Xây dựng dụng cụ thí nghiệm đơn giản và sử dụng kết hợp với bản đồ tư duy để dạy học chương nhiệt học vật lí 8 cho học sinh miền núi

Hiện nay, ở các trường phổ thông, bên cạnh xây dựng các phương án thí nghiệm bằng các dụng cụ TN được Bộ GD&ĐT trang cấp thì việc nghiên cứu chế tạo một số thí nghiệm tự tạo đơn giản từ

- -PHẠM THỊ MỸ HẠNH

XÂY DỰNG DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN VÀ SỬ DỤNG KẾT HỢP VỚI BẢN ĐỒ TƯ DUY ĐỂ DẠY HỌC CHƯƠNG “NHIỆT HỌC” - VẬT LÍ 8

CHO HỌC SINH MIỀN NÚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

HÀ NỘI, 2017

- -PHẠM THỊ MỸ HẠNH

XÂY DỰNG DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN VÀ SỬ DỤNG KẾT HỢP VỚI BẢN ĐỒ TƢ DUY ĐỂ DẠY HỌC

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 này là hoàn toàn trung thực, chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ một công trình của các tác giả nào khác

Hà Nội, tháng 05 năm 2017

Tác giả luận văn

Phạm Thị Mỹ Hạnh

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học

TS Trần Đức Vượng, đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực

hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Sau đại học, khoa Vật

lí, các thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp cao học K19 trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tận tình giảng dạy, góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và làm luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo và các em học sinh trường THCS Thái Sơn và trường THCS Bình Xa đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Chân thành cảm ơn những tình cảm quý báu của những người thân, bạn

bè, đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên, góp ý và tiếp thêm động lực để tôi hoàn thành luận văn này

Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn và năng lực bản thân còn nhiều hạn chế trong kinh nghiệm nghiên cứu, nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp

Hà Nội, tháng 05 năm 2017

Tác giả luận văn

Phạm Thị Mỹ Hạnh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC HÌNH ix

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 - Lí do chọn đề tài 1

2 - Mục đích nghiên cứu: 4

3 - Nhiệm vụ nghiên cứu: 5

4 - Giả thuyết khoa học: 5

5 - Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 5

6 - Phương pháp nghiên cứu: 5

7 - Cấu trúc luận văn 6

8 – Đóng góp của đề tài 7

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN KẾT HỢP VỚI BẢN ĐỒ TƯ DUY TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 8

1.1 Thí nghiệm và vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí 8

1.1.1 Thí nghiệm Vật lí 8

1.1.2 Vai trò của thí nghiệm trong DH Vật lí 8

1.1.3 Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí 11

1.2 Thí nghiệm tự tạo 15

1.2.1 Khái niệm 15

1.2.2 Phân loại thí nghiệm tự tạo 15

1.2.3 Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm tự tạo 16

1.2.4 Những yêu cầu đối với thí nghiệm tự tạo 17

1.2.5 Các khả năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật

lí 18

1.2.6 Quy trình tự tạo thí nghiệm trong dạy học Vật lí 19

1.3 Bản đồ tư duy (BĐTD) 24

1.3.1 Khái niệm và đặc điểm của bản đồ tư duy 24

1.3.2 Cách đọc bản đồ tư duy 26

1.3.3 Cách vẽ bản đồ tư duy 27

1.3.4 Vai trò của bản đồ tư duy 29

1.3.5 Các ứng dụng của bản đồ tư duy trong dạy học 30

1.4 Tính tích cực của học sinh trong hoạt động học tập Vật lí ở trường phổ thông 34

1.4.1 Tính tích cực nhận thức 34

1.4.2 Tính tích cực của học sinh trong hoạt động học tập Vật lí 34

1.4.3 Tính tích cực nhận thức của học sinh THCS miền núi 37

1.4.4 Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí 38

1.5 Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo đơn giản kết hợp với bản đồ tư duy trong dạy học Vật lí ở trường THCS miền núi 39

1.5.1 Mục đích điều tra 39

1.5.2 Phương pháp điều tra 40

1.5.3 Kết quả điều tra 40

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 43

CHƯƠNG II: XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN KẾT HỢP VỚI BẢN ĐỒ TƯ DUY ĐỂ DẠY HỌC CHƯƠNG "NHIỆT HỌC" - VẬT LÍ 8 CHO HỌC SINH MIỀN NÚI 44

2.1 Cấu trúc, nội dung chương trình, sách giáo khoa chương "Nhiệt học" Vật lí 8 44

2.1.1 Đặc điểm chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 44

2.1.2 Cấu trúc của chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 45

2.1.3 Chuẩn kiến thức, kĩ năng mà học sinh cần đạt được khi học xong

chương “Nhiệt học”- Vật lí 8 48

2.2 Xây dựng một số thí nghiệm tự tạo đơn giản chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 50

2.2.1 Thí nghiệm mô hình về cấu tạo chất 50

2.2.2 Thí nghiệm về sự dẫn nhiệt 51

2.2.3 Thí nghiệm về sự đối lưu 52

2.2.4 Thí nghiệm về hiện tượng khuếch tán 54

2.3 Soạn thảo, thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm tự tạo kết hợp với bản đồ tư duy trong dạy học chương "Nhiệt học" – Vật lí 8 56

2.3.1 Quy trình soạn thảo tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm tự tạo kết hợp với bản đồ tư duy trong dạy học Vật lí 56

2.3.2 Soạn thảo, thiết kế dạy học một số bài cụ thể trong chương “ Nhiệt học ”- Vật lí 8 theo hướng nghiên cứu của đề tài 58

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 84

Chương III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85

3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 85

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 85

3.1.2 Nhiệm vụ của TNSP 85

3.2 Đối tượng và nội dung TNSP 85

3.2.1 Đối tượng 85

3.2.2 Nội dung 86

3.3 Phương pháp đánh giá kết quả TNSP 87

3.3.1 Phân tích định tính dựa trên theo dõi hoạt động của HS trong giờ học 87 3.3.2 Phân tích kết quả định lượng dựa trên kết quả bài kiểm tra 87

3.4 Kết quả TNSP 88

3.4.1 Phân tích định tính và đánh giá kết quả TNSP 88

3.4.2 Phân tích định lượng và đánh giá kết quả TNSP 90

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 96

KẾT LUẬN CHUNG 97

ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ 97

HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

PHỤ LỤC 103

MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM 103

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Bảng số liệu HS được chọn làm mẫu TNSP 86

Bảng 3.2: Ý kiến của GV sau khi dự giờ dạy có sự hỗ trợ của TN tự tạo và BĐTD 89

Bảng 3.3: Ý kiến của HS sau khi học giờ Vật lí có sử dụngTN tự tạo và BĐTD 89

Bảng 3.4: Bảng thống kê kết quả học tập của HS nhóm ThN và ĐC trước TNSP 90

Bảng 3.5: Bảng thống kê kết quả học tập của HS nhóm ThN và ĐC sau TNSP 90

Bảng 3.6: Bảng tần suất lũy tích hội tụ lùi trước TNSP 91

Bảng 3.7: Bảng phân bố tần suất sau TNSP 92

Bảng 3.8: Bảng tần suất lũy tích hội tụ lùi sau TNSP 92

Bảng 3.9: Bảng tổng hợp các tham số 94

DANH MỤC CÁC HÌNH

Sơ đồ 1.1: Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí 12

Sơ đồ 1.2: Quy trình tự tạo thí nghiệm trong dạy học Vật lí 24

Hình 1.1: Cấu trúc bản đồ tư duy 25

Hình 1.2 Cách đọc BĐTD 26

Hình 1.3: Cách vẽ BĐTD 28

Sơ đồ 2.1: Cấu trúc nội dung chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 47

