LUẬN văn sư PHẠM vật lý sử DỤNG PHẦN mềm CROCODILE PHYSICS 6 05 HỖTRỢ VIỆC áp DỤNG các PHƯƠNG PHÁP NHẬN THỨC KHOA học KHI GIẢNG dạy CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG, VL 12 NC

Bên cạnh ñó, ñể thực hiện mục tiêu chung của giáo dục trong dạy học vật lí, chương trình vật lí THPT cũng yêu cầu cung cấp cho học sinh những hiểu biết về các phương pháp nhận thức khoa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ





Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

ThS-GVC: Trần Quốc Tuấn Võ Thị Phương Hồng

MSSV:1087039

Cần Thơ, 5/2012

Vì thế ñể ñào tạo con người phát triển toàn diện, ñáp ứng yêu cầu và những thách thức của hội nhập và phát triển, cần phải ñổi mới và hiện ñại hóa phương pháp giảng dạy ở mọi cấp học, ngành học ðịnh hướng này ñã ñược xác ñịnh trong Nghị quyết TW2, khóa VIII: “ðổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục - ñào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước

áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện vào quá trình dạy và học, ñảm bảo

ñiều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu của học sinh ”

Trong rất nhiều phương pháp ñể nâng cao tri thức thì việc sử dụng phần mềm vi tính vào giảng dạy thật sự ñem lại hiệu quả thiết thực Giáo viên có phương pháp dạy học phù hợp ñể học sinh nắm bắt ñược kiến thức, biến nó thành hiểu biết của mình, áp dụng vào thực tiễn cuộc sống của bản thân và cộng ñồng Bên cạnh ñó, ñể thực hiện mục tiêu chung của giáo dục trong dạy học vật lí, chương trình vật lí THPT cũng yêu cầu cung cấp cho học sinh những hiểu biết về các phương pháp nhận thức khoa học Bản thân là một sinh viên sư phạm, em nhận thấy vấn ñề sử dụng phần mềm vi tính vào việc giảng dạy là rất cần thiết, cần ñược quan tâm nhiều hơn với mục ñích tìm ra phương pháp dạy học hiệu quả ñể phát triển năng lực sáng tạo và nâng cao hiệu quả

học tập của học sinh ðây chính là tất cả ñộng lực ñã thúc ñẩy em chọn ñề tài: “Sử

dụng phần mềm Crocodile Physics 6.05 hỗ trợ việc áp dụng các phương pháp nhận thức khoa học khi giảng dạy chương Sóng ánh sáng, Vật lí 12 NC”

2 Mục ñích của ñề tài :

• Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc áp dụng các phương pháp nhận thức khoa học vào DHVL

• Nghiên cứu cách sử dụng phần mềm Crocodile Physics 6.05

• Xây dựng tiến trình hoạt ñộng dạy học theo tinh thần ñổi mới PPDH

• Vận dụng soạn giảng thử nghiệm một số bài trong chương Sóng ánh sáng, Vật

lí 12 NC có sử dụng phần mềm Crocodile Physics 6.05

3 Giả thuyết khoa học :

Nếu ứng dụng ñược các phần mềm hỗ trợ dạy học vào giảng dạy vật lí ở trường THPT một cách thích hợp và linh hoạt thì sẽ góp phần ñổi mới phương pháp dạy học, phát triển năng lực sáng tạo theo hướng tích cực hóa hoạt ñộng học của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học

4 Nhiệm vụ nghiên cứu :

• Nghiên cứu lý luận về ñổi mới PPDH

• Nghiên cứu các phương pháp nhận thức khoa học áp dụng trong dạy học vật lí

• Nghiên cứu phần mềm Crocodile Physics 6.05

• Sử dụng phần mềm Crocodile Physics 6.05 thiết kế một số bài học trong chương Sóng ánh sáng, Vật lí 12 NC

• Tiến hành thực nghiệm sư phạm

5 Phương pháp nghiên cứu :

• Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Sách giáo khoa vật lý lớp 12, các tài liệu bồi dưỡng giáo viên vật lí THPT, các tài liệu về chuyên ngành PPDH vật lí,

• Phương pháp tổng kết kinh nghiệm

• Phương pháp thực nghiệm sư phạm: tiến hành giảng dạy một số bài trong

chương Sóng ánh sáng VL 12 NC, tiến hành kiểm tra 1 tiết, ñánh giá kết quả nghiên

cứu của ñề tài

6 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu :

• Hoạt ñộng dạy và học của GV và HS trong giờ học vật lí

• Sử dụng phần mềm Crocodile Physics 6.05 hỗ trợ việc áp dụng các phương pháp nhận thức khoa học khi giảng dạy chương Sóng ánh sáng, Vật lí 12 NC

7 Các giai ñoạn thực hiện ñề tài :

Bước 1: Tìm hiểu thực trạng, trao ñổi với thầy hướng dẫn, nhận ñề tài nghiên cứu

Bước 2: Lập ñề cương: ñảm bảo khoa học, logic, chặt chẽ

Bước 3: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết

Bước 4: Nghiên cứu nội dung và phương pháp xây dựng chương Sóng ánh sáng và soạn giáo án

Bước 5: Thực nghiệm sư phạm

Bước 6: Hoàn chỉnh ñề tài, chuẩn bị bài Power Point

Bước 7: Bảo vệ luận văn

8 Các chữ viết tắt trong luận văn :

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1 ðỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Ở THPT

1.1 Những vấn ñề chung về ñổi mới giáo dục THPT

1.1.1 Mục tiêu ñổi mới của giáo dục nước ta

Nước ta ñang bước vào thời kì công nghiệp hóa, hội nhập với cộng ñồng thế giới trong nền kinh tế cạnh tranh quyết liệt Tình hình ñó ñòi hỏi phải ñổi mới mục tiêu giáo dục, nhằm ñào tạo ra những con người có những phẩm chất mới toàn diện hơn Nền giáo dục không chỉ dừng lại ở chỗ trang bị cho HS những kiến thức khoa học mà nhân loại ñã tích lũy ñược mà còn phải bồi dưỡng cho họ tính năng ñộng, cá nhân phải

có tư duy sáng tạo và năng lực thực hành giỏi Nghị quyết hội nghị BCH TW ðảng

Cộng sản Việt Nam, khóa VIII ñã chỉ rõ: “nhiệm vụ cơ bản của giáo dục là nhằm xây

dựng con người và thế hệ thiết tha gắn bó với lí tưởng ñộc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có ñạo ñức trong sáng, có ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ quốc công nghiệp hóa, hiện ñại hóa; giữ gìn và phát huy các giá trị văn hóa dân tộc, có năng lực tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại, phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện ñại, có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi, có tính tổ chức kỉ luật cao, có sức khỏe, là những người kế thừa xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên như lời căn dặn Bác Hồ”.([13], trang 49)

1.1.2 ðổi mới PPDH ñể thực hiện mục tiêu mới

PPDH truyền thống trong một thời gian dài ñã ñạt ñược những thành tựu quan trọng Tuy nhiên phương pháp ñó nặng về truyền thụ một chiều, thầy giảng giải, minh họa, trò lắng nghe, ghi nhớ và bắt chước làm theo, thì không thể ñào tạo những con người có tính cách tích cực cá nhân, có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi Cùng với xu thế phát triển chung của thế giới, nền giáo dục ở nước ta ñang chuyển dần

từ trang bị cho HS kiến thức sang bồi dưỡng cho họ năng lực mà trước hết là năng lực sáng tạo Nó ñòi hỏi nền giáo dục nước ta phải ñổi mới mạnh mẽ, sâu sắc, toàn diện ñể

có thể tạo cho ñất nước những con người lao ñộng có hiệu quả trong hoàn cảnh mới Mục tiêu giáo dục ngày nay ở nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ cho HS những kiến thức, kỹ năng loài người ñã tích lũy

ñược trước ñây, mà còn ñặc biệt quan tâm ñến vệc bồi dưỡng năng lực sáng tạo ra

những tri thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn ñề mới phù hợp với hoàn

cảnh của mỗi ñất nước, mỗi dân tộc Trong xã hội biến ñổi mau lẹ như hiện nay người lao ñộng cũng phải biết luôn ñổi mới kiến thức và năng lực của mình cho phù hợp với

sự phát triển của KH, kĩ thuật Lúc ñó người lao ñộng phải có khả năng tự ñịnh hướng

và tự học ñể thích ứng với ñòi hỏi mới của xã hội Giáo dục không phải chỉ chú ý ñến yêu cầu xã hội ñối với người lao ñộng, mà còn phải chú ý ñến quyền lợi, nguyện vọng, năng lực, sở trường của cá nhân Sự phát triển ña dạng của cá nhân sẽ dẫn ñến sự phát

triển mau lẹ, toàn diện và hài hòa của xã hội ([13], trang 50)

1.2 Phương hướng chiến lược ñổi mới phương pháp dạy học

1.2.1 Khắc phục lối truyền thụ một chiều

Truyền thụ một chiều là một kiểu dạy học ñã tồn tại lâu năm trong nền giáo dục của chúng ta Nét ñặc trưng của nó là: “GV ñộc thoại, giảng giải minh họa, làm mẫu, kiểm tra, ñánh giá; còn HS thì thụ ñộng ngồi nghe, ngồi nhìn” Nói một cách khác, GV

là nhân vật trung tâm của quá trình dạy học, GV xác ñịnh mục ñích học, nội dung học, cách thức học, con ñường ñi ñến kiến thức kĩ năng, ñánh giá kết quả học

Cách dạy ñó rõ ràng là dồn HS vào thế hoàn toàn thụ ñộng, không có cơ hội ñể suy nghĩ, phát triển ý thức, thực hiện những suy nghĩ mới mẻ của mình

Tư tưởng chỉ ñạo bao trùm nhất là tổ chức cho HS tham gia tích cực vào các hoạt

ñộng học tập ña dạng theo hướng tìm tòi nghiên cứu phù hợp với phương pháp thực

nghiệm Ở THPT cần phải tiếp tục phát triển tư duy ñó ñể hình thành cho HS những kĩ năng hoạt ñộng học tập vững chắc, tạo một sự chuyển biến về chất trong phương pháp học tập của HS Bởi vậy tổ chức lôi cuốn HS tham gia tích cực vào việc giải quyết vấn

ñề học tập là biện pháp cơ bản ñể bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho HS

ðể thực hiện PPDH mới hướng vào việc tổ chức hoạt ñộng nhận thức tích cực, tự lực của HS thì ngoài vai trò hướng dẫn, tổ chức của GV, cần phải có phương tiện làm việc phù hợp với HS ðối với Vật lí học thì ñặc biệt quan trọng là tài liệu giáo khoa và thiết bị thí nghiệm SGK và thiết bị thí nghiệm phải ñổi mới ñể tạo ñiều kiện cho việc

thực hiện mục tiêu dạy học ([13], trang 50)

1.2.2 ðảm bảo thời gian tự học, tự nghiên cứu của HS

Rèn luyện khả năng tự học hình thành thói quen tự học Bất cứ một việc học tập nào ñều phải thông qua tự học của người học thì mới có thể có kết quả sâu sắc và bền vững Hơn nữa trong cuộc ñổi mới của con người ở thời ñại hiện nay, những ñiều học

ñược trong nhà trường chỉ rất ít và là nhứng kiến thức cơ bản rất chung chung, chưa ñi

sâu vào một lĩnh vực cụ thể nào trong ñời sống và sản xuất

Bởi vậy ngay trên ghế nhà trường HS ñã phải ñược rèn luyện khả năng tự học, tự lực hoạt ñộng nhận thức Vấn ñề này trước ñây chưa ñược chú ý ñúng mức, HS ñã quen học tập thụ ñộng, dựa vào sự giảng giải kĩ lưỡng của GV, ít chịu tự lực tìm tòi nghiên cứu Cần phải nhanh chóng khắc phục tình trạng này ngay từ những lớp dưới

chứ không phải chỉ áp dụng cho những HS ở các lớp trên ([13], trang 51)

1.2.3 Rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học

Muốn rèn luyện ñược nếp tư duy sáng tạo của người học thì quan trọng nhất là phải tổ chức, hướng dẫn, tạo ñiều kiện cho HS tích cực, tự lực tham gia vào quá trình tái tạo cho mình kiến thức mà nhân loại ñã có, tham gia giải quyết các vấn ñề học tập, qua ñó mà phát triển năng lực sáng tạo HS học bằng cách làm, tự làm, làm một cách chủ ñộng say mê hứng thú, chứ không phải ép buộc Vai trò của GV không còn là giảng dạy, minh họa nữa mà chủ yếu là tổ chức, hướng dẫn, tạo ñiều kiện cho HS hoạt

ñộng, thực hiện thành công các hoạt ñộng học ña dạng mà kết quả là giành ñược kiến

thức và phát triển ñược năng lực

PPDH tích cực này còn mới mẻ ở nước ta Nhưng rõ ràng là cách học này ñem lại cho HS niềm vui sướng, hào hứng, nó phù hợp với ñặc tính ưa hoạt ñộng của ña số trẻ

em Việc học ñối với các em trở thành niềm hạnh phúc, giúp các em tự khẳng ñịnh

ñược mình và nuôi dưỡng lòng khát khao sáng tạo ([13], trang 51)

1.2.4 Áp dụng các phương pháp tiên tiến, các PPDH hiện ñại vào QTDH

Theo quan ñiểm thông tin, học là một quá trình thu nhận thông tin có ñịnh hướng,

có sự tái tạo và phát triển thông tin và giúp người học thực hiện quá trình trên một

cách có hiệu quả ðổi mới PPDH người ta tìm những “ phương pháp làm tăng giá trị

lượng tin, trao ñổi thông tin nhanh hơn, nhiều hơn và có hiệu quả hơn” Nhờ sự phát

triển của KHKT, quá trình DH ñã sử dụng phương tiện DH:

Phim chiếu ñể giảng bài với ñèn chiếu Overhead

Phần mềm hổ trợ giảng bài, minh họa trên lớp với Projetor

CNTT, ñánh giá bằng trắc nghiệm trên máy tính

Tăng cường sử dụng phương tiện DH, thiết bị DH, coi ñó là phương tiện ñể nhận thức; việc sử dụng phương tiện DH tạo ñiều kiện cho quá trình nhận thức của HS trên

tất cả các bình diện khác nhau, ñặc biệt là trên bình diện trực quan trực tiếp và bình diện trực quan gián tiếp

Các bình diện của hoạt ñộng nhận thức Các ví dụ về việc các phương tiện DH tạo ñiều kiện cho hoạt ñộng

nhận thức của HS

Bình diện hành ñộng ñối tượng- thực tiễn - Các thí nghiệm của HS với các thiết

bị thí nghiệm

- Các thí nghiệm của GV với các thiết

bị thí nghiệm

- Phim HT (quay các cảnh thật)

- Các phim hoạt họa

- Các phần mềm máy vi tính mô phỏng các hiện tượng, quá trình vật lí

1.3 Mục tiêu của chương trình Vật lí THPT

1.3.1 ðạt ñược một hệ thống kiến thức VLPT cơ bản, phù hợp với những quan

ñiểm hiện ñại

Vật lí học ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm, trong ñó có sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa quan sát, thí nghiệm và suy luận lý thuyết ñể ñạt ñược sự thống nhất giữa lý luận và thực tiễn Chính vì vậy cần phải trang bị cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản, hiện ñại, có hệ thống, bao gồm:

- Các khái niệm về các sự vật, hiện tượng và quá trình vật lí thường gặp trong ñời sống, khoa học và sản xuất

- Các ñại lượng, các ñịnh luật và nguyên lí vật lí cơ bản

- Những nội dung chính của một số thuyết vật lí quan trọng

- Những ứng dụng của vật lí trong đời sống, khoa học và trong sản xuất

- Những phương pháp đặc thù của vật lí, trước hết là phương pháp thực nghiệm

và phương pháp mơ hình - tương tự

1.3.2 Rèn luyện và phát triển các kĩ năng

- Quan sát các hiện tượng và các quá trình vật lí trong tự nhiên, trong đời sống hàng ngày hoặc trong các thí nghiệm; điều tra, sưu tầm, tra cứu tài liệu từ các nguồn khác nhau để thu thập các thơng tin cần thiết cho việc học tập vật lí

- Sử dụng các dụng cụ đo phổ biến và các thiết bị tương đối hiện đại của vật lí, kĩ năng lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm vật lí

- Phân tích, tổng hợp và xử lí các thơng tin thu được để rút ra kết luận, đề ra các dự

đốn về các mối quan hệ hay về bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lí,

cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đốn đã đề ra

- Vận dụng kiến thức để mơ tả và giải thích các hiện tượng vật lí, giải các bài tập

- Phát hiện và giải quyết các vấn đề vật lí ở mức phổ thơng trong khoa học, đời sống và sản xuất

- Sử dụng thuật ngữ vật lí, các biểu bảng, đồ thị để trình bày rõ ràng, chính xác những hiểu biết, cũng như những kết quả thu được qua thu thập và xử lí thơng tin

1.3.3 Hình thành và rèn luyện các thái độ, tình cảm

- Cĩ hứng thú học tập vật lí, yêu thích tìm tịi khoa học; trân trọng đối với những

đĩng gĩp của Vật lí học cho sự tiến bộ của xã hội và đối với cơng lao của các nhà khoa

1.4 Những định hướng đổi mới PPDHVL ở lớp 12 theo chương trình THPT mới 1.4.1 Giảm đến tối thiểu việc giảng giải, minh họa của GV, tăng cường việc tổ chức cho HS tự lực tham gia giải quyết các vấn đề học tập

Một thĩi quen tồn tại đã lâu đời trong nền giáo dục ở nước ta là GV luơn chú ý giảng giải kĩ lưỡng, đầy đủ cho HS ngay cả khi những điều GV nĩi đã viết trong SGK Cách giảng đĩ thể hiện sự thiếu tự tin ở HS, làm cho HS khơng cĩ điều kiện để đề xuất những ý kiến cá nhân

Lúc đầu HS chưa quen với phương pháp học mới nên vẫn theo cách cũ, chờ GV giảng giải, tĩm tắt Nhưng sau một thời gian tự lực làm việc, họ tự tin hơn, hiểu nhanh hơn và nhất là hiểu kĩ, nhớ lâu ðiều quan trọng hơn là khi quen với cách học mới, HS

sẽ tự tin và hào hứng, càng phấn đấu, tích cực hơn và đạt được thành cơng lớn hơn Muốn cho HS hoạt động tự lực thành cơng thì GV cần phải biết phân chia một vấn

đề học tập phức tạp thành những bộ phận đơn giản, vừa sức

Trong quá trình giải quyết vấn đề học tập, cĩ rất nhiều việc phải làm như phát hiện vấn đề, thu thập thơng tin, xử lí thơng tin, phát biểu kết luận khái quát, vận dụng vào thực tế, GV cần tính tốn xem với trình độ HS cụ thể thì việc gì trao đổi cho họ tự

làm, việc gì cần cĩ sự trợ giúp, hướng dẫn của GV ([13], trang 52)

1.4.2 Áp dụng rộng rãi kiếu dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Kiếu dạy học nêu và giải quyết vấn đề (từ trước đến nay vẫn quen gọi là dạy học nêu vấn đề) là kiếu dạy học trong đĩ dạy cho HS thĩi quen tìm tịi giải quyết vấn đề theo cách của các nhà khoa học Trong kiểu dạy học này GV vừa tạo ra cho HS nhu cầu, hứng thú hoạt động sáng tạo; vừa rèn luyện cho họ khả năng sáng tạo

Cĩ rất nhiều cách tạo ra tình huống cĩ vấn đề Cách phổ biến nhất là đưa ra một hiện tượng, một sự kiện mà lúc đầu HS tưởng rằng mình đã biết cách trả lời Nhưng khi phân tích kĩ mới thấy những kiến thức đã cĩ chưa đủ giải thích hiện tượng

Phương pháp tìm tịi nghiên cứu giải quyết vấn đề một cách sáng tạo thường theo quy trình chung như sau:

Phát hiện, xác định vấn đề, nêu câu hỏi

Nêu câu trả lời dự đốn (mơ hình, giả thuyết) cĩ tính chất lí thuyết, tổng quát

Từ dự đốn suy ra hệ quả lơgic cĩ thể kiểm tra trong thực tế

Tổ chức thí nghiệm kiểm tra xem hệ quả đĩ cĩ phù hợp với thực tế khơng Nếu phù hợp thì điều dự đốn là đúng Nếu khơng phù hợp thì dự đốn là sai, phải xây dựng dự đốn mới

