Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Xây dựng một số mô hình vật lý trên máy tính nhằm hỗ trợ học sinh tự lực và sáng tạo trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý 11 – Nâng cao

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:163

Thêm vào BST

Báo xấu

131
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Xây dựng một số mô hình vật lý trên máy tính nhằm hỗ trợ học sinh tự lực và sáng tạo trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý 11 – Nâng cao được thực hiện nhằm nêu lên quy trình và cách sử dụng mô hình vật lý trên máy tính nhằm hỗ trợ học sinh tự lực và sáng tạo trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý 11 – Nâng cao.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Xây dựng một số mô hình vật lý trên máy tính nhằm hỗ trợ học sinh tự lực và sáng tạo trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý 11 – Nâng cao

THƯ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH -------------------- Diệp Như Quỳnh XÂY DỰNG MỘT SỐ MÔ HÌNH VẬT LÝ TRÊN MÁY TÍNH NHẰM HỖ TRỢ HỌC SINH TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” - VẬT LÝ 11 – NÂNG CAO Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý. Mã số : 601410 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM 2010
LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Mạnh Hùng – Trưởng Khoa Vật Lý – Trường Đại Học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Tôi cũng chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu cùng tập thể giáo viên trường THPT chuyên Lê Quý Đôn – Ninh Thuận đã quan tâm chia sẻ và tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt khoá học cũng như làm đề tài. Cuối cùng, tôi xin dành trọn những thành quả đạt được trong suốt khoá học cũng như trong luận văn này cho gia đình tôi, những người đã luôn bên cạnh chia sẻ và động viên tôi trong suốt thời gian qua.
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nội dung nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn mang tính độc lập, trung thực và chưa từng được công bố trên bất cứ công trình nào. Nếu có điều gì trái với lời cam đoan trên, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và mọi hình thức kỷ luật của hội đồng bảo vệ cũng như pháp luật Việt Nam. Người cam đoan Diệp Như Quỳnh
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CNTT: công nghệ thông tin. ĐC: đối chứng. GV: giáo viên. HS: học sinh. MVT: máy vi tính. NLST: năng lực sáng tạo. PPDH: phương pháp dạy học. PTDH: phương tiện dạy học. THPT: trung học phổ thông. TN: thực nghiệm. TNSP: thực nghiệm sư phạm. SGK: sách giáo khoa.
DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ Bảng 3.1: Thống kê điểm số Xi của bài kiểm tra Bảng 3.2: Bảng phân phối tần suất Bảng 3.3: Phân phân phối tần suất lũy tích Bảng 3.4: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm đối chứng và thực nghiệm Biểu đồ 3.1: Phân bố điểm số Xi của hai nhóm lớp ĐC và TN Biểu đồ 3.2: Biểu đồ phân bố tần suất Biểu đồ 3.3: Biểu đồ phân phối tần suất tích lũy
MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Danh mục chữ viết tắt Danh mục các bảng và biểu đồ Mục lục Trang MỞ ĐẦU ------------------------------------------------------------------------------------- 01 Chương 1: MÔ HÌNH TRÊN MÁY TÍNH VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ NHẰM PHÁT HUY TÍNH TỰ LỰC VÀ NÂNG CAO NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH ---------------------------------- 06 1.1 Mục tiêu và định hướng đổi mới trong giáo dục hiện nay--------------------- 06 1.2 Cơ sở lý luận của dạy học nhằm phát huy tính tự lực và rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh ---------------------------------------------------------- 08 1.2.1 Phát huy tính tự lực của học sinh trong học tập vật lý --------------------------- 08 1.2.2 Rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong học tập vật lý ---------------- 11 1.3 Mô hình trong dạy học vật lý -------------------------------------------------------- 14 1.3.1 Khái niệm mô hình ------------------------------------------------------------------- 14 1.3.2 Tính chất của mô hình ---------------------------------------------------------------- 15 1.3.3 Phân loại mô hình --------------------------------------------------------------------- 16 1.3.4 Mô hình trong dạy học vật lý -------------------------------------------------------- 18 1.4 Máy vi tính trong dạy học vật lý ---------------------------------------------------- 20 1.4.1 Cơ sở khoa học của việc sử dụng máy vi tính trong dạy học vật lý ------------ 21 1.4.2 Sử dụng máy vi tính trong dạy học vật lý ----------------------------------------- 22 1.4.3 Giới thiệu sơ lược về Matlab và sự cần thiết của việc sử dụng Matlab trong việc hỗ trợ xây dựng các mô hình vật lý trên máy tính ------------------------- 24 Kết luận chương 1 -------------------------------------------------------------------------- 27
Chương 2: XÂY DỰNG MỘT SỐ MÔ HÌNH VẬT LÝ HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” ------- 28 2.1 Phân tích nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” – vật lý 11 nâng cao ------------------------------------------------------------------------ 28 2.1.1 Tổng quan về chương “Dòng điện trong các môi trường” – vật lý 11 nâng cao ------------------------------------------------------------------------ 28 2.1.2 Chuẩn kiến thức, kĩ năng ------------------------------------------------------------ 29 2.1.3 Phân tích logic hình thành các kiến thức cơ bản của từng bài ----------------- 31 2.2 Những vấn đề thường gây khó khăn trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” ----------------------------------------------------- 37 2.3 Xây dựng một số mô hình vật lý hỗ trợ dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” ----------------------------------------------------- 39 2.3.1 Mô hình dòng điện trong kim loại -------------------------------------------------- 39 2.3.2 Mô hình dòng điện trong chất điện phân ------------------------------------------ 43 2.3.3 Mô hình dòng điện trong chân không ---------------------------------------------- 47 2.3.4 Mô hình dòng điện trong chất khí -------------------------------------------------- 50 2.3.5 Mô hình dòng điện trong chất bán dẫn --------------------------------------------- 54 2.4 Xây dựng tiến trình dạy học một số bài trong chương với sự hỗ trợ của mô hình --------------------------------------------------------------------------------------- 58 2.4.1 Tiến trình dạy học bài dòng điện trong kim loại ---------------------------------- 58 2.4.2 Tiến trình dạy học bài dòng điện trong chất điện phân -------------------------- 63 2.4.3 Tiến trình dạy học bài dòng điện trong chân không ------------------------------ 70 2.4.4 Tiến trình dạy học bài dòng điện trong chất khí ---------------------------------- 77 2.4.5 Tiến trình dạy học bài dòng điện trong chất bán dẫn ---------------------------- 83 Kết luận chương 2 -------------------------------------------------------------------------- 92 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ---------------------------------------------- 93 3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm ----------------------------------------------- 93 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm --------------------------------------------------- 93 3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm----------------------------------------------------- 94
3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm ----------------------------------------------- 94 3.4.1 Phương pháp chọn mẫu thực nghiệm ---------------------------------------------- 94 3.4.2 Phương pháp tiến hành và đánh giá kết quả thực nghiệm ---------------------- 95 3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ------------------------------------------ 95 3.5.1 Đánh giá mức độ tự lực và sáng tạo của học sinh qua từng bài học cụ thể ------------------------------------------------------------------------------------------ 95 3.5.2 Đánh giá kết quả học tập của học sinh thông qua bài kiểm tra cuối chương ---------------------------------------------------------------------- 102 3.5.3 Đánh giá mức độ hiệu quả của việc sử dụng các mô hình thông qua kết quả điều tra học sinh sau khi học xong chương “Dòng điện trong các môi trường” ----------------------------------------------------- 107 Kết luận chương 3 ------------------------------------------------------------------------ 115 KẾT LUẬN -------------------------------------------------------------------------------- 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO ---------------------------------------------------------------- 120 PHỤ LỤC
