Tăng cường hứng thú học tập của học sinh thông qua sử dụng bài tập thí nghiệm theo hướng đa dạng hoá các loại hình thí nghiệm trong dạy học Vật lí

TĂNG CƯỜNG HỨNG THÚ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH<br /> THÔNG QUA SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM THEO HƯỚNG<br /> ĐA DẠNG HOÁ CÁC LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ<br /> TRẦN THỊ NGỌC ÁNH 1 - LÊ CÔNG TRIÊM 2<br /> 1<br /> <br /> 2<br /> <br /> Khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế<br /> ĐT: 0913 161 532, Email: ngocanh47@gmail.com<br /> <br /> Viện Nghiên cứu Giáo dục, trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế<br /> ĐT: 0903 506 245, Email: Dr.lecongtriem@gmail.com<br /> <br /> Tóm tắt: Bài tập thí nghiệm có ưu thế vừa là bài tập, vừa là thí nghiệm, nên có<br /> vai trò quan trọng trong việc tạo ra hứng thú học tập của học sinh, phát huy<br /> tính tích cực, tự lực, từng bước nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường phổ<br /> thông. Bài báo đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng bài tập thí nghiệm<br /> trong dạy học vật lí thông qua việc sử dụng đa dạng các loại hình thí nghiệm.<br /> Từ khoá: Bài tập thí nghiệm, hứng thú học tập, thí nghiệm giáo khoa, thí<br /> nghiệm tự tạo, thí nghiệm trên máy vi tính.<br /> <br /> 1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, có vai trò quan trọng trong khoa học kĩ thuật<br /> và ứng dụng. Tuy nhiên, vì nhiều nguyên nhân khác nhau mà học sinh hiện nay không<br /> hứng thú học vật lí. Do đó, một trong những nhiệm vụ hàng đầu đặt ra cho giáo viên<br /> trong giai đoạn hiện nay là phải có biện pháp hình thành, phát triển hứng thú học tập<br /> (HTHT) vật lí của học sinh, từng bước nâng cao hiệu quả dạy học ở trường phổ thông.<br /> Đặc điểm nổi bật của bài tập thí nghiệm (BTTN) là nội dung gắn liền với thực tiễn và<br /> tính trực quan cao. Việc sử dụng BTTN không thể tiến hành một cách hình thức, đơn<br /> thuần áp dụng công thức một cách máy móc. Trong dạy học Vật lí, giáo viên cần sử<br /> dụng BTTN với nhiều loại hình thí nghiệm như: thí nghiệm giáo khoa, thí nghiệm tự<br /> tạo, thí nghiệm trên máy vi tính nhằm kích thích và duy trì HTHT vật lí của học sinh.<br /> 2. MỐI QUAN HỆ GIỮA BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VÀ HỨNG THÚ HỌC TẬP VẬT<br /> LÍ CỦA HỌC SINH<br /> Khái niệm hứng thú đã được A. G. Côvaliố p xây dựng khá hoàn chỉnh, được hiểu là<br /> một thái độ đặc thù của cá nhân đố i với đố i tươ ̣ng nào đó, do ý nghiã của nó trong cuộc<br /> số ng và sự hấ p dẫn về mặt tình cảm của nó [1].<br /> Theo các nhà tâm lí ho ̣c Việt Nam, hứng thú là hình thức biể u hiện tình cảm và nhu cầ u<br /> nhận thức của con người nhằ m ý thức một cách hào hứng về mu ̣c đích hoa ̣t động, nhằ m<br /> tìm hiể u sâu hơn, phản ánh đầ y đủ hơn đố i tươ ̣ng trong đời số ng hiện thực [5].<br /> Hứng thú có tác dụng kích thích hoa ̣t động tích cực và giúp con người thực hiện công<br /> việc dễ dàng, có hiệu quả, đồng thời còn có ý nghiã đặc biệt đố i với sự phát triể n nhân<br /> Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế<br /> ISSN 1859-1612, Số 01(41)/2017: tr. 14-22<br /> Ngày nhận bài: 06/6/2016; Hoàn thành phản biện: 15/6/2016; Ngày nhận đăng: 07/11/2016<br /> <br /> TĂNG CƯỜNG HỨNG THÚ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH...<br /> <br /> 15<br /> <br /> cách một cách toàn diện. Do đó, một trong những nhiệm vu ̣ quan tro ̣ng của giáo du ̣c là<br /> phải ta ̣o hứng thú cho học sinh.<br /> Dựa trên định nghĩa hứng thú nhận thức của Thái Duy Tuyên [7], HTHT được hiểu là<br /> thái độ đặc biệt của học sinh đối với các môn học mà bản thân người học cảm thấy có ý<br /> nghĩa và có khả năng đem lại khoái cảm trong quá trình học tập môn học đó.<br /> Đối với môn vật lí, có hứng thú thì học sinh sẽ có tinh thần học tập, tìm thấy điều kì thú<br /> trong môn học, không cảm thấy môn học khô khan, khó hiểu nữa. HTHT vật lí thể hiện<br /> ở sự thích thú đối với môn học và tính tích cực trong hoạt động học tập, đây chính là<br /> động lực thúc đẩy học sinh tìm tòi, sáng tạo trong học tập vật lí.<br /> HTHT môn vật lí còn tạo ra các xúc cảm, tình cảm tích cực ở học sinh trong quá trình<br /> học tập, tạo ra sự say mê, thích thú khi tiếp nhận tri thức. Xúc cảm tích cực là dấu hiệu<br /> rõ ràng nhất, đặc trưng nhất của HTHT, nhưng không thể đồng nhất những xúc cảm tích<br /> cực với hứng thú. Xúc cảm là quá trình tâm lí nảy sinh trong những tình huống cụ thể<br /> của quá trình học tập, còn hứng thú là thuộc tính tâm lí tương đối ổn định của cá nhân.<br /> Vì thế, HTHT vật lí tác động toàn diện đến bản thân người học cả trong và ngoài giờ<br /> lên lớp, góp phần nâng cao hiệu quả quá trình dạy học vật lí ở trường phổ thông.<br /> Đối tượng của HTHT vật lí không chỉ bao gồm nội dung môn học mà còn bao gồm hoạt<br /> động học để lĩnh hội nội dung đó. HTHT quan hệ mật thiết với tính tò mò, ham hiểu<br /> biết của cá nhân. Hứng thú là nguồn kích thích mạnh mẽ tính tích cực của cá nhân. Khi<br /> có hứng thú học sinh sẽ tích cực học tập và học tập có hiệu quả hơn [2], [6].<br /> HTHT vật lí biểu hiện ở cả trong và ngoài giờ học [5], biểu hiện đầy đủ ở các mặt nhận<br /> thức, thái độ, và hành vi, cụ thể qua các chỉ số tiêu biểu như sau:<br /> - Chú ý nghe giảng, hăng hái phát biểu ý kiến;<br /> - Mong muốn được giáo viên gọi trả lời câu hỏi, thường xuyên đề xuất các thắc mắc<br /> nhờ giáo viên giải đáp các câu hỏi liên quan đến thực tiễn;<br /> - Thực hiện đầy đủ, có chất lượng nhiệm vụ học tập ở nhà;<br /> - Cảm thấy giờ học trôi nhanh, không muốn nghỉ buổi học có môn vật lí;<br /> - Thích thú làm các thí nghiệm vật lí, hăng hái tham gia các buổi ngoại khoá vật lí…<br /> HTHT vật lí không tự nhiên nảy sinh và khi đã nảy sinh nế u không duy trì, nuôi dưỡng<br /> cũng có thể bi ̣ mấ t đi. Điề u này đòi hỏi giáo viên phải luôn chủ động và sáng ta ̣o trong<br /> quá trình dạy học.