Sử dụng phối hợp thí nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy học chương điện học vật lý 7 nhằm phát triển tư duy Vật lí cho chọc sinh Trung học cơ sở miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM




NGUYỄN NGỌC ANH



SỬ DỤNG PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “ĐIỆN HỌC” VẬT LÍ 7
NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY VẬT LÍ
CHO HỌC SINH THCS MIỀN NÚI



Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học Vật lí
Mã số: 60 14 0111


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC


Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN KHẢI

Thái Nguyên, năm 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



LỜI CẢM ƠN


Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Khải,
ngƣời 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
trƣờng THCS Lƣơng Ngọc Quyến 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 trƣờng 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 K20B đã quan tâm và chỉ bảo tận tình chúng em trong suốt quá
trình từ khi viết đề cƣơng luận văn cho đến khi hoàn thành luận văn và bảo vệ.
Em xin chân thành cảm ơn các trƣờng THCS 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 trƣờng thực nghiệm đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong
suốt quá trình thực nghiệm.

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2014
Tác
giả

Nguyễn Ngọc Anh


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực chƣa từng đƣợc công bố
trong một công trình khoa học nào khác.

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2014
Tác giả luận văn


Nguyễn Ngọc Anh

XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI
HƢỚNG DẪN KHOA HỌC




PGS.TS Nguyễn Văn Khải
XÁC NHẬN CỦA KHOA VẬT LÍ
Trƣởng khoa

ThS. Lê Bá Tứ






Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

i
MỤC LỤC
Trang bìa phụ
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục i
Danh mục hình, bảng biểu sơ đồ v
Danh mục từ viết tắt vi
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6
1.1 Tổng quan về các vấn đề cần nghiên cứu. 6
1.2. Vấn đề phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh miền núi. 8
1.2.1 Khái niệm về tƣ duy Vật lí. 8
1.2.1.1 Khái niệm về tƣ duy 8
1.2.1.2 Đặc điểm của quá trình tƣ duy 9
1.2.1.3 Tƣ duy Vật lí 12
1.2.2 Đặc điểm tƣ duy Vật lí của HS miền núi. 15
1.2.3 Các biện pháp phát triển tƣ duy Vật lí cho HS THCS miền núi. 19

1.2.3.1 Khái niệm phát triển tƣ duy 19
1.2.3.2 Sự cần thiết phải phát triển tƣ duy 19
1.2.3.3 Rèn luyện các thao tác tƣ duy 21
1.2.3.4 Các biện pháp phát triển tƣ duy Vật lí 25
1.3. Sử dụng phối hợp thí nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy
phần điện học 31
1.3.1 Thí nghiệm với vấn đề phát triển tƣ duy Vật lí. 31
1.3.1.1 Khái niệm về thí nghiệm Vật lí 31
1.3.1.2 Các vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí. 32
1.3.1.3 Sự cần thiết của thí nghiệm trong dạy học Vật lí. 36


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
1.3.1.4 Những khó khăn và hạn chế khi sử dụng thí nghiệm trong dạy
phần điện học . 38
1.3.2 Các phƣơng tiện CNTT. 39
1.3.2.1 Phƣơng tiện dạy học 39
1.3.2.2 Phƣơng tiện CNTT 42
1.3.2.3 Các phƣơng tiện CNTT dùng trong dạy học Vật lí. 42
1.3.2.4 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của phƣơng tiện CNTT 47
1.3.3 Biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT
trong dạy học phần điện học. 47
1.3.3.1 Các căn cứ lý luận và thực tiễn lựa chọn phối hợp sử dụng thí
nghiệm và phƣơng tiện CNTT trong dạy học 48
1.3.3.2 Các biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và các phƣơng tiện
CNTT trong dạy học Vật lí. 53
1.4. Nghiên cứu thực trạng dạy học phần điện học 54
1.4.1 Mục đích điều tra. 55

1.4.2 Phƣơng pháp điều tra, tìm hiểu. 55
1.4.3 Kết quả điều tra. 55
KẾT LUẬN CHƢƠNG I 60
CHƢƠNG II: SỬ DỤNG PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM VÀ CÔNG NGHỆ
THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÍ 7 61
2.1. Đặc điểm của chƣơng điện học 61
2.1.1 Đặc điểm và nhiệm vụ của chƣơng điện học Vật lí 7 61
2.1.2 Cấu trúc và chuẩn kiến thức kĩ năng của chƣơng điện học Vật lí 7. 64
2.1.3 Lựa chọn kiến thức để phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng
tiện CNTT vào dạy học. 66
2.2 Sự hỗ trợ của các phƣơng tiện CNTT trong dạy học chƣơng điện học
Vật lí 7 68


