Sử dụng thí nghiệm trong tổ chức dạy học chương động học chất điểm vật lí 10 góp phần phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊNTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN VĂN NAM SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG TỔ CHỨC DẠY HỌC KIẾN THỨC CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10 GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN VĂN NAM

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG TỔ CHỨC DẠY HỌC KIẾN THỨC

CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10 GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN VĂN NAM

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG TỔ CHỨC DẠY HỌC KIẾN THỨC

CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10 GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI

Chuyên ngành: LL & PPDH Bộ môn Vật lí

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS CAO TIẾN KHOA

THÁI NGUYÊN - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu vàkết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa từngđược công bố trong bất kỳ một công trình của các tác giả nào khác

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Nam

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin b ày tỏ lòng bi ết ơn s âu sắc tới thầy gi áo hướng dẫn

khoa học TS Cao Tiến Khoa, đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình

thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học,khoa Vật lí, các thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp caohọc Vật lí K23 trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tận tìnhgiảng dạy, góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập và làmluận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo và các em họcsinh của trường THPT Quỳnh Nhai - Huyện Quỳnh Nhai - Tỉnh Sơn La đã giúp

đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu

Chân thành cảm ơn những tình cảm quý báu của những người thân, bạn bè,đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên, góp ý và tiếp thêm động lực để tôi hoànthành luận văn này

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

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Nam

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt iv

Danh mục các bảng v

Danh mục các hình vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Giả thuyết khoa học

4 4 Nhiệm vụ nghiên cứu

4 5 Phương pháp nghiên cứu

4 6 Đóng góp của đề tài

5 7 Cấu trúc của đề tài

5 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

7 1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

7 1.1.1 Những nghiên cứu về đặc điểm tâm, sinh lí của học sinh Miền núi

7 1.1.2 Các nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí

9 1.2 Dạy học vật lí theo hướng phát triển năng lực cho học sinh

11 1.2.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực 11

1.3 Thí nghiệm trong dạy học Vật lí 21

1.3.1 Đặc điểm của thí nghiệm Vật lí 21

Chương 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÝ 10 NHẰM ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH

33

2.1 Đặc điểm chương “Động học chất điểm” - Vật lí 10 332.1.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Động học chất điểm” - Vật lí 10 33

2.1.2 Chuẩn kiến thức, kỹ năng mà HS cần đạt được khi học xong chương

“Động học chất điểm” - Vật lí 10 342.2 Bộ thí nghiệm được sử dụng để tổ chức dạy học bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều” và “Rơi tự do” trong chương “Động học chất điểm”Vật lí 10 THPT 362.2.1 Giới thiệu bộ thí nghiệm chuyển động thẳng biến đổi đều 37

2.2.2 Lắp ráp và phương án thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều 37

2.2.3 Giới thiệu bộ thí nghiệm rơi tự do 392.2.4 Lắp ráp thí nghiệm và phương án thí nghiệm nghiên cứu chuyển động rơi tự do 402.3 Thiết kế một số tiến trình dạy học kiến thức phần “Động học chất điểm”theo hướng nâng cao năng lực thực nghiệm của học sinh 42

2.3.1 Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức và tiêu chí đánh giá năng lực

thực nghiệm của học sinh khi dạy đơn vị kiến thức bài chuyển động thẳng biến đổi đều 42

2.3.2 Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức và tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh khi dạy đơn vị kiến thức xác định tính chất của

chuyển động rơi tự do

49 Kết luận chương 2 55

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 56

3.1 Mục đích và nhiệm vụ TNSP 56

3.1.1 Mục đích 56

3.1.2 Nhiệm vụ 56

3.2 Đối tượng và nội dung TNSP 57

3.2.1 Đối tượng 57

3.2.2 Nội dung 57

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

57 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 57

3.3.2 Quan sát giờ học 58

3.4 Đánh giá thực nghiệm sư phạm (TNSP)

58 3.4.1 Phương pháp đánh giá kết quả TNSP 58

3.4.2 Kết quả và xử lí kết quả TNSP

60 Kết luận chương 3 91

KẾT LUẬN 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1: Năng lực chuyên biệt môn Vật lí 14

Bảng 1.2: Cấp độ các năng lực 16

Bảng 1.3: Kết quả khảo sát việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí 30

Bảng 2.1: Các bộ thí nghiệm 36

Bảng 3.1: Bảng số liệu HS được chọn làm mẫu TNSP 58

Bảng 3.2: Thống kê ý kiến đánh giá của GV 60

Bảng 3.3: Ý kiến của GV sau khi dự giờ tổ chức dạy học sử dụng TN 63

Bảng 3.4: Ý kiến của HS sau khi học giờ Vật lí có sử dụng TN 64

DANH MỤC CÁC HÌNH

TrangHình 1.1: Mối liên hệ giữa mục tiêu hoạt động dạy học và công cụ đánh giá 12Hình 1.3: Các thành tố của năng lực thực nghiệm 19Hình 1.2: Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy

học phát hiện và giải quyết vấn đề 20Hình 2.1: Bộ thí nghiệm chuyển động thẳng biến đổi đều 37Hình 2.2: Bộ thí nghiệm rơi tự do 39

Theo quan điểm giáo dục hiện đại, dạy học phải là một quá trình tương tác

mà qua đó học sinh tự lực khám phá những điều mình chưa rõ, chưa có thậmchí còn chứng minh bằng thực nghiệm những kiến thức đó chứ không phải thụđộng tiếp thu những tri thức đã được giáo viên sắp đặt

Trong bối cảnh đất nước ta đang ở giai đoạn đổi mới toàn diện thực hiệncông nghiệp hóa, hiện đại hóa gắn liền với phát triển kinh tế tri thức, tích cực,chủ động hội nhập quốc tế sâu rộng hơn để đến năm 2020 nước ta trở thànhmột nước công nghiệp theo hướng hiện đại, đặt ra cho giáo dục, đào tạo nướcnhà những yêu cầu, nhiệm vụ, thách thức mới trong đó chất lượng hiệu quảgiáo dục đào tạo là một trong những yếu tố quyết định

Tiếp tục thực hiện chủ trương đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đàotạo (GD & ĐT) mà Nghị quyết Hội nghị Trung ương 9 khóa XI (NQ 29-NQ/TW) đề ra, Đại hội Đảng lần thứ XII đề ra phương hướng: Giáo dục làquốc sách hàng đầu Phát triển GD & ĐT nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhânlực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bịkiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; phát triển

GD & ĐT phải gắn với nhu cầu phát triển KT - XH, xây dựng và bảo vệ Tổquốc, với tiến bộ khoa học, công nghệ; phấn đấu trong những năm tới, tạochuyển biến căn bản, mạnh mẽ về chất lượng, hiệu quả GD & ĐT; phấn đấuđến năm 2030, nền giáo dục Việt Nam đạt trình độ tiên tiến trong khu vực

