Xây dựng TBTN sóng âm để dạy học các kiến thức về sóng âm vật lí 12 THPT chuyên

MỤC LỤC1. Mục đích nghiên cứu của đề tài83. Đối tượng nghiên cứu của đề tài84. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài85. Phương pháp nghiên cứu của đề tài96. Đóng góp của đề tài97. Cấu trúc của khóa luận9PHẦN NỘI DUNG10CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG101.1. DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH101.1.1. Hoạt động nhận thức vật lí101.1.2. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh111.1.3. Dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức121.2. SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH161.2.1. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí161.2.2. Hệ thống thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông211.2.3. Các biện pháp sử dụng thí nghiệm nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh23KẾT LUẬN CHƯƠNG I26CHƯƠNG II: XÂY DỰNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VỀ SÓNG ÂM ĐỂ SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 12 THPT CHUYÊN262.1. NỘI DUNG KIẾN THỨC, KĨ NĂNG VÀ CÁC THÍ NGHIỆM VỀ SÓNG ÂM262.1.1. Nội dung kiến thức, kĩ năng về sóng âm262.1.2. Các thí nghiệm cần tiến hành khi dạy học nội dung này282.2. XÂY DỰNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM ĐỂ SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC VỀ SÓNG ÂM292.2.1. Sự cần thiết phải xây dựng thiết bị thí nghiệm về sóng âm292.2.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị thí nghiệm302.2.3. Các thí nghiệm có thể tiến hành với thiết bị thí nghiệm32KẾT LUẬN CHƯƠNG II47KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ48TÀI LIỆU THAM KHẢO49

XÂY DỰNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM SÓNG ÂM ĐỂ SỬ DỤNG

TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ LỚP 12 THPT CHUYÊN

Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Sinh viên thực hiện : Nguyễn Mạnh Hải

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Anh Thuấn

Hà Nội - 23/04/2014

2

LỜI CÁM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Anh Thuấn, người đã tận

tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành khóa

luận này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô và cán bộ tổ phương pháp giảng dạy,

khoa Vật Lí, trường đại học sư phạm Hà Nội đã tạo điều kiện, giúp đỡ em trong suốt

quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận

Hà Nội, tháng 4 năm 2014 Sinh viên Nguyễn Mạnh Hải

3

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

4

DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Thiết bị thí nghiệm về sóng âm

Hình 2 Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của TBTN

Hình 3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm kháo sát dao động âm với các nguồn âm khác nhau Hình 4 Dạng đồ thị đường biểu diễn dao động âm ứng với các nguồn âm khác nhau Hình 5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát dải tần nghe được của tai người

Hình 6 Đồ thị dao động âm ứng với âm có tần số khác nhau

Hình 7 Đồ thị dao động âm ứng với các trường hợp nguồn âm phát ra sóng âm có dạng khác nhau

Hình 8 Mô hình bố trí thí nghiệm khảo sát hiện tượng giao thoa sóng âm

Hình 9 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát hiện tượng giao thoa sóng âm

Hình 10 Đồ thị dao động âm ứng với vị trí mà tại đó dao động tổng hợp âm đạt biên

độ cực đại

Hình 11 Đồ thị dao động âm ứng với vị trí mà tại đó dao động tổng hợp âm đạt biên

độ cực tiểu

Hình 12 Đồ thị dao động của hai sóng cùng pha trên dao động kí

Hình 13 Mô hình bố trí thí nghiệm kháo sát tính tuần hoàn về pha của quá trình truyền sóng âm

Hình 14 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tính tuần hoàn pha của quá trình truyền sóng âm

Hình 15 Đồ thị biểu diễn dao động âm ứng với vị trí của micro mà dao động tại đó đồng pha với nguồn

Hình 16 Mô hình bố trí thí nghiệm kháo sát hiện tượng sóng dừng trong ống không khí

Hình 17 Sơ đồ minh họa các nút và bụng sóng khi xảy ra hiện tượng sóng dừng trong ống không khí

Hình 18 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát hiện tượng sóng dừng trong ống không khí Hình 19 Đồ thị biểu diễn dao động âm ứng với vị bụng và nút sóng khi xảy ra hiện tượng sóng dừng trong ống không khí

5

MỤC LỤC

1 Mục đích nghiên cứu của đề tài 8

3 Đối tượng nghiên cứu của đề tài 8

4 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 8

5 Phương pháp nghiên cứu của đề tài 9

6 Đóng góp của đề tài 9

7 Cấu trúc của khóa luận 9

PHẦN NỘI DUNG 10

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 10

1.1 DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 10

1.1.1 Hoạt động nhận thức vật lí 10

1.1.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 11

1.1.3 Dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức 12

1.2 SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 16

1.2.1 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí 16

1.2.2 Hệ thống thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông 21

1.2.3 Các biện pháp sử dụng thí nghiệm nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh 23

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 26

CHƯƠNG II: XÂY DỰNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VỀ SÓNG ÂM ĐỂ SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 12 THPT CHUYÊN 26

2.1 NỘI DUNG KIẾN THỨC, KĨ NĂNG VÀ CÁC THÍ NGHIỆM VỀ SÓNG ÂM 26

2.1.1 Nội dung kiến thức, kĩ năng về sóng âm 26

2.1.2 Các thí nghiệm cần tiến hành khi dạy học nội dung này 28

2.2 XÂY DỰNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM ĐỂ SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC VỀ SÓNG ÂM 29

2.2.1 Sự cần thiết phải xây dựng thiết bị thí nghiệm về sóng âm 29

2.2.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị thí nghiệm 30

2.2.3 Các thí nghiệm có thể tiến hành với thiết bị thí nghiệm 32

6

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

7

MỞ ĐẦU Nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ cơ bản trở thành một nước công nghiệp Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế là con người, việc này cần được bắt đầu từ giáo dục phổ thông mà trước hết đó là một hệ thống phẩm chất và năng lực được hình thành trên một nền tảng kiến thức kĩ năng đầy