<br /> Hình thành và phát triển HTHT vật lí có thể được tiến hành bằng nhiều cách khác nhau<br /> [5]. Tuy nhiên trong phạm vi nội dung bài báo, chúng tôi chỉ tập trung nghiên cứu biện<br /> pháp sử dụng BTTN để tăng cường HTHT vật lí cho học sinh.<br /> Theo Nguyễn Thươ ̣ng Chung: “Bài tập thí nghiệm là loa ̣i bài tập đòi hỏi ho ̣c sinh phải<br /> vận du ̣ng một cách tổ ng hơ ̣p các kiế n thức lí thuyế t và thực nghiệm, các ki ̃ năng hoa ̣t<br /> động trí óc và chân tay, vố n hiể u biế t về vật lí, ki ̃ thuật, và thực tế đời số ng... để tự mình<br /> <br /> 16<br /> <br /> TRẦN THỊ NGỌC ÁNH - LÊ CÔNG TRIÊM<br /> <br /> xây dựng phương án, lựa cho ̣n phương tiện, xác đinh<br /> ̣ các điề u kiện thić h hơ ̣p, tự miǹ h<br /> thực hiện các thí nghiệm theo quy triǹ h, qui tắ c để thu thập và xử lí các kế t quả nhằ m<br /> giải quyế t một cách khoa ho ̣c, tố i ưu bài toán cu ̣ thể đươ ̣c đặt ra” [2].<br /> Đối với từng tiêu chí khác nhau sẽ có các cách phân loại BTTN khác nhau, cụ thể:<br /> - Phân loại theo tính chất gồm có: BTTN định tính, BTTN định lượng;<br /> - Phân loại theo độ khó gồm có: BTTN đơn giản, BTTN tổng hợp, BTTN sáng tạo;<br /> - Phân loại theo các giai đoạn của tiến trình dạy học gồm có: BTTN mở bài, tạo tình<br /> huống; BTTN nghiên cứu kiến thức mới; BTTN củng cố, hệ thống hoá kiến thức;<br /> BTTN về nhà;<br /> - Phân loại theo đặc điểm của hoạt động nhận thức gồm có: BTTN tái hiện, BTTN sáng tạo.<br /> Sử dụng BTTN trong dạy học vật lí giúp củng cố, khắc sâu và nâng cao kiến thức vật lí;<br /> từng bước phát triển tư duy sáng tạo và năng lực nhận thức của học sinh; rèn luyện kĩ<br /> năng thực hành và kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; giúp học sinh tiếp cận<br /> phương pháp nghiên cứu khoa học; đồng thời là công cụ kiểm tra đánh giá trình độ,<br /> chất lượng kiến thức, kĩ năng của học sinh [2], [4].<br /> Bên cạnh đó, một trong những ưu thế nổi trội của BTTN là gây HTHT vật lí cho học<br /> sinh. Khi tiến hành các thí nghiệm sẽ xuất hiện những hiện tượng mới, những bất ngờ,<br /> tạo ra sự ngạc nhiên, kích thích tò mò của học sinh. Ngoài ra, học sinh còn tiến hành đề<br /> xuất, dự đoán kết quả trong quá trình lập phương án tiến hành TN. Nếu kết quả thí<br /> nghiệm diễn ra đúng như dự kiến, học sinh sẽ tin về sự phù hợp giữa lí thuyết và thực<br /> nghiệm. Nếu thí nghiệm không xảy ra như dự đoán, sẽ tạo ra sự ngạc nhiên thú vị, thu<br /> hút học sinh tìm lời giải thích. Những hiện tượng xảy ra trong các BTTN thường trái<br /> với suy nghĩ của học sinh. Điều này gây ra mâu thuẫn trong nhận thức của học sinh. Từ<br /> đó, học sinh tò mò về hiện tượng và xuất hiện mong muốn tìm hiểu kiến thức để giải<br /> thích hiện tượng. Đây chính là cơ sở quan trọng để giáo viên có thể sử dụng BTTN<br /> nhằm hình thành HTHT vật lí cho học sinh.