Một số giải pháp nâng cao hiệu quả thí nghiệm vật lí đại cương cho sinh viên trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên

Kiều Thị Khánh<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 191(15): 149 - 153<br /> <br /> MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ THÍ NGHIỆM<br /> VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG CHO SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT<br /> CÔNG NGHIỆP - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN<br /> Kiều Thị Khánh*<br /> Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Thông qua đánh giá thực trạng thí nghiệm vật lí đại cương của sinh viên trường Đại học Kỹ thuật<br /> Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên, tác giả đã tiến hành quan sát, khảo sát, phỏng vấn, phân tích,<br /> tổng hợp… từ đó đưa ra một số giải pháp nâng cao hiệu quả thí nghiệm vật lí đại cương cho sinh viên<br /> trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp. Bước đầu ứng dụng các giải pháp vào trong giờ thực hành và<br /> đánh giá hiệu quả. Kết quả, các giải pháp lựa chọn đã có hiệu quả nhất định đối với sinh viên.<br /> Từ khóa: Thí nghiệm; thực hành; vật lí; giải pháp; vật lí đại cương<br /> <br /> MỞ ĐẦU*<br /> Hiện nay trên thế giới nói chung, ở Việt Nam<br /> nói riêng, từ nhà trường phổ thông đến các<br /> trường đại học, đổi mới phương pháp dạy học<br /> đang rất được chú trọng. Điều này xuất phát<br /> từ nhu cầu bức thiết: chỉ có không ngừng đổi<br /> mới phương pháp dạy học theo hướng đặc<br /> biệt coi trọng đến đào tạo những con người<br /> lao động tự chủ, năng động, sáng tạo, có năng<br /> lực giải quyết những vấn đề do cuộc sống đặt<br /> ra thì giáo dục mới thực sự là động lực thúc<br /> đẩy phát triển mạnh mẽ của xã hội.<br /> Vật lí là môn khoa học thực nghiệm. Thí<br /> nghiệm thực hành vật lí đại cương là một<br /> phần quan trọng của môn vật lí đại cương ở<br /> chương trình học trong giai đoạn đầu của sinh<br /> viên các trường đại học và cao đẳng. Thông<br /> qua các thí nghiệm, người học không những<br /> hình thành kiến thức mà còn góp phần rèn tác<br /> phong thực nghiệm khoa học, góp phần xây<br /> dựng phương pháp nghiên cứu khoa học cần<br /> thiết cho người làm công tác trong các ngành<br /> khoa học kỹ thuật.<br /> PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> Thực trạng công tác thí nghiệm vật lí đại cương<br /> Chương trình vật lí đại cương hiện nay của<br /> trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại<br /> học Thái Nguyên (ĐHKTCN-ĐHTN) là 7 tín<br /> chỉ được chia làm 02 học phần là vật lí 1 và<br /> *<br /> <br /> Tel: 0989 879291, Email: kieukhanh1981@tnut.edu.vn<br /> <br /> vật lí 2. Song song với việc học lí thuyết là<br /> các giờ thực hành thí nghiệm. Với mỗi học<br /> phần, sinh viên phải đi thí nghiệm 8 tiết.<br /> Sinh viên chuẩn bị tài liệu, nghiên cứu trước<br /> nội dung các bài thí nghiệm ở nhà, khi đến<br /> phòng thí nghiệm các em sẽ tiến hành thí<br /> nghiệm, lấy số liệu và xử lý kết quả dưới sự<br /> hướng dẫn của giáo viên.