học giáo viên và học sinh chỉ chú trọng dạy và học lí thuyết suông, chưa quan tâm đúng mức đến việc rèn luyện các kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng liên quan và kĩ năng thực nghiệm, kĩ năng ứng dụng kiến thức vào thực tế

- Một số giải pháp nhằm khắc phục những hạn chế đó

* Tổ chức tốt các giờ học nội khóa theo các phương pháp dạy học tích cực Tăng cường dạy học theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề

* Giáo viên tích cực liên hệ kiến thức với thực tế để lôi cuốn học sinh vào giờ học và kích thích học sinh hoạt động

* Đa dạng hóa các hình thức dạy học như: Tổ chức các hoạt động ngoại khóa với nội dung và hình thức phù hợp để bổ trợ cho dạy học nội khóa hay giao nhiệm vụ cho học sinh thiết kế, chế tạo các thí nghiệm đơn giản thực hiện

ở nhà nhằm phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

* Nhà trường và giáo viên cần có sự đầu tư, khai thác và sử dụng có hiệu quả hơn các thiết bị thí nghiệm Vật lí đã có và bổ sung thêm các dụng cụ thí nghiệm cần thiết đặc biệt các dụng cụ thí nghiệm tự làm

* Tăng cường hơn nữa việc sử dụng thí nghiệm Vật lí trong dạy học, tạo điều kiện cho học sinh được trực tiếp làm thí nghiệm nhiều hơn

Từ kết quả điều tra, từ yêu cầu của việc dạy học cần thiết phải đẩy mạnh việc đổi mới phương pháp dạy, phương pháp học Và đặc biệt để phát huy tốt khả năng chủ động sáng tạo trong học tập môn vật lí chúng tôi thấy cần thiết phải tổ chức hoạt động ngoại khóa về thiết bị, chế tạo và tiến hành thí nghiệm vật lí ở phần quang hình học Đó chính là mục đích mà đề tài nghiên cứu của chúng tôi hướng tới

em mạnh dạn, tự tin hơn khi nói trước đám đông Rèn luyện khả năng làm việc nhóm, biết cách đề xuất ý tưởng, dẫn dắt và bảo vệ ý tưởng của mình Bước đầu làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học, tạo tiền đề tốt cho quá trình học tập và nghiên cứu của học sinh sau này

Trong dạy học Vật lí, chúng tôi thông qua hình thức hoạt động ngoại khóa bồi dưỡng cho học sinh phương pháp hộp đen sẽ giúp học sinh khơi dậy trí tò mò, rèn luyện kĩ năng phát triển tư duy, khả năng dự đoán của học sinh nên dễ gây hứng thú cho người học

Để đạt được kết quả tốt trong hoạt động ngoại khóa về chủ đề hộp đen phần quang hình học Vật lí 11- THPT thì người giáo viên cần phải nghiên cứu

kĩ những cơ sở lí luận về hoạt động ngoại khóa, cơ sở lí luận về bồi dưỡng phương pháp hộp đen cho học sinh trong dạy học phần quang hình học lớp 11 THPT cùng các yêu cầu đối với việc thiết kế, chế tạo, sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản, tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập