Khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm trong việc dạy học các chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT

Để thực hiện được những điều này, ngành giáo dục đã triển khai nhiều việc làm cụ thể, trong đó đổi mới PPDH rất được quan tâm, làm sao cho HS trở thành trung tâm của việc tiếp cận với tri thức, là người chủ động tìm tòi sáng tạo giải quyết các vấn đề. Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, từ những hiện tượng trong thực tế, các nhà khoa học đưa ra các giả thuyết, sau đó tiến hành các thí nghiệm (TN) để kiểm chứng và rút ra kết luận. Theo quan điểm của lí luận nhận thức, TN là phương tiện của việc thu nhận tri thức, là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức, là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tế và là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý. Trong dạy học, qua những TN thực hiện trong các tiết học, HS được quan sát một cách trực quan, từ đó hình thành cho các em niềm tin vào kiến thức được học đồng thời góp phần phát triển tư duy và rèn luyện các kỹ năng 4,16.Thực tế, với sự nỗ lực đổi mới của xã hội, trường phổ thông hiện nay đã được cung cấp các thiết bị TN cần thiết. Nhưng vì một số lí do khách quan cũng như chủ quan mà tình trạng dạy chay vẫn diễn ra. Một trong những lý do đó là nhiều bài học trong chương trình vật lý phổ thông, đặc biệt là chương trình nâng cao, kiến thức nhiều mà thời gian phân bổ cho bài đó không tăng cho nên GV ngại thực hiện TN, họ lựa chọn phương pháp thuyết trình để truyền đạt kiến thức cho HS. Trong khi đó, số bộ TN đã được trang bị không đủ để HS có thể tự thực hiện TN trên lớp mà chỉ quan sát TN biểu diễn do GV thực hiện. Ngoài ra sĩ số HS trong một lớp rất đông cho nên việc quan sát TN của các em rất hạn chế. Nhiều TN rất khó quan sát trong điều kiện bình thường của lớp học, đặc biệt là các TN cần có phòng tối. Một số TN có độ chính xác không cao nên phản tác dụng hay có TN lại xảy ra quá nhanh làm cho HS chưa kịp quan sát. Do vậy, nếu có sự hỗ trợ của các PTDH vào TN sẽ giúp GV phân bổ thời gian cho bài dạy một cách phù hợp, HS quan sát dễ dàng hơn, từ đó sẽ làm tăng cường hoạt động của người học.Xuất phát từ những lý do trên, để góp phần đổi mới phương pháp dạy học và nâng cao chất lượng đào tạo, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm trong việc dạy học các chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT”.

MỤC LỤC

Trang phụ bìa ……… ……… i

Lời cam đoan ….……… ….…….ii

Lời cảm ơn ………… …… ……….iii

Mục lục ……… ……… ……… 1

Danh mục các chữ viết tắt .4

Danh mục các bảng số liệu, biểu đồ, hình ảnh, sơ đồ 5

A MỞ ĐẦU 1 Lí do chọn đề tài 7

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 9

3 Mục tiêu nghiên cứu 10

4 Giả thuyết khoa học 11

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 11

6 Đối tượng nghiên cứu 11

7 Phạm vi nghiên cứu 11

8 Phương pháp nghiên cứu 11

9 Cấu trúc luận văn 12

B NỘI DUNG CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC HIỆN ĐẠI PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 13

1.1 Cơ sở tâm lí học 13

1.2 Cơ sở lí luận dạy học 15

1.2.1 Khái niệm PTDH hiện đại trong dạy học vật lý 15

1.2.2 Các loại PTDH hiện đại thường dùng trong DH vật lý 16

1.2.2.1 Phim thí nghiệm 16

1.2.2.2 Các phần mềm dạy học 16

1.2.2.3 Máy vi tính 16

1.2.3 Vai trò của phương tiện dạy học hiện đại 18

1.2.3.1 Phương tiện dạy học hiện đại với vai trò là nguồn kiến thức 18

1.2.3.2 Phương tiện dạy học hiện đại với vai trò tăng cường tính trực quan 19

1.2.3.3 Phương tiện dạy học hiện đại kích thích hứng thú, hỗ trợ tư duy của học sinh 20

1.2.3.4 Phương tiện dạy học hiện đại giúp giảm thời gian thuyết trình của giáo viên 20

1.2.4 Chức năng của phương tiện dạy học hiện đại 21

1.2.4.1 Hỗ trợ quá trình nhận thức của học sinh 21

1.2.4.2 Tăng hiệu quả hoạt động dạy và học 22

1.3 Vai trò của việc sử dụng phương tiện dạy học hiện đại trong dạy học thí nghiệm 22

1.4 Thí nghiệm trong dạy học vật lý 23

1.4.1 Khái niệm thí nghiệm 23

1.4.2 Phân loại thí nghiệm vật lý 24

1.4.3 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý 24

1.4.3.1 Thí nghiệm là nguồn cung cấp thông tin chính xác, dễ hiểu về các sự vật và hiện tượng 24

1.4.3.2 Thí nghiệm là phương tiện tốt để kiểm tra tính đúng đắn của kiến thức vật lý .25

1.4.3.3 Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn 26

1.4.3.4 Thí nghiệm là phương tiện rèn luyện sự khéo léo cho học sinh, góp phần đánh giá năng lực và phát triển khả năng tư duy của học sinh 26

1.4.4 Những thuận lợi và khó khăn của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý 27

1.5 Thực trạng của việc khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại hỗ trợ dạy thí nghiệm vật lý 28

1.5.1 Thực trạng của việc sử dụng phối hợp thí nghiệm với các PTDH hiện đại 28

1.5.2 Sự cần thiết phải khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm trong dạy học vật lý 29

1.5.3 Những khó khăn trong việc khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm vật lý 30

1.6 Các biện pháp khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm một cách có hiệu quả trong dạy học vật lý ở trường phổ thông 31

1.6.1 Sử dụng phối hợp phương tiện dạy học hiện đại và thí nghiệm một cách hợp lý 31

1.6.2 Kết hợp thí nghiệm và phương tiện dạy học hiện đại một cách hợp lí để kích thích hứng thú và rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh 31

1.6.3 Tiến tới triển khai dạy học theo phòng học bộ môn 32

1.6.4 Tăng cường sử dụng thí nghiệm mở đầu để tạo tình huống có vấn đề 33

1.7 Kết luận chương 1 34

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC HIỆN ĐẠI PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 35

2.1 Một số vấn đề chung về chương trình và sách giáo khoa vật lý 11 35

2.1.1 Đặc điểm về cấu trúc chương trình vật lý 11 35

2.1.2 Cấu trúc về kỹ năng và kiến thức của các chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” 35

2.1.3 Những khó khăn khi thực hiện các TN ở chương “Từ Trường” và chương “Cảm ứng điện từ” và giải pháp 39

2.2 Quy trình khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm trong dạy học chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT 41

2.2.1 Quy trình khai thác và sử dụng 41

2.2.2 Xây dựng kho tư liệu 42

2.2.1.1 Một số yêu cầu cần lưu ý khi xây dựng kho tư liệu 42

2.2.1.2 Quy trình xây dựng kho tư liệu 43

2.3 Hệ thống các phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm vật lý 45

2.3.1 Nguyên tắc phối hợp các phương tiện dạy học hiện đại với thí nghiệm vật lý 45

2.3.2 Khai thác một số hình ảnh, video clip cụ thể hỗ trợ dạy thí nghiệm 46

2.3.2.1 Thí nghiệm 1: Tương tác giữa hai dây dẫn mang dòng điện 46

2.3.2.2 Thí nghiệm 2: Phương, chiều lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện 47

2.3.2.3 Thí nghiệm 3: Thí nghiệm từ phổ của nam châm thẳng và nam châm chữ U 48

2.3.2.4 Thí nghiệm 4: Khung dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường 48

2.3.2.5 Thí nghiệm 5: Thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ 49

2.3.2.6 Thí nghiệm 6: Thí nghiệm trong việc hình thành định luật Len-xơ 49

2.3.2.7 Thí nghiệm 7: Thí nghiệm trong hình thành định luật Fa-ra-đây 50

2.3.2.8 Thí nghiệm 8: Thí nghiệm từ trường của dòng điện có dạng khác nhau 51

2.4 Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể với việc khai thác và sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm 53

2.4.1 Thiết kế bài học 53

2.4.2 Quy trình thiết kế bài học 53

2.4.2.1 Bước 1: Xác định mục tiêu bài học 54

2.4.2.2 Bước 2: Xác định các kiến thức cơ bản của bài học 54

2.4.2.3 Bước 3: Xác định các phương pháp dạy học 55

2.4.2.4 Bước 4: Khai thác và sử dụng PTDH 56

2.4.2.5 Bước 5: Xác định tiến trình hoạt động trên lớp 56

2.4.2.6 Bước 6: Soạn giáo án lên lớp 56

2.5 Soạn thảo tiến trình dạy học một số bài trong các chương “Từ Trường” và “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 nâng cao THPT với sự hỗ trợ của các phương tiện dạy học hiện đại 57

