Xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo phần dao động cơ vật lý 12 bằng phần mềm macromedia flash nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh

Nghị quyết số 14/2005 của Chính phủ về đổi mới cơ bản và toàndiện GDĐH Việt Nam giai đoạn 2006 - 2020 đã nêu: “Mục tiêu chung là đổi mới cơ bản và toàn diện GDĐH, tạo được chuyển biến cơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN HUY THÁI

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO

PHẦN DAO ĐỘNG CƠ, VẬT LÍ 12 BẰNG PHẦN MỀM MACROMEDIA FLASH NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC

THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LI CHUYÊN NGÀNH: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

BỘ MÔN VẬT LÍ

Mã số: 60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Kim Chung

HÀ NỘI – 2016

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài 8

2. Mục đích nghiên cứu 9

3. Nhiệm vụ nghiên cứu 9

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 10

5.Vấn đề nghiên cứu6.Giả thuyết khoa học7.Giới hạn phạm vi nghiên cứu 118.Đóng góp mới của đề tài

9.Phương pháp nghiên cứu

10 Cấu trúc của luận văn 11

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 7

1.1 Thí nghiệm Vật lí và vai trò trong dạy học ở trường phổ thông

1.1.1 Thí nghiệm Vật lí và đặc điểm của thí nghiệm Vật lí

1.1.2 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở THPT

1.1.3 Các loại thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông

1.1.4 Một số yêu cầu đối với thí nghiệm Vật lí trong quá trình tổ chức hoạt

động nhận thức tích cực, tự lực của học sinh THPT 21

1.1.5 Xu hướng đổi mới tổ chức hoạt động thực hành thí nghiệm

1.2 Hệ thống các kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh phổ thông

trong dạy học Vật lí

1.2.1.Khái niệm kĩ năng 221.2.2.Sự hình thành và phát triển kĩ năng1.2.3 Kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh trong dạy học Vật lí ở

trường THPT

1.2.4 Các cấp độ phát triển kĩ năng thí nghiệm của học sinh

1.2.5 Các giai đoạn phát triển kĩ năng 30

1.3 Năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường THPT 32

1.3.1 Khái niệm về năng lực thực nghiệm:

1.3.2 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm

1.3.3 Năng lực chuyên biệt môn Vật lí

1.3.4 Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm Vật lí cho học sinh Error!

Bookmark not defined.

1.4 Vai trò của thí nghiệm thực hành trong rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho

học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT Error! Bookmark not

defined.

1.4.1 Thí nghiệm thực hành Vật lí Error! Bookmark not defined.

1.4.2 Nội dung, hình thức tổ chức thí nghiệm thực hành trong dạy học Vật lí

ở trường THPTError! Bookmark not defined.

1.5 Sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí Error!

Bookmark not defined.

1.5.1 Khái niệm phần mềm dạy học Error! Bookmark not defined.

1.5.2 Những yêu cầu chung đối với phần mềm dạy học Error! Bookmark

not defined.

1.5.3 Phần mềm thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí Error! Bookmark

not defined.

1.6 Thực trạng của việc rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh trong dạy

học Vật lí ở trường THPT Error! Bookmark not defined.

1.6.1 Mục đích tìm hiểu Error! Bookmark not defined.

1.6.2 Nội dung tìm hiểu Error! Bookmark not defined.

1.6.3 Phương pháp tìm hiểu Error! Bookmark not defined.

1.6.4 Kết quả tìm hiểu Error! Bookmark not defined.

1.7 Kết luận chương 1 Error! Bookmark not defined.

12, BAN CƠ BẢN

THPT Error! Bookmark not defined.

2.1 Phân tích nội dung, mục tiêu dạy học bài thí nghiệm thực hành ChươngDao động cơ Error! Bookmark not defined.

2.1.1 Vị trí của bài thí nghiệm thực hành trong chương Dao động cơ Error! Bookmark not defined.

2.1.2 Mục tiêu bài thí nghiệm thực hành Chương Dao động cơ Error!

Bookmark not defined.

2.1.3 Nội dung bài thực hành: “Khảo sát các định luật thực nghiệm của

Error! Bookmark not defined.

2.1.4 Những khó khăn khi làm bài thí nghiệm thực hành Chương Dao

động cơ Error! Bookmark not defined.

2.2 Đề xuất các giải pháp xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí

ảo hỗ trợ thực hành Vật lí chương Dao động cơ Error! Bookmark not

defined.

2.2.1 Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ quátrình tự học, tự nghiên cứu ở nhà của học sinh (Hỗ trợ tìm kiếm và trao

đổi thông tin) Error! Bookmark not defined.

2.2.2 Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo (Hỗ trợ

thực hiện Quy trình) Error! Bookmark not defined.

2.2.3 Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ quá

trình kiếm tra, đánh giá Error! Bookmark not defined.

2.3 Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực Error! Bookmark not defined.

2.3.1 Ý tưởng xây dựng phần mềm Error! Bookmark not defined.

2.3.2 Xây dựng bài thí nghiệm thực hành Vật lí ảo bằng Macromedia Error! Bookmark not defined.

2.4 Sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực hành Vật lí chươngDao động cơ Error! Bookmark not defined.

2.4.1 Các bước tổ chức thí nghiệm thực hành với sự hỗ trợ của thí nghiệm

Vật lí ảo Error! Bookmark not defined.

2.4.2 Thiết kế tiến trình dạy học thực hành thí nghiệm “Khảo sát thực Error! Bookmark not defined.

2.5 Kết luận chương 2 Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83

3.1 Mục đích, đối tượng, nội dung thực nghiệm sư phạm Error! Bookmark not defined.

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm Error! Bookmark not defined.

3.1.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm Error! Bookmark not defined.