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iii
2.3 Sử dụng phối hợp thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT để tổ chức dạy
học một số kiến thức điện học Vật lí 7 71
2.4. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài trong chƣơng điện học Vật lí 7. 74
2.4.1 Xác định mục tiêu bài dạy. 74
2.4.2 Xác định phƣơng tiện dạy học, phƣơng pháp dạy học 75
2.4.3 Phân loại và lựa chọn kiến thức phù hợp với PPDH. 78
2.4.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh. 78
2.4.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh. 79
2.4.5 Xác định các hình thức củng cố và vận dụng kiến thức. 84
2.5.1 Xác định mục tiêu bài dạy 86
2.5.2 Xác định phƣơng tiện dạy học, phƣơng pháp dạy học 86
2.5.3 Phân loại và lựa chọn kiến thức phù hợp với PPDH 87
2.5.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh. 87

2.5.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh. 88
2.5.5 Xác định các hình thức củng cố và vận dụng kiến thức 94
KẾT LUẬN
CHƢƠNG
II 97
CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 98
3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm 98
3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm. 98
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm 98
3.2. Đối tƣợng và nội dung của thực nghiệm sƣ phạm. 98
3.2.1 Đối tƣợng của thực nghiệm sƣ phạm. 98
3.2.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm. 99
3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm. 100
3.2.1. Chọn mẫu thực nghiệm sƣ phạm. 100
3.2.2. Quan sát giờ học. 100
3.2.3. Bài kiểm tra. 101
3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm. 103


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv
3.4.1. Nhận xét về tiến trình học tập của lớp thực nghiệm. 103
3.4.2 Xử lý kết quả của bài kiểm tra. 104
3.4.2.1. Các kết quả về mặt định tính của việc phát triển tƣ duy Vật lí
cho HS 104
3.4.2.2. Kết quả định lƣợng 106
KẾT LUẬN CHƢƠNG III 113
PHẦN KẾT LUẬN 114
TÀI LIỆU THAM KHẢO 116

Phụ lục 1: Phiếu phỏng vấn học sinh 118
Phụ lục 2: Phiếu phỏng vấn giáo viên Vật lý THCS 119
Phụ lục 3: Bài kiểm tra thực nghiệm số
1
121
Phụ lục
4:
Bài kiểm tra thực nghiệm số
2
123
Phụ lục 5: Các hình ảnh thực nghiệm sƣ phạm 125




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Khả năng của các PPDH trong thực hiện các mục tiêu dạy học 49
Bảng 1.2: Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí 57
Bảng 1.3: Việc sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí 57
Bảng 1.4: Lý do GV ít sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí 57
Bảng 3.1: Số lƣợng, chất lƣợng học tập của các nhóm TNg và nhóm ĐC 100
Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1 107
Bảng 3.3: Xếp loại học tập lần 1
107
Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất lần 1 108
Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2 109
Bảng 3.6: Xếp loại học tập lần 2 110

Bảng 3.7: Bảng phân phối tần suất lần 2 111
Bảng 3.8: Tổng hợp các tham số thống kê qua hai bài kiểm tra 112



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ

Hình 1.1: Tóm tắt quá trình tƣ duy 13
Hình 1.2: Đặc tính của tƣ duy 14
Hình 1.3: Định hƣớng phƣơng pháp nghiên cứu dạy học 36
Hình ảnh thí nghiệm sự nhiễm điện do cọ xát xây dựng bằng phần mềm
Crocodile Physics 605 80
Hình ảnh thí nghiệm của bài hai loại điện tích xây dựng bằng phần mềm
Crocodile Physics 605 86
Biểu đồ 3.1: xếp loại học tập lần 1 108
Biểu đồ 3.2: Xếp loại học tập lần 2 110
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ tỷ lệ lƣu giữ thông tin trong trí nhớ học sinh 50
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ khái quát kiến thức chƣơng “Điện học” 65
Sơ đồ 2.2. Quy trình thiết kế DH có sử dụng phối hợp TN và CNTT 66
Sơ đồ 2.3. Tiến trình xây dựng kiến thức bài “Sự nhiễm điện do cọ xát” 78
Sơ đồ 2.4. Tiến trình xây dựng kiến thức bài “Hai loại điện tích” 87



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vii

DANH MỤC TỪ - CỤM TỪ VIẾT TẮT

Thí nghiệm TN
Đối chứng ĐC
Công nghệ thông tin CNTT
Phƣơng pháp dạy học PPDH
Sách giáo khoa SGK
Giáo viên GV
Trung học cơ sở THCS
Phần mềm dạy học PMDH
Máy vi tính MVT
Phƣơng tiện dạy học PTDH
Học sinh HS
Thực nghiệm sƣ phạm TNSP
Thực nghiệm TNg


