Tài liệu Ths31_028_nghi_n c_u s_ d_ng th_ nghi_m khi d_y ch__ng ch_t kh_ (v_t l_ 10 - c_ b_n) nh_m t_ch c_c h_a ho_t __ng h_c t_p c_a h_c sinh thpt mi_n n_i

Page 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM -------- ĐẶNG THỊ HƢƠNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM KHI DẠY CHƢƠNG CHẤT KHÍ (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thái Nguyên, năm 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM -------- ĐẶNG THỊ HƢƠNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM KHI DẠY CHƢƠNG CHẤT KHÍ (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học Vật lí Mã số: 60.14.10 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.Phan Đình Kiển MỤC LỤC Thái Nguyên, năm 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 3 Trang Mục lục Danh mục các từ viết tắt MỞ ĐẦU Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Tổng quan 1.2. Cơ sở lí luận về tính tích cực trong dạy học 1.3. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí 1.4. Thực trạng dạy học Vật lí với việc sử dụng thí nghiệm ở các trƣờng THPT miền núi KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 Chƣơng 2: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG GIỜ HỌC VẬT LÍ NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI 2.1. Tiến trình xây dựng tri thức khi sử dụng thí nghiệm trong giờ học Vật lí 2.2. Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể một số bài chƣơng “Chất khí” Vật lí 10 (cơ bản) nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS 2.2.1. Đặc điểm chƣơng “Chất khí” 2.2.2. Tiến trình xây dựng kiến thức tiết thứ nhất QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ - MA-RI-ỐT 2.2.3. Tiến trình xây dựng kiến thức tiết thứ hai QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ 2.2.4. Tiến trình dạy học tiết thứ ba PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƢỞNG (tiết 1) 2.2.5. Nhận định chung về ba bài soạn KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm 3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp TNSP 3.3. Căn cứ để đánh giá kết quả TNSP 3.4. Tiến hành TNSP 3.5. Kết quả TNSP KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 2 3 6 6 11 17 29 33 34 34 42 42 44 54 62 69 70 71 71 71 72 73 74 86 87 89 92 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 4 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CTNTKH Chu trình nhận thức khoa học ĐHSP Đại học sƣ phạm ĐC Đối chứng GV Giáo viên KHGD Khoa học giáo dục HS Học sinh Nxb Nhà xuất bản SGK Sách giáo khoa SBT Sách bài tập THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TNSP Thực nghiệm sƣ phạm TN Thực nghiệm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 5 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nghị quyết hội nghị lần II Ban chấp hành trung ƣơng Đảng cộng sản khóa VIII đã chỉ rõ: “Đổi mới phƣơng pháp giáo dục - đào tạo khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học. Từng bƣớc áp dụng các phƣơng pháp tiên tiến và phƣơng tiện hiện đại vào quá trình dạy học…”. Văn kiện đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ X của Đảng tiếp tục khẳng định: “Ƣu tiên hàng đầu cho việc nâng cao chất lƣợng dạy và học. Đổi mới chƣơng trình, nội dung, phƣơng pháp dạy và học, …, phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy nghĩ của học sinh, sinh viên.” [3]. Trong những năm qua, định hƣớng đổi mới này đã đƣợc thực hiện ở tất cả các cấp học, bậc học, các môn học và đƣợc cụ thể hóa bằng việc đổi mới sách giáo khoa (SGK) cũng nhƣ việc thực hiện các phƣơng pháp dạy học tích cực. Tuy ở nhiều nơi đã thu đƣợc những kết quả rất đáng khích lệ nhƣng việc đổi mới phƣơng pháp dạy học ở miền núi còn nhiều hạn chế nên học sinh (HS) chƣa say mê, hứng thú học tập; từ đó chƣa phát huy đƣợc năng lực nhận thức và khả năng sáng tạo của học sinh. Điều đó ảnh hƣởng đến việc đào tạo ra con ngƣời có đầy đủ phẩm chất đạo đức, năng lực trí tuệ để đáp ứng sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nƣớc. Tìm hiểu thực tế giảng dạy học Vật lí ở các trƣờng THPT miền núi, chúng tôi nhận thấy rằng HS chƣa nắm vững kiến thức, chƣa hứng thú với học tập, năng lực nhận thức còn nhiều hạn chế, thụ động trong việc tiếp thu kiến thức. Với mong muốn góp phần nâng cao chất lƣợng và hiệu quả dạy học bộ môn Vật lí tại các trƣờng trung học phổ thông ở miền núi, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm khi dạy chương “Chất khí” (Vật lí 10 - cơ bản) nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh THPT miền núi”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm trong giờ học Vật lí khi dạy chƣơng “Chất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 6 khí” (Vật lí 10 - cơ bản) nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS THPT miền núi. 3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu Nghiên cứu quá trình dạy - học Vật lí khi dạy một số kiến thức chƣơng “Chất khí” cho HS THPT miền núi. 4. Giả thuyết khoa học Nếu tiến hành các thí nghiệm trong giờ học một cách khoa học, phù hợp với đối tƣợng sẽ nâng cao đƣợc chất lƣợng học tập cho HS. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu + Nghiên cứu cơ sở lí luận về tính tích cực trong dạy học theo quan điểm hiện đại và thí nghiệm trong dạy học Vật lí. + Điều tra thực trạng dạy học Vật lí nói chung và chƣơng “Chất khí” nói riêng với việc sử dụng thí nghiệm trong giờ học ở các trƣờng THPT miền núi. + Đề xuất phƣơng án tiến hành thí nghiệm trong giờ học Vật lí nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS. + Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chƣơng “Chất khí” theo phƣơng án đề ra. + Thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu + Nghiên cứu lí luận. + Điều tra, khảo sát. + Thực nghiệm sƣ phạm. 7. Đóng góp của luận văn + Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận và thực tiễn về việc sử dụng thí nghiệm của giáo viên (GV) và HS để tích cực hóa hoạt động học tập của HS THPT miền núi. + Có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm đến việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở THPT miền núi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 7 8. Giới hạn của luận văn Nghiên cứu sử dụng các thí nghiệm của GV và HS trong giờ nghiên cứu tài liệu mới khi dạy một số kiến thức trong chƣơng “Chất khí” nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS THPT miền núi. 9. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, mục lục, danh mục tài liệu tham khảo, phần chính của luận văn đƣợc trình bày 3 chƣơng (gồm: 106 trang, trong đó có 6 sơ đồ, 6 đồ thị và biểu đồ, 8 hình vẽ, 17 bảng biểu; 8 phụ lục trong đó có: 1 phiếu phỏng vấn GV, 1 phiếu phỏng vấn HS, 3 bảng tóm tắt nội dung trình bày bảng, 3 đề kiểm tra khảo sát). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 8 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. TỔNG QUAN 1.1.1.Lịch sử vấn đề Có thể nói, dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự giác, sáng tạo, bồi dƣỡng phƣơng pháp tự học, rèn luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức vào thực tiễn không còn là vấn đề quá mới mẻ. Cách đây 2500 năm, Khổng Tử đã quan niệm “học” trƣớc hiểu là “bắt chƣớc”, thứ hai “học” để cho biết, thứ ba “học” để làm. Sau Khổng Tử, nhiều nhà sƣ phạm lỗi lạc thế kỉ XVII cũng đã đƣa ra những phƣơng pháp dạy học bắt HS phải tìm tòi suy nghĩ để tự nắm bắt bản chất của sự vật - hiện tƣợng: J.A.Komenxki và J.J.Ruxô cho rằng phải hƣớng HS tích cực tự giành kiến thức bằng cách tìm hiểu, khám phá và sáng tạo; A.Distecvec thì cho rằng ngƣời GV tồi là ngƣời cung cấp cho HS chân lí, ngƣời GV giỏi là ngƣời dạy HS tìm ra chân lí. Ngày nay, xu hƣớng dạy học này đã trở thành xu thế chung của các nhà trƣờng trên thế giới và trở thành yêu cầu bắt buộc đối với các nhà trƣờng Việt Nam. Khoản 2, điều 28 luật giáo dục Việt Nam ghi rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học,khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [8]. Là một môn học mang tính ứng dụng cao, vì thế giảng dạy bộ môn Vật lí trong trƣờng phổ thông càng phải tuân thủ nghiêm ngặt những yêu cầu nêu trên. Đặc thù bộ môn đã cho thấy việc sử dụng thiết bị hỗ trợ dạy học để làm nổi bật bản chất của các hiện tƣợng Vật lí là rất cần thiết. Trong đó, thí nghiệm Vật lí đã đƣợc nhiều nhà sƣ phạm sử dụng nhƣ là một phƣơng pháp dạy học tích cực. Vấn đề này đƣợc các tác giả trình bày trong công trình nghiên cứu, nhƣ: Tô Văn Bình (2002), Thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông, ĐHSP Thái Nguyên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 9 Nguyễn Thị Thanh Hà (1999), “Sử dụng lazer trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng và đo bƣớc sóng ánh sáng ở trƣờng phổ thông”, Tạp chí nghiên cứu giáo dục, (7). Vi Thị Thu (1999), Một số biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực nhận thức của học sinh PTTH miền núi khi dạy phần “Cơ học” – Vật lí lớp 10, Luận văn thạc sĩ KHGD, ĐHSP Thái Nguyên. Hà Sỹ Thuyết (1999), Sử dụng phương pháp thí nghiệm trong giờ học Vật lí nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh THCS miền núi, Luận văn thạc sĩ KHGD, ĐHSP Thái Nguyên. Ngô Thị Quyên (2006), Sử dụng thí nghiệm khi dạy phần tính chất sóng, tính chất hạt của ánh sáng, Vật lí 12 THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh, Luận văn thạc sĩ KHGD, ĐHSP Thái Nguyên. … Các công trình trên cho thấy, sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí một cách khoa học, phù hợp với đối tƣợng HS có ý nghĩa rất quan trọng; nó đã giúp HS phát huy đƣợc tính tích cực, tự lực trong hoạt động học tập của HS; góp phần không nhỏ trong quá trình thực hiện mục tiêu giáo dục. Tuy nhiên không phải GV Vật lí nào cũng biết cách khai thác và phát huy một cách có hiệu quả các thí nghiệm trong giờ dạy của mình. Vì vậy, sử dụng thí nghiệm nhƣ thế nào để đạt đƣợc hiệu quả cao nhất trong từng bài học cụ thể vẫn là vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều GV Vật lí. 1.1.2. Quan niệm về phƣơng pháp dạy học và phƣơng pháp dạy học tích cực trong dạy học Vật lí 1.1.2.1. Quan niệm về phƣơng pháp dạy học Theo lí luận dạy học, quá trình dạy học đƣợc xem nhƣ một quá trình kết hợp biện chứng giữa hoạt động dạy của GV với hoạt động học của HS. Vì vậy bất cứ một phƣơng pháp dạy học nào cũng là một hệ thống các hoạt động có định hƣớng của GV nhằm tổ chức hoạt động nhận thức và hoạt động thực hành của HS, đảm bảo cho HS nắm vững nội dung trí dục và đạt đƣợc các mục tiêu đã đề ra. Nói cách Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 10 khác, “phƣơng pháp dạy học là cách thức hoạt động có tổ chức và tác động lẫn nhau của ngƣời giáo viên và của học sinh nhằm đạt đƣợc các mục tiêu dạy học đã đặt ra” [15]. Nhƣ vậy, phƣơng pháp dạy học có những dấu hiệu đặc trƣng sau: - Phản ánh sự vận động của quá trình nhận thức của học sinh nhằm đạt đƣợc mục đích đặt ra, - Phản ánh sự vận động của nội dung đã đƣợc nhà trƣờng quy định, - Phản ánh cách thức trao đổi thông tin giữa thầy và trò, - Phản ánh cách thức điều khiển hoạt động nhận thức, kích thích và xây dựng động cơ, tổ chức hoạt động nhận thức và kiểm tra, đánh giá kết quả hoạt động [27]. 