Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm chương tĩnh học vật lí 10 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 PHẠM MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “TĨNH HỌC”-VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí l

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

PHẠM MINH KHOA

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “TĨNH HỌC”-VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH

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 TS DƯƠNG XUÂN QUÝ

HÀ NỘI, 2017

LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự hướng dẫn tận tình của TS Dương Xuân Quý trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Tác giả xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, phòng sau Đại học, các thầy cô giáo trong tổ phương pháp giảng dạy cùng các thầy cô giáo trong Khoa Vật lý trường Đại học sư phạm Hà nôi 2

Tác giả xin chân thành cán ơn Sở GD&ĐT – Vĩnh Phúc Ban giám hiệu trường THPT Tam Dương – Vĩnh Phúc nơi tác giả tiến hành thực nghiệm và đang công tác

Tác giả xin cảm ơn các bạn cùng lớp đã động viên, đoàn kết, giúp đỡ nhau trong suốt thời gian học

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luộn văn này

Xin trân trọng kính chào

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu

và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác

Tác giả

Phạm Minh Khoa

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2

LỜI CAM ĐOAN 3

MỞ ĐẦU 10

1 Lí do chọn đề tài 10

2 Mục đích nghiên cứu 11

3 Giả thuyết khoa học 11

4 Đối tương nghiên cứu 11

5 Phạm vi nghiên cứu 11

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 12

7 Phương pháp nghiên cứu 12

8 Cấu trúc luận văn: 13

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 14

1.1 Cơ sở lí luận về phát triển năng lực thực nghiệm 14

1.1.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực 14

1.1.2 Năng lực thực nghiệm trong dạy học vật lí 17

1.1.2.1 Khái niệm năng lực thực nghiệm 17

1.1.2.2 Biểu hiện của năng lực thực nghiệm 18

1.1.2.3.Ý nghĩa của việc phát triển năng lực thực nghiệm 25

1.2 Bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí theo định hướng năng lực 26 1.2.1 Tác dụng của bài tập thí nghiệm trong việc phát triển năng lực thực nghiệm 26

1.2.2 Việc xây dựng bài tập thí nghiệm 28

1.2.2.1 Các yêu cầu với bài tập thí nghiệm 29

1.2.2.2 Quy trình xây dựng bài tập thí nghiệm 29

1.2.3 Việc sử dụng bài tập thí nghiệm 30

1.3 Cơ sở thực tiễn của việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí ở một số trường thpt Huyện Tam Dương, Tỉnh Vĩnh Phúc 33

1.3.1 Thực trạng chung của việc sử dụng bài tập thí nghiệm ở trường THPT 1.3.1.1 Thực trạng dạy học có sử dụng thí nghiệm ở trường phổ thông hiện nay 33

1.3.1.2 Thực trạng học Vật lí hiện nay của học sinh 34

1.3.1.3 Nhận thức của giáo viên về dạy học bài tập thí nghiệm, phát triển năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lí 36

1.3.2 Nguyên nhân của thực trạng trên 36

1.3.3 Giải pháp 37

1.4 Kết luận chương 1 38

Chương 2 XÂY DỰNG CÁC BÀI TẬP THÍ NGHIỆMCHƯƠNG “ TĨNH HỌC” VẬT LÍ 10 39

2.1 Phân tích nội dung và phương pháp dạy học chương “tĩnh học” 39

2.1.1 Đặc điểm và cấu trúc nội dung của chương 39

2.1.2 Nội dung kiến thức cơ bản và kĩ năng học sinh cần đạt được 39

2.1.2.1 Nội dung kiến thức: 39

2.1.2.2 Nội dung kiến thức: các kỹ năng cơ bản của học sinh cần rèn luyện: 43 2.2 Nghiên cứu xây dựng các bttn thí nghiệm chương tĩnh học 44

2.2.1 Mục đích, yêu cầu 44

2.2.1.1 Mục đích 44

2.2.1.2.Yêu cầu 44

2.2.2 Phương pháp biên soạn 44

2.2.3 Các bài tập thí nghiệm 46

2.2.3.1 Mục tiêu xây dụng các BTTN 46

2.2.3.2 Phương pháp giải BTTN 48

2.2.3.3 Các BTTN được đưa ra nhằm phát triển NLTN của HS 50

2.3 Sử dụng bttn trong dạy học 54

2.3.1 Tổ chức dạy học 54

2.3.1.1 Dự kiến tổ chức thực hiện 54

2.3.1.2 Gợi ý giải một số bài tập 55

2.3.2 Kế hoạch tổ chức dạy học một số bài tập 58

2.3.2.1 Dạy học bài tập 5 58

2.3.2.2 Dạy học bài tập 6: xác định mô men lực tác dụng lên vật rắn có trục quay cố định 64

2.3.3 Kiểm tra đánh giá 69

2.4 Kết luận chương 2 70

Chương 3 : THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 71

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 71

3.1.1 Mục đích 71

3.1.2 Nhiệm vụ: 71

3.2 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 71

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 71

3.3.1 Chọn mẫu 71

3.3.2 Phương pháp tiến hành 72

3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 72

3.4.1 Tiêu chí đánh giá 72

3.4.2.Kết quả thực nghiệm sư phạm 73

3.4.3 Sơ bộ đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 81

3.4.3.1.Tính khả thi của hệ thống bài tập thí nghiệm.sự phát triển của năng lực thực nghiệm 81

3.4.3.2 Sựphát triển năng lực thực nghiệm 82

3.4.4 Tính tích cực của HS 82

3.5 Kết kuận chương 3 84

KẾT LUẬN CHUNG 86

KHUYẾN NGHỊ 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤ LỤC 89

Phụ lục 1 89

Phụ lục 2 92

phương án thí nghiệm 20

Bảng 1.4: Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của thành tố tiến hành phương

án thí nghiệm đã thiết kế 22 Bảng 1.5: Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của thành tố xử lí, phân tích

và trình bày kết quả, rút ra kết luận 24 Bảng 1.6: Các giai đoạn sử dụng BTTN nhằm phát triển NLTN của HS 31

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ HÌNH

Hình 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 55

Hình 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15 56

Hình 2.16, 2.18, 57

Hình 2.19 58

Hình 2.20, 2.21, 2.22, 2.23 59

Hình 3.1 Các nhóm thảo luận 74

Hình 3.2 HS tiến hành TN 76

Hình 3.3 HS nhóm 2 tiến hành TN lắp ghép 77

Hình 3.4 HS nhóm 1 TN xác định trọng tâm vật phẳng mỏng 77

Hình 3.5 Dụng cụ khảo sát mô men lực 79

Hình 3.6 HS nhóm 1 tiến hành TN 80

Hình 3.7 HS nhóm 2 tiến hành TN 80

Hình 3.8 81

Hình 3.9 81

SƠ ĐỒ

Sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương“ Tĩnh học vật rắn-SGK vật lí 10 nâng cao” 40

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Giáo dục phổ thông nước ta đang dần chuyển từ tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc HS học được cái gì đến chỗ quan tâm đến việc HS vận dụng được cái gì vào cuộc sống qua việc học Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối “truyền thụ” một chiều sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng hình thành năng lực, phẩm chất; đồng thời phải chuyền cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề

Vật lí học là sự phản ánh sinh động, phong phú của thực tiễn khách quan qua các mô hình Các khái niệm, định luật vật lí thì rất khái quát bằng những công thức, mô hình toán học, trong khi biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì lại rất phức tạp Việc giải các bài tập vật lí nói chung và BTTN sẽ giúp HS phân tích nhận biết những trường hợp phức tạp đó Thông qua đó, kiến thức vật lí được HS hiểu sâu sắc hơn, ghi nhớ dễ dàng và học đi đôi với thực hành Đặc biệt việc xây dựng và sử dụng BTTN hợp lí sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển các năng lực cho HS như năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực thực nghiệm

Vai trò to lớn của BTTN đã được thừa nhận, tuy nhiên việc đưa BTTN vào dạy học phổ thông vẫn còn nhiều bất cập Do mục đích thi cử, GV chỉ quan tâm đến việc luyện tập giải thành tạo các bài tập mà chưa chú trọng đến phát triển năng lực cho HS

Trong quá trình dạy học và tìm hiểu các tiết thực hành nói chung và các tiết của chương “Tĩnh học” nói riêng, chúng chúng tôi nhận thấy HS vẫn còn nhiều lúng túng về các kĩ năng thí nghiệm (đặc biệt khi đưa ra một yêu cầu thí

nghiệm khác với nội dung SGK) Việc đưa vào giảng dạy các BTTN cũng đã

có nhưng còn rất ít và chưa khai thác một cách hiệu quả nhằm phát triển các năng lực cho HS trong đó có năng lực thực nghiệm-một năng lực quan trọng

với môn khoa học thực nghiệm như bộ môn Vật lí

Thực trạng việc dạy thực hành ở các trường THPT hiện nay còn nhiều hạn chế, chưa kích thích giáo viên, học sinh tự làm đồ dùng TN, chưa phát huy được khả năng sáng tạo của người thầy, trò

Trên tinh thần đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: Xây dựng và

sử dụng bài tập thí nghiệm chương “Tĩnh học”-Vật lí 10 nhằm phát triển năng l ực thực nghiệm của học sinh

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Tĩnh Vật lí lớp 10 để sử dụng trong dạy học theo định hướng phát triển năng lực nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh

học”-3 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Tĩnh học”-Vật

lí lớp 10 và sử dụng trong dạy học phù hợp với định hướng năng lực thì sẽ góp phần phát triển được năng lực thực nghiệm của học sinh

4 Đối tương nghiên cứu

4.1 Khách thể: Quá trình dạy học vật lí ở trường THPT

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích trên chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ cơ bản sau đây:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng BTTN vật lí trong việc

phát triền năng lực thực nghiệm của học sinh THPT

- Xây dựng một số BTTN cùng với việc nghiên cứu và đề xuất một số biện

pháp sử dụng BTTN vật lí phù hợp nhằm khai thác tốt vai trò của thí nghiệm vật

lí trong việc phát triển năng lực thực nghiệm của HS trong dạy học vật lí ở trường THPT

- Soạn thảo tiến trình các bài dạy cụ thể trong chương “Tĩnh học” theo

các biện pháp sử dụng BTTN vật lí để phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở các trường THPT để đánh giá kết

quả và rút ra kết luận

7 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lí thuyết:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận tâm lí học, giáo dục học và lí luận dạy học

bộ môn theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nước cùng với các chỉ thị của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về vấn đề đổi mới phương pháp dạy học hiện nay ở trường phổ thông

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ dạy học của bộ môn vật lí ở trường THPT hiện nay

- Nghiên cứu vai trò của thí nghiệm và BTTN vật lí trong việc phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh

Phương pháp điều tra quan sát

- Thăm dò, trao đổi ý kiến với giáo viên các trường THPT để nắm bắt thực trạng của việc sử dụng BTTN vật lí trong dạy học hiện nay ở các trường THPT

- Xây dựng các mẫu phiếu điều tra để có cơ sở cho việc cần phải đổi mới phương pháp dạy học vật lí hiện nay ở các trường THPT, những khó khăn nhất định trong việc sử dụng BTTN trong dạy học để có những biện pháp sử dụng BTTN vật lí trong dạy học cho phù hợp

8 Cấu trúc luận văn: Luận văn có cấu trúc như sau:

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH THÔNG QUA

BÀI TẬP THÍ NGHIỆM

1.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

1.1.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực

Chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực (định hướng phát triển năng lực) nay còn gọi là dạy học định hướng kết quả đầu ra được bàn đến nhiều từ những năm 90 của thế kỷ 20 và ngày nay đã trở thành xu hướng giáo dục quốc tế Giáo dục định hướng phát triển năng lực nhằm mục tiêu phát triển năng lực người học Việc dạy học theo định hướng phát triển năng lực về bản chất chỉ là cần và coi trọng thực hiện mục tiêu dạy học hiện tại ở các mức độ cao hơn, thông qua việc yêu cầu HS “ vận dụng những kiến thức kĩ năng một cách tự tin hiệu quả và thích hợp trong hoàn cảnh phức hợp và có biến đổi, trong học tập cả trong nhà trường và ngoài nhà trường, trong đời sống thực tiễn

“ Việc dạy học thay vì chỉ dừng ở hướng tới mục tiêu dạy học hình thành kiến thức, kĩ năng và thái độ tích cực ở HS thì còn hướng tới mục tiêu xa hơn đó là trên cở sở kiến thức, kĩ năng được hình thành, phát triển khả năng thực hiện các hành động có ý nghĩa với người học

Giáo dục định hướng năng lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp Chương trình này nhấn mạnh vai trò của người học với

tư cách chủ thể của quá trình nhận thức

Ưu điểm của chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực là tạo điều kiện quản lý chất lượng theo kết quả đầu ra đã quy định, nhấn mạnh năng lực vận dụng của HS Tuy nhiên nếu vận dụng một cách thiên lệch, không chú ý đầy đủ đến nội dung dạy học thì có thể dẫn đến các lỗ hổng tri thức cơ bản và tính hệ thống của tri thức Ngoài ra chất lượng giáo dục không chỉ thể hiện ở kết quả đầu ra mà còn phụ thuộc quá trình thực hiện

Trong chương trình dạy học định hướng phát triển năng lực, khái niệm năng lực được sử dụng như sau:

- Năng lực liên quan đến bình diện mục tiêu của dạy học: mục tiêu dạy học được mô tả thông qua các năng lực cần hình thành;

- Trong các môn học, những nội dung và hoạt động cơ bản được liên kết với nhau nhằm hình thành các năng lực;

- Năng lực là sự kết nối tri thức, hiểu biết, khả năng, mong muốn ;

- Mục tiêu hình thành năng lực định hướng cho việc lựa chọn, đánh giá mức độ quan trọng và cấu trúc hóa các nội dung và hoạt động và hành động dạy học về mặt phương pháp;

- Năng lực mô tả việc giải quyết những đòi hỏi về nội dung trong các tình huống: ví dụ như đọc một văn bản cụ thể Nắm vững và vận dụng được các phép tính cơ bản;

- Các năng lực chung cùng với các năng lực chuyên môn tạo thành nền tảng chung cho công việc giáo dục và dạy học;

- Mức độ đối với sự phát triển năng lực có thể được xác định trong các chuẩn: Đến một thời điểm nhất định nào đó, HS có thể/phải đạt được những gì?

Sau đây là bảng so sánh một số đặc trưng cơ bản của chương trình định hướng nội dung và chương trình định hướng phát triển năng lực:

Bảng 1.1: Bảng so sánh một số đặc trưng cơ bản của chương trình định hướng nội dung và chương trình định hướng phát triển năng lực

Chương trình định hướng nội dung

Chương trình định hướng phát triển năng lực

Mục tiêu

giáo dục

Mục tiêu dạy học được

mô tả không chi tiết và không nhất thiết phải quan sát, đánh giá được

Kết quả học tập cần đạt được mô

tả chi tiết và có thể quan sát, đánh giá được; thể hiện được mức độ tiến

Lựa chọn những nội dung nhằm đạt được kết quả đầu ra đã quy định, gắn với các tình huống thực tiễn Chương trình chỉ quy định những nội dung chính, không quy định chi tiết

- GV chủ yếu là người tổ chức,

hỗ trợ HS tự lực và tích cực lĩnh hội tri thức Chú trọng sự phát triển khả năng giải quyết vấn đề, khả năng giao tiếp,…;

- Chú trọng sử dụng các quan điểm, phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực; các phương pháp dạy học thí nghiệm, thực hành

ngoại khóa, nghiên cứu khoa học, trải nghiệm sáng tạo; đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học

đã học

Tiêu chí đánh giá dựa vào năng lực đầu ra, có tính đến sự tiến bộ trong quá trình học tập, chú trọng khả năng vận dụng trong các tình huống thực tiễn

Chương trình dạy học theo định hướng phát triển năng lực đã và đang được đưa vào quá trình dạy học tại tất cả các cấp học Điều đó cũng đòi hỏi sự chuyển mình của toàn xã hội để phát triển toàn diện cho thế hệ trẻ

1.1.2 Năng lực thực nghiệm trong dạy học vật lí

1.1.2.1 Khái niệm năng lực thực nghiệm

Trong dạy học Vật lí, phương pháp thực nghiệm được Spaki khái quát như sau: “Xuất phát từ các quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng giả thuyết Giả thuyết không đơn giản là sự tổng quát hóa các thí nghiệm đã được làm, nó chứa đựng cái gì đó mới mẻ, không sẵn có trong từ thí nghiệm Bằng các phép suy luận logic và bằng toán học, nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số sự kiến mới mà trước đó chưa biết đến Những sự kiện và hệ quả mới đó lại được thực nghiệm kiểm tra và nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định giả thuyết, biến định luật thành một định luật Vật lí chính xác”

Để thực hiện được điều đó thì việc phát triển NLTN của HS là rất cần thiết Theo nghĩa hẹp, NLTN là năng lực đề xuất phương án thí nghiệm khả thi, tiến hành thí nghiệm( thao tác với các vật thể, thiết bị dụng cụ, quan sát,

đo đạc) để thu được thông tin và rút ra câu trả lời cho các vấn đề đặt ra( đó là

một nhận định về một tính chất, một mối liên hệ, một nguyên lí nào đó, cho phép đề xuất một kết luận mới hoặc kiểm tra một giả thuyết khoa học)

NLTN với tư cách là một năng lực nhận thức khoa học, là năng lực HS

có thể hình thành và phát triển khi nghiên cứu các bộ môn khoa học thực nghiệm, trong đó có Vật lí học HS phải vận dụng tổng hợp các kiến thức lí thuyết kết hợp hài hòa với kĩ năng và thái độ, hoạt động trí óc và thực hành, các vốn hiểu biết Vật lí, kĩ thuật khoa học và thực tế cuộc sống

1.1.2.2 Biểu hiện của năng lực thực nghiệm

Các năng lực nói chung và NLTN nói riêng, để hình thành, phát triển và đánh giá là việc làm khó khăn, đòi hỏi cần có nhiều thời gian Do đó việc chia nhỏ NLTN thành các năng lực thành phần, các thành tố và biểu hiện của nó trong môn Vật lí và phân chia theo các mức độ là hết sức cần thiết

NLTN gồm các bốn thành tố [2]:

Xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết, hệ quả suy luận lí thuyết

 Thiết kế các phương án thí nghiệm

 Tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế

 Xử lí, phân tích và trình bày kết quả, rút ra kết luận

Mỗi thành tố có chỉ số hành vi và mức độ khác nhau cụ thể như sau:

Xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết, hệ quả suy luận từ lí thuyết là khả năng HS đưa ra những nhận định sơ

bộ hay kết luận giả định có giá trị về bản chất của sự vật HS cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra dự đoán, giả thuyết hay nghiệm lại kết quả đã suy luận từ

lí thuyết

Bảng 1.2: Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của thành tố xác định

vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết

HS đưa ra đưa ra được câu hỏi xung quanh vấn đề nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của GV

HS tự lực đưa ra được câu hỏi về

sự kiện xung quanh vấn đề cần nghiên cứu

HS tự lực đưa ra được câu hỏi trúng vấn đề cần nghiên cứu

HS phát biểu được vấn đề cần nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của GV

