Nghiên cứu sử dụng lao động kí điện tử dạy học một số kiến thức vật lí trừu tượng lớp 12 THPT theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

Lịch sử vấn đề nghiên cứu và lý do chọn đề tài Trớc thực trạng dạy học truyền thống bộc lộ rõ nhiều nhợc điểm, không đáp ứng đợc yêu cầu ngày càng cao của quá trình dạy học, các phơng p

-oOo -Hoàng Danh Tài

Nghiên cứu Sử dụng Dao động ký điện tử dạy học một số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng dạy học giải quyết vấn đề

luận văn Thạc sĩ Giáo dục học

Vinh - 2006

Vinh, 2006

Các chữ và ký hiệu viết tắt trong luận văn

2

DĐKĐTDHGQVĐ

GQVĐ

GVHSMPĐ

MPĐXCPTDHSGK

TH

THPTTNTNSP





Dao động ký điện tửDạy học giải quyết vấn đềGiải quyết vấn đề

Giáo viênHọc sinhMáy phát điệnMáy phát điện xoay chiềuPhơng tiện dạy học

Sách giáo khoaTình huốngTrung học phổ thôngThí nghiệm

Thực nghiệm s phạmGiáo viên yêu cầu học sinh thực hiệnGiáo viên thông báo, trình diễn

Mục lục Trang Mở đầu 1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu và lý do chọn đề tài………

2 Mục đích nghiên cứu………

3 Giả thuyết khoa học………

4 Nhiệm vụ nghiên cứu………

5 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu………

6 Phơng pháp nghiên cứu………

7 Đóng góp mới của luận văn………

Chơng 1 Cơ sở khoa học của việc sử dụng DĐKĐT vào dạy học các kiến thức vật lý trừu tợng theo định hớng DHGQVĐ

1.1 Những nội dung cơ bản của lý thuyết DHGQVĐ……… ……

1.1.1 Cơ sở của DHGQVĐ………

1.1.2 Bản chất của DHGQVĐ

1.1.3 Cấu trúc của DHGQVĐ

1.1.4 Các mức độ của dạy học DHGQVĐ………

1.2 Vai trò của TN và DĐKĐT trong dạy học các kiến thức Vật lý trừu tợng theo định hớng DHGQVĐ………

1.2.1 Vai trò của TN………

1.2.2 Vai trò của DĐKĐT………

1.3 Thực trạng sử dụng DĐKĐT vào dạy học các kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ…………

1.3.1 Khảo sát thực trạng………

1.3.2 Nguyên nhân

1.3.3 Giải pháp khắc phục

Kết luận chơng 1

Chơng 2 Nghiên cứu sử dụng DĐKĐT dạy học một số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ

2.1 Nghiên cứu sử dụng DĐKĐT vào dạy học nội dung “Sóng âm” – Vật lý 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ

2.1.1 Phân tích nội dung kiến thức “Sóng âm”

2.1.2 Các TN tiến hành khi dạy học nội dung “Sóng âm” với sự hỗ trợ của DĐKĐT

2.1.3 Tiến trình dạy học bài "Sóng âm" ……… 2.2 Nghiên cứu sử dụng DĐKĐT vào dạy học chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” vật lý 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ… 2.2.1 Phân tích nội dung chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều”… 2.2.2 Thiết kế, chế tạo bảng TN đa chức năng dạy học một số

3

1 3 3 3 3 4 4

5 5 7 7 15

18 18 20

24 24 28 29 31 32

32 32

33 43

52 52

54

55 63 64 64 64 64 65 65 72 73 75 76

kiến thức vật lý trừu tợng thuộc chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều”………

2.2.3 Tiến trình dạy học bài "Đ13-14 Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần, cuộn cảm hoặc tụ điện" …………

Kết luận chơng 2………

Chơng 3 Thực nghiệp s phạm ………

3.1 Mục đích thực nghiệm………

3.2 Đối tợng thực nghiệm………

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm………

3.4 Nội dung thực nghiệm………

3.5 Kết quả thực nghiệm………

Kết luận chơng 3………

Kết luận chung ……… ………

Danh mục các công trình của tác giả……….…

Tài liệu tham khảo……….…

Phụ lục

Mở đầu

1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu và lý do chọn đề tài

Trớc thực trạng dạy học truyền thống bộc lộ rõ nhiều nhợc điểm, không đáp ứng đợc yêu cầu ngày càng cao của quá trình dạy học, các phơng pháp dạy học tích cực lần lợt ra đời, trong đó có DHGQVĐ

Trong giáo dục học ở Mỹ, ý tởng về DHGQVĐ đã đợc trình bày lần đầu tiên trong cuốn sách "Chúng ta suy nghĩ thế nào" của J.Dewey đợc xuất bản vào năm 1909 ở Mỹ còn có sự đóng góp của nhà tâm lý học J.S.Bruner Cả J.S.Bruner và J.Dewey đều chú ý tới quan điểm lấy HS làm trung tâm Hai ông

đều thấy sự cần thiết của việc phát triển t duy lôgic, đều thống nhất đánh giá tầm quan trọng của quan điểm tiếp cận nêu vấn đề trong dạy học

Đến năm 1986, ở Ba lan, V.Ôkôn đã đạt đợc thành tựu to lớn về DHGQVĐ với sự ra đời của cuốn "Những cơ sở của dạy học nêu vấn đề" Ông đã nghiên cứu những điều kiện xuất hiện tình huống có vấn đề ở các môn học khác nhau Cùng với S.Cupixevits, V.Ôkôn đã chứng minh đợc tính u việt của dạy học bằng con đờng GQVĐ đối với sự phát triển trí tuệ của HS Trờng phái DHGQVĐ ở Ba lan còn có các nhà giáo dục nh T.Novatski, E.Fleminh, Trong đó T.Novatski

đã nêu lên một số cách tổ chức DHGQVĐ liên quan đến yêu cầu của dạy nghề Còn E.Fleminh thì đã thiết kế các phơng án cấu trúc triết học nêu vấn đề

4

Đáng chú ý nhất vẫn là ở Liên xô (cũ) Bắt đầu từ nửa sau của những năm

50 của thế kỷ 20, các nhà lý luận dạy học Xô viết đã nêu lên sự cần thiết và biệnpháp để tích cực hoá sự nhận thức của HS trong quá trình dạy học, tiêu biểu làM.N.Xkatkin, A.M.Machiuskin, I.Ia.Lecne,

ở Việt Nam, các tài liệu của V.Ôkôn, I.Ia.Lecne,… đã đợc nhanh chóngdịch, đa vào giảng dạy trong các trờng s phạm, các lớp bồi dỡng GV từ nhữngnăm 70 của thế kỷ 20 Đến nay, đã có nhiều tác giả đề cập đến vấn đề này Đốivới bộ môn Vật lý, tiêu biểu là các tác giả: GS.TS Phạm Hữu Tòng, PGS.Nguyễn Đức Thâm, PGS.TS Nguyễn Ngọc Hng, PGS.TS Nguyễn Quang Lạc, Thế nhng trong thực tiễn dạy học ở trờng phổ thông, chúng ta chỉ bắt gặpdạy học theo phơng pháp này trong các đợt thao giảng, thi GV dạy giỏi, Nguyên nhân chủ yếu là cơ sở vật chất và phơng tiện dạy học thiếu thốn vàkhông đồng bộ, cơ chế quản lý và thi cử còn nhiều bất cập, chất lợng đào tạo vàbồi dỡng GV còn thấp,

Để khắc phục tình trạng trên, Đảng và nhà nớc đã chỉ rõ: "Đổi mới mạnh

mẽ phơng pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rènluyện nếp t duy sáng tạo của ngời học Từng bớc áp dụng các phơng pháp tiên

tiến và phơng tiện hiện đại vào quá trình dạy học" (Trích nghị quyết Trung ơng

II khoá VIII của Đảng).

Để góp phần thực hiện mục tiêu đó, không thể không kể đến vai trò củacác thiết bị dạy học trực quan, các thiết bị TN trong đó có DĐKĐT

ở nớc ta, từ xa đến nay việc ứng dụng DĐKĐT vào dạy học Vật lý cha đợcmấy ai quan tâm Trong thực tiễn dạy học Vật lý phổ thông ở nớc ta, DĐKĐThầu nh cha đợc sử dụng Thậm chí nhiều GV Vật lý bậc phổ thông cha biết sửdụng DĐKĐT Một số ít đã sử dụng DĐKĐT vào việc giảng dạy, tuy nhiên việc

sử dụng còn có nhiều chỗ cha hợp lý do đó hiệu quả dạy học cha cao Trongnhững năm gần đây, các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hng,… đãnêu ra những định hớng cho việc sử dụng DĐKĐT vào dạy học Vật lý Làm thếnào để hiện thực hóa định hớng đó, khai thác thế mạnh của DĐKĐT trong dạyhọc Vật lý, đặc biệt là tác dụng trực quan hoá các hiện tợng, các quá trình Vật lýtrừu tợng mà bằng các thiết bị dạy học truyền thống không thể thực hiện đợc

đang là vấn đề quan tâm của mỗi chúng ta

Từ tình hình nghiên cứu lý luận và thực tế trên, dới sự hớng dẫn của

TS.Phạm Thị Phú, tôi đã chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu sử dụng Dao động

5

ký điện tử dạy học một số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định ớng dạy học giải quyết vấn đề” làm luận văn tốt nghiệp của mình

h-2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng các TN với sự hỗ trợ của DĐKĐT và soạn thảo tiến trình dạy họcmột số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT có sử dụng các TN đã xây dựngtheo định hớng DHGQVĐ nhằm góp phần nâng cao chất lợng dạy và học

3 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng đợc các TN với sự hỗ trợ của DĐKĐT và soạn thảo đợc tiếntrình dạy học một số kiến thức Vật lý trừu tợng ở lớp 12 THPT theo định hớngDHGQVĐ một cách hợp lý thì sẽ góp phần nâng cao chất lợng dạy và học mônVật lý

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu lý thuyết DHGQVĐ môn Vật lý ở trờng THPT

- Tìm hiểu DĐKĐT với chức năng là một PTDH Vật lý

- Tìm hiểu thực trạng sử dụng DĐKĐT vào dạy học Vật lý THPT

- Tìm hiểu thực trạng DHGQVĐ trong thực tiễn dạy học Vật lý THPT

- Nghiên cứu nội dung kiến thức “Sóng âm” và chơng “Dao động điện, dòng

điện xoay chiều”– SGK Vật lý 12 THPT

- Xây dựng các TN sử dụng DĐKĐT và soạn thảo các tiến trình dạy học kiếnthức “Sóng âm” và chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” theo địnhhớng DHGQVĐ nhằm nâng cao chất lợng dạy học Vật lý THPT

