Khóa luận tốt nghiệp đại học: Chế tạo thí nghiệm hỗ trợ dạy học phần nhiệt học vật lý lớp 10 theo phương pháp bàn tay nặn bột

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận tốt nghiệp đại học "Chế tạo thí nghiệm hỗ trợ dạy học phần nhiệt học vật lý lớp 10 theo phương pháp bàn tay nặn bột" trình bày các nội dung chính sau: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ dạy học theo phương pháp bàn tay nặn bột; Nghiên cứu thiết kế chế tạo và sử dụng một số thí nghiệm trong dạy học phần nhiệt học vật lý lớp 10 theo phương pháp bàn tay nặn bột; Thực nghiệm sư phạm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp đại học: Chế tạo thí nghiệm hỗ trợ dạy học phần nhiệt học vật lý lớp 10 theo phương pháp bàn tay nặn bột

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA: LÝ – HÓA – SINH ---------- TRẦN THỊ NGHI TRANG CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM HỖ TRỢ DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÝ LỚP 10 THEO PHƯƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Quảng Nam, tháng 5 năm 2016
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trên trong luận văn này là trung thực, đƣợc các đồng tác giả cho phép sử dụng và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kì một công trình nào khác. Ngƣời thực hiện Trần Thị Nghi Trang ii
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trƣờng, quý thầy cô giáo khoa Lý – Hóa – Sinh trƣờng Đại học Quảng Nam và các thầy cô giáo đã trực tiếp giảng dạy lớp Đại học sƣ phạm Vật Lí K12. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Duy Linh – ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu, giáo viên tổ Vật Lí trƣờng THPT Hùng Vƣơng tỉnh Quảng Nam đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tiến hành khảo sát thực tế và thực nghiệm sƣ phạm. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi hoàn thành khóa luận này. Tam Kỳ, tháng 4 năm 2016 Sinh viên thực hiện Trần Thị Nghi Trang iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ CNH – HĐH Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa HS Học sinh GV Giáo viên TNg Thực nghiệm ĐC Đối chứng ND Nội dung TN Thí nghiệm BTNB Bàn tay nặn bột VL Vật Lí iv
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ 1. Danh mục bảng Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số của các bài kiểm tra của hai nhóm Thực nghiệm và Đối chứng……………………………………………………...51 Bảng 3.2. Bảng phân bố tần xuất Wi (%) của bài kiểm tra sau thực nghiệm.......52 Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất tích lũy của hai nhóm TNg và ĐC…………53 Bảng 3.4. Bảng phân loại học lực của hai nhóm………………………………..54 Bảng 3.5. Bảng các tham số thống kê của bài kiểm tra sau thực nhiệm………...55 Bảng 3.6. Kết quả điều tra ý kiến của HS về việc sử dụng thí nghiệm tự tạo dạy học theo phương pháp BTNB……………………………………………………56 2. Danh mục biểu đồ Biểu đồ 3.1: Biểu đồ phân bố điểm số kiểm tra của hai nhóm TNg và Đối chứng …………………………………………………………………………………………….51 Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm TNg và ĐC…………….52 Biểu đồ 3.3: Biểu đồ phân phối tần suất tích lũy của hai nhóm TNg và ĐC……54 Biểu đồ 3.4. Biểu đồ phân loại theo học lực của hai nhóm……………………..54 3. Danh mục đồ thị Đồ thị 3.1: Đồ thị phân bố điểm số kiểm tra của hai nhóm TNg và ĐC……….51 Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm TNg và ĐC……………….52 Đồ thị 3.3. Đồ thị phân phối tần suất tích lũy của hai nhóm TNg và ĐC………54 Đồ thị 3.4. Đồ thị phân loại theo học lực của hai nhóm………………………..55 v
DANH MỤC CÁC THÍ NGHIỆM Hình 2.1. Ống ghim ban đầu trong bình………………………………………...26 Hình 2.2. Khi bóp bình………………………………………………………….26 Hình 2.3. TN đẩy phittong đi xuống………………………………………….....27 Hình 2.4. TN kéo phittong đi lên………………………………………………..27 Hình 2.5. TN với xilanh…………………………………………………………27 Hình 2.6. TN bong bóng………………………………………………………...28 Hình 2.7. Gắn van xe vào bình……………………………………………….....29 Hình 2.8. Gắn kim tiêm và xilanh vào khay…………………………………….29 Hình 2.9.Khi đóng khóa K………………………………………………………30 Hình 2.10.Khi khóa K mở………………………………………………………30 Hình 2.11.Nƣớc lên ở vòi phun…………………………………………………30 Hình 2.12. TN nung nóng thanh đồng và thanh nhôm………………………….31 Hình 2.16. TN Kim nổi trên mặt nƣớc………………………………………….33 Hình 2.17. Vòng thép sau khi nhúng vào xà phòng………………………….....33 Hình 2.18. Vòng chỉ sau khi chọc thủng…………………………………..........33 Hình 2.19. TN với vòng nhựa…………………………………………………..34 vi