Sơ đồ 2.2: Cấu trúc logic các kiến thức chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 48

Hình 2.1, Hình 2.2 50

Hình 2.3, Hình 2.4 51

Hình 2.5 52

Hình 2.6, Hình 2.7 53

Hình 2.9, Hình 2.10 54

Hình 2.11 55

Hình 2.12 55

Sơ đồ 2.3: Quy trình soạn thảo tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm tự tạo kết hợp với bản đồ tư duy trong dạy học Vật lí 58

Hình 3.2: Đồ thị phân bố tần suất sau TNSP 92

Hình 3.3: Đồ thị phân bố tần suất lũy tích hội tụ lùi sau TNSP 93

PHẦN MỞ ĐẦU

1 - Lí do chọn đề tài

Sự phát triển kinh tế - xã hội trong bối cảnh toàn cầu hoá đặt ra những yêu cầu mới đối với người lao động, do đó cũng đặt ra những yêu cầu mới cho sự nghiệp giáo dục thế hệ trẻ và đào tạo nguồn nhân lực Một trong những định hướng cơ bản của việc đổi mới giáo dục là chuyển từ nền giáo dục mang tính hàn lâm, kinh viện, xa rời thực tiễn sang một nền giáo dục chú trọng việc hình thành năng lực hành động, phát huy tính chủ động, sáng tạo của người học

Nghị quyết số 29 Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương 8 khóa XI ban hành ngày 04/11/2013 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và

đào tạo nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo

hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ

sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực” [7] Nghị quyết cũng đã chỉ rõ trong quá trình giáo dục phải phát huy

tính tích cực, chủ động và sáng tạo của HS, HS phải là chủ thể tích cực của quá trình nhận thức và chủ động trong việc chiếm lĩnh tri thức

Đứng trước những vấn đề như vậy, giáo dục nước ta không ngừng đổi mới sâu sắc và toàn diện: về mục tiêu, về nội dung và về phương pháp dạy học Trong đó đổi mới phương pháp DH đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo dục

Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, thì phương tiện dạy học đóng vai trò hết sức quan trọng Hiện nay, trong các trường phổ thông, đặc biệt đối với học sinh ở các trường miền núi, vùng sâu, vùng xa, do điều kiện

cơ sở vật chất nên chưa có điều kiện cho học sinh quan sát, phân tích và tiến

hành các thí nghiệm khi giảng dạy môn Vật lí Khi được sử dụng các phương tiện dạy học, học sinh không chỉ nâng cao được hiệu quả học tập mà còn hình thành kĩ năng sử dụng các phương tiện học tập và ứng dụng vào thực tiễn Vì vậy, đổi mới phương pháp dạy học với sự góp phần quan trọng của thí nghiệm Vật lí là yêu cầu hết sức cần thiết

Đối với môn Vật lí chủ yếu là môn khoa học thực nghiệm, các khái niệm, các định luật, các thuyết vật lí và các ứng dụng kĩ thuật của vật lí đều phải gắn với thí nghiệm vì vậy việc tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học là vấn đề then chốt của việc đổi mới phương pháp DH Hiện nay, ở các trường phổ thông, bên cạnh xây dựng các phương án thí nghiệm bằng các dụng cụ TN được Bộ GD&ĐT trang cấp thì việc nghiên cứu chế tạo một số thí nghiệm tự tạo đơn giản từ những vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền có tác động rất nhiều tới HS, đặc biệt phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS

Hiện nay, nhiều HS chưa biết cách học, cách ghi nhớ kiến thức vào bộ não mà chỉ học thuộc lòng, học vẹt, thuộc nhưng không nhớ được kiến thức trọng tâm và sự kiện nổi bật trong tài liệu, hoặc không biết cách liên kết các kiến thức có liên quan với nhau và không có nhiều hứng thú trong việc học, nhất là đối với HS THCS đang ở lứa tuổi có nhiều tâm sinh lí thay đổi

Theo một số kết quả nghiên cứu, bản đồ tư duy giúp thể hiện ra bên ngoài cách thức mà não bộ con người hoạt động BĐTD còn gọi là sơ đồ tư duy, lược đồ tưu duy là hình thức ghi chép nhằm tìm tòi, đào sâu, mở rộng một ý tưởng, hệ thống hoá một chủ đề hay một mạch kiến thức bằng cách kết

hợp việc sử dụng đồng thời hình ảnh, đường nét, màu sắc, chữ viết với sự tư

duy tích cực BĐTD có thể vẽ trên giấy, bảng… hoặc có thể thiết kế trên

powerpoint hoặc phần mềm Imindmap Kiểu ghi chép của BĐTD thể hiện bằng hình ảnh, đường nét, màu sắc được trải theo các hướng không có tính

tuần tự và có độ thoáng, giúp dễ dàng phát triển ý tưởng nhanh hơn so với

cách ghi chép thông thường theo kiểu xuống dòng hiện nay Điểm mạnh nhất

của BĐTD là giúp phát triển ý tưởng mà không bỏ sót ý tưởng Việc xây

dựng được một hình ảnh thể hiện mối liên hệ giữa các kiến thức sẽ mang lại những lợi ích đáng quan tâm về các mặt: ghi nhớ, phát triển nhận thức, tư duy, óc tưởng tượng và khả năng sáng tạo Ở Việt Nam, vấn đề ứng dụng BĐTD trong dạy học đã được áp dụng từ năm 2006 Một số đề tài mới nghiên cứu hiệu quả hỗ trợ của BĐTD trong dạy học Vật lí đã thu được kết quả thực nghiệm tốt

Trong chương trình Vật lí THCS, kiến thức phần "Nhiệt học" là những nội dung trừu tượng nhưng lại có nhiều ứng dụng rộng rãi trong đời sống thực

tế và kĩ thuật Vì vậy, trong giảng dạy, việc kết hợp các phương tiện dạy học với BĐTD sẽ giúp học sinh phát huy khả năng tư duy, tính sáng tạo và năng lực hoạt động thực tiễn

Nước ta có nhiều công trình nghiên cứu về tổ chức hoạt động nhận thức cho HS theo hướng phát huy tính tích cực, các công trình nghiên cứu về TN

tự tạo hay các đề tài nghiên cứu về ứng dụng BĐTD trong dạy học Vật lí như:

- Trần Thị Ngọc Ánh (2010), Sử dụng phối hợp TN tự tạo với thí nghiệm

có sự hỗ trợ của máy vi tính vào dạy học phần cơ - nhiệt lớp 10 THPT, luận

văn thạc sĩ giáo dục học, trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế [2]

- Lê Văn Giáo, Nguyễn Thị An Vinh (2006), Nghiên cứu tự tạo, khai thác

và sử dụng thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền nhằm góp phần đổi mới phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, Đề tài khoa học cấp bộ, Đại học sư phạm Huế [8]

- Hà Sỹ Thuyết (1999), Phương pháp sử dụng thí nghiệm trong giờ học vật

lí nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh THCS miền núi, luận

văn thạc sỹ khoa học giáo dục, Trường đại học Sư phạm- Đại học Thái Nguyên [27]