<br /> Tuy nhiên, qua quá trình hướng dẫn thí nghiệm<br /> chúng tôi nhận thấy một số vấn đề sau:<br /> -Nhiều sinh viên chưa tự giác nghiên cứu tài<br /> liệu trước ở nhà nên không nắm được mục<br /> đích, cơ sở lý thuyết dẫn đến lúng túng khi<br /> tiến hành thí nghiệm.<br /> -Thiết bị thí nghiệm của mỗi bài chỉ có 01 bộ,<br /> số sinh viên/nhóm thí nghiệm đông (15 sinh<br /> viên/nhóm) nên nhiều em không trực tiếp<br /> được làm thí nghiệm mà chỉ theo dõi và ghi<br /> kết quả.<br /> -Thời gian dành cho một bài thí nghiệm<br /> không nhiều (2 tiết).<br /> -Nhiều em vẫn còn thụ động chờ thầy cô<br /> hướng dẫn để làm các bài thí nghiệm…<br /> Khảo sát với 10 nhóm sinh viên (150 em) thì<br /> thấy rằng có tới 108/150 sinh viên (chiếm hơn<br /> 70%) không đọc tài liệu trước khi đi thí<br /> nghiệm, số còn lại có đọc tài liệu nhưng cũng<br /> chỉ đọc qua, chưa nắm chắc được mục đích<br /> cũng như cách tiến hành thí nghiệm. Trong<br /> quá trình tiến hành thí nghiệm thì có tới hơn<br /> 149<br /> <br /> Kiều Thị Khánh<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 30% số sinh viên không làm thí nghiệm và<br /> lấy số liệu của các bạn trong nhóm rồi về viết<br /> báo cáo.<br /> Từ thực trạng thí nghiệm của sinh viên nêu<br /> trên chúng tôi đề xuất một số giải pháp nhằm<br /> nâng cao hiệu quả thí nghiệm vật lí đại cương<br /> cho sinh viên trường ĐHKTCN-ĐHTN<br /> <br /> 191(15): 149 - 153<br /> <br /> Đối với sinh viên<br /> Thay vì việc cho sinh viên vào thực hành luôn<br /> các bài thí nghiệm, giáo viên yêu cầu sinh<br /> viên chuẩn bị ở nhà một số công việc sau:<br /> -Nghiên cứu kĩ nội dung, cách tiến hành bài<br /> thí nghiệm trong tài liệu hướng dẫn, chuẩn bị<br /> sẵn bảng ghi kết quả số liệu thu thập được.<br /> <br /> Một số giải pháp nâng cao hiệu quả thí<br /> nghiệm vật lí đại cương cho sinh viên<br /> trường ĐHKTCN-ĐHTN<br /> <br /> - Có thể đề xuất phương án thí nghiệm khác<br /> (nếu có).<br /> <br /> Thứ nhất, đối với việc thiếu thiết bị thí<br /> nghiệm, chúng tôi đề xuất nhân bản các bài<br /> thí nghiệm đang tiến hành. Việc này có thể<br /> phối hợp với các khoa trong Nhà trường để<br /> thực hiện. Nhà trường cũng đã rất ủng hộ chủ<br /> trương này.<br /> <br /> Cách tổ chức thí nghiệm<br /> <br /> Thứ hai, khi các bộ thí nghiệm đã được trang bị<br /> thêm, giáo viên sẽ bố trí từ 2-3 sinh viên thực<br /> hành một bài thay vì 15 sinh viên như trước.<br /> Thứ ba, có thể đào tạo một số sinh viên có<br /> khả năng sư phạm và nhận thức chuyên môn<br /> tốt để làm trợ giảng cho giáo viên.<br /> Thứ tư, thay đổi phương pháp kiểm tra, đánh<br /> giá, hướng dẫn đối với sinh viên. Để thực<br /> hiện việc này phải có sự thay đổi ở cả giáo<br /> viên và sinh viên. Cụ thể:<br /> Đối với giáo viên<br /> - Cần tìm hiểu kỹ nội dung bài thí nghiệm<br /> thực hành trong tài liệu để xác định rõ ràng<br /> các nhiệm vụ giao cho sinh viên và cách thức<br /> kiểm tra, đánh giá việc thực hiện các nhiệm<br /> vụ đó.<br /> - Chuẩn bị đầy đủ và kiểm tra chất lượng từng<br /> dụng cụ cần thiết cho mỗi nhóm sinh viên.<br /> - Phải làm thử tất cả các thí nghiệm trong bài<br /> thí nghiệm thực hành để dự kiến những khó<br /> khăn mà sinh viên có thể gặp phải trong khi<br /> làm thí nghiệm và cách thức hướng dẫn, giúp<br /> đỡ sinh viên vượt qua những khó khăn đó.<br /> - Nếu thấy cần thiết có thể điều chỉnh nội<br /> dung, yêu cầu bài thí nghiệm thực hành trong<br /> tài liệu sao cho phù hợp với điều kiện thiết bị<br /> của trường.<br /> 150<br /> <br /> -Tự tìm kiếm hoặc tự làm những dụng cụ đơn<br /> giản theo chỉ dẫn trong bài thí nghiệm thực<br /> hành (nếu có)<br /> - Trước khi thí nghiệm, giáo viên kiểm tra sự<br /> chuẩn bị bài ở nhà của sinh viên thông qua hệ<br /> thống các câu hỏi.<br /> - Phân nhóm thí nghiệm và bố trí các bàn thí<br /> nghiệm thực hành.<br /> - Trong lúc các nhóm thí nghiệm thực hiện<br /> công việc, giáo viên cần theo dõi, giúp đỡ kịp<br /> thời khi sinh viên gặp khó khăn, mắc sai sót<br /> để sinh viên sử dụng đúng qui tắc các dụng<br /> cụ, ghi lại đầy đủ, chính xác, trung thực các<br /> hiện tượng quan sát được, các kết quả đo đạc,<br /> trình bày các kết quả dưới dạng biểu bảng, đồ<br /> thị, câu kết luận một cách ngắn gọn, rõ ràng<br /> theo nội dung mẫu báo cáo đã chuẩn bị.[1][2]<br /> Cách hướng dẫn thí nghiệm<br /> Trước tiên, giáo viên kiểm tra sinh viên về<br /> nội dung cũng như cách tiến hành của bài thí<br /> nghiệm. Hướng dẫn sử dụng các dụng cụ mà<br /> sinh viên chưa được làm quen, nhất là những<br /> dụng cụ phức tạp, dễ hỏng, có thể gây nguy<br /> hiểm như các dụng cụ đo điện, nguồn điện,<br /> nguồn sáng… và cùng lớp thảo luận, giải đáp<br /> thắc mắc của sinh viên, đưa ra các phương án<br /> thí nghiệm. Từ đó giáo viên sẽ tổng kết lại<br /> phương án thí nghiệm cuối cùng.<br /> Giáo viên nêu cụ thể từng bước thực hiện và<br /> các lưu ý khi lấy số liệu để tính toán đạt được<br /> mục đích của bài.<br /> Sau đó, hướng dẫn sinh viên tính toán số liệu<br /> thu thập được và biện luận kết quả tìm được.<br /> <br /> Kiều Thị Khánh<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 191(15): 149 - 153<br /> <br /> Cuối giờ, giáo viên sẽ đặt một số câu hỏi<br /> kiểm tra giúp sinh viên nắm được kiến thức<br /> nội dung bài thí nghiệm sâu sắc hơn.[3] [4]<br /> <br /> Nhóm đối chứng thực hiện theo phương pháp<br /> thông thường.<br /> <br /> Ví dụ với bài: “Xác định gia tốc trọng trường<br /> bằng con lắc thuận nghịch”<br /> <br /> Đánh giá kết quả đạt được của sinh viên<br /> chúng tôi sử dụng phương pháp sau:<br /> <br /> Sinh viên phải nắm và phân biệt được thế nào<br /> là con lắc vật lí, thế nào là con lắc thuận<br /> nghịch; Điều kiện để con lắc vật lí trở thành<br /> con lắc thuận nghịch; ứng dụng lý thuyết dao<br /> động để xác định gia tốc trọng trường bằng<br /> con lắc thuận nghịch và cách sử dụng đồng hồ<br /> đo thời