Tổ chức dạy học chương khúc xạ ánh sáng vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy

Với mong muốn đóng góp một phần vào việc nghiên cứu và tổ chức dạy học vật lí theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của BĐTD nhằm đưa học sinh vào vị trí chủ thể nhận thức bằng hoạt

HỌ VÀ TÊN

(Tác giả luận văn)

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành:

Mã số:

LUẬN VĂN THẠC SĨ

(Ghi ngành khoa học được cấp học vị)

Người hướng dẫn khoa học:

(Chức danh khoa học, học vị, họ tên) *

(*Trước khi nộp, học viên trình để xin chữ ký của người hướng dẫn vào đây)

HÀ NỘI,

(Ghi năm hoàn thành luận văn)

NGUYỄN THỊ KIM NGÂN

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” – VẬT LÍ 11 THPT PHỎNG THEO PHƯƠNG PHÁP

THỰC NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA

BẢN ĐỒ TƯ DUY

Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ HỒNG VIỆT

chủ nhiệm khoa Vật lí, cùng các thầy cô trong tổ Phương pháp giảng dạy Vật

lí trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Thị Hồng Việt đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo, cùng các em học sinh trường THPT An Dương, trường THPT Nguyễn Trãi Hải Phòng đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp và các học viên cùng lớp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, luôn ở bên cạnh động viên

và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Hà Nội, tháng 6 năm 2015 Tác giả

Nguyễn Thị Kim Ngân

và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa từng được công bố trong bất kì một công trình của các tác giả nào khác Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, tháng 6 năm 2015 Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Kim Ngân

TRANG PHỤ BÌA………

LỜI CẢM ƠN………

LỜI CAM ĐOAN………

MỤC LỤC………

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT………

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH………

MỞ ĐẦU……… 1

NỘI DUNG………

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC DẠY HỌC PHỎNG THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BẢN ĐỒ TƯ DUY 7 1.1 Cơ sở lý luận về bản đồ tư duy ……… 7

1.1.1 Khái niệm bản đồ tư duy ……… 7

1.1.2 Cách đọc bản đồ tư duy ……… 8

1.1.3 Cách vẽ bản đồ tư duy ……… 9

1.1.3.1 Công cụ vẽ bản đồ tư duy ……… 9

1.1.3.2 Các bước vẽ BĐTD ……… 10

1.1.3.3 Sử dụng Bản đồ tư duy trong dạy học các loại bài học Vật lí ở trường phổ thông ……… 11

1.2 Phương pháp thực nghiệm ……… 12

1.2.1 Phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí ………… 12

1.2.1.1 Phương pháp thực nghiệm trong khoa học vật lí và chu trình nhận thức khoa học Vật lí ……… 12

1.2.2.1 Mục tiêu dạy học Vật lí ……… 19 1.2.2.2 Sự chuyển hoá của phương pháp khoa học thành phương

1.2.2.3 Nguyên tắc chu trình trong dạy học ……… 21 1.2.2.4 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí ………… 22

1.3 Đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm với

1.4 Thực tiễn về việc tổ chức dạy học theo phương pháp thực

1.4.1 Thực trạng việc dạy học theo phương pháp thực nghiệm với

sự hỗ trợ của bản đồ tư duy ở một số trường trung học phổ thông

trên địa bàn Huyện An Dương Thành phố Hải Phòng …………

31

1.4.2 Nguyên nhân của thực trạng ……… 32

Chương 2 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC THEO PHƯƠNG

PHÁP THỰC NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “KHÚC

XẠ ÁNH SÁNG” - VẬT LÍ 11 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BẢN

ĐỒ TƯ DUY ………

35

2.1 Nghiên cứu nội dung chương trình và xây dựng sơ đồ cấu

trúc logic nội dung chương “ Khúc xạ ánh sáng” -vật lí 11 35 2.1.1 Chuẩn kiến thức- Kỹ năng chương “Khúc xạ ánh sáng” -

sự hỗ trợ của BĐTD ………

2.2.1 Đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của BĐTD cho kiến thức “ Khúc xạ ánh sáng” 40 2.2.2 Đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của BĐTD cho kiến thức “ Phản xạ toàn phần” 54 Kết luận chương 2 ……… 67

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ……… 68

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ……… 68

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm ……… 68

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm ……… 68

3.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm ……… 68

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm ……… 68

3.2.2 Nội dung thực nghiệm ……… 68

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm ……… 69

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm ……… 69

3.3.2 Quan sát giờ học ……… 69

3.3.3 Phân tích diễn biến giờ học thực nghiệm theo tiến trình đã đề xuất ……… 70

3.3.3.1 Diễn biến giờ học TNSP kiến thức: “Khúc xạ ánh sáng” 70 3.3.3.2 Diễn biến giờ học TNSP kiến thức: “ Phản xạ toàn phần” 76 3.3.4 Xây dựng tiêu chí đánh giá về rèn luyện PPNTKHVL cho học sinh ……… 80

3.4 Đánh giá kết quả TNSP ……… 81

Kết luận chương 3 ……… 88

KẾT LUẬN CHUNG ……… 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……… 91

PHỤ LỤC 1 ………

PHỤ LỤC 2 ………

PHỤ LỤC 3 ………

PHỤ LỤC 4 ………

Viết tắt Viết đầy đủ

Trang

Bảng 3.2 Biểu hiện của viêc rèn luyện PPNTKHVL cho học sinh 82 Bảng 3.3: Bảng thống kê các điểm số của bài kiểm tra lớp TN 83 Bảng 3.4: Bảng thống kê các điểm số của bài kiểm tra 84

Biểu đồ 3.2 Biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra 85 Biểu đồ 3.3 Biểu đồ phân bố tần suất luỹ tích diểm kiểm tra 85

Hình 1.6 Sơ đồ tiến trình dạy học phỏng theo phương pháp thực

nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy nhằm rèn luyện PPNTKHVL

cho học sinh

26

Hình 2.1 Một số hình ảnh về bộ thí nghiệm hiện có của phòng thí

nghiệm các trường học và bộ thí nghiệm cải tiến 39 Hình 2.5 BĐTD diễn tả nhận xét của HS về các hiện tượng trong các

Hình 2.10 BĐTD nêu những yêu cầu cần tiến hành trong thí nghiệm

kiểm tra quy luật liên hệ giữa góc khúc xạ và góc tới 48 Hình 2.16 Bản đồ tư duy tổng kết bài Khúc xạ ánh sáng 52 Hình 2.20 BĐTD diễn tả nhận xét của HS về hiện tượng trong thí