đủ và vững chắc Trong nên giáo dục đó, quá trình dạy học phải phát huy được tính tích cực, chủ động của người học để đào tạo ra những người lao động có khả năng sáng tạo, thích ứng nhanh với những yêu cầu, những đòi hỏi của thời kỳ mới Do vậy, đổi mới nội dung và phương pháp dạy học là vấn đề mang tính thời sự Từ nghị quyết Trung ương 4 khóa VII (tháng 1 năm 1993), nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII (tháng 12 năm 1996) đến Nghị quyết Hội nghị lần thứ II Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng Sản Việt Nam khóa VIII năm 1997 đều khẳng định: “Phải đổi mới phương pháp đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh” Điều đó đã được thể chế hóa trong điều 28 Luật Giáo Dục năm 2005 và được

cụ thể hóa trong các chỉ thị của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo, đặc biệt là chỉ thị số 14 (tháng 4 năm 1999)

Có thể nói cốt lõi của đổi mới dạy và học là hướng tới hoạt động học tập chủ động, phát huy tính tích cực của học sinh Vì vậy, hiện nay toàn ngành giáo dục đã và đang từng bước đổi mới mạnh mẽ về nội dung và phương pháp dạy học như thiết kế lại chương trình và nội dung sách giáo khoa, đổi mới phương pháp dạy học, tăng cường thiết bị và phương tiện dạy học….Bộ môn Vật lí cũng không nằm ngoài những bước đổi mới đó Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, con đường tìm ra kiến thức vật

lí cũng có những điểm khác biệt so với những môn học khác Muốn quá trình dạy học vật lí diễn ra vừa khoa học, vừa phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh thì bài học không thể thiếu các bài thí nghiệm thực hành

Tuy nhiên thực tiễn giảng dạy trong nhà trường phổ thông hiện nay cho thấy, các thí nghiệm được cung cấp không đủ về cả chủng loại và số lượng, chất lượng thiết

bị không cao, việc sử dụng thiết bị thí nghiệm trong các bài giảng còn hạn chế do nhiều nguyên nhân trong đó có một nguyên nhân là giới hạn về mặt nghiên cứu của thí nghiệm….Điều này dẫn tới những khó khăn nhất định cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học, làm giảm tính hấp dẫn của bộ môn Vật Lí đối với học sinh, không phát huy được tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh

Để giải quyết những khó khăn trên, được sự hướng dẫn của TS Nguyễn Anh Thuấn, tôi đã thực hiện đề tài “Xây dựng thiết bị thí nghiệm sóng âm để sử dụng trong dạy học vật lí lớp 12 THPT chuyên”

1 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Thiết kế chế tạo thiết bị thí nghiệm sóng âm để sử dụng trong dạy học các kiến thức liên quan đến sóng âm

2 Giả thuyết khoa học của đề tài

Nếu xây dựng được bộ thiết bị thí nghiệm sóng âm và sử dụng bộ thí nghiệm này trên quan điểm lý luận dạy học hiện đại thì sẽ phát huy được tính tích cực, chủ động của học sinh trong học tập

3 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Quá trình dạy và học các kiến thức về sóng âm trong chương trình Vật Lí 12 trung học phổ thông

- Các thiết bị thí nghiệm được sử dụng trong quá trình dạy và học các kiến thức

về sóng âm

4 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

Để đạt được mục tiêu đề ra, nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm:

- Nghiên cứu lí luận dạy học hiện đại về việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực của học sinh trong dạy học vật lí, nhất là lí luận về dạy học giải quyết vấn đề và qui trình xây dựng, sử dụng các thiết bị thí nghiệm trong quá trình dạy học các kiến thức vật lí theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại

- Xác định nội dung kiến thức, kĩ năng mà học sinh cần nắm vững khi học các kiến thức về sóng âm Từ đó, xác định những thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học các kiến thức này

9

- Thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh bộ thiết bị thí nghiệm để sử dụng trong dạy học các kiến thức về sóng âm, đáp ứng các yêu cầu về mặt khoa học – kĩ thuật và về mặt

sư phạm đối với thiết bị thí nghiệm

5 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

- Phương pháp nghiên cứu lý luận dạy học: Nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học hiện đại, chương trình, sách giáo khoa và sách giáo viên và các tài liệu chuyên khảo về sóng âm, các tài liệu về thiết bị thí nghiệm có thể sử dụng được trong dạy học các kiến thức về sóng âm ở lớp 12 THPT chuyên

- Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về việc thiết kế, chế tạo và hoàn thiện bộ thí nghiệm về sóng âm

- Phương pháp thống kê toán học được sử dụng trong quá trình xử lí các số liệu thực nghiệm

6 Đóng góp của đề tài

Xây dựng được bộ thí nghiệm để sử dụng trong dạy học các kiến thức về sóng

âm ở trường trung học phổ thông chuyên

7 Cấu trúc của khóa luận

Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và tài liệu tham khảo, khóa luận có nội dung gồm hai chương:

- Chương I: Cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

- Chương II: Xây dựng thiết bị thí nghiệm về sóng âm để sử dụng trong dạy học vật lí lớp 12 THPT chuyên

10

PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT

BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1 DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

Hoạt động là một khái niệm triết học, đó là một trong những phạm trù quan trọng của tâm lý học, hoạt động được xem như là sự đáp ứng của chủ thể trước tác động của những tác động bên ngoài Tích cực là một nét của tính cách, được thể hiện qua hành động, thái độ hăng hái của chủ thể, khi thực hiện công việc một cách khoa học, nhằm đạt được mục đích cuối cùng và qua đó, bản thân chủ thể có một bước chuyển mình Tích cực hoá hoạt động học tập là sự phát triển ở mức độ cao hơn trong tư duy, đòi hỏi một quá trình hoạt động "bên trong" hết sức căng thẳng với một nghị lực cao của bản thân, nhằm đạt được mục đích là giải quyết vấn đề cụ thể nêu ra Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh thể hiện ở những hoạt động trí tuệ là tập trung suy nghĩ để trả lời câu hỏi nêu ra, kiên trì tìm cho được lời giải hay của một bài toán khó cũng như hoạt động chân tay là say sưa lắp ráp tiến hành thí nghiệm Trong học tập hai hình thức biểu hiện này thường đi kèm nhau tuy có lúc biểu hiện riêng lẻ Đối với bộ môn vật lý, việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh gắn liền với việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng kết hợp các phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức; khai thác thí nghiệm trong dạy học vật

lý theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh và đổi mới việc kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh trong dạy học hiện nay

