LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Sau Đại học, ban chủ nhiệm khoa Vật lý và tổ bộ môn Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý trường ĐHSP Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Đặc biệt, tác giả luận văn xin trân trọng và biết ơn PGS.TS. Nguyễn Mạnh Thảo đã quan tâm và tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu. Cuối cùng tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè, đồng nghiệp và các bạn học viên cùng lớp cao học K22 đã động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Hà Nội, tháng 09 năm 2014 Tác giả luận văn Bùi Thị Thuận 1 MỤC LỤC 2 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GV Giáo viên HS Học sinh SGV Sách giáo viên SGK Sách giáo khoa SBT Sách bài tập TN Thí nghiệm TNTH Thí nghiệm thực hành THPT Trung học phổ thông TBTN Thiết bị thí nghiệm 3 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Ngày nay nhiều thành tựu khoa học và công nghệ xuất hiện một cách hết sức bất ngờ và đổi mới cực kì nhanh chóng. Theo đó hệ thống giáo dục cũng đặt ra những yêu cầu cần phải đổi mới Trước đòi hỏi của thực tiễn, nước ta đang trên con đường hội nhập và phát triển thì đổi mới giáo dục, trong đó đổi mới phương pháp dạy học là hết sức cần thiết. Luật giáo dụng công bố năm 2005, điều 28.2 có ghi “ phương pháp dạy học phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với từng đặc điểm của lớp 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”. Đổi mới giáo dục đòi hỏi nhà trường không chỉ trang bị cho học sinh những kiến thức đã có của nhân loại mà còn phải bồi dưỡng, hình thành ở học sinh tính năng động, óc tư duy sáng tạo và kĩ năng thực hành áp dụng, tức là đào tạo những người lao động không chỉ có kiến thức mà phải có năng lực hành động, kĩ năng thực hành. Để thực hiện các yêu cầu đó, giáo dục Việt Nam đã trải qua các cuộc cải cách với nhiều thành tựu, nhưng vẫn còn không ít những tồn tại cần từng bước khắc phục. Trong những năm gần đây, ngành giáo dục đã có nhiều đổi mới về chương trình, sách giáo khoa và phương pháp dạy học. Việc dạy học bộ môn Vật lí ở trường phổ thông cũng đã quan tâm nghiên cứu đổi mới trên nhiều phương diện: mục tiêu giáo dục, nội dung chương trình, sách giáo khoa và đặc biệt quan tâm đến phương pháp dạy học ở tất cả các bậc học. Với việc đổi mới phương pháp dạy học phù hợp với xu thế đổi mới trên thế giới, đáp ứng được yêu cầu phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập là: trong dạy học phải tạo điều kiện cho học sinh học vật lí như nghiên 4 cứu vật lý. Khi đó có điều kiện tối đa phát huy các năng lực sáng tạo, tích cực trong nhận thức, đồng thời rèn luyện cho học sinh phương pháp nghiên cứu Vật lí, biến thành năng lực giải quyết vấn đề của học sinh mà khi ra trường học sinh tiếp tục vận dụng để giải quyết các tình huống mới trong cuộc sống. Vật lí học là một bộ môn khoa học thực nghiệm, do đó việc sử dụng các TBTN trong dạy học là rất quan trọng, đòi hỏi người GV không những biết hướng dẫn HS thiết kế phương án, lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm mà đòi hỏi họ phải biết chế tạo các bộ thí nghiệm không có sẵn. Chính vì thế, đổi mới phương pháp dạy học vật lí phải hướng cả tới việc chế tạo và sử dụng có hiệu quả thí nghiệm vật lí. Thực tế dạy học ở một số trường phổ thông và đặc biệt là việc dạy học các kiến thức phần sóng cơ học trong chương trình vật lí lớp 12 chủ yếu vẫn theo kiểu dạy học truyền thống, có nghĩa thầy là trung tâm của hoạt động dạy học. Trong giờ học chủ yếu là hoạt động trình diễn của giáo viên.Giáo viên chỉ cố gắng thông báo đầy đủ những kiến thức trong sách giáo khoa, giảng giải cho học sinh hiểu và chấp nhận nó. Đặc biệt là thí nghiệm hầu như không có. Các kiến thức phần sóng cơ học (SGK Vật lí 12) khá trừu tượng, sách giáo khoa trình bày nặng nề về tính toán. Các thí nghiệm ít và nếu có thì chủ yếu là trình bày dưới dạng định tính. Để tạo điều kiện phát triển hoạt động nhận thức, hoạt động tìm tòi sáng tạo của học sinh trong học tập, học sinh có thể tiếp thu một cách sâu sắc khi học phần này, tôi thấy cần phải chế tạo và tiến hành một số các thí nghiệm giúp học sinh tiếp thu được những kiến thức thực sự là các kiến thức có chất lượng, sâu sắc, vững chắc. Với những lí do trên, tôi đã chọn đề tài “Chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm về giao thoa sóng nước trong dạy học vật lí lớp 12” làm đề tài nghiên cứu. 2.Mục đích nghiên cứu 5 Nghiên cứu chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm trong dạy học phần giao thoa sóng nước – Vật lí 12 THPT nhằm phát huy hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của HS trong học tập. 3.Giả thuyết khoa học Nếu chế tạo được và sử dụng hợp lí bộ thí nghiệm trong dạy học vật lí có thể góp phần làm phát huy hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của HS trong học tập, nâng cao chất lượng dạy học. 4.Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là các thiết bị thí nghiệm và quá trình tổ chức dạy học giải quyết vấn đề về kiến thức vật lí bài “ Giao thoa sóng” lớp 12 THPT. 5.Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích của đề tài tôi đã xác định những nhiệm vụ chính sau đây: - Nghiên cứu lí luận hiện đại về việc tổ chức dạy học nói chung, dạy học vật lí nói riêng nhằm nâng cao tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh. - Tìm hiểu lí luận chung về vai trò, tác dụng của thí nghiệm vật lý, các loại thí nghiệm trong dạy học vật lý cũng như phương pháp sử dụng mỗi loại. - Tìm hiểu nội dung kiến thức và kĩ năng cơ bản học sinh cần nắm vững khi dạy học phần sóng cơ học. - Tìm hiểu thực tế dạy học phần “giao thoa sóng” ở trường trung học phổ thông để thấy được những khó khăn, hạn chế và nguyên nhân của những khó khăn ấy khi dạy và học phần này. - Nghiên cứu chế tạo và sử dụng hợp lí bộ thí nghiệm trong tổ chức hoạt động nhận thức sáng tạo của học sinh khi dạy một số kiến thức phần sóng cơ học lớp 12 THPT. - Tiến hành các thí nghiệm, soạn thảo tiến trình tiến hành thí nghiệm. - Soạn thảo tiến trình day học bài “Giao thoa sóng” theo phương pháp thực nghiệm nhằm phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình xây dựng kiến thức mới. 6 Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi của các phương án thí nghiệm và tiến trình dạy học đã thiết kế, qua đó bổ sung, sửa chữa các phương án đã thiết kế. Từng bước hình thành năng lực thiết kế, giảng dạy nội dung kiến thức theo phương pháp dạy học mới. 6.Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện các nhiệm vụ trên, đề tài sử dụng các biện pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu lí luận: nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học có liên quan đến đề tài dùng làm cơ sở định hướng cho quá trình nghiên cứu. Nghiên cứu các tài liệu vật lí, SGK, SGV, SBT… mà trọng tâm là các kiến thức về giao thoa sóng, nhằm đảm bảo cho việc thực hiện mục đích nghiên cứu. - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Thử nghiệm trong phòng TN để cải tiến những dụng cụ đã có sẵn, chế tạo những dụng cụ mới để phù hợp với các yêu cầu đề ra. - Phương pháp điều tra ( trao đổi với giáo viên, học sinh, dự giờ): tìm hiểu thực tiễn về việc dạy và học các kiến thức phần giao thoa sóng tại một số trường THPT. - Thực nghiệm sư phạm (dự giờ, ghi chép, rút kinh nghiệm, điều chỉnh) - Phương pháp thống kê toán học: hỗ trợ cho việc xử lý, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm. 7.Những đóng góp của đề tài - Chế tạo mới một số TBTN về giao thoa sóng để có thể sử dụng trong dạy học. - Sơ đồ logic tiến trình dạy học bài “ giao thoa sóng” có sử dụng TBTN. 8.Cấu trúc của luận văn Gồm 3 phần: Phần I: Mở đầu Phần II: Nội dung Chương 1: Cơ sở lí luận 7 Chương 2: Chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm trong tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh khi dạy học kiến thức giao thoa sóng – Vật lí 12 THPT Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Kết luận và kiến nghị Phần III: Tài liệu tham khảo CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH KHI DẠY VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT 1.1. Quan điểm hiện đại về dạy học vật lí 1.1.1. Hoạt động học vật lí 1.1.1.1. Hoạt động học Hoạt động học là một hoạt động đặc thù của con người nhằm tiếp thu những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được, đồng thời phát triển những phẩm chất năng lực của người học [8]. Chất lượng học tập phụ thuộc chủ yếu vào khả năng tự nhận thức của học sinh. Con đường tốt nhất, có hiệu quả nhất để nâng cao chất lượng học tập và đạt mục tiêu giáo dục là học tự lực, thông qua hành động tự lực mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành năng lực, thái độ. Đối tượng của hoạt động học là tri thức và những kĩ năng, kĩ xảo tương ứng với nó. Có thể nói cái đích mà hoạt động hướng tới là chiếm lĩnh kiến thức, các kĩ năng, kĩ xảo. Cách tốt nhất để nắm vững được những tri thức, kĩ 8 năng, kĩ xảo là người học tái tạo ra chúng. Như vậy, người học không phải tiếp thu một cách thụ động mà phải thông qua hoạt động tự lực của bản thân mà tái tạo lại chúng, chiếm lĩnh chúng. Hoạt động học nhằm mục tiêu cải tạo, phát triển chính mình, đòi hỏi học sinh phải tự giác, tích cực, tự lực sáng tạo là hoạt động không ai có thể làm thay được. Kết quả là học sinh nắm vững các tri thức, kĩ năng, kĩ xảo, hình thành những năng lực cho bản thân. Bản chất của hoạt động học là sự chiếm lĩnh tri thức khoa học của người học. Trong hoạt động học cũng có hai trạng thái là học thụ động và học tích cực. Để hoạt động có hiệu quả, quá trình tổ chức dạy học phải làm cho hoạt động của học sinh chuyển từ trạng thái học thụ động sang học tích cực. 1.1.1.2. Hoạt động học vật lí Học vật lí thực chất là hoạt động nhận thức nhằm tái tạo cho mình những tri thức vật lí đã được lựa chọn và áp dụng chúng vào thực tiễn. Học vật lí là một hoạt động nhận thức đặc thù riêng, một mặt nó phải tuân theo qui luật chung của hoạt động nhận thức sáng tạo, mặt khác phải phù hợp với đặc điểm của khoa học vật lí. * Những đặc trưng cơ bản của hoạt động nhận thức vật lí: Hoạt động nhận thức vật lí của học sinh là hoạt động có đối tượng, đối tượng chính là các hiện tượng tự nhiên, các vật thể tồn tại xung quanh chúng ta. Hoạt động nhận thức vật lí của học sinh nhằm tác động vào các đối tượng tự nhiên, các vật thể, bằng cách tiến hành các thí nghiệm và thực hiện các phép đo vv…buộc chúng bộc lộ ra