Vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương cân bằng và chuyển động của vật rắn vật lý 10

Vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương cân bằng và chuyển động của vật rắn vật lý 10

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Trần Thị Ngọc Thảo

VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Trần Thị Ngọc Thảo

VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN

Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS PHẠM THỊ PHÚ

Thành phố Hồ Chí Minh – 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BAN CƠ BẢN

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý

Mã số: 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS PHẠM THỊ PHÚ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nào khác

Trần Thị Ngọc Thảo

LỜI CẢM ƠN

Cùng với việc triển khai và hoàn thành luận văn đúng thời hạn như ngày

hôm nay, tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến:

- Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện

thuận lợi để tôi có thể học tập tại trường

- Quý thầy cô giáo khoa Vật lý, khoa Anh Văn, khoa Giáo dục Chính Trị

Trường Đại học Sư Phạm Tp.Hồ Chí Minh và quý thầy cô thuộc Viện Nghiên

Cứu Giáo Dục, Trường Đại học Vinh, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội đã tận

tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành các chuyên đề học

tập của mình

- Thư viện của trường đã giúp tôi trong học tập và nghiên cứu trong suốt ba

năm vừa qua

- Đặc biệt, em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Thị Phú – người

hướng dẫn khoa học đã định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, giảng dạy,

và động viên em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

- Ban giám hiệu và quý thầy cô tổ Vật lý, các em học sinh Trường THPT Phú

Mỹ và quý thầy cô ở các trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng tàu đã tạo

điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình triển khai đề tài

- Các bạn cùng khóa 17 đã nhiệt tình tham gia đóng góp ý kiến và trao đổi

trong học tập

- Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ba, mẹ và các anh, em đã

luôn ủng hộ cho con trong suốt thời gian vừa qua

Tp.HCM, ngày 20 tháng 08 năm 2009

Trần Thị Ngọc Thảo

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt MỞ ĐẦU 1

Chương 1 - LÝ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 5

1.1 Lý thuyết kiến tạo trong dạy học 5

1.1.1 Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo 5

1.1.2 Cơ sở triết học của lý thuyết kiến tạo 5

1.1.3 Một số luận điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo trong dạy học 6

1.1.4 Dạy học kiến tạo 9

1.1.4.1 Cách tiếp cận kiến tạo trong dạy học 9

1.1.4.2 Các loại kiến tạo trong dạy học 10

1.1.4.3 Một số năng lực cơ bản kiến tạo kiến thức 13

1.1.4.4 Vai trò của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học kiến tạo 14

1.2 Vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông 15

1.2.1 Đặc thù của môn Vật lý 15

1.2.2 Điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học Vật lý theo quan điểm kiến tạo 15

1.2.3 Tiến trình chung của việc vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông 17

Kết luận chương 1 22

Chương 2 – THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN”

THEO LÝ THUYẾT KIẾN TẠO NHẰM NÂNG CAO CHẤT

LƯỢNG DẠY HỌC VẬT LÝ 24

2.1 Mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” 24

2.2 Phân tích cấu trúc, nội dung dạy học chương 26

2.3 Thiết bị dạy học chương đáp ứng yêu cầu dạy học theo lý thuyết kiến tạo 29

2.4 Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 37

2.5 Điều tra quan niệm của học sinh về các kiến thức liên quan đến cân bằng và chuyển động của vật rắn trước khi dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” 40

2.6 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo lý thuyến kiến tạo 49

Kết luận chương 2 70

Chương 3 – THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 72

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 72

3.2 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 72

3.3 Nội dung thực nghiệm 73

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 79

Kết luận chương 3 84

KẾT LUẬN 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC PL1

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

LTKT : Lý thuyết kiến tạo

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đổi mới toàn diện giáo dục ở các bậc học, cấp học là vấn đề thời sự và cấp bách hiện nay Việc đổi mới phải được tiến hành ở tất cả các yếu tố của quá trình giáo dục và ở mọi cấp độ từ vĩ mô đến vi mô bao gồm: quan điểm giáo dục, mục tiêu giáo dục, nội dung, phương pháp, phương tiện và kiểm tra đánh giá quá trình giáo dục Trong đó đổi mới quan điểm giáo dục được coi là điểm xuất phát và là sợi chỉ đỏ xuyên suốt quá trình giáo dục, dạy học Đổi mới PPDH trong từng bài học là

sự cụ thể hóa việc đổi mới các yếu tố khác của quá trình dạy học Trong nghị quyết

TW 2 (khóa VIII) nêu rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và 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 ” Điều 24.2 Luật giáo dục quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác dụng đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”

Có nhiều lý thuyết là cơ sở cho các phương pháp dạy học hiện đại trong đó

có lý thuyết kiến tạo Dạy học theo lý thuyết kiến tạo tập trung vào người học, đề cao vai trò, hoạt động của học sinh nên việc nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học Vật lý là điều cần thiết

Việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học đã sớm phát triển ở các nước trên thế giới nhưng ở nước ta vẫn chưa phổ biến Hiện nay, đã có hai luận án Tiến sĩ Giáo dục học nghiên cứu dạy học một số kiến thức Vật lý theo quan điểm kiến tạo

và một số luận văn Thạc sĩ nghiên cứu vấn đề này Bên cạnh đó, trong chương trình Vật lý lớp 10, chương trình chuẩn thì chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” là chương quan trọng không những về mặt lý thuyết mà còn có ý nghĩa trong thực tế Kiến thức của chương rất gần gũi với học sinh và có nhiều cơ sở về nội dung dạy học và thiết bị dạy học để tổ chức dạy học theo quan điểm kiến tạo Tuy

nhiên, chưa có luận văn nào vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 THPT, chương trình chuẩn

Trên cơ sở đó, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 THPT, chương trình chuẩn” để góp phần vào công cuộc đổi mới phương pháp dạy học Vật lý trong trường phổ thông nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong giai đoạn hiện nay

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào quá trình dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 THPT nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp 10 THPT

- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học Vật lý

4 Phạm vi nghiên cứu

Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn

5 Giả thuyết khoa học

Có thể tổ chức dạy học một số kiến thức của chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo quan điểm kiến tạo trong điều kiện hiện nay của trường THPT đảm bảo các yêu cầu về tính khoa học, sư phạm, khả thi; từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

6.1 Tìm hiểu lý thuyết kiến tạo trong dạy học, các phương án dạy học dựa trên quan điểm kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý

6.2 Xác định mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” 6.3 Phân tích nội dung kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn Xác định điều kiện cần thiết tổ chức dạy học theo quan điểm kiến tạo

6.4 Tìm hiểu thực tế dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

6.5 Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý

6.6 Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của các tiến trình dạy học đã thiết kế

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học nhằm tìm hiểu lý thuyết kiến tạo và các phương án dạy học theo quan điểm kiến tạo

- Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập (định tính và định lượng) để xác định nội dung, cấu trúc logic của các kiến thức mà học sinh cần nắm vững

7.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

Tìm hiểu thực tế dạy học chương thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên, sử dụng phiếu điều tra, phân tích kết quả và đề xuất một số nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm và hướng khắc phục