2.5.1 Giáo án 1 Bài “ Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản” 57

I Mục tiêu 57

2.5.2 Giáo án 2 Bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ - Suất điện động cảm ứng” 65

2.6 Kết luận chương 2 77

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 78

3.1.1 Mục đích 78

3.1.2 Nhiệm vụ 78

3.2 Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm 78

3.2.1 Đối tượng 78

3.2.2 Nội dung 79

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 79

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm và khảo sát định lượng 79

3.3.2 Quan sát giờ học 80

3.4 Đánh giá kết quả của thực nghiệm sư phạm 80

3.4.1 Đánh giá định tính 80

3.4.3 Kiểm định giả thiết thống kê 85

3.5 Kết luận chương 3 85

C KẾT LUẬN 87

D TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU, ĐỒ THỊ

Bảng 3.1 Bảng thống kê các điểm số (Xi) của các bài kiểm tra 81

Trên thực tế cho thấy một số quốc gia phát triển là nhờ vào chất lượng nguồnnhân lực Bởi lẽ, chất lượng nguồn nhân lực có tác động mạnh mẽ đến mọi mặt củađời sống xã hội Chất lượng nguồn nhân lực lại phụ thuộc rất nhiều vào chất lượnggiáo dục – đào tạo của nền giáo dục quốc gia Hiện nay, quá trình toàn cầu hóa vàhội nhập kinh tế quốc tế đang diễn ra mạnh mẽ, đó vừa là một quá trình hợp tác đểphát triển, vừa là quá trình cạnh tranh kinh tế quyết liệt giữa các quốc gia, tạo nên

sự vận động và phát triển không ngừng của thế giới Sự tác động của quá trình nàyđến nước ta ngày càng mạnh mẽ, điều này đã và đang tạo ra những cơ hội phát triểnchưa từng có cho đất nước, đồng thời cũng đặt ra những thách thức to lớn về mặt chấtlượng và hiệu quả giáo dục để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của quốc gia.Trong tình hình công nghệ thông tin phát triển mạnh như hiện nay, nhu cầu tìmkiếm, chọn lọc, xây dựng và sử dụng tài liệu thông tin đang trở thành cấp thiết đốivới giáo viên (GV) và học sinh (HS) trong việc dạy học Đồng thời việc áp dụng cácphương tiện kĩ thuật hiện đại vào quá trình dạy học giúp cải thiện điều kiện, môitrường giáo dục, chắc chắn rằng chất lượng dạy và học sẽ được nâng cao

Hơn nữa, trong quá trình dạy học, các phương tiện dạy học (PTDH) giảm nhẹcông việc của GV và giúp cho HS tiếp thu kiến thức một cách thuận lợi Có đượccác phương tiện thích hợp, người GV sẽ phát huy hết năng lực sáng tạo của mìnhtrong công tác giảng dạy, làm cho hoạt động nhận thức của HS trở nên nhẹ nhàng

và hấp dẫn hơn, tạo ra cho HS những tình cảm tốt đẹp với môn học Do đặc điểmcủa quá trình nhận thức, mức độ tiếp thu kiến thức mới của HS tăng dần theo cáccấp độ của tri giác: nghe-thấy-làm được (những gì nghe được không bằng những gìnhìn thấy và những gì nhìn thấy thì không bằng những gì tự tay làm), nên khi đưanhững phương tiện vào quá trình dạy học (QTDH), GV có điều kiện để nâng caotính tích cực, độc lập của HS và từ đó nâng cao hiệu quả của quá trình tiếp thu, lĩnhhội kiến thức và hình thành kỹ năng, kỹ xảo của các em

Luật giáo dục quy định: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực,

tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên” (Điều 6, Luật giáo dục), “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học;

bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” (Điều 28, luật giáo dục).[13]

Bên cạnh đó, để thực hiện phương pháp dạy học (PPDH) hướng vào việc tổchức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực và sáng tạo của HS cần phải có quan niệmmới về vai trò của PTDH trong dạy học: PTDH không chỉ dừng ở mức độ minh họanội dung dạy học mà phải trở thành công cụ nhận thức, là bộ phận chính của cảphương pháp và nội dung dạy học PTDH không chỉ là phương tiện của việc dạy màcòn là phương tiện của việc học, không chỉ là phương tiện trực quan (PTTQ) màcòn là phương tiện hoạt động của HS ở tất cả các giai đoạn của QTDH, không chỉ làphương tiện để hình thành kiến thức, kỹ năng mới mà còn là phương tiện tạo động

cơ, kích thích hứng thú học tập và phát triển năng lực nhận thức Muốn thực hiệnđược vai trò nói trên của PTDH, ngoài việc cần thiết phải có PTDH phù hợp, thìviệc lựa chọn, khai thác và phối hợp các PTDH, đặc biệt là PTDH hiện đại, cũnggóp phần rất lớn trong thành công của tiết dạy

Có thể nói việc khai thác và sử dụng các PTTQ trong QTDH là một đòi hỏi củathực tế khách quan Việc khai thác và sử dụng một cách có hiệu quả các PTTQ sẽ gópphần tích cực vào việc đổi mới PPDH hiện nay trong nhà trường trung học phổ thông

Để đổi mới giáo dục, Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII chỉ rõ: “Đổi mới phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện 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, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học,

tự nghiên cứu cho HS…” [2].

Để thực hiện được những điều này, ngành giáo dục đã triển khai nhiều việclàm cụ thể, trong đó đổi mới PPDH rất được quan tâm, làm sao cho HS trở thànhtrung tâm của việc tiếp cận với tri thức, là người chủ động tìm tòi sáng tạo giảiquyết các vấn đề Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, từ những hiện tượngtrong thực tế, các nhà khoa học đưa ra các giả thuyết, sau đó tiến hành các thínghiệm (TN) để kiểm chứng và rút ra kết luận Theo quan điểm của lí luận nhậnthức, TN là phương tiện của việc thu nhận tri thức, là phương tiện để kiểm tra tínhđúng đắn của tri thức, là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào

thực tế và là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý Trong dạy học,qua những TN thực hiện trong các tiết học, HS được quan sát một cách trực quan,

từ đó hình thành cho các em niềm tin vào kiến thức được học đồng thời góp phầnphát triển tư duy và rèn luyện các kỹ năng [4],[16]

Thực tế, với sự nỗ lực đổi mới của xã hội, trường phổ thông hiện nay đã đượccung cấp các thiết bị TN cần thiết Nhưng vì một số lí do khách quan cũng như chủquan mà tình trạng dạy chay vẫn diễn ra Một trong những lý do đó là nhiều bài họctrong chương trình vật lý phổ thông, đặc biệt là chương trình nâng cao, kiến thứcnhiều mà thời gian phân bổ cho bài đó không tăng cho nên GV ngại thực hiện TN,

họ lựa chọn phương pháp thuyết trình để truyền đạt kiến thức cho HS Trong khi đó,

số bộ TN đã được trang bị không đủ để HS có thể tự thực hiện TN trên lớp mà chỉquan sát TN biểu diễn do GV thực hiện Ngoài ra sĩ số HS trong một lớp rất đôngcho nên việc quan sát TN của các em rất hạn chế Nhiều TN rất khó quan sát trongđiều kiện bình thường của lớp học, đặc biệt là các TN cần có phòng tối Một số TN

có độ chính xác không cao nên phản tác dụng hay có TN lại xảy ra quá nhanh làmcho HS chưa kịp quan sát Do vậy, nếu có sự hỗ trợ của các PTDH vào TN sẽ giúp

GV phân bổ thời gian cho bài dạy một cách phù hợp, HS quan sát dễ dàng hơn, từ đó sẽlàm tăng cường hoạt động của người học

Xuất phát từ những lý do trên, để góp phần đổi mới phương pháp dạy học và

nâng cao chất lượng đào tạo, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm trong việc dạy học các chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” vật lý 11 THPT”.

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Trong thời gian gần đây có rất nhiều tác giả nghiên cứu về việc sử dụng TN

cũng như các PTDH vào trong QTDH vật lý “Nghiên cứu, thiết kế, khai thác và sử dụng TN tự tạo nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS khi dạy học phần

“từ trường” vật lý lớp 11 THPT” của tác giả Mai Khắc Dũng tại Thành phố Huế (2004); Với luận án “Nghiên cứu xây dựng và sử dụng TN theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong DH vật lý ở trường THCS”, tiến sĩ Huỳnh Trọng

Dương đã nghiên cứu vai trò của TN vật lý với việc phát huy tính tích cực hoạtđộng nhận thức của HS ở trường THCS;

Tác giả Đồng Thị Diện với đề tài “Xây dựng và sử dụng một số TN đơn giản trong DH kiến thức thuộc phần cơ học lớp 6 theo định hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực tự lực, sáng tạo của HS”, tác giả đã tập trung nghiên cứu cách

xây dựng và sử dụng các TN tự tạo đơn giản trong phần cơ học lớp 6 chủ yếu đểtích cực hoá hoạt động nhận thức của HS;

Với luận án “Nghiên cứu sử dụng TN với sự hỗ trợ của máy vi tính trong dạy học một số kiến thức cơ học và nhiệt học THPT”, tác giả Trần Huy Hoàng đã xây

dựng một số TN thật với sự hỗ trợ của máy vi tính, xây dựng một số TN mô phỏngthông qua việc sử dụng các phần mềm

Tác giả Trương Đình Hùng với luận văn thạc sĩ “Khai thác và sử dụng TN với

sự hỗ trợ của máy vi tính trong tổ chức hoạt động nhận thức cho HS khi dạy học phần Từ trường ” trình bày việc khai thác TN có sự trực quan hóa nhờ máy vi tính,

khai thác TN mô phỏng và TN ảo, xây dựng TN với sự hỗ trợ của máy vi tính

Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu sử dụng phương tiện nghe nhìn nhằm nâng cao hiệu quả dạy học vật lý ở trường THPT” của tác giả Nguyễn Thị Hồng Loan đã đề

cập đến một số vấn đề trong việc khai thác phương tiện nghe nhìn nhằm đổi mớiPPDH phổ thông nói chung chứ chưa phối hợp chúng với TN

Luận án tiến sĩ “Nghiên cứu sử dụng phối hợp TN vật lý với các phương tiện nghe nhìn trong dạy học Vật lý 9 THCS” của tác giả Trần Văn Thạnh đã xây dựng

quy trình thiết kế bài học có sự phối hợp giữa TN và phương tiện nghe nhìn nhưng

áp dụng cho trung học cơ sở

Như vậy đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu việc khai thác và sử dụngPTDH hiện đại hỗ trợ dạy TN vật lý 11 THPT

3 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được quy trình khai thác và sử dụng các PTDH hiện đại đồng thời vậndụng được vào dạy TN vật lý 11 nâng cao THPT thông qua hệ thống các biện pháp

sử dụng PTDH hiện đại hỗ trợ trong việc dạy TN

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được tiến trình dạy học với sự hỗ trợ của các PTDH hiện đạivào dạy TN vật lý 11 THPT thì sẽ phát huy được tính tích cực, chủ động, hứng thúcủa học sinh, từ đó góp phần nâng cao kết quả học tập của HS.