HS tự phát biểu trúng vấn đề cần nghiên cứu

HS tự phát biểu trúng vấn đề cần nghiên cứu

và nêu được cách giải quyết vấn

đã học, kinh nghiệm dưới

sự hướng dẫn của GV

để đề xuất giả thuyết

HS nêu được các kiến thức đã học, kinh nghiệm có thể áp dụng

để đề xuất giả thuyết

HS nêu và

áp dụng các kiến thức đã học, kinh nghiệm để

đề xuất giả thuyết

1.4.Nêu được các HS nêu được HS tự nêu HS tự nêu HS nêu

dự đoán, giả thuyết

được dự đoán

được dự đoán và có thể kiểm tra được bằng thí nghiệm

được nhiều

dự đoán và

có thể kiểm tra được bằng thí nghiệm

 Thiết kế các phương án thí nghiệm

Phương án thí nghiệm là những dự kiến về cách thức, trình tự tiến hành thực nghiệm trong hoàn cảnh nhất định nào đó để thu được kết quả thực nghiệm mong muốn

Năng lực thiết kế các phương án thí nghiệm là khả năng người học đề xuất các phương án thí nghiệm, dự kiến dụng cụ, cách bố trí, cách tiến hành, cách thu thập, xử lí số liệu GV có thể cho HS một phương án thí nghiệm yêu cầu HS phân tích phương án đó để thấy được mục đích thí nghiệm, dụng cụ, cách tiến hành, cách thu thập xử lí số liệu của phương án được thiết kế Phát triển năng lực này, GV có thể yêu cầu HS tự thiết kế phương án thí nghiệm trên

cơ sở đã cho trước một vài dụng cụ hay mức độ cao hơn HS tự đề xuất các dụng cụ, phương án thí nghiệm

Bảng 1.3: Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của thành tố thiết kế các phương án thí nghiệm

phương án thí nghiệm

HS đề xuất được nhiều phương án thí nghiệm

HS đề xuất được

phương án thí nghiệm khả dĩ

HS đề xuất được

phương án thí nghiệm sáng tạo,

HS tự lựa chọn được phương án thí nghiệm

HS tự lựa chọn được phương án thí nghiệm khả thi, đảm bảo các tiêu chí

HS lập được kế hoạch chi tiết

HS lập được kế hoạch chi tiết và có thể thực hiện được trong điều kiện hiện tại

2.4 Trao đổi với các

HS trao đổi tích cực với các thành viên trong nhóm

HS trao đổi với các thành viên trong nhóm

và ý kiến được là phương án chung của

cả nhóm

HS trao đổi với các thành viên trong nhóm

và tất cả ý kiến được là phương án chung của

cả nhóm

 Tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế

Năng lực tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế là năng lực sử dụng hợp lí, có hiệu quả các thiết bị, dụng cụ và quy trình thao tác kĩ thuật để tiến hành thí nghiệm và quan sát, ghi chép kết quả

Từ việc tiến hành thí nghiệm theo các thao tác đơn giản, dễ quan sát, dễ thu thập và xử lí số liệu, GV có thể phát triển năng lực này cho HS thông qua việc thao tác thí nghiệm phức tạp hơn, yêu cầu sự khéo léo về kĩ thuật và cần hợp lí trong việc quan sát,thu thập kết quả Từ việc thực hiện đúng, đầy đủ các thao tác cho trước, HS được phát triển năng lực tiến hành thí nghiệm từ chính các phương án mà mình thiết kế với các mức độ phù hợp với năng lực của bản thân Và sự tăng dần các mức độ sẽ giúp HS hình thành, phát triển năng lực này một cách từ từ, tạo sự hứng thú trong hoạt động thí nghiệm cho các em

Bảng 1.4: Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của thành tố tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế

HS lựa chọn một

số dụng cụ, thiết

HS chế tạo các dụng cụ,

bị thí nghiệm bị thí nghiệm

có sẵn

bị thí nghiệm có sẵn kết hợp chế tạo một số dụng

cụ đơn giản

thiết bị thí nghiệm đơn giản, khả thi

3.2.Chế tạo thiết bị thí

nghiệm

HS chế tạo thiết bị thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của

GV

HS tự chế tạo thiết bị thí nghiệm

HS tự chế tạo thiết bị thí nghiệm độc đáo, sáng tạo

3.3 Lắp ráp được

TBTN

Lắp ráp được TBTN

Lắp ráp được chính xác TBTN

Lắp ráp được TBTN dưới 1 phút

3.4 Nêu được cấu tạo,

chức năng của các bộ

phận trong TB

Nêu được cấu tạo, chức năng của các bộ phận trong TB

Nêu và lí giải được cấu tạo phù hợp chức năng của các bộ phận trong TB

Nêu được sự khác nhau cấu tạo giữa thiết

kế và thực tế TBTN được dùng

Kiểm tra TB và phát hiện được những sai hỏng thông thường

Kiểm tra TB

và phát hiện, sửa chữa được

hỏng thông thường

Tiến hành đầy đủ các thao tác thí nghiệm

chính xác các thao tác thí nghiệm

phân tích, giải thích hiện tượng diễn ra 3.8 Ghi lại kết quả Ghi lại kết quả Ghi lại kết quả cụ

thể, trung thực

Ghi lại kết quả cụ thể, trung thực, khoa học

 Xử lí, phân tích và trình bày kết quả, rút ra kết luận

Năng lực xử lí, phân tích và trình bày kết quả, rút ra kết luận là khả năng người học xử lí số liệu bằng các phép toán, công cụ toán để trình bày được các mối quan hệ giữa các dữ liệu thực nghiệm( vẽ bảng, đồ thị, sơ đồ…), phân tích mối quan hệ nhân quả để rút ra tính quy luật và đưa ra những kết luận có giá trị Đồng thời HS tiến hành biện luận kết quả, tự đánh giá, cải tiến phép đo

Bảng 1.5: Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của thành tố xử lí, phân tích và trình bày kết quả, rút ra kết luận

4.1.Biểu diễn kết quả

đo được dưới dạng

bảng hay đồ thị

Biểu diễn được kết quả đo

Biểu diễn kết quả đo được dưới dạng bảng hay đồ thị

Biểu diễn kết quả đo được dưới dạng bảng hay đồ thị hợp lí

và có sự lí giải phù hợp

4.2.Lựa chọn và sử Lựa chọn được Lựa chọn và sử Lựa chọn, giải

4.3.Tính toán được sai

số

Tính toán được sai số

Tính toán, giải thích được nguyên nhân sai

số

Tính toán, giải thích được nguyên nhân sai

số và nêu được cách khắc phục

từ khái quát hóa kết quả thí nghiệm

Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm

và tính đúng đắn của kết luận rút

ra từ khái quát hóa kết quả thí nghiệm, giải thích được nguyên nhân

Biện luận tính đúng đắn, giải thích được nguyên nhân, nêu được cách khắc phục

4.5.Tự đánh giá, cải

tiến phép đo

Tự đánh giá được phép đo

Tự đánh giá và nêu được cách cải tiến phép đo

Tự đánh giá, tiến hành cải tiến phép đo

1.1.2.3.Ý nghĩa của việc phát triển năng lực thực nghiệm

Giáo dục phổ thông của nước ta đang dần chuyển mình sang dạy học định hướng phát triển năng lực: ” Đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho HS Nâng cao chất lượng

giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn”