7.3 Phương pháp thực nghiệm

- Thực nghiệm Vật lý: Tiến hành các thí nghiệm giáo khoa thuộc nội dung chương

“Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

- Thực nghiệm sư phạm

8 Đóng góp mới của đề tài

* Về lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận của LTKT trong dạy học Vật lý ở

trường phổ thông

* Về thực tiễn:

- Điều tra được 26 quan niệm sai phổ biến của HS về kiến thức thuộc chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

- Điều tra được thực trạng dạy học môn Vật lý ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

- Lắp ráp và thực hiện 10 thí nghiệm dùng cho dạy học chương

- Thiết kế được 5 tiến trình dạy học theo quan điểm kiến tạo một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” đảm bảo yêu cầu khoa học, sư phạm và khả thi trong điều kiện hiện nay của nhà trường THPT Việt Nam

- Tổ chức TNSP theo các tiến trình đã thiết kế góp phần nâng cao chất lượng dạy và học đồng thời rèn luyện một số kỹ năng cho HS phù hợp với yêu cầu đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay

* Một bài báo (Tạp chí giáo dục) đã nhận đăng phản ánh một phần kết quả của đề tài

Tên bài báo: Khai thác quan niệm sai của HS khi dạy học chương “Cân bằng

và chuyển động của vật rắn”, Vật lý 10 THPT ban cơ bản

9 Cấu trúc của luận văn

Luận văn dày 150 trang gồm các phần sau:

Phần mở đầu gồm 4 trang: giới thiệu về đề tài nghiên cứu

Chương 1 Lý thuyết kiến tạo trong dạy học ở trường phổ thông: gồm 19 trang Chương 2 Thiết kế tiến trình dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý: gồm 48 trang

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm: gồm 14 trang

Kết luận : gồm 2 trang

Tài liệu tham khảo: gồm 3 trang

Phụ lục: gồm 55 trang

Chương 1 : LÝ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC

Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

1.1 Lý thuyết kiến tạo trong dạy học

1.1.1 Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo

Lý thuyết kiến tạo xuất phát từ một quan điểm của J.Piaget (nhà tâm lý học lỗi lạc người Thụy Sĩ, 1896 - 1980) về các cấu trúc nhận thức [4], [7] Theo quan điểm này, hoạt động nhận thức của con người liên quan đến việc tổ chức thông tin

và thích nghi với môi trường mà người học tri giác nó thông qua quá trình đồng hóa

và điều ứng Tổ chức thông tin là cách mà thông tin được tổ chức, hình thành trong đầu óc của con người liên quan đến các đối tượng cụ thể, ý tưởng hoặc hành động Thông tin được tổ chức được gọi là nội dung Nội dung hòa nhập vào cấu trúc nhận thức của chủ thể thông qua quá trình đồng hóa và điều ứng

Sự phát triển nhận thức bao gồm ba quá trình cơ bản: đồng hóa, điều ứng và

sự cân bằng [23] Đồng hóa là một phần của sự thích nghi, là cơ chế giữ gìn cái đã biết và cho phép người học vận dụng những cái đã biết để giải quyết tình huống mới Còn sự điều ứng chỉ thực sự xuất hiện khi những gì đã học không đủ để giải quyết các tình huống mới Để giải quyết các tình huống này, người học có thể điều chỉnh, thậm chí là bác bỏ các nhận thức, quan niệm cũ Cân bằng là sự điều chỉnh của chủ thể giữa hai quá trình đồng hóa và điều ứng Như vậy, đồng hóa không làm thay đổi nhận thức mà chỉ mở rộng cái đã biết, còn điều ứng là làm thay đổi nhận thức và khi một học sinh tiếp xúc với một thông tin mới, sự mất cân bằng sẽ bắt đầu xuất hiện cho tới khi có sự thích nghi với thông tin mới và khi đó sẽ có sự cân bằng

1.1.2 Cơ sở triết học của lý thuyết kiến tạo[22]

Quá trình nhận thức của con người là một quá trình học tập dưới nhiều hình thức khác nhau từ mang tính chất tự phát cho đến tự giác, có tổ chức chặt chẽ theo một chương trình có tính khoa học cao Quá trình học tập của con người là một quá trình hoạt động tâm sinh lý với hàng loạt các thao tác và hành động liên tiếp được thực hiện trước hết bởi các cơ quan thụ cảm, sau đó bởi các cơ quan của hệ thần kinh

trung ương Đồng thời nhờ có ngôn ngữ và các ký hiệu mà kết quả của quá trình đó được kiến tạo thành hệ thống tri thức của con người nhằm phản ánh thế giới hiện thực khách quan

Trong triết học duy vật biện chứng, tư tưởng chính của lý thuyết kiến tạo đã được nhận thức luận Mác – Lênin khẳng định trong luận đề: Thế giới tự nhiên được tạo nên bởi vật chất, vật chất luôn vận động và tồn tại khách quan, con người có thể phản ánh được sự tồn tại và vận động của vật chất trong tư duy và hành động của mình Như vậy, con người phải kiến tạo nên hệ thống tri thức để phản ánh thực tại xung quanh mình Nếu hệ thống tri thức càng phong phú thì thực tại khách quan càng được phản ánh một cách sâu sắc và đầy đủ hơn Một số hiện tượng con người chưa giải thích được đó là do hệ thống tri thức chưa được kiến tạo một cách đầy đủ Khi đó, xuất hiện yêu cầu mở rộng tri thức và điều này thúc đẩy con người không ngừng nổ lực hoạt động và con người ngày càng nhận thức được thực tại sâu sắc hơn và tiệm cận với chân lý hơn

Ta thấy rằng: tư tưởng nền tảng của lý thuyết kiến tạo là đặt vai trò của chủ thể nhận thức lên vị trí hàng đầu của quá trình nhận thức Trong quá trình học tập, người học không ngừng nổ lực tư duy để vượt qua những khó khăn nhận thức, nhiều khi phải thay đổi những quan niệm không phù hợp để xây dựng quan niệm mới

1.1.3 Một số luận điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo trong dạy học[4]

Dạy học là quá trình tổ chức hoạt động nhận thức của người học một cách tự giác, chặt chẽ theo một chương trình có tính khoa học để đạt được hiệu quả cao nhất

vì thế phải dựa trên các cơ sở tâm lý học và triết học của hoạt động nhận thức Những cơ sở tâm lý học và triết học của LTKT nêu trên là cơ sở khoa học để tạo lập LTKT trong dạy học

Là một trong những người tiên phong trong việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học, Von Glasersfeld (nhà triết học người Đức, sinh năm 1917) đã nhấn mạnh một số luận điểm cơ bản làm nền tảng của lý thuyết kiến tạo như sau:

a) Tri thức được tạo nên một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức chứ không phải tiếp thu một cách thụ động từ bên ngoài

Luận điểm này khẳng định vai trò quyết định của chủ thể trong quá trình học tập, nó hoàn toàn phù hợp với thực tiễn trong quá trình nhận thức Trong dạy học điều này cũng được thực hiện rõ ràng, chẳng hạn: khái niệm cùng phương và cùng giá Mặc dù GV có thể đưa ra nhiều ví dụ khác nhau xoay quanh hai khái niệm trên nhưng chúng chỉ có thể được tạo nên trong chính tư duy của HS

b) Nhận thức là một quá trình thích nghi và tổ chức lại thế giới quan của chính mỗi người Nhận thức không phải là khám phá một thế giới độc lập đang tồn tại bên ngoài ý thức của chủ thể

