mở đầu 11 Với chức năng này, các TBTN giúp thực hiện các thí nghiệm đơn giản, nhưng bao quát và định hướng được vấn đề nghiên cứu sau đó. Cũng có thể giúp thực hiện các TN có tính chất bất ngờ, nghịch lý để tạo tình huống có vấn đề, làm nảy sinh vấn đề nghiên cứu ở HS, tạo cơ sở cho HS tiếp nhận vấn đề nghiên cứu một cách tự nhiên, rõ ràng nhất. Ví dụ, khi dạy bài “Lực ma sát” ban đầu GV tiến hành TN khúc gỗ đặt trên mặt bàn. + Khi lực kéo còn nhỏ, khúc gỗ chưa chuyển động.
+ Khi lực kéo đạt giá trị đủ lớn F0, khúc gỗ bắt đầu chuyển động trên mặt bàn. + Khi lực khúc gỗ đã chuyển động, lực kéo F<F0 khúc gỗ chuyển động. GV tiến hành các thí nghiệm và yêu cầu HS giải thích các hiện tượng quan sát được. Qua đó, HS nhận thấy sự xuất hiện của lực ma sát nghỉ, ma sát trượt và vai trò của lực quán tính khi vật đang chuyển động.
Với thí nghiệm mở đầu, GV đã đưa HS nhận diện được lực ma sát nghỉ, ma sát trượt, ma sát lăn xuất hiện khi nào, đồng thời định hướng và yêu cầu HS giải quyết vấn đề cần đặt ra là tìm hiểu đặc điểm của các loại lực ma sát. TBTN là phương tiện dạy học quan trọng nhất để thực hiện các TN nhằm hình thành kiến thức, kĩ năng mới trong quá trình dạy học. Nhờ có các TBTN, các TN được thực hiện trong quá trình nghiên cứu tài liệu mới sẽ cung cấp các cứ liệu thực nghiệm nhằm khái quát hóa hoặc kiểm nghiệm các kết quả rút ra từ các suy luận …Như vậy, do đặc thù của môn học vật lí là khoa học thực nghiệm nên TBTN sẽ có vai trò quyết định đến chất lượng kiến thức mà HS chiếm lĩnh được. Ví dụ: Đề nghiên cứu đặc điểm của lực ma sát ( phụ thuộc vật liệu, tình trạng bề mặt tiếp xúc và áp lực lên mặt tiếp xúc, không phụ thuộc diện tích mặt tiếp xúc) nhờ vào việc tiến hành thí nghiệm sẽ tạo điều kiện giúp HS rút ra được những kết luận.
Nếu không có các TN này, buộc giáo viên phải truyền đạt nội dung kiến thức theo hình thức thuyết trình. Điều này không đạt được hiệu quả cao khi dạy học bộ môn Vật lí. Khảo sát lực ma sát Việc nghiên cứu các kiến thức về lực ma sát sẽ đạt hiệu quả cao nếu như các kết luận được rút ra nhờ việc cho đồng thời nhiều nhóm HS của lớp thực hiện các TN khảo sát “Lực ma sát” : Nhóm 1: Khảo sát lực ma sát phụ thuộc vào vật liệu tiếp xúc. Nhóm 2: Khảo sát lực ma sát phụ thuộc tình trạng bề mặt tiếp xúc.
Nhóm 3: Khảo sát lực ma sát không phụ thuộc bởi diện tích tiếp xúc và tốc độ chuyển động của vật. Nhóm 4: Khảo sát lực ma sát tỉ lệ với áp lực ( N) lên mặt tiếp xúc. Từ đó rút ra được hệ số ma sát trượt. Một ví dụ khác, khi nghiên cứu đặc điểm của lực cản của môi trường chất lưu.
