Sáng kiến kinh nghiệm phương pháp dạy học mô vật lý

Các tác giả đã cố gắng đưa ra những qui trình làm việc cơ bản của người giáo viên vật lí đảm bảo cho công tác dạy học đạt được mục tiêu do chương trình giáo dục đề ra và cũng gợi mở nhữn

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, việc đổi mới công tác giáo dục diễn ra rất sôi động trên thế giới và ở nước ta Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước ta đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi mới đồng bộ cả mục đích, nội dung, phương pháp và phương tiện dạy học Trên cơ sở tiếp thu những thành tựu mới của khoa học giáo dục trên thế giới và phát huy những thành tựu đã đạt được của nền giáo dục nước nhà, các giải pháp đề ra phải vừa theo kịp sự phát triển chung của khoa học giáo dục trên thế giới và vừa phù hợp với điều kiện cụ thể của nước

ta sao cho khả thi và hiệu quả

Cuốn sách này được viết dựa trên những công trình nghiên cứu và những bài giảng của các tác giả trong những năm gần đây ở Khoa Vật lí- Trường Đại học Sư phạm Hà nội Các tác giả đã cố gắng quán triệt mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn mới như đã được chỉ rõ trong Nghị quyết Trung ương lần 2 khoá VIII: một mặt phải đảm bảo cho thế hệ trẻ tiếp thu được những tinh hoa của nền văn hoá nhân loại; mặt khác phải phát huy tính năng động cá nhân, bồi dưỡng năng lực sáng tạo Quan điểm xuyên suốt các phương pháp dạy học là dạy học bằng hoạt động, thông qua hoạt động Học sinh bằng hoạt động tích cực, tự lực của mình mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành kĩ năng, phát triển năng lực sáng tạo, bồi dưỡng tình cảm, thái độ Vai trò của giáo viên trong dạy học là tổ chức, hướng dẫn giúp đỡ học sinh thực hiện tốt các hoạt động học tập Với cách dạy học mới này, việc dạy học không còn là truyền thụ kiến thức một chiều như trước đây, mà đòi hỏi người giáo viên phải học tập và rèn luyện công phu để có được một kĩ thuật dạy học mới Các tác giả đã cố gắng đưa ra những qui trình làm việc

cơ bản của người giáo viên vật lí đảm bảo cho công tác dạy học đạt được mục tiêu do chương trình giáo dục đề ra và cũng gợi mở những hướng sáng tạo để nâng cao chất lượng dạy học trong điều kiện cụ thể

Giáo trình này được dùng chủ yếu cho việc đào tạo các cử nhân sư phạm ngành vật lí Một số chương được trình bày sâu, mang tính chất chuyên khảo, có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho việc đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ

Vì cuốn sách đề cập đến nhiều vấn đề mới mẻ, mới bước đầu được áp dụng trong dạy học vật lí ở nước ta nên khó tránh khỏi những chỗ thiếu sót Các tác giả mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các bạn đọc đồng nghiệp để lần xuất bản sau cuốn sách được hoàn thiện hơn, phục vụ kịp thời sự nghiệp đổi mới giáo dục

Hà nội, mùa xuân 2002 Các tác giả

MỞ ĐẦU

1 ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA MÔN PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ

Phương pháp dạy học vật lí là một ngành của khoa học giáo dục, nghiên cứu quá trình dạy học môn vật lí Việc xác định những đặc điểm, bản chất, qui luật vận động của quá trình đó sẽ giúp người giáo viên vật lí có thể điều khiển được diễn biến của nó nhằm đạt được mục đích của việc dạy học môn vật lí

Trong quá trình dạy học, có hai loại nhân vật hoạt động đồng thời: giáo viên dạy, học sinh học Giữa hai loại nhân vật này có nhiều mối quan hệ như quan hệ giữa giáo viên và cá nhân mỗi học sinh, quan hệ giữa giáo viên với tập thể học sinh trong lớp, giữa học sinh với nhau Hoạt động của hai loại nhân vật này đều nhằm chung một mục đích cuối cùng là làm cho mỗi cá nhân lĩnh hội được nội dung môn học bao gồm cả kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, những năng lực và phẩm chất đạo đức có liên quan đến môn học

