Thiết kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương Sóng cơ (vật lý 12 - nâng cao) có sử dụng phần mềm dạy học cho học sinh trung học phổ thông theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức

Lời cảm ơn

Tác giả luận văn xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng
quản lý Sau Đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lý, các thầy cô giáo, cán
bộ trong tổ bộ môn Phương pháp giảng dạy Vật lý thuộc trường Đại học
Sư phạm Hà Nội II, quý thầy cô tham gia giảng dạy lớp cao học K11-lí
luận phương pháp dạy học vật lý đà tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tạo điều
kiện cho tác giả trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn Sở Giáo dục và Đào tạo,
trường trung học phổ thông Thuận Thành số 1 tỉnh Bắc Ninh đà tạo điều
kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình làm việc, học tập và thực hiện
đề tài.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Đức Vượng đÃ
tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian
nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp
và các học viên lớp K11-lí luận phương pháp dạy học vật lý, đà giành
nhiều tình cảm, động viên, giúp đỡ tác giả hoµn thµnh khãa häc.


2

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu
và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả
cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào
khác.

Tác giả

Vũ Xuân Tiến


3

Mục lục
Trang
Lời cảm ơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

..

Lêi cam ®oan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Môc lôc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

...
...

Danh mục các bảng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

..

Danh mục các hình vẽ, đồ thị . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mở ĐầU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

.

1. Lý do chọn đề tài . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

.

2. Mục đích nghiên cứu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

..

3. NhiƯm vơ nghiªn cøu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

..

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cøu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Phương pháp nghiên cứu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6. Gi¶ thuyÕt khoa häc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Néi dung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

Chương 1. Cơ sở lý luận về vấn đề phát huy tính tích cực hoạt động nhận 13
thức của học sinh trong dạy học có sử dụng phần mềm dạy học
1.1 Hoạt động nhận thức và hoạt động dạy học phát huy tính tích cực hoạt 13
động nhận thức của häc sinh
1.2. Vai trß cđa thÝ nghiƯm vËt lý trong tổ chức hoạt động nhận thức của HS ... 20
1.3. Phần mềm dạy học - Yêu cầu chung đối với phần mềm dạy học

...

1.4. Thực trạng của việc sử dụng CNTT trong dạy học vật lý ở các trường
THPT tỉnh Bắc Ninh
Kết luận chương 1

30
36

40

Chương II. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương sóng cơ 42


4

(vật lý 12 nâng cao) có sử dụng phần mềm mô phỏng theo hướng phát huy
tính tích cực hoạt động nhận thức cho học sinh THPT

..

2.1. Phân phối chương trình THPT của chương III vật lý 12 - nâng cao

42

2.2. Đặc điểm nhận thức của học sinh THPT

47

2.3. Tìm hiểu thực trạng dạy học chương Sóng cơ (vật lý 12 nâng cao) ở 48
các trường THPT Tỉnh Bắc Ninh
.
2.4. Những đặc điểm của nội dung kiến thức chương III vËt lý 12 - n©ng cao ... 52
2.5. Giíi thiệu và cách sử dụng phần mềm Crocodile physics 605 hỗ trợ cho 53
việc giảng dạy phần quang học trong chương trình vật lý phổ thông
.
2.6. Tiến hành soạn thảo dạy 2 bài chương Sóng cơ (vật lý 12 nâng 59
cao) .
Kết luận chương II

.

Chương III: Thực nghiệm sư phạm

81
..

82

3.1.Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

.

3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm

82
82

3.3. Chuẩn bị thực nghiệm sư phạm

...

84

3.4. Cơ sở đánh giá kết quả thực nghiệm

85

3.5. Tiến hành thực nghiệm sư phạm

.

3.6. Kết quả và sử lý kết quả thực nghiệm sư phạm

86
..

Kết luận chương III

90
98

Kết luận và kiến nghị

..

99

Tài liệu tham khảo

...

102

Phụ lục

.

5

Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt
1.

GD&ĐT

Bộ giáo dục và đào tạo

2.

CCGD

Cải cách giáo dục

3.

CNTT

Công nghệ thông tin

4.

GV

Giáo Viên

5.

HS

Học sinh

6.

MVT

Máy vi tính

7.

ĐC

Đối chứng

8.

PMDH

Phần mềm dạy học

9.

PPDH

Phương pháp dạy học

10. PTDH

Phương tiện dạy học

11. SGK

Sách giáo khoa

12. TBDH

Thiết bị dạy học

13. THPT

Trung học phổ thông

14. TN

Thực nghiệm

15. TNVL

Thí nghiệm vËt lý


6

Danh mục các bảng
Tên các bảng

TT

Trang

1

Việc sử dụng các thí nghiƯm trong d¹y häc vËt lý

2

ViƯc sư dơng CNTT trong dạy học vật lý

3

Lí do giáo viên ít sử dụng CNTT trong dạy học vật lý

...

39

4

Kết quả học tập hai lớp năm học 2008 2009

..

83

5

Đặc điểm, số lượng, chất lượng học tập của HS năm học
2008 2009

.
..