- TNSP để đánh giá hiệu quả của các tiến trình dạy học đã soạn thảo

5 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu

- Phơng pháp điều tra giảng dạy để thu thập rộng rãi các số liệu, hiện tợng từ

đó phát hiện vấn đề cần giải quyết, tìm ra nguyên nhân và giải pháp khắcphục

- Phơng pháp TNSP để đánh giá hiệu quả của các tiến trình dạy học đã đề xuất

- Phơng pháp thống kê toán học để xử lý số liệu

7 Đóng góp mới của luận văn

- Nêu lên thực trạng của việc sử dụng DHGQVĐ, thực trạng sử dụng DĐKĐT,thực trạng dạy học kiến thức “Sóng âm” và chơng “Dao động điện, dòng điệnxoay chiều” ở các trờng THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An Để rồi đa ranguyên nhân và giải pháp khắc phục

- Hiện thực hoá chiến lợc DHGQVĐ môn Vật lý cho dạy học kiến thức “Sóng

âm” và chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” với việc sử dụng TN tựlàm với sự hỗ trợ của DĐKĐT Cụ thể:

- Có 2 bài báo (đồng tác giả với GV hớng dẫn) đợc đăng ở Tạp chí giáo dục vàTạp chí khoa học Trờng Đại học Vinh Có 1 bài báo đợc đăng ở Tạp chí dạy

và học ngày nay

7

+ Xây dựng đợc 11 TN sử dụng DĐKĐT vào dạy học kiến thức “Sóng âm”

và 6 TN sử dụng DĐKĐT vào dạy học chơng “Dao động điện, dòng điệnxoay chiều”

+ Thiết kế đợc 4 tiến trình dạy học (sử dụng trong 6 tiết) khi dạy học kiếnthức “Sóng âm” và chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” theo địnhhớng DHGQVĐ với sự hỗ trợ của DĐKĐT

Chơng 1 Cơ sở khoa học của việc sử dụng Dao động ký

điện tử vào dạy học các kiến thức Vật lý trừu tợng

theo định hớng Dạy học giải quyết vấn đề

1.1 Những nội dung cơ bản của lý thuyết DHGQVĐ

Điều cơ bản là phải dùng nhiều biện pháp để kích thích hoạt động của HS

để họ thấy rằng trong tiến trình học tập của họ đang chứa đựng chính mâu thuẫn

đó Tức là làm cho mâu thuẫn tồn tại khách quan kia trở thành mâu thuẫn chủquan tồn tại ngay trong nhận thức của HS Chỉ có tích cực tham gia giải quyếtmâu thuẫn thì trình độ, năng lực nhận thức của HS mới phát triển lên đợc Đồngthời GV phải gợi mở phơng hớng và khả năng giải quyết mâu thuẫn đó cho HS.Khi HS đã nhận thấy đợc khả năng đó thì động lực của quá trình nhận thức sẽxuất hiện và HS sẽ không còn ở vị trí thụ động nữa mà sẽ rất tự giác, tích cực vàtrở thành chủ thể của hoạt động học tập [9]

b) Cơ sở tâm lý học

DHGQVĐ lấy lý thuyết hoạt động làm cơ sở, theo đó con ngời chỉ bắt đầu

t duy tích cực khi nẩy sinh nhu cầu, đứng trớc một khó khăn, một trở lực khoahọc cần phải giải quyết Hay nói nh Rubinstein: “T duy sáng tạo luôn bắt đầubằng một tình huống gợi vấn đề” [16, 12] Vấn đề này không thể giải quyết đợcbằng vốn tri thức và kỹ năng đã có, tuy nhiên nó có liên quan mật thiết với vốntri thức cũ và nếu giải quyết đợc thì sẽ làm phong phú thêm hiểu biết, vì thế làmcho HS có hứng thú muốn nhận thức vấn đề đó HS ở trạng thái sẵn sàng thamgia một cách tích cực vào việc giải quyết vấn đề Ngời ta gọi đó là “trạng tháithần kinh đợc kích thích” hay “trạng thái tâm lý có vấn đề”

DHGQVĐ cũng dựa trên thành tựu quan trọng của tâm lý học hiện đại là lýthuyết về vùng phát triển gần của L.Vgôtxki Theo L.Vgôtxki, có ít nhất hai trình

độ phát triển của HS là trình độ phát triển hiện thời và "vùng phát triển gần"

"vùng phát triển gần" là chỗ HS có khả năng thực hiện dới sự giúp đỡ của GV

Ông cho rằng nếu giảng dạy chỉ hớng vào các giai đoạn đã phát triển hoàn tất thìkhông có tác dụng đối với sự phát triển của HS, “không tạo ra quá trình pháttriển mà chỉ bám vào đằng đuôi của sự phát triển” Ông đa ra kết luận “chỉ cóviệc giảng dạy nào hơi đi trớc sự phát triển mới là việc giảng dạy tốt” Trong

8

DHGQVĐ, HS tự lực xây dựng nên tri thức mới dới sự tổ chức, điều khiển của

GV, do đó tạo ra đợc vùng phát triển gần cho HS và kích thích họ tích cực hoạt

động

c) Cơ sở giáo dục học

DHGQVĐ phù hợp với nguyên tắc tự giác và tích cực vì nó khêu gợi đợchoạt động học tập và chủ thể đợc hớng đích, gợi động cơ trong quá trình pháthiện và giải quyết vấn đề [9]

DHGQVĐ cũng biểu hiện sự thống nhất giữa chức năng giáo dỡng và giáodục Điều này thể hiện ở chỗ trong DHGQVĐ, HS đợc học cách khám phá, cónghĩa là HS đợc rèn luyện cách thức phát hiện, tiếp cận và GQVĐ một cách khoahọc Đồng thời trong DHGQVĐ cũng góp phần bồi dỡng cho HS những đức tínhcần thiết của một ngời lao động sáng tạo nh tính chủ động, tích cực, kiên trì vợtkhó, tính kế hoạch và thói quen tự kiểm tra,

d) Cơ sở thực tiễn

Dạy học truyền thống đã tồn tại từ hai thế kỷ Phơng pháp dạy học này dựatrên nguyên tắc cơ bản là GV thông báo, HS tiếp nhận, ghi nhớ, tái hiện kiếnthức và vận dụng vào giải quyết các vấn đề quen thuộc, rập khuôn Do đó nó đặt

HS vào vị trí hoàn toàn thụ động, không tạo đợc hứng thú nhận thức; HS không

có điều kiện để phát triển năng lực sáng tạo và rèn luyện kỹ năng thực hành, Chính vì vậy, từ đầu thế kỷ 20, sự thúc bách của xã hội đòi hỏi nhà trờngphải cải tiến phơng pháp dạy học Các phơng pháp dạy học truyền thống dần dần

đợc chuyển hoá trở thành các phơng pháp dạy học tích cực DHGQVĐ làmột phơng pháp dạy học nhằm hiện thực hoá chiến lợc đó DHGQVĐ tập trungvào ngời học; kích thích hứng thú, nhu cầu, niềm tin nhận thức, phát huy tínhtích cực của t duy; bồi dỡng cho HS phơng thức và năng lực giải quyết vấn đề.Những u điểm này đã giúp cho DHGQVĐ đang đợc quan tâm nghiên cứu vàtriển khai vận dụng vào thực tiễn dạy học phổ thông

Những cơ sở của DHGQVĐ đã tạo điều kiện cho HS chủ động tham gia mộtcách tích cực trong quá trình dạy học Vậy bản chất của nó là gì?

1.1.2 Bản chất của DHGQVĐ

Có nhiều cách định nghĩa khác nhau về DHGQVĐ

- Theo V.OKON: “Dạy học nêu vấn đề là tập hợp những hành động nh tổchức tình huống có vấn đề, phát biểu các vấn đề, giúp đỡ cần thiết cho HStrong việc GQVĐ, kiểm tra những phép giải đó và cuối cùng điều khiển quátrình hệ thống hóa và củng cố những kiến thức thu đợc” [19, 11]

- Theo I.Ia Lecne: “Dạy học nêu vấn đề là phơng pháp dạy học trong đó HStham gia một cách có hệ thống vào quá trình giải quyết các vấn đề và các bàitoán có vấn đề đợc xây dựng theo nội dung tài liệu học trong chơng trình” [10,5]

9

- Còn I.F.Kharlamop thì cho rằng: “Dạy học nêu vấn đề là sự tổ chức quátrình dạy học bao gồm việc tạo ra tình huống có vấn đề (tình huống tìm tòi)trong giờ học, kích thích HS nhu cầu giải quyết những vấn đề nẩy sinh, lôi cuốncác em vào hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹxảo mới, phát triển tính tích cực của trí tuệ và hình thành cho các em năng lực tựmình thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học mới” [19, 7]

Từ những định nghĩa trên, cùng với việc việc phân tích cơ sở củaDHGQVĐ, có thể hiểu bản chất của DHGQVĐ là một phơng pháp dạy họctrong đó GV tổ chức cho HS tự lực xây dựng kiến thức mới dới sự giúp đỡ, địnhhớng của GV Hoạt động đó diễn ra phỏng theo tiến trình nghiên cứu khoa học,cũng bao gồm các bớc nh tạo tình huống có vấn đề, giải quyết vấn đề, hợp thứchoá và vận dụng kiến thức

1.1.3 Cấu trúc của DHGQVĐ

Có thể coi quá trình DHGQVĐ gồm ba giai đoạn sau: Tạo tình huống cóvấn đề, hớng dẫn HS giải quyết vấn đề, hợp thức hoá và vận dụng kiến thức

a) Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề

Để hiểu rõ bản chất của giai đoạn này, trớc hết cần nắm đợc các khái niệm:tình huống, tình huống học tập, vấn đề, tình huống có vấn đề

* Khái niệm tình huống [20, 157]: Một tình huống cụ thể nào đó đối với một

chủ thể là một hoàn cảnh cụ thể (tổng thể những điều kiện cụ thể) mà một chủthể đợc đặt vào đó, nó tác động vào chủ thể, kích thích chủ thể hoạt động, đặt racho chủ thể nhiệm vụ nào đó

* Khái niệm tình huống học tập trong dạy học“ ” [20, 157]: Là tình huống

đ-ợc tổ chức bởi GV nhằm đa HS vào những hoạt động học tập xác định theo mụctiêu dạy học

* Khái niệm vấn đề“ ” [20, 157]: Vấn đề dùng để chỉ một khó khăn, mộtnhiệm vụ nhận thức mà ngời học không thể giải quyết đợc chỉ bằng kinh nghiệmsẵn có, theo một khuôn mẫu có sẵn, nghĩa là không thể dùng t duy tái hiện đơnthuần để giải quyết mà bắt buộc phải tìm tòi sáng tạo và khi giải quyết đợc thìngời học đã thu nhận đợc kiến thức, kỹ năng mới Vấn đề chứa đựng câu hỏi, nh-

ng đó là câu hỏi về một cái cha biết, câu hỏi mà câu trả lời là một cái mới phảitìm tòi sáng tạo mới xây dựng đợc, chứ không phải là một câu hỏi chỉ đơn thuầnyêu cầu nhớ lại kiến thức đã có