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... iv Phần 1. MỞ ĐẦU ........................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1 2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu .........................................................................................2 4.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết ......................................................................2 4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn.......................................................................3 4.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .....................................................................3 4.4. Phƣơng pháp thống kê toán học ...........................................................................3 5. Lịch sử nghiên cứu ..................................................................................................3 6. Nhiệm vụ nhiên cứu ................................................................................................4 7. Đóng góp của đề tài.................................................................................................5 8. Cấu trúc đề tài .........................................................................................................5 Phần 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..........................................................................6 Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ DẠY HỌC THEO PHƢƠNG PHÁP .........................6 BÀN TAY NẶN BỘT ................................................................................................6 1.1. DẠY HỌC THEO PHƢƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT .............................6 1.1.1. Khái niệm dạy học theo phƣơng pháp bàn tay nặn bột ....................................6 1.1.2. Mục tiêu của phƣơng pháp bàn tay nặn bột ......................................................6 1.1.3. Cơ sở khoa học của phƣơng pháp BTNB ........................................................6 1.1.3.1. Dạy học khoa học dựa trên tìm tòi nghiên cứu .............................................6 1.1.3.2. Quan niệm ban đầu của học sinh ..................................................................7 vii
1.1.4. Các nguyên tắc cơ bản của phƣơng pháp bàn tay nặn bột ................................8 1.1.4.1. Nguyên tắc về tiến trình sư phạm khi dạy học môn Vật lí theo phương pháp BTNB ..................................................................................................................8 1.1.4.2. Những đối tượng tham gia ............................................................................8 1.1.5. Các bƣớc của tiến trình dạy học theo phƣơng pháp BTNB ..............................9 1.1.6. Một số lưu ý khi áp dụng phương pháp BTNB trong dạy học ...................11 1.2. THÍ NGHIỆM VẬT LÍ .....................................................................................11 1.2.1. Khái niệm và đặc điểm thí nghiệm vật lí ........................................................11 1.2.1.1. Khái niệm thí nghiệm vật lí ..........................................................................11 1.2.1.2. Đặc điểm của thí nghiệm vật lí ....................................................................11 1.2.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí.....................................................12 1.2.2.1.Vai trò của thí nghiệm theo quan điểm lý luận nhận thức ............................12 1.2.2.2. Vai trò của thí nghiệm theo quan điểm của lý luận dạy học ........................13 1.2.3. Thông thƣờng trong dạy học thí nghiệm đƣợc phân thành 2 loại: Thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm học sinh. ................................................................15 1.2.3.1. Thí nghiệm biểu diễn ....................................................................................15 1.2.3.2. Thí nghiệm học sinh ....................................................................................17 1.3. THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ....................................................................................18 1.3.1. Khái niệm: ......................................................................................................18 1.3.1.1. Ưu điểm của thí nghiệm tự tạo .....................................................................18 1.3.1.2. Nhược điểm của thí nghiệm tự tạo ...............................................................18 1.3.2. Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học ....................................18 1.3.2.1. Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học đối với GV ..............18 1.3.2.2.Vai trò của thí nghiệm tự tạo trong quá trình dạy học đối với HS ...............19 1.3.3. Những yêu cầu khi xây dựng và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học ....19 1.4. THÍ NGHIỆM VÀ THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO PHƢƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT......................................................20 1.4.1. Ƣu điểm của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí theo phƣơng pháp BTNB ..................................................................................................20 viii
1.4.2. Những lƣu ý khi sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí theo phƣơng pháp BTNB ..................................................................................................20 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1..........................................................................................21 Chƣơng 2: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÍ LỚP 10 ...................22 THEO PHƢƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT......................................................22 2.1. CẤU TRÚC NỘI DUNG KIẾN THỨC VẬT LÝ PHẦN NHIỆT HỌC ..........22 LỚP 10. .....................................................................................................................22 2.1.1. Đặc điểm của phần nhiệt học ..........................................................................23 2.1.2. Thuận lợi và khó khăn khi dạy học phần “Nhiệt học” ở trƣờng THPT hiện nay .............................................................................................................................24 2.1.2.1. Những thuận lợi ...........................................................................................24 2.1.2.2. Những khó khăn ...........................................................................................24 2.2. QUY TRÌNH CHUNG KHI TIẾN HÀNH CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM ............25 2.3. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM HỖ TRỢ DẠY HỌC THEO PHƢƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT .................................................................25 2.3.1. Thí nghiệm khảo sát định luật Bôi – lơ- Ma – ri- ốt. ......................................25 2.3.1.1. Mục đích thí nghiệm .....................................................................................25 2.3.1.2. Cơ sở lý thuyết ..............................................................................................25 2.3.1.3 Vật liệu và cách chế tạo. ...............................................................................25 2.3.2. Thí nghiệm khảo sát sự nở vì nhiệt của vật rắn. .............................................30 2.3.2.1. Mục đích thí nghiệm .....................................................................................30 2.3.2.2. Cơ sở lý thuyết ..............................................................................................30 2.3.2.3. Vật liệu và cách chế tạo. ..............................................................................30 2.3.3. Thí nghiệm khảo sát hiện tƣợng căng bề mặt của chất lỏng. .........................32 2.3.3.1. Mục đích thí nghiệm .....................................................................................32 2.3.3.2 Cơ sở lý thuyết ..............................................................................................32 2.3.3.3. Vật liệu và cách chế tạo ...............................................................................32 2.3.2.4 . Khả năng sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí .....................................34 ix