Phát biểu kết luận

Muốn thực hiện được các khâu của phương pháp này, HS phải thực hiện việc thu thập thơng tin, xử lí thơng tin, khái quát kết quả tìm tịi nghiên cứu Trong quá trình này cĩ hai lĩnh vực luơn luơn kết hợp với nhau: hiện tượng thực tế cụ thể quan sát

được và những kết luận trừu tượng phản ánh thực tế đĩ ([13], trang 52)

1.4.3 Rèn luyện các phương pháp nhận thức Vật lí

Một trong những nét đặc trưng của tư duy khoa học là phải biết phương pháp hành

động rồi mới hành động, chứ khơng hành động mị mẫm ngẫu nhiên

Trong quá trình dạy học, GV cần chia một vấn đề học tập phức tạp thành những bộ phận đơn giản để HS dễ tiếp thu và cĩ thể vận dụng được các PPNT đặc thù của vật lí học

Bên cạnh đĩ trong quá trình giải quyết vấn đề, GV cần cân nhắc việc gì HS làm

được, việc gì cần trợ giúp, giảng giải cho HS phát hiện vấn đề và cần tìm ra một chỗ

nào đĩ trong bài học để cho HS tự lực hoạt động ([13], trang 53)

1.4.4 Tận dụng những phương tiện DH mới, trang thiết bị thí nghiệm mới, phát huy tính sáng tạo của giáo viên trong việc làm, sử dụng đồ dùng dạy học

Vai trị, vị trí của phương tiện, thiết bị DH:

Gĩp phần quan trọng đổi mới PPDH, hướng vào hoạt động tích cực, chủ động, sáng tạo của HS, tạo điều kiện thuận lợi cho GV, HS thực hiện các hoạt động

ðảm bảo tính đồng bộ, hệ thống và cĩ chất lượng cao của phương tiện DH,

thiết bị DH tạo điều kiện đẩy mạnh hoạt động của HS trên cơ sở tự giác, tự khám phá kiến thức thơng qua hoạt động thực hành, làm thí nghiệm

Trong quá trình biên soạn chương trình, SGK, SGV, các tác giả ñã chú ý lựa chọn danh mục thiết bị DH và chuẩn bị phương tiện DH, thiết bị DH theo một

số yêu cầu ñể có thể phát huy vai trò của thiết bị DH

Yêu cầu sử dụng phương tiện, thiết bị DH:

Cần sử dụng phương tiện, thiết bị DH khi sự vật hiện tượng không thể mô tả

ñược (phản ứng hóa học, hoạt ñộng của các ñộng cơ…)

Tăng cường sử dụng phương tiện DH, thiết bị DH, phải coi ñó là phương tiện

ñể nhận thức, không chỉ thuần túy là minh họa Coi trọng quan sát, phân tích,

Sử dụng CNTT như công cụ DH cần ñược ñặt trong toàn bộ hệ thống các PPDH nhằm phát huy sức mạnh tổng hợp của cả hệ thống ñó

Bên cạnh ñó cần phát huy vai trò của người thầy trong quá trình sử dụng CNTT

Sử dụng CNTT như một phương tiện DH, thiết bị DH, không phải chỉ ñể thực hiện DH với trang thiết bị của CNTT mà còn góp phần thúc ñẩy việc ñổi mới PPDH ngay cả trong ñiều kiện không có máy

1.4.5 Tăng cường PPDH nhóm

Các hình thức học tập hợp tác không những góp phần làm cho việc học tập cá nhân

có hiệu quả hơn mà còn có tác dụng rèn luyện cho HS tinh thần hợp tác trong lao

ñộng, thái ñộng chia sẻ kinh nghiệm và học hỏi lẫn nhau ðiều ñó có tác dụng kích

thích rất mạnh hứng thú học tập của HS

Hình thức học tập theo nhóm thường ñược tiến hành như sau:

a Lớp học ñược chia thành nhiều nhóm nhỏ, mỗi nhóm từ 4 ñến 6 HS Nhóm ñược duy trì ổn ñịnh hay thay ñổi theo từng tiết học, các nhóm ñược giao cùng nhiệm vụ hoặc nhiệm vụ khác nhau Trong mỗi nhóm có nhóm trưởng chịu trách nhiệm phân

chia công việc cho các thành viên Mỗi nhóm sẽ trình bày sản phẩm trước toàn lớp và các nhóm có thể trao ñổi, tranh luận với nhau

b Tiến trình dạy học theo nhóm gồm những bước:

GV làm việc chung với lớp

- Nêu vấn ñề, xác ñịnh nhiệm vụ nhận thức

- Tổ chức các nhóm, giao nhiệm vụ cu thể

- Hướng dẫn tiến trình hoạt ñộng của các nhóm

HS làm việc theo nhóm

- Nhóm trưởng phân công nhiệm vụ

- Trao ñổi ý kiến trong nhóm

- Cử ñại diện trình bày sản phẩm

Thảo luận, tổng kết trước lớp

- Các nhóm báo cáo kết quả

- Các nhóm trao ñổi, thảo luận

- GV nhận xét, bổ sung và ñưa ra kết luận cuối cùng

Tuy nhiên, việc tổ chức cho HS học tập theo nhóm ngay tại lớp thường bị hạn chế bởi không gian chật hẹp, bởi thời gian hạn ñịnh của một tiết học nên GV phải biết tổ chức hợp lí mới có kết quả Cần lưu ý, trong hoạt ñộng nhóm tư duy tích cực của HS phải ñược phát huy và ý nghĩa quan trọng của nó là rèn luyện năng lực hợp tác giữa các thành viên

1.5 ðổi mới việc thiết kế bài học

1.5.1 Một số HðHT phổ biến trong tiết học ([13], trang 55)

Theo quan ñiểm mới về việc dạy học, vai trò chính yếu của GV là tổ chức và

hướng dẫn các hoạt ñộng học tập của HS Hoạt ñộng học của HS rất ña dạng, dựa theo cấu trúc khái quát của tiến trình giải quyết các vấn ñề có tính KH ta có thể chia thành

các hoạt ñộng sau:

Hoạt ñộng kiểm tra kiến thức cũ

Hoạt ñộng tiếp nhận nhiệm vụ dạy học

Hoạt ñộng thu thập thông tin

Hoạt ñộng xử lí thông tin

Hoạt ñộng truyền ñạt thông tin

Hoạt ñộng củng cố bài học

Sau ñây là hình thức trình bày bài học theo mẫu 2:

Hoạt ñộng: Kiểm tra kiến thức cũ

Hoạt ñộng của HS Hoạt ñộng của GV

- Tái hiện kiến thức trả lời câu hỏi của GV

- Nhận xét câu trả lời của bạn

- ðặt vấn ñề, nêu câu hỏi

- Gợi ý trả lời, nhận xét ñánh giá

Hoạt ñộng: Tiếp nhận nhiệm vụ học tập

Hoạt ñộng của HS Hoạt ñộng của GV

- Quan sát, theo dõi GV ñặt vấn ñề

- Tiếp nhận nhiệm vụ học tập

- Tạo tình huống học tập

- Trao nhiệm vụ học tập

Hoạt ñộng: Thu thập thông tin

Hoạt ñộng của HS Hoạt ñộng của GV

- Nghe GV giảng Nghe bạn phát biểu

- Yêu cầu HS hoạt ñộng

- Giới thiệu nội dung tóm tắt, tài liệu cần tìm hiểu

- Giảng sơ lược nếu cần thiết

- Làm thí nghiệm biểu diễn

- Giới thiệu, hướng dẫn cách làm thí nghiệm, lấy số liệu

- Chủ ñộng về thời gian

Hoạt ñộng: Xử lí thông tin

Hoạt ñộng của HS Hoạt ñộng của GV

- Thảo luận theo nhóm hay làm việc cá

luật của hiện tượng

- Trả lời các câu hỏi của GV

- Tranh luận với bạn bè trong nhóm hoặc

trong lớp…

- Rút ra nhận xét hay kết luận từ những

thông tin thu ñược

- Tổ chức trao ñổi trong nhóm, lớp

- Tổ chức hợp tác hóa kết luận

- Hợp thức về thời gian

Hoạt ñộng: Truyền ñạt thông tin

Hoạt ñộng của HS Hoạt ñộng của GV

- Trả lời câu hỏi

- Giải thích các vấn ñề

- Trình bày ý kiến, nhận xét, kết luận

- Báo cáo kết quả

- Gợi ý hệ thống câu hỏi, cách trình bày vấn ñề

- Gợi ý nhận xét, kết luận bằng lời hoặc bằng hình vẽ

- Hướng dẫn mẫu báo cáo

Hoạt ñộng: Củng cố bài học

Hoạt ñộng của HS Hoạt ñộng của GV

- Trả lời câu hỏi trắc nghiệm

- Vận dụng vào thực tiễn

- Ghi chép những kết luận cơ bản

- Giải bài tập

- Nêu câu hỏi, tổ chức cho HS làm việc

cá nhân hoặc theo nhóm

Hoạt ñộng của HS Hoạt ñộng của GV

- Ghi câu hỏi, bài tập về nhà

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

- Nêu câu hỏi, bài tập về nhà

- Dặn dò, yêu cầu HS chuẩn bị bài sau

1.5.2 Cấu trúc của việc soạn GA ([13], trang 56)

Các yêu cầu ñối với việc soạn GA:

Khi soạn GA, GV phải suy nghĩ trả lời các câu hỏi sau:

- Trong bài học, HS sẽ lĩnh hội những kiến thức gì, kỹ năng nào?

- Sự chiếm lĩnh những kiến thức, kỹ năng của HS sẽ diễn ra theo con ñường nào?

HS cần huy ñộng những kiến thức, kỹ năng nào? Cần những phương tiện DH nào?

- Những hoạt ñộng chủ yếu nào của HS trên con ñường dẫn tới chiếm lĩnh kiến thức, kỹ năng ñó? Những hoạt ñộng ñó của HS diễn ra dưới hình thức làm việc cá nhân hay làm việc nhóm?

