Luận văn: PHỐI HỢP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ PHƢƠNG TIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ PHẦN CƠ HỌC (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY VẬT LÍ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI

Chia sẻ: Carol123 Carol123 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:135

Thêm vào BST

Báo xấu

141
lượt xem 43
download

Luận văn: PHỐI HỢP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ PHƢƠNG TIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ PHẦN CƠ HỌC (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY VẬT LÍ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương pháp dạy học (PPDH) là một trong những yếu tố quan trọng nhất của quá trình dạy học. Cùng một nội dung nhưng học sinh (HS) học tập có hứng thú, có tích cực hay không? Có để lại những dấu ấn sâu sắc và khơi dậy những tình cảm lành mạnh trong tâm hồn các em hay không?...Phần lớn phụ thuộc vào PPDH của người thầy. Định hướng chung về đổi mới PPDH là phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, tự học, kỹ năng vận dụng vào thực tiễn, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học; môn học,...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: PHỐI HỢP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ PHƢƠNG TIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ PHẦN CƠ HỌC (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY VẬT LÍ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ---------------------- CHU THỊ HỒNG LÂM PHỐI HỢP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ PHƢƠNG TIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ PHẦN CƠ HỌC (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY VẬT LÍ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2010 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ---------------------- CHU THỊ HỒNG LÂM PHỐI HỢP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀ PHƢƠNG TIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ PHẦN CƠ HỌC (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY VẬT LÍ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học Vật lí Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Văn Khải THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Khải, người thầy đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Lãnh đạo các phòng chức năng, các bộ môn khoa học tự nhiên và khoa học xã hội cùng các đồng nghiệp trường Văn hoá I - Bộ công an đã quan tâm, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập cao học để đạt kết quả tốt nhất. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa Sau Đại học, khoa Vật lí trường ĐHSP – ĐHTN đã quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. Em xin cảm ơn các thầy cô trong hội đồng duyệt và chấm luận văn cao học Vật lí K16 đã quan tâm và chỉ bảo tận tình chúng e m trong suốt quá trình từ khi viết đề cương luận văn cho đến khi hoàn thành luận văn và bảo vệ. Em xin chân thành cảm ơn các trường THPT và các giáo viên đã cộng tác dạy thực nghiệm, các đồng chí lãnh đạo cùng các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Vật lí ở các trường thực nghiệm đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực nghiệm. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2010 Tác giả Chu Thị Hồng Lâm
MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Mục lục......................................................................................................... ..............1 Danh mục các chữ viết tắt ............................................................................. ............ 4 Danh mục các bảng.................................................................................................... 5 Danh mục các đồ thị, biểu đồ, hình vẽ............................................................ ...........6 Mở đầu ...................................................................... ............................................... 7 Chƣơng I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài 1.1. Tổng quan..........................................................................................................11 1.2. Vấn đề phát triển tư duy vật lí cho học sinh miền núi................................ .......13 1.2.1. Khái niệm về tư duy vật lí............................................................ ...................13 1.2.1.1. Khái niệm về tư duy.............................................................................. .......13 1.2.1.2. Đặc điểm của quá trình tư duy.....................................................................14 1.2.1.3. Tư duy vật lí...................................................................................... ...........17 1.2.2. Đặc điểm tư duy vật lí của học sinh miền núi....................................... ..........19 1.2.3. Các biện pháp phát triển tư duy vật lí cho học sinh THPT miền núi..............23 1.2.3.1. Khái niệm phát triển tư duy.................................................................... .....23 1.2.3.2. Sự cần thiết phải phát triển tư duy.................................................. ............ 23 1.2.3.3. Rèn luyện các thao tác tư duy............................................................ ..........24 1.2.3.4. Các biện pháp phát triển tư duy vật lí cho học sinh THPT miền núi ……...28 1.3. Định luật trong dạy học Vật lí............ ................................................................33 1.3.1. Khái niệm về định luật vật lí..................................................................... ......33 1.3.2. Vai trò của định luật vật lí....................................... ........................................34 1.3.3. Con đường để hình thành định luật vật lí........................................................35 1.4. Phối hợp sử dụng thí nghiệm và các phương tiện CNTT trong dạy học định luật vật lí................................................................................................. ..........................39 1.4.1. Thí nghiệm với vấn đề phát triển tư duy vật lí.......................................... ......39 1.4.1.1. Khái niệm về thí nghiệm vật lí...... ......................................................... ......39 1
1.4.1.2. Các vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí.................................. .........40 1.4.1.3. Sự cần thiết của thí nghiệm trong dạy học vật lí............................... ...........42 1.4.1.4. Những khó khăn và hạn chế khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học các định luật vật lí..................................................................................................... ...............44 1.4.2. Các phương tiện CNTT........................................................................ ...........45 1.4.2.1. Phương tiện dạy học............................................................................... ..... 45 1.4.2.2. Phương tiện CNTT................................ ............................................ ...........48 1.4.2.3. Các phương tiện CNTT trong dạy học vật lí........................................ ........48 1.4.2.4. Ưu điểm và nhược điểm của phương tiện CNTT............................... .........52 1.4.3. Biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT trong dạy học các định luật Vật lí............................................................................ .......................53 1.4.3.1. Căn cứ lí luận và thực tiễn lựa chọn phối hợp sử dụng thí nghiệm và các phương tiện CNTT trong dạy học................................................................. ............53 1.4.3.2. Các biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và các phương tiện CNTT trong dạy học vật lí............................ ........................................................................58 1.5. Nghiên cứu thực trạng dạy học các định luật vật lí phần cơ học.......................59 1.5.1. Mục đích điều tra................................................................ ............................59 1.5.2. Phương pháp điều tra, tìm hiểu................................................................. ......60 1.5.3. Kết quả điều tra......................................................................................... ......60 Kết luận chƣơng I......................................................................................... ...........64 Chƣơng II: Phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện công nghệ thông tin trong dạy học một số định luật vật lí phần cơ học (Vật lí 10 - Cơ bản) 2.1. Vị trí và vai trò của định luật cơ học (Vật lí 10 – CB).......................................65 2.2. Sự hỗ trợ của các phương tiện CNTT trong dạy học các định luật cơ học vật lí.....67 2.3. Phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT để tổ chức dạy học một số định luật vật lí phần cơ học (Vật lí 10 - cơ bản).................................. .....................69 2.4. Thiết kế tiến trình dạy học một số định luật vật lí phần cơ học (Vật lí 10 - cơ bản)............................................................................................................ ................77 Kết luận chƣơng II..................................................................................... ...........102 2