những mục đích, bản chất và những qui luật biến đổi của mình. Qua đó, học sinh sẽ phát hiện được những thuộc tính, bản chất cùng với qui luật của các hiện tượng tự nhiên, các vật thể. Hoạt động nhận thức vật lí của học sinh là hoạt động có mục đích với những động cơ phù hợp. Những động cơ đó gắn liền với nội dung học tập, nghĩa là động cơ nắm lấy các tri thức, kĩ năng, kĩ xảo để áp dụng vào đời sống 9 và lao động sản xuất đem lại lợi ích cụ thể; mặt khác để tự hoàn thiện mình, rèn luyện cho mình khả năng hoạt động thực tiễn và khả năng tư duy sáng tạo. Tính mục đích là điều kiện cần thiết tạo cho học sinh niềm say mê, hứng thú trong quá trình hoạt động nhận thức. Hoạt động nhận thức của học sinh là hoạt động mang tính chủ thể, chủ thể của hoạt động ở đây chính là cá nhân học sinh. Trong quá trình học tập đòi hỏi học sinh phải thực hiện và hoàn thiện các kĩ năng, kĩ xảo như: kĩ năng thao tác các thí nghiệm vật lí, kĩ năng mô tả và giải thích cấu tạo các thiết bị, các nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của một số các dụng cụ và thiết bị kĩ thuật…Hay các kĩ xảo như: sử dụng các dụng cụ cân đo, lực kế, ampe kế… chính xác. Để hoạt động nhận thức vật lí của học sinh đạt kết quả cao thì trong quá trình học tập cần có sự giúp đỡ và định hướng của giáo viên. 1.1.2. Hoạt động dạy vật lí 1.1.2.1. Hoạt động dạy “Quá trình dạy học các tri thức thuộc một môn khoa học cụ thể được hiểu là quá trình hoạt động của giáo viên và học sinh trong sự tương tác hướng thống nhất biện chứng của 3 thành phần trong hệ dạy học bao gồm: giáo viên, học sinh và tư liệu dạy học”. [9] Quan niệm dạy học truyền thống coi sự dạy của giáo viên chỉ đơn thuần là sự trình diễn các kiến thức, chỉ cần cố gắng trình diễn chính xác, rõ ràng và đầy đủ sao cho in đậm vào đầu óc người học được đúng từng câu, từng chữ. Còn học sinh thì hoàn toàn thụ động ngồi nghe, nhìn, cố ghi nhớ và nhắc lại. Cũng không thể quan niệm thực chất của sự học chỉ là ở chỗ người học đạt được những hành vi xác định nào đó. Nghĩa là không chỉ quy chất lượng, hiệu quả của sự học chỉ về những biểu hiện hành vi bên ngoài của người học. Do đó sẽ là phiến diện nếu quan niệm rằng dạy học chỉ cần làm sao cho học sinh thể hiện ra những hành vi cụ thể nhất định nào đó. 10 [...]... trong các giờ học nghiên cứu kiến thức mới và có thể ở các giờ học củng cố kiến thức của học sinh Căn cứ vào mục đích lí luận dạy học của TN biểu diễn trong quá trình nhận thức của học sinh, TN biểu diễn gồm: − TN mở đầu: Là TN nhằm giới thiệu cho học sinh biết qua về hiện tượng sắp nghiên cứu, để tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập của học sinh, lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhận... đề, dạy học hợp tác, học theo hợp đồng, học theo góc, học theo dự án, dạy học vi mô… + Thực hiện dạy học theo phân hóa trình độ năng lực, thiên hướng và nhịp độ học tập của HS, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập - Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau + Học cá nhân, đôi bạn, học theo nhóm,… + Địa điểm học tập cơ động linh hoạt: học lớp, ở phòng thí nghiệm, ở hiện trường, ... viên), người học (học sinh) và phương tiện hoạt động dạy học (môi trường) thì giáo viên cần tổ chức, kiểm tra định hướng hành động của học sinh theo một chiến lược hợp lí sao cho học sinh tự chủ chiếm lĩnh, xây dựng tri thức cho mình và do đó đồng thời phát triển năng lực, trí tuệ và nhân cách của họ từng bước phát triển [9] Có thể so sánh