- GV phải chỉ ñạo như thế nào ñể ñảm bảo cho HS chiếm lĩnh ñược những kiến thức, kỹ năng ñó một cách chính xác, sâu sắc

- Hành vi ở ñầu ra mà HS cần thể hiện sau khi học là gì?([5], tr119)

Nội dung của việc soạn GA

Khi thực hiện soạn thảo một GA cho tiết dạy có thể chia thành bảy bước:

- Bước 1: Lượng hóa mục tiêu kiến thức và kĩ năng của bài học

- Bước 2: Chia bài học thành những ñơn vị kiến thức

- Bước 3: Hoạch ñịnh các hoạt ñộng của HS ứng với từng ñơn vị kiến thức

- Bước 4: Tìm những kiến thức học tập phù hợp

- Bước 5: Hoạch ñịnh các hoạt ñộng hướng dẫn, hỗ trợ HS ứng với từng hoạt

ñộng Dự kiến những tình huống sư phạm có thể xảy ra và cách xử lí

- Bước 6: Xác ñịnh thời gian cho mỗi hoạt ñộng

- Bước 7: Chuẩn bị các dụng cụ, thiết bị cần thiết hỗ trợ dạy học

1.6 ðổi mới kiểm tra, ñánh giá

1.6.1 Các hình thức kiểm tra: Tự luận, trắc nghiệm – Các hình thức trắc nghiệm

Trắc nghiệm là hình thức thông dụng ñể lượng giá trong giáo dục Trắc nghiệm có hai hình thức cơ bản là trắc nghiệm tự luận và trắc nghiệm khách quan

Tự luận

Tự luận là hình thức kiểm tra mà trong ñó gồm các câu hỏi yêu cầu HS phải trình bày nội dụng trả lời trong một bài viết ñể giải quyết vấn ñề

Cách viết câu hỏi tự luận: Tự luận thuận lợi cho việc kiểm tra, ñánh giá cách diễn

ñạt và những khả năng tư duy ở mức cao ðể phát huy ưu ñiểm của loại trắc nghiệm

này ta cần lưu ý:

- ðảm bảo ñề thi phù hợp với mục tiêu học tập và nội dung giảng dạy

- Yêu cầu rõ ràng và chính xác, cho HS hiểu rõ họ phải trả lời cái gì

- Cần sử dụng những từ, câu khuyến khích tư duy sáng tạo, bộc lộ khả năng phê phán và ý tưởng cá nhân

- Nêu những tài liệu chính cần tham khảo, ñảm bảo dủ thời gian ñể HS hoàn thành bài làm

- Cho HS biết sẽ sử dụng các tiêu chí nào ñể ñánh giá bài tự luận và sẽ cho ñiểm như thế nào

- Khi ra ñề tự luận có cấu trúc nên quy ñịnh tỉ lệ ñiểm cho mỗi phần và khi chấm bài nên chấm từng phần

Trắc nghiệm - Các hình thức trắc nghiệm:

- Trắc nghiệm ñúng - sai

- Trắc nghiệm ñiền khuyết

1.6.2 Các ñịnh hướng ñổi mới kiểm tra ñánh giá

Việc thay ñổi nội dung và PPDH kéo theo việc thay ñổi kiểm tra, ñánh giá Các

ñịnh hướng ñổi mới kểm tra, ñánh giá kết quả học tập là:

ðổi mới về mục tiêu:

- Việc ñánh giá kết quả HT của HS vẫn ñược chủ yếu tiến hành thông qua các hình thức kiểm tra với những mục ñích cụ thể sau ñây:

- ðảm bảo thực hiện mục tiêu giáo dục: ðây là yêu cầu cơ bản nhất và quan trọng nhất của việc kiểm tra, ñánh giá kết quả HT của HS

- đảm bảo tắnh hệ thống và toàn diện: Yêu cầu này thực ra chỉ là sự nhấn mạnh vào một số nội dung của yêu cầu trên vì hệ thống và toàn diện vốn là những thuộc tắnh

cơ bản của các mục tiêu ựược xác ựịnh trong chương trình

- đảm bảo tắnh khách quan

- đảm bảo tắnh công khai góp phần thực hiện công bằng, dân chủ trong giáo dục

- đảm bảo tắnh khả thi: các ựề kiểm tra vừa ựảm bảo thực hiện mục tiêu chung của giáo dục, vừa phải tắnh ựến các ựiều kiện cụ thể về trình ựộ GV, HS, về cơ sở vật chất của nhà trường

đổi mới về nội dung:

Về nội dung, các ựề kiểm tra cần ựạt ựược những yêu cầu cơ bản sau ựây:

- đánh giá ựược một cách toàn diện các mục tiêu về kiến thức, kĩ năng mà HS cần ựạt dựa vào chuẩn kiến thức, kĩ năng

- đặt trọng tâm vào những yêu cầu mới trong việc hình thành nhân cách HS nói chung và trong công việc giảng dạy vật lắ nói riêng

đổi mới về hình thức:

Về hình thức kiểm tra cần có những ựịnh hướng sau ựây: đa dạng hóa các loại hình, các ựề kiểm tra cần phối hợp một cách hợp lý giữa trắc nghiệm khách và trắc nghiệm tự luận, kiểm tra lắ thuyết với kiểm tra thực hành, nhằm tạo ựiều kiện ựánh giá một cách toàn diện và hệ thống kết quả HT của HS

1.6.3 Các tiêu chắ kiểm tra, ựánh giá

- đảm bảo tắnh toàn diện : ựánh giá ựược các mặt kiến thức, kĩ năng, thái ựộ, hành vi của HS

- đảm bảo ựộ tin cậy : tắnh chắnh xác, trung thực, công bằng; phản ánh ựược chất lượng thực của HS

- đảm bảo tắnh khả thi : nội dung, hình thức, phương tiện ựánh giá phải phù hợp với HS ựặc biệt là phù hợp với mục tiêu theo từng môn học

- đảm bảo yêu cầu phân hóa : phân loại ựược chắnh xác trình ựộ, năng lực HS, cơ

sở giáo dục

- đảm bảo hiệu quả cao : ựánh giá ựược tất cả các lĩnh vực, thực hiện ựầy ựủ các mục tiêu ựề ra, tác ựộng tắch cực vào quá trình DH

1.6.4 Xác ñịnh các mức ñộ nhận thức trong ñề kiểm tra

B.S Bloom ñã xây dựng các cấp ñộ của mục tiêu giáo dục, thường ñược gọi là cách phân loại Bloom, trong ñó lĩnh vực nhận thức ñược chia thành các mức ñộ từ ñơn giản ñến phức tạp với sáu mức:

Nhận biết: là sự nhớ lại các dữ liệu, thông tin ñã có trước ñây; nghĩa là một

người có thể nhận biết thông tin, tái hiện thông tin, nhắc lại một loạt dữ liệu, từ các sự kiện ñơn giản ñến các lý thuyết phức tạp

Các cụm từ ñể hỏi thường là: “Cái gì”, “Thế nào”, “Hãy phát biểu…”,

Ví dụ: Thế nào là hiện tượng tán sắc ánh sáng? Nêu ví dụ

Thông hiểu: là khả năng nắm ñược, hiểu ñược ý nghĩa của các khái niệm, hiện

tượng, sự vật; giải thích ñược, chứng minh ñược; là mức ñộ cao hơn nhận biết nhưng

là mức ñộ thấp nhất của việc thấu hiểu sự vật, hiện tượng

Các cụm từ ñể hỏi thường là: “Tại sao…”, “Hãy phân tích…”,…

Vận dụng: là khả năng sử dụng các kiến thức ñã học vào một hoàn cảnh cụ thể

mới; là khả năng ñòi hỏi HS phải biết vận dụng kiến thức, biết sử dụng ý tưởng ñể giải quyết một vấn ñề nào ñó

Các cụm từ ñể hỏi thường là: “Làm thế nào…”, “Chỉ ra cách nào…”,…

Phân tích: là khả năng phân chia một thông tin ra thành các phần thông tin nhỏ

sao cho có thể hiểu ñược cấu trúc, tổ chức của nó và thiết lập mối liên hệ phụ thuộc lẫn nhau giữa chúng

Tổng hợp: là khả năng sắp xếp, thiết kế lại thông tin, các bộ phận từ các nguồn

tài liệu khác nhau và trên cơ sở ñó tạo lập nên một hình mẫu mới

ð ánh giá: là khả năng xác ñịnh giá trị của thông tin : bình xét, nhận ñịnh, xác

ñịnh ñược giá trị của một nội dung kiến thức ðây là bước mới trong việc lĩnh hội kiến

thức ñặc trưng bởi việc ñi sâu vào bản chất của ñối tượng

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NHẬN THỨC KHOA HỌC TRONG DẠY HỌC

VẬT LÍ

2.1 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí

Phương pháp thực nghiệm (PPTN) trong dạy học vật lí là phương pháp dạy học vận dụng PPTN của quá trình sáng tạo khoa học trong dạy học vật lí

Thực chất của phương pháp dạy học này là ở chỗ GV tổ chức chỉ đạo hoạt động học tập của HS theo các bước tương tự như các giai đoạn của PPTN trong quá trình sáng tạo khoa học, để phát huy tính tích cực, tự giác sáng tạo của HS trong quá trình lĩnh hội tri thức một cách sâu sắc, vững chắc ðồng thời qua đĩ gĩp phần phát huy năng lực nhận thức sáng tạo của HS

2.1.1 Khái niệm phương pháp thực nghiệm

PPTN là một phương pháp nhận thức khoa học được thực hiện khi nhà nghiên cứu tìm tịi xây dựng phương án và tiến hành thí nghiệm, nhằm dựa trên kết quả của thí nghiệm để xác lập giả thuyết hoặc kiểm tra một giả thuyết nào đĩ

PPTN là một trong những phương pháp nhận thức cơ bản quan trọng Vì vậy, trong quá trình đổi mới giáo dục và đổi mới phương pháp dạy học vật lí ở phổ thơng phải coi trọng áp dụng PPTN trong nghiên cứu vật lí và từng bước hướng dẫn HS tập vận dụng PPTN của vật lí khi nghiên cứu các kiến thức theo chương trình giáo khoa

2.1.2 Nội dung của phương pháp thực nghiệm

PPTN do Galile sáng lập và được các nhà khoa học khác hồn chỉnh Spaski đã nêu lên thực chất của PPTN như sau:

“Xuất phát từ quan sát thực tế và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng một giả thuyết (dự đốn) Giả thuyết đĩ khơng chỉ đơn thuần là sự tổng quát hĩa các sự kiện thực nghiệm đã làm, nĩ cịn chứa đựng một cái gì mới mẻ, khơng cĩ sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể Bằng phép suy luận logic và bằng tốn học, các nhà khoa học cĩ thể từ giả thuyết đĩ mà rút ra một số hệ quả, tiên đốn một số sự kiện mới trước đĩ chưa biết đến Những hệ quả và sự kiện này lại cĩ thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra lại được và nếu sự kiểm tra đĩ thành cơng, nĩ khẳng định một giả thuyết, biến giả thuyết thành định luật vật lí chính xác”.([3], trang 94)

Như vậy, PPTN khơng phải là làm thí nghiệm đơn thuần, khơng phải là sự quy nạp

đơn giản mà là sự phân tích sâu sắc các sự kiện thực nghiệm, tổng quát hĩa nâng lên

mức lý thuyết và phát hiện ra bản chất của sự vật đó là sự thống nhất giữa thắ nghiệm

và lý thuyết nhằm mục ựắch nhận thức thiên nhiên

PPTN hiểu theo nghĩa trên là bao gồm cả quá trình tìm tòi từ ý tưởng ban ựầu ựến kết luận cuối cùng Nhưng trong sự phát triển của vật lý học có khi quá trình phát sinh

ra một ựịnh luật rất lâu dài và phức tạp, mỗi nhà bác học chỉ thực hiện một khâu trong quá trình ựó

Ngày này có thể hiểu PPTN theo nghĩa hẹp chỉ gồn hai giai ựoạn sau: ỘTừ giả thuyết rút ra hệ quả và dùng thắ nghiệm ựể kiểm tra lại hệ quả ựóỢ

2.1.3 Các giai ựoạn của phương pháp thực nghiệm

ðể giúp HS cĩ thể bằng hoạt động của bản thân mà tái tạo, chiếm lĩnh được các

kiến thức vật lí thực nghiệm thì tốt nhất là giáo viên tổ chức cho họ trải qua các giai

đoạn của PPTN như sau:

- Giai đoạn 1: GV mơ tả một hồn cảnh thực tiễn, hay biểu diễn một vài thí

nghiệm và yêu cầu các em dự đốn diễn biến của hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập một mối quan hệ nào đĩ

- Giai đoạn 2: GV hướng dẫn, gợi ý cho HS xây dựng một câu dự đốn ban đầu,

dựa vào sự quan sát tỉ mĩ, kỹ lưỡng vào kinh nghiệm bản thân, vào những kiến thức đã cĩ (ta gọi là xây dựng giả thuyết)

- Giai đoạn 3: Từ giả thuyết, dùng suy luận logic hay suy luận tốn học suy ra hệ

quả: dự đốn một hiện tượng trong thực tế, một mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí

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

hệ quả dự đốn ở trên cĩ phù hợp với kết quả thực nghiệm khơng Nếu phù hợp thì giả thuyết trên trở thành chân lý, nếu khơng phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới

- Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức HS vận dụng kiến thức để giải thích hay dự

đốn một số hiện tượng đơn giản trong thực tiễn dưới hình thức các bài tập

2.1.4 Hướng dẫn học sinh hoạt động trong mỗi giai đoạn của phương pháp thực nghiệm

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

Giai đoạn 1:

- Mức độ 1: HS tự lực phát hiện vấn đề, nêu câu hỏi GV giới thiệu hiện tượng xảy ra đúng như thường thấy trong tự nhiên để cho HS tự lực phát hiện những tính chất hay những mối quan hệ đáng chú ý cần nghiên cứu

Ví dụ: Cho HS quan sát sự rơi tự do của nhiều vật khác nhau: hịn gạch, cái lá, hịn

bi, cái lơng chim Sự rơi xảy ra rất khác nhau Những câu hỏi mà HS đã quen đưa ra là: Nguyên nhân nào khiến các vật rơi khác nhau? Sự rơi của các vật cĩ gì giống nhau khơng?

- Mức độ 2: GV tạo ra một hồn cảnh đặc biệt trong đĩ xuất hiện một hiện tượng mới lạ, lơi cuốn sự chú ý của HS, gây cho họ sự ngạc nhiên, sự tị mị từ đĩ HS nêu ra một vấn đề, một câu hỏi giải đáp

Ví dụ: Sau khi đã học ðịnh luật cảm ứng điện từ, đã biết điều kiện phát sinh ra dịng điện cảm ứng, GV yêu cầu HS xem muốn biết đầy đủ hơn về dịng điện cảm ứng

ta cần phải xét đến các yếu tố nào? HS dựa vào hiểu biết đã cĩ về dịng điện, sẽ cĩ thể

đề xuất hai câu hỏi mới: ðộ lớn của dịng điện cảm ứng phụ thuộc vào những yếu tố

nào? Chiều dịng điện cảm ứng được xác định như thế nào?

Giai đoạn 2: Risa Fayman cho rằng: “Các định luật cĩ nội dung rất đơn giản

nhưng biểu hiện của chúng trong thực tế lại rất phức tạp Bởi vậy, từ sự phân tích các hiện tượng thực tế đến việc dự đốn những mối quan hệ đơn giản nêu trong các định luật là cả một nghệ thuật cần phải cho HS quen dần”

- Mức độ 1: Dự đốn định tính: trong những hiện tượng thực tế phức tạp, dự

đốn về nguyên nhân chính, mối quan hệ chính chi phối hiện tượng

Ví dụ: Như trường hợp định luật cảm ứng điện từ, cĩ thể bắt đầu từ dự đốn trên

sự quan sát đơn giản: chuyển động tương đối giữa nam châm và ống dây, sau đĩ xây dựng dự đốn địi hỏi sự phân tích chính xác, tỉ mĩ hơn: sự biến thiên từ thơng qua ống dây

- Mức độ 2: Dự đốn định lượng: những quan sát đơn giản khĩ cĩ thể dẫn tới một dự đốn về mối quan quan hệ hàm số Nhưng các nhà vật lí nhận thấy rằng: những mối quan hệ định lượng đĩ thường được biễu diễn bằng một số ít hàm đơn giản như tỉ

lệ thuận, tỉ lệ nghịch, hàm số lượng giác

Ví dụ: Dự đốn áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích đối với một lượng khí xác định, ở nhiệt độ khơng đổi Trường hợp định luật nêu lên mối quan hệ giữa ba đại lượng thì thơng thường giữ một đại lượng khơng đổi, xét mối quan hệ giữa hai đại lượng cịn lại rồi tổng hợp kết quả trong một cơng thức

- Mức độ 3: Những dự đốn địi hỏi một sự quan sát chính xác, tỉ mĩ một sự tổng hợp nhiều sự kiện thực nghiệm Ở đây GV dùng phương pháp kể chuyện lịch sử

để giới thiệu các giả thuyết mà các nhà bác học đã đưa ra

Giai đoạn 3: Việc suy ra hệ quả được thực hiện bằng suy luận logic hay suy

luận toán học Thông thường, ở trường phổ thông các phép suy luận này không quá khó Vì biểu hiện trong thực tế của các kiến thức vật lí rất phức tạp cho nên ñiều kiện khó khăn là hệ quả suy ra làm sao phải ñơn giản, có thể quan sát, ño lường trực tiếp

- Mức ñộ 1: Hệ quả có thể quan sát, ño lường trực tiếp

Ví dụ: Hệ quả suy ra từ các giả thuyết về mối quan hệ giữa thể tích , áp suất và nhiệt ñộ của một lượng khí xác ñịnh có thể ño trực tiếp bằng các dụng cụ: bình chia

- Mức ñộ 3: Hệ quả suy ra trong ñiều kiện lý tưởng Có nhiều trường hợp, hiện tượng thực tế bị chi phối bởi rất nhiều yếu tố tác ñộng không thể loại trừ ñược, nhưng

ta chỉ xét mối quan hệ giữa một số rất ít yếu tố

Ví dụ: Như trường hợp ñịnh luật bảo toàn năng lượng ta không thể thực hiện

ñược ở hệ cô lập như nêu trong giả thuyết

Giai ñoạn 4: Việc bố trí thí nghiệm kiểm tra thực chất là tạo ra những ñiều kiện

ñúng như ñiều kiện ñã nêu trong việc suy ra hệ quả

- Mức ñộ 1: Thí nghiệm ñơn giản, HS ñã biết cách thực hiện các phép ño, sử dụng ñược các dụng cụ ño

Ví dụ: Thí nghiệm ño nhiệt lượng do dòng ñiện tỏa ra Q=R.I2.t

- Mức ñộ 2: HS ñã biết nguyên tắc ño các ñại lượng nhưng việc bố trí thí nghiệm cho sát với các ñiều kiện lý tưởng có khó khăn GV phải giúp ñỡ bằng cách giới thiệu phương án làm ñể HS thực hiện

Ví dụ: Cách tạo ra hai vật tương tác cô lập khi xây dựng ñịnh luật bảo toàn ñộng lượng phải cho hai vật chuyển ñộng trên ñệm không khí hoăc ñặt trên bánh xe có ma sát lăn rất nhỏ

- Mức ñộ 3: Có nhiều trường hợp thí nghiệm kiểm tra là những thí nghiệm kinh

ñiển rất phức tạp và tinh tế, không thể thực hiện ở trường phổ thông Trong trường hợp

này GV mơ tả cách bố trí thí nghiệm rồi thơng báo kết quả các phép đo để HS gia cơng các số liệu, rút ra kết luận hoặc GV thơng báo kết luận

Ví dụ: Thí nghiệm kiểm tra cơng thức của lực tương tác giữa hai điện tích điểm

Giai đoạn 5: Những ứng dụng của các định luật cĩ ba dạng: giải thích hiện

tượng, dự đốn hiện tượng và chế tạo thiết bị đáp ứng một yêu cầu của đời sống, sản xuất

Ví dụ: Tính lực phát động của đầu máy ơ tơ để xe cĩ khối lượng m cĩ thể chuyển

động nhanh dần đều với gia tốc a trên đường nằm ngang cĩ hệ số ma sát giữa bánh xe

với mặt đường là k

- Mức độ 3: Xét một ứng dụng kỹ thuật trong đĩ khơng chỉ áp dụng các định luật vật lý mà cịn phải cĩ những giải pháp đặc biệt để làm cho các hiện tượng vật lí cĩ hiệu quả cao Trong loại ứng dụng này, HS khơng chỉ vận dụng những định luật vật lí vừa được thiết lập mà cịn phải vận dụng tổng hợp những hiểu biết, kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khác nhau của vật lí