* Khái niệm tình huống có vấn đề“ ” [20, 157]: Là tình huống trong đó mâuthuẫn khách quan đợc HS biến thành mâu thuẫn chủ quan, HS ý thức đợc vấn đề,mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hy vọng

có thể giải quyết đợc, do đó bắt tay vào việc giải quyết vấn đề đó

Trên cơ sở đó, ngời ta ghi nhận những dấu hiệu của tình huống có vấn đề

nh sau [5, 11]:

10

- Nó bao gồm cái gì cha biết, đòi hỏi phải có sự tìm tòi sáng tạo, có sự thamgia của hoạt động t duy và sự nhanh trí đáng kể

- Nó phải chứa đựng điều gì đó đã biết, phải cho trớc những dữ kiện nào đó

để làm điểm xuất phát cho sự suy nghĩ, sự tìm tòi sáng tạo

- Tình huống có vấn đề phải vừa sức đối với HS Nếu quá đơn giản, chứa

đựng những lời giải tờng minh từ kho tri thức cũ của HS thì không gây đợc sựkích thích mà tạo ra sự thờ ơ, coi thờng Ngợc lại thì gây sự bất lực và cũng tạo

ra sự thờ ơ do bi quan

- Đồng thời với sự vừa sức là tính mới lạ, tính không bình thờng của bài toánnhận thức nhằm kích thích hứng thú và lòng khao khát tìm tòi nhận thức của HS Chính vì thế, nhiệm vụ của giai đoạn này là kích thích trạng thái tâm lý HS,tạo cho họ một trạng thái hng phấn cao độ, có nhu cầu hoạt động và có thái độsẵn sàng lao vào công việc ở giai đoạn này, hoạt động chủ yếu của GV là tạo đ-

ợc mâu thuẫn khách quan giữa cái đã biết và cái cha biết sau đó "cấy" mâu thuẫnkhách quan đó vào tiến trình nhận thức của HS, làm cho HS cảm nhận đợc sự tồntại hiển nhiên của mâu thuẫn đó trên con đờng học tập của chính họ Tiếp theo

GV phải khơi nguồn tiềm lực ở HS để các em thấy rằng mình đã có vốn liếng trithức, chỉ cần họ cố gắng thì sẽ tự lực giải quyết đợc mâu thuẫn đó Hoạt độngcủa HS ở giai đoạn này là tiếp nhận bài toán nhận thức và chuyển sang trạng tháisẵn sàng tích cực hoạt động [6, 38]

Điều cơ bản để phân biệt giai đoạn đặt vấn đề thông thờng của dạy họctruyền thống với giai đoạn tạo tình huống có vấn đề trong DHGQVĐ là ở chỗ :

GV có làm cho HS nhận ra mâu thuẫn và chấp nhận mâu thuẫn giữa cái đã biết

và cái cha biết hay không, và có làm cho họ có đợc quyết tâm, có sự nỗ lực đểtham gia giải quyết bài toán nhận thức đó không Nếu GV chỉ thông báo đề mụcbài học và nội dung sẽ học thì sẽ không xuất hiện bài toán nhận thức, vì khôngxuất hiện mâu thuẫn nào cả Do đó GV phải biết dùng mọi phơng tiện, mọi biệnpháp và thủ thuật để xây dựng nên mâu thuẫn, vạch ra mâu thuẫn

Nếu căn cứ vào tính chất và đặc điểm của trạng thái tâm lý khi xuất hiện vàchấp nhận bài toán nhận thức thì có thể chia làm các kiểu tình huống có vấn đề

nh sau:

* Tình huống phát triển hoàn chỉnh: HS đứng trớc vấn đề chỉ mới giải quyết

một phần, một bộ phận trong phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển, hoànchỉnh, mở rộng thêm sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới

Ví dụ: Khi dạy vấn đề “Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ có cuộn

cảm” GV đặt vấn đề: Chúng ta đã đợc học mối quan hệ giữa dòng điện và hiệu

điện thế trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần hoặc chỉ có tụ điện Tuy nhiên,trong các máy điện cũng nh trong các thiết bị điện xoay chiều, linh kiện thờngdùng nhiều là cuộn cảm Vậy cuộn cảm có tác dụng gì đối với dòng điện xoaychiều? Dòng điện trong mạch chỉ có cuộn cảm quan hệ nh thế nào với hiệu điện

11

thế hai đầu đoạn mạch đó? (tình huống phát triển hoàn chỉnh đặc điểm của dòng

điện trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần, cuộn cảm hoặc tụ điện)

* Tình huống lựa chọn: HS đứng trớc vấn đề mang một số dấu hiệu quen

thuộc, có liên quan đến một số kiến thức hay một số phơng pháp giải quyết đãbiết, nhng cha chắc chắn là có thể dùng kiến thức nào, phơng pháp nào để giảiquyết vấn đề thì có hiệu quả

Ví dụ: Khi dạy vấn đề “Quan hệ giữa dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn

mạch chỉ có cuộn cảm” GV hỏi: Dòng điện trong mạch có quan hệ nh thế nàovới hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm? HS không thể trả lời đợc ngay câu hỏi, nhng

HS cảm nhận đợc rằng vấn đề này tơng tự nh vấn đề quan hệ giữa dòng điện vàhiệu điện thế trong mạch chỉ có tụ điện ở đó HS đã đợc biết có 2 cách giảiquyết vấn đề này: có thể tiến hành TN với DĐKĐT hoặc cũng có thể tìm bằngcon đờng lý thuyết Vấn đề là nên chọn cách nào? Điều này tuỳ thuộc vào sởthích, năng lực của từng HS

* Tình huống bế tắc: HS đứng trớc vấn đề mà trớc đây cha gặp một vấn đề

nào tơng tự Vấn đề cần giải quyết không có một dấu hiệu nào liên quan đến mộtkiến thức hoặc phơng pháp đã biết HS bắt buộc phải xây dựng kiến thức mới hayphơng pháp mới để GQVĐ Tình huống này bắt gặp khi bắt đầu nghiên cứu mộtlĩnh vực kiến thức mới

Ví dụ: Khi dạy kiến thức “Sóng âm” (Vật lý 12), sau khi đa ra khái niệm

độ cao của âm, GV đặt vấn đề: độ cao của âm phụ thuộc vào những đại lợng Vật

lý nào? Trớc đó, HS cha biết một kiến thức nào liên quan đến vấn đề này và cũngcha biết cách nào để xác định sự phụ thuộc của độ cao của âm vào các đại l ợngVật lý Cách giải quyết duy nhất lúc này là phải suy nghĩ để đa ra phơng án TN,tiến hành TN và thu thập kết quả

* Tình huống không phù hợp (tình huống xung đột, bất ngờ, nghịch lý)

Trong nhiều trờng hợp, HS quan sát thấy một hiện tợng Vật lý nào đó xẩy

ra trái với những suy nghĩ thông thờng, trái với những kiến thức mà HS đã biếthoặc là cha bao giờ gặp nên không biết dựa vào đâu mà lý giải HS cần phải tìmxem nguyên nhân vì đâu mà lại có sự trái ngợc đó, sự lạ lùng đó Để trả lời câuhỏi này, cần phải xây dựng kiến thức mới Cũng có những trờng hợp HS khôngnhận thấy ngay những mối liên quan giữa hiện tợng xẩy ra với những kiến thức

đã biết hoặc thoạt mới nhìn thì thấy hình nh hiện tợng xẩy ra trái với những điều

đã biết, nhng xét kỹ lại thấy không có gì trái cả, chỉ vì hiện tợng diễn ra phức tạpkhiến ta nhầm lẫn

Ví dụ: Khi dạy “Đ12 Hiệu điện thế dao động điều hoà Dòng điện xoaychiều” (SGK Vật lý 12) GV tiến hành TN sau:

- Nối một bóng đèn vào 2 đầu (+) và (-) của pin thì thấy bóng đèn sáng

- Nối một bóng đèn vào 2 đầu khung dây của mô hình MPĐXC rồi cho khungdây quay thì cũng thấy bóng đèn sáng

- GV: Pin và MPĐXC giống nhau ở điểm nào?

12

HS: Đều phát ra điện làm cho bóng đèn sáng

- GV: Nh vậy ở hai đầu pin và hai đầu khung dây của MPĐXC đều có một hiệu

điện thế, vì thế mà khi ta mắc bóng đèn vào đó thì bóng đèn sáng lên

Sau đó GV tháo bóng đèn ra, nối 2 đầu pin vào đầu vào của DĐKĐT Yêu cầu

HS quan sát tín hiệu thu đợc trên màn hình của DĐKĐT và rút ra nhận xét

HS: Đồ thị là đờng thẳng song song với trục thời gian

- GV: Rút ra đặc điểm của hiệu điện thế 2 đầu pin?

HS: Là hiệu điện thế không đổi (cả chiều lẫn độ lớn)

- GV: Hiệu điện thế 2 đầu khung dây của MPĐXC là hiệu điện thế nh thế nào?

đồ thị của nó có dạng ra sao? (GV yêu cầu HS đa ra dự đoán)

HS đa ra dự đoán: Cũng giống nh hiệu điện thế 2 đầu pin, nó là hiệu điệnthế không đổi, đồ thị là đờng thẳng song song với trục thời gian

Sau đó GV tiến hành TN với việc đa tín hiệu hiệu điện thế 2 đầu khung dây củamô hình MPĐXC vào đầu vào của DĐKĐT thì thấy đồ thị không phải là đờngthẳng mà là một đờng cong

- GV: Tại sao lại có sự khác biệt đó? Hiệu điện thế này có đặc điểm gì? chúng tacùng nghiên cứu vấn đề này

* Một số thủ thuật khi xây dựng tình huống có vấn đề

- Muốn cho phần lớn HS nhận ra và tiếp nhận bài toán nhận thức thì GV nêntìm cách khai thác và xây dựng các tình huống có vấn đề bằng cách xuất phát từnhững sự kiện đời thờng, quen thuộc, những thí nghiệm, những câu chuyện lịchsử, từ đó mà làm xuất hiện những điều bất thờng (nh là sự kiện mới) nhng hợpvới lôgic

Ví dụ 1: Xuất phát từ những sự kiện đời thờng

Khi dạy học bài "Đ9-10 Sóng âm" (SGK Vật lý 12) GV đặt vấn đề: Tại saotrong đêm tối, con dơi có thể bắt đợc những con mồi đang bay Mặc dù các nhàsinh học đã khẳng định rằng khả năng này của con dơi không phải vì nó có đôimắt tinh tờng mà là xuất phát từ một cơ sở Vật lý nào đó Vậy cơ sở Vật lý đó làgì?

