Khóa luận tốt nghiệp: Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson trong dạy học bài

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:88

Thêm vào BST

Báo xấu

37
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính của khoá luận là Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của hoạt động ngoại khóa trong dạy học vật lí. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của năng lực thực nghiệm. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn thí nghiệm vật lí. Điều tra thực trạng về việc sử dụng các thí nghiệm liên quan tới chương Vật lí hạt nhân và nguyên tử lớp 12 ở trưởng THPT. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson trong dạy học bài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TPHCM KHOA VẬT LÍ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí ĐỀ TÀI: CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG BUỒNG SƯƠNG WILSON TRONG DẠY HỌC BÀI “PHÓNG XẠ” VẬT LÍ 12 SVTH: Trần Nguyễn Hoàng Duy MSSV: 41.01.102.021 GVHD: Th.S Lê Anh Đức TP. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TPHCM KHOA VẬT LÍ TRẦN NGUYỄN HOÀNG DUY ĐỀ TÀI: CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG BUỒNG SƯƠNG WILSON TRONG DẠY HỌC BÀI “PHÓNG XẠ” VẬT LÍ 12 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: SƯ PHẠM VẬT LÍ Chủ tịch hội đồng Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện TP. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2019
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận này, tôi đã nhận được sự quan tâm và giúp đỡ rất lớn từ quý Thầy, Cô, gia đình và bạn bè. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình đến: Thầy Th.S Lê Anh Đức- Người trực tiếp hướng dẫn về mặt chuyên môn, đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt những kinh nghiệm và giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Quý Thầy, Cô trường Đại học Sư Phạm TP.HCM, quý Thầy, Cô khoa Vật lí luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất để tôi có thể thực hiện các nghiên cứu phục vụ cho khóa luận. Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô và các em học sinh trường THPT Trần Khai Nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong việc điều tra, khảo sát và thực nghiệm sư phạm. Cô Lê Thị Bảo Ngân, Cô Nguyễn Thục Uyên đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực nghiệm sư phạm. Quý Thầy, Cô phản biện và hội đồng chấm khóa luận đã đọc và có những nhận xét. góp ý cho khóa luận. Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình và bạn bè luôn sát cánh bên tôi trong thời gian học tập, luôn ủng hộ về mọi mặt để tôi hoàn thành khóa luận này trong điều kiện tốt nhất.
MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC BỒI DƯỞNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG QUA HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG .........................................................4 1. Hoạt động ngoại khóa .....................................................................................4 1.1 Khái niệm ...................................................................................................4 1.2 Các đặc điểm của hoạt động ngoại khóa ....................................................4 1.3 Nội dung ngoại khóa vật lí .........................................................................5 1.4 Các hình thức ngoại khóa vật lí ..................................................................6 1.4.1 Hội thi vật lí .........................................................................................6 1.4.2 Tham quan vật lí ..................................................................................7 1.4.3 Câu lạc bộ vật lí ...................................................................................8 1.5 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa ....................................................8 2. Năng lực thực nghiệm .....................................................................................8 2.1 Khái niệm năng lực ....................................................................................8 2.2 Khái niệm về năng lực thực nghiệm ..........................................................9 2.3 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm ..........................................................10 2.4 Thí nghiệm vật lí ......................................................................................11 2.4.1 Thí nghiệm vật lí ..................................................................................11 2.4.2 Một số loại hình thí nghiệm vật lí ........................................................12 2.4.3 Đặc điểm của thí nghiệm vật lí ............................................................12 2.4.4 Các yêu cầu của thí nghiệm vật lí ........................................................13 2.5 Các tiêu chí của năng lực thực nghiệm và chỉ số hành vi ...........................14 3. Tìm hiểu thực tế dạy học bài “Phóng xạ” .....................................................18 3.1 Mục đích điều tra......................................................................................18 3.2 Phương pháp điều tra ...............................................................................18 3.3 Đối tượng điều tra ....................................................................................18 3.4 Kết quả điều tra ........................................................................................18 Kết luận chương 1 .................................................................................................21
