Nghiên cứu tự tạo và sử dụng một số thí nghiệm vật lí vui trong dạy học phần điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS (tt0

Luận án tiến sĩ của Huỳnh Trọng Dương "Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học Vật lí ở trường trung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU TỰ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC NHẰM TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG

NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

Mã số đề tài: SV 02.2015

Họ, tên sinh viên chịu trách nhiệm chính: Trần Thị Lương

Ngành học: Sư phạm Vật lí

Khoá học: 2013 – 2017

Khoa: Khoa học Tự nhiên

Quảng Bình, năm 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU TỰ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC NHẰM TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG

NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

Mã số đề tài: SV 02.2015

Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Tự nhiên

Nhóm sinh viên thực hiện đề tài: Trần Thị Lương

Phan Thị Khánh Ly

Lê Xuân Hải

Lê Văn Mạnh Ngành học: Sư phạm Vật lí

Khóa học: 2013 – 2017

Giảng viên hướng dẫn: ThS Phạm Thị Thanh Hương

Quảng Bình, năm 2016

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU i

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1

3 Mục tiêu nghiên cứu 2

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

5 Giả thuyết khoa học 2

6 Đối tượng nghiên cứu 3

7 Phạm vi nghiên cứu 3

8 Phương pháp nghiên cứu 3

8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết 3

8.2 Phương pháp thực nghiệm 3

NỘI DUNG 4

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG 4

THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC NHẰM 4

TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 4

1.1 Cơ sở tâm lí 4

1.1.1 Lý thuyết về vùng phát triển gần của Vưgôtxki 4

1.1.2 Lí thuyết của J.Piaget 6

1.2 Cơ sở lí luận dạy học 8

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

1.2.1.1 Khái niệm thí nghiệm Vật lí 8

1.2.1.2 Phân loại các thí nghiệm Vật lí 8

1.2.1.3 Vai trò của các thí nghiệm Vật lí trong việc giảng dạy và học tập Vật lí 10

1.2.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học Vật lí 13

1.2.2.1 Khái niệm tích cực hóa 13

1.2.2.2 Những dấu hiệu và cấp độ biểu hiện tính tích cực học tập 14

1.2.3 Thí nghiệm vui và việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS 16

1.2.3.1 Khái niệm thí nghiệm Vật lí vui 16

1.2.3.2 Vai trò của thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học Vật lí 17

1.2.3.3 Những yêu cầu khi sử dụng thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học 17

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU TỰ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ 19

THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ PHẦN ĐIỆN HỌC NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 19

2.1 Đặc điểm chung của phần Điện học THPT 19

2.2 Một số kiến thức cơ bản 19

2.2.1 Chương “Điện tích- Điện trường” 19

2.2.2 Chương “Dòng điện không đổi” 21

2.2.3 Chương “Dòng điện trong các môi trường” 23

2.3 Quy trình tự tạo thí nghiệm Vật lí vui 25

2.4 Nghiên cứu tự tạo một số thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS 26

2.4.1 Thí nghiệm: “Giấy màu nhảy múa” 26

2.4.2 Thí nghiệm: “Công chúa nhận biết điện” 27

2.4.3 Thí nghiệm: “Quả bóng ma thuật” 28

2.4.4 Thí nghiệm: “Lon bia biết lăn” 29

2.4.5 Thí nghiệm: “Hạt xốp di chuyển” 30

2.4.6 Thí nghiệm: “Siêu nhân điện” 31

2.4.7 Thí nghiệm: “Pin nước chanh” 32

2.4.8 Thí nghiệm: Kiểm tra tính chất dẫn điện của các vật liệu 33

2.5 Sử dụng thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học Vật lí nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 37

2.5.1 Sử dụng thí nghiệm Vật lí vui để mở bài, dẫn dắt học sinh đến kiến thức mới 37 2.5.2 Sử dụng thí nghiệm Vật lí vui trong quá trình dạy bài mới 38

2.5.3 Sử dụng thí nghiệm Vật lí vui để củng cố kiến thức, giúp học sinh trực tiếp thực hành tự tạo các thí nghiệm Vật lí vui trong cuộc sống 38

2.6 Thiết kế tiến trình dạy học một số bài có sử dụng thí nghiệm Vật lí vui nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 38

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… ………… 59

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH

Sơ đồ 1: Quan niệm dạy học của Vưgôtxki……….5

Sơ đồ 2: Lý thuyết của Vưgôtxki về dạy học……… 5

Sơ đồ 3: Quá trình phát triển tư duy theo lý thuyết J.Piaget……… 7

Sơ đồ 4: Sự biểu hiện và cấp độ của tính tích cực học tập………15

Sơ đồ 5: Nội dung kiến thức chương Điện tích – Điện trường……….20

Sơ đồ 6: Nội dung kiến thức chương “Dòng điện không đổi”……… 22

Sơ đồ 7: Nội dung kiến thức chương “Dòng điện trong các môi trường”……….24

Sơ đồ 8: Quy trình tự tạo thí nghiệm vui……… 25

Hình 1: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm“Giấy màu nhảy múa”………26

Hình 2: Bố trí thí nghiệm “Giấy màu nhảy múa”……….26

Hình 3: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Công chúa nhận biết điện”……… 27

Hình 4: Bố trí thí nghiệm “Công chúa nhận biết điện”……… … 28

Hình 5: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Quả bóng ma thuật”………28

Hình 6: Bố trí thí nghiệm “Quả bóng ma thuật”……… 29

Hình 7: Bố trí thí nghiệm “Lon bia biết lăn”……….29

Hình 8: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Hạt xốp di chuyển”……….30

Hình 9: Bố trí thí nghiệm “Hạt xốp di chuyển”……….32

Hình 10: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Siêu nhân điện”……….31

Hình 11: Bố trí thí nghiệm “Siêu nhân điện”………33

Hình 12: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Pin nước chanh”………32

Hình 13: Bố trí thí nghiệm “Pin nước chanh”……… 33

Hình 14: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Kiểm tra tính chất dẫn điện của các vật liệu”…34 Hình 15: Bố trí thí nghiệm “Kiểm tra tính chất dẫn điện của các vật liệu”……….….36

Hình 16: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Dây đàn cắt xốp”……… 35

Hình 17: Bố trí thí nghiệm “Dây đàn cắt xốp”……… ……38

Hình 18: Bản vẽ thiết kế thí nghiệm “Ống nhựa hút khói”……… 36

Hình 19: Bố trí thí nghiệm “Ống nhựa hút khói”……… 36

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, việc áp dụng các phương pháp dạy học Vật lí nhằm tăng cường tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh (HS) chưa được đạt được những hiệu quả cao Một phần là do Vật lí học là một môn khoa học thực nghiệm nhưng số tiết dành cho HS thực hành thí nghiệm rất ít mà đa số là những thí nghiệm biểu diễn của giáo viên (GV) và một số thí nghiệm trực diện của HS ở trên lớp Một phần là do nhiều trường chưa có phòng học bộ môn, chưa có cán bộ chuyên trách phòng thí nghiệm nên việc chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm thường mất nhiều thời gian và dẫn đến kết quả nhiều

GV rất ngại làm thí nghiệm trên lớp Để giải quyết được những thực trạng trên, GV có thể sử dụng các thí nghiệm Vật lí vui được chế tạo từ những dụng cụ có sẵn, dễ kiếm tìm trong đời sống Thông qua những thí nghiệm Vật lí vui, GV có thể tạo cho HS những điều bất ngờ, mới lạ, từ đó kích thích sự tìm tòi, sáng tạo và hứng thú học tập bộ môn của các em Do đặc điểm tâm lí lứa tuổi HS phổ thông thường rất hiếu động và

tò mò nên thí nghiệm Vật lí vui lại càng có điều kiện phát huy tác dụng của nó Việc nghiên cứu tự tạo và sử dụng thí nghiệm Vật lí vui không chỉ mang ý nghĩa kinh tế đơn thuần mà còn có tác dụng lớn lao trong việc nâng cao tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS Bởi vậy, việc khai thác, tự tạo và sử dụng các thí nghiệm vui trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông là một trong những biện pháp có tầm quan trọng trong chiến lược đổi mới phương pháp dạy học Vật lí hiện nay

Từ những lí do nêu trên, chúng tôi lựa chọn và nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu

tự tạo và sử dụng một số thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học phần Điện học nhằm

tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS”

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Đã từ lâu, bằng những kinh nghiệm và hiểu biết của mình, rất nhiều GV Vật lí

đã biết sáng chế, khai thác và sử dụng các thí nghiệm trong quá trình dạy học Vật lí Hiện nay, không chỉ ở nước ta mà các nước khác trên thế giới cũng quan tâm phát triển thí nghiệm theo hướng này bởi lẽ thí nghiệm Vật lí tự tạo mang lại hiệu quả cao trong dạy học Trong những năm gần đây có nhiều công trình nghiên cứu về việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông như: Lê Văn Giáo với giáo trình "Thí nghiệm và các phương tiện trực quan trong dạy học Vật lí", tác giả đã đề cập đến vai trò thí nghiệm và các phương tiện trực quan đặc biệt là vai trò của thí nghiệm tự tạo

trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, từ đó đưa ra cách khai thác và sử dụng chúng trong từng bài học cụ thể Luận án tiến sĩ Trần Huy Hoàng "Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của máy tính trong dạy học một số kiến thức Cơ học và Nhiệt học Trung học phổ thông (THPT)", tác giả đã đề cập đến việc khai thác các thí nghiệm dưới sự hỗ trợ của máy vi tính như: thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng và đưa cách

sử dụng chúng trong dạy học Vật lí Luận án tiến sĩ của Huỳnh Trọng Dương "Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của

HS trong dạy học Vật lí ở trường trung học cơ sở" Trong những công trình nghiên cứu về dạy học nêu vấn đề, một số tác giả cũng đã sử dụng các thí nghiệm vui để tạo các tình huống có vấn đề Tuy nhiên, như chúng tôi biết đến nay chưa có tác giả nào

nghiên cứu vấn đề: “Nghiên cứu tự tạo và sử dụng một số thí nghiệm Vật lí vui

trong dạy học phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS”

3 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu đề tài cần đạt được là:

- Một số thí nghiệm Vật lí vui thuộc phần Điện học THPT

- Một số tiến trình dạy học Vật lí có sử dụng thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học phần Điện học THPT nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra, đề tài cần thực hiện những nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc dạy học Vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

- Nghiên cứu vai trò của thí nghiệm vui trong dạy học Vật lí

- Nghiên cứu nội dung phần Điện học THPT

- Nghiên cứu, khai thác, tự tạo một số thí nghiệm Vật lí vui thuộc phần Điện học THPT

- Thiết kế tiến trình dạy học một số bài trong phần Điện học THPT có sử dụng các thí nghiệm vui nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

5 Giả thuyết khoa học

Thí nghiệm Vật lí luôn đóng vai trò quan trọng trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, nhất là những thí nghiệm Vật lí vui Bởi vậy, nếu khai thác và sử dụng các thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học thì có thể góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của

HS và qua đó nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí ở trường THPT

6 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy và học phần Điện học ở trường THPT, trong đó tập trung vào các thí nghiệm Vật lí vui

7 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu, khai thác, tự tạo và sử dụng các thí nghiệm Vật lí vui phần Điện học THPT

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, Nhà nước, của Bộ Giáo dục & Đào tạo về việc nâng cao chất lượng giáo dục và đổi mới phương pháp dạy học

- Nghiên cứu các tài liệu tâm lí học, cơ sở lí luận dạy học, các ý kiến của các nhà khoa học giáo dục trên các tạp chí của ngành, các tài liệu liên quan đến việc sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học phổ thông theo tinh thần đổi mới phương pháp dạy học

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình, sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo khác liên quan

- Nghiên cứu các tài liệu về khai thác, tự tạo và sử dụng thí nghiệm Vật lí phần Điện học THPT

8.2 Phương pháp thực nghiệm

- Nghiên cứu các phương án tự tạo thí nghiệm Vật lí vui phần Điện học THPT

- Tiến hành tìm kiếm dụng cụ thí nghiệm để tự tạo ra các thí nghiệm Vật lí vui phần Điện học THPT

9 Cấu trúc đề tài nghiên cứu khoa học

Đề tài nghiên cứu khoa học được cấu trúc như sau:

Mở đầu

Nội dung

Chương I: Cơ sở lí luận của việc sử dụng thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học nhằm

tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

Chương II: Nghiên cứu tự tạo và sử dụng một số thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học

Vật lí phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

1.1 Cơ sở tâm lí

Dạy học là một dạng hoạt động đặc trưng của xã hội nhằm truyền lại những kinh nghiệm cho thế hệ sau mà thế hệ trước đã tích lũy được, biến chúng thành "vốn liếng", kinh nghiệm và phẩm chất, năng lực của cá nhân người học

Tâm lí học sư phạm và lí luận dạy học hiện đại khẳng định: “Con đường có hiệu quả nhất để làm cho học sinh nắm vững kiến thức và phát triển được năng lực sáng tạo là phải đưa học sinh vào vị trí của chủ thể hoạt động nhận thức Nắm vững kiến thức, thực sự lĩnh hội chúng, cái đó học sinh phải tự mình làm lấy, bằng trí tuệ của bản thân” Muốn đạt được điều đó, thì người GV phải tổ chức cho HS tham gia hoạt

động tích cực trong quá trình dạy học Chỉ có sự tích cực hoạt động thì HS mới tự mình chiếm lĩnh kiến thức và hình thành cho mình một phương pháp tự học

1.1.1 Lý thuyết về vùng phát triển gần của Vưgôtxki

Tâm lý học văn hóa xã hội của Vưgôtxki được xây dựng trên 4 nguyên lý cơ bản:

+ Trẻ em tự xây dựng nền kiến thức cho mình

+ Sự phát triển không thể tách rời khỏi bối cảnh xã hội cụ thể

+ Học tập đem lại sự phát triển

+ Ngôn ngữ đóng vai trò trung tâm trong việc phát triển trí tuệ

Mục đích của dạy học là đem đến sự phát triển toàn diện cho HS Từ đó có thể thấy rằng giữa dạy học và phát triển có mối quan hệ hai chiều, biện chứng Trước khi Vưgôtxki đưa ra lý thuyết vùng phát triển gần đã có khá nhiều quan niệm khác nhau về dạy học

 Quan niệm dạy học song song với sự phát triển, nghĩa là trình độ người học đến đâu thì dạy đến đó Quan niệm này được mô tả theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 1: Quan niệm dạy học của Vưgôtxki

 Lí thuyết của Vưgôtxki về dạy học

Theo Vưgôtxki dạy học phải đi trước sự phát triển kéo theo sự phát triển Nghĩa là trong dạy học người GV phải đặt ra cho người học một nhiệm vụ cao hơn trình độ của họ (nhiệm vụ chứa đựng một khó khăn cần giải quyết) Trình độ phát triển hiện tại được xác định bằng khả năng độc lập giải quyết vấn đề Trình độ phát triển có thể đạt được được xác định bằng khả năng giải quyết vấn đề với sự trợ giúp của người khác Người học đạt được sự hiểu biết toàn bộ kiến thức khi vượt qua vùng phát triển gần và giải quyết được các vấn đề liên quan đến kiến thức một cách độc lập Như vậy, nhiệm

vụ của người dạy không chỉ phải xác định được vùng phát triển hiện tại mà còn phải xác định được vùng phát triển có thể đạt được Từ đó mới có thể đưa ra các hình thức, phương pháp dạy học phù hợp với người học, Vưgôtxki gọi đó là vùng phát triển gần

Sơ đồ 2: Lý thuyết của Vưgôtxki về dạy học

Theo lí thuyết của Vưgôtxki trình độ ban đầu của người học tương ứng với

"vùng phát triển hiện tại" Trình độ này cho phép người học dưới sự hướng dẫn của

Nhiệm vụ học tập

Sự phát triển của người học

Trình độ ban đầu

Trình độ hiện tại

TĐ hiện tại mới 1 1

TĐ hiện tại mới 2

Vùng phát triển gần nhất

NV nhận thức 1

NV nhận thức 2

NV nhận thức 3Sự phát triển của

người học

thầy giáo có thể thu nhận được kiến thức gần gũi với kiến thức cũ để đạt trình độ cao Tiếp đó thầy giáo đưa người học đến vùng phát triển gần nhất mới để sau đó đến lượt nó lại trở thành vùng phát triển hiện tại Cứ tiếp tục như vậy trình độ của người học đi

từ nấc thang này đến nấc thang khác cao hơn

Xuất phát từ luận điểm khoa học đó, Vưgôtxki cho rằng vùng phát triển gần là chỗ tốt nhất cho sự phát triển nhận thức Vùng phát triển là khoảng nằm giữa trình độ phát triển hiện tại được xác định bằng trình độ độc lập giải quyết vấn đề và trình độ gần nhất mà các em có thể đạt được với sự giúp đỡ của người lớn hay bạn bè khi giải quyết vấn đề

Theo lí thuyết "vùng phát triển gần nhất" chỉ ra rằng trẻ em khác nhau có vùng phát triển gần nhất rất khác nhau và nó phụ thuộc rất nhiều vào năng lực sư phạm và

trình độ chuyên môn của giáo viên, phụ thuộc vào cách đặt ra nhiệm vụ học tập trước người học thông qua nghệ thuật nêu vấn đề, nghệ thuật tạo tình huống và nghệ thuật đặt câu hỏi Đặc biệt phụ thuộc vào thái độ tích cực tham gia hoạt động nhận thức của

HS Việc tích cực hoạt động của HS sẽ làm cho vùng phát triển gần của chính họ được

mở rộng qua đó trình độ của HS được phát triển một cách tích cực, chủ động Đây chính là cơ sở cho việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong quá trình dạy học

1.1.2 Lí thuyết của J.Piaget

Jean Piaget cho rằng tâm lý con người có cấu trúc phức tạp Quá trình phát triển

tư duy là quá trình đồng hóa (assimilation) và điều ứng (accommodation) Khi sự mất cân bằng giữa kiến thức và vốn sống với thực tế xảy ra, quá trình đồng hóa xuất hiện Quá trình này làm nảy sinh các cấu trúc tâm lý mới Quá trình điều ứng điều chỉnh các cấu trúc tâm lý mới để thích ứng với sự biến đổi của môi trường Quá trình nhận thức

đạt tới đỉnh cao khi hai quá trình đồng hóa và điều ứng ở thế cân bằng

Theo Jean Piaget, trí tuệ con người hình thành trong một quá trình lâu dài thông

qua những hoạt động của giác quan và vận động, kết hợp với những hoạt động của tư duy

Lí thuyết của J Piaget đề cao vai trò tích cực của người học trong việc tạo sự thích nghi

và cân bằng trước tự nhiên Theo J Piaget, mỗi khi có sự mất cân bằng xuất hiện, thì sự cân bằng phải được tạo nên qua cơ chế đồng hoá và điều ứng để thích nghi

Trong dạy học, khi người học tiếp nhận thông tin thường đưa đến sự mất cân bằng về nhận thức Những cái mà người học tiếp nhận được trở nên mới mẻ so với

những gì đã biết, sẽ tạo nên sự mất cân bằng về nhận thức trong tư duy người học Thông qua cơ chế đồng hoá và điều ứng (tìm những điểm giống nhau và thay đổi những cái tương tự, những cái gần giống nhằm tạo ra những cái mới có thể tiếp nhận được sau đó sắp xếp lại theo một trật tự thích hợp với một cấu trúc mới) sẽ làm cho người học có sự thích nghi và đưa đến sự cân bằng trong nhận thức của họ

Quá trình này có thể tóm tắt theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 3: Quá trình phát triển tư duy theo lý thuyết J.Piaget

- Điều ứng: Khi thu nhận thông tin mới, con người huy động mọi khả năng thích ứng có thể để tiếp thu thông tin mới Sự huy động khả năng để tiếp nhận thông tin mới đó gọi là sự điều ứng

- Đồng hóa: Sử dụng khả năng sẵn có, biến đổi khả năng đó để tiếp thu thành thông tin mới, biến thông tin mới thành một khả năng của mình

Sau điều ứng và đồng hóa, con người ở trạng thái thích nghi và đạt đến cân bằng mới

Trong quá trình đồng hoá và điều ứng thích nghi thì vai trò của chủ thể rất quan trọng Quan điểm này xuất phát từ một quan điểm của tâm lí học phát triển, đó là tri thức nảy sinh từ hành động hay sự vật chỉ phát triển trong sự vận động của nó GV cần hình thành cho HS tính tích cực, năng động và sáng tạo Khi chủ động thì mới có thể tập trung được tay làm, tư duy, có sáng kiến, và tính tự giác Bởi vậy, tổ chức cho người học hoạt động và hoạt động tự giác trong dạy học có một ý nghĩa thực sự về mặt nhận thức

Tâm lý học phát triển của J.Piaget tạo nên một cơ sở khá chắc chắn cho lý luận dạy học hiện đại: tri thức nảy sinh từ hành động Trong quá trình tồn tại và phát triển, con người tương tác với môi trường, quá trình đó dẫn đến sự phát triển các cấu trúc tâm lý dẫn đến sự phát triển của tư duy

Như vậy, xuất phát từ cơ sở của lý thuyết "vùng phát triển gần nhất" của Vưgôtxki và lý thuyết "cân bằng" của J Piaget cho thấy việc tích cực hóa hoạt động

nhận thức của HS trong quá trình dạy học là hết sức cần thiết HS thông qua hoạt động của mình mà hình thành và phát triển năng lực trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thái độ của bản thân trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức

Điều ứng

Thích nghi

Cân bằng mới

1.2 Cơ sở lí luận dạy học

1.2.1 Thí nghiệm Vật lí và vai trò thí nghiệm trong dạy học Vật lí

1.2.1.1 Khái niệm 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 [3]

Một số đặc điểm của thí nghiệm Vật lí

- Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ định sao cho thông qua thí nghiệm, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được giả thiết hoặc hệ quả suy ra từ giả thiết Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động

- Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi

- Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự định nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích thường xuyên các đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng của các nhiễu (nghĩa là loại bỏ tối đa một số điều kiện không làm xuất hiện các tính chất, các mối quan hệ không được quan tâm)

Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đó do sự biến đổi của đại lượng khác Điều này đạt được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương tiện quan sát, đo đạc

1.2.1.2 Phân loại các thí nghiệm Vật lí

Có hai loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông: Thí nghiệm biểu diễn (thí nghiệm do GV tiến hành là chính) và thí nghiệm thực tập (do HS tự tiến hành dưới sự hướng dẫn của GV)

a) Thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn là thí nghiệm do GV tiến hành, nó giữ vị trí hàng đầu trong hệ thống thí nghiệm Vật lí phổ thông Lý luận và thực tiễn giáo dục đã

thừa nhận tầm quan trọng của thí nghiệm biểu diễn Vật lí về giáo dục và giáo dưỡng trong nhà trường

 Phân loại thí nghiệm biểu diễn

Căn cứ vào mục đích của thí nghiệm biểu diễn trong quá trình nhận thức mà phân chia thành 3 loại:

+ Thí nghiệm mở đầu

Thí nghiệm mở đầu được đưa ra nhằm mục đích giới thiệu cho HS biết qua về hiện tượng sắp nghiên cứu hoặc có thể làm thí nghiệm sau khi GV và HS nêu ra nhận xét ban đầu về hiện tượng Tóm lại, thí nghiệm mở đầu tạo nhu cầu hứng thú cho HS, lôi cuốn HS vào hoạt động nhận thức hay nói cách khác là tạo tình huống có vấn đề Song, để gây hứng thú cho HS thì đòi hỏi khi sử dụng thí nghiệm phải có chọn lọc Nếu thí nghiệm không đặc trưng hoặc thí nghiệm quá dễ hiểu thì không đem lại hiệu quả, thậm chí còn phản tác dụng Cần lưu ý, khi thực hiện thí nghiệm mở đầu phải thực hiện trong một thời gian ngắn, có kết quả nhanh và phải thành công ngay

+ Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng

Đây là loại thí nghiệm chủ yếu trong thí nghiệm biểu diễn Đối với loại thí nghiệm này đòi hỏi GV phải có sự chuẩn bị chu đáo về phương pháp cũng như về kỹ thuật, thao tác thí nghiệm Mục đích của thí nghiệm là giúp HS nắm bắt được các quy tắc, các định luật về cả mặt định tính lẫn định lượng Tùy vào nội dung cụ thể mà người ta có thể tiến hành thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng dưới dạng thí nghiệm khảo sát hay thí nghiệm minh họa Thí nghiệm khảo sát được tiến hành nhằm đi đến một kết luận, một định luật hay một quy tắc trên cơ sở phân tích, khái quát hóa những kết quả thí nghiệm, tức là theo con đường quy nạp Thí nghiệm minh họa được tiến hành theo con đường diễn dịch, tức là sau khi GV và HS đã tìm ra kết luận, quy tắc hay định luật bằng cách suy luận lý thuyết và sử dụng thí nghiệm để kiểm chứng lại

+ Thí nghiệm củng cố

Thí nghiệm củng cố là những thí nghiệm nêu lên những biểu hiểu hiện của các định luật Vật lí trong đời sống hay những ứng dụng trong kỹ thuật, đòi hỏi HS phải vận dụng những kiến thức đã học để giải thích hiện tượng hoặc cơ chế hoạt động của các thiết bị kỹ thuật Qua đó, giúp HS củng cố đào sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng đồng thời kiểm tra mức độ tiếp thu bài

b) Thí nghiệm thực tập

Thí nghiệm thực tập Vật lí là do chính HS tự làm, tự HS tạo ra hiện tượng và quan sát thực tế hiện tượng dùng để xây dựng hay kiểm chứng các định luật, qua đó sẽ làm cho HS tin tưởng hơn, hiểu biết vấn đề một cách cụ thể và sâu sắc hơn Đồng thời, thông qua thí nghiệm, HS rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cần thiết cho bản thân

 Phân loại thí nghiệm thực tập

Dựa vào vị trí và thời gian tiến hành thí nghiệm, ta có thể chia thí nghiệm thực tập thành 3 loại:

+ Thí nghiệm trực diện

Là thí nghiệm mà dưới sự hướng dẫn của GV trong quá trình nghiên cứu tài liệu

ở lớp, mỗi HS có thể tiến hành và quan sát thí nghiệm, trên cơ sở đó rút ra kết luận

+ Thí nghiệm thực hành Vật lí

Được tiến hành sau khi HS học xong một vấn đề lớn, một chương hay một phần nào đó của chương trình, nên nó có tác dụng giúp HS ôn tập, đào sâu kiến thức Mặt khác, tạo điều kiện cho HS rèn luyện các kỹ năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm chính xác và phức tạp mà ở thí nghiệm trực diện không có điều kiện sử dụng Do được tiến hành sau khi học xong một vấn đề lớn, một chương hay một phần nào đó của chương trình, nên thí nghiệm thực hành Vật lí thường có nội dung phong phú với yêu cầu nhiều mặt Vì vậy, GV và HS cần phải chuẩn bị chu đáo về mặt thiết bị, phải có kế hoạch tỉ mỉ chi tiết Trước khi tiến hành thí nghiệm, GV phải cho HS ôn tập những lý thuyết liên quan đến nội dung đề tài thí nghiệm, mô tả ngắn gọn các dụng cụ thí nghiệm và những vấn đề cần lưu ý như các thiết bị dễ hỏng, nguy hiểm