1.1.1 Hoạt động nhận thức vật lí

1.1.1.1 Hoạt động nhận thức vật lí

Vật lý học là bộ môn khoa học nghiên cứu về cấu trúc, tính chất và các hình thức biến đổi cơ bản nhất của vật chất Quá trình nhận thức vật lý khá phức tạp, cùng một lúc phải vận dụng nhiều phương pháp của riêng bộ môn vật lý cũng như phương pháp của các khoa học khác Muốn hoạt động nhận thức vật lý có kết quả trước hết phải quan tâm đến việc hình thành kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các thao tác trên Bên cạnh đó phải có phương pháp suy luận, có khả năng tư duy trừu tượng, tư duy logic, tư duy sáng tạo

11

- Tác động vào tự nhiên, làm bộc lộ những mối quan hệ, những thuộc tính của sự vật, hiện tượng Xác định mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng

- Xác định mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng

- Xây dựng những giả thiết hay mô hình để lý giải nguyên nhân của hiện tượng quan sát được Từ giả thiết, mô hình suy ra những hệ quả

- Xây dựng các phương án thí nghiệm để kiểm tra các hệ quả

- Đánh giá kết quả thu được từ thí nghiệm

- Khái quát hóa kết quả, rút ra tính chất, quy luật hình thành các khái niệm, định luật và thuyết vật lý

- Vận dụng kiến thức khái quát vào thực tiễn

1.1.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

1.1.2.1 Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh

Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng hết sức cao về nhiều mặt trong hoạt động nhận thức của trẻ nói chung Tính tích cực hoạt động học tập là sự phát triển ở mức độ cao hơn trong tư duy, đòi hỏi một quá trình hoạt động "bên trong" hết sức căng thẳng với một nghị lực cao của bản thân, nhằm đạt được mục đích là giải quyết vấn đề cụ thể nêu ra

Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh thể hiện ở những hoạt động trí tuệ là tập trung suy nghĩ để trả lời câu hỏi nêu ra, kiên trì tìm cho được lời giải hay của một bài toán khó cũng như hoạt động chân tay là say sưa lắp ráp tiến hành thí nghiệm Trong học tập hai hình thức biểu hiện này thường đi kèm nhau tuy có lúc biểu hiện riêng lẻ Các dấu hiệu về tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh thường được biểu hiện:

- Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên, bổ sung các câu trả lời của bạn và thích được phát biểu ý kiến của mình trước vấn

Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh phổ thông có thể phân biệt theo 3 cấp độ sau:

12

- Sao chép, bắt chước: Kinh nghiệm hoạt động bản thân học sinh được tích luỹ dần thông qua việc tích cực bắt chước hoạt động của giáo viên và bạn bè Trong hoạt động bắt chước cũng có sự gắng sức của thần kinh và cơ bắp

- Tìm tòi, thực hiện: Học sinh tìm cách độc lập suy nghĩ để giải quyết các bài tập nêu ra, mò mẫm những cách giải khác nhau và từ đó tìm ra lời giải hợp lý nhất cho vấn đề nêu ra

- Sáng tạo: Học sinh nghĩ ra cách giải mới, độc đáo, hoặc cấu tạo những bài tập mới cũng như cố gắng tự lắp đặt những thí nghiệm để chứng minh cho bài học

Lẽ đương nhiên là mức độ sáng tạo của học sinh có hạn nhưng đó là mầm móng

để phát triển tính sáng tạo về sau

1.1.2.2 Những đặc trưng của tích cực hoá hoạt động nhận thức

Tích cực hóa hoạt động nhận thức trong học tập của học sinh thực chất là tập hợp các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí từ học bị động sang chủ động, tự bản thân đi tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập

Đặc trưng cơ bản của tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình học tập là sự linh hoạt của học sinh dưới sự định hướng, đạo diễn của người tự từ

bỏ vai trò chủ thể (giáo viên) với mục đích cuối cùng là học sinh tự mình khám phá ra kiến thức cùng với cách tìm ra kiến thức Trong quá trình dạy học, để phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh thì quá trình dạy học đó phải diễn biến sao cho:

- Học sinh được đặt ở vị trí chủ thể, tự giác, tích cực, sáng tạo trong hoạt động nhận thức của bản thân

- Giáo viên tự từ bỏ vị trí của chủ thể nhưng lại là người đạo diễn, định hướng trong hoạt động dạy học

- Quá trình dạy học phải dựa trên sự nghiên cứu những quan niệm, kiến thức sẵn

có của người học, khai thác những thuận lợi đồng thời nghiên cứu kỹ những chướng ngại có khả năng xuất hiện trong quá trình dạy học

- Mục đích dạy học không chỉ dừng lại ở việc cung cấp tri thức, kỹ năng, kỹ xảo

mà còn phải dạy cho học sinh cách học, cách tự học, tự hoạt động nhận thức nhằm đáp ứng các nhu cầu của bản thân và xã hội

1.1.3 Dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức

1.1.3.1 Quan niệm về phương pháp dạy học theo hướng tích cực

Khi nói tới phương pháp tích cực, thực tế là nói tới một nhóm các phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh

Cơ sở của phương pháp luận là lý luận, trong quá trình dạy học cần kích thích sự hứng thú trong học tập cho học sinh, cần phát huy tính tích cực, tính tự lực sáng tạo

13

trong học tập của học sinh Để làm điều đó đòi hỏi người thầy giáo phải lựa chọn, tìm tòi những phương pháp dạy học phù hợp với nội dung bài học, đặc điểm của đối tượng, điều kiện vật chất, và đây là một hoạt động sáng tạo của người thầy trong hoạt động dạy Phương pháp dạy học theo hướng tích cực cần thể hiện được sự phản ánh quá trình hoạt động nhận thức của học sinh nhằm đạt được mục đích đã đề ra trong đó giáo viên tổ chức cho học sinh hoạt động theo hướng tích cực, giúp học sinh tự giác tiếp nhận kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo nhằm đạt được mục đích đề ra với kết quả cao 1.1.3.2 Những đặc trưng của phương pháp dạy học theo hướng tích cực