1 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Đất nước ta đang trong thời kì hội nhập và phát triển kinh tế, mà việc gia nhập tổ chức WTO (2006) là một trong những điểm mốc quan trọng. Sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hoá đất nước đã và đang đặt ra cho nền giáo dục nước nhà những thách thức mới, đòi hỏi giáo dục phải tiến hành công cuộc đổi mới một cách mạnh mẽ, sâu sắc, toàn diện về mục tiêu, chương trình, sách giáo khoa và phương pháp dạy học nhằm hướng đến việc đào tạo nên một đội ngũ những người lao động, những cán bộ có trình độ kĩ thuật cao, có năng lực tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề. Trong đó, coi đổi mới phương pháp dạy học là vấn đề trọng tâm; thật vậy, theo quan điểm tâm lý giáo dục học, đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) là hướng quan trọng có tác dụng chỉ đạo vì nó tác động trực tiếp, ảnh hưởng trực tiếp đến tâm hồn, trí tuệ, ý chí,… của người học, là yếu tố quyết định thành công. Định hướng đổi mới PPDH đã được xác định trong các nghị quyết trung ương từ năm 1996, được thể chế hoá trong luật giáo dục (12-1998), đặc biệt tái khẳng định trong điều 5, luật giáo dục (2005): “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học, bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên ”. Tuy nhiên, cho đến nay, sự chuyển biến về đổi mới PPDH trong các loại hình nhà trường còn chậm, chủ yếu vẫn là cách dạy truyền thống: thầy thuyết trình – trò ghi chép một cách thụ động, một số phương pháp dạy học tích cực được sử dụng nhưng mức độ thành công chưa cao, do đó vẫn chưa phát huy được tính tự lực và sáng tạo của học sinh (HS). Một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn đến hiện trạng trên là do sự thiếu thốn về phương tiện dạy học như: thiết bị thí nghiệm, mô hình vật lý hỗ trợ dạy học, các phương tiện nghe – nhìn,…
2 Hiện nay, sự phát triển vượt bậc của công nghệ thông tin (CNTT) đã và đang tạo ra những thành tựu tin học phong phú và hữu ích, do đó, việc khai thác và sử dụng CNTT trong dạy học nói chung, dạy học vật lý nói riêng đang là một trong những vấn đề cấp bách. Trong những năm gần đây, phong trào ứng dụng CNTT vào dạy học đang diễn ra hết sức sôi nổi và dạy học với sự trợ giúp của máy vi tính (MVT) đã và đang tỏ ra có nhiều ưu thế, mang lại nhiều hiệu quả tích cực cho quá trình dạy học, chỉ thị 29/2001/CT – BGD&ĐT của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khẳng định điều đó: “Công nghệ thông tin có tác động mạnh mẽ, làm thay đổi nội dung, phương pháp, phương thức dạy và học”. Song, hiện nay, việc khai thác các ứng dụng của CNTT trong dạy học còn khá hạn chế. Đa số giáo viên (GV) vẫn chỉ dừng lại ở việc sử dụng MVT để soạn giáo án điện tử hay thiết kế bài giảng điện tử trên nền Microsoft Power Point, đó mới chỉ là khai thác chức năng nghe nhìn của MVT. Các luận văn thạc sĩ giáo dục học trong nước gần đây cũng có nghiên cứu về lĩnh vực ứng dụng CNTT trong dạy học, nhưng đa số đều hướng đến việc thiết kế website hỗ trợ dạy học, thiết kế một số tư liệu thí nghiệm ảo hỗ trợ dạy học hay xây dựng các chương trình hỗ trợ kiểm tra, đánh giá…mà ít chú trọng đến khả năng xây dựng các mô hình vật lý của MVT. Hiện nay, có nhiều mô hình vật lý được thiết kế (ta có thể tìm thấy trên internet), nhưng các mô hình đó được thiết kế một cách riêng lẻ, rời rạc, chưa thể hiện được ý đồ và mục đích sử dụng của bản thân tôi cũng như chưa thật sự phù hợp với chương trình, sách giáo khoa của chúng ta. Trong chương trình vật lý trung học phổ thông (THPT), có rất nhiều kiến thức mà khi có các mô hình thích hợp thì học sinh sẽ tự lực và sáng tạo trong khi học chúng, điển hình là chương “Dòng điện trong các môi trường”. Điều đó cho thấy việc nghiên cứu khả năng xây dựng mô hình của MVT và ứng dụng trong dạy học nhằm làm cho học sinh tự lực, sáng tạo là một trong những vấn đề rất cần thiết, góp phần vào công cuộc đổi mới của nền giáo dục nước nhà.