GV có thể hướng dẫn HS tiến hành các thí nghiệm: - Thả 2 viên bi đồng thời vào các chai đựng chất lỏng khác nhau, các viên bi rơi khác nhau. Từ đó rút ra nhận xét, lực cản của chất lưu ảnh hưởng bởi bản chất của môi trường chất lưu. Thí nghiệm khảo sát lực cản chất lưu phụ thuộc vào môi trường 13 - Kéo xe có gắn tấm cản khác nhau chuyển động đều trong môi trường chất lưu, độ lớn lực kéo xác định được chính là lực cản môi trường lên các tấm cản. Các tấm cản có diện tích càng lớn, lực cản đo được tăng.
Từ đó rút ra được kết luận lực cản phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc Hình 1. TBTN khảo sát lực cản và lực nâng c. TBTN có thể được sử dụng để thực hiện trong nhiều giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học ( ôn tập, củng cố và mở rộng kiến thức đã chiếm lĩnh được). Ví dụ, sau khi học xong bài “Lực ma sát” GV yêu cầu học sinh tiến hành đo độ lớn lực ma sát trên mặt đường bê tông trong các trường hợp: Vật chuyển động là miếng lốp mới, miếng lốp đã mòn; bề mặt bê tông khô, ướt, có cát, có dầu nhớt.
Từ đó HS có thể tự rút ra được các kết luận về việc khi tham gia giao thông trong các trường hợp cụ thể cần xử lí như thế nào để đảm bảo ATGT. Một ví dụ khác khi dạy bài lực cản và lực nâng. Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, GV hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm khảo sát lực cản phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật. Giai đoạn củng cố, GV yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức về định luật Archimedes về vật cân bằng trong chất lưu từ đó xác định khối lượng riêng của chất lỏng.
Với nhiệm vụ này, GV giao cho HS về nhà tiến hành thực nghiệm và báo cáo kết quả thực nghiệm ở tiết học sau. TBTN nhằm kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức, kĩ năng của HS được tiếp nhận, đồng thời có thể làm thay đổi một số quan niệm sai lầm vốn có của HS. 14 Ví dụ: Sau khi học xong bài “Lực cản và lực nâng”, GV giao nhiệm vụ cho HS nghiệm lại nội dung định luật Archimedes. Tiến hành đo khối lượng chất lỏng bị chiếm chỗ bằng với độ lớn lực đẩy Archimedes.
Từ đó xác định trọng lượng riêng của chất lỏng. TBTN nghiệm lại định luật Archimedes và đo trọng lượng riêng của chất lỏng e. Sử dụng TBTN trong dạy học góp phần nâng cao tính tích cực, năng lực sáng tạo trong hoạt động nhận thức và tạo các xúc cảm tích cực thúc đẩy quá trình học tập của HS. Trong quá trình học tập, khi tham gia thiết kế, xây dựng các phương án TN để kiểm tra giả thuyết hoặc rút ra các kết luận, đòi hỏi HS nỗ lực, cố gắng rất cao từ đó nâng cao tính tự giác, năng lực sáng tạo và kĩ năng làm việc nhóm hiệu quả.
HS được xây dựng kế hoạch tiến hành TN ( vừa được nói và làm) việc này tạo ra những cảm xúc: vui vẻ, hào hứng, tự tin, chủ động…bên cạnh đó kích thích sự nỗ lực, sáng tạo, tìm tòi khám phá…đối với bản thân HS 15 Hình 1. Cảm xúc ngạc nhiên, phấn khích của HS khi tiến hành TN tìm hiểu lực nâng 1. Phân loại TBTN Theo các tài liệu [1][2][8], có nhiều cách phân loại TBTN. Chúng tôi thấy rằng: nếu căn cứ vào chủ thể sử dụng chủ yếu thì có thể chia TBTN làm 2 loại, cụ thể là: *Thí nghiệm biểu diễn: Là các TBTN do GV trực tiếp tiến hành TN trong các giờ học ( tìm hiểu kiến thức mới, ôn tập, củng cố), HS tham gia với mức độ vừa phải.