Ví dụ 2: Xuất phát từ câu chuyện lịch sử

Khi dạy học bài "Đ9-10 Sóng âm" (SGK Vật lý 12) GV tạo tình huống cóvấn đề: Tối hôm 18/10/1976, các nhạc công của dàn nhạc giao hởng NewYork

so dây những cây đàn của họ để sẵn sàng cho buổi hoà nhạc Khung cảnh là đạisảnh Avery Fishe của trung tâm Lincoln (Mỹ) Nhng ngay khi bắt đầu đã có vấn

đề: những ngời biểu diễn trên sân khấu không thể nghe thấy tiếng các bộ phậnkhác của ban nhạc; bè trầm nghe quá yếu đối với ngời ngồi trong sảnh; ngời talại nghe rõ tiếng vọng từ tờng sau; thính giả không nghe đợc hết mọi thứ mà dànnhạc trình tấu Tại sao lại có sự kỳ lạ đó?

Ví dụ 3: Xuất phát từ TN Vật lý

Khi dạy "Đ13-14 Dòng điện xoay chiều trong

đoạn mạch chỉ có điện trở thuần, cuộn cảm hoặc tụ

13

C L

R

B A

Hình 1.1

HS suy nghĩ: Nh vậy kết quả thu đợc từ TN trái ngợc hoàn toàn với dự đoán ban

đầu Nghĩa là dòng điện xoay chiều qua các vật dẫn có sự khác biệt so với dòng

điện không đổi Tại sao lại có sự khác biệt đó?

- Các tình huống đa ra phải có tính hữu ích trong thực tiễn Để các em nhậnthấy rằng nếu giải quyết đợc bài toán nhận thức GV đa ra thì họ sẽ tăng thêm đ-

ợc vốn hiểu biết, giải thích đợc một số hiện tợng nào đó,

Ví dụ: Khi dạy học bài "Đ9-10 Sóng âm" (SGK Vật lý 12) GV có thể giớithiệu các ứng dụng của sóng âm: Các đội thăm dò địa chấn sử dụng loại sóngnày để thăm dò vỏ trái đất nhằm tìm dầu Các tàu thuyền mang thiết bị đo độ xa(máy định tầm) bằng sóng âm để phát hiện những chớng ngại vật dới nớc Trong

y học, ngời ta dùng siêu âm để soi các bộ phận trong cơ thể để từ đó chẩn đoánbệnh, Nhờ vào những tính chất nào của sóng âm mà nó đợc ứng dụng nhiều

nh vậy ? Bài học hôm nay sẽ giải quyết vấn đề đó và nhiều vấn đề khác nữa

b) Giai đoạn hớng dẫn giải quyết vấn đề

Khi HS đã ở trạng thái tâm lý sẵn sàng tham gia hoạt động giải quyết “bàitoán nhận thức”, GV căn cứ vào đặc điểm nội dung bài toán ấy và điều kiện dạyhọc để lựa chọn cách định hớng hoạt động cho HS một cách thích hợp nhất ởgiai đoạn này cố gắng cho HS làm quen với phơng pháp nghiên cứu của nhà Vật

lý học Để đạt đợc yêu cầu đó ta cần lu ý đến tính chất chu trình trong nhận thứcsáng tạo của Vật lý học (hình 1.2)

Trong chu trình đó, ở giai đoạn này của DHGQVĐ thì các hoạt động tập

d-ợt xây dựng giả thuyết khoa học (mô hình) và phơng pháp kiểm định, hoàn thiệngiả thuyết là rất quan trọng Từ việc quan sát sự kiện (có thể là một sự kiện trong

đời sống hàng ngày, hoặc mô hình, TN,…) GV tìm cách hớng dẫn để HS nêu lênnhững phán đoán (giả thuyết khoa học) Nếu cùng một hiện tợng mà tập thể HSnêu ra đợc nhiều giả thuyết thì tổ chức cho họ trao đổi, phân tích và chọn lấy giảthuyết tốt nhất Đó là giả thuyết có cơ sở khoa học vững chắc nhất Đối với HS,

c) Hợp thức hoá và vận dụng kiến thức

Sau khi cho HS thảo luận rút ra kết quả, GV hợp thức hoá kiến thức, sắpxếp chúng vào một hệ thống lôgic nhất định Sau đó GV giao cho HS giải quyếtcác nhiệm vụ đơn giản nh bài toán phân tích và giải thích các sự kiện tơng tự, b-

ớc này chủ yếu giúp HS hiểu, nhớ và thuộc tri thức, tái hiện nó là chính B

-ớc tiếp theo đòi hỏi sự tự lực và sáng tạo của HS bằng cách giải quyết những bàitoán, những nhiệm vụ có tính chất mới mẻ tức là yêu cầu HS vận dụng tri thứcvào những tình huống mới, kể cả các tình huống mới có tính công nghệ, kỹthuật Nh vậy ở giai đoạn này HS vừa củng cố đợc kiến thức một cách vững chắc,vừa luyện tập giải quyết vấn đề mới, từ đó t duy sáng tạo đợc phát triển

Có thể hình dung sơ đồ cấu trúc của DHGQVĐ là nh sau:

15

Tạo tình huống có vấn đề

Đ a ra tình huống

Huy động kiến thức có liên

quan

Tiếp nhận câu hỏi nhận thức

Khơi nguồn tiềm lực cho HS

Hình 1.3 Sơ đồ cấu trúc của DHGQVĐ

Hợp thức hoá và vận dụng kiến thức

đề

Tổ chức cho HS trình bày, thảo

luận, bảo vệ kết quả

Đ a ra những

định h ớng giúp

HS suy nghĩ, tìm tòi

Hành động độc lập, tự chủ tìm

tòi GQVĐ

Phán

đoán nêu giả

1.1.4 Các mức độ của dạy học DHGQVĐ

Trong DHGQVĐ theo nghĩa đầy đủ, HS phải là ngời tìm tòi GQVĐ, thựchiện tất cả các giai đoạn trong chu trình nhận thức sáng tạo Tuy nhiên, khi triểnkhai áp dụng dạy học nội dung Vật lý, tuỳ thuộc vào nội dung bài học, trangthiết bị TN và thời gian dạy học mà HS có thể tham gia trực tiếp hoặc gián tiếpvào các hoạt động GQVĐ

Căn cứ vào sự tham gia trực tiếp của HS vào các hành động GQVĐ, có thểchia DHGQVĐ theo các mức độ sau:

- Trình bày nêu vấn đề (nêu vấn đề)

- Tìm tòi từng phần (tìm tòi một phần)

- Tìm tòi sáng tạo (nghiên cứu, thiết kế sáng tạo)

a) Mức độ 1: Trình bày nêu vấn đề

ở mức độ này, sau khi tạo ra tình huống có vấn đề, GV chẳng những nêu lờigiải cuối cùng mà còn vạch rõ lôgic của quá trình đi đến lời giải đó với nhữngluận cứ củng cố cho mỗi bớc tiến tới lời giải cuối cùng Còn HS thì theo dõilôgic, cách thức tiến hành GQVĐ của GV

Tuy nhiên không vì thế mà đồng nhất DHGQVĐ ở mức độ này với dạy họctruyền thống Trong DHGQVĐ ở mức độ này, GV không chỉ đơn thuần truyềnthụ tri thức để HS tiếp thu nh dạy học truyền thống mà GV còn dành thời gian đểtạo những tình huống gây ra sự chú ý, sự kích thích hoạt động thần kinh và dừnglại ở tốc độ đủ chậm để HS nhận ra bài toán nhận thức, thậm chí có suy ngẫmphơng hớng giải quyết,… Trong quá trình trình bày nh vậy sẽ khêu gợi ở HSnhu cầu "không chủ định" theo dõi lôgic của bài trình bày, kiểm tra từng bớcxem có đúng không Và nếu GV trình bày một bớc nào đó cha thật nhất quán thì

HS sẽ nẩy sinh thắc mắc, hoài nghi, phản đối Điều đó có tác dụng lớn trong việcbồi dỡng năng lực nhìn thấy vấn đề, óc phê phán của t duy, kỹ năng nhìn thấynhiều lời giải, tức là bồi dỡng những nét t duy sáng tạo cho HS

Tác dụng của trình bày nêu vấn đề còn là ở chỗ tính chất "dự kiến" của nó.Trong quá trình nghe giảng một bài trình bày chặt chẽ, nhiều khi HS dự đoán đ-

ợc bớc nghiên cứu tiếp theo hoặc xây dựng bớc đó theo cách riêng của mình, qua

đó biểu lộ hình thức tối u của sáng tạo ở trình độ nào đó

Tuy nhiên, hạn chế của DHGQVĐ ở mức độ này là ở chỗ: ở đây HS chỉ cócơ hội thực hiện những thắc mắc, hoài nghi, dự đoán bớc nghiên cứu tiếp theo đó

16

bằng t duy ngôn ngữ thầm mà cha đợc phép bộc lộ ý nghĩa bằng lời nói Vì thế

HS cha đóng đợc vai trò chủ thể của sự học, theo nghĩa đầy đủ là cha có cơ hộithực hiện các thao tác thực hành về t duy và về hoạt động tay chân trong học tậpVật lý Mặc dù khi dạy học GV có dùng đến các phơng tiện lời nói, phơng tiệntrực quan, thậm chí cả phơng tiện thực hành, nhng HS chỉ mới đợc nghe, đợcnhìn chứ cha có cơ hội phát biểu, phê phán, trao đổi,… và HS không đợc sử dụngcác phơng tiện đó Vì lẽ đó, có thể sử dụng DHGQVĐ theo mức độ này trong tr-ờng hợp GV đa ra những tình huống xung đột, bế tắc khiến HS không thể tự lựcgiải quyết Hoặc tình huống mà GV đa ra vừa sức đối với HS nhng vì để tiếtkiệm thời gian cho tiết học hoặc vì nó thuận tiện để giới thiệu cho HS mộtAlgôrit GQVĐ chuẩn mực [9]

Trong quá trình dạy học, ngời GV không chỉ đơn thuần truyền đạt tri thứccho HS mà quan trọng hơn là phải dạy cho HS con đờng đi tới tri thức Usinxki

đã nói: "Nhiệm vụ chủ yếu của thầy giáo không phải là truyền đạt kiến thức màdạy cho HS biết suy nghĩ" Đó mới là ngời GV thực thụ Đứng trớc tình huống

có vấn đề, HS không thể tự lực giải quyết đợc toàn bộ, vì vậy GV phải định ớng, dẫn dắt cho các em giải quyết từng phần một Đó chính là mức độ thứ haicủa DHGQVĐ - mức độ tìm tòi từng phần

- GV xây dựng lại một vấn đề khác tơng tự nh thế nhng hẹp hơn

- GV chia vấn đề cần nghiên cứu thành các vấn đề nhỏ hơn, dễ hơn

- GV gợi ý những dữ kiện bổ sung cho vấn đề nghiên cứu, nhờ đó hạn chế đợcmột số bớc giải và phạm vi tìm tòi

- GV giải thích rõ vấn đề, rồi có thể yêu cầu HS chỉ rút ra kết luận, chỉ nêu giảthuyết, chỉ lập kế hoạch kiểm tra giả thuyết đó

- Đàm thoại có tính chất phát kiến ở đây, hệ thống câu hỏi do GV xây dựngphải đảm bảo đợc rằng mỗi câu hỏi sau đợc suy ra từ các câu hỏi trớc, để việc đặt

nó trong cuộc đàm thoại là có lý Và khi tập hợp các lời giải của HS lại sẽ giảiquyết đợc một vấn đề nào đó

Nhờ DHGQVĐ ở mức độ này, HS thu đợc kinh nghiệm hoạt động sáng tạo,nắm đợc các yếu tố tìm tòi nghiên cứu, nhng không lĩnh hội đợc kinh nghiệm

17

xây dựng và tiến hành toàn bộ quá trình nghiên cứu từ đầu đến cuối DHGQVĐ

ở mức độ cao nhất: mức độ tìm tòi sáng tạo (nghiên cứu, thiết kế sáng tạo) sẽkhắc phục đợc những nhợc điểm trên

c ) Mức độ 3: Tìm tòi sáng tạo (nghiên cứu, thiết kế sáng tạo)

ở mức độ này sự tự lực của HS là chủ yếu, sự hớng dẫn và chỉ đạo của GV

có tính chất định hớng gián tiếp Việc yêu cầu khá cao nh vậy đòi hỏi phải cónhiều thời gian học tập và đủ t liệu học tập cho HS

Mức độ này thờng đợc tiến hành dới dạng các bài tập TN, các tiểu luậnchuyên đề, các bài học có tính định hớng thiết kế Có thể giao đề tài cho từng HShoặc nhóm 3 - 4 HS

Mức độ nghiên cứu trong học tập đợc thực hiện sau khi HS đã ý thức đợcvấn đề đặt ra (do GV hớng dẫn hoặc cao hơn HS tự lực đề xuất đợc vấn đề) HS

tự mình vạch kế hoạch tìm tòi, xây dựng giả thuyết, tìm ra cách kiểm tra giảthuyết, tiến hành quan sát, làm TN, phân tích kết quả TN, khái quát hoá rút rakết luận,…

Những mức độ khác nhau trong DHGQVĐ có những mục đích, u điểm vàhạn chế riêng của nó Vì vậy trong quá trình dạy học nhiều khi chúng đợc sửdụng kết hợp với nhau, hỗ trợ đan xen lẫn nhau giúp cho giờ học thêm sinh

động

Để thực hiện thành công DHGQVĐ, cần có các PTDH trực quan, các thiết

bị TN Cùng với các thiết bị khác, DĐKĐT là phơng tiện quan trọng trong quátrình dạy học, đặc biệt là khi dạy học các kiến thức Vật lý trừu tợng Chúng tacùng xem xét vai trò của nó

1.2 Vai trò của TN và DĐKĐT trong dạy học các kiến thức Vật lý trừu ợng theo định hớng DHGQVĐ

1.2.1.1 Vai trò của TN theo quan điểm của lý luận nhận thức [17, 289]

Theo quan điểm của lý luận nhận thức, TN có vai trò quan trọng trong dạyhọc Vật lý ở trờng phổ thông

- TN là phơng tiện của việc thu nhận tri thức: Vai trò của TN trong mỗi giai

đoạn của quá trình nhận thức phụ thuộc vào vốn hiểu biết của con ngời về đối ợng cần nghiên cứu Nếu HS hoàn toàn cha có hoặc có ít hiểu biết về đối tợng

t-18

cần nghiên cứu thì TN đợc sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó.Khi đó TN đợc sử dụng nh là “câu hỏi đối với tự nhiên” và chỉ có thể thông qua

TN HS mới trả lời đợc câu hỏi này Việc thiết kế phơng án TN, tiến hành TN và

xử lý kết quả thu đợc chính là quá trình tìm câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra

- TN là phơng tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu nhận đợc:

Trong dạy học Vật lý ở trờng phổ thông, có một số tri thức đợc rút ra bằng suyluận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết Trong những trờng hợp này, cần tiếnhành TN để kiểm tra tính đúng đắn của chúng

- TN là phơng tiện của việc vận dụng tri thức đã thu đợc vào thực tiễn:

Chơng trình Vật lý ở trờng phổ thông đề cập tới một loạt các ứng dụng của Vật

lý trong đời sống và sản xuất Việc tiến hành TN tạo cơ sở để HS hiểu đợc cácứng dụng của những kiến thức đã học trong thực tiễn TN không những cho HSthấy đợc sự vận dụng trong thực tiễn của các kiến thức Vật lý mà còn là bằngchứng cho sự đúng đắn của các kiến thức này

- TN là một bộ phận của các phơng pháp nhận thức Vật lý: TN cung cấp

các thông tin về đối tợng cần nghiên cứu, cung cấp các bằng chứng thực nghiệmcần thiết cho việc đối chiếu, hợp thức hoá,… Do vậy TN đóng vai trò quan trọngkhông chỉ đối với phơng pháp thực nghiệm và phơng pháp mô hình mà còn đốivới các phơng pháp lý thuyết

Từ những phân tích trên, có thể khẳng định vai trò to lớn của TN trong quátrình nhận thức Thật đúng nh lời nhận xét của Anhstanh: “Tất cả sự nhận thức

về thế giới thực tại xuất phát từ thực nghiệm và hoàn thành bằng thực nghiệm”

1.2.1.2 Vai trò của TN theo quan điểm của lý luận dạy học

TN Vật lý là một yếu tố không thể thiếu trong quá trình nhận thức Vật lý

TN kết hợp với sự phân tích lý thuyết sẽ làm cho HS hiểu sâu sắc mối quan hệgiữa các khái niệm, định luật khái quát với thực tiễn, làm cho kiến thức HS thu

đợc vững chắc hơn, đồng thời góp phần phát triển t duy Vật lý ở HS

TN có thể đợc sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạyhọc: Đề xuất vấn đề cần nghiên cứu; hình thành kiến thức, kỹ năng mới; củng cốkiến thức, kỹ năng đã thu nhận đợc và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của

HS Sẽ đặc biệt có hiệu quả nếu sử dụng TN trong DHGQVĐ Trong đó có thểdùng TN để tạo tình huống có vấn đề, đề xuất giả thuyết, kiểm tra hệ quả của giảthuyết, củng cố và vận dụng kiến thức

- Có thể dùng TN để tạo tình huống có vấn đề: Từ kết quả của những TN

đơn giản, tốn ít thời gian chuẩn bị và tiến hành sẽ gây nên một mâu thuẫn nhậnthức với những kiến thức đã biết, những kinh nghiệm sẵn có,… do đó tạo đợcnhu cầu, hứng thú tìm tòi kiến thức mới của HS

19

- TN hỗ trợ cho việc đề xuất giả thuyết và kiểm tra hệ quả của giả thuyết:Thông qua hệ thống các dữ liệu thu đợc từ thực nghiệm, từ đó khái quát hóa, quynạp để đề xuất giả thuyết và kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quảlôgic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất rồi từ đó hình thành nên kiến thức mới

- TN đợc sử dụng trong quá trình củng cố (ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệthống hóa và vận dụng) kiến thức, kỹ năng của HS Điều này nhằm mục đích đàosâu, mở rộng các kiến thức đã biết của HS, phát triển năng lực hoạt động trí tuệ,thực tiễn, giúp HS thấy đợc các biểu hiện trong tự nhiên, các ứng dụng trong đờisống và sản xuất của các kiến thức này

Nh vậy, dù xét theo quan điểm nào thì chức năng chủ yếu của TN cũng làtạo điều kiện cho HS nắm vững, chính xác, sâu sắc các kiến thức, phát triển kỹnăng và hình thành nhân cách

Ngày này, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các PTDH hiện đạilần lợt ra đời, đáp ứng đợc yêu cầu ngày càng cao của quá trình dạy học Trong

số những PTDH đó, phơng tiện đáng chú ý là DĐKĐT

1.2.2 Vai trò của DĐKĐT

Dao động ký điện tử hay “máy hiện sóng” có khi còn gọi theo phiên âm là

“ô - xi - lô” là một thiết bị đo lờng đa chức năng hiển thị kết quả đo dới dạng đồthị trên màn sáng (màn hình) có thể quan sát bằng mắt đợc

Có nhiều loại DĐKĐT, loại thờng dùng trong trờng phổ thông hiện nay làDĐKĐT 2 chùm tia Sơ đồ khối của nó nh sau:

Nguyên tắc hoạt động: Chùm tia điện tử nhỏ, gọn do súng điện tử tạo nên

đợc bắn qua hệ thống các cặp phiến làm lệch (phiến lái) Hiệu điện thế của tínhiệu cần nghiên cứu đợc đa vào 2 cặp phiến lái dọc Y, làm cho hiệu điện thế giữa

2 cặp phiến Y thay đổi theo tín hiệu đa vào và tia electron bị đa lên, đa xuống.Hiệu điện thế quét theo thời gian (dạng răng ca) ở trong máy đợc đa vào 2 phiếnlái ngang X, làm cho hiệu điện thế giữa 2 bản X thay đổi và tia điện tử bị đa từtrái màn hình sang phải màn hình Tới bên phải thì tia trớc tắt, tia sau lại xuất

20

Hình 1.4 Sơ đồ khối của DĐKĐT 2 chùm tia

Khuếch đại Y1 Vào Y1

Quét răng c a

K Khuếch đại X

Nguồn

Trên mặt máy có bố trí các bộ phận và núm điều chỉnh ở đây chỉ chú thíchcác bộ phận và núm điều chỉnh chủ yếu nhất:

(1): POWER: Công tắc nguồn

(2): INTEN: Điều chỉnh độ chói của hình hiện

(3): FOCUS: Điều chỉnh cho ảnh rõ nét

(4): VERTICAL POSITION: Điều chỉnh ảnh lên hoặc xuống

(5): VOLTS/DIV: Điều chỉnh độ khuếch đại dọc của tín hiệu vào

(6): Cần gạt AC- DC- GND:

ở AC: Xoay chiều qua, chặn 1 chiều

ở DC: Một chiều qua, chặn xoay chiều

ở GND: Ngắt tín hiệu vào và tiếp đất đầu vào

(7): HORIZONTAL POSITION: Điều chỉnh ảnh qua trái hoặc qua phải

(8): TIME/DIV: Điều chỉnh độ khuếch đại ngang của tín hiệu vào

DĐKĐT là phơng tiện quan trọng trong quá trình dạy học Có thể hìnhdung vai trò của DĐKĐT trong dạy học thông qua sơ đồ biểu diễn hiệu quả sửdụng của các PTDH sau [2, 14]:

21

Nói

Bảng, Phấn trắng Phấn màu Tranh Hình vẽ, bảng Mô hình tĩnh Mô hình bộ phận Mô hình hoạt động Tranh có tầm sâu Slide đen trắng

Slide màu Phim vòng

Hình chiếu qua đầu Phim hoạt động đen trắng câm Phim hoạt động màu, có tiếng Phim vòng màu TV

Các công trình nghiên cứu của Treichler về tác động của các giác quan vớikhả năng tiếp thu và ghi nhớ kiến thức của HS cũng đã rút ra kết luận: vị giácquyết định 1%, xúc giác 1,5%, khứu giác 3,5%, thính giác 11% và thị giác là83% Ông cũng đã chỉ ra ảnh hởng của các hoạt động cá nhân đối với việc ghinhớ của HS nh sau: 10% thông qua đọc, 20% thông qua nghe, 30% thông quanhìn, 50% thông qua nghe và nhìn, 70% thông qua nói và nhìn, 90% thông quanhìn và làm việc (thực hành) Nh vậy, nếu nh càng nhiều giác quan tham gia vàoviệc tiếp nhận những “tác nhân kích thích” thì việc hình thành những khái niệm

và ghi nhớ kiến thức sẽ dễ dàng hơn Trong việc lĩnh hội kiến thức thì cơ quanthính giác và thị giác đóng vai trò quan trọng nhất và tất nhiên sự ảnh hởng tổnghợp của hai cơ quan đó sẽ mạnh hơn so với từng cơ quan riêng rẽ

22

Từ đó ta có thể rút ra kết luận rằng với chức năng là một phơng tiện nhìn,DĐKĐT cũng có tác dụng nh những phơng tiện nhìn khác nh: Slide, phim câm,Máy vi tính,… sử dụng chúng trong dạy học có những u điểm sau:

- Thông qua việc quan sát các hiện tợng xẩy ra trên màn hình của DĐKĐT,tiến hành các TN có sự hỗ trợ của DĐKĐT,… HS sẽ lĩnh hội và ghi nhớ kiếnthức một cách chắc chắn

- Sử dụng DĐKĐT, HS quan sát đợc các sự kiện, tạo điều kiện để hiểu rõ bảnchất Vật lý của các hiện tợng Vật lý Do đó tăng cờng tính trực quan, giúp HShiểu sâu hơn về bản chất của các quá trình và đặc biệt giúp HS nắm vững cáckhái niệm có tính trừu tợng

- Hiệu ứng về công cụ mới đối với HS giúp kích thích hứng thú học tập, gây sựchú ý cao độ vào đối tợng cần nghiên cứu, hình thành ở họ sự tò mò khám phá trithức, do vậy tạo đợc tình huống học tập tích cực, làm xuất hiện nhu cầu tiếp thutri thức của HS, thỏa mãn nhu cầu hiểu biết và sự say mê học tập của họ

Sử dụng kết hợp DĐKĐT với các thiết bị khác nh: Máy phát âm tần, loa,micrô,… chúng ta sẽ tạo nên đợc một tổ hợp thiết bị nghe nhìn hiệu quả

* Ngoài những nét chung của một thiết bị nhìn, DĐKĐT còn có những u

điểm khác mà các thiết bị khác không thể có, điều này thể hiện ở chức năngPTDH của nó

- DĐKĐT làm tăng tính trực quan trong dạy học Vật lý: DĐKĐT thực hiện

vẽ đồ thị dao động của tín hiệu cần nghiên cứu lên màn hình, nhờ đó HS quan sát

đợc một cách dễ dàng các hiện tợng, quá trình Vật lý, tạo điều kiện cho HS hiểu

rõ bản chất Vật lý của các hiện tợng Vật lý Do đó tăng cờng tính trực quantrong dạy học Vật lý, giúp HS hiểu sâu hơn về bản chất của các hiện tợng, quátrình Vật lý và đặc biệt là nắm vững các khái niệm có tính trừu tợng mà bình th-ờng không quan sát đợc

- DĐKĐT không chỉ là một thiết bị để quan sát dạng của tín hiện cần nghiêncứu mà nó còn dùng để đo lờng nhiều đại lợng Vật lý nh hiệu điện thế, cờng độdòng điện, điện trở, điện dung, độ tự cảm, tần số… với độ nhạy, độ chính xáccao

- Ngoài ra DĐKĐT còn đợc dùng để nghiên cứu các quá trình khác khôngphải là quá trình điện (Ví dụ: dao động âm, hiện tợng nhiễu xạ, giao thoa,…)bằng cách dùng một bộ chuyển đổi để biến đổi chúng thành các dao động điệnrồi đa tín hiệu của dao động điện này vào đầu vào của DĐKĐT

23

DĐKĐT có u điểm to lớn là vậy Thế nhng nó đã đợc triển khai vận dụngtrong thực tiễn nh thế nào? Để giải đáp đợc vấn đề này, chúng tôi đã tiến hành

điều tra thực tiễn

1.3 Thực trạng sử dụng DĐKĐT vào dạy học các kiến thức Vật lý trừu ợng lớp 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ

t-1.3.1 Khảo sát thực trạng

1.3.1.1 Mục đích điều tra:

Khảo sát nhằm đánh giá thực trạng sử dụng DĐKĐT vào dạy học các kiếnthức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ, từ đó làm cơ sởthực tiễn cho việc xây dựng các TN, các tiến trình dạy học

1.3.1.2 Đối tợng điều tra

- GV: 70 GV Vật lý

- Trờng THPT: 12 trờng THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An

Để đảm bảo tính khách quan và độ chính xác của các kết luận khoa học, chúngtôi đã tiến hành điều tra các trờng thuộc các vùng miền khác nhau trong tỉnh

ở địa bàn miền núi: THPT Thanh Chơng III (T1), THPT Đặng Thai Mai

-Thanh Chơng (T2), THPT Đặng Thúc Hứa – -Thanh Chơng (T3)

- ở địa bàn trung du: THPT Yên Thành II (T4), THPT Bắc Yên Thành (T5),

THPT Phan Đăng Lu - Yên Thành (T6)

- ở địa bàn đồng bằng: THPT Kim Liên - Nam Đàn (T7), THPT Lê Hồng

Phong- Hng Nguyên (T8), THPT Nghi Lộc I (T9)

- ở địa bàn thành phố: THPT Huỳnh Thúc Kháng (T10), THPT Hà Huy Tập

(T11), THPT Lê Viết Thuật (T12)

1.3.1.3 Nội dung điều tra

- Nhận thức của GV về khái niệm, vai trò của phơng pháp DHGQVĐ

- Thực trạng sử dụng DHGQVĐ trong dạy học Vật lý

- Cách sử dụng phơng pháp DHGQVĐ của GV trong quá trình dạy học Vật lý

- Các kiến thức Vật lý trừu tợng mà GV nhận thấy HS khó tiếp thu

- Các thí nghiệm mà GV tiến hành khi dạy học các kiến thức này

- Thực trạng sử dụng thiết bị TN nói chung và DĐKĐT nói riêng để hỗ trợ dạyhọc các kiến thức Vật lý trừu tợng; hiệu quả khi sử dụng chúng

1.3.1.4 Phơng pháp điều tra

Một số trờng chúng tôi đã đến làm việc với Ban Giám hiệu, gặp gỡ tổ bộ

môn và trực tiếp trao đổi với GV, phát phiếu điều tra cho GV để họ trả lời Đốivới những trờng không trực tiếp đến đợc thì chúng tôi gửi mẫu điều tra về chocác đồng nghiệp ở đây nhờ họ điều tra (Mẫu điều tra ở phụ lục 1)

24

1.3.1.5 Kết quả điều tra

* Về nhận thức, phơng pháp giảng dạy của GV

- Nhận thức của GV về bản chất của DHGQVĐ: có 83% GV hiểu đúng bảnchất của DHGQVĐ, 10% GV còn nhầm lẫn giữa phơng pháp DHGQVĐ với ph-

ơng pháp đàm thoại, 7% GV cho rằng đây là phơng pháp đàm thoại có tiến hành

TN Điều này chứng tỏ có một số GV cha đợc trang bị đầy đủ về mặt lý luận, họcòn cha hiểu đúng bản chất của DHGQVĐ

- Nhận thức của GV về vai trò của DHGQVĐ: 100% GV cho rằng việc dạyhọc bằng phơng pháp DHGQVĐ là cần thiết, trong đó có 80% cho là rất cầnthiết

- Tính thờng xuyên trong sử dụng: 7% GV sử dụng thờng xuyên DHGQVĐ,76% GV chỉ thỉnh thoảng mới sử dụng và 17% GV cha sử dụng bao giờ Nh vậymặc dù đa số GV đều đánh giá cao vai trò của việc sử dụng phơng phápDHGQVĐ, song việc sử dụng phơng pháp này vào trong thực tiễn dạy học cònrất ít

- Cách thức sử dụng: 53% GV sử dụng theo mức độ trình bày nêu vấn đề;20% GV sử dụng theo mức độ tìm tòi từng phần; không có GV nào sử dụng theomức độ tìm tòi sáng tạo; 9% GV kết hợp cả 3 mức độ trên Điều này nói lên rằngmặc dù có sử dụng phơng pháp DHGQVĐ nhng hầu hết các GV này cũng mớichỉ dừng lại ở mức độ trình bày nêu vấn đề

* Về thực trạng dạy học kiến thức Sóng âm và ch“ ” ơng Dao động điện, dòng“

điện xoay chiều (Vật lý 12 THPT)”

- Đối với kiến thức “Sóng âm”, hầu hết các GV đều cho rằng những kiếnthức về độ cao, âm sắc, độ to của âm là những kiến thức khá trừu tợng, GV rấtkhó dạy Tuy nhiên họ vẫn cha tìm đợc giải pháp khắc phục những khó khănnày 100% còn dạy chay, không có một TN nào đợc tiến hành khi dạy học kiếnthức này

- Kết quả thu đợc cũng tơng tự đối với chơng “Dao động điện, dòng điệnxoay chiều” Hầu hết các GV đều biết rằng những kiến thức nh: khái niệm hiệu

điện thế dao động điều hòa; mối quan hệ giữa u và i trong các loại đoạn mạch;

hiện tợng cộng hởng dòng điện trong đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp; dòng điệnchỉnh lu; là khá trừu tợng, tuy nhiên họ cũng cha có cách khắc phục

Khi đợc hỏi về DĐKĐT – một phơng tiện dạy học quan trọng để khắcphục các khó khăn trên, 6% GV trả lời rằng cha bao giờ đợc nghe đến thiết bịnày; 44% GV trả lời rằng đã từng đợc nghe nhng cha thấy tận mắt; 47% GV đãtừng đợc nghe, đợc thấy nhng cha biết sử dụng; 3% GV đã biết sử dụng