Hình 2.24 BĐTD nêu những yêu cầu cần tiến hành trong thí nghiệm

kiểm tra không nhìn thấy tia khúc xạ khi i>igh 60

Hình 3.1 BĐTD tổng hợp ý kiến dự đoán của các nhóm 71 Hình 3.9 BĐTD tổng hợp ý kiến dự đoán của các nhóm 76 Hình 3.21 Một số hình ảnh thể hiện về rèn luyện PPNTKHVL cho

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương “Khúc xạ ánh sáng” 36

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ, để không tụt hậu so với thế giới, sánh vai cùng các cường quốc, Đảng ta đã đặt sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước là mục tiêu hàng đầu trong đường lối xây dựng và phát triển của đất nước Muốn thực hiện được điều đó chúng ta phải thấy rõ nhân tố quyết định thắng lợi chính là nguồn nhân lực con người Việt Nam Do đó vai trò của giáo dục và đào tạo ngày càng trở nên quan trọng và chất lượng giáo dục ngày càng thu hút được

sự quan tâm của xã hội

Để nâng cao chất lượng giáo dục thì nghành giáo dục của nước ta cần đổi mới toàn diện: Về mục tiêu,về nội dung và về phương pháp dạy học Trong

đó đổi mới PPDH là một khâu quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo dục

Một trong những phương hướng đổi mới phương pháp quan trọng trong việc dạy các môn khoa học ở trường phổ thông là nghiên cứu và vận dụng chính phương pháp nghiên cứu của bộ môn khoa học đó vào dạy học sao cho

có thể tổ chức quá trình học tập của học sinh giống như quá trình tìm tòi của các nhà khoa học Đối với vật lý học, phương pháp thực nghiệm là một trong những phương pháp đặc trưng quan trọng nhất

Vật lý phổ thông cơ bản là môn khoa học thực nghiệm có vai trò quan trọng trong kĩ thuật và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống Những kiến thức vật lý được xây dựng đa số đều dựa vào thí nghiệm hoặc được kiểm tra lại bằng thí nghiệm Để hiểu rõ nội dung, ý nghĩa của những kiến thức đó thì tốt nhất là cho học sinh tái tạo những kiến thức đó bằng phương pháp mà các nhà vật lý học đã dùng trong nghiên cứu vật lý

Để quá trình học tập của học sinh trở nên hứng thú, dễ nhớ, dễ học, có thể phát huy được tối đa tiềm năng của trí tuệ thì không thể không kể đến việc sử dụng bản đồ tư duy vào dạy học nhằm tìm tòi, đào sâu mở rộng một ý tưởng,

hệ thống hoá một chủ đề hay một mạch kiến thức bằng cách kết hợp việc sử dụng đồng thời hình ảnh, đường nét, màu sắc chữ viết với sự tư duy tích cực Bản đồ tư duy giúp khai phá tiềm năng của bộ não, phát huy tối đa năng lực sáng tạo, năng lực tư duy của con người

Tuy nhiên việc dạy học theo phương pháp trên vẫn còn ít được áp dụng Các đề tài nghiên cứu theo hướng này còn chưa nhiều Việc nghiên cứu dạy học một số kiến thức chương “ Khúc xạ ánh sáng” phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của BĐTD chưa có đề tài nào nghiên cứu

Với mong muốn đóng góp một phần vào việc nghiên cứu và tổ chức dạy học vật lí theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của BĐTD nhằm đưa học sinh vào vị trí chủ thể nhận thức bằng hoạt động tự lực của mình mà chiếm lĩnh kiến thức, rèn luyện phương pháp nhận thức khoa học vật lí góp phần nâng cao chất lượng học tập Chính vì những lý do trên chúng tôi chọn

đề tài “Tổ chức dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy”

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Thế kỉ XVII, Galile là người đi tiên phong trong lĩnh vực sử dụng thực nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của lí thuyết, và nó là chìa khoá để hình thành nên nền khoa học thực nghiệm Galile xây dựng và kiểm tra thành công nhiều kết quả trong động lực học, cụ thể là định luật quán tính Bộ môn vật lí

ở các trường phổ thông là một môn khoa học tự nhiên gắn liền với thực nghiệm, do vậy việc dạy học vật lí phỏng theo con đường nghiên cứu vật lí là hoàn toàn phù hợp

Thực tế ở Việt Nam, Bộ giáo dục và đào tạo đã đưa phương pháp nghiên cứu thực nghiệm vào chương trình sách giáo khoa từ chương trình vật lí lớp 6,

có thể kể ra hai bài làm minh chứng cho điều này, đó là bài nghiên cứu về

“Lực – Hai lực cân bằng” hay bài “ Sự nở vì nhiệt của chất rắn”… Tuy nhiên việc dạy học theo phương pháp này còn ít được áp dụng

Tony Buzan là tác giả của BĐTD công cụ hỗ trợ tư duy Sử dụng BĐTD giúp GV và HS dễ dàng hệ thống các ý tưởng, biểu diễn chúng một cách trực quan, logic, dễ nhìn, dễ nhớ Như vậy việc ứng dụng BĐTD vào dạy học sẽ hứa hẹn thu được kết quả mong đợi

Qua quá trình tìm hiểu liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài đã có một

số luận văn như:

Nguyễn Thị Nguyên(2010), Nghiên cứu sử dụng bản đồ tư duy( Mind maps) trong dạy học chương “Động học chất điểm” Vật lí 10 THPT nhằm góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và bồi dưỡng tư duy cho học sinh ,Lại Văn Bắc (2013), Hướng dẫn học sinh ôn tập phần “Quang hình học” Vật lí 11 nâng cao với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và bản đồ tư duy ,Trần Thị Thanh Mai (2009), Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh khi dạy học một số kiến thức thuộc chương “Các định luật bảo toàn” sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao, Nguyễn Thị Thu Hà (2012), Xây dựng tiến trình dạy học chương “ Khúc xạ ánh sáng” Vật lí 11 phỏng theo chu trình nhận thức khoa học vật lí cho học sinh THPT, Nguyễn Thị Hồng Việt ( 1993), Dạy học một số kiến thức vật lí lớp 10 phổ thông trung học theo chu trình nhận thức khoa học vật lí, luận án phó tiến sĩ khoa học sư phạm, tâm lí, Hà

Nội

Như vậy cho đến nay chưa có đề tài nào nghiên cứu về vấn đề “Tổ chức dạy học chương “ Khúc xạ ánh sáng”- Vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy”

3 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Khúc xạ ánh sáng” – vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản

đồ tư duy, nhằm góp phần rèn luyện phương pháp nhận thức khoa học vật lí cho học sinh THPT

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Dạy học phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy

- Phạm vi nghiên cứu:

+ Nội dung chương trình chương “ Khúc xạ ánh sáng” - Vật lí 11 THPT + Địa bàn nghiên cứu: Huyện An Dương Thành phố Hải Phòng