38
38

84

.

6

Tổng hợp kết quả về thái độ, tình cảm, tác phong của HS

88

7

Kết quả kiểm tra lần 1

...

91

8

Xếp loại kiểm tra lần 1

..

92

9

Phân phối tần suất lần 1

.

92

10

Kết quả kiểm tra lần 2

..

94

11

Xếp loại kiểm tra lần 2

..

94

12

Phân phối tần suất lần 2

.

95


7

Danh mục các hình vẽ, đồ thị
TT

Tên các bảng

Trang

1

Mô phỏng từ trường quay trong động cơ không đồng bộ ba pha..

23

2

Mô phỏng sự biến đổi của i và u dòng điện xoay chiều................

23

3

Mô phỏng định tính về quan hệ giữa vận tốc trung bình của phân

24

tử khí với nhiệt độ..........................................................................
4

Mô phỏng định tính về sự biến đổi số đường cảm ứng từ qua

24

thiết diện khung dây kín...................................................................
5

Hiện tượng phản xạ sãng

.

6

HiƯn t­ỵng sãng dõng

7

HiƯn t­ỵng giao thoa sãng

77

8

HiƯn t­ỵng nhiƠu xạ sóng

79

9

Xếp loại học tập lần 1

92

10

Phân phối tần suất lần 1

93

11

Phân phối tần suất lũy tích lần 1

93

12

Xếp loại học tập lần 2

13

Phân phối tần suất lần 2

96

14

Phân phối tÇn st lịy tÝch lÇn 2

96

.

.

64
65

95


8


9

I. Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
Nhân loại đang bước vào một thời đại mới. Thời đại mà các phương tiện
thông tin, khoa học công nghệ phát triển như vũ bÃo. Trong bối cảnh hội nhập toàn
cầu, mở rộng giao lưu, hiểu biết trên toàn thế giới, học sinh tiếp thu được nhiều
thông tin đa dạng và phong phú bằng sự tự chủ, sáng tạo của mình. Trước tình hình
đó, nhằm đáp ứng nhu cầu tìm hiểu kiến thức khoa học của học sinh và tạo ra
những con người có đủ kiến thức, năng lực và phẩm chất đạo đức tốt để làm chủ
đất nước đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi mới phương pháp một cách toàn diện,

sâu sắc.
Hội nghị lần thứ 2 BCH TW Đảng cộng sản Việt Nam khoá VIII đà nêu ra
Nhiệm vụ và mục tiêu cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng những con người có
ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức khoa học
và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi..... Để đạt
được mục tiêu đề ra, Hội nghị cũng đà chỉ rõ ... Đổi mới mạnh mẽ phương pháp
Giáo dục - 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 hiện
đại vào quá trình dạy học . Kho tàng tri thức vô hạn, mỗi ngày lại có nhiều
những thành tựu mới được phát minh. Do đó dạy học hiện đại không chỉ là dạy
cho học nắm được kiến thức mà cần phải dạy cho häc sinh c¸ch tù lùc chiÕm lÜnh
kiÕn thøc, cã tư duy sáng tạo và tích cực trong hoạt động nhận thức để phù hợp với
yêu cầu của thời đại.
Hiện nay, cïng víi sù ph¸t triĨn cđa nỊn kinh tÕ tri thức, kinh tế thông tin
thì việc ứng dụng công nghệ thông tin vào công cuộc đổi mới phương pháp dạy
học là một điều rất cần thiết. Việc dạy học của chúng ta đà và đang từng bước có
những đổi mới đáng kể về nội dung, phương pháp, cách thức tổ chức và phương


10

tiện. Quá trình dạy học cần phải phù hợp với tiÕn tr×nh nhËn thøc khoa häc, häc
sinh cã thĨ tham gia vào hoạt động tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề. Cùng với đó
là việc nghiên cứu sử dụng các phương tiện dạy học (PTDH) nhằm hỗ trợ hoạt
động giải quyết vấn đề đó của học sinh từng bài cụ thể. Vai trò của các PTDH
truyền thống còn nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Bên cạnh đó,
máy vi tính (MVT) và phần mềm máy tính, cụ thể là phần mềm mô phỏng đà và
đang được ưa chuộng rộng rÃi trong dạy học.
Để đảm bảo cho việc thực hiện đổi mới PPDH thành công thì không thể chỉ
bó hẹp trong phạm vi hoạt động của giáo viên (GV) và học sinh (HS) trong các giờ