Thí nghiệm biểu diễn không đòi hỏi số lượng thiết bị nhiều. Đối với TN biểu diễn, HS chỉ được quan sát GV tiến hành thí nghiệm TN chứ không trực tiếp được tham gia tiến hành TN nên có gây khó khăn cho việc tiếp nhận kiến thức. Bên cạnh đó, TN biểu diễn không tạo điều kiện cho HS phát triển các năng lực thực nghiệm. * Thí nghiệm thực tập: Là các TBTN do GV tổ chức cho HS tiến hành thí nghiệm ( trên lớp, ở nhà, ngoài không gian thiên nhiên…) mục đích khảo sát hay kiểm chứng một hiện tượng, định luật hay công thức.
Với TN thực tập , học sinh được trực tiếp tiến hành các thao tác thí nghiệm để tìm hiểu kiến thức mới và vận dụng kiến thức đã học vào các vấn đề trong thực tiễn. Việc này giúp HS dễ dàng khắc sâu kiến thức và áp dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn tốt hơn. Tuy nhiên,khi sử dụng TBTN thực tập sẽ cần nhiều thời gian trong việc chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm và tổ chức thực hiện thí nghiệm. Tổ chức dạy học phát triển năng lực thực nghiệm 1.
Các yêu cầu của việc tổ chức dạy học theo phát triển năng lực thực nghiệm Căn cứ vào các tiêu chí của công văn 5555/ BGDĐT–GDTrH ngày 08 tháng 10 năm 2014 của Bộ trưởng Bộ GDĐT về việc hướng dẫn sinh hoạt chuyên môn về đổi mới PPHD và KTĐG; căn cứ công văn 5512/BGDĐT-GDTrH5512 ngày 18/12 năm 2020 về xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch giáo dục của nhà trường, khi xây dựng một KHBD cần đảm bảo các yêu cầu sau:[6][7] a. Yêu cầu về sự chuẩn bị KHBD: KHBD cần được chuẩn bị cẩn thận nhưng có tính mở để có thể điều chỉnh. Về nội dung này, đòi hỏi GV trong quá trình xây dựng KHBD phải quan tâm đến đặc điểm của đối tượng HS, xem xét các điều kiện về cơ sở vật chất của nhà trường và các phương tiện dạy học từ đó có thể lên phương án các tình huống phát sinh trong quá trình tổ chức các hoạt động dạy học. Để phát triển NLTN, GV cần chuẩn bị các TBTN (lựa chọn, thử nghiệm thiết bị, lên kế hoạch hướng dẫn).
Với các thí nghiệm đơn giản đòi hỏi HS tự chuẩn bị, GV có thể lên kế hoạch giao nhiệm vụ chuẩn bị TBTN cho HS chuẩn bị. Yêu cầu về việc đáp ứng mục tiêu của CTGDPT: Trong quá trình dạy học, GV cần đảm bảo đáp ứng các yêu cầu cần đạt mà CTGDPT môn Vật lí đã ban hành. Dựa trên yêu cầu cần đạt, nếu muốn tăng cường phát triển NLTN, cần dựa trên điều kiện tổ chức dạy học theo hướng phát triển NLTN để phát biểu rõ thêm các mục tiêu phát triển NLTN trong dạy học chủ đề mà GV chuẩn bị. Yêu cầu về việc đảm bảo tiến trình tổ chức hoạt động dạy học: – Tổ chức dạy học cần đảm bảo sự phù hợp của chuỗi hoạt động học bao gồm : + Hoạt động mở đầu/đặt vấn đề.
+ Hoạt động tổ chức để HS hình thành kiến thức. + Hoạt động tổ chức để HS luyện tập và vận dụng kiến thức. – Trong mỗi hoạt động dạy học cần đảm bảo các vấn đề đề sau: + Bám sát được trình tự các hành động để đạt mục tiêu. 17 + Mô tả rõ nội dung việc chuyển giao nhiệm vụ; thực hiện nhiệm; kết quả và thảo luận; kết luận về quá trình và kết quả thực hiện nhiệm vụ.
Với việc chú trọng phát triển NLTN của HS, cũng cần chú ý căn cứ vào điều kiện thực hiện về mặt thời gian, về cơ sở vật chất, về khả năng của HS .để có những điều chỉnh phù hợp.