- Phương pháp giảng dạy phỏng theo phương pháp thực nghiệm

5 Giả thuyết khoa học

Nếu dựa trên cơ sở lí luận về bản đồ tư duy, phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí, kết hợp với việc nghiên cứu nội dung kiến thức khoa học

về

khúc xạ ánh sáng để xây dựng tiến trình dạy học chương “ Khúc xạ ánh sáng”- Vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy, thì có thể góp phần rèn luyện PPNTKHVL cho học sinh THPT

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy cần phải thực hiện nhiệm vụ sau:

6.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận về :

- Bản đồ tư duy

- Phương pháp thực nghiệm ( PPTN trong dạy học Vật lí và PPTN trong khoa học Vật lí)

- Phương pháp nhận thức khoa học vật lí

6 2 Điều tra thực trạng việc dạy học phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy tại một số trường THPT trên địa bàn nghiên cứu

6 3 Nghiên cứu nội dung chương trình SGK và xây dựng cấu trúc logic nội dung chương “ Khúc xạ ánh sáng”- Vật lí 11 THPT

6 4 Xây dựng tiến trình dạy học tổng quát chương “ Khúc xạ ánh sáng”- Vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản

đồ tư duy

6 5 Xây dựng tiến trình dạy học phỏng theo phương pháp thực nghiệm với

sự hỗ trợ của bản đồ tư duy một số kiến thức chương “ Khúc xạ ánh sáng”- Vật lí 11 THPT

6 6 Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học của

đề tài đã nêu ra

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn :

7.2.1 Phương pháp điều tra thực tế

7.2.2 Phương pháp quan sát thực tế

7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

7.4 Phương pháp thống kê toán học

- Có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên và sinh viên các trường sư phạm

9 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, phần nội dung luận văn gồm 3 chương

+ Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn về tổ chức dạy học phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy

+ Chương 2 Xây dựng tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy một số kiến thức chương " khúc xạ ánh sáng "- Vật lí 11 THPT

+ Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC DẠY HỌC PHỎNG THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BẢN ĐỒ TƯ DUY

1.1 Cơ sở lý luận về bản đồ tư duy

1.1.1 Khái niệm bản đồ tư duy

Theo Trần Đình Châu, Đặng Thị Thu Thuỷ: “Bản đồ tư duy (BĐTD)

còn gọi là sơ đồ tư duy, lược đồ tư duy là hình thức ghi chép nhằm tìm tòi đào sâu, mở rộng một ý tưởng, tóm tắt những ý chính của một nội dung, hệ thống hoá một chủ đề… Bằng cách kết hợp việc sử dụng hình ảnh, đường nét, màu sắc, chữ viết với sự tư duy tích cực” [8]

Hình 1.1 Cấu trúc bản đồ tư duy

Kỹ thuật tạo ra loại bản đồ này được gọi là mind mapping và được phát triển bởi Tony Buzan vào đầu những năm 1970

BĐTD là một công cụ thể hiện tư duy nền tảng, có thể mô tả nó là một

kỹ thuật hình hoạ với sự kết hợp giữa từ ngữ, hình ảnh, màu sắc, đường nét phù hợp với cấu trúc hoạt động và chức năng của bộ não giúp cho con người khai phá tiềm năng vô tận của bộ não Nó là sự lựa chọn cho trí óc hướng tới

tìm ra hoạt động của bộ não Theo Tony Buzan “một hình ảnh có giá trị hơn

cả ngàn từ…” và “ màu sắc cũng có kích thích đến não như hình ảnh Màu sắc cũng mang đến cho BĐTD những rung động cộng hưởng, mang lại sức sống

và năng lượng vô tận cho tư duy sáng tạo” [32]

Ở vị trí trung tâm, BĐTD là một hình ảnh hay một từ khoá thể hiện một

ý tưởng hay khái niệm chủ đạo Từ ý trung tâm hay hình ảnh trung tâm toả ra các nhánh chính ta gọi là nhánh cấp 1, từ các nhánh chính lại có sự phân nhánh đến các nhánh gọi là nhánh cấp 2 để nghiên cứu sâu hơn Cứ thế, sự phân nhánh lại tiếp tục và khái niệm hay hình ảnh luôn được kết nối với nhau tạo ra “một bức tranh tổng thể” mô tả về ý trung tâm một cách đầy đủ và rõ ràng

Khi sử dụng công cụ BĐTD để ghi chép, người đọc dễ dàng nhận thấy

sự liên kết các ý tưởng dựa trên mối liên hệ của bản thân chúng, vì vậy BĐTD

có thể bao quát được các ý tưởng trên một phạm vi sâu rộng mà một bản liệt

kê ý tưởng thông thường không thể làm được

1.1.2 Cách đọc bản đồ tư duy

Cấu trúc của BĐTD không xuất phát từ trái sang phải và từ trên xuống dưới theo kiểu truyền thống Thay vào đó, BĐTD được vẽ, viết và đọc theo hướng bắt nguồn từ trung tâm di chuyển ra phía ngoài và sau đó là theo chiều kim đồng hồ

1.1.3 Cách vẽ bản đồ tư duy

1.1.3.1 Công cụ vẽ bản đồ tư duy

Theo Tony Buzan có hai cách vẽ BĐTD: Vẽ bằng tay hoặc bằng phần mềm máy tính Nếu vẽ bằng tay thì người học sử dụng bút chì màu, phấn, tẩy… vẽ trên giấy, bìa, bảng phụ… Nếu vẽ bằng phần mềm máy tính người học có thể sử dụng các phần mềm bản đồ tư duy như: Bản miễn phí ConceptDraw Mindmap 5 Professional, Mindjet MindManager Pro7, FreeMind, MindManager, Buzan’s iMindMap… hoặc bằng chương trình

Microsoft Word Đối với học sinh phổ thông thì vẽ BĐTD bằng tay sẽ dễ dàng và thiết thực hơn cho việc học

1.1.3.2 Các bước vẽ BĐTD

Theo Trần Đình Châu, Đặng Thị Thu Thuỷ BĐTD được lập theo các bước sau:[8]

 Bước 1: Chọn từ trung tâm (hay còn gọi là từ khoá) Từ trung tâm là

tên của một bài hay một chủ đề hay một nội dung kiến thức cần khai thác Khi

vẽ học sinh có thể sử dụng hình vẽ, màu sắc mà các em thích để làm nổi bật chủ đề