Có thể nói Vật lí học là cơ sở, nền tảng của đa số các ngành kĩ thuật và các quá trình sản xuất Sự bùng nổ khoa học kĩ thuật, công nghệ thông tin làm cho sự ra đời các thiết bị kĩ thuật phục vụ cho sản xuất ngày càng nhiều Điều này đòi hỏi người lao động cần chủ động nắm bắt công nghệ mới Họ phải hiểu rõ và có khả năng thao tác, vận hành, sửa chữa được các thiết bị, máy móc trong cuộc sống NLTN giúp HS luôn có tâm thế sẵn sàng, tự tin, chủ động trong việc tìm hiểu, vận hành, sửa chữa các thiết bị, máy móc Đồng thời, HS sẽ có khả năng tiếp nhận thế giới tự nhiên tốt hơn, biết cách tìm hiểu khám phá tự nhiên, có trực giác nhạy bén trước các tình huống thực tế Vật lí học là một môn khoa học thực nghiệm nên việc hình thành và phát triển NLTN có một ý nghĩa hết sức quan trọng Điều này góp phần hình thành cho

HS thói quen gắn kết các kiến thức đã học với thực tế cuộc sống, học không chỉ trên sách vở Đồng thời, phát triển NLTN cũng kích thích hứng thú của

HS, giúp các em mở rộng kiến thức và phát triển toàn diện

1.2 Bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí theo định hướng năng lực

1.2.1 Tác dụng của bài tập thí nghiệm trong việc phát triển năng lực thực nghiệm

BTTN có nhiều tác dụng về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục và giáo dục

kĩ thuật tổng hợp, giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí luận và thực tiễn.[7]

Dưới đây, chúng tôi xin đề cập đến vai trò của BTTN trong dạy học Vật

lí về phương diện lí luận dạy học và nhiệm vụ dạy học bộ môn

BTTN được sử dụng trong dạy học Vật lí có các chức năng: củng cố trình độ xuất phát về tri thức và kĩ năng, hình thành tri thức kĩ năng mới, ôn

luyện, củng cố tri thức và kĩ năng, tổng kết hệ thống hoá kiến thức, kiểm tra đánh giá trình độ và chất lượng về tri thức và kĩ năng của HS

BTTN có vai trò quan trọng, có tác dụng toàn diện trong việc thực hiện mục tiêu và nhiệm vụ dạy học ở trường phổ thông do các yêu cầu phải thực hiện

cả các thao tác tư duy trí tuệ, tư duy toán học, tư duy vật chất cụ thể cùng các hành động chân tay BTTN góp phần thực hiện các nhiệm vụ nhận thức của quá trình dạy học BTTN được sử dụng trong dạy học Vật lí góp phần thực hiện nhiệm vụ dạy học bộ môn bao gồm : việc truyền thụ tri thức, làm phát triển năng lực nhận thức, giáo dục tư tưởng đạo đức và nhân cách, giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS Truyền thụ cho HS hệ thống tri thức Vật lí là môn học có tính thực nghiệm cao, bài tập vật lí đa dạng, trong đó phải có các BTTN Do thời gian trên lớp có hạn nên khó có thể sử dụng bài tập như một phương tiện truyền thụ tri thức mới mang tính phổ biến Tuy nhiên, việc sử dụng BTTN ở hình thức ôn tập, củng cố, mở rộng thêm các kiến thức là khả thi và hữu dụng hơn

BTTN là phương tiện để nâng cao năng lực nhận thức cảm tính và lí tính cho HS, bởi vì thông qua việc giải bài tập vật lí góp phần phát triển các thao tác trí tuệ như phân tích, so sánh, tổng hợp và khái quát hoá, hệ thống hoá, kĩ năng lập kế hoạch giải quyết trọn vẹn một vấn đề, kể cả các vấn đề có tính kĩ thuật, sáng tạo đồng thời khả năng phán đoán đề xuất vấn đề qua đó cũng được nâng cao BTTN là loại bài tập yêu cầu cao tính tích cực, tự lực của HS qua các thao tác tay chân và trí tuệ nên thói quen tự đặt câu hỏi, tinh thần độc lập suy nghĩ, tư duy tập thể, tư duy khoa học được rèn luyện và xác lập vì thế tư duy sáng tạo qua đó được rèn luyện và có cơ hội phát triển

Việc giải BTTN giúp HS rèn luyện nhiều phẩm chất tâm lí quan trọng như sự kiên trì, nhẫn nại, ý chí vượt khó, tính cẩn trọng tỉ mỉ, tính có kế hoạch trong hoạt động nhận thức Các hiện tượng vật lí xảy ra trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng, cái bản chất, cái thứ yếu lẫn lộn Do đó, HS khó nhận

thức rõ ràng, nhưng có sự định hướng của GV thông qua các BTTN, các em

có thể quan sát và giải thích được, qua đó dần dần tạo cho HS niềm tin con người hoàn toàn có thể nhận thức được thế giới Như vậy BTTN có thể góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS

Một trong những biểu hiện của tư duy khoa học kĩ thuật đó là thành tựu thể hiện ở kĩ năng tìm ra những mối liện hệ sâu sắc giữa một bên là toán học và vật lí học và một bên là những ứng dụng kĩ thuật khác nhau của khoa học đó và biến các tư tưởng khoa học thành các sơ đồ, mô hình, kết cấu kĩ thuật để phục

vụ cuộc sống Như vậy, giáo dục kĩ thuật tổng hợp gồm hai mặt : thứ nhất đòi hỏi HS phải biết những cơ sở khoa học chung của các ngành sản xuất, thứ hai phải phải rèn luyện cho HS có kĩ năng, kĩ xảo sử dụng những công cụ đơn giản nhất của các ngành sản xuất Vì thế, dạy học Vật lí phải luôn gắn liền với đời sống và sản xuất, làm cho HS thấy được những ứng dụng của các kiến thức vật

lí, đồng thời nhận ra được những đòi hỏi phải giải quyết những vấn đề mới của đời sống và kĩ thuật đối với vật lí và người học Vật lí

BTTN giúp GV phát hiện và bồi dưỡng các em có năng khiếu về Vật lí học và kĩ thuật Cùng một BTTN, các em có thể đưa ra nhiều phương án giải khác nhau, tạo ra không khí trao đổi sôi nổi Từ đó, các em sẽ được phát triển năng lực giao tiếp