2.4. THIẾT KẾ MỘT SỐ GIÁO ÁN SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ DẠY HỌC THEO PHƢƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT .........................34 2.4.1. Quy trình thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ dạy học theo phương pháp bàn tay nặn bột ..............................................................34 2.4.2. Thiết kế giáo án trong phần nhiệt học vật lí 10 có sử dụng thí nghiệm tự tạo dạy học theo phƣơng pháp BTNB .......................................................................36 Bài 45: ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ-MA-RI-ỐT .............................................................36 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2..........................................................................................46 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ..................................................................47 3.1. MỤC ĐÍCH THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................47 3.2. NHIỆM VỤ THỰC NHIỆM SƢ PHẠM ...........................................................47 3.3. ĐỐI TƢỢNG VÀ NỘI DUNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .........................47 3.4. PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM................................................47 3.4.1. Chọn mẫu thực nghiệm sƣ phạm ....................................................................47 3.4.2. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm .....................................................................48 3.4.2.1. Quan sát giờ học ..........................................................................................48 3.4.2.2. Kiểm tra đánh giá.........................................................................................48 3.4.2.3. Điều tra và thăm dò......................................................................................48 3.5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ..........................................................49 3.5.1. Đánh giá định tính ...........................................................................................49 3.5.2. Đánh giá định lƣợng ........................................................................................49 3.5.1.2. Kết quả điều tra thăm dò ý kiến học sinh. ....................................................56 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3..........................................................................................57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................58 1. Những kết quả đạt đƣợc ........................................................................................58 2. Một số kiến nghị....................................................................................................58 3. Hƣớng phát triển đề tài..........................................................................................59 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................60 PHỤC LỤC 1 ............................................................................................................61 PHỤ LỤC 2 ...............................................................................................................76 x
Phần 1. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong sự nghiệp công nghiệp hóa- hiện đại hóa, hội nhập quốc tế ngày nay đòi hỏi giáo dục phải đào tạo những con ngƣời năng động, sáng tạo, có tài năng thật sự. Để làm đƣợc điều đó yêu cầu phải đổi mới nền giáo dục. Theo Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành Trung ƣơng khóa XI (nghị quyết số 29- NQ/TW) với nội dung: “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa- hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế” Trong đó việc đổi mới phƣơng pháp dạy học đang đƣợc coi trọng nhất. Đổi mới phƣơng pháp dạy học đƣợc thực hiện ở tất cả các ngành học, các cấp học, môn học. Luật giáo dục Điều 24 đã ghi rõ: “Phương pháp dạy học phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kỹ năng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm đem lại niềm vui hứng thú cho học sinh” Trong đó, bộ môn Vật lý là một trong những môn cơ sở cho các ngành khoa học khác về tự nhiên và cho các ngành công nghệ học. Vì vậy những hiểu biết về vật lí có vai trò quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nƣớc. Cho nên, giảng dạy vật lí ở cấp phổ thông là rất quan trọng. Vật lí là môn thực nghiệm đòi hỏi phải có tƣ duy, sáng tạo, kết hợp giữa thí nghiệm và quan sát. Việc thực hiện các thí nghiệm sẽ giúp học sinh phát hiện hay khảo sát đƣợc tính đúng đắn của các tính chất, định lí, định đề, quy luật của các hiện tƣợng vật lí, tạo hứng thú trong học tập. Nên các thí nghiệm vật lí trong dạy học là vô cùng cần thiết. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân chủ quan và khách quan mà việc thí nghiệm trong dạy học còn nhiều hạn chế nhƣ: dụng cụ thí nghiệm còn ít do kinh phí nhà trƣờng không đủ; do quá trình vận chuyển vật liệu thí nghiệm bị hƣ hỏng; thiết bị nhiều nhƣng không đồng bộ; thời gian dạy học ngắn nhiều thí nghiệm phức tạp nên giáo viên ngại làm. Để khắc phục hậu quả đó mà giáo viên đã tự chế tạo ra các thí nghiệm vật lí để giảng dạy. Nhƣng ngƣời giáo viên cần phải tổ chức dạy học nhƣ thế nào để đạt hiệu quả tốt thì dạy học theo phƣơng pháp “Bàn tay nặn bột” là phù hợp. Phƣơng pháp này chú trọng đến việc hình thành kiến thức cho học 1
sinh, từ các thí nghiệm tìm tòi nghiên cứu để chính các em tìm ra câu trả lời cho các vấn đề mà bài học yêu cầu thông qua tiến hành thí nghiệm, quan sát, nghiên cứu. Giáo viên có thể hƣớng dẫn cho học sinh tự đề xuất thí nghiệm liên quan đến bài học theo cách nghĩ của mình, và học sinh tự làm thí nghiệm, để các em phát huy khả năng tƣ duy và thực hiện tốt khả năng làm bài nhóm. Khi dạy bằng phƣơng pháp này thì cần sử dụng thí nghiệm đơn giản. Thí nghiệm đƣợc xây quanh các vật liệu dễ gặp trong đời sống hằng ngày, dễ tìm ít tốn kém, nhƣng số lƣợng thí nghiệm phải nhiều đa dạng. Vì vậy cần có nhiều thí nghiệm tự tạo để hỗ trợ dạy học theo phƣơng pháp “Bàn tay nặn bột” Từ những ƣu điểm của thí nghiệm tự tạo dạy học theo phƣơng pháp “ Bàn tay nặn bột” và yêu cầu về số lƣợng thí nghiệm mà tôi đã chọn đề tài: “ Chế tạo thí nghiệm hỗ trợ dạy học phần nhiệt học vật lý lớp 10 theo phƣơng pháp “ Bàn tay nặn bột”” để làm đề tài khóa luận tốt nghiệp của mình. 2. Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ dạy học bằng phƣơng pháp bàn tay nặn bột. Đề xuất quy trình thiết kế và chế tạo các dụng cụ thí nghiệm tự tạo. Chế tạo đƣợc một số thí nghiệm phần nhiệt học lớp 10. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài cụ thể có sử dụng thí nghiệm tự tạo. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm nói chung và thí nghiệm tự tạo nói riêng trong dạy học vật lý. Một số thí nghiệm vật lý phần nhiệt học lớp 10. Quá trình dạy học theo phƣơng pháp bàn tay nặn bột có sử dụng thí nghiệm tự tạo ở trƣờng phổ thông. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu văn kiện của Đảng các chính sách của nhà nƣớc, các chỉ thị của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về đổi mới giáo dục phổ thông. Nghiên cứu cơ sở lý luận về tâm lý và giáo dục học, lý luận dạy học, phƣơng pháp dạy học vật lí… 2
Nghiên cứu nội dung, chƣơng trình SGK vật lý lớp 10 ban cơ bản và nâng cao. 4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn Xây dựng một mẫu phiếu điều tra ý kiến của học sinh về hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ dạy học theo phƣơng pháp: “ Bàn tay nặn bột”. Trao đổi trực tiếp với giáo viên và học sinh. 4.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm Đƣợc tiến hành ở trƣờng THPT nhằm đánh giá hiệu quả của dụng cụ thí nghiệm, tiến trình và các biện pháp sƣ phạm đã đề xuất. 4.4. Phƣơng pháp thống kê toán học Dựa vào số liệu thu thập đƣợc sử dụng phƣơng pháp thống kê thông dụng để phân tích, xử lý kết quả thí nghiệm sƣ phạm cả về mặt định tính và định lƣợng. 5. Lịch sử nghiên cứu Đã có những công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài nhƣ sau Đối với phương pháp “Bàn tay nặn bột” “Bàn tay nặn bột” là một chiến lƣợc về giáo dục khoa học, đƣợc Giáo sƣ Georger Charpak (ngƣời Pháp) đề ra và phát triển từ năm 1995 dựa trên cơ sở tìm tòi - nghiên cứu, cho phép đáp ứng những yêu cầu dạy học mới. Phƣơng pháp “Bàn tay nặn bột” đã đƣợc vận dụng phát triển và có ảnh hƣởng sâu rộng không chỉ ở Pháp mà còn nhiều nƣớc có nền giáo dục tiên tiến trên thế giới. Năm 2011, Bộ GD và ĐT có quyết định phê duyệt đề án “Triển trai phƣơng pháp “Bàn tay nặn bột” ở trƣờng phổ thông giai đoạn 2011 – 2015” với hai giai đoạn: từ 2011 – 2013 thực hiện thí điểm, từ 2014 – 2015 thực hiện đại trà trên toàn quốc. Phƣơng pháp BTNB đã đƣợc nhiều ngƣời nghiên cứu và áp dụng vào trong giảng dạy các môn khoa học tự nhiên ở cấp tiểu học và trung học cơ sở nhƣ: “Phƣơng pháp BTNB trong dạy học các môn khoa học ở trƣờng tiểu học và THCS” của nhóm tác giả Nguyễn Văn Hiển (chỉ đạo nội dung) – Phạm Ngọc Định – Nguyễn Thị Thanh Hƣơng – Trần Thanh Sơn – Nguyễn Xuân Thành. “Vận dụng phƣơng pháp BTNB trong dạy học môn Sinh học THCS” của nhóm tác giả Nguyễn Vinh Hiển – Ngô Văn Hƣng – Nguyễn Thị Hoa. 3
