1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH -------------------------- NGUYỄN THỊ HÂN XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI HỌC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỀ MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC MÔN “MẠCH ĐIỆN” HỆ CAO ĐẲNG NGHỀ LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC VINH- 2009 2 LỜI CẢM ƠN! Trước hết tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Trịnh Đức Đạt đã trực tiếp hướng dẫn tác giả thực hiện đề tài này. Tác giả xin chân thành cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Vật lý, Khoa đào tạo Sau đại học trường Đại học Vinh, và đồng thời cảm ơn Ban giám hiệu , Trưởng Khoa điện, các đồng nghiệp trong Khoa Điện, các thầy giáo, cô giáo Trường Cao Đẳng Nghề Kỹ Thuật Việt Đức đã giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng tác giả bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã động viên, giúp đỡ, sẻ chia những khó khăn để tác giả hoàn thành việc học tập, cũng như hoàn thành đề tài này. Vinh, 2010 MỞ ĐẦU 1.Lý do chọn đề tài 3 Đã từ lâu, các nhà quản lý giáo dục luôn quan tâm đến vấn đề nâng cao chất lượng dạy học trong nhà trường, vấn đề cấp thiết này luôn đặt ra cho các nhà nghiên cứu giáo dục, các nhà quản lý, và mỗi giáo viên là phải tìm những giải pháp khác nhau, đồng bộ cùng hướng tới mục đích của giáo dục đó là: đào tạo những con người có tri thức, trí tuệ, năng động sáng tạo, sẵn sàng đáp ứng nhu cầu về lao động của thực tiễn xã hội đang phát triển. Khi các em học sinh đã rời ghế nhà trường của cấp học phổ thông, các em có nhiều nguyện vọng, và ước mơ cho tương lai của mình, và trường dạy nghề là một trong những lựa chọn để đưa các em trở thành những người lao động chính, có tay nghề vững vàng vận dụng những kiến thức khoa học vào trong thực tiễn của cuộc sống góp phần sáng tạo, kiến thiết đất nước, phù hợp với sự phát triển như vũ bão của khoa học trên thế giới. Để làm được việc đó, nhiệm vụ đặt ra cho các nhà giáo dục, các giáo viên và đặc biệt là giáo viên trường dạy nghề, trong quá trình dạy học phải cung cấp cho các em kỹ năng thực hành, rèn luyện tay nghề, góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh. Trong hệ thống các môn học của chuyên nghành điện, thì bộ môn “mạch điện ” là một môn học cơ sở, trang bị cho học sinh, sinh viên những kiến thức cơ bản dựa trên những kiến thức đã học của môn vật lý phổ thông. Việc đưa các thí nghiệm thực hành vào giảng dạy bộ môn “ Mạch điện ” là rất cần thiết cho học sinh, sinh viên trường nghề. Ta đã biết vật lý học trong nhà trường là một môn học có đặc thù sử dụng thí nghiệm vật lý như một phương tiện, phương pháp phát huy tác dụng tốt theo hướng tăng cường hoạt động tự lực của học sinh. Vận dụng phương pháp của bộ môn vào dạy học môn “ Mạch điện” sẽ góp phần phát triển tư duy của học sinh, rèn luyện các kỹ năng thực hành, kỹ năng tính toán, đo đạc các đại lượng cần quan tâm, sự thành công của thí nghiệm vật lý làm tăng sự tin tưởng ở các em vào khoa học . 4 Đối với học sinh trường nghề, các em học sinh có chất lượng tương đối thấp so với các trường cao đẳng, đại học nói chung, và các thí nghiệm vật lý giúp các em hiểu, và nắm vững bài học một cách sâu sắc hơn. Quá trình giảng dạy, chúng tôi nhận thấy, việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học môn “Mạch điện” đang còn thiếu thốn, và hầu như chưa được sử dụng, quá trình dạy học còn mang nặng tính lý thuyết. Do đó, sử dụng thí nghiệm vật lý vào giảng dạy bộ môn “ Mạch điện” hợp lý sẽ tạo điều kiện cho học sinh củng cố và khắc sâu kiến thức, chúng là phương tiện để kiểm tra kiến thức , và rèn luyện kỹ năng kỹ xảo thực hành một cách có hiệu quả, đồng thời mở rộng tầm mắt kỷ thuật và là hành trang tốt cho học sinh đi vào thực tế. Căn cứ vào thực tiễn giảng dạy và những nhận định nêu trên chúng tôi chọn đề tài: Xây dựng một số bài học sử dụng thí nghiệm về mạch điện một chiều nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn – mạch điện- hệ cao đẳng nghề. 2. Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng một số bài học sử dụng thí nghiệm về mạch điện một chiều nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn “ Mạch điện ” của trường dạy nghề trong phạm vi khoa điện. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 3.1 Đối tượng nghiên cứu: - Quá trình dạy học vật lý và chương dòng điện không đổi ở trường phổ thông. - Các thí nghiệm vật lý có liên quan. - Nội dung dạy học bộ môn “Mạch điện”. - Các tài liệu lý luận liên quan đến việc sử dụng thí nghiệm dạy học phần mạch điện một chiều. 3.2 Phạm vi nghiên cứu Các thí nghiệm vật lý về mạch điện một chiều 5 4. Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng một cách hợp lý một số thí nghiệm để dạy học chương “ Mạch điện một chiều ”của môn – Mạch điện- trong nghành điện của trường dạy nghề để góp phần nâng cao chất lượng dạy và học của bộ môn. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận về vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý nói chung và chương mạch điện một chiều của bộ môn “ Mạch điện ” nói riêng. - Nghiên cứu chương trình SGK, sách GV, và các tài liệu có liên quan đến việc sử dụng thí nghiệm dạy học về mạch điện một chiều. - Tìm hiểu trang thiết bị thí nghiệm, việc sử dụng thí nghiệm thực hành trong dạy học ở trường cao đẳng nghề. - Xây dựng một số bài học thí nghiệm phục vụ cho chương “Mạch điện một chiều” - Thực nghiệm sư phạm. 6. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học để làm sáng tỏ về mặt lý luận có liên quan đến thí nghiệm ở trường nghề. - Nghiên cứu thực nghiệm: +Nghiên cứu các tài liệu chương trình để đưa ra phương án thí nghiệm. + Tiến hành một số thí nghiệm về chương “Mạch điện một chiều” + Thực nghiệm sư phạm ở trường dạy nghề. + Xử lý số liệu để có biện pháp đã đề xuất trên cơ sở lý luận và thực tiễn. 7. Đóng góp của luận văn: - Làm rõ cơ sở lý luận của việc sử dụng các thí nghiệm vật lý vào dạy học môn “ Mạch điện” - Đề xuất một số kế hoạch sử dụng thí nghiệm vào dạy học chương “ Mạch điện một chiều” của môn – Mạch điện 6 8. Cấu trúc của luận văn: Ngoài phần mở đầu, kết luận, và tài liệu tham khảo, luận văn gồm có 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận của việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học Chương 2: Sử dụng một số thí nghiệm vào dạy học chương “Mạch điện một chiều ” Chương 3: thực nghiệm sư phạm Kết luận Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 7 1.1.Phương pháp giảng dạy bộ môn vật lý với phương pháp giảng dạy bộ môn “ Mạch điện” Như chúng ta đã biết, mỗi bộ môn khoa học đều có những đặc điểm riêng, có đối tượng và phương pháp nghiên cứu tương ứng, mang đặc điểm của bộ môn. Với bộ môn “ Mạch Điện “ trong trường dạy nghề mang nội dung kiến thức của môn vật lý,vì thế lý luận về phương pháp giảng dạy bộ môn “ Mạch điện “ là một bộ phận của lý luận về phương pháp giảng dạy môn vật lý nghĩa là phải dựa trên cơ sở triết học duy vật biện chứng, vì: - Các tư tưởng vật lý liên quan chặt chẽ với các tư tưởng triết học duy vật biện chứng. - Lý luận về phương pháp dạy học vật lý trong nhà trường Việt nam phải dựa trên nhận thức luận Mác – Lê nin. Đó là con đường biện chứng nhận thức chân lý, nhận thức hiện thực khách