lên lớp mà phải bao gồm cả đổi mới phương pháp trình bày nội dung dạy học cụ
thể, đặc biệt là đổi mới các thiết bị hiện đại hỗ trợ cho quá trình dạy học. Với giai
đoạn công nghệ thông tin (CNTT) phát triển và lên ngôi như hiện nay thì người
GV chúng ta cần phải đặc biệt chú ý đến việc tìm hiểu và sử dụng thành thạo các
trang thiết bị hiện đại MVT và các phần mềm dạy học (PMDH) phương tiện hỗ trợ
cho việc dạy học.
ĐÃ có sự đổi mới sách giáo khoa và phương pháp dạy học của các trường
THPT trên cả nước. Song về PTDH còn thiếu thốn nhất là những thiết bị có ứng
dụng CNTT và PMDH trong giảng dạy các môn học nói chung và môn vật lý nói
riêng. Qua hiện thực trên để nâng cao chất lượng, mở mang và tiếp cận với các
PTDH hiện đại cho học sinh là rất cần thiết.
Đặc điểm của các trường THPT trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh tuy đà được
cung cấp một số các thiết bị thí nghiệm phục vụ cho việc giảng dạy nhưng số thiết
bị vẫn còn ít, hay việc sử dụng các thiết bÞ thÝ nghiƯm chiÕm mÊt nhiỊu thêi gian so
víi thêi gian mét tiÕt d¹y. Mét sè thÝ nghiƯm mang tÝnh trực quan chưa cao, ở đây
xét cụ thể phần kiến thức chương Sóng cơ (vật lý lớp 12 nâng cao) đây là
chương học có kiến thức rất quan trọng và thực tiễn cao đối với học sinh. Khi học
chương này học sinh gặp nhiều khó khăn đó là: khó quan sát được dao động của
các phần tử của môi trường, hay sự truyền đi của sóng âm bằng mắt, chñ yÕu häc


11

sinh dựa vào hình vẽ và quá trình tiếp thu kiến thức không có sức thuyết phục, nên
để kiểm chứng được tất cả phương án mà học sinh đề xuất như trong giáo án đÃ
đưa ra thì điều đó càng không khả thi trong giờ học.
Nhằm giúp HS lĩnh hội tri thức một cách có căn cứ khoa học, phát huy tính
tích cực trong hoạt động nhận thức thì việc sử dụng MVT và PMDH là rất cần
thiết, chính vì lý do trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài
"Thiết kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương sóng cơ (vật lý

lớp 12

nâng cao) có sử dụng phần mềm dạy học cho học sinh THPT theo

hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức .
2. Mục đích nghiên cứu
Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thøc cơ thĨ ch­¬ng “Sãng c¬” (vËt lý
líp 12 – nâng cao) có sử dụng PMDH theo hướng phát huy tính tích cực trong
hoạt động nhận thức của học sinh THPT.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích của đề tài chúng tôi đà xác định những nhiệm vụ
chính sau đây:
- Nghiên cứu lý luận dạy học hiện đại về việc phát huy tính tích cực hoạt
động nhận thức của HS trong dạy học vật lý.
- Nghiên cứu việc sử dụng MVT và PMDH trong dạy học vật lý.
- Điều tra thực trạng dạy- học chương Sóng cơ (vật lý lớp 12 nâng cao)
theo chương trình vật lý 12 tại các trường THPT Huyện Thuận Thành Tỉnh Bắc
Ninh.
- Xây dựng tiến trình dạy học một số bài trong chương Sóng cơ (vật lý lớp
12 nâng cao) theo phương án của đề tài.
- Thực nghiệm sư phạm.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng nghiên cứu : Hoạt động dạy của GV và hoạt động học của HS
trong tiến trình dạy - học chương Sóng cơ theo chương trình vật lý 12 THPT.


12

- Phạm vi nghiên cứu : Sử dụng thí nghiệm mô phỏng các hiện tượng trong
bài Sự phản xạ sóng. Sãng dõng”, vµ “Sãng giao thoa” (vËt lý líp 12 nâng cao)

5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý luận về vấn đề phát huy tính tích cực trong
hoạt động nhận thức của học sinh.
- Phương pháp điều tra, thực tiễn về việc dạy và học các kiÕn thøc trong
ch­¬ng “Sãng c¬” (vËt lý líp 12 – nâng cao) trong dạy học ở các trường THPT.
- Thực nghiệm sư phạm.
Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết quả thu được khi thực
nghiệm sư phạm, trên cơ sở đó rút ra kết luận của đề tài nghiên cứu.
6. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được một tiến trình dạy học có sử dụng các PMDH một cách
hợp lý thì có thể gây hứng thú, phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học
sinh góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở các trường THPT.
7. Cấu trúc luận văn
Gồm 3 phần :
- Phần 1: Mở đầu
- Phần 2: Nội dung
Chương 1: Cơ sở lý luận về vấn đề phát huy tính tích cực hoạt động
nhận thức của học sinh trong dạy học có sử dụng PMDH.
Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương Sóng cơ
(vật lý lớp 12

nâng cao) có sử dụng phần mềm mô phỏng theo hướng phát

huy tính tích cực hoạt động nhận thức cho học sinh thpt.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
Kết luận và kiến nghị.
- Phần 3: Tài liệu tham khảo .