<br /> 3. SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM THEO HƯỚNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI HÌNH<br /> THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM TĂNG CƯỜNG HỨNG THÚ<br /> HỌC TẬP VẬT LÍ CHO HỌC SINH<br /> Ở các trường phổ thông hiện nay, thí nghiệm được nhà trường trang cấp (gọi chung là<br /> thí nghiệm giáo khoa) vẫn chưa thể đáp ứng nhu cầu dạy học vật lí nói chung và BTTN<br /> nói riêng. Đơn cử ở chương trình vật lí 10 cơ bản, chỉ có 20/70 tiết theo phân phối<br /> chương trình được trang cấp các thiết bị thí nghiệm dùng chung, trong đó đã bao gồm 3<br /> tiết thực hành [9]. Mặt khác, một số trường phổ thông còn không đảm bảo số lượng thí<br /> nghiệm trong danh mục thiết bị thí nghiệm tối thiểu, với lí do hư hỏng trong quá trình<br /> bảo quản và sử dụng. Vì thế, việc sử dụng BTTN chưa thực sự mang lại hiệu quả như<br /> mong muốn.<br /> <br /> TĂNG CƯỜNG HỨNG THÚ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH...<br /> <br /> 17<br /> <br /> Để tăng cường HTHT cho học sinh, từng bước nâng cao chất lượng dạy học vật lí, giáo<br /> viên ngoài việc tận dụng tối đa những thí nghiệm giáo khoa sẵn có, còn cần phải đa<br /> dạng hoá các loại hình thí nghiệm khác trong việc sử dụng BTTN. Hai loại hình thí<br /> nghiệm có những ưu điểm vượt trội có thể sử dụng phối hợp với thí nghiệm giáo khoa<br /> trong việc tổ chức BTTN nhằm tăng cường HTHT vật lí cho học sinh chính là thí<br /> nghiệm tự tạo và thí nghiệm trên máy vi tính.<br /> Với những ưu điểm, thế mạnh riêng của mỗi loại hình thí nghiệm, khi sử dụng phối hợp<br /> với nhau sẽ giúp giáo viên sử dụng phong phú các loại BTTN khác nhau trong cùng<br /> một tiết học, vào bất kì giai đoạn nào của tiến trình dạy học. Bài báo đề xuất phương án<br /> sử dụng đa dạng hoá các loại hình thí nghiệm nói trên tương ứng với sự phù hợp của<br /> từng giai đoạn của quá trình dạy học, theo hướng tăng cường BTTN trong dạy học vật<br /> lí, cụ thể như sau:<br /> - Giai đoạn mở đầu bài học: Đưa ra tình huống có vấn đề trong giai đoạn này là một<br /> hoạt động có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc khởi động tư duy và kích thích<br /> HTHT của học sinh. Các BTTN đơn giản, có tính bất ngờ do kết quả thí nghiệm gây<br /> ngạc nhiên hoặc mâu thuẫn với quan niệm sai lầm của học sinh sẽ gây hứng thú cho học<br /> sinh tiến hành giải quyết vấn đề. Tuy nhiên, do hạn chế về mặt thời gian và yêu cầu<br /> định hướng mục tiêu học tập cụ thể, nên các BTTN sử dụng trong giai đoạn này cần<br /> ngắn gọn, gắn bó mật thiết với nội dung bài học. Phần lớn các thí nghiệm giáo khoa ở<br /> trường phổ thông là những thí nghiệm biểu diễn, hoặc thí nghiệm thực hành, do đó sử<br /> dụng thí nghiệm tự tạo trong giai đoạn này là một giải pháp hợp lí. Những thí nghiệm tự<br /> tạo này sẽ tạo ra hứng thú, tạo động lực học sinh chủ động chiếm lĩnh tri thức để vận<br /> dụng linh hoạt xử lí vấn đề thực tiễn đặt ra. Những thí nghiệm tự tạo do giáo viên yêu<br /> cầu học sinh thực hiện để hoàn thành BTTN định tính, cụ thể là dạng BT thí nghiệm<br /> quan sát và giải thích hiện tượng, với những yêu cầu cụ thể đối với học sinh như sau:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Làm thí nghiệm theo yêu cầu giáo viên đặt ra;<br /> Quan sát theo mục tiêu giáo viên đã đặt ra;<br /> Mô tả hiện tượng quan sát được và giải thích hiện tượng dựa trên những kiến<br /> thức đã có.