Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật Lý ở trường trung học phổ thông (Bản 2)

n 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 và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác. Tác giả Nguyễn Tiến Dũng LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự hướng dẫn tận tình của PGS. TS Lê Công Triêm trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng sau Đại học, các thầy cô giáo trong tổ Phương pháp giảng dạy cùng các thầy cô giáo trong Khoa Vật Lý trường Đại học sư phạm – TP. HCM. Tác giả xin chân thành cảm ơn Sở GD& ĐT - An Giang, Ban Giám hiệu trường THPT Long Xuyên - An Giang nơi tác giả tiến hành thực nghiệm sư phạm, trường THPT chuyên Thoại Ngọc Hầu - An Giang nơi tác giả tiến hành thực nghiệm và đang công tác. Tác giả xin cảm ơn các bạn cùng lớp đã động viên, đoàn kết, thương yêu giúp đỡ nhau trong suốt thời gian học. Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Xin trân trọng kính chào DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN TT Viết tắt Viết đầy đủ 1 BTTN Bài tập thí nghiệm 2 ĐC Đối chứng 3 GV Giáo viên 4 HS Học sinh 5 PPDH Phương pháp dạy học 7 SGK Sách giáo khoa 8 THPT Trung học phổ thông 9 TN Thực nghiệm 10 TNSP Thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Sự xuất hiện nền kinh tế toàn cầu hóa và nền kinh tế tri thức đang đưa xã hội loài người tới một kỉ nguyên mới và nó cũng đòi hỏi một hệ thống giáo dục mới và phương pháp giáo dục mới sao cho thích nghi với môi trường xã hội thay đổi. Việt Nam không thể đứng ngoài xu thế đó. Đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) là một trong những mục tiêu lớn được nghành giáo dục đào tạo đặt ra trong giai đoạn hiện nay [33] và là mục tiêu chính đã được nghị quyết TW 2, khóa VIII chỉ ra rất rõ và cụ thể: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh …” [11] Chiến lược phát triển Giáo dục 2001 - 2010 (ban kèm quyết định số 201/2001/QĐ - TTg ngày 28 tháng 12 năm 2001 của thủ tướng chính phủ) ở mục 5.2 ghi rõ: “Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống, có tư duy phân tích tổng hợp; phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động tích cực của học sinh, sinh viên trong quá trình học tập,…”[10] Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, thì phương tiện dạy học đóng một vai trò hết sức quan trọng. Phương tiện day học không chỉ đóng vai trò hỗ trợ cho hoạt động dạy và học, mà là nguồn thông tin, nguồn tri thức. Sử dụng phương tiện dạy học không chỉ giúp học sinh (HS) nâng cao hiệu suất, hiệu quả học tập mà còn hướng vào việc hình thành cho HS năng lực sử dụng các phương tiện thông tin để học tập suốt đời và hoạt động thực tiễn [15]. Tăng cường sử dụng phương tiện kĩ thuật dạy học hiện đại cũng là điều kiện cơ bản để thực hiện có hiệu quả nhiều phương pháp dạy học chẳng hạn như: Phương pháp dạy học trực quan, thí nghiệm, các phương pháp làm việc độc lập của HS. Phương tiện kĩ thuật dạy học giúp HS dễ nhớ, dễ nhận biết các sự vật hiện tượng, giúp HS dễ dàng hiểu được các vấn đề giáo viên trình bày, định hướng tốt được nội dung bài học, dễ tiếp thu thông tin do đó có thể rút ngắn được thời gian trình bày của giáo viên, lôi cuốn HS tham gia tích cực vào bài giảng, làm cho lớp học năng động, không buồn tẻ. Thực trạng giáo dục nước ta qua nghiên cứu cho thấy việc giảng dạy kiến thức cho HS nói chung và kiến thức vật lí nói riêng vẫn còn được tiến hành theo lối “thông báo - tái hiện”, HS phổ thông có quá ít điều kiện để nghiên cứu, quan sát và tiến hành các thí nghiệm vật lí. Thực tế dạy học như vậy đòi hỏi phải có những thay đổi có tính chiến lược và toàn cục về phương pháp giảng dạy bộ môn ở trường phổ thông. Tìm ra hướng giải quyết vấn đề này không gì hơn là phải đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS với sự góp phần quan trọng của thí nghiệm nói chung và bài tập thí nghiệm vật lí (BTTN) nói riêng. Vật lí học là một khoa học thực nghiệm, vì vậy sử dụng BTTN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong nhà trường là một biện pháp hữu hiệu. Việc giảng dạy môn vật lí ở trường phổ thông hiện nay cần phải được tiến hành thông qua việc tăng cường phối hợp sử dụng các thí nghiệm và BTTN vật lí. Việc sử dụng BTTN vật lí sẽ có tác dụng rất lớn trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong giờ học vật lí ở trường trung học phổ thông (THPT). Trong những năm gần đây, một số nhà nghiên cứu đã quan tâm đến BTTN như Nguyễn Thượng Chung, Nguyễn Ngọc Hưng,... nhưng đối với bậc trung học phổ thông cho đến nay vẫn chưa có được công trình nghiên cứu chính thức về việc sử dụng BTTN vào dạy học ở trường THPT. Trên tinh thần đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng và sử dụng BTTN vật lí cùng với các phương pháp dạy học mới, nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, nâng cao hứng thú học tập qua đó nâng cao hơn nữa chất lượng dạy học vật lí ở các trường THPT hiện nay. 3. Giả thuyết khoa học Nếu giờ học vật lí ở các trường THPT được tổ chức theo định hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS thông qua việc sử dụng các BTTN kết hợp với một số biện pháp sử dụng thí nghiệm vật lí phù hợp thì chất lượng học tập của học sinh THPT sẽ được nâng cao. 4. Đối tương nghiên cứu 4.1. Khách thể: Quá trình dạy học vật lí ở trường THPT. 4.2. Đối tương: Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng BTTN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học vật lí ở trường THPT. Nghiên cứu nội dung, chương trình sách giáo khoa vật lí THPT và các phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức. 5. Phạm vi nghiên cứu. Trong phạm vi đề tài này chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu vai trò, các biện pháp sử dụng và xây dựng một số BTTN vật lí của chương “Những định luật cơ bản của dòng điện không đổi” trong chương trình Vật lí 11 THPT. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích trên chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ cơ bản sau đây: 6.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của vấn đề đổi mới phương pháp dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh THPT. 6.2. Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng BTTN vật lí trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh THPT. 6.3. Xây dựng một số BTTN cùng với việc nghiên cứu và đề xuất một số biện pháp sử dụng BTTN vật lí phù hợp nhằm khai thác tốt vai trò của thí nghiệm vật lí trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học vật lí ở trường THPT. 6.4. Soạn thảo tiến trình các bài dạy cụ thể trong chương trình vật lí THPT theo các biện pháp sử dụng BTTN vật lí để phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS. 6.5. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở các trường THPT để đánh giá kết quả và rút ra kết luận. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: - Nghiên cứu cơ sở lí luận tâm lí học, giáo dục học và lí luận dạy học bộ môn theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS. - Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nước cùng với các chỉ thị của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về vấn đề đổi mới phương pháp dạy học hiện nay ở trường phổ thông. - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ dạy học của bộ môn vật lí ở trường THPT hiện nay. - Nghiên cứu vai trò của thí nghiệm và BTTN vật lí trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS. 7.2. Phương pháp điều tra quan sát - Thăm dò, trao đổi ý kiến với giáo viên các trường THPT để nắm bắt thực trạng của việc sử dụng BTTN vật lí trong dạy học hiện nay ở các trường THPT. - Xây dựng các mẫu phiếu điều tra để có cơ sở cho việc cần phải đổi mới phương pháp dạy học vật lí hiện nay ở các trường THPT, những khó khăn nhất định trong việc sử dụng BTTN trong dạy học để có những biện pháp sử dụng BTTN vật lí trong dạy học cho phù hợp. 7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở các trường THPT có đối chứng để kiểm tra tính khả thi của luận văn, cụ thể là làm nổi bật vai trò của BTTN vật lí trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh THPT trong các giờ học vật lí. 7.4. Phương pháp thống kê toán học - Sử dụng phương pháp thống kê mô tả và thống kê kiểm định để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm đối chứng và thực nghiệm [7], [23]. 8. Cấu trúc luận văn Luận văn có cấu trúc như sau: MỞ ĐẦU NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP THÍ NGHIỆM. Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG: “NHỮNG ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM KẾT LUẬN Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 1.1. CƠ SỞ TÂM LÍ HỌC 1.1.1. Hoạt động học Hoạt động dạy và học là một chức năng của xã hội loài người. Có nhiều kiểu phân loại khác nhau về hoạt động học, theo A.V.Petrovski có hai kiểu phân loại chính: học ngẫu nhiên và học có chủ định [32]. Ở đây chúng tôi chỉ xem xét hoạt động học có chủ định hay còn gọi là học tập. Theo tâm lí học hoạt động, hoạt động học là hoạt động đặc thù của con người được điều khiển bởi mục đích tự giác và lĩnh hội những tri thức, kỹ năng, kĩ xảo mới, những hình thức hành vi và những dạng hoạt động nhất định [19]. Theo lí thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc gồm nhiều thành phần, có quan hệ và tác động lẫn nhau, được trình bày theo sơ đồ sau: Hình 1.1 Cấu trúc tâm lí của hoạt động [37]. Động cơ học tập kích thích tính tự giác, tích cực thúc đẩy, hình thành và duy trì, phát triển hoạt động học, đưa đến kết quả cuối cùng là thỏa mãn được nhu cầu của người học. Muốn thỏa mãn động cơ, người học phải thực hiện các hành động cụ thể nhằm đạt được những mục đích cụ thể. Mỗi hành động được thực hiện bởi nhiều thao tác, sắp xếp theo một trật tự xác định. Ứng với mỗi thao tác trong điều kiện cụ thể là các phương tiện, công cụ thích hợp. Hoạt động dạy có đối tượng là hình thành và phát triển nhân cách ở người học. Nhưng kết quả của việc học phụ thuộc vào hoạt động học tập của học sinh. Như vậy, nhiệm vụ chính của GV là tổ chức hướng dẫn hoạt động học của HS để thông qua đó học sinh lĩnh hội được văn hóa xã hội, tạo ra sự phát triển tâm lí, hình thành nhân cách cho HS. Cũng Mục đích Động cơ Phương tiện, điều kiện Hoạt động Hành động Thao tác vì thế mà S.Rassekh (1987) viết “… một GV sáng tạo là một GV biết giúp đỡ HS tiến bộ nhanh chóng trên con đường tự học…” [22]. 1.1.2. Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh Chủ nghĩa duy vật lịch sử xem tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội. Khác với động vật, con ngưòi không chỉ tiêu thụ những gì sẵn có trong thiên nhiên cho sự tồn tại và phát triển của xã hội mà còn chủ động cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội, sáng tạo ra nền văn hoá ở mỗi thời đại. Hình thành và phát triển tính tích cực xã hội là một trong các nhiệm vụ chủ yếu của giáo dục nhằm đào tạo ra những con người năng động, thích ứng và góp phần phát triển cộng đồng. Có thể xem tính tích cực như là điều kiện, đồng thời là kết quả của sự phát triển nhân cách trẻ trong quá trình giáo dục [47]. Tính tích cực của con người biểu hiện trong hoạt động. Tính tích cực của trẻ biểu hiện trong những dạng hoạt động khác nhau: học tập, lao động, thể dục thể thao, vui chơi giải trí, hoạt động xã hội... trong đó học tập là hoạt động chủ đạo của lứa tuổi đi học. Trong mỗi dạng hoạt động nói trên, tính tích cực bộc lộ với những đặc điểm riêng. Tính tích cực là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự gắng sức cao về nhiều mặt trong hoạt động học tập. Học tập là một trường hợp riêng của nhận thức. Vì vậy, nói đến tính tích cực là nói tới tính tích cực của sự học tập, thực chất là nói đến tính tích cực nhận thức. Tính tích cực là trạng thái hoạt động nhận thức của học sinh đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững tri thức [24]. Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện những điều loài người chưa biết về bản chất, tính quy luật của các hiện tượng khách quan mà nhằm lính hội những tri thức mà loài người đã tích luỹ được. Tuy nhiên, trong học tập, học sinh cũng phải khám phá những kiến thức mới đối với bản thân mình, dù đó chỉ là khám phá lại những điều loài người đã biết, bởi vì con người chỉ có thể nắm vững những cái gì mà chính mình đã giành được bằng hoạt động của bản thân. Học sinh sẽ thông hiểu và ghi nhớ những gì đã trải qua hoạt động nhận thức tích cực của mình, trong đó các em phải có những cố gắng trí tuệ.[1], [30], [24]. 1.1.3. Những biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức Có trường hợp tính tích cực học tập biểu hiện ở những hoạt động cơ bắp nhưng quan trọng là sự biểu hiện ở những hoạt động trí tuệ. Hai hình thức này thường đi liền nhau, song hoạt động hăng hái về cơ bắp mà đầu óc không suy nghĩ thì chưa phải tích cực học tập. Có thể nêu ra những dấu hiệu của tính tích cực là: - Học sinh khao khát tự nguyện tham gia câu trả lời các câu hỏi của giáo viên. Bổ sung các câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra. - Học sinh hay nêu thắc mắc, đòi hỏi phải giải thích cặn kẽ những vấn đề giáo viên trình bày chưa đủ rõ. - Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận thức các vấn đề mới. - Học sinh mong muốn 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 mà giáo viên dễ nhận thấy nói trên, còn có những biểu hiện về mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn, như sự thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc nhiên buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ra lời giải thích hay cho một bài tập khó. Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể học sinh, bộc lộ rõ ở lớp dưới, kín đáo ở lớp trên. G.I. Sukina (1979) còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí: - Tập trung chú ý về vấn đề đang học - Kiên trì làm cho xong bài tập - Không nản trước các tình huống khó khăn - Thái độ phản ứng tiếc rẻ khi giờ học kết thúc... Có thể phân biệt 3 cấp độ biểu hiện tính tích cực từ thấp đến cao: bắt chước, tìm tòi, sáng tạo. Bắt chước: học sinh bắt chước hành động, thao tác của giáo viên, của bạn bè. Trong hành động cũng phải có sự cố gắng của thần kinh cơ bắp. Tìm tòi: học sinh độc lập, tự lực giải quyết bài tập nêu ra, mò mẫm những cách giải khác nhau để tìm cho ra lời giải hợp lí nhất. Sáng tạo: học sinh nghĩ ra cách giải mới, độc đáo, đề xuất những giải pháp có hiệu quả, có sáng kiến lắp đặt những thí nghiệm để chứng minh bài học. Dĩ nhiên, mức độ sáng tạo của học sinh là có hạn nhưng đó là mầm mống của sự sáng tạo sau này. 1.1.4. Sự cần thiết của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 1.1.4.1. Khái niệm tích cực hóa Theo Thái Duy Tuyên: “Tích cực hóa là một tập hợp các hoạt động nhằm chuyển vị trí người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập” [43]. Tính tích cực nhận thức trong hoạt động học tập liên quan trước hết đến động cơ học tập. Động cơ đúng tạo ra hứng thú. Hứng thú là tiền đề của tự giác, tự giác và hứng thú là hai yếu tố tâm lí tạo nên tính tích cực [21], [27]. Như vậy trong quá trình dạy học (QTDH ) muốn tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, người dạy có nhiệm vụ tổ chức, điều khiển đưa học sinh vào trạng thái tích cực, chủ động trong các hoạt động học tập. Làm cho HS có nhận thức đúng đắn về nhiệm vụ học tập của mình, có thái độ học tập tốt, từ đó quyết tâm hoàn thành tốt nhất các bài toán nhận thức trong quá trình học tập. Trong QTDH người GV với vai trò tổ chức, hướng dẫn, tạo điều kiện cần thiết để kích thích hoạt động học tập của HS, còn việc nắm vững kiến thức thì diễn ra tùy theo mức độ biểu lộ tính tích cực trí tuệ và lòng ham hiểu biết, tư chất trí tuệ của mỗi em [24]. 1.1.4.2. Sự cần thiết của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS Đổi mới PPDH là một trong các nhiệm vụ có tính thời sự của nghành giáo dục. Để đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của xã hội nhà trường cần phải đào tạo những con người biết tự học, tự tìm kiếm tri thức cho bản thân. Điều đó có nghĩa là dạy học cần phải chuyển từ việc truyền thụ kiến thức sang việc hình thành những năng lực hoạt động tự lực cho HS. Tích cực hóa hóa hoạt động nhận thức của HS là một biện pháp kích thích, phát huy khả năng tự học – một bản năng của con người. Thế mà tự học là một trong những nguồn gốc của sáng tạo vì trong quá trình tự học tư duy độc lập, tư duy phê phán, tư duy sáng tạo được nảy nở và phát triển. “Mỗi người chúng ta cần sáng tạo bởi vì tư duy sáng tạo là tài nguyên cơ bản nhất của con người, là nguồn gốc chính sinh ra sự giàu có , thịnh vượng của một quốc gia, một gia đình” [43]. Như vậy tích cực hóa vừa là biện pháp để thực hiện nhiệm vụ dạy học, đồng thời góp phần rèn luyện cho học sinh những phẩm chất của người lao động mới: Tự chủ, năng động, sáng tạo. Đó là một trong những mục tiêu mà nhà trường phải luôn luôn hướng tới. Vật lí là một bộ môn thực nghiệm, nên việc đổi mới PPDH còn do yêu cầu riêng của nó. Cần thay đổi cách truyền thụ một chiều, vì là khoa học thực nghiệm nên sự hiểu biết về vật lí không chỉ đơn thuần là nắm được các công thức, khái niệm, sự suy diễn logic mà phải có sự trải nghiệm nhất định. Do đó, đổi mới PPDH vật lí phổ thông cần hướng tới việc tạo điều kiện cho học sinh tự chiếm lĩnh kiến thức thông qua hoạt động thực nghiệm, thông qua việc giải quyết các vấn đề thực tế. Dạy học vật lí phải làm sao kích thích được hứng thú học tập của HS làm cho HS thấy được ý nghĩa của việc học vật lí đối với đời sống, thực tiễn và đối với chính bản thân của HS. Sau các giờ học vật lí HS thường có những quan niệm sai lạc về các khái niệm, hiện tượng, điều kiện áp dụng định luật… Vì vậy tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS chính là biện pháp nhằm khuyến khích học sinh tự bộc lộ quan niệm riêng của mình về những khái niệm, hiện tượng, điều kiện để vận dụng định lí, định luật…ngay trong giờ học và do đó tự giác và tích cực tham gia hoạt động nhận thức để khắc phục những sai lạc đó. Xuất phát từ yêu cầu chung của nghành, yêu cầu riêng của bộ môn muốn thực hiện được yêu cầu đổi mới PPDH trong QTDH cần thiết có sự tác động bên ngoài vào nhận thức, tình cảm, ý chí của HS để tạo điều kiện kích thích tính tích cực hoạt động nhận thức của HS. Sự tác động của các yếu tố bên ngoài phải kích thích vào tính tích cực bên trong của HS, có như vậy HS mới có thể có thái độ tích cực đối với quá trình nhận thức và làm cho kết quả học tập được nâng cao. Tuy nhiên tác động bên ngoài cũng có thể gây tác động tiêu cực đến quá trình nhận thức, phương hại đến kết quả học tập của HS. Thái độ tích tích cực hay tiêu cực này phụ thuộc vào tâm trạng chủ quan của HS. Vì thế GV với vai trò tổ chức, điều khiển cần tìm phương pháp thích hợp, cần tạo ra nhu cầu nhận thức để hình thành ở học sinh trạng thái tích cực trong học tập, hạn chế các yếu tố ảnh hưởng tiêu cực đối với thái độ học tập của HS. Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của người học là vấn đề cần thiết của việc nâng cao hiệu quả học tập. Do vậy nhiệm vụ quan trọng của người dạy là phải khơi dậy lòng ham học, nhu cầu học bằng các tác động sư phạm tích cực dựa vào phương pháp sư phạm hợp lí trên cơ sở tâm lí của học sinh. 1.1.5. Tác dụng của bài tập thí nghiệm trong việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức cho HS Với ưu thế vừa là bài tập vừa là thí nghiệm nên bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng ảnh hưởng tích cực đến hoạt động nhận thức của học sinh. 1.1.5.1. Tạo sự tò mò, ham hiểu biết Một trong các ưu thế của bài tập thí nghiệm là có thể gây ra sự tò mò, ham hiểu biết của HS. Tham gia thực hiện các thí nghiệm vật lí là một cách để học sinh trải nghiệm thực tế, khi thực hiện các thí nghiệm sẽ xuất hiện những cái mới mẽ , bất ngờ… gây sự tò mò, ngạc nhiên và do đó kích thích hứng thú học tập. Tuy nhiên không phải tất cả cái mới đều có thể tạo hứng thú cho HS, cái mới có thể gây hứng thú cho HS là cái có liên quan với cái đã biết, cái có ý nghĩa, cái nằm trong năng lực nhận thức. Đối với cái cũ, cái đã biết muốn gây được hứng thú phải được trình bày theo lối mới, trong sự phối hợp và liên hệ mới nếu không được như thế sẽ gây nên sự nhàm chán. Trong khi lập phương án để tiến hành một thí nghiệm HS thường dự đoán quá trình diễn ra của hiện tượng hay kết quả thí nghiệm. Nếu kết quả thí nghiệm diễn ra đúng như dự kiến làm cho HS tin tưởng vào sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm. Nếu thí nghiệm xảy ra không như dự đoán, các hiện tượng hoàn toàn mới lạ, sẽ gây nên sự ngạc nhiên thú vị, thu hút các em tìm lời giải thích. Cái mới mẽ, cái kì lạ luôn lôi cuốn HS bởi nó kích thích trí tưởng tượng của trẻ, thúc đẩy trẻ phát triển các kĩ năng nhận thức. Khi giải các bài tập thí nghiệm, những cái mới lạ trái với suy nghĩ thông thường của HS làm cho các em phải suy nghĩ về những điều vừa xảy ra trong thí nghiệm và xa hơn nữa là sự liên hệ đến những sự vật, hiện tượng xảy ra trong tự nhiên. Các câu hỏi tại sao, như thế nào tự nhiên hình thành trong đầu óc trẻ: Tại sao hiện tượng này lại xảy ra như thế? Hiện tượng đó bị chi phối bởi các qui luật nào? Có thể giải thích được chúng không.. và từ đó tạo cho HS nhu cầu giải thích, nhu cầu học tập. Như vậy, cái mới, cái kì lạ, cái diễn ra không đúng với dự kiến của HS là những yếu tố có thể gây ra tình huống có vấn đề trong tư duy, kích thích sự tò mò ham hiểu biết của HS. 1.1.5.2. Làm bộc lộ quan niệm sai lệch của học sinh Các hiện tượng vật lí xảy ra trong thế giới xung quanh hết sức phong phú, những biểu hiện của hiện tượng này chịu ảnh hưởng của các yếu tố gây nhiễu, nên thường khó nhận thức rõ ràng. Nhận thức của HS về các hiện tượng vật lí thu nhận được từ nhiều kênh thông tin khác nhau nên thường có các quan niệm sai lệch. Không chỉ quan niệm sai lệch về một số hiện tượng mà sai lệch xảy ra ngay cả khi tiếp nhận kiến thức (các định