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC KIẾN THỨC BÀI “PHÓNG XẠ” VẬT LÍ 12 ......................................................................................22 1. Nghiên cứu nội dung kiến thức bài “Phóng xạ” ...........................................22 1.1. Về kiến thức ..........................................................................................22 1.2. Về kĩ năng .............................................................................................22 1.3. Về thái độ ..............................................................................................22 2. Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson .....................................................22 2.1. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động ..........................................................22 2.1.1. Cấu trúc ..........................................................................................22 2.1.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................23 2.2. Chế tạo buồng sương Wilson ................................................................24 2.2.1. Mục đích thí nghiệm ......................................................................24 2.2.2. Nguyên-vật liệu ..............................................................................24 2.2.3. Tiến trình thí nghiệm......................................................................25 2.2.4. Quan sát ..........................................................................................25 2.2.5. Nhận xét .........................................................................................25 3. Mục tiêu và nội dung của hoạt động ngoại khóa nhằm đánh giá năng lực thực nghiệm học sinh ............................................................................................25 3.1. Mục tiêu của hoạt động ngoại khóa nhằm đánh giá năng lực thực nghiệm học sinh ................................................................................................25 3.2. Nội dung của hoạt động ngoại khóa nhằm đánh giá năng lực thực nghiệm học sinh ................................................................................................26 3.3. Phương pháp nhằm đánh giá năng lực thực nghiệm............................27 3.4. Hình thức tổ chức nhằm đánh giá năng lực thực nghiệm ....................27 3.5. Quy trình tổ chức nhằm đánh giá năng lực thực nghiệm......................28 Kết luận chương 2 .................................................................................................30 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .........................................................31 1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ....................................................................31 2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ...................................................................31 3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ...................................................................31 4. Nội dung thực nghiệm sư phạm ....................................................................31 4.1 Chuẩn bị cho thực nghiệm .......................................................................31
4.2 Phương pháp thực nghiệm .......................................................................31 4.3 Kế hoạch dự kiến TNSP ...........................................................................32 4.4 Diễn biến và quá trình thực nghiệm sư phạm ..........................................32 4.4.1 Chọn lớp thực nghiệm .......................................................................32 4.4.2 Giảng dạy bài “Phóng xạ” Vật lí 12 và giới thiệu về thí nghiệm “Buồng sương Wilson” .................................................................................32 4.4.3 Tiến hành hoạt động ngoại khóa .......................................................32 5. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ........................................................48 Kết luận chương 3 .................................................................................................59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................60 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................61 PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT GV: Giáo viên HS: Học sinh NLTN: Năng lực thực nghiệm HĐNK: Hoạt động ngoại khóa THPT: Trung học phổ thông
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Kiến thức, kỹ năng, thái độ của mỗi năng lực thành phần cấu thành NLTN của HS .......................................................................................................................10 Bảng 1.2 Các tiêu chí của NLTN và các chỉ số hành vi ...........................................14 Bảng 1.3 Chỉ số hành vi và các mức độ chất lượng tiêu chí phát hiện vấn đề cần nghiên cứu .................................................................................................................14 Bảng 1.4 Chỉ số hành vi và các mức độ chất lượng tiêu chí thiết kế phương án thí nghiệm .......................................................................................................................15 Bảng 1.5 Chỉ số hành vi và các mức độ chất lượng tiêu chí tiến hành thí nghiệm và thu thập kết quả thí nghiệm .......................................................................................16 Bảng 1.6 Chỉ số hành vi và các mức độ chất lượng tiêu chí đánh giá kết quả và rút ra kết luận ..................................................................................................................17 Bảng 3.1 Dụng cụ thí nghiệm của nhóm thực nghiệm A ..........................................32 Bảng 3.2 Các bước tiến hành thí nghiệm của nhóm thực nghiệm A ........................34 Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm của nhóm thực nghiệm A ...........................................35 Bảng 3.4 Nhận xét nhóm thực nghiệm A ..................................................................36 Bảng 3.5 Dụng cụ thí nghiệm của nhóm thực nghiệm B (buổi 2) ............................37 Bảng 3.6 Các bước tiến hành thí nghiệm của nhóm thực nghiệm B (buổi 2)...........40 Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm của nhóm thực nghiệm B (buổi 2) ............................40 Bảng 3.8 Nhận xét nhóm thực nghiệm B (buổi 2) ....................................................41 Bảng 3.9 Dụng cụ thí nghiệm của nhóm thực nghiệm B (buổi 3) ............................42 Bảng 3.10 Các bước tiến hành thí nghiệm của nhóm thực nghiệm B (buổi 3) .........46 Bảng 3.11 Kết quả thí nghiệm của nhóm thực nghiệm B (buổi 3) ...........................46 Bảng 3.12 Nhận xét nhóm thực nghiệm B (buổi 3) ..................................................47 Bảng 3.13 Đánh giá năng lực thực nghiệm buổi 1 (Nhóm thực nghiệm A) .............48 Bảng 3.14 Đánh giá năng lực thực nghiệm buổi 2 (Nhóm thực nghiệm B) .............51 Bảng 3.15 Đánh giá năng lực thực nghiệm buổi 3 (Nhóm thực nghiệm B) .............54
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Buồng sương Wilson ..................................................................................23 Hình 2.2 Nguyên vật liệu để chế tạo buồng sương Wilson ......................................24 Hình 3.1 Nhóm 1 cho rượu vào hộp..........................................................................33 Hình 3.2 Nhóm 3 điều chỉnh đèn chiếu ....................................................................33 Hình 3.3 Nhóm 3 dùng súng bắn keo làm kín nắp đậy .............................................34 Hình 3.4 Nhóm 3 đang cho đặt buồng sương lên đá khô ..........................................34 Hình 3.5 Nhóm 2 đang điểu chỉnh đèn chiếu ............................................................34 Hình 3.6 Nhóm thực nghiệm A báo cáo kết quả và chụp hình lưu niệm ..................36 Hình 3.7 Nhóm 5 đang dán miếng nilon đen vào hộp ..............................................38 Hình 3.8 Nhóm 6 đang cắt mút và dán vào thành hộp ..............................................38 Hình 3.9 Nhóm 4 đang dùng màng bao thực phẩm đậy kín hộp ..............................38 Hình 3.10 Nhóm 4 đang điều chỉnh đèn chiếu ..........................................................38 Hình 3.11 Nhóm 6 đang điều chỉnh đèn chiếu ..........................................................38 Hình 3.12 Nhóm thực nghiệm B báo cáo kết quả và chụp hình lưu niệm ................41 Hình 3.13 Nhóm 4 đang cắt túi nilon để dán vào hộp ..............................................43 Hình 3.14 Nhóm 4 đang dùng súng bắn keo dán miếng mica vào nắp hộp..............43 Hình 3.15 Nhóm 6 đang cắt túi nilong để dán vào hộp ............................................44 Hình 3.16 Nhóm 5 đang chiếu đèn từ trên cao xuống đáy để quan sát vệt phóng xạ ...................................................................................................................................44 Hình 3.17 Nhóm 4 đang chiếu đèn từ trên xuống đáy hộp để quan sát vệt phóng xạ ...................................................................................................................................45 Hình 3.18 Nhóm 6 đang chiếu đèn bên thành hộp để quan sát vệt phóng xạ ...........45 Hình 3.19 Nhóm thực nghiệm B báo cáo kết quả và chụp hình lưu niệm ................47
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài - Trong những năm gần đây, ngành giáo dục của nước ta không ngừng đổi mới căn bản và toàn diện trên nhiều lĩnh vực bằng cách xác định lại mục tiêu rõ ràng, thiết kế lại nội dung chương trình, đổi mới phương pháp giảng dạy nhằm phát triển năng lực học sinh. - Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm. Một trong những định hướng của việc đổi mới phương pháp dạy học vật lí là khai thác tính đặc thù của môn học. Có thể nói việc sử dụng thí nghiệm vật lí có ý nghĩa to lớn trong dạy học Vật lí. Nó giúp tăng sự hứng thú học tập môn Vật lí và phát huy năng lực của học sinh. Thí nghiệm vật lí không chỉ là phương tiện trực quan của hoạt động dạy học mà thông qua đó giúp nâng cao lòng tin của học sinh vào khoa học và khả năng khám phá lĩnh hội tri thức của các em. - Trong thực tế, học sinh đều nghĩ là những tia phóng xạ không thể nhìn thấy được bằng mắt thường.Và sách giáo khoa cũng không có một bài thí nghiệm nào về đề tài này. Nhưng bằng các thí nghiệm đơn giản, chúng ta thực sự có thể thiết kế ra một bộ thí nghiệm để quan sát đường đi chúng. Việc làm như vậy nhằm khai thác có hiệu quả khả năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tế, đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh và nâng cao hứng thú học tập của các em. Xuất phát từ những lí do trên đây, chúng tôi đã chọn đề tài “ Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson trong dạy học bài Phóng xạ -Vật lí 12” với mong muốn góp phần nâng cao hứng thú học tập cho học sinh theo định hướng đổi mới giáo dục. 2. Mục đích nghiên cứu - Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson trong dạy học bài Phóng xạ - Vật lí 12 nhằm bổi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh. 3. Giả thuyết khoa học - Nếu tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề “Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson” thì có thể bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh.