Phương pháp dạy học theo hướng tích cực có những điểm mạnh riêng của nó mà các phương pháp khác không thể có được đó là học sinh lĩnh hội kiến thức bằng chính

sự hoạt động tích cực và cao độ của bản thân, tự họ chủ động sáng tạo nên các vấn đề, các tình huống để nghiên cứu Phương pháp dạy học theo hướng tích cực thể hiện bởi các đặc trưng cơ bản sau:

a Dạy học hướng vào học sinh

Dạy học hướng vào học sinh là lối dạy học do người học chủ động điều khiển, cá nhân của người học vừa là mục đích vừa là chủ thể của quá trình học tập để cho tiềm năng của mỗi cá nhân được phát triển đầy đủ

Phương pháp dạy học tích cực đề cao vai trò chủ thể của người học, xem học sinh vừa là chủ thể, vừa là đối tượng của quá trình dạy học Dĩ nhiên việc đề cao vai trò của chủ thể tích cực chủ động của người học không phủ nhận vai trò chủ đạo của người dạy

b Dạy học bằng tổ chức các hoạt động cho học sinh

Theo lý thuyết hoạt động được Vưgôtxki khởi xướng và A.N.Lêônchip phát triển: bằng hoạt động và thông qua hoạt động, mỗi người tự sinh thành ra mình, tạo dựng và phát triển ý thức cũng như nhân cách cho bản thân

Vận dụng vào dạy học, việc học tập của học sinh có bản chất hoạt động: Bằng hoạt động và thông qua hoạt động của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triển năng lực trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thái độ Kết quả của việc học tập phụ thuộc chủ yếu vào hoạt động học của học sinh

Nhiệm vụ chính của giáo viên là tổ chức, hướng dẫn hoạt động học của học sinh để thông qua hoạt động đó mà học sinh lĩnh hội được nền văn hoá xã hội, tạo ra sự phát triển những phẩm chất, tâm lý và hình thành nhân cách cho chính bản thân Muốn tổ chức, hướng dẫn tốt hoạt động học tập vật lý của học sinh mà thực chất là hoạt động nhận thức vật lý, người giáo viên cần nắm vững quy luật chung nhất của quá trình nhận thức khoa học, lôgic hình thành các kiến thức vật lý, những hành động thường gặp trong quá trình nhận thức vật lý, những phương pháp nhận thức vật lý phổ biến để

14

hoạch định những hành động, thao tác cần thiết của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh một kiến thức hay một kỹ năng xác định và cuối cùng là nắm được những biện pháp để động viên khuyến khích học sinh tích cực, tự lực thực hiện các hành động đó, đánh giá kết quả hành động

c Dạy học chú trọng đến việc rèn luyện phương pháp tự học, tư nghiên cứu Muốn phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học thì cần xem việc rèn luyện phương pháp học tập cho học sinh không chỉ là một phương tiện nâng cao hiệu quả dạy học mà phải xem đó là một mục tiêu dạy học Trong một xã hội hiện đại đang biến đổi nhanh với sự bùng nổ thông tin, khoa học và công nghệ phát triển như

vũ bão thì việc dạy học không thể hạn chế ở chức năng dạy kiến thức mà phải chuyển mạnh sang dạy cả phương pháp học

d Dạy học chú trọng đến việc trau dồi kiến thức và bồi dưỡng kĩ năng, kĩ xảo Quá trình dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức, học sinh phải tự

nỗ lực, tích cực cao trong hoạt động nhận thức của bản thân Tính tích cực thể hiện ở nhiều mức độ và dưới nhiều góc độ khác nhau Tuy nhiên, việc bồi dưỡng kỹ năng, kỹ xảo thể hiện rõ trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức, kỹ năng bao gồm các kỹ năng thu nhập và xử lý thông tin như: quan sát, thực nghiệm, lấy số liệu, tra cứu, lập bảng biểu, vẽ đồ thị, rút ra kết luận, xây dựng các dự đoán, các giả thuyết khoa học Các kỹ năng này sẽ được trau dồi thông qua hoạt động tích cực của bản thân trong quá trình lĩnh hội kiến thức Cũng thông qua hoạt động này ta đã rèn luyện cho học sinh tác phong làm việc khoa học, thể hiện tính kiên nhẫn, tỉ mỉ, chính xác, trung thực và có

kế hoạch cụ thể trong học tập cũng như trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học theo hướng tích cực hoá

1.1.3.3 Các biện pháp sư phạm nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí

Để tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh, ngoài việc tạo ra không khí học tập tốt, về mặt phương pháp dạy học, cần thực hiện tốt các vấn đề sau:

a Trong quá trình dạy học cần phối hợp tốt các phương pháp dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức

Trong thực tiễn, có nhiều phương pháp dạy học khác nhau như phương pháp dạy học, phương pháp trực quan, phương pháp thí nghiệm biểu diễn

Trong quá trình dạy học để cần kích thích được sự hứng thú trong học tập của học sinh, phát huy tính tích cực, tính tự lực sáng tạo trong học tập của học sinh, đòi hỏi người giáo viên phải lựa chọn, tìm tòi những phương pháp dạy học phù hợp với nội dung bài học, đặc điểm của đối tượng, điều kiện vật chất, và đây là một hoạt động sáng tạo của giáo viên trong hoạt động dạy

15

Các phương pháp dạy học mà giáo viên đã lựa chọn phối hợp cùng với những biện pháp thích hợp trong từng bài học là điều quan trọng trong việc duy trì hứng thú, tích cực thường xuyên của học sinh trong giờ học Như vậy, sự lựa chọn và phối hợp các phương pháp dạy học trong từng bài, từng chương là vấn đề quan trọng cần xem xét đến những đặc trưng cơ bản của từng phương pháp dạy học để phát huy vai trò tích cực của học sinh Bên cạnh đó cần quan tâm đến kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo và năng lực tư duy về vấn đề cần nghiên cứu, thái độ của học sinh đối với bộ môn mà học sinh tham gia nghiên cứu

b Khai thác thí nghiệm vật lí trong dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh

Vật lý học là môn khoa học thực nghiệm, vì vậy, sử dụng rộng rãi các thí nghiệm vật lý ở nhà trường trung học phổ thông hiện nay là một trong những biện pháp quan trọng nhằm nâng cao chất lượng dạy học, góp phần tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh

Mặc khác, sự cần thiết của thí nghiệm vật lý trong các nhà trường còn được quy định bởi tính chất của quá trình nhận thức của học sinh dưới sự hướng dẫn của giáo viên vì thí nghiệm vật lý có tác dụng tạo ra trực quan sinh động trước mắt học sinh Thí nghiệm vật lý có tác dụng rất to lớn trong việc phát triển năng lực và nhận thức khoa học cho học sinh, đồng thời giúp cho họ quen dần với phương pháp nghiên cứu khoa học.Vì qua đó, học sinh sẽ học được cách quan sát các hiện tượng, cách đo đạt các thí nghiệm nhằm rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì trong nghiên cứu khoa học Đây

là điều rất cần cho việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp, chuẩn bị cho học sinh tham quan thực tế Do được tận mắt quan sát sự vận động của các hiện tượng, tự tay tiến hành lắp ráp, đo đạt các thí nghiệm nên các em đã quen dần với các dụng cụ trong đời sống Trong dạy học cũng như trong nghiên cứu khoa học, thí nghiệm vật lý có tác dụng rất lớn trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức Thí nghiệm vật lý, với tính chất là một phương pháp dạy học vật lý, thí nghiệm vật lý được thực hiện ở trường phổ thông bằng những biện pháp khác nhau Giáo viên trình bày thí nghiệm nhằm đề xuất vấn đề nghiên cứu để vào bài mới, khảo sát hay minh hoạ một định luật, một quy tắc vật lý nào đó Học sinh tự tay làm các thí nghiệm để tìm hiểu hiện tượng, dụng cụ thiết bị, đào sâu, ôn tập, củng cố kiến thức đã học

c Từng bước đổi mới phương thức kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh cũng là môt biện pháp đẩy mạnh việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

Có nhiều cách để tiến hành kiểm tra, đánh giá nhưng phải làm sao để kết quả học tập của học sinh thể hiện rõ tính toàn diện, thống nhất, hệ thống và khoa học Kiểm tra,

16

đánh giá có một ý nghĩa xã hội to lớn, nó gắn với nghề nghiệp, lương tâm, ý chí, tình cảm, tư cách đạo đức và uy tín của người giáo viên Việc kiểm tra đánh giá ở các trường phổ thông hiện nay chưa có môt tiêu chuẩn thống nhất để đánh giá chất lượng tri thức của từng môn học một cách khoa học Quá trình đánh giá còn đơn giản, phương pháp và hình thức đánh giá còn tùy tiện và toàn bộ việc đánh giá của giáo viên chỉ quy về điểm số

Cùng với những nỗ lực đổi mới phương pháp dạy học, xu hướng sử dụng phiếu học tập với các bài tập trắc nghiệm để kiểm tra một số kiến thức trong từng buổi học, kiểm tra một số kĩ năng thực hành như sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, kĩ năng làm thí nghiệm, kĩ năng thu thập và xử lí thông tin đang là một hướng đi tốt, có tác động không nhỏ đến ý thức học tập của học sinh Đây cũng có thể coi là một trong những biện pháp thúc đẩy việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong các giờ học vật lý

1.2 SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

1.2.1 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí

Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, hầu hết các kiến thức vật lí đều được rút

ra từ quan sát, thí nghiệm Ngay cả những qui luật được xây dựng bằng con đường lí thuyết thuần túy cũng chỉ có ý nghĩa là một định luật vật lí thực sự khi được thực nghiệm kiểm chứng Vì vậy tiến hành thí nghiệm trong nghiên cứu vật lí học là một việc quan trọng không thể thiếu được Vậy thí nghiệm vật lí được hiểu như thế nào? Thí nghiệm vật lí là sự tác động có chủ đích, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác độn, tá có thể thu nhận được tri thức mới Hoặc định nghĩa thí nghiệm vật lí trên phương diện là một phương tiện dạy học: Thí nghiệm vật lí là tất cả các thiết bị, các phương tiện, các đồ vật, các dụng cụ dựa vào đấy có thể tái tạo được các hiện tượng tự nhiên, chuyển các hiện tượng tự nhiên vào trong lớp học hoặc phòng thí nghiệm nhưng các hiện tượng sẽ nôt bật nhờ sự đơn giản hóa các môi trường tác động phụ và qua đó làm rõ được cá đại lượng đặc trưng của hiện tượng

Vì vậy thí nghiệm trong dạy học vật lí được xem là có vai trò quan trọng, cụ thể thí nghiệm có những vai trò căn bản như sau:

1.2.1.1 Vai trò của thí nghiệm vật lí theo quan điểm của lí luận nhận thức

a Thí nghiệm là phương tiện thu nhận tri thức

TN là một phương tiện quan trọng của hoạt động nhận thức của con người, thông qua TN con người đã thu nhận được những tri thức khoa học cần thiết nhằm nâng cao

17

năng lực của bản thân để có thể tác động và cải tạo thực tiễn Trong dạy học, TN là phương tiện của hoạt động nhận thức của HS, nó giúp người học trong việc tìm kiếm

và thu nhận kiến thức khoa học cần thiết

Vai trò của TN trong mỗi giai đoạn của quá trình nhận thức phụ thuộc vào vốn hiểu biết của con người về đối tượng cần nghiên cứu Trong dạy học vật lí, TN được sử dụng như một công cụ phân tích hiện thực khách quan, từ đó HS thu nhận tri thức về đối tượng, nếu ban đầu HS chưa biết hoặc biết một ít về đối tượng cần nghiên cứu, thì