Chƣơng III: Thực nghiệm sƣ phạm 3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm..................103 3.1.1.Mục đích của thực nghiệm sư phạm........................................................... ...103 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm............................. ................................103 3.1.3. Đối tượng và cơ sở thực nghiệm sư phạm................................................. ...103 3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm....................... .......................................104 3.1.5. Ước lượng các đại lượng đặc trưng cho TNSP............................................ 104 3.1.6. Cách đánh giá, xếp loại.......................................... .......................................105 3.2. Thực nghiệm sư phạm, kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm........................106 3.2.1. Thực nghiệm sư phạm............................................................................... ... 106 3.2.2. Kết quả và sử lí kết quả thực nghiệm sư phạm.................... .........................107 3.2.2.1. Các kết quả về mặt định tính của việc phát triển tư duy vật lí cho HS… 107 3.2.2.2. Kết quả định lượng............................................. ........................................109 Kết luận chƣơng III............................................... ..................................... ..........116 Kết luận và kiến nghị.................................................................................. ..........117 Tài liệu tham khảo ...............................................................................................119 Phụ lục .................................................................................................................. .121 3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Bảo toàn động lượng........................... ................................................BTĐL Công nghệ thông tin............................ ................................................CNTT Đại học sư phạm................................. ................................................ĐHSP Đối chứng............................................ ................................................ĐC Giáo viên............................................. ...............................................GV Học sinh.............................................. ................................................HS Máy vi tính.......................................... ................................................MVT Nhà xuất bản....................................... ............................................. ...Nxb Nhà xuất bản giáo dục......................... ................................................NxbGD Phần mềm dạy học.............................. ................................................PMDH Phương pháp....................................... ................................................PP Phương pháp dạy học ......................... ................................................PPDH Phương tiện dạy học........................... ................................................PTD H Sách giáo khoa.................................... ................................................SGK Thực nghiệm....................................... ...............................................TN Thực nghiệm sư phạm......................... ...............................................TNSP Trung học phổ thông........................... ...............................................THPT 4
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Khả năng của các PPDH trong thực hiện các mục tiêu dạy học...................54 Bảng 1.2: Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí..........................................61 Bảng 1.3: Việc sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí................................................61 Bảng 1.4: Lí do GV ít sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí.....................................62 Bảng 3.1: Số lượng, chất lượng học tập của các nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng..104 Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1................................................................. ...........110 Bảng 3.3: Xếp loại học tập lần 1................................................................. ............110 Bảng 3.4: Phân phối tần xuất lần 1............................................................. ............111 Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2................................................................. ...........112 Bảng 3.6: Xếp