- Nguyễn Thị Nguyên (2010), Nghiên cứu sử dụng bản đồ tư duy

(Mindmaps) trong dạy học chương “động học chất điểm” vật lí 10 THPT nhằm góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và bồi dưỡng tư duy cho học sinh, luận văn thạc sĩ giáo dục học, trường Đại học Sư phạm TP.Hồ

Chí Minh [16]

- Đào Kiên Cường (2013), Hướng dẫn học sinh ôn tập, hệ thống hóa

kiến thức chương "điện học" vật lí 9 với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy, luận văn

thạc sĩ khoa học giáo dục, Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên [6]

Như vậy, mặc dù có nhiều đề tài nghiên cứu về TN tự tạo và BĐTD trong DH Vật lí, tuy nhiên các đề tài này mới chỉ dừng lại ở phạm vi nghiên cứu độc lập, chưa có công trình nào nghiên cứu về xây dựng TN tự tạo đơn giản kết hợp với BĐTD trong DH chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 ở trường THCS miền núi

Trong phạm vi đề tài nghiên cứu của mình, tác giả sẽ kế thừa những kết quả của những công trình nghiên cứu trước đây, đồng thời sẽ nghiên cứu việc

sử dụng TN tự tạo kết hợp với BĐTD để DH chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho HS miền núi

Xuất phát từ những lí do đã trình bài ở trên tác giả lựa chọn đề tài: “Xây dựng dụng cụ thí nghiệm đơn giản và sử dụng kết hợp với bản đồ tư duy để dạy học chương “Nhiệt học” - Vật lí 8 cho học sinh miền núi”

2 - Mục đích nghiên cứu:

Nghiên cứu xây dựng một số thí nghiệm đơn giản và sử dụng kết hợp với bản đồ tư duy để dạy học chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 nhằm phát huy tính tích cực của HS ở trường THCS miền núi

3 - Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của TN, vai trò của TN, kết hợp

TN tự tạo và BĐTD trong DH Vật lí

- Điều tra thực trạng của vấn đề xây dựng một số TN tự tạo đơn giản trong dạy học kiến thức chương “Nhiệt học” - Vật lí 8 ở trường THCS miền núi

- Nghiên cứu nội dung chương trình sách giáo khoa và xây dựng sơ đồ cấu trúc logic chương “Nhiệt học” - Vật lí 8

- Tiến trình xây dựng một số TN tự tạo đơn giản chương “Nhiệt học” - Vật lí 8

- Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học chương “Nhiệt học” - Vật lí 8 với sự hỗ trợ của TN tự tạo và BĐTD trong dạy học Vật lí

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THCS, tổng kết và rút ra một số kết luận cần thiết

4 - Giả thuyết khoa học:

Nếu thiết kế, chế tạo được dụng cụ thí nghiệm đơn giản và xây dựng được tiến trình DH có sử dụng bộ TN này kết hợp với BĐTD trong dạy học chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 thì sẽ phát huy được tính tích cực HS miền núi

5 - Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Hoạt động dạy học các kiến thức chương “Nhiệt học” - Vật lí 8 theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức cho HS với sự hỗ trợ của TN tự tạo và BĐTD ở một số trường THCS thuộc tỉnh Tuyên Quang

6 - Phương pháp nghiên cứu:

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Nghiên cứu những văn kiện của Đảng, chỉ thị của Nhà nước, văn bản của Bộ GD&ĐT về vấn đề đổi mới phương pháp DH ở trường phổ thông

- Nghiên cứu tài liệu về các quan điểm, sự định hướng việc dạy và học tích cực cũng như đổi mới phương pháp dạy học, về lí luận dạy học nói chung

và lí luận dạy học môn Vật lí nói riêng

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ DH của bộ môn Vật lí ở trường phổ thông hiện nay

- Nghiên cứu tài liệu hướng dẫn thiết kế, chế tạo một số dụng cụ TN đơn giản và BĐTD trong dạy học Vật lí; các luận văn về đề tài có liên quan, nội dung chương trình SGK, SGV và các tài liệu khác

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp điều tra: Tìm hiểu thực trạng của việc phát huy tính tích cực nhận thức cho HS với sự hỗ trợ TN tự tạo và BĐTD trong dạy học Vật lí hiện nay ở trường PT thông qua phiếu điều tra

- Phương pháp quan sát: Quan sát để thu thập thông tin về sự tích cực,

sự hứng thú tham gia của học sinh trong giờ học và trong các hoạt động

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở các trường THCS miền núi có đối chứng để kiểm tra tính khả thi của luận văn, cụ thể làm nổi bật vai trò của việc

sử dụng kết hợp TN tự tạo đơn giản với BĐTD trong DH kiến thức chương

"Nhiệt học" – Vật lí 8 cho HS trường THCS miền núi

6.4 Phương pháp thống kê toán học

- Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí kết quả thực nghiệm

sư phạm và kết quả điều tra, từ đó rút ra những kết luận về sự khác nhau trong kết quả học tập của hay nhóm đối chứng và thực nghiệm

7 - Cấu trúc luận văn

Luận văn được trình bày gồm các phần: Phần mở đầu, 3 chương, tài liệu tham khảo và phụ lục Nội dung từng chương được trình bày như sau:

Chương I: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo đơn giản kết hợp với bản đồ tư duy trong dạy học Vật lí.

Chương II: Xây dựng thí nghiệm tự tạo đơn giản kết hợp với bản đồ tư duy để dạy học chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 cho HS miền núi

Chương III: Thực nghiệm sư phạm

8 – Đóng góp của đề tài

- Góp phần làm phong phú thêm cơ sở lý luận trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông với sự hỗ trợ của TN tự tạo và bản đồ tư duy để phát huy tính tích cực của HS miền núi

- Đề xuất được một số phương án xây dựng một số TN tự tạo đơn giản,

sử dụng trong dạy học kiến thức chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 ở trường THCS

- Các giáo án xây dựng theo hướng phát huy tính tích cực của HS miền núi

qua dạy học chương “Nhiệt học” – Vật lí 8 với sự hỗ trợ của TN tự tạo và

BĐTD có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên THCS

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN KẾT HỢP VỚI BẢN ĐỒ TƯ DUY

TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1 Thí nghiệm và vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí

1.1.1 Thí nghiệm Vật lí

Thí nghiệm Vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được tri thức mới [14]

1.1.2 Vai trò của thí nghiệm trong DH Vật lí

1.1.2.1 Thí nghiệm góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS

Thế giới quan là hệ thống tổng quát những quan điểm của con người về thế giới, về vị trí con người trong thế giới đó và về những quy tắc xử sự do con người đề ra trong thực tiễn xã hội Thế giới quan có cấu trúc phức tạp, gồm nhiều yếu tố trong đó có hạt nhân là tri thức Thế giới quan chứa đựng những nguyên tắc, quan điểm, niềm tin, khái niệm, biểu tượng về toàn bộ thế giới, bao gồm: về những sự vật, hiện tượng, về quy luật chung của thế giới, về chỉ dẫn, phương hướng hoạt động của con người, một nhóm người trong xã hội nói chung đối với thực tại (nhằm phát triển sao cho tốt hơn)