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để thực hiện được mục tiêu nghiên cứu, nhiệm vụ của đề tài được xác định:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về việc khai thác và sử dụng PTDHhiện đại trong dạy học vật lý THPT

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc sử dụng TN trong dạy học vật lý THPT

- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn về việc sử dụng các PTDH hiện đại phối hợp dạy TN vậtlý

- Nghiên cứu nội dung kiến thức vật lý 11 nâng cao THPT

- Điều tra thực trạng về việc khai thác và sử dụng các PTDH hiện đại ở cáctrường THPT hiện nay

- Thiết kế và soạn thảo tiến trình dạy học một số bài vật lý 11 nâng cao với sự

hỗ trợ của các PTDH hiện đại trong việc dạy những bài có TN

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở một số trường phổ thông để đánh giá hiệuquả của việc sử dụng PTDH hiện đại hỗ trợ việc dạy TN trong dạy học vật lý

6 Đối tượng nghiên cứu

- Hoạt động dạy và học vật lý 11 nâng cao THPT thông qua việc khai thác và

sử dụng PTDH hiện đại hỗ trợ dạy TN

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Nghiên cứu lý thuyết

 Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nước cùng với các chỉ thịcủa Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về vấn đề đổi mới PPDH hiện nay ở trường THPT

 Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ dạy học của bộ môn Vật lý ởtrường THPT hiện nay

 Nghiên cứu nội dung và chương trình sách giáo khoa Vật lý 11 THPT.

 Nghiên cứu tài liệu hướng dẫn sử dụng các PTDH hiện đại

 Nghiên cứu các tài liệu thiết kế bài dạy học, bài giảng

8.2 Điều tra quan sát

 Thăm dò, trao đổi ý kiến với giáo viên các trường THPT để nắm bắt thựctrạng của việc sử dụng PTDH hiện đại phối hợp TN trong dạy học vật lý

 Điều tra thực tiễn về việc sử dụng các PTDH hiện đại hỗ trợ trong dạy TNvật lý ở một số trường phổ thông

8.3 Nghiên cứu thực nghiệm

 Chọn mẫu và thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thông

 Sử dụng phương pháp thống kê toán học để kiểm chứng giả thuyết và xácđịnh tính khả thi của đề tài

9 Cấu trúc luận văn

MỞ ĐẦU

NỘI DUNG

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC VÀ

SỬ DỤNG PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC HIỆN ĐẠI PHỐI HỢP THÍ NGHIỆMVẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

Chương 2: QUY TRÌNH THỰC HIỆN VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNGPHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC HIỆN ĐẠI PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM TRONG DẠYHỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Trình độ nhận thức lý tính đôi khi còn gọi là trình độ logic hay đơn giản gọi là

tư duy Tư duy là sự nhận thức khái quát và gián tiếp của con người trước những sựvật và hiện tượng của thực tế khách quan trong những tính chất, những mối liên hệbản chất của chúng Ở trình độ nhận thức đó, HS khái quát hóa các dữ kiện mà họ

đã tiếp thu một cách cảm tính bằng cách hệ thống hóa chúng, đi đến thiết lập mốiquan hệ giữa chúng, đi đến hiểu được mối quan hệ bản chất các hiện tượng nghiêncứu, thiết lập các định luật, phát triển các thuyết, rút ra những hệ quả của nhữngthuyết đó có thể kiểm tra bằng thực nghiệm [4], [16]

Thành tựu quan trọng nhất của tâm lý học thế kỷ 20 dùng làm cơ sở cho việcđổi mới phương pháp dạy học là lý thuyết hoạt động được Vưgôtxki khởi xướng vàA.N.Lêônchiep phát triển Theo lý thuyết này, bằng hoạt động và thông qua hoạtđộng, mỗi người tự sinh thành ra mình, tạo dựng và phát triển ý thức và nhân cáchcủa mình Vận dụng vào dạy học, việc học tập của HS có bản chất hoạt động: bằnghoạt động, 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 [16] Vì vậy, bảnchất của hoạt động dạy học chính là việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS [22].TheoVưgotsky, dạy học sẽ có hiệu quả hơn khi HS tham gia các hoạt độngvới môi trường hỗ trợ học tập và khi các em nhận được những hướng dẫn giántiếp của các PTDH trong đó có PTDH hiện đại Vai trò của PTDH hiện đại hỗ

trợ người học hoàn thành nhiệm vụ học tập gần với giới hạn trên của “vùng phát triển gần nhất” và thoát khỏi sự trợ giúp khi người học đạt được mức tự tin

cao hơn [3], [10]

Theo quan điểm của tâm lí học học tập, hoạt động nhận thức của HS trong quátrình học tập có thể diễn ra trên các bình diện khác nhau: bình diện hành động đốitượng – thực tiễn (thông qua các TN của HS với các thiết bị TN); bình diện trựcquan trực tiếp (thông qua các vật thật, tranh ảnh, TN, video clips); bình diện trựcquan gián tiếp (thông qua các TN mô hình, các phần mềm của MVT mô phỏng TN

và hiện tượng vật lý, các hình, sơ đồ) và bình diện nhận thức khái niệm – ngôn ngữ(thông qua SGK, sách bài tập, sách tham khảo, các phần mềm MVT dùng cho việc

ôn tập), trong đó vai trò của ngôn ngữ tăng dần và vai trò của trực quan giảm dần

HS chỉ có thể hứng thú, tích cực, nắm vững kiến thức và vận dụng được các kiếnthức nếu như trong quá trình học tập, hoạt động nhận thức của HS diễn ra trên nhiềubình diện khác nhau [18] Với quan điểm này, việc sử dụng PTDH hiện đại tạo điềukiện cho quá trình nhận thức của HS trên tất cả các bình diện khác nhau, đặc biệt làtrên bình diện trực quan trực tiếp và bình diện trực quan gián tiếp

Những thành tựu của tâm lí học nhận thức, tâm lí học liên tưởng, tâm lí họchành vi và tâm lí học học tập đã cho phép khẳng định vai trò và tác dụng của cácPTTQ, đặc biệt là PTDH hiện đại trong việc kích thích hứng thú nhận thức, tạo cơ

sở cho nhu cầu nhận thức xuất hiện và động lực của quá trình nhận thức được duytrì và phát triển Từ đó, giúp cho HS đạt được kết quả cao trong việc chiếm lĩnh tri thứclẫn hình thành năng lực tư duy sáng tạo và rèn luyện kỹ năng thực hành

1.2 Cơ sở lí luận dạy học

1.2.1.Khái niệm PTDH hiện đại trong dạy học vật lý

Theo tác giả Nguyễn Ngọc Quang thì PTDH bao gồm mọi thiết bị kỹ thuật từđơn giản đến phức tạp được dùng trong quá trình DH để làm dễ dàng cho sự truyềnđạt và tiếp thu kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo [11]

Theo tác giả Đào Thái Lai: “PTDH là tập hợp những đối tượng vật chất đượcngười dạy sử dụng với tư cách là những đối tượng tổ chức, điều khiển hoạt động nhậnthức của người học, là phương tiện nhận thức của con người, thông qua đó mà thựchiện những nhiệm vụ dạy học” [9]

Như vậy, PTDH có thể hiểu là các phương tiện vật chất do GV và HS sử dụngdưới sự chỉ đạo của GV trong quá trình DH, tạo những điều kiện cần thiết nhằm đạtđược mục đích dạy học

Dựa vào cấu tạo của phương tiện có thể phân các loại PTDH thành hai loại:PTDH truyền thống và PTDH hiện đại:

 Phương tiện dạy học truyền thống

Trong dạy học vật lý, một số PTDH truyền thống quen thuộc đó là: các vật thậttrong đời sống và kĩ thuật; các thiết bị TN dùng để tiến hành các TN của GV và các

TN của HS; các mô hình vật chất; bảng và phấn; tranh ảnh, biểu mẫu; SGK, sáchbài tập, sách hướng dẫn TN,

 Phương tiện dạy học hiện đại

Hiện nay PTDH hiện đại được sử dụng trong dạy học vật lý cũng rất phổ biến,gồm hai khối:

- Khối mang thông tin: Video TN, các phần mềm DH, mạng internet

- Khối chuyển tải thông tin như: Máy vi tính, máy chiếu qua đầu, máy chiếu đachức năng, đèn chiếu slide, TV, đầu Video, máy cassette, camera, điện thoại di động, Trong quá trình DH có thể kết hợp hai khối thông tin như: sử dụng phim sildecần phải có máy chiếu slide; sử dụng băng đĩa ghi hình cần phải có đầu video, đầuđĩa VCD, MVT; sử dụng các phần mềm DH cần thiết phải có MVT; sử dụng mạnginternet DH cần thiết có MVT

1.2.2 Các loại PTDH hiện đại thường dùng trong DH vật lý

1.2.2.1 Phim thí nghiệm

Video clip TN có thể hiểu là một là một đoạn phim ngắn, một loại hình đaphương tiện kết hợp nghe nhìn, được trích từ một bộ phim, một bài hát, hay mộtđoạn phim ghi lại một quá trình, một sự kiện hay các hiện tượng vật lý diễn ra trongthực tế được trình diễn trong tiết học Thông thường, đây là những hiện tượngkhông thể tiến hành trong phạm vi trường học, nhưng nó có thể quan sát trong thực

lí các số liệu TN; phần mềm kiểm tra đánh giá HS [24]

1.2.2.3 Máy vi tính

MVT là một thiết bị điện tử với chức năng có thể tạo nên, lưu trữ và hiển thịlại một khối lượng thông tin vô cùng lớn dưới dạng văn bản, hình ảnh và âm thanh.Tất cả các văn bản, hình ảnh hay âm thanh cần sử dụng cho bài học đều có thể được

Hình 1.1 Phân loại PTDH theo Nguyễn Đức Thâm

chọn lọc, sắp xếp trong MVT và được trình bày theo ý muốn của GV khi DH MVT

có thể phát huy tính năng ưu việt của nó khi hết nối với một số phương tiện hiện đại khác:

 Máy vi tính kết nối máy chiếu đa phương tiện

Hạn chế của MVT khi sử dụng làm PTDH là màn hình khá nhỏ gây khó khăncho việc quan sát của người học trong lớp học đông HS Để khắc phục khó khăn

này biện pháp tốt nhất là sử dụng máy chiếu khuếch đại đa phương tiện [15].