3.2.1 Chuẩn bị thực nghiệmError! Bookmark not defined.

3.2.2 Phương thức tổ chức quá trình thực nghiệm sư phạm

Bookmark not defined.

3.3.1 Phân tích định tính Error! Bookmark not defined.

3.3.2 Phân tích kết quả định lượng

3.4 Hiệu quả của biện pháp đề tài đã đề xuất Error! Bookmark not defined.

Kết luận Error! Bookmark not defined.

2. Khuyến nghịError! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng các kĩ năng thí nghiệm cơ bản cần rèn luyện cho học sinh THPT trong dạy học Vật lí 23 Bảng 1.2 Các cấp độ mục tiêu nhận thức 27

Bảng 1.3 Các cấp độ mục tiêu kĩ năng tâm

Bảng 3.2 - Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm x i trở xuống

Hình 2.2: Đồng hồ đo thời gian hiện số, cổng quang điện và sơ đồ nguyên lý cổng quang điện dùng nghiên cứu chuyển động của con lắc đơn

59

Hình

số 63

Hình 2.4: Câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến bài thí nghiệm thực hành

Hình 2.5: Bảng lựa chọn dụng cụ thí nghiệm trong phần mềm

Hình 2.6: Thực hiện thí nghiệm trong phần mềm

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ kết hợp thí nghiệm ảo và thí nghiệm thật trong thực hành thí

nghiệm Vật lí phổ thông Hình 3.1 Đồ thị các đường phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trước yêu cầu cấp bách của công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, trước nhu cầu hội nhập, đòi hỏi giáo dục đại học Việt Nam phải có những đổi mới mạnh mẽ Nghị quyết số 14/2005 của Chính phủ về đổi mới cơ bản và toàndiện GDĐH Việt Nam giai đoạn 2006 - 2020 đã nêu: “Mục tiêu chung là đổi mới

cơ bản và toàn diện GDĐH, tạo được chuyển biến cơ bản về chất lượng, hiệu quả

và quy mô, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp Công nghiệp hoá- hiện đại hóa đất nước, hội nhập kinh tế quốc tế” và yêu cầu giáo dục, đào tạo sinh viên trong thời

kỳ mới: "Phát triển tiềm năng nghiên cứu sáng tạo, kĩ năng nghề nghiệp, năng lực hoạt động trong cộng đồng và khả năng lập nghiệp của người học"

Môn Vật lí là môn học không thể thiếu các bài thí nghiệm, đặc biệt là các bàithí nghiệm thực hành của học sinh, bởi Vật lí cũng như một số môn học khác, là một môn khoa học thực nghiệm Việc nắm vững mục đích, cơ sở lý thuyết liên quan đến các thí nghiệm, các kĩ năng lắp ráp cũng như các thao tác khi tiến hành thí nghiệm có ý nghĩa rất lớn Nó góp phần quan trọng trong quá trình tổ chức cáchoạt động nhận thức tích cực và tự lực của học sinh Đồng thời, thí nghiệm Vật lí còn tạo ra và nâng cao hứng thú học tập cho học sinh, tạo cho học sinh niềm tin khoa học bằng những kiến thức đã thu nhận được trong quá trình học

Trong những năm trở lại đây, phòng thí nghiệm ở các trường phổ thông đã được trang bị một cách khá đầy đủ về số lượng thiết bị thí nghiệm, nhưng vẫn còn nhiều khó khăn cần phải khắc phục, như nhiều dụng cụ thí nghiệm chưa đảm bảo yêu cầu, cán bộ quản lý thí nghiệm thì không chuyên nên việc chuẩn bị thí nghiệmcho một tiết học trên lớp còn nhiều khó khăn Đồng thời, mỗi tiết học chỉ diễn ra trong thời gian 45 phút, không đủ để thực hiện hoàn chỉnh một bài thực hành Vật

lí, gây trở ngại cho cả thày và trò Trong mỗi giờ thực hành Vật lí, thời gian chủ yếu dành cho thao tác giới thiệu và lắp ráp thiết bị nên thời gian để đo đạc và xử lýkết quả còn lại rất ít Muốn có nhiều thời gian hơn, người thày phải dành thời gian

để chuẩn bị trước cho bài thực hành trước khi lên lớp Để làm được điều này thì các bài thực hành Vật lí cần được bố trí trong các phòng chuyên môn riêng biệt để mỗi khi có tiết thí nghiệm thực hành, học sinh chỉ cần lên phòng học chuyên môn

và tiến hành các thao tác đo đạc, tính toán Tuy nhiên, hiện nay có rất ít các trườngphổ thông được trang bị phòng học chuyên môn nên giáo viên vẫn phải mang các thiết bị, đồ dùng thí nghiệm lên lớp học để hướng dẫn cũng như cho học sinh làm thí nghiệm thực hành Điều này dẫn đến thiết bị thí nghiệm có thể bị hỏng hóc, bị lỗi trong quá trình vận chuyển, khiến cho chất lượng quá trình dạy và học còn nhiều hạn chế Nhiều khi do phân phối chương trình, có nhiều lớp cùng tiến hành bài thực hành, mà số lượng bộ dụng cụ có hạn, nên phải lùi thời gian thực hành lại,

dẫn tới hiệu quả giảng dạy giảm sút Một lý do nữa là, bài thực hành được chia làm

2 tiết, tiết 1 nêu ra cơ sở lý thuyết, giới thiệu dụng cụ, các phương án, các bước thực hành; tiết 2 sẽ cho học sinh thực hành, thu thập số liệu, xử lý số liệu Tiết 1 chỉ có giới thiệu dụng cụ thí nghiệm và học sinh chỉ quan sát thí nghiệm thì không thể hiểu phương án thí nghiệm, cũng như nắm vững các bước tiến hành thí nghiệm.Điều đó sẽ dẫn tới khi làm thí nghiệm thực hành, học sinh có thể thu được các số liệu xa rời thực tế