1
MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Phƣơng pháp dạy học là một trong những yếu tố quan trong nhất của quá
trình dạy học. Cùng một nội dung nhƣng học sinh 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
phƣơng pháp giảng dạy của ngƣời thầy.
Định hƣớng chung về đổi mới phƣơng pháp dạy học 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 đƣợc hứng thú học tập cho học sinh, tận dụng đƣợc 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 công nghệ thông tin. Tăng cƣờng học tập cá thể phối hợp với hợp tác. Định
hƣớng vào ngƣời học đƣợc coi là quan điểm định hƣớng chung trong đổi mới
phƣơng pháp dạy học. Kết hợp giữa việc tiếp thu và sử dụng có chọn lọc, có
hiệu quả các phƣơng pháp dạy học tiên tiến, hiện đại với khai thác những yếu
tố tích cực của các phƣơng pháp dạy học truyền thống. Tăng cƣờng sử dụng
các phƣơng tiện dạy học (PTDH), thiết bị dạy học và đặc biệt lƣu ý đến
những ứng dụng của công nghệ thông tin (CNTT).
Đặc biệt bộ 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 các kiến thức
Điện học (Vật lí 7), thì việc tiến hành các thí nghiệm là rất quan trọng. Nhờ
các thí nghiệm vật lí, HS có đƣợc những quan điểm cơ bản về phƣơng pháp
thực nghiệm khoa học. Tuy nhiên trong nhiều bài dạy của chƣơng trình vật lí
trung học cơ sở (THCS) do những hạn chế của thiết bị thí nghiệm nên không
tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình dạy học theo phƣơng pháp thực nghiệm.


2
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, sự bùng nổ về
CNTT mà các PTDH cũng đã đƣợc hiện đại hoá để nâng cao hiệu quả và chất
lƣợng dạy học, hỗ trợ lao động dạy học của ngƣời giáo viên (GV), nó đã và
đang đƣợc ứng dụng trong dạy học những năm gần đây. Trong năm học 2013-
2014 một trong những nhiệm vụ trong tâm của giáo dục THCS là: “…chú
trọng ứng dụng CNTT trong dạy học và quản lí”.
Trong thực tiễn dạy học vật lí ở trƣờng THCS hiện nay, cho thấy tiềm
năng của phƣơng tiện dạy học trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức
của học sinh chƣa đƣợc khai thác đầy đủ. Đó là một trong những nguyên nhân
làm cho kiến thức của HS hời hợt, không bền vững, ít có khả năng vận dụng.
Để nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của HS, ngƣời giáo viện
dạy vật lí cần khắc phục các khó khăn, nghiên cứu nắm vững những ƣu,

nhƣợc 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 đƣợc sự phức tạp khi sử dụng các PTDH không hợp lí.
Trong dạy học các kiến thức điện học (Vật lí 7), cũng đã có nhiều công
trình nghiên cứu với các khía cạnh khác nhau. Việc áp dụng cụ thể phƣơng
pháp dạy học phát triển tƣ duy cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu trong
các tài liệu,[15],[25] nhƣ: Ngô Văn Lý, Tô Đức Thắng Tuy nhiên việc tổ
chức phƣơng pháp dạy học nhƣ thế nào để phát triển đƣợc tƣ duy Vật lí của
HS THCS miền núi và phù hợp với định hƣớng đổi mới hiện nay thì còn chƣa
đƣợc nghiên cứu đầy đủ.
Tìm hiểu thực tế dạy học Vật lí ở trƣờng THCS miền núi hiện nay và đặc
điểm tâm lí của học sinh miền núi chúng tôi nhận thấy rằng, khả năng nhận
thức của học sinh còn chậm, chƣa hứng thú học, năng lực nhận thức còn
nhiều hạn chế, thụ động trong việc tiếp thu kiến thức.
Xuất phát từ những lý 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


3
dục THCS qua việc lựa chọn và nghiên cứu đề tài: “Sử dụng phối hợp thí
nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy học chƣơng “Điện học” Vật lí 7
nhằm phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi.”
II. Mục đích của đề tài:
Nghiên cứu phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện công nghệ
thông tin trong dạy học các kiến thức điện học (Vật lí 7) nhằm phát triển tƣ
duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi.
III. Khách thể và đối tƣơng nghiên cứu
1.Khách thể: Hoạt động dạy học ở trƣờng THCS miền núi.
2. Đối tƣơng nghiên cứu: Nghiên cứu phối hợp sử dụng giữa thí nghiệm
và phƣơng tiện công nghệ thông tin khi dạy một số bài Vật lí thuộc phần Điện