Hình thức sử dụng MVT kết nối với máy chiếu đa phương tiện phóng đại mànhình với kích thước lớn trong lớp học được sử dụng khá phổ biến trong các trườnghọc hiện nay GV sử dụng MVT để biểu diễn thông tin theo một chương trình đãđược lập sẵn, còn HS quan sát những diễn biến trên màn hình để thu nhận thông tin

và tham gia vào quá trình xử lí thông tin Theo hình thức này, dưới sự điều khiểncủa GV, MVT có thể đưa ra các chỉ dẫn, thông báo những kiến thức hỗ trợ dưới dạng vănbản, hình ảnh, âm thanh để giúp HS chủ động, tích cực trong việc tìm tòi tri thức mới dưới

sự hướng dẫn của GV

 Máy vi tính kết nối camera

Với hệ thống MVT kết nối camera, GV có nhiều thời gian cho việc quan sát

HS, xem có vấn đề gì nảy sinh để hướng dẫn khắc phục

 Máy vi tính kết nối internet

MVT khi kết nối vào mạng internet tạo điều kiện để tiến hành DH từ xa mộtcách thuận tiện và hiệu quả GV có thể điều khiển quá trình học tập cùng lúc chonhiều HS ở nhiều địa điểm khác nhau, có thể rất xa nhau về mặt vị trí địa lý Cũngnhờ hệ thống kết nối này mà GV, HS và các nhà quản lý giáo dục có thể cùng thamgia các cuộc thảo luận, có thể chia sẻ thông tin một cách nhanh chóng và thuận lợinhất Ngoài ra, thông qua mạng internet, GV có thể tìm kiếm văn bản, tìm kiếmnhững hình ảnh minh hoạ, video clip sinh động, tham khảo một số bài giảng, các đềthi, câu hỏi trắc nghiệm…để phục vụ cho việc giảng dạy một cách tốt hơn

1.2.3 Vai trò của phương tiện dạy học hiện đại

1.2.3.1 Phương tiện dạy học hiện đại với vai trò là nguồn kiến thức

Đối với khối mang thông tin trong các loại PTDH hiện đại, bản thân nó đãchứa đựng thông tin dưới nhiều dạng khác nhau như văn bản, bảng biểu, đồ thị,phim ảnh,

Trong các phần mềm vật lý hay trong các trang mạng học tập, các kiến thứcvật lý có thể được khai thác một cách dồi dào, cụ thể:

 Các phần mềm mô phỏng hiện tượng và thí nghiệm vật lý

Chẳng hạn, TN khung dây dẫn đặt trong từ trường được thực hiện ở trên lớp

nhưng vì rất nhỏ nên HS khó có thể quan sát và không thể hiện lực từ tác dụng lênkhung dây làm quay khung dây Do vậy cần thêm một TN mô phỏng hỗ trợ TN thật đểkhắc phục hạn chế trên

Hình 1.5 TN mô phỏng khung dây trong từ trường

Hoặc là khi GV sử dụng hình ảnh mô phỏng đường sức từ của nam châmthẳng (hình 1.6) thì HS sẽ nhận biết được ngay các đường sức từ, hay HS thấyđược các đường sức từ gởi qua ống dây gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ (hình 1.7)

V

0:12 V POWER 10

DC

0 6 + -

Khoa vËt lÝ

®hsp tn

AC

0 6 + - 10

Nhờ các PTDH hiện đại mà hình ảnh, các TN hay các video clip về các hiệntượng vật lý được mô phỏng một cách chân thực và sống động Vì thế, khi sử dụngnguồn thông tin này để dạy học, HS sẽ dễ dàng hình dung và ghi nhớ các hiện tượng xảy

ra tốt hơn

Với máy chiếu hình đa năng thì các hình vẽ, biểu bảng, vật thật sẽ đượcphóng to giúp HS dễ quan sát GV cũng có thể sử dụng các tranh, hình ảnh màuthay thế các hình vẽ trong SGK Tranh ảnh màu sẽ gây ấn tượng đặc biệt vàcuốn hút mạnh mẽ hơn sự chú ý của HS Ngoài ra, với hiệu ứng hoạt hình củachương trình Microsoft Powerpoint và Violet, GV có thể đưa các hình vẽ lên mànhình vừa đẹp, vừa sinh động, vừa tăng tính trực quan

Sự tăng cường tính trực quan còn thể hiện ở việc GV dùng video clips để trựcquan các hình ảnh, hỗ trợ các TN xảy ra trên mặt phẳng ngang hoặc TN vớicác dụng cụ nhỏ mà HS khó quan sát lên màn hình lớn bằng máy chiếu hình đanăng, giúp tất cả HS quan sát được thí nghiệm GV đang tiến hành một cách rõràng hơn

1.2.3.3 Phương tiện dạy học hiện đại kích thích hứng thú, hỗ trợ tư duy của học sinh

PTDH hiện đại là loại PTDH có khả năng làm tăng tính tích cực, tạo niềm đam

mê học tập, sáng tạo, kích thích hứng thú, tạo động lực mạnh mẽ cho HS trong quátrình tiếp thu tri thức vật lý

GV có thể sử dụng các video clip, các TN, các hiện tượng vật lý xảy ra trongthực tế được hiển thị trên màn hình (thông qua máy chiếu đa chức năng) nhằm tậptrung sự chú ý của HS, giúp các em cảm nhận những kiến thức vật lý một cáchtrực quan và gần gũi với thực tế cuộc sống, từ đó làm cho HS yêu thích học vật lýhơn Ví dụ video clips mô phỏng hoạt động của động cơ điện một chiều (hình1.8) trong bài “Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường”

Hình 1.8 Hoạt động của động cơ điện 1 chiều

1.2.3.4 Phương tiện dạy học hiện đại giúp giảm thời gian thuyết trình của giáo viên

Với chức năng là nguồn cung cấp kiến thức, PTDH hiện đại giúp GV khôngphải mất nhiều thời gian để thuyết trình một vấn đề nào đó, do đó đã tạo điều kiện để

GV chuyển tải được nhiều kiến thức hơn đến HS trong thời lượng một tiết học

Bằng PTDH hiện đại, GV có thể giới thiệu các hiện tượng và TN vật lý vớinhững hình ảnh hết sức trực quan, qua đó HS có thể quan sát và tự rút ra kết luậnthay vì GV phải diễn giảng, phải mô tả nhiều lần Ví dụ, để HS hình dung được cácđường sức từ có dạng như thế nào thì đầu tiên phải cho các em thấy được hình ảnh

về từ phổ của dòng điện trong ống dây (hình 1.9), rồi đi đến hình ảnh đường sức từtạo bởi dòng điện đó (hình 1.10).

Hình 1.9 Từ phổ của dòng điện Hình 1.10 Đường sức từ của dòngtrong ống dây điện trong ống dây

Với những phân tích trên ta nhận thấy PTDH hiện đại mà cụ thể là các hìnhảnh động, phần mềm mô phỏng, video clips không những giúp GV giảm thời gianthuyết trình cho HS mà còn cung cấp cho HS nhiều kiến thức sinh động, đầy đủ,hấp dẫn, giúp các em nhớ lâu hơn những kiến thức được học

1.2.4 Chức năng của phương tiện dạy học hiện đại

1.2.4.1 Hỗ trợ quá trình nhận thức của học sinh

PTDH hiện đại tạo điều kiện để đưa vào lớp học những hiện tượng vàquá trình vật lý mà HS không thể tiếp cận được PTDH hiện đại giúp GV truyềnthụ đến HS những kiến thức mà các PTDH khác không thể thực hiện được vì nhiều

lí do khác nhau, chẳng hạn: hiện tượng xảy ra quá nguy hiểm, thiết bị đắt tiền, hiệntượng xảy ra quá chậm, quá nhanh hoặc quá phức tạp

Thông qua, làm cho HS thấy rõ mối liên hệ giữa những kiến thức đã được họctrong nhà trường với những hiện tượng trong thực tế đời sống hằng ngày Ví dụ:ứng dụng tác dụng có lợi của dòng Fu-cô để chế tạo bếp điện từ

Hình 1.11 Bếp điện từTrong quá trình nhận thức thế giới vi mô, vai trò của PTDH hiện đại càng quantrọng Cụ thể, với các cơ quan cảm giác của con người thì HS không thể quan sátđược các hiện tượng trong thực tiễn, mà phải dùng đến PTDH hiện đại PTDH hiệnđại cho phép chúng ta đi sâu vào thế giới vật chất Với sự hướng dẫn của GV thì HS

có khả năng phát hiện và hiểu được bản chất của hiện tượng

Trong dạy học vật lý, chức năng của PTDH hiện đại góp phần phát triểnnăng lực nhận thức của HS được thể hiện rõ nhất qua việc hỗ trợ của nó trong cácthiết bị TN thực hành Trong quá trình thực hành, HS phải tiến hành một loạt cáchoạt động trí tuệ và thực tiễn, như: lập phương án, kế hoạch TN, bố trí và tiến hành

TN, thu nhận và xử lí kết quả TN… Thông qua đó, PTDH hiện đại góp phần hìnhthành năng lực nhận thức, năng lực tư duy của HS

1.2.4.2 Tăng hiệu quả hoạt động dạy và học

PTDH hiện đại làm tăng hiệu quả của hoạt động dạy và học không chỉqua lượng thông tin kiến thức dưới dạng văn bản, hình ảnh, video clips,…, mà còn

ở chất lượng kiến thức truyền thụ nhờ tính trực quan, thẩm mỹ, nhờ tác động của

âm thanh, màu sắc đến HS

PTDH hiện đại không chỉ cho phép chuyển tải kiến thức cho HS, mà còn cóthể điều khiển quá trình học tập của các em Chẳng hạn: nhờ các phần mềm dạyhọc, với sự hỗ trợ của máy chiếu đa chức năng để tổ chức hoạt động của HS trongcác giờ ôn tập, hệ thống hóa kiến thức đó

1.3 Vai trò của việc sử dụng phương tiện dạy học hiện đại trong dạy học thí nghiệm

Bài thực hành TN không phải đơn thuần chỉ là rèn luyện kỹ năng sử dụng thiết bị

cơ bản, các thao tác trên dụng cụ mà điều quan trọng hơn là phải biết cách chọn lựa, bốtrí dụng cụ và thiết bị, nhằm thu thập thông tin, xử lý thông tin để rút ra những kết luậnkhái quát [18]

* Cấu trúc giờ thực hành thí nghiệm với sự hỗ trợ của PTDH hiện đại

Bước 1: Chia nhóm HS, phân chia dụng cụ cho các nhóm;

Bước 2: GV kiểm tra việc chuẩn bị lý thuyết cần sử dụng trong bài thực hành; Bước 3: Tổ chức cho HS thảo luận để làm sáng tỏ mục đích TN, đối

tượng cần quan sát, các phép đo cần thực hiện;

Bước 4: Tiến hành TN và rút ra kết luận, đây là bước trọng tâm của bài

+ Tiếp theo, GV thao tác mẫu trên các thiết bị trước khi tiến hành TN Công việcnày là rất cần thiết, qua đó HS có thể tự thực hiện các thao tác TN đạt yêu cầu đề ra.