2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu - Hoạt động ngoại khóa vật lí dành cho học sinh lớp 12. - Dạy học theo chủ đề “Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson” vật lí 12 theo hướng đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh. 4.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu quá trình tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề “ Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson” ở trường THPT Trần Khai Nguyên Q5 TP.HCM theo hướng đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh lớp 12. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của hoạt động ngoại khóa trong dạy học vật lí. - Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của năng lực thực nghiệm. - Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn thí nghiệm vật lí. - Điều tra thực trạng về việc sử dụng các thí nghiệm liên quan tới chương Vật lí hạt nhân và nguyên tử lớp 12 ở trưởng THPT. - Phân tích mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, cấu trúc, nội dung và các lưu ý khi dạy học bài Phóng xạ - Vật lí 12. - Xây dựng quy trình bồi dưỡng NLTN thông qua hoạt động ngoại khóa. - Xây dựng nội dung chủ đề hoạt động ngoại khóa. - Xây dựng kế hoạch hoạt động ngoại khóa. - Thực nghiệm sư phạm. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí luận dạy học + Nghiên cứu tài liệu về lí luận dạy học thí nghiệm trong dạy học vật lí. + Nghiên cứu tài liệu về hoạt động ngoại khóa vật lí ở trường THPT. + Nghiên cứu các tài liệu, sách báo về năng lực thực nghiệm của HS. - Phương pháp điều tra quan sát + Trao đổi với GV phổ thông về thực trạng của việc dạy học vật lí. + Phiếu điều tra về thực trạng của việc đánh giá NLTN của HS. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm + Giảng dạy thực nghiệm bài Phóng xạ vật lí 12.
3 + Quan sát, kiểm tra, đánh giá NLTN của HS qua HĐNK. 7. Cấu trúc dự kiến của luận văn Luận văn được trình bày gồm các phần: MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG QUA HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC KIẾN THỨC BÀI “PHÓNG XẠ” VẬT LÍ 12 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC BỒI DƯỞNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG QUA HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1. Hoạt động ngoại khóa 1.1 Khái niệm Hoạt động ngoại khóa là những hoạt động được thực hiện ngoài giờ học chính khóa, tuỳ thuộc vào hứng thú, sở thích, nguyện vọng của mỗi học sinh trong khuôn khổ khả năng và điều kiện tổ chức có được của nhà trường. Các hoạt động ngoại khóa là hoạt động không nằm trong phân phối chương trình giáo dục phổ thông. Tuy nhiên nó lại có một vai trò quan trọng trong giáo dục. Các hoạt động ngoại khóa cho phép học sinh tự thể hiện ý kiến và suy nghĩ, góp phần xây dựng kỹ năng lãnh đạo và vận dụng kiến thức vào thực tế. Hơn nữa đó là cơ hội để cho học sinh đạt được các thỏa sức sáng tạo. Học sinh khám phá và phát triển kĩ năng của chính mình thông qua các hoạt động có tính thi đua. Hoạt động ngoại khóa không những đem đến sự thành công về giáo dục cao hơn mà còn giúp học sinh đạt được kết quả cao hơn trong các kì thi. Các hoạt động ngoại khóa nâng cao tinh thần của học sinh và tạo ra mối liên kết tích cực giữa học sinh và nhà trường. Khi học sinh được kết nối với ngôi trường của mình, học sinh sẽ trở nên tự tin hơn và có nhận thức tốt hơn về kiến thức làm tăng hiệu quả trong việc học. 1.2 Các đặc điểm của hoạt động ngoại khóa Hoạt động ngoại khoá là một hình thức tổ chức dạy học có đặc điểm: - Hoạt động ngoại khoá đựợc thực hiện ngoài giờ học, nó không mang tính bắt buộc mà tuỳ thuộc vào hứng thú, sở thích, nguyện vọng của mỗi học sinh trong khuôn khổ khả năng và điều kiện tổ chức có đựợc của nhà trường. - Hoạt động ngoại khoá có thể đựợc tổ chức dưới nhiều dạng: dạng tập thể cả lớp, dạng nhóm theo năng khiếu, dạng học tập, dạng vui chơi, dạng thường kì, dạng đột xuất nhân những dịp kỉ niệm hay lễ hội. - Hoạt động ngoại khoá có thể đựợc tổ chức theo những hình thức như: tổ ngoại khoá; câu lạc bộ khoa học; dạ hội khoa học; dạ hội nghệ thuật,… - Nội dung ngoại khoá rất đa dạng, bao gồm cả mặt văn hoá, khoa học công nghệ, thể dục thể thao, kĩ thuật... nhằm giúp học sinh mở rộng, đào sâu, làm phong phú thêm những điều đã đựợc học trong các giờ nội khoá của môn học tương ứng.