học (Vật lí 7).
IV. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế tiến trình dạy học trong đó phối hợp sử dụng thí nghiệm và
phƣơng tiện công nghệ thông tin phù hợp với quan điểm hiện đại về dạy học
vật lí thì sẽ nâng cao hiệu quả phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS
miền núi .
V. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt đƣợc mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ chủ yếu sau:
- Nghiên cứu lý luận về phát triển tƣ duy vật lí cho học sinh theo quan
điểm hiện đại.
- Nghiên cứu lý luận về dạy một số kiến thức điện học (Vật lí 7).
- Nghiên cứu lý luận và thực tiễn về sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện
CNTT khi dạy học một số kiến thức điện học (Vật lí 7) nhằm phát triển tƣ
duy vật lí cho học sinh THCS miền núi.
- Soạn một số giáo án theo hƣớng của đề tài.
- Thực nghiệm sƣ phạm.
VI. Giới hạn của đề tài


4
Nghiên cứu việc phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT
( máy chiếu projecter, máy tính, phần mềm thí nghiệm Vật lí) nhằm phát
triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi.
VII. Phƣơng pháp nghiên cứu
1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận
- Tham khảo sách, báo, tạp chí chuyên ngành về vấn đề phát triển tƣ duy
vật lí và các phƣơng pháp dạy học tích cực.
- Tham khảo tài liệu về chƣơng điện học.
2. 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 giàu kinh nghiệm ở một số trƣờng
THCS miền núi.
- Phỏng vấn giáo viên và học sinh để nắm tình hình dạy chƣơng điện học
(Vật lí 7) và sử dụng thí nghiệm với phƣơng tiện CNTT ở một số trƣờng THCS
miền núi.
- Qua đó thống kê những khó khăn và nhƣợc điểm, hạn chế, từ đó đề
xuất phƣơng án khắc phục tích cực.
3. Phƣơng pháp thực nghiệm
- Làm thực nghiệm sƣ phạm đề kiểm tra, đánh giá giả thuyết khoa học đã
đề ra.
- Ứng dụng phƣơng pháp thống kê toán học xử lý và phân tích các số
liệu thực nghiệm.
VIII. Những đóng góp của luận văn
- Xây dựng phƣơng án phối hợp sử dụng thí nghiệm và CNTT để tổ
chức hoạt động dạy một số kiến thức Điện học (Vật lí 7) nhằm phát triển tƣ
duy vật lí cho HS THCS miền núi.
- Vận dụng cơ sở lý luận, luận văn đã thiết kế và thực nghiệm tiến trình
dạy học một số bài cụ thể thực hiện mục đích đề tài đặt ra.


5
IX. Cấu trúc nội dung của luận văn
Luận văn gồm các phần sau: Phần mở đầu, phần nội dung gồm 3 chƣơng.
Chƣơng I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
Chƣơng II: Sử dụng phối hợp thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT trong
dạy học chƣơng điện học (Vật lí 7).
Chƣơng III: Thực nghiệm sƣ phạm.
Phần kết luận và kiến nghị, danh mục các tài liệu tham khảo, phần phụ lục.

6
CHƢƠNG I
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1 Tổng quan về các vấn đề cần nghiên cứu.
Dạy học là một hoạt động phức hợp có sự biến hoá khôn lƣờng mà ngƣời
GV cần nghiên cứu để áp dụng cho phù hợp với thời đại, đối tƣợng HS và
điều kiện cơ sở vật chất đƣợc trang bị.
Trong dạy học Vật lí ở các trƣờng THCS hiện nay, ngƣời GV cũng đã
vận dụng các phƣơng pháp dạy học (PPDH) tích cực và áp dụng dần các
phƣơng tiện dạy học (PTDH) hiện đại vào dạy học để phù hợp với chƣơng
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 các 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 kỹ thuật và công nghệ
hiện đại vào quá trình dạy học, nhằm thực hiện mục tiêu giáo dục với hiệu
quả cao. Đáp ứng đƣợc yêu cầu định hƣớng 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 lý tài chính và triển khai
phong trào xây dựng trƣờng học thân thiện, học sinh tích cực”, năm học 2009-
2010 với chủ đề là “Đổi mới quản lý và nâng cao chất lƣợng 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 lý.
Đặc thù dạy học bộ môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, trong đó
khi xây dựng hay dạy học các khái niệm vật lí thì thí nghiệm đóng vai trò hết
sức quan trọng, vì hầu hết các khái niệm vật lí đều đƣợc xây dựng từ thực
nghiệm, hay khi chúng đƣợc chứng minh từ lý thuyết nhƣng chúng cũng đảm