Để làm được việc này thì cần phải có sự hỗ trợ của MVT có gắn camera vàmáy chiếu đa chức năng Ví dụ như mạch điện được giới thiệu cho HS với sự hỗtrợ của MVT có gắn camera và máy chiếu đa chức năng (hình 1.13)

+ HS tiến hành TN để thu thập và xử lí thông tin theo yêu cầu đã đặt ra

Thông qua các bước trong giờ thực hành cũng như từng khâu trong các bước

đó, chúng ta nhận thấy rằng PTDH hiện đại đóng vai trò hết sức quan trọng

1.4 Thí nghiệm trong dạy học vật lý

1.4.1 Khái niệm thí nghiệm

Theo từ điển tiếng việt, TN là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đótrong điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh.Một vài quan điểm khác cho rằng: TN là một sự thử nghiệm hay kiểm tra một

lý thuyết khoa học bằng cách thao tác với yếu tố trong môi trường để quan sát kếtquả có phù hợp với các tiên đoán lý thuyết hay không

Một số nhà nghiên cứu cho rằng: TN là quá trình tạo dựng sự quan sát haythực hiện một phép đo Hay cũng có thể hiểu, TN là sự quan sát hiện tượng nghiêncứu trong các điều kiện được kiểm tra chính xác, cho phép theo dõi được tiến trìnhcủa hiện tượng và tái tạo nó một lần lặp lại các hiện tượng này

Theo nghĩa rộng, TN là một trong các PPDH vật lý Đó là cách thức thao táccủa GV và HS trong quá trình giảng dạy và học tập nhằm đạt được hiệu quả caonhất trong việc truyền thụ cũng như việc lĩnh hội tri thức vật lý, đồng thời rèn luyện kỹnăng, kĩ xảo cho HS

1.4.2 Phân loại thí nghiệm vật lý

Trên thực tế có nhiều cách phân loại TN khác nhau tùy theo cách chọn dấuhiệu này hay dấu hiệu khác để phân loại Điều quan trọng là phải nắm dược đặctrưng của mỗi loại để có thể khia thác và sự dụng vào những mục đích cụ thể mộtcách có hiệu quả trong quá trình dạy học vật lý Nếu dựa vào hoạt động của GV và

HS, người ta có thể phân chia thành các loại sau đây:

- TN biểu diễn: là những TN do GV tiến hành trên lớp là chính, để nghiên cứutài liệu mới hoặc ôn tập củng cố kiến thức, tuy có sự hỗ trợ của HS.

- TN HS: là những TN do HS tiến hành độc lập hay dưới sự hướng dẫn của GV

1.4.3 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý

1.4.3.1 Thí nghiệm là nguồn cung cấp thông tin chính xác, dễ hiểu về các sự vật và hiện tượng

Trong tự nhiên, sự vật hiện tượng xung quanh chúng ta vô cùng đa dạng vàphức tạp Chúng không tồn tại một cách riêng lẻ, độc lập mà bao giờ cũng có sự ảnhhưởng của các sự vật hiện tượng khác lên chúng Để nghiên cứu tính chất, đặc điểmcủa một sự vật hiện tượng nào đó một cách riêng biệt thì chỉ có thể dùng TN đểnghiên cứu và thông qua TN thì sự vật mới hiện rõ bản chất của chúng

Trong dạy học vật lý cũng vậy, đối với những bài học có liên quan đến nhữnghiện tượng xảy ra trong thực tế mà HS có thể dễ dàng nhận ra từ kinh nghiệm đờisống, nếu GV dạy theo lối thuyết trình, thông báo thì HS tiếp thu một cách thụđộng, giờ học trở nên buồn chán từ đó dẫn đến việc HS không hứng thú với môn vật

lý Bên cạnh đó, GV khi dạy theo phương pháp thông báo có thể làm rối rắm kiếnthức khiến HS khó hiểu Thay vào đó, thông qua một hay vài TN có thể bộc lộ đượcbản chất của sự việc hiện tượng cần nghiên cứu một cách chính xác, rõ ràng và súctích TN còn làm cho HS tích cực, sáng tạo hơn trong hoạt động nhận thức của bảnthân, từ đó họ hăng hái tham gia vào công cuộc khám phá kiến thức mới và chỉ có

TN mới đem lại cho họ sự tự tin vào kiến thức đã lĩnh hội được.[14]

Vậy, TN là nguồn cung cấp thông tin chính xác về các hiện tượng sự vật Quacác bài học có TN, HS dễ dàng tiếp thu kiến thức với một tinh thần say sưa học tập

và hứng thú hơn với môn học

1.4.3.2 Thí nghiệm là phương tiện tốt để kiểm tra tính đúng đắn của kiến thức vật lý

Theo con đường biện chứng của hoạt động nhận thức thế giới khách quan mà nin đã chỉ ra, kiến thức chỉ thực sự là chân lí khi nó được thực tiễn kiểm nghiệm Vìthế, có thể nói TN là hòn đá thử vàng của tri thức nói chung và tri thức vật lý nói riêng.Theo quan điểm của lí luận nhận thức, một trong các vai trò của TN trong dạyhọc vật lý là dùng để kiểm tra tính đúng đắn của các tri thức mà HS đã thu nhận được

Lê-trước đó Trong nhiều trường hợp, kết quả của TN phủ định tính đúng đắn của các trithức đã biết, đòi hỏi phải đưa ra các giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra nó ởcác TN khác Nhờ vậy, thường ta sẽ thu được những tri thức có tính khái quát hơn, baohàm các tri thức đã biết trước đó như là những trường hợp riêng, trường hợp giới hạn [17].Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, có một số kiến thức đã được rút rabằng suy luận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết Trong trường hợp này, cần phảitiến hành các TN để kiểm nghiệm lại chúng Việc tiến hành các TN đó vừa là yêu cầumang tính bắt buộc do đặc điểm thực nghiệm của khoa học vật lý, đồng thời nó còn

có tác dụng xây dựng và củng cố lòng tin của HS vào kiến thức thu được

Ví dụ: khi khảo sát dao động biên độ bé của con lắc lò xo nằm ngang, bằng líthuyết, từ định luật II Niu-tơn và phương trình vi phân có thể rút ra biểu thức li độcủa con lắc là một hàm điều hòa dạng sin Để kiểm nghiệm kết quả này, GV cần sửdụng TN ghép nối với máy vi tính để HS quan sát đồ thị li độ của của dao động Saukhi kiểm nghiệm, HS nhận thấy đồ thị dao động có dạng hình sin, từ đó các em mớitin tưởng vào kết quả thu nhận từ suy luận lí thuyết [6]

Ngoài ra, trong dạy học vật lý, do trình độ toán học của HS còn hạn chế hoặc docác thiết bị TN ở trường phổ thông không cho phép tiến hành các TN phức tạp, với cácphép đo định lượng chính xác cao trong khuôn khổ thời gian của tiết học nên một sốkiến thức khó có thể xây dựng bằng con đường lí thuyết cũng như thực nghiệm Trongnhững trường hợp này, GV phải đưa ra những kết luận khái quát hóa do các nhà khoahọc đã tìm ra và thông báo cho HS Tuy nhiên, để giảm tính áp đặt, GV có thể tiếnhành TN để minh họa kiến thức đã đưa ra trong một trường hợp cụ thể đơn giản [17].Như vậy, trong tổ chức hoạt động nhận thức cho HS khi dạy học vật lý, trongđiều kiện có thể, các kiến thức thu nhận được, đặc biệt là bằng con đường suy luận líthuyết, phải được làm TN kiểm tra

1.4.3.3 Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn

Trong tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học vật lý, việc vận dụngtri thức là khâu cuối cùng Khi vận dụng tri thức, GV có thể cho HS giải quyết các bàitập tương tự, giải thích các hiện tượng liên quan hay dự đoán kết quả các TN trong đó

đòi hỏi HS phải sử dụng tri thức vừa học để lập luận, suy đoán Ở đó, TN là mộtphương tiện để HS vận dụng tri thức vừa học.

Ngoài ra, một số ứng dụng của vật lý trong kĩ thuật cũng được SGK trình bày.Khi đó, cần thiết phải tiến hành các TN để HS hiểu được các ứng dụng của nhữngkiến thức đã học vào thức tiễn TN không những cho HS thấy được sự vận dụng trongthực tiễn của kiến thức vật lý mà còn là bằng chứng về sự đúng đắn của các kiến thứcnày [17]

Ví dụ, khi dạy bài Định luật Bec-nu-li, để HS biết được các ứng dụng của kiếnthức trong hoạt động của bộ chế hòa khí, GV nên sử dụng TN để trình bày, minh họacho nội dung này Bởi vì nếu không sử dụng các TN, HS sẽ rất khó hình dung hoạtđộng của bộ chế hòa khí trong thực tế Các TN như vậy sẽ giúp HS dễ tiếp thu kiếnthức và hứng thú hơn trong học tập, góp phần nâng cao chất lượng học tập cho HS

1.4.3.4 Thí nghiệm là phương tiện rèn luyện sự khéo léo cho học sinh, góp phần đánh giá năng lực và phát triển khả năng tư duy của học sinh

Dạy học không chỉ dừng lại ở phương diện truyền thụ kiến thức cho HS nhữngtri thức của nhân loại mà còn một điều không kém phần quan trọng là rèn luyện cho HScác thao tác thực hành để từ đó HS có khả năng và điều kiện tiếp cận với các hoạt độngthực tiễn

Đặc biệt đối với môn vật lý là môn có rất nhiều TN cho nên việc khai thác các

TN trong giờ dạy là cần thiết và nên phát huy Những giờ học có TN, GV nênhướng GV vào việc họ tự tiến hành TN, như vậy kiến thức thu được mới vững chắc

và kỹ năng thực hành cũng được nâng lên

Trong những giờ thực hành, HS được chia nhóm để thiết kế phương án, lựachọn và lắp ráp dụng cụ, tiến hành đo đạc, xử lý kết quả TN (bằng toán học và đồthị), tính toán sai số, xác định nguyên nhân của sai số (nguyên nhân khách quan vàchủ quan), tìm biện pháp làm giảm sai số

Những hoạt động này góp phần quan trọng trong việc rèn luyện sự khéo léochân tay, sự hoạt động tập thể và phân chia công việc, từ đó khả năng quan sát,phân tích của các em sẽ ngày càng tinh tế và tỉ mỉ hơn Bên cạnh đó nó còn gópphần bồi dưỡng năng lực tư duy cho HS

Như vậy, chính việc tự tay tiến hành các TN mà HS có thể thực hiện thao tácmột cách thuần thục, khơi dậy ở các em sự tò mò khám phá những điều mới, lòngham muốn nghiên cứu, tạo niềm vui của sự thành công khi giải quyết được nhiệm vụđặt ra và góp phần phát triển động lực quá trình học tập của HS.

1.4.4 Những thuận lợi và khó khăn của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý

Chúng tôi đã thực hiện lấy ý kiến các GV bộ môn Vật lý ở một số trườngTHPT trên địa bàn tỉnh Quảng Nam: THPT Trần Cao Vân, THPT Lê Quý Đôn,THPT Phan Bội Châu về những vấn đề sau: Cơ sở vật chất của phòng bộ môn Vậtlý; tần suất sử dụng TN trong dạy học; năng lực sử dụng TN của GV vật lý cũngnhư sự quan tâm của các cán bộ quản lý đến vấn đề này

Từ các ý kiến của các GV, chúng tôi đã tiến hành thu thập số liệu, phân tích,tổng hợp và rút ra những thuận lợi và khó khăn mà GV vật lý thường gặp phải khigiảng dạy

 Thuận lợi

- Được sự quan tâm của xã hội và nhà nước, giáo dục đã được đầu tư về cơ sởvật chất, đặc biệt từ năm 2007 cùng với việc đổi mới chương trình, sách giáo khoa,phương pháp dạy học, Bộ GDĐT đã cung cấp số lượng lớn thiết bị TN bao gồm TNbiểu diễn và TN thực hành cần thiết cho chương trình dạy học

- Bên cạnh việc cung cấp các thiết bị TN, bộ GDĐT cũng tổ chức tập huấncho GV sử dụng các bộ TN đó trước khi đưa vào dạy học một cách có hiệu quả

- Ban giám hiệu nhà trường và phụ huynh HS thường xuyên quan tâm và đãđầu tư vào xây dựng phòng TN, phòng học bộ môn, trang thiết bị và khuyến khích

GV sử dụng TN và các phương tiện trong dạy học

- Phong trào “làm đồ dùng dạy học” được tổ chức thường xuyên ở cáctrường học tạo điều kiện cho GV phát huy khả năng sáng tạo, khéo léo khi tự bảnthân tạo được những TN đơn giản, rẻ tiền, các dụng cụ học tập góp phần nâng caochất lượng dạy học

 Khó khăn

- Chất lượng của các bộ TN chưa cao, chưa chính xác khi đo đạc Bên cạnh

đó, không có sự đảm bảo chất lượng của các dụng cụ Nếu có sự hư hỏng cũngkhông thể sửa chữa được

- Tuy có sự đầu tư về cơ sở vật chất nhưng vẫn còn nhiều trường chưa cóphòng học bộ môn hoặc phòng bộ môn chưa được đầu tư, chưa có GV chuyên tráchphòng TN hoặc GV chuyên trách không được đào tạo đúng chuyên môn cho nêncác GV vật lý trong tổ bộ môn phải phân chia thời gian để quản lý

- Các đồ dùng dạy học, TN đơn giản, rẻ tiền vẫn chưa được phổ biến ở tất cảtrường học sau khi thi để GV có thể vận dụng vào bài dạy

- Chưa có các câu đánh giá kĩ năng thực hành trong các đề thi vì vậy cùng vớitâm lý học gì thi nấy, GV sẽ ít chú trọng rèn luyện kĩ năng này cho HS và chính bảnthân HS cũng không thiết tha với việc thực hiện các TN

1.5 Thực trạng của việc khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại hỗ trợ dạy thí nghiệm vật lý

1.5.1 Thực trạng của việc sử dụng phối hợp thí nghiệm với các PTDH hiện đại

Để đánh giá về tình hình khai thác và sử dụng PTDH hiện đại, việc sử dụng thí

TN trong QTDH cho HS ở một số trường phổ thông, chúng tôi đã tiến hành điều tra,thăm dò ý kiến qua phiếu điều tra ( mẫu điều tra trình bày ở Phụ lục 1) đối với một

số cán bộ quản lí, GV trực tiếp giảng dạy và HS của một số trường trên địa bànthành phố Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam Kết quả điều tra cho thấy:

 Đối với các nhà quản lí giáo dục

- 100% các nhà quản lí đều cho rằng nhà trường đã trang bị và triển khai kếhoạch sử dụng PTDH hiện đại trong QTDH, đồng thời cũng đưa ra quy định v ề

v i ệ c khai thác và sử dụng PTDH hiện đại đối với mỗi GV trên một học kì hay mộtnăm học

- Theo các nhà quản lí thì những khó khăn chủ yếu khi triển khai việc sử dụngPTDH hiện đại ở nhà trường là do các thiết bị đắt đỏ, khả năng sử dụng của GVcòn hạn chế, mất nhiều thời gian để chuẩn bị bài dạy, do thiếu tư liệu để soạnthảo bài dạy và phòng học đa chức năng chưa đáp ứng yêu cầu cho việc khai thác và sử dụngPTDH hiện đại

 Đối với giáo viên trực tiếp giảng dạy vật lý 11

Khi đề cập đến việc khai thác và sử dụng các PTDH hiện đại trong thực hành

TN thì đa số các GV đề cho rằng vấn đề này là cần thiết, quan trọng giúp HS dễhiểu bài, kích thích hứng thú học tập cho HS nhưng cũng không ít GV cho rằng quánhiều khó khăn để khai thác và sử dụng các PTDH hiện đại trong giờ thực hành TN

 Đối với học sinh

Chỉ có 72,5% HS thích trong giờ học vật lý có sử dụng PTDH hiện đại,81,75% HS nhận thấy việc sử dụng PTDH hiện đại sẽ làm cho không khí lớp họctrở nên sinh động, tiếp nhận kiến thức một cách dễ dàng hơn, giảm bớt mệt mỏi

và căng thẳng, tuy nhiên vẫn có 5% HS không đồng ý với nhận định trên

1.5.2 Sự cần thiết phải khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm trong dạy học vật lý

- PTDH hiện đại hỗ trợ các TN: có nhiều TN không thể thực hiện được trong

phòng học nên có thể thay thế bằng những video clip đã được quay sẵn ở phòng TN,hoặc những TN khó quan sát vì quá nhỏ hay xảy ra quá nhanh hoặc khi GV thựchiện TN trên mặt phẳng nằm ngang Vì vậy, có thể dùng tổ hợp MVT và máy chiếu

đa phương tiện để giúp HS quan sát dễ dàng Nếu không có PTDH hiện đại HS khó

có thể nắm bắt được các hiện tượng vật lý xảy ra trong các trường hợp trên

- Nhờ có các PTDH hiện đại mà giờ học sinh động hơn: HS có thể quan sát

được những hình ảnh, TN minh họa cho bài học Từ những hình ảnh sinh động hơn

đó, sẽ kích thích tính tích cực của HS, giúp các em dễ hình dung ra vấn đề, nội dungcác bài học PTDH hiện đại không những hỗ trợ các TN mà còn giúp GV tổ chứccác trò chơi ô chữ, đưa các hình ảnh ứng dụng của một bài học nào đó làm tăng vốnhiểu biết cho HS

- PTDH hiện đại giúp GV tiết kiệm được thời gian thực hiện TN trên lớp.