đặc trưng của phương pháp dạy học mới và phương pháp dạy học truyền... học truyền Các mô hình dạy học mới thống Quan niệm Học là quá trình tiếp thu và Học là quá trình kiến tạo; học lĩnh hội qua đó hình thành sinh tìm tòi, khám phá, phát kiến thức , kĩ năng, tư tưởng, hiện, luyện tập, khai thác và xử tình cảm Bản chất lí thông tin… tự hình thành hiểu biết, năng lực và phẩm chất Truyền thụ tri thức, truyền thụ Tổ chức hoạt động nhận thức và chứng minh chân lí của cho học. .. độ học sinh Do đó, công việc của giáo viên lên làm là phân chia bài học thành những vấn đề nhỏ, phù hợp với trình độ xuất phát của học sinh, xác định hệ thống những hành động học tập mà học sinh có thể thực hiện với sự cố gắng vừa sức • Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện một số thao tác cơ bản, một số hành động nhận thức phổ biến Giáo viên có thể rèn luyện cho học sinh những kĩ năng này theo hai. .. lớp, khó giúp đỡ kịp thời các nhóm học sinh khi gặp khó khăn − TN và quan sát vật lí ở nhà: Là một loạt bài mà giáo viên giao cho từng học sinh hoặc các nhóm học sinh thực hiện ở nhà + Khác với các loại TN khác, học sinh tiến hành TN và quan sát vật lí trong điều kiện không có sự giúp đỡ, kiểm tra trực tiếp của giáo viên Vì vậy, 32 loại TN này đòi hỏi cao độ tính tự giác, tự lực của học sinh trong học. .. cách của học sinh: quá trình tự lực thiết kế phương án TN, lập kế hoạch TN, chế tạo hoặc lựa chọn dụng cụ, bố trí và tiến hành TN, xử lí kết quả TN thu được góp phần vào việc phát triển năng lực hoạt động trí tuệ thực tiễn của học sinh Việc thực hiện và hoàn thành các công việc trên sẽ làm tăng rõ rệt hứng thú học tập, tạo niềm vui của sự thành công trong học tập của học sinh Chất lượng kiến thức của học. .. đến việc học sinh hoàn toàn tự lực trong tất cả các giai đoạn của TN − TN là phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của học sinh Việc sử dụng TN trong dạy học vật lí góp phần quan trọng vào việc phát triển nhân cách toàn diện của học sinh + TN là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo về vật lí của học sinh + TN là phương tiện kítch thích hứng thú học tập... quan điểm của lí luận dạy học − TN có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học TN có thể được 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 mới, kĩ năng mới, củng cố kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh + Ở giai đoạn định hướng mục đích nghiên cứu, có thể... tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh Để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức và kĩ năng của học sinh, giáo viên có nhiều cách thức dử dụng TN với nhiều mức độ yêu cầu khác nhau,từ đơn giản đến phức tạp, từ việc cho học sinh quan sát TN rồi nhận xét đến việc cho học sinh trực tiếp tiến hành các TN rồi trả lời một số câu hỏi nhất định Mức độ tự lực của học sinh trong quá trình TN cũng có . giả luận văn xin trân trọng và biết ơn PGS.TS. Nguyễn Mạnh Thảo đã quan tâm và tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu. Cuối cùng tác giả luận văn xin bày. thành công, học sinh càng cố gắng vươn lên thực hiện các nhiệm vụ khó khăn hơn, phức tạp hơn. Nếu thất bại liên tiếp, học sinh sẽ sinh ra chán nản, mất tự tin. Vậy, để giúp học sinh thành công. TBTN. 8.Cấu trúc của luận văn Gồm 3 phần: Phần I: Mở đầu Phần II: Nội dung Chương 1: Cơ sở lí luận 7 Chương 2: Chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm trong tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh khi dạy