+ Thí nghiệm quan sát Vật lí ở nhà

Là loại bài làm ở nhà của HS Mục đích chủ yếu là bằng các thực nghiệm quan sát riêng, HS nắm vững hơn các khái niệm Vật lí, định luật, những thuyết, cũng như các hiện tượng Vật lí Thí nghiệm quan sát Vật lí ở nhà không chỉ giới hạn trong phạm

vi vấn đề của Vật lí học mà còn mở rộng việc học tập Vật lí sang lĩnh vực kỹ thuật Do đó, tạo điều kiện cho HS tham gia các hoạt động kỹ thuật trong học tập Vật lí, vừa có tác dụng giáo dục kỹ thuật tổng hợp vừa tạo hứng thú học tập cho HS

1.2.1.3 Vai trò của các thí nghiệm Vật lí trong việc giảng dạy và học tập Vật lí

- Thí nghiệm là phương tiện để thu nhận tri thức

Vai trò của thí nghiệm trong mỗi giai đoạn của quá trình nhận thức phụ thuộc vào vốn hiểu biết của con người vào đối tượng cần nghiên cứu Nếu HS hoàn toàn chưa có hoặc có ít hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu thì thí nghiệm được sử dụng

để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó Việc thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, và xử lý kết quả quan sát, đo đạc chính là quá trình tìm câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra Hay nói cách khác, thí nghiệm được sử dụng để phân tích hiện thực khách quan và thông qua quá trình thiết lập nó một cách chủ quan để thu nhận tri thức khách quan

- Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức

Theo quan điểm của lí luận nhận thức, một trong những chức năng của thí nghiệm trong dạy học Vật lí là dùng để kiểm tra tính đúng đắn của các tri thức mà HS

đã thu được trước đó Trong nhiều trường hợp, kết quả của thí nghiệm phủ định tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và phải kiểm tra nó ở các thí nghiệm khác Nhờ vậy ta sẽ thu nhận dược những tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm các tri thức đã biết trước đó như là những trường hợp riêng, trường hợp giới hạn Trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, có một số kiến thức được rút

ra từ suy luận logic một cách chặt chẽ từ các kiến thức đã biết.Trong những trường hợp này, cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của chúng

- Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn Trong việc vận dụng các tri thức lý thuyết vào việc thiết kế, chế tạo các thiết bị

kỹ thuật, người ta thường gặp nhiều khó khăn do tính trừu tượng của tri thức sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều định luật của các thiết bị cần chế tạo hoặc do

lí do về kinh tế hay những nguyên nhân về mặt an toàn Khi đó thí nghiệm được sử dụng như là phương tiện tạo cơ sở cho việc vận dụng các tri thức đã thu được vào thực tiễn Cơ sở của việc này là tiến hành thí nghiệm với các mô hình, làm tiền đề cho việc chế tạo những dụng cụ, những thiết bị sử dụng trong thực tế Chương trình Vật lí ở trường phổ thông đề cập tới một loạt các ứng dụng của Vật lí trong đời sống và sản xuất Việc tiến hành thí nghiệm tạo cơ sở để HS hiểu được các ứng dụng của những kiến thức đã học trong thực tiễn

- Thí nghiệm có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau trong quá trình dạy học

Thí nghiệm có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau trong quá trình dạy học: Đề xuất vấn đề cần nghiên cứu; Hình thành kiến thức kỹ năng mới; củng cố kiến thức kỹ năng đã thu thập được và kiểm tra đánh giá kiến thức kỹ năng của HS Thí nghiệm có vai trò quan trọng không gì có thể thay thế được trong giai đoạn hình thành kiến thức mới Nó cung cấp một cách hệ thống các dữ liệu thực nghiệm để từ đó khái quát hóa quy nạp, kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả logic rút ra từ giả thuyết đã được đề xuất hình thành kiến thức mới Thí nghiệm có thể được sử dụng một cách đa dạng trong quá trình củng cố kiến thức kỹ năng của học sinh Là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kỹ năng của HS Thông qua các hoạt động nhận thức HS trong quá trình thí nghiệm, HS sẽ chứng tỏ không những kiến thức về sự kiện mà cả kiến thức về phương pháp kỹ năng của mình Để kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững kỹ năng kiến thức của HS, GV có nhiều cách thức sử dụng thí nghiệm khác nhau, từ những dụng cụ quen thuộc đến xa lạ, mới mẻ, từ bố trí đơn giản đến phức tạp, v.v

- Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách của HS

Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí góp phần quan trọng phát triển nhân cách toàn diện cho HS Thí nghiệm là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kỹ năng kỹ xảo về Vật lí của HS Góp phần phát hiện và khắc phục các sai lầm của HS và khẳng định các dự đoán đúng cho các thí nghiệm do mình tự tiến hành, HS được rèn luyện các kỹ năng kỹ xảo: sử dụng các nguồn điện, dụng cụ

đo, đọc và lắp ráp các thí nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm, sơ đồ mạch điện… Và được giáo dục các thói quen làm việc khoa học của người làm thí nghiệm: lựa chọn dụng cụ,

bố trí thí nghiệm, lắp ráp các bộ phận thí nghiệm, xử lý các kết quả thí nghiệm, bảo đảm các điều kiện mà thí nghiệm phải thỏa mãn, đánh giá, phân tích, sai số khi xử lí kết quả thí nghiệm… Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập Vật lí, tổ chức quá trình tích cực tự lực sáng tạo của HS Trong quá trình thí nghiệm HS phải tiến hành một loạt các hoạt động trí tuệ và thực tiễn: thiết kế phương án kế hoạch thí nghiệm, vẽ sơ đồ thí nghiệm, lập bảng giá trị đo, lựa chọn dụng cụ, bố trí và tiến hành thí nghiệm… Chính vì vậy thí nghiệm là phương tiện hữu ích để bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS Quá trình làm việc tự lực của HS sẽ kích thích sự hứng thú nhận thức, lòng ham muốn nghiên cứu, tạo niềm vui của sự thành công khi giải quyết được nhiệm vụ đặt ra và góp phần phát triển động lực quá trình học tập của HS

Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác nhau, bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS Các thí nghiệm do các nhóm HS tiến hành đòi hỏi sự phân công, phối hợp những công việc tự lực của HS trong tập thể

- Thí nghiệm là phương tiện đơn giản hóa và trực quan trong dạy học Vật lí Trong tự nhiên và kỹ thuật rất ít các hiện tượng quá trình Vật lí xảy ra dưới dạng thuần khiết Chính nhờ thí nghiệm, ta có thể nghiên cứu các hiện tượng quá trình xảy ra trong những điều kiện có thể khống chế được, thay đổi được, có thể quan sát đo đạc đơn giản hơn, dễ dàng hơn để đi tới nhận thức được nguyên nhân của mỗi hiện tượng và mối quan hệ có tính quy luật giữa chúng Thí nghiệm là phương tiện trực quan giúp HS nhanh chóng thu nhận được những thông tin chân thực về các hiện tượng quá trình Vật lí Đặc biệt trong việc nghiên cứu các lĩnh vực Vật lí mà ở đó đối tượng cần nghiên cứu không thể tri giác trực tiếp bằng các giác quan của con người thì việc sử dụng trong dạy học Vât lí các thí nghiệm mô hình để trực quan hóa các hiện tượng quá trình cần nghiên cứu là không thể thiếu được