Thế giới quan chính là biểu hiện của cách nhìn bao quát đối với thế giới bên ngoài, cả con người và cả mối quan hệ của người - thế giới Nó quy định thái độ của con người đối với thế giới và là kim chỉ nam cho hành động của con người TN trong vai trò là một bộ phận quan trọng trong DH Vật lí sẽ từng bước cung cấp và hệ thống hóa tri thức cho người học, qua đó củng cố niềm tin khoa học và hoàn thiện thế giới quan khoa học của mỗi người, tạo nên tư duy đúng đắn và tích cực

Thông qua TN, lí thuyết được tái hiện một cách sinh động và đầy thuyết phục, tạo niềm tin khoa học vững chắc, tránh được sự giáo điều trong

Đã có nhiều công trình nghiên cứu chứng minh được rằng một trong những biện pháp khắc phục quan niệm HS có hiệu quả nhất là sử dụng TN Vì HS chỉ có thể tự giác từ bỏ những ý nghĩ sai lầm khi tự nhận ra những quan niệm của mình là vô lí, mâu thuẫn với thực tế Thông qua TN, quan niệm HS sẽ dần dần được bộc lộ, qua đó, GV có kế hoạch điều chỉnh, khắc phục các quan niệm này cho người học

1.1.2.3 Thí nghiệm là phương tiện nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh

Ngoài những TN do GV biểu diễn, minh họa, có những TN do HS tự mình tiến hành Qua đó, HS có nhiều cơ hội để rèn luyện kỹ năng, kĩ xảo thực hành, từ đó có khả năng và điều kiện tiếp cận với hoạt động thực tiễn Việc để

HS tham gia vào các TN sẽ tạo điều kiện giúp HS thu nhận kiến thức một cách vững vàng hơn, tăng cường rèn luyện sự kháo léo chân tay Khi tự tay tiến hành các TN, HS sẽ nâng cao được khả năng thực hành, thao tác một cách thuần thục, ngoài ra, việc thu thập, xử lí số liệu sẽ góp phần hoàn thiện

1.1.2.5 Thí nghiệm góp phần tích cực hóa tư duy người học

DH không chỉ đơn thuần là truyền thụ những kiến thức phổ thông cơ bản, mà phải xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh thể hiện trong suy nghĩ, thao tác tư duy để tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn Thông qua TN, mọi giác quan của HS bị tác động mạnh và thường xuyên trong quá trình học tập Quan sát sự vật, hiện tượng TN không giống như quan sát trong tự nhiên,

vì TN đã làm bộc lộ những mối quan hệ bản chất nhất, làm rõ các yếu tố cần quan sát có chủ định Bên cạnh đó, sau khi quan sát TN, việc thu thập, phân

tích, xử lí kết quả số liệu của HS được rèn luyện từng ngày, qua đó nâng cao khả năng tư duy của người học

1.1.2.6 Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của học sinh

TN luôn đòi hỏi HS tính tỉ mỉ, thận trọng, trung thực, kiên trì, sự chính xác, tính kế hoạch, tinh thần tập thể, đoàn kết giúp đỡ nhau trong công việc và

đó là những phẩm chất của con người lao động khoa học và sáng tạo HS được trực tiếp tiến hành TN trong DH Vật lí thực sự đặt họ vào vai trò của người nghiên cứu, HS phải tự phát hiện ra vấn đề cần nghiên cứu, nêu ra giả thuyết khoa học, rút ra các hệ quả, đề xuất được phương án và tự tiến hành được TN Khi được tự tiến hành TN, HS được rèn luyện kỹ năng thu thập số liệu, đo đạc chính xác và xử lí số liệu một cách trung thực Thông thường mỗi phép đo trong TN Vật lí đều được thao tác nhiều lần, do đó tạo cho HS đức tính kiên trì và cẩn thận để sai số trong các lần đo là chấp nhận được

1.1.2.7 Thí nghiệm Vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học

Trong hầu hết các giai đoạn của quá trình DH, TN có vai trò là bộ phận của các phương pháp nhận thức, có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình DH bao gồm: đề xuất vấn đề nghiên cứu; hình thành kiến thức, kĩ năng mới; củng cố kiến thức, kĩ năng đã chiếm lĩnh được; kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS

1.1.3 Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí

Căn cứ vào mục đích lí luận DH của TN vật lí trong quá trình nhận thức của HS, có thể phân chia TN Vật lí trong DH làm hay loại chủ yếu: thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm thực tập Mỗi loại được chia thành một số dạng Tùy theo mục đích sử dụng, sự phân chia ấy được diễn tả bằng sơ đồ [15] sau:

Sơ đồ 1.1: Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí

1.1.3.1 Thí nghiệm biểu diễn

TN biểu diễn là TN do giáo viên tiến hành trên lớp, chủ yếu là để hình thành cho HS những biểu tƣợng ban đầu về các hiện tƣợng, quá trình và quy luật Vật lí, về cấu tạo và hoạt động của một vài dụng cụ, thiết bị kĩ thuật

So với TN thực tập, TN biểu diễn tiến hành tốn ít thời gian, tổ chức đơn giản, không đòi hỏi nhiều dụng cụ, thiết bị kĩ thuật nhƣng lại có hiệu quả rõ rệt ngay trong giờ học trên lớp Tuy nhiên, trong TN này, do HS thụ động quan sát, không trực tiếp làm TN nên hiểu kiến thức không sâu sắc, chắc chắn

và không rèn luyện cho họ những kĩ năng, kĩ xảo thực hành

Tuỳ theo mục đích DH, TN biểu diễn gồm những loại sau:

- TN mở đầu: là TN nhằm giới thiệu cho HS biết qua về hiện tƣợng

sắp nghiên cứu, tạo ra tình huống có vấn đề thúc đẩy mâu thuẫn giữa trình độ kiến thức đã có và nhu cầu hiểu biết hiện tƣợng mới, kích thích tính tò mò, gây hứng thú học tập cho HS, lôi cuốn HS vào hoạt động nhận thức

- TN nghiên cứu hiện tƣợng: là TN nhằm xây dựng hay kiểm chứng

kiến thức mới, bao gồm:

Đồng loạt

Cá thể

Đồng loạt

Cá thể

TN và quan sát

ở nhà

+ TN nghiên cứu khảo sát: là TN nhằm cung cấp các dữ liệu thực nghiệm để từ đó quy nạp, khái quát kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hay các hệ quả rút ra từ giải thuyết đã đề xuất, giải quyết được vấn đề nảy sinh lúc đầu giờ học, do vậy xây dựng được kiến thức mới cho HS

+ TN nghiên cứu minh họa: là TN nhằm kiểm chứng lại những kiến thức đã được xây dựng bằng con đường lí thuyết, hoặc nhằm minh họa kiến thức mà vì nhiều lí do như làm TN nghiên cứu khảo sát quá phức tạp, mất nhiều thời gian lấy đủ số liệu để quy nạp, trình độ HS, thiết bị TN ở trường phổ thông còn hạn chế GV phải thông báo, buộc HS thừa nhận Hình thức

TN này hay được sử dụng hơn do nó chỉ mang tính chất kiểm nghiệm lại các kết luận đã có nên HS sẵn có định hướng về cái phải làm và phù hợp với trình