<br /> <br /> Ví dụ: Giáo viên yêu cầu học sinh làm thí nghiệm để tìm mối liên hệ giữa hai thông số<br /> trạng thái áp suất và thể tích. Trong điều kiện nhiệt độ tuyệt đối xem như không đổi đối<br /> với một lượng khí xác định. Học sinh tiến hành thí nghiệm ấn từ từ pit-tông trong hai<br /> trường hợp: đầu xi-lanh để hở, và dùng tay bịt kín đầu ống xi-lanh. Sau khi có khái<br /> niệm ban đầu về lượng khí xác định, học sinh sẽ nhận xét về cảm giác tay khi ấn pittông trong hai trường hợp và giải thích.<br /> Tuy nhiên, do chưa được trạng bị kiến thức đầy đủ nên học sinh không thể đưa ra lời<br /> giải thích trọn vẹn. HTHT được tạo ra trong giai đoạn này không chỉ vì học sinh được<br /> tự mình làm thí nghiệm mà còn vì mong muốn giải quyết được vấn đề giáo viên đặt ra.<br /> <br /> 18<br /> <br /> TRẦN THỊ NGỌC ÁNH - LÊ CÔNG TRIÊM<br /> <br /> Hình 1. Xác định mối liên hệ giữa p, V khi T =const<br /> <br /> - Giai đoạn hình thành kiến thức mới: Giải quyết vấn đề, hình thành kiến thức mới sẽ<br /> giúp học sinh tiếp cận với những đại lượng, những quy luật vật lí mới. Ngoài các đặc<br /> điểm định tính, cần phân tích rõ mối quan hệ định lượng. Do đó, trong giai đoạn này,<br /> các số liệu chính xác được đo đạc trực tiếp ngay tại không gian lớp học góp phần quan<br /> trọng trong việc củng cố niềm tin khoa học, hình thành thế giới quan và duy trì HTHT<br /> của học sinh. Thí nghiệm giáo khoa sử dụng trong giai đoạn này để tổ chức các BTTN<br /> định lượng sẽ phát huy hiệu quả hơn so với các loại hình thí nghiệm khác. Đặc biệt, khi<br /> học sinh được tự mình thao tác trên thí nghiệm giáo khoa dưới sự hướng dẫn của giáo<br /> viên sẽ tạo cho người học sự tự tin về chiếm lĩnh tri thức. Điều này sẽ góp phần tiếp tục<br /> tăng cường HTHT của học sinh. Việc sử dụng thí nghiệm giáo khoa tổ chức cho học<br /> sinh thực hiện BTTN định lượng trong giai đoạn này có những yêu cầu cụ thể như sau:<br /> <br /> <br /> Đo đạc đại lượng vật lí với dụng cụ đo cụ thể;<br /> <br /> <br /> <br /> Tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng.<br /> <br /> Ví dụ: Giáo viên giới thiệu các chi tiết, dụng cụ đo của bộ thí nghiệm Định luật Bôi-lơ –<br /> Ma-ri-ốt được trang cấp. Sau đó yêu cầu học sinh xác định tích số pV bằng ba cặp giá<br /> trị khác nhau. BTTN này được sử dụng ở mức độ học sinh được giáo viên cung cấp<br /> thiết bị, học sinh tiến hành thao tác trên dụng cụ TN, đọc số liệu và tìm ra quy luật giữa<br /> các đại lượng vật lí.<br /> <br /> Hình 2. Định lượng tích số pV khi T=const<br /> <br />