Vật lí học là ngành khoa học thực nghiệm, đây là cơ hội rất tốt khi sử dụng BTTN để phát triển NLTN của HS

BTTN Vật lí, với đặc trưng vừa là bài tập vừa là thí nghiệm vì thế là phương tiện tốt để vừa rèn luyện được tư duy khoa học kĩ thuật, vừa rèn luyện

kĩ năng, kĩ xảo thực hành

1.2.2 Việc xây dựng bài tập thí nghiệm

Việc xây dựng bài tập thí nghiệm thường không đòi hỏi sự đầu tư lớn

về trang thiết bị mà dựa vào các trang thiết bị có sẵn đã được trang bị ở phòng thí nghiệm hoặc trên các vật dụng, thiết bị … Có sẵn trong đời sống

Bài tập thí nghiệm góp phần phát triển năng lực hoạt động tổng hợp, đặc biệt

là năng lực thực nghiệm và năng lực sáng tạo Về mặt tâm lí, do được chủ động đóng vai trò người nghiên cứu khi giải các bài tập thí nghiệm sẽ tạo điều kiện tăng cường hứng thú phát huy được tính tính cực trong học tập của học sinh

1.2.2.1 Các yêu cầu với bài tập thí nghiệm

Để bài tập thí nghiệm sử dụng hiệu quả trong dạy học thì các bài tập thí nghiệm phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây:

- Diễn đạt rõ ràng, đầy đủ các thông tin mô tả về sự kiện, hiện tượng, quá trình trong không gian và thời gian xác định

- Có độ khó về suy luận, tính toán phù hợp với trình độ, khả năng của học sinh

- Diễn đạt rõ yêu cầu đo đạc, kiểm tra đại lượng hay khảo sát quá trình vật lí

- Các công cụ, phương tiện ứng với các hoạt động thí nghiệm phải đơn giản, dễ kiếm, rẻ tiền, dễ chế tạo, dễ lắp ráp và an toàn với học sinh

- Các phép đo trong các thí nghiệm có độ chính xác chấp nhận được ( 10%)

1.2.2.2 Quy trình xây dựng bài tập thí nghiệm

Bước 1: Nghiên cứu các nội dung Vật lí trong chương trình để xác định các kiến thức liên quan đến yêu cầu đo đạc một số đại lượng vật lí hay khảo sát, mô tả các hiện tượng, quá trình vật lí Đồng thời xem xét khả năng xây dựng các thiết bị thí nghiệm hay vật dụng có sẵn để thực hiện thí nghiệm

Bước 2: Xác lập các mục tiêu về kiến thức, kĩ năng và các năng lực cần đạt ở học sinh khi giải bài tập thí nghiệm

Bước 3: Viết đề bài đòi hỏi cả hoạt động lí thuyết và hoạt động thực nghiệm để đo đạc một đại lượng vật lí hoặc nghiên cứu về hiện tượng hay quá trình vật lí Các bài tập cần đáp ứng được các yêu cầu của bài tập thí nghiệm

và nên có cấu trúc gồm 2 phần:

* Nội dung bài tập:

+ Mô tả bối cảnh trong đó diễn ra quá trình vật lí, hiện tượng vật lí

+ Mô tả về dữ kiện và yêu cầu xác lập mối quan hệ, tìm hiểu quy luật vật

lí, xác định một đại lượng vật lí

+ Yêu cầu xác lập phương án thí nghiệm (theo danh mục thiết bị được cho sẵn hoặc tự chế tạo)

+ Yêu cầu về chế tạo, lựa chọn bố trí thí ngiệm, đo đạc và xử lí số liệu

* Dụng cụ thí nghiệm : Nêu rõ các dụng cụ thí nghiệm Dụng cụ có sẵn, dụng

cụ tự chế tạo với các vật liệu, thiết bị được mô tả: nêu các gợi ý, chỉ dẫn (nếu cần) về bố trí, lắp ráp hay cách thức chế tạo dụng cụ, các chú ý về sự an toàn cho người và thiết bị

Bước 4: Giáo viên tự giải bài tập để xác định được các hoạt động cơ bản, các khó khăn mà học sinh có thể gặp phải, các chú ý khi giải bài tập về cả mặt

lí thuyết và thực nghiệm Hoàn chỉnh đề tài

1.2.3 Việc sử dụng bài tập thí nghiệm

Sử dụng BTTN nhằm phát triển NLTN xét theo khía cạnh nào đó chính

là sử dụng phương tiện dạy học để phát triển NLTN của HS

Việc sử dụng BTTN trong việc dạy học góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện những phẩm chất năng lực của HS BTTN giúp HS hiểu sâu hơn bản chất vật lí của các hiện tượng, quá trình, định luật…qua đó khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn Từ đó HS có cơ

hội hình thành và phát triển NLTN Từ việc bắt chước, làm thí nghiệm theo hướng dẫn, HS có niềm tin và dần tự lực tự đề xuất phương án thí nghiệm, tự chế tạo dụng cụ và tiến hành thí nghiệm Quy trình thiết kế, tiến hành thí nghiệm là điều kiện tốt để HS rèn luyện các thao tác chân tay, giúp HS khắc sâu kiến thức, rèn luyện các đức tính như: tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác khoa học, khả năng độc lập, kĩ năng làm việc nhóm…

BTTN đã thực hiện hóa các kiến thức trong sách vở, đưa chúng lại gần thực tiễn của chính HS Các giai đoạn sử dụng BTTN nhằm phát triển NLTN của HS đượ trình bày qua bảng sau:

Bảng 1.6: Các giai đoạn sử dụng BTTN nhằm phát triển NLTN của HS

Bước 2

Hướng dẫn công việc:

tài liệu, tìm kiếm thông tin, thời gian hoạt động

HS lắng nghe, trao đổi

Bước 3 Tổ chức nhóm, hướng

dẫn cách làm việc

Hs chọn và làm quen nhóm

xã hội…

HS thiết kế PA, lập kế hoạch thực hiện (Làm việc cá nhân, tại nhà)

Bước 2

GV hỗ trợ HS hoạt động thông qua phiếu, hỗ trợ trực tiếp, các phương tiện truyền thông, mạng

xã hội…

HS trao đổi thống nhất về thiết kế PA, lập kế hoạch thực hiện, phân công nhiệm vụ (Làm việc nhóm, tại nhà)

Bước 3

GV hỗ trợ trực tiếp trên lớp

HS hoàn thành bản báo cáo thiết kế và báo cáo trước lớp

Hs tìm kiếm, chế tạo dụng cụ

Bước 2

Hs lắp ráp, tiến hành thí nghiệm( HS tiến hành theo nhóm, tất cả HS trong nhóm thay nhau tiến hành)