“Phƣơng pháp BTNB trong dạy học môn Vật lí cấp trung học cơ sở” của tác giả Nguyễn Văn Nghiệp (chủ biên) – Đào Văn Toàn. “Vận dụng phƣơng pháp BTNB trong dạy học môn Hóa học” của tác giả Nguyễn Đăng Dũng. Đối với thí nghiệm tự tạo: “Đề xuất phƣơng án và xây dựng thí nghiệm tự tạo bổ trợ dạy học vật lý” của Nguyễn Quang Trung “Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hƣớng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý ở trƣờng trung học cơ sở” của Tiến sĩ Huỳnh Trọng Dƣơng. “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và sử dụng một số thí nghiệm phần điện học chƣơng trình Vật lí lớp 11 theo hƣớng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh” của sinh viên Trần Thị Trang. “Sử dụng phối hợp thí nghiệm với các phƣơng tiện dạy học để tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong phần điện từ vật lí 11 nâng cao” của sinh viên Nguyễn Thị Thúy. “Thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm để sử dụng trong dạy học vật lí lớp 10 theo chƣơng trình và sách giáo khoa mới” của Nguyễn Ngọc Hƣng. Tuy nhiên, chƣa có nghiên cứu nào chế tạo thí nghiệm hỗ trợ dạy học theo phƣơng pháp BTNB vào trong giảng dạy vật lí ở trƣờng THPT, cụ thể là phần nhiệt học vật lí lớp 10. 6. Nhiệm vụ nhiên cứu Để đạt được mục tiêu đề ra, đề tài có những nhiệm vụ sau Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm hỗ trợ dạy học theo phƣơng pháp bàn tay nặn bột. Đánh giá thực trạng về vấn đề sử dụng thí nghiệm nói chung và thí nghiệm tự tạo nói riêng trong dạy học. Nghiên cứu thiết kế chế tạo một số thí nghiệm phần nhiệt học lớp 10. Sử dụng các tiến trình dạy học và các thí nghiệm tự tạo vào thực tiễn dạy học để đánh giá hiệu quả của các thí nghiệm tự tạo. 4
7. Đóng góp của đề tài Nếu thiết kế chế tạo đƣợc các thí nghiệm vật lí phần nhiệt học và áp dụng dạy học theo phƣơng pháp: “Bàn tay nặn bột” ở lớp 10 một cách hiệu quả thì sẽ tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học vật lý ở trƣờng THPT, đồng thời đa dạng hóa dụng cụ thí nghiệm. 8. Cấu trúc đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, khóa luận gồm có 3 chƣơng. Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo hỗ trợ dạy học theo phƣơng pháp bàn tay nặn bột. Chƣơng 2: Nghiên cứu thiết kế chế tạo và sử dụng một số thí nghiệm trong dạy học phần nhiệt học vật lý lớp 10 theo phƣơng pháp bàn tay nặn bột. Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm. 5
Phần 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO HỖ TRỢ DẠY HỌC THEO PHƢƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT 1.1. DẠY HỌC THEO PHƢƠNG PHÁP BÀN TAY NẶN BỘT 1.1.1. Khái niệm dạy học theo phƣơng pháp bàn tay nặn bột Phƣơng pháp dạy học "Bàn tay nặn bột" (BTNB), tiếng Pháp là Lamaiàla pâte viết tắt là LAMAP; tiếng Anh là Hands-on, là phương pháp dạy học khoa học dựa trên cơ sở của sự tìm tòi - nghiên cứu, áp dụng cho việc dạy học các môn khoa học tự nhiên. Phƣơng pháp này đƣợc khởi xƣớng bởi Giáo sƣ Georges Charpak (Giải Nobel Vật lý năm 1992). Theo phƣơng pháp BTNB, dƣới sự giúp đỡ của giáo viên, chính học sinh tìm ra câu trả lời cho các vấn đề đƣợc đặt ra trong cuộc sống thông qua tiến hành thí nghiệm, quan sát, nghiên cứu tài liệu hay điều tra để từ đó hình thành kiến thức cho mình. Đứng trƣớc một sự vật hiện tƣợng, học sinh có thể đặt ra các câu hỏi, các giả thuyết từ những hiểu biết ban đầu, tiến hành thực nghiệm nghiên cứu để kiểm chứng và đƣa ra những kết luận phù hợp thông qua thảo luận, so sánh, phân tích, tổng hợp kiến thức. 1.1.2. Mục tiêu của phƣơng pháp bàn tay nặn bột Mục tiêu của phƣơng pháp BTNB là tạo nên tính tò mò, ham muốn khám phá và say mê khoa học của HS. Ngoài việc chú trọng đến kiến thức khoa học, phƣơng pháp BTNB còn chú ý nhiều đến việc rèn luyện kỹ năng diễn đạt thông qua ngôn ngữ nói và viết cho HS. 1.1.3. Cơ sở khoa học của phƣơng pháp BTNB 1.1.3.1. Dạy học khoa học dựa trên tìm tòi nghiên cứu Dạy học khoa học dựa trên tìm tòi nghiên cứu là một phƣơng pháp dạy và học khoa học xuất phát từ sự hiểu biết về cách thức học tập của HS, bản chất của nghiên cứu khoa học và sự xác định các kiến thức khoa học cũng nhƣ kĩ năng mà HS cần nắm vững. Phƣơng pháp dạy học này dựa trên sự tin tƣởng rằng điều quan trọng là phải đảm bảo rằng HS thực sự hiểu những gì đƣợc học mà không phải đơn giản chỉ là học để nhắc lại nội dung kiến thức và thông tin thu đƣợc. 6