25

* Về cơ sở vật chất thiết bị phục vụ cho giảng dạy:

Chúng tôi đã điều tra và thu đợc kết quả nh sau:

Bảng 1.1 Thiết bị TN phục vụ cho DH nội dung “Sóng âm” và chơng “Dao

động điện, dòng điện xoay chiều” ở các trờng THPT trên địa bàn Nghệ An

(Ghi chú: Các thiết bị có đợc đánh dấu x, các thiết bị không có để trống, các

thiết bị có nhng đã bị hỏng đợc đánh dấu xx Các số liệu trên đợc điều tra vàotháng 10/2006)

Nhận xét:

- Qua điều tra ở các trờng trên chúng tôi thấy rằng tất cả các trờng đều cóphòng TN Tuy nhiên rất ít trờng có phòng TN dùng riêng cho bộ môn Vật lý màhầu hết đây là những kho chứa dụng cụ TN của tất cả các môn học

- Các thiết bị TN phục vụ cho dạy học kiến thức sóng âm còn quá ít Trongtổng số 12 trờng THPT mà tác giả điều tra, có 4 trờng có DĐKĐT (chiếm 33%),

9 trờng có âm thoa (chiếm 75%), 7 trờng có lá thép dao động (chiếm 57%),ngoài ra không có thiết bị TN nào khác Không những thế, trong số 4 trờng cóDĐKĐT mà tác giả điều tra thì đã có tới 2 DĐKĐT của 2 trờng đã bị hỏng,không thể sử dụng đợc nữa

- Nhìn chung, các thiết bị TN phục vụ cho dạy học chơng “Dao động điện,dòng điện xoay chiều” là khá đầy đủ: hầu hết tất cả các trờng đều có các mô

26

hình về MPĐ một chiều, MPĐXC một pha, MPĐXC ba pha, máy biến thế Cáclinh kiện nh điện trở thuần, tụ điện, cuộn tự cảm là khá đầy đủ Tuy nhiên chúngkhông đợc sắp xếp riêng biệt, không bảo quản chu đáo nên nhiều thiết bị đã bịhỏng hóc Vì thế để tiến hành một TN hoàn chỉnh cần phải tìm kiếm, lau chùi,sửa chữa lại Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến phần lớn các GV đềudạy “chay”

- Có những bộ TN chế tạo khá đơn giản (ví dụ: bộ TN về dòng điện chỉnh u) nhng hầu hết các trờng đều không có Thực trạng này nói lên rằng các GV cha

l-đầu t thích đáng cho việc tự chế tạo các TN đơn giản

1.3.2 Nguyên nhân

Theo chúng tôi, thực trạng trên xẩy ra là do các nguyên nhân sau:

- Việc dạy học theo các phơng pháp truyền thống nh thuyết trình, diễn giảng

đã ăn sâu vào trong tiềm thức của mỗi GV, do vậy việc thay đổi nó là rất khókhăn, nhất là đối với những GV lâu năm Cũng chính vì thế nó tạo ra thói quenthụ động của HS ngay từ khi còn học ở những lớp dới, các em còn e ngại khiphát biểu, trả lời các câu hỏi mà GV đa ra

- Một số GV cha ý thức đúng đắn đợc tầm quan trọng của các phơng tiệndạy học trực quan nói chung, các thiết bị TN nói riêng Các GV này cho rằngmục đích quan trọng nhất của HS là thi đậu Đại học - Cao đẳng Mà nội dungtrong các đề thi Đại học - Cao đẳng cũng nh tốt nghiệp mấy năm gần đây tuy đã

đợc cải tiến nhng vẫn còn nặng về yêu cầu tái hiện kiến thức, không có phầnsáng tạo trên cơ sở sử dụng các thiết bị dạy học trực quan Vì thế việc sử dụng

TN vào dạy học không trở thành yêu cầu bức xúc của GV và HS GV vẫn dạytheo lối mòn cũ, với mục đích làm sao cố gắng dạy cho HS bắt chớc làm đợcnhiều bài tập theo các mẫu có sẵn HS vẫn thi đậu tốt nghiệp cao và thi tuyểnsinh vào Đại học - Cao đẳng đạt kết quả

- Số GV còn lại tuy đã nhận thức đúng tầm quan trọng của các thiết bị TN.Tuy nhiên việc sử dụng nó vào dạy học đòi hỏi GV phải có trình độ chuyên mônvững chắc, phải đầu t công sức và thời gian GV phải tìm tòi các dụng cụ TN bổtrợ, trớc khi đa vào giảng dạy GV phải làm nhiều lần ở phòng TN cho thànhthạo, cũng nh tìm ra các nguyên nhân sai số, từ đó đa ra các biện pháp khắcphục Điều này không phải GV nào cũng làm đợc Nó giải thích tại sao một sốtrờng phổ thông mặc dù đã đợc trang bị các thiết bị TN khá đầy đủ nhng vẫnkhông sử dụng tới

27

- Về mặt quản lý Giáo Dục, chúng ta cha có đợc những khen thởng haykiểm tra, chỉ đạo kịp thời đối với việc sử dụng các PTDH trực quan nói chung vàthiết bị TN nói riêng vào dạy học Điều này dẫn đến tình trạng việc sử dụng cácPTDH nh tranh ảnh, mô hình,… các GV còn cha quan tâm đúng mức chứ chanói đến DĐKĐT, máy phát âm tần,

1.3.3 Giải pháp khắc phục

Theo chúng tôi những nguyên nhân trên có thể đợc khắc phục nh sau:

- Nhà trờng, các cấp, các ngành cần tạo điều kiện để mở những khoá huấnluyện, bồi dỡng cho đội ngũ cán bộ - giáo viên về lý luận dạy học nói chung, ph-

ơng pháp DHGQVĐ nói riêng và cách thức sử dụng các thiết bị TN vào dạy họcmột cách hợp lý để nâng cao hiệu quả dạy học

- Các nhà quản lý Giáo dục một mặt cần có biện pháp thiết thực trong việckiểm tra công tác bảo quản và sử dụng trang thiết bị đã đợc trang bị, mặt khác cóchính sách khích lệ, động viên kịp thời các cán bộ - giáo viên, những ngời làmtốt công việc này

- Nhà trờng, các cấp, các ngành cần đặc biệt quan tâm đến việc trang bị và

bổ sung các thiết bị dạy học cho các trờng phổ thông

- Các GV cần nhận thức đúng đắn đợc tầm quan trọng của các thiết bị TNtrong việc thực hiện các nhiệm vụ của giảng dạy Vật lý ở trờng phổ thông Đểlàm đợc điều đó, theo chúng tôi cách tốt nhất là trong khi còn ở trong các trờng

Đại học cần tổ chức cho sinh viên làm các đề tài, tham gia các cuộc thi về tìmtòi, thiết kế, lắp ráp những dụng cụ TN để phục vụ cho dạy và học Không nhữngthế, Bộ Giáo dục cần cải tiến hình thức và nội dung thi cử trong đó đặc biệt coitrọng thực hành, thí nghiệm Làm đợc điều đó, GV và HS mới có sự quan tâm

đúng mức tới vấn đề này

- Trớc khi đa vào giảng dạy tại lớp, GV cần phải chuẩn bị thật chu đáo, tiếnhành nhiều lần ở phòng TN cho thành thạo để khi đa vào dạy học ở lớp công việcdiễn ra trôi chảy, tiết kiệm đợc thời gian, đảm bảo đúng kế hoạch bài giảng.Ngoài ra, cũng cần biết rằng có thể sử dụng thêm TN ở các buổi ngoại khoá,trong các Câu lạc bộ “Bạn yêu Vật lý”,…

28

Hy vọng rằng trong thời gian tới, chúng ta sẽ giải quyết đợc những vấn đềtrên và phơng pháp DHGQVĐ sẽ đợc vận dụng thờng xuyên vào thực tiễn dạyhọc chứ không chỉ là những trang viết trên các sách báo, tạp chí Không chỉ thấyxuất hiện trong các buổi thao giảng, thi GV dạy giỏi nh hiện nay

29

Kết luận chơng 1

Với quan điểm HS là chủ thể của quá trình nhận thức, DHGQVĐ có đầy đủcơ sở lý luận và thực tiễn để triển khai vận dụng Những cơ sở xuất phát này đãtạo điều kiện cho HS chủ động tham gia một cách tích cực, sáng tạo trong quá

trình nhận thức ở đây GV không trực tiếp thông báo, truyền đạt tri thức nh

trong dạy học truyền thống mà đóng vai trò là ngời hớng dẫn, điều khiển HS để

HS tự lực xây dựng nên tri thức Nó bao gồm các giai đoạn: tạo TH có vấn đề, ớng dẫn HS giải quyết vấn đề, hợp thức hóa và vận dụng kiến thức Trong thực tếtriển khai áp dụng, tùy thuộc vào nội dung của bài học, trang thiết bị thí nghiệm

h-và thời gian dạy học mà có thể thực hiện DHGQVĐ theo các mức độ trình bàynêu vấn đề, tìm tòi từng phần, tìm tòi sáng tạo Có những trờng hợp cần sử dụngkết hợp cả ba mức độ này với nhau

Để thực hiện tốt DHGQVĐ, cần kết hợp với các TN Có thể sử dụng TN vàotất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học nói chung và DHGQVĐ nóiriêng Từ giai đoạn tạo tình huống có vấn đề, đến giai đoạn đề xuất giả thuyết,kiểm tra hệ quả của giả thuyết và cuối cùng là củng cố, vận dụng kiến thức Trong số các thiết bị TN hiện có ở nhà trờng thì DĐKĐT là một thiết bịquan trọng Nhờ sử dụng DĐKĐT, GV có thể trực quan hóa các quá trình Vật lýtrừu tợng, các quá trình Vật lý biến thiên nhanh mà bình thờng HS không đợcquan sát Ngoài ra nó còn là một thiết bị đo lờng rất có hiệu quả vì tính chínhxác, độ nhạy cao,… Tuy nhiên việc vận dụng nó vào dạy học Vật lý ở trờng phổthông còn rất ít Chính vì vậy, chúng tôi đã nghiên cứu việc sử dụng DĐKĐT vàodạy học Vật lý ở trờng phổ thông theo định hớng DHGQVĐ, trớc hết là kiếnthức “sóng âm” và chơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” - đây là nhữngkiến thức khá trừu tợng trong chơng trình Vật lý lớp 12 THPT

30

Chơng 2 Nghiên cứu sử dụng Dao động ký điện tử dạy học một số kiến thức Vật lý trừu tợng lớp 12 THPT

theo định hớng Dạy học giải quyết vấn đề

2.1 Nghiên cứu sử dụng DĐKĐT vào dạy học nội dung “Sóng âm” – Vật

lý 12 THPT theo định hớng DHGQVĐ

2.1.1 Phân tích nội dung kiến thức Sóng âm“ ”

Chơng “Sóng cơ học, âm học” là một trong những nội dung quan trọng củachơng trình Vật lý 12 THPT Phần này đợc nghiên cứu sau khi HS đã có nhữngkiến thức cơ bản về dao động, ở đó các khái niệm về dao động tiếp tục đợc củng

cố, hoàn thiện Hệ thống kiến thức phần này còn là điểm tựa cho việc nghiên cứuphần sóng điện từ, sóng ánh sáng