Ví dụ: Ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để cĩ thể chế tạo ra được một máy phát điện sản xuất ra dịng điện cĩ cường độ đủ mạnh dùng trong đời sống và sản xuất Ngồi các kiến thức được trang bị về nguyên nhân sinh ra dịng điện cảm ứng ta cịn cần phải biết cách bố trí sao cho khung dây quay trong từ trường, dùng các cổ gĩp để lấy dịng điện ra ngồi mà khơng làn cho dây bị xoắn đứt, dùng lõi sắt để tăng độ từ thẫm, dùng các lá thép cách điện làm làm lõi để tránh dịng điện Fuco

2.1.5 Quan hệ giữa bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh và rèn luyện áp dụng phương pháp thực nghiệm

Vật lí ở trường phổ thơng hiện nay chủ yếu là vật lí thực nghiệm Bởi thế phương pháp nhận thức được sử dụng phổ biến là PPTN PPTN khơng phải đơn giản là làm thí nghiệm mà là sự phối hợp giữa quan sát, thí nghiệm với sự suy nghĩ lý thuyết để rút ra những kết luận cĩ tính khái quát, vượt ra khỏi những thí nghiệm cụ thể riêng biệt

Từ trước đến nay chúng ta đã bàn nhiều đến thí nghiệm vật lí nhưng rất ít chú ý

đến vận dụng PPTN một cách đầy đủ cĩ hiệu quả Trong các giai đoạn chính của

PPTN cĩ hai giai đoạn thể hiện rõ sự sáng tạo là khâu xây dựng giả thuyết và bố trí thí nghiệm

Trước một vấn đề, một câu hỏi mà với những kiến thức đã biết HS khơng thể trả lời chính xác được thì địi hỏi họ phải dự đốn, thử đưa ra một nguyên nhân mới Muốn biết sự lý giải đĩ, câu trả lời đĩ, dự đốn đĩ cĩ đúng khơng, cĩ phù hợp với thực

tế khơng thì phải làm thí nghiệm kiểm tra Trong PPTN ta coi thực tiễn là tiêu chuẩn của chân lý ðưa ra phương án để kiểm tra một giả thuyết là việc địi hỏi HS phải cĩ

sự sáng tạo cao, tìm được mối quan hệ giữa giả thuyết trừu tượng với thực tiễn quan sát trong các thí nghiệm

Từ trước đến nay do chịu ảnh hưởng của phương pháp giảng giải, truyền thụ một chiều nên ta khơng chú ý đến hai khâu này, thậm chí cịn coi là quá khĩ, mất nhiều thời gian Chúng ta cĩ thể làm thí nghiệm nhưng chỉ là những thí nghiệm minh họa Như vậy thí nghiệm chỉ mang tính trực quan chứ khơng rèn luyện khả năng tư duy, sáng tạo

2.2 Phương pháp giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí

2.2.1 ðịnh nghĩa phương pháp dạy học giải quyết vấn đề

Theo V Ơ-kơn, cĩ thể hiểu DH giải quyết vấn đề là tồn bộ các hành động như tổ chức các tình huống cĩ vấn đề, biểu đạt vấn đề ( tập cho HS quen dần để tự làm lấy cơng việc này) chú ý giúp đỡ những điều cần thiết để HS giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết đĩ và cuối cùng chỉ đạo quá trình hệ thống hĩa và củng cố KT thu nhận được

DH giải quyết vấn đề cĩ tác dụng phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực của HS giúp cho HS chiếm lĩnh được các KT khoa học sâu sắc vững chắc, phát triển

năng lực sáng tạo của HS trong quá trình học tập

2.2.2 Các pha của tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học

Cĩ thể mơ tả khái quát các pha của tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề, xây dựng một kiến thức vật lí mới nào đĩ bằng sơ đồ sau: “đề xuất vấn đề - bài tốn => suy

đốn giải pháp và thực hiện giải pháp (khảo sát lý thuyết/ thực nghiệm) =>kiểm tra,

vận dụng kết quả”

Pha thứ 1: ðề xuất vấn đề - bài tốn

Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu về một cái cịn chưa biết, về một cách giải quyết khơng cĩ sẵn nhưng hy vọng cĩ thể tìm tịi, xây dựng

được Diễn đạt nhu cầu đĩ thành một vấn đề - bài tốn

Pha thứ 2: Suy đốn giải pháp, thực hiện giải pháp

- Suy đốn giải pháp: để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đốn điểm xuất phát cho phép đi tìm lời giải: chọn hoặc đề xuất mơ hình cĩ thể vận hành được để đi tới cái cần tìm; hoặc phỏng đốn các biến cố thực nghiệm cĩ thể xảy ra mà nhờ đĩ cĩ thể khảo sát thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm

- Thực hiện giải pháp: vận hành mơ hình rút ra kết luận logic về cái cần tìm hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu lượm các dữ liệu cần thiết

và xem xét rút ra kết luận về cái cần tìm

Pha thứ 3: Kiểm tra vận dụng kết quả

Xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích , tiên đốn các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết

và thực nghiệm

2.2.3 ðặc điểm của quá trình học sinh giải quyết vấn đề trong học tập

Ta cĩ thể phỏng theo tiến trình giải quyết vấn đề khoa học kĩ thuật của các nhà bác học để tổ chức quá trình dạy học ở phổ thơng Tuy nhiên để cĩ thể thành cơng cần phải chú ý đến những điểm khác nhau giữa nhà bác học và HS trong giải quyết vấn đề, trên

cơ sở đĩ đề xuất những biện pháp thích hợp Những điểm đĩ là:

Về động cơ, hứng thú và nhu cầu:

- Nhà bác học khi GQVð là đã tự xác định rõ mục đích, tự nguyện đem hết sức mình giải quyết vấn đề đặt ra

- ðối với HS: động cơ, hứng thú đang được hình thành nhưng ý thức về mục

đích trách nhiệm cịn mờ nhạt Do đĩ, chưa tập trung chú ý đem hết sức mình để giải

quyết vấn đề đặt ra

Về năng lực GQVð:

- Khi chấp nhận giải quyết một vấn đề nhà bác học đã cĩ một trình độ kiến thức nhất định, những kĩ năng cần thiết Tuy nhiên nhà bác học nhiều khi cũng phải tích lũy thêm kinh nghiệm

- ðối với HS, ñây là bước ñầu làm quen với việc giải quyết một vấn ñề khoa học Vấn ñề ñặt ra cho HS giải quyết cũng giống như vấn ñề của nhà khoa học nhưng kinh nghiệm, kiến thức, năng lực còn rất hạn chế

Về thời gian dành cho việc giải quyết vấn ñề:

- Những kiến thức mà HS cần chiếm lĩnh là những kiến thức mà nhiều thế hệ các nhà khoa học ñã phải trải qua thời gian dài mới ñạt ñược và mỗi nhà bác học cũng chỉ góp một phần nhỏ trong công trình khoa học ñó

- HS chỉ dành một thời gian ngắn thậm chí là một tiết học ñã phải giải quyết xong vấn ñề ñể phát hiện ra ñịnh luật vật lí

Về ñiều kiện và phương tiện làm việc:

- Nhà bác học có trong tay hoặc phải tạo ra những phương tiện chuyên dùng ñạt

ñộ chính xác cao và những ñiều kiện thích hợp ñể giải quyết vấn ñề

- HS chỉ có phương tiện thô sơ do trường cung cấp với ñộ chính xác thấp, chỉ có

ñiều kiện làm việc tập thể ở lớp hay phòng thực hành thậm chí không ñủ thời gian làm

lại nhiều lần

Như vậy, quá trình học tập của HS thực chất là quá trình HS hoạt ñộng tự lực trong

sự phối hợp với tập thể và sự hướng dẫn của GV Kết quả của quá trình GQVð là HS chiếm lĩnh ñược kiến thức và phát triển ñược năng lực của mình

2.2.4 Các kiểu hướng dẫn học sinh giải quyết vấn ñề

a Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp ñã biết

Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp ñã biết có nghĩa là: thoạt mới tiếp xúc với vấn ñề cần giải quyết ta không thấy ngay mối quan hệ của nó với những cái ñã biết mà cần phải tìm tòi bằng phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh ñể tìm

ra những dấu hiệu tương tự với cái ñã biết Có 3 trường hợp phổ biến sau ñây:

Hướng dẫn HS diễn ñạt vấn ñề cần giải quyết bằng ngôn ngữ vật lí

Hướng dẫn HS phân tích một số hiện tượng vật lí phức tạp bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân thành những hiện tượng ñơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một ñịnh luật ñã biết

Hướng dẫn học sinh phân chia quá trình diễn biến của hiện tượng thành nhiều giai ñoạn, mỗi giai ñoạn ñó tuân theo một quy luật xác ñịnh

b Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần

Ở ñây không thể hoàn toàn sử dụng những kiến thức ñã biết, không có con ñường suy luận logic ñể suy ra từ cái ñã biết mà ñòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bước nhảy vọt trong nhận thức GV có thể tạo ñiều kiện thuận lợi cho HS tập dượt những bước nhảy ñó, bằng cách phân chia một bước nhảy vọt lớn thành những bước nhỏ nằm trong vùng phát triển gần của HS Như vậy, HS sẽ dễ tiếp nhận vấn ñề, ñề xuất giải pháp vượt qua khó khăn

c Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát

Ở kiểu hướng dẫn này, GV chỉ hướng dẫn HS xây dựng phương hướng chung giải quyết vấn ñề, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện nó HS phải tự làm Kiểu hướng dẫn này ñòi hỏi HS phải có vốn kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vững vàng và một

số kinh nghiệm hoạt ñộng sáng tạo

2.3 Phương pháp tương tự trong dạy học vật lí

2.3.1 ðịnh nghĩa phương pháp tương tự

Phương pháp tương tự (PPTT) là PPNTKH với việc sử dụng sự tương tự và phép suy luận tương tự nhằm thu nhận tri thức mới