a) Bản chất của nghiên cứu khoa học trong phương pháp BTNB Tiến trình tìm tòi nghiên cứu khoa học trong phƣơng pháp BTNB là một vấn đề cốt lõi, quan trọng. HS tiếp cận vấn đề đặt ra qua tình huống (câu hỏi lớn của bài học); nêu các giả thuyết, các nhận định ban đầu của mình; đề xuất và tiến hành các TN nghiên cứu; đối chiếu các nhận định (giả thuyết đặt ra ban đầu); đối chiếu cách làm thí nghiệm và kết quả của các nhóm khác; nếu không phù hợp HS phải quay lại điểm xuất phát. Trong quá trình này HS luôn phải động não, trao đổi với các HS khác trong nhóm, trong lớp, hoạt động tích cực để tìm ra kiến thức. b) Lựa chọn kiến thức khoa học trong phương pháp BTNB Việc xác định kiến thức khoa học phù hợp với HS theo độ tuổi là một vấn đề quan trọng đối với GV. GV phải tự đặt ra các câu hỏi nhƣ: Có cần thiết giới thiệu kiến thức này không? Giới thiệu vào thời điểm nào? Cần yêu cầu HS hiểu ở mức độ nào? GV có thể tìm câu hỏi này thông qua việc nghiên cứu chƣơng trình, sách giáo khoa và tài liệu hỗ trợ GV để xác định rõ hàm lƣợng kiến thức tƣơng đối với trình độ, độ tuổi của HS và điều kiện địa phƣơng. c) Cách thức học tập của học sinh Phƣơng pháp BTNB dựa trên thực nghiệm và nghiên cứu, cho phép GV hiểu rõ hơn cách thức mà HS tiếp thu các kiến thức khoa học. Phƣơng pháp BTNB cho thấy cách thức học tập của HS là tò mò tự nhiên, giúp các em có thể tiếp cận thế giới xung quanh mình qua việc tham gia các hoạt động nghiên cứu. 1.1.3.2. Quan niệm ban đầu của học sinh Quan niệm ban đầu là những biểu hiện ban đầu, ý kiến ban đầu của HS về sự vật, hiện tƣợng trƣớc khi đƣợc tìm hiểu về bản chất sự vật, hiện tƣợng. Đây là những quan niệm đƣợc hình thành trong vốn sống của HS, là các ý tƣởng giải thích sự vật, hiện tƣợng theo suy nghĩ của HS, còn gọi là các “Khái niệm ngây thơ”. Biểu tƣợng ban đầu không phải là kiến thức cũ, đã đƣợc học mà là quan niệm của HS về sự vật, hiện tƣợng mới trƣớc khi học kiến thức đó. Tạo cơ hội cho HS bộc lộ quan niệm ban đầu là một đặc trƣng quan trọng của phƣơng pháp học BTNB. Biểu tƣợng ban đầu của HS là rất đa dạng và phong phú. Biểu tƣợng ban đầu là một chƣớng ngại trong quá trình nhận thức của HS. Chƣớng 7
ngại chỉ bị phá bỏ khi HS tự mình làm thí nghiệm, tự rút ra kết luận, đối chiếu với quan niệm ban đầu để tự đánh giá quan niệm của mình đúng hay sai. 1.1.4. Các nguyên tắc cơ bản của phƣơng pháp bàn tay nặn bột 1.1.4.1. Nguyên tắc về tiến trình sư phạm khi dạy học môn Vật lí theo phương pháp BTNB - HS quan sát một sự vật hay một hiện tƣợng của thế giới thực tại, gần gũi với đời sống, dễ cảm nhận và các em sẽ thực hành trên những cái đó. - Trong quá trình tìm hiểu, HS lập luận, bảo vệ ý kiến của mình, đƣa ra tập thể thảo luận những ý nghĩ và những kết luận cá nhân, từ đó có những hiểu biết mà nếu chỉ có những hoạt động, thao tác riêng lẽ không đủ tạo nên. - Những hoạt động do GV đề xuất cho HS đƣợc tổ chức theo tiến trình sƣ phạm nhằm nâng cao dần mức độ học tập. Các hoạt động này làm cho các chƣơng trình học tập đƣợc nâng cao lên và dành cho HS một phần tự chủ khá lớn. - Cần một lƣợng tối thiểu là 2 giờ/tuần trong nhiều tuần liền cho một đề tài. Sự liên tục của các hoạt động và những phƣơng pháp GD đƣợc đảm bảo trong suốt thời gian học. - HS bắt buộc có mỗi em một quyển vở thí nghiệm do chính các em ghi chép theo cách thức và ngôn ngữ của chính các em. - Mục tiêu chính là sự chiếm lĩnh dần dần của HS các khái niệm khoa học và kĩ thuật đƣợc thực hành, kèm theo là sự củng cố ngôn ngữ viết và nói. 1.1.4.2. Những đối tượng tham gia - Các gia đình và khu phố đƣợc khuyến khích thực hiện các công việc của lớp học. - Ở địa phƣơng, các đối tác khoa học giúp các hoạt động của lớp theo khả năng của mình. - Ở địa phƣơng, các việc đào tạo GV giúp các GV kinh nghiệm và phƣơng pháp giảng dạy. - GV có thể tìm thấy trên internet các website có nội dung về những modun kiến thức đã đƣợc thực hiện, những ý tƣởng về các hoạt động, những giải pháp thắc mắc. GV cũng có thể tham gia hoạt động tập thể bằng trao đổi với các đồng nghiệp, 8
