Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học “Sóng âm” Vật lý 12 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:93

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này nghiên cứu lí luận dạy học hiện đại về việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực của HS trong dạy học vật lí, nhất là lí luận về dạy học GQVĐ và qui trình xây dựng, sử dụng TBTN trong QTDH các kiến thức vật lí theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học “Sóng âm” Vật lý 12 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN HỮU TOÀN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC “SÓNG ÂM” VẬT LÝ 12 THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN HỮU TOÀN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC “SÓNG ÂM” VẬT LÝ 12 THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN ANH THUẤN THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chƣa hề đƣợc sử dụ . Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, tháng 11 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Hữu Toàn i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN Luận văn này đƣợc hoàn thành dƣới sự hƣớng dẫn tận tình của Tiến sĩ Nguyễn Anh Thuấn. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những ngƣời Thầy của mình đã từng bƣớc hƣớng dẫn và giúp đỡ tác giả trong nghiên cứu khoa học. Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau đại học trƣờng ĐHSP - ĐHTN đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Vật lí trƣờng ĐHSP - ĐHTN đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ và chỉ dẫn về mặt chuyên môn trong quá trình tác giả nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Xin cảm ơn Ban giám hiệu và Tổ lý - hóa trƣờng THPT Chu Văn An tỉnh Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian học tập, nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm sƣ phạm. Tác giả Nguyễn Hữu Toàn ii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii MỤC LỤC ..........................................................................................................iii NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ............................................... iv DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH .................................... v MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài ....................................................................... 2 3. Giả thuyết khoa học của đề tài ........................................................................ 3 4. Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài...................................................................... 3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài ...................................................................... 3 6. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài ................................................................. 4 7. Đóng góp của đề tài ......................................................................................... 4 8. Cấu trúc của luận văn ...................................................................................... 4 PHẦN NỘI DUNG .............................................................................................. 5 Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG...................................................................... 5 1.1. Phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học vật lí .............................. 5 1.1.1. Tính tích cực học tập của học sinh ............................................................ 5 1.1.2. Những biểu hiện của tính tích cực học tập của học sinh ........................... 6 1.1.3. Những tiêu chí đánh giá tính tích cực học tập của học sinh ...................... 7 1.1.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực học tập của học sinh ...................... 8 1.2. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí .................... 9 1.2.1. Khái niệm năng lực sáng tạo ..................................................................... 9 1.2.2. Những biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh ............................... 9 iii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.2.3. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh ................................... 10 1.2.4. Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo của học sinh ........................ 11 1.3. Phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ........................................ 14 1.3.1. Một số khái niệm ..................................................................................... 14 1.3.2. Cấu trúc của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề .............................. 17 1.3.3. Tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề bằng con đƣờng thực nghiệm .......................................... 19 1.4. Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trƣờng trung học phổ thông theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh ..................................................... 21 1.4.1. Vai trò của thiết bị thí nghiệm vật lí ở trƣờng trung học phổ thông ....... 21 1.4.2. Xây dựng thiết bị thí nghiệm vật lí theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh .................................. 24 1.4.3. Sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh ............. 27 1.5. Kết luận chƣơng 1....................................................................................... 31 Chƣơng 2. XÂY DỰNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM SÓNG ÂM ĐỂ SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 12 ..................................... 33 2.1. Mục tiêu kiến thức, kĩ năng và các thí nghiệm cần tiến hành .................... 33 2.1.1. Mục tiêu kiến thức, kĩ năng ..................................................................... 33 2.1.2. Các thí nghiệm cần tiến hành .................................................................. 34 2.2. Xây dựng thiết bị thí nghiệm để sử dụng trong dạy học “Sóng âm” ......... 34 2.2.1. Sự cần thiết phải xây dựng thiết bị thí nghiệm sóng âm ......................... 34 2.2.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị thí nghiệm sóng âm ......... 36 2.2.3. Các thí nghiệm có thể tiến hành với thiết bị thí nghiệm sóng âm ........... 38 2.3. Tiến trình dạy học “Sóng âm” theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.............................................. 54 iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
2.4. Kết luận chƣơng 2....................................................................................... 62 Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM....................................................... 63 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ...................................... 63 3.2. Đối tƣợng và nội dung của thực nghiệm sƣ phạm ..................................... 63 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ........................................................... 64 3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm .................................................................... 65 3.5. Kết luận chƣơng 3....................................................................................... 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 76 v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN DHPH : Dạy học phát hiện GQVĐ : Giải quyết vấn đề GV : Giáo viên HS : Học sinh NLST : Năng lực sáng tạo PPDH : Phƣơng pháp dạy học QTDH : Quá trình dạy học TBTN : Thiết bị thí nghiệm THPT : Trung học phổ thông TN : Thí nghiệm TNSP : Thực nghiệm sƣ phạm iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH Bảng: Bảng 3.1. Số liệu HS các nhóm thực nghiệm và đối chứng........................... 64 Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra................................. 69 Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất ................................................................. 70 Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất lũy tích .................................................... 71 Biểu đồ: Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân bố điểm của hai nhóm TN và ĐC ....................... 69 Đồ thị: Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất............................................................. 70 Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích ............................................... 71 Hình: Hình 1.1. Chu trình sáng tạo khoa học theo V.G. Razumôpxki ................... 11 Hình 1.2. Sơ đồ tóm tắt tiến trình DHPH và GQVĐ .................................... 19 Hình 1.3. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo con đƣờng thực nghiệm trong DHPH và GQVĐ ................................. 20 Hình 2.1. Thiết bị thí nghiệm sóng âm.......................................................... 36 Hình 2.2. Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của thiết bị thí nghiệm ..................... 38 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm kháo sát dao động âm với các nguồn âm khác nhau ................................................................................. 39 Hình 2.4. Dạng đồ thị đƣờng biểu diễn dao động âm ứng với các nguồn âm khác nhau: a. Nguồn nhạc âm (Loa) ............................ 40 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát dải tần nghe đƣợc của tai ngƣời ....... 40 Hình 2.6. Đồ thị dao động âm ứng với âm có tần số khác nhau ................... 42 v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nƣớc ta đang bƣớc vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ cơ bản trở thành một nƣớc công nghiệp. Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế là con ngƣời, việc này cần đƣợc bắt đầu từ giáo dục phổ thông mà trƣớc hết đó là một hệ thống phẩm chất và năng lực đƣợc hình thành trên một nền tảng kiến thức kĩ năng đầy đủ và vững chắc. Trong nên giáo dục đó, QTDH phải phát huy đƣợc tính tích cực, chủ động của ngƣời học để đào tạo ra những ngƣời lao động có khả năng sáng tạo, thích ứng nhanh với những yêu cầu, những đòi hỏi của thời kỳ mới. Do vậy, đổi mới nội dung và PPDH là vấn đề mang tính thời sự. Từ nghị quyết Trung ƣơng 4 khóa VII (tháng 1 năm 1993), nghị quyết Trung ƣơng 2 khóa VIII (tháng 12 năm 1996) đến Nghị quyết Hội nghị lần thứ II Ban chấp hành Trung ƣơng Đảng Cộng Sản Việt Nam khóa VIII năm 1997 đều khẳng định: “Phải đổi mới phương pháp đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào QTDH, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho HS” [4, tr.6]. Điều đó đã đƣợc thể chế hóa trong điều 28 Luật giáo dục năm 2005 và đƣợc cụ thể hóa trong các chỉ thị của Bộ giáo dục và đào tạo, đặc biệt là chỉ thị số 14 (tháng 4 năm 1999). Có thể nói cốt lõi của đổi mới dạy và học là hƣớng tới hoạt động học tập chủ động, phát huy tính tích cực của HS. Vì vậy, hiện nay toàn ngành giáo dục đã và đang từng bƣớc đổi mới mạnh mẽ về nội dung và PPDH nhƣ thiết kế lại chƣơng trình và nội dung sách giáo khoa, đổi mới PPDH, tăng cƣờng thiết bị và phƣơng tiện dạy học… Bộ môn vật lí cũng không nằm ngoài những bƣớc đổi mới đó. Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, con đƣờng tìm ra kiến thức vật lí cũng có những điểm khác biệt so với những môn học khác. Muốn QTDH vật lí 1
diễn ra vừa khoa học, vừa phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của HS thì bài học không thể thiếu các bài TN thực hành. Tuy nhiên thực tiễn giảng dạy trong nhà trƣờng phổ thông hiện nay cho thấy, các TN đƣợc cung cấp không đủ về cả chủng loại và số lƣợng, chất lƣợng thiết bị không cao, việc sử dụng thiết bị TN trong các bài giảng còn hạn chế do nhiều nguyên nhân, trong đó có một nguyên nhân là giới hạn về mặt nghiên cứu của TN… Điều này dẫn tới những khó khăn nhất định cho GV và HS trong quá trình dạy và học, làm giảm tính hấp dẫn của bộ môn vật lí đối với HS, không phát huy đƣợc tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS. Nhƣ vậy, lí luận và thực tiễn đã chỉ ra rằng các TN thực hành vật lí đóng vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình giảng dạy. Trong chƣơng trình vật lí phổ thông, kiến thức liên quan đến “Sóng âm” là một phần kiến thức cơ bản của cơ học. Tuy nhiên khi dạy học kiến thức về âm ở trƣờng phổ thông thì lại gặp rất nhiều khó khăn vì sóng âm là hiện tƣợng không thể trực tiếp quan sát bằng mắt thƣờng và chƣa có TBTN để có thể tiến hành đầy đủ các TN vật lí cần thiết khi dạy học học các kiến thức này. Hiện tại ở trƣờng phổ thông chỉ có duy nhất một TBTN xác định tốc độ truyền âm trong không khí nhờ hiện tƣợng sóng dừng song độ chính xác của kết quả thu đƣợc còn chƣa cao, đồng thời chƣa có TBTN nào nghiên cứu các tính chất các của sóng âm, cũng nhƣ mối liên hệ giữa các đặc trƣng sinh lí (độ cao, độ to, âm sắc) với các đặc trƣng vật lí của âm (tần số, mức cƣờng độ âm, dạng đồ thị dao động âm). Chính vì vậy, chúng tôi đã thực hiện đề tài: "Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học “Sóng âm” vật lí 12 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh". 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài Xây dựng (thiết kế, chế tạo) TBTN sóng âm đáp ứng các yêu cầu về mặt kĩ thuật, về mặt sƣ phạm và sử dụng TBTN này trong dạy học “Sóng âm” vật lí 12 theo hƣớng phát huy tính tích cực, phát triển NLST của HS. 2
3. Giả thuyết khoa học của đề tài Nếu xây dựng đƣợc TBTN sóng âm đáp ứng các yêu cầu về mặt kĩ thuật, về mặt sƣ phạm và sử dụng TBTN này trong dạy học “Sóng âm” vật lí 12 thì sẽ phát huy đƣợc tính tích cực, phát triển đƣợc NLST của HS trong học tập. 4. Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài - Quá trình dạy và học kiến thức “Sóng âm” trong chƣơng trình vật lí 12. - TBTN đƣợc sử dụng trong quá trình dạy và học kiến thức “Sóng âm”. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài Để đạt đƣợc mục tiêu đề ra, nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Nghiên cứu lí luận dạy học hiện đại về việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực của HS trong dạy học vật lí, nhất là lí luận về dạy học GQVĐ và qui trình xây dựng, sử dụng TBTN trong QTDH các kiến thức vật lí theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại. - Xác định nội dung kiến thức, kĩ năng mà HS cần nắm vững khi học kiến thức “Sóng âm”. Từ đó, xác định những TN cần tiến hành trong dạy học kiến thức này. - Thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh TBTN để sử dụng trong dạy học kiến thức “Sóng âm”, đáp ứng các yêu cầu về mặt kĩ thuật và về mặt sƣ phạm đối với TBTN. - Soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức “Sóng âm” theo kiểu DHPH và GQVĐ nhằm phát huy tính tích cực, phát triển NLST của HS, trong đó sử dụng TBTN đã xây dựng. - TNSP nhằm đánh giá tính khả thi của đề tài về TBTN đã xây dựng và phƣơng án tổ chức hoạt động dạy học đã soạn thảo. Trên cơ sở đó, tiếp thu, hoàn thiện TBTN đã xây dựng, bổ sung tiến trình dạy học sao cho đạt đƣợc mục đích của đề tài, đem lại hiệu quả sử dụng. 3
6. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài - Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận dạy học: Nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học hiện đại, chƣơng trình, sách giáo khoa và sách giáo viên và các tài liệu chuyên khảo về sóng âm, các tài liệu về TBTN có thể sử dụng đƣợc trong dạy học kiến thức “Sóng âm” vật lí 12. - Phƣơng pháp nghiên cứu trong phòng TN về việc thiết kế, chế tạo và hoàn thiện TN sóng âm. - Phƣơng pháp thống kê toán học đƣợc sử dụng trong quá trình xử lí các số liệu thực nghiệm. 7. Đóng góp của đề tài - Trình bày đƣợc những vấn đề lí luận dạy học về xây dựng và sử dụng TBTN trong dạy học vật lí theo hƣớng phát huy tính tích cực, phát triển NLST của HS. - Xây dựng đƣợc TBTN sóng âm đáp ứng các yêu cầu về mặt kỹ thuật và về mặt sƣ phạm. TBTN này cho phép tiến hành đƣợc 08 thí nghiệm để sử dụng trong dạy học “Sóng âm” vật lí 12. - Soạn thảo đƣợc tiến trình dạy học GQVĐ kiến thức “Sóng âm” vật lí 12 nhằm phát huy tính tích cực, phát triển NLST của HS. 8. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và tài liệu tham khảo, luận văn có nội dung gồm ba chƣơng: - Chương 1: Cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông. - Chương 2: Xây dựng thiết bị thí nghiệm sóng âm để sử dụng trong dạy học vật lí lớp 12. - Chương 3: Thực nghiệm sƣ phạm. 4
PHẦN NỘI DUNG Chƣơng 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG 1.1. Phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học vật lí 1.1.1. Tính tích cực học tập của học sinh Tính tích cực nhận thức là biểu hiện sự nỗ lực của chủ thể khi tƣơng tác với đối tƣợng trong quá trình học tập, nghiên cứu; thể hiện sự nỗ lực của hoạt động trí tuệ, sự huy động ở mức độ nâng cao các chức năng tâm lí (nhƣ hứng thú, chú ý, ý chí...) nhằm đạt đƣợc mục đích đặt ra với mức độ nâng cao [5]. Học tập là một trƣờng hợp riêng của nhận thức "Một sự nhận thức đã đƣợc làm cho dễ dàng đi và đƣợc thực hiện dƣới sự chỉ đạo của GV" (P.N.Erđơnniev, 1974). Nói tới tích cực học tập thực chất là nói tới tính tích cực nhận thức, mà tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của HS, đặc trƣng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức. Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện những điều loài ngƣời chƣa biết về bản chất, quy luật của các hiện tƣợng khách quan mà nhằm lĩnh hội tri thức mà loài ngƣời đã tích cực xây dựng đƣợc. Tuy nhiên trong học tập HS cũng phải "khám phá" ra những điều mới đối với bản thân mình, dù đó chỉ là khám phá những điều mà loài ngƣời đã biết. Con ngƣời chỉ thực sự nắm vững cái mà chính mình đã giành đƣợc bằng hoạt động của bản thân. HS sẽ thông hiểu và ghi nhớ những gì đã trải qua hoạt động nhận thức tích cực của mình, trong đó các em đã phải có những cố gắng trí tuệ, đó là chƣa nói lên tới một trình độ nhất định, thì sự học tập tích cực sẽ mang tính nghiên cứu khoa học và ngƣời học cũng làm ra kiến thức mới cho nhân loại. 5
1.1.2. Những biểu hiện của tính tích cực học tập của học sinh Trong quá trình học tập, tính tích cực của HS đƣợc bộc lộ qua rất nhiều biểu hiện khác nhau. Dựa trên việc DHPH và GQVĐ phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật lí, chúng tôi hệ thống các biểu hiện đó theo 3 giai đoạn và ở mỗi giai đoạn lại có nhiều dấu hiệu khác nhau. Cụ thể là: - Giai đoạn phát hiện vấn đề nghiên cứu: + Quan tâm đến vấn đề cần giải quyết. + Nhận thức đƣợc vấn đề trong tình huống đặt ra. Vui vẻ, thoải mái và tự tin nhận nhiệm + Sẵn sàng cho việc thực hiện nhiệm vụ. + Tham gia tích cực trong việc phát hiện hiện tƣợng, quá trình vật lí mới. Xác định vấn đề mới cần nghiên cứu. + Phát biểu vấn đề mới cần nghiên cứu. - Giai đoạn thực hiện nhiệm vụ, giải quyết vấn đề: + Háo hức thực hiện nhiệm vụ. + Xoay trở, lật đi lật lại vấn đề để tìm giải pháp thực hiện. + Thực hiện giải pháp bằng các thao tác tƣ duy: so sánh, phân tích... các dữ kiện, thông số của bài toán. + Tham gia đề xuất, lựa chọn giải pháp GQVĐ. Tham gia xây dựng giả thuyết. + Đề xuất phƣơng án TN, lên kế hoạch tiến hành TN. + Chủ động thực hiện TN theo các phƣơng án, thu thập và xử lí dữ liệu. Giúp đỡ bạn bè, có thái độ hợp tác cùng thực hiện nhiệm vụ. + Nói ra đƣợc các ý tƣởng cho việc thực hiện nhiệm vụ. Tham gia trao đổi, tranh luận khi GQVĐ. - Giai đoạn tổng kết, trình bày kết quả, vận dụng kiến thức: + Chủ động trình bày, bảo vệ kết quả nghiên cứu. + Tiếp thu ý kiến đóng góp đúng đắn và thay đổi quan điểm sai của bản thân cũng nhƣ góp ý kiến cho những sai lầm của bạn bè. 6
+ Tham gia đề xuất phạm vi áp dụng, liên hệ kiến thức vào thực tiễn. Các biểu hiện của tính tích cực xét trên các khía cạnh đã nêu sẽ đƣợc chúng tôi sử dụng để đánh giá hiệu quả của các tiến trình dạy học kiến thức “Sóng âm” đối với việc phát triển tính tích cực học tập của HS [11]. 1.1.3. Những tiêu chí đánh giá tính tích cực học tập của học sinh Ngoài những biểu hiện về tính tích cực đƣợc trình bày ở trên, việc đánh giá tính tích cực học tập (sau một giờ học, một quá trình học) còn dựa vào các tiêu chí sau: [22] - Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức kĩ năng theo 4 mức độ: 1. Sự ghi nhớ (nhớ, tái hiện, nhận biết). 2. Hiểu bài (hiểu vấn đề, có thể trình bày lại các luận điểm của bài bằng ngôn ngữ riêng). 3. Có khả năng vận dụng, vận dụng tri thức vào các tình huống quen thuộc và không quen thuộc, giải quyết các vấn đề do thực tế đặt ra. 4. Sáng tạo, có cách giải quyết độc đáo, nghĩ ra cách làm mới. - Mức độ hoạt động của HS trong giờ học: 1. Thụ động hoàn toàn (ghi chép, lơ đễnh…). 2. Nhận biết không chủ định (không phân biệt đúng sai, luôn đồng ý với GV). 3. Nhận biết có chủ định, (tiếp thu có chọn lọc, ghi theo ý riêng của mình…). 4. Tích cực tìm tòi suy nghĩ tham gia tiếp nhận vấn đề, GQVĐ và kết luận vấn đề, vận dụng kiến thức (Lƣợng hóa bằng số % HS phát biểu xây dựng bài). - Sự tập trung chú ý của HS trong tiến trình bài học: 1. Chú ý giả tạo. 2. Chăm chú theo dõi, quan sát. 3. Hoàn toàn chú ý. 4. Tập trung chú ý cao độ (hăng hái phát biểu, tập trung nghe nhìn, có sự hứng thú…). 7
- Hứng thú nhận thức của HS: 1. Không thích. 2. Bình thƣờng. 3. Thích. 4. Rất thích. - Lƣợng thời gian duy trì trạng thái tích cực của HS trong lớp: 1. tối đa 45 phút. 2. tối đa 35 phút. 3. dƣới 10 phút. 1.1.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực học tập của học sinh Các biện pháp nâng cao tính tích cực học tập của HS trong giờ lên lớp đƣợc phản ánh trong các công trình xƣa và nay có thể tóm tắt nhƣ sau: [11], [22]. - Nói lên ý nghĩa lí thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu. - Kích thích hứng thú nội dung: Nội dung dạy học phải mới, nhƣng không quá xa lạ với HS mà cái mới phải liên hệ, phát triển cái cũ và có khả năng áp dụng trong tƣơng lai. Kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, suy nghĩ hàng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của HS. - Phải dùng các phƣơng pháp đa dạng: nêu vấn đề, TN, thực hành, so sánh, tổ chức thảo luận, sêmina và phối hợp chúng với nhau. - Kiến thức phải đƣợc trình bày trong dạng động, phát triển và mâu thuẫn với nhau, tập trung vào những vấn đề then chốt, có lúc diễn ra một cách đột ngột, bất ngờ. - Sử dụng phối hợp các phƣơng tiện dạy học, tăng cƣờng sử dụng đa phƣơng tiện. - Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: cá nhân, nhóm, tập thể, tham quan, làm việc trong phòng TN. Các hình thức đƣợc sử dụng linh hoạt tùy thuộc vào đối tƣợng HS và nội dung kiến thức nghiên cứu. - Luyện tập, vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong các tình huống mới. Đƣa HS tham gia vào quá trình thảo luận đánh giá. 8
1.2. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí 1.2.1. Khái niệm năng lực sáng tạo Theo Bách khoa toàn thƣ Liên Xô “Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị”, hay Từ điển bách khoa Việt Nam (tập 3): Sáng tạo là “Hoạt động tạo ra cái mới”. Nhƣ vậy có thể hiểu NLST là khả năng tạo ra những giá trị mới về tinh thần hay vật chất, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới. NLST phản ánh hoạt đông lí tính của con ngƣời, đó là khả năng nhận thức thế giới, phát hiện các quy luật khách quan và sử dụng những quy luật đó vào việc cải tạo thế giới tự nhiên, phục vụ loài ngƣời. NLST biểu hiện trình độ tƣ duy ở mức độ cao của con ngƣời [10]. 1.2.2. Những biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh Kiến thức vật lí ở trƣờng phổ thông là những kiến thức đã đƣợc loài ngƣời khẳng định nhƣng nó luôn mới mẻ đối với HS. Việc nghiên cứu kiến thức sẽ thƣờng xuyên tạo ra những tình huống đòi hỏi HS phải đƣa ra những ý kiến mới, phƣơng pháp mới đối với chính bản thân họ. Từ đó, NLST của HS sẽ đƣợc bộc lộ và phát triển. Đối với quá trình nhận thức của HS theo kiểu DHPH và GQVĐ, có thể hệ thống biểu hiện của NLST nhƣ sau: [22] - Phát hiện ra vấn đề cần giải quyết từ tình huống xuất phát. - Suy đoán đƣợc một hoặc nhiều giải pháp GQVĐ bằng suy luận lí thuyết hoặc bằng thực nghiệm: + Đối với cách GQVĐ bằng suy luận lí thuyết: HS biết đƣợc cần vận dụng và cách thức vận dụng các kiến thức đã biết để đi đến kết luận. + Đối với cách GQVĐ bằng thực nghiệm: HS đề xuất đƣợc các giả thuyết. - Đề xuất đƣợc phƣơng án TN để kiểm nghiệm kết quả đã tìm đƣợc từ lí thuyết hoặc kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết đã đƣợc đề xuất. Cụ thể nhƣ: xác định đƣợc những dụng cụ cần dùng, cách bố trí các dụng cụ TN, cách tiến hành TN, thu thập dữ liệu TN và xử lí dữ liệu TN. 9
- Đề xuất đƣợc phƣơng án bổ sung, cải tiến các TBTN hoặc thiết kế, chế tạo TBTN mới. - Xác định đƣợc các bộ phận chính, cấu tạo và chức năng của từng bộ phận, mối liên kết giữa các bộ phận này trong việc tạo ra quá trình hoạt động của ứng dụng kĩ thuật của vật lí. - Phát hiện đƣợc mối liên hệ có tính qui luật (các định luật, nguyên lí vật lí) đã biết tồn tại trong TBTN, giải thích đƣợc nguyên tắc hoạt động của TBTN. - Thiết kế đƣợc phƣơng án chế tạo ứng dụng kĩ thuật của vật lí. Cụ thể nhƣ: Xác định đƣợc những kiến thức vật lí đã biết cần vận dụng để chế tạo ứng dụng kĩ thuật của vật lí; đề xuất các phƣơng án thiết kế khác nhau. - Chế tạo và vận hành đƣợc mô hình vật chất, chức năng để minh hoạ nguyên tắc, cấu tạo và hoạt động của ứng dụng kĩ thuật. - Vận dụng các kiến thức mới đã thu đƣợc để giải thích, tiên đoán các sự kiện vật lí mới. Các biểu hiện trên của NLST của HS sẽ đƣợc sử dụng làm tiêu chí đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo, trong đó có sử dụng TBTN đã xây dựng đối với việc phát triển NLST của HS trong dạy học kiến thức “Sóng âm” vật lí 12. 1.2.3. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh Để đánh giá NLST của HS, cần chú ý dựa vào các tiêu chí sau: [11], [22]. - Biết vận dụng kiến thức đã có nêu đƣợc lời giải thích đối với tri thức mới, tình huống mới. - Nhìn nhận vấn đề mới trong những điều kiện đã có một cách đúng đắn. - Nhìn thấy chức năng mới của đối tƣợng kiến thức đã học. - Nhìn thấy cấu trúc hệ thống của đối tƣợng nghiên cứu - Thừa nhận các cách giải quyết khác nhau của cùng một vấn đề, các cách giải quyết có thể mâu thuẫn nhau, chỉ ra các khía cạnh khác nhau của cùng một đối tƣợng đƣợc nghiên cứu. 10
- Biết phối hợp các phƣơng thức cũ thành phƣơng thức mới. - Sáng tạo đƣợc một cách giải độc đáo. - Biết nêu giả thuyết và điều kiện áp dụng. - Biết đề xuất phƣơng án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả. - Vận dụng đƣợc kiến thức vào các tình huống mới. 1.2.4. Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo của học sinh Để phát triển NLST của HS, trong dạy học vật lí cần sử dụng các biện pháp sau đây: 1.2.4.1. Tổ chức nội dung kiến thức vật lí trong dạy học phỏng theo chu trình sáng tạo khoa học Mô hình - giả Các hệ quả thuyết trừu tƣợng lôgic Các sự kiện Thực xuất phát nghiệm Hình 1.1. Chu trình sáng tạo khoa học theo V.G. Razumôpxki Chu trình sáng tạo khoa học đƣợc trình bày khái quát nhƣ hình 1.1: Từ sự khái quát hoá các sự kiện, đề xuất vấn đề đi đến xây dựng mô hình - giả định trừu tƣợng, từ mô hình rút ra các hệ quả lí thuyết và kiểm tra chúng bằng thực nghiệm. Nếu sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với lí thuyết thì phải xem lại lí thuyết, chỉnh lại hoặc thay đổi. Mô hình trừu tƣợng mới trở thành nguồn tri thức mới. Sự kiểm tra bằng thực nghiệm những hệ quả rút ra từ nó lại đòi hỏi phải thiết kế bằng những máy móc tƣơng ứng và bằng cách đó làm giàu thêm cho khoa học những kiến thức mới [20], [23]. Để xây dựng phƣơng pháp phát triển NLST của HS, cần phải chú ý tới đặc điểm của lao động trong các giai đoạn của chu trình sáng tạo là khác nhau. 11