Hiện nay, việc ứng dụng CNTT đã góp phần khắc phục những khó khăn cho giáo viên khi lên lớp, nâng cao hứng thú học tập cho học sinh khi làm bài thực hành Đồng thời CNTT cũng làm phong phú thêm các bài thí nghiệm thực hành, thínghiệm biểu diễn, tạo điều kiện cho học sinh tiếp cận với công nghệ hiện đại, với nhiều loại hình thí nghiệm, loại hình kiểm tra trực tiếp trên máy tính từ đó nâng cao chất lượng giảng dạy của giáo viên cũng như việc học tập của học sinh

Có rất nhiều phần mềm tin học được sử dụng trong quá trình dạy học, trong

đó phần mềm Macromedia Flash là phần mềm có khả năng lập trình đa phương tiện, có khả năng xử lý hình ảnh cũng như video rất tốt Nó có khả năng chạy tốt trên cả máy tính cá nhân và mạng Internet nên được sử dụng ngày càng nhiều để phát triển các phần mềm dạy học Có thể dùng phần mềm Macromedia Flash để lập trình thí nghiệm ảo dựa trên các thí nghiệm thực sẽ góp phần giải quyết các khó khăn và nâng cao được chất lượng dạy học Vật lí hiện nay

Trong chương trình Vật lí lớp 12 thì chương Dao động cơ có nhiều hiện tượngVật lí phức tạp, thậm chí khó thực hiện trong điều kiện thực tế, các thí nghiệm đòi hỏi phải sử dụng những dụng cụ đo mà học sinh chưa được rèn luyện các kĩ năng

sử dụng Vì vậy, để tiến hành các thí nghiệm trong phần này, học sinh gặp phải nhiều khó khăn

Với những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo phần Dao động cơ - Vật lí 12 bằng phần mềm

Macromedia Flash nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo hỗ trợ dạy học Vật lí nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh qua các bài thí nghiệm thực hành

chương Dao động cơ - Vật lí 12, ban Cơ bản THPT

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về vai trò của thí nghiệm Vật lí trong quá trình tổchức hoạt động nhận thức của học sinh ở các trường THPT

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về thí nghiệm ảo và những yêu cầu đối với thínghiệm ảo

- Ứng dụng CNTT để xây dựng bài thí nghiệm thực hành Vật lí ảo trong

chương Dao động cơ (Vật lí 12, ban Cơ bản THPT) đáp ứng các yêu cầu cơ bản củathí nghiệm thực hành hiện nay (đòi hỏi nâng cao tính tích cực, tự lực của học sinh trong khi chuẩn bị, tiến hành và sử dụng các thí nghiệm Vật lí phổ thông)

- Nghiên cứu việc sử dụng hiệu quả các thí nghiệm Vật lí ảo đã xây dựngtrong quá trình dạy bài thực hành chương Dao động cơ

- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các bài thí nghiệm thực hành Vật lí ảo và các tiến trình dạy học đã xây dựng

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu

5. Vấn đề nghiên cứu

Đề tài tập trung vào nghiên cứu hai vấn đề cơ bản sau:

- Ứng dụng CNTT để xây dựng bài thí nghiệm thực hành Vật lí ảo trong chương Dao động cơ (Vật lí 12, ban Cơ bản THPT) như thế nào để đáp ứng cácyêu cầu cơ bản của thí nghiệm thực hành Vật lí hiện nay ?

- Việc sử dụng thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ trong quá trình dạy bài thực thànhthí nghiệm Vật lí trong chương Dao động cơ như thế nào để có hiệu quả và đúng mục đích ?

6. Giả thuyết khoa học

Xây dựng các phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo tương tự như thí nghiệm thật cả

về hình ảnh, quy trình, thao tác thí nghiệm và thiết kế tiến trình dạy học có sự kết hợp giữa thí nghiệm Vật lí ảo và thí nghiệm thật hướng tới các mục tiêu về kiến thức, kĩ năng thí nghiệm cần hình thành ở học sinh Từ đó nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học Vật lí

7 Giới hạn phạm vi nghiên cứu

Về nội dung nghiên cứu:

- Sử dụng phần mềm Macromedia Flash để xây dựng thí nghiệm ảo trong bài thí nghiệm thực hành của chương Dao động cơ (Vật lí 12, ban Cơ bản THPT)

- Sử dụng thí nghiệm ảo để dạy tiết thực hành thí nghiệm Vật lí chương Daođộng cơ (Vật lí 12, ban Cơ bản THPT)

8. Đóng góp mới của đề tài

- Về lý luận Đề tài phát triển lý luận về rèn luyện kĩ năng thí nghiệm Vật lí cho

học sinh THPT

- Về ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu có thể được vận dụng vào việc rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh THPT môn Vật lí.

9. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu lý luận về thí nghiệm trong

dạy và học Vật lí ở trường THPT; lý luận về thí nghiệm ảo, các yêu cầu đối với thínghiệm ảo

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn (điều tra, quan sát, chuyên gia ):

+ Nghiên cứu thực tiễn việc dạy và học thí nghiệm thực hành trong

chương Dao động cơ

+ Tham khảo các ý kiến của các chuyên gia giáo dục, chuyên gia tin học vềxây dựng và sử dụng thí nghiệm thực hành Vật lí ảo

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm:

Tiến hành dạy song song lớp thực nghiệm và lớp đối chứng Một lớp sử dụngcác thiết bị thí nghiệm thật của phòng thí nghiệm và một lớp sử dụng bài thí

nghiệm thực hành ảo kết hợp với thiết bị thí nghiệm thật

- Phương pháp thống kê toán học: nhằm phân tích, đánh giá kết quả

thực nghiệm sư phạm.

10. Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, nội dung bản luận văn được chia thành ba chương:

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.

Chương 2 Xây dựng và sử dụng thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực hành Vật

lí chương Dao động cơ – Vật lí 12, ban Cơ bản THPT Chương 3 Thực

nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Thí nghiệm Vật lí và vai trò trong dạy học ở trường

phổ thông

1.1.1 Thí nghiệm Vật lí và đặc điểm của thí nghiệm Vật lí

Thí nghiệm Vật lí (TNVL) là sự tác động một cách có chủ định, có hệ thốngcủa 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 [5, tr 76] Theo một số định nghĩa thì thí nghiệm là:

- Một sự thử nghiệm trong điều kiện có thể kiểm soát được nhằm minh hoạ cho một chân lí đã biết, kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học, xác định tínhhiệu quả của cái gì đó mà chưa được xác nhận

- Một sự thử nghiệm hay một quá trình trong điều kiện có thể kiểm soát được nhằm kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học hay đưa ra một phát hiện mới

Thí nghiệm Vật lí có các đặc điểm sau:

- Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và được thiết lập một cách

có chủ định sao cho thông qua quá trình thí nghiệm, có thể trả lời được các câu hỏiđặt ra, có thể kiểm tra được các giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết

Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ, bao gồm 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 nào đó, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi

- Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát theo như dựđịnh nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờquá trình phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làmgiảm tối đa ảnh hưởng của các tác động gây nhiễu

- Đặc điểm đóng vai trò quan trọng của thí nghiệm là khả năng có thể quan sát được những biến đổi của đại lượng nào đó được gây ra bởi 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

- Đặc tính có thể lặp lại của thí nghiệm Tức là: với các thiết bị thí nghiệm, các điều kiện thí nghiệm như nhau, khi bố trí lại hệ thống thí nghiệm, tiến hành lạithí nghiệm thì hiện tượng, quá trình Vật lí phải diễn ra trong thí nghiệm giống nhưcác lần thí nghiệm trước đó [7, tr 56-61]

Trong nghiên cứu khoa học nói chung, đặc biệt trong nghiên cứu vật lí thì thínghiệm đóng vai trò hết sức quan trọng.

Các định nghĩa này đề cập đến các nội dung sau:

- Mục đích của thí nghiệm (kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết, đưa ra một pháthiện mới hay minh hoạ cho một qui luật đã biết)

- Đặc điểm của hoạt động thí nghiệm (sự thử nghiệm hay một quá trình trong điềukiện có thể kiểm soát được)

- Trong các định nghĩa trên, nội hàm đầy đủ của hoạt động gọi là thí nghiệm với tưcách là một quá trình chưa được chú ý trình bày

1.1.2 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở THPT

1.1.2.1 Vai trò thí nghiệm theo quan điểm lý luận nhận thức

Xu hướng dạy học hiện đại coi kiến thức về phương pháp hoạt động là một loại kiến thức cơ bản, quan trọng, đó là kiến thức công cụ Học tập vật lí tốt nhất là dùng chính phương pháp nhận thức của Vật lí (Phương pháp thực nghiệm, phươngpháp mô hình), tổ chức quá trình học tập của học sinh tương tự với quá trình nghiên cứu của các nhà khoa học

Con đường nhận thức Vật lí cũng đã được nhiều nhà Vật lí chỉ ra như Newton, A.Einstein, M.Planck, M.Born V.G Razumôpxki đã khái quát thành chu trình nhận thức như sau: Từ việc khái quát những sự kiện xuất phát đi đến xây dựng mô hình trừu tượng giả định (có tính chất như một giả thuyết); từ mô hình dẫn đến việc rút ra hệ quả lý thuyết (bằng suy luận lôgíc hay suy luận toán học); Để rồi, những hệ quả lý thuyết ấy sẽ được kiểm tra bằng thực nghiệm

+ Nếu thực nghiệm phù hợp với những hệ quả trên thì mô hình giả thuyết

là đúng và đó là cơ sở để giải thích thực tế

+ Nếu thực nghiệm không xác định những hệ quả lý thuyết ấy thì hoặc làm

mô hình lý thuyết không phù hợp hoặc tìm ra giới hạn áp dụng cho mô hình

Do mỗi mô hình, mỗi lí thuyết chỉ phản ánh một mặt của thực tế nên khi ta

mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình sẽ đến một lúc ta gặp những sự kiện thực nghiệm mới không thể giải thích được bằng mô hình cũ, lúc này ta phải bổ sung, chỉnh lý mô hình cũ cho phù hợp hoặc thậm chí phải bỏ đi để xây dựng một

mô hình mới cho một chu trình mới của quá trình nhận thức

Như vậy, chu trình nhận thức khoa học không khép kín mà được mở rộng dầndần, làm giàu thêm kiến thức khoa học và cũng nhờ đó mà con người ngày càng tiếp cận gần hơn với chân lý khách quan

Tương ứng với chu trình sáng tạo khoa học, đối với việc xây dựng một kiến thứcvật lí cụ thể thì tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề được mô tả như sau:"đề xuấtvấn đề - suy đoán giải pháp - khảo sát lí thuyết hoặc thực nghiệm - kiểm tra, vậndụng kết quả"

- Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu

về một cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn, nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được Diễn đạt nhu cầu đó thành câu hỏi

- Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép đi tìm lời giải: chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm; hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó

có thể khảo sát thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm

- Khảo sát lí thuyết hoặc thực nghiệm: Vận hành mô hình rút ra kết luận lôgíc về cái cần tìm hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thực

nghiệm, thu lượm dữ liệu cần thiết và xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm

- Kiểm tra, vận dụng kết quả: xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích /tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lí thuyết và thực nghiệm Xem xét sự cách biệt giữa kết luận có được nhờ suy luận lí thuyết với kết luận có được từ các dữ liệu thực

nghiệm để quy nạp chấp nhận kết quả tìm được khi có sự phù hợp giữa lí thuyết

và thực nghiệm, hoặc để xét lại, bổ sung, sửa đổi đối với thực nghiệm hoặc đối với

sự xây dựng và vận hành mô hình xuất phát khi chưa có sự phù hợp giữa lí thuyết

và thực nghiệm, nhằm tiếp tục tìm tòi xây dựng cái cần tìm

Sự xây dựng tri thức khoa học như trên không phải là công việc chỉ của riêng mộtnhà khoa học mà là một quá trình mang tính xã hội Nhận thức của mỗi cá nhân,thành viên xã hội, tiến triển trong sự tương tác xã hội và xung đột xã hội - nhận

thức Kết quả nghiên cứu của mỗi cá nhân nhà khoa học có sự hỗ trợ của ngườikhác Kết quả đó được thông báo và trải qua sự tranh luận, phản bác, bảo vệ trongcộng đồng các nhà khoa học Nhờ đó kết quả nghiên cứu được chỉnh lí, bổ sung,hoàn thiện và được cộng đồng khoa học chấp nhận.

Trong dạy học vật lí, cần tạo điều kiện cho học sinh trải qua các giai đoạn của cácgiai đoạn nhận thức theo các nhà khoa học, để học sinh khám phá ra các kiến thứcVật lí, tái tạo lại, biến chúng thành vốn liếng của bản thân mình Những trải

nghiệm đó sẽ là cơ sở để sau này, người học hoàn toàn có thể khám phá ra được những kiến thức mới

Quá trình hoạt động nhận thức Vật lí thường diễn ra những hành động phổbiến sau:

- Quan sát hiện tượng Vật lí xảy ra rồi từ đó phân tích nó được thành nhữnghiện tượng đơn giản, xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng và tìm ra những dấu hiệu đặc trưng, bản chất của sự vật, hiện tượng

- Tìm ra những tính chất chung; mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật, hiện tượng

- Mô hình hoá những sự kiện quan sát được dưới dạng những khái niệm,những mô hình lý tưởng để sử dụng chúng làm công cụ tư duy

- Đo đạc các đại lượng Vật lí, tìm ra mối quan hệ dưới dạng hàm số giữa cácđại lượng Vật lí, biểu diễn bằng công cụ toán học

- Dự đoán diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực tế xácđịnh; giải thích một hiện tượng thực tế

- Xây dựng một giả thuyết, từ giả thuyết suy ra hệ quả

- Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết (hệ quả)

- Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật Vậtlí

- Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được Đánh giá kết quả hành động

- Tìm phương pháp chung để giải quyết một loạt các vấn đề tương tự

Cuối cùng, mỗi hành động được thực hiện bằng nhiều thao tác, được sắp xếptheo một trình tự xác định Ứng với mỗi thao tác trong những điều kiện cụ thể là những phương tiện, công cụ thích hợp

Những thao tác phổ biến trong quá trình nhận thức Vật lí là:

- Thao tác vật chất:

+ Nhận biết bằng giác quan

+ Tác động lên các vật thể bằng công cụ: chiếu sáng, hơ nóng, làm biến dạng,

cọ xát,

+ Sử dụng các dụng cụ đo

+ Làm thí nghiệm (bố trí, lắp ráp, vận hành thiết bị )

+ Thu thập tài liệu, ghi nhận số liệu thực nghiệm

+ Thay đổi các điều kiện thí nghiệm, điều chỉnh

- Thao tác tư duy: Phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá, khái quát hoá,quy nạp, diễn dịch,

Tùy thuộc vào vốn hiểu biết của con người, khối kiến thức đã có về đối

tượng cần nghiên cứu mà thí nghiệm có những vai trò quan trọng khác nhau

Trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, thí nghiệm có các vai trò sau:

+ Thí nghiệm là phương tiện để học sinh thu nhận tri thức Khi học sinh hoàntoàn chưa có hoặc có ít hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu thì thí nghiệm được

sử dụng như là một phương tiện để phân tích hiện thực khách quan thông qua quá trình thiết lập đối tượng nghiên cứu một cách chủ quan như: thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lý kết quả quan sát và đo đạc được từ thí nghiệm để từ đó thu nhận những kiến thức đầu tiên về đối tượng cần nghiên cứu

+ Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức mà học sinh đã thu được Trong nhiều trường hợp, kết quả thí nghiệm phủ nhận tính đúng đắn của tri thức học sinh đã biết, đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lạiphải kiểm tra nó ở các thí nghiệm khác Nhờ vậy, học sinh sẽ thu được 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

+ Thí nghiệm là phương tiện học sinh vận dụng những tri thức đã tiếp thu được vào thực tiễn Trong quá trình vận dụng các tri thức lý thuyết vào việc thiết

kế, vận dụng, học sinh sẽ gặp phải những khó khăn do tính trừu tượng của tri thứccần sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều định luật hoặc các lý do khách quan khác Khi đó thí nghiệm được sử dụng như một phương tiện tạo cơ sởcho việc vận dụng các tri thức đã thu được vào thực tiễn

+ Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức Vật lí Thí nghiệm Vật lí đặc biệt đóng vai trò quan trọng đối với các phương pháp nhận thứcphổ biến trong nghiên cứu Vật lí, đó là phương pháp thực nghiệm và phương pháp

mô hình, cụ thể như sau:

- Phương pháp thực nghiệm, là phương pháp thu thập các sự kiện trong những

điều kiện được tạo ra một cách đặc biệt (tạo ra kinh nghiệm mới, lý thuyết mới đểkhẳng định những mối liên hệ dự kiến sẽ có trong những điều kiện mới) đảm bảocho sự thể hiện tích cực, chủ động của các hiện tượng, sự kiện nghiên cứu

Phương pháp thực nghiệm khoa học là một trong các phương pháp cơ bản

trong nghiên cứu khoa học Song chỉ được sử dụng khi và chỉ khi đặt ra bài toán làm sáng tỏ các mối liên hệ, sự phụ thuộc, giữa các hiện tượng nghiên cứu và sự

thể hiện các giả định, kiểm định các giả thuyết.Có 3 điều kiện để sử dụng

phương pháp thực nghiệm khoa học:

+ Biết được chính xác những yếu tố nào ảnh hưởng đến sự nảy sinh và

diễn biến của các hiện tượng nghiên cứu

+ Xác định được những nguyên nhân của các hiện tượng do vạch ra được các điều kiện ảnh hưởng

+ Lặp lại thí nghiệm nhiều lần tuỳ theo ý muốn và như vậy sẽ thu được, tích luỹ được những tài liệu định lượng mà từ đó có thể phán đoán về tính điển hình hay ngẫu nhiên của các hiện tượng nghiên cứu

Phương pháp thực nghiệm được chia ra gồm 4 giai đoạn:

1- Làm nảy sinh vấn đề cần giải đáp, câu hỏi cần trả lời

2- Đề xuất giả thuyết

3- Từ giả thuyết, dùng suy luận lôgíc rút ra hệ quả có thể kiểm tra bằng thínghiệm

4- Xây dựng và thực hiện phương án thí nghiệm để kiểm tra hệ quả đã rút ra Nếu kết quả thí nghiệm phù hợp với hệ quả đã rút ra thì giả thuyết là chân thực, nếu kết quả thu được không phù hợp thì phải đề xuất giả thuyết mới Như vậy thí nghiệm đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn đầu và giai đoạn cuối của phương pháp thực nghiệm

- Phương pháp mô hình, là một phương pháp khoa học để nghiên cứu các đối

tượng, các quá trình … bằng cách xây dựng các mô hình của chúng (các mô hìnhnày bảo toàn các tính chất cơ bản được trích ra của đối tượng đang nghiên cứu) vàdựa trên mô hình đó để nghiên cứu trở lại đối tượng thực Phương pháp mô hìnhgồm 4 giai đoạn:

1- Thu thập các thông tin về đối tượng gốc Ở giai đoạn này các thông tin vềđối tượng gốc thường được thu thập nhờ thí nghiệm, qua thí nghiệm có thể loại bỏnhững yếu tố không quan tâm, tìm ra các thuộc tính, các mối quan hệ bản chất củađối tượng gốc

2- Xây dựng mô hình Căn cứ trên các thông tin thuộc tính và mối quan hệ bản chết của đối tượng gốc, ta xây dựng nên mô hình cho đối tượng Nếu mô hình

là vật chất người ta sẽ phải tiến hành các thí nghiệm thực với nó

3- Thu thập các thông tin trên mô hình để suy ra các hệ quả lý thuyết

4- Kiểm tra lại hệ quả trên đối tượng gốc Trong giai đoạn này, thông qua thínghiệm trên vật gốc, đối chiếu kết quả thu được trên mô hình với những kết quả thu được trên vật gốc, kiểm tra được tính đúng đắn của mô hình và rút ra giới hạn

áp dụng của mô hình [5], [7]

1.1.2.2 Vai trò thí nghiệm theo quan điểm lý luận dạy học.

Theo quan điểm của lý luận dạy học, thí nghiệm có các vai trò sau:

+ Thí nghiệm có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quátrình dạy học như: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu; hình thành kiến thức, kĩ năngmới; củng cố kiến thức, kỹ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹnăng của học sinh

Việc sử dụng thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề, đặc biệt có hiệu quả trong giai đoạn đề xuất vấn đề cần nghiên cứu Các thí nghiệm được sử dụng để tạotình huống có vấn đề thường là các thí nghiệm đơn giản, tốn ít thời gian chuẩn bị cũng như thời gian tiến hành thí nghiệm

Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, thí nghiệm cung cấp một cách có

hệ thống các cứ liệu thực nghiệm, để từ đó quy nạp, khái quát hoá, kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả lôgic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hìnhthành kiến thức mới

Thí nghiệm có thể được sử dụng một cách đa dạng trong quá trình củng cố (ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá và vận dụng) kiến thức, kỹ năng của học sinh Những thí nghiệm loại này được tiến hành ngay ở mỗi bài học nghiên cứu tài liệu mới, trong các bài học dành cho việc luyện tập, các tiết ôn tập và các giờ thí nghiệm thực hành sau mỗi chương, trong các giờ ngoại khoá ở lớp, ở nhà

Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kỹ năng của họcsinh Thông qua các hoạt động trí tuệ - thực tiễn của học sinh trong quá trình thí nghiệm (thiết kế phương án thí nghiệm, dự đoán hoặc giải thích hiện tượng Vật lí hay quá trình Vật lí diễn ra trong thí nghiệm, lựa chọn các dụng cụ thí nghiệm cần thiết, lắp ráp các dụng cụ và bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, thu nhận và

xử lý kết quả thí nghiệm ), học sinh sẽ chứng tỏ những kiến thức về hiện tượng Vật lí đang đề cập, kiến thức về phương pháp và cả kỹ năng của bản thân mình