Bước 3

Hs quan sát thí nghiệm, ghi lại hiện tượng, kết quả

Hs thu thập số liệu dưới dạng bảng hay đồ thị

Bước 2

HS lựa chọn các công cụ toán và cách xử lí để xử lí

số liệu

Bước 3 Hs rút ra kết quả, nhận

xét Bước 4 HS biện luận kết quả thí

nghiệm, kết luận, tìm ra

nguyên nhân sai số, giải thích, đề xuất biện pháp khắc phục và thực hiện khắc phục

Bước 5

HS hoàn thành bản báo cáo dưới dạng phiếu hay powerpoint và báo cáo trước lớp

đề mới và triển khai giai đoạn tiếp theo

Trên đây là các bước sử dụng BTTN để phát triển NLTN, tuy nhiên GV cần linh hoạt để việc sử dụng hợp lí và đạt hiệu quả cao

1.3 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ

NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở MỘT SỐ TRƯỜNG THPT HUYỆN TAM DƯƠNG, TỈNH VĨNH PHÚC

1.3.1 Thực trạng chung của việc sử dụng bài tập thí nghiệm ở trường THPT

1.3.1.1 Thực trạng dạy học có sử dụng thí nghiệm ở trường phổ thông hiện nay

Qua tìm hiểu 12 giáo viên dạy môn vật lí trong địa bàn 3 trường THPT của huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc, chúng tôi có được những nhận xét như sau:

Phần lớn các GV không sử dụng thí nghiệm trong dạy học, GV chỉ dừng lại ở việc mô tả thí nghiệm bằng hình vẽ, lời nói Trong giờ thực hành cũng ít

GV cho HS tiến hành thí nghiệm mà thường thay vào tiết giải bài tập, hoặc có tiến hành cũng chỉ dừng lại ở thí nghiệm biểu diễn

Dụng cụ TN về phần Tĩnh học trường được trang bị các bộ thiết bị thí nghiệm như: thí nghiệm về tổng hợp các lực đồng quy, các lực song song (cùng chiều và ngược chiều), quy tắc mô men (đĩa mô men) nhưng do thời lượng của tiết học nội khoá, GV chỉ giới thiệu chức năng của bộ TN đó, cho

HS quan sát "mô hình" mà không tiến hành TN Trong thực tế, dụng cụ TN trong phần Tĩnh học không phức tạp lắm nhưng GV chưa tổ chức cho HS thiết

kế, chế tạo để phục vụ cho dạy học nội khoá nên trong khi dạy về phần này

GV chủ yếu chỉ mô tả thí nghiệm bằng lời nói và hình vẽ Việc dạy và học

“chay” khiến HS thụ động, không hiểu rõ bản chất và chỉ cho HS cái nhìn mơ

hồ về hiện tượng vật lí Kiến thức HS thu nhận được xa dời thực tế, việc học trở nên khô khan, khó khăn tiếp nhận, ghi nhớ

1.3.1.2 Thực trạng học Vật lí hiện nay của học sinh

Thực hiện điều tra 350 học sinh lớp 10 của trường THPT Tam Dương- Vĩnh Phúc, chúng tôi có các nhận xét khái quát về một số khía cạnh học tập của học sinh như sau:

+ Hoạt động nhóm chưa tốt: trong cùng một nhóm có em làm việc, có

em không

+ Một số em cũng ham thích tìm hiểu khoa học nhưng do thời gian học trên lớp có hạn, lại tập trung ôn luyện bài tập nên không gây được hứng thú và kích thích sự tìm tòi nghiên cứu của các em trong học tập

- Kĩ năng của HS còn yếu:

+ Khi GV giao cho HS bài tập mô tả thí nghiệm, yêu cầu HS giải thích hiện tượng Nhiều HS không giải thích được, còn một số ít thì thích không rõ ràng Điều đó cho thấy kĩ năng liên hệ kiến thức với thực tế, vận dụng kiến thức Vật lí

đã học vào giải thích các hiện tượng trong đời sống và kĩ thuật còn hạn chế

+ Khi lắng nghe HS giải thích các ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật, chúng chúng tôi thấy kĩ năng trình bày, diễn đạt về một vấn đề, thể hiện ý tưởng của mình còn yếu

+ Kĩ năng làm việc nhóm chưa tốt, các thành viên trong một nhóm chưa

có sự gắn kết, nhiều em thụ động, không tập trung trong nhiệm vụ của nhóm

và hầu như công việc chỉ giành cho một số HS tích cực

+ Các kĩ năng thí nghiệm: HS còn lúng túng về cấu tạo thí nghiệm, cách

bố trí và tiến hành thí nghiệm

- Biểu hiện NLTN của HS trong quá trình học tập:

+ Đa số HS nói rằng rất thích thú nếu được tham gia vào việc thiết kế, chế tạo các dụng cụ và làm các TN vật lí nhưng khi công việc đưa ra thì các

em đều ngại làm Nguyên nhân là do việc chế tạo dụng cụ thí nghiệm quá mới

mẻ với các em và các em cũng phải tập trung học chính khóa mà không có thời gian tìm hiểu chế tạo dụng cụ thí nghiệm

+ Rất nhiều HS cho rằng Vật lí là một môn học khó, khô khan, nhiều lý thuyết và nhiều công thức Các em chủ yếu học và luyện giải bài tập để vượt qua các kì thi, đặc biệt là kì thi đại học Một số em có thắc mắc: “Tại sao phải học Vật lí Học Vật lí có ích gì cho cuộc sống của các em?”

1.3.1.3 Nhận thức của giáo viên về dạy học bài tập thí nghiệm, phát triển năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lí

- Về BTTN:

Các GV có kinh nghiệm và các GV mới ra trường đều biết về loại bài tập này nhưng các GV đều chưa hiểu đầy đủ về đặc điểm, cách giải loại bài tập này nên tất cả GV đều cho rằng đây là bài tập khó, không phù hợp với nhiều đối tượng HS ở trường nên các GV đã không khai thác và đưa loại bài tập này vào giảng dạy cho HS

- Về NLTN:

Các GV chưa có nhận thức đầy đủ về khái niệm, các thành tố, các biểu hiện của NLTN: một số GV cho rằng NLTN chỉ là năng lực tiến hành thí nghiệm Năng lực này còn chưa được quan tâm Một số GV đã được tham gia các khóa bồi dưỡng chuyên môn về năng lực tuy nhiên sự hiểu biết về năng lực này còn chưa được đầy đủ