5 - Ngoại khóa do giáo viên bộ môn, giáo viên chủ nhiệm, Đoàn thanh niên Cộng sản Hồ Chí Minh... và học sinh của một lớp hay một số lớp... thực hiện. - Kết quả hoạt động ngoại khóa của học sinh không đánh giá bằng điểm số như đánh giá kết quả học tập nội khóa. - Việc đánh giá kết quả của hoạt động ngoại khóa vật lí thông qua sản phẩm mà học sinh có được, thông qua sự tích cực, sáng tạo của học sinh trong quá trình tham gia hoạt động và sự đánh giá này phải công khai, kết quả của học sinh phải được khích lệ kịp thời. Để tiến hành các hoạt động ngoại khoá đạt hiệu quả tốt đẹp đòi hỏi phải có sự tổ chức chặt chẽ, tỉ mỉ của giáo viên, sự giúp đỡ của nhà trường, của hội cha mẹ học sinh và những tổ chức đỡ đầu, kết nghĩa... Bên cạnh đó, giáo viên cần động viên được sự tham gia nhiệt tình của tập thể của học sinh, của mỗi cá nhân, cần tạo dựng được những hạt nhân nòng cốt trong mỗi dạng hoạt động ngoại khoá. 1.3 Nội dung ngoại khóa vật lí Nội dung của ngoại khoá vật lí có thể là những kiến thức nằm trong phạm vi chương trình vật lí THPT, hoạt động gắn với nội khoá với mục đích giúp học sinh nắm chắc hơn các kiến thức, kĩ năng cơ bản. Nội dung của ngoại khoá có thể là những kiến thức mở rộng vượt ra ngoài nội dung chương trình, giúp học sinh tăng hiểu biết, phát huy óc sáng tạo. Theo phân phối chương trình ở trường THPT, từ lớp 10 đến lớp 12 học sinh lần lựợt đựợc học: Cơ học - Nhiệt học - Điện học - Quang hình học - Dao động và sóng - Điện xoay chiều - Lượng tử ánh sáng - Vật lí hạt nhân. Đó cũng là những nội dung cơ bản của ngoại khoá vật lí và theo cách phân bố thời gian ở trên, hoạt động ngoại khoá có thể tiến hành ứng với từng phần hoặc tổng hợp các phần của chương trình. Mỗi phần nói trên lại gồm nhiều phần nhỏ, tổ chức thành các chuyên đề ngoại khoá. Ví dụ: Phần cơ học gồm một số chuyên đề: Chuyển động, các định luật Niutơn, các lực cơ học, cân bằng của vật rắn, các định luật bảo toàn ...[1]. Mặt khác, trong chương trình vật lí THPT hiện nay, một số nội dung chưa có điều kiện đưa vào chương trình hoặc chưa có điều kiện tìm hiểu kĩ như: Thiên văn học, vật lí hiện đại, các ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật - công nghệ, nội dung giáo dục kĩ thuật tổng hợp, giáo dục môi trường... Ngoại khoá vật lí là một biện pháp đưa các nội dung này vào chương trình, bổ sung kiến thức, giúp học sinh tăng hiểu biết, yêu thích bộ môn. Ví dụ: Những vấn đề của thiên văn học như: Cấu trúc của hệ mặt trời, bốn mùa, thời gian, lịch,
6 nhật thực, nguyệt thực... là những tri thức rất cần thiết cho học sinh mà chưa được đưa vào giảng dạy. Nội dung ngoại khóa vật lí ở trường phổ thông có thể gồm: - Học sinh đào sâu nghiên cứu những kiến thức lí thuyết về vật lí và kỹ thuật - Học sinh nghiên cứu những lĩnh vực riêng biệt của vật lí học ứng dụng như kỹ thuật điện, kỹ thuật chụp ảnh. - Học sinh nghiên cứu thiết kế chế tạo dụng cụ và làm thí nghiệm vật lí, nghiên cứu những ứng dụng kĩ thuật của vật lí. Việc lựa chọn nội dung nào để tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí, giáo viên phải dựa vào một