3 Với những lý do nêu trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu “Xây dựng một số mô hình vật lý trên máy tính nhằm hỗ trợ học sinh tự lực và sáng tạo trong dạy học chương dòng điện trong các môi trường – chương trình vật lý 11 – nâng cao”. 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu: - Phần mềm lập trình mô phỏng Mathlab và một số phần mềm khác. - Quá trình dạy học vật lý ở trường THPT. 2.2. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng mô hình vật lý và ứng dụng vào dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” lớp 11 – chương trình nâng cao cho học sinh THPT tại TP Phan Rang – Tháp Chàm tỉnh Ninh Thuận. 3. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu xây dựng được các mô hình vật lý trên máy tính theo mục đích đã đề ra và vận dụng vào dạy học thì có thể làm cho học sinh tự lực và sáng tạo, góp phần nâng cao chất lượng dạy học. 4. MỤC ĐÍCH – NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 4.1.Mục đích nghiên cứu. - Xây dựng được một số mô hình dòng điện trong các môi trường trên máy tính bằng cách lập trình Matlab và một số chương trình khác và sử dụng trong dạy học nhằm giúp học sinh tự lực và sáng tạo trong học tập. 4.2.Nhiệm vụ nghiên cứu. - Nghiên cứu xây dựng mô hình vật lý trên Matlab và một số chương trình khác. - Xây dựng các mô hình về dòng điện trong các môi trường. - Nghiên cứu cơ sở lý luận của dạy học nhằm phát triển tính tự lực và sáng tạo của HS.
4 - Nghiên cứu nội dung chương trình SGK 11 – nâng cao, chương “Dòng điện trong các môi trường”. - Xây dựng các tiến trình dạy học nhằm mục đích làm cho học sinh tự lực và sáng tạo với sự hỗ trợ của các mô hình. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù hợp, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các mô hình đã xây dựng, từ đó rút kinh nghiệm để hoàn thiện chúng. 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Nghiên cứu lí luận: - Các văn kiện, nghị quyết, luật giáo dục. - Các tạp chí giáo dục có liên quan đến mô hình trong dạy học vật lý, sử dụng máy vi tính trong dạy học Vật Lý. - Tư liệu về cơ sở lý luận của dạy học vật lý. - Tư liệu về nội dung, con đường hình thành kiến thức, mục đích, yêu cầu giảng dạy chương “ Dòng điện trong các môi trường”_ Vật lý 11 nâng cao. - Sách giáo khoa lớp 11 chương “Dòng điện trong các môi trường”. - Tài liệu hướng dẫn lập trình trên Mathlab, và một số chương trình khác. - Tài liệu chuyên sâu về cơ chế phát sinh hạt mang điện và bản chất dòng điện trong các môi trường.  Quan sát, điều tra về thực trạng dạy học chương “ Dòng điện trong các môi trường” ở các trường THPT thuộc tỉnh Ninh Thuận.  Thực nghiệm sư phạm.  Thống kê toán học để xử lý số liệu thực nghiệm.
5 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN - Cung cấp một số mô hình vật lý hỗ trợ dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý 11 – Nâng cao và phương pháp sử dụng chúng nhằm phát huy tính tự lực và nâng cao năng lực sáng tạo cho học sinh. - Tạo cơ sở cho việc nghiên cứu xây dựng các mô hình vật lý trên máy tính hỗ trợ dạy học cho các phần còn lại của chương trình vật lý THPT.