 Bước 2: Vẽ các tiêu đề phụ (nhánh cấp 1) Nội dung của các tiêu đề

phụ chính là các nội dung kiến thức cơ bản của một bài học hoặc một đơn vị kiến thức nào đó của bài học Những nội dung kiến thức này sẽ góp phần làm sáng tỏ nội dung của chủ đề chính ở trung tâm Học sinh vẽ thêm các tiêu đề phụ bằng hình ảnh hoặc chữ xung quanh tiêu đề trung tâm, lưu ý cách bố trí

và sử dụng màu sắc Tiêu đề phụ nên được vẽ theo hướng chéo góc đề nhiều

 Bước 4: Hoàn thiện bản đồ tư duy Học sinh có thể vẽ thêm hình

ảnh và sử dụng màu sắc giúp các ý quan trọng thêm nổi bật, bổ sung thêm các liên kết cần thiết để thoàn thiện BĐTD Có thể tóm lược cách vẽ bản đồ tư duy bằng một BĐTD như sau:

Hinh 1.3 Cách vẽ bản đồ tư duy

1.1.4.3 Sử dụng Bản đồ tư duy trong dạy học các loại bài học Vật lí

ở trường phổ thông

Theo Trần Đức Vượng, Trần Đình Châu, Đặng Thị Thu Thuỷ, Vương Thị Phương Hạnh thì bản đồ tư duy có thể và cần thiết được sử dụng như một công cụ hỗ trợ hoạt động dạy và học trong các bài học Vật lí khác nhau[28] như bài học xây dựng kiến thức mới, bài học luyện tập giải bài tập vật lí, bài học thực hành vật lí, bài học ôn tập, tổng kết hệ thống hoá kiến thức Tuy nhiên trong luận văn này chúng tôi chỉ đi sâu nghiên cứu sự hỗ trợ của BĐTD trong loại bài học xây dựng kiến thức mới

Bài học xây dựng kiến thức mới

Mục đích chính là xây dựng kiến thức mới, xác định đặc tính mới của đối tượng hoặc các mối quan hệ trong đối tượng đó, hiểu nội dung cơ bản của kiến thức mới Sử dụng BĐTD có thể dễ dàng giúp học sinh liên kết và tổ

chức tri thức cũng như sự kiện liên quan nhằm tìm ra những đặc tính và mối quan hệ của các đối tượng trong kiến thức mới

BĐTD có cấu trúc mở nên mỗi sự đóng góp ý kiến đều có thể hợp nhất trên bản đồ với sự hợp lí nhất định Vì vậy tạo cho học sinh động cơ, hứng thú, nhu cầu tìm tòi kiến thức Và do quá trình chính bản thân học sinh tham gia vào xây dụng kiến thức mới sẽ giúp học sinh ghi nhớ lâu hơn những vấn

đề được học

1.2 Phương pháp thực nghiệm

1.2.1 Phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí

nhận thức khoa học Vật lí

Thời cổ đại, khoa học chưa phân ngành và chưa tách khỏi triết học Mục đích của nó là tìm hiểu và giải thích thiên nhiên một cách toàn bộ mà chưa đi vào từng lĩnh vực, hiện tượng cụ thể Triết học tự nhiên phát triển theo hai hướng: Duy vật và duy tâm Hai trào lưu đó đấu tranh với nhau trong một thời gian dài khoảng gần 2000 năm, nhưng phương pháp đấu tranh vẫn chỉ là duy

lý và tranh luận nên không phân thắng bại Mặt khác, thời trung thế kỷ, giáo hội Gia-tô có một địa vị tối cao trong xã hội Châu Âu Cho nên, giáo hội đã dùng uy quyền của mình để chống lại khoa học mỗi khi khoa học chỉ ra một chân lý mới trái với kinh thánh, thậm trí còn dùng cả bạo lực để ngăn cản bước tiến của khoa học [17], [22]

Phải đến thế kỷ XVII, Galile mới xây dựng được phương pháp mới – phương pháp thực nghiệm(PPTN) PPTN rất có hiệu quả trên con đường đi tìm chân lý, làm cho Vật lí thực sự trở thành một khoa học độc lập, mở đường giải phóng khoa học, thực hiện cuộc cách mạng khoa học lần thứ nhất Galile chống lại phương pháp giáo điều, kinh viện của các học giả thời bấy giờ Ông

chủ trương rằng những cuộc tranh luận suông là vô bổ, không thể dẫn đến chân lý Muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải “hỏi thiên nhiên” chứ không phải hỏi Aristot hoặc kinh thánh Lời Aristot và kinh thánh không phải là sự quyết định cuối cùng, phải

“để cho thiên nhiên phán xét mỗi khi con người tranh luận với nhau về thiên nhiên” [13], [14], [17], [18], [22] Ông cho rằng: Thiên nhiên tuân theo những quy luật khách quan của chính bản thân thiên nhiên, chứ không tuân theo ý muốn của một người nào hay một đấng thần linh nào

Galile được công nhận là ông tổ của Vật lí thực nghiệm, người sáng lập

ra phương pháp thực nghiệm Trước kia, Acimet đã chú trọng đến thực nghiệm và Rôgiơ đã đề cao thực nghiệm, nhưng chưa nêu lên thành một phương pháp Galile đã sử dụng thực nghiệm trong Vật lí Trước một hiện tượng tự nhiên cần tìm hiểu, Galile bắt đầu bằng quan sát (trong tự nhiên hay trong các thí nghiệm) để xác định rõ vấn đề cần nghiên cứu, đưa ra một cách giải thích lý thuyết có tính chất dự đoán Từ lý thuyết đó, ông rút ra những kết luận có thể kiểm tra được bằng thực nghiệm Sau đó, ông bố trí thí nghiệm thích hợp, tạo điều kiện thí nghiệm và phương tiện thí nghiệm tốt nhất để đạt được kết quả chính xác tin cậy được Cuối cùng, ông đối chiếu kết quả thu được bằng thực nghiệm với lý thuyết ban đầu Galile nói: “Hãy đo đạc tất cả những gì đo đạc được và hãy làm cho những cái không đo đạc được trở thành

đo đạc được” và “chỉ có khoa học của những cái đo đạc được mới thực sự là khoa học” Đo đạc chính xác và sử dụng toán học để đi đến những kết quả định lượng, biểu diễn mối quan hệ định lượng, đó là mục tiêu của Galile Ông nói: “Cuốn sách thiên nhiên được viết bằng ngôn ngữ toán học”

Phương pháp của Galile có tính hệ thống, tính khoa học, có chức năng nhận thức luận, tổng quát hoá về mặt lý thuyết những sự kiện thực nghiệm và

PPTN đã thể hiện một quan niệm mới mẻ, sâu sắc về nhận thức tự nhiên, nhận thức chân lí Niutơn đã làm rõ quan điểm đó bằng bốn quy tắc sau đây:

Quy tắc 1: Đối với mỗi hiện tượng, không thừa nhận những nguyên

nhân nào khác ngoài những nguyên nhân đủ để giải thích nó Quy tắc này khẳng định lý trí của con người trong nhận thức, gạt bỏ luận điểm tôn giáo, kinh viện, không liên quan đến khoa học

Quy tắc 2: Bao giờ cũng quy những hiện tượng như nhau về cùng một

nguyên nhân Một nguyên nhân xác định phải gây ra một hệ quả xác định Quy tắc này nêu rõ quan hệ nhân quả của các hiện tượng trong tự nhiên

Quy tắc 3: Tính chất của tất cả các vật có thể đem ra thí nghiệm được,

mà ta không thể làm cho nó tăng lên hoặc giảm xuống thì được coi là tính chất của mọi vật nói chung Quy tắc này là sự quy nạp khoa học, cho phép ta khái quát những trường hợp riêng lẻ để tìm ra những định luận tổng quát

Quy tắc 4: Bất kỳ khẳng định nào rút ra từ thực nghiệm, bằng phương

pháp quy nạp đều là đúng, chừng nào chưa có những hiện tượng khác giới hạn hoặc mâu thuẫn với khẳng định đó Quy tắc này thể hiện quan điểm biện chứng về tính tương đối và tuyệt đối của chân lí Nó thừa nhận mỗi chân lí khoa học đều có thể được chính xác hoá thêm, được hoàn chỉnh thêm từng bước một, nhưng trong mỗi bước của quá trình nhận thức nó vẫn hoàn toàn có giá trị khoa học [22]

Về sau các nhà khoa học khác đã kế thừa phương pháp đó và xây dựng cho nó ngày một hoàn chỉnh hơn và trở thành một trong các phương pháp nhận thức quan trọng của Vật lí học

Qúa trình phát triển và hoàn thiện phương pháp thực nghiệm khoa học Vật lí đã gợi cho các nhà bác học kết luận về tính chu trình sáng tạo khoa học

tự nhiên

Galile đã chia nó thành bốn giai đoạn:

- Tri giác các hiện tượng, thí nghiệm Vật lí

- Đi đến các tiên đề, giai đoạn trung tâm của quá trình sáng tạo

- Phát triển toán học, đưa ra hệ quả

- Thực nghiệm kiểm tra: Tiêu chuẩn đánh giá phát minh khoa học Anhxtanh đã nêu ý chia quá trình đó thành bốn giai đoạn như sau:

- Sự kiện đã biết (E)

Chúng ta nhận thấy rằng, cả Galile lẫn Anhxtanh và một số nhà khoa học nổi tiếng đều quan niệm quá trình sáng tạo khoa học tự nhiên có những nét tương tự nhau

Nhận thức của con người là một quá trình tiếp cận chân lí tuyệt đối, nên không phải chu trình nào cũng là kín Qúa trình sáng tạo không nhất thiết phải kết thúc ở một chu trình mà còn có thể lặp lại, khi ấy các giả thuyết rộng ra và giả thuyết ngày càng khái quát cao hơn [29]

Nhà phương pháp Xô Viết V.G.Razumopxki trên cơ sở nghiên cứu chu trình sáng tạo khoa học tự nhiên đã đề nghị biển diễn một cách ngắn gọn như sau:

Hình 1.5 Sơ đồ mối quan hệ của các thành phần trong quá trình sáng tạo khoa học tự nhiên

Vậy PPTN nằm ở khâu nào trong chu trình nhận thức khoa học Vật lí?

1.2.1.2 Các quan điểm về phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí

Trong tiến trình nhận thức khoa học, nhà khoa học đứng trước một vấn

đề cần tìm kiếm câu trả lời Tuỳ theo đặc điểm câu trả lời đang muốn tìm kiếm và cách tìm kiếm nó mà người ta phân biệt các phương pháp nhận thức khác nhau và gọi tên chúng Chẳng hạn: Phương pháp biện chứng, phương

Thực nghiệm

Sự kiện khởi đầu

pháp so sánh, phương pháp tương tự, phương pháp thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm là một trong các phương pháp nghiên cứu quan trọng được các nhà Vật lí học sử dụng trong quá trình đi tìm câu trả lời của các hiện tượng tự nhiên Theo nhận thức luận Mác-Lenin thì con đường nhận thức của con người là con đường đi từ thực tiễn khách quan đến tư duy trừu tượng rồi

đi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn sinh động, quá trình nhận thức đó không phải là một quá trình khép kín mà là một quá trình luôn mở rộng và phát triển: Từ một lý thuyết đã được xây dựng người ta phải trở về phạm vi những hiện tượng thực tiễn rộng hơn, qua đó lại bổ sung, chỉnh lý và mở rộng

lý thuyết Qúa trình đó cứ tiếp diễn liên tục, từ đó con người ngày càng hiểu thực tế sâu sắc hơn, đa dạng hơn

Quan điểm thứ nhất

Quan điểm này cho rằng phương pháp thực nghiệm chỉ là khâu tiến hành các thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết đã có sẵn và xử lý kết quả thu được Theo quan niệm này thì phương pháp thực nghiệm chỉ còn là những thủ thuật thí nghiệm hoặc quy tắc thực hành Mục đích và vai trò của phương pháp thực nghiệm sẽ bị hạ thấp

Quan điểm thứ hai

Theo Spaski thì thực chất của phương pháp thực nghiệm là: “Xuất phát

từ quan sát và thực nghiệm các nhà khoa học xây dựng một giả thuyết (dự đoán) Giả thuyết đó không chỉ đơn thuần là sự tổng quát hoá các sự kiện đã làm, nó còn chứa đựng một cái gì mới mẻ, không có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể Bằng phương pháp suy luận logic và bằng toán học, các nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số sự kiện mới trước đó chưa biế đến Những hệ quả và sự kiện mới đó có thể dùng thực

nghiệm kiểm tra lại được Nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định một giả thuyết, biến giả thuyết thành một định luật vật lí chính xác”[23]

Như vậy, phương pháp thực nghiệm không chỉ đơn thuần là làm thí nghiệm, làm thí nghiệm một cách ngẫu nhiên mà là sự phân tích sâu sắc các

sự kiện thực nghiệm, tổng quát hoá nâng lên mức lý thuyết và phát hiện ra bản chất của sự vật Nếu chúng ta hiểu phương pháp thực nghiệm như vậy thì phương pháp thực nghiệm phải bao gồm cả một quá trình tìm tòi từ ý tưởng,

dự đoán ban đầu đến kết luận kiểm tra cuối cùng

Như vậy, cấu trúc của phương pháp thực nghiệm có thể gồm bốn khâu

- Xử lý kết quả thu được

Quan điểm này cho rằng khi ta nói dùng phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu một hiện tượng nào đó thì không có nghĩa là ta chỉ nói đến một thực nghiệm đơn lẻ mà có thể là một hệ thống thực nghiệm, một hệ thống những số liệu thực nghiệm và xen kẽ một hệ thống những suy luận lý thuyết