số yếu tố, đó là: - Vai trò của hoạt động ngoại khóa vật lí. - Xuất phát từ đặc điểm nội dung kiến thức vật lí có tính trừu tượng, có nhiều ứng dụng thực tiễn nhưng học nội khóa chưa đáp ứng được, do điều kiện thời gian, phương tiện dạy học. 1.4 Các hình thức ngoại khóa vật lí 1.4.1 Hội thi vật lí Hội thi vật lí là hình thức ngoại khóa khá phổ biến, lôi cuốn được đông đảo học sinh tham gia, tạo ra được khí thế trong hoạt động học tập và nghiên cứu. Quy mô, đối tượng tham gia, cách tổ chức hội thi phụ thuộc vào mục đích, yêu cầu, ý nghĩa, tích chất và nội dung của hội thi [1]. Hội thi vật lí có thể tổ chức trong phạm vi một lớp học, một khối lớp hoặc toàn trường, có thể tổ chức vào các thời điểm khác nhau của năm học. Đối tượng tham gia là cá nhân hoặc nhóm học sinh. - Các bước tổ chức hội thi gồm [2]: + Chọn chủ đề cho hội thi, thành lập ban tổ chức. + Dự thảo kế hoạch tổ chức, đề ra mục tiêu, nội dung và đối tượng dự thi. + Xây dựng quy chế, thang điểm và chỉ tiêu khen thưởng. + Thời gian và địa điểm tổ chức. + Kinh phí tổ chức (nguồn thu và phân bổ chi phí cho các hoạt động) + Đề xuất dự thảo với Ban Giám Hiệu nhà trường, bàn bạc thảo luận, góp ý hoàn thiện kế hoạch. + Tổ chức thi và công bố kết quả. Sau đó rút kinh nghiệm và công khai tài chính. - Khi tổ chức hội thi, cần chú ý một số vấn đề sau :
7 + Ban giám khảo và người điều khiển hội thi là người có năng lực, kiến thức vững vàng, khách quan và không thiên vị. + Chuẩn bị kỹ hệ thống âm thanh, ánh sáng và các phương tiện kỹ thuật. + Nội dung câu hỏi ngắn gọn, rõ ràng, tránh gây hiểu lầm. Đáp án rõ ràng, chính xác, có sức thuyết phục. Thời gian trả lời hợp lý, không quá ngắn hoặc quá dài. - Một số hình thức hội thi vật lí. + Thi trả lời nhanh các câu hỏi tự luận, câu hỏi trắc nghiệm vật lí. + Thi giải thích hiện tượng vật lí. + Thi giải bài tập vật lí. + Thi giải ô chữ. + Thi thực hành thí nghiệm, chế tạo dụng cụ thí nghiệm. + Thi trò chơi sử dụng kiến thức vật lí. 1.4.2 Tham quan vật lí Tham quan ngoại khóa vật lí cũng là một hình thức dạy học trong thực tế, thông qua việc quan sát trực tiếp dưới sự hướng dẫn của giáo viên và cơ sở tham quan nhằm nghiên cứu sự vật, tìm hiểu hiện tượng liên quan đến nội dung dạy học [1]. Việc tham quan ngoại khóa có thể thực hiện trước hoặc sau khi tiến hành hoạt động dạy học các kiến thức vật lí nào đó. Cơ sở tham quan là các nhà máy, viện bảo tàng kỹ thuật, phòng thí nghiệm của cơ quan nghiên cứu khoa học hay trường đại học. - Tác dụng của việc tham quan [2]: + Nâng cao sự hiểu biết, rèn luyện kỹ năng quan sát, phân tích và tổng hợp tư liệu thu thập. Kích thích sự tìm tòi sáng tạo của học sinh. + Góp phần giáo dục tư tưởng, tình cảm của học sinh, giúp học sinh yêu quý công việc, có nhận thức đúng đắn về lao động. + Góp phần định hướng nghề nghiệp tương lai cho học sinh. - Khi tổ chức tham quan ngoại khóa, cần chú ý : + Liên hệ và thống nhất với cơ sở tham quan về mục đích tham quan, nội dung hướng dẫn tham quan, tránh tản mạn, chỉ cần cho học sinh hiểu nguyên lý hay quy trình sản xuất hay của thiết bị máy móc đó.
