Trong lĩnh vực Công Nghệ Thông Tin nói riêng, yêu cầu quan trọng nhất của người học đó chính là thực hành. Có thực hành thì người học mới có thể tự mình lĩnh hội và hiểu biết sâu sắc với lý thuyết. Với ngành mạng máy tính, nhu cầu thực hành được đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, trong điều kiện còn thiếu thốn về trang bị như hiện nay, người học đặc biệt là sinh viên ít có điều kiện thực hành. Đặc biệt là với các thiết bị đắt tiền như Router, Switch chuyên dụng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF EDUCATION TẠP CHÍ KHOA HỌC JOURNAL OF SCIENCE KHOA HỌC GIÁO DỤC EDUCATION SCIENCE ISSN: 1859-3100 Tập 15, Số (2018): 40-47 Vol 15, No (2018): 40-47 Email: tapchikhoahoc@hcmue.edu.vn; Website: http://tckh.hcmue.edu.vn SỰ LIÊN MÔN TỐN – VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ VECTƠ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG: NGHIÊN CỨU QUAN HỆ CÁ NHÂN CỦA GIÁO VIÊN TỐN VÀ VẬT LÍ Nguyễn Thị Nga* Khoa Toán - Tin học – Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh Ngày nhận bài: 17-8-2017; ngày nhận sửa: 19-9-2017; ngày duyệt đăng: 22-01-2018 TÓM TẮT Trong báo này, đầu tiên, chúng tơi trình bày sơ lược sở lí luận dạy học liên môn theo tài liệu tổng kết Hội nghị quốc tế liên môn dạy học phổ thông Hội nghị quốc tế Unesco tổ chức năm 1985 Tiếp đó, chúng tơi trình bày kết thu thập từ việc triển khai câu hỏi điều tra quan niệm giáo viên Tốn Vật lí khái niệm vectơ mối liên hệ hai môn học Cuối cùng, đề xuất số giải pháp sư phạm nhằm thúc đẩy việc dạy học liên môn trường phổ thông bối cảnh Từ khóa: giáo viên, dạy học liên mơn, khái niệm vectơ ABSTRACT Mathematics – physical interdisciplinary in teaching of vector in secondary school: Study of personal relation of mathematics and physical teachers In this paper, first, we briefly outline the interdisciplinary teaching according to document summarizing international conference on interdisciplinary teaching in secondary organized by Unesco in 1985 Next, we present the results obtained from a questionnaire survey on perceptions of mathematic and physic teachers of vector concept and the relationship between two disciplines Finally, we propose some solutions to promote the interdisciplinary teaching in schools in the current context Keywords: teacher, interdisciplinary teaching, concept of vector Liên mơn gì? Nội dung khái niệm “liên mơn” giải thích theo nhiều cách khác Theo báo cáo tổng kết Hội nghị quốc tế liên môn dạy học phổ thông (Colloque International sur l’interdisciplinarité dans l’enseignement géneral) Unesco (1986), mặt khoa học luận, khái niệm liên mơn xem đề cập kết hợp nhiều môn học Các môn học tham gia vào nhiệm vụ chung, cho phép nảy sinh tiến triển kiến thức kết hợp chúng (Unesco (1986), tr.5) Cụ thể hơn, cấp độ tương tác môn học, liên môn đảm bảo cân ảnh hưởng môn học giữ lại Sự tác động tổng thể yếu tố * Email: ngant@hcmup.edu.vn 40 TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM Nguyễn Thị Nga định tính định lượng khơng đủ để tạo nên môn học Đây kết hợp môn học khác vấn đề mà tính phức tạp chúng giải hội tụ kết nối chặt chẽ nhiều quan điểm khác Như vậy, dạy học liên môn, khảo sát chủ đề, vấn đề đề tài cách sử dụng phương pháp ngôn ngữ riêng nhiều mơn học nhằm vào mục đích phát triển q trình học tập mơn Hội nghị quốc tế liên môn dạy học phổ thông (Unesco, 1986) đề xuất liên môn dạy học thực theo nhiều đường khác như: - Thiết lập mối liên hệ vấn đề trường học; - Nghiên cứu chủ đề không giới hạn môn học chủ đề tạo nên vấn đề thực tế sống; - Khuyến khích tìm tịi nghiên cứu học sinh theo mối quan tâm cá nhân họ; - Giảng dạy khái niệm phương pháp chung thực tình liên quan đến nhiều môn học khác không thuộc môn học đặc biệt; - Giảng dạy truyền đạt cách có hệ thống phương pháp suy nghĩ hành động tập hợp lớn tình Để thực việc dạy học liên mơn nói trên, mặt thực hành, tập hợp giáo viên theo nhóm làm việc với mong muốn xóa bỏ hay dần vượt qua ranh giới môn học Đồng thời, cần kết nối mở rộng cách có hệ thống hoạt động học thơng qua thi, hoạt động xã hội… ngồi trường học Sự liên mơn Tốn Vật lí chủ đề vectơ Khái niệm vectơ trình bày sách giáo khoa (SGK) Hình học lớp 10 lớp 12 Đồng thời, khái niệm xuất nhiều môn Vật lí, xuyên suốt từ lớp đến lớp 12 Như vậy, hồn tồn dạy học liên mơn Tốn –Vật lí chủ đề vectơ Đối với mơn Tốn, vai trị cơng cụ khái niệm vectơ nhấn mạnh sách giáo viên (SGV) Hình học 10 nâng cao sau: Vectơ khái niệm quan trọng, học sinh cần nắm vững để học tiếp tồn chương trình Hình học cấp THPT Ở chương trình lớp 10, vectơ áp dụng để chứng minh hệ thức lượng tam giác đường trịn Nó sở để trình bày phương pháp tọa độ mặt phẳng Ngoài ra, kiến thức vectơ áp dụng Vật lí như: vấn đề tổng hợp lực, phân tích lực theo hai thành phần, công sinh lực… (SGV Hình học 10 Nâng cao, tr.5) Như vậy, ứng dụng vectơ Vật lí nhấn mạnh Xem xét SGK Vật lí phổ thơng, thấy vectơ sử dụng để biểu diễn vectơ lực, vectơ vận tốc, gia tốc… Để biểu diễn vectơ lực người ta dùng mũi tên có: - Gốc điểm mà lực tác dụng lên vật (gọi điểm đặt lực); 41 TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM Tập 15, Số (2018): 40-47 - Phương chiều phương chiều lực; - Độ dài biểu diễn cường độ (độ lớn) lực theo tỉ xích cho trước Vectơ lực kí hiệu chữ F có mũi tên trên: F Cường độ lực kí hiệu chữ F khơng có mũi tên (SGK Vật lí 8, tr.15) Vectơ vận tốc tức thời vật điểm vectơ có gốc vật chuyển động, có hướng chuyển động có độ dài tỉ lệ với độ lớn vận tốc tức thời theo tỉ xích (SKG Vật lí 10, tr.17) Vậy, thực tế dạy học giáo viên (GV) Tốn Vật lí, mối liên hệ liên môn khai thác nào? Mối quan hệ cá nhân GV Toán Vật lí khái niệm vectơ liên môn hai môn học 3.1 Xây dựng câu hỏi điều tra giáo viên Để tìm hiểu mối quan hệ cá nhân GV Toán Vật lí khái niệm vectơ liên môn hai môn học, xây dựng câu hỏi tiến hành điều tra với 46 GV Tốn 50 GV Vật lí bậc trung học phổ thông (THPT) Bộ câu hỏi điều tra gồm câu hỏi cấu trúc sau: - Câu đến câu 5: Điều tra mối liên hệ liên môn hai môn học hợp tác, trao đổi GV hai mơn - Câu tốn liên quan đến vectơ sử dụng ngữ cảnh Vật lí Chúng tơi muốn tìm hiểu cách giải tốn GV Tốn Vật lí khó khăn HS giải tốn mà GV dự kiến 3.2 Kết điều tra GV Toán - Đối với mối liên hệ liên môn hai môn học: Với câu hỏi: “Thầy có biết chương trình Vật lí khối lớp mà dạy khơng?”, có 8/46 GV trả lời “Khơng biết” với lí sau: + Khơng quan tâm; + Chỉ dạy Tốn khơng có sinh hoạt chun mơn với mơn khác; + Khơng có nhu cầu sử dụng, khơng liên quan đến mơn mình, dạy khơng cần vận dụng kiến thức Vật lí Có 32/46 GV trả lời “Biết chút” có GV giải thích liên quan đến liên môn hai môn học mà hầu hết lời giải thích GV tập trung ý kiến sau: + Vì học qua thời phổ thơng; + Vì phải dạy học; + Vì lâu khơng sử dụng; + Vì có điều kiện tiếp xúc Chỉ có GV chọn câu trả lời “Biết” khơng có GV chọn câu trả lời “Biết rõ” Tuy vậy, lời giải thích GV gắn với liên mơn hai mơn học mà mơn học u thích cịn học phổ thơng (Bản thân học rèn luyện thi 42 TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM Nguyễn Thị Nga đại học, say mê Vật lí thời học phổ thơng – GV mã hóa T4) Chỉ có GV giải thích gắn liền với ứng dụng qua lại Toán Vật lí (Bộ mơn Vật lí có sử dụng kiến thức Tốn – T7) Đặc biệt, lời giải thích T32 nhấn mạnh sau: “Mơn Tốn mơn cơng cụ số mơn khoa học có Vật lí, nên GV giảng dạy cần nắm rõ tương tác Tốn Vật lí” Với câu hỏi “Thầy có thường xun liên hệ với Vật lí giảng hay khơng? Nếu có, dạng nào? Nếu khơng, sao?” có 2/46 GV chọn câu trả lời “Thường xuyên” với câu trả lời sau: - Sử dụng dạng trực quan, sinh động, học toán mà HS biết tốn xuất phát từ thực tế Vật lí em thấy hứng thú, dễ nhớ, dễ chấp nhận (T4) - Trong giảng thường xuyên liên hệ cách nêu lại toán biết Vật lí, từ HS nhắc lại (bổ sung) kết quả, liên hệ (T21) Có 12/46 GV chọn câu trả lời “Khơng” với lí chủ yếu sau: - Do thời gian; - Do chương trình khơng u cầu; - Do HS yếu; - Do khơng nắm rõ kiến thức Vật lí nên sợ sai sót; - Do đề thi khơng có phần liên hệ với Vật lí Trong đó, lí phổ biến khiến GV liên hệ với Vật lí khơng am hiểu mơn nên sợ dẫn đến sai sót Lí thứ hai GV nêu nhiều đề thi Tốn khơng có phần liên hệ với Vật lí Quả thực, đề thi Tốn kì thi tốt nghiệp, đại học hay kì thi THPT hình thức tự luận trước đây, liên môn với Vật lí hồn tồn vắng bóng Vấn đề đề cập bước đầu đề thi trắc nghiệm mơn Tốn Bộ Giáo dục Đào tạo kì thi THPT quốc gia năm 2017 Với câu hỏi “Thầy có thường xun trao đổi với GV dạy Vật lí hay khơng? Về vấn đề gì?” có 27/46 GV trả lời họ trao đổi với GV Vật lí HS, họ khơng trao đổi chương trình Tốn, Vật lí hay mối liên hệ chúng Tóm lại, GV điều tra quan tâm đến mối liên hệ liên môn hai môn học đề cập vấn đề Vật lí giảng dạy Tốn Việc trao đổi GV mơn Tốn Vật lí mối liên hệ liên mơn hai mơn học xảy trường phổ thơng lí thời gian, khơng có nhu cầu… - Đối với khái niệm vectơ: Chúng tơi trích lại câu hỏi dành cho GV sau: 43 TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM Tập 15, Số (2018): 40-47 Câu 6: Xét toán sau: Cho sắt đứng yên Tác dụng đồng thời vào sắt hai lực kéo hai hướng ngược có độ lớn Theo em, tượng xảy với sắt giải thích câu trả lời em Sau lời giải toán học sinh lớp 10: Thầy (Cô) đánh lời giải trên? Theo thầy (Cô), học sinh lại đưa lời giải vậy? Ở câu hỏi này, có 30/46 GV đánh giá giải HS với lời giải thích HS có kiến thức vững tổng hai vectơ đối Như vậy, hầu hết GV Tốn nhìn vấn đề mặt tốn học quy tắc cộng hai vectơ toán học chấp nhận đây; môn Vật lí, tổng hợp lực phải ý đến điểm đặt lực Thực tế, điểm đặt lực không trùng sắt quay khơng đứng n Điều cho thấy ngắt quãng khái niệm vectơ Tốn Vật lí khơng nhiều GV Tốn tính đến 3.3 Kết điều tra GV Vật lí Với câu hỏi: “Thầy có biết chương trình Tốn khối lớp mà dạy khơng?”, có 24/46 GV trả lời “Biết” với lí chủ yếu “Tốn học cơng cụ để giải nhiều tập Vật lí” Như vậy, 50% GV Vật lí thừa nhận vai trị cơng cụ Tốn học Vật lí Họ biết đến chương trình mơn Tốn dạy học họ có sử dụng số cơng cụ Tốn học Số GV cịn lại chọn câu trả lời “Biết chút” với lí “Đã học phổ thông, đại học” Với câu hỏi “Theo thầy cô, đâu kiến thức Tốn có mối liên hệ gần gũi với giảng Vật lí lớp 10 thầy cơ? Thầy vui lịng xếp theo thứ tự ưu tiên từ cao đến thấp”, tất 46/46 GV đề cập đến khái niệm vectơ Tuy nhiên, thứ 44 TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM Nguyễn Thị Nga tự ưu tiên khái niệm vectơ có khác GV Chẳng hạn, câu trả lời GV mã hóa V2 sau: - Vectơ, cộng trừ vectơ; - Định lí cosin; - Phép chiếu lên phương; - Tam thức bậc hai, định lí Vi-ét; - Cơng thức lượng giác Cịn câu trả lời theo thứ tự ưu tiên V5 lại sau: - Phương trình bậc ẩn; - Phương trình bậc hai ẩn; - Hệ hai phương trình bậc hai ẩn; - Vectơ, tính chất vectơ Tóm lại, khái niệm vectơ khái niệm có liên quan gần gũi với kiến thức Vật lí lớp 10 Dù khái niệm liệt kê vị trí ưu tiên khác nhìn chung tất GV Vật lí điều tra cơng nhận liên quan kiến thức Vật lí Với câu hỏi “Thầy có thường xun trao đổi với GV Tốn hay khơng? Về vấn đề gì?”, có 27/46 GV trả lời họ trao đổi với GV Tốn học sinh, họ khơng trao đổi chương trình Tốn, Vật lí hay mối liên hệ chúng Như vậy, kết tương tự với GV Tốn, GV Vật lí điều tra quan tâm đến mối liên hệ liên mơn với Toán trao đổi GV hai môn học chủ yếu trao đổi học sinh, có trao đổi chương trình mối liên hệ Tốn Vật lí Với câu hỏi nêu trên, tất GV Vật lí cho lời giải HS chưa xác chưa tính đến điểm đặt lực 3.4 Kết luận Việc điều tra GV Toán Vật lí cho thấy GV Tốn quan tâm đến liên mơn với Vật lí nói chung chủ đề vectơ nói riêng Do đó, tương ứng ngắt qng Tốn Vật lí liên quan đến khái niệm vectơ khơng GV Tốn tính đến dạy học Việc trao đổi chuyên môn với GV Vật lí khơng thực Vì vậy, GV Tốn đưa tốn Vật lí nói chung tốn liên quan đến vectơ nói riêng q trình dạy học Đối với GV Vật lí, họ thấy mối liên hệ liên mơn với Tốn q trình dạy học có sử dụng đến kiến thức Tốn cơng cụ GV Vật lí khơng có trao đổi chun mơn với GV Tốn để tạo gắn kết hai mơn học 45 TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM Tập 15, Số (2018): 40-47 Việc dạy học Tốn Vật lí hai môn học tách rời Các giáo viên môn khơng có hợp tác làm việc hay trao đổi qua lại để tạo gắn kết hai môn học Như vậy, việc dạy học liên môn chưa GV Tốn Vật lí quan tâm Một số giải pháp thúc đẩy việc dạy học liên môn Các nghiên cứu mặt lí luận hữu ích cần thiết dạy học liên mơn dạy học mơ hình hóa Cụ thể, dạy học liên mơn mơ hình hóa cho phép học sinh hiểu mối liên hệ toán học với môn khoa học khác, với sống xung quanh, từ làm cho họ thấy ý nghĩa việc học tri thức tốn Thơng qua dạy học liên mơn mơ hình hóa, học sinh trang bị rèn luyện khả sử dụng toán cơng cụ để giải vấn đề (tốn học ngồi tốn học), từ giúp học sinh thấy vai trị tốn học thực tế Như nay, dạy học tích hợp liên mơn mơ hình hóa tốn học hai số định hướng việc biên soạn chương trình sách giáo khoa theo hướng phát triển lực sau năm 2015 mà nhà hoạch định chương trình đề cập Chẳng hạn, mơn Tốn, định hướng đổi nêu rõ: Cần tăng cường ứng dụng thực tiễn, liên mơn, thơng qua tình huống/bối cảnh thực, gắn với sống ngày Dạy học Toán trường phổ thơng nhằm hướng vào việc hình thành lực chung, cốt lõi; thơng qua đó, giúp học sinh sử dụng kiến thức toán để học Toán, học tập mơn khác; đồng thời giải thích, giải số tượng, tình xảy thực tiễn (phù hợp với trình độ); qua đó, phát triển lực giải vấn đề, lực mô hình hóa tốn học Để thúc đẩy việc dạy học liên môn trường phổ thông, thiết nghĩ cần đẩy mạnh số giải pháp sau: Bồi dưỡng cho GV dạy học liên môn - Cần tổ chức bồi dưỡng cho GV dạy học tích hợp liên mơn để họ nắm rõ sở lí thuyết quy trình thiết kế tình dạy học tích hợp liên mơn Từ đó, họ vận dụng vào thực tế dạy học - Đối với trường sư phạm, cần đưa yếu tố lí thuyết vào giảng dạy cho sinh viên cho họ thực hành học phần lí luận phương pháp dạy học, thực hành dạy học hay rèn luyện nghiệp vụ sư phạm Đặc biệt, chương trình đào tạo cần thiết kế để sinh viên sư phạm có đủ kiến thức mơn học khác để có khả dạy học liên môn Thực tế cho thấy, nhiều GV e ngại đề cập vấn đề liên môn họ thấy họ khơng hiểu rõ kiến thức mơn học khác Vì vậy, từ chủ đề liên mơn Tốn gắn với mơn học khác cần bồi dưỡng cho sinh viên sư phạm kiến thức mơn học để họ có đủ tự tin thiết kế tình tổ chức dạy học Xây dựng chủ đề tích hợp liên mơn để làm nguồn tư liệu cho GV tham khảo sử dụng Việc xây dựng chủ đề tích hợp liên mơn tổ chức dạy học địi hỏi nhiều thời gian, cơng sức Hơn nữa, địi hỏi GV phải có hiểu biết rộng sâu kiến thức 46 TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM Nguyễn Thị Nga liên quan Vì thế, để GV dạy học liên môn, việc xây dựng chủ đề tích hợp liên mơn tình tích hợp liên mơn để GV tham khảo sử dụng thực cần thiết Tổ chức nghiên cứu học cho GV Toán GV môn khác Để thiết kế, tổ chức việc dạy học liên mơn, giáo viên (ví dụ GV Tốn) tích hợp nhiều mơn khác dạy riêng Điều địi hỏi GV phải am hiểu kiến thức mơn học (ngồi Tốn học) để vận dụng tốt vào dạy Ngồi ra, nhiều giáo viên nhiều môn học làm việc với để xây dựng dạy dạy liên môn theo chủ đề Điều đòi hỏi GV môn học phải làm việc với nhau, trao đổi môn học liên môn chúng, soạn thảo chủ đề, dạy Với cách thức kết hợp kiến thức mơn học liên kết chặt chẽ phong phú Tuyên bố quyền lợi: Tác giả xác nhận hồn tồn khơng có xung đột quyền lợi TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Nga & Trần Thị Túy Phượng (2015) Khái niệm vectơ dạy học Toán Vật lí trường phổ thơng Tạp chí khoa học Đại học Sư phạm TPHCM, 3(68), 5-16 Alexandre D R (2008) Études des pratiques interdisciplinaires en mathématiques et en sciences au secondaire: réflexion sur le concept d’interdisciplinarité, Actes du colloque du Groupe des didacticiens des mathématiques du Québec, Université de Sherbrooke 22-23 mai 2008 Claudine B L (2000) De la co-disciplinaritộ en science de lộducation, Revue franỗaise de pộdagogie volume 132, 55-66 Unesco (1986) Actes du Colloque international sur l'interdisciplinarité dans l'enseignement général, Maison de l'Unesco, 1-5 juillet 1985 Bộ Giáo dục Đào tạo (2012) Sách giáo khoa Hình học 10 (Nâng cao) NXB Giáo dục Bộ Giáo dục Đào tạo (2013) Sách tập Hình học 10 (Nâng cao) NXB Giáo dục Bộ Giáo dục Đào tạo (2012) Sách giáo viên Hình học 10 (Nâng cao) NXB Giáo dục Bộ Giáo dục Đào tạo (2013) Sách giáo khoa Vật lí 10 NXB Giáo dục Bộ Giáo dục Đào tạo (2013) Sách tập Vật lí 10 NXB Giáo dục Bộ Giáo dục Đào tạo (2013) Sách giáo khoa Vật lí NXB Giáo dục 47