- Về việc sử dụng BTTN để phát triển NLTN của HS

Đây là một vấn đề mới với GV nên khi trao đổi về vấn đề này, chúng chúng tôi nhận thấy sự nhận thức của GV còn hạn chế Đặc biệt là khi đề nghị

GV đề xuất một số biện pháp sử dụng BTTN để phát triển NLTN cho HS thì nội dung này được để trống hay ghi:” Không có” là khá nhiều

1.3.2 Nguyên nhân của thực trạng trên

-Thiết bị TN đang thiếu nhiều, những thiết bị đã có thì hỏng rất nhiều có

thiết bị thì hỏng một phần hoặc hỏng toàn phần

-TN chưa được đưa vào trong kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của

HS, điều đó đã ảnh hưởng đến thái độ của cả người dạy và người học đối với việc sử dụng TN trong dạy và học VL Bởi như chúng ta biết thi cử có tác dụng điều chỉnh việc dạy và học: thi thế nào thì dạy và học thế đó

-Một phần khác không kém phần quan trọng chính là ở đội ngũ giáo

viên (GV), chúng ta chưa mạnh dạn tìm tòi, nghiên cứu sử dụng, để các TN

VL, các phương tiện dạy học hiện đại thực sự mang lại hiệu quả bằng các vật dụng, đồ dùng hàng ngày có thể tận dụng được

- Ngoài ra, cũng cần phải thừa nhận rằng, khả năng sử dụng các thiết bị

dạy học hiện đại cũng như thao tác TN của một bộ phận GV hiện nay nói chung còn hạn chế

- Các bộ thí nghiệm chỉ thường được dùng trong các giờ thực hành của

học sinh Đa số thí nghiệm chỉ dùng được một cách định tính, thậm chí nhiều dụng cụ không còn sử dụng được và giáo viên chỉ giới thiệu cho học sinh là

có dụng cụ như thế và hướng dẫn học sinh cách thí nghiệm

- Trong các giờ dạy bài mới, một số giáo viên cũng có ý thức sử dụng thí nghiệm nhưng việc dùng thí nghiệm thường chỉ với ý nghĩa minh họa cho kiến thức (làm tăng tính trực quan) mà ít dùng để khảo sát việc xây dựng từng đơn vị kiến thức của bài học

-Việc dùng thí nghiệm trong dạy học thường theo ý chủ quan của mỗi giáo viên và thường là chỉ biểu diễn minh họa, tức là học học sinh không được tham gia vào việc giải quyết các vấn đề của bài học để từ đó rèn luyện tư duy logic và óc sáng tạo, học sinh chỉ là người quan sát và nghe

Chúng chúng tôi nhận thấy với những đặc trưng của dạy học thì BTTN

là hình thức dạy học phù hợp để thực hiện các giải pháp trên, đặc biệt là trong việc phát triển NLTN của HS

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương 1 chúng chúng tôi đã trình bày:

- Những luận điểm cơ bản về dạy học theo định hướng phát triển năng lực, khái niệm năng lực, NLTN NLTN cùng những thành tố, biểu hiện cùng các mực

độ cũng đã được chúng chúng tôi đề cập, phân tích NLTN kết hợp biện chứng giữa tư duy lí thuyết và tư duy thực nghiệm, gắn kết lí thuyết với thực tiễn, gắn kết học với hành, có tác dụng tốt trong việc giáo dục con người Từ đó, GV sẽ có nhận thức đầy đủ hơn và có biện pháp phát triển NLTN của HS phù hợp

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về BTTN, cho thấy loại bài tập này có đặc điểm cơ bản là khi giải phải tiến hành thí nghiệm, nội dung thường gắn liền với thực tiễn và có nhiều tác dụng trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông Thông qua việc giải BTTN giúp HS ôn tập, củng cố lại kiến thức về các kiến thức liên quan, đồng thời phát huy được khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS Việc giao cho HS giải các BTTN là một trong những biện pháp tốt để phát triển NLTN của HS

BTTN góp phần rèn luyện cho HS những kĩ năng thực hành cũng như thao tác tư duy trong hoạt động nhận thức của HS BTTN có thể sử dụng để tạo tình huống có vấn đề; xây dựng kiến thức mới; ôn tập, củng cố kiến thức; kiểm tra đánh giá kĩ năng của HS, góp phần phát huy tính tích cực và phát triển NLTN của HS

Tất cả những lí luận trong chương 1 sẽ được chúng chúng tôi vận dụng

để xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học phần “Tĩnh học” nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của HS lớp 10

Chương 2 XÂY DỰNG CÁC BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “ TĨNH HỌC” VẬT LÍ 10

2.1 PHÂN TÍCH NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHƯƠNG “TĨNH HỌC”

2.1.1 Đặc điểm và cấu trúc nội dung của chương

Tĩnh học là phần của cơ học nghiên cứu về cân bằng của vật rắn dưới tác dụng một hệ lực Nội dung chủ yếu của phần tĩnh học là việc xét sự cân bằng của vật rắn Kiến thức của chương tĩnh học được ứng dụng nhiều trong đời sống hàng ngày đặc biệt trạng thái cân bằng của vật rắn Chương “Tĩnh học” gồm 5 bài được phân phối trong 8 tiết trong đó có hai tiết bài tập và hai tiết thực hành và có cấu trúc theo sơ đồ dưới đây

2.1.2 Nội dung kiến thức cơ bản và kĩ năng học sinh cần đạt được

2.1.2.1 Nội dung kiến thức:

a)Cân bằng của vật rắn không có trục quay:

Trọng tâm của vật rắn là điểm đặt của trọng lực tác dụng vào vật rắn Với các vật rắn đồng chất và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm của vật rắn trùng với tâm hình học của vật

* Cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực không song song

Muốn cho vật rắn chịu tác dụng của hai lực ở trong trạng thái cân bằng thì hai lực phải trực đối

* Cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song:

0 3 2

1    



F F F

* Quy tắc hợp lực hai lực song song

- Trường hợp hai lực song song cùng chiều có:

+ Phương song song với hai lực

+ Cùng chiều với hai lực

Sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương“ Tĩnh học vật rắn-

SGK vật lí 10 nâng cao”

Điều kiện cân bằng

Điều kiên cân bằng của vật rắn có trục quay cố định (quy tắc mô men lực)

Cân bằng của vật rắn

có mặt chân

đế

ĐK cân bằng của vật rắn chỉ chịu tác dụng của ba lực không song song

ĐK cân bằng của vật rắn chỉ chịu tác dụng của ba lực song song

để xác định đường thẳng đứng

Quy tắc hợp lực đồng quy

Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

Quy tắc hợp lực song song ngược chiều

Quy tắc hợp lực

Ngẫu lực