13

Nội dung
CHƯƠNG 1: Cơ sở lý luận về vấn đề phát huy
tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh
trong dạy học có sử dụng phần mềm dạy học
1.1. Hoạt động nhận thức và hoạt động dạy học phát huy tính tích cực hoạt
động nhận thức của học sinh
1.1.1. Khái niệm hoạt động nhận thức
Nhận thức là một quá trình ở con người, quá trình này thường gắn với mục
đích nhất định nên nhận thức của con người là một hoạt động. Đặc trưng nổi bật
nhất của hoạt động nhận thức là phản ánh hiện thực khách quan. Hoạt động này
bao gồm nhiều quá trình khác nhau, thể hiện những mức độ phản ánh hiện thực
khác nhau (cảm giác, tri giác, tưởng tượng, tư duy ) và mang lại những sản phẩm
khác nhau về hoạt động khách quan (hình ảnh, hình tượng, biểu tượng, khái niệm).
[29]
1.1.2. Khái niệm tính tích cực hoạt động nhận thức của HS.
Tính tích cực nhận thức trong hoạt động là một tập hợp các hoạt động nhằm
làm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp
thu tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập.[28]
1.1.3. Tính tích cực hoạt ®éng nhËn thøc cđa HS.
TÝnh tÝch cùc nhËn thøc lµ trạng thái hoạt động nhận thức. Hạt nhân cơ bản
của tính tích cực nhận thức là hoạt động tư duy của cá nhân được tạo nên do thúc
đẩy của hệ thống nhu cầu đa dạng. Nhu cầu nhận thức cái mới, nhu cầu vươn lên
một trình độ cao hơn là nguồn gốc tính tích cực hoạt động nhận thức của HS. TÝch
cùc lµ mét biĨu hiƯn cđa ý thøc khi ®· cã ý thøc th× HS sÏ tÝch cùc, chđ động và
sáng tạo trong mọi tình huống. Trong học tập, tính tích cực nhận thức của HS đặc


14

trưng bởi khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm
vững kiến thức. [28]
1.1.4. Những biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức của HS
HS là chủ thể của quá trình học tập, việc học tập chỉ thực sự đạt kết quả cao
nếu HS là người có ý thức chủ động tích cực và sáng tạo. Tính tích cực ở đây là
thái độ của HS muốn nắm vững kiến thức, hiểu sâu sắc nội dung học tập bằng mọi
cách và cố gắng để vận dụng những hiểu biết ấy vào cuộc sống. Tính tích cực hoạt
động nhận thức của HS biểu hiƯn qua c¸c dÊu hiƯu sau:
a. HS khao kh¸t tù nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ xung các
câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra ...
b. HS hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề GV trình bày
chưa đủ rõ.
c. HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đà học để nhận
thức các vấn đề mới.
d. HS mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy
từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học môn học.
Ngoài những biểu hiện nói trên mà GV dễ nhận thấy còn có những biểu hiện
về mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn, như thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc
nhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm
ra lời giải hay cho một bài tập khó... Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở
từng cá thể HS, bộc lộ rõ ở HS các lớp dưới, kín đáo ở HS các lớp trên.
* Phân loại tính tích cực hoạt ®éng nhËn thøc:
T theo viƯc huy ®éng vµ møc ®é huy động các chức năng tâm lý mà người
ta phân ra ba cấp độ tích cực:
- Tính tích cực tái hiƯn: Chđ u dùa vµo trÝ nhí vµ t­ duy t¸i hiƯn.


15

- Tính tích cực tìm tòi: Đặc trưng bằng sự bình phẩm, phê phán, tìm cách độc

lập giải quyết vấn đề, tích cực về mặt nhận thức, óc sáng tạo, lòng khao khát hiểu
biết, hứng thú học tập.
- Tính tích cực sáng tạo: là cấp độ cao nhất của tích cực, đặc trưng bằng sự
khẳng định con đường riêng của mình, không giống những con đường mà mọi
người đà thừa nhận, đà trở thành chuẩn mực, để đạt được mục đích. Dĩ nhiên mức
độ sáng tạo của HS là có hạn nhưng đó là mầm mống để phát triển trí sáng tạo về
sau này [28].
* Các nguyên nhân của tính tích cực hoạt động nhận thức:
Tính tích cực nhận thức của HS nảy sinh trong quá trình học tập là kết quả
của nhiều nguyên nhân; có nhiều nguyên nhân phát sinh trong lúc học tập, có
nhiều nguyên nhân được hình thành từ quá khứ, thậm chí từ lịch sử lâu dài của
nhân cách. Nhìn chung, tính tích cực phụ thuộc vào các yếu tố sau: hứng thú, nhu
cầu, động cơ, năng lực, ý chí, sức khoẻ, môi trường. Trong các nhân tố trên, hiện
nay việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS chủ yếu đang tập trung vào hình
thành và phát triển hứng thú nhận thức của HS vì:
- Nó có thể hình thành ở HS một cách nhanh chóng và bất cứ lúc nào trong
quá trình dạy học.
- Có thể gây hứng thú đối với HS ở mọi lứa tuổi.
- Điều quan trọng hơn cả là nó n»m trong tÇm tay cđa ng­êi GV. Ng­êi GV
cã thĨ ®iỊu khiĨn høng thó cđa HS qua c¸c u tè của quá trình dạy học như: Nội
dung, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức; qua các bước lên lớp: mở bài,
bài giảng mới, củng cố, vận dụng, kiểm tra kiến thức; qua mối quan hệ thầy trò
v.v.
Đối với HS, høng thó lµ u tè cã ý nghÜa to lín không chỉ trong quá trình
học tập mà cả đối với sự phát triển toàn diện, sự hình thành nhân cách. Cã høng


16

thó häc tËp lµm cho häc tËp trë thµnh ngn vui, hứng thú là yếu tố dẫn tới tự giác.