gian hiện số để đo chu kì của con<br /> lắc…Khi sinh viên đã nắm được cơ bản nội<br /> dung của bài thí nghiệm, giáo viên sẽ tổ chức<br /> cho sinh viên thảo luận các phương án thí<br /> nghiệm, làm thế nào tìm ra được vị trí tốt nhất<br /> để con lắc vật lí trở thành con lắc thuận<br /> nghịch. Từ đó giáo viên sẽ thống nhất phương<br /> án thí nghiệm cuối cùng và hướng dẫn sinh<br /> viên các bước tiến hành. Với các nhóm sinh<br /> viên khác nhau, kết quả thí nghiệm có thể khác<br /> nhau, giáo viên sẽ hướng dẫn cách xử lý số<br /> liệu và viết báo cáo thí nghiệm. Cuối giờ giáo<br /> viên đặt một số câu hỏi kiểm tra liên quan tới<br /> bài để sinh viên nắm vững kiến thức hơn…<br /> <br /> Phương pháp phân tích định tính: dựa trên sự<br /> quan sát những biểu hiện tích cực của sinh<br /> viên trong giờ thí nghiệm:<br /> <br /> Cách đánh giá<br /> <br /> + 4 điểm cho phần xử lý và nhận xét kết quả<br /> thí nghiệm.<br /> <br /> Phương pháp phân tích định tính: dựa trên sự<br /> quan sát những biểu hiện tích cực của sinh<br /> viên trong giờ thí nghiệm.<br /> Phương pháp phân tích định lượng: dựa trên<br /> kết quả của bài thực hành.<br /> Thực nghiệm sư phạm<br /> Để đánh giá hiệu quả sau khi vận dụng các<br /> giải pháp nêu trên, chúng tôi đã tiến hành<br /> thực nghiệm sư phạm trên 08 nhóm sinh viên<br /> thí nghiệm của khoa Cơ khí (mỗi nhóm 10<br /> sinh viên) chia làm 02 nhóm là đối chứng và<br /> thực nghiệm và thí nghiệm 4 bài ở chương<br /> trình vật lí 1 gồm: Xác định gia tốc trọng<br /> trường bằng con lắc thuận nghịch; Nghiệm lại<br /> định luật bảo toàn động lượng trên đệm không<br /> khí; Xác định tỷ số nhiệt dung phân tử Cp/Cv<br /> của chất khí; Khảo sát từ trường của ống dây<br /> dẫn thẳng dài khi có dòng điện chạy qua.<br /> <br /> Nhóm thực nghiệm áp dụng các đề xuất mới.<br /> <br /> + Sinh viên tập trung chú ý, tự giác tiến hành<br /> thí nghiệm.<br /> + Trả lời đúng các câu hỏi định hướng trong<br /> tài liệu cũng như các câu hỏi giáo viên đặt ra<br /> liên quan đến nội dung của bài thí nghiệm.<br /> + Vận dụng các kiến thức lý thuyết để giải<br /> thích hiện tượng vật lý, kết quả thực nghiệm<br /> so với kết quả lý thuyết.<br /> Phương pháp phân tích định lượng: dựa trên<br /> kết quả của bài thực hành.<br /> Tổng điểm theo thang điểm 10, trong đó:<br /> + 2 điểm cho phần chuẩn bị bài ở nhà<br /> + 1 điểm cho phần kiểm tra kiến thức lý thuyết<br /> + 3 điểm cho phần thực hiện thí nghiệm (thao tác<br /> thí nghiệm, số liệu, thái độ thực hiện thí nghiệm)<br /> <br /> KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU<br /> Tất cả các giờ thực hành của 2 nhóm đối<br /> chứng và thực nghiệm đều được quan sát và<br /> ghi chép về hoạt động của giáo viên hướng<br /> dẫn và sinh viên theo nội dung sau:<br /> - Vai trò của giáo viên trong các buổi thí nghiệm.<br /> - Thời gian các buổi thí nghiệm.<br /> - Tính tích cực của sinh viên thông qua thái<br /> độ học tập, biểu hiện cảm xúc qua nét<br /> mặt…trong quá trình làm thí nghiệm.