6 CHƯƠNG 1 MÔ HÌNH TRÊN MÁY TÍNH VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ NHẰM PHÁT HUY TÍNH TỰ LỰC VÀ NÂNG CAO NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH 1.1 Mục tiêu và định hướng đổi mới trong giáo dục hiện nay[2][6][33] Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ của trí tuệ sáng tạo. Đất nước ta đang bước vào thời kỳ Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa. Viễn cảnh tương lai tươi đẹp nhưng cũng ẩn chứa nhiều thách thức đòi hỏi ngành Giáo dục – Đào tạo phải thực hiện một cuộc cách mạng trong giáo dục, phải đổi mới mạnh mẽ, vươn tới ngang tầm với sự phát triển chung của khu vực và thế giới. Bởi lẽ sự nghiệp Giáo dục – Đào tạo là nhân tố góp phần quyết định vào việc bồi dưỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho thế hệ trẻ - mầm sống tương lai của đất nước. Tuy nhiên, trong mấy thập kỷ vừa qua, mặc dù giáo dục đã có những bước chuyển biến tích cực hướng trung tâm của quá trình dạy học vào “người học”, nhưng kiểu dạy học như hiện nay vẫn bộc lộ một nhược điểm cơ bản là vẫn mang nặng tính chất “độc thoại, thông báo, giảng giải áp đặt, làm mẫu cho học sinh bắt chước” của sự dạy và tính chất “thụ động theo dõi, chấp nhận, ghi nhớ, thừa hành, bắt chước” của sự học. Kiểu dạy học này vẫn chưa phát huy được khả năng học tập tự lực, tìm tòi, sáng tạo giải quyết vấn đề của HS trong quá trình chiếm lĩnh tri thức. Do đó, ngành giáo dục nước nhà cần phải thực hiện công cuộc đổi mới toàn diện về chương trình Sách Giáo Khoa (SGK) và phương pháp dạy học (PPDH), trong đó đặt trọng tâm vào việc đổi mới PPDH. Chỉ có đổi mới PPDH chúng ta mới có thể tạo được sự đổi mới thực sự trong
7 giáo dục, mới có thể đào tạo lớp người năng động, sáng tạo, có tiềm năng cạnh tranh trí tuệ trong bối cảnh nhiều nước trên thế giới đang hướng tới nền kinh tế tri thức. Định hướng đổi mới PPDH đã được xác định trong Nghị quyết Trung ương 4 Khóa VII (1-1993), Nghị quyết Trung ương 2 Khóa VIII (12-1996), được thể chế hóa trong luật Giáo dục (2005), cụ thể trong các chỉ thị của Bộ Giáo dục & Đào tạo, đặc biệt là trong chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 (2001). Theo chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010, ở mục 5.2 có ghi rõ: “Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức, dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống và có tư duy phân tích, tổng hợp, phát triển năng lực của mỗi cá nhân, tăng cường tính chủ động, tích cực, tự chủ của học sinh trong quá trình học tập, …” Việc đổi mới PPDH được thực hiện theo các định hướng sau: - Bám sát mục tiêu giáo dục đào tạo - Phù hợp với nội dung dạy học cụ thể - Phù hợp với đặc điểm lứa tuổi của HS - Phù hợp với cơ sở vật chất, các điều kiện dạy học của nhà trường - Phù hợp với việc đổi mới kiểm tra, đánh giá kết quả dạy-học - Kết hợp giữa việc tiếp thu và sử dụng có chọn lọc, có hiệu quả các PPDH tiên tiến, hiện đại với việc khai thác những yếu tố tích cực của các PPDH truyền thống. - Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học, thiết bị dạy học và đặc biệt lưu ý đến những ứng dụng của công nghệ thông tin. Hiện nay, trên thế giới và ở nước ta đã và đang có rất nhiều quan điểm, mô hình dạy học hiện đại như dạy học theo tình huống, dạy học theo lý thuyết kiến tạo, dạy học dự án (PBL), dạy học điều tra (IBL),… Song, cơ sở lý luận của các quan điểm, mô hình dạy học này còn khá mới mẻ và đang được xây dựng hoàn thiện, do đó hiệu quả và mức độ phù hợp của các quan điểm, mô hình dạy học này đối với hoàn cảnh, điều
8 kiện giáo dục ở nước ta có tốt hay không còn phải chờ một thời gian nữa mới có thể đánh giá được. Trong lúc đó, bản thân các PPDH truyền thống (thuyết trình, đàm thoại…) tuy có những mặt hạn chế nhất định nhưng nếu khai thác được những yếu tố tích cực của các phương pháp này đồng thời phối hợp nhuần nhuyễn các phương pháp thì sẽ đem lại hiệu quả giáo dục cao. Hơn nữa, bản thân các PPDH truyền thống này đã có được một nền tảng cơ sở lý luận đầy đủ, vững chắc. Ngoài ra, với sự phát triển của khoa học – kỹ thuật và công nghệ thông tin như hiện nay thì việc lựa chọn, chế tạo các phương tiện dạy học bổ trợ thích hợp là hoàn toàn có thể thực hiện được, đó cũng là một trong những yếu tố quyết định tính hiệu quả và sự thành công của PPDH. Tóm lại, cần thiết phải đổi mới PPDH, nhưng đổi mới theo hướng nào là tùy thuộc vào đối tượng học, hoàn cảnh cụ thể của địa phương, của đất nước, nhưng phải đảm bảo đi đúng định hướng đổi mới PPDH và phải thể hiện được yếu tố cốt lõi của triết lý giáo dục trong thời kỳ phát triển giáo dục sau 2010 là “người học, lợi ích và nhu cầu của người học”. Sự thành công của người học sẽ đem lại lợi ích cho xã hội, vì vậy giáo dục phải dựa vào người học và hoạt động của họ. 1.2 Cơ sở lý luận của dạy học nhằm phát huy tính tự lực và nâng cao năng lực sáng tạo cho học sinh 1.2.1 Phát huy tính tự lực của học sinh trong học tập vật lý[22][25][32] 1.2.1.1 Tự lực và sự cần thiết phải phát huy tính tự lực của HS trong giờ học Vật lý Một xu hướng cơ bản của lý luận dạy học hiện đại là “ngày càng đề cao vai trò tự lực của HS trong hoạt động học tập”. Vậy “tự lực” là gì? Tác giả Chu Bích Thu cho rằng “tự lực là tự sức mình, với sức lực của bản thân, không nhờ cậy ai”, nghĩa là “tự sức mình làm lấy, không dựa dẫm, nhờ vả người khác”. Theo quan điểm giáo dục hiện nay, tính tự lực trong học tập được hiểu là: - Tự học, tự nghiên cứu, tự tìm ra kiến thức bằng hoạt động của chính mình, tức là cá nhân hoá việc học;
9 - Tự mình khám phá những điều mình chưa rõ, chưa có chứ không phải thụ động tiếp thu những tri thức được sắp đặt sẵn; - Người học tự mình trực tiếp quan sát, thảo luận, làm thí nghiệm, giải quyết vấn đề đặt ra theo cách nghĩ của mình, từ đó tiếp thu được kiến thức mới, kĩ năng mới, bộc lộ và phát triển tiềm năng sáng tạo của bản thân. Trong hoạt động học, tự lực là nền tảng cơ sở cho tư duy độc lập, mà có tư duy độc lập mới có thể sáng tạo được. Do đó, việc bồi dưỡng và phát huy vai trò tự lực của HS trong học tập nói chung, học tập vật lý nói riêng là rất cần thiết. Thật vậy, trong nhà trường, quá trình học sinh nắm vững kiến thức không phải là tự phát mà là một quá trình có mục đích rõ ràng, có kế hoạch, có tổ chức chặt chẽ, là một quá trình nỗ lực tư duy, trong đó HS phát huy tính tích cực, tính tự giác của mình dưới sự chỉ đạo của GV. Trong quá trình ấy, mức độ tự lực của HS càng cao thì kiến thức nắm được càng sâu sắc, tư duy