Hứng thú và tự giác là những yếu tố tâm lý đảm bảo tính tích cực, độc lập sáng
tạo, ngược lại phong cách học tập tích cực và độc lập sáng tạo có ảnh hưởng tới sự
phát triển hứng thú và tự giác.
1.1.5. Biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS
Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS THPT cần phải chú ý đến
đặc điểm tâm lý của lứa tuổi này là: giàu mơ ước, giàu nhiệt huyết, vì vậy thường
đi đôi với sự ham hiểu biết, thích khám phá, chinh phục những điều mới mẻ. ở
giai đoạn này, hoạt động học tập có tính chất quyết định xu hướng nghề nghiệp
của các em, vì vậy thái độ của các em đối với việc học tập cũng khác với các giai
đoạn trước. Càng về cuối cấp thái độ của HS đối với các môn học càng trở nên có
tính lựa chọn hơn, ở các em hình thành hứng thú học tập gắn liền với mục đích và
khuynh hướng nghề nghiệp.
* Một số biện pháp đang được các nhà sư phạm quan tâm:
Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS THPT cần phải chú ý đến
tính chất độc đáo riêng của quá trình nhận thức ở HS và đặc điểm tâm lý lứa tuổi
này. Vật lý là bộ môn có nhiều ưu thế trong việc phát huy tính tích cực hoạt ®éng
nhËn thøc cđa HS qua mét sè biƯn ph¸p sau:
- Cho HS biÕt ý nghÜa lý thut vµ thùc tiƠn, tầm quan trọng của vấn đề
nghiên cứu.
- Nội dung dạy học phải mới, kiến thức phải được trình bày có tính thực tiễn,
phát triển và không đối ngược với nhau, thoả mÃn nhu cầu nhận thức của các em,
những vấn đề quan trọng, các hoạt động then chốt có lúc diễn ra một cách đột
ngột, bất ngờ.
- Kết hợp các phương pháp đa dạng, sử dụng nhiều hình thức dạy häc kh¸c
nhau.


17

- Sử dụng các thiết bị dạy học, đặc biệt là sự hỗ trợ của PMDH để kích thích

hứng thú và tổ chức hoạt động cho HS.
- Có các hình thức khen thưởng, động viên kịp thời với HS có thành tích.
- Luyện tập dưới các hình thức khác, vận dụng kiến thức vào thực tiễn và các
tình huống mới, kết hợp với giáo dục hướng nghiệp.
- Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập.
Như vậy, để phát huy tÝnh tÝch cùc, tù lùc nhËn thøc cña HS THPT với bộ
môn Vật lý người GV phải xác định động cơ, hứng thú và nhu cầu học tập cho các
em. Mặt khác Vật lý học là môn khoa học thực nghiệm, GV có thể tạo ra những
tình huống bất ngờ kích thích nhu cầu đi tìm nguyên nhân khoa học các tình
huống phải lựa chọn, sử dụng các thí nghiệm một cách khoa học ... để HS phải chú
ý, tạo hứng thú học tập và bắt buộc tư duy tìm cách giải quyết vấn đề, chính những
điều đó sẽ ph¸t huy tÝnh tÝch cùc, tù lùc nhËn thøc trong häc tËp vËt lý cđa HS.
1.1.6. C¬ së khoa häc của việc thiết kế hoạt động dạy học kiến thức vật lý theo
hướng phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS.
Để việc dạy học môn vật lý đạt hiệu quả cao thì trước hết người GV phải tìm
hiểu lôgic khoa học, yêu cầu của chương trình, cấu trúc nội dung kiến thức trong
tài liệu giáo khoa, điều kiện vật chất, thời gian, trình độ phát triển và đặc điểm của
HS lớp học. Đó chính là cơ sở cần thiết để người GV xác định phương án tổ chức,
chỉ đạo định hướng học tập trong mỗi tiết học cụ thể. Điều đó được thể hiện lần
lượt bằng các hoạt động dưới đây của người GV khi thiết kế tiến trình hoạt động
dạy học một kiến thức cụ thể:
a. Xác định mục tiêu yêu cầu của tiết học.
Để xác định được phương án tổ chức, chỉ đạo, định hướng hoạt động học tập
của HS trong mỗi tiết học cụ thể, nghĩa là xác định lôgic của quá trình dạy học khi
soạn bài người GV phải suy nghĩ trả lời được các câu hỏi sau:


18

- HS cần lĩnh hội được kiến thức, kỹ năng gì?