<br /> - Mức độ kiến thức đạt được của sinh viên<br /> thông qua nội dung thảo luận bài thí nghiệm.<br /> Ở nhóm đối chứng: Do nhiều sinh viên chưa<br /> tự giác nghiên cứu tài liệu ở nhà nên khi đến<br /> lớp sẽ ỷ lại vào các sinh viên khác trong<br /> nhóm, không trực tiếp tham gia thí nghiệm để<br /> lấy số liệu. Kết quả thí nghiệm có sự sao<br /> 151<br /> <br /> Kiều Thị Khánh<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> chép. Mặt khác, sinh viên thụ động trong quá<br /> trình thí nghiệm, hạn chế những hoạt động<br /> độc lập và phát triển năng lực sáng tạo. Sinh<br /> viên chỉ quan tâm tới các bước thí nghiệm mà<br /> không quan tâm tới cơ sở lý thuyết của bài thí<br /> nghiệm, không hiểu mình đang làm với mục<br /> đích gì?...Kết quả của bài thí nghiệm là kết<br /> quả chung của cả nhóm do vậy chưa có tính<br /> khách quan…<br /> Ở nhóm thực nghiệm: Do có sự chuẩn bị bài ở<br /> nhà tốt hơn nên sinh viên có thể phát huy tính<br /> tự giác, chủ động trong quá trình tiến hành thí<br /> nghiệm. Mỗi bài thí nghiệm chỉ có 2-3 sinh<br /> viên tiến hành nên mỗi sinh viên đều phải có<br /> trách nhiệm với kết quả của mình hơn. Đặc<br /> biệt sinh viên giữa các nhóm nhỏ đó sẽ “giám<br /> sát” lẫn nhau dẫn tới ý thức, thái độ thực hành<br /> được nâng lên. Khi đã nghiên cứu kĩ bài ở<br /> nhà, sinh viên không còn lúng túng khi thực<br /> <br /> 191(15): 149 - 153<br /> <br /> hành các thí nghiệm, hiểu rõ việc mình đang<br /> làm và còn có thể phát hiện ra các kết quả<br /> mâu thuẫn với kết quả lí thuyết. Kết quả thực<br /> nghiệm được trình bày ở bảng 1 và 2<br /> Bảng 1: Kết quả thí nghiệm vật lí<br /> 20<br /> 18<br /> 16<br /> 14<br /> 12<br /> 10<br /> 8<br /> 6<br /> 4<br /> 2<br /> 0<br /> Giỏi<br /> <br /> Khá<br /> <br /> Trung<br /> bình<br /> <br /> Trung<br /> bình<br /> yếu<br /> <br /> Thực nghiệm<br /> <br /> Yếu<br /> <br /> Đối chứng<br /> <br /> Bảng 2. Phân phối tần suất kết quả thực hành thí nghiệm vật lí<br /> Điểm<br /> Xi(Yi)<br /> <br /> Nhóm thực nghiệm (40 sinh viên)<br /> ni<br />  (%)<br /> ni ( X i  X ) 2<br /> <br /> Nhóm đối chứng (40 sinh viên)<br /> ni<br />  (%)<br /> ni (Yi  Y ) 2<br /> <br /> 0<br /> 1<br /> 2<br /> 3<br /> 4<br /> 5<br /> 6<br /> 7<br /> 8<br /> 9<br /> 10<br /> Tổng<br /> <br /> 0<br /> 0<br /> 0<br /> 0<br /> 1<br /> 2<br /> 16<br /> 12<br /> 6<br /> 3<br /> 0<br /> 40<br /> <br /> 0<br /> 0<br /> 0<br /> 2<br /> 3<br /> 2<br /> 15<br /> 13<br /> 4<br /> 1<br /> 0<br /> 40<br /> <br /> 0,0<br /> 0,0<br /> 0,0<br /> 0<br /> 2.5<br /> 5<br /> 40<br /> 30<br /> 15<br /> 7.5<br /> 0,0<br /> 100<br /> <br /> 0,00<br /> 0,00<br /> 0,00<br /> 0,00<br /> 7.45<br /> 5.99<br /> 8.53<br /> 0.87<br /> 9.68<br /> 15.46<br /> 0,00<br /> 47.98<br /> <br /> 0,0<br /> 0,0<br /> 0,0<br /> 5<br /> 7.5<br /> 5<br /> 37.5<br /> 32.5<br /> 10<br /> 2.5<br /> 0,0<br /> 100<br /> <br /> 0,00<br /> 0,00<br /> 0,00<br /> 21.13<br /> 15.19<br /> 3.13<br /> 0.94<br /> 7.31<br /> 12.25<br /> 7.56<br /> 0,0<br /> 67.51<br /> <br /> KẾT LUẬN<br /> Thông qua việc xử lý số liệu, tính toán thống kê từ các bài báo cáo thí nghiệm và quan sát thái độ<br /> học tập cũng như kỹ năng thực hành thí nghiệm của sinh viên cho phép tác giả có một vài nhận<br /> định như sau: Số sinh viên trên một bộ thí nghiệm giảm cộng với sự thay đổi phương pháp kiểm<br /> tra đánh giá, hướng dẫn thí nghiệm giúp sinh viên nhóm thực nghiệm tham gia thực hiện các<br /> nhiệm vụ học tập tích cực, sôi nổi. Đa số sinh viên trả lời được các câu hỏi mà giáo viên nêu ra,<br /> tích cực trao đổi thảo luận các vấn đề liên quan đến bài thí nghiệm. Kết quả thu thập nhanh<br /> chóng, đầy đủ, chính xác hơn. Điểm trung bình của nhóm thực nghiệm cũng cao hơn so với nhóm<br /> đối chứng. Thái độ học tập của nhóm thực nghiệm cũng tốt hơn.<br /> Những nhận định trên chứng tỏ chất lượng học tập của nhóm thực nghiệm tốt hơn nhóm đối<br /> chứng. Và cũng chứng tỏ, các giải pháp đổi mới đưa vào các giờ thực hành đã phát huy được<br /> hiệu quả nhất định đối với sinh viên.<br /> 152<br /> <br /> Kiều Thị Khánh<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> 1. Kiều Thị Khánh (2010), “Một số giải pháp góp<br /> phần nâng cao chất lượng thực hành vật lí đại<br /> cương cho sinh viên trường ĐHKTCN-Đại học<br /> Thái Nguyên”, tập 71, số 09, tạp chí Khoa học &<br /> Công nghệ ĐHTN, tr.13-16.<br /> 2. Kiều Thị Khánh (2011), “Một số biện pháp phát<br /> huy tính tự lực của sinh viên khi thực hành thí<br /> <br /> 191(15): 149 - 153<br /> <br /> nghiệm vật lí đại cương”, tập 87, số 11, tạp chí<br /> Khoa học & Công nghệ - ĐHTN, tr.141-144.<br /> 3. Nguyễn Duy Thắng (2005), Thực hành vật lí<br /> đại cương, Nxb ĐHSP Hà Nội<br /> 4. Tô Văn Bình (2009), Thí nghiệm vật lí trong<br /> trường phổ thông, Bài giảng chuyên đề đào tạo<br /> cao học, ĐHSP Thái Nguyên.<br /> <br /> ABSTRACT<br /> SOME SOLUTIONS ON IMPROVING EFFECTIVENESS<br /> OF GENERAL PHYSICS EXPERIMENTS FOR STUDENTS<br /> OF THAI NGUYEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY – TNU<br /> Kieu Thi Khanh*<br /> University of Technology - TNU<br /> <br /> By evaluating the actual situations of general physics experiments of students of Thai Nguyen<br /> University of Technology – Thai Nguyen University, the author has observed, surveyed,<br /> interviewed, and summarized, then came up with some solutions on improving the effectiveness of<br /> general physics experiments for students of Thai Nguyen University of Technology. The author<br /> tried to apply those solutions on experimental lessons and evaluating the results. Eventually, the<br /> chosen solutions were somewhat effective to students.<br /> Key words: Experiment; practice; physics; solutions; general physics.<br /> <br /> Ngày nhận bài: 15/11/2018; Ngày hoàn thiện: 06/12/2018; Ngày duyệt đăng: 28/12/2018<br /> *<br /> <br /> Tel: 0989 879291, Email: kieukhanh1981@tnut.edu.vn<br /> <br /> 153<br /> <br />