TN được sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó, thông qua TN, HS có thể trả lời được các câu hỏi về hiện tượng xảy ra của đối tượng … Chẳng hạn, khi nghiên cứu hiện tượng khúc xạ ánh sáng, thông qua TN, HS không những quan sát được hiện tượng khúc xạ ánh sáng (sự gãy khúc của tia sáng tại mặt phân cách giữa hai môi trường) mà còn thu thập được các số liệu về góc tới và góc khúc xạ tương ứng, tạo

cơ sở để rút ra được nội dung định luật khúc xạ ánh sáng

Trong cuộc sống thực tế, các sự vật hiện tượng xung quanh chúng ta vô cùng phức tạp, đa dạng và đan xen vào nhau Ta không thể nghiên cứu riêng lẻ một hiện tượng

mà không có sự ảnh hưởng của các hiện tượng khác tác động lên chúng, nghĩa là không thể tách riêng từng hiện tượng để quan sát, nghiên cứu Trong tự nhiên cũng thế, các hiện tượng xảy ra chằng chịt và đan xen lẫn nhau, để nghiên cứu các hiện tượng, sự vật riêng biệt, ta chỉ có thể sử dụng TN để nghiên cứu riêng cho trường hợp

cụ thể đó, và chỉ có thông qua TN thì sự vật, hiện tượng cần nghiên cứu mới được phơi bày rõ ràng bản chất của nó, và đó cũng là điều mà chúng ta cần quan tâm

Thực tế, trong dạy học nói chung và dạy học vật lí nói riêng, đối với những bài học

có liên quan đến những hiện tượng, nếu GV giảng dạy theo lối thông báo TN thì HS sẽ thụ động tiếp nhận kiến thức, nhưng nếu dùng TN thì thông qua TN, HS không những tiếp thu kiến thức một cách một cách tự lực, mà qua đó làm cho HS tích cực, sáng tạo hơn trong hoạt động nhận thức, từ đó họ hăng hái tham gia vào công cuộc khám phá kiến thức mới thông qua TN

Có thể nói rằng, TN là nguồn cung cấp thông tin chính xác về các sự vật, hiện tượng và chỉ có TN thì kiến thức mà HS thu nhận mới đạt chất lượng, hiệu quả và chính việc sử dụng TN trong dạy học vật lí mới đem lại cho HS sự tự tin vào kiến thức được lĩnh hội

b Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của những tri thức đã thu nhận

Trong khoa học, phương pháp thực nghiệm được coi là “hòn đá thử vàng” của mọi tri thức chân chính Bởi vậy, có thể nói TN có chức năng trong việc kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu nhận

18

Trong dạy học vật lí, TN là một trong những phương tiện tốt để kiểm tra kiến thức vật lí đã được khái quát hoá từ lí thuyết Thực tế cho thấy, từ sự khái quát hoá lí thuyết rồi đưa ra TN để kiểm tra lí thuyết không những làm cho hoạt động nhận thức của HS tích cực hơn mà còn tạo được niềm tin về sự đúng đắn của kiến thức mà HS đã lĩnh hội Thông thường, suy nghĩ của HS luôn có sự khái quát lí thuyết, tuy nhiên, đó chỉ là

sự khái quát hoá, sự tư duy theo lí thuyết suông, mà cần phải được GV kiểm tra bằng

TN Ngoài ra, những kết luận từ sự tư duy trừu tượng của HS cũng cần phải được kiểm tra tính đúng đắn thông qua TN Trong trường hợp này, rõ ràng TN đã góp phần tích cực vào hoạt động nhận thức của HS, kiểm chứng sự đúng đắn trong suy luận và những kiến thức mà HS thu nhận được

c Thí nghiệm là phương tiện để vận dụng tri thức vào thực tiễn

Trong quá trình vận dụng kiến thức vào thực tiễn, vào việc thiết kế và chế tạo các thiết bị kĩ thuật, người ta gặp phải những khó khăn nhất định do tính khái quát và trừu tượng của các tri thức cần vận dụng, cũng như bởi tính phức tạp của các thiết bị kĩ thuật cần chế tạo Trong trường hợp đó TN được sử dụng với tư cách là phương tiện thử nghiệm cho việc vận dụng tri thức vào thực tiễn

Chẳng hạn: việc vận dụng kiến thức về lực nâng trong chế tạo máy bay, để có được phương án tối ưu trong việc thiết kế kiểu dáng cánh máy bay người ta đã làm TN với với các mô hình máy bay thu nhỏ Sau đó dựa vào phương pháp tương tự và lí thuyết đồng dạng để chuyển kết quả thu được qua việc nghiên cứu trên mô hình vào các đối tượng thực tế cần chế tạo

Trong dạy học vật lí, TN không những có vai trò rất lớn trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, thể hiện ở khía cạnh cung cấp kiến thức, rèn luyện thao tác chân tay, tác động đến giác quan của HS , mà TN còn có một vai trò rất lớn khác trong việc giúp HS củng cố và vận dụng kiến thức một cách vững chắc

Các kiến thức vật lí được giảng dạy trên lớp cần phải được khắc sâu trong tiềm thức của HS, theo đó, HS phải thường xuyên củng cố và vận dụng kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, vấn đề này sẽ được thực hiện tốt nếu chúng ta biết vận dụng TN

để giải quyết, TN vật lí giúp cho HS có điều kiện vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, từ đó xoá bỏ dần lối học vẹt, lí thuyết suông đã tồn tại nhiều năm trước đây

d Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức

TN luôn đóng một vai trò rất quan trọng trong các phương pháp nhận thức khoa học, chẳng hạn:

- Đối với phương pháp thực nghiệm, TN luôn có mặt ở nhiều khâu khác nhau: làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu, kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết…

1.2.1.2 Vai trò của thí nghiệm vật lí theo quan điểm của lí luận dạy học

Trong dạy học vật lí, TN đóng một vai trò cực kì quan trọng, dưới quan điểm lí luận dạy học vai trò đó được thể hiện những mặt sau:

a Thí nghiệm có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học

TN vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học như đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề (hình thành kiến thức, kĩ năng mới ), củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng, kĩ xảo của HS

b Thí nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện học sinh

Việc sử dụng TN trong dạy học góp phần quan trong vào việc hoàn thiện những phẩm chất và năng lực của HS, đưa đến sự phát triển toàn diện cho người học Trước hết, TN là phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vật lí cho HS Nhờ TN HS có thể hiểu sâu hơn bản chất vật lí của các hiện tượng, định luật, quá trình được nghiên cứu và do đó có khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn

Truyền thụ cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản là một trong những nhiệm

vụ quan trọng của hoạt động dạy học Để làm được điều đó, GV cần nhận thức rõ việc xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh, thể hiện trong cách suy nghĩ, thao tác tư duy và làm việc để họ tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn Thông qua TN, bản thân

HS cần phải tư duy cao mới có thể khám phá ra được những điều cần nghiên cứu Thực tế cho thấy, trong dạy học vật lí, đối với các bài giảng có sử dụng TN, thì HS lĩnh hội kiến thức rộng hơn và nhanh hơn, HS quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó hoạt động nhận thức của HS sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ được phát triển tốt hơn

c Thí nghiệm là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh

Thông qua việc tiến hành TN, HS có cơ hội trong việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS TN còn là điều kiện để HS rèn luyện những phẩm chất của người lao động mới, như: đức tính cẩn

d Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh

TN là phương tiện gây hứng thú, là yếu tố kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của

HS học tập, nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận thức Chính nhờ TN và thông qua TN mà ở đó HS tự tay tiến hành các TN, các em sẽ thực hiện các thao tác TN một cách thuần thục, khơi dậy ở các em sự say sưa, tò mò để khám phá ra những điều mới, những điều bí ẩn từ TN và cao hơn là hình thành nên những ý tưởng cho những TN mới Đó cũng chính là những tác động cơ bản, giúp cho quá trình hoạt động nhận thức của HS được tích cực hơn

Thông qua TN, nhờ vào sự tập trung chú ý, quan sát sự vật, hiện tượng có thể tạo cho HS sự ham thích tìm hiểu những đặc tính, quy luật diễn biến của hiện tượng đang quan sát Khi giác quan của HS bị tác động mạnh, HS phải tư duy cao độ từ sự quan sát TN, chú ý kĩ TN để có những kết luận, những nhận xét phù hợp

e Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh

TN là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể qua đó góp phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS Qua TN đòi hỏi HS phải làm việc tự lực hoặc phối hợp tập thể, nhờ đó có thể phát huy vai trò cá nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong công việc của các em

f Thí nghiệm vật lí góp phần làm đơn giản hoá các hiện tượng và quá trình vật

lí

TN vật lí góp phần đơn giản hoá hiện tượng, tạo trực quan sinh động nhằm hỗ trợ cho tư duy trừu tượng của HS, giúp cho HS tư duy trên những đối tượng cụ thể, những hiện tượng và quá trình đang diễn ra trước mắt họ Các hiện tượng trong tự nhiên xẩy ra vô cùng phức tạp, có mối quan hệ chằng chịt lấy nhau, do đó không thể cùng một lúc phân biệt những tính chất đặc trưng của từng hiện tượng riêng lẻ, cũng như không thể cùng một lúc phân biệt được ảnh hưởng của tính chất này lên tính chất khác Chính nhờ TN vật lí đã góp phần làm đơn giản hoá các hiện tượng, làm nổi bật

21

những khía cạnh cần nghiên cứu của từng hiện tượng và quá trình vật lí giúp cho HS

dễ quan sát, dễ theo dõi và dễ tiếp thu bài

1.2.2 Hệ thống thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông

Có nhiều cách phân loại thí nghiệm khác nhau tùy vào cách chọn dấu hiệu này hay dấu hiệu khác để phân loại, điều quan trọng là phải nắm được đặc trưng của mỗi loại

để có thể khai thác và sử dụng nó vào mục đích cụ thể một cách có hiệu quả trong quá trình dạy học vật lí

Nếu dựa vào hoạt động của giáo viên và học sinh người ta có thể phân thí nghiệm vật lí thành hai loại: Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên và thí nghiệm thực tập của học sinh

1.2.2.1 Thí nghiệm biểu diễn

a Đặc điểm của thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn là thí nghiệm do giáo viên tiến hành nhằm đề xuất vấn đề nghiên cứu (kháo sát hay kiểm chứng, minh họa một định luật, một quá trình, một hiện tượng vật lí), trong các giờ học nghiên cứu kiến thức mới và các giờ ôn tạp, củng cố kiến thức, kĩ năng của học sinh

o Vai trò của thí nghiệm biểu diễn: thí nghiệm biểu diễn giữ một vị trí hàng đầu trong hệ thống thí nghiệm vật lí phổ thông Thí nghiệm biểu diễn có đầy đủ các vai trò của thí nghiệm đã nêu ở trên Đặc biệ thí nghiệm biểu diễn nếu được tổ chức hợp lí sẽ giúp cho việc truyền thụ bài của giáo viên thuận lợi, hợp lí và giúp học sinh tiếp thu bài dễ dàng và nhanh chóng hơn

o Những ưu điểm của thí nghiệm biểu diễn

+ Dễ tổ chức, có hiệu lực ngay

+ Không đòi hỏi nhiều thiết bị

+ Cùng một lúc nhiều học sinh có thể quan sát

Tuy nhiên, thí nghiệm biểu diễn có hạn chế đó là: học sinh chỉ được quan sát mà không được tiến hành thí nghiệm, tính độc lập, sáng tạo trong thí nghiệm bị hạn chế,không phát triển được kĩ năng, kĩ xảo của học sinh

Với những ưu điểm và hạn chế trên, chúng ta sử dụng thí nghiệm biểu diễn trong dạy học cần quán triệt các yêu cầu sau: Thí nghiệm biểu diễn cần phải:

+ Gắn liền hữu cơ với bài giảng

Đây là thí nghiệm nhằm tạo ra tình huống có vấn đề, thúc đẩy mâu thuẫn giữa trình

độ kiến thức hiện có và nhu cầu tìm hiểu kiến thức mới Thí nghiệm mở đầu đòi hỏi phải hêt sức ngắn gọn và cho kết quả ngay

o Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng mới

Trong dạy học vật lí, có hai loại thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng, đó là thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và thí nghiệm nghiên cứu minh họa

+ Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát là thí nghiệm được tiến hành để thu thập các số liệu Trên cơ sở đó phân tích, khái quát hóa…nhằm rút ra kiến thức mới (khái niệm, định luật…)