Để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức và kỹ năng của học sinh, giáo viên cần có nhiều cách thức sử dụng thí nghiệm ở nhiều mức độ yêu cầu khácnhau, từ đơn giản đến phức tạp Mức độ tự lực của học sinh trong quá trình thí nghiệm cũng có thể khác nhau, từ việc tiến hành thí nghiệm theo bảng hướng dẫn chi tiết cho sẵn đến việc học sinh hoàn toàn tự lực trong tất cả các giai đoạn của thínghiệm

+ Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của học sinh Hiện nay dạy học không chỉ truyền thụ kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mà còn góp phần phát triển nhân cách cho học sinh một cách toàn diện Cho nên trong dạy học Vật lí nói chung và thí nghiệm Vật lí nói riêng cũng không nằm ngoài quy luật đó Qua thí nghiệm Vật lí làm cho học sinh hứng thú học tập và quá trình thu nhận thông tin của học sinh ngày càng mang rõ nét tính tích cực, tự lực sáng tạo khi học tập môn Vật lí Như vậy quá tình tiếp cận các thí nghiệm Vật lí dần dần trong học sinh xuất hiện sự ham muốn tìm hiểu, ham muốn nghiên cứu, xóa dần sự ngăn cách

ý thức của học sinh giữa Vật lí và cuộc sống muôn màu muôn vẻ để tạo cho

học sinh hứng thú nhận thức

Thí nghiệm là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo về Vật lí của học sinh Bởi vì thí nghiệm luôn có mặt trong quá trình nghiên cứu các hiện tượng, quá trình Vật lí, soạn thảo khái niệm, định luật Vật lí, xây dựng các thuyết Vật lí, đề cập các ứng dụng trong sản xuất và đời sống của cáckiến thức đã học

+ Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập Vật lí, tổ chức quátrình học tập tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh

+ Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể

khác nhau, bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của học sinh

+ Thí nghiệm là phương tiện giúp đơn giản hoá và trực quan các kiến

thức trong dạy học Vật lí

Do thí nghiệm Vật lí là một bộ phận của các phương pháp nhận thức Vật lí nên thông qua mối quan hệ với các quá trình thí nghiệm, học sinh sẽ được làm quen và vận dụng có ý thức các phương pháp nhận thức này Các kiến thức về phương pháp mà học sinh lĩnh hội được có ý nghĩa quan trọng, mở rộng vượt qua khỏi giới hạn môn Vật lí sang các môn học khác, lĩnh vực khác

1.1.3 Các loại thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông

Thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông được chia ra các loại thí nghiệm sau đây:

- Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên: là loại thí nghiệm do giáo viên tiến hành, học sinh là người quan sát Loại thí nghiệm này giữ vị trí hàng đầu trong hệthống thí nghiệm Vật lí phổ thông Trong quá trình thực hiện, người giáo viên tái tạo lại các hiện tượng Vật lí qua đó giúp người học khảo sát mối liên hệ giữa các hiện tượng khi tiến hành nghiên cứu một lý thuyết nào đó

Loại thí nghiệm này được giáo viên sử dụng phổ biến trong các bài giảng Vớiviệc làm sống lại trước mắt học sinh những hiện tượng cần nghiên cứu, loại thí nghiệm này nếu được tiến hành hợp lý sẽ giúp học sinh tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn và tiếp thu một cách có căn cứ khoa học

Căn cứ theo mục đích dạy học, thí nghiệm biểu diễn có thể được phân

loại như sau:

+ Thí nghiệm mở đầu: Loại thí nghiệm này được tiến hành vào đầu giờ học nghiên cứu lý thuyết mới nhằm tạo ra tình huống có vấn đề làm nảy sinh mâu thuẫn giữa trình độ kiến thức đã có và nhu cầu hiểu biết hiện tượng mới, kích thích tính tò mò, gây hứng thú học tập cho học sinh

+ Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng, quá trình Vật lí: Là loại thí nghiệm được dùng để hình thành kiến thức mới, nhằm đưa ra mối quan hệ bản chất giữa các hiện tượng Vật lí Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà người ta có thể phân thành hai loại: thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và thí nghiệm minh họa Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát được tiến hành nhằm đi đến một luận đề khái quát, một định

luật hay một quy tắc trên cơ sở khái quát những kết quả rút ra từ thực nghiệm Thí nghiệm minh họa là thí nghiệm sau khi giáo viên đã hướng dẫn học sinh đưa ra kếtluận, định luật, quy tắc bằng cách suy luận lý thuyết, sau đó dùng thí nghiệm kiểmchứng lại những nhận định ấy Thí nghiệm loại này được sử dụng khi thí nghiệm nghiên cứu khảo sát khó thực hiện do phức tạp, mất nhiều thời gian, số liệu không đầy đủ, chính xác

+ Thí nghiệm củng cố: Được thực hiện ở cuối tiết học, có thể giúp đào sâu kiến thức cho học sinh, giúp học sinh ghi nhớ chính xác, chắc chắn bài giảng, rèn luyện kỹ năng cho học sinh Đồng thời thông qua đó giáo viên kiểm tra được mức

độ tiếp thu bài giảng của học sinh

- Thí nghiệm thực tập Vật lí là loại thí nghiệm do chính học sinh thực hiện ở

mức độ độc lập, tích cực khác nhau dưới sự hướng dẫn, chỉ đạo của giáo viên Thínghiệm thực tập về Vật lí gồm các loại sau:

+ Thí nghiệm và quan sát Vật lí ở nhà:

Đây là hình thức thí nghiệm tổng hợp được tiến hành ngoài lớp học do học sinh độc lập tiến hành không có sự kiểm soát của giáo viên, là một dạng hoạt động tự lực của học sinh, có tính độc lập và sáng tạo cao

Tóm lại, hệ thống thí nghiệm trên đây dù thực hiện dưới hình thức nào,

phương pháp nào thì thí nghiệm Vật lí cũng đóng một vai trò to lớn trong quá trình dạy và học Vật lí