loại học tập lần 2................................................................. ............112 Bảng 3.7: Phân phối tần xuất lần 2.........................................................................113 Bảng 3.8: Tổng hợp các tham số thống kê qua hai bài kiểm tra.............................114 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ Biểu đồ 3.1: Xếp loại học tập lần 1.................... .....................................................110 Biểu đồ 3.2: Xếp loại học tập lần 2....................... ................................... ...............113 Đồ thị 3.1: Phân phối tần suất lần 1........................................................................111 Đồ thị 3.2: Phân phối tần suất lần 2........................................................................114 Hình 1.1: Sơ đồ tóm tắt quá trình tư duy.................................................. ................17 Hình 1.2: Đặc tính của hoạt động tư duy..................................................................18 Hình 1.3: Sơ đồ quá trình tiến hành thí nghiệm.................................... ....................43 Hình 1.4: Sơ đồ tỉ lệ lưu giữ thông tin trong trí nhớ học sinh...................................55 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6
MỞ ĐẦU I. Lí do chọn đề tài Phương pháp dạy học (PPDH) là một trong những yếu tố quan trọng nhất của quá trình dạy học. Cùng một nội dung nhưng học sinh (HS) học tập có hứng thú, có tích cực hay không? Có để lại những dấu ấn sâu sắc và khơi dậy những tình cảm lành mạnh trong tâm hồn các em hay không?...Phần lớn phụ thuộc vào PPDH của người thầy. Định hướng chung về đổi mới PPDH là phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, tự học, kỹ năng vận dụng vào thực tiễn, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học; môn học, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, tạo được hứng thú học tập cho HS, tận dụng được công nghệ mới nhất; khắc phục lối dạy truyền thống truyền thụ một chiều các kiến thức có sẵn. Rất cần phát huy cao năng lực tự học, học suốt đời trong thời đại bùng nổ thông tin. Tăng cường học tập cá thể phối hợp với hợp tác. Định hướng vào người học được coi là quan điểm định hướng chung trong đổi mới PPDH. Kết hợp giữa việc tiếp thu và s ử dụng có chọn lọc, có hiệu quả các PPDH tiên tiến, hiện đại với khai thác những yếu tố tích cực của các PPDH truyền thống. Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học (PTDH), thiết bị dạy học và đặc biệt lưu ý đến những ứng dụng của công nghệ thông tin (CNTT, tiếng Anh là Information Technology). Đặc biệt môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, do đó để hình thành quan niệm đúng đắn về thế giới vật chất cho HS khi dạy học các định luật, thì việc tiến hành các thí nghiệm là rất quan trọng. Nhờ các thí n ghiệm vật lí, HS có được những quan điểm cơ bản về phương pháp thực nghiệm khoa học. Tuy nhiên trong nhiều bài dạy của vật lí phổ thông do những hạn chế của thiết bị thí nghiệm nên không tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm. Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, sự bùng nổ về C NTT mà các PTDH cũng đã được hiện đại hoá để nâng cao hiệu quả và chất lượng dạy học, hỗ trợ lao động dạy học của người giáo viên (GV), nó đã và đang được ứng dụng trong dạy học những năm gần đây. Trong năm học 2009-2010 một trong những Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7
nhiệm vụ trọng tâm của giáo dục THPT là : “… tích cực đổi mới PPDH, đổi mới kiểm tra đánh giá, thi, chú trọng ứng dụng CNTT trong dạy học và quản lí” Trong thực tiễn dạy học vật lí ở trường phổ thông hiện nay, cho thấy tiềm năng của PTDH trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS chưa được khai thác đầy đủ. Đó là một trong các nguyên nhân làm cho kiến thức của HS hời hợt, không bền vững, ít có khả năng vận dụng. Để nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của HS, người GV vật lí cần khắc phục các khó khăn, nghiên cứu nắm vững ưu, nhược điểm của từng loại PTDH, PPDH tích cực. Biết phối hợp hài hoà chúng khi dạy học từng kiến thức, kỹ năng cụ thể, vừa làm cho quá trình dạy học hiệu quả vừa tránh được sự phức tạp khi sử dụng các PTDH không hợp lí. Trong dạy học các định luật vật lí cũng đ ã có nhiều công trình nghiên cứu với các khía cạnh khác nhau. Việc áp dụng cụ thể phương pháp dạy học phát triển tư duy cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu trong các tài liệu 13, 17, 27 như: Phạm Thanh Bình, Ngô Văn Lý, Tô Đức Thắng. Tuy nhiên việc tổ chức phương pháp (PP) dạy như thế nào để phát triển được tư duy vật lí của HS trung học phổ thông (THPT) miền núi và phù hợp với định hướng đổi mới hiện nay thì còn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Tìm hiểu thực tế dạy học vật lí ở các trường THPT miền núi hiện nay và đặc điểm tâm lí của HS miền núi chúng tôi nhận thấy rằng, khả năng nhận thức của HS còn chậm, chưa hứng thú học, năng lực nhận thức còn nhiều hạn chế, thụ động trong việc tiếp thu kiến thức. Xuất phát từ những lí do đã nêu trên, chúng tôi mong muốn có thể đóng góp một phần vào thực hiện tốt mục tiêu, nhiệm vụ đổi mới PPDH giáo dục THPT qua việc lựa chọn và nghiên cứu đề tài: “Phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện công nghệ thông tin trong dạy học một số định luật vật lí phần cơ học (Vật lí 10 - Cơ bản) nhằm phát triển tƣ duy vật lí cho học sinh miền núi ” Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8
II. Mục đích của đề tài: Nghiên cứu phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT trong dạy học một số định luật vật lí phần cơ học (Vật lí 10 - cơ bản), nhằm phát triển tư duy vật lí cho HS miền núi. III. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu - Khách thể: Hoạt động dạy học ở trường THPT miền núi. - Đối tƣợng nghiên cứu: Nghiên cứu phối hợp sử dụng giữa thí nghiệm và phương tiện CNTT khi dạy học một số định luật vật lí phần cơ học (Vật lí 10 - cơ bản) cho HS miền núi. IV. Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế tốt phương án phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT trong dạy học các định luật vật lí thì sẽ nâng cao hiệu quả phát triển tư duy vật lí cho học sinh THPT miền núi V. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ chủ yếu sau: - Nghiên cứu lí luận về phát triển tư duy vật lí cho học sinh theo quan điểm hiện đại. - Nghiên cứu lí luận về dạy học các định luật vật lí. - Nghiên cứu lí luận và thực tiễn về sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT trong dạy học vật lí. - Điều tra thực trạng dạy học các định luật vật lí với việc sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT ở các trường THPT miền núi. - Đề xuất phương án phối hợp sử dụng thí nghiệm với phương tiện CNTT khi dạy học các định luật vật lí phần cơ học lớp 10 nhằm phát triển tư duy vật lí cho học sinh THPT miền núi. - Soạn một số giáo án theo hướng của đề tài. - Thực nghiệm sư phạm. VI. Giới hạn của đề tài Nghiên cứu việc phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT (máy chiếu Projecter, máy vi tính, phần mềm thí nghiệm vật lí) nhằm phát triển tư duy vật lí cho học sinh THPT miền núi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9
VII. Phƣơng pháp nghiên cứu a - Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận - Tham khảo sách báo, tạp chí chuyên nghành về vấn đề phát triển tư duy vật lí và các phương pháp dạy học tích cực. - Tham khảo tài liệu về định luật vật lí và con đường nhận thức định luật vật lí. b- Phƣơng pháp tổng kết kinh nghiệm, điều tra quan sát. - Tổng kết kinh nghiệm qua nhiều năm trực tiếp giảng dạy, qua dự giờ, trao đổi kinh nghiệm với một số giáo viên (GV) giàu kinh nghiệm ở một số trường THPT miền núi. - Phỏng vấn GV và HS để nắm tình hình dạy học định luật vật lí và sử dụng thí nghiệm với phương tiện CNTT ở một số trường THPT miền núi. Qua đó thống kê những khó khăn và nhược điểm, hạn chế, từ đó đề xuất phương án khắc phục tích cực. c- Phƣơng pháp thực nghiệm - Làm thực nghiệm sư phạm để kiểm tra, đánh giá giả thuyết khoa học đã đề ra. - Ứng dụng phương pháp thống kê toán học xử lý và phân tích các số liệu thực nghiệm. VIII. Những đóng góp của luận văn - Xây dựng phương án phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT để tổ chức hoạt động dạy và học một số định luật vật lý phần cơ học nhằm phát triển tư duy vật lí cho HS miền núi. - Vận dụng cơ sở lý luận, luận văn đã thiết kế và thực nghiệm tiến trình dạy học hai bài cụ thể thực hiện mục đích đề tài đặt ra. IX. Cấu trúc của luận văn Luận văn gồm các phần như sau: Phần mở đầu, phần nội dung gồm 3 chương Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài Chương II: Phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện công nghệ thông tin trong dạy học một số định luật vật lí phần cơ học (Vật lí 10 - Cơ bản) Chương III: Thực nghiệm sư phạm Phần kết luận và kiến nghị, danh mục các tài liệu tham khảo, phần phụ lục. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10
Chƣơng I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. TỔNG QUAN Dạy học là một hoạt động phức hợp có sự biến hoá khôn lường mà người GV cần nghiên cứu để áp dụng cho phù hợp với thời đại, đối tượng HS và điều kiện cơ sở vật chất được trang bị. Trong dạy học vật lí ở các trường THPT hiện nay, người GV cũng đã vận dụng các phương pháp dạy học (PPDH) tích cực và áp dụng dần các PTDH hiện đại vào dạy học để phù hợp với chương trình đổi mới sách giáo khoa (SGK) và đổi mới PPDH. Tuy nhiên không có một PPDH nào là vạn năng và thích hợp cho việc giải quyết mọi nhiệm vụ dạy học. Vì vậy các nhà nghiên cứu và cá c GV tâm huyết với nghề luôn đi tìm tòi, lựa chọn và phối hợp sử dụng các PPDH vật lí sao cho phù hợp với mục tiêu từng bài học và trong đó nét nổi bật của đổi mới PPDH hiện nay là áp dụng những thành tựu khoa học kĩ thuật và công nghệ hiện đại vào quá trình dạy học, nhằm thực hiện mục tiêu giáo dục với hiệu quả cao. Đáp ứng được yêu cầu định hướng giáo dục mà Bộ giáo dục và đào tạo đã nêu trong các chủ đề năm học là: năm học 2008-2009 “Năm học đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin, đổi mới quản lí tài chính và triển khai phong trào xây dựng trường học thân thiện, học sinh tích cực”, năm học 2009-2010 với chủ đề là “Đổi mới quản lí và nâng cao chất lượng giáo dục”. Trong đó một trong những nhiệm vụ trọng tâm của giáo dục là “Tiếp tục đổi mới nội dung, PP giáo dục, đẩy mạnh ứng dụng CNTT phục vụ đổi mới PP dạy và học”, trong đó việc ứng dụng CNTT phải thực hiện hợp lí. Đặc thù dạy học bộ môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, trong đó khi xây dựng hay dạy học các định luật thì thí nghiệm đóng vai trò hết sức quan trọng, vì hầu hết các định luật đều được xây dựng từ thực nghiệm, hay khi chúng được chứng minh từ lí thuyết nhưng chúng cũng đảm bảo tính đúng đắn khi ta dùng thí nghiệm để kiểm nghiệm, và vì vậy các định luật vật lí luôn đảm bảo tính chân lí và học sinh sẽ tin tưởng vào những kiến thức mà mình được truyền đạt. Tuy nhiên cũng có những thí nghiệm thực tế khó làm, mất nhiều thời gian, không thể thực hiện được Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11
trong điều kiện lớp học, thời lượng một tiết dạy và kết quả thì chưa có độ chính xác cao, do phương tiện chưa đảm bảo hoặc do các yếu tố bên ngoài tác động mà ta không thể loại bỏ hết. Do đó, với sự phát triển như vũ bão của các phương tiện CNTT hiện nay và sự ra đời của nhiều phần mềm dạy học (PMDH) thì đã bổ sung được rất lớn những khó khăn, hạn chế thường gặp của một số thí nghiệm khi ta đi xây dựng hay kiểm nghiệm các định luật vật lí. Việc nghiên cứu PPDH nhằm phát triển tư duy cho HS là một vấn đề được nhiều nhà khoa học giáo dục và tâm lí học nghiên cứu. Trong các công trình khoa học trước đây áp dụng và kết hợp nhiều PP nhằm phát triển tư duy cho HS 8, 20, 21 như: Nguyễn Dương, Phùng Đức Hải, Phạm Hồng Quang. Việc sử dụng máy vi tính (MVT) và PMDH cho môn Vật lí cũng đã được nhiều tác giả trình bày trong những công trình nghiên cứu của mình 12, 22, 34, 36 như: Phạm Xuân Quế tác giả đã nêu “Sử dụng MVT và các phần mềm thích hợp sẽ giúp HS xây dựng được nhiều mô hình dưới dạng phương trình toán học phức tạp khác nhau, kiểm tra lựa chọn các giả thuyết của mô hình nhanh chóng do đó phát triển tư duy sáng tạo khi nghiên cứu các hiện t ượng, quá trình vật lí. Trần Huy Hoàng, tác giả đã sử dụng MVT và một số dụng cụ khác như đệm không khí để tiến hành xây dựng thí nghiệm định luật bảo toàn động lượng phục vụ cho việc giảng dạy đạt kết quả rất tốt. Mai Văn Trinh, tác giả đã chú trọng đến việc sử dụng MVT như một PTDH hiện đại đồng thời khẳng định vai trò to lớn của MVT và PMDH trong việc góp phần phát triển khả năng độc lập, tự lực và sáng tạo của HS trong quá trình học tập. Vương Thị Kim Yến, trong luận văn này tác giả đã khai thác và sử dụng một cách có hiệu quả phần mềm phân tích băng video, trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS thông qua việc giảng dạy một số kiến thức về động học. Ngoài ra còn rất nhiều các công trình nghiên cứu của nhiều tác giả khác nữa cũng nghiên cứu về các vấn đề nêu trên mà chúng tôi không thể kể hết ở đây. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 12
Các công trình kể trên đã có những thành công nhất định trong việc phát triển tư duy cho HS qua sử dụng thí nghiệm biểu diễn hoặc sử dụng MVT và các PMDH. Thực tiễn dạy học miền núi đang đòi hỏi phải có cách tổ chức dạy học riêng, thích hợp. Người GV miền núi cũng đang phải đối mặt với thực tế dạy học còn tồn tại mâu thuẫn giữa yêu cầu nâng cao chất lượng với thực tiễn, điều kiện học tập ở miền núi còn nhiều hạn chế. Tuy nhiên, để phối hợp sử dụng đồng thời thí nghiệm, là đặc thù của bộ môn Vật lí, với các PTDH hiện đại trong dạy học các định luật vật lí phần cơ học cho HS THPT miền núi, nhằm phát triển tư duy vật lí thì chưa có công trình nào nghiên cứu cụ thể. Vì vậy chúng tôi quyết định triển khai nghiên cứu vấn đề này. 1.2. VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN TƢ DUY CHO HỌC SINH MIỀN NÚI 1.2.1. Khái niệm về tƣ duy vật lí 1.2.1.1.Khái niệm về tƣ duy. 15, 27 Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và hiện tượng trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng, những mối quan hệ khách quan phổ biến của chúng nhằm phản ánh những thuộc tính bản chất, những liên hệ và quan hệ có tính quy luật của sự vật và hiện tượng trong thực tế khách quan mà trước đó ta chưa biết, đồng thời cũng là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu được vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoán được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới. Tư duy là sự hoạt động của hệ thống thần kinh cao cấp của con người, phản ánh thực tế khách quan bằng biểu tượng, khái niệm, phán đoán...Tư duy bao giờ cũng liên hệ với một hình thức nhất định của sự vận động của vật chất đó là sự hoạt động của bộ óc con người. Tư duy phản ánh thế giới vật chất dưới dạng các hình ảnh lí tưởng. Tư duy vừa là sản phẩm của sự tiến hoá sinh vật vừa là sản phẩm của sự phát triển xã hội. Tư duy quan hệ khăng khít với ngôn ngữ và được phát triển trong quá trình hoạt động thực tiễn của con người - những hoạt động vốn chỉ có trong xã hội loài người. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 13
Tư duy phản ánh hiện thực xung quanh chúng ta, nhưng không giống như các phản ánh của cảm giác và tri giác. Các quá trình này phản ánh các đối tượng và hiện tượng cụ thể tác động đến giác quan của chúng ta. Tư duy phản ánh theo kiểu khác, nó không xem xét sự vật, hiện tượng một cách riêng lẻ mà xem xét sự vật, hiện tượng trong các mối quan hệ phổ biến, trong sự vận động và phát triển của chúng. Tư duy bao giờ cũng mang tí nh chất khái quát bằng cách nêu bật ra cái bản chất, cái chung của các sự vật và hiện tượng. Trong quá trình nhận thức nói chung, tư duy bao giờ cũng mang tính sáng tạo, vì nhận thức nhằm thu được những trí thức mới và sáng tạo ra những phương thức mới để thu lượm tri thức. Vì tư duy của con người càng phát triển thì con người càng nhận thức được bản chất của các sự vật, hiện tượng phức tạp nhanh chóng và sâu sắc hơn. Quá trình nhận thức bao giờ cũng liên hệ chặt chẽ với tư duy. Nhờ có tư duy mà ta có thể chuyển được những tri thức sơ đẳng đầu tiên sang những trí thức sâu sắc hơn, chuyển từ hiện tượng sang bản chất và từ bản chất bậc một sang bản chất bậc hai....LN Tônxtôi đã viết: “kiến thức chỉ thực sự là kiến thức khi nó là thành quả những cố gắng của tư duy chứ không phải là của trí nhớ” 1.2.1.2. Đặc điểm của quá trình tƣ duy. 27 + Tính “có vấn đề”: Hoàn cảnh có vấn đề chính là cái kích thích con người tư duy; hoàn cảnh hay tình huống có vấn đề nảy sinh khi gặp những tình huố ng mà vốn hiểu biết cũ, PP hành động đã biết của con người không đủ để giải quyết nó, để tư duy con người phải nhận thức được hoàn cảnh có vấn đề, phải có nhu cầu giải quyết nó và phải có những tri thức cần thiết có liên quan tới vấn đề đó. Kích thích quá trình tư duy phát triển là tình huống có vấn đề, quá trình tư duy chỉ diễn ra khi gặp một cái mới mà ta muốn nhận biết, khi gặp những mâu thuẫn và nảy sinh những thắc mắc, khi phát hiện ra các mâu thuẫn. Khi gặp tình huống có vấn đề mà ta có nhu cầu giải quyết thì nó có tác dụng kích thích thúc đẩy tư duy tiến lên nhằm vạch ra những quy luật bản chất của vấn đề đó. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 14
+ Tính khái quát của tư duy: Tư duy phản ánh những thuộc tính chung, những mối liên hệ, quan hệ có tính quy luật của hàng loạt sự vật, hiện tượng. Chính vì vậy tư duy mang tính khái quát cao. + Tính gián tiếp của tư duy: Bằng các giác quan con người không thể phản ánh trực tiếp về vận tốc của ánh sáng, các dạng năng lượng, các tương tác từ nhưng nhờ có sử dụng ngôn ngữ mà tư duy phản ánh được các đại lượng, các khái niệm đó một cách gián tiếp, các quy luật, các quy tắc, các sự kiện có mối liên hệ và sự phụ thuộc được khái quát, diễn đạt trong các từ. Nhờ có tính khái quát tư duy mà khả năng nhận thức của con người được mở rộng không có giới hạn. Tư duy phản ánh hiện thực không phải trực tiếp mà là gián tiếp, tức là thông qua cảm giác tri giác, biểu tượng...Chúng ta nghe thấy tiếng chim hót, chúng ta có thể nhận thức được nó ở gần đến mức nào và nó là tiếng chim nào hót. Chúng ta ngửi thấy mùi hoa có thể tư duy ngay đến là loại hoa gì...tất cả các sự nhận biết trên đều do ta tư duy trừu tượng để thu nhận tri thức mới không bằng con đường trực tiếp mà trên cơ sở những tri thức đã biết từ trước. Trong tư duy chúng ta thoát khỏi kinh nghiệm cảm tính, nhờ suy luận ta hiểu được cái không thể tri giác và biểu tượng. Ví dụ như người công an điều tra không cần nhìn thấy