8 + Dặn dò, sinh hoạt với học sinh về việc giữ trật tự kỷ luật, giữ vệ sinh và an toàn khi đi tham quan. Nhắc nhở học sinh ghi chép cẩn thận và nên có bài thu hoạch để kiểm tra, đánh giá kết quả tham quan. + Cần tránh để xảy ra tình trạng biến tham quan ngoại khóa học tập thành một buổi tham quan đơn thuần. 1.4.3 Câu lạc bộ vật lí Câu lạc bộ vật lí được tổ chức nhằm mở rộng tầm nhận thức, hiểu biết về khoa học kỹ thuật, giáo dục lòng yêu lao động và hoàn thiện các kỹ năng sáng tạo của học sinh. Đây là môi trường tốt để các học sinh yêu thích vật lí phát huy khả năng của mình [1]. Các hoạt động của câu lạc bộ bao gồm: tổ chức các buổi thảo luận, tìm hiểu kiến thức vật lí, tổ chức các trò chơi có sử dụng kiến thức vật lí, thực hiện các bản tin vật lí [2]. Việc tổ chức câu lạc bộ cần kết hợp với Đoàn trường, các vị trí chủ chốt có thể giao cho các học sinh tích cực và có sự hỗ trợ chuyên môn của giáo viên bộ môn [2]. Kinh phí hoạt động có thể do học sinh đóng góp, hoặc do nhà trường và Đoàn thanh niên hỗ trợ. Có thể nhờ sự hỗ trợ của các cựu học sinh của trường, từng là thành viên của câu lạc bộ [2]. 1.5 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa - Bước 1: Lựa chọn chủ đề ngoại khóa. - Bước 2: Lập kế hoạch ngoại khóa. - Bước 3: Tiến hành hoạt động ngoại khóa theo kế hoạch. - Bước 4: Tổ chức cho học sinh báo cáo kết quả, rút kinh nghiệm, khen thưởng cho các nhóm và cá nhân có kết quả nghiên cứu được kết quả cao. 2. Năng lực thực nghiệm 2.1 Khái niệm năng lực Năng lực là một cấu trúc tâm lý rất phức tạp và có những đặc trưng riêng phú hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định. Đề cập đến vấn đề năng lực, các nhà tâm lý học cho rằng chỉ một số năng lực có mầm mống di truyền các tư chất nhưng từ chỗ đó đến sự hình thành năng lực hoàn chỉnh còn rất xa. Nhưng tư chất phải được nuôi dưỡng và phát triển bằng những hoạt động thích hộp, trong những môi trường thuận lợi mới trở thành năng khiếu. Tiếp đó phải rèn luyện có hệ thống để lĩnh hội hệ thống các tri thức, kỹ năng, thái độ, tính cảm, phẩm chất, ý chí,.. thích hợp., đồng bộ thì năng khiếu mới phát triển thành tài.
9 Khái niệm năng lực được hiểu theo nhiều cách khác nhau: Năng lực nói lên người đó có thể làm gì, làm đến mức nào, làm với chất lượng ra sao. Thông thường người ta còn gọi là khả năng hay “tài” [3]. Là những khả năng cơ bản dựa trên cơ sở trí thức, kinh nghiệm, các giá trị và thiên hướng của một con người được phát triển qua thực hành giáo dục [3]. Năng lực là tổ hợp của các thuộc tính độc đáo của cá nhân, phù hợp với những nhu cầu của một hoạt động nhất định, bảo đảm hoạt động đó có kết quả [4]. Năng lực của học sinh là sự kết hợp hợp lí theo kiến thức, kỹ năng và sự sẵn sáng tham gia để cá nhân hành động có trách nhiệm và biết phê phán tích cực hướng tới giải pháp cho các vấn đề [5]. Trong cuốn “Tâm lý học” ( NXB Giáo dục,1995) tác giả đưa ra khái niệm: Năng lực bao gồm cả khái niệm như năng khiếu, khả năng, sở trường, tài,.. Nó cũng bao gồm cả năng lực tiềm năng và năng lực hiện thực, năng lực đơn giản và năng lực phức hợp [3]. Năng lực có mối quan hệ mật thiết với tri thức, kĩ năng, kĩ xảo. Kĩ năng là phương thức vận dụng tri thức vào hoạt động thực hành đã được củng cố. Kĩ xảo là những hành động đã trở nên tự động hóa nhờ luyện tập. Tri, thức, kĩ năng, kĩ xảo trong một lĩnh vực nào đó là điều kiện cần thiết để hình thành năng lực trong lĩnh vực ấy. Năng lực góp phần làm cho quá trình tiếp thu tri thức và kĩ năng, kĩ xảo diễn ra nhanh chóng và thuận lợi hơn. Từ các khái niệm tổng quát về năng lực như trên, ta có thể hiểu một cách đơn giản: Năng lực là khả năng thực hiện một cách có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng nhu sự sẵn sáng hành động [6]. 2.2 Khái niệm về năng lực thực nghiệm Trong từ điển Tiếng Việt, khái niệm năng lực thực nghiệm được định nghĩa như sau: “ NLTN là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống” [7]. “NLTN vật lí là khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng thực hành trong lĩnh vực vật lí cùng thái độ tích cực để giải quyết các vấn đề đặt ra trong thực tiễn”. Có nghĩa là HS thực hiện một thí nghiệm vật lí một cách thành công, có khả năng chế tạo một dụng cụ thí nghiệm hoạt động dựa trên các nguyên tắc vật lí đã được học ở lớp, giải thích hiện tượng vật lí thường gặp trong thực tế đời sống. NLTN với tư cách là một năng lực nhận thức khoa học, được hiểu là khả năng để xuất phương án thí nghiệm khả thi, tiến hành thí nghiệm (thao tác với 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
