Tài liệu Một số biện pháp tăng cường sử dụng thí nghiệm vật lí khi dạy các kiến thức về điện học cho học sinh trường trung học cơ sở (chdcnd lào)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––– BUAYAVONG KHAMTANH MỘT SỐ BIỆN PHÁP TĂNG CƯỜNG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VẬT LÍ KHI DẠY CÁC KIẾN THỨC VỀ ĐIỆN HỌC CHO HỌC SINH TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ (CHDCND LÀO) Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn vật lí Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Phần I Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN KHẢI THÁI NGUYÊN – 2016 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình khoa học nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Văn Khải. Các kết quả, số liệu thực nghiệm là trung thực chưa từng được công bố trong các công trình khoa học khác. Tác giả luận văn BUAYAVONG KHAMTANH i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS. Nguyễn Văn Khải - người Thầy hướng dẫn đã tận tình chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí và bộ môn phương pháp giảng dạy Vật lí trường Đại học sư phạm Thái Nguyên đã tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các Thầy, Cô thuộc tổ bộ môn Phương pháp, khoa Vật lí của trường Đại học Sư Phạm - Đại học Thái Nguyên, cùng các bạn học viên trong quá trình học tập đã đóng góp ý kiến và thảo luận kết quả của luận văn. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến gia đình tôi, những người thân yêu nơi quê nhà hết sức ủng hộ, là nguồn động viên tinh thần lớn lao, luôn bên cạnh tiếp thêm cho tôi sức mạnh để hoàn thành tốt luận văn này. Thái Nguyên, ngày 18 tháng 04 năm 2016 BUAYAVONG KHAMTANH ii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Lời cam đoan ........................................................................................................ i Lời cảm ơn ........................................................................................................... ii Mục lục ............................................................................................................... iii Danh mục các chữ viết tắt .................................................................................. iv Danh mục các bảng.............................................................................................. v Danh mục các hình ............................................................................................. vi MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài ....................................................................... 3 3. Giả thuyết khoa học ......................................................................................... 3 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 3 5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài................................................................. 3 6. Đóng góp của đề tài ......................................................................................... 4 7. Cấu trúc của luận văn ..................................................................................... 4 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIẾN CỦA BIỆN PHÁP TĂNG CƯỜNG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VẬT LÍ KHI DẠY CÁC KIẾN THỨC VỀ ĐIỆN HỌC CHO HỌC SINH TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ (CHDCND LÀO) ........................................................................ 5 1.1.Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu ............................................................ 5 1.1.1. Phương pháp thực nghiệm vật lí ................................................................ 5 1.1.2. Các nghiên cứu về sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông ..................................................................................... 7 1.2. Thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông ................................. 10 1.2.1. Khái niệm thí nghiệm vật lí ..................................................................... 10 1.2.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông ............. 10 1.2.3. Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí ................................ 11 1.2.4. Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ......... 12 1.2.5. Các loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học vật lí ........................... 15 iii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.3. Chất lượng dạy học vật lí ở trường trung học cơ sở ................................... 16 1.3.1. Về kiến thức............................................................................................. 16 1.3.2. Về kĩ năng ................................................................................................ 17 1.3.3. Về thái độ................................................................................................. 17 1.4. Khảo sát thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí phần điện học ở trường trung học cơ sở (CHDCND Lào) ................................................ 18 1.4.1. Mục đích khảo sát .................................................................................... 18 1.4.2. Đối tượng khảo sát................................................................................... 18 1.4.3. Phương pháp khảo sát .............................................................................. 18 1.4.4. Kết quả khảo sát và đánh giá ................................................................... 18 Kết luận chương 1.............................................................................................. 24 Chương 2: MỘT SỐ BIỆN PHÁP TĂNG CƯỜNG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ CỞ (CHDCND LÀO)...................................................... 25 2.1. Phân tích mục tiêu, chương trình phần điện học trường trung học cơ sở (CHDCND Lào)................................................................................................. 25 2.1.1. Mục tiêu ................................................................................................... 25 2.1.2. Phân tích nội dung chương trình Phần Điện học trường Trung học cơ sở (CHDCND Lào) ........................................................................................... 25 2.2. Đề xuất một số biện pháp tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học phần điện học ở trường trung học cơ sở (CHDCND Lào) ......................... 26 2.2.1. Biện pháp 1: Tăng cường sử dụng thí nghiệm vật lí ở các giai đoạn của bài học xây dựng kiến thức mới .................................................................. 26 2.2.2. Biện pháp 2: Tổ chức cho học sinh làm các thí nghiệm thực tập............ 27 2.2.3. Biện pháp 3: Hướng dẫn học sinh tự làm các thí nghiệm đơn giản và quan sát ở nhà .................................................................................................... 29 2.3. Tổ chức một số hoạt động dạy học phần điện học theo hướng tăng cường sử dụng thí nghiệm ở trường trung học cơ sở (CHDCND Lào) ............................ 30 2.3.1. Xây dựng tiến trình bài học xây dựng kiến thức mới. ............................. 30 2.3.2. Tổ chức cho học sinh làm các thí nghiệm thực tập Phần Điện học ........ 43 iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 2.3.3. Tổ chức cho học sinh tự làm các thí nghiệm đơn giản Phần Điện học ... 50 Kết luận chương 2.............................................................................................. 52 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...................................................... 53 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ................................................................. 53 3.2. Đối tượng và thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm ............................ 53 3.3. Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm ........................................... 53 3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ..................................................... 54 3.4.1. Đánh giá định tính ................................................................................... 54 3.4.2. Đánh giá định lượng ................................................................................ 54 3.5. Tiến hành .................................................................................................... 55 3.5.1. Chọn đối tượng TNSP ............................................................................. 55 3.5.2. Chọn bài giảng ......................................................................................... 56 3.6. Kết quả và xử lý kết quả TNSP .................................................................. 56 3.6.1. Kết quả đánh giá tính tích cực của HS trong giờ học.............................. 56 3.6.2. Kết quả thực nghiệm bài 1....................................................................... 57 3.6.3. Kết quả thực nghiệm lần 2....................................................................... 60 Kết luận chương 3.............................................................................................. 66 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 67 I. Kết luận .......................................................................................................... 67 II. Kiến nghị ....................................................................................................... 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 69 v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT CHDCND Lào Công nghệ thông tin Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào ĐVĐ Đặt vấn đề GV Giáo viên NXB NX Nhà xuất bản Nhận xét PHTTC Phát huy tính tích cực PATN Phương án thí nghiệm PPTN Phương pháp thực nghiệm PTDH Phương tiện dạy học SGK TN Sách giáo khoa Thí nghiệm / Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TCN Trước công nguyên iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng điều tra phương pháp dạy học của giáo viên .....................................19 Bảng 1.2: Bảng khảo sát thực trạng học tập của HS với môn Vật lí ...........................20 Bảng 1.3: Bảng khảo sát khả năng nhận thức, mức độ tích cực của HS ....................20 Bảng 1.4: Thí dụ 1: Tiến trình dạy học loại nội dung là Hiện tượng vật lí .................21 Bảng 1.5: Thí dụ 2: Tiến trình dạy học loại nội dung là Đại lượng vật lí ...................22 Bảng 1.6: Phiếu quan sát hoạt động học tập của học sinh ...........................................23 Bảng 3.1: Chất lượng học tập ......................................................................................55 Bảng 3.2: Bảng tổng kết một số kết quả điều tra định tính .........................................56 Bảng 3.3: Điểm kiểm tra lần 1 .....................................................................................57 Bảng 3.4: Bảng xếp loại học tập lần 1 .........................................................................57 Bảng 3.5: Bảng phân phối tần xuất lần 1 .....................................................................58 Bảng 3.6: Bảng điểm kiểm tra lần 2 ............................................................................60 Bảng 3.7: Bảng xếp loại học tập lần 2 .........................................................................60 Bảng 3.8: Bảng phân phối tần xuất lần 2 .....................................................................61 Bảng 3.9: Bảng điểm kiểm tra lần 3 ............................................................................63 Bảng 3.10: Bảng xếp loại học tập lần 3 .......................................................................63 Bảng 3.11: Bảng phân phối tần xuất lần 3 ...................................................................64 v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Chu trình sáng tạo khoa học vật lí ..................................................... 14 Hình 2.1: Sơ đồ kiến thức chương Điện tích- Dòng điện một chiều................. 26 Hình 3.1: Biểu đồ xếp loại học tập lần 1 ........................................................... 58 Hình 3.2: Đồ thị tần xuất lần 1 .......................................................................... 59 Hình 3.3: Biểu đồ xếp loại học tập lần 2 ........................................................... 