Chẳng hạn, trong khâu giới thiệu dụng cụ TN thay vì GV giới thiệu bằng lời thì cóthể dùng hình ảnh hay mô hình để giới thiệu Ví dụ như các TN về cân lực từ haycác ứng dụng kỹ thuật có cấu tạo phức tạp như máy phát điện hay điện kế khung quay…

- PTDH hiện đại giúp GV và cả HS “ giải phóng đôi tay”, giảm bớt việc GV

viết quá nhiều trên bảng và HS lại chép những kiến thức trên bảng vào vở của mình.Thay vào đó, việc sử dụng PTDH vào dạy học tăng mức độ tập trung vào bài giảng

mà còn giúp họ có thể trao đổi, tương tác qua lại với nhau

- PTDH hiện đại làm thay đổi PPDH: tăng cường hoạt động độc lập hoặc hoạt

động nhóm của HS và giảm bớt việc GV chỉ biết thuyết trình Thay vào đó, GV cónhiều thời gian làm việc với các nhóm HS, còn HS có thể tự mình thực hiện cácnhiệm vụ đã được giao và báo cáo kết quả trước lớp

1.5.3 Những khó khăn trong việc khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm vật lý

Do một số khó khăn như sau nên khi sử dụng phối hợp TN và PTDH dẫn đếnnhững thực trạng đã nêu ở trên:

- GV phải bỏ một quỹ thời gian nhất định để chuẩn bị TN và lựa chọn cácPTDH thích hợp trước từng tiết học Đối với một tiết học không có TN và cácPTDH thì GV chỉ cần soạn giáo án và lên lớp nhưng nếu sử dụng TN và các PTDH,

GV phải có sự chuẩn bị chu đáo hơn

- Không phải GV nào cũng có sự am hiểu về các dụng cụ TN và các PTDH,đặc biệt là các PTDH hiện đại hay các TN cần kết nối với máy tính do vậy khó khăn

ở đây là đòi hỏi GV phải sử dụng tốt các dụng cụ TN, các PTDH và biết cách phốihợp chúng

- Dù đã được đầu tư cơ sở vật chất nhưng trên thực tế các trường vẫn chưa đápứng được nhu cầu về phòng học, phòng bộ môn và máy móc thiết bị khiến GV engại khi tiến hành với phương tiện và phương pháp mới

1.6 Các biện pháp khai thác và sử dụng phương tiện dạy học hiện đại phối hợp thí nghiệm một cách có hiệu quả trong dạy học vật lý ở trường phổ thông

1.6.1.Sử dụng phối hợp phương tiện dạy học hiện đại và thí nghiệm một cách hợp lý

Việc sử dụng TN hay các PTDH sao cho có thể khai thác tối đa công dụng củachúng là điều GV mong muốn trong mỗi giờ học Mỗi thiết bị dạy học với mỗi chứcnăng riêng cho nên tùy mỗi bài học mà GV lựa chọn sao cho hợp lý nhất Nếu sửdụng TN phối hợp với các PTDH hiện đại một cách hợp lý sẽ tạo hứng thú cho HSđối với môn học và sự hăng say trong việc tiếp thu kiến thức

Một giờ dạy theo phương pháp nêu vấn đề có thể dùng một đoạn video clip haymột TN đơn giản để mở đầu Trong quá trình giải quyết vấn đề, nếu bài học có TNthì nhất thiết phải dùng TN để giải quyết vấn đề đặt ra Để giờ học thêm hiệu quảbằng việc tăng cường hoạt động nhóm, GV giao nhiệm vụ cho HS qua phiếu học tập,

HS các nhóm báo cáo bằng cách chiếu kết quả của nhóm mình trên máy chiếu hắthoặc máy chiếu vật thể Như vậy trong tiết học này, các PTDH đã hỗ trợ nhau pháthuy chức năng của từng loại nhằm tăng cường hoạt động nhận thức của HS.[5]

1.6.2 Kết hợp thí nghiệm và phương tiện dạy học hiện đại một cách hợp lí

để kích thích hứng thú và rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh

TN là một PTTQ Tuy nhiên, trong một số trường hợp tính trực quan của nóchưa đáp ứng được hoặc chưa cao, ví dụ các TN diễn ra trên mặt phẳng ngang (TNgiao thoa sóng nước, từ phổ…), TN nhỏ, khó quan sát (TN kim khâu nổi trên mặtnước, sự định hướng kim nam châm, tương tác giữa hai dây dẫn mang dòng điện

…); TN xảy ra trong điều kiện đặc biệt mà ở lớp học rất khó hoặc không thể tiếnhành được (các TN quang học trong buồng tối, TN về từ trường dòng điện bapha…) Trong những trường hợp như vậy, việc sử dụng MVT kết hợp với cácPTDH khác như camera, máy chiếu đa chức năng…có thể trực quan hóa hoặc nângcao tính trực quan của TN Điều đó giúp cho HS quan sát các đối tượng, diễn biếncủa TN rõ ràng hơn [7]

Với sự trợ giúp của máy chiếu đa chức năng và MVT, GV có thể giới thiệunhanh, rõ ràng các dụng cụ TN và cách lắp ráp các dụng cụ đó Do đó, HS được tạođiều kiện thuận lợi để hiểu vai trò, tác dụng của các dụng cụ TN và việc lắp rápchúng trong TN Điều này rất hiệu quả trong những trường hợp GV hướng dẫn hoặclàm mẫu TN, HS tiến hành TN đồng loạt

Trong chương trình vật lý phổ thông, rất nhiều TN nếu được dùng dưới sự hỗtrợ của máy chiếu đa chức năng sẽ phát huy hiệu quả Đối với chương Từ trường vàchương Cảm ứng điện từ, một số TN cần dùng đến máy chiếu hắt và máy chiếu đachức năng như: TN từ phổ của các nam châm và các dòng điện có hình dạng khácnhau; TN về hiện tượng tự cảm; các TN về hiện tượng cảm ứng điện từ…

1.6.3 Tiến tới triển khai dạy học theo phòng học bộ môn

Những ưu điểm khi dạy học theo phòng bộ môn là GV không mất thời gianvận chuyển, sắp xếp đồ dùng, phân phối đồ dùng cho HS Hiệu quả của việc sửdụng các PTDH như máy chiếu projector, máy chiếu vật thể, tranh ảnh, môhình, được khai thác tương đối triệt để GV không phải diễn giải nhiều, có thờigian cho việc xem xét, hướng dẫn, uốn nắn giúp đỡ HS khắc phục được những hạnchế và xử lý các tình huống phát sinh HS được ngồi học theo nhóm trong phònghọc ngay từ đầu giờ nên nề nếp học tập được rèn luyện, tính tự giác, hợp tác nhómđược nâng cao HS được chủ động trao đổi về kiến thức và có nhiều thời gian thảo luậntìm ra hướng giải quyết những vấn đề còn vướng mắc.[5]

Tất cả các giờ học có sử dụng thiết bị TN đều sẽ được thực hiện triệt để tạiphòng học bộ môn Các giờ thực hành TN được học ở phòng học bộ môn cho thấy

HS được rèn luyện về kiến thức, kỹ năng cơ bản tốt hơn ở phòng học thông thường.Việc nắm bản chất các vấn đề nêu trong bài học được HS tiếp thu chủ động hơn và

kỹ năng thực hành cũng như vận dụng vào thực tế thành thạo hơn Các thao tác tiếnhành TN thực hành được GV chuẩn bị kỹ càng sẽ tạo điều kiện để GV giảng dạylinh hoạt và tự tin hơn HS được trực tiếp tiến hành TN và thực hành nên rất hàohứng, tập trung tư tưởng học tập, ham tìm hiểu kiến thức, năng động trong việc họctập Thông qua các giờ học, HS rèn luyện được thói quen làm việc có tổ chức, đảmbảo tính kỷ luật, có tinh thần hợp tác, đoàn kết giúp đỡ lẫn nhau trong học tập.Tuy nhiên, hiện tại các trường phổ thông cũng còn khó khăn nên nhiều trườngchưa được đầu tư xây dựng hay trang bị phòng học bộ môn, hoặc nếu có thì thiết bịcòn thiếu và yếu Nhưng với những ưu điểm mà phòng học bộ môn đem lại, việcdạy học theo phòng học bộ môn sẽ sớm áp dụng cho tất cả các trường

Hình 1.12 Từ phổ của dòng điện thẳng và tròn

1.6.4 Tăng cường sử dụng thí nghiệm mở đầu để tạo tình huống có vấn đề

Xét ví dụ khi nghiên cứu về sự phụ thuộc của nhiệt độ sôi vào mặt thoáng chấtlỏng, GV làm một TN đơn giản với một bình cầu có chứa nước, đậy kín bình rồiđun nóng bình bằng đèn cồn cho đến khi nước sôi Sau đó GV tắt đèn cồn đi, HSquan sát thấy nước sôi nhỏ dần rồi không sôi nữa GV đặt câu hỏi cho HS : Nếukhông tiếp tục cung cấp nhiệt lượng cho nước nữa thì có thể làm cho nước sôi trởlại nữa được không? Hầu hết HS sẽ trả lời rằng nước không thể sôi được nữa vìnhiệt độ giảm GV lấy một ca nước lạnh đổ lên bên ngoài bình cầu lập tức HS thấynước sôi trở lại Đây là một TN thực sự gây ngạc nhiên đối với HS vì nó hoàn toàntrái ngược với quan niệm sẵn có của HS và HS cảm thấy rằng đây là vấn đề cầnnghiên cứu

Tình huống có vấn đề quy định sự khởi đầu của tư duy, hành động tư duy tíchcực 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 dựngtheo nhiều cách, nhiều biện pháp khác nhau tuỳ vào từng nội dung kiến thức Mộttrong những biện pháp đó chính là việc sử dụng TN mở đầu, biện pháp mà lâu nay

đa số GV gần như lãng quên hoặc thực hiện chưa có hiệu quả

Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, do đó việc khai thác các TN nhằm tạo ra tình huống có vấn đề là một thế mạnh rất cần được phát huy Sử dụng

TN mở đầu để tạo ra tình huống có vấn đề tạo ra sự hứng thú, thu hút sự chú ý đối với HS, đặt HS vào những tình huống có vấn đề và làm cho HS tích cực, chủ động trong việc tìm hiểu giải quyết vấn đề 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.

1.7 Kết luận chương 1

Trong chương này, chúng tôi đã tập trung nghiên cứu, trình bày cơ sở lí luậncủa việc khai thác và sử dụng các PTDH hiện đại trong dạy học TN Nội dung chínhcủa chương có thể tóm tắt như sau:

- Trên cơ sở tâm lí học và lí luận dạy học đề tài đã xác định được sự cần thiếtcủa việc khai thác và sử dụng PTDH hiện đại trong dạy học vật lý theo yêu cầu củaviệc đổi mới mục tiêu, nội dung và PPDH.