quan. Bộ môn phương pháp giảng dạy vật lý nhằm làm cho học sinh lĩnh hội và vận dụng kiến thức và kỹ năng một cách sáng tạo.Học sinh phải có phương pháp nhận thức tốt, khoa học. Bản chất của quá trình nhận thức đã được Lê nin nêu lên thành luận điểm nổi tiếng như sau: “ Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng trở lại thực tiễn, đó là con đường biện chứng nhận thức chân lý, nhận thức hiện thực khách quan”(Bút ký triết học, nhà xuất bản chính trị quốc gia Mát cơ va- 1947, tr146-147) Để làm được tốt điều này cần coi trọng 3 mặt: Vai trò của trực quan, của tư duy trừu tượng và vận dụng vào thực tiễn. Trực quan giúp ta cảm giác đầu tiên, có khái niệm sơ bộ về hiện tượng sự vật. Tư duy, nhất là tư duy trừu tượng phát triển trên cơ sở quan sát, tiến hành phân tích, so sánh, nêu giả thiết và luận cứ để rút ra kết luận về những hiện tượng và sự vật đang được nghiên cứu. Trong quá trình học tập, học sinh còn phải vận dụng kiến thức vào thực tế đời sống. 8 Phương pháp giảng dạy còn phải xây dựng dựa trên các nguyên tắc dạy học cơ bản sau: a, Tính khoa học trong giảng dạy, có tác dụng: kiến thức học sinh thu nhận trở nên có cơ sở, do đó có sức thuyết phục đối với học sinh; học sinh rèn luyện được cách nắm kiến thức một cách khoa học. b, Nguyên tắc trực quan được coi trọng và nhấn mạnh trong lý luận cũng như trong thực tiễn. Pextalôzi, một nhà sư phạm Thụy sĩ lỗi lạc(1746-1827) đã từng gọi trực quan là nguyên tắc dạy học cao nhất (L.V. Zancôp, lý luận dạy học và đời sống, nhà xuất bản giáo dục, Hà nội- 1970, tr191). Trực quan trong dạy học vật lý trước tiên phải kể đến vai trò của thí nghiệm vật lý, vai trò thực tiễn. Đó vừa là cơ sở, vừa là thước đo của quá trình nhận thức. Vật lý là một khoa học thực nghiệm. Nó dựa vào quan sát, thí nghiệm và phép đo để tìm hiểu các định luật của tự nhiên và bất kỳ một định luật nào được tìm ra cũng phải được kiểm nghiệm lại trong thực tiễn. Vì thế khi giảng dạy vật lý cần hết sức coi trọng thực nghiệm. Tính chất thực nghiệm của vật lý còn thể hiện ở điểm mọi định luật và lý thuyết vật lý, ở mức độ khác nhau, đều là những kết luận rút ra sau một quá trình tư duy logic trên những kết quả quan sát, thí nghiệm đo lường và tính toán về các hiện tượng tự nhiên. Khi giảng dạy vật lý, điều cần thiết là phải quán triệt đặc điểm của nó.Vật lý là một khoa học thực nghiệm. Nó dựa vào quan sát, thí nghiệm và phép đo để tìm hiểu các định luật của tự nhiên và bất kì một định luật nào được tìm ra cũng phải được kiểm nghiệm lại trong thực tiễn. Vì thế khi giảng dạy vật lý cần hết sức coi trọng thực nghiệm, phục hồi vị trí xứng đáng của nó mà trước đây, do hoàn cảnh khó khăn mà ta chưa thực hiện được đầy đủ. Cần rèn luyện cho HS thói quen quan sát và ghi nhận hiện tượng một cách rành mạch và chính xác, có thói quen đo lường và biết ghi kết quả một cách khách quan để có thể trên cơ sở đó mà tìm ra mối quan hệ định tính và định lượng. 9 Do tính chất thực nghiệm của vật lý mà các khái niệm, đại lượng của nó đều xuất phát từ thực tiễn, từ yêu cầu của sự phát triển của khoa học vật lý. Điều đó đòi hỏi trình bày hoàn cảnh xuất hiện, nhu cầu hình thành các khái niệm và các đại lượng, tránh lối đưa định nghĩa một cách dự đoán, dựa vào công thức toán học mà không có sự dẫn dắt thực nghiệm cần thiết Một đặc điểm của vật lý học là mặt định lượng, tính chính xác chặt chẽ của nó. Vật lý học không dừng lại ở những nhận xét và suy lý chung chung mà từ rất đã sử dụng công cụ toán học làm một phương tiện nghiên cứu. Chúng ta thấy rõ rằng các định luật thể hiện mối liên quan giữa các đại lượng qua biểu thức toán học. Các