lí, định luật..), do không hiểu kĩ và tiếp nhận kiến thức một cách áp đặt, thụ động, thiếu biện chứng. Các quan niệm sai lệch đó của học sinh thường được hình thành một cách tự phát trong quá trình giao lưu và hoạt động đã khắc sâu tạo thành vốn hiểu biết của các em, nên các quan niệm này có tính bền vững. Hiểu được các quan niệm sai lệch và nguyên nhân gây ra nó là một nhiệm vụ của giáo viên trong việc hình thành các quan niệm khoa học đúng đắn cho HS. Thí nghiệm và các phương tiện trực quan có vai trò không thể thay thế được trong việc phát hiện và khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh [13], [15], 44]. Vì vậy việc giải các bài tập thí nghiệm là một trong các con đường để phát hiện các quan niệm sai lệch này và từ đó có biện pháp thích hợp để bác bỏ chúng. Khi giải các bài tập thí nghiệm sẽ có các hiện tượng xảy ra không đúng với suy nghĩ “thường ngày” của HS, tạo ra tình huống có vấn đề trong tư duy. Sự “bất thường” này trong thí nghiệm kích thích HS tìm cách lí giải từ đó bổ sung hoặc thay đổi các quan niệm sai lệch vốn có của mình một cách sâu sắc. 1.1.5.3. Rèn luyện các thao tác tư duy cho học sinh Để giải các bài tập thí nghiệm, HS buộc phải thực hiện nhiều bước như phân tích các dữ kiện của đề bài, tự lập luận xây dựng các phương án thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ thích hợp, tiến hành thí nghiệm, phân tích kết quả thí nghiệm thu được, rút ra kết luận, khái quát kết quả nên năng lực tư duy phát triển, tinh thần tự lực được nâng cao, tính kiên trì và óc sáng tạo phát triển. Giải bài tập thí nghiệm không chỉ rèn luyện các thao tác chân tay cho HS mà quan trọng hơn là rèn luyện các thao tác trí tuệ. Mặt khác bài tập thí nghiệm giúp giáo viên không chỉ uốn nắn các thao tác chân tay do quan sát được mà còn uốn nắn và điều chỉnh được các thao tác trí tuệ vốn diễn ra trong óc học sinh thông qua kết quả thí nghiệm [37]. Do tính đa dạng, nhiều mức độ phức tạp khác nhau nên giải bài tập thí nghiệm là điều kiện tốt để học sinh rèn luyện các kĩ năng tư duy: so sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa….các suy lí như diễn dịch, qui nạp, tương tự. Hơn thế nữa bài tập thí nghiệm là một phương tiện tốt để rèn luyện năng lực quan sát và sáng tạo cho HS. Kiến thức vật lí ở trường phổ thông là kiến thức mà loài người đã biết, nhưng hoàn toàn mới mẻ đối với học sinh. Giải các bài tập thí nghiệm, ngoài việc phải vận dụng một số kiến thức đã học, học sinh bắt buộc phải đưa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với bản thân. Khi giải bài tập thí nghiệm sự tưởng tượng tái tạo, tưởng tượng sáng tạo đều có cơ hội phát triển. Ví dụ như dựa trên sự mô tả phương án thí nghiệm mà học sinh hình dung ra các bước, các dụng cụ mà trước đó HS chưa biết, trên cơ sở đó học sinh có thể đưa ra các dụng cụ khác, các phương án khác hay HS từ kết quả thí nghiệm đạt được để áp dụng cho các hình mẫu khác trong thực tiễn cuộc sống…Như vậy khi tham gia giải bài tập thí nghiệm HS có cơ hội để phát huy óc sáng tạo trong quá trình nhận thức tích cực. Nếu các ý tưởng sáng tạo đó do HS đề xuất có thể vận hành được sẽ tạo cho các em sự tự tin, có thái độ tốt đối với môn học. 1.1.5.4. Tạo điều kiện cho học sinh tiếp cận với phương pháp thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm là một phương pháp đặc trưng của vật lí. Học vật lí mà không thực hành, theo cách nói của Jean Piaget là: “… học bơi bằng cách nhìn người khác bơi mà không rời khỏi chiếc ghế đặt trên bến” [31]. Khi giải bài tập thí nghiệm HS phải quan sát các hiện tượng, xác định cái bản chất, loại bỏ cái không bản chất, tiếp xúc, sử dụng, thiết kế, chế tạo các dụng cụ đơn giản, tạo điều kiện để HS tham gia tích cực các thao tác, chân tay, trí óc phục vụ cho hoạt động học. Ngoài ra, khi giải bài tập thí nghiệm HS cũng phải trải qua các giai đoạn gần giống như chu trình sáng tạo khoa học vật lí. Nếu bài toán đưa ra một vấn đề cần giải quyết, HS phải quan sát, xem xét vấn đề đề đó có liên quan đến những kiến thức vật lí nào đã biết, đề ra giả thuyết, hình thành phương án thí nghiệm kiệm kiểm tra (xác định cách giải), và tiến hành thí nghiệm kiểm tra. Như vậy giải các bài tập thí nghiệm giúp HS tiếp cận với phương pháp thực nghiệm, rèn luyện cách làm việc khoa học, có phương pháp. 1.1.5.5. Tạo điều kiện để HS bộc lộ mình qua phát biểu, trao đổi, tranh luận về kết quả giải bài tập thí nghiệm của mình. Tùy theo năng lực của mỗi HS, trong việc giải bài tập thí nghiệm mà các em có thể đề xuất các phương án, lựa chọn dụng cụ thí nghiệm khác nhau dẫn đến kết quả thí nghiệm có thể khác nhau tạo ra sự tranh luận về sự tối ưu của các phương án mà các nhóm đã lựa chọn, về kết quả thí nghiệm. Thông qua sự tranh luận này các em bộc lộ khả năng của mình, tìm cách khẳng định mình do đó rèn luyện khả năng tư duy và trau dồi, phát triển ngôn ngữ vật lí. Bởi vì, giải bài tập thí nghiệm là quá trình đòi hỏi sự tư duy (tư duy độc lập, tư duy phê phán, tư duy sáng tạo) mà “ tư duy luôn luôn phản ánh mối liện hệ giữa các vật thể dưới hình thức lời nói” [34]. Mặt khác, thực hiện thí nghiệm là đi tìm mối liện hệ giữa các sự vật, hiện tượng vì thế cần phải trình bày phương án, mô tả diễn biến và kết quả thí nghiệm, rút ra kết luận, thông qua ngôn ngữ nói và viết nên tạo điều kiện tốt cho học sinh rèn luyện và phát triển ngôn ngữ để bảo vệ chính kiến của mình. 1.1.5.6. Tạo điều kiện xây dựng tình cảm trí tuệ cho học sinh. Bài tập thí nghiệm thường tiềm ẩn những điều “bất ngờ” gây ra sự ngạc nhiên cho HS, mà “ trong quá trình nhận thức, tình cảm ngạc nhiên mang tính chất vui sướng, đó là điều bao giờ cũng đi kèm theo bất cứ hoạt động hiệu quả nào” [34]. Cái mới, cái khác với suy nghĩ thông thường của các em có nhiều trong loại bài tập thí nghiệm có chứa các yếu tố nghịch lí, loại bài tập này là tác nhân kích thích mạnh mẽ đến nhu cầu đòi hỏi phải giải thích các sự vật hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm, óc tìm tòi, do đó động cơ học tập được hình thành một cách tự nhiện. Việc xây dựng phương án thí nghiệm lại là điều kiện để xây dựng tình cảm dự đoán, vì việc dự đoán kích thích óc tưởng tượng, năng lực phát hiện vấn đề, và do vậy kích thích trí sáng tạo của HS. Các dự đoán này được thực nghiệm kiểm tra, nếu dự đoán đúng nó gây được tình cảm vững tin cho HS, làm cho các em tự tin vào khả năng của mình, khả năng của con người trong việc nhận thức thế giới. Còn nếu không thành công, thí nghiệm sẽ làm nảy sinh các tình huống buộc các em kiểm tra lại toàn bộ các luận điểm, giả thuyết, các bước được xây dựng trong phương án, các kết quả thu được và nghi ngờ, thay đổi định hướng hoạt động. Sự năng động được hình thành và óc sáng tạo được kích thích, tính linh hoạt được rèn luyện. Nghi ngờ và kiểm ch._.ứng là một đặc tính không thể thiếu trong quá trình nhận thức, như I.P.Paplop thì để cho tư tưởng khoa học đạt hiệu quả cần phải luôn nghi ngờ và kiểm tra lại mình [34].. Mặt khác việc đo đạc, xử lí số liệu, là điều kiện để rèn luyện đức tính cẩn trọng, kiên trì trong hoạt động nhận thức, trong công việc. Nhìn chung, việc xây dựng tình cảm trí tuệ cho HS thì bài tập thí nghiệm có nhiều ưu thế hơn so với các dạng bài tập khác. 1.2. CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC 1.2.1. Bài tập thí nghiệm vật lí 1.2.1.1. Khái niệm Theo Nguyễn Thượng Chung: “Bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi học sinh phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các kĩ năng hoạt động trí óc và chân tay, vốn hiểu biết về vật lí, kĩ thuật, và thực tế đời sống…để tự mình xây dựng phương án, lưa chọn phương tiện, xác định các điều kiện thích hợp, tự mình thực hiện các thí nghiệm theo qui trình, qui tắc để thu thập và xử lí các kết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu bài toán cụ thể được đặt ra” [6] Theo Nguyễn Đức Thâm: “Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lí thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập”[37]. Bài tập thí nghiệm có ưu thế vừa là bài tập vừa là thí nghiệm do đo nếu sử dụng bài tập thí nghiệm hợp lí thì có thể đạt được mục đích gây hứng thú học tập cho học sinh, kích thích tính tích cực, tự lực, phát triển óc sáng tạo, gắn lí thuyết với thực hành, góp phần vào việc nâng cao hiệu quả học tập. 1.2.1.2. Bài tập thí nghiệm trong các chức năng lí luận dạy học  Củng cố trình độ xuất phát về tri thức và kĩ năng cho HS: Việc củng cố trình độ xuất phát về tri thức và kĩ năng cho HS là một chức năng của QTDH. Để thực hiện chức năng này người dạy có thể sử dụng nhiều phương tiện khác nhau, trong đó có bài tập thí nghiệm. Đây là phương tiện vừa có thể kiểm tra trình độ lí thuyết vừa có thể kiểm tra kĩ năng thực hành. Tuy nhiên khi sử dụng chúng đòi hỏi phải có thời gian vì muốn giải được bài tập thí nghiệm, ngoài việc vận dụng vốn kiến thức đã có vào tình huống cụ thể của bài toán, HS còn phải xây dựng phương án, tiến hàmh thí nghiệm mới rút ra được kết luận do đó khó có thể sử dụng ở đầu giờ học. Muốn sử dụng được chúng thì đây có thể là những bài tập có thí nghiệm ngắn gọn, có nội dung và phương pháp gắn liền với bài học mới [44], hoặc giao trước cho HS những bài tập thí nghiệm để HS thực hiện ở nhà, đến lớp giáo viên chỉ kiểm tra các tri thức và kĩ năng có liên quan, nếu chưa từng giải sẽ không thể trả lời. Cũng cần lưu ý rằng việc kiểm tra đầu giờ không nên nặng về đánh giá nhằm tạo tâm lí thuận lợi khi đi vào nội dung mới. Ví dụ : trước khi dạy bài điện trở phụ trong dụng cụ đo điện có thể đưa ra bài tập sau: trong mạch điện gồm một bóng đèn D mắc nối tiếp với một điện trở R rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U. Với một đoạn dây dẫn hoặc một điện trở R’ làm thế nào để đèn tắt, đèn sáng mạnh lên, đèn sáng yếu đi mà không được thay đổi nguồn U, ngắt mạch, thay đổi vị trí của đèn và R? Bài tập thí nghiệm này đặt ra cho HS một vấn đề hoàn toàn có thể giải quyết được, thực chất đây chỉ là sự củng cố lại kiến thức tính chất của đoạn mạch mắc song song, nối tiếp, đoản mạch mà HS đã học ở bài học trước. Nội dung kiến thức không có gì mới nhưng sự trình bày theo hình thức mới để không gây nhàm chán cho HS, và đồng thời đòi hỏi HS một sự cố gắng nhất định.  Hình thành tri thức kĩ năng mới cho học sinh: khi giải loại bài tập này, các hiện tượng vật lí xảy ra khi tiến hành các bước thí nghiệm cũng là đại diện của thực tiễn nên có tác dụng tốt đối với HS trong vấn đề áp dụng tri thức đã học vào việc giải quyết các nhiệm vụ thực tế cuộc sống. Thông qua quan sát có định hướng trong khi thí nghiệm giúp HS cảm giác, tri giác các sự vật, hiện tượng rõ ràng hơn, nói cách khác là giúp cho sự nhận thức cảm tính phát triển. Song song với nó, các kĩ năng khác của quá trình nhận thức lí tính cũng sẽ phát triển bởi vì bài tập thí nghiệm là loại bài tập không chỉ rèn luyện các kĩ năng thao tác tay chân mà còn rèn rất tốt kĩ năng thao tác trí tuệ. Ngoài ra, các bài tập thí nghiệm đơn giản, có tính bất ngờ do kết quả thí nghiệm mâu thuẫn với kiến thức đã biết, hoặc trong đó diễn ra các hiện tượng bất ngờ gây sự ngạc nhiên cho HS nếu được vận dụng thích hợp sẽ tạo tình huống có vấn đề, tạo tâm thế tốt cho học sinh khi học bài mới. Ví dụ: Trước khi học bài sự phụ thuộc điện trở vật dẫn vào nhiệt độ, cho học sinh làm thí nghiệm sau: Dùng một Ohm kế hãy xác định điện trở của một bóng đèn tròn có số ghi 220V – 100W. Hãy giải thích kết quả đo được bằng thực nghiệm và kết quả tính toán lí thuyết từ công thức: 2 0 0 U R P  Kết quả thí nghiệm đo được khác hoàn toàn kết quả tính từ lí thuyết. Bài toán thí nghiệm tạo HS tâm lí nghi nghờ về sự mâu thuẩn giữa lí thuyết và thực nghiệm (30 &484  ) và tạo tình huống có vấn đề, kích thích HS muốn tìm hiểu. Đó là cơ hội tốt để định hướng mục đích nghiện cứu thông qua việc đề xuất vấn đề nghiên cứu.  Ôn luyện, củng cố tri thức và kĩ năng cho HS: Đây là chức năng nổi trội của bài tập thí nghiệm, có thể dùng BTTN như một phương tiện ôn luyện, vận dụng kiến thức đã học vào những tình huống đã biết, đã có biến đổi, tình huống mới lạ theo yêu cầu và năng lực tư duy tăng dần theo các mức độ nhận thức tăng dần của Bloom như sau: Ở mức độ yêu cầu tái hiện lại các kiến thức liên quan đến các bài đã học, có thể ra các bài tập thí nghiệm tương tự với những thí nghiệm đã sử dụng trong các bài học, HS có thể vận dụng kiến thức đã học để giải quyết một cách dễ dàng. Hoặc có thể ra các bài tập thí nghiệm đơn giản yêu cầu ở mức độ “nhận biết” Ví dụ: Bài toán giải thích hiện tượng tại sao khi dùng một nguồn điện mắc nối tiếp một ampe kế nhạy rồi mắc lần lượt vào các chốt 1 2 1 2&PP R R của một vật dẫn hình hộp chữ nhật như hình vẽ thì số chỉ am pe kế khác nhau? 1 2 P P Q Q 1 2 Ở mức độ cao hơn là hiểu và vận dụng, HS muốn giải được cần nắm vững kiến thức, biến đổi để tìm mối liên hệ, kết nối các dữ liệu, số liệu, các định nghĩa hoặc khả năng áp dụng các dữ kiện , các khái niệm…vào hoàn cảnh và điều kiện mới. Ví dụ: Để truyền điện từ hai hai địa điểm A, B cách nhau 10km người ta dùng một dây dẫn đôi có điện trở tổng cộng là 200 . Do bão dây dẫn bị đứt nên mạch điện bị đoản mạch. Nêu phương án để xác định khoảng cách từ A đến nơi dây bị đứt và đoản mạch mà không cần đi kiểm tra dọc đường đến nơi đó. Bài toán là một tình huống thực tế kích thích tính tò mò của HS. Để giải được bài toán HS phải hướng suy nghĩ từng bước như sau: khi đoản mạch, mạch điện sẽ như thế nào? Khoảng cách liên quan đến chiều dài dây dẫn vậy chiều dài dây liên quan đến điện trở dây như thế nào?. Xác định điện trở dây dẫn bằng cách sử dụng dụng cụ nào?  Mức độ cao nhất là đưa ra các bài tập thí nghiệm đòi hỏi HS phải có tư duy sáng tạo (tức là có sự tự lực chuyển các tri thức và kĩ năng sang một tình huống mới; nhìn thấy vấn đề mới trong các điều kiện quen biết “ đúng qui cách”; nhìn thấy chức năng mới của đối tượng quen biết; nhìn thấy cấu trúc đối tượng đang nghiện cứu; kĩ năng nhìn thấy nhiều lời giải; kĩ năng kết hợp các phương thức giải đã biết thành một phương thức giải mới; kĩ năng sáng tạo một phương thức giải độc đáo tuy đã biết những phương thức khác). Đó là những bài tập thí nghiệm mà HS phải tự mình xây dựng phương án, lựa chọn các phương tiện thí nghiệm và tiến hành thu thập, xử lí thông tin rút ra kết luận của bài toán. Bài tập ở mức độ này đòi hỏi HS phải có kiến thức lí thuyết, kĩ thuật và kĩ năng thực hành và vốn thực tế nhất định. Vì cùng một bài tập có thể có các phương án giải quyết khác nhau dẫn đến việc lựa chọn các dụng cụ khác nhau nên việc thu thập xử lí số liệu không giống nhau. Vì thế có thể đánh giá mức độ sáng tạo thông qua cách giải quyết vấn đề của HS, qua phương án mà các em lựa chọn đã thực sự tối ưu hay chưa trong điều kiện cho phép Ví dụ: Với một lượng nước trong ấm và một dây may so, loại dây dùng làm bếp điện và nguồn điện lưới có thế hiệu không đổi 220V người ta có thể đun sôi nước trong ấm với thời gian ngắn nhất. Hỏi họ đã làm như thế nào? Hay: một người muốn xác định sức điện động  của một nguồn điện có điện trở trong đã biết là r . Nhưng anh ta chỉ có hai ampe kế lí tưởng, một nguồn điện khác đã biết trị số sức điện động và một biến trở, khóa k dây nối nên loay hoay mãi vẫn không xác định được . Hãy chỉ cho người đó các phương án thí nghiệm có thể để xác định  .  Tổng kết hệ thống hóa kiến thức: Việc ôn tập là một khâu không thể thiếu trong QTDH. Ôn tập là một công việc nhằm củng cố kiến thức, làm cho kiến thức vững chắc và lâu bền trong trí nhớ HS, để HS có thể vận dụng vào việc giải bài tập hoặc ứng dụng vào thực tế cuộc sống. Ôn tập cũng là cơ sở để học sinh tiếp thu kiến thức mới. Tuy nhiên nếu việc ôn tập mà chỉ nêu lại các công thức, khái niệm đã học dễ gây sự nhàm chán cho HS, vì thế việc lưa chọn bài tập thí nghiệm mà việc giải những bài tập này phải vận dụng kiến thức cả chương sẽ góp phần làm tăng khả năng hứng thú học tập Ví dụ: Hãy trình bày phương án tìm giá trị điện trở xR với các dụng cụ sau: Hai ampe kế có thang chia độ khác nhau, một điện trở 1 2r   . Một nguồn điện không biết giá trị ( ; r ); dây nối khóa, k và điện trở cần xác định giá trị xR .  Kiểm tra đánh giá trình độ và chất lượng về tri thức và kĩ năng của HS: Vật lí là bộ môn khoa học thực nghiệm nên trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS, GV không chỉ kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững các khái niệm, định luật, hiện tượng vật lí mà còn phải kiểm tra đánh giá năng lực vận dụng kiến thức đặc biệt là kĩ năng kĩ xảo thực hành của học sinh [40]. Bài tập thí nghiệm là phương tiện tích cực để đánh giá kĩ năng quan sát, kĩ năng thiết kế phương án, kĩ năng sử dụng dụng cụ thí nghiệm, mô hình, kĩ năng đo đạc xác định các đại lượng, và quan trọng là trên cơ sở đó kiểm tra kĩ năng thao tác tư duy thông qua các bài tập thí nghiệm định tính và định lượng. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS việc sử dụng bài tập thí nghiệm chưa được sử dụng mà chủ yếu là các bài tập tự luận, hoặc thi thoảng bài tập trắc nghiệm khách quan. Việc kiểm tra đánh giá như vậy vẫn còn khiếm khuyết và rõ ràng chưa thực sự thích hợp với đặc trưng của bộ môn. Để đưa thí nghiệm hoặc bài tập thí nghiệm vào kiểm tra đánh giá cần phải tiến hành thí nghiệm trong dạy học và cho HS giải bài tập thí nghiệm. Muốn thế GV phải soạn hệ thống các bài tập thí nghiệm theo các mức độ định tính và định lượng để HS thực hiện. Ví dụ a: Một hộp đen như hình vẽ, khi ta mắc cực dương của nguồn điện 12V vào chốt 1 và cực âm vào chốt 2 và mắc ampe kế vào giữa hai chốt 3, 4 thì am pe kế chỉ dòng điện giảm dần. Nếu chỉ đảo cực của nguồn điện tức mắc cực dương của nguồn điện vào chốt 2 và cực âm vào chốt 1 thì lúc đó am pe kế chỉ số không. Trong trường hợp đơn giản nhất, trong hộp đen chứa linh kiện nào? Ví dụ b: Một hộp đen có ba đầu ra A,B,C trong đó có chứa một nguồn điện có sức điện động  , điện trở trong r và một điện trở 1R . Một vôn kế và một ampe kế lí tưởng, một điện trở 10R   1 2 3 4 A B C Yêu cầu: 1- Tìm phương án xác định sơ đồ mạch điện trong hộp và giá trị linh kiện  , r, 1R . 2- Tiến hành thí nghiệm xác định  , r, 1R 1.2.1.3. Bài tập thí nghiệm vật lí trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học bộ môn  Truyền thụ cho HS hệ thống tri thức: Vật lí là môn học có tính thực nghiệm cao, bài tập vật lí đa dạng, trong đó phải có các bài tập thí nghiệm, rất tiếc như trên đã nói lâu nay loại bài tập này được sử dụng còn hạn chế về số lượng. Do thời gian trên lớp có hạn nên khó có thể sử dụng bài tập như một phương tiện truyền thụ tri thức mới mang tính phổ biến. Tuy nhiên, việc sử dụng bài tập thí nghiệm ở hình thức ôn tập, củng cố, mở rộng thêm các kiến thức là khả thi và hữu dụng.  Phát triển năng lực nhận thức cho HS: Bài tập thí nghiệm là phương tiện để nâng cao năng lực nhận thức cảm tính và lí tính cho HS, bởi vì thông qua việc giải bài tập vật lí góp phần phát triển các thao tác trí tuệ như phân tích, so sánh, tổng hợp và khái quát hóa, hệ thống hóa, kĩ năng lập kế hoạch giải quyết trọn vẹn một vấn đề, kể cả các vấn đề có tính kĩ thuật, sáng tạo đồng thời khả năng phán đoán đề xuất vấn đề qua đó cũng được nâng cao. Bài tập thì nghiệm là loại bài tập yêu cầu cao tính tích cực, tự lực của HS qua các thao tác tay chân và trí tuệ nên thói quen tự đặt câu hỏi, tinh thần độc lập suy nghĩ, tư duy tập thể, tư duy khoa học được rèn luyện và xác lập vì thế tư duy sáng tạo qua đó được rèn luyện và có cơ hội phát triển.  Giáo dục tư tưởng, đạo đức và nhân cách cho HS: Việc giải bài tập thí nghiệm giúp HS rèn luyện nhiều phẩm chất tâm lí quan trọng như sự kiên trì, nhẫn nại, ý chí vượt khó, tính cẩn trọng tỉ mỉ, tính có kế hoạch trong hoạt động nhận thức. Các hiện tượng vật lí xảy ra trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng, cái bản chất, cái thứ yếu lẫn lộn do đó HS khó nhận thức rõ ràng, nhưng có sự định hướng của GV thông qua các bài tập thí nghiệm, các em có thể quan sát và giải thích được, qua đó dần dần tạo cho HS niềm tin con người hoàn toàn có thể nhận thức được thế giới. Như vậy bài tập thí nghiệm có thể góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS.  Giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp: Tư duy khoa học - kĩ thuật đó là kĩ năng tìm ra những mối liện hệ sâu sắc giữa một bên là toán học và vật lí học và một bên là những ứng dụng kĩ thuật khác nhau của khoa học đó và biến các tư tưởng khoa học thành các sơ đồ, mô hình, kết cấu kĩ thuật để phục vụ cuộc sống. Như vậy giáo dục kĩ thuật tổng hợp gồm hai mặt: thứ nhất đòi hỏi HS phải biết những cơ sở khoa học chung của các nghành sản xuất, thứ hai phải phải rèn luyện cho HS có kĩ năng kĩ xảo sử dụng những công cụ đơn giản nhất của các nghành sản xuất. Vì thế dạy học vật lí phải luôn gắn liền với đời sống và sản xuất, làm cho HS thấy được những ứng dụng của các kiến thức vật lí, đồng thời nhận ra được những đòi hỏi phải giải quyết những vấn đề mới của đời sống và kĩ thuật đối với vật lí và người học vật lí [36] . Bài tập thí nghiệm vật lí, với đặc trưng vừa là bài tập vừa là thí nghiệm vì thế là phương tiện tốt để vừa rèn luyện được tư duy khoa học kĩ thuật, vừa rèn luyện kĩ năng kĩ xảo thực hành. 1.2.1.4. Phân loại bài tập thí nghiệm Để phân loại bài tập vật lí có thể dựa trên các đặc điểm của bài tập như nội dung, phương thức cho điều kiện và phương thức giải hay các yêu cầu phát triển tư duy của đề ra. Vì vậy có thể có nhiều cách phân loại bài tập nói chung và bài tập thí nghiệm vật lí nói riêng. Nếu dựa vào yêu cầu và điều kiện có thể phân loại BTTN thành hai loại: bài tập thí nghiệm định tính và bài tập thí nghiệm định lượng.  Bài tập thí nghiệm định tính Đây là loại bài tập khi giải không cần thực hiện các thao tác đo đạc lấy số liệu, tính toán về mặt định lượng. Để giải loại bài tập này HS phải dùng các suy luận logic dựa trên các khái niệm, các định luật vật lí và các quan sát trong thí nghiệm. Có thể phân bài tập này thành hai loại: - Bài tập thí nghiệm quan sát và giải thích hiện tượng - Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm để giải quyết yêu cầu định tính của đề bài.  