61 Hình 3.4: Đồ thị tần xuất lần 2 .......................................................................... 62 Hình 3.5: Biểu đồ xếp loại học tập lần 3 ........................................................... 64 Hình 3.6: Đồ thị tần xuất lần 3 .......................................................................... 65 vi MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào) đang trong thời kỳ đổi mới, theo hướng văn kiện Đại hội Đảng Nhân dân Cách mạng Lào lần thứ IX [21], đòi hỏi ngành Giáo dục và Thể thao có những bước đi đổi mới về mọi mặt, nhằm đào tạo con người lao động có đủ kiến thức, năng lực sáng tạo, trí tuệ và phẩm chất đạo đức tốt, đáp ứng được yêu cầu nhân lực của đất nước, để đất nước Lào có sự phát triển về mặt nguồn nhân lực, mặt kinh tế - xã hội theo kịp các nước trên thế giới”. Để thực hiện theo chiến lược giáo dục từ năm 2006 - 2015 trong 4 hướng [20], trong đó: Một là nội dung dạy học trong chương trình giáo dục phổ thông ở CHDCND Lào kéo dài 12 năm (Tiểu học 5 năm, Trung học cơ sở 4 năm và Trung học phổ thông 3 năm); Hai là khuyến khích và mở rộng cơ hội cho người đến tuổi được đi học, cải thiện chất lượng và liên kết giáo dục; Ba là tạo chiến lược khoa học giáo dục và kế hoạch hành động của khoa học giáo dục; Bốn là chú ý mở rộng các trường kỹ thuật và đạo tạo dạy nghề. Hiện nay Bộ Giáo dục và Thể thao Lào đang nghiên cứu về chương trình mới từ lớp 6 đến lớp 12, trong các chương trình này có thiết kế các hoạt động mong muốn thầy cô dạy theo nhóm và lấy học sinh (HS) làm trung tâm. Tuy nhiên, hiện nay việc sử dụng phương pháp dạy học trong dạy học (DH) Vật lí còn chưa đạt được hiệu quả cao do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan. Một trong những nguyên nhân đó là phương pháp dạy học của giáo viên (GV) chưa phát huy được tính tích cực, chủ động và sáng tạo của HS. Để góp phần nâng cao chất lượng học tập của HS cần đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học. 1 Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, thì phương tiện dạy học đóng một vai trò hết sức quan trọng. Sử dụng phương pháp dạy học không chỉ giúp HS nâng cao hiệu quả học tập mà còn hướng vào việc hình thành cho HS kĩ năng sử dụng các phương tiện học tập và hoạt động thực tiễn. Thực trạng giáo dục nước CHDCND Lào cho thấy việc giảng dạy kiến thức nói chung và kiến thức vật lí nói riêng được tiến hành trong điều kiện mà học sinh ít có điều kiện để nghiên cứu, quan sát và tiến hành thí nghiệm vật lí đặc biệt đối với HS trung học cơ sở (THCS). Để giải quyết được vấn đề này đòi hỏi cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học với sự góp phần quan trọng của thí nghiệm (TN) vật lí. Đối với môn Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, các khái niệm, các định luật, các lí thuyết, các ứng dụng kĩ thuật của vật lí đều phải gắn với thí nghiệm. Vì vậy, việc tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học là vấn đề then chốt của việc đổi mới phương pháp dạy học. Bên cạnh việc xây dựng các phương án dạy học lí thuyết phải có công cụ thí nghiệm khi dạy các kiến thức về điện học sẽ làm cho học sinh phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS. Trong chương trình vật lí phổ thông, kiến thức chương “Điện tích, dòng điện một chiều” là những nội dung có nhiều ứng dụng rộng rãi trong đời sống thực tế và kĩ thuật, có thể phát huy cao tính sáng tạo và năng lực hoạt động thực tiễn của HS. Trên cơ sở những lí do đã trình bày ở trên và để nâng cao hiệu quả trong quá trình DH đồng thời góp phần phát huy tính tích cực nhận thức cho HS THCS nước CHDCND Lào, tôi đã lựa chọn đề tài “Một số biện pháp tăng cường sử dụng thí nghiệm Vật lí khi dạy các kiến thức về điện học” cho học sinh ở trường trung học cơ sở nước CHDCND Lào". 2 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về phương pháp thực nghiệm và thực trạng sử dụng thí nghiệm vật lí ở các trường Trung học cơ sở, đề xuất các biện pháp tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ở các trường Trung học cơ sở của CHDCND Lào. 3. Giả thuyết khoa học Nếu làm rõ được thực trạng sử dụng thí nghiệm vật lí ở các trường phổ thông, đồng thời dựa trên lí luận về phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí thì có thể đề xuất được các biện pháp để tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ở các trường Trung học cơ sở của CHDCND Lào. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu 4.1. Nghiên cứu lý luận về phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí trường phổ thông. 4.2. Nghiên cứu thực trạng vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở các trường Trung học cơ sở của CHDCND Lào. 4.3. Nghiên cứu đề xuất và triển khai các biện pháp để tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ở các trường Trung học cơ sở của CHDCND Lào. 4.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết khoa học và tính khả thi, hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất và triển khai. 5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài 5.1. Nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu cơ sở lý luận tâm lý học, giáo dục học và lí luận về phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông. - Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước cùng với các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Thể thao về vấn đề đổi mới phương pháp DH hiện nay ở trường Trung học cơ sở của CHDCND Lào. 3 5.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Điều tra khảo sát thực tế (nghiên cứu các thiết bị thí nghiệm vật lí hiện có ở một số trường Trung học cơ sở (CHDCND Lào). - Dự giờ, tham khảo giáo án dạy học, trao đổi với GV về thực tế sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường Trung học cơ sở (CHDCND Lào). - Tổ chức thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính khả thi của các biện pháp đã đề xuất và giả thuyết khoa học. 5.3. Phương pháp thống kê toán học - Sử dụng phương pháp thống kê để đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm. 6. Đóng góp của đề tài - Góp phần làm rõ hơn cơ sở lý luận của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường Trung học cơ sở (CHDCND Lào). - Đề xuất được một số biện pháp để tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ở các trường Trung học cơ sở của CHDCND Lào. - Có thể làm tài liệu tham khảo cho GV dạy bộ môn Vật lí ở các trường THCS trong cả nước CHDCND Lào. 7. Cấu trúc của luận văn Luận văn được trình bày gồm các phần: Phần mở đầu, 3 chương, phần phụ lục và tài liệu tham khảo. Cụ thể như sau: Mở đầu Nội dung luận văn Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của biện pháp tăng cường sử dụng thí nghiệm vật lí khi dạy các kiến thức về điện học cho học sinh trường THCS (CHDCND Lào). Chương 2: Một số biện pháp tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học phần điện học ở trường THCS (CHDCND Lào). Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. Kết luận chung Tài liệu tham khảo 4 Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA BIỆN PHÁP TĂNG CƯỜNG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VẬT LÍ KHI DẠY CÁC KIẾN THỨC VỀ ĐIỆN HỌC CHO HỌC SINH TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ (CHDCND LÀO) 1.1. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Phương pháp thực nghiệm vật lí Trong thực tế dạy học các môn học ở nhà trường phổ thông, nhiều phương pháp nhận thức khoa học đã được nghiên cứu vận dụng thành các phương pháp dạy học, trong đó có phương pháp thực nghiệm (PPTN) trong dạy học vật lí [5, 14, 19]. Theo Lịch sử Vật lí học [12], thời cổ đại, khoa học chưa phân ngành và chưa tách khỏi triết học, mục đích của nó là tìm hiểu và giải thích thiên nhiên một cách toàn bộ mà chưa đi vào từng lĩnh vực cụ thể. Trong xã hội chiếm hữu nô lệ, lao động chân tay bị coi khinh vì đó là lao động của tầng lớp nô lệ, coi trọng hoạt động tinh tế của trí óc. Do đó nhiều nhà hiền triết cho rằng có thể dùng sự suy lý, sự tranh luận để tìm ra chân lý mà không coi trọng thí nghiệm. Trong cuốn “Vật lí học”, Aristote (384-322 TCN), một đại biểu tiêu biểu cho nền khoa học cổ đại, cũng không dùng thí nghiệm mà đi đến kết luận bằng cách lập luận. Sang thời trung đại, tư tưởng của Aristote trở thành những giáo điều bất khả xâm phạm. Giáo hội Gia tô có một địa vị tối cao