độ nhận thức của HS hơn

- TN củng cố: được thực hiện ở cuối tiết học, đòi hỏi HS phải vận dụng

tri thức đã học để dự đoán, giải thích hiện tượng, nhờ đó mà đào sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng Đồng thời, GV kiểm tra đánh giá mức độ tiếp thu bài giảng của HS TN củng cố không chỉ được sử dụng trong các tiết học nghiên cứu mà cả trong những giờ luyện tập và hệ thống hóa kiến thức

1.1.3.2 Thí nghiệm thực tập

TN thực tập là TN do HS tự tiến hành ở lớp, ở phòng TN hoặc ngoài lớp, ở nhà Ưu điểm nổi bật của loại TN này là rèn luyện cho HS những kĩ năng, kĩ xảo thực hành và tình tự lực khi giải quyết các vấn đề thực nghiệm Tuy nhIên, việc tổ chức TN thực tập lại phức tạp và đòi hỏi nhiều dụng cụ, thiết bị, kĩ thuật

TN thực tập gồm những loại sau:

- TN thực tập trực diện: được sử dụng khi HS còn chưa có những

kiến thức sâu sắc và vững chắc về tài liệu nghiên cứu và kinh nghiệm đầy đủ trong việc tiến hành TN có liên quan với tài liệu ấy Tùy theo mục đích sử

dụng, TN trực diện có thể là TN mở đầu, nghiên cứu hiện tượng (nghiên cứu khảo sát hoặc minh họa), cũng có thể là TN củng cố

TN trực diện được tổ chức dưới hình thức đồng loạt (GV chia HS thành các nhóm, tất cả các nhóm này cùng một lúc làm các TN như nhau với các dụng cụ thiết bị giống nhau để giải quyết cùng một nhiệm vụ trong cùng một khoảng thời gian), hoặc dưới hình thức cá thể (các nhóm HS cùng một lúc làm các TN khác nhau với cùng một dụng cụ thiết bị nhằm giải quyết các nhiệm vụ bộ phận, để đi tới giải quyết một nhiệm vụ chung)

Ngoài tác dụng rèn luyện kĩ năng thực nghiệm, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu, giáo dục thái độ, tác phong và phương pháp làm việc tập thể, TN trực diện còn có ưu điểm nổi bật là các kết luận được rút ra dựa vào số liệu thực nghiệm khiến cho HS tin tưởng vào kết luận cuối cùng, thấy được tính khách quan của các quy luật đang nghiên cứu

- TN thực hành: là loại TN do HS thực hiện trong phòng TN, đòi hỏi

tính tự lực của HS cao hơn so với ở TN trực diện HS dựa vào tài liệu đã in sẵn mà tiến hành TN, thu thập kết quả rồi viết báo cáo TN

TN thực hành được tiến hành sau khi học xong một chương, một phần của chương trình TN thực hành thường có nội dung phong phú, đòi hỏi dụng

cụ thiết bị hoàn chỉnh, phức tạp hơn so với TN trực diện Yêu cầu về tính tự lực của HS ở loại TN này cũng cao hơn, vì vậy hiểu biết tài liệu học cũng sâu sắc, vững chắc hơn

Căn cứ vào hình thức tổ chức tổ chức TN, có thể phân biệt TN thực hành đồng loạt và TN thực hành cá thể

năng lực sáng tạo của HS trong việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ TN để hoàn thành nhiệm vụ được giao

1.1.4 Các yêu cầu đối với thí nghiệm Vật lí

Để TN phát huy đầy đủ các chức năng của nó trong DH Vật lí thì việc

sử dụng TN phải tuân theo một số yêu cầu chung về mặt kĩ thuật và về mặt phương pháp DH như:

- Xác định rõ logic của tiến trình DH, trong đó việc sử dụng TN phải là một bộ phận hữu cơ của quá trình DH, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức

- Xác định rõ các dụng cụ TN cần sử dụng, sơ đồ bố trí TN, tiến trình

TN, không xem nhẹ các dụng cụ đơn giản

- TN phải trình bày quá trình, hiện tượng vật lí cần nghiên cứu xảy ra một cách ổn định (TN phải thành công ngay và xảy ra như nhau trong các điều kiện giống nhau…) và chính xác

- Trong TN phải cho phép (tạo điều kiện) cho người nghiên cứu (HS) quan sát, thu thập đầy đủ các thông tin cần thiết về quá trình, hiện tượng Vật

lí cần nghiên cứu để có thể hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực,

1.2.2 Phân loại thí nghiệm tự tạo

TN tự tạo gồm 2 loại: thiết bị TN tự tạo và thiết bị TN tự sưu tầm:

- Loại thiết bị TN tự tạo: đó là các thiết bị, TN đơn giản, chế tạo đơn giản, được làm từ các vật liệu dễ tìm, dễ xin hoặc mua với giá rẻ như chai nhựa, vỏ lon, máy móc cũ, đồ dùng giá rẻ, tranh, biểu đồ tự vẽ, ảnh tự chụp, video tự quay, tự ghi âm…

- Loại tự sưu tầm: là các dụng cụ, máy móc cũ được GV sưu tầm và đưa vào DH như thiết bị DH (mô tơ, máy móc, vòng bi cũ, các loại pin, ắc quy cũ, tranh ảnh sưu tầm hay tự chụp…)

1.2.3 Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm tự tạo

Ưu điểm:

- TN tự tạo thường chứa đựng yếu tố bất ngờ, do đó thường mang lại sự

lí thú và hấp dẫn cho HS, góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

- Dụng cụ TN gần gũi trong cuộc sống hàng ngày, dễ kiếm, rẻ tiền nên

có thể triển khai rộng rãi cho GV tham gia chế tạo TN một cách dễ dàng

- Phần lớn các TN tự tạo được gia công một cách đơn giản, không đòi hỏi những yêu cầu kĩ năng thực hành phức tạp

- Việc bố trí và thao tác tiến hành TN tương đối dễ dàng, không mất nhiều công sức, tốn quá nhiều thời gian

- Tiến hành TN tự tạo không yêu cầu cao về mặt cơ sở vật chất, do đó tạo điều kiện cho GV tiến hành TN mọi lúc, mọi nơi, góp phần đa dạng hóa các hình thức DH

- TN tự tạo làm đơn giản hóa hiện tượng, giúp HS nhanh chóng nắm bắt các hiện tượng, quá trình vật lí cần nghiên cứu, gắn liền lí thuyết với thực tiễn

- HS có thể dễ dàng học hỏi và tự chế tạo những TN cho riêng mình, qua đó luyện được kĩ năng thực hành, tính cẩn thận, kiên trì và vượt khó, qua

đó củng cố niềm say mê khoa học đối với bộ môn Vật lí

Hạn chế

- Thí nghiệm tự tạo hầu hết là những thí nghiệm định tính, rất ít thí nghiệm định lượng

- Các dụng cụ dùng cho thí nghiệm ít bền, dễ hư hỏng, có sự hạn chế về mặt thẩm mỹ

Những hạn chế trên là do các dụng cụ TN được gia công thủ công và bằng tay, không được sản xuất theo dây chuyền công nghệ

1.2.4 Những yêu cầu đối với thí nghiệm tự tạo

Ngoài những yêu cầu chung đối với việc sử dụng TN trong DH, khi chế tạo và sử dụng TN tự tạo cần đặc biệt chú ý đến các yêu cầu [9] sau:

- Yêu cầu về tính khoa học và sư phạm:

Kết quả TN phải đúng với bản chất vật lí của sự vật, hiện tượng, bảo đảm tính đúng đắn, khoa học, không được xa rời thực tế Do đó, TN tự tạo cần thể hiện trọng tâm của hiện tượng cần nghiên cứu, tránh rườm rà, khó quan sát Dù TN tự tạo có đơn giản, cho kết quả nhanh chóng thì những kết quả đó cũng phải rõ ràng, chính xác và thuyết phục

Dụng cụ TN phải tuân theo những nguyên tắc sư phạm, không được đi ngược mục tiêu giáo dục, không sử dụng các dụng cụ nguy hiểm, gây tổn hại đến HS như: súng, đạn, thuốc nổ TN tự tạo không nên quá phức tạp, yêu cầu quá cao đối với người sử dụng Các TN càng dễ thao tác, cho kết quả càng nhanh, dễ quan sát và rõ ràng thì tính khả thi càng cao, từ đó mới có thể được ứng dụng rộng rãi trong quá trình DH

- Yêu cầu về kĩ thuật:

Cấu trúc hợp lí, gọn nhẹ, không cồng kềnh Nếu TN có nhiều chi tiết thì các bộ phận phải dễ lắp đặt, lắp xong thì hệ thống phải vững chắc, an toàn cho người sử dụng (điện, nước sôi, axit…) Sau khi sử dụng phải dễ tháo, lau

chùi, bảo quản Chất liệu làm thiết bị không độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng

- Yêu cầu về thẩm mĩ:

TN sẽ tác động đến các giác quan của người học, trong đó trước hết là tác động đến thị giác Mặt khác, quan sát TN sẽ giúp HS bước đầu rút ra những kết luận riêng về sự vật, hiện tượng liên quan Do đó, các dụng cụ TN

tự tạo phải được gia công cẩn thận Nếu là thiết bị mô phỏng thì hình thức phải giống như vật thật, màu sắc phù hợp, hấp dẫn người sử dụng, tránh lòe loẹt, phản cảm Bên cạnh đó, kích thước các dụng cụ phải hợp lí (mô hình tàu thủy, nhà máy thủy điện )

- Yêu cầu về kinh tế:

Thiết bị TN đơn giản nên các vật liệu phải dễ tìm, có thể xin hoặc mua

rẻ tiền Nếu phải mua thì giá thành thiết bị TN phải rẻ vừa phải để không ảnh hưởng nhiều đến kinh tế của người chế tạo, có thể sản xuất, trang bị cho nhiều trường, nhất là những trường miền núi, vùng sâu vùng xa

1.2.5 Các khả năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lí [11]

1.2.5.1 Các thí nghiệm có thể được sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trình dạy học

Trong quá trình DH, các TN tự tạo có thể được sử dụng ở các khâu khác nhau như:

- Được sử dụng để nêu vấn đề (tạo tình huống có vấn đề)

- Dùng để hình thành kiến thức mới (kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết đã đề xuất, kiểm tra kết luận đã rút ra bằng suy luận lí thuyết từ những kiến thức đã biết)

- Củng cố kiến thức (ôn tập, đào sâu, mở rộng) và vận dụng các kiến thức đã học (trong đó có việc ứng dụng của các kiến thức về nhiệt được học vào trong sản xuất và đời sống)

- Dùng để kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS

1.2.5.2 Các thí nghiệm có thể được sử dụng trong dạy học Vật lí dưới nhiều hình thức khác nhau

Các TN có thể do GV tiến hành nhưng sẽ phát huy tốt hơn hiệu quả của chúng nếu do HS tiến hành theo nhiều hình thức khác nhau:

- GV có thể tiến hành TN trên lớp với dụng cụ được làm từ chai nhựa

và vỏ lon, yêu cầu HS về nhà cải tiến hoặc chế tạo dụng cụ theo phương án khác

- Các TN có thể do các nhóm HS làm ở lớp, trong giờ nội khóa hay ngoại khóa, làm ở nhà, làm trước hay sau khi học kiến thức liên quan tới TN

1.2.5.3 Việc thiết kế, chế tạo các dụng cụ và tiến hành thí nghiệm cần được giao cho học sinh dưới dạng các nhiệm vụ nhận thức

- Dù được tiến hành dưới hình thức nào thì việc thiết kế, chế tạo dụng

cụ và tiến hành TN cần được giao cho HS dưới dạng những nhiệm vụ nhận thức Những nhiệm vụ này đòi hỏi HS phải thiết kế phương án TN cụ thể, phải tiên đoán hoặc giải thích các hiện tượng Nhờ vậy mà những TN này góp phần phát triển năng lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn của HS, chứ không đơn thuần chỉ là hoạt động chân tay đơn giản

- Việc lựa chọn khả năng sử dụng từng TN phụ thuộc vào mức độ nội dung kiến thức Vật lí mà HS cần lĩnh hội và logic hình thành kiến thức, ý định sư phạm của GV và vào trình độ của HS

1.2.6 Quy trình tự tạo thí nghiệm trong dạy học Vật lí

Trong DH Vật lí ở trường phổ thông hiện nay, việc tự tạo TN và sử dụng TN tự tạo vào tổ chức hoạt động DH cho HS là việc làm cần thiết, đáp ứng yêu cầu về đổi mới phương pháp DH Chính vì vậy, để việc sử dụng các

TN tự tạo vào tổ chức hoạt động nhận thức cho HS đạt được hiệu quả thì việc xây dựng các TN tự tạo phải tuân theo một quy trình nhất định và trong quá trình xây dựng cần phải bổ sung, điều chỉnh sao cho phù hợp với mục tiêu

DH, nội dung kiến thức, tình hình cơ sở vật chất, thiết bị TN và các hình thức

tổ chức DH Quy trình tự tạo TN có thể được tiến hành theo các bước sau [1]:

Bước 1 Xác định mục tiêu dạy học

Mục tiêu là cái đích đạt tới sau mỗi bài, mỗi chương, mỗi phần do GV đặt ra để định hướng hoạt động DH Mục tiêu DH ở đây là cái đích đặt ra cho

HS cần đạt được, tức là sản phẩm mà HS có được sau mỗi bài học Mục tiêu

DH đó sẽ chỉ đạo toàn bộ nội dung, phương pháp DH và mục tiêu đó gồm 3 thành tố: kiến thức, kĩ năng và thái độ Vì vậy, trước khi sử dụng TN tự tạo vào tổ chức hoạt động DH, GV cần xác định mục tiêu cần đạt được sau khi thực hiện TN hoặc qua bài học này GV cần hình thành những kiến thức, kĩ năng gì cho HS

Bước 2 Nghiên cứu nội dung bài học

Nhiệm vụ của việc DH Vật lí ở trường phổ thông là nhằm giúp cho HS đạt được một hệ thống kiến thức vật lí cơ bản phù hợp với trình độ nhận thức của HS, những kiến thức đó là các hiện tượng, các khái niệm vật lí, các định luật vật lí, thuyết vật lí và ứng dụng của vật lí trong đời sống và trong sản xuất Trên cơ sở nghiên cứu mục tiêu DH và nội dung bài học, GV cần xác định những nội dung kiến thức nào trong bài học có thể tự tạo TN để hình thành hoặc minh họa kiến thức cho HS, từ đó có thể đề xuất và lựa chọn phương án TN thích hợp

