Tài liệu Xây dựng một số thí nghiệm và sử dụng kết hợp với thí nghiệm ảo để dạy học các kiến thức phần nhiệt học ở trường thcs miền núi (lv02195)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 ------------------------------------- LÝ CHIẾN DÌN XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM VÀ SỬ DỤNG KẾT HỢP VỚI THÍ NGHIỆM ẢO ĐỂ DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC PHẦN “NHIỆT HỌC” Ở TRƯỜNG THCS MIỀN NÚI Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS.TRẦN ĐỨC VƯỢNG HÀ NỘI, 2016 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy giáo, cô giáo giảng dạy ở Khoa vật lý, Phòng sau đại học trường đại học Sư phạm Hà Nội 2, trường đại học sư phạm Hà Nội, Viện khoa học giáo dục Việt Nam đã quan tâm giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài này. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo phản biện đã đọc và cho những nhận xét quý báu đối với bản luận văn này. Nhân đây, tác giả cũng gửi lời cảm ơn các thầy giáo, cô giáo 4 trường THCS huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai đã tạo điều kiện cho tôi thực nghiệm đề tài. Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Trần Đức Vượng đã tận tình hướng dẫn em thực hiện đề tài này. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè, những người thân đã giúp đỡ, động viên tác giả trong suốt quá trình học tập nghiên cứu. Hà Nội, 2016 Tác giả Lý Chiến Dìn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS: Trần Đức Vượng. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Lý Chiến Dìn DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CNTT CT-BGD&ĐT DH ĐC HS THCS Công nghệ thông tin Chỉ thị - Bộ giáo dục và đào tạo Dạy học Đối chứng Học sinh Trung học cơ sở THPT TNg TN HS GV PGS.TS PPDH THPT SGK TNSP THCN Trung học phổ thông Thực nghiệm Thí Nghiệm Học sinh Giáo viên Phó giáo sư tiến sĩ Phương pháp dạy học Trung học phổ thông Sách giáo khoa Thực nghiệm sư phạm Trung học chuyên nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Lớp thực nghiệm và lớp đối chứng....................................................................65 Bảng 3.2: Tổng hợp mức độ sôi nổi của lớp thực nghiệm và đối chứng............67 Bảng 3.3: Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra.....................................68 Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất của hai nhóm............................................................69 Bảng 3.5: Bảng phân phối tần xuất luỹ tích của hai nhóm.........................................70 Bảng 3.6: Bảng phân loại theo học lực của hai nhóm...................................................72 Bảng 3.7: Bảng tổng hợp các tham số của hai nhóm.....................................................74 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân bố điểm của hai nhóm ĐC và TNg................................69 Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất luỹ tích của hai nhóm...............................71 Biểu đồ 3.3. Biểu đồ phân loại theo học lực của hai nhóm........................................72 DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất.......................................................................................70 Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần xuất luỹ tích....................................................................71 MỤC LỤC MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................................1 I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI..................................................................................................................1 II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU......................................................................................................4 III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU...................................................................................................4 IV. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU......................................................................5 V. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC......................................................................................................5 VI. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................................................................5 1. Nghiên cứu lý thuyết.......................................................................................................................5 2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn.........................................................................................5 3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm.......................................................................................5 4. Phương pháp thống kê toán học...............................................................................................6 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KẾT HỢP THÍ NGHIỆM TỰ TẠO VỚI THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ.......................................................................................................................................................................7 1.1. Thí nghiệm và vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí..................................7 1.1.1. Thí nghiệm Vật lí......................................................................................................................7 1.1.2. Vai trò của TN trong DH vật lí..........................................................................................7 1.1.2.1. TN góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS............................7 1.1.2.2. TN giúp phát hiện và khắc phục quan niệm sai lầm của HS......................8 1.1.2.3. TN là phương tiện nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS...........................................................................................................................................................8 1.1.2.4. TN làm đơn giản hóa các hiện tượng vật lí...........................................................9 1.1.2.5. TN góp phần tích cực hóa tư duy người học........................................................9 1.1.2.6. TN có tác dụng bồi dưỡng các đức tính tốt cho HS......................................10 1.1.2.7. TN vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình DH.................................................................................................................................................................10 1.1.3. Phân loại TN trong DH Vật lí.........................................................................................10 1.1.3.1. TN biểu diễn của giáo viên..........................................................................................10 1.1.3.2.TN thực tập về vật lí của HS........................................................................................12 1.1.4. Các yêu cầu đối với TN vật lí.........................................................................................13 1.2. Thí nghiệm tự tạo.......................................................................................................................13 1.2.1. Khái niệm....................................................................................................................................13 1.2.2. Ưu điểm của TN tự tạo.......................................................................................................13 1.2.3. Những yêu cầu đối với TN tự tạo[ 8].........................................................................14 1.3. Thí nghiệm ảo trong dạy học vật lý.................................................................................15 1.3.1. Vai trò của thí nghiệm ảo trong DH vật lí...............................................................15 1.3.2. Các ứng dụng và ưu điểm của thí nghiệm ảo trong DH vật lí....................17 1.3.2.1. Ứng dụng kỹ thuật không gian ảo để thiết kế TN và mô hình ảo.........17 1.3.2.2. Ứng dụng thí nghiệm ảo xây dựng bài giảng điện tử...................................18 1.4. Tính tích cực của học sinh trong hoạt động học tập vật lí ở trường phổ thông............................................................................................................................................................18 1.4.1. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập vật lí........................................19 1.4.2. Một số đặc điểm của HS miền núi liên quan đến tính tích cực hoạt động nhận thức...................................................................................................................................................20 1.4.3. Các phương pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS trong DH vật lí.......................................................................................................................................21 1.4.3.1. Khái niệm về phương pháp dạy học tích cực....................................................21 1.4.3.2. Những dấu hiệu đặc trưng của các phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực nhận thức cho HS..........................................................................................22 1.4.3.3. Các phương pháp dạy học tích cực.........................................................................25 1.5. Thực trạng của việc sử dụng phối hợp thí nghiệm tư tạo với các thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí ở trường THCS miền núi...........................................26 1.5.1. Mục đích, phương pháp điều tra...................................................................................26 1.5.2. Kết quả điều tra.......................................................................................................................27 1.5.2.1. Cơ sở vật chất.......................................................................................................................27 1.5.2.2. Tình hình học tập của HS..............................................................................................28 1.5.2.3. Tình hình dạy của GV vật lý.......................................................................................29 KẾT LUẬN CHƯƠNG I................................................................................................................30 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM VÀ SỬ DỤNG KẾT HỢP VỚI THÍ NGHIỆM ẢO VÀO DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC CHO HỌC SINH MIỀN NÚI....................................................................................................................31 2.1. Khái quát nội dung phần "Nhiệt học" THCS............................................................31 2.1.1. Tư tưởng chỉ đạo việc lựa chọn và cấu trúc nội dung chương trình và cơ sở định hướng việc đổi mới PPDH vật lí ở cấp THCS..................................................31 2.1.2. Cấu trúc nội dung phần "Nhiệt học" THCS...........................................................33 2.2. Xây dựng một số TN tự tạo phần "Nhiệt học", vật lý lớp 8.............................34 2.2.1. Quy trình xây dựng TN tự tạo........................................................................................34 2.2.2. Các TN tự tạo phần "Nhiệt học"...................................................................................35 2.2.2.1. Thí nghiệm "Sự đối lưu trong không khí"..........................................................35 2.2.2.2. Thí nghiệm sự đối lưu của chất khí.........................................................................36 2.2.2.3. Thí nghiệm sự đối lưu trong chất lỏng..................................................................37 2.2.2.4. Thí nghiệm về sự dẫn nhiệt..........................................................................................39 2.2.2.5. Thí nghiệm sự nở vì nhiệt của chất khí................................................................40 2.2.3. Một số thí nghiệm ảo được sử dụng kết hợp với sử dụng thí nghiệm tự tạo để dạy học các kiến thức phần “nhiệt học”..................................................................41 2.2.3.1. Thí nghiệm về sự dẫn nhiệt..........................................................................................41 2.2.3.2. Bức xạ nhiệt..........................................................................................................................42 2.3.2. Quy trình thiết kế bài DH có sử dụng phối hợp TN tự tạo với thí nghiệm ảo trong DH phần "Nhiệt học"...................................................................................44 2.3.2.1. Xác định mục tiêu bài học............................................................................................44 2.3.2.2. Xác định kiến thức cơ bản và trọng tâm bài học............................................45 2.3.2.3. Lựa chọn phương án phối hợp TN cho từng giai đoạn DH cụ thể.......45 2.3.2.4. Chuẩn bị tư liệu, thiết bị cho bài học.....................................................................46 2.3.2.5. Lên kế hoạch DH chi tết................................................................................................46 2.3.3. Soạn thảo, thiết kế tiến trình DH cụ thể...................................................................46 2.3.3.1. Thiết kế, soạn thảo tiến trình dạy học cụ thể.....................................................46 KẾT LUẬN CHƯƠNG II...............................................................................................................63 CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.....................................................................64 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm...........................................................64 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm....................................................................................64 3.1.2. Nhiệm vụ của TNSP.............................................................................................................64 3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm...........................................................64 3.2.1. Đối tượng thực nghiệm.......................................................................................................64 3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm....................................................................................65 3.3. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.........................................66 3.3.1. Phân tích định tính dựa trên theo dõi hoạt động của HS trong giờ học 66 3.3.2. Phân tích kết quả định lượng dựa trên kết quả bài kiểm tra.........................66 3.3.3. Khống chế các tác động ngoài ảnh hưởng đến kết quả của TNSP...........66 3.4. Kết quả thực nghiệm................................................................................................................67 3.4.1. Đánh giá kết quả dịnh tính................................................................................................67 3.4.2. Đánh giá Kết quả định lượng..........................................................................................68 3.4.3. Kiểm định giả thuyết thống kê.......................................................................................74 3.5. Đánh chung kết quả thực nghiệm sư phạm................................................................76 KẾT LUẬN CHƯƠNG III.............................................................................................................77 KẾT LUẬN CHUNG........................................................................................................................78 TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................81 1 MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Bước vào thế kỷ 21 - thế kỷ mà tri thức và kỹ năng của con người được coi là yếu tố quyết định sự phát triển xã hội. Trong xã hội tương lai - xã hội dựa vào tri thức, nền giáo dục phải đào tạo ra những con người thông minh, có trí tuệ phát triển, giàu tính sáng tạo và tính nhân văn. Sự xuất hiện nền kinh tế toàn cầu và nền kinh tế tri thức đang đưa xã hội loài người tới một kỷ nguyên mới và nó cũng đòi hỏi một hệ thống giáo dục mới và phương pháp giáo dục mới sao cho thích nghi với môi trường xã hội thay đổi. Đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) là một trong những mục tiêu lớn được ngành giáo dục và đào tạo đặt ra trong giai đoạn hiện nay và là mục tiêu chính được nghị quyết TW2, khóa VIII chỉ ra rất rõ và cụ thể: "Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh..." [2]. 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 tiện dạy học không chỉ giúp học sinh nâng cao hiệu quả học tập mà còn hướng vào việc hình thành cho học sinh kỹ năng sử dụng các phương tiện học tập và hoạt động thực tiễn. Thực trạng giáo dục nước ta cho thấy việc giảng dạy kiến thức nói chung và kiến thức vật lý 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 lý đặc biệt đối với học sinh ở miền núi. 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 vật lý. 2 Đối với môn Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, các khái niệm vật lí, các định luật vật lí, các thuyết vật lí, 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 PPDH. Bên cạnh việc xây dựng các phương án thí nghiệm bằng các thí nghiệm có sẵn thì việc nghiên cứu chế tạo một số thí nghiệm tự tạo đơn giản từ những vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền là một nhiệm vụ có tác dụng trên nhiều mặt, đặc biệt phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh. Trong những năm gần đây, CNTT đang phát triển như vũ bão và có nhiều ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống. Tầm quan trọng của CNTT trong giáo dục cũng đã được cụ thể hóa trong Chỉ thị 55/2008/CTBGD&ĐT về tăng cường giảng dạy, đào tạo, và ứng dụng CNTT trong ngành giáo dục giai đoạn 2008-2012 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo: "CNTT là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập và hỗ trợ đổi mới quản lí giáo dục, góp phần nâng cao hiệu quả và chất lượng giáo dục. Phát triển nguồn nhân lực CNTT và ứng dụng CNTT trong giáo dục là một nhiệm vụ quan trọng và có ý nghĩa quyết định sự phát triển CNTT của đất nước" [4]. DH vật lí với ứng dụng của CNTT để chế tạo các thí nghiệm ảo góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình DH, đồng thời nó cũng khắc phục được những giờ dạy mà thiết bị thông thường không thể thực hiện được. Các quá trình, các hiện tượng vật lí và sự biến đổi của các đại lượng vật lí thường rất khó quan sát hoặc không thể quan sát được một cách đầy đủ vì quá trình diễn ra rất nhanh hoặc diễn ra trong một kích thước rất nhỏ. Điều đó gây khó khăn trong việc nghiên cứu tìm ra quy luật của chúng. Thí nghiệm ảo đã, đang và sẽ có vai trò to lớn trong việc nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy và học môn vật lí trong nhà trường. 3 Trong chương trình vật lí phổ thông, kiến thức phần "Nhiệt học" là những nội dung trừu tượng vì nó đi sâu về thế giới vi mô song lại có nhiều ứng dụng rộng rãi trong đời sống thực tế và kỹ thuật, có thể phát huy cao tính sáng tạo và năng lực hoạt động thực tiễn của học sinh. Lịch sử nghiên cứu vấn đề Nước ta có nhiều công trình nghiên cứu về tổ chức hoạt động nhận thức cho HS theo hướng phát huy tính tích cực cũng như các công trình nghiên cứu về TN tự tạo hay các đề tài nghiên cứu về thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí như: - "Nghiên cứu sử dụng TN với sự hỗ trợ của máy vi tính trong DH một số kiến thức cơ học và nhiệt học THPT" của TS Trần Huy Hoàng [ 9]. - "Sử dụng phối hợp TN tự tạo với thí nghiệm có sự hỗ trợ của máy vi tính vào dạy học phần cơ - nhiệt lớp 10 THPT" của Thạc sĩ giáo dục học Trần Thị Ngọc Ánh, trường Đại học sư phạm - Đại học Huế[ 1 ] - "Nghiên cứu TN tự tạo, khai thác và sử dụng TN đơn giản, rẻ tiền nhằm góp phần đổi mới PPDH vật lí ở trường phổ thông theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS" của PGS.TS Lê Văn Giáo[ 8] - "Phương pháp sử dụng thí nghiệm trong giờ học vật lí nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh THCS miền núi" của Thạc sĩ Hà Sỹ Thuyết - Đại học sư phạm-Đại học Thái Nguyên[ 24] Nghiên cứu ứng dụng CNTT trong DH nói chung và máy vi tính hỗ trợ TN vật lí nói riêng những năm gần đây phát triển rất mạnh. Các tác giả như Phạm Xuân Quế, Lê Công Triêm, Nguyễn Quang Lạc, Mai Văn Trinh, Nguyễn Xuân Thành, Trần Huy Hoàng ... đã có nhiều đề tài, công trình nghiên cứu và công bố nhiều bài báo khoa học về vấn đề này. Những công trình trên đã làm sáng tỏ phần lớn cơ sở lí luận của CNTT trong DH vật lí. Như vậy, mặc dù có nhiều đề tài nghiên cứu về TN tự tạo và thí nghiệm ảo 4 trong DH vật lí, tuy nhiên các đề tài này mới chỉ dừng lại ở phạm vi nghiên cứu độc lập, chưa có công trình nào nghiên cứu về kết hợp xây dựng thí nghiệm tự tạo với thí nghiệm ảo trong DH phần "Nhiệt học" ở trường THCS miền núi. Trong phạm vi đề tài nghiên cứu của mình, tác giả sẽ kế thừa những kết quả của những công trình nghiên cứu trước đây, đồng thời sẽ nghiên cứu việc kết hợp TN tự tạo với thí nghiệm ảo để dạy học phần "Nhiệt học" nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho HS ở trường THCS miền núi. Trên cơ sở những lý 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 miền núi, tôi lựa chọn đề tài. “Xây dựng một số thí nghiệm và sử dụng kết hợp với thí nghiệm ảo để dạy học các kiến thức phần “Nhiệt học” ở trường THCS miền núi” II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xây dựng một số thí nghiệm và sử dụng kết hợp với thí nghiệm ảo để dạy học các kiến thức phần “Nhiệt học” nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS ở trường THCS miền núi. III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của TN, vai trò của TN, kết hợp TN tự tạo và thí nghiệm ảo trong DH Vật lý. - Khảo sát thực trạng và đề xuất giải pháp việc xây dựng một số TN tự tạo đơn giản trong dạy học kiến thức phần “Nhiệt học” ở trường THCS miền núi. - Tiến trình xây dựng một số TN tự tạo đơn giản phần "Nhiệt học" - Soạn thảo tiến trình DH cụ thể có sử dụng phối hợp TN tự tạo với thí nghiệm ảo vào DH phần "Nhiệt học". - Tổ chức thực nghiệm, tổng kết và rút ra một số kết luận cần thiết. 5 IV. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đề tài tập trung nghiên cứu xây dựng một số thí nghiệm tự tạo sử dụng kết hợp với thí nghiệm ảo trong dạy học các kiến thức phần “Nhiệt học”, vật lý lớp 8, ở trường THCS miền núi. V. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu thiết kế, chế tạo được một số thí nghiệm tự tao và xây dựng được tiến trình DH có sử dụng bộ TN này kết hợp thí nghiệm ảo theo quan điểm lý luận DH hiện đại một cách hợp lý thì sẽ góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức HS THCS miền núi. VI. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu cơ sở lý luận tâm lý học, giáo dục học và lí luận DH bộ môn Vật lý, các tài liệu về tích cực hóa hoạt động nhận thức, TN và thí nghiệm ảo trong DH môn vật lý. - Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước cùng với các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới phương pháp DH hiện nay ở trường phổ thông. - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ DH của bộ môn vật lí ở trường phổ thông hiện nay. 2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra giáo dục: phỏng vấn gián tiếp bằng phiếu hỏi và tọa đàm trực tiếp với các đối tượng là giáo viên, học sinh về thực trạng dạy học vật lí ở trường THCS miền núi - Quan sát sư phạm: Dự giờ của giáo viên vật lí. 3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở các trường THCS miền núi có đối chứng để kiểm tra tính khả thi của luận văn, cụ thể làm nổi bật vai trò của 6 việc sử dụng kết hợp TN tự tạo với thí nghiệm ảo trong DH kiến thức phần "Nhiệt học" ở trường THCS miền núi. 4. Phương pháp thống kê toán học - Sử dụng phương pháp thống kê mô tả và kiểm định để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm và kiểm tra giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm ĐC và TNg. Đóng góp của đề tài - Góp phần làm rõ hơn cơ sở lý luận của TN, vai trò của TN tự tạo đơn giản và sử dụng kết hợp TN tự tạo với thí nghiệm ảo trong dạy học vật lý tại các trường THCS miền núi. - Đề xuất được một số phương án xây dựng một số TN tự tạo, sử dụng trong dạy học kiến thức phần Nhiệt học ở trường THCS. - Có thể làm tài liệu tham khảo cho GV dạy bộ môn Vật lý ở các trường THCS. Cấu trúc luận văn Luận văn được trình bày gồm các phần: Phần mở đầu, 3 chương, phần phụ lục và tài liệu tham khảo. 7 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KẾT HỢP THÍ NGHIỆM TỰ TẠO VỚI THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1. Thí nghiệm và vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí 1.1.1. Thí nghiệm Vật lí 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 sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được tri thức mới [10]. 