1.2.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học Vật lí

1.2.2.1 Khái niệm tích cực hóa

Trước khi nói về tích cực hóa, cần làm rõ khái niệm tính tích cực:

Tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội Để tồn tại và phát triển, con người luôn tìm tòi, khám phá, cải biến môi trường để phục vụ cho con người Tuy vậy, tính tích cực có mặt tự phát và tự giác Theo Thái Duy Tuyên, mặt tự phát của tính tích cực là những yếu tố tiềm ẩn bên trong, bẩm sinh, thể hiện ở tính tò mò, hiếu kỳ, linh hoạt trong đời sống hàng ngày Mặt tự giác của tính tích cực

là trạng thái tâm lý Tính tích cực có mục đích và đối tượng rõ rệt, do đó có hoạt động để chiếm lĩnh đối tượng đó Tính tích cực tự giác thể hiện ở óc quan sát, tính phê phán trong

tư duy, trí tò mò khoa học… Nhờ tính tích cực tự giác, có ý thức, con người có thể đạt được nhiều tiến bộ trong đời sống và phát triển nhanh hơn so với tính tích cực tự phát Như vậy, tính tích cực là một thuộc tính của chủ thể, nó hiện ẩn trong mỗi cá nhân

Tích cực hóa là việc làm khơi dậy và phát huy tính tích cực trong hoạt động thực tiễn Theo Thái Duy Tuyên: ''Tích cực hoá là một tập hợp các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập''

Sự chủ động trong học tập thể hiện ở chỗ HS tự giác sẵn sàng tham gia vào các hoạt động học tập, tự lực giải quyết các nhiệm vụ học tập dưới sự điều khiển của GV,

HS hứng thú, hào hứng trong quá trình học tập, HS chủ động trao đổi với GV nhiều hơn, không tiếp thu kiến thức một cách thụ động

Bản chất tích cực hoá của quá trình dạy học dựa trên cơ sở tâm lý học, cho rằng nhân cách của trẻ được hình thành thông qua các hoạt động chủ đạo và sáng tạo, thông qua các hành động có ý thức J Piaget quan niệm trí thông minh của trẻ phát triển và

mở rộng trường hoạt động của nó nhờ sự "đối thoại" giữa chủ thể hành động với đối

tượng và môi trường Tác giả viết "suy nghĩ tức là hành động", cũng tương tự như trước kia Kant đã từng nhấn mạnh "cách tốt nhất để hiểu là làm", ''Học để hành; học

và hành phải đi đôi'' và Hồ Chí Minh khẳng định rằng ''Học không hành thì vô ích; hành mà không học thì hành không trôi chảy''

Quá trình tích cực hoá hoạt động học tập của HS sẽ góp phần làm cho mối quan hệ giữa dạy và học, giữa thầy và trò ngày càng gắn bó và hiệu quả hơn Tích cực hoá vừa là biện pháp để thực hiện nhiệm vụ dạy học, đồng thời nó góp phần rèn luyện cho

HS những phẩm chất của người lao động mới: tự chủ, năng động, sáng tạo Đó là

những mục tiêu mà nhà trường phải hướng tới

1.2.2.2 Những dấu hiệu và cấp độ biểu hiện tính tích cực học tập

a) Dấu hiệu biểu hiện tính tích cực học tập

Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS thể hiện ở những hoạt động trí tuệ hoặc hoạt động cơ bắp Có trường hợp tính tích cực học tập biểu hiện ở những hoạt động cơ bắp nhưng quan trọng là sự biểu hiện những hoạt động trí tuệ Hai hình thức này thường đi liền với nhau, song hoạt động hăng hái về cơ bắp mà đầu óc không suy nghĩ thì chưa phải là hoạt động tích cực học tập

Theo G.I Sukina (1979) có thể nêu ra các dấu hiệu của tính tích cực học tập như sau:

- HS khao khát, tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung các câu

trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

- HS hay thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề mà GV trình bày chưa đủ rõ

- HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận thức các vấn đề mới

- HS mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học

- Ngoài những biểu hiện nói trên mà GV dễ nhận thấy còn có những biểu hiện về mặt cảm xúc, khó nhận thấy hơn, như thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc nhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ra lời giải

thích hay cho một bài tập khó

Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể HS, bộc lộ rõ ở những

HS các lớp dưới, kín đáo ở HS các lớp trên G.I Sukina còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí:

- Tập trung chú ý vào vấn đề đang học Kiên trì làm xong các bài tập

- Không nản trước các tình huống khó khăn

- Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học: tiếc rẽ, cố làm cho xong, hoặc vội gấp sách vở, chờ được lệnh ra chơi

b) Cấp độ biểu hiện tính tích cực học tập

G.I Sukina phân biệt ba cấp độ biểu hiện tính tích cực học tập, từ thấp đến cao:

- Bắt chước, sao chép: Xuất hiện do tác động kích thích bên ngoài Kinh nghiệm hoạt động của bản thân HS được tích luỹ dần thông qua việc tích cực bắt chước hoạt động của GV và bạn bè Trong hành động bắt chước cũng phải có sự cố gắng của thần kinh và cơ bắp

- Tìm tòi, thực hiện: HS tìm cách độc lập, tự lực giải quyết bài tập nêu ra, mò mẫm những cách giải khác nhau để tìm cho được lời giải hợp lý nhất Ở mức độ này tính độc lập cao hơn mức trên, HS tiếp cận nhiệm vụ và tự tìm cho mình phương tiện thực hiện

- Sáng tạo: HS nghĩ cách giải mới, độc đáo, đề xuất những giải pháp có hiệu quả, có sáng kiến lắp đặt những thí nghiệm để chứng minh bài học Dĩ nhiên, mức độ sáng tạo của HS là có hạn nhưng đó là mầm mống để phát triển trí sáng tạo về sau này Đây là biểu hiện tính tích cực cao nhất

Sơ đồ 4: Sự biểu hiện và cấp độ của tính tích cực học tập

Tóm lại, tính tích cực nhận thức của HS là trạng thái hoạt động thể hiện khát vọng cao trong học tập, sự cố gắng về trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức

1.2.2.3 Những biện pháp tích cực hoá hoạt động học tập của HS

Dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động học tập chính là phát huy tính tích cực, sáng tạo trong học tập của HS Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm nên sự hiểu biết về vật lí không chỉ đơn thuần là nắm được các công thức, khái niệm, sự suy diễn logic mà phải có sự trải nghiệm nhất định Do đó, dạy học Vật lí phải hướng tới việc tạo điều kiện cho HS tự chiếm lĩnh tri thức thông qua hoạt động thực nghiệm

Gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu đề xuất các biện pháp nhằm phát huy tính tích cực học tập của HS trong giờ lên lớp Những biện pháp này có thể tóm tắt như sau:

- Nội dung học phải mới, cái mới ở đây không phải là quá xa lạ đối với HS Cái mới phải có kế thừa và phát triển trên cái cũ, kiến thức phải gắn liền thực tiễn, phải thoả mãn nhu cầu nhận thức của HS

- Vận dụng và phối hợp các phương pháp dạy học tích cực một cách có hiệu quả như phương pháp nêu vấn đề, phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình,…nhằm khuyến khích tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS trong học tập

- Tạo điều kiện cho HS được độc lập quan sát, so sánh, phân tích, khái quát hoá các sự kiện hiện tượng, có thế các em sẽ hiểu sâu sắc và hứng thú bộc lộ rõ HS càng hứng thú học tập bao nhiêu thì việc thu nhận kiến thức của các em càng chủ động tích cực và chắc chắn bấy nhiêu Những vấn đề cần nhận thức nên được làm bộc lộ một cách đột ngột, bất ngờ nhằm gây ra xung đột tâm lí ở HS từ đó gây được sự tò mò, kích thích tính hiếu kì của HS

- Không khí lớp học thoải mái, vui vẻ GV phải biết lắng nghe ý kiến phát biểu, trao đổi, tranh luận của HS trong quá trình học tập

- Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và HS Động viên, khích lệ bằng cách khen thưởng khi có thành tích học tập tốt

- Sử dụng nhiều phương tiện trực quan dạy học, đặc biệt là thí nghiệm tự tạo có tác dụng tốt trong việc kích thích hứng thú học tập của HS

- Luyện tập dưới nhiều hình thức khác nhau, vận dụng kiến thức vào trong thực

tiễn, vào các tình huống mới

1.2.3 Thí nghiệm vui và việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

1.2.3.1 Khái niệm thí nghiệm Vật lí vui

Thí nghiệm Vật lí vui là những thí nghiệm Vật lí chứa đựng những yếu tố bất ngờ, do đó thường mang lại sự lý thú và hấp dẫn cho HS Thí nghiệm vui khiến cho

HS cảm thấy thích thú nhận thức khi học Vật lí và vì thế có thể tích cực hóa hoạt động

nhận thức của học sinh [6]

1.2.3.2 Vai trò của thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học Vật lí

Trong quá trình dạy học, thí nghiệm Vật lí vui có những vai trò sau:

- Thí nghiệm Vật lí vui góp phần làm đơn giản hoá hiện tượng, giúp HS nhanh chóng phát hiện ra các hiện tượng và quá trình Vật lí cần nghiên cứu

- Thí nghiệm Vật lí vui bao gồm những yếu tố bất ngờ, lí thú và sinh động do đó có tác dụng kích thích hứng thú học tập của HS Trong quá trình tiến hành thí nghiệm vui, tính tò mò, hiếu động của HS bị kích thích khiến các em chú ý, tập trung vào hoạt động học tập hơn Khi quan sát quá trình tiến hành và kết quả của thí nghiệm vui, HS luôn đặt ra cho mình các câu hỏi và tự trả lời Đa số các hiện tượng của thí nghiệm vui mang đầy sự bất ngờ khiến cho HS có nhu cầu giải thích các hiện tượng đó Vì thế, các em có thể chủ động và sáng tạo hơn trong học tập, quá trình học tập cũng trở nên nhẹ nhàng, không nặng nề, căng thẳng

- Một số thí nghiệm Vật lí vui có thể sử dụng những dụng cụ khá đơn giản và gắn liền với cuộc sống hằng ngày mà HS có thể tự tiến hành ở nhà Trong quá trình tự tạo những thí nghiệm vui đó, HS tự mình rèn luyện kỹ năng thực hành, tính cẩn thận, kiên trì, vượt khó Khi HS làm được một thí nghiệm vui, HS sẽ có thêm động lực để tiếp tục làm những thí nghiệm khác và tự mình tìm hiểu những hiện tượng Vật lí trong đời sống Đó là cơ sở để HS tích cực học tập bộ môn Vật lí

- Thí nghiệm Vật lí vui là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn Điều đó khiến cho

HS hiểu được ý nghĩa Vật lí của các hiện tượng Từ đó HS có thể vận dụng kiến thức

đã có để giải quyết những vấn đề nảy sinh trong cuộc sống, kích thích nhu cầu chế tạo, cải tiến các vật dụng, đồ chơi, nhằm phục vụ cho học tập, cho cuộc sống

- Thí nghiệm Vật lí vui còn hỗ trợ GV trong quá trình sử dụng các phương pháp dạy học tích cực hoá hoạt động học tập của HS như phương pháp dạy học thực nghiệm, phương pháp dạy học nêu vấn đề,

1.2.3.3 Những yêu cầu khi sử dụng thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học

Ngoài những yêu cầu chung khi chế tạo và sử dụng thí nghiệm Vật lí vui cần chú ý các yêu cầu sau:

- Phải đảm bảo tính khoa học: Kết quả rõ ràng, chính xác và thuyết phục

- Phải đảm bảo tính khả thi: Các thí nghiệm được sử dụng phải là những thí nghiệm dễ thao tác, dễ tiến hành và cho kết quả thuyết phục

- Phải đảm bảo tính thẩm mỹ: Các dụng cụ được gia công chu đáo, cẩn thận để làm tăng tính thẩm mỹ của nó

- Phải đảm bảo tính sư phạm: Các thí nghiệm không được phản giáo dục, không

nên làm những thí nghiệm liên quan đến súng đạn, cung nỏ…

- Phải đảm bảo tính an toàn: Trong khi tiến hành thí nghiệm không được để thí nghiệm gây ảnh hưởng đến sức khỏe của HS Thí nghiệm phải an toàn, tránh gây cho

HS cảm giác lo sợ mỗi khi tiến hành thí nghiệm

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU TỰ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ

THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VUI TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ PHẦN ĐIỆN HỌC NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 2.1 Đặc điểm chung của phần Điện học THPT

Trong chương trình Vật lí lớp 11 nâng cao THPT phần “Điện học” gồm 3

chương: Chương I: Điện tích – Điện trường; Chương II: Dòng điện không đổi và Chương II: Dòng điện trong các môi trường [7]

Trong chương trình Vật lí 11 nâng cao thì phần “Điện học”có nhiều hiện tượng có tính trừu tượng cần phải trực quan hóa trong quá trình dạy học, trong khi đó các thí nghiệm và phương tiện trực quan trong phần này còn hạn chế kể cả các thiết bị thí nghiệm được cung cấp theo quy định tối thiểu của Bộ Giáo dục Phần này cũng có liên quan đến nhiều hiện tượng trong thực tế như: mùa đông khi ta cởi áo ra thì nghe những tiếng nổ tách nhỏ; nguyên lý hoạt động của các linh kiện điện tử thường dùng; dòng điện; nguồn điện Vì vậy, trong dạy học Vật lí trực quan là vấn đề cần quan tâm, vì chỉ có thông qua thí nghiệm và phương tiện trực quan mới giúp HS hiểu rõ và sâu hơn về các kiến thức trọng tâm của bài học và nhất là những biểu hiện của nó trong thực tế cuộc sống