Bước 3 Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm

Trong quá trình DH, cơ sở vật chất và thiết bị TN Vật lí có vai trò rất quan trọng, là phương tiện giúp cho GV tổ chức hoạt động nhận thức cho HS

có hiệu quả nhằm đạt được mục tiêu và nhiệm vụ DH đề ra Chính vì vậy, trong DH Vật lí các thiết bị TN tỏ ra rất có hiệu quả trong việc phát huy tính tích cực nhận thức của HS

Ở các trường phổ thông hiện nay, các thiết bị TN đều được cung cấp theo danh mục tối thiểu của Bộ, tuy nhiên qua thời gian sử dụng các thiết bị

TN bị xuống cấp cho kết quả TN không chính xác, thậm chí hư hỏng không

sử dụng được ảnh hưởng đến hiệu quả DH Vật lí ở trường phổ thông Do đó việc thiết kế, chế tạo, cải tiến và sửa chữa các thiết bị TN nhằm khắc phục tình trạng các thiết bị TN thiếu đồng bộ là việc làm thực sự có ý nghĩa và góp phần vào việc thực hiện đổi mới phương pháp DH và tăng cường tính trực quan trong DH

Bước 4 Đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm

Căn cứ vào mục tiêu bài học và tình hình thiết bị TN mà GV có thể đề xuất, lựa chọn phương án TN Việc đề xuất, lựa chọn phương án TN có thể được thực hiện theo 3 cách sau:

- Phương án TN có sẵn, tự thiết kế, chế tạo và lắp ráp TN

- Phương án TN có sẵn, cải tiến một số thiết bị cho phù hợp với nội dung DH

- Tự đề xuất phương án TN và tự tạo TN

Bước 5 Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện cần thiết

Dựa trên phương án TN đã đề xuất, GV tiến hành tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện cần thiết Các vật liệu, dụng cụ và linh kiện dùng trong TN phải có sẵn trong thực tế cuộc sống, dễ tìm kiếm, dễ gia công,

dễ mua, dễ thay thế và sửa chữa thì mới đảm bảo tính khả thi

Bước 6 Gia công, chế tạo dụng cụ thí nghiệm

Sau khi đã chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và thiết bị cần thiết cho

TN, GV tiến hành gia công các vật liệu, dụng cụ và thiết bị để tạo nên các bộ phận của bộ TN theo phương án đã đề xuất Đây là việc làm tương đối khó đối với GV, vì vậy đòi hỏi người GV phải có kĩ năng, tay nghề, những am hiểu và kinh nghiệm trong cuộc sống

Bước 7 Lắp ráp thí nghiệm

Các dụng cụ, thiết bị sau khi đã được gia công, chế tạo theo phương án

TN đã đề xuất thì việc tiếp theo là tiến hành lắp ráp các dụng cụ TN lại với nhau

TN có thể xảy ra hai trường hợp sau:

Trường hợp 1: TN đạt theo phương án đề ra, cho kết quả như mong muốn thì tiếp tục thực hiện bước tiếp theo là hoàn thiện TN nhằm tăng cường tính trực quan, thẩm mĩ và đảm bảo an toàn cho TN khi sử dụng

Trường hợp 2: TN không đạt theo phương án đề ra, không cho kết quả như mong muốn hoặc các dụng cụ, thiết bị sau khi gia công, chế tạo và lắp ráp không vận hành được thì ta tiến hành kiểm tra lại các bước đề xuất phương án, gia công, chế tạo và lắp ráp TN như sau:

- Nếu bước đề xuất phương án TN không khả thi thì đề xuất phương án

TN khác

- Nếu bước gia công, chế tạo dụng cụ TN chưa tốt, chưa đảm bảo yêu cầu đề ra thì tiến hành gia công, chế tạo lại các dụng cụ TN

- Nếu bước lắp ráp dụng cụ, thiết bị chưa hợp lí thì tiến hành kiểm tra

và lắp ráp lại cho hợp lí

Bước 9 Hoàn thiện thí nghiệm

Bước cuối cùng trong quy trình này là hoàn thiện TN nhằm tăng cường tính trực quan, đảm bảo tính thẩm mĩ và an toàn trong quá trình sử dụng

Trong quy trình tự tạo TN thì bước đề xuất phương án TN là quan trọng nhất, vì trong phương án đề xuất thì các vật liệu, dụng cụ và thiết

bị dùng trong TN phải là những dụng cụ có sẵn trong tự nhiên, dễ tìm, dễ gia công và chế tạo thì mới đảm bảo tính khả thi

Ngoài ra, các bước như: gia công và chế tạo dụng cụ, lắp ráp và tiến hành TN cũng rất cần thiết, vì trong quá trình gia công và chế tạo đòi hỏi người GV phải có kinh nghiệm và những am hiểu trong cuộc sống, phải khéo tay, phải làm nhiều lần để tìm các phương án tối ưu nhất Còn bước tiến hành

TN là để kiểm tra, phát hiện và điều chỉnh những sai sót, những dụng cụ chưa được tốt và đảm bảo khi tiến hành TN sẽ thành công

Như vậy, quy trình tự tạo TN có thể được tóm tắt qua sơ đồ sau:

1.3.1 Khái niệm và đặc điểm của bản đồ tư duy

Bản đồ tư duy còn gọi là sơ đồ tư duy, lược đồ tư duy,… “Là hình thức

ghi chép nhằm tìm tòi đào sâu, mở rộng một ý tưởng, tóm tắt những ý chính

Xác định mục tiêu dạy học

Nghiên cứu nội dung bài học

Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất, thiết bị

thí nghiệm

Đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm

Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện

của một nội dung, hệ thống hóa một chủ đề… bằng cách kết hợp việc sử dụng hình ảnh, đường nét, màu sắc, chữ viết” [4]

Nghĩa của cụm từ BĐTD không hiểu theo nghĩa bản đồ thông thường như bản đồ địa lí mà BĐTD được hiểu là một hình thức ghi chép theo mạch tư duy của mỗi người bằng việc kết hợp nét vẽ, màu sắc và chữ viết Đặc biệt đây là một sơ đồ mở, việc thiết kế BĐTD theo mạch tư duy của mỗi người, không yêu cầu tỉ lệ, chi tiết khắt khe như bản đồ địa lí, có thể vẽ thêm hoặc bớt các nhánh, mỗi người vẽ một kiểu khác nhau, dùng màu sắc, hình ảnh, các cụm từ diễn đạt khác nhau, cùng một nội dung nhưng mỗi người có thể “thể hiện” nó dưới dạng BĐTD theo một cách riêng do đó việc lập BĐTD phát huy được tối đa khả năng sáng tạo của mỗi người

BĐTD là một công cụ tổ chức tư duy nền tảng, có thể miêu tả nó là một

kĩ thuật hình họa với sự kết hợp giữa từ ngữ, hình ảnh, đường nét, màu sắc phù hợp với cấu trúc, hoạt động và chức năng của bộ não giúp con người khay thác tiềm năng vô tận của bộ não Nó được coi là sự lựa chọn cho toàn

bộ trí óc hướng tới lối suy nghĩ mạch lạc Tony Buzan là người đi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu tìm ra hoạt động của bộ não Theo Tony Buzan “một

Hình 1.1: Cấu trúc bản đồ tư duy

hình ảnh có giá trị hơn cả ngàn từ…” và “màu sắc cũng có tác dụng kích thích não như hình ảnh Màu sắc mang đến cho BĐTD những rung động cộng hưởng, mang lại sức sống và năng lượng vô tận cho tư duy sáng tạo”