- Con đường để HS chiếm lĩnh được kiến thức, kỹ năng đó như thế nào?
- Phải chỉ đạo hành động của HS và định hướng hành động đó như thế nào để
đảm bảo cho HS chiếm lĩnh được kiến thức, kỹ năng đó một cách sâu sắc, vững
chắc, đồng thời đạt được hiệu quả giáo dục?
- Kết quả sau khi học mà HS cần thể hiện ra được là gì?
Câu trả lời các câu hỏi trên chính là mục tiêu của tiết học cần đạt được.
b. Xác định cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức.
Việc ph©n tÝch cÊu tróc néi dung kiÕn thøc vËt lý cần dạy đòi hỏi người GV
trả lời được câu hỏi sau:
- Kiến thức cần dạy bao gồm các thành tố nội dung nào? (Có thể là một trong
các thành tố nội dung: Định nghĩa thuật ngữ, sự kiện, thuộc tính, mối liên hệ, quy
luật, nguyên lý, phương pháp).
- Trình tự lôgic của các thành tố nội dung đó như thế nào? (sắp sếp các thành
tố nội dung đà diễn đạt theo đúng trình tự lôgic của tiến trình nhận thức xây dựng
chúng).
Việc lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức đòi hỏi trả lời được các câu hỏi:
- Vấn đề đặt ra như thế nào? (diễn đạt chính xác câu hỏi mà việc giải đáp dẫn
tới thành tố nội dung kiến thức cần xây dựng).
- Câu trả lời tương ứng với mỗi câu hỏi đà đặt ra như thế nào? (Diễn đạt chính
xác các thành tố nội dung kiến thức xây dựng được).
- Tiến trình hành động để xây dựng được mỗi thành tố nội dung kiến thức và
toàn bộ chính thể kiến thức là như thế nào? (Xác định chính xác các hành động
cần thực hiện và trình tự của chúng).
c. Xác định tiến trình hoạt động dạy häc cơ thĨ.


19

Việc xác định phương pháp (tiến trình hoạt động) dạy học cụ thể một kiến
thức Vật lý nào đó đòi hỏi GV suy nghĩ, tìm cách giải đáp tốt nhất các câu hỏi sau:

- Kiểm tra, ôn tập hay bổ xung thêm cái gì và như thế nào, để đảm bảo cho
học sinh có trình độ tri thức xuất phát cần thiết?
- Làm thế nào để giác ngộ vấn đề, định hướng mục tiêu hoạt động học?
- Làm thế nào để lôi cuốn HS tham gia giải quyết vấn đề (thực hiện nhiệm vụ
đặt ra); kiểm tra, định hướng hành ®éng nhËn thøc cơ thĨ cđa HS nh­ thÕ nµo?
- Tỉng kÕt vµ kiĨm tra tri thøc nh­ thÕ nµo?
ViƯc xác định tiến trình hoạt động dạy học cụ thể còn đòi hỏi GV xác định rõ
nguồn truyền đạt thông tin (lời nói, bảng, sách, thí nghiệm, đồ dùng trực quan, các
PMDH ...); mức độ độc lập của HS trong quá trình học tập, chiếm lĩnh tri thức
(GV trình diễn, hay đòi hỏi HS hành động đáp ứng yêu cầu đặt ra; đòi hỏi HS thu
nhận tái tạo theo cái có sẵn, hay đòi hỏi HS phải tham gia tìm tòi, phát hiện, giải
quyết vấn đề); định rõ trình tự lôgic của các hành động dạy và học (bao gồm cả
cách sử dụng PTDH, tiến hành thí nghiệm , trình bày bảng...). [28]
1.2. Vai trò của thí nghiệm vật lý trong tổ chức hoạt động nhận thức của học
sinh. [21]
Thí nghiệm Vật lý (TNVL) là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con
người vào các đối tượng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích các
điều kiện mà trong đó đà diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có
thể thu nhận được tri thức mới. [21]
1.2.1. Các loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học vật lý
Thí nghiệm vật lý được dùng để dạy học trong trường THPT cã hai lo¹i: thÝ
nghiƯm biĨu diƠn (thÝ nghiƯm do giáo viên tiến hành là chính, tuy nhiên có thể có
sự hỗ trợ của học sinh) và thí nghiệm thực tËp (thÝ nghiƯm do häc sinh tù tiÕn hµnh
d­íi sù h­íng dÉn cđa GV).


20

- Thí nghiệm biểu diễn được GV tiến hành ở trên lớp, trong các giờ học
nghiên cứu kiến thức mới và có thể ở các giờ học củng cố kiến thức của học sinh.

Thí nghiệm biểu diễn có các loại sau: Thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu
hiện tượng (thí nghiệm khảo sát), thí nghiệm minh họa (kiểm chứng), thÝ nghiƯm
cđng cè.
- ThÝ nghiƯm thùc tËp cđa häc sinh do học sinh tự tiến hành trên lớp (trong
phòng thí nghiệm), ngoài lớp, ngoài nhà trường hoặc ở nhà với các mức độ tự lực
khác nhau, thí nghiệm thực tập được chia ra làm ba loại: Thí nghiệm trực diện, thí
nghiệm thực hành, thí nghiệm và quan sát vật lý ở nhà.
Tóm lại, trong hệ thống thí nghiệm trên đây ta thấy dù thực hiện dưới hình
thức nào, phương pháp nào thì thí nghiệm vật lý cũng đóng một vai trò to lớn trong
quá trình dạy và học vật lý.
1.2.2. Vị trí của thí nghiệm trong tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh
Các loại thí nghiệm vật lý mà chúng tôi trình bày ở trên nằm ở ba pha của
tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức theo hướng tích cực, tự lực sáng tạo của học
sinh [21].
ở pha thứ nhất thí nghiệm chủ yếu được dùng để tạo tình huống có vấn đề,
tạo được nhu cầu hứng thó häc tËp cđa häc sinh, l«i cn häc sinh vào hoạt động
nhận thức, do đó thường ngắn gọn, có hiệu lực ngay mà không quá phức tạp, nên ở
pha này giáo viên thường dùng thí nghiệm mở đầu hay học sinh tiến hành thí
nghiệm trong thời gian rất ngắn.
ở pha thứ hai: thí nghiệm được dùng là thí nghiệm nghiên cứu bao gồm cả
hai loại thí nghiệm (thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và thí nghiệm nghiên cứu
kiểm chứng).


21

ở pha thứ ba: thí nghiệm được dùng để củng cè, nh»m gióp häc sinh vËn
dơng kiÕn thøc ®· häc để giải thích, dự đoán hiện tượng, qua đó nắm vững kiến
thức đà học hoặc có thể dùng thí nghiệm quan sát ở nhà.
Như vậy, thí nghiệm vật lý giữ vai trò đặc biệt quan trọng, nó là cơ sở ®Ĩ x©y

dùng, kiĨm chøng kiÕn thøc vËt lý. Do ®ã, nó là yếu tố không thể thiếu được trong
dạy học vật lý. Thí nghiệm kết hợp với sự phân tích lý thuyết làm cho học sinh
hiểu sâu sắc mối quan hệ giữa các khái niệm, định luật khái quát với thực tiễn, làm
kiến thức học sinh thu được vững chắc hơn, đồng thời phát triển tư duy vật lý ở
học sinh.
1.2.3 Các đặc điểm của thí nghiệm vật lý
Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và thiết lập có chủ định, sao
cho thông qua thí nghiệm có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được
giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thiết.
Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng cần
nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và phương tiện
quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động.
Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên
cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác giữ không đổi.
Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự
định nhờ sử dụng các thiết bị có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích
thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng
của các nhiễu.
Đặc điểm đặc biệt quan trọng của thí nghiệm là tính có thể quan sát được các
biến đổi của đại lượng nào đó do sự biến đổi của đại lượng khác. Điều này đạt
được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương tiện quan sát,
đo đạc.


22

Có thể lặp lại thí nghiệm tức là với các thiết bị thí nghiệm, các điều kiện thí
nghiệm như nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, thì hiện
tượng, quá trình vật lý phải diễn ra trong thí nghiệm giống như ở các lần thí
nghiệm trước đó.

1.2.4. Thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm ảo [16]
Một số đặc điểm các thí nghiệm vật lý xây dựng trên máy tính hiện nay.
Các thí nghiệm vật lý xây dựng hỗ trợ cho các bài giảng về vật lý được xây
dựng trên máy tính hiện nay chia thành 2 hướng: Thí nghiệm mô phỏng và thí
nghiệm ảo.
1.2.4.1. Thí nghiệm mô phỏng nhờ máy vi tính
Trong dạy học vật lý, mô phỏng nhờ máy vi tính có thể xuất phát từ hai cơ sở
khác nhau: hoặc từ các tiên đề hay các mô hình (các phương trình hay các nguyên
lí... của vật lý) được viết dưới dạng toán học (một cách định lượng) hoặc từ các
mối quan hệ có tính chất định tính giữa các đại lượng vật lý thuộc đối tượng
nghiên cứu. Tùy theo cơ sở xuất phát khác nhau mà kết quả mô phỏng sẽ khác
nhau. Nếu xuất phát từ các tiên đề hay các mô hình được viết dưới dạng toán học
(một cách định lượng) thì việc mô phỏng sẽ cho kết quả hoàn toàn định lượng.
Nếu xuất phát từ các mối quan hệ có tính chất định tính thì kết quả chỉ mang ý
nghĩa định tính.
Loại mô phỏng xuất phát từ các tiên đề hay các mô hình (các phương trình
hay các nguyên lí

vật lý) được viết dưới dạng toán học, thông qua vận dụng các

phương pháp tính toán trên mô hình nhờ máy vi tính được gọi là mô phỏng định
lượng hay mô phỏng chính xác. Trong loại mô phỏng này, các đối tượng được mô
phỏng biến đổi tuân theo đúng các phương trình, nguyên lí vật lý. Các ví dụ về mô
phỏng chính xác có thể nêu ra ở đây như:


23

- Dựa trên các phương trình về sự biến đổi hệ thống 3 từ trường do 3 dòng
điện xoay chiều của dòng ba pha gây ra mà ta mô phỏng từ trường tổng hợp của 3

từ trường đặt lệch nhau 1200 trong không gian . Kết quả mô phỏng cho ta từ trường
tổng hợp là một từ trường quay đều với độ lớn không đổi (Hình 1)
- Dựa trên các phương trình về sự biến đổi của dòng điện xoay chiều i, điện
áp xoay chiều u mà ta mô phỏng sự biến đổi của các đại lượng này nhờ máy vi
tính (Hình 2)

Hình 1: Mô phỏng từ trường quay trong
động cơ không đồng bộ ba pha

Hình 2: Mô phỏng sự biến đổi của i và u
dòng xoay chiều

Còn loại mô phỏng dựa trên các mối quan hệ định tính của các đại lượng vật
lý, nhờ các phần mềm mà mô phỏng các mối quan hệ đó, gọi là mô phỏng định
tính hay hay mô phỏng không chính xác. Loại mô phỏng không chính xác này
thường sử dụng trong các trường hợp:
- Không cần thiết phải mô phỏng chính xác
- Việc mô phỏng chính xác không cho phép với các lí do khác nhau như:
không biết được mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng vật lý cần mô phỏng
hoặc có biết được thì việc lập trình mô phỏng cũng hết sức khó khăn, mất nhiều
thời gian...


24

- Ví dụ về loại mô phỏng không chính xác đà được sử dụng trong dạy học vật
lý có thể kể ra ở đây như:
- Mô phỏng quan hệ giữa vận tốc của phân tử khí với nhiệt độ: ở nhiệt độ
càng cao, vận tốc của các phân tử khí càng lớn (Hình 3).
- Mô phỏng về sự biến đổi số đường cảm ứng từ gửi qua thiết diện khung dây

dẫn kín: khi đưa thanh nam châm vĩnh cửu tiến vào lòng ống dây, số đường cảm
ứng từ gửi qua thiết diện khung dây tăng (Hình 4)

Hình 3: Mô phỏng định tính về quan hệ giữa
vận tốc trung bình của phân tử khí với nhiệt
độ

Hình 4: Mô phỏng định tính về sự biến đổi
số đường cảm ứng từ gửi qua thiết diện
khung dây dẫn kín

Với cách phân loại như vậy, ta có hai loại mô phỏng: mô phỏng định lượng
(hay gọi là mô phỏng chính xác) và mô phỏng định tính (hay gọi là mô phỏng
không chính xác). Trong dạy học vật lý, các chương trình máy tính mô phỏng định
lượng được gọi là phần mềm mô phỏng định lượng (chính xác), các chương trình
máy tính mô phỏng định tính được gọi là phần mềm mô phỏng định tính (không
chính x¸c).


25

ứng với từng loại phần mềm mô phỏng, trong dạy häc vËt lý, ng­êi ta sư
dơng chóng víi c¸c mơc đích khác nhau.
Phần mềm mô phỏng định lượng có thể được sử dụng nhằm hai mục đích
khác nhau:
- Minh họa các hiện tượng, quá trình, trạng thái vật lý ... của đối tượng nghiên
cứu không thể quan sát hay khó tưởng tượng một cách trực quan để học sinh hình
dung đúng, chính xác hiện tượng, quá trình, mối quan hệ vật lý cần nghiên cứu.
- Mô phỏng các hiện tượng, quá trình, trạng thái

vật lý của đối tượng

nghiên cứu trong phạm vi mà phương pháp nghiên cứu lí thuyết hay phương pháp
nghiên cứu thực nghiệm chưa thể nghiên cứu được (vì lí do nào đó), để dự đoán
các hiện tượng, quá trình, trạng thái

vật lý mới.

Còn việc phần mềm mô phỏng định tính trong dạy học vật lý chỉ nhằm mục
đích minh họa các hiện tượng, quá trình, trạng thái vật lý ... của đối tượng nghiên
cứu không thể quan sát hay khó tưởng tượng một cách trực quan, qua đó giúp học
sinh hình dung đúng hiện tượng, quá trình, mối quan hệ ... vật lý cần nghiên cứu.
Thí nghiệm mô phỏng bằng máy vi tính có nhiều điểm chung với thí nghiệm
thật. Điều đó được chỉ ra ở bảng so sánh sau:
Thí nghiệm thật

Mô phỏng bằng máy vi tính

Nghiên cứu trên vật gốc

Nghiên cứu trên mô hình

(quá trình, hiện tượng)

(về quá trình, hiện tượng)

Công cụ nghiên cứu là thiết bị thí Công cụ nghiên cứu là máy vi tính,
nghiệm, dụng cụ đo

chương trình phần mềm

Các thao tác nghiên cứu: Thay đổi Các thao tác nghiên cứu: Thay đổi giá trị
giá trị các đại lượng để đo giá trị các các biến số để tính toán giá trị các biến