Suy luận TT là một phương pháp suy luận logic từ sự giống nhau về các dấu hiệu xác ñịnh của hai hoặc nhiều ñối tượng Suy ra sự giống nhau về các dấu hiệu khác của chúng

Suy luận tương tự có thể diễn tả như sau:

ðối tượng A (a1, a2, a3,…, an, an+1)

ðối tượng B (a1, a2, a3,…, an)

Nếu ñã biết A có các dấu hiệu a1, a2, a3,…, an, an+1 và ñối tượng B có các dấu hiệu

a1, a2, a3,…, an thì có thể suy luận rằng : ðối tượng B cũng có thể có dấu hiệu an+1

2.3.2 Các giai ñoạn của phương pháp tương tự

- Giai ñoạn 1: Tập hợp các dấu hiệu về ñối tượng cần nghiên cứu và các dấu hiệu

về ñối tượng ñã có những hiểu biết phong phú ñịnh ñem ñối chiếu

- Giai ñoạn 2: Tiến hành phân tích những dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa chúng Kiểm tra xem các dấu hiệu giống nhau có ñồng thời là các dấu hiệu bản chất của các ñối tượng này hay không

- Giai ñoạn 3: Truyền các dấu hiệu của ñối tượng ñã biết cho ñối tượng cần nghiên cứu bằng suy luận tương tự

- Giai ñoạn 4: Kiểm tra tính ñúng ñắn của các kết luận rút ra (hoặc các hệ quả của chúng) có tính chất giả thuyết ñó ở chính ñối tượng cần nghiên cứu Nếu các kết luận rút ra không ñúng ñối với ñối tượng cần nghiên cứu thì phải trở lại giai ñoạn 1 (lựa chọn ñối tượng khác ñể ñem so sánh)

ðặc biệt, thực nghiệm có vai trò quan trọng trong PPTT Nhờ nó, ta phát hiện ñược

sự tồn tại các dấu hiệu giống nhau của các ñối tượng, làm cơ sở cho việc lựa chọn ñem

so sánh và cũng nhờ nó, kiểm tra ñược tính ñúng ñắn của những kết luận rút ra ñược bằng suy luận tương tự

2.3.3 Sự cần thiết của việc sử dụng PPTT trong dạy học vật lí

Quá trình hướng dẫn HS giải quyết các vấn ñề học tập phỏng theo những cách mà các nhà khoa học ñã sử dụng ñòi hỏi HS phải làm quen với PPTT

Trong quá trình HS sử dụng PPTT ñể giải quyết vấn ñề học tập, HS ñược rèn luyện một loạt các thao tác tư duy, ñược phát triển niềm tin và mối liên hệ có tính khái quát,

có tính quy luật của các sự vật, hiện tượng phong phú

Sử dụng PPTT góp phần nâng cao hiệu quả của giờ học, thể hiện trước hết ở tính sâu sắc, tính hệ thống của các kiến thức vì nó giúp HS liên kết cái chưa biết với cái ñã biết, phát hiện những mối liên hệ giữa các hệ thống khác nhau ở các phần khác nhau của vật lí cũng như những dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa chúng

ðiều kiện dạy học ở trường phổ thông nhiều khi chỉ cho phép ñề cập sâu một ñối tượng rồi sử dụng suy luận tương tự rút ra các kết luận cho ñối tượng khác tương tự với nó Chính vì vậy, sự tương tự và PPTT là ñối tượng của DHVL ở trường PT

2.3.4 Một số yêu cầu khi sử dụng sự tương tự và PPTT trong dạy học

Yêu cầu cao nhất ñối với việc sử dụng PPTT trong dạy học là HS phải tự lực cao ở mức có thể ñược trong tất cả các giai ñoạn của PPTT, ngay cả ở giai ñoạn lựa chọn ñối tượng ñã biết làm ñối tượng so sánh với ñối tượng nghiên cứu và ñối tượng ñem so sánh phải có ý nghĩa

ðiều kiện cơ bản cho việc sử dụng PPTT ñạt kết quả là HS phải có vốn hiểu biết

về ñối tượng ñem so sánh từ những bài học trước, từ kinh nghiệm sống hoặc dễ hình dung ñối với HS tuy mới tiếp xúc lần ñầu

Phải lưu ý HS: Những kết luận rút ra bằng suy luận tương tự chỉ có tính chất giả thuyết, phải ñược kiểm tra ở ñối tượng ñang nghiên cứu thông qua thực nghiệm

2.4 Phương pháp mơ hình trong dạy học vật lí

Trong vật lí học, V.A Stơphơ đã định nghĩa mơ hình như sau:

“Mơ hình là một hệ thống được hình dung trong ĩc hay được thực hiện một cách vật chất, hệ thống đĩ phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nĩ, bởi vậy việc nghiên cứu mơ hình sẽ cho ta những thơng tin mới về đối tượng”

Chức năng của mơ hình

Trong VL học, mơ hình cĩ các chức năng sau:

- Mơ tả sự vật, hiện tượng

- Giải thích các tính chất và hiện tượng cĩ liên quan đến đối tượng

- Tiên đốn các tính chất và hiện tượng mới

Một mơ hình khơng phải chỉ dùng để mơ tả và giải thích các hiện tượng VL mà hơn thế nữa, nĩ cịn được dùng để tiên đốn những hiện tượng mới Khơng cĩ chức năng tiên đốn này, mơ hình mất đi vai trị quan trọng của nĩ trong khoa học

2.4.2 Các loại mơ hình sử dụng trong dạy học vật lí

Ta cĩ thể phân các mơ hình vật lý thành hai loại:

a Mơ hình vật chất:

Là mơ hình bằng vật thể, trên đĩ phản ánh những đặc trưng cơ bản về mặt hình học, VL học, động lực học, chức năng học, của đối tượng nghiên cứu

Ví dụ: Mơ hình hệ Mặt Trời, mơ hình máy phát điện,…

Loại mơ hình này chỉ được sử dụng ở giai đoạn thấp của quá trình nhận thức

b Mơ hình lý tưởng (lý thuyết):

Là những mơ hình trừu tượng trên đĩ về nguyên tắc người ta chỉ áp dụng những thao tác tư duy lý thuyết Các phần tử của mơ hình và đối tượng nghiên cứu thực cĩ thể cĩ bản chất vật lí hồn tồn khác nhau nhưng hoạt động theo những quy luật giống

nhau Các mô hình lí thuyết có thể có rất nhiều loại, tùy theo mức ñộ trừu tượng khác nhau:

Mô hình kí hiệu: là hệ thống những kí hiệu ñược dùng ñể mô tả, thay thế một sự

vật, hiện tượng VL, gồm các loại mô hình sau:

- Mô hình công thức toán là những mô hình có bản chất vật lí khác với vật gốc

Ví dụ: Tất cả các ñại lượng q thỏa mãn pt: q′′ +w2q= 0 ñều biến thiên theo một quy luật ñiều hòa

- Mô hình ñồ thị: ñồ thị cũng là một loại mô hình nhưng nhiều khi trong vật lí học người ta xây dựng ñồ thị biển diễn mối liên hệ giữa hai ñại lượng trước khi xây dựng ñược công thức

Ví dụ: Người ta dựa vào ñặc tuyến Vôn-ampe có thể biết ñược tranziton hoạt

ñộng ở chế ñộ tuyến tính hay không tuyến tính

- Mô hình logic - toán: Mô hình này dựa trên ngôn ngữ toán học và ñược sử dụng rộng rãi trên các máy tính ñiện tử Có thể coi mô hình dùng trong máy tính ñiện tử là

mô hình kí hiệu ñã ñược vật chất hóa, nghĩa là hệ thống quy luật ñã ñược mã hóa theo ngôn ngữ của máy, chương trình này có thể coi như Angorit của các hành vi của ñối tượng nghiên cứu

Mô hình biểu tượng là dạng trừu tượng nhất của mô hình lý tưởng, không tồn tại trong không gian, trong thực tế mà chỉ có trong tư duy của ta

Ví dụ: Mô hình phân tử trong thuyết ñộng học phân tử của chất khí

Mô hình biểu tượng nhiều khi ñược vật chất hóa dưới một dạng nào ñó ñể hỗ trợ cho quá trình tư duy

Tóm lại, trong vật lí học những mô hình biểu tượng có tác dụng to lớn ñối với quá trình nhận thức nên chúng giữ một vị trí quan trọng Mô hình kí hiệu và mô hình biểu tượng trong sáng tạo KH VL liên quan mật thiết với nhau và có ảnh hưởng ñến sự phát triển của nhau

2.4.3 Các giai ñoạn của phương pháp mô hình

Trong vật lí học, PPMH nói chung gồm bốn giai ñoạn sau:

- Giai ñoạn 1: Nghiên cứu các tính chất của ñối tượng gốc

Bằng quan sát thực nghiệm, người ta xây dựng ñược một tập hợp những tính chất của ñối tượng nghiên cứu Giai ñoạn này còn gọi là tập hợp các sự kiện ban ñầu làm cơ

sở ñể xây dựng mô hình

- Giai ñoạn 2: Xây dựng mô hình

Thông thường, do kết quả của sự tương tự, người ta ñi ñến hình dung sơ bộ về sự vật, hiện tượng cần nghiên cứu tức là ñi ñến một mô hình sơ bộ chưa ñầy ñủ Trong giai ñoạn này, trí tưởng tượng và trực giác ñóng vai trò quan trọng Nhờ có trí tưởng tượng và trực giác, người ta mới trừu xuất ñược những tính chất và mối quan hệ thứ yếu của ñối tượng nghiên cứu, thay nó bằng mô hình chỉ mang tính chất và mối quan

hệ chính mà ta cần quan tâm

- Giai ñoạn 3: Thao tác trên mô hình, suy ra hệ quả lý thuyết

Sau khi xây dựng mô hình, người ta áp dụng phương pháp lý thuyết hoặc thực nghiệm khác nhau tác ñộng trên mô hình ñể thu ñược những thông tin mới ðối với mô hình vật chất thì ta làm thí nghiệm thực còn ñối với mô hình lý tưởng thì áp dụng những phép suy luận logic trên các kí hiệu

- Giai ñoạn 4: Thực nghiệm kiểm tra

Bản thân mô hình là một sản phẩm của nhận thức nên cần phải kiểm tra sự ñúng

ñắn của nó bằng cách ñối chiếu kết quả thu ñược từ mô hình với kết quả thu ñược trực

tiếp từ ñối tượng gốc Nếu sai lệch phải ñiều chỉnh ngay, có khi phải bỏ hẳn mô hình