độc lập sáng tạo càng được phát triển, năng lực nhận thức càng được nâng cao, kết quả học tập càng tốt, đặc biệt là trong hoàn cảnh khoa học và kinh tế đang phát triển mạnh mẽ như hiện nay. Tâm lý học và lý luận dạy học hiện đại cũng đã khẳng định điều đó: “cách tốt nhất để nắm vững được những tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm là người học tái tạo ra chúng thông qua hoạt động tự lực của bản thân”, mà con đường hiệu quả nhất để làm cho HS nắm vững được kiến thức là phát triển năng lực sáng tạo (NLST), là phải đưa HS vào vị trí của chủ thể nhận thức. Để làm được điều đó thì GV phải là người định hướng, người tạo ra điều kiện tốt nhất để HS tự lực chiếm lĩnh kiến thức, bởi vì “trẻ em không thể tự mình trực tiếp lĩnh hội kinh nghiệm xã hội – lịch sử. Để làm được điều này, trẻ em phải gián tiếp thông qua người lớn, thông qua hoạt động hợp tác giữa trẻ em và người lớn” – theo L.X.Vưgotxki Vậy thì tính tự lực của HS trong học tập nói chung, trong học tập Vật lý nói riêng có những biểu hiện như thế nào? Và GV phải làm sao để có thể phát huy tính tự lực của HS trong học tập Vật lý?
10 1.2.1.2 Những biểu hiện của tính tự lực và biện pháp phát huy tính tự lực của HS trong học tập Vật lý Trong học tập nói chung và học tập Vật lý nói riêng, tính tự lực của HS có những biểu hiện đa dạng và phong phú, trong đó có tự lực học tập ở nhà và tự lực học tập trên lớp. Ở đây, tôi xin nêu ra những biểu hiện cơ bản của tính tự lực của HS trong giờ học Vật lý trên lớp: - Tự đọc tài liệu, SGK để xây dựng nên các câu trả lời theo yêu cầu của GV. - Tự quan sát một hiện tượng hoặc một thí nghiệm, mô hình,… và nêu một khái niệm vật lý, nêu một dự đoán về tính chất của hiện tượng, mối quan hệ nhân quả ẩn chứa trong hiện tượng,… hoặc chỉ đơn giản là nêu lên một nhận xét theo yêu cầu của GV. - Tự ghi chép tóm tắt bài giảng. - Tự suy nghĩ và tìm ra hướng giải quyết cho một bài toán vật lý. - Tự tìm hiểu dụng cụ, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm. Và để có thể phát huy được tính tự lực của HS trong giờ học vật lý, đòi hỏi GV phải kích thích được hứng thú và sự chú ý của HS đối với kiến thức. Đây là điều kiện cơ bản giúp HS có thể phát huy tính tự lực của mình trong học tập. Để làm được điều đó, người GV phải lựa chọn các phương pháp và thủ thuật dạy học thích hợp. Thật vậy, để đạt được mục đích “HS tự lực chiếm lĩnh kiến thức” thì sự giải thích mang tính chất thông báo đơn thuần của GV về các vấn đề kiến thức là không còn phù hợp. Như K.D.Usinxki đã viết “…Ngay cả trong trường hợp giả thuyết rằng HS hiểu được ý mà GV giải thích cho họ thì ý này cũng không bao giờ thâm nhập vào đầu óc họ một cách thật vững chắc và tự giác, không bao giờ trở thành vốn riêng thật hoàn toàn của HS như khi họ tìm ra…”. Sự lựa chọn các phương pháp và thủ thuật giảng dạy trên lớp phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau: nội dung của tài liệu học tập, trình độ kiến thức của các HS trong lớp, phương tiện hỗ trợ dạy học, số lượng thời gian mà GV dành để giảng vấn đề đặt ra,… Do đó, cần thiết phải phân tích kỹ lưỡng các điều kiện để lựa chọn những
11 phương pháp tốt nhất – là phương pháp mà trong đó HS được rèn luyện nhiều nhất các giác quan và bộ óc của mình trong việc phát hiện những mối liên hệ và các quy luật của vật lý. Ngoài ra, để tạo cơ sở cho việc phát huy tính tự lực của HS trong giờ học vật lý, người GV còn cần phải rèn luyện cho HS cách sử dụng SGK và các tài liệu học tập cũng như dạy cho họ cách để xây dựng các câu trả lời (phát triển năng lực ngôn ngữ cho HS). 1.2.2 Nâng cao năng lực sáng tạo cho học sinh trong học tập vật lý[2][12][15][33] 1.2.2.1 Sáng tạo và năng lực sáng tạo Theo tác giả Nguyễn Mạnh Hùng, sáng tạo là “hoạt động mà hoạt động của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị”. Cụ thể, sáng tạo là hoạt động tạo ra những cái mới chưa từng có trong tự nhiên hay trong xã hội. Những cái mới này phải mang lại lợi ích và hiệu quả cho con người. Trong dạy học, người ta phân biệt hai cấp độ sáng tạo là sáng tạo cái mới chỉ đối với bản thân và sáng tạo cái mới đối với nhân loại, còn trong quá trình học tập vật lý của HS, sáng tạo chủ yếu thể hiện ở cấp độ thứ nhất, dưới nhiều hình thức như: sáng tạo xây dựng kiến thức vật lý (khái niệm, định luật,…), sáng tạo vận dụng các kiến thức vật lý (giải bài tập vật lý, xây dựng các mô hình vật lý, các thiết bị ứng dụng nguyên lý vật lý,…), sáng tạo để cải tiến cái cũ… Năng lực sáng tạo có thể hiểu là “khả năng tạo ra những giá trị vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới” và “bất cứ lúc nào, bất cứ ở đâu, năng lực sáng tạo đều nảy sinh và phát triển trong quá trình giải quyết các vấn đề” – đó là khẳng định của nhà giáo dục học I.Ia.Lecne, cũng theo ông, năng lực sáng tạo thường thể hiện qua các đặc trưng sau:
12 - Tự lực chuyển các tri thức và kỹ năng sang một tình huống mới. Sự liên hệ giữa tình huống mới và tri thức cũ càng xa thì mức độ sáng tạo càng cao. - Nhìn thấy những vấn đề mới trong các điều kiện quen biết “đúng quy cách”. - Nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu. Thực chất của năng lực này là bao quát nhanh chóng các bộ phận, các yếu tố của đối tượng trong mối tương quan giữa chúng với nhau. - Kỹ năng nhìn thấy nhiều lời giải cho một bài toán (kỹ năng xem xét đối tượng ở những khía cạnh khác nhau). - Kỹ năng kết hợp những phương thức giải đã biết thành một phương thức mới. - Kỹ năng sáng tạo một phương pháp giải độc đáo tuy đã biết những phương thức khác. Tác giả Nguyễn Mạnh Hùng bổ sung thêm NLST còn thể hiện ở chỗ: - Biết kiểm tra, đánh giá hiệu quả cách giải quyết vấn đề của bản thân và của những người khác. - Biết điều chỉnh các phương án giải quyết vấn đề một cách nhanh chóng và phù hợp với điều kiện thực tiễn. - Tự chủ, tin tưởng vào khả năng giải quyết các vấn đề của bản thân. Không nản chí trước một vấn đề khó mà tìm đủ mọi cách để đưa ra một phương án tốt nhất. 1.2.2.2 Mức độ và các biện pháp nhằm nâng cao NLST cho HS trong dạy học vật lý a) Các mức độ nâng cao NLST cho HS Có 3 mức độ cơ bản để nâng cao NLST cho HS, đó là: Mức độ 1: vận dụng cái đã biết, đã làm vào các tình huống tương tự. Mức độ 2: vận dụng cái đã biết vào tình huống có một số yếu tố mới. Mức độ 3: đề xuất vấn đề khác hẳn cái đã biết, đã làm. Trong đó mức độ 1 là thấp nhất, yêu cầu tối thiểu phải rèn luyện cho HS để tạo điều kiện sáng tạo, còn mức độ 3 là cao nhất của sự sáng tạo đối với HS. Tùy theo điều