Để nhấn mạnh vai trò của giả thuyết, một khâu quan trọng của phương pháp thực nghiệm đôi khi người ta còn gọi là phương pháp giả thuyết – thực nghiệm

Như vậy, PPTN trong khoa học Vật lí theo quan điểm thứ hai đã choán

cả chu trình nhận thức khoa học

Theo một số quan điểm nêu trên, chúng ta thấy các quan điểm không trái ngược nhau mà bổ sung cho nhau để đi đến nhận thức khoa học một cách đầy

đủ Trong những quan điểm nhận thức về phương pháp thực nghiệm trên đây, chúng tôi thấy rằng quan điểm của V.G.Razumopxki là nhận thức tổng quát

về phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí Đó là sự thống nhất giữa thực nghiệm và lí thuyết, giữa phương pháp suy luận quy nạp và diễn dịch trong quá trình nhận thức sáng tạo Chính vì lẽ đó chúng tôi tiến hành đề tài theo hướng của quan điểm V.G.Razumopxki

1.2.2 Cơ sở của phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

1.2.2.1 Mục tiêu dạy học Vật lí

Mục tiêu chiến lược của ngành giáo dục nước ta là “hình thành và phát triển các năng lực chủ yếu đáp ứng yêu cầu phát triển con người Việt Nam trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá:

Năng lực hành động có hiệu quả mà một trong những thành phần quan trọng là năng lực tự học, tự giải quyết vấn đề, mạnh dạn trong suy nghĩ, hành động trên cơ sở phân biệt được đúng, sai

Năng lực thích ứng với sự thay đổi trong thực tiễn để có thể chủ động, linh hoạt và sáng tạo trong học tập, lao động…

Năng lực tự khẳng định, biểu hiện ở tinh thần phấn đấu học tập và lao động, không ngừng rèn luyện bản thân, có khả năng đánh giá và phê phán trong môi trường hoạt động”

Chương trình Vật lí phổ thông tiếp tục khẳng định “cần coi trọng đúng mức các kiến thức về phương pháp nhận thức đặc thù của vật lí học như PPTN, phương pháp mô hình, phương pháp tương tự…” và “khối lượng kiến thức của mỗi tiết học cần được lựa chọn và cân đối với việc thực hiện đầy đủ

các nhiệm vụ của việc dạy học chân lý, đặc biệt với việc tổ chức các hoạt động tích cực, tự lực và đa dạng của học sinh”

Vật lí học ở trường phổ thông chủ yếu là Vật lí thực nghiệm Những kiến thức Vật lí được xây dựng hầu hết dựa vào thí nghiệm hoặc được kiểm tra lại bằng thí nghiệm Tổ chức hoạt động dạy học phỏng theo các giai đoạn của PPTN trong nghiên cứu Vật lí thì đạt được cả hai mục tiêu: Giúp học sinh chiếm lĩnh kiến thức và góp phần rèn luyện PPNTKHVL [19]

1.2.2.2 Sự chuyển hoá của phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học

Khi nghiên cứu lịch sử phát sinh và phát triển của các phương pháp dạy học cổ truyền cũng như hiện đại, Nguyễn Ngọc Quang đã phát hiện ra quy luật: Các phương pháp dạy học đều có nguồn gốc là những phương pháp khoa học tương ứng Hay nói cách khác: “ Bất cứ phương pháp khoa học nào cũng

có thể chuyển hoá thành phương pháp dạy học nói chung thông qua các điều kiện” [21] Điều kiện này được biểu diễn bằng phương trình:

PKH ѱ PDH

Nói chung Nói chung

Đồng thời, Nguyễn Ngọc Quang cũng chỉ ra rằng có khả năng chuyển hoá phương pháp khoa học bộ môn thành phương pháp dạy học bộ môn:

“ Phương pháp khoa học bộ môn dần dần chuyển hoá thành phương pháp dạy học bộ môn đó; trong sự chuyển hoá này, phương pháp khoa học đã

bị biến đổi cho phù hợp với những đặc điểm của chủ thể học sinh và những điều kiện của quá trình dạy học” [21]

PKH ѱ PDH

Bộ môn Bộ môn

Như vậy hoàn toàn có thể chuyển hoá phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học thông qua điều kiện ѱ, với ѱ là tổ hợp các yếu tố như: Mục tiêu dạy học, nội dung dạy học, các giai đoạn học tập, đặc điểm của cá nhân học sinh, các phương tiện học tập…

Vật lí cũng không ngoài quy luật này nên nguyên tắc chu trình chính là thể hiện sự chuyển hoá phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học

1.2.2.3 Nguyên tắc chu trình trong dạy học

Trên cơ sở nghiên cứu chu trình nhận thức khoa học vật lí, Razumovski

đã nêu lên nguyên tắc chu trình trong dạy học

Khi phân tích nội dung các lý thuyết vật lí (định luật, thuyết, định lý

…) Razumovski nhận thấy trong kết cấu của chúng đều có chung các thành phần như đã biểu diễn ở sơ đồ hình 1.5 Ông đã lấy nòng cốt cấu trúc này làm

cơ sở để hình thành con đường nhận thức các lý thuyết vật lí cho học sinh Ông gọi “Nguyên tắc về phương pháp giảng dạy lấy logic nhận thức khoa học làm cơ sở xây dựng tư liệu học tập trong giờ học là nguyên tắc chu trình” Ông đã cùng tập thể các nhà sư phạm Liên xô (cũ) tiến hành thực nghiệm và rút ra kết luận: “Phù hợp với CTNTKHVL có thể xây dựng quá trình dạy học bao gồm tất cả những thành phần cần thiết của quá trình sáng tạo: Sự chuyển một cách trực giác từ tổng thông số những sự kiện xuất phát đến mô hình trừu tượng, việc rút ra từ chúng những hệ quả logic, kiểm tra bằng thực nghiệm những hệ quả đó” Ông coi rằng “trong vật lí, điều này được thực hiện bởi bản chất chu trình của việc trình bày tài liệu khoa học và thông qua lối dạy dựa trên sự trình bày nêu vấn đề và sử dụng các bài tập sáng tạo” Ông đã dẫn ra nhiều ví dụ để minh hoạ cho tư tưởng của mình: Ví dụ khi nghiên cứu “Dòng điện trong kim loại” theo sơ đồ: Sự kiện thực nghiệm xuất phát  mô hình 

hệ quả  Kiểm tra hệ quả bằng thực nghiệm Ở ví dụ này, kiến thức chủ yếu được trình bày là thuyết điện tử về tính dẫn điện của kim loại