Trong quá trình dạy học, muốn biến nội dung môn học thành vốn liếng của

cá nhân học sinh thì phải xét sự vận động của nội dung dạy học trong mối liên hệ với mục đích dạy học và phương pháp dạy học:

Mục đích → Nội dung → Phương pháp Mục đích dạy học là phẩm chất nhân cách mà xã hội đòi hỏi Nội dung dạy học ở đây là môn vật lí học Phương pháp dạy học ở đây là cách thức hoạt động

và phối hợp hành động của giáo viên và học sinh để đạt được mục đích đề ra Ba thành phần này tác động lẫn nhau, qui định lẫn nhau, trong đó mục đích dạy học giữ vai trò chủ đạo

Sự phân tích đặc điểm của quá trình dạy học như trên dẫn đến việc xác định nhiệm vụ của môn phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông như sau: a) Căn cứ vào nhiệm vụ chung của trường phổ thông và đặc điểm của môn vật lí, xác định những nhiệm vụ của việc dạy học vật lí và đề ra đường lối thực hiện những nhiệm vụ ấy

b) Xác định nội dung và trình tự sắp xếp các vấn đề rút ra từ khoa học vật

lí đưa vào môn vật lí ở trường phổ thông sao cho đáp ứng được yêu cầu đào tạo con người mới và phù hợp với lứa tuổi, với trình độ học sinh ở từng cấp học

c) Nghiên cứu những phương pháp dạy học vật lí (cách thức hoạt động và ứng xử của giáo viên, cách thức hoạt động của học sinh và mối quan hệ giữa các hoạt động đó) nhằm đạt được mục đích dạy học vật lí

d) Vận dụng lí luận chung ở trên để xác định tiến trình dạy học các đề tài

cụ thể của giáo trình vật lí ở trường phổ thông

Nói tóm lại, môn phương pháp dạy học vật lí nghiên cứu giải quyết ba vấn

đề cơ bản:

• Dạy học vật lí để làm gì?

• Dạy học những gì trong môn vật lí?

• Dạy học vật lí như thế nào ở trường phổ thông?

2 MỐI QUAN HỆ GIỮA MÔN PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ

VÀ CÁC MÔN KHOA HỌC KHÁC

Trong dạy học vật lí, ta phải xử lí nhiều mối quan hệ thuộc nhiều lĩnh vực nên môn phương pháp dạy học vật lí phải sử dụng những thành tựu của các môn khoa học khác để giải quyết những vấn đề có liên quan của bản thân nó

2.1 TRIẾT HỌC DUY VẬT BIỆN CHỨNG

Triết học duy vật biện chứng nghiên cứu những qui luật chung nhất của sự phát triển tự nhiên, xã hội và tư duy con người Nó là cơ sở phương pháp luận cho mọi khoa học, trong đó có phương pháp dạy học vật lí Nó chỉ cho ta con đường đúng đắn để nhận thức chân lí khách quan (nhận thức luận), hiểu được giá trị của phương pháp nhận thức vật lí, giúp hình thành thế giới quan duy vật biện chứng ở thế hệ trẻ Nó cung cấp cho phương pháp dạy học vật lí phương pháp nghiên cứu đúng đắn: xem xét những hiện tượng giáo dục nói chung và dạy học vật lí nói riêng trong quá trình phát triển và trong mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau, tuân theo qui luật mâu thuẫn thống nhất, qui luật lượng biến đổi dẫn đến chất đổi

2.2 VẬT LÍ HỌC

Dĩ nhiên, phương pháp dạy học vật lí có liên hệ chặt chẽ với khoa học vật

lí Phương pháp dạy học vật lí phải lựa chọn trong kho tàng vô cùng phong phú của vật lí học những kiến thức cơ bản nhất, cần thiết nhất và sắp xếp thành hệ thống hợp lí để đưa vào trường phổ thông Những kiến thức đó cũng phải thuận tiện để có thể rèn luyện cho học sinh cả những phương pháp nghiên cứu điển hình được các nhà vật lí học sử dụng rộng rãi Mặc dù vật lí học đưa vào trường phổ thông đã là một dạng biến đổi của khoa học vật lí cho phù hợp với trình độ học sinh, mục đích dạy học và điều kiện của nhà trường, nhưng phải luôn luôn đảm bảo tính chính xác, phản ánh được những thành tựu mới nhất của vật lí học trong từng lĩnh vực