Chương “Điện tích- Điện trường” nghiên cứu sự tương tác và điều kiện cân bằng của các hạt (hay vật) mang điện ở trạng thái đứng yên đối với hệ quy chiếu quán tính Định luật Cu-lông là cơ sở của chương Nội dung chủ yếu của chương “Điện tích- Điện trường” là định luật Cu-lông, các khái niệm cơ bản như điện tích, điện trường và mối liên hệ giữa điện tích điện trường, những đặc trưng cơ bản của trường tĩnh điện (cường độ điện trường và điện thế) và thuyết electron cổ điển

Chương “Dòng điện không đổi” đề cập đến các khái niệm liên quan đến dòng điện, nguồn điện, điều kiện để có dòng điện Đinh luật Ôm là nội dung rất quan trọng được xây dựng trên cơ sở thực nghiệm hoặc từ định luật bảo toàn năng lượng

Chương “Dòng điện trong các môi trường” đề cập đến dòng điện trong kim loại, dòng điện trong chất điện phân, dòng điện trong chất khí, dòng điện trong chân không, dòng điện trong bán dẫn dựa trên cơ sở thuyết electron cổ điển

2.2 Một số kiến thức cơ bản

2.2.1 Chương “Điện tích- Điện trường”

Chương “Điện tích – Điện trường” là chương đầu tiên trong chương trình Vật lí

11 nâng cao, chương này HS sẽ tìm hiểu các kiến thức về định luật tương tác giữa các điện tích điểm (định luật cu-lông), điện trường, cường độ điện trường của điện tích

điểm, điện thế, hiệu điện thế và công của lực điện, năng lượng điện trường, tụ điện, ghép tụ điện, cụ thể là: thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích, giải thích ba hiện tượng nhiễm điện, tìm công thức tính cường độ điện trường, các tính chất của đường sức điện, nêu được nguyên lý chồng chất điện trường, xác định công của lực điện và hiệu điện thế, mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế, cách xác định điện dung của tụ điện, biểu thức năng lượng điện trường mật độ điện trường Các nội dung kiến thức đó sẽ được HS đưa vào giải các bài tập đơn giản và giải thích các hiện tượng liên quan trong thực tế cuộc sống [13]

Nội dung kiến thức chương “Điện tích- Điện trường” được trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 5: Nội dung kiến thức chương Điện tích – Điện trường

2.2.2 Chương “Dòng điện không đổi”

Chương “Dòng điện không đổi” có một vị trí quan trọng trong chương trình Vật lí phổ thông, đây là chương nối tiếp kiến thức chương “Điện tích – Điện trường” đồng thời là nền tảng để nghiên cứu các phần khác trong chương trình vật lí phổ thông như: dòng điện trong các môi trường, từ trường, dòng điện xoay chiều Chương này trình bày các kiến thức về nguồn điện (đặc biệt là nguồn điện hóa học), máy thu điện và các định luật cơ bản về dòng điện không đổi như định luật Jun – len-xơ, định luật Ôm đối với toàn mạch, định luật Ôm đối với các loại mạch điện Phần lớn các kiến thức của chương rất gần gũi và có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong kĩ thuật như: Dòng điện một chiều có thể thắp sáng; đèn pin cầm tay; trên ô tô, xe máy….sử dụng các bình acquy để thực hiện việc “đề máy”, thắp hệ thống đèn chiếu sáng, đèn tính hiệu; điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác; các kiến thức về định luật

Ôm cho mạch kín và cho các loại đoạn mạch giúp ta tính chính xác khi thiết kế và lắp ráp mạch điện; việc sử dụng các nguồn điện thích hợp và mắc chúng thành bộ một cách hợp lí sẽ nâng cao được hiệu suất sử dụng Các nội dung kiến thức trong chương

“Dòng điện không đổi” sẽ được HS vận dụng vào việc giải các bài tập về tính điện trở của mạch, điện năng tiêu thụ của nguồn điện, của máy thu [13]

Nội dung kiến thức chương “Dòng điện không đổi” được trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 6: Nội dung kiến thức chương “Dòng điện không đổi”

2.2.3 Chương “Dòng điện trong các môi trường”

“Dòng điện trong các môi trường” là một phần quan trọng trong chương trình Vật lí phổ thông Phần này trình bày các hiện tượng vĩ mô liên quan đến dòng điện trong các môi trường như hiện tượng tỏa nhiệt trong dây dẫn, hiện tượng điện phân, hiện tượng phóng điện trong chất khí và những ứng dụng cũng như tác hại của các hiện tượng đó trong kĩ thuật và trong tự nhiên Phần này cũng đề cập đến bản chất dòng điện trong các môi trường: kim loại, chất điện phân, chất khí, chân không, chất bán dẫn Trong đó chú ý đến bản chất của các hạt tải điện và phương thức chuyển dời có hướng của chúng tạo thành dòng điện Đặc biệt cho thấy rõ sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong các môi trường vào hiệu điện thế và cho biết khi nào có thể áp dụng định luật Ôm Các nội dung kiến thức trong chương “Dòng điện trong các môi trường” giúp HS vận dụng thuyết electron tự do trong kim loại để giải thích được vì sao kim loại là chất dẫn điện tốt, dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại thì gây ra tác dụng nhiệt và điện trở suất của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng Vận dụng các định luật Fa-ra-đây

để giải được các bài tập về hiện tượng điện phân Giải thích được tính chất chỉnh lưu

của lớp tiếp xúc p-n [13]

Nội dung kiến thức chương “Dòng điện trong các môi trường” được trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 7: Nội dung kiến thức chương “Dòng điện trong các môi trường”

2.3 Quy trình tự tạo thí nghiệm Vật lí vui

Dựa vào yêu cầu đối với thí nghiệm Vật lí vui và những kiến thức Vật lí trong phần Điện học, việc nghiên cứu tự tạo các thí nghiệm Vật lí vui được thực hiện dựa trên quy trình sau:

Sơ đồ 8: Quy trình tự tạo thí nghiệm vui

Xác định mục đích thí nghiệm

Đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm

Thiết kế bản vẽ thí nghiệm

Chuẩn bị vật liệu, gia công chế tạo dụng

cụ thí nghiệm

Lắp ráp thí nghiệm

Tiến hành thí nghiệm

Kiểm tra thí nghiệm

Hoàn thiện thí nghiệm

Đạt Không đạt

2.4 Nghiên cứu tự tạo một số thí nghiệm Vật lí vui trong dạy học phần Điện học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS

2.4.1 Thí nghiệm: “Giấy màu nhảy múa”

- Đưa ống nhựa chưa cọ xát đưa lại gần mảnh giấy,

quan sát hiện tượng

- Cọ xát ống nhựa vào khăn len và đưa lại gần mảnh

giấy, quan sát hiện tượng xảy ra