hành động phạm tội của tội phạm, nhưng bằng những chứng cứ trực tiếp và gián tiếp tại hiện trường phạm tội có thể tìm ra các nghi ca n trong vụ án và tìm ra thủ phạm gây ra tội ác. + Tư duy quan hệ mật thiết với ngôn ngữ: Ngôn ngữ là phương tiện của tư duy, nhờ có ngôn ngữ mà con người tiến hành các thao tác tư duy và sản phẩm của tư duy là những phán đoán, suy luận được biểu đạt bằng các từ ngữ, các câu nói. Mỗi tư tưởng chỉ có thể tồn tại và xuất hiện trên cơ sở của các chất liệu ngôn ngữ, biểu tượng trong các từ và câu. Ngôn ngữ như C.Mác đã nói: “Ngôn ngữ là hiện thực trực tiếp của tư tưởng”. Nhờ ngôn ngữ của mình, con người có thể trao đổi, chuyển giao tư tưởng với những người khác, bổ sung sự hiểu biết cho nhau, kế thừa tri thức của thế hệ trước. + Tư duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính 26: Nhà tâm lí học Nga X.L.Rubienstêin viết: “nội dung cảm tính bao giờ cũng có trong tư duy trừu tượng, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 15
tựa hồ như làm thành chỗ dựa cho tư duy” (X.L.Rubienstêin, Tồn tại và ý thức (tiếng nga) M. 1957,tr.71), ngược lại tư duy và những kết quả của nó chi phối khả năng phản ánh của cảm giác, làm cho khả năng đó của con người tinh vi hơn, nhạy bén hơn, mang tính lựa chọn và trở nên có ý nghĩa hơn. Vì lẽ đó Ph. Ăngghen viết: “nhập vào con mắt của chúng ta chẳng những có cảm giác mà còn có cả hoạt động tư duy của ta nữa”. Quá trình tư duy liên hệ chặt chẽ với quá trình nhận thức cảm tính, nó bắt đầu nhận thức cảm tính và trong quá trình tư duy nhất thiết phải sử dụng những tư liệu của nhận thức cảm tính. Con người nhờ tư duy mới phản ánh được những mối liên hệ bản chất và tất yếu, mới phản ánh được các quy luật. Nh ững mối liên hệ bản chất là những mối liên hệ làm cơ sở cho các mối liên hệ khác giữa các sự vật. Tư duy phản ánh hiện thực dưới dạng khái quát khác với nh ận thức cảm tính. Chẳng hạn chúng ta quan sát thấy một nhóm người có lứa tuổi khác nhau, nghề nghiệp khác nhau, chủng tộc và giới tính khác nhau. Tách ra cái chung vốn có của mọi người: Khả năng lao động, suy nghĩ, trao đổi tư tưởng với nhau nhờ ngôn ngữ, chúng ta khái quát các thuộc tính này và tạo ra khái niệm  con người. Như vậy chúng ta chuyển từ sự nhận thức những con người riêng lẻ tới khái niệm khoa học về con người. Nhờ khái quát tư duy trừu tượng đi sâu vào hiện thực khách quan, vạch ra các quy luật vốn có của nó. + Tư duy là sự phản ánh và tham gia tích cực vào quá trình cải biến thế giới khách quan. Trong hoạt động thực tiễn biến đổi thế giới bên ngoài, con người nhận thức các quy luật và sử dụng chúng vì lợi ích của mình. Tính tích cực của tư duy biểu hiện ở chỗ con người thực hiện khái quát về mặt lí luận, tạo ra các khái niệm và phán đoán, xây dựng các suy luận và giả thiết. Dựa trên cơ sở của các tri thức đã biết, con người có khả năng tiên đoán, vạch ra kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội, khoa học, giáo dục...Tính tích cực của tư duy còn biểu hiện ở hoạt động sáng tạo của con người, ở khả năng tưởng tượng. Tư duy định hướng, xác định, điều hoà mục đích, phương pháp và đặc trưng hoạt động thực tiễn của con người. Tư duy giúp con người cải biến tri thức đó dưới dạng các phương tiện của ngôn ngữ tự Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 16
nhiên và bằng các kí hiệu của ngôn ngữ nhân tạo. Ngôn ngữ này giữ vai trò rất quan trọng trong khoa học hiện đại. + Quá trình tư duy đúng đắn sẽ đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng. 1.2.1.3. Tƣ duy vật lí 7, 15, 27 Quá trình tư duy vật lí một mặt tuân theo những quy luật chung của nhận thức, một mặt phản ánh những đặc thù của bộ môn. Bao gồm hai khâu cơ bản là: - Đi từ thực nghiệm (quan sát, thí nghiệm, đo lường) trong một phạm vi hẹp, trừu tượng hoá và quy nạp để xây dựng lý thuyết. - Từ lý thuyết diễn dịch để rút ra các hệ quả, vận dụng giải thích các hiện tượng trong một phạm vi rộng hơn của thực nghiệm và tìm ra các ứng dụng mới trong thực tiễn. Quá trình tư duy này có thể tóm tắt bằng sơ đồ sau: Mô hình - Giả thiết Các hệ quả logíc trõu t-îng Kiểm tra - Thực nghiệm Các sự kiện khởi đầu xuất phát H ình 1.1 Quá trình này gồm 4 giai đoạn: + Giai đoạn 1: Tập hợp các sự kiện Tập hợp các sự kiện để từ đó suy ra mô hình của các sự kiện ấy. Quá trình này vừa tập hợp, vừa phỏng đoán vừa linh cảm trực giác thấy được vấn đề. + Giai đoạn 2: Xây dựng mô hình từ các sự kiện - Sau khi tập hợp các sự kiện riêng lẻ, nhờ phân tích và suy luận quy nạp, khái quát hoá xây dựng nên mô hình phản ánh tính chất sự việc, hiện tượng trong vật lý. Đó là khái niệm, định luật. Có hai loại mô hình: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 17