trong đời sống xã hội và coi "Khoa học là đẩy tới của giáo lí”. Tuy vậy, trong thời này cũng có những người muốn tìm những con đường mới hơn để đi đến nhận thức khoa học như Roger Bacon (1214 - 1294) cho rằng khoa học không chỉ có nhiệm vụ bình giải lời lẽ của những kẻ có uy tín, khoa học phải được xây đựng trên cơ sở lập luận chặt chẽ và thí nghiệm chính xác. Và vì vậy, ông bị giáo hội lên án và bị cầm tù hơn 20 năm tới khi 74 tuổi. 5 Đến thế kỷ XVII, (Galile (1564-1642) đã xây dựng những cơ sờ của một nền vật lí học mới - vật lí học thực nghiệm- chân chính, thay thế cho vật lí học của Aristote bằng hàng loạt các nghiên cứu về thiên văn học, cơ học, âm học, quang học... Galile cho rằng muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải “hỏi thiên nhiên” chứ không phải hỏi Aristote hoặc kinh thánh.. Trước một hiện tượng tự nhiên cần tìm hiểu, Galile bắt đầu bằng quan sát để xác định rõ vấn để cần nghiên cứu, đưa ra một cách giải thích lý thuyết có tính chất dự đoán. Từ lý thuyết đó, ông rút ra những kết luận có thể kiểm tra được bằng thực nghiệm. Sau đó, ông bố trí thí nghiệm thích hợp, tạo điều kiện thí nghiệm và phương tiện thí nghiệm tốt nhất để có thể đạt kết quả chính xác tin cậy được. Cuối cùng, ông đối chiếu kết quả thu được bằng thực nghiệm với lý thuyết ban đầu. Phương pháp của Galile có tính hệ thống, tính khoa học, có chức năng nhận thức luận, tổng quát hóa về mặt lý thuyết những sự kiện thực nghiệm và phát hiện ra bản chất của sự vật hiện tượng. Về sau, các nhà khoa học khác đã kế thừa phương pháp đó và xây dựng cho hoàn chỉnh hơn. Những thành tựu ban đầu của vật lí học thực nghiệm đã khiến cho thế kỉ XVII trở thành thế kỉ của cuộc cách mạng khoa học thắng lợi với các đại diện tiêu biểu: Torricelli (1608 - 1662), Pascal (1623 - 1662), Otto Guericke (1602 - 1685), Boyle (1627 - 1691), Gilbeit (1540 - 1603)... Như vậy, phương pháp thực nghiệm với tư cách là một phương pháp nhận thức khoa học đã ra đời và không những thành công trong sự phát triển của vật lí học cổ điển mà vẫn còn có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trinh nghiên cứu vật lí học hiện đại. Theo Từ điển Bách khoa Việt Nam (NXB Từ điển bách khoa, Hà Nội, 2005) [18]: “Thực nghiệm là phương thức nghiên cứu các đối tượng vật chất, bao gồm việc: tạo ra những điều kiện cần thiết; dùng các phương tiện kĩ thuật để tác động vào đối tượng hoặc tái tạo lại đối tượng; loại trừ những yếu tố 6 ngẫu nhiên; quan sát và đo đạc các thông số bằng những phương tiện kĩ thuật tương ứng. Thực nghiệm có thể mô hình hóa đối tượng. Thực nghiệm là một mặt của hoạt động thực tiễn, là cội nguồn của nhận thức và là tiêu chuẩn đánh giá tính chân thực của các giả thuyết và lí thuyết”. Theo Ruzavin G.I. [13]: “Nhận thức thực nghiệm được thực hiện trong quá trình thí nghiệm, hiểu theo nghĩa rộng nhất, có nghĩa là sự tương tác giữa chủ thể và khách thể, trong đó chủ thể không chỉ phản ánh khách thể một cách thụ động mà còn chủ động làm thay đổi, cải tạo nó”; Ruzavin G.I. cho rằng, các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm quan sát, thí nghiệm và các phép đo. Cụ thể là: + “Quan sát là một phương pháp thực nghiêm ban đầu vì nó bao hàm cả trong thí nghiệm lẫn trong các phép đo, trong khi đó bản thân các quan sát có thể được tiến hành ngoài thí nghiệm và không đòi hỏi các phép đo”; “Quan sát khoa học là sự tri giác có mục đích rõ ràng và có tổ chức các sự vật và hiện tượng của thế giới xung quanh”; + “ Thí nghiệm là một phương pháp đặc biệt của nghiên cứu thực nghiệm có đặc điểm là nó đảm bảo khả năng tác động thực tế một cách chủ động lên các hiện tượng và quá trình nghiên cứu” (trang 46, sách đã dẫn); + “...Đo là quá trình tìm mối quan hệ giữa một đại lượng nhất định với một đại lượng khác cùng loại, được lấy làm đơn vị đo. Kết quả đo biểu thị bằng một số nào đó và nhờ đó, có thể xử lý bằng toán học các kết quả này. Nhưng trong những trường hợp cá biệt, người ta gọi mọi phương pháp gán cho các đối tượng được nghiên cứu và cho các tính chất của chúng một con số theo các qui tắc nào đó là một phép đo (chẳng hạn, trong nghiên cứu xã hội học, tâm lí học thực nghiệm và những khoa học nhân văn khác), (trang 73, sách đã dẫn). 