+ Thí nghiệm nghiên cứu inh hoạ là thí nghiệm nhằm kiểm chứng những kiến thức (khái niệm, định luật…) đã được rút ra bằng con đường lí thuyết

o Thí nghiệm củng cố

Là thí nghiệm được tiến hành vào cuối tiết học nhằm củng cố lại những nội dung kiến thức đã học Trên cơ sở tiến hành các thí nghiệm vận dụng, ứng dụng các định luật vật lí vào trong kĩ thuật và đời sống

Để thực hiện những TN một cách có hiệu quả, cần chú ý đến những kĩ thuật biểu diễn TN cơ bản sau:

+ Sắp xếp dụng cụ: Các dụng cụ TN phải được bố trí và sắp xếp sao cho lôi cuốn được sự chú ý của HS và đảm bảo cho cả lớp quan sát được Muốn vậy phải lựa chọn các dụng cụ TN có kích thước đủ lớn và phải sắp xếp những dụng

cụ này trong cùng một mặt phẳng thẳng đứng để chúng không che lấp lẫn nhau Những dụng cụ quan trọng phải đặt ở vị trí cao nhất, dụng cụ thứ yếu đặt thấp hơn và dụng cụ không cần thiết để HS quan sát thì có thể che lấp

+ Dùng vật chỉ thị: Để tăng cường tính trực quan của các TN ta có thể dùng các vật chỉ thị, chẳng hạn: Dùng màu pha vào nước; dùng khói trong TN truyền thảng ánh sáng, hoặc trong TN đối lưu của không khí

23

+ Dùng các phương tiện hỗ trợ như: Đèn chiếu; Gương phẳng; Video Camera

1.2.2.2 Thí nghiệm thực tập

a Đặc điểm của thí nghiệm thực tập

Là loại thí nghiệm do học sinh trực tiếp tiến hành và rút ra kết luận

o Ưu điểm: Phát huy tính độc lập, tự lực, sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí

o Hạn chế: Đòi hỏi phải trang bị nhiều bộ thí nghiệm, thời gian tiến hành thí nghiệm dài, giáo viên phải có nhiều kinh nghiệm, kĩ năng trong tổ chức các tình huống học tập

b Phân loại thí nghiệm thực tập

o Thí nghiệm và quan sát ở nhà

Là thí nghiệm do học sinh tiến hành ở nhà, hoàn toàn tự lực không có sự hướng dẫn của giáo viên Vì vậy học sinh phải tự mình vạch ra tiến trình thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ thí nghiệm, đo đạc và xử lí số liệu thu được

Mặc dù phân chia thí nghiệm vật lí thành hai loại trên, nhưng đây không phải là một công thức cố định Trong tiến trình dạy học, tùy theo nội dung của bài học, trình

độ nhận thức của học sinh, điều kiện thời gian, điều kiện trang thiết bị thí nghiệm, cơ

sở vật chất trong nhà trường….mà giáo viên sử dụng một cách linh hoạt, hợp lí các loại thí nghiệm trên để đạt hiệu quả cao nhất

1.2.3 Các biện pháp sử dụng thí nghiệm nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh

1.2.3.1 Tăng cường sử dụng thí nghiệm để tạo ra tình huống có vấn đề

Tình huống có vấn đề là quy luật của hoạt động nhận thức, sáng tạo có hiệu quả

Nó quy định sự khởi đầu của tư duy, hành động tư duy tích cực sẽ diễn ra trong quá trình nêu và giải quyết vấn đề

Thực tế dạy học cho thấy, việc tạo ra tình huống có vấn đề có thể xây dựng theo nhiều cách, nhiều biện pháp khác nhau tuỳ vào từng nội dung kiến thức Một trong

sự vật, quá trình của thực tế, chưa thể đạt tới mục đích bằng cách thức hành động quen thuộc Tình huống này kích thích HS tìm tòi cách giải thích hay hành động mới Thông qua TN, HS phải thấy được tại sao những gì các em quan sát được có vẻ khác với những dự đoán trong suy luận của chính các em, từ đó dần đưa HS vào những bài toán nhận thức để HS tích cực hoạt động hơn, coi việc giải quyết vấn đề tiếp theo như một nhiệm vụ mà chính các em tự đặt ra, đồng thời tạo cho các em một niềm vui nhận thức mới

1.2.3.2 Sử dụng thí nghiệm đúng lúc để giải quyết vấn đề cụ thể

Ngoài việc sử dụng TN để tạo ra tình huống có vấn đề, TN còn được sử dụng ngay trong quá trình giải quyết vấn đề

Thông qua TN, bằng cách quan sát diễn biến của hiện tượng xảy ra, ghi chép số liệu từ TN, HS có thể thu nhận được một số thông tin nhất định từ những vấn đề đang học Dựa trên những thông tin thu được HS có thể sơ bộ dự đoán về tính chất của các

sự vật, về nguyên nhân của hiện tượng … Việc đưa TN ra đúng lúc không những có tác dụng kiểm tra dự đoán của HS trước một vấn đề đã được nêu ra, mà còn khuyến khích được HS mạnh dạn đưa ra những suy nghĩ riêng của mình Khi những dự đoán suy luận của HS được TN xác nhận là đúng một cách kịp thời thì HS sẽ rất phấn khởi, tin tưởng hơn vào bản thân, dần khắc phục tâm lí thường gặp ở HS là sự thiếu tự tin vào bản thân

1.2.3.3 Kết hợp thí nghiệm biểu diễn của giáo viên và thí nghiệm học sinh để kích thích hứng thú và rèn luyện kĩ năng cho học sinh

Cả lí luận và thực tiễn dạy học cho thấy, đối với HS phổ thông, bản thân HS không thể tự sử dụng thành thạo các TN, lắp ráp tiến hành các TN một cách có hiệu quả nếu không có sự hỗ trợ, hướng dẫn của GV Khi làm TN không thành công, HS thường tỏ

ra chán nản và mất đi lòng tự tin vào bản thân Chính vì vậy mà GV cần phải kiên trì,

có kế hoạch tỉ mỉ và vận dụng kết hợp TN của GV và TN của HS để rèn luyện dần những khả năng tối thiểu mà một HS cần phải đạt được Điều này đặc biệt quan trọng