Cơ chế hoạt động của BĐTD chú trọng tới hình ảnh, màu sắc, với các mạng lưới liên tưởng (các nhánh) BĐTD là công cụ đồ họa nối các hình ảnh

có liên hệ với nhau vì vậy có thể vận dụng BĐTD vào hỗ trợ DH kiến thức mới, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức, và lập kế hoạch công tác

Kĩ thuật tạo ra BĐTD này được gọi là Mindmapping và được phát triển bởi Tony Buzan vào đầu năm 1970 Ở giữa bản đồ tư duy là một chủ đề trung tâm này sẽ được phát triển bằng các nhánh nhỏ thể hiện các tiêu đề nhằm nghiên cứu chủ đề ở mức độ sâu hơn Trong từng tiêu đề được phát triển bởi những nhánh nhỏ này lại tiếp tục được phân thành nhiều nhánh nhỏ hơn, nhằm nghiên cứu vấn đề ở mức độ sâu hơn nữa và các chi tiết hỗ trợ Nhờ sự kết nối giữa các nhánh, các ý tưởng cũng có sự liên kết dựa trên mối liên hệ của bản thân chúng, điều này khiến BĐTD có thể bao quát được các ý tưởng trên một phạm vi sâu rộng mà một bản liệt kê ý tưởng thông thường không thể làm được

1.3.2 Cách đọc bản đồ

tư duy

Cấu trúc của BĐTD

không xuất phát từ trái sang phải

và từ trên xuống dưới theo kiểu

truyền thống Thay vào đó,

BĐTD được vẽ, viết và đọc theo

hướng bắt nguồn từ trung tâm di

chuyển ra phía ngoài và sau đó

là theo chiều kim đồng hồ Do

Hình 1.2 Cách đọc BĐTD

đó, các từ ngữ trên BĐTD nên được đọc từ trái sang phải, bắt đầu từ phía trong di chuyển ra ngoài Các mũi tên xung quanh BĐTD bên dưới chỉ ra cách đọc thông tin trong sơ đồ Các số thứ tự cũng là một hướng dẫn khác

Bốn kết cấu chính I, II, III, IV trong BĐTD phía trên được gọi là nhánh chính BĐTD có bốn nhánh chính vì nó có bốn tiêu đề phụ Số tiêu đề phụ là

số nhánh chính Đồng thời các nhánh chính của BĐTD được đọc theo chiều kim đồng hồ, bắt nguồn từ nhánh I tới nhánh II, rồi nhánh III, và cuối cùng là nhánh IV Các từ khóa được viết và đọc theo hướng từ trên xuống dưới trong cùng một nhánh chính

1.3.3 Cách vẽ bản đồ tư duy

1.3.3.1 Công cụ vẽ bản đồ tư duy

Có hay cách vẽ BĐTD: vẽ bằng tay hoặc bằng phần mềm máy tính

- Vẽ bằng tay: người học sử dụng bút chì màu, phấn, tẩy,…vẽ trên giấy, bìa, bảng phụ,…

- Vẽ bằng phần mềm: người học có thể sử dụng các phần mềm bản đồ

tư duy như ConceptDraw MINDMAP 5 Professional (miễn phí), Mindjet MindManager Pro7, FreeMind, MindManager, Buzan’s iMindMap…hoặc vẽ bằng chương trình Microsoft Word

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

1.3.3.2 Các bước vẽ bản dồ tư duy

Bước 1: Chọn từ trung tâm (còn gọi là từ khóa) Từ trung tâm là tên

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

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

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

phụ chính là các nội dung kiến thức cơ bản của một bài học hoặc một đơn vị kiến thức nào đó của bài học Những nội dung kiến thức này sẽ góp phần làm

sáng tỏ nội dung của chủ đề chính ở trung tâm HS vẽ thêm các tiêu đề phụ bằng hình ảnh hoặc chữ xung quanh tiêu đề trung tâm, lưu ý cách bố trí và sử dụng màu sắc Tiêu đề phụ nên được vẽ theo hướng chéo góc để nhiều nhánh

phụ khác có thể vẽ tỏa ra một cách dễ dàng

Bước 3: Trong từng tiêu đề phụ, vẽ thêm các ý chính và các chi tiết

hỗ trợ (nhánh cấp 2,3…) Sau khi vẽ các tiêu đề phụ, HS xác định những nội

dung kiến thức hỗ trợ cho nội dung của các tiêu đề phụ đó rồi tiến hành vẽ thêm các ý chính và các chi tiết hỗ trợ Trong khi vẽ HS chỉ nên tận dụng các

từ khóa và hình ảnh Mỗi từ khóa, hình ảnh nên được vẽ trên một đoạn gấp

khúc riêng trên nhánh

Bước 4: Hoàn thiện BĐTD HS có thể vẽ thêm hình ảnh và sử dụng

màu sắc giúp các ý quan trọng thêm nổi bật, bổ sung các liên kết cần thiết để hoàn thiện BĐTD

Có thể tóm lược cách vẽ bản đồ tư duy bằng một BĐTD như sau:

1.3.3.3 Nguyên tắc vẽ bản đồ tư duy

Để sử dụng công cụ BĐTD một cách có kết quả, trong quá trình lập và

sử dụng BĐTD, cần tuân thủ theo các nguyên tắc sau: Nhấn mạnh, liên kết và

mạch lạc

Nhấn mạnh có tác dụng tăng trí nhớ và đẩy mạnh sự sáng tạo Mọi kĩ

thuật để nhấn mạnh đều có thể được dùng để liên kết, và ngược lại Muốn đạt hiệu quả nhấn mạnh tối ưu trong BĐTD hãy sử dụng hình ảnh, màu sắc, kích

cỡ của chữ viết một cách thích hợp để thu hút sự tập trung của mắt và não

Liên kết tạo ra mối liên hệ giữa các kiến thức thành phần trong một chủ

đề thống nhất có vai trò tăng trí nhớ và tính sáng tạo của HS Việc dùng kí hiệu để liên kết là quy tắc khá quan trọng Khi dùng kí hiệu, các mối liên kết giữa các bộ phận trong cùng một trang trong BĐTD sẽ dễ dàng được tìm thấy bất kể chúng xa hay gần nhau Có thể kí hiệu bằng dấu thập chéo, vòng tròn, tam giác, gạch dưới hay những kí hiệu phức tạp hơn…Kí hiệu cũng giúp tiết kiệm thời gian

Mạch lạc là sự diễn đạt sáng sủa, dễ nhìn của BĐTD cũng đóng vai trò

quan trọng trong việc tăng cường hứng thú và giúp cho việc ghi nhớ trở nên

dễ dàng hơn đối với người học Một ghi chú viết vẽ nghệch ngoạc sẽ gây trở ngại nhiều hơn là giúp cho trí nhớ vì nó đi ngược lại bản tính liên kết của tư duy và hạn chế tư duy mạch lạc

1.3.4 Vai trò của bản đồ tư duy

So với các cách thức ghi chép truyền thống thì phương pháp dùng BĐTD có những điểm vượt trội như sau:

+ Logic, mạch lạc

+ Ý chính sẽ ở trung tâm và được xác định rõ ràng

+ Nhìn thấy bức tranh tổng thể mà lại chi tiết