Cùng với xu hướng phát triển về mọi mặt đời sống kinh tế - xã hội của đấtnước, với quan điểm đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục, đào tạo ở nước tahiện nay nghành giáo dục trong những năm qua cũng đã đạt được nhiều thànhtích nổi bật Đã có nhiều chủ trương, chính sách lớn nhằm phát triển kinh tế, xãhội vùng DTTS, miền núi được ban hành và thực hiện Trong đó, phát triểngiáo dục và đào tạo nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhântài, để thúc đẩy phát triển kinh tế, xã hội, xóa đói giảm nghèo ở vùng dân tộcthiểu số, miền núi được chú trọng Mặc dù đã có những cải thiện đáng kểnhưng nguồn nhân lực ở vùng DTTS, miền núi vẫn được đánh giá là: còn thiếu

về số lượng, yếu về chất lượng ở cả ba mặt thể lực, trí lực và tâm lực vì vậychưa đáp ứng được yêu cầu của phát triển kinh tế, xã hội trong giai đoạn hiệnnay [26]

Với những bất cập đó thực hiện Quyết định số 1216/QĐ-TTg ngày22/7/2011 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Quy hoạch phát triển nhânlực Việt Nam giai đoạn 2011-2020, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã xác định: pháttriển nhanh nguồn nhân lực, nhất là nguồn nhân lực chất lượng cao cho cácvùng dân tộc và miền núi là một trong ba khâu đột phá chiến lược vừa mangtính cấp bách vừa lâu dài, trọng tâm là đổi mới cơ bản công tác giáo dục và đàotạo để đáp ứng yêu cầu sự nghiệp phát triển kinh tế, xã hội trong vùng và sựnghiệp đổi mới đất nước

Để giải quyết những tồn tại như trên thì việc nâng cao chất lượng giáo dụccho học sinh DTTS khu vực miền núi phía Bắc ở các cấp bậc cơ sở nói chung

và ở bậc THPT nói riêng là rất quan trọng, để làm được điều đó bản thân mỗingười giáo viên phải nắm được đặc điểm, tâm sinh lí, tập tục sinh hoạt, đờisống xã hội của học sinh miền núi và khả năng nhận thức của các em từ đónghiên cứu và đưa ra những PPDH phù hợp với quan điểm đổi mới của BộGD&ĐT giúp các em học sinh phát huy được tính chủ động, tích cực, sáng tạotrong học tập và rèn luyện qua đó đạt được những thành tích cao hơn

Theo PGS.TS Phạm Hồng Quang trong cuốn “Tổ chức dạy học cho họcsinh dân tộc miền núi” thì “ những đặc điểm trong quá trình học tập của họcsinh miền núi đã cho thấy vấn đề tối ưu hoá học tập của học sinh phụ thuộc vàocác điều kiện: kĩ năng, kĩ xảo học tập; trong đó các kĩ năng kỹ xảo bắt buộcnhư: đọc sách, nhịp độ, viết, tính toán, vạch kế hoạch, tự kiểm tra là điềukiện để thực hiện tối ưu hoá quá trình giảng dạy Do đó, một trong những nhiệm

vụ quan trọng của giáo viên là phải luyện tập cho học sinh có được các kìnăng trên, thông qua các hình thức tổ chức dạy học đa dạng và phong phú.”[13]

Với kinh nghiệm bản thân đã được dạy học bậc THPT ở một tỉnh Miềnnúi (Sơn La) và những kiến thức thu nhận được từ chương trình đào tạo thạc sĩcủa khoa Vật lí trường Đại học sư phạm Thái Nguyên, căn cứ vào quan điểmđổi mới toàn diện giáo dục, đào tạo và qua tham khảo nhiều tài liệu đã nghiêncứu về việc tổ chức dạy học cho học sinh miền núi tôi nhận thấy: Có nhiều conđường và phương pháp dạy học có thể vận dụng với đối tượng là các em họcsinh DTTS khu vực miền núi phía Bắc để có thể góp phần phát triển năng lựccủa các em, từ đó nâng cao chất lượng học tập và tôi chọn phương pháp dạyhọc theo hướng phát huy năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề bằng conđường thực nghiệm phần kiến thức “Động học chất điểm” Vật lí 10

“Động học chất điểm” là phần mở đầu môn Vật lí của chương trình THPTgắn liền với nhiều sự việc, hiện tượng gần gũi với đời sống, lao động và sảnxuất Để các em học sinh DTTS có thể tích cực, sáng tạo trong học tập và chủđộng trong việc chiếm lĩnh kiến thức mới, biết vận dụng những kiến thức đãhọc vào giải thích các hiện vật lí và ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống tôi lựa

chọn đề tài “Sử dụng thí nghiệm trong tổ chức dạy học chương “Động học chất điểm” Vật lí 10 góp phần phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh miền núi”.

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu các vấn đề về phát triển năng lực của học sinh và vận dụng líluận về việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí vào tổ chức dạy học

chương “Động học chất điểm” Vật lí 10 góp phần phát triển năng lực thựcnghiệm của học sinh THPT miền núi

3 Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức dạy học các kiến thức Chương “Động học chất điểm” (vật lí

10 THPT) phù hợp với lí luận dạy học hiện đại về việc sử dụng thí nghiệmtrong dạy học vật lí thì có thể nâng cao hiệu quả trong việc phát triển năng lựccủa học sinh miền núi

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu ở trên, chúng tôi đề ra các nhiệm vụnghiên cứu cụ thể như sau:

+ Nghiên cứu về đặc điểm tâm, sinh lí, tập tục sinh hoạt, đời sống xã hộicủa học sinh Miền núi

+ Nghiên cứu các vấn đề về phát triển năng lực của học sinh trong đó tậptrung nghiên cứu về năng lực thực nghiệm, các biểu hiện của năng lực thựcnghiệm trong dạy học vật lí

+ Nghiên cứu lí luận về việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí nhằmnâng cao năng lực thực nghiệm của học sinh

+ Nghiên cứu thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí tạitrường THPT miền núi phía Bắc

+ Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Động học chấtđiểm” vật lí 10 góp phần phát triển năng lực thực nghiệm của học

sinh

+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết khoa học và tínhkhả thi của các tiến trình dạy học đã thiết kế

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu lí thuyết

+ Nghiên cứu cơ sở lí luận tâm lí học, giáo dục học và lí luận DH bộ mônVật lí hiện đại, các tài liệu về thiết kế, chế tạo và sử dụng thiết bị thí nghiệmtrong DH môn Vật lí

+ Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước cùng vớicác chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới phương pháp DHhiện nay ở trường THPT

+ Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ DH của bộ môn vật lí ởtrường THPT

5.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

+ Điều tra khảo sát thực tế, nghiên cứu các thiết bị hiện có ở trường THPTQuỳnh Nhai, Huyện Quỳnh Nhai, Tỉnh Sơn La Dự giờ, tham khảo giáo án dạyhọc, trao đổi với GV về vấn đề sử dụng thí nghiệm trong quá trình tổ chức dạyhọc để đánh giá năng lực thực nghiệm của HS phần kiến thức chương “Độnghọc chất điểm” vật lí lớp 10

+ Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở trường THPT Quỳnh Nhai, HuyệnQuỳnh Nhai, Tỉnh Sơn La về các tiến trình dạy học đã soạn thảo có đối chứng

để kiểm tra vai trò của việc sử dụng TN trong DH kiến thức vật lí trong sự pháttriển năng lực thực nghiệm của học sinh

5.3 Phương pháp thống kê toán học

+ Sử dụng phương pháp thống kê để đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

7 Cấu trúc của đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, phần nội dung luậnvăn gồm ba chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn.

Chương 2: Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức phần động học chất

điểm vật lý 10 nhằm đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Những nghiên cứu về đặc điểm tâm, sinh lí của học sinh Miền núi

Học sinh miền núi luôn có tính thẳng thắn, thật thà và tự trọng Các emhọc sinh miền núi có gì không vừa ý thường tỏ thái độ ngay Đặc điểm thẳngthắn và thật thà cộng với khả năng diễn đạt bằng tiếng phổ thông còn hạn chế,

có những lúc làm cho GV “nóng mặt”; nếu như GV thiếu am hiểu tường tận vàkhông có sự thông cảm sâu sắc thì dễ kết luận đó là những hành vi “thiếu lễđộ” Vì vậy, GV cần nắm vững đặc điểm này, thận trọng suy xét trong quá trìnhđánh giá phẩm chất đạo đức của từng em Các em học sinh miền núi thường cólòng tự trọng cao, nếu các em gặp phải những lời phê bình nặng nề, gay gắthoặc khi kết quả học tập kém, quá thua kém bạn bè một vấn đề nào đó trongsinh hoạt, bị dư luận chê cười, các em dễ xa lánh thầy cô giáo và bạn bè hoặc

bỏ học Nếu GV không hiểu rõ thì có thể cho rằng các em hay tự ái Từ đó GVthiếu nhiệt tình cần thiết để tìm ra phương hướng và biện pháp giải quyếtnhững mắc mớ của các em

Học sinh DTTS luôn có niềm tin sâu sắc vào GV và thực tiễn Các emthường dễ dàng nghe theo những người mình đã tin cậy, đặc biệt là GV Khicác em đã tin GV, các em thường quyết tâm thực hiện cho được những côngviệc GV giao, nhiều khi các em còn bắt chước tác phong, cử chỉ, ngôn ngữ, của GV Vì vậy, GV phải luôn gần gũi, đi sâu, đi sát giúp đỡ các em, cố gắngcảm hóa các em bằng sự tận tình chăm sóc của mình; đồng thời cũng cố gắnggương mẫu về mọi mặt để dành cho được sự tin yêu của các em, từ đó phát huytác dụng giáo dục của mình

Ý thức cao từ bạn bè và dư luận tập thể Bạn bè và dư luận tập thể có tácdụng chi phối việc học tập của học sinh, nhất là việc đi học chuyên cần Cónhững em hay nghỉ học đến bỏ học mà nguyên nhân chủ yếu là thiếu bạn họcđến nhà rủ đi học Có em chỉ nghe bạn nên đã nghỉ học đi đánh cá, khai thácrừng, Nhìn chung những ý kiến tán đồng hoặc chê cười của bạn bè và tập thểđều có ảnh hưởng đến quá trình suy nghĩ và hành động của từng em Với nhữngđặc điểm kể trên, GV phải rất quan tâm đến việc tổ chức những nhóm bạn họctập cho các em Có thể chọn những nhóm học tập là học sinh của từng bản, haytừng xóm trong thôn để các em đoàn kết và rủ nhau đến lớp đầy đủ.

Học sinh con em đồng bào các dân tộc miền núi đến trường với lòngham học hỏi, niềm tin sâu sắc về tương lai phía trước Đa số các em đều làcon em các gia đình có hoàn cảnh khó khăn, điều kiện kinh tế vô vùng thiếuthốn Ngoài việc học, các em còn phải đi rừng, đi rẫy để phụ giúp việc vớ igia đình Điều này đã ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng giáo dục và việcduy trì số lượng học sinh trên lớp Tuy nhiên, mỗi người GV nếu nắm vữngmột số đặc điểm tâm lí của học sinh miền núi, con em đồng bào dân tộc ởvùng sâu, vùng xa thì việc giáo dục sẽ phát huy hiệu quả cao hơn [20]

Từ thực tiễn dạy học chúng ta nhận ra rằng ở mọi khâu của quá trình dạyhọc người giáo viên luôn có trách nhiệm cao, có chuyên môn tốt sẽ đảm bảođược chất lượng từ khâu đầu vào, trong quá trình dạy học và đánh giá Việc họcsinh thế nào? Có chịu khó hay không? Có tự giác làm bài, có ham học haykhông? Phần lớn phụ thuộc vào cách dạy của giáo viên Như vậy, với vai trò

tổ chức dạy học cho học sinh, người giáo viên sẽ tự thiết lập được các hình thức

tổ chức dạy học có hiệu quả và chất lượng [9]

Từ kinh nghiệm bản thân đã có trong quá trình dạy học ở trường THPTcủa Tỉnh miền núi Sơn La và qua tìm hiểu, nghiên cứu nhiều tài liệu như: Dạyhọc cho học sinh dân tộc, miền núi, NXB ĐHSP của tác giả TS Phạm HồngQuang, Nghiên cứu đặc trưng tâm lý của học sinh dân tộc thiểu số khu vựcĐông Bắc Việt Nam, ĐHSP - ĐHTN tác giả Phùng Thị Hằng Với đối tượng

là các em học sinh THPT miền núi tôi lựa chọn hình thức tổ chức dạy học có sửdụng thí nghiệm với phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề vớimục đích phát triển năng lực thực nghiệm của các em qua đó mong muốn đượckhơi dậy lòng ham học hỏi, ý thức tích cực, khả năng tư duy, sáng tạo góp phầnnâng cao kết quả học tập cho các em

1.1.2 Các nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí

Sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí là hình thức tổ chức dạy học theonhóm hiệu quả nhất phát huy cao độ tính tích cực, tự lực và chủ động tronghoạt động nhận thức của HS điều này phần nào đã được khẳng định qua cáccông trình nghiên cứu, các bài báo đã được công bố như:

- Nguyễn Viết Thanh Minh, Sử dụng thí nghiệm tự tạo dạy học phần Điện

từ học lớp 9 trung học cơ sở, Tạp chí khoa học Đại học Huế số 12/2013

- Ngô Thu Dung (2001), Mô hình tổ chức học theo nhóm trong giờ họctrên lớp, Tạp chí Giáo dục số 3, 5/2001

- Nguyễn Văn Đồng (Chủ biên), An Văn Chiêu, Nguyễn Trọng Di và LưuVăn Tạo (1979), Phương pháp giảng dạy vật lý, NXB Giáo dục

1 0

- Trần Duy Hưng (1999), Nhóm nhỏ và việc tổ chức dạy cho học sinh theonhóm nhỏ, Tạp chí Nghiên cứu giáo dục số 7/1999

- TN là phương tiện tổ chức hiệu quả, nhanh chóng hoạt động nhận thứccho HS, nhất là khi DH các hiện tượng, quá trình vật lí không thể tri giác trựctiếp bằng giác quan Khi không sử dụng TN để DH, GV thường phải mất nhiềuthời gian để mô tả, giải thích nhiều lần, cũng như tìm cách diễn giải bằng lời để

cả lớp hiểu rõ vấn đề Nếu GV chọn PPDH nhóm và sử dụng TN để hỗ trợ tổchức hoạt động nhóm thì không những HS sẽ tích cực, tự lực, chủ động tìmkiếm kiến thức một cách nhanh chóng mà còn giúp các em hiểu sâu bản chấtcủa các hiện tượng và quá trình VL cần nghiên cứu

- TN là phương tiện hỗ trợ tổ chức DHVL theo nhóm Đây là hình thứchọc tập buộc HS phải chủ động tìm kiếm tri thức thông qua tiến hành TN đểhoàn thành nhiệm vụ học tập mà GV đặt ra Do đó, với hình thức tổ chức DHnày, HS được tạo cơ hội thuận lợi để tham gia thảo luận, đề xuất các phương

án, tiến hành TN giải quyết nhiệm vụ học tập để tự tìm ra kiến thức cần nghiêncứu Sử dụng TN vật lí để hỗ trợ tổ chức DH nhóm, HS thường được tham giavào nhiều thao tác thực hành hơn từ đó phát huy tính tích cực và phát triểnnăng lực nói chung và các năng lực chuyên biệt của môn vật lí nói riêng, trong

đó có năng lực thực nghiệm mà đề tài của chúng tôi đề cập đến Điều đó cũng

đã được khẳng định qua các công trình nghiên cứu đã được công bố và ứngdụng trong dạy học như:

- Cao Tiến Khoa, Luận án tiến sĩ giáo dục học “Xây dựng, hoàn thiện và

sử dụng các thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức chương "Sóng cơ" - Vật

lí 12 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của họcsinh’’

Như vậy có thể nói việc sử dụng TN để tổ chức DHVL theo nhóm vừa làbiện pháp nhưng cũng vừa là điều kiện vật chất nhằm tích cực hóa hoạt động

NT của HS trong DHVL ở trường phổ thông Đặc biệt để đánh giá năng lực nóichung và năng lực thực nghiệm nói riêng thì việc lựa chọn sử dụng TN để tổ

1 1

chức dạy học vật lí sẽ góp phần giúp GV đánh giá đúng khả năng thực nghiệmcủa học sinh từ đó HS sẽ hoàn thiện hơn các kĩ năng, kĩ xảo, các thao tác trongquá trình tiến hành TN, giúp các em tự tin hơn trong quá trình tiếp thu và chiếmlĩnh tri thức

1.2 Dạy học vật lí theo hướng phát triển năng lực cho học sinh

1.2.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực

Việc dạy học định hướng phát triển năng lực về bản chất chỉ là cần và coitrọng thực hiện mục tiêu dạy học hiện tại ở mức độ cao hơn, thông qua việc yêucầu học sinh “vận dụng những kiến thức, kĩ năng một cách tự tin, hiệu quả vàthích hợp trong hoàn cảnh phức hợp và có biến đổi, trong học tập trong nhàtrường, ngoài nhà trường và trong đời sống thực tiễn” [16] Việc dạy học thay

vì chỉ dừng ở hướng tới mục tiêu dạy học hình thành kiến thức, kĩ năng và thái

độ tích cực ở học sinh thì còn hướng tới mục tiêu xa hơn đó là trên cơ sở thànhkiến thức, kĩ năng được hình thành phát triển khả năng thực hiện các hành động

có ý nghĩa đối với người học Như vậy việc dạy học định hướng năng lực đượcthể hiện ở trong các thành tố quá trình dạy học như sau:

- Về mục tiêu dạy học: Mục tiêu kiến thức: ngoài các yếu tố về mức độnhư nhận biết, tái hiện kiến thức cần có những mức độ cao hơn như vận dụngkiến thức trong các tình huống, các nhiệm vụ gắn với thực tế Với các mục tiêu

về kĩ năng cần yêu cầu học sinh đạt được ở mức độ phát triển kĩ năng thực hiệncác hoạt động đa dạng Các mục tiêu này đạt được thông qua các hoạt độngtrong và ngoài nhà trường

- Về phương pháp dạy học: Ngoài cách dạy học thuyết trình cung cấp kiếnthức cần tổ chức hoạt động dạy học thông qua trải nghiệm, giải quyết nhữngnhiệm vụ thực tiễn Như vậy thông thường, qua một hoạt động học tập, họcsinh sẽ được hình thành và phát triển không phải một loại năng lực mà là đượchình thành đồng thời nhiều năng lực hoặc nhiều năng lực thành tố mà ta khôngcần tách biệt từng thành tố trong quá trình dạy học

1 2

- Về nội dung dạy học: Cần xây dựng các hoạt động chủ đề, nhiệm vụ đadạng gắn với thực tiễn

- Về kiểm tra đánh giá: Về bản chất đánh giá năng lực cũng phải thôngqua đánh giá khả năng vận dụng kiến thức và kĩ năng thực hiện nhiệm vụ củahọc sinh trong các loại tình huống phức tạp khác nhau Trên cơ sở này các nhànghiên cứu ở nhiều quốc gia khác nhau đề ra các chuẩn năng lực trong giáo dụctuy có khác nhau về hình thức nhưng nội hàm khá tương đồng

Khác với việc tổ chức hoạt động dạy học, các công cụ đánh giá cần chỉ rõthành tố của năng lực cần đánh giá và xây dựng được các công cụ đánh giátừng thành tố của các năng lực thành phần Sự liên hệ giữa mục tiêu hoạt độngdạy học và công cụ đánh giá được thể hiện trong hình 1.1:

Hình 1.1: Mối liên hệ giữa mục tiêu hoạt động dạy học và công cụ đánh giá 1.2.2 Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn Vật Lí