BTTN quan sát và giải thích hiện tượng vật lí: là loại bài tập: Yêu cầu: Bố trí thí nghiệm theo sơ đồ, nguyên tắc mà bài toán cho và thực hiện các thao tác thí nghiệm, quan sát mô tả hiện tượng, vận dụng kiến thức trả lời các câu hỏi: - Hiện tượng gì đã xảy ra và xảy ra như thế nào? - Nguyên nhân nào làm xảy ra hiện tương đó? Hiện tượng đó tuân theo qui luật nào? Định hướng giải: - Tìm hiểu tác dụng của các dụng cụ, bố trí sơ đồ và tiến hành thí nghiệm - Xác định mục đích quan sát, liên tưởng đến tri thức về đối tượng quan sát, phân tích, tổng hợp, so sánh để loại bỏ cái thứ yếu, cái không bản chất giữ lại cái bản chất để phát hiện vấn đề. - Vận dụng các kiến thức đã biết về vấn đề vừa quan sát được (hiện tượng, định lí, định luật..) sử dụng các thao tác trí tuệ để giải thích, kết luận. Tác dụng: - Rèn luyện kĩ năng thao tác thí nghiệm, đặc biệt khả năng quan sát phát hiện vấn đề, gắn lí thuyết với thực tiễn do đó khắc sâu kiến thức bồi dưỡng khả năng tự học và hứng thú môn học. A A B R + - U C 1 R Điều chỉnh các quan niệm sai lầm về kiến thức Ví dụ: Với các dụng cụ: một nguồn điện có U = 10V một điện trở 1 22R   , ampe kế lí tưởng, cầu dây. Bố trí thí nghiệm như hình vẽ, di chuyển con chạy C từ A đến rất gần B. Quan sát và giải thích hiện tượng quan sát được. Từ đó giải thích tại sao những con chim khi đậu trên dây điện cao thế có vẻ rất an toàn?  Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm. Đó là loại bài tập định tính mà: Yêu cầu: đề xuất phương án thí nghiệm theo mục đích của đề bài theo các mức độ cho sẵn dụng cụ hoặc sử dụng dụng cụ tùy ý để trả lời câu hỏi: phải làm như thế nào? Định hướng giải: Dựa trên các câu hỏi định hướng: - Bài toán yêu cầu nghiên cứu vấn đề gì (kiểm nghiệm định luật vật lí, bác bỏ giả thuyết vật lí hay thiết kế một dụng cụ vật lí)? Đo đại lượng nào?..Nghĩa là hiện tượng nghiên cứu chịu ảnh hưởng của các định luật nào? - Cần phải sử dụng các kiến thức nào? Mối quan hệ giữa các đại lượng đã biết và chưa biết ra sao? - Cần phải sử dụng dụng cụ nào? Cách sử dụng của các dụng cụ đó ra sao? Từ đó dựa vào lập luận logic để đề ra phương án tiến hành thí nghiệm theo hệ thống các bước: cơ sở lí thuyết, phương án tiến hành thí nghiệm Tác dụng: - Bồi dưỡng tư duy lí thuyết và tư duy tiền thực nghiệm cho học sinh. - Kích thích, phát huy các hoạt động tích cực, tự lực của học sinh thông qua việc liên kết các yêu cầu của bài toán với dữ kiện của đề bài bằng tri thức vật lí đã có để thiết kế trong óc một mô hình thí nghiệm, và tiến hành thí nghiệm tưởng tượng từ đó đề ra phương án thí nghiệm. Ví dụ: hãy trình bày phương án xác định thể tích một phòng lớn chỉ với các dụng cụ sau: một cuộn dây đồng, một cái cân cùng bộ quả cân, một ắc qui, một vôn kế và một ampe kế lí tưởng và một sổ tra cứu vật lí. Như vậy giải bài toán thí nghiệm định tính học sinh trở thành nhà nghiên cứu, tính tích cực, ham học, kĩ năng, kĩ xảo sử dụng các dụng cụ vật lí được rèn luyện và phát triển. Các quan niệm sai lầm về hiện tượng, kiến thức vật lí được bộc lộ và khắc phục. Khả năng sử dụng ngôn ngữ vật lí được tôi luyện thông qua diễn đạt, mô tả hiện tượng, lập luận đưa ra phương án.  Bài tập thí nghiệm định lượng Yêu cầu: Là loại bài tập thí nghiệm mà khi giải đòi hỏi HS phải tiến hành thí nghiệm, đo đạc, xử lí số liệu để trả lời câu hỏi mà đề bài đặt ra. BTTN định lượng nếu xét theo yêu cầu nhận thức của HS là một loại bài tập khó (vừa phải tự đề ra phương án, vừa phải tiến hành đo đạc, xử lí số liêu…). Hơn nữa đây là loại bài tập mà có khi điều kiện của nó là giả định, lí tưởng hóa.. nên để phù hợp năng lực nhận thức của HS có thể chia ra các mức độ tăng dần như sau: - Mức độ thứ nhất: cho dụng cụ, hướng dẫn phương án, yêu cầu tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu và giải thích kết quả - Mức độ thứ hai: cho trước dụng cụ, yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm để đạt được mục đích nhất định của đề bài. - Mức độ thứ ba: Cho mục đích thí nghiệm, yêu cầu tự lưa chọn dụng cụ, thiết kế phương án thí nghiệm để đạt được yêu cầu của đề bài. Định hướng giải: - Tiến hành đề ra phương án thí nghiệm dựa trên các câu hỏi định hướng như bài tập thí nghiệm định tính thiết kế phương án thí nghiệm - Nắm vững những dụng cụ đo lường được sử dụng, bố trí sơ đồ thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, lưu ý cách dùng dụng cụ sao cho giảm thiểu sai số, chọn công thức đơn giản nhất, chính xác nhất (để trong qua trình đo giảm thiểu sai số) - Xử lí số liệu cẩn thận, đánh giá sai số và nhận xét (sai số đọc, sai số dụng cụ…) Tác dụng : - Rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành - Rèn luyện thao tác trí tuệ, trí tưởng tượng, tính độc lập, tính kiên trì, nghị lực khắc phục trở ngại và chủ động, sáng tạo trong công việc 1.2.1.5. Phương pháp chung để giải bài tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm vật lí là một hình thức của bài tập vật lí nên tuân theo phương pháp cơ bản để giải một bài toán vật lí đã được Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Đức Thâm và một số tác giả khác trình bày ở [17], [37], [39]. Tuy nhiên BTTN vật lí vừa có đặc điểm của bài tập vừa có những đặc điểm của thí nghiệm nên nó có đặc trưng riêng. BTTN có nhiều loại, ở phần trên chúng tôi đã nêu sơ lược định hướng giải cho mỗi loại. Ở phần này chúng tôi trình bày các bước chung để giải bài tập thí nghiệm là: 1. Đọc kĩ đề bài, xác định các thuật ngữ quan trọng để tìm hiểu mục đích, yêu cầu của nội dung bài tập. 2. Phân tích bài toán để định hướng giải : Căn cứ mục đích yêu cầu mà bài toán đặt ra cần phân tích định hướng giải như sau: - Bài tập thuộc dạng nào? (định tính hay định lượng..) - Các hiện tượng, quá trình vật lí nào liên quan đến nội dung bài toán (cơ, nhiệt, điện, quang..) ứng các kiến thức vật lí nào có thể phải sử dụng. Từ đó suy ra miền xác định của hiện tượng, phát hiện vấn đề cốt lõi của bài toán - Đặc điểm và tính chất của các linh liện, hiện tượng vật lí đã cho hoặc sẽ dùng trong bài toán ra sao (đặc điểm của điện trở, tụ, yếu tố phi tuyến, nguồn điện, tính chất nở vì nhiệt của vật liệu, quán tính, liên hệ thể tích, đường kính, chiều dài; tính chất của con quay, con lắc …)? - Vạch rõ mối quan hệ giữa đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm biểu hiện ở các công thức, khái niệm , định luật nào. - Các dụng cụ đo lường đã cho dùng vào mục đích gì? Đại lượng cần tìm có thể đo trực tiếp hay gián tiếp bằng dụng cụ nào thông qua phép tính nào? - Đối tượng nghiên cứu được xét trong điều kiện ổn định hay biến đổi, các điều kiện ổn định hay biến đổi là gì? 3. Lập phương án giải: Dựa vào sự phân tích bài toán để - Xác lập sự phụ thuộc cần kiểm tra và khảo sát, lưa chọn dụng cụ cần thiết - Đề ra các phương án khả dĩ, lưa chọn phương án tối ưu, thiết kế sơ đồ thí nghiệm 4. Hiểu tác dụng của các dụng và cách vận hành các dụng cụ đo lường được sử dụng: - Dụng cụ dùng để đo đại lượng nào? - Xác định giá trị các độ chia, đọc giá trị, điều chỉnh vị trí số không của kim chỉ thị - Nguyên tắc lắp ráp dụng cụ, sai số phạm phải do dụng cụ 5. Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả quan sát hay đo được - Tìm phạm vi xác định của các đại lượng vật lí cần đo - Xác định các bước thí nghiệm để lập bảng ghi những đại lượng đo được - Tiến hành đo các đại lượng ghi vào bảng 6. Kết luận: - Xử lí số liệu đo đạc và tính toán, so sánh kết quả thực nghiệm và kết quả lí thuyết, nếu cần vẽ đồ thị lí thuyết và ghi các điểm thực nghiệm - Từ đó rút ra kết luận về kết quả nghiên cứu, nhận xét, ứng dụng của kết quả nghiên cứu trong thực tế. 1.2.2. Tổ chức dạy học bài tập thí nghiệm. Mặc dầu BTTN là phương tiện tốt để tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, tuy nhiên nếu việc tổ chức dạy các BTTN không thích ứng với HS, hoạch định các tình huống học tập không phù hợp… thì không thể kích hích tính tích cực chủ động của hoạt động nhận thức, phát triển năng lực trí tuệ và nhân cách toàn diện, lòng yêu thích môn học của học sinh [12]. Để dạy tiết học BTTN đạt được kết quả tốt, giáo viên cần định rõ mục tiêu của tiết học, đối tượng học nhằm lựa chọn bài tập thích hợp, nhằm xác định các bước hoạt động hướng dẫn của mình và các bước hoạt động tự lực, duy trì hứng thú của học sinh [20], [46]. 1.2.2.1. Mục đích, yêu cầu chung của tiết học bài tập thí nghiệm. Dạy BTTN phải làm cho học sinh biết vận dụng kiến thức lí thuyết để giải quyết một vấn đề thực tiễn, biết thiết kế phương án thí nghiệm, rèn luyện các thao tác trí tuệ, kĩ năng thực hành, để hiểu sâu sắc hơn kiến thức lí thuyết, từng bước tạo cho học sinh trực giác nhạy bén đối với các hiện tượng vật lí. Thông qua đó hình thành nhân cách nghiên cứu, tính hấp dẫn của môn học, khơi dậy tiềm năng sáng tạo. Mặt khác quá trình giải BTTN cũng làm bộc lộ những hiểu biết, quan niệm sai lệch của học sinh về lí thuyết, định luật, khái niệm vật lí để kịp thời tự điều chỉnh. Bởi vậy phát huy khả năng tự lực, tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh là yêu cầu quan trọng của việc giải BTTN. Để làm tốt mục tiêu trên, giáo viên phải biết cách hoạch định kế hoạch tổ chức tiết dạy một cách chi tiết, khoa học. 1.2.2.2. Tổ chức thực hiện một tiết học bài tập thí nghiệm Trong tiết dạy bài tập thí nghiệm giáo viên phải luôn luôn là người tổ chức hướng dẫn hoạt động học, học sinh luôn luôn được đặt vào ví trí chủ động nhất để tự lực hoạt động chiếm lĩnh tri thức . Muốn vậy giáo viên cần thực hiện các công việc sau:  Chuẩn bị nội dung dạy học - Lượng hóa mục tiêu của tiết học về thái độ, kiến thức, kĩ năng và căn cứ vào trình độ HS, yêu cầu về kiến thức chuẩn để xây dựng, lựa chọn các bài tập thí nghiệm phù hợp. - Xác định các vấn đề chính cần hướng dẫn, gợi mở, thường là xác lập các mối liên hệ giữa các hiện tượng vật lí, các kiến thức vật lí, kinh nghiệm cuộc sống, để phát hiện vấn đề và định hướng giải quyết vấn đề, các thao tác thí nghiệm, đo và xử lí kết quả, ứng dụng thực tiễn. - Dự kiến hình thức và mức độ hướng dẫn, gợi mở cần thiết sao cho phát huy được năng lực độc lập, tự lực nhận thức của các đối tượng học sinh. - Trên cơ sở đó trong giáo án GV dự kiến hệ thống câu hỏi hướng dẫn HS hoạt động. Hệ thống câu hỏi của GV tương ứng với mỗi hoạt động nhằm hướng dẫn HS tiếp cận, phát hiện và chiếm lĩnh kiến thức đóng vai trò quyết định chất lượng lĩnh hội của lớp học vì vậy cần chú ý: nên giảm thiểu số câu hỏi mang tính chất kiểm tra, gợi nhớ, vụn vặt tăng cường các câu hỏi gợi mở, định hướng, câu hỏi yêu cầu sự thông hiểu, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, hệ thống hóa, vận dụng kiến thức đã học để kích thích tư duy của HS. - Dạy BTTN theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức GV thường “cháy giáo án” vì thế cần xác định rõ các hoạt động trọng tâm, cân nhắc và phân bổ thời gian hợp lí. Chuẩn bị cơ sở vật chất: Để một tiết học BTTN có hiệu quả GV không được coi nhẹ việc chuẩn bị cơ sở vật chất. Giáo viên cần: - Xác định hình thức tổ chức dạy học thích hợp với từng loại BTTN để bố trí bàn ghế cá nhân linh hoạt - Chuẩn bị đủ các dụng cụ thí nghiệm, đảm bảo chất lượng. Đặc biệt GV cần phải thực hiện thí nghiệm trước, để kiểm tra đánh giá sai số, lường trước các khó khăn, trở ngại. - Tổ chức lớp thành các nhóm, mỗi nhóm 4- 5 học sinh để tùy bài toán mà yêu cầu các nhóm thực hiện các nhiệm vụ khác nhau.  