7
bảo tính đúng đắn khi ta dùng thí nghiệm để kiểm nghiệm và vì vậy các khái
niệm Vật lí luôn đảm bảo tính chân lý và học sinh sẽ tin tƣởng vào những
kiến thức mà mình đƣợc truyền đạt. Tuy nhiên, cũng có những thí nghiệm
thực tế khó làm, mất nhiều thời gian, không thể thực hiện đƣợc trong điều
kiện lớp học, thời lƣợng một tiết dạy và kết quả thì chƣa có độ chính xác cao,
do phƣơng tiện chƣa đảm bảo hoặc do các yếu tố bên ngoài tác động mà ta
không thể loại bỏ hết.
Do đó, với sự phát triển nhƣ vũ bão của các phƣơng tiện CNTT hiện nay
và sự ra đời của nhiều phần mềm dạy học (PMDH) thì đã bổ sung đƣợc rất
lớn những khó khăn, hạn chế thƣờng gặp của một số thí nghiệm khi ta kiểm
nghiệm các khái niệm vật lí.
Việc nghiên cứu PPDH nhằm phát triển tƣ duy cho HS là một vấn đề
đƣợc nhiều nhà khoa học giáo dục và tâm lý học nghiên cứu.
Trong các công trình khoa học trƣớc đây áp dụng và kết hợp nhiều PP
nhằm phát triển tƣ duy cho HS [7], [17], [18] nhƣ: Nguyễn Dƣơng, Phùng
Đức Hải, Phạm Hồng Quang. Việc sử dụng máy vi tính (MVT) và PMDH cho
môn Vật lí cũng đã đƣợc nhiều tác giả trình bày trong những công
trình nghiên cứu của mình [19], [20], [21],[22] nhƣ: Phạm Xuân Quế tác
giả đã nêu “Sử dụng MVT và các phần mềm thích hợp sẽ giúp HS xây dựng
đƣợc nhiều mô hình dƣới dạng phƣơng trình toán học phức tạp khác nhau,
kiểm tra lựa chọn các giả thuyết của mô hình nhanh chóng do đó phát triển tƣ
duy sáng tạo khi nghiên cứu các hiện tƣợng, quá trình vật lí. Mai Văn Trinh,
tác giả đã chú trọng đến việc sử dụng MVT nhƣ 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.
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.
Các công trình kể trên đã có những thành công nhất định trong việc phát

8
triển tƣ duy cho HS qua sử dụng thí nghiệm biểu diễn hoặc sử dụng MVT và
các PMDH.
Thực tiễn dạy học ở miền núi đang đòi hỏi phải có cách tổ chức dạy học
riêng, thích hợp. Ngƣời GV miền núi cũng đang phải đối mặt với thực tế dạy
học còn tồn tại mâu thuẫn giữa yêu cầu nâng cao chất lƣợng 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 khái niệm vật lí phần
“Điện học” lớp 7 cho HS THCS miền núi, nhằm phát triển tƣ duy vật lí thì
chƣa có công trình nào nghiên cứu cụ thể. Vì vậy tôi quyết định triển khai
nghiên cứu vấn đề này.
1.2 . Vấn đề phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh miền núi.
1.2.1 Khái niệm về tƣ duy Vật lí.
1.2.1.1 Khái niệm về tƣ duy [2][13], [16]
Theo từ điển Bách khoa toàn thƣ Việt Nam, tập 4(NXB từ điển bách khoa.
Hà Nội.2005), tƣ duy là sản phẩm cao nhất của vật chất đƣợc tổ chức một cách
đặc biệt gắn với chức năng của bộ não con ngƣời. Tƣ duy phản ánh tích cực
hiện thực khách quan dƣới dạng các khái niệm, sự phán đoán, lí luận…Theo
một định nghĩa khác, “Tƣ duy” là danh từ triết học dùng để chỉ những hoạt
động của tinh thần, đem những cảm giác của con ngƣời để sửa đổi và cải tạo
thế giới thông qua hoạt động vật chất, làm cho con ngƣời có nhận thức đúng
đắn về sự vật và ứng xử tích cực với nó.
Tƣ duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và
hiện tƣợng 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 tƣợng trong thực tế khách quan mà trƣớc đó ta chƣa biết, đồng thời cũng