1.1.2.2. Phƣơng pháp dạy học tích cực trong dạy học Vật lí a) Các đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực Phƣơng pháp tích cực dùng để chỉ một nhóm phƣơng pháp giáo dục, dạy học theo hƣớng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của ngƣời học. Các phƣơng pháp dạy học tích cực có những đặc trƣng sau: - Dạy học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh, - Dạy học chú trọng rèn luyện phƣơng pháp tự học, - Tăng cƣờng học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác, - Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò. b) Một số phương pháp dạy học tích cực * Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề (dạy học nêu vấn đề) I.Z.Kharlamop viết: “Dạy học nêu vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học bao gồm việc tạo ra các tình huống có vấn đề trong giờ học, kích thích ở học sinh nhu cầu giải quyết các vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt động nhận thức tự lực nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo mới, phát triển tính tích cực trí tuệ và hình thành cho các em năng lực tự mình thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học mới”[27]. Sơ đồ các bƣớc dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề đƣợc mô tả trên hình 1.1: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 11 Áp dụng Phát biểu vấn đề cần giải quyết Phát hiện và nhận dạng vấn đề Tạo tình huống có vấn đề Đề xuất các giả thuyết Kiểm tra giả thuyết Đúng Sai Hình 1.1 Tùy theo mức độ tham gia của học sinh vào quá trình nghiên cứu và giải quyết vấn đề, ngƣời ta phân chia dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề thành bốn mức độ: + Mức 1: Giáo viên nêu vấn đề, nêu cách giải quyết vấn đề; học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề theo hƣớng dẫn của giáo viên. Giáo viên đánh giá kết quả làm việc của học sinh. + Mức 2: Giáo viên nêu vấn đề, gợi ý để học sinh tìm ra cách giải quyết vấn đề. Học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề. Giáo viên và học sinh cùng đánh giá. + Mức 3: Giáo viên cung cấp thông tin tạo tình huống, học sinh phát hiện và xác định vấn đề nảy sinh, tự lực đề xuất các giả thuyết và lựa chọn giải pháp, học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề với sự giúp đỡ của giáo viên khi cần. Giáo viên cùng học sinh đánh giá. + Mức 4: Học sinh tự lực phát hiện vấn đề nảy sinh trong hoàn cảnh của mình hoặc cộng đồng, lựa chọn vấn đề cần giải quyết. Học sinh giải quyết vấn đề, tự đánh giá chất lƣợng và hiệu quả [15]. * Phương pháp thực nghiệm Phƣơng pháp thực nghiệm là một trong những phƣơng pháp đặc thù của Vật lí học, là một phƣơng pháp nhận thức khoa học, hình thành kiến thức bằng con đƣờng quy nạp từ một số lớn các hiện tƣợng đƣợc kiểm tra bằng thực nghiệm khoa học và đƣợc khái quát thành các định luật, các thuyết khoa học. Phƣơng pháp thực nghiệm yêu cầu cao khả năng của các nhà lí thuyết và các nhà thực nghiệm trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 12 việc đặt ra các câu hỏi, trong việc tạo ra các điều kiện thí nghiệm để có thể trả lời câu hỏi đã đặt ra. Các giai đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm: - Làm xuất hiện vấn đề, - Xây dựng dự đoán, - Suy luận rút ra hệ quả, - Đề xuất và thực hiện phƣơng án thí nghiệm, kiểm tra sự phù hợp của hệ quả với thực nghiệm, - Ứng dụng kiến thức. Trong phƣơng pháp này thí nghiệm đóng vai trò quan trọng, nó nhƣ là vật phân tích thực tế khách quan đƣợc con ngƣời sử dụng có ý thức để nghiên cứu các mối quan hệ khách quan; là tiêu chuẩn chân lí của lí thuyết, giả thuyết dƣới các điều kiện thí nghiệm đƣợc thực hiện. * Phương pháp dạy học kết hợp giữa tập thể và cá nhân - dạy học theo nhóm Trong học tập không phải mọi tri thức, kĩ năng, thái độ đều đƣợc hình thành bằng con đƣờng hoạt động cá nhân đơn thuần. Bởi vì, trong một lớp học trình độ kiến thức, tƣ duy của HS không thể đồng đều tuyệt đối. Để đảm bảo cƣờng độ và tiến độ học tập diễn ra nhƣ mong muốn, đạt hiệu quả cao thì việc phối hợp giữa các cá nhân trong hoạt động học tập là rất cần thiết. Lớp học là một môi trƣờng giao tiếp giữa thầy – trò, trò – trò tạo nên mối quan hệ hợp tác giữa các cá nhân trên con đƣờng đi tìm chân lí. Thông qua thảo luận, tranh luận trong tập thể, ý kiến cá nhân đƣợc điều chỉnh, khẳng định hay bác bỏ. Qua đó ngƣời học nâng lên một trình độ mới; bài học vận dụng đƣợc vốn hiểu biết, kinh nghiệm của mỗi cá nhân và cả lớp. Trong hoạt động học tập hợp tác, tính cách và năng lực của mỗi cá nhân đƣợc bộc lộ, đƣợc uốn nắn; tình bạn, ý thức tổ chức kỉ luật, tinh thần tƣơng trợ cộng đồng đƣợc phát triển. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 13 1.2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TÍNH TÍCH CỰC TRONG DẠY HỌC 1.2.1. Bản chất của học và chức năng của dạy trong hệ tƣơng tác dạy học 1.2.1.1. Bản chất hành động của sự học Theo quan điểm tâm lý học tƣ duy, sự học là sự phát triển về chất của cấu trúc hành động. Tùy thuộc vào sự phát triển cấu trúc hành động học của chủ thể mà chất lƣợng, hiệu quả của sự học có thể khác nhau ứng với cùng một hành vi bề ngoài giống nhau. Ở đây hành vi đƣợc xem nhƣ kết quả biểu hiện bên ngoài của hành động còn cách thức để đạt tới kết quả đó đƣợc xem nhƣ cấu trúc bên trong của hành động học. Theo GS.TS Phạm Hữu Tòng: “Sự học phải là một quá trình hình thành và phát triển của các dạng thức hành động xác định, thông qua thích ứng của chủ thể với tình huống hoạt động của chủ thể tồn tại tƣơng ứng với động cơ thúc đẩy hoạt động đó. Hoạt động có đối tƣợng cấu thành từ hành động, hành động gồm các thao tác. Hành động có mục đích, điều kiện, phƣơng tiện cụ thể” [24]. Sơ đồ mô tả hành động học nhƣ hình 1.2 : Động cơ Hoạt động Mục đích Hành động Điều kiện, phƣơng tiện Thao tác Hình 1.2 Nhƣ vậy ta có thể hiểu: Sự học nói chung là sự thích ứng của ngƣời học với những tình huống thích đáng làm nảy sinh và phát triển ở ngƣời học những dạng hoạt động xác định, phát triển ở ngƣời học những năng lực thể chất, tinh thần và nhân cách của cá nhân. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 14 1.2.1.2. Chức năng tổ chức, kiểm tra, định hƣớng hành động của sự dạy Nhƣ đã nói ở trên, học là hành động của HS xây dựng kiến thức cho bản thân và vận dụng kiến thức của mình. Điều đó cũng có nghĩa dạy học là dạy hành động (hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng tri thức). Do đó, trong dạy học, GV cần tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thích ứng của HS, đồng thời kiểm tra và định hƣớng hành động của HS theo một chiến lƣợc hợp lí sao cho HS tự chủ chiếm lĩnh tri thức, đồng thời năng lực trí tuệ và nhân cách toàn diện của họ từng bƣớc phát triển. Có thể mô tả sự tƣơng tác nói trên trong hệ dạy học bằng sơ đồ hình 1.3: Định hƣớng Giáo viên Học sinh Liên hệ ngƣợc Tổ chức Thích ứng Cung cấp tƣ liệu, tạo tình huống Tƣ liệu hoạt động dạy học (môi trƣờng) Hình 1.3 Trong hệ tƣơng tác dạy học, tƣơng tác trực tiếp giữa các học sinh với nhau và giữa học sinh với giáo viên là sự trao đổi, tranh luận giữa các cá nhân với nhau. Nhờ đó từng cá nhân học sinh tranh thủ sự hỗ trợ xã hội từ phía giáo viên và tập thể học sinh trong quá trình chiếm lĩnh xây dựng tri thức [25]. 1.2.2. Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh 1.2.2.1. Khái niệm và phân loại tính tích cực hoạt động nhận thức a) Khái niệm Tính tích cực là các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí của ngƣời học từ thụ động sang chủ động, từ đối tƣợng tiếp nhận tri thức sang chủ động tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả. “Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của học sinh đặc trƣng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 15 quá trình nắm vững kiến thức” [27]. Tính tích cực nhận thức vừa là mục đích hoạt động, vừa là phƣơng tiện - điều kiện để đạt đƣợc mục đích, đồng thời là kết quả của hoạt động. Tính tích cực học tập là một hiện tƣợng sƣ phạm biểu hiện ở sự gắng sức cao về nhiều mặt trong hoạt động học tập. Học tập là một trƣờng hợp riêng của nhận thức, vì vậy nói tới tính tích cực học tập thực chất nói tới tính tích cực nhận thức. Nhƣ vậy, tính tích cực học tập chính là