Với quan điểm Xây dựng các năng lực chuyên biệt dựa trên đặc thù môn học: Với cách tiếp cận này, người ta sẽ dựa trên đặc thù nội dung, phương

pháp nhận thức và vai trò của môn học đối với thực tiễn để đưa ra hệ thốngnăng lực, có nhiều nước trên thế giới tiếp cận theo cách này, dưới đây xin đềxuất hệ thống năng lực được phát triển theo chuẩn năng lực chuyên biệt mônVật lí đối với HS 15 tuổi của CHLB Đức [3]

1 3

Môn Vật lí giúp hình thành các năng lực sau:

- Năng lực giải quyết vấn đề

ta cần tiếp tục chia nhỏ các năng lực trên thành các năng lực thành phần

Tiếp theo, ta cần chỉ ra các thao tác liên quan đến từng năng lực thànhphần, mà các thao tác này có thể nhận biết được và đưa ra chỉ bảo rõ ràng vềmức độ chất lượng của từng thao tác Giống như kĩ năng, chất lượng các thaotác có thể được đánh giá dựa trên sự thuần thục, tốc độ thực hiện, độ chính xáccủa thao tác…

Nói tóm lại khi muốn đánh giá một năng lực, ta cần làm rõ nội hàm năng lực đó bằng cách chỉ ra những kiến thức, kĩ năng và thái độ cần có làm nền tảng

cho việc thể hiện, phát triển năng lực đó, sau đó xây dựng các công cụ đo kiếnthức, kĩ năng, thái độ quen thuộc

Khi xây dựng các công cụ đánh giá, ta có thể xây dựng công cụ đánh giátừng thành tố hoặc đồng thời nhiều thành tố của năng lực, tuy nhiên để việcđánh giá được chính xác và có độ tin cậy cao, ta đánh giá càng ít thành tố càngtốt

Sau khi phân chia năng lực thành các thành phần như vậy, ta tổng hợpđược nhóm các năng lực thành phần cần phải hình thành và phát triển trongmôn Vật lí nói chung và ở cấp THPT nói riêng, theo bảng 1.1

Bảng 1.1: Năng lực chuyên biệt môn Vật lí Nhóm năng lực

thành phần Năng lực thành phần trong môn Vật lí

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí

- K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm

vụ học tập

- K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giảipháp, đánh giá giải pháp…) kiến thức vật lí vào các tìnhhuống thực tiễn

- P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí

- P2: mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật

lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ cácnguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lí

- P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựngkiến thức vật lí

- P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợptrong học tập vật lí

- P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí

- P7: đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểmtra được

- P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiếnhành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét

- P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tínhđúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thínghiệm này

14

- X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lícủa mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làmviệc nhóm…) một cách phù hợp

- X7: thảo luận được kết quả công việc của mình và nhữngvấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí

- X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

- C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh

kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân

- C3: chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quanđiểm vật lí đối trong các trường hợp cụ thể trong môn Vật lí

và ngoài môn Vật lí

- C4: so sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí- cácgiải pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môitrường

- C5: sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báomức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộcsống và của các công nghệ hiện đại

- C6: nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xãhội và lịch sử

15

1 6

Để đánh giá và giúp GV phân loại HS, người ta cũng đưa vào bảng phâncấp độ năng lực thành 3 bậc

- Sử dụng phép tươngtự

tải kiến thức

- Vận dụng kiến thứctrong tình huống cóphần mới mẻ

- Lựa chọn được đặctính phù hợp

- Sử dụng các chiếnlược giải bài tập

- Lập kế hoạch và tiếnhành thí nghiệm đơngiản

- Mở rộng kiến thứctheo hướng dẫn

dụng các phương pháp chuyên biệt để giải quyết vấn đề

- Lựa chọn và áp dụngmột cách có mục đích

và liên kết các phươngpháp chuyên môn, baogồm cả thí nghiệm đơngiản và toán học hóa

- Tự chiếm lĩnh kiếnthức

viết hoặc theo

mẫu cho trước

- Biện giải về một đốitượng

- Lí giải các nhận đinh

XIII Tự lựa chọn cách diễn tả và sử dụng

- Lựa chọn, vận dụng vàphản hồi các hình thứcdiễn tả một cách có tínhtoán và hợp lí

- Thảo luận về mức độgiới hạn phù hợp củamột chủ đề

1 7

- Đưa ra những quyếtđịnh theo các khíacạnh đặc trưng của vậtlí

- Phân biệt giữa các bộphận vật lí và các bộphận khác của việcđánh giá

CIII

- Tự đưa ra những đánhgiá của bản thân

- Đánh giá ý ghĩa củacác kiến thức vật lí

- Sử dụng các kiến thứcvật lí như nền tảng quảquá trình đánh giá cácđối tượng

- Sắp xếp các hiệntượng vào một bối cảnhvật lí

Tuy các năng lực hoặc năng lực thành phần có thể khác nhau nhưng khiphân tích chúng thành các thành tố năng lực cụ thể thì ta sẽ thu được các thành

tố năng lực về cơ bản là giống nhau

1.2.3 Các phương pháp và hình thức dạy học Vật lí tạo điều kiện phát triển năng lực

Trong dạy học vật lí, các phương pháp dạy học thường được sử dụng và

có vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lực chung và năng lực chuyênbiệt vật lí có thể nêu ra ở đây là các phương pháp như: dạy học phát hiện vàgiải quyết vấn đề, dạy học dựa trên tìm tòi khám phá v v

Còn các hình thức dạy học có vai trò trong việc phát triển năng lực đangđược áp dụng có thể nêu ra ở đây là: dạy học phân hóa, dạy học dự án, dạy họctheo trạm, góc, dạy học theo tình huống, dạy học webquest v v

Có thể thấy rằng, việc phát triển các năng lực chung cũng như phát triểncác năng lực chuyên biệt bộ môn, trong đó có năng lực chuyên biệt vật lí trongdạy học luôn có mối liên hệ chặt chẽ với việc tổ chức cho học sinh giải quyếtvấn đề ở các mức độ khác nhau từ đơn giản đến phức tạp, trong môi trường lớphọc và trong môi trường thực tiễn Vì vậy, dưới đây sẽ trình bày tóm tắt một sốnội dung cơ bản về dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí

1 8

Còn các phương pháp và hình thức dạy học vật lí khác đã nêu ở trên sẽ đượctrình bày mang tính chất minh họa ở phần phụ lục [7]

1.2.3.1 Khái niệm Năng lực

Năng lực là khả năng huy động kiến thức, kĩ năng, thái độ giải quyết thànhcông vấn đề trong hoàn cảnh cụ thể (Yêu cầu vận dụng cao hơn)

1.2.3.2 Năng lực thực nghiệm

+ Khái niệm:

Năng lực thực nghiệm là khả năng vận dụng những kiến thức, kinhnghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và cóhiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống

+ Cấu trúc của năng lực thực nghiệm:

Kiến thức

- Kiến thức vật lí liên quan đến vấn

đề cần khảo sát

- Kiến thức về thiết bị, về an toàn

- Kiến thức về xử lí số liệu, kiến thức về sai số

- Kiến thức về biểu diễn số liệu dưới bảng biểu, đồ thị

Năng

lực thực

nghiệm Kĩ năng

- Xác định mục đích TN, thiết kế phương án TN, chế tạo dụng cụ TN, lựa chọn dụng cụ TN, lắp ráp dụng

cụ TN

- Thay đổi các đại lượng, sử dụng dụng cụ đo, hiệu chỉnh dụng cụ đo, đọc số liệu, sửa chữa các sai hỏng thông thường

- Quan sát diễn biến hiện tượng, ghi lại kết quả, biểu diễn bằng bảng biểu, đồ thị, tính toán sai số

- Biện luận, trình bày kết quả

+ Các biểu hiện của NLTN

Hình 1.3: Các thành tố của năng lực thực nghiệm 1.2.4 Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Theo V.Okon: Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề dưới dạng chungnhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống có vấn đề, phát hiện

và biểu đạt (nêu ra) các vấn đề (tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việcnày), chú ý giúp đỡ cho HS nhữn điều cần thiết để giải quyết vấn đề, kiểm tracác cách giải quyết đó và cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hóa và củng cốcác kiến thức đã tiếp thu được [20]

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là kiểu dạy học dạy HS thói quentìm tòi giải quyết vấn đề theo cách của các nhà khoa học, không những tạo nhucầu, hứng thú học tập, giúp HS chiếm lĩnh được kiến thức, mà còn phát triển

được năng lực sáng tạo của HS Chúng tôi sử dụng sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Vật lí của như sau [17].

1 Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát:

từ kiến thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…

2 Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

3 Giải quyết VĐ

- Suy đoán giải pháp GQVĐ: nhờ khảo sát lí thuyết và/hoặc khảo

sát thực nghiệm

- Thực hiện giải pháp đã suy đoán

4 Rút ra kết luận (kiến thức mới)

5 Vận dụng KT mới để giải quyết những nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

Hình 1.2: Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy

học phát hiện và giải quyết vấn đề

Với những kiến thức vật lí đặc thù, giải pháp dạy học phát hiện và giảiquyết vấn đề có thể được tổ chức theo các pha/ bước được trình bày ở bảng 4dưới đây

Trong hoạt động tổ chức, định hướng luôn đi kèm với các hoạt động kiểmtra đánh giá, quá trình đánh giá HS trong kiểu dạy học phát hiện và giải quyếtvấn đề thiên về các hoạt động đánh giá quá trình, việc đánh giá HS thông quachính sự tham gia của HS vào các hoạt động phát hiện và giải quyết vấn đề.Đặc thù của tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Vật líthể hiện trong việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm ở các giai đoạn khác nhautrong tiến trình ở hình 1 Ở giai đoạn đặt vấn đề, việc sử dụng một thí nghiệmđơn giản để đặt vấn đề không những giúp HS nhanh chóng nhận thức được vấn

đề, những quy luật ẩn chứa bên trong đồng thời còn tạo hứng thú học tập cho

HS Trong giai đoạn 3, vai trò của thí nghiệm vật lí đóng vai trò then chốt, điềunày vừa thể hiện đặc thù của môn Vật lí vừa giúp HS phát triển phương phápluận của quá trình nhận thức “thực tiễn là chân lí cuối cùng của nhận thức”.Chính vì vậy việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí theo kiểu dạy họcphát hiện và giải quyết vấn đề nên dưới dạng thí nghiệm kiểm tra giả thuyếthoặc thí nghiệm kiểm nghiệm kết quả suy luận lí thuyết [7].

1.3 Thí nghiệm trong dạy học Vật lí

1.3.1 Đặc điểm của thí nghiệm Vật lí

1 Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và thiết lập có chủđịnh sao cho thông qua thí nghiệm, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thểkiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết Mỗi thí nghiệm có 3yếu tố cấu thành cần được xác định rõ, đối tượng cần nghiên cứu, phương tiệngây tác động nên đối tượng cần nghiên cứu và phương tiện quan sát, đo đạc đểthu nhận các kết quả của sự tác động

2 Các kết quả của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiêncứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng trong khi các đại lượng khác được giữkhông đổi

3 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 yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làmgiảm tối đa ảnh hưởng của các nhiễu (Nghĩa là loại bỏ tối đa một số điều kiện

để không làm xuất hiện các tính chất, các mối quan hệ không được quan tâm)

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

5 Có thể lặp lại được thí nghiệm Điều này có nghĩa là: với các thiết bị thínghiệm, các điều kiện thí nghiệm như nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiếnhành lại thí nghiệm, hiện tượng, quá trình Vật lí phải diễn ra trong thí nghiệmgiống như ở các lần thí nghiệm trước.

1.3.2 Chức năng của thí nghiệm Vật lí

1.3.2.1 Thí nghiệm có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học

TN VL có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiếntrình dạy học như đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề (hình thành kiếnthức, kĩ năng mới ), củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng,

kĩ xảo của HS

1.3.2.2 Thí nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện học sinh

Việc sử dụng TN trong dạy học góp phần quan trong vào việc hoàn thiệnnhững phẩm chất và năng lực của HS, đưa đến sự phát triển toàn diện chongười học Trước hết, TN là phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượngkiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo VL cho HS Nhờ TN HS có thể hiểu sâuhơn bản chất VL của các hiện tượng, định luật, quá trình được nghiên cứu và

do đó có khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệuquả hơn

Truyền thụ cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản là một trong nhữngnhiệm vụ quan trọng của hoạt động dạy học Để làm được điều đó, GV cầnnhận thức rõ việc xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh, thể hiện trongcách suy nghĩ, thao tác tư duy và làm việc để họ tiếp cận với các vấn đề củathực tiễn Thông qua TN, bản thân HS cần phải tư duy cao mới có thể khámphá ra được những điều cần nghiên cứu Thực tế cho thấy, trong dạy học VL,đối với các bài giảng có sử dụng TN, thì HS lĩnh hội kiến thức rộng hơn vànhanh hơn, HS quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó

hoạt động nhận thức của HS sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ đượcphát triển tốt hơn.

1.3.2.3 Thí nghiệm là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh

Thông qua việc tiến hành TN, HS có cơ hội trong việc rèn luyện kĩ năng,

kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho

HS TN còn là điều kiện để HS rèn luyện những phẩm chất của người lao độngmới, như: đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực Xét trên phương diện thao tác

kĩ thuật, chúng ta không thể phủ nhận vai trò của TN đối với việc rèn luyện sựkhéo léo tay chân của HS

Hoạt động dạy học không chỉ dừng lại ở chỗ truyền thụ cho HS nhữngkiến thức phổ thông cơ bản đơn thuần mà điều không kém phần quan trọng ởđây là làm thế nào phải tạo điều kiện cho HS tiếp cận với hoạt động thực tiễnbằng những thao tác của chính bản thân họ Trong dạy học VL, đối với nhữngbài giảng có TN thì GV cần phải biết hướng HS vào việc cho họ tự tiến hành

TN, có như vậy kiến thức các em thu nhận được sẽ vững vàng hơn, rèn luyệnđược cho các em sự khéo léo chân tay, khả năng quan sát tinh tế, tỉ mỉ hơn vàchính xác hơn Có như thế, khả năng hoạt động thực tiễn của HS sẽ được nângcao

1.3.2.4 Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh

TN là phương tiện gây hứng thú, là yếu tố kích thích tính tò mò, ham hiểubiết của HS học tập, nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quátrình nhận thức

Chính nhờ TN và thông qua TN mà ở đó HS tự tay tiến hành các TN, các

em sẽ thực hiện các thao tác TN một cách thuần thục, khơi dậy ở các em sự saysưa, tò mò để khám phá ra những điều mới, những điều bí ẩn từ TN và cao hơn

là hình thành nên những ý tưởng cho những TN mới Đó cũng chính là nhữngtác động cơ bản, giúp cho quá trình hoạt động nhận thức của HS được tích cựchơn

Thông qua TN, nhờ vào sự tập trung chú ý, quan sát sự vật, hiện tượng cóthể tạo cho HS sự ham thích tìm hiểu những đặc tính, quy luật diễn biến củahiện tượng đang quan sát Khi giác quan của HS bị tác động mạnh, HS phải tưduy cao độ từ sự quan sát TN, chú ý kĩ TN để có những kết luận, những nhậnxét phù hợp.

1.3.2.5 Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh

TN là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể qua

đó góp phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS Qua TN đòi hỏi HSphải làm việc tự lực hoặc phối hợp tập thể, nhờ đó có thể phát huy vai trò cánhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong công việc của các em

1.3.2.6 Thí nghiệm vật lí góp phần làm đơn giản hoá các hiện tượng và quá trình vật lí

TN VL góp phần đơn giản hoá hiện tượng, tạo trực quan sinh động nhằm

hỗ trợ cho tư duy trừu tượng của HS, giúp cho HS tư duy trên những đối tượng

cụ thể, những hiện tượng và quá trình đang diễn ra trước mắt họ Các hiệntượng trong tự nhiên xảy ra vô cùng phức tạp, có mối quan hệ chằng chịt lấynhau, do đó không thể cùng một lúc phân biệt những tính chất đặc trưng củatừng hiện tượng riêng lẻ, cũng như không thể cùng một lúc phân biệt được ảnhhưởng của tính chất này lên tính chất khác Chính nhờ TN VL đã góp phần làmđơn giản hoá các hiện tượng, làm nổi bật những khía cạnh cần nghiên cứu củatừng hiện tượng và quá trình VL giúp cho HS dễ quan sát, dễ theo dõi và dễtiếp thu bài

1.3.3 Các loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học Vật lí

1.3.3.1 Thí nghiệm biểu diễn

Dựa vào hoạt động của GV và HS, có thể phân TNVL thành hai loại: TNbiểu diễn và TN HS Đối với thí nghiệm biểu diễn, dựa vào mục đích sử dụngthí nghiệm, có thể phân các loại như sau:

+ TN mở đầu: là những TN được dùng để đặt vấn đề định hướng bài học

TN mở đầu đòi hỏi phải hết sức ngắn gọn và cho kết quả ngay

+ TN nghiên cứu hiện tượng mới: được tiến hành trong khi nghiên cứu bàimới TN nghiên cứu hiện tượng mới có thể là TN khảo sát hay TN kiểm chứng.+ TN củng cố: là những TN được dùng để cũng cố bài học Cũng như TN

mở đầu, TN cũng cố cũng phải hết sức ngắn gọn và cho kết quả ngay

Để có thể phát huy tốt vai trò của TN biểu diễn trong dạy học VL GV cầnphải quán triệt các yêu cầu sau đây trong khi tiến hành TN

Thứ nhất, TN biểu diễn phải gắn liền hữu cơ với bài giảng TN là mộtkhâu trong tiến trình dạy học, do đó nó phải luôn gắn liền hữu cơ với bài giảng,phải là một yếu tố tất yếu trong tiến trình dạy học Nếu TN biểu diễn không gắnliền hữu cơ với bài giảng thì không thể phát huy tốt vai trò của nó trong giờhọc Muốn TN gắn liền hữu cơ với bài giảng, trước hết TN phải xuất hiện đúnglúc trong tiến trình dạy học, đồng thời kết quả TN phải được khai thác cho mụcđích dạy học một cách hợp lí, lôgic và không gượng ép

Thứ hai, TN biểu diễn phải ngắn gọn hợp lí Do thời gian của một tiết họcchỉ 45 phút, trong khi đó TN là một khâu trong tiến trình dạy học, vì vậy nếukéo dài sẽ ảnh hưởng đến các khâu khác, tức là ảnh hưởng đến tiến trình dạyhọc chung Bởi vậy, phải căn cứ vào từng TN cụ thể để GV quyết định thờilượng cho thích hợp

Thứ ba, TN biểu diễn phải đủ sức thuyết phục Trước hết TN biểu diễnphải thành công ngay, có như vậy HS mới tin tưởng, TN mới có sức thuyếtphục thuyết phục đối với HS Ngoài ra, cần phải chú ý rằng, từ kết quả của TNlập luận đi đến kết luận phải lôgic và tự nhiên, không miễn cưỡng và gượng ép,không bắt HS phải công nhận Cần phải giải thích cho HS nguyên nhân kháchquan và chủ quan của những sai số trong kết quả TN

Thứ tư, TN biểu diễn phải đảm bảo cả lớp quan sát được Phải được bố trí

TN để cho cả lớp có thể quan sát được và phải tập trung được chú ý của HS vàonhững chi tiết chính, quan trọng Muốn vậy, GV cần chú ý từ khâu lựa chọndụng cụ TN đến việc bố trí sắp xếp dụng cụ sao cho hợp lí Nếu cần thiết có thể

sử dụng các phương tiện kĩ thuật, như: Camera, đèn chiếu, máy chiếu qua đầu,máy vi tính để hỗ trợ.

Thứ năm, TN biểu diễn phải đảm bảo an toàn Trong khi tiến hành TNbiễu diễn không được để TN gây ảnh hưởng đến sức khỏe của HS TN phải antoàn, tránh gây cho HS cảm giác lo sự mỗi khi tiến hành TN

- Để thực hiện những TN một cách có hiệu quả, cần chú ý đến những kĩthuật biểu diễn TN cơ bản sau:

+ Sắp xếp dụng cụ: Các dụng cụ TN phải được bố trí và sắp xếp sao cholôi cuốn được sự chú ý của HS và đảm bảo cho cả lớp quan sát được Muốn vậyphải lựa chọn các dụng cụ TN có kích thước đủ lớn và phải sắp xếp nhữngdụng cụ này trong cùng một mặt phẳng thẳng đứng để chúng không che lấp lẫnnhau Những dụng cụ quan trọng phải đặt ở vị trí cao nhất, dụng cụ thứ yếu đặtthấp hơn và dụng cụ không cần thiết để HS quan sát thì có thể che lấp

+ Dùng vật chỉ thị: Để tăng cường tính trực quan của các TN ta có thểdùng các vật chỉ thị, chẳng hạn: Dùng màu pha vào nước; dùng khói, hơi nướctrong TN truyền thẳng ánh sáng, hoặc trong TN đối lưu của không khí

1.3.3.2 Thí nghiệm thực tập

- Thí nghiệm thực tập là các thí nghiệm do học sinh tự tiến hành dưới sựhướng dẫn của giáo viên Thí nghiệm thực tập được chia ra làm ba loại: Thínghiệm trực diện, thí nghiệm thực hành, thí nghiệm và quan sát vật lí ở nhà.+ Thí nghiệm trực diện:

Thí nghiệm được tiến hành trong quá trình nghiên cứu tài liệu mới Dưới

sự hướng dẫn của giáo viên, mỗi học sinh hoặc từng nhóm cùng tiến hành quansát ngắn, những thí nghiệm đơn giản từ đó rút ra kết luận hoặc minh họa lýthuyết đã đọc

Thí nghiệm thực hành một mặt có tác dụng giúp học sinh ôn tập, đào sâu,khái quát hóa những vấn đề cơ bản của chương trình đã học, mặt khác tạo điềukiện rèn luyện các kỹ năng sử dụng các dụng cụ chính xác và phức tạp mà ở thínghiệm trực diện không có điều kiện sử dụng.

Thí nghiệm thực hành Vật lí có thể có nội dung định tính hoặc định lượngsong chủ yếu là kiểm nghiệm lại các định luật, các quy tắc, đo các đại lượngVật lí, nghiên cứu cấu tạo, hoạt động của các đối tượng kỹ thuật (ứng dụng cáchiên tượng Vật lí)

Thí nghiệm thực hành được tổ chức và tiến hành sau khi đã học xong một

đề tài lớn, một chương hay một phần của giáo trình, nên thí nghiệm thực hànhthường có nội dung phong phú với yêu cầu nhiều mặt, thời gian thí nghiệm kéodài từ 1 đến 2 giờ đồng hồ Vì thế giáo viên và học sinh cần chuẩn bị chu đáo

về mặt thiết bị, phải có kế hoạch chuẩn bị tỉ mỉ, chi tiết

Để tiến hành tốt thí nghiệm thực hành, giáo viên phải có kế hoạch chuẩn

bị dần cho học sinh trong quá trình dạy học Khi ra bài tập cho học sinh cần chú

ý đến nội dung phù hợp với thí nghiệm, những số liệu đưa ra phải là kết quả đotrực tiếp ở mức độ chính xác cần thiết với các sai số cho phép

Khi chuẩn bị cho thí nghiệm thực hành phải cho học sinh ôn tập những lýthuyết làm cơ sở cho nội dung đề tài thí nghiệm bằng cách đưa ra những câuhỏi có hệ thống, giúp học sinh ôn tập, hệ thống hóa kiến thức

Giáo viên chuẩn bị sẵn bản hướng dẫn để học sinh nghiên cứu trước ởnhà, trên cơ sở đó học sinh tiến hành thí nghiệm

Thí nghiệm thực hành có thể được tổ chức theo hai hình thức: đồng loạthoặc cá thể

+ Thí nghiệm và quan sát Vật lí ở nhà:

Các thí nghiệm quan sát ngoài lớp học hoặc ở nhà là một loại bài làm củahọc sinh Mục đích chủ yếu của loại bài này là bằng các thí nghiệm riêng, quansát riêng, học sinh nắm vững hơn nữa các khái niệm Vật lí Những thí nghiệm

này hỗ trợ cho việc hoàn thành các nhiệm vụ dạy học, gây hứng thú học tập chohọc sinh, tăng cường mối liên hệ giữa lý thuyết và thực tế.

Đặc điểm chung của các thí nghiệm và quan sát ở nhà là không có sự tácđộng của giáo viên, học sinh phải hoạt động độc lập, tính tự giác cao, độc lậpsáng tạo, phải được chuẩn bị trước khả năng tự tổ chức, lập kế hoạch và thựchiện kế hoạch đã vạch ra

Dạng thí nghiệm này cũng đòi hỏi có sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết vàthực hành, giữa hoạt động nhận thức và hoạt động thực tiễn, giữa lao động trí

óc và lao động chân tay

Về nội dung, các thí nghiệm và quan sát Vật lí ở nhà vừa có phạm vinhững vấn đề vật lí học, vừa có thể mở rộng sang lĩnh vực ứng dụng kỹ thuậtcủa vật lí Điều đó đóng góp vào quá trình giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho họcsinh, gây hứng thú học tập vật lí và kỹ thuật

Thí nghiệm và quan sát Vật lí ở nhà mặc dù không có sự kiểm tra, sự điềukhiển trực tiếp của giáo viên song giáo viên nên gợi ý cách thức tiến hành thínghiệm cho học sinh Để kiểm tra giáo viên nên lồng ghép vào các bài kiểm tratrên lớp hoặc kiểm tra miệng những vấn đề đã giao cho học sinh ở nhà

1.3.3.3 Bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm không phải là dạng thí nghiệm giáo khoa trong hệthống phân loại ở trên, song đây là dạng bài tập vật lí nhằm phát triển năng lựcTNVL của HS, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo của HS

Trong đó thí nghiệm là công cụ được sử dụng để tìm các đại lượng cầncho giải bài toán, cho phép đưa ra lời giải hoặc là công cụ kiểm tra cách tínhtoán phù hợp ở mức độ nào với điều kiện bài toán công cụ đó có thể là các thínghiệm biểu diễn hoặc thí nghiệm thực tập của học sinh

1.3.3.4 Những yêu cầu chung đối với việc sử dụng thí nghiệm

Khi tiến hành thí nghiệm biểu diễn bắt buộc phải tuân theo các yêu cầu về

kỹ thuật an toàn