là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu đƣợc vào những dấu


9
hiệu cụ thể, dự đoán đƣợc những thuộc tính, hiện tƣợng, quan hệ mới.
Tƣ duy là sự hoạt động của hệ thống thần kinh cao cấp của con ngƣời,
phản ánh thực tế khách quan bằng biểu tƣợng, khái niệm, phán đoán Tƣ 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 ngƣời. Tƣ duy phản ánh thế giới vật chất
dƣới dạng các hình ảnh lý tƣởng. Tƣ duy vừa là sản phẩm của sự tiến hoá sinh
vật vừa là sản phẩm của sự phát triển xã hội. Tƣ duy quan hệ khăng khít với
ngôn ngữ và đƣợc phát triển trong quá trình hoạt động thực tiễn của con
ngƣời - những hoạt động vốn chỉ có trong xã hội loài ngƣời.
Tƣ duy phản ánh hiện thực xung quanh chúng ta, nhƣng không giống nhƣ
các phản ánh của cảm giác và tri giác. Các quá trình này phản ánh các đối
tƣợng và hiện tƣợng cụ thể tác động đến giác quan của chúng ta. Tƣ duy phản
ánh theo kiểu khác, nó không xem xét sự vật, hiện tƣợng một cách riêng lẻ mà
xem xét sự vật, hiện tƣợng trong các mối quan hệ phổ biến, trong sự vận động
và phát triển của chúng. Tƣ duy bao giờ cũng mang tính chất khái quát bằng
cách nêu bật ra cái bản chất, cái chung của các sự vật và hiện tƣợng. Trong
quá trình nhận thức nói chung, tƣ duy bao giờ cũng mang tính sáng tạo, vì
nhận thức nhằm thu đƣợc những trí thức mới và sáng tạo ra những phƣơng
thức mới để thu lƣợm tri thức. Vì tƣ duy của con ngƣời càng phát triển thì con
ngƣời càng nhận thức đƣợc bản chất của các sự vật, hiện tƣợng phức tạp
nhanh chóng và sâu sắc hơn.
Quá trình nhận thức bao giờ cũng liên hệ chặt chẽ với tƣ duy. Nhờ có tƣ duy
mà ta có thể chuyển đƣợc những tri thức sơ đẳng đầu tiên sang những trí thức
sâu sắc hơn, chuyển từ hiện tƣợng 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 tƣ duy chứ không phải là của trí nhớ”.

1.2.1.2 Đặc điểm của quá trình tƣ duy[ 16], [24]
+ Tính “có vấn đề”: Hoàn cảnh có vấn đề chính là cái kích thích con


10
ngƣời tƣ duy, hoàn cảnh hay tình huống có vấn đề nảy sinh khi gặp những
tình huống mà vốn hiểu biết cũ, PP hành động đã biết của con ngƣời không
đủ để giải quyết nó, để tƣ duy con ngƣời phải nhận thức đƣợc 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 tƣ duy phát triển là tình huống có
vấn đề, quá trình tƣ 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 tƣ duy tiến lên nhằm vạch ra những quy
luật bản chất của vấn đề đó.
+ Tính khái quát của tƣ duy: Tƣ duy phản ánh những thuộc tính chung,
những mối liên hệ, quan hệ có tính quy luật của hàng loạt sự vật, hiện tƣợng.
Chính vì vậy tƣ duy mang tính khái quát cao.
+ Tính gián tiếp của tƣ duy: Bằng các giác quan con ngƣời không thể
phản ánh trực tiếp về vận tốc của ánh sáng, các dạng năng lƣợng, các tƣơng
tác từ nhƣng nhờ có sử dụng ngôn ngữ mà tƣ duy phản ánh đƣợc các đại
lƣợng, 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 đƣợc khái quát, diễn đạt trong các từ.
Nhờ có tính khái quát tƣ duy mà khả năng nhận thức của con ngƣời đƣợc mở
rộng không có giới hạn. Tƣ duy phản ánh hiện thực không phải trực tiếp mà là
gián tiếp, tức là thông qua cảm giác tri giác, biểu tƣợng Chúng ta nghe thấy
tiếng chim hót, chúng ta có thể nhận thức đƣợc nó ở gần đến mức nào và nó là
tiếng chim nào hót. Chúng ta ngửi thấy mùi hoa có thể tƣ duy ngay đến là loại
hoa gì tất cả các sự nhận biết trên đều do ta tƣ duy trừu tƣợng để thu nhận tri
thức mới không bằng con đƣờng trực tiếp mà trên cơ sở những tri thức đã biết

từ trƣớc. Trong tƣ duy chúng ta thoát khỏi kinh nghiệm cảm tính, nhờ suy
luận ta hiểu đƣợc cái không thể tri giác và biểu tƣợng. Ví dụ nhƣ ngƣời công
an điều tra không cần nhìn thấy hành động phạm tội của tội phạm, nhƣng