phẩm chất, là sự cố gắng của mỗi HS. Đối với HS trong quá trình học tập đòi hỏi phải có những nhân tố, tính lựa chọn thái độ đối với đối tƣợng nhận thức, đề ra cho mình mục đích, nhiệm vụ cần giải quyết sau khi đã lựa chọn đối tƣợng, cải tạo đối tƣợng trong hoạt động sau này nhằm giải quyết vấn đề. Hoạt động mà thiếu những nhân tố trên thì không thể nói là tính tích cực nhận thức. b) Phân loại tính tích cực hoạt động nhận thức Tính tích cực trong hoạt động học tập của HS có thể đạt đƣợc ở nhiều cấp độ tùy thuộc vào phẩm chất và sự cố gắng của mỗi em. Tùy theo việc huy động chủ yếu những chức năng tâm lí nào và mức độ huy động những chức năng tâm lí đó mà ngƣời ta phân ra ba loại tính tích cực: - Tính tích cực tái hiện (bắt chước): Chủ yếu dựa vào trí nhớ và tƣ duy tái hiện (học sinh tích cực bắt chƣớc hoạt động của GV và các bạn trong lớp). - Tính tích cực tìm tòi: Đặc trƣng bởi bằng sự bình phẩm, phê phán, tìm tòi tích cực về mặt nhận thức, óc sáng kiến, lòng khao khát hiểu biết, hứng thú học tập (học sinh tự giải quyết đƣợc các vấn đề đã nêu ra, lựa chọn đƣợc lời giải hợp lý nhất trong các cách giải quyết đã biết). Tính tích cực đó không hạn chế trong khuôn khổ những yêu cầu của GV. - Tính tích cực sáng tạo: Đây là cấp độ cao nhất của tính tích cực nhận thức; nó đặc trƣng bằng con đƣờng khẳng định riêng của mình, không giống với con đƣờng mà mọi ngƣời đã thừa nhận, đã trở thành chuẩn hóa (HS có khả năng mang kiến thức đã biết vào tình huống mới, phát hiện những vấn đề mới trong tình huống đã biết…). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 16 1.2.2.2. Nguyên nhân của tính tích cực nhận thức và các mặt của tính tích cực nhận thức a) Nguyên nhân của tính tích cực nhận thức Tính tích cực nhận thức của HS nảy sinh trong quá trình học tập nhƣng nó là kết quả của nhiều nguyên nhân, có nguyên nhân hình thành từ quá khứ, thậm chí từ lịch sử lâu dài của nhân cách. Tính tích cực của nhận thức phụ thuộc vào các nhân tố nhƣ: hứng thú, nhu cầu, động cơ, năng lực, ý chí, sức khỏe, môi trƣờng… Trong đó hứng thú là nhân tố đƣợc GV quan tâm nhất, vì: - Có thể hình thành hứng thú ở HS một cách nhanh chóng và bất kì lúc nào của quá trình dạy học. - Có thể gây hứng thú cho HS ở mọi lứa tuổi. - Quan trọng hơn cả là việc gây hứng thú cho HS nằm trong khả năng của ngƣời thầy. “Ngƣời thầy có thể điều khiển hứng thú của học sinh qua các yếu tố của quá trình dạy học: nội dung, phƣơng pháp, phƣơng tiện, hình thức tổ chức qua các bƣớc lên lớp nhƣ mở bài, bài giảng mới, củng cố, vận dụng, kiểm tra kiến thức, mối quan hệ thầy – trò” [27]. b) Các mặt của tính tích cực: Tính tích cực bao gồm hai mặt: mặt tự phát và mặt tự giác. - Mặt tự phát: là yếu tố tiềm ẩn của từng cá nhân học sinh; nó biểu hiện bằng tính tò mò, hiếu kì, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi trong hành vi mà ở trẻ đều có trong mức độ khác nhau. - Mặt tự giác: là trạng thái tâm lí có mục đích và đối tƣợng rõ rệt, thể hiện óc quan sát, tính phê phán, tính tò mò khoa học [27]. Tính tích cực nhận thức có hạt nhân là hoạt động tƣ duy của cá nhân đƣợc tạo nên do sự thúc đẩy của hệ thống nhu cầu đa dạng. Tính tích cực nhận thức và tính tích cực học tập có liên quan chặt chẽ với nhau nhƣng không phải đồng nhất. Trong một số trƣờng hợp, có thể tích cực ở bên ngoài mà không phải là tích cực ở trong tƣ duy. Tính tích cực bên ngoài đƣợc biểu hiện ở sự thực hiện các nề nếp, các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 17 yêu cầu của GV, các thao tác, hành vi bên ngoài có thể kiểm soát đƣợc. Mặt khác, do bản thân HS có động cơ, mục đích học tập, khi tiếp thu các tác động bên ngoài đã biến thành những nhu cầu nhận thức, tích cực đào sâu suy nghĩ một cách tự giác, đó là tính tích cực bên trong đẫn đến sự độc lập phát triển của cá nhân. Tính tích cực bên ngoài là cần thiết nhƣng tính tự giác bên