Tổ chức hướng dẫn trên lớp. Việc tổ chức dạy học trên lớp là khâu chính yếu đảm bảo một tiết học thành công hay thất bại. Tùy theo diễn biến của hoạt động học mà GV linh hoạt vận dụng các phương pháp dạy học thích hợp. Tuy nhiên cần phải luôn luôn theo định hướng chủ đạo là: GV chỉ đóng vai trò là người tổ chức, hướng dẫn, định hướng, chỉ đạo hoạt động học; HS là chủ thể của hoạt động nhận thức. Vì vậy trong quá trình hướng dẫn giải BTTN giáo viên cần phải: - Tạo tình huống có vấn đề, định hướng phát hiện vấn đề cần phải giải quyết trong mỗi hoạt động để khêu gợi, tạo hứng thú cho HS khi chiếm lĩnh kiến thức [4], [36] - Tôn trọng các phương án giải quyết, các câu trả lời của HS bất kể đúng sai để khuyến khích tính tự lực, để phát hiện và điều chỉnh các sai lệch của HS - Không làm thay và tự trả lời câu hỏi của mình khi HS không tự giải quyết được mà cần phải đặt lại câu hỏi đơn giản hơn. - Theo sát các nhóm HS để kịp thời uốn nắn các sai lầm khi tiến hành thí nghiệm đặc biệt là các nhóm mà kĩ năng thao tác trí tuệ và chân tay chưa tốt, giúp nhóm ăn nhịp theo tiến trình tự chiếm lĩnh kiến thức cả lớp học - Tóm tắt kết quả của mỗi hoạt động trên bảng làm cơ sở cho việc định hướng hoạt động tiếp theo trong chuỗi hoạt động khi giải BTTN - Hướng dẫn HS nhận xét về phương án giải, rút ra kết luận, khái quát hóa để bổ sung, hoàn thiện kiến thức, đề xuất ý kiến và ứng dụng trong cuộc sống Dạy học là một nghệ thuật, tùy thuộc vào năng lực chuyên môn, năng lực sư phạm, đối tượng học mà việc tổ chức tiết dạy trên lớp diễn biến khác nhau Trên đây chỉ là một số đề xuất cơ bản khi tổ chức dạy bài tập thí nghiêm trên lớp . 1.3. CƠ SỞ THỰC TIỄN 1.3.1. Thực trạng chung của việc sử dụng bài tập thí nghiệm ở trường THPT Nền kinh tế toàn cầu hóa và nền kinh tế tri thức đòi hỏi một hệ thống giáo dục mới và phương pháp giáo dục mới sao cho thích nghi với mội trường xã hội đang liên tục thay đổi. Trước tình hình đó nghị quyết Trung ương Đảng lần 4 khóa VII, nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII và chiến lược giáo dục 2001- 2010 (ban kèm theo quyết định số 201/2001/QĐ-TTg ngày 28 -12- 2001) yêu cầu nghành giáo dục nước ta phải đổi mới mạnh mẽ và hiện đại hóa phương pháp giáo dục. Yêu cầu đổi mới phương pháp dạy và học đó đã được sự quan tâm của các cấp quản lí giáo dục và động đảo giáo viên. Các công trình nghiện cứu đổi mới PPDH đã được tổ chức, tiến hành thí điểm và đạt được những thành quả nhất định. Các PPDH nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS đã được vận dụng ở trường phổ thông. Tuy nhiên, hội nghị về đổi mới PPDH phổ thông cũng đã nêu ra thực trạng: PPDH của phần lớn GV chưa đáp ứng được yêu cầu đổi mới, việc dạy học vẫn tiến hành theo lối “ thông báo – tái hiện”. Vật lí là một bộ môn khoa học thực nghiệm nhưng PPDH vẫn không phải là ngoại lệ. HS có quá ít điều kiện để nghiên cứu, quan sát và tiến hành các thí nghiệm vật lí. Trang thiết bị vừa thiếu vừa không đồng bộ, việc khai thác sử dụng không hiệu quả. Phương pháp bộ môn, các phương tiện dạy học vẫn chưa được ý thức và quan tâm đúng mức. Sử dụng thí nghiệm và BTTN là một trong những phương tiện hữu hiệu để phát huy đặc._.h chất của các linh kiện, nguyên tắc rút gọn mạch điện. Vận dụng được định luật Ohm cho cho mạch có các nguồn khác nhau mắc nối tiếp, song song.  Về kĩ năng: Rèn luyện thói quen sử dụng dụng cụ đơn giản để phát hiện chức năng, hoặc cấu trúc “hộp đen” qua đó rèn luyện phương pháp “hộp đen”. Rèn luyện kĩ năng quan sát, phân tích kết quả để phát hiện vấn đề, thao tác thí nghiệm. 2. Phân tích bài toán.  Đây là BTTN định tính dạng “hộp đen”. Thông qua việc thay đổi các giá trị đầu vào phân tích kết quả thu được để suy ra cấu trúc của mạch điện trong “hộp đen”.  Để giải quyết bài toán, GV gợi ý cho HS thực hiện các thao tác định hướng sau: - Hãy cho biết các tác dụng của nguồn, điện trở, tụ, rơle nhiệt và yếu tố phi tuyến khác mà em biết…trong mạch điện của dòng điện không đổi? Căn cứ các đặc trưng đó và yêu cầu mạch điện trong hộp có dạng đơn giản nhất. Hãy dự đoán xem trong hộp có khả năng có các linh kiện nào? Làm thế nào để kiểm tra các dự đoán trên? Với các dụng cụ đã cho có thể có những cách mắc với hộp đen như thế nào? Thực hiện các cách mắc đó và ghi nhận kết quả, lưu ý dòng có đổi chiều hay không? Hãy phân tích kết quả thu được 1,25 & 0,625I A I A  , chiều dòng qua A không đổi để kết luận về cấu trúc mạch trong hộp? - Từ đó HS đề ra phương án. 3. Lập phương án, tiến hành thí nghiệm, giải thích.  Phương án: - Mắc ampe kế vào hai chốt A, B nếu ampe kế chỉ khác không trong mạch phải nguồn và điện trở, nếu ampe kế chỉ số không có nhiều khả năng khác xảy ra . - Mắc ampe kế nối tiếp nguồn nối tiếp hộp trong hai trưòng hợp cực âm và dương lần lượt nối với A. Ghi nhận kết quả đầu ra về chiều dòng và giá trị cường độ dòng. - Căn cứ dữ liệu đưa vào ( 1,5 ; 1,2V r    ) và dữ liệu ra phân tích rút ra cấu trúc mạch đơn giản nhất trong hộp. - Dựa vào mạch và các số liệu, kiến thức về mạch điện suy ra giá trị linh kiện.  Tiến hành thí nghiệm, giải thích: - Tiến hành thí nghiệm theo phương án trên thu được kết quả : 0AI  ; 1,25 ; 0,625I A I A  và chiều dòng từ A sang B qua Ampe kế là không đổi. - Giải thích: Dòng điện không đổi không đi qua tụ, Rơle có tác dụng đóng ngắt mạch khi nhiệt độ thay đổi hoặc dòng vượt một giá trị nào đó. Vì khi chỉ mắc ampe kế vào hộp ( AR rất nhỏ) 0AI  = const. Chứng tỏ trong hộp có nguồn điện và điện trở. Vậy mạch đơn giản nhất trong hộp có thể như hình B 2.30a hoặc B 2.30b. Áp dụng định luật Ohm cho mạch B 2.30b với giá trị đo 1,25 ; 0,625I A I A  và chiều dòng từ A sang B qua Ampe kế là không đổi, mạch này bị loại trừ. Vậy mạch điện đơn giản nhất là hình B 2.30a. Lúc này ra có: 1,5 1,5 1,25 &0,625 1,2 1,2 x x x x E E R R        4,5 ; 3,6x XE V R   5- Kết luận: Để xác định cấu trúc mạch trong hộp cần lưu ý: Phân tích tác dụng mỗi linh kiện điện trong mạch điện. Áp đặt điều kiện vào dựa vào dữ liệu đầu ra và kiến thức lí thuyết ta có thể xác định được cầu trúc mạch trong hộp kín. Các nguồn, điện trở có thể qui thành bộ có thể rút gọn bằng một nguồn, một điện trở. Có thể tách nguồn có điện trở thành nguồn lí tưởng nối tiếp điện trở hoặc coi điện trở nối tiếp nguồn là điện trở trong của một nguồn mới. Bài 31. Có hai hộp đen mỗi hộp có hai đầu dây ra. Trong hộp thứ nhất có hai cục pin mắc nối tiếp, hộp thứ hai có hai cục pin mắc song song. Mỗi pin có sức điện động  , điện trở trong r. Chỉ với dụng cụ là ampe kế lí tưởng có giá trị cực đại trên mặt chia độ là 0,6A và một biến trở R có giá trị cực đại 20 Ω. Hãy trình bày phương án xác định xem hộp nào là hộp thứ nhất, hộp nào là hộp thứ hai 1. Các mục tiêu mà HS cần đạt được.  Về kiến thức: Vận dụng được định luật Ohm cho mạch kín có các bộ nguồn ghép nối tiếp, song song. Hiểu được cường độ dòng ở mạch ngoài khi mắc song song các nguồn giống nhau có thể nhỏ hoặc lớn hơn khi mắc hai nguồn này nối tiếp, phụ thuộc quan hệ giữa điện trở mạch ngoài và điện trở trong của nguồn  Về kĩ năng: Rèn luyện thao tác tư duy, thao tác tay chân. Kĩ năng ghép nguồn có sức điện động giống nhau để tăng dòng mạch ngoài. A B Rx A B Rx Ex Ex r x B 2.30a B 2.30b 2. Phân tích bài toán.  Đây là BTTN định tính dạng hộp đen. Với ampe kế có điện trở rất nhỏ và điện trở R có giá trị tùy chọn, tìm phương án xác định cách ghép hai nguồn giống nhau trong mỗi hộp.  GV gợi ý cho HS các thao tác định hướng sau: Có thể mắc trực tiếp ampe kế đã cho vào hai cực của mỗi hộp để xác định I không? Tại sao? Với cùng một giá trị R của điện trở mạch ngoài bộ nguồn nào cho dòng qua R lớn hơn? Tại sao? Điện trở pin có giá cỡ bao nhiêu? Vậy cần đặt con chạy của biến trở ở khoảng nào để giải quyết bài toán? Từ định hướng đó HS đề xuất phương án phương án. 3. Phương án thí nghiệm, giải thích, kết luận.  Phương án: - Đánh dấu một hộp là A, hộp còn lại là B. - Cố định vị trí con chạy của biến trở ở khoảng giữa để đảm bảo R > r, mắc lần lượt biến trở nối tiếp với ampe kế vào hai hộp, đọc số chỉ ampe kế là AI và BI . - Nếu AI BI hộp A là hộp thứ hai.  Giải thích: Do ampe kế có thang đo nhỏ nếu mắc trực tiếp vào hai bộ nguồn kim sẽ vượt quá giá trị thang đo và có thể hỏng ampe kế vì thế phải mắc nó nối tiếp R. Mắc hộp thứ nhất và thứ hai với cùng một giá trị điện trở mạch ngoài, định luật Ohm cho 1 2 2 2 & 2 2 I I R r R r       (1) Như vậy không thể khẳng định bộ nguồn nối tiếp hay song song cho dòng mạch ngoài lớn hơn vì chúng phụ thuộc quan hệ giữa R và r. Giả sử 1 2I I Từ (1) suy ra, khi đó điện trở mạch ngoài R phải lớn hơn điện trở trong của nguồn r (R r ). Từ thực tế ta biết, điện trở của mỗi pin 1Ω< r < 2Ω nên để có R r và để giảm sai số do độ nhạy để con chạy ở khoảng giữa của biến trở. Như vậy ta đã cố định R r nên dòng đo đo được ở hộp nào lớn hơn hộp đó có các nguồn nối tiếp. 4-Kết luận. Khi ghép các nguồn giống nhau để có dòng điện ở tải tiêu thụ R lớn cần phải so sánh điện trở trong mỗi nguồn với điện trở tải: Khi R > r cần ghép nối tiếp và khi R < r cần ghép song song các nguồn. Một số BTTN đơn giản, ngắn gọn có thể dùng để củng cố trình độ xuất phát về tri thức, kĩ năng hoặc củng cố kiến thức cuối bài học lý thuyết. ( Các BTTN này do tính chất đơn giản của chúng nên chúng tôi không phân tích cách giải mà chỉ nêu gợi ý hướng sử dụng chúng trong tổ chức dạy học) Bài 32. GV bố trí mạch điện như hình vẽ B 2.32. Khi đóng khóa k bóng đèn không sáng. Hỏi trong mạch có dòng điện không? Hãy nêu phương án kiểm tra sự tồn tại dòng điện trong mạch ( Dùng kim NS, dây dẫn nối tắt r . Có thể dùng ở bài dòng điện không đổi hoặc ghép điện trở ) Bài 33. GV cho HS xem một bóng đèn tròn có số ghi 220V – 100W. Yêu cầu HS tính điện trở của nó theo công thức đã biết: 2 0 0 U R P  . Sau đó GV dùng một Ohm kế đo điện trở của bóng đèn tròn. Tại sao kết quả tính toán và kết quả thực nghiệm rất khác xa nhau? Kết quả điện trở tính từ 2 0 0 U R P  chỉ đúng khi nào? Tại sao bóng đèn thường hay bị đứt dây tóc khi đóng mạch? (Có thể dùng ở bài sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ) Bài 34. GV bố trí mạch điện như hình trên (B 2.32), đóng khóa k yêu cầu học sinh quan sát độ sáng của đèn. Không thay đổi U của nguồn, vị trí đèn và r chỉ với 1 cuộn dây làm thế nào để độ sáng của đèn tăng lên, giảm đi đáng kể? ( mắc song