11
bằng những chứng cứ trực tiếp và gián tiếp tại hiện trƣờng phạm tội có thể tìm
ra các nghi can trong vụ án và tìm ra thủ phạm gây ra tội ác.
+ Tƣ duy quan hệ mật thiết với ngôn ngữ: Ngôn ngữ là phƣơng tiện của
tƣ duy, nhờ có ngôn ngữ mà con ngƣời tiến hành các thao tác tƣ duy và sản
phẩm của tƣ duy là những phán đoán, suy luận đƣợc biểu đạt bằng các từ ngữ,
các câu nói. Mỗi tƣ tƣởng chỉ có thể tồn tại và xuất hiện trên cơ sở của các
chất liệu ngôn ngữ, biểu tƣợng trong các từ và câu. Ngôn ngữ nhƣ C.Mác đã
nói: “Ngôn ngữ là hiện thực trực tiếp của tƣ tƣởng”. Nhờ ngôn ngữ của mình,
con ngƣời có thể trao đổi, chuyển giao tƣ tƣởng với những ngƣời khác, bổ
sung sự hiểu biết cho nhau, kế thừa tri thức của thế hệ trƣớc.
+ Tƣ duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính [23]: Nhà tâm
lý học NgaX.L.Rubienstêin viết: “nội dung cảm tính bao giờ cũng có trong
tƣ duy trừu tƣợng, tựa hồ nhƣ làm thành chỗ dựa cho tƣ duy”
(X.L.Rubienstêin, Tồn tại và ý thức (tiếng nga) M. 1957, tr.71), ngƣợc lại
tƣ duy và những kết quả của nó chi phối khả năng phản ánh của cảm giác,
làm cho khả năng đó của con ngƣời 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 tƣ
duy của ta nữa”. Quá trình tƣ duy liên hệ chặt chẽ với quá trình nhận thức
cảm tính, nó bắt đầu nhận thức cảm tính và trong quá trình tƣ duy nhất thiết
phải sử dụng những tƣ liệu của nhận thức cảm tính. Con ngƣời nhờ tƣ duy
mới phản ánh đƣợc những mối liên hệ bản chất và tất yếu, mới phản ánh
đƣợc các quy luật. Những mối liên hệ bản chất là những mối liên hệ làm cơ
sở cho các mối liên hệ khác giữa các sự vật. Tƣ duy phản ánh hiện thực

dƣới dạng khái quát khác với nhận thức cảm tính. Chẳng hạn chúng ta quan
sát thấy một nhóm ngƣời có lứa tuổi khác nhau, nghề nghiệp khác nhau,
chủng tộc và giới tính khác nhau. Tách ra cái chung vốn có của mọi ngƣời:
Khả năng lao động, suy nghĩ, trao đổi tƣ tƣởng với nhau nhờ ngôn ngữ,


12
chúng ta khái quát các thuộc tính này và tạo ra khái niệm “con ngƣời”. Nhƣ
vậy chúng ta chuyển từ sự nhận thức những con ngƣời riêng lẻ tới khái
niệm khoa học về con ngƣời. Nhờ khái quát tƣ duy trừu tƣợng đi sâu vào
hiện thực khách quan, vạch ra các quy luật vốn có của nó.
+ Tƣ 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
ngƣời nhận thức các quy luật và sử dụng chúng vì lợi ích của mình. Tính tích
cực của tƣ duy biểu hiện ở chỗ con ngƣời 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 ngƣời có khả năng tiên đoán, vạch ra
kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội, khoa học, giáo dục Tính tích cực của tƣ
duy còn biểu hiện ở hoạt động sáng tạo của con ngƣời, ở khả năng tƣởng
tƣợng. Tƣ duy định hƣớng, xác định, điều hoà mục đích, phƣơng pháp và đặc
trƣng hoạt động thực tiễn của con ngƣời. Tƣ duy giúp con ngƣời cải biến tri
thức đó dƣới dạng các phƣơng tiện của ngôn ngữ tự 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 tƣ duy đúng đắn sẽ đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tƣợng.
1.2.1.3 Tƣ duy Vật lí [6],[13],[15]
Quá trình tƣ 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 lƣờng) trong một phạm vi

hẹp, trừu tƣợng 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
tƣợng trong một phạm vi rộng hơn của thực nghiệm và tìm ra các ứng dụng
mới trong thực tiễn.


13
Quá trình tƣ duy này có thể tóm tắt bằng sơ đồ sau:







Hình 1.1: Tóm tắt quá trình tư duy
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 đƣợc 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 tƣợng
trong Vật lí. Đó là khái niệm, định luật. Có hai loại mô hình:
- Mô hình hình ảnh: Xây dng mô hình cơ học có hình ảnh, phản ánh
những dấu hiệu bản chất nhất và cấu trúc của hiện tƣợng đƣợc nghiên cứu.
- Mô hình dấu hiệu: Thƣờng đƣợc biểu thị bằng lời, bằng toán học, bằng
đồ thị cho thấy rõ mối quan hệ và diễn biến của hiện tƣợng. (ta cần chú ý
không phải hiện tƣợng Vật lí nào cũng xây dựng đƣợc hai mô hình. Bởi vì,
với Vật lí vi mô thì không thể dùng dấu hiệu vĩ mô để biểu thị tính chất của

các hệ vi mô).
+ Giai đoạn 3: Giai đoạn suy từ mô hình đến hệ quả
Đây là giai đoạn quan trọng vì: Từ mô hình có khả năng suy ra đƣợc các
hệ quả chƣa từng biết đến và điều quan trọng là không phải lập lại từ đầu quá