ñó ñể thay thế các khác

2.4.4 Các mức ñộ sử dụng phương pháp mô hình trong dạy học vật lí

Mức ñộ 1: GV trình bày các sự kiện thực tế mà HS không thể giải thích ñược bằng

kiến thức cũ của họ, sau ñó ñưa ra mô hình mà các nhà KH ñã xây dựng vận dụng mô hình ñể giải thích các sự kiện trên HS có phần thụ ñộng tiếp thu thông tin về các mô hình, chỉ cần họ biết phân biệt mô hình với thực tế và làm quen với cách sử dụng mô

hình ñể giải thích thực tế

Ví dụ: Sau khi nêu một số hiện tượng nhiễm ñiện, GV giới thiệu một số ñiểm sơ bộ

về mô hình cấu tạo nguyên tử và sử dụng mô hình ñó ñể giải thích hiện tượng nhiễm

ñiện và dẫn ñiện

Mức ñộ 2: HS sử dụng mô hình mà GV ñã ñưa ra ñể giải thích một số hiện tượng ñơn giản tương tự với hiện tượng ban ñầu ñã biết

Ví dụ: Sau khi đã biết hai loại điện tích dương và âm, sự tương tác giữa chúng, GV

cĩ thể hướng dẫn HS vận dụng để giải thích vì sao hai lá của điện nghiệm lại xịe ra khi tích điện cho điện nghiệm hoặc hiện tượng nhiễm điện bằng hưởng ứng, bản chất của dịng điện…

Mức độ 3: HS sử dụng mơ hình mà GV đã đưa ra để dự đốn hiện tượng mới

Ví dụ: Sau khi GV giới thiệu mơ hình vecto quay để tổng hợp các dao động điều hịa GV hướng dẫn HS sử dụng mơ hình này để tìm dao động tổng hợp của các hiệu

điện thế xoay chiều trong mạch điện RLC cĩ điện trở, cuộn cảm và tụ điện Kết quả ta

thu được một dao động điện tổng hợp cũng là một dao động điều hịa mà ta tính được các đặc trưng của nĩ dựa trên mơ hình Cĩ thể kiểm tra kết quả dự đốn này trên dao

động điện tử

Mức độ 4: HS dưới sự hướng dẫn của GV tham gia vào cả 4 giai đoạn của PPMH,

do đĩ nắm vững tính năng của mơ hình và sử dụng được mơ hình để giải quyết nhiệm

- PPMH giúp ta hiểu rõ đối tượng nghiên cứu Mơ hình là vật đại diện, trên đĩ ta

sẽ tác động những thao tác logic và thực nghiệm Rất nhiều hiện tượng và quá trình

được giải thích rõ ràng thơng qua mơ hình

Ví dụ: Mơ hình khí lí tưởng giải thích các định luật thực nghiệm về chất khí (Boilo_Mariot, Gayluytsac, Saclo)

- Ngày nay khi KH đi sâu vào thế giới vi mơ khơng trực tiếp quan sát được thì chức năng giải thích của các mơ hình càng cĩ hiệu lực Nhiều khi cùng một đối tượng phải dùng đến nhiều mơ hình mới giải thích được

Ví dụ: ðể giải thích sự truyền ánh sáng, trong VL học cổ điển, người ta dùng mơ hình “hạt ánh sáng”, nhưng sau đĩ khi phát hiện ra hiện tượng giao thoa ánh sáng thì lại dùng “mơ hình sĩng ánh sáng” để giải thích

- Một mơ hình cĩ thể dùng cho nhiều loại hiện tượng khác nhau về bản chất

Ví dụ: Phương trình sĩng cĩ thể là mơ hình của sự lan truyền âm trong khơng khí, của sự lan truyền sĩng điện từ trong chân khơng, của chuyển động của electron trong nguyên tử

- PPMH trong nhiều trường hợp đã dẫn đến những lý thuyết mới

Ví dụ: Mơ hình sĩng ðơbrơi đã dẫn đến cơ học lượng tử

- PPMH cĩ thể giúp ta phát hiện ra những sự kiện mới chưa biết ðặc biệt, mơ hình tốn học nhiều khi cĩ tác dụng tiên đốn rất lớn

Ví dụ: Macxoen dùng mơ hình “ete vũ trụ” để xây dựng các phương trình Macxoen về điện từ trường, nhưng ngay trong các phương trình đĩ, cũng khơng cĩ số hạng nào đặc trưng cho ête vũ trụ Trong thuyết của Macxoen khơng nĩi gì đến vai trị của ête vũ trụ trong các hiện tượng điện từ Vì vậy, chính Macxoen cũng coi ête vũ trụ như là một “giàn giáo” để xây dựng một tịa nhà đã xây dựng xong thì bộ “giàn giáo” cũng bị giở bỏ đi

- Cĩ khi vì quá tin vào một mơ hình đã được xác lập mà người ta đi đến sự bảo thủ, khơng thừa nhận những sự kiện thực tế mới, trái với mơ hình đĩ

Ví dụ: Vì quá tin vào mơ hình cơ học của thế giới (theo Niutơn) nên các nhà KH phải trải qua một thời kì dài dằn vặt và đấu tranh mới xác lập được những quan điểm lượng tử và tương đối tính là những mơ hình mới phản ánh sâu sắc, đầy đủ hơn về thế giới vật chất

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 6.05

3.1 Sơ lược về phần mềm Crocodile Physics

Sự phát triển của kĩ thuật và công nghệ thông tin ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng công nghệ thông tin trong DH Với sự hỗ trợ của máy vi tính và các phần mềm DH, GV có thể tổ chức tốt quá trình DH theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS ðặc biệt với DH vật lí, việc ứng dụng công nghệ thông tin có thể khắc phục ñược những khó khăn của thí nghiệm cho GV Hiện nay, có nhiều phần mềm ñể thiết kế các thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng trong DH vật lí như Pakma, Flash, Working Model, Crocodile Physics,… nhưng trong các phần mềm này thì phần mền Crocodile Physics ñáp ứng ñược hầu hết các yêu cầu về thí nghiệm vật lí trong chương trình phổ thông

Crocodile Physics là phần mềm thiết kế các TNVL ảo trên máy vi tính, ứng dụng vào các tiết học trong trường PT Phầm mềm này ñã ñược sử dụng rộng rãi tại nước

Mỹ, và ở Việt Nam hiện nay thì phần mềm này cũng ñược sử dụng khá nhiều

Ứng dụng của phần mềm này là ngoài những thí nghiệm có sẵn của chương trình thì ta có thể tự thiết kế ra những thí nghiệm khác phù hợp với chương trình giảng dạy Giao diện của chương trình rất trực quan nên việc thiết kế thí nghiệm ảo là tương ñối

dễ dàng ñối với phần lớn GV

3.2 Tìm hiều về giao diện và cách sử dụng

ðể vào chương trình ứng dụng, ta có thể Double Click vào biểu tượng Crocodile Physics trên màn hình Desktop

Tiếp theo ta sẽ thấy trên giao diện

màn hình hiện lên cửa sổ và lời chào

“Welcome to Crocodile Physics”

Trên bảng này ta có thể chọn các mục:

- Contents: Xem các ví dụ theo chủ ñề có sẵn trong phần mềm

- New model: Sử dụng các mô hình của Crocodile Physics ñể tạo mô phỏng

- Tutorials: Mở nội dụng hướng dẫn sử dụng Crocodile Physics

Khi Click chọn New model trên màn hình sẽ hiện lên của sổ thực hiện các mô phỏng vật lí:

Eletronics: ðiện học Optics: Quang học Motion & Forces: Chuyển

ñộng và ñộng lực học

Waves: Sóng Presentation: Các công cụ

hỗ trợ thiết kế thí nghiệm

Hướng dẫn cách sử dụng các chức năng của phần mềm Crocodile Physics

- Contents: gồm các thí nghiệm có sẵn ñược sắp xếp theo từng chủ ñề cụ thể nên rất dễ tra cứu

- Parts Library: là kho chứa các dụng cụ ñể thiết kế các thí nghiệm Việc thiết kế các thí nghiệm rất ñơn giản, ta chỉ cần dùng chuột chọn dụng cụ thích hợp rồi kéo ra

màn hình thiết kế Sau ñó ñiều chỉnh thuộc tính của dụng cụ sao cho thích hợp với yêu cầu của thí nghiệm

- Properties: phần này có chức năng thể hiện và thay ñổi các thuộc tính của các dụng cụ và ñối tượng ñược chọn

Phần QUANG: Chọn New Model/Parts Library/Optics ta ñược:

Optical Space: Màn ñen Ray Diagrams: Biểu ñồ tia Light Sources: Nguồn sáng Lenses:Thấu kính

Mirors: Gương Transparent Objects: Vật trong suốt

Opaque Objects: Vật chắn sáng

Phần SÓNG: Chọn New Model/Parts Library/Waves/1D ta ñược:

-Wave propagation space:sóng truyền trong không gian

-Wave penetration space: sóng truyền qua

-Wave reflection space: sóng phản xạ

-Wave interference space: giao thoa sóng

-Wave pinned space: sóng có 1

ñầu cố ñịnh

-Wave plucking space: sóng cố

ñịnh 2 ñầu

-Electromagnetic wavespace: Thí nghiệm sóng ñiện từ

-Sound wavespace: Thí nghiệm sóng âm

-Water wavespace: Thí nghiệm sóng cơ trên nước

-Sources: Các nguồn phát sóng -Reflectors: Vật phát xạ

-Obstacles:Vật cản -Slits: Vật cản có khe hở -Measurement: Thiết bị thu sóng

3.3 Các bước xây dựng thí nghiệm mô phỏng

Do ñề tài của em tập trung vào phần sóng ánh sáng, VL 12 nên những hướng dẫn dưới ñây chủ yếu tập trung vào cách tạo thí nghiệm mô phỏng sóng ánh sáng, ñối với các phần khác cũng áp dụng tương tự

ðể thiết kế thí nghiệm về hiện tượng tán sắc ánh sáng ta Click chọn mục Optics trong khung Parts Library:

ðầu tiên chọn Optical space ñể lấy