Như vậy, tư tưởng cơ bản của nguyên tắc chu trình trong dạy học chính

là việc xây dựng cấu trúc nội dung tài liệu học tập theo CTNTKH Nguyên tắc này thường dễ thực hiện đạt kiết quả cao khi giảng dạy các thuyết vật lí hoặc một phần của chương trình vật lí

1.2.2.4 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí và dạy học vật lí theo phương pháp thực nghiệm chính là dạy học phỏng theo PPTN nó thể hiện quy luật chuyển hoá phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học Trong luận văn này từ đây chúng tôi dùng PPTN trong dạy học Vật lí

Các giai đoạn của PPTN trong dạy học Vật lí

Theo Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng thì PPTN trong dạy học

Vật lí gồm các giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: Giáo viên mô tả một hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn

một vài thí nghiệm và yêu cầu học sinh dự đoán diễn biến của hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập một mối quan hệ nào đó, tóm lại là nêu lên một câu hỏi mà học sinh chưa biết câu trả lời, cần phải tìm tòi suy nghĩ mới trả lời được

Giai đoạn 2: Giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh xây dựng một

câu trả lời dự đoán ban đầu, dựa vào sự quan sát tỉ mỉ kỹ lưỡng, kinh nghiệm bản thân, những kiến thức đã có…(ta gọi là xây dựng giả thuyết) Những dự đoán này có thể còn thô sơ, có vẻ hợp lý nhưng chưa chắc chắn

Giai đoạn 3: Từ giả thuyết dùng suy luận logic hay suy luận toán suy ra

một hệ quả: Dự đoán một hiện tượng trong thực tiễn, một mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí

Giai đoạn 4: Xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm để kiểm

tra xem hệ quả dự đoán ở trên có phù hợp với kết quả thực nghiệm không Nếu phù hợp thì giả thuyết trên trở thành chân lý, nếu không phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới

Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức Học sinh vận dụng kiến thức để giải

thích hay dự đoán một số hiện tượng trong thực tiễn, để nghiên cứu các thiết

bị kỹ thuật Thông qua đó, trong một số trường hợp sẽ đi tới giới hạn áp dụng của kiến thức và xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mới cần giải quyết [23]

Các mức độ sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

Những bài học mà HS có thể tham gia đầy đủ vào cả năm giai đoạn trên không nhiều Đó là những bài mà việc xây dựng giả thuyết không đòi hỏi một

sự phân tích phức tạp và có thể kiểm tra giả thuyết bằng những thí nghiệm đơn giản, sử dụng những dụng cụ đo lường mà HS đã quen thuộc

Trong nhiều trường hợp, HS gặp những khó khăn không vượt qua được thì có thể sử dụng PPTN ở các mức độ khác nhau thể hiện ở mức độ HS tham gia vào các giai đoạn của PPTN

Giai đoạn 1: Nêu sự kiện khởi đầu

Mức độ 1: GV giới thiệu hiện tượng xẩy ra đúng như trong tự nhiên, HS

tự mình phát hiện vấn đề và nêu câu hỏi

Mức độ 2: GV tạo ra một hoàn cảnh thật đặc biệt trong đó xuất hiện một

hiện tượng mới lạ, lôi cuốn sự chú ý của HS gây cho các em sự ngạc nhiên tò

mò, từ đó HS nêu ra một vấn đề, một câu hỏi cần giải đáp

Mức độ 3: GV nhắc lại một hiện tượng, một vấn đề mà HS đã biết, yêu

cầu họ phát hiện xem trong vấn đề này có chỗ nào chưa hoàn chỉnh cần tiếp tục nhiên cứu

Giai đoạn 2: Xây dựng giả thuyết

Mức độ 1: Dự đoán định tính: Trong những hiện tượng thực tế phức tạp,

dự đoán về nguyên nhân chính, mối quan hệ chi phối hiện tượng Có rất nhiều

dự đoán mà ta sẽ phải lần lượt tìm cách bác bỏ

Mức độ 2: Dự đoán định lượng: Những quan sát đơn giản khó có thể

dẫn tới một dự đoán về mối quan hệ hàm số → việc dự đoán định`lượng có thể dựa trên một số cặp số liệu, dựa trên dạng đồ thị

Mức độ 3: Những dự đoán đòi hỏi mức độ quan sát tỉ mỉ, chính xác, một

sự tổng hợp nhiều sự kiện thực nghiệm không có điều kiện thực nghiệm trên lớp thì GV kể chuyện lịch sử

Giai đoạn 3: Suy ra hệ quả từ giả thuyết có thể kiểm tra bằng thực nghiệm

Mức độ 1: Hệ quả có thể quan sát, đo lường trực tiếp

Mức độ 2: Hệ quả không thể quan sát, đo lường trực tiếp bằng các dụng

cụ đo, phải tính toán gián tiếp thông qua các đại lượng khác

Mức độ 3: Hệ quả suy ra trong điều kiện lý tưởng Có nhiều trường hợp,

hiện tượng thực tế bị chi phối bởi rất nhiều yếu tố không thể loại trừ được, ta chỉ xét quan hệ giữa một số rất ít yếu tố, như vậy hệ quả chỉ là gần đúng

Giai đoạn 4: Xây dựng, thực hiện phương án thí nghiệm kiểm tra Mức độ 1: Thí nghiệm đơn giản, HS đã biết cách thực hiện phép đo

Mức độ 2: HS biết cách đo các đại lượng nhưng việc bố trí thí nghiệm

với các điều kiện lý tưởng khó khăn GV phải giúp đỡ bằng cách giới thiệu phương án làm để học sinh thực hiện

Mức độ 3: Những trường hợp thí nghiệm kiểm tra là thí nghiệm kinh

điển, phức tạp không thực hiện được gì GV phải mô tả thí nghiệm, thông báo kết quả để HS rút ra kết luận hoặc GV thông báo cả kết luận

Giai đoạn 5: Hợp thức hoá và ứng dụng kiến thức

Mức độ 1: HS chỉ cần vận dụng định luật vật lí để làm sáng tỏ nguyên

nhân hoặc tính toán trong điều kiện lý tưởng

Mức độ 2: Xét một ứng dụng kỹ thuật đã được đơn giản hoá để có thể

chỉ áp dụng một vài định luật vật lí

Mức độ 3: Xét một ứng dụng kỹ thuật trong đó không chỉ áp dụng nhiều

kiến thức vật lí mà còn cần phải có các giải pháp đặc biệt để thiết bị được sử dụng thuận tiện[19]

1.3 Đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm với

sự hỗ trợ của bản đồ tư duy

Trên cơ sở nghiên cứu về BĐTD, phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí, PPTN trong dạy học Vật lí chúng tôi xin đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy như sau:

Hình 1.6 Sơ đồ tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ

trợ của bản đồ tư duy nhằm rèn luyện PPNTKHVL cho học sinh

Giai đoạn 3

Suy ra hệ quả từ giả thuyết có thể kiểm tra bằng thực nghiệm

Giai đoạn 4

Xây dựng, thực hiện phương án thí nghiệm kiểm tra

Giai đoạn 5

Hợp thức hoá và ứng dụng kiến thức

Rèn suy luận lôgic

BĐTD giúp hệ thống hoá kiến thứcvừa tìm

ra

Dùng BĐTD để giúp HS đưa ra hệ quả từ giả thuyết

và sự kiện khởi đầu

Dùng BĐTD để gợi

ý định hướng tư duy giúp HS đưa ra giả thuyết

Sau đây chúng tôi xin phân tích cụ thể từng giai đoạn:

Giai đoạn 1: Nêu sự kiện khởi đầu

Mục đích của giai đoạn này là đưa ra các sự kiện, sự kiện gắn với kiến thức bài mà học sinh chưa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi mới trả lời được

Để đạt được mục đích trên thì:

* Về phía GV:

- Chuẩn bị các thiết bị thí nghiệm, các thiết bị đa phương tiện, các hiện tượng vật lí trong thực tế để thu hút sự chú ý của học sinh, tạo hứng thú cho học sinh dự đoán diễn biến của hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập một mối quan hệ nào đó

- Lựa chọn một hoàn cảnh thực tiễn gần gũi với học sinh

- Lựa chọn một vài thí nghiệm định tính

- Chuẩn bị BĐTD giúp HS liên hệ giữa kiến thức cần tìm và sự kiện khởi đầu

- Chia nhóm học sinh, tạo điều kiện để học sinh thảo luận nhóm, đưa ra câu hỏi mà học sinh chưa biết câu trả lời

* Về phía HS:

- Tự giác quan sát thí nghiệm, chú ý lắng nghe suy nghĩ

- Nghiêm túc thảo luận nhóm để đưa ra một câu hỏi, một vấn đề cần giải đáp

Giai đoạn 2: Xây dựng giả thuyết

Đây là giai đoạn rất quan trọng Trong giai đoạn này, học sinh phải tích cực, tự lực tri giác về hiện tượng cần nghiên cứu và từ đó nội dung kiến thức

dần dần được xây dựng Ở giai đoạn này, tư duy trực giác của HS giữ vai trò chủ yếu HS cần phải sử dụng tất cả những kiến thức đã có cùng với kinh nghiệm của bản thân, khả năng quan sát thực tế sự vật hiện tượng, các suy luận tương tự để đưa ra giả thuyết Giai đoạn này giúp HS phát huy được khả năng sáng tạo Rèn luyện cho HS tư duy trực giác sáng tạo từ việc vận dụng lí thuyết để xây dựng giả thuyết Mục đích của giai đoạn này là HS xây dựng một câu trả lời hay chính là đi xây dựng giả thuyết Để đạt được mục đích của giai đoạn này thì:

* Về phía GV:

- Định hướng tư duy của học sinh bằng BĐTD

- Tổ chức cho HS thảo luận nhóm để xây dựng giả thuyết

- Gợi ý hướng dẫn HS xây dựng giả thuyết

* Về phía HS:

- Chủ động tự giác trong việc đón nhận tình huống học tập mới

- Thảo luận nhóm xây dựng giả thuyết

Giai đoạn 3: Suy ra hệ quả từ giả thuyết có thể kiểm tra bằng thực

* Về phía GV:

- Theo dõi giúp đỡ HS, thường xuyên tập luyện khả năng tư duy logic cho HS và có sự hướng dẫn, điều khiển sao cho các hệ quả logic được rút ra là hợp lí, có thể kiểm tra một cách dễ dàng Trong một số trường hợp HS quá yếu hoặc các suy luận, biến đổi toán học quá phức tạp thì GV nên chuẩn bị sẵn các hệ quả logic và chủ động tiến hành giai đoạn này để tránh mất quá nhiều thời gian trong tiết học

- Tạo môi trường, không khí cởi mở cho HS có thể trình bày quan điểm của mình dùng bản đồ tư duy để giúp học sinh tư duy đưa ra hệ quả từ giả thuyết

* Về phía HS:

- Dùng suy luận để suy ra một hệ quả

Giai đoạn 4: Xây dựng, thực hiện phương án thí nghiệm kiểm tra

Giai đoạn này có tác dụng tạo niềm tin khoa học đối với HS, làm cho HS phấn khởi, có hứng thú trong học tập Giai đoạn này đòi hỏi ở HS tư duy trực giác sáng tạo, kĩ năng, kĩ xảo thực hành thí nghiệm Mục đích của giai đoạn này là xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm để kiểm tra xem hệ quả được suy ra từ giả thuyết ở trên có phù hợp với kết quả thực nghiệm không? Nếu phù hợp thì giả thuyết trên trở thành chân lý, nếu không phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới

Để thực hiện được mục đích này thì:

* Về phía GV:

- Cần hướng dẫn HS tự lực đề xuất phương án thí nghiệm hoặc GV chuẩn bị sẵn phương án thí nghiệm sao cho việc tiến hành thí nghiệm là đơn giản nhất HS có thể tự làm, dễ quan sát, dễ thành công nhất và cho kết quả chính xác nhất

- GV dùng BĐTD giúp học sinh tư duy, tổng hợp phương án thí nghiệm kiểm tra

- Chuẩn bị các mẫu bảng số liệu để mô tả kết quả thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm, thiết bị đa phương tiện để học sinh tiến hành thí nghiệm kiểm tra

- Theo dõi, động viên khích lệ học sinh tiến hành kiểm tra giả thuyết

* Về phía HS

- Thảo luận nhóm, xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra

- Các nhóm tiến hành thí nghiệm kiểm tra hệ quả, ghi kết quả

Giai đoạn 5: Hợp thức hoá và ứng dụng kiến thức

Sau khi tiến hành thí nghiệm kiểm tra và cho kết quả phù hợp, GV hướng dẫn HS khẳng định mô hình hoặc giả thuyết chấp nhận được GV cần lưu ý cho HS về phạm vi áp dụng của mô hình hoặc giả thuyết chấp nhận được Từ đó, hướng dẫn HS khái quát hoá để nêu thành khái niệm, định luật Mục đích của giai đoạn này là học sinh vận dụng kiến thức để giải thích hay

dự đoán một số hiện tượng trong thực tiễn, để nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật, làm các bài tập

Để thực hiện được mục đích này thì:

- Theo dõi đôn đốc, động viên, khen ngợi HS vận dụng