Mô hình – giả thiết

Trìu tƣợng



Các hệ quả logic

Các sự kiện khởi
đầu xuất phát

Kiểm tra – thực
nghiệm


14
trình tƣ duy. (một lý thuyết có thể cho nhiều hệ quả, hệ quả đó là sự kiểm tra
tính chất đúng đắn của mô hình).
+ Giai đoạn 4: Kiểm nghiệm hệ quả bằng thực nghiệm
Giai đoạn này mở màn cho sự sáng tạo kỹ thuật. Các công trình nghiên
cứu cho thấy rằng đặc tính nhất của hoạt động tƣ duy là chuyển sự kiện sang
mô hình. Ở đó con ngƣời phải vận dụng tốt các thao tác tƣ duy, phân tích,
tổng hợp, so sánh, trừu tƣợng hoá, khái quát hoá. Để thể hiện đặc tính của
hoạt động tƣ duy trong các giai đoạn của quá trình sáng tạo, Anhxtanh đƣa ra
sơ đồ sau:

Hình1.2: Đặc tính của tư duy

E: Tập hợp các dữ kiện (thí nghiệm, cảm giác). Từ đó đƣa ra hệ tiên đề A.
Từ hệ tiên đề đƣa ra hệ quả (S,S’,S”). Giai đoạn này cần suy luận chặt
chẽ. Hệ quả này lại đƣợc kiểm nghiệm bằng thực nghiệm và lại là sự kiện cho
chu trình sau.
Ta hiểu tƣ duy Vật lí là sự quan sát các hiện tƣợng Vật lí, phân tích một
hiện tƣợng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng
những mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối liên hệ giữa
mặt định tính và mặt định lƣợng của các hiện tƣợng và các đại lƣợng Vật lí,
dự đoán các hệ quả mới từ các lý thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát
S

S’
SS”
S”
”’
A

15
thu đƣợc vào thực tiễn. Các hiện tƣợng Vật lí trong tự nhiên rất phức tạp,
nhƣng những định luật chi phối chúng thƣờng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện
tƣợng bị nhiều yếu tố tác động chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta
chỉ quan sát đƣợc kết quả tổng hợp cuối cùng. Bởi vậy, muốn nhận thức đƣợc
những đặc tính bản chất và quy luật của tự nhiên, thì việc đầu tiên là phải
phân tích đƣợc hiện tƣợng phức tạp thành những bộ phận, những giai đoạn bị
chi phối bởi một số ít nguyên nhân, bị tác động bởi một số ít yếu tố, tốt nhất
là một nguyên nhân, một yếu tố. Có nhƣ thế, ta mới xác lập đƣợc những mối
quan hệ bản chất, trực tiếp, những sự phụ thuộc định lƣợng giữa các đại lƣợng
Vật lí dùng để đo lƣờng các thuộc tính bản chất của sự vật, hiện tƣợng. Muốn
biết những kết luận khái quát thu đƣợc có phản ánh đúng thực tế khách quan
không, ta phải kiểm tra lại trong thực tiễn. Để làm việc đó ta phải xuất phát từ
những kết luận khái quát, suy ra những hệ quả, dự đoán những hiện tƣợng
mới có thể quan sát đƣợc trong thực tiễn. Nếu thí nghiệm xác nhận hiện tƣợng
mới đúng nhƣ dự đoán thì kết luận khái quát ban đầu mới đƣợc xác nhận là
chân lý. Mặt khác, việc vận dụng những kiến thức Vật lí khái quát vào thực
tiễn tạo điều kiện cho con ngƣời cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện tƣợng Vật
lí xảy ra theo hƣớng có lợi cho con ngƣời, thoả mãn đƣợc nhu cầu ngày càng
tăng của con ngƣời.
Trong quá trình nhận thức Vật lí nhƣ trên, con ngƣời sử dụng tổng hợp,
xen kẽ nhiều hình thức tƣ duy, trong đó có hình thức chung nhƣ tƣ duy lý
luận, tƣ duy logic và những hình thức đặc thù của Vật lí học nhƣ thực nghiệm,
mô hình hoá
1.2.2 Đặc điểm tƣ duy Vật lí của HS miền núi.[17], [18]
Theo X.M. Aruchiunhian: Đặc trƣng tâm lý dân tộc là những sắc thái
dân tộc độc đáo của tình cảm và xúc cảm, là cách nghĩ và hành động, là
những nét tâm lý bền vững của thói quen, là truyền thống đƣợc hình thành
dƣới ảnh hƣởng những điều kiện của đời sống vật chất, những đặc điểm của