biểu thức vật lý ở trường phổ thông tuy đơn giản nhưng thường chứa đựng một lượng thông tin lớn, Từ các biểu thức toán học khá đơn giản ấy, người ta suy ra rất nhiều những hệ quả khác cho nên những biểu thức ấy không hề khô khan, trái lại nó mang nhiều ý nghĩa sinh động vì bằng công cụ toán học mà nó giúp ta suy đoán được rất nhiều hiện tượng, định luật. Toán học còn cho phép các nhà vật lý tìm thấy nhiều mối liên hệ giữa nhiều định luật vật lý mà nhìn thì như không liên quan với nhau. Ngôn ngữ toán học đã làm cho khoa học vật lý trở nên một khpoa học chặt chẽ, chính xác. Vì thế lúc giảng dạy vật lý, chúng ta phải làm cho học sinh nhận thức được vai trò của toán học trong môn học này, phải yêu cầu đúng mức về tính toán, vẽ các đường đồ thị, đường đặc trưng, tập cho họ có thể đoán nhận hiện tượng vật lý qua kết quả tính toán. Điều dĩ nhiên là ta không lạm dụng toán học mà làm mất ý nghĩa vật lý, tức là phải luôn luôn gắn các công thức toán học với nội dung vật lý, biết loại trừ những kết quả toán học không có ý nghĩa vật lý. Song song với các kiến thức vật lý một cách đúng đắn cần tập luyện cho học sinh suy nghĩ vận dụng các thao tác của tư duy tức là các thao tác phân tích và tổng hợp, so sánh hệ thống hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa. Có từng bước luyện tập, học sinh mới quen với lối suy nghĩ cần thiết. Nếu không, 10 ta chỉ kêu gọi chung chung các em suy nghĩ mà họ chẳng hiểu bắt đầu suy nghĩ từ đâu và suy nghĩ như thế nào. Phân tích là dùng trí óc chia cái toàn thể ra than từng phần, hoặc tách bạch ra từng thuộc tính, từng khía cạnh riêng biệt. Trong giảng dạy vật lý, khâu phân tích hiện tượng là rất cần thiết. Hiện tượng vật lý thường không đơn giản, học sinh phải biết gạt bỏ những hiện tượng thứ yếu để tìm ra những dấu hiệu cần thiết. Thao tác này đặc biệt quan trọng, đối với việc giải các bài tập vật lý. Việc phân tích ý nghĩa vật lý của các biểu thức toán học, các sơ đồ, đồ thị, phân tích và biện luận các kết quả của bài tập giúp học sinh rèn luyện một cách cụ thể về thao tác này, cũng thông qua đó mà học sinh hiểu bài một cách sâu sắc. Ngược lại với phân tích, tổng hợp là dùng trí óc liên hợp các bộ phận của hiện tượng hay vật thể, các dấu hiệu hay thuộc tính của chúng lại để tìm ra một điều chung, xác lập được mối quan hệ giữa chúng với nhau. Suy nghĩ về cách giải thích hiện tượng, về trình tự cần thiết cho việc giải một bài toán vật lý, về cách thiết kế một dụng cụ thí nghiệm là tiến hành những thao tác tổng hợp. Phân tích và tổng hợp có vẻ trái ngược nhau , nhưng lại gắn bó với nhau một cách rất mật thiết. So sánh cũng là một khâu rất quan trọng trong học tập vậ lý. Trên cơ sở tìm ra những dấu hiệu giống nhau và khác nhau trong các quá trình hoặc các khái niệm, học sinh mới thu nhận được kỹ càng các kiến thức vật lý. Trên cơ sở so sánh mà hệ thống hóa kiến thức, là một công việc thường làm của giáo viên khi muốn tổng kết một chương hoặc một phần trong giáo trình đã dạy. Kết quả của việc này là lập nên những bảng hoặc sơ đồ giúp học sinh không những nhận ra được các dấu hiệu giống hoặc khác nhau, những mối liên quan giữa các hiện tượng, sự liên hệ chi phối giữa các đại lượng mà còn có được một cái nhìn tổng quát giúp hiểu vấn đề một cách toàn diện hơn . chọn đề tài: Xây dựng một số bài học sử dụng thí nghiệm về mạch điện một chiều nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn – mạch điện- hệ cao đẳng nghề. 2. Mục. Nghiên cứu xây dựng một số bài học sử dụng thí nghiệm về mạch điện một chiều nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn “ Mạch điện ” của trường dạy nghề trong