Âm học đợc xem nh là một biểu hiện của sóng cơ học Thời lợng quy định

là 2 tiết và chỉ đa ra một lần nhng đây là một nội dung khá quan trọng, có ýnghĩa lớn về giáo dục kỹ thuật tổng hợp và giáo dục môi trờng Nội dung phầnnày mang tính định lợng thấp, chủ yếu là định tính, đề cập đến bản chất của âmthanh, các đặc trng Vật lý (cờng độ âm, mức cờng độ âm), các đặc trng sinh lý(độ cao, độ to, âm sắc) của âm và giới thiệu một số nguồn âm thờng gặp trongcuộc sống (âm thoa, máy phát âm tần, đàn, sáo,…) nh là ứng dụng trong thựctiễn

Chính vì vậy, việc làm cho HS hiểu sâu sắc nội dung kiến thức và có kỹnăng đo tần số âm, bớc sóng, giải thích các hiện tợng về âm học là rất cần thiết,góp phần tích cực vào việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho HS

“Sóng âm” là một khái niệm Vật lý khó dạy Một trong những nguyên nhâncơ bản là do hiện tợng sóng âm không thấy đợc mà chỉ nghe đợc và sự nghe lạiphụ thuộc vào cảm giác, đặc điểm sinh lý của từng ngời Cho đến nay trong dạyhọc Vật lý ở các trờng phổ thông, hầu hết các đại lợng Vật lý cơ bản đặc trngcho quá trình sóng âm nh: biên độ, tần số, bớc sóng, vận tốc truyền sóng,… chỉ

đợc trình bày trên phơng diện lý thuyết, chứ không đợc trình bày hay xác địnhbằng thực nghiệm Đa số HS trong kinh nghiệm sống thờng nhầm lẫn giữa kháiniệm độ cao và khái niệm độ to của âm

Các khó khăn trên có thể đợc khắc phục bằng việc sử dụng DĐKĐT để hỗtrợ cho việc tiến hành các TN trong quá trình dạy học phần này

2.1.2 Các TN tiến hành khi dạy học nội dung Sóng âm với sự hỗ trợ của“ ”

DĐKĐT

Để nghiên cứu các đại lợng đặc trng cho sóng âm, trớc hết phải mô tả đợcdạng dao động cơ học của mỗi phần tử môi trờng khi có sóng âm truyền tới (tứcphải vẽ đợc dạng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ dao động của mỗi phần

tử môi trờng theo thời gian) Do không thể trực tiếp quan sát đợc dạng dao độngcủa sóng âm nên cần phải chuyển việc quan sát các dao động cơ học này sangquan sát các dao động điện do chính các dao động cơ học đó gây ra Để làm đ ợc

31

điều đó ta có thể tiến hành nh sau: Sóng âm từ một nguồn âm (âm thoa, MPATnối với loa, đàn, sáo,…) đợc truyền tới một micro làm cho màng micro dao

động, khiến cho hiệu điện thế hai đầu micro biến đổi theo cùng quy luật với dao

động âm tại màng micro Đa tín hiệu từ Micro này vào lối vào của DĐKĐT thìtrên màn hình của DĐKĐT sẽ xuất hiện một đờng cong sáng biểu diễn sự biến

đổi hiệu điện thế hai đầu micro theo thời gian Căn cứ vào đó ta biết đợc quy luậtbiến đổi của li độ sóng âm theo thời gian Trục tung biểu diễn li độ, trục hoànhbiểu diễn thời gian

Sơ đồ của quá trình chuyển đổi này nh sau:

Trong sơ đồ này, có thể thay MPAT và loa bằng một âm thoa, tiếng nói, haycác nhạc cụ nh đàn, sáo,…

Dựa vào việc biểu diễn dạng của dao động âm trên màn hình của DĐKĐT,

ta có thể sử dụng DĐKĐT vào dạy học phần này theo các nội dung sau

2.1.2.1 Xây dựng khái niệm độ cao của âm

Để xây dựng khái niệm độ cao của âm, chúng ta lần lợt tiến hành 2 TN sau:

- Nối loa vào MPAT

- GV cho MPAT hoạt động, HS lắng nghe âm phát ra

- GV xoay núm điều chỉnh tần số (tăng tần số lên chẳng hạn), HS lắng nghe âmphát ra, từ đó nhận xét sự thay đổi cảm giác âm

- GV thông báo khái niệm độ cao của âm: là đặc sinh sinh lý của âm, cho ta cảmgiác âm cao (thanh) hay âm thấp (trầm)

* Định hớng sử dụng: TN này có thể dùng làm TN biểu diễn của GV dới dạng

nghiên cứu khảo sát khi dạy học phần “Độ cao của âm”

Thí nghiệm 2:

* Mục đích: Đa ra mối quan hệ giữa độ cao và tần số của âm: tần số càng lớn thì

âm càng cao (thanh)

* Dụng cụ: MPAT, loa, DĐKĐT, Micro, dây dẫn

* Tiến hành: Bố trí thí nghiệm theo sơ đồ hình 2.1.

- GV cho MPAT hoạt động, HS lắng nghe âm phát ra và tính tần số âm f1

DĐKĐT

2.3a) 2.3b) 2.3c)

Hình 2.3 Hình ảnh trên DĐKĐT của các âm có cùng độ cao, cùng tần số nh ng

có dạng đ ờng biểu diễn dao động khác nhau.

2.3a) Dạng xung hình sin 2.3b) Dạng xung vuông 2.3c) Dạng xung tam giác

* Định hớng sử dụng: TN này có thể dùng làm TN biểu diễn của GV dới dạng

nghiên cứu khảo sát khi dạy học phần “Độ cao của âm”

2.1.2.2 Xây dựng khái niệm âm sắc

Để xây dựng khái niệm âm sắc, chúng ta lần lợt tiến hành 2 TN sau:

* Mục đích: Đa ra kết luận: những âm thanh phát ra bởi các nhạc cụ khác nhau

thì có sắc thái âm khác nhau (tức âm sắc khác nhau)

* Dụng cụ: DĐKĐT, Micro, âm thoa, đàn ghita, sáo, dây dẫn

* Tiến hành: Bố trí TN nh sơ đồ 2.1, nhng ở đó ta lần lợt thay MPAT bằng âm

thoa, tiếng nói của ngời và các nhạc cụ khác nh đàn ghita, sáo,… Trên màn hìnhcủa DĐKĐT sẽ thu đợc đờng biễu diễn các dao động này (hình 2.4)

Các hình ảnh này cũng minh hoạ cho tính chất tuần hoàn của các âm donguồn phát ra

* Định hớng sử dụng: TN biểu diễn của GV dới dạng nghiên cứu khảo sát khi

dạy học khái niệm “âm sắc”

2.1.2.3 Xây dựng khái niệm độ to của âm

Để xây dựng khái niệm độ to của âm, chúng ta lần lợt tiến hành 3 TN sau:

Thí nghiệm 1:

* Mục đích: HS lắng nghe âm do MPAT phát ra Phân biệt âm to, âm nhỏ Hình

thành khái niệm độ to (định nghĩa duy danh)

* Dụng cụ: MPAT, loa, dây dẫn

* Tiến hành: - Nối loa vào MPAT.

- Cho MPAT hoạt động Chọn tần số xác định, HS lắng nghe âm phát ra

- Thay đổi hiệu điện thế phát (tăng, giảm) HS lắng nghe âm phát ra tơng ứng

- HS nhận xét sự thay đổi cảm giác âm

- GV thông báo khái niệm độ to của âm: là đặc trng sinh lý của âm, cho ta cảmgiác âm nghe đợc là to hay nhỏ

* Định hớng sử dụng: TN này có thể dùng làm TN biểu diễn của GV dới dạng

nghiên cứu khảo sát khi dạy học phần “độ to của âm”

Thí nghiệm 2:

* Mục đích: HS phát hiện (ở mức độ định tính) bản chất Vật lý của độ to: Độ to

phụ thuộc vào năng lợng âm (cờng độ âm)

* Dụng cụ: MPAT, loa, DĐKĐT, Micro, dây dẫn

* Tiến hành: Bố trí TN theo sơ đồ hình 2.1

- Cho MPAT hoạt động Chọn tần số xác định

- Tăng dần hiệu điện thế phát ra ở MPAT HS quan sát tín hiệu thu đợc trên mànhình của DĐKĐT và lắng nghe âm phát ra Từ đó nêu nhận xét: Biên độ của tínhiệu tăng dần, âm thanh nghe đợc cũng to dần

- GV phân tích quan hệ giữa biên độ sóng và cờng độ âm Từ đó rút ra quan hệgiữa độ to và cờng độ âm: độ to phụ thuộc vào cờng độ âm, cờng độ âm càng lớnthì âm nghe đợc càng to

ở Tn này, ta có thể thay MPAT và loa bằng một âm thoa Khi đó bằng cách

gõ mạnh hay nhẹ khác nhau lên âm thoa ta cũng thu đợc kết quả nh trên

* Định hớng sử dụng: TN này có thể dùng làm TN biểu diễn của GV dới dạng

nghiên cứu khảo sát khi dạy học phần “độ to của âm”

Thí nghiệm 3:

* Mục đích: HS phát hiện (mức độ định tính): ngoài phụ thuộc vào cờng độ âm,

độ to của âm còn phụ thuộc vào tần số âm

* Dụng cụ: MPAT, loa, DĐKĐT, Micro, dây dẫn

Từ 3 TN trên hợp thức hoá khái niệm độ to: độ to của âm (hay âm lợng) là

đặc trng sinh lý của âm, cho cảm giác âm nghe đợc là to hay nhỏ Độ to của âmvừa phụ thuộc vào cờng độ âm và vừa phụ thuộc vào tần số âm

* Định hớng sử dụng: TN này có thể dùng làm TN biểu diễn của GV dới dạng

nghiên cứu khảo sát khi dạy học phần “độ to của âm”

Lu ý: Đối với mỗi Micro có độ nhạy nhất định, biên độ của âm tỷ lệ với biên

độ của tín hiệu thu đợc trên màn hình DĐKĐT (hệ số tỷ lệ này phụ thuộc vào độnhạy của từng Micro) Do vậy ở đây ta không xác định trực tiếp đợc biên độ của

âm mà chỉ so sánh đợc biên độ của các âm khác nhau

2.1.2.4 Xây dựng khái niệm nguồn nhạc âm và nguồn tạp âm

Lần lợt tiến hành 2 TN sau:

Thí nghiệm 1:

35