1.1.2. Vai trò của TN trong DH vật lí Vật lí là một môn khoa học chủ yếu là thực nghiệm, do đó, TN đóng vai trò hết sức quan trọng trong DH vật lí. TN vật lí có các vai trò như sau: 1.1.2.1. TN góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS Thế giới quan là hệ thống tổng quát những quan điểm của con người về thế giới, về vị trí con người trong thế giới đó và về những quy tắc xử sự do con người đề ra trong thực tiễn xã hội, Thế giới quan có cấu trúc phức tạp, gồm nhiều yếu tố trong đó có hạt nhân là tri thức. Thế giới quan chứa đựng những nguyên tắc, quan điểm, niềm tin, khái niệm, biểu tượng về toàn bộ thế giới, bao gồm: về những sự vật, hiện tượng, về quy luật chung của thế giới, về chỉ dẫn, phương hướng hoạt động của con người, một nhóm người trong xã hội nói chung đối với thực tại ( nhằm phát triển sao cho tốt hơn). Thế giới quan chính là biểu hiện của cách nhìn bao quát đối với thế giới bên ngoài, cả con người và cả mối quan hệ của người - thế giới. Nó quy định thái độ của con người đối với thế giới và là kim chỉ nam cho hành động của con người. TN trong vai trò là một bộ phận quan trọng trong DH vật lí sẽ từng bước cung cấp và hệ thống hóa tri thức cho người học, qua đó củng cố niềm tin khoa học và hoàn thiện thế giới quan khoa học của mỗi người, tạo nên tư duy đúng đắn và tích cực. 8 Thông qua TN, lí thuyết được tái hiện một cách sinh động và đầy thuyết phục, tạo niềm tin khoa học vững chắc, tránh được sự giáo điều trong DH vật lí. 1.1.2.2. TN giúp phát hiện và khắc phục quan niệm sai lầm của HS HS khi bắt đầu học vật lí, do kinh nghiệm đời sống hàng ngày đã có một số hiểu biết nhất định về hiện tượng vật lí, những hiểu biết ban đầu ấy gọi là quan niệm HS. Tuy nhiên, những hiểu biết đó không thể xem là cơ sở để nghiên cứu vật lí, vì cùng một hiện tượng, mỗi HS sẽ có một cách hiểu khác nhau. Mặt khác, đa số quan niệm HS đều sai lệch so với bản chất của hiện tượng và quá trình vật lí. Ngay cả khi những hiểu biết không sai lệch với bản chất vật lí của sự vật, hiện tượng thì những quan niệm đó cũng không hoàn toàn chính xác và đầy đủ. Bên cạnh đó, chương trình vật lí phổ thông còn chứa đựng những nội dung kiến thức hoàn toàn mới mẻ đối với HS. Do đó, trong DH vật lí, GV cần phải có biện pháp khắc phục những quan niệm sai lầm của HS, giúp HS tiếp cận chính xác bản chất vật lí của sự vật, hiện tượng. Đã có nhiều công trình nghiên cứu chứng minh được rằng một trong những biện pháp khắc phục quan niệm HS có hiệu quả nhất là sử dụng TN. Vì HS chỉ có thể tự giác từ bỏ những ý nghĩ sai lầm khi tự nhận ra những quan niệm của mình là vô lí, mâu thuẫn với thực tế. Thông qua TN, quan niệm HS sẽ dần dần được bộc lộ, qua đó, GV có kế hoạch điều chỉnh, khắc phục các quan niệm này cho người học. 1.1.2.3. TN là phương tiện nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS. Ngoài những TN do GV biểu diễn, minh họa, có những TN do HS tự mình tiến hành. Qua đó, HS có nhiều cơ hội để rèn luyện kỹ năng, kĩ xảo thực hành, từ đó có khả năng và điều kiện tiếp cận với hoạt động thực tiễn. Việc để HS tham gia vào các TN sẽ tạo điều kiện giúp HS thu nhận kiến thức một 9 cách vững vàng hơn, tăng cường rèn luyện sự kháo léo chân tay. Khi tự tay tiến hành các TN, HS sẽ nâng cao được khả năng thực hành, thao tác một cách thuần thục, ngoài ra, việc thu thập, xử lí số liệu sẽ góp phần hoàn thiện kĩ năng thực hành tổng hợp cho HS. 1.1.2.4. TN làm đơn giản hóa các hiện tượng vật lí Các sự vật, hiện tượng, quá trình vật lí xung quanh ta diễn ra trong tự nhiên vô cùng phức tạp và đa dạng, có mối đan xen lẫn nhau. Do đó không thể nghiên cứu riêng lẻ một hiện tượng mà không có sự ảnh hưởng của các hiện tượng khác lên chúng, hay nói cách khác là không thể tách riêng từng hiện tượng để quan sát, nghiên cứu. Sử dụng TN có thể làm đơn giản hóa các hiện tượng, kiểm soát được các quá trình, làm nổi bật các khía cạnh, phơi bày rõ ràng bản chất của hiện tượng, quá trình cần nghiên cứu. Đối với các hiện tượng cần nghiên cứu mà chúng ta không thể tri giác trực tiếp bằng giác quan thì việc sử dụng TN làm mô hình để trực quan hóa là không thể thiếu được. Các hiện tượng, quá trình diễn ra trong TN làm đơn giản hóa các hiện tượng, quá trình thực, tuy nhiên vẫn đảm bảo cung cấp đầy đủ và chính xác tri thức, điều này tạo cho người học tiếp cận kiến thức một cách dễ dàng hơn. 1.1.2.5. TN góp phần tích cực hóa tư duy người học DH không chỉ đơn thuần là truyền thụ những kiến thức phổ thông cơ bản, mà phải xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh thể hiện trong suy nghĩ, thao tác tư duy để tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn. Thông qua TN, mọi giác quan của HS bị tác động mạnh và thường xuyên trong quá trình học tập. Quan sát sự vật, hiện tượng TN không giống như quan sát trong tự nhiên, vì TN đã làm bộc lộ những mối quan hệ bản chất nhất, làm rõ các yếu tố cần quan sát có chủ định. Bên cạnh đó, sau khi quan sát TN, việc thu thập, phân tích, xử lí kết quả số liệu của HS được rèn luyện từng ngày, qua đó nâng cao khả năng tư duy của người học.