Theo quan điểm này, nhận thức không phải là quá trình HS thụ động thu nhận những chân lý do người khác áp đặt, mà họ được đặt trong một môi trường có dụng ý sư phạm Ở đó HS được khuyến khích vận dụng những kỹ năng đã có để thích nghi với những đòi hỏi của môi trường mới, từ đó hình thành nên tri thức mới Như vậy, luận điểm này hoàn toàn phù hợp với quy luật nhận thức của loài người Chẳng hạn, sau khi HS đã có kiến thức về điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực, HS dựa vào đó để đưa ra phương pháp xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng có hình dạng bất kỳ

c) Học là một quá trình mang tính xã hội trong đó học sinh dần dần tự hòa mình vào các hoạt động trí tuệ của những người xung quanh Trong lớp, học sinh không chỉ tham gia vào việc khám phá mà còn tham gia vào quá trình xã hội bao gồm việc giải thích, trao đổi, đàm phán và đánh giá

Chẳng hạn, khi GV đưa ra câu hỏi: Trọng tâm của vật rắn nằm ở đâu? HS thảo luận nhóm và đưa ra các câu trả lời:

Nhóm 1: Nằm tại điểm chính giữa vật

Nhóm 2: Nằm tại tâm hình học của vật rắn

Nhóm 3: Nằm trên vật

Nhóm 4: Nằm tại điểm đặt của trọng lực

Các HS đều đưa ra lý lẽ để bảo vệ ý kiến của mình, ở đây xuất hiện các mối quan hệ tương tác với nhau

d) Kiến thức và kinh nghiệm mà cá nhân thu nhận phải tương xứng với những yêu cầu mà tự nhiên và xã hội đặt ra

Luận điểm này định hướng cho việc dạy học theo quan điểm kiến tạo không lệch khỏi mục tiêu của giáo dục phổ thông, tránh tình trạng HS phát triển một cách

tự do dẫn đến tri thức thu được trong quá trình học tập là lạc hậu hoặc quá xa vời tri thức khoa học phổ thông, không phù hợp với lứa tuổi, không phù hợp với những đòi hỏi của thực tiễn Như ở ví dụ trên, các ý kiến khác nhau của các nhóm HS đưa ra chỉ có ý kiến của nhóm 4 phù hợp với thực tiễn, 3 ý kiến còn lại đều mắc phải sai lầm và phải được điều chỉnh lại thế giới quan của mình cho phù hợp với yêu cầu tự nhiên

e) Học sinh đạt được kiến thức mới theo chu trình: Dự báo -> Kiểm nghiệm -> Thất bại -> Thích nghi -> Kiến thức mới

Đây có thể coi là chu trình học tập mang tính đặc thù của LTKT Nó hoàn toàn khác với chu trình học tập mang tính thụ động ở đó tri thức được truyền một chiều từ GV đến HS Chu trình trên phản ánh sự sáng tạo không ngừng và vai trò chủ động, tích cực của HS trong quá trình học tập Ví dụ: GV đưa ra câu hỏi: Lực

có tác dụng làm một vật quay quanh một trục khi nào?

HS đưa ra các dự đoán thảo luận:

Dự đoán 1: Lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và cắt trục quay

Dự đoán 2: Lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay

Dự đoán 3: Lực có giá song song với trục quay

Dự đoán 4: Lực có giá cắt trục quay

Kiểm chứng các dự đoán trên bằng thí nghiệm thì thấy chỉ có dự đoán 2 là phù hợp, từ đó HS xây dựng được tri thức mới

Năm luận điểm trên là cơ sở xây dựng mô hình mới – dạy học kiến tạo

1.1.4 Dạy học kiến tạo

1.1.4.1 Cách tiếp cận kiến tạo trong dạy học

Từ năm luận điểm của Von Glasersfeld có thể trình bày cách tiếp cận của mô hình dạy học kiến tạo (gọi tắt là cách tiếp cận kiến tạo) như sau [16]:

Mục đích của dạy học không phải chỉ truyền thụ kiến thức mà chủ yếu là biến đổi nhận thức của học sinh, tạo điều kiện cho học sinh kiến thức, thông qua đó mà phát triển trí tuệ và nhân cách Muốn làm biến đổi nhận thức của học sinh, giáo viên cần phải tổ chức dạy học sao cho học sinh nắm bắt được vấn đề, tạo ra được những mâu thuẫn nhận thức giữa quan niệm cũ vốn có trong suy nghĩ của học sinh với thực tiễn quan sát và từ đó kiến tạo kiến thức

Cách tiếp cận kiến tạo trong dạy học nhấn mạnh đến mối liên tưởng kiến thức vốn có với những kiến thức cần học, đòi hỏi người giáo viên phải tạo ra được môi trường học tập thúc đẩy sự biến đổi nhận thức, có nghĩa là:

- Tạo cơ hội để học sinh trình bày, thể hiện những kiến thức vốn có

- Cung cấp tình huống có vấn đề có ý nghĩa (liên quan đến kiến thức vốn có của học sinh)

- Tạo cơ hội cho học sinh suy nghĩ tìm ra cách giải quyết vấn đề (đề xuất giả thuyết, tạo ra kiến thức mới)

- Động viên học sinh thể hiện, trình bày kiến thức mới

- Tạo môi trường thuận lợi để học sinh tích cực tham gia vào quá trình dạy học

Như vậy, trong quá trình dạy học, giáo viên không được đơn thuần truyền thụ kiến thức mà phải là người động viên học sinh tham gia vào quá trình kiến tạo kiến thức; là người dự đoán, tìm hiểu những suy nghĩ, kiến thức vốn có trong đầu của học sinh trước giờ học cũng như trong giờ học; là người chỉ dẫn học sinh kiến tạo những tri thức có ý nghĩa, thúc đẩy quá trình biến đổi nhận thức của học sinh

Theo Irene.N.Valencia[9], dạy học là phải tạo cơ hội làm cho những ý nghĩ riêng của người học bộc lộ ra, tạo những hiện tượng thực nghiệm liên quan đến những quan niệm có sẵn của người học, tạo điều kiện cho người học suy nghĩ về các

sự kiện thực nghiệm, thử nghiệm các ý kiến mới, thay đổi các ý kiến đã có Quan điểm này nhấn mạnh việc dạy học phải làm bộc lộ các quan niệm có sẵn của học sinh và tổ chức cho học sinh hoạt động nhận thức trên cơ sở những quan niệm có sẵn đó

Theo Minstrel[9], trong dạy học phải thường xuyên kiểm tra các quan niệm

có sẵn của học sinh để đưa chúng ra công khai thảo luận, đánh giá, cần giúp học sinh phản ánh được các mối liên hệ giữa các quan niệm đã có của họ với các tri thức khoa học Quan niệm này nhấn mạnh việc cần làm cho học sinh bộc lộ quan niệm

có sẵn và việc tổ chức cho học sinh trình bày trước tập thể, tạo sự va chạm giữa các

ý kiến khác nhau

Ta thấy rằng, các tác giả có thể đã nhấn mạnh một vài khía cạnh khác nhau nhưng đều thống nhất các quan điểm cơ bản chung như sau:

a) Dạy học phải xuất phát từ vốn kinh nghiệm đã có của học sinh

b) Trong quá trình dạy học, phải tổ chức cho học sinh tích cực, tự lực hoạt động nhận thức, xây dựng kiến thức bằng cách vượt qua các khó khăn trong nhận thức

c) Trong quá trình dạy học phải luôn luôn có sự tương tác giữa người học với giáo viên và bạn học

1.1.4.2 Các loại kiến tạo trong dạy học[4]

Từ giả thuyết do Von Glaserfeld đề xuất, Paul Ernest đã phân thành các loại kiến tạo như sau:

i Kiến tạo cơ bản

Kiến tạo cơ bản là gì?

Trong cách phân chia này, kiến tạo cơ bản là một quan điểm nhận thức, nhấn mạnh đến cách thức các cá nhân xây dựng tri thức cho bản thân mình trong quá trình học tập Hay nói khác đi, theo tâm lý học phát triển và tâm lý học trí tuệ của Piaget và Vygosky, học tập là quá trình cá nhân đồng hóa và điều ứng, tiếp nhận thông tin từ môi trường, xử lý thông tin đó và thích ứng với môi trường, nhờ đó mà

kiến tạo cho mình một hệ thống quan niệm về thế giới xung quanh, quá trình tự học tập này là sự kiến tạo cơ bản

Nerida F.Ellerton và M.A.Clementes cho rằng: “Tri thức trước hết được kiến tạo một cách cá nhân thông qua cách thức hoạt động của chính họ”[4] Điều này cũng hoàn toàn phù hợp với quan điểm của Von Glaserfeld là : “Tri thức là kết quả của hoạt động kiến tạo của chính chủ thể”

Kiến tạo cơ bản đề cao vai trò chủ động và tích cực của mỗi cá nhân trong quá trình nhận thức và cách thức cá nhân xây dựng tri thức cho bản thân

Kiến tạo cơ bản quan tâm đến sự chuyển hóa bên trong của cá nhân trong quá trình nhận thức, đồng thời coi trọng những kinh nghiệm của học sinh trong quá trình hình thành thế giới quan cho bản thân

Tóm lại, kiến tạo cơ bản quan niệm quá trình nhận thức là quá trình học sinh thích nghi với môi trường thông qua các hoạt động đồng hóa và điều ứng để dẫn đến sự cân bằng Tuy nhiên, quá trình này không phải là sự sắp xếp một cách cơ học các kiến thức đã có và các kiến thức mới, mà bao gồm quá trình chủ thể nhận thức, suy nghĩ để loại bỏ những tri thức cũ không phù hợp, chọn lọc những tri thức đúng, phù hợp Do vậy, tri thức mới được hình thành bao gồm cả quá trình loại bỏ, kế thừa và phát triển các quan niệm sẵn có của học sinh Theo quan điểm kiến tạo cơ bản quá trình nhận thức của học sinh là quá trình thích nghi và tiến hóa

Ưu điểm nổi bật của kiến tạo cơ bản là đề cao vai trò tự lực của các cá nhân trong hoạt động nhận thức và chỉ ra cách thức cơ bản để người học xây dựng nên tri thức cho bản thân trong quá trình học tập

Song khi coi trọng quá mức vai trò của các cá nhân trong quá trình nhận thức cũng chính là đặt học sinh vào tình trạng cô lập, làm mất đi sự xung đột mang tính

xã hội trong nhận thức Do vậy, kiến thức được kiến tạo thiếu đi tính xã hội Biểu hiện là kết quả của kiến tạo cơ bản thường dẫn đến những quan niệm khác nhau của các cá nhân về cùng một sự kiện Trong số đó, có cái phù hợp, có cái chưa phù hợp, thậm chí có cái hoàn toàn sai trái với tri thức khoa học Những kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, những quan niệm sai trái và chưa phù hợp với tri thức khoa

học thường có sức bền kỳ lạ và chúng trở thành chướng ngại trên con đường tổ chức nhận thức cho học sinh trong dạy học Hạn chế này của kiến tạo cơ bản sẽ được khắc phục nhờ kiến tạo xã hội

ii Kiến tạo xã hội

Kiến tạo xã hội là gì?

Con người thường không tồn tại một cách đơn lẻ mà thường sinh sống trong gia đình, trong tập thể, trong cộng đồng xã hội Đồng thời con người có ngôn ngữ

để giao tiếp với nhau trong cộng đồng Do đó, theo Vygosky, sự học tập của con người không chỉ dừng lại ở quá trình kiến tạo cơ bản mà đồng thời được thực hiện thông qua sự tương tác, sự tranh luận trong cộng đồng Vì vậy, kiến thức được tạo nên có tính chất xã hội, người ta gọi đây là kiến tạo xã hội hay kiến tạo ngoại sinh

Theo Nor Joharuddeen Mohd nor[4], kiến tạo xã hội là quan điểm nhấn mạnh đến vai trò của các yếu tố văn hóa, các điều kiện xã hội và sự tác động của các yếu tố đó đến sự hình thành kiến thức Quan điểm này được xây dựng dựa trên các tư tưởng cơ bản sau:

- Tri thức được cá nhân tạo nên phải xứng đáng với các yêu cầu của tự nhiên

Dễ thấy ưu điểm của kiến tạo xã hội là nhấn mạnh vai trò của các yếu tố xã hội trong quá trình kiến tạo tri thức, bởi vì trong quá trình kiến tạo tri thức nếu xung đột mang tính cá nhân chỉ có ý nghĩa quan trọng trong một số giai đoạn thì sự xung đột giữa các cá nhân mới là động lực quan trọng trong quá trình phát triển trí tuệ của người học

Vì vậy nếu quá thiên về kiến tạo xã hội thì vai trò của chủ thể trong quá trình nhận thức không được thể hiện một cách rõ nét

Ta nhận thấy rằng, cả kiến tạo cơ bản và kiến tạo xã hội đều mang những ưu nhược điểm nhất định Trong khi kiến tạo cơ bản đề cao vai trò của cá nhân thì kiến tạo xã hội đề cao vai trò của những tác nhân bên ngoài ảnh hưởng đến quá trình nhận thức của người học Chính vì vậy, để tổ chức hoạt động dạy học có hiệu quả, người giáo viên phải biết tạo ra những môi trường học tập thuận lợi, sao cho nhờ những kinh nghiệm cùng với những kiến thức, kỹ năng đã có, người học có thể mở rộng và thiết kế lại sự hiểu biết, kiến thức và kỹ năng của bản thân Đồng thời, không thể coi nhẹ vai trò của giáo viên và các bạn đồng môn Người học sẽ quan sát giáo viên trong hành động, tư duy và tìm cách tiếp cận nó như là một mô hình mẫu Mỗi cá nhân HS cần phải được tạo môi trường, điều kiện để trao đổi tương tác với các bạn trong lớp (Kiến tạo xã hội) Thông qua đó, những kinh nghiệm cũ và kiến thức mới sẽ được kết hợp và định hướng vào sự hiểu biết của bản thân Mô hình do giáo viên đưa ra sẽ không được chủ thể tiếp nhận hoàn toàn mà được điều chỉnh cho phù hợp với sự hiểu biết riêng của bản thân học sinh

1.1.4.3 Một số năng lực cơ bản kiến tạo kiến thức[5],[29]

Để người học thực hiện có hiệu quả kiến tạo cơ bản và kiến tạo xã hội trong quá trình lĩnh hội kiến thức, kỹ năng mới cần dần từng bước bồi dưỡng cho họ những năng lực cơ bản sau:

a) Năng lực dự đoán phát hiện vấn đề dựa trên cơ sở các quy luật tư duy biện chứng, tư duy tiền logic, khả năng liên tưởng và di chuyển các liên tưởng b) Năng lực định hướng tìm tòi cách thức giải quyết vấn đề, tìm lời giải các bài toán

c) Năng lực huy động kiến thức để giải quyết vấn đề Vật lý Các thành tố chủ yếu của năng lực này là: năng lực lựa chọn các công cụ thích hợp để giải quyết một vấn đề, năng lực chuyển đổi ngôn ngữ, năng lực quy lạ về quen nhờ biến đổi các vấn đề, biến đổi các bài toán về dạng tương tự

d) Năng lực lập luận logic, lập luận có căn cứ giải quyết chính xác các vần đề đặt ra

e) Năng lực đánh giá, phê phán

1.1.4.4 Vai trò của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học kiến tạo[12]

i Vai trò của giáo viên trong quá trình dạy học kiến tạo

- Tạo không khí dạy học

- Tạo điều kiện để học sinh bộc lộ quan niệm riêng

- Tổ chức cho học sing tranh luận về những quan niệm của mình

- Là trọng tài trong những trường hợp ý kiến tranh luận không ngã ngũ

- Tạo điều kiện và giúp học sinh nhận ra các quan niệm sai lệch của mình và

tự giác khắc phục chúng

- Trình bày tính hiển nhiên của các quan niệm khoa học

- Tổ chức cho học sinh vận dụng kiến thức thu nhận

ii Vai trò của học sinh trong quá trình dạy học kiến tạo

- Học sinh phải chủ động và tích cực trong việc đón nhận tình huống học tập mới, chủ động trong việc huy động những kiến thức, kỹ năng đã có vào khám phá tình huống học tập mới

- Học sinh phải chủ động bộc lộ những quan điểm và những khó khăn của mình khi đứng trước tình huống học tập mới

- Học sinh phải chủ động và tích cực trong việc thảo luận, trao đổi thông tin với bạn học và với giáo viên Việc trao đổi này phải xuất phát từ nhu cầu của chính học sinh trong việc tìm những biện pháp để giải quyết những tình huống học tập mới hoặc khám phá sâu hơn những tình huống đó

- Người học phải tự điều chỉnh lại kiến thức của bản thân sau khi đã lĩnh hội được các tri thức mới thông qua việc giải quyết các tình huống học tập

1.2 Vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông

1.2.1 Đặc thù của môn Vật lý[25]

Thời cổ đại, khi các hoạt động lao động bằng chân tay bị coi khinh trong khi các hoạt động trí óc được tôn vinh thì Vật lý học là một bộ phận của triết học Các khái niệm, quy luật, định luật Vật lý lúc bấy giở được hình thành chỉ thông qua con đường hoạt động tư duy, lập luận logic nên có nhiều kiến thức bị sai lệch, không đúng với bản chất vốn có của sự vật hiện tượng Từ đó dẫn đến nhiều cuộc đấu tranh bảo vệ chính kiến của các nhà khoa học Đến thế kỷ XVI, với sự đóng góp to lớn của nhà khoa học người Ý Galille, Vật lý học được biết đến như một khoa học thực nghiệm Bởi hệ thống kiến thức về các khái niệm, các định luật Vật lý được xây dựng chủ yếu bằng thực nghiệm Các nhà khoa học đã tự kiến tạo kiến thức cho bản thân và trở thành kiến thức chung cho nhân loại Chính vì vậy, các kiến thức Vật lý đã ngày càng tiệm cận với chân lý hơn trong một giai đoạn nhất định nào đó

Mặt khác, những kiến thức của Vật lý học được ứng dụng trực tiếp, rộng rãi vào trong cuộc sống, kỹ thuật Đặc biệt, trong những thập kỷ gần đây, cùng với những ngành khoa học khác, Vât lý học đã góp phần không nhỏ vào công cuộc chinh phục vũ trụ và nâng cao chất lượng cuộc sống của con người

Với những đặc thù cơ bản như vậy, chúng tôi nhận thấy rằng: Có thể tổ chức các hoạt động nhận thức của học sinh theo quan điểm kiến tạo đi theo phương pháp thực nghiệm của các nhà khoa học Hơn nữa, học sinh khi tiếp xúc thực tế cuộc sống sẽ tích lũy cho mình một số kiến thức về Vât lý học cho bản thân Đây cũng là một thế mạnh để giáo viên tìm hiểu các quan niệm đúng sai của học sinh trước khi

tổ chức dạy học cho học sinh theo quan điểm kiến tạo

1.2.2 Điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học Vật lý theo quan điểm kiến tạo

a) Nội dung dạy học, nội dung nhận thức phải gắn liền với thực tiễn cuộc sống Song song với quá trình học tập trong nhà trường, học sinh trong quá trình tiếp xúc với thực tế đã kiến tạo cho bản thân một số khái niệm cơ bản có thể đúng hoặc sai Người giáo viên có nhiệm vụ phát hiện ra những quan niệm sai đang tồn tại ở người học để thiết kế các quá trình dạy học thích hợp nhằm giúp học sinh phá vỡ

những quan niệm cũ, sai lệch để kiến tạo nên kiến thức mới.[9]

Như vậy, trong dạy học theo quan điểm kiến tạo, các kiến thức, kỹ năng sẵn có của học sinh là một trong các tiền đề quan trọng giúp giáo viên lựa chọn tri thức và phương pháp dạy học phù hợp Tuy nhiên, nếu câu hỏi đặt ra đã có trong vốn kinh nghiệm của học sinh thì hoạt động tư duy không xảy ra Còn nếu đặt câu hỏi quá khó, học sinh đã nổ lực hết sức vẫn không trả lời được, học sinh sẽ cảm thấy chán nản và quá trình tư duy có thể vẫn diễn ra nhưng không đạt được hiệu quả dẫn đến không đạt được mục tiêu của quá trình dạy học Để khắc phục, giáo viên có thể sử dụng các biện pháp sư phạm sau đây[23]:

- Ôn tập các kiến thức cũ mà học sinh đã học có liên quan đến kiến thức mới

- Có thể dùng những câu hỏi giúp học sinh nhớ lại những kiến thức cũ đã học có liên quan đến bài học mới

- Dùng phép tương tự để dạy học tri thức mới

b) Trong quá trình dạy học, khi phát hiện học sinh có biểu hiện sai lầm, giáo viên không nên bác bỏ ngay mà tạm thời chấp nhận ý kiến của học sinh, tìm hiểu nguyên nhân tại sao học sinh lại có những biểu hiện sai lầm như vậy Đối với những sai lầm do sơ suất thì có thể chỉ cho học sinh tự sửa chửa Còn đối với những sai lầm do quan niệm sai đưa đến thì cần phải tổ chức một quá trình hoạt động nhận thức để học sinh tự thấy các cái sai trong quan niệm của mình, tự nguyện muốn thay đổi; khi đó, giáo viên sẽ giúp cho học sinh xây dựng tri thức mới để đáp ứng nhu cầu muốn thay đổi quan niệm sai Thái độ như vậy sẽ giúp học sinh tự thay đổi quan niệm sai mà không cảm thấy bị áp đặt, bị bắt buộc Còn nếu khi học sinh có biểu hiện sai lầm mà giáo viên bác

bỏ ngay lập tức và đưa ra quan niệm đúng thì về mặt hình thức, do uy quyền của người giáo viên, học sinh có vẻ như đã thay đổi quan niệm sai nhưng khi không còn sự quản lý của giáo viên, học sinh sẽ quay về với quan niệm vốn

có của mình

c) Điều kiện trang thiết bị phải đáp ứng được nhu cầu học tập, nghiên cứu của học sinh Trong quá trình dạy học theo quan điểm kiến tạo, học sinh phải tự

kiến tạo kiến thức cho bản thân dưới sự hỗ trợ của giáo viên nên con đường

đi tìm tri thức Vật lý của học sinh cũng giống như các nhà khoa học Học sinh cũng tự mày mò để thiết kế các phương án thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm với các dụng cụ có sẵn để giải quyết các mâu thuẫn nhận thức hay giải quyết các vấn đề đã đặt ra

Trong đó, giáo viên phải là người chủ động trong việc điều khiển hoạt động tư duy của học sinh, phải tạo được nhu cầu và hứng thú học tập cho học sinh bằng cách đưa ra một tình huống có vấn đề để đưa chủ thể vào một trạng thái tâm lý đặc biệt, mong muốn giải quyết vấn đề và lúc đó hoạt động tư duy bắt đầu diễn ra Giáo viên phải tạo ra môi trường học tập cho học sinh có điều kiện thuận lợi để thảo luận, trao đổi ý kiến của mình với bạn bè, với giáo viên

1.2.3 Tiến trình chung của việc vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật

lý ở trường phổ thông

i.Tiến trình dạy học kiến tạo theo một số tác giả phương Tây[9]

Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang tìm ra các phương pháp dạy học cụ thể có thể thực hiện các quan diểm của dạy học kiến tạo Theo Minstrel việc tìm hiểu những quan niệm có sẵn của học sinh gợi ý cho việc xây dựng các phương pháp dạy học cũng như các tiến trình dạy học cụ thể Các hướng nghiên cứu đều nhấn mạnh tầm quan trọng của sự phát triển các kiến thức được xây dựng chung giữa thầy và trò trong quá trình dạy học Cuối cùng, quan niệm của thầy, đại diện cho quan điểm khoa học phải là quan niệm chỉ đạo Tuy nhiên, hiện có sự bàn cãi về việc đánh giá các quan niệm có sẵn của học sinh để làm chúng bộc lộ ra Do vậy, các hướng đề xuất có các chi tiết khác nhau tùy theo quan điểm về các quan niệm có sẵn của học sinh

Một số phương pháp dạy học cụ thể đã được đề xuất như sau:

- Phương pháp của Nossbaun và Novick, gồm ba bước:

Bước 1: Bộc lộ quan niệm có sẵn

Bước 2: Tạo mâu thuẫn nhận thức

Bước 3: Thúc đẩy việc xây dựng kiến thức mới

- Phương pháp của Lawson, cũng gồm ba bước:

Bước 1: Thăm dò quan niệm có sẵn

Bước 2: Thành lập kiến thức mới trong mối quan hệ với kiến thức có sẵn Bước 3: Áp dụng

- Phương pháp của Cosgrove và Osborne:

Bước 1: Thăm dò các quan niệm sai có sẵn của học sinh và lựa chọn tri thức khoa học có thể dùng để thách thức các quan niệm sai có sẵn của học sinh Bước 2: Tạo tình huống kích thích học sinh bộc lộ quan niệm sai có sẵn, tạo điều kiện cho học sinh trình bày quan điểm của bản thân trước tập thể và xem xét quan điểm của người khác

Bước 3: Giới thiệu các chứng cứ khoa học, giúp học sinh so sánh các quan điểm của học sinh với các quan điểm khoa học

Bước 4: Áp dụng quan điểm khoa học mới

- Phương pháp do nhóm CLIS (Children’s Learning in Science) đề nghị: Biểu diễn bằng sơ đồ sau:

Bộc lộ kiến thức có sẵn Định hướng

Xem xét lại các kiến thức có sẵn

Trao đổi và làm rõ các kiến thức

có sẵnĐưa ra các tình huống mâu thuẫn Xây dựng các kiến thức mới

- Phương pháp của Guy Robardet và Jean Claudde: Biểu diễn bằng sơ đồ sau:

Quan niệm của học sinh

Vấn đề

Rất nhiều mô hình khả dĩ(mô hình giả định)

Thí nghiệm kiểm tra

Giả thuyết được khẳng định hay mô hình được

xác lập

Củng cố

Giáo viên đề xuất

Hay mô tả Một dự án thực nghiệm

Một tình huống

Hình thành những liên

tưởng của các giả thuyết

Lựa chọn thông số phù hợp

Xây dựng bởi học sinh

Thảo luận về phương án

thực nghiệm

Đánh giá

Vận dụng mô hình vào việc

tiên đoán và giải thích các

hiện tượng mới

Bài tập

ii Tiến trình dạy học kiến tạo theo một số tác giả trong nước

Theo Nguyễn Quang Lạc[22], tiến trình dạy học theo quan điểm kiến tạo được chia làm ba bước như sau:

Bước 1: Làm bộc lộ quan niệm của học sinh

Giáo viên đưa ra tình huống thuận lợi (thông qua thí nghiệm, bài tập, câu chuyện…), tạo không khí cởi mở để học sinh phát biểu những quan niệm của học về vấn đề học tập Điều cơ bản là phải tôn trọng các quan niệm của học sinh, giáo viên chưa cần nhận xét và phê phán các quan niệm sai mà chỉ cần tạo điều kiện để học sinh trình bày được nội dung của quan niệm đó

Bước 2: Giáo viên tổ chức hướng dẫn và điều khiển học sinh thảo luận

Trong bước này, điều quan trọng là giáo viên phải tạo được không khí sư phạm dân chủ để khuyến khích học sinh tập tranh luận bảo vệ lý lẽ của mình, từ

đó những học sinh có quan niệm sai biết nhận ra nguyên nhân và từ bỏ nó; biết cách lập luận để chấp nhận quan niệm đúng Cuối cùng, giáo viên thể chế hóa kiến thức về vấn đề học tập cho cả lớp

Bước 3: Giáo viên tổ chức để học sinh vận dụng kiến thức

Giáo viên phải giúp học sinh luyện tập được kỹ năng phân tích, xây dựng lập luận để có những dự đoán, giải thích sự tiến triển của một sự kiện mới, có cách giải quyết vấn đề trong tình huống mới liên quan đến nội dung của vấn đề học tập Nhờ đó mà, học sinh vừa củng cố được nội dung của bài học vừa luyện tập

và dần dần hình thành phương pháp nhận thức, kiến tạo tri thức cả trên hai bình diện kiến tạo cơ bản và kiến tạo xã hội