1.1.2. Các nghiên cứu về sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông Có nhiều nghiên cứu về vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông. 7 Ở Việt Nam đã có nhiều nhà khoa học giáo dục quan tâm nghiên cứu về phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí. Các tác giả đã làm rõ các khái niệm phương pháp thực nghiệm, thí nghiệm; đã chỉ ra vai trò to lớn của phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí; đã chỉ ra các giai đoạn của phương pháp dạy học dựa trên phương pháp thực nghiệm,... Theo tác giả Nguyễn Đức Thâm và Nguyền Ngọc Hưng thì phán biệt phương pháp thực nghiệm theo nghĩa rộng và nghĩa hẹp [15]. “Theo nghĩa rộng, phương pháp thực nghiệm có thể bao gồm từ những ý tưởng ban đầu của các nhà khoa học cho đến kết luận cuối cùng. Theo nghĩa hẹp, phương pháp thực nghiệm có thể hiểu như sau: từ lý thuyết đã biết suy ra hệ quả và dùng thí nghiệm để kiểm tra hệ quả. Các nhà thực nghiệm không nhất thiết tự mình xây dựng giả thuyết mà giả thuyết đó đã có người khác đề ra rồi nhưng chưa kiểm tra được. Nhiệm vụ của nhà vật lí thực nghiệm lúc này là từ giả thuyết đã có suy ra hệ quả có thể kiểm tra được và tìm cách bố trí thí nghiệm khéo léo, tinh vi để quan sát được hiện tượng do lý thuyết dự đoán và thực hiện các phép đo chính xác”. Theo tác giả Phạm Hữu Tòng [17]: “Nếu nhà khoa học dựa trên việc thiết kể (nghĩ ra) phương án thí nghiệm khả thi và tiến hành thí nghiệm (thao tác với các vật thể, thiết bị dụng cụ, quan sát, đo đạc) để thu được thông tin và rút ra câu trả lời cho vấn đề đặt ra (nó là một nhận định về một tính chất, một mối liên hệ, một nguyên lí nào đó, cho phép đề xuất một kết luận mới hoặc xác minh một giả thuyết, một phỏng đoán khoa học nào đó) thì phương pháp nhận thức trong trường hợp này được gọi là phương pháp thực nghiệm”. Nhưng mặc dù phát biểu theo cách nào thì các yếu tố cơ bản của PPTN trong nghiên cứu khoa học, và dựa vào đó vận dụng vào dạy học vật lí, cũng bao gồm: + Vấn đề cần giải đáp hoặc giả thuyết cần kiểm tra. + Xử lý một giả thuyết đề có thể đưa nó vào kiểm tra bằng thực nghiệm. + Xây dựng (thiết kế) phương án thí nghiệm cho phép thu lượm thông tin cần thiết cho sự xác lập giả thuyết hoặc kiểm tra giả thuyết. + Tiến hành thí nghiệm và ghi nhận kết quả (quan sát, đo...). 8 + Phân tích kết quả và kết luận. Cũng có nhiều luận văn Thạc sĩ, luận án tiến sĩ nghiên cứu vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông. Một số luận văn Thạc sĩ: Ngô Văn Lý (1999) [7]: “Phát triển tư duy học sinh trung học cơ sở miền núi khi tiến hành thí nghiệm biểu diễn” (ĐHSP ĐH Thái Nguyên); Vũ Thị Xuyên (2000) [22]: “ Hình thành và phát triển phương pháp thí nghiệm vật lí cho học sinh lớp 9 trung học cơ sở miền núi” (ĐHSP ĐH Thái Nguyên); Phạm Thị Huệ (2005) [3]: “Thiết kế phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo dạy học bài “Cảm ứng từ, định luật Ampe” theo hướng dạy học đặt và giải quyết vấn đề” (ĐHSP ĐH Thái Nguyên); Trần Thị Nhàn (2009) [8]: “Sử dụng một số phần mềm dạy học kết hợp với thí nghiệm thực khi dạy phần “Điện tích - Điện trường” (Sách giáo khoa Vật lí 11 nâng cao) nhằm phát huy tính tích cực, tự lực nhận thức của học sinh” (ĐHSP ĐH Thái Nguyên); Trịnh Phi Hiệp (2011) [2]: “Nghiên cứu chế tạo và sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản kết hợp ứng dụng CNTT để dạy học các kiến thức phần “Điện tích – Điện tường” Vật lí 11 THPT” (ĐHSP ĐH Thái Nguyên); Bùi Thị Kim Dung (2011) [1]: “Nghiên cứu xây dựng một số thí nghiệm đơn giản kết hợp ứng dụng CNTT để dạy học phần nhiệt học ở trường THCS miền núi” (ĐHSP ĐH Thái Nguyên); Hoàng Thanh Lâm (2012) [5]: “Phối hợp phương pháp thực nghiệm và mô hình khi dạy một số kiến thức về Nhiệt học nhằm phát huy tính tích cực sáng tạo của học sinh THCS miền núi” (ĐHSP ĐH Thái Nguyên); Thong phanh XIAYALEE Năm (2014) [16]: “Hướng dẫn học sinh chế tạo và sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong học tập chương dòng điện xoay chiều lớp 9” (ĐHSP Hà Nội); Lasasan Insong (2015) [6]: “Nâng cao năng lực chế tạo và sử dụng các