1.1.4 Một số yêu cầu đối với thí nghiệm Vật lí trong quá trình tổ

chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực của học sinh THPT

- Thí nghiệm phải trình bày quá trình xảy ra của hiện tượng Vật lí cần nghiêncứu một cách ổn định và chính xác (tức là thí nghiệm đó phải thành công ngay và xảy ra như nhau trong các điều kiện giống nhau…)

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

lí cần nghiên cứu để có thể hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh Giáo viên đóng vai trò là người hướng dẫn học sinh cách thu thập thông tin vì các em còn ít kinh nghiệm

1.1.5 Xu hướng đổi mới tổ chức hoạt động thực hành thí nghiệm

Trong những năm trước đây, hoạt động thực hành thí nghiệm vẫn được thực hiện cách thức: Bài thực hành được chia ra thành 02 tiết theo phân phối chương trình của Bộ giáo dục, trong đó 01 tiết người học được tổ chức hướng dẫn nghiên cứu mục đích, cơ sở lý thuyết, đồng thời đưa ra phương án thí nghiệm Từ đó được hướng dẫn thực hiện các thao tác tiến hành thí nghiệm thực hành Sau đó có 01 tiết người học được trực tiếp tiến hành các thao tác thí nghiệm thực hành trên các dụng

cụ thí nghiệm theo các phương án đã được đưa ra và lựa chọn trong tiết học thứ nhất Điều này gây ra không ít khó khăn cho người học vì thao tác thí nghiệm thực hành còn chưa được nhuần nhuyễn trong tiết thứ nhất nhưng phải trực tiếp tiến hành thao tác đo đạc trong tiết thứ 2, dẫn đến kết quả của quá trình thí nghiệm thựchành không đạt hiệu quả cao, đôi khi quá trình thí nghiệm thực hành còn không thành công Với lý do đó, cần phải đổi mới cách thức tổ chức hoạt động thí nghiệmthực hành, cần phải tiến hành hoạt động này một cách có hiệu quả Vừa để người học lĩnh hội được mục đích cũng như cơ sở của hoạt động thí nghiệm thực hành, vừa để người học nắm chắc các phương pháp cũng như thao tác trong quá trình tiến hành thí nghiệm thực hành Người giáo viên lúc này chỉ đóng vai trò là người

hỗ trợ, đứng phía sau, đưa ra những gợi ý để người học tự tìm tòi, vận dụng vốn kiến thức, hiểu biết của mình để thiết kế phương án và tiến hành theo phương án đãđược thống nhất và đưa ra trong tập thể Đó là xu hướng mới trong tổ chức hoạt động thí nghiệm thực hành và đang ngày càng trở nên phổ biến

1.2 Hệ thống các kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học

sinh phổ thông trong dạy học Vật lí

1.2.1 Khái niệm kĩ năng

“Kĩ năng là khả năng ứng dụng tri thức khoa học vào thực tiễn; khả năng

vận dụng những kiến thức trong một lĩnh vực nào đó vào thực tế”.[10]

“Kĩ năng (và cả năng lực) là khả năng học được, rèn luyện được nhằm thực hiện hành động có kết quả được dự định trước và thường với chi phí thấp nhất về thời gian, sức lực hay cả hai” [11] Ở định nghĩa này, cả mặt năng lực hiểu theo nghĩa

của Tâm lí học lẫn mặt năng lực về thực hiện hành động đều được chú ý Quan điểm này cũng được tác giả Đặng Thành Hưng bàn đến trong các nghiên cứu của

mình Theo Đặng Thành Hưng: “Kĩ năng chính là hình thái kép của cả hai loại năng lực: năng lực – Ability – theo nghĩa Tâm lí học và Competency - năng lực thực hiện hành động (Performance) Vì vậy, kĩ năng có bản chất tâm lí nhưng có hình thức vật chất là hành vi hoặc hành động”.

Kĩ năng có cơ sở dựa trên kiến thức, xuất phát từ cấu trúc kĩ năng: hiểu mục

đích, biết cách thức đi đến kết quả và hiểu những điều kiện để triển khai cách thức đó Để hình thành kĩ năng, cần có kiến thức làm cơ sở cho việc hiểu biết, luyện tập từng thao tác riêng rẽ cho đến khi thực hiện được một hành động theo mục đích, yêu cầu Những thao tác cụ thể cần được luyện tập nhiều lần mới quen

và ghi nhớ được, khi cần thì đã biết cách thao tác chúng

Nghiên cứu về phát triển kĩ năng, quan điểm của Piaget cũng đồng nhất với quan điểm của Vưgôtxki về sự phát triển tri thức, kĩ năng Sự phát triển này diễn ra qua các giai đoạn, các giai đoạn là chung cho tất cả mọi người, điều khác biệt là ở tốc

độ nhanh chóng trong sự xuất hiện của các giai đoạn, mỗi giai đoạn bắt nguồn từ giai đoạn trước sát nhập và làm biến đổi giai đoạn đó và chuẩn bị cho giai đoạn sau Tuy các kĩ năng trong giai đoạn trước còn sót lại nhưng vai trò của nó trong tổchức thì thay đổi

Có những kĩ năng hình thành không cần luyện tập, cần biết vận dụng hiểu biết và

kĩ năng tương tự đã có thể chuyển sang thực hiện các hành động mới Đây mới là yêu cầu là biết làm (kĩ năng bậc thấp), cần luyện tập và bổ sung kiến thức để mỗi hành động được thực hiện một cách thật hoàn hảo, linh hoạt

Ban đầu, sinh viên có thể thực hiện được kĩ năng nào đó, ở mức độ tối thiểu

(không thành thạo) Cùng với thời gian và nhờ sự hướng dẫn của giảng viên và