- Theo Dương Bạch Dương, tiến trình dạy học kiến tạo theo hướng để học sinh bộc lộ quan niệm sai và xây dựng các quan niệm đúng gồm các bước như sau: Bước 1: Tìm hiểu những quan niệm sai thường gặp của học sinh theo trình tự sau:

+ Tìm hiểu những biểu hiện sai lầm của học sinh

+ Tìm nguyên nhân dẫn đến các sai lầm để xác định các quan niệm sai

+ Tìm hiểu nguồn gốc hình thành của quan niệm sai

Bước 2: Để học sinh bộc lộ quan niệm sai của mình

Bước 3: Giáo viên tổ chức để học sinh thảo luận để thấy rõ các câu trả lời sai Bước 4: Giáo viên hướng dẫn học sinh rút ra kết luận, hợp thức hóa kiến thức Bước 5: Học sinh vận dụng để thấy rõ ý nghĩa của các quan niệm đúng vừa xây dựng được

Ta nhận thấy: các phương pháp dạy học ở trên đều đòi hỏi phải tiến hành thăm

dò các quan niệm có sẵn của học sinh, khuyến khích học sinh bộc lộ và đưa học sinh vào những tình huống, trong đó việc sử dụng những quan niệm có sẵn sẽ đưa đến những tiên đoán cần kiểm chứng, học sinh trao đổi để xem xét lại các quan niệm có sẵn và xây dựng quan niệm mới phù hợp hơn và chính xác hơn

iii Tiến trình dạy học kiến tạo trong môn Vật lý ở trường phổ thông

Kết hợp với các phương pháp đã nêu, chúng tôi đề xuất tiến trình dạy học kiến tạo như sau:

Khâu chuẩn bị: Đây là khâu quan trọng nhất, quyết định sự thành công hoặc thất

bại của bài giảng Trước khi dạy, giáo viên cần:

- Xác định mục tiêu, yêu cầu của bài học Mục tiêu của bài học phải được thể hiện bằng những kiến thức, kỹ năng mà người học chiếm lĩnh được sau giờ học

- Điều tra làm rõ sự hiểu biết của học sinh về những vấn đề liên quan đến nội dung bài học Đây là khâu rất quan trọng và thể hiện nét đặc thù của dạy học kiến tạo Có thể thực hiện khâu này theo cách:

+ Chuẩn bị phiếu điều tra: Trong phiếu này, giáo viên cần đưa ra những câu hỏi

về những vấn đề mà trước đó giáo viên chưa dạy hay đề cập đến, yêu cầu học sinh cho biết những hiểu biết của mình về những vấn đề trong bài học sắp tới + Phát phiếu điều tra cho các nhóm thảo luận và trả lời

+ Tiến hành phân tích những kiến thức vốn có của học sinh qua phiếu điều tra

- Xây dựng phương án dạy học:

+ Xác định rõ những kiến thức nào cần thảo luận, những kiến thức nào sẽ cho học sinh tự xây dựng, tìm tòi

+ Chuẩn bị các thí nghiệm để xây dựng các tình huống học tập (nếu có)

+ Dự kiến, phân tích câu hỏi, câu trả lời có thể có của học sinh trong giờ học + Dự kiến cách tổ chức các nhóm học sinh làm thí nghiệm và thảo luận

+ Dự kiến trình tự, nội dung ghi bảng

+ Xác định nội dung đánh giá, xây dựng câu hỏi để kiểm tra – đánh giá

Tiến trình dạy học:

- Giáo viên nêu ra những vấn đề cần giải quyết trong bài học

- Giáo viên tổ chức hướng dẫn và điều khiển học sinh giải quyết lần lượt từng vấn đề nêu ra theo các bước sau:

+ Bước 1: Làm bộc lộ quan niệm của học sinh

+ Bước 2: Giáo viên tổ chức điều khiển cho học sinh tự thảo luận và thể chế hóa kiến thức

+ Bước 3: Giáo viên tổ chức để học sinh vận dụng tri thức mới

- Với điều kiện hiện nay ở trường phổ thông và đặc thù của môn Vật lý, việc tiến hành dạy học theo lý thuyết kiến tạo hoàn toàn có tính khả thi

- Các nhà nghiên cứu đã đề xuất một số tiến trình dạy học theo LTKT và bước đầu thực nghiệm sư phạm thành công chủ yếu ở THCS và một phần THPT, trên

cơ sở đó, chúng tôi đã nghiên cứu và đưa ra tiến trình dạy học chung cho quá trình dạy học một số kiến thức Vật lý theo LTKT phù hợp với điều kiện hiện có

ở trường phổ thông PPDH đã đề xuất có đặc điểm sau: Giúp HS thay đổi quan niệm sai một cách tự nguyện bằng hoạt động nhận thức của bản thân, quan niệm đúng do HS tự xây dựng nên sẽ tồn tại bền vững

Chương 2 : THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” THEO LÝ THUYẾT KIẾN TẠO NHẰM NÂNG CAO

CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC VẬT LÝ

Để thiết kế được các tiến trình dạy học theo quan điểm kiến tạo không xa rời thực tiễn, phù hợp với tri thức khoa học thì việc đầu tiên là phải xác định được mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

2.1 Mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

2.1.1 Kiến thức

- Phân biệt được khái niệm vật rắn và chất điểm

- Phát biểu được điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực Phân biệt được điều kiện cân bằng của vật rắn và điều kiện cân bằng của chất điểm

- Phát biểu được định nghĩa trọng tâm và tính chất đặc biệt của trọng tâm

- Phát biểu được quy tắc và biết tổng hợp hai lực có giá đồng quy

- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm chịu tác dụng của ba lực đồng phẳng không song song

- Phát biểu được định nghĩa, viết công thức tính momen lực và biết được đơn vị đo của momen lực

- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định

- Phát biểu được quy tắc hợp lực song song và biết tổng hợp hai lực song song cùng chiều

- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế Phân biệt được các dạng cân bằng bền, cân bằng không bền, cân bằng phiếm định của vật rắn có mặt chân đế

- Phát biểu được định nghĩa của chuyển động tịnh tiến và nêu được ví dụ minh họa

- Viết được công thức định luật II Newton cho chuyển động tịnh tiến

- Hiểu được tác dụng của momen lực đối với vật rắn quay quanh trục

- Biết được các yếu tố ảnh hưởng đến momen quán tính của vật

- Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực và viết được công thức tính momen ngẫu lực

- Hiểu được khi vật rắn chịu tác dụng của một momen lực khác không thì vật rắn quay chậm dần hoặc nhanh dần

2.1.2 Kỹ năng

- Biết đề xuất phương án thí nghiệm xác định điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song

- Biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm

- Biết đề xuất phương án thí nghiệm để xác định trọng tâm của vật rắn

- Vận dụng tính chất đặc biệt của trọng tâm để giải quyết các trường hợp cụ thể

- Biết đề xuất giả thuyết và giải quyết vấn đề về tác dụng của lực đối với vật rắn có trục quay cố định

- Biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm xác định tác dụng của lực đối với vật rắn có trục quay cố định từ đó đưa ra quy tắc momen lực

- Biết xác định cánh tay đòn của lực trong trường hợp bất kỳ

- Vận dụng quy tắc momen lực để xác định các lực tác dụng lên một vật có trục quay cố định

- Biết đề xuất phương án thí nghiệm để tìm hợp lực của hai lực song song Từ đó biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm

- Biết xác định phương, chiều, điểm đặt, độ lớn của hợp lực song song

- Xác định được mặt chân đế của một vật đặt trên mặt phẳng đỡ

- Giải thích được vì sao một vật ở trạng thái cân bằng bền, không bền hoặc cân bằng phiếm định

- Biết tiến hành thí nghiệm để xác định điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân

đế

- Biết cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng.- Vận dụng các kiến thức đã học của chương để giải một số bài tập Vật lý liên quan và giải thích một số hiện tượng Vật lý thường gặp trong đời sống, kỹ thuật

2.1.3 Thái độ

- Có hứng thú học Vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học

- Có thái độ khách quan, trung thực, tích cực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, có tinh thần hợp tác trong học tập

2.2 Phân tích cấu trúc, nội dung dạy học chương

2.2.1 Cấu trúc chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

Ở chương I và II của sách giáo khoa Vật lý 10 THPT ban cơ bản, học sinh đã được tìm hiểu và khảo sát điều kiện cân bằng và chuyển động của những vật được xem là chất điểm Nhưng chất điểm là một khái niệm rất trừu tượng còn trong thực

tế chúng ta chủ yếu tiếp xúc với các vật rắn Chính vì vậy, việc đưa chương III “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” nối tiếp chương I và II là điều cần thiết và hết sức hợp lý

Nội dung của chương được phân làm hai phần:

- Điều kiện cân bằng của vật rắn

- Chuyển động của vật rắn

Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương:

Vật rắn Cân bằng

Trọng tâm rơi trên mặt chân đế

Cân bằng của một vật có mặt chân đế

Cách xác định trọng tâm

Chuyển độQuay Tịnh tiến

0



Quay đều

Quay nhanh dần hoặc chậm dần

( tăng dần hoặc giảm dần)

m

F a



 

Momen ngẫu lực

Cân bằng không bền

Cân bằng phiếm định

Cân bằng bền

2.2.2 Nội dung của chương

Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” bao gồm các kiến thức cơ bản sau:

- Các quy tắc hợp lực:

+ Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy

+ Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều

- Các điều kiện cân bằng của một vật rắn :

+ Vật rắn chịu tác dụng của hai lực

+ Vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song

+ Chuyển động quay quanh một trục

+ Tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn

Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” bao gồm 6 bài:

Bài 1: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song Bài 2: Cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực

Bài 3: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

Bài 4: Các dạng cân bằng Cân bằng của một vật có mặt chân đế

Bài 5: Chuyển động tịnh tiến của vật rắn Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Bài 6: Ngẫu lực

Nội dung kiến thức của chương

Bài 1.Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song

- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều (hai lực trực đối)

- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song:

+ Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy

+ Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

- Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy: Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vecto lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực

Bài 2 Cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực

- Momen lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó: M = Fd

- Điều kiện cân bằng của một vật quay quanh trục: Tổng các momen lực có xu hướng làm cho vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có

xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ

Bài 3 Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có

độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực ấy

- Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy

Bài 4 Các dạng cân bằng Cân bằng của một vật có mặt chân đế

- Có ba dạng cân bằng: cân bằng bền, cân bằng không bền và cân bằng phiếm định + Cân bằng bền: trọng tâm của vật ở vị trí thấp nhất so với các vị trí khác Khi một vật bị lệch ra khỏi vị trí cân bằng bền thì tự nó có thể trở về vị trí đó được

+ Cân bằng không bền: trọng tâm của vật ở vị trí cao nhất so với các vị trí khác Khi một vật bị lệch ra khỏi vị trí cân bằng không bền thì không thể tự trở về vị trí đó được

+ Cân bằng phiếm định: vị trí trọng tâm không thay đổi hay trọng tâm có độ cao không thay đổi Vật đứng yên ở mọi vị trí

- Mặt chân đế: là hình đa giác lồi nhỏ nhất chứa các điểm tiếp xúc

- Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế: giá của trọng lực phải đi qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế)

- Mức vững vàng của cân bằng: Muốn tăng mức vững vàng của cân bằng, người ta tăng diện tích mặt chân đế và hạ thấp trọng tâm của vật

Bài 5 Chuyển động tịnh tiến của vật rắn Chuyển động quay của vật rắn

- Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là chuyển động trong đó đường thẳng nối hai điểm bất kỳ của vật luôn song song với chính nó

- Gia tốc của chuyển động tịnh tiến được xác định bằng định luật II Newton:

m

F a

- Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào khối lượng của vật

và sự phân bố khối lượng đó đối với trục quay

Bài 6 Ngẫu lực

- Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực

- Ngẫu lực tác dụng vào một vật chỉ làm vật quay chứ không tịnh tiến

- Momen của ngẫu lực: M = Fd

- Momen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực

2.3 Thiết bị dạy học chương đáp ứng yêu cầu dạy học kiến tạo

2.3.1 Các thí nghiệm

Thí nghiệm 1 :

- Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực

- Dụng cụ : Bìa cứng và nhẹ, hai ròng rọc, hai sợi dây , hai vật có khối lượng bằng nhau (hai lực kế)

- Tiến hành: Móc hai lực kế vào vật, quan sát đặc điểm của hai lực khi vật rắn ở trạng thái cân bằng

- Kết luận: Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều (hai lực trực đối)

Thí nghiệm 2 :

- Mục đích: Biết cách xác định trọng tâm của một vật mỏng, phẳng

- Dụng cụ : Một chân đế, một thanh trụ, một gia trọng, một sợi dây, những tấm phẳng có hình dạng bất kỳ và có hình dạng đặc biệt (hình chữ nhật, hình vuông, hình tròn, vành tròn)

- Tiến hành:

+ Bước 1: Buộc dây vào một điểm A trên vật rồi treo lên Vẽ đường AB đi qua sợi dây

+ Bước 2: Buộc dây vào một điểm C, tương tự vẽ một đường CD đi qua sợi dây

- Kết luận: Giao điểm của hai đường AB và CD là trọng tâm của vật

Thí nghiệm 3 :

B

OA

=> Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song: + Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy

+ Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

Thí nghiệm 4 :

Hình 3

- Mục đích: Xác định điều kiện để lực có tác dụng làm quay vật

- Dụng cụ: Vật có trục quay cố định có đục 4 lỗ có chốt để gắn sợi dây, giá đỡ trục quay

+ Dùng tay tác dụng lực kéo vào dây nối với chốt nằm trong mặt vuông góc với trục quay và cắt trục quay Quan sát

+ Dùng tay tác dụng lực kéo vào dây nối với chốt nằm trong mặt vuông góc với trục quay và không cắt trục quay (Hình 4c) Quan sát

- Kết luận: Lực có tác dụng làm quay một vật khi giá của lực nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay

Trường hợp 1: Hai lực song song

- Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định khi vật chịu tác dụng của hai lực song song

- Dụng cụ : Đĩa momen, có quả nặng, dây treo

- Tiến hành:

+ Treo hai quả nặng vào hai vị trí A và B của đĩa momen (Hình 5a)

+ Khi đĩa cân bằng, so sánh momen của hai lực F1

và F2

- Kết luận: Vật cân bằng khi F1d1 F2d2

Nghĩa là momen của lực F1

bằng momen của lực F2

nhưng ngược chiều

Hình 5a