song r đèn sáng mạnh lên, song song đèn, đèn sáng yếu đi, mắc nối tiếp mạch đèn sáng yếu đi. Có thể dùng ở bài ghép nối tiếp song song các điện trở) Bài 35. GV dùng 2 điện trở 2 1 47R R   , bóng đèn pin 2,5V ) nguồn có hiệu điện thế không đổi U = 12V bố vôn kế và bố trí mạch H.2. Đóng công tắc nguồn HS đọc số chỉ vôn kế ( giá trị là 6,5V). Hỏi nếu có thể dùng bóng đèn pin có số ghi 2,5V mắc song song với 1R mà đèn không hỏng không? Sau khi HS dự đoán, GV mắc đèn vào cho HS quan sát và đèn sáng không hỏng? Tại sao có thể xảy ra trường hợp này? (Có thể dùng ở bài định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có R hoặc ghép điện trở, công suất). Bài 36. GV bố trí mạch điện gồm nguồn điện có U = 12V mạch ngoài có điện trở 10R   . Hỏi có thể dùng ampe kế có thang đo 0,6A điện trở ampe kế là 3,24 để đo dòng này được không? Cho phép dùng thêm một điện trở 1 1,5R   hãy nêu phương án thực hiện phép đo dòng qua R. Sai số gặp phải là bao nhiêu? (Có thể dùng ở bài điện trở phụ trong dụng cụ đo điện) Bài 37. Giáo viên bố trí mạch điện kín gồm một ampe kế có điện trở rất nhỏ nối tiếp biến trở, nguồn điện. Mắc vôn kế song song song am pe kế cho HS quan sát và giải thích tại sao hiệu điện thế hai đầu ampe kế bằng không nhưng vẫn có dòng chạy qua ampe kế . K U r D 6V + _ B 2.32 U=12V K V R1 R2 B 2.35 ( Cần để thang đo lớn thích hợp để điện trở ampe kế rất nhỏ và điển trở vôn kế lớn. Có thể dùng ở bài nguồn điện sức điện động của nguồn điện). Bài 38. GV dùng một cục pin mới 1,5V mắc nối tiếp bóng đèn 2.2V- 0,25A thành mạch kín. Yêu cầu HS quan sát độ sáng đèn. Độ sáng của đèn sẽ thay đổi ra sao nếu mắc thêm một cục pin mới nữa với cục pin đã cho mà a) Các cực cùng dấu nối nhau rồi nối với đèn ( ghép song song); b) các cực trái dấu nối nhau liên tiếp rồi nối với đèn ( ghép nối tiếp; c) các cực cùng dấu nối nhau liên tiếp rồi nối với đèn (xung đối). (Có thể dùng ở bài mắc nguồn thành bộ) Phụ lục 2 GIÁO ÁN III: GHÉP NGUỒN, ĐỊNH LUẬT OHM CHO CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH I- Mục tiêu: Về kiến thức: vận dụng được cách ghép nguồn nối tiếp, song song, hỗn hợp và định luật Ohm cho các loại đoạn mạch Về kĩ năng: quan sát, phân tích, suy luận logic, phát hiện vấn đề, lập phương án giải quyết vấn đề. Kĩ năng sử dụng dụng cụ đo hợp lí. Về thái độ: hình thành tính tự lực nhận thức, lòng say mê học tập, tính tỉ mỉ, cẩn trọng, phương pháp làm việc khoa học. II- Chuẩn bị: 1. Giáo viên:Chuẩn bị mỗi nhóm hai hộp kín, hộp A có 3 nguồn mắc xung đối, hộp B 3 nguồn mắc song song, vôn kế, ampe kế lí tưởng, dây nối. Đề bài tập Kế hoạch dạy học: Dạy ở phòng thí nghiệm, hoặc phòng bộ môn (nếu có), chia học sinh làm 10 nhóm 2.Học sinh: Ôn tập các kiến thức về ghép nguồn điện thành bộ. Định luật Ohm cho các loại đoạn mạch. III. Tiến trình dạy học 1. Bài cũ:1) Hãy viết các công thức tính sức điện động tương đương của bộ nguồn ghép nối tiếp, song song và hỗn hợp lên góc bảng 2) Để đo sức điện động của một bộ nguồn điện trong mạch điện như hình vẽ bên, với dụng cụ là một vôn kế có điện trở rất lớn em phải tiến hành như thế nào? Tại sao? (mở khóa k, mắc vôn kế vào hai cực của nguồn vì 2 2, 0c V cU E Ir R I U E      ). 2. Bài mới: Bây giờ vận dụng các kiến thức đã học giải BTTN sau: Bài toán: Có hai hộp kín A và B mỗi hộp có hai chốt cắm M, N. Trong mỗi hộp có 3 cục pin giống hệt nhau, sức điện động mỗi pin là 1,5V  điện trở trong r được ghép thành bộ nguồn rồi nối với hai chốt M, N. Biết rằng khi hai chốt M,N không nối mạch ngoài trong hộp không có dòng điện qua các nguồn. Chỉ được dùng các dụng cụ sau: một vôn kế, một ampe kế lí tưởng, một điện trở có giá trị R bất kì, dây nối. Yêu cầu: 1. Tìm phương án xác định cách ghép các nguồn trong mỗi hộp. 2. Tiến hành thí nghiệm xác định cách ghép nguồn trong mỗi hộp. Hoạt động của thầy Hoạt động của trò A R B k I. Giác ngộ mục đích,nhiệm vụ cho HS - Bài toán đặt ra nhiệm vụ gì? Trong điều kiện nào? Được sử dụng các dụng cụ nào? - Các dụng cụ đã cho, nguyên tắc hoạt động ra sao? Có thể giúp ích gì để giải quyết nhiệm vụ? Xác định mục đích và nhiệm vụ: 1- Lập phương án xác định cách ghép 3 nguồn giống nhau trong hai hộp A,B. 2- Tiến hành thí nghiệm theo phương án để xác định cách ghép - Nguồn đã biết 1,5V  . Khi để hở M, N trong các nguồn không có dòng. - Vôn kế có thể đo được hiệu điện thế hai cực của nguồn, và sức điện động bộ nguồn khi nguồn để hở. - Ampe kế để đo dòng mạch ngoài khi nối M,N với R. II. Định hướng giải quyết nhiệm vụ thứ nhất cho HS. 1- Định hướng xác định các cách ghép nguồn thỏa đề bài.  Ba nguồn giống nhau có thể có bao nhiêu cách ghép? Cách ghép nào không thỏa mãn yêu cầu của đề bài? Tại sao?  Sức điện động của mỗi bộ nguồn trong mỗi cách ghép bằng bao nhiêu? 2- Định hướng tìm liên quan giữa tác dụng của dụng cụ đo và mục đích nghiên cứu  Vôn kế có điện trở rất lớn có tác dụng gì trong việc xác định các cách ghép nguồn trong hộp?  Làm thế nào để biết cách ghép nguồn nếu cả hộp A và B vôn kế đều chỉ 1,5 ? 1- Xác định các cách ghép nguồn thỏa yêu cầu:  Có 10 cách ghép có thể như H.3.  Áp dụng định luật Ohm cho mạch kín để tính dòng (I) qua nguồn khi M,N để hở thì các cách mắc h.33; h.34; h.35; h.37; h.39 có 0I  .  Như vậy trong hai hộp chỉ có 5 khả năng ghép nguồn như các hình H.31; h.32; h.36; h.38; h.310; ứng các sức điện động 4,5V; 1,5V; 1,5V, 3V; 0V; 2-.Xác định vai trò của vôn kế, ampe kế và R:  Do VR  nên mắc vôn kế vào M, N xác định được BE . So sánh giá trị tính bằng công thức suy ra cách mắc các nguồn.  Cách ghép ở hộpA, B có thể là h.32 hoặc h.36. - Khi mắc ampe kế nối tiếp R vào sơ đồ lí thuyết là h.32 hoặc h.36 ta có: 32 36 1,5 1,5 3 / 3 I I R r R r      .(*) do đó mắc lần lượt hộp A, B với R nối tiếp ampe kế nếu: A BI I hộp A ứng cách mắc h 3.6; hộp B ứng cách mắc h (có thể khi bố trí mạch HS không bố trí R cần lưu ý HS điện trở ampe kế rất nhỏ)  Nếu đo được BE = 1,5V, làm thế nào để xác định cách ghép trong B? - Hãy đề nghị phương án tính dòng bằng công thức do hộp B sinh ra cho mạch ngoài,lưu ý rằng r và R chưa biết? (Có thể Hs sẽ gặp các trở ngại: không tìm được cách xác định r.GV lưu ý cho HS có thể tính được r, R bằng cách đo dòng và thế ở hộp A đã biết cách ghép) 3.2 và ngược lại.  Phải tính bằng công thức dòng do hộp B sinh ra cho mạch ngoài và so sánh với giá trị đo dòng của hộp bằng ampe kế. - Mắc hộp A đã biết cách ghép nguồn như hình vẽ để tính r : 2c B bU E Ir IR   . Đọc số chỉ vôn kế am pe kế Br r và R V  A M N R do r, R đã biết nên ta tính được cụ thể giá trị dòng bằng công thức (*). - Mắc hộp B với R nt ampe kế đọc số chỉ ampe kế nếu 32BI I thì các nguồn ở hộp B mắc như h 3.2 và ngược lại. III . Yêu cầu các nhóm trình bày tóm tắt phương án. Hãy trình bày tóm tắt phương án . Trình bày tóm tắt phương án giải quyết bài toán. Diễn đạt ngắn gọn phương án tiến hành thí nghiệm IV. Hướng dẫn HS giải quyết nhiêm vụ thứ hai.  Hãy tiến hành thí nghiệm và báo cáo kết quả.  Tại sao kết quả đo không trùng kết quả tính toán bằng lí thuyết?  Khi HS thông báo kết quả GV mở hộp A và B cho HS xem cách mắc bên trong. Mắc vôn kế vào M,N của hộp A, B đo sức điện động. Kết quả có giá trị như nhau 1,5V . Mắc R nt ampe kế vào M,N của hai hộp, đọc số chỉ thấy: A BI I . Kết luận hộp A các nguồn mắc xung đối, B mắc song song. Kết quả đo bao giờ cũng có sai số do dụng cụ, do cách bố trí mạch, do bỏ qua điện trở dây nối do cách thao tác thí nghiệm.. V. Hướng dẫnHS rút ra kết luận:  Để giải quyết bài toán dùng thí nghiệm xác định cấu trúc của hộp đen, hay xác định một đại lượng cần tiến hành như thế nào? Để giải quyết bài toán dùng thí nghiệm xác định một đại lương hay cấu trúc hộp đen bao giờ cũng phải tuân theo các bước: 1. Lập luận để xây dụng phương án khả thi một cách chi tiết, chặt chẽ 2. Sau đó mới tiến hành thí nghiệm 3. Củng cố:  Về kiến thức: - Cơ sở lí thuyết nào để giải thích vôn kế chỉ sức điện động của bộ nguồn khi mắc vào hai cực của bộ nguồn? - Khi mắc mạch ngoài với hộp B (ứng h.36) dòng qua nguồn tính bằng cách nào? - Khi mắc sơ đồ h.33 với mạch ngoài là R dòng qua các nguồn tính bằng phương pháp nào? Tại sao?  Về phương pháp giải toán: phương pháp giải bài toán thí nghiệm lập phương án và bài toán thí nghiệm quan sát, giải thích hiện tương khác, giống nhau ở các điểm cơ bản nào?  Bài tập về nhà: Bài 1:Với hai nguồn điện giống hệt nhau có sức điện động ε điện trở trong r. Hãy đề xuất phương án ghép chúng thành bộ để khi mắc với điện trở mạch ngoài 2 r R  thì: a)Dòng qua R lớn nhất. b)Công suất tiêu thụ mạch trên R cực đại. Bài 2: Một hộp đen có hai chốt A, B trong đó có hai nguồn điện có sức điện động và điện trở trong lần lượt 1 13 ; 2,6V r    và 2 21,5 ; 1,3V r    ghép với nhau rồi nối với hai chốt A, B. Với một điện trở 10R   và am pe kế lí tưởng. 1-Hãy đề xuất phương án xác định xem các nguồn trong hộp đã ghép với nhau như thế nào? 2- Tiến hành thí nghiệm xác định cách ghép các nguồn ở trong hộp. M N NM h.32 NM M N NM NM NM h.3.3 h.3.4 h.35 NM M NMN h.31 h.36 h.38 h.310h.37 h.39 Phụ lục 3 HÌNH ẢNH BỐ TRÍ CÁC THÍ NGHIỆM CỦA HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ GIÁO ÁN TRONG LUẬN VĂN B 2.1 B 2.7 B 2.8 B 2.9b B 2.10a B 2.10b B 2.9a B 2.11a B 2.11b B 2. 15 B 2.3 B 2.4 B 2.16a B 2.19a B 2.23a B 2.23b B 2.32a B 2.31a B 2.16b B 2.17 B 2.19b B 2.22 B 2.24a B 2.29 B 2.24b B 2.30 B 2.31b B 2.32b B 2.34a B 2.34b B 2.35a B 2.35b B 2.36a B 2.36b B 2.37 B 2.38a B 2.38b GA 2.1a GA 2.1b GA 2.2a GA 2.2b GA 2.3 Phụ lục 4 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM. TRƯỜNG THPT LONG XUYÊN TRƯỜNG THPT CHUYÊN THOẠI NHỌC HẦU Phụ lục 5 BÀI KIỂM TRA Thời gian: 45’ ( không kể thời gian phát đề) Họ và tên:………………………………….Lớp ………Trường THPT………………. Trong các phương án a,b,c,d của mỗi câu, hãy gạch chéo phương án mà em cho là đúng nhất. Cách đánh chéo khi chọn lại như bảng sau: Nếu chọn a a b c d Nếu chọn c bỏ a a b c d Nếu chọn lại a bỏ c, bôi đen a a b d Câu 1: Có bao nhiêu phương án ghép điện trở để có điện trở tương đương khác nhau từ bốn điện trở có giá trị giống nhau: a. 3 cách ghép b. 8 cách ghép. c. 5 cách ghép d. 6 cách ghép Câu 2: Cho mạch điện như hình vẽ H.2, hiệu điện thế U không đổi và 1 2R R Để số chỉ của ampe kế tăng cần ghép thêm một điện trở 3R = 1 2R R như thế nào?: a. 3 1//(R R nt ampakế) 2// R b. 3 1 2( // )R nt R R b. 3 2 1( ) //R ntR R c. 3 1 2( // ) //R R R Câu 3: Có mạch điện như hình vẽ H.3, các điện trở đều giống nhau, U = hằng số. Số chỉ của ampe kế nhỏ nhất nếu khóa K ở: a. Chốt 1 b. Chốt 2 c. Chốt 3. d. Chốt 4 Câu 4: Người ta dùng một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = const, biến trở 1R , điện trở có giá trị cố định R, vôn kế và ampe kế lí tưởng. Để kiểm chứng định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có điện trở thuần, phải bố trí thí nghiệm nào trong các cách bố trí thí nghiệm sau: a. Như hình 1. b. Như hình 2 c. Như hình 3 d. Như hình 4 A R U R 1 2 H.2 A K U 1 2 3 4 H.3 + - a c 1 V V AR