- Đề tài đã phân tích để làm rõ vai trò và chức năng của PTDH hiện đạitrong dạy học vật lý Cụ thể: PTDH hiện đại là nguồn cung cấp kiến thức chính xác,tin cậy, dễ hiểu, có tác dụng làm tăng cường khả năng nhận thức của HS PTDHhiện đại kích thích hứng thú học tập và hỗ trợ tư duy của HS, góp phần làm giảmthời gian thuyết trình của GV Qua đó chúng ta có thể thấy rõ được tầm quan trọngcủa PTDH hiện đại trong dạy học vật lý ở trường phổ thông

- Thông qua khảo sát thực tế ở một số trường THPT trên địa bàn thành phốTam Kỳ, tỉnh Quảng Nam, chúng tôi đã đánh giá được thực trạng của việc khai thác

và sử dụng PTDH hiện đại và tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy họcvật lý

- Trình bày được vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý cũng như sự cầnthiết phải sử dụng PTDH hiện đại trong dạy học thực hành thí nghiệm vật lý

Từ đó có thể kết luận tổ chức DH thực hành TN với sự hỗ trợ của PTDH hiệnđại là một việc làm cần thiết để phát huy tính tích cực, tự lực của HS nhất là tronggiai đoạn đổi mới giáo dục hiện nay

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC HIỆN ĐẠI PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

2.1 Một số vấn đề chung về chương trình và sách giáo khoa vật lý 11

2.1.1 Đặc điểm về cấu trúc chương trình vật lý 11

Chương trình vật lý 11 được biên soạn trên cơ sở chương trình vật lý trung học

cơ sở (THCS) nghĩa là một số kiến thức vật lý HS đã học ở THCS thì đến lớp 11không học lại nữa Chẳng hạn ở THCS, HS đã học về sự phản xạ ánh sáng quagương phẳng, gương cầu thì trong phần Quang Hình lớp 11 những vấn đề về phản

xạ ánh sáng không học nữa mà bắt đầu đề cập đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng.Ngoài ra, tác giả còn biên soạn chương trình vật lý 11 trên cơ sở mở rộngchương trình vật lý THCS bằng cách nhắc lại một cách vừa đủ các kiến thức HS đãhọc ở THCS Chẳng hạn như SGK vật lý 11 chỉ đề cập rất ngắn gọn các khái niệm

về điện tích, các loại điện tích, định luật Ôm cho đoạn mạch mắc song song, nối tiếp Nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của HS trong việc tiếp thu kiến thứccũng như tạo điều kiện để HS hoạt động trong giờ học, SGK còn soạn thêm nhữngphần kiến thức in chữ nhỏ hay những câu hỏi GV có thể đào sâu kiến thức từnhững nội dung này nhằm phát triển khả năng tư duy của HS Một số kiến thứcSGK không trình bày chủ nêu kết quả, đây là cơ hội để HS bộc lộ khả năng tư duysáng tạo của mình

2.1.2 Cấu trúc về kỹ năng và kiến thức của các chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ”

- Nhóm thứ hai là lực từ bao gồm: lực từ tác dụng lên một dây dẫn mangdòng điện, lực từ tác dụng lên một khung dây mang dòng điện, lực từ tác dụnglên một hạt mang điện chuyển động trong từ trường (lực Lorentz) và ứng dụng củalực từ

Cấu trúc nội dung chương “Từ trường” có thể được biểu diễn qua sơ đồ sau:

TỪ TRƯỜNG

Từ trường

Từ trường

Lực từ

Lực từ

Khái niệm từ trường

Đường sức từ

Cảm ứng từ

Từ trường đều

Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản

Từ trường trái đất

Từ tính của các chất

Lực từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện

Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song

Lực từ tác dụng lên khung đây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường Lực Lo-ren-xơ

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc chương “Từ trường”

* Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương Từ trường:

♣ Về kiến thức:

- Nêu được từ trường tồn tại ở đâu, có tính chất gì;

- Nêu được các đặc điểm của từ đường sức từ của thanh nam châm thẳng, củanam châm chữ U, của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua;

- Phát biểu được định nghĩa và nêu được phương, chiều của cảm ứng từ tại mộtđiểm của từ trường Nêu được đơn vị đo cảm ứng từ

- Viết được công thức tính cảm ứng từ tại một điểm của từ trường gây bởidòng điện thẳng dài vô hạn, tại tâm của dòng điện tròn và tại một điểm trong lòngống dây có dòng điện chạy qua;

- Viết được công thức tính lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòngđiện chạy qua đặt trong từ trường đều;

- Nêu được lực Lo-ren-xơ là gì và viết được công thức tính lực này [8]

♣ Về kĩ năng:

- Vẽ được các đường sức từ biểu diễn từ trường của thanh nam châm thẳng, củadòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua và của từ trường đều;

- Xác định được độ lớn, phương, chiều của vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong

từ trường gây bởi dòng điện thẳng dài, tại tâm của dòng điện tròn và tại một điểmtrong lòng ống dây có dòng điện chạy qua;

- Xác định được vectơ lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điệnchạy qua được đặt trong từ trường đều;

- Xác định được độ lớn và chiều của mômen lực từ tác dụng lên một khung dâydẫn hình chữ nhật (các cạnh của khung dây này vuông góc với các đường sức từ) códòng điện chạy qua được đặt trong từ trường đều;

- Xác định được độ lớn, phương, chiều của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điệntích q chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với các đường sứccủa một từ trường đều [8]

*Chuẩn kiến thức, kỹ năng của chương “Cảm ứng điện từ” :

♣ Về kiến thức:

- Mô tả được TN về hiện tượng cảm ứng điện từ

- Viết được công thức tính từ thông qua một diện tích và nêu được đơn vị đo từthông Nêu được các cách làm biến đổi từ thông.

- Phát biểu được định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ và định luật Len-xơ

về chiều dòng điện cảm ứng

- Viết được hệ thức và

- Nêu được dòng điện Fu-cô là gì, tác dụng có lợi và cách hạn chế tác dụng bấtlợi của dòng Fu-cô

- Nêu được hiện tượng tự cảm là gì

- Nêu được độ tự cảm là gì và đơn vị đo độ tự cảm

- Nêu được từ trường trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua và mọi từtrường đều mang năng lượng

- Viết được công thức tính năng lượng của từ trường trong lòng ống dây códòng điện chạy qua

- Tính được năng lượng từ trường trong ống dây

Theo các tác giả Nguyễn Phúc Thuần, Lê Công Triêm, Nguyễn Thúc Tuấn,phần Từ trường có những nội dung kiến thức trừu tượng (khái niệm từ trường,nguyên lí chồng chất từ trường), khó (cảm ứng từ, lực từ, lực Lo-ren-xơ…), nhữngkiến thức về ứng dụng vật lý khá phức tạp (điện kế khung quay, động cơ điện, láichùm tia điện tử…) Do đó, việc xây dựng, hình thành các kiến thức gặp nhiều khókhăn [21,[Error: Reference source not found2] Chẳng hạn, có những khái niệm như

lực từ hay cảm ứng từ không thể hình thành chỉ trong nội dung một bài học mà phảiqua nhiều giai đoạn ở nhiều bài học khác nhau Phương, chiều của vectơ cảm ứng từ

đã được giới thiệu ở bài 26 nhưng đến bài 28 mới hình thành độ lớn của cảm ứng từthông qua đo lực từ Sau khi xác định được biểu thức tính độ lớn cảm ứng từ mới suy

ra biểu thức tính độ lớn của lực từ Do vậy HS cần có cái nhìn rộng và khái quát hóathì mới hiểu đầy đủ được các khái niệm Bên cạnh đó, GV phải chú ý đến lôgic hìnhthành kiến thức xuyên suốt các bài học trong tổ chức hoạt động nhận thức cho HS.Các kĩ năng của chương này chủ yếu là việc xác định phương, chiều của cảmứng từ, lực từ và việc biểu diễn đường sức từ Những kĩ năng này đòi hỏi HS cần cóđược sự hình dung về mặt không gian, nhớ và vận dụng được các quy tắc vào từngtrường hợp cụ thể Bởi vì với các dòng điện (hay nam châm) có dạng khác nhau thìcảm ứng từ của chúng, nói chung cũng được xác định bởi những quy tắc khác nhau.Trong thực tế, nhiều HS học thuộc lòng các định nghĩa, quy tắc nhưng khi vận dụng

để xác định phương, chiều của cảm ứng từ, lực từ thì lại lúng túng, thậm chí khôngxác định được Vì vậy, trong dạy học, HS cần được giới thiệu các quy tắc một cáchtrực quan, có các TN minh họa để HS tin tưởng vào các quy tắc và vận dụng được quy tắc

2.1.3 Những khó khăn khi thực hiện các TN ở chương “Từ Trường” và chương “ Cảm ứng điện từ” và giải pháp

* TN về cuộn Hem-hôn chưa được cung cấp về trường THPT nên chỉ có thểtải hình ảnh và phim TN từ trên mạng internet về

* Bộ TN cân lực từ có thể dùng để làm các TN trong 3 bài: bài “Phương vàchiều của lực từ tác dụng lên dòng điện”, bài “Cảm ứng từ- Định luật Ampe” để xácđịnh độ lớn lực từ và bài “Dòng điện Fu-cô” Tuy nhiên khi thực hiện TN, nhất là

TN về dòng điện Fu-cô nhận thấy rằng bộ TN có nhiều điểm bất cập như sau:

- Nam châm điện có 800 vòng dây, chịu được điện áp cực đại là 24V và dòngđiện cực đại là 2A Nếu để nguyên như bộ TN thì dòng điện Fu-cô rất nhỏ do vậyrất khó để thấy được sự tắt dần nhanh của tấm kim loại khi ở trong từ trường so vớikhi không ở trong từ trường vì từ trường quá yếu Để khắc phục hiện tượng này,chúng tôi có một số đề xuất chỉnh sửa bộ TN như sau: tháo bớt số vòng dây ở namchâm điện (chỉ cần tháo bớt 40 đến 80 vòng) hoặc thu hẹp khe từ bằng một thanhsắt non thì từ trường mạnh lên thấy rõ