10 ra (nó là một nhận định về một tính chất, 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 nào đó) [8]. Theo chúng tôi, NLTN trong dạy học vật lí là khả năng HS vận dụng các kiến thức, kĩ năng, thái độ của các em đề xuất hoặc kiểm tra những giả thuyết khoa học hay thực hành được TN thành công để rút ra kết luận cần thiết. Các năng lực chuyên biệt môn vật lí nói chung và NLTN nói riêng, để có thể hình thành, phát triển và đánh giá là việc làm hết sức khó khăn và đòi hỏi cần có thời gian. Do đó, việc chia nhỏ NLTN thành các năng lực thành phần và xây dựng các mức độ năng lực khác nhau là rất cần thiết. 2.3 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm Khi muốn đánh giá một năng lực, ta cần chỉ ra những kiến thức, kỹ năng và thái độ cần có để làm nền tảng cho việc thể hiện, phát triển năng lực. Sau đó xây dựng các công cụ đo kiến thức, kỹ năng, thái độ. NLTN của HS có thể nhận thức qua một số biểu hiện được trình bày ở bảng sau: Bảng 1.1 Kiến thức, kỹ năng, thái độ của mỗi năng lực thành phần cấu thành NLTN của HS Năng lực thành Kiến thức Kỹ năng Thái độ phần của năng lực thực nghiệm Năng lực phát + Hiểu được vấn + Thực hiện các + Thái độ kiên hiện vấn đề đề cần giải quyết suy luận lôgic để nhẫn + Hiểu các kiến tìm được điều cần + Thái độ hợp thức có liên quan kiểm nghiệm tác tới thí nghiệm + Huy động các + Thái độ trung tri thức và kinh thực nghiệm đã có để +Thái độ tích cực tìm ra kết luận cần rút ra từ thí nghiệm Thiết kế phương + Hiểu được mục + Mô tả được + Thái độ chủ án thí nghiệm đích thí nghiệm cách bố trí thí động + Hiểu được các nghiệm. + Thái độ hợp dụng cụ thí + Vẽ được sơ đồ tác nghiệm cần sử nguyên lí của thí + Thái độ cẩn dụng nghiệm thận + Hiểu được mục + Dự đoán kết quả + Thái độ tích đích, ý nghĩa của thí nghiệm cực từng bước trong khi thiết kế
11 phương án thí nghiệm Năng lực tiến + Biết được các + Thực hiện đúng + Thái độ cẩn hành thí nghiệm bộ phận của thiết yêu cầu, thành thận và thu thập kết bị thực tương ứng thạo các thao tác + Thái độ trung quả thí nghiệm với phương án đã trong quy trình thực xây dựng thực nghiệm + Thái độ hợp tác + Biêt lắp ráp, bố + Quan sát, ghi + Thái độ tích trí được các dụng chép, thu thập các cực cụ thí nghiệm với kết quả trong quá thiết bị thực theo trình thực nghiệm sơ đồ thiết kế + Hiểu trật tự các bước thực hiện thí nghiệm theo kế hoạch với thiết bị thực + Biết thu thập kết quả thí nghiệm Năng lực đánh + Biết các yếu tố + Đề xuất được + Thái độ cẩn giá kết quả và rút chính ảnh hướng các phương pháp thận ra kết luận tới kết quả đo cải tiến thí + Thái độ trung + Rút ra được kết nghiệm thực luận từ kết quả thí + Thái độ hợp tác nghiệm + Thái độ tích cực 2.4 Thí nghiệm vật lí 2.4.1 Thí nghiệm vật lí Khái niệm TN vật lí được hiểu theo các quan điểm sau: Trong vật lí học, TN vừa là nguồn kiến thức và là một phương pháp nghiên cứu. TN Vật lí trong trường phổ thông (còn gọi là TN giáo khoa hay TN học tập) là sự phản ánh phương pháp nghiên cứu khoa học trong việc nghiên cứu các hiện tượng vật lí, vì vậy chúng mang những yếu tố cơ bản của TN khoa học vật lí. TN vật lí học tập được hiểu là sự tái tạo nhờ các dụng cụ đặc biệt, các hiện tượng vật lí trên lớp học, trong những điều kiện thuận tiện nhất để nghiên cứu chúng.Vì vậy, TN vật lí đồng thời là nguồn kiến thức, PPDH và là một dạng trực quan [9]. Theo Nguyễn Đức Thâm và cộng sự, TN vật lí được hiểu là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan. Thông