Vật lí học phát triển nhanh như vũ bão Ngày càng có nhiều sự kiện mới được phát hiện dẫn đến việc xây dựng những khái niện mới, những định luật mới,

lí thuyết mới Đã có nhiều trường hợp các nhà khoa học phát hiện ra một lí thuyết

cũ đã sai lầm, không giải thích được một số hiện tượng thực tế mới, phải xây dựng lí thuyết mới thay thế Trong quá trình đó, nội dung của môn vật lí ở trường phổ thông phải được thay đổi kịp thời

2.3 GIÁO DỤC HỌC

Quá trình dạy học môn vật lí là một bộ phận của quá trình giáo dục nói chung, tuân theo những qui luật chung của giáo dục Dạy học vật lí không phải đơn thuần là truyền thụ cho học sinh những kiến thức vật lí mà thông qua dạy học môn vật lí phải góp phần hình thành và phát triển phẩm chất, nhân cách toàn diện cho học sinh Bởi vậy, phương pháp dạy học vật lí phải vận dụng những kết quả nghiên cứu của giáo dục học vào việc xác định mục đích, nhiệm vụ môn vật lí trong toàn hệ thống giáo dục, xác định những hình thức và cách thức hoạt động của giáo viện và học sinh trong giờ học vật lí phù hợp với phương pháp chung hình thành nhân cách học sinh

2.4 TÂM LÍ HỌC

Theo quan điểm hiện đại, dạy học thực chất là hình thành và phát triển nhân cách học sinh Muốn làm tốt điều đó thì nhất thiết phải hiểu biểu những đặc điểm tâm lí của học sinh và những qui luật của sự phát triển nhân cách, trong đó

có năng lực trí tuệ Nói cách khác, cần phải biết tâm lí học lứa tuổi, tâm lí học dạy học và giáo dục (nghiên cứu những biến đổi của nhân cách dưới tác động của hoạt động sư phạm), qui luật của sự phát triển hoạt động nhận thức Thực tế ngày càng chứng tỏ rằng: những thành tựu mới của tâm lí học trở thành nguồn gốc, là

cơ sở của những phương pháp dạy học mới hữu hiệu

2.5 TOÁN HỌC

Vật lí học là một khoa học chính xác Đa số các khái niệm, định luật vật lí được diễn đạt bằng những công thức toán học Đặc biệt là việc biến đổi những công thức toán học đó có thể dẫn tới dự đoán được những diễn biến của hiện tượng vật lí hoặc những hiện tượng, những đặc tính mới của thế giới vật chất Có thể nói: toán học là một công cụ không thể thiếu được trong nghiên cứu vật lí học Sự thiếu hiểu biết về toán học nhiều khi gây ra những khó khăn lớn trong học tập vật lí không thể vượt qua được Sự chuẩn bị cho học sinh không đầy đủ

về vốn kiến thức toán học là một trong những nguyên nhân quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng học tập vật lí

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Với tư cách là một ngành của khoa học giáo dục, phương pháp dạy học vật

lí sử dụng những phương pháp chung của khoa học giáo dục vận dụng vào phương pháp dạy học vật lí

Cơ sở phương pháp luận chung của mọi khoa học là triết học duy vật biện chứng Nó cung cấp cho ta những quan điểm cơ bản về con đường nhận thức thế giới, nhận thức chân lý Những tư tưởng của triết học duy vật biện chứng cần được quán triệt trong phương pháp nghiên cứu phương pháp dạy học vật lí là:

- Xem xét những quá trình và hiện tượng trong mối quan hệ nhiều mặt và tác động qua lại giữa chúng

- Xem xét những quá trình và hiện tượng trong sự vận động và phát triển, chỉ ra những bước chuyển hoá từ sự biến đổi về lượng sang sự biến đổi về chất

- Phát hiện những mâu thuẫn nội tại và sự đấu tranh giữa các mặt đối lập

để tìm ra những động lực phát triển

- Coi thực tiễn là nguồn gốc nhận thức và là tiêu chuẩn của chân lí

Những phương pháp nghiên cứu cụ thể của phương pháp dạy học vật lí gồm:

a) Nghiên cứu lí luận

Trong nghiên cứu lý luận, người ta dựa vào những tài liệu đã có, những lí thuyết đã được khẳng định, những thành tựu của nhân loại trên nhiều lĩnh vực khác nhau, những văn kiện chỉ đạo của Đảng và Nhà nước để xem xét vấn đề và tìm ra giải pháp hợp lí, có sức thuyết phục, xây dựng một lí thuyết hoàn toàn mới

bổ sung, cụ thể hoá lí thuyết cũ

b) Quan sát sư phạm

Quan sát có mục đích diễn biến thực của các hiện tượng sư phạm, hiện tượng giáo dục để thu thập những tài liệu, dấu hiệu, số liệu cụ thể đặc trưng cho quá trình diễn biến của hiện tượng mà ta dự định khảo sát Trước khi quan sát, cần xác định rõ mục đích, đối tượng, nội dung, và cả tiêu chí đánh giá, đo lường các kết quả quan sát

Trong khi quan sát thực tiễn sư phạm, cũng có khi tình cờ người ta phát hiện ra những sự kiện, hiện tượng sư phạm mới ngoài dự kiến đòi hỏi phải nghiên cứu

c) Tổng kết kinh nghiệm

Tổng kết kinh nghiệm thực chất là đánh giá và khái quát hoá những kinh nghiệm đã thu thập được trong hoạt động thực tiễn, từ đó phát hiện ra những vấn

đề cần khẳng định để đưa ra áp dụng rộng rãi hoặc cần tiếp tục nghiên cứu hay loại bỏ Đặc biệt quan trọng là: việc tổng kết kinh nghiệm nhiều khi dẫn đến khám phá ra những mối liên hệ có tính qui luật của những hiện tượng giáo dục

Tổng kết kinh nghiệm cần phải có lí luận để soi sáng, giải thích tính chất hợp lí, phù hợp với những qui luật đã được khẳng định thì mới tránh khỏi tính chất ngẫu nhiên, lộn xộn, hời hợt của kết luận

d) Thực nghiệm sư phạm

Trong thực nghiệm sư phạm, người ta chủ động gây những tác động vào quá trình dạy học và giáo dục để xem xét kết quả của những tác động đó Những

tác động đó xảy ra trong những điều kiện có thể khống chế, điều chỉnh, thay đổi được, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố ngẫu nhiên khác Thực nghiệm sư phạm thường được dùng để kiển tra (khẳng định hoặc bác bỏ) tính đúng đắn của một giả thuyết được rút ra từ nghiên cứu lí luận

Thực nghiệm sư phạm là một phương pháp nghiên cứu rất có hiệu lực, song việc thực hiện nó rất công phu và có nhiều khó khăn Nguyên nhân của những khó khăn đó vì nhà sư phạm thực hiện một tác động lên những con người

cụ thể, kết quả thu được có thể không giống nhau, phụ thuộc vào nhiều yếu tố tâm lí Đối với mỗi học sinh cụ thể cũng khó có thể cô lập được các yếu tố không tác động khác, để chỉ xem xét ảnh hưởng của yếu tố tác động Như vậy, những kết quả thực nghiệm thường chỉ có ý nghĩa xác suất, phải xử lí bằng phương pháp thống kê Nhưng muốn sử dụng phương pháp thống kê lại cần phải đo lường được, lượng hoá được các dấu hiệu Đó cũng là một việc rất khó khăn

Thông thường, những phương pháp nghiên cứu trên được kết hợp với nhau, làm cho các kết quả thu được vừa có sức thuyết phục về mặt lí luận, vừa có

ý nghĩa thực tiễn Thí dụ như: qua nghiên cứu lí luận kết hợp với quan sát, tổng kết kinh nghiệm, người ta đề xuất ra một giả thuyết, rồi dùng thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết đó Sau đó, lại dùng lí luận để lí giải kết luận và khái quát lên một trình độ cao hơn, tổng quát hơn

Chương 1

MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ CỦA VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ

Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

1.1 MỤC TIÊU CHUNG CỦA GIÁO DỤC PHỔ THÔNG

Mục tiêu giáo dục ở mỗi quốc gia do nhà nước đề ra, căn cứ vào yêu cầu phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội của đất nước hiện nay và trong tương lai Như vậy, mục tiêu này sẽ thay đổi theo mỗi giai đoạn phát triển của đất nước, bởi vì nền giáo dục ở bất kì nước nào cũng phải nhằm đào tạo thế hệ trẻ trở thành những người có đủ khả năng tham gia một cách tích cực và có hiệu quả vào công cuộc xây dựng và bảo vệ đất nước trong giai đoạn sắp tới

Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IV của Đảng cộng sản Việt Nam, bàn về cải cách giáo dục đã nêu rõ: “Mục tiêu của cải cách giáo dục là đào tạo có chất lượng tốt những người lao động mới; trên cơ sở đó, đào tạo và bồi dưỡng với qui

mô ngày càng lớn đội ngũ công nhân kĩ thuật và cán bộ quản lí, cán bộ khoa học,

kĩ thuật và nghiệp vụ” Đại hội cũng chỉ ra nội dung của chất lượng là: “Đào tạo

có chất lượng những người lao động mới có ý thức và đạo đức xã hội chủ nghĩa,

có trình độ văn hoá phổ thông và hiểu biết kĩ thuật, có óc thẩm mĩ, có sức khoẻ tốt” Hiện nay, đất nước ta đang bước vào thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, hoà nhập với cộng đồng khu vực Đông Nam Á và thế giới Trước tình hình mới đó, Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng Sản Việt Nam lần

2, khoá VIII đã chỉ rõ mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn mới là: “Nhiệm vụ

và mục tiệu cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng những con người và thế hệ thiết tha gắn bó với lí tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ tổ quốc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước; giữ gìn và phát huy các giá trị văn hoá dân tộc, có năng lực tiếp thu tinh hoa văn hoá nhân loại; phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tích cực của cá nhân, làm chủ

tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỉ luật, có sức khoẻ, là những người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa “hồng” vừa “chuyên” như lời dặn của Bác Hồ”

Như vậy, mục tiêu giáo dục của ta trong một thời gian dài vẫn giữ vững quan điểm giáo dục toàn diện, chú trọng cả bốn mặt trí, đức, thể, mĩ nhằm đào tạo ra những người lao động mới có khả năng xây dựng và bảo vệ Tổ quốc xã hội chủ nghĩa Tuy nhiên, trong giai đoạn này, đất nước ta mở cửa hoà nhập với cộng đồng quốc tế rộng lớn, trong cơ chế thị trường cạnh tranh quyết liệt, mục tiêu của giáo dục đã cụ thể hoá thêm một số điểm cho phù hợp với yêu cầu của tình hình mới Thí dụ như:

a) Coi trong giáo dục đạo đức, tư tưởng, coi đó là nền tảng nhân cách của con người mới

b) Bên cạnh việc bồi dưỡng năng lực tiếp thu tinh hoa văn hoá nhân loại, phải chú trọng giữ gìn và phát huy các giá trị văn hoá dân tộc

c) Một mặt phải học để nắm vững và làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại mà nhân loại đã tích luỹ được; mặt khác lại phải có tư duy sáng tạo, phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, tìm ra những cách làm mới phù hợp với hoàn cảnh cụ thể của đất nước để đưa đất nước tiến lên

d) Người lao động mới vừa phải có ý thức cộng đồng, tinh thần tập thể vì

sự nghiệp chung mà hợp tác giúp đỡ lẫn nhau, vừa phải phát huy tính tích cực cá nhân, năng động, chủ động, đem hết tài năng, trí tuệ, sức lực của mình cống hiến cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

1.2 NHIỆM VỤ CỦA VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

Các mục tiêu và nhiệm vụ của trường phổ thông được thực hiện chủ yếu thông qua việc dạy học các môn học Mỗi môn học do các đặc điểm của mình có thể thực hiện các nhiệm vụ chung đó bằng những cách khác nhau hoặc có thuận lợi hơn trong việc thực hiện một số nhiệm vụ Căn cứ vào mục tiêu nhiệm vụ