với các nhà sƣ phạm và với các nhà khoa học. GV là ngƣời chịu trách nhiệm GD và đề xuất những hoạt động của lớp mình phụ trách. 1.1.5. Các bƣớc của tiến trình dạy học theo phƣơng pháp BTNB Phƣơng pháp BTNB có bản chất là phƣơng pháp nêu và giải quyết vấn đề bằng con đƣờng thực nghiệm, các bƣớc tổ chức dạy học theo phƣơng pháp BTNB nhƣ sau Bước 1: Tình huống xuất phát và câu hỏi nêu vấn đề Tình huống xuất phát hay tình huống nêu vấn đề là một tình huống do GV chủ động đƣa ra nhƣ là một cách dẫn nhập vào bài học. Tình huống xuất phát phải ngắn gọn, gần gũi dễ hiểu đối với HS. Tình huống xuất phát nhằm lồng ghép câu hỏi nêu vấn đề. Tình huống xuất phát càng rõ ràng thì việc dẫn nhập cho câu hỏi nêu vấn đề càng dễ. Tuy nhiên có những trƣờng hợp không nhất thiết phải có tình huống xuất phát mới đề xuất đƣợc câu hỏi nêu vấn đề. Câu hỏi nêu vấn đề là câu hỏi lớn của bài học. Câu hỏi nêu vấn đề cần đảm bảo yêu cầu phù hợp với trình độ, gây mâu thuẫn nhận thức và kích thích tính tò mò, thích tìm tòi, nghiên cứu của HS nhằm chuẩn bị tâm thế cho HS trƣớc khi khám phá, lĩnh hội kiến thức. GV phải dùng câu hỏi mỡ, tuyệt đối không đƣợc dùm câu hỏi đóng đối với câu hỏi nêu vấn đề. Câu hỏi nêu vấn đề càng đảm bảo các yêu cầu nêu ra ở trên thì ý đồ dạy học của GV càng dễ thực hiện thành công. Bước 2: Bộc lộ biểu tượng ban đầu Hình thành biểu tƣợng ban đầu là bƣớc quan trọng, đặc trƣng của phƣơng pháp BTNB. Bƣớc này khuyến khích HS nêu những suy nghĩ, nhận thức ban đầu của mình trƣớc khi đƣợc học kiến thức. Hình thành biểu tƣợng ban đầu, GV có thể yêu cầu HS nhắc lại kiến thức cũ đã học có liên quan đến kiến thức mới của bài học . Khi yêu cầu HS trình bày biểu tƣợng ban đầu, GV có thể yêu cầu nhiều hình thức biểu hiện của HS, có thể là bằng lời nói, bằng cách viết hay vẽ để biểu hiện suy nghĩ. Xem thêm phần trình bày về biểu tƣợng ban đầu để rõ hơn phần lý luận của biểu tƣợng ban đầu. Bước 3: Đề xuất câu hỏi và phương án thí nghiệm Từ những quan niệm ban đầu của HS, GV gợi ý giúp HS đề xuất các câu hỏi. Chú ý xoáy sâu vào những quan niệm liên quan đến kiến thức trọng tâm của bài học. 9
GV cần khéo léo chọn lựa một số quan niệm ban đầu khác biệt trong lớp để giúp HS so sánh, từ đó giúp HS đặt câu hỏi liên quan đến nội dung bài học. GV điều khiển HS thảo luận nhằm giúp HS đề xuất các câu hỏi từ những sự khác biệt đó theo ý đồ dạy học. Việc chọn lựa các quan niệm ban đầu không tốt sẽ dẫn đến việc so sánh và đề xuất các câu hỏi của HS gặp khó khăn. Từ các câu hỏi đƣợc đề xuất, GV nêu câu hỏi, yêu cầu HS đề xuất các giả thiết và thiết kế phƣơng án thực nghiệm tìm tòi– nghiên cứu để kiểm chứng các giả thiết đã đƣa ra nhằm tìm câu trả lời cho các câu hỏi đó. Sau khi HS đề xuất phƣơng án TN tìm tòi nghiên cứu, GV nêu nhận xét chung và quyết định tiến hành phƣơng án TN tìm tòi – nghiên cứu thích hợp, GV có thể gợi ý hoặc đề xuất cụ thể phƣơng án. Bước 4: Tiến hành thí nghiệm tìm tòi – nghiên cứu Từ các phƣơng án TN tìm tòi – nghiên cứu mà HS nêu ra, GV khéo léo nhận xét và lựa chọn TN để HS tiến hành. Ƣu tiên thực hiện TN trực tiếp trên vật thật. Một số trƣờng hợp không thể tiến hành TN trên vật thật có thể làm cho mô hình, hoặc cho học sinh quan sát tranh vẽ. Khi tiến hành thực hiện TN, GV nêu rõ yêu cầu và mục đích TN hoặc yêu cầu HS cho biết mục đích TN chuẩn bị tiến hành để làm gì? Lúc này GV mới phát các dụng cụ và vật liệu TN tƣơng ứng với các hoạt động. Tiến hành TN tƣơng ứng với modun kiến thức. Làm lần lƣợt các TN nếu có nhiều TN. Mỗi TN thực hiện xong nên dừng lại để HS rút ra kết luận. Bước 5: Kết luận, hợp thức hóa kiến thức Sau khi thực hiện TN tìm tòi – nghiên cứu, các câu trả lời dần dần đƣợc giải quyết, kiến thức đƣợc hình thành, tuy nhiên vẫn chƣa có hệ thống hoặc chƣa chuẩn xác một cách khoa học. GV có nhiệm vụ tóm tắt, kết luận và hệ thống lại để HS ghi vào vở coi nhƣ là kiến thức của bài học. Trƣớc khi kết luận chung, GV nên yêu cầu một vài ý kiến của HS cho kết luận sau khi thực hiện TN. GV khắc sâu kiến thức của HS bằng cách cho HS nhìn lại, đối chiếu lại với các ý kiến ban đầu trƣớc khi học kiến thức. GV có nhiệm vụ tóm tắt, kết luận và hệ thống lại để HS ghi vào vở coi nhƣ là kiến thức của bài học. 10