thí nghiệm đơn giản cho sinh viên Cao đẳng sư phạm nước CHDCND Lào khi dạy học phần Điện học Khoa học tự nhiên lớp 8 (ĐHSP ĐH Thái Nguyên); Simisay Chanthavong (2015) [14]: “Tổ chức dạy học một số kiến thức về “các định luật bảo toàn” (vật lí THPT) nhằm phát triển kĩ năng vận 9 dụng phương pháp thực nghiệm vật lí cho học sinh trường năng khiếu (CHDCND LÀO)” (ĐHSP ĐH Thái Nguyên); ... Nhìn chung, các công trình nghiên cứu trên đều đã vận dụng phương pháp thực nghiệm vật lí để nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường THCS và THPT, trong đó, đáng lưu ý là có các nghiên cứu sử dụng thí nghiệm ảo, phương tiện công nghệ thông tin để hỗ trợ cho phương pháp thực nghiệm dựa trên các thí nghiệm thực. Các nghiên cứu cũng quan tâm tự chế tạo các thí nghiệm đơn giản và sử dụng trong dạy học. Đó là những kinh nghiệm quan trọng có thể vận dụng vào thực tế dạy học vật lí ở trường THCS (CHDCND Lào). Tuy nhiên, cũng chưa có công trình nào nghiên cứu theo hướng tăng cường sử dụng thí nghiệm khi dạy các kiến thức về Điện học cho học sinh trường Trung học cơ sở (CHDCND Lào). 1.2. Thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông Trong thực tế dạy học vật lí người ta thường dùng thuật ngữ “thí nghiệm vật lí” (TNVL) , đồng thời chỉ ra các đặc điểm, chức năng của thí nghiệm như là một bộ phận của phương pháp thực nghiệm [5, 14, 19]. Để làm rõ đặc điểm, vai trò, chức năng của thí nghiệm trong PPTN, trong mục này chúng tôi trình bày về thí nghiệm vật lí. 1.2.1. Khái niệm thí nghiệm vật lí Theo các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế [15]: “Thí nghiệm vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan. Thông qua việc 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”. 1.2.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông + Phương pháp thực nghiệm giúp học sinh hình thành và hoàn thiện những phẩm chất tâm lí là nền tảng cho hoạt động sáng tạo. PPTN dạy cho học sinh tìm tòi sáng tạo theo con đường và kinh nghiệm hoạt động sáng tạo mà các 10 nhà khoa học đã trải qua, nó làm cho học sinh quen dần với cách suy nghĩ, làm việc theo kiểu Vật lí. Trong quá trình giải quyết những vấn đề đó, học sinh sẽ bộc lộ những nét đặc trưng của hoạt động sáng tạo và đồng thời hình thành, hoàn thiện ở bản thân những phẩm chất tâm lí là nền tảng cho hoạt động sáng tạo. + Phương pháp cho phép gắn lý thuyết với thực tiễn. Thực tiễn được nói trong PPTN là các hiện tượng, các quá trình Vật lí được mô tả, được tái hiện qua các thí nghiệm do giáo viên hay chính học sinh tự làm. Việc học sinh trực tiếp đề xuất phương án và tiến hành thí nghiệm kiểm tra, trực tiếp quan sát các hiện tượng, làm việc với các thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo, giải quyết những khó khăn trong thực nghiệm tạo điều kiện cho các em nâng cao được năng lực thực hành, gần gũi hơn với đời sống và kỹ thuật, khái quát hóa các kết quả thực nghiệm, rút ra những kết luận có tính chất lý thuyết (như tính chất của sự vật, hiện tượng, quy luật diễn biến, quan hệ...). Hoạt động nhận thức theo phương pháp thực nghiệm làm cho học sinh thấy được sự gắn bó mật thiết giữa lý thuyết và thực tiễn. + PPTN là phương pháp tìm tòi, giải quyết vấn đề, có thể áp dụng để giải quyết những vấn đề từ nhỏ đến lớn, rất sát với thực tiễn, ở mọi trình độ, không đòi hỏi vốn kiến thức quá nhiều. Đối với yêu cầu dạy học xuất phát từ vốn kinh nghiệm của bản thân, PPTN lại càng phù hợp hơn. PPTN sẽ giúp các em giải quyết vấn đề trong học tập, trên cơ sở đó nắm vững kiến thức, kỹ năng, tích lũy kinh nghiệm, nắm vững phương pháp giải quyết vấn đề trong thực tiễn. + Việc áp dụng PPTN cho phép và rèn luyện cho học sinh nhiều năng lực. Nó tích cực hóa đến mức tối đa hoạt động nhận thức của học sinh, cho phép hình thành kiến thức sâu sắc và bền vững, tăng cường hứng thú đối với môn học. Nó thôi thúc trong học sinh một nhu cầu về hoạt động sáng tạo, bồi dưỡng cho các em cá tính sáng tạo. 1.2.3. Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí Theo các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế [15], thí nghiệm vật lí (TNVL) có các chức năng sau [4, tr. 289]: 11