U=const + _ R V AR U=const + _ 1 AR U=const + _ R1 H.1 H.2 H.3 H.4 A R U=const + _ R1 V Câu 5: Mạch điện như hình vẽ H.5, vôn kế có điện trở rất lớn và am pe kế có điện trở rất nhỏ so với điện trở của mạch. Số chỉ của vôn kế và ampe kế sẽ thay đổi như thế nào nếu di chuyển con chạy C sang phải a. Số chỉ vôn tăng, số chỉ ampe kế giảm. b. Số chỉ vôn kế giảm, số chỉ ampe kế giảm c. Số chỉ vôn kế không đổi, số chỉ ampe kế giảm d. Số chỉ vôn kế tăng, số chỉ ampe kế tăng Câu 6: Trong sơ đồ hình vẽ H.6 vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở rất nhỏ so với điện trở của mạch. Nguồn điện có 1,5 ; 1V r    điện trở 1 0,5r   . Số chỉ của ampe kế và vôn kế là: a. Ampe kế chỉ 1,5(A) vôn kế chỉ 1,5(V) b. Ampe kế chỉ 1,5(A) vôn kế chỉ 0(V) c. Ampe kế chỉ 0(A) vôn kế chỉ 1,5(V) d. Ampe kế chỉ 1,5(A) vôn kế chỉ 0,75(V). Câu 7: Với hai nguồn điện giống nhau mỗi nguồn có sức điện động là ε, điện trở trong r và một trong hai điện trở 1R r và 2 2 r R  một học sinh tạo ra một mạch điện kín có công suất tiêu thụ ở mạch ngoài lớn nhất. Học sinh đó đã ghép: a. Hai nguồn nối tiếp với điện trở mach ngoài là 1R r . b. Hai nguồn song song với điện trở mạch ngoài là 2 2 r R  c. Hai nguồn song song với điện trở mạch ngoài là 1R r d. Hai nguồn nối tiếp với điện trở mạch ngoài là 2 2 r R  . Câu 8: Trong mạch điện H.8 các nguồn điện giống nhau mỗi nguồn có 1,5 ; 1V r    . Điện trở vôn kế rất lớn, điện trở ampe rất nhỏ. Số chỉ của vôn kế và ampe kế là: a. Vôn kế chỉ 0 (V), ampe kế chỉ 0 (A). b. Vôn kế chỉ 1,5(V), ampe kế chỉ 0 (A) V A - R U+ C H.5 V A r1 a b c  r H.6 V A BA r  r  H.8 c. Vôn kế chỉ 0 (V), ampe kế chỉ 3 (A) d. Vôn kế chỉ 1,5(V), ampe kế chỉ 3 (A) Câu 9: Trong điều kiện có thể bỏ qua điện trở trong của nguồn điện thì khi đóng khóa k trong mạch điện trên hình H.9 sẽ dẫn đến: a. Giảm cường độ dòng điện qua các điện trở 1 2&R R b. Tăng hiệu điện thế ở hai cực nguồn điện c. Tăng công suất nguồn cung cấp cho mạch ngoài d. Tăng cường độ dòng qua các điện trở 1 2&R R Câu 10: Để xác định sức điện động  , điện trở trong r của một nguồn điện và giá trị chưa biết R người ta phải dùng sơ đồ thí nghiệm nào trong các sơ đồ sau: (Điện trở các vôn kế rất lớn, điện trở các ampe kế không đáng kể) a. H.1 b. H.2 c. H.3 d. H.4 R V A   r, R V A _  r R V   r, A 1 A 2 R   r, A 1 1V V 2 H .1 H .2 H .3 H .4 Phụ lục 6 BẢNG ĐIỂM BÀI KIỂM TRA. A. LỚP THỰC NGHIỆM STT HỌ VÀ TÊN ĐIỂM STT HỌ VÀ TÊN ĐIỂM 1 Lư Văn Thông 5 69 Nguyễn Thanh Hùng 6 2 Trần Thi Hồng Nhung 8 70 Châu Thiện Quí 5 3 Phan Nguyễn Bảo Ngọc 8 71 Phan Thế Huy 7 4 Trần Anh Phương 7 72 Tô Trọng Trung 9 5 Lê Bửu Ngọc 6 73 Nguyễn Việt Tiến 7 6 Nguyễn Mỹ Khánh 4 74 Nguyễn T. Ngọc Phượng 4 7 Nguyễn Thị Bích Hiền 5 75 Lê Thi Mộng Vân 7 8 Lê Thị Mai Hương 6 76 Phan Thành Phương 5 9 Lê Thị Ngọc Hân 7 77 Trần Ngọc Bích Tuyền 8 10 Phan Ngọc Trâm 6 78 Nguyễn Thị Trúc Ly 6 11 Hồ Thị Bích Thu 5 79 Đặng Thị Ngọc Nga 5 12 Đoàn Vĩnh Tường 7 80 Bùi Nguyễn Trọng Tòan 7 13 Đỗ Hoàng Duy 6 81 Cao Thu Trang 3 14 Phan Trọng Huy 7 82 Lý Minh Xuân 5 15 Nguyễn Ngọc Phượng 9 83 Nguyễn Thông Thái 3 16 Tạ Hoa Đăng Trinh 5 84 Trần Xuân Cường 5 R3 R R2 1  =0r k H.9 17 Phan Hải Hậu 7 85 Nguyễn Kim Trâm 4 18 Nguyễn Thị Hoàng Yến 9 86 Trương Kim Hoài Hậu 6 19 Nguyễn Hữu Tâm 8 87 Võ Minh Tâm 4 20 Phan Thị Hồng Nhung 6 88 Nguyễn Thị Mỹ Hiệp 6 21 Phan Huy Trinh 8 89 Mai Đức Anh 7 22 Nguyễn Thị Mai Ly 6 90 Trần Thanh Mai 8 23 Ngô Thị Tuyết Lan 6 91 Hồ Trần Thái Thuận 8 24 Lê Trúc Phương 6 92 Nguyễn Thị Thảo Ly 7 25 Lâm Thị Mỹ Linh 6 93 Nguyễn Đăng Khoa 5 26 Nguyễn Thị Kim Ngọc 6 94 Trần Thị Bảo Châu 3 27 Huỳnh Yến Vi 6 95 Tạ Kim Khọn 5 28 Phạm Lan Phương 7 96 Nguyễn Lê Duy 6 29 Nguyễn Hồng Vân 8 97 Đặng Ngọc Sánh 5 30 Nguyễn Phạm Thái 7 98 Nguyễn Ngọc Phúc 6 31 Nguyễn Thanh Huy 9 99 Nguyễn Thế Vinh 6 32 Lê Hoa Thiên Lý 8 100 Trần Phúc Nguyên 4 33 Lê Nguyễn Minh Thư 8 101 Lý Thanh Hậu 6 34 Dương Tiểu Linh 6 102 Hà Thị Thị Thúy 7 35 Trịnh thị Phương Dung 6 103 Nguyễn Quốc Phong 5 36 Huỳnh Thị Thanh Tuyền 8 104 Mohamach AMin 4 37 Nguyễn Thị Bích Trâm 6 105 Nguyễn Hoàng Phương 10 38 Nguyễn Hà Thu Diễm 6 106 Nguyễn Đặng Bích Liễu 6 39 Nguyễn Nhật Thanh 6 107 Bùi Thị Mỹ Duyên 8 40 Nguyễn Văn Minh 8 108 Nguyễn Thị Khánh Linh 7 41 Lý Quốc Thái 9 109 Nguyễn Thị Thanh Thúy 6 42 Nguyễn Quốc Vĩnh Phú 7 110 Nguyễn Thị Thanh Truyền 5 43 Lê Anh Kiệt 5 111 Thái Thị Thùy Trâm 5 44 Bùi Thị Mỹ Xuân 6 112 Thái Ngọc Rỡ 7 45 Nguyễn T. Bích Phượng 3 113 Phạm Huyền Trân 5 46 Phan Thị Thanh Tuyền 6 114 Trần Nguyễn Hồng Loan 5 47 Huỳnh Thị Phi Yến 6 115 Diệp Mai Ngọc Yến 5 48 Trần Phạm Thanh Trúc 7 116 Nguyễn Hoàng Việt 10 49 Nguyễn Thái Sơn 6 117 Nguyễn Phú Cường 5 50 Bùi Hoàng Đệ 5 118 Đinh Quốc Phong 7 51 Nguyễn Kim Ngọc 5 119 Trần Anh Tiến 8 53 Nguyễn Văn Lơ Găn 8 120 ChúcKha 6 54 Lưu Huỳnh Như 7 121 Nguyễn Hà Thu Hằng 5 55 Nguyễn Viết Nhật Huy 7 122 Nguyễn Thị Hoàng Anh 5 56 Lăng Thị Thùy Dương 5 123 Nguyễn Thị Kim Chi 4 57 Phan Thị Thanh Tuyền 8 124 Nguyễn Thị Ngọc Trân 4 58 Huỳnh Trần Phi Long 7 125 Chu Toàn Thắng 4 59 Vương Bảo Giang 7 126 Nguyễn Công Khanh 6 60 Phùng Thị Phương Loan 5 127 Lê Huỳnh Trúc 7 61 Nguyễn Thanh Toàn 8 128 Trương Thị Cẩm Loan 5 62 Khâu Minh Thái 7 129 Pham Thái Trung 9 63 Phùng Anh Thiện 9 130 Lâm Thị Kim Thanh 7 64 Đặng Hoàng Long 6 131 Phan Thị Kiều Tiên 4 65 Nguyễn Dương 8 132 Trần Huỳnh Đỗ Quyên 5 66 Vũ Quang Huy 8 133 Nga Quốc Cường 5 67 Trần Thanh Khiết 9 134 Lại Hữu Khải 8 68 Lê Trần Minh Thư 5 134 Nguyễn Thị Phương Dung 5 B. NHÓM ĐỐI CHỨNG. STT HỌ VÀ TÊN Điểm STT HỌ VÀ TÊN Điểm 1 Đỗ Việt Anh 6 68 Nguyễn Hữu Tín 5 2 Thái Ngọc 5 69 Lê Minh Vương 6 3 Phan Thúy Thụy Linh 7 70 Phan Trung Hiển 6 4 Trần Thị Ngọc Hạnh 6 71 Nguyễn Thế Duy 6 5 Nguyễn Ngọc Trúc 5 72 Nguyễn Khoa Nam 7 6 Lê Đoàn Mỹ Anh 3 73 Nguyễn Phạm Nhật Nam 6 7 Huỳnh Thị Kiều Diễm 6 74 Võ Minh Phụng 4 8 Lê Thị Thúy Huỳnh 6 75 Nguyễn Thị Ngọc Bích 6 9 Ngô Minh Giang 4 76 Hà Minh Tuấn Anh 8 10 Nguyễn Thái Hiền 6 77 Nguyễn Kim Châu 8 11 Võ Trung Nam 7 78 Trần Phương Mai Quỳnh 8 12 Huỳnh Thiện Nhân 2 79 Lê Thị Hồng Hoa 6 13 Nguyễn Thị Thanh Nhã 4 80 Thái Hồ Diệu Hiền 6 14 Nguyễn Thị Thùy Dương 6 81 Nguyễn Trang Minh Phương 6 15 Trương Hồng Sương 8 82 Phạm Thu Mai 5 16 Võ La Huỳnh Mai Lý 6 83 Phạm Hồng Loan 7 17 Quách Võ Nhã Trúc 9 84 Đỗ Thị Bích Thủy 4 18 Phan Ngọc Oanh 5 85 Thái Tân Xuyên 4 19 Lê Trúc Ly 7 86 Hoàng Thị Kim Diễm 7 20 Nguyễn Thủy Tiên 6 87 Nguyễn Phan Hạnh Dung 8 21 Lý Hồng Nhung 6 88 Châu Ngọc Bích Tuyền 8 22 Dương Quốc Tuấn 5 89 Trần Lê Khanh 7 23 Phan Trần Kim Huy 7 90 Huỳnh Cao Nhật Quang 3 24 Đồng Kim Ngân 7 91 Nguyễn Thái Ngọc Yến 3 25 Phạm Duy Khánh 6 92 Lư Thị Phương Nguyên 7 26 Bùi vũ Huy 7 93 Bùi Phi Yến 4 27 Lê Võ Đăng Quang 3 94 Hoàng Thủy Tiên 4 28 Nguyễn Anh Thi 6 95 Lê Thị Yến Phương 8 29 Nguyễn Thị Ngọc Thảo 6 96 Trần Ngọc Qỳnh Anh 7 30 Nguyễn Anh Cường 3 97 Từ Nguyễn Anh Duy 9 31 Lê Thị Cẩm Vân 6 98 Trần Thiện Trường Thuấn 5 32 Võ Thị Hoàng Oanh 6 99 Đặng Minh Khoa 4 33 Ngô Châu Hòai Thương 5 100 Nguyễn Thanh Tùng 5 34 Nguyễn Thị An Dung 5 101 Nguyễn Văn Ngoan 7 35 Võ Tu Cốp 8 102 Đặng Hoàng Sơn 4 36 Phạm Minh Huy 6 103 Nguyễn Thị Mỹ Hạnh 6 37 Nguyễn Đức Hiền 7 104 Nguyễn Hồng Loan 6 38 Phạm Kim Ngân 8 105 Phan Thị Huyền Trân 6 39 Lê Thị Thủy Tiên 6 106 Tô Hưng Thịnh 6 40 Lý Kim Xuyến 8 107 Phan Thị Thanh Loan 3 41 Nguyễn Phương Khanh 7 108 Nguyễn Thị Thủy Tiên 6 42 Hồ Tấn Khánh 6 109 Huỳnh Thị Phương Thảo 5 43 Nguyễn Thị Ngọc Hà 6 110 Phan Tuyết Mai 3 44 Lê Thị Phương Hiền 5 111 Trương Xuân Thịnh 5 45 Đỗ Kim Ngân 8 112 Đặng Thị Tú Vân 5 46 Phan Phú Phúc 6 113 Phạm Thị Mai Linh 5 47 Nguyễn Anh Duy 6 114 Lương Nhã Uyên 5 48 Nguyễn Ngọc Đức 5 115 Dương Quang Thắng 5 49 Dư Xuân Trường 6 116 Đinh Chí Cường 5 50 Võ Thị Thùy Trang 6 117 Lý Thanh Hiền 6 51 Lê Quốc Thái 4 118 Nguyễn Viết Bình 8 52 Lê Thị Phương Trúc 6 119 Lê Huỳnh Thi 3 53 Nguyễn Văn Phúc 5 120 Bùi Thị Xuân An 4 54 Nguyễn Hoàng Việt 6 121 Lê Thị Bích Tuyền 5 55 Lê Duy Linh 7 121 Châu Trung Tín 4 56 Nguyễn Bảo Châu 6 123 Phạm Trọnh Tuấn 7 57 Phạm Trọng Thẩm 6 124 Châu Định Sơn 8 58 Đỗ Quang San 5 125 Nguyễn Ngọc Hải 5 59 Huỳnh Lâm 5 126 Lý Thái Hoàng Trọng 5 60 Hồ Thanh Tùng 5 127 Lê Minh Ngọc 6 61 Huỳnh Chí Thanh 7 62 Nguyễn Thị Bích Vy 6 63 Nguyễn Thị Kim Cương 7 64 Lê Thị Thu Thủy 7 65 Nguyễn Thị Như Trân 8 66 Trần Huyền Trân 7 67 Nguyễn Đức Vũ 5 Phụ lục 7 CÂU HỎI ĐIỀU TRA VỀ VIỆC PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG GIỜ HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT. A. ĐỐI VỚI HỌC SINH Họ và tên:…………………………………………….nam,nữ………………... Trường THPT………………………………………...Lớp…………………… ( Các em vui lòng gạch chéo vào ô mà các em chọn ). NỘI DUNG ĐIỀU TRA. 1- Trong giờ học vật lý nếu có thực hiện thí nghiệm các em cảm thấy: ٱ Thích học hơn ٱ Bình thường ٱ Không thích. 2- So với các loại bài tập khác việc giải các bài tập vật thí nghiệm vật lý giúp em hiểu bài và vận dụng kiến thức : ٱ Tốt hơn ٱ Như nhau ٱ Kém hơn. 3- So với việc giải bài tập tự luận thì bài tập thí nghiệm làm các em suy nghĩ, sáng tạo: ٱ Nhiều hơn ٱ Như nhau ٱ Ít hơn. 4- Kết quả học tập của em qua các bài kiệm tra có sử dụng bài tập thí nghiệm là: ٱ Giỏi ٱ Khá ٱ Trung bình ٱ Yếu, kém. 5- Các em thường làm bài tập thí nghiệm: ٱ Thường xuyên ٱ Thỉnh thoảng ٱ Không làm 6- Các em vui lòng cho biết gặp những khó khăn, thuận lợi gì khi giải bài tập thí nghiệm ? a) Khó khăn: ……………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………. b) Thuận lợi: ………………………………………………………………. CÂU HỎI ĐIỀU TRA VỀ VIỆC PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG GIỜ HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT. B ĐỐI VỚI GIÁO VIÊN: Nam, nữ……………………………………………………………………………………………… Năm sinh:……………………………… số năm giảng dạy…………………………………..... Công tác tại trường THPT………………………………………………………………………. ( xin thầy cô vui lòng trả lời các câu hỏi dưới đây và gạch chéo vào ô mà thầy cô cho là hợp lý). 1- Việc dạy học theo các phương pháp tích cực có sử dụng bài tập thí nghiệm thầy, cô nhận thấy ý thức thái độ học tập của học sinh: ٱ Tốt hơn ٱ Bình thường ٱ Kém hơn. 2- Theo thầy, cô khả năng giải bài tập thí nghiệm của học sinh là: ٱ Hoàn toàn có thể ٱ Có thể ٱ Không thể. 3- Thời gian chuẩn bị giáo án có sử dụng bài tập thí nghiệm so với thời gian chuẩn bị giáo án không sử dụng bài tập thí nghiệm của thầy, cô là : ٱ Lâu hơn ٱ Ít hơn ٱ Như nhau ٱ Chấp nhận được 4- Qua kiểm tra cho thấy hiệu quả học tập của lớp có sử dụng bài tập thí nghiệm so với các lớp khác mà thầy, cô phụ trách là: ٱ Tốt hơn ٱ Bình thường ٱ Kém hơn. 5- Theo thầy, cô bài tập thí nghiệm cần đưa vào các khâu nào trong quá trình dạy học: ٱ Trên lớp ٱ Ở nhà ٱ Trong kiểm tra đánh giá ٱ Tất cả các khâu. 6- Thầy, cô vui lòng cho biết những khó khăn thuận lợi, khi sử dụng bài tập thí nghiệm trong quá trình dạy học: a) Khó khăn:…………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………… b) Thuận lợi ………………………………………………………….. ………………………………………………………………………….. ._.