trong là yếu tố quyết định sự phát triển của mỗi cá thể. 1.2.2.3. Biểu hiện và vai trò của tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh a) Biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh biểu hiện ở chỗ: - Sự chú ý học tập của học sinh, sự hăng hái tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập, - Thƣờng xuyên có những thắc mắc, đòi hỏi giáo viên giải thích cặn kẽ các vấn đề chƣa rõ, - Có hứng thú học tập, - Học sinh chủ động linh hoạt sử dụng các kiến thức, kĩ năng hoạt động để nhận thức các vấn đề mới, - Học sinh mong muốn đƣợc đóng góp những thông tin, kiến thức mới tìm hiểu đƣợc ở các nguồn tài liệu khác nhau, - Biết vận dụng các kiến thức vào giải bài tập hoặc áp dụng vào trong thực tiễn, - Có quyết tâm, ý chí vƣơn lên trong học tập, có khả năng sáng tạo trong giải quyết các vấn đề học tập [27]. b) Vai trò của tính tích cực hoạt động nhận thức trong quá trình học tập: Trong quá trình dạy học, hoạt động chính của HS là tích cực, tự giác lĩnh hội kiến thức. Trong quá trình này, hoạt động học tập của HS diễn ra dƣới sự chỉ đạo trực tiếp của GV; sự giúp đỡ của GV nhiều hay ít tùy thuộc vào đối tƣợng, trình độ nhận thức của học sinh, tùy theo từng giai đoạn của sự học tập. Thực tế cho thấy: Nếu trong quá trình dạy học, GV chỉ giảng giải cho HS, đem kiến thức đến cho các em dƣới dạng “chuẩn bị sẵn” thì HS không có hứng thú Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 18 theo dõi bài giảng, không nắm vững kiến thức, càng không thể biến nó thành giá trị riêng của bản thân; từ đó sinh ra ỉ lại, không cố gắng nỗ lực, kiên trì trong học tập. Ngƣợc lại, quá trình dạy học mà hoạt động nhận thức của HS kết hợp chặt chẽ với sự điều khiển của GV thì không những HS chăm chú nghe giảng mà còn hăng hái tham gia giải quyết vấn đề; kết quả là các em nắm vững các tri thức, kĩ năng, kĩ xảo. Có thể nói, tính tích cực học tập là điều kiện cần thiết để HS tiếp thu tài liệu một cách có ý thức, đồng thời phát triển tƣ duy; khi đó kiến thức vừa lĩnh hội đƣợc mới trở thành vốn riêng của bản thân. 1.2.2.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức Các biện pháp để phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS có thể đƣợc tóm tắt nhƣ sau: - Nói lên ý nghĩa lí thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu. - Nội dung dạy học phải mới, cái mới ở đây không phải là xa lạ quá đối với học sinh, cái mới phải liên hệ với cái cũ; kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, với suy nghĩ hàng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của các em. - Phƣơng pháp dạy học phải đa dạng (phát hiện và giải quyết vấn đề, thí nghiệm, thực hành, so sánh, làm việc độc lập…) và phối hợp chúng với nhau. - Sử dụng các phƣơng tiện dạy học, đặc biệt là các dụng cụ trực quan có tác dụng tốt trong quá trình kích thích hứng thú của HS. - Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: Cá nhân, nhóm, tập thể, làm việc trong phòng thí nghiệm…. - Thầy giáo, bạn bè động viên, khen thƣởng kịp thời khi có thành tích học tập tốt. - Luyện tập dƣới các hình thức khác, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, các tình huống mới. - Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và HS. - Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập. Nhƣ vậy, để phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS THPT đối Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 19 với bộ môn Vật lí trƣớc hết phải xác định động cơ, tạo hứng thú và nhu cầu học tập cho các em. Mặt khác, Vật lí học là một bộ môn khoa học thực nghiệm, GV có thể tạo ra những tình huống bất ngờ kích thích nhu cầu đi tìm nguyên nhân của các hiện tƣợng khoa học, sử dụng thí nghiệm một cách khoa học… để HS phải chú ý, tạo hứng thú học tập và bắt buộc tƣ duy tìm cách giải quyết vấn đề, chính những điều đó sẽ phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức trong học tập Vật lí của HS. 1.3. THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Trong quá trình dạy học Vật lí có nhiều cách thức khác nhau để phát huy tính tích cực, tự lực và bồi dƣỡng tƣ duy cho HS, tuy nhiên việc sử dụng thí nghiệm và sử dụng hợp lí thí nghiệm trong giờ học Vật lí là một trong những biện pháp đƣợc coi là hữu hiệu nhất. 1.3.1 Khái niệm về thí nghiệm Vật lí Trong Vật lí học, thí nghiệm hiểu là quan sát hiện tƣợng cần nghiên cứu trong các điều kiện đƣợc kiểm tra chính xác, cho phép theo dõi tiến trình của hiện tƣợng và tái tạo nó mỗi lần lặp lại các hiện tƣợng này. Nhƣ vậy, thí nghiệm Vật lí vừa là nguồn kiến thức vừa là một phƣơng pháp nghiên cứu. “Thí nghiệm Vật lí trong trƣờng phổ thông (còn gọi là thí nghiệm giáo khoa) là sự phản ánh phƣơng pháp nghiên cứu khoa học trong việc nghiên cứu các hiện tƣợng Vật lí, vì vậy chúng mang yếu tố cơ bản về phƣơng pháp thực nghiệm khoa học” [24]. Thí nghiệm là một phƣơng pháp dạy học Vật lí. Đó là cách thức, là biện pháp tổ chức các hoạt động dạy - học của ngƣời GV thể hiện qua sự cộng tác giữa thầy và trò trong quá trình giảng dạy và học tập nhằm đạt đƣợc hiệu quả cao nhất trong việc truyền thụ, lĩnh hội tri thức Vật lí và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành. 1.3.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí Thí nghiệm Vật lí có vai trò rất quan trọng trong việc dạy học Vật lí ở trƣờng THPT. Nó có thể đƣợc sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học (đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức, kĩ năng mới, củng cố kiến thức, kiểm tra và đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh)... Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 http://www.lrc-tnu.edu.vn Page 20 1.3.2.1. Thí nghiệm là phƣơng tiện đơn giản hóa và trực quan hóa việc quan sát các sự vật - hiện tƣợng trong dạy học Vật lí Trong tự nhiên và trong kĩ thuật, rất ít các hiện tƣợng, quá trình Vật lí xảy ra dƣới dạng thuần khiết. Chính nhờ các thí nghiệm ta có thể nghiên cứu các hiện tƣợng, quá trình xảy ra trong những điều kiện có thể khống chế đƣợc, thay đổi đƣợc, có thể quan sát đo đạc đơn giản hơn, dễ dàng hơn để đi tới nhận thức đƣợc nguyên nhân, bản chất của mỗi hiện tƣợng và mối quan hệ có tính quy luật giữa chúng. Thí nghiệm là phƣơng tiện trực quan giúp học sinh nhanh chóng tiếp thu đƣợc những thông tin chân thực về các hiện tƣợng, quá trình Vật lí. Đặc biệt trong việc nghiên cứu các lĩnh vực của Vật lí mà ở đó các đối tƣợng cần nghiên cứu không thể tri giác trực tiếp bằng các giác quan của con ngƣời thì việc sử dụng trong dạy học Vật lí các thí nghiệm mô hình (các thí nghiệm đƣợc tiến hành trên những mô hình vật chất thay thế cho đối tƣợng gốc cần nghiên cứu) để trực quan hóa các hiện tƣợng, quá trình cần nghiên cứu không thể thiếu đƣợc [5], [22]. 1.3.2.2. Thí nghiệm là phƣơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện cho HS Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí góp phần quan trọng vào việc phát triển nhân cách toàn diện của HS đƣợc thể hiện ở các mặt sau: + Thí nghiệm là phƣơng tiện để nâng cao chất lƣợng kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho HS: Thí nghiệm luôn có mặt trong quá trình nghiên cứu các hiện tƣợng, quá trình Vật lí, hình thành các khái niệm, các định luật Vật lí, xây dựng các thuyết Vật lí, đề cập các ứng dụng trong sản xuất và đời sống của những kiến thức đã học. Đồng thời, thí nghiệm tạo ra cho HS những khả năng làm quen và thực hiện các phƣơng pháp tƣ duy nhƣ phân tích và tổng hợp, con đƣờng quy nạp và diễn dịch, sự so sánh và phép tƣơng tự. Trong các thí nghiệm do chính mình tiến hành, HS đƣợc rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo (sử dụng các dụng cụ đo, đọc và lắp ráp thí nghiệm…); đƣợc rèn luyện Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn