Xem mẫu
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Phạm Thị Phú1, Nguyễn Ngọc Anh2 phudhvinh@gmail.com; nguyenngocanh.lqc@gmail.com 1 Khoa Vật lí, Trường ĐH Vinh, 182 Lê Duẩn, thành phố Vinh, Nghệ An 2 Trường THPT Lê Quảng Chí, thị xã Kỳ Anh, Hà Tĩnh Tóm tắt: Năng lực thực nghiệm thuộc loại năng lực chuyên biệt mà môn Vật lí cần hình thành và phát triển cho học sinh ở trường Trung học phổ thông. Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu xác định cấu trúc năng lực thực nghiệm, tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm và đề xuất một số biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông. Từ khóa: năng lực thực nghiệm, dạy học, vật lí 1. Đặt vấn đề Xu hướng chung của các nước hiện nay là chuyển đổi từ dạy học theo định hướng nội dung sang dạy học định hướng phát triển năng lực (NL). Ưu điểm của dạy học phát triển NL học sinh (HS) là đề cao khả năng vận dụng kiến thức – kĩ năng vào giải quyết các vấn đề gắn liền với thực tiễn, đảm bảo kết quả đào tạo, giảm áp lực cho người học ... Ở Việt Nam, thực hiện Nghị quyết hội nghị trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản toàn diện GD – ĐT, các môn học trong nhà trường hướng tới hình thành cho HS 8 NL chung và 3 phẩm chất chủ yếu. Đối với môn Vật lí xây dựng NL bằng cách cụ thể hóa các NL chung hoặc xây dựng các NL chuyên biệt. Năng lực thực nghiệm (NLTN) là NL đặc thù của môn Vật lí. Đây là NL thuộc nhóm NL về phương pháp. Vật lí là khoa học gắn liền với thực nghiệm vì vậy có điều kiện để bồi dưỡng NLTN cho HS. NLTN của HS thể hiện qua việc các em giải quyết vấn đề theo con đường của phương pháp thực nghiệm (PPTN). Hiện nay việc xác định cấu trúc các năng lực và chuẩn đầu ra môn Vật lí là cấp thiết. Đó là cơ sở để xây dựng chương trình, xác định các yếu tố đầu vào - đầu ra, và kiểm tra đánh giá. Vì vậy cần phải nghiên cứu làm rõ cấu trúc NLTN, tiêu chí đánh giá NLTN và đề xuất các biện pháp khả thi để bồi dưỡng NLTN cho HS trong thực tế dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông. 2. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu - Bám sát các văn bản chỉ đạo của Đảng, Nhà nước. Lấy học sinh làm trung tâm, vì sự phát triển nguồn nhân lực trong thời kì toàn cầu hóa. Bám sát thực tiễn, giải quyết các vấn đề trong đời sống, lao động, học tập của HS. - Các giải pháp để bồi dưỡng NLTN thực hiện khả thi ở trường phổ thông, trong đó chú ý về điều kiện cơ sở vật chất và các thiết bị khác. Góp phần khắc phục được tình trạng dạy học hàn lâm khá phổ biến lâu nay. Đảm bảo cân đối giữa bồi dưỡng NLTN và các NL khác cũng như thực hiện mục tiêu cơ bản và tính hệ thống của chương trình. - Kế thừa và phát huy được các thành tựu nghiên cứu đã có, tiếp thu kinh nghiệm triển khai thực hiện trong và ngoài nước. 9
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 3. Nội dung và kết quả nghiên cứu Theo chúng tôi, năng lực thực nghiệm là tổ hợp kiến thức, kĩ năng và thái độ của chủ thể cho phép chủ thể xử lí tình huống gặp phải bằng phương pháp thực nghiệm. 3.1. Xác định cấu trúc NLTN và thang đo đánh giá NLTN 3.1.1. Cơ sở xác định cấu trúc NLTN Theo [3] có hai cách tiếp cận cấu trúc NL đó là tiếp cận theo nguồn hợp thành và theo NL bộ phận. a) Tiếp cận cấu trúc NL theo nguồn hợp b) Tiếp cận cấu trúc của năng lực thành. Tóm tắt theo sơ đồ sau: theo NL bộ phận Cấu trúc NL gồm 3 thành phần chính Cấu trúc bề mặt (đầu vào) sau đây: Kiến thức Kỹ năng Thái độ - Hợp phần: Là các lĩnh vực chuyên môn tạo nên NL. NL hiểu NL làm NL ứng xử - Thành tố: Là các NL hoặc kĩ năng Cấu trúc bề sâu (đầu ra) bộ phận tạo nên mỗi hợp phần. - Hành vi: Bộ phận được chia tách từ mỗi thành tố. Sơ đồ 1: Cấu trúc NL theo nguồn hợp thành 3.1.2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm a) Cấu trúc của năng lực thực nghiệm theo nguồn hợp thành Theo nguồn hợp thành NLTN là tổ hợp kiến thức, kĩ năng và thái độ được biểu diễn như sơ đồ sau: Năng lực thực nghiệm + Kiến thức Vật lí liên quan đến quá trình cần khảo sát Kĩ năng + Thiết kế phương án thí nghiệm + Kiến thức về thiết bị, về an toàn + Chế tạo dụng cụ + Kiến thức về xử lí số liệu, kiến thức + Lựa chọn dụng cụ về sai số + Lắp ráp dụng cụ thí nghiệm + Kiến thức về biểu diễn số liệu dưới + Thay đổi các đại lượng dạng bảng biểu, đồ thị + Sử dụng dụng cụ đo: hiệu chỉnh dụng cụ đo, đọc số liệu + Sửa chữa các sai hỏng thông thường + Quan sát diễn biến hiện tượng + Thái độ kiên nhẫn + Ghi lại kết quả + Thái độ trung thực + Biểu diễn kết quả bằng bảng biểu, đồ thị + Thái độ tỉ mỉ + Tính toán sai số + Thái độ hợp tác + Biện luận, trình bày kết quả + Thái độ tích cực + Tự đánh giá cải tiến phép đo Sơ đồ 2: Các thành tố của năng lực thực nghiệm 10
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 b) Cấu trúc của năng lực thực nghiệm theo năng lực bộ phận Với cách tiếp cận thứ hai, chúng tôi đề xuất các năng lực thành tố của NLTN và thang đánh giá NLTN theo biểu hiện hành vi, trình bày tại bảng 1. Bảng 1: Cấu trúc NLTN theo NL bộ phận và thang đánh giá theo biểu hiện hành vi TT Năng lực Biểu hiện hành vi thành tố Mức 1 Mức 2 Mức 3 Đặt được các câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện tượng diễn ra như thế nào? Điều kiện xẩy ra hiện tượng là gì? Những đại lượng nào mô tả được hiện tượng? Đo lường đại lượng đó như thế nào? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên 1 Phát hiện có mối quan hệ với nhau như thế nào? vấn đề Đặt được câu hỏi từ Tự lực đặt câu hỏi quan sát và gợi ý qua quan sát tình Nhắc lại câu hỏi của GV huống có vấn đề Đề xuất Nêu được ý tưởng giải quyết vấn đề/câu trả lời giả định cho vấn 2 giả thuyết/ dự đề đặt ra đoán Tiếp nhận ý tưởng Lựa chọn ý tưởng Tự lực đề xuất ý đúng tưởng đúng Suy luận lôgic và suy luận toán học từ ý tưởng để có hệ quả kiểm tra được bằng thí nghiệm Suy ra 3 hệ quả lôgic Lặp lại đúng suy luận Suy ra được hệ quả Tự lực suy ra được lôgic đúng lôgic phù hợp có gợi hệ quả lôgic phù ý của GV hợp Xây dựng Thiết kế sơ đồ TN, mô tả sơ đồ , dụng cụ vật liệu TN, cách bố phương án thí trí, tiến hành TN, cách thu thập xử lí số liệu TN nghiệm (PATN) 4 kiểm tra Trình bày được PATN Đề xuất PATN khả Tự lực đề xuất mà GV đã nêu thi có gợi ý của GV PATN khả thi Thực hiện TN theo phương án khả thi, đúng quy trình, đạt kết quả Thực hiện 5 thí nghiệm Thực hiện TN có hướng Thực hiện TN thành Tự lực thực hiện dẫn ở tất cả các khâu công có hướng dẫn TN thành công ở một vài khâu Đọc số liệu, ghi chép, sắp xếp, tính toán xử lí sai số theo đúng quy trình tương ứng với các thiết bị đo đạc quan sát 11
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 Thu thập Thực hiện TN với sự Thực hiện đúng có 6 xử lí số liệu hướng dẫn ở tất cả các sự hướng dẫn một Tự lực hoàn toàn khâu vài khâu Phân tích đánh Nhận xét về tính đúng đắn của giả thuyết/ý tưởng. giá kết quả. Rút Nêu kết luận trả lời cho vấn đề nghiên cứu. ra kết luận. 7 Bình luận về PP Lặp lại được theo trình Thực hiện đúng có GQVĐ bày của GV gợi ý Tự lực hoàn toàn Hai cách tiếp cận NLTN nêu trên bổ sung cho nhau, làm cho bức tranh cấu trúc NLTN được hoàn thiện. Trong bảng 1 chúng tôi kết hợp xây dựng thang đánh giá NLTN theo biểu hiện hành vi. Từ thang đánh giá này, ta thấy: - Đối với quá trình dạy học: Người dạy cần tìm hiểu, quan sát biểu hiện hành vi của HS để lựa chọn mức độ dạy học phù hợp, ở lớp yếu hơn chọn mức thấp nhưng các lớp chọn lại chọn mức độ cao hơn. Tùy bài, nội dung, điều kiện cơ sở vật chất để trong mỗi NL thành tố lựa chọn mức độ tối ưu nhất, theo tinh thần phát huy tối đa nguồn lực hiện có. - Đối với kiểm tra, đánh giá: Thu thập thông tin phản hồi và căn cứ vào các mức độ này để đánh giá sự tiến bộ của HS. Trong đánh giá theo NLTN cần quan tâm đến sự tiến bộ của HS. 3.2. Đề xuất biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm 3.2.1. Tổ chức hoạt động chiếm lĩnh kiến thức mới của HS phỏng theo PPTN Vật lí PPTN là phương pháp phổ biến để giải quyết vấn đề trong xây dựng tri thức Vật lí phổ thông. PPTN là sự thống nhất biện chứng giữa thực nghiệm và lí thuyết. Đó là sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa tư duy lí thuyết và thao tác thực hành tay chân với các thiết bị TN. Thí nghiệm có mục đích rõ ràng là làm TN để hỏi thiên nhiên cái gì. Kết quả học sinh vừa lĩnh hội được kiến thức của bài học vừa biết được con đường tìm ra tri thức ấy của nhà khoa học. Các giai đoạn của PPTN Vật lí được biểu diễn bằng sơ đồ sau: 1. Xác định 2. Nêu dự đoán 3. Suy ra hệ vấn đề học tập khoa học quả lôgic 7. Áp dụng 6. Rút ra định 5. Tiến hành 4. Xây dựng định luật luật mới TNKT PATN kiểm tra Sơ đồ 3: Hoạt động nhận thức của HS theo PPTN Vật lí 3.2.2. Tổ chức cho học sinh giải bài tập thí nghiệm Vật lí Khái niệm bài tập thí nghiệm (BTTN) BTTN Vật lí là những bài tập mà việc giải nó đòi hỏi phải làm TN để xác định một đại 12
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 lượng Vật lí nào đó, hoặc nghiên cứu sự phụ thuộc giữa các thông số Vật lí, hoặc để kiểm tra tính chân thực của lời giải lí thuyết. BTTN vừa mang tính lí thuyết vừa mang tính thực nghiệm. Phân loại BTTN Vật lí BÀI TẬP THÍ NGHIỆM BTTN định tính BTTN định lượng Làm TN,quan sát, Thiết kế Đo lường Thiết kế, minh mô tả, giải thích PATN Đại lượng VL họa quy luật VL 1.Điều gì sẽ xẩy 1.Làm thế nào Ba mức độ ra nếu …? để đo…với các MĐ1: Cho các thiết bị và hướng dẫn cách làm; yêu 2.Tại sao lại xẩy thiết bị? cầu HS đo đạc tìm quy luật. ra như vậy? 2.Nêu phương MĐ2: Cho thiết bị; yêu cầu HS lập PATN, làm TN án đo…với các đo đạc tìm qui luật. thiết bị? MĐ3: Tự lựa chọn thiết bị, lập PATN, và làm TN. Sơ đồ 4: Các loại bài tập thí nghiệm 3.2.3. Tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo có nội dung Vật lí Hoạt động TNST là hoạt động giáo dục, dưới sự hướng dẫn và tổ chức của nhà giáo dục. HS được tham gia trực tiếp vào các hoạt động thực tiễn khác nhau của đời sống gia đình, nhà trường, xã hội với tư cách là chủ thể của hoạt động, qua đó phát triển năng lực, phẩm chất nhân cách và phát huy tiềm năng sáng tạo. Đối với môn Vật lí, HS vận dụng kiến thức, kĩ năng về Vật lí kết hợp với kiến thức và kĩ năng khác để tham gia hoạt động thực tiễn, giải quyết vấn đề thực tiễn, giải thích và cải tạo thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống. 3.3. Ví dụ minh họa về biện pháp xây dựng và sử dụng BTTN bồi dưỡng NLTN cho HS trong dạy học chương “Từ trường” Sau đây là một số BTTN chúng tôi đã xây dựng và sử dụng trong dạy học chương “Từ trường”. Ở đây chỉ nêu một số bài tập điển hình và ý tưởng khai thác trong thực tế dạy học. Bài 1: Hãy xác định cực âm cực dương của một acquy, khi chỉ cho các dụng cụ sau: - Một acquy cũ còn dùng được nhưng mất tên cực âm, cực dương. - Một nam châm vĩnh cửu hình chữ U. - Một đoạn dây dẫn cứng. - Các dây dẫn nối mềm. - Giá đỡ. Ý tưởng khai thác 13
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 Bài này nhằm vận dụng kiến thức về lực từ. Nội dung chính vận dụng quy tắc bàn tay trái, khi biết chiều đường cảm ứng và quan sát thí nghiệm thấy chiều lực từ tác dụng đoạn dây dẫn, học sinh sẽ suy ra chiều dòng điện. Biết được chiều dòng điện suy ra các cực của acquy. Kết quả thực nghiệm Bài này chúng tôi thực nghiệm trên lớp 11H, năm học 2015-2016, trường THPT Lê Quảng Chí – Tx Kỳ Anh – Hà Tĩnh. Sau đây là một số hình ảnh thực nghiệm: Dụng cụ Học sinh làm thí nghiệm Quan sát lực từ trên dây dẫn Bài 2: Hãy đề xuất phương án thí nghiệm đo độ lớn cảm ứng từ giữa hai cực của nam châm vĩnh cửu hình chữ U. Cho các dụng cụ sau: - Một nam châm vĩnh cửu hình chữ U; - Các đoạn dây dẫn thẳng; - Một lực kế; - Một thước đo với độ chia nhỏ nhất mm; - Một nguồn điện không đổi 12V; - Các dây dẫn nối cần thiết; - Một ampe kế; - Giá treo, dây treo mềm cách điện. Ý tưởng khai thác Bài này sử dụng trong đề kiểm tra đánh giá NLTN của HS sau khi học xong chương Từ trường. Kiến thức để giải bài này gắn liền với lí thuyết về lực từ - cảm ứng từ cũng như kiến thức cơ học liên quan. HS cần nêu được cơ sở lí thuyết và các bước tiến hành thí nghiệm. Bài 3: Trong quá trình tham gia giao thông đôi khi các em thấy có các đinh sắt trên đường và thậm chí một số “đinh tặc” còn rải nhiều đinh ra đường. Những cái đinh đó làm thủng lốp xe gây nhiều nguy hiểm cho người đi đường. Để góp phần khắc phục hiện tượng trên em hãy chế tạo dụng cụ có thể thu gom được đinh. Dùng dụng cụ trên thực hiện thu gom đinh trên sân trường và trên đường đi học. Ý tưởng khai thác Bài tập này là một hoạt động TNST cho HS khi dạy học chương Từ trường. Bài tập rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức về từ trường giải quyết một vấn đề thực tiễn có tính thời sự. Trải nghiệm nghiên cứu tìm ý tưởng, tìm tòi chế tạo nam châm, tối ưu hóa từ trường nam châm điện và cách bố trí trên xe cho hợp lí để không ảnh hưởng đến giao thông đòi 14
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 hỏi nổ lực của cả một nhóm HS. Đặc biệt hoạt động trải nghiệm thu gom đinh trên đường thật sự mang lại nhiều cảm xúc tích cực cho HS, các em đang làm “việc tử tế” trên chính quê hương của mình. Kết quả thực nghiệm Chúng tôi thực nghiệm trên lớp 11B, năm học 2015-2016, trường THPT Lê Quảng Chí – Tx Kỳ Anh – Hà Tĩnh. Sau đây là một số hình ảnh thực nghiệm: HS chế tạo nam châm điện Hệ thống gắn trên xe đạp Thực hiện thu gom đinh 4. Kết luận Vật lí là khoa học gắn liền với thực nghiệm, việc dạy và học Vật lí cần kết hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm. NLTN là NL đặc thù của môn Vật lí. Những kết quả nghiên cứu về cấu trúc, tiêu chí đánh giá NLTN và một số biện pháp bồi dưỡng NLTN cho HS giúp chúng ta nhìn nhận sâu sắc hơn về NLTN. NLTN của HS hình thành và phát triển thông qua sự tham gia tích cực hoạt động giải quyết vấn đề nhận thức bằng PPTN, giải BTTN, TNST nghiên cứu ứng dụng khoa học kĩ thuật liên quan Vật lí. Quá trình bồi dưỡng NLTN cho HS cần đảm bảo hình thành kiến thức kĩ năng cơ bản và ưu tiên giải quyết các vấn đề nhận thức gắn với thực tiễn. Từ quá trình nghiên cứu và triển khai, chúng tôi thấy bồi dưỡng NLTN Vật lí cho HS ở trường phổ thông là khả thi cho dù điều kiện cơ sở vật chất vẫn còn bất cập. Trong thời gian tới thực hiện chương trình dạy học phát triển năng lực HS với thiết bị dạy học đầy đủ hơn thì các biện pháp bồi dưỡng NLTN nêu trên sẽ có điều kiện phát huy tác dụng hơn nữa. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Thị Phú (2015), Dạy học định hướng phát triển năng lực thực nghiệm và tích hợp trong môn Vật lí ở trường Trung học phổ thông, Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lí, Nghệ An. [2] Phạm Thị Phú, Đinh Xuân Khoa (2015), Phương pháp luận nghiên cứu Vật lí lí, Giáo trình dành cho Cao học, Nhà xuất bản Đại học Vinh. [3] Hoàng Hòa Bình, Năng lực và đánh giá theo năng lực, Bài báo của Tạp chí khoa học ĐHSP TPHCM số 6 năm 2015, trang 21-31. [4] Bộ giáo dục và đào tạo (2014), Tài liệu tập huấn hướng dẫn dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực học sinh cấp THPT môn Vật lí, Hà Nội. 15
- HỘI NGHỊ GIẢNG DẠY VẬT LÍ TOÀN QUỐC Hà Nội, 06 – 11 – 2016 [5] R.E. Boyatzits, S.S. Cowen, D.A. Klob (1995), Innovation in Professional Education: Steps on Journey from Teaching to Learning, Jossey-Bass, San Francisco, CA., USA. [6] Bloom B.S., et al (1956), Taxonomy of Education Ojectives. Handbook I: The Cognitive Domain, New York, David Mckay Co.Inc. [7] Bloom B.S., et al (1964), Taxonomy of Education Ojectives. Handbook II: The Affective Domain, New York, David Mckay Co.Inc. [8] Anderson L., Karthwohl D., et al (2001), A Taxonomy for Learning, Teaching, and Assessing: A Rivision of Bloom’s Taxonomy of Education Objectives. 16
Chính trị học
Báo chí - Truyền thông
Xã hội học
Giáo dục học
Tâm lý học
Lịch sử - Văn hoá
Triết học
Ngôn ngữ học
Thư viện thông tin
Văn học nước ngoài
Ngư nghiệp
Hành chính - Pháp luật
Địa lý - Địa danh
Văn học Việt nam
Lịch sử Đảng
CNXH - KH
Tư Tưởng HCM
Ngụ ngôn - Cổ tích
Ca dao - Tục ngữ
Hoá học
Sinh học
Y khoa - Dược
Kinh tế học