Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương Dao động và sóng điện từ Vật lí 12 Trung học phổ thông

Okôn, có thể hiểu dạy học giải quyết vấn đề dưới dạng chung nhất, là toàn bộ các hành động như: tổ chức các tình huống có vấn đề, biểu đặt vấn đề tập cho học sinh quen dần để tự làm lấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGHỆ AN - 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TR¦êNG §¹I HäC VINH

NGUYỄN ĐỨC TÌNH

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG "DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ"

VẬT LÝ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG.

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

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

Mã số: 60 14 01 11

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC

NGHỆ AN - 2015 LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu, ngoài sự nổ lực của bản thân, tôi luôn nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của gia đình, người thân, các thầy cô, bạn bè

và đồng nghiệp

Đầu tiên tôi xin được bày tỏa lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đình Thước đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa Sau đại học, khoa Vật lí, bộmôn phương pháp giảng dạy - Trường Đại học Vinh đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ trong suốt thời gian học tập

Xin cảm ơn sự nhiệt tình của Ban Giám hiệu và các thầy, cô giáo bộ môn Vật lý của trường THPT Triệu Sơn, Thanh Hóa đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, và những người thân đã động viên chia sẽ cùng tôi trong quá trình học tập và làm luận văn

Vì thời gian cũng như năng lực của bản thân còn nhiều hạn chế nên luận vănkhó tránh khỏi sai sót Tôi rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp quý báu từ phía thầy cô và bạn đọc

Nghệ An, tháng 6 năm 2015 Tác giả

Nguyễn Đức Tình

DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

1 DHGQVĐ Dạy học giải quyết vấn đề

1.1.4 Vấn đề phát triển và bồi dưỡng năng lực 7

1.3.1 Vấn đề, tình huống có vấn đề trong dạy học 11

Chương 2 Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy

học chương " Dao động và sóng điện từ "

28

2.1 Phân tích chương trình, nội dung SGK chương "Dao động và sóng

điện từ"

28

2.1.2 Cấu trúc chương trình của chương "Dao động và sóng điện từ" 292.1.3 Nội dung của chương "Dao động và sóng điện từ" 312.2 Thiết kế một số tiến trình dạy học chương "Dao động và sóng điện

từ" theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

3.6.1 Đánh giá định tính ( phân tích kết quả thực nghiệm ) 783.6.2 Đánh giá định lượng ( chất lượng và hiệu quả thông qua xử lý số

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Giáo dục phổ thông có vị trí quan trọng trong hệ thống giáo dục Giáo dụcphổ thông góp phần đào tạo nguồn nhân lực phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa,hiện đại hóa và hội nhập quốc tế của đất nước

Trên Thế giới, các quốc gia đều tích cực đầu tư cho giáo dục Phát triểnchương trình giáo dục theo hướng tiếp cận năng lực Trong dạy học, nhiệm vụ hìnhthành năng lực, bồi dưỡng phát triển năng lực cho người học là mục tiêu quantrọng của giáo dục Đó là điều kiện tiên quyết để có được một nguồn nhân lực chấtlượng cao làm việc trên mọi lĩnh vực kinh tế, xã hội, của mỗi quốc gia và thếgiới

Giáo dục phổ thông nước ta từng bước đổi mới và đã đạt được những thànhtích đáng ghi nhận Trong đó, việc đổi mới phương pháp giảng dạy đã được coitrọng Bên cạnh đó vẫn còn tồn tại những vấn đề chưa được giải quyết, như:

• Lối truyền thụ một chiều vẫn còn duy trì ở các cấp học, bậc học Hoạt động

tự học của học sinh để tìm kiếm kiến thức, thực hành, phát hiện và giải quyết vấn

đề chưa được quan tâm Vì thế tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh trongquá trình học tập chưa được phát huy

• Nội dung dạy học còn nặng tính hàn lâm, coi nhẹ việc rèn luyện kĩ năngthực hành, năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Học sinh chưa có điều kiện,

cơ hội trải nghiệm để mở rộng kiến thức, ứng dụng kiến thức và hoạt động sángtạo Mối liên hệ giữa kiến thức vật lý được học ở nhà trường và những ứng dụngcủa nó trong đời sống, kỹ thuật đa dạng và phong phú nhưng việc khai thác vàodạy học còn hạn chế Học sinh hiểu kiến thức không sâu, chỉ nhớ kiến thức mộtcách máy móc, không có tính sáng tạo trong học tập

• Đánh giá kết quả học tập còn thực hiện theo phương pháp truyền thống,chủ yếu dựa vào kết quả các bài kiểm tra tập trung vào nội dung kiến thức mà chưađánh giá theo chuẩn năng lực của môn học

Nhiệm vụ giáo dục của nước ta đang đặt ra: Cần phát triển chương trình giáodục theo hướng tiếp cận năng lực; Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng pháthuy tính tích cực, chủ động, phát triển tư duy khoa học và năng lực sáng tạo; Dạycho HS cách học, cách giải quyết vấn đề nhằm bồi dưỡng, phát triển năng lực họctập

Đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục nói chung và môn học Vật lý nóiriêng, có ý nghĩa hết sức quan trọng trong nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực cóchất lượng cao đáp ứng nhu cầu kinh tế - xã hội của nước ta hiện nay

Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu : Bồi

dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương " Dao động

và sóng điện từ" vật lí 12 trung học phổ thông.

2 Mục đích nghiên cứu

Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương

"Dao động và sóng điện từ" vật lý 12 trung học phổ thông dựa vào chiến lược dạyhọc giải quyết vấn đề

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Quá trình dạy học vật lí lớp 12 THPT

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập chương “Dao động

và sóng điện từ”

4 Giả thuyết khoa học

Nếu dạy học chương "Dao động và sóng điện từ" Vật lí 12 theo định hướngdạy học giải quyết vấn đề thì có thể bồi dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề gópphần nâng cao chất lượng và hiệu quả học tập

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu lí luận

Xây dựng cơ sở lý luận của đề tài

5.5 Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Đọc các tài liệu tham khảo để xây dựng cơ sở lý luận của đề tài

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Điều tra, đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập vật lý.6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm ở trường trung học phổ thông để kiểm chứng giả thuyếtkhoa học và đánh giá tính khả thi bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của họcsinh thông qua dạy học chương “Dao động và sóng điện từ"

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Xử lý kết quả điều tra, kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán họcthống kê

7 Đóng góp mới của đề tài

Đóng góp về lí luận: Hệ thống được cơ sở lý luận về năng lực nói chung vànăng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lý ở trường THPT

Đóng góp về thực tiễn: Đề xuất biện pháp sử dụng dạy học GQVĐ để bồidưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh; Soạn thảo các tiến trình dạy học

chương "Dao động và sóng điện từ" theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấnđề.

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, luận văn có 03 chương:

Chương 1 Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lý

Chương 2 Bồi dưỡng năng lực GQVĐ của HS trong dạy học chương “ Dao động

và sóng điện từ ” vật lí 12 THPT

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG

DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Năng lực

1.1.1 Khái niệm năng lực [4], [19]

Trong tâm lý học hiện nay cũng có nhiều định nghĩa về năng lực: Theo P ARuđich “ Năng lực là tính chất tâm – sinh lý của con người chi phối quá trình tiếpthu các kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hoạt động nhấtđịnh Từ định nghĩa này, khái niêm năng lực bao gồm các điều kiện tâm sinh lýchi phối các hoạt động con người

A.G Côvaliôp định nghĩa “ Năng lực là một tập hợp hoặc tổng hợp nhữngthuộc tính của cá nhân con người, đáp ứng những nhu cầu lao động và đảm bảocho hoạt động và đạt được những kết quả cao”

N X Lâytex cho rằng năng lực là những thuộc tính tâm lý của cá nhân làđiều kiện để hoàn thành tốt đẹp những loại hoạt động nhất định

Hai định nghĩa trên đều nêu lên những thuộc tính của cá nhân đảm bảo điều

kiện cho hoạt động đó Phạm Minh Hạc định nghĩa: “ Năng lực là những đặc điểm

tâm lý cá biệt, tạo thành điều kiện quy định tốc độ, chiều sâu, cường độ, của việctác động vào đối tượng lao động” Định nghĩa này cho rằng năng lực là một yếu tố

tổ hợp trong một hoạt động cụ thể tạo thành những điều kiện để tác động vào đốitượng lao động

Từ định nghĩa về năng lực ta thấy giữa người này và người khác có nhữngnăng lực khác nhau Các dấu hiệu khác biệt về năng lực đó là:

a) Khác biệt trong khuynh hướng hoạt động

b) Khác biệt trong nhịp độ hoạt động và sự tiến bộ hoạt động, sự dễ dàng tronghoạt động đó.

c) Số lượng và chất lượng của kết quả hoạt động

d) Tính chất độc lập và sáng tạo trong hoạt động

Khuynh hướng là dấu hiệu đầu tiên và sớm nhất của những năng lực đang

hình thành Khuynh hướng biểu hiện ở nguyện vọng và ý muốn của con người đốivới hoạt động nhất định ví dụ như trong các lĩnh vực hội hoạ, âm nhạc, toán học,vật lý nhiều khi nguyện vọng này xuất hiện rất sớm và có tính chất tự phát, say

mê trong những điều kiện không thuận lợi Rõ ràng khuynh hướng cho ta biếtnhững tiền đề bẩm sinh nhất định đối với việc phát triển năng lực

Người có năng lực về một hoạt động thuộc lĩnh vực nào đó thường bắt tayvào thực hiện một hoạt động nào đó dễ dàng hơn người không có năng lực, sự tiến

bộ trong hoạt động đó rất nhanh về cường độ và độ sâu (chất lượng) hơn ngườikhông có năng lực Người có năng lực ở mức độ cao bao giờ cũng thể hiện đượctính độc lập và sáng tạo trong hoạt động

Khi xét về bản chất của năng lực ta cần chú ý đến sự khác nhau giữa ngườinày và người khác về hiệu quả hoạt động

Năng lực tạo điều kiện cho việc tiếp thu tri thức, kĩ năng, kĩ xảo Nói đếnnăng lực được hiểu bao gồm tri thức và kĩ năng của một con người

1.1.2 Các mức độ của năng lực [19]

Trong từng lĩnh vực hoạt động, năng lực của từng người thể hiện khác nhau

Sự phát triển năng lực có thể chia thành hai mức độ: năng lực tái tạo và năng lực sáng tạo

- Mức độ năng lực tái tạo của cá nhân thể hiện rõ khả năng của mình trongviệc đạt được kết quả đối với lĩnh vực kiến thức tiến hành và hoạt động theo mẫu(do người khác hướng dẫn hoặc theo quá trình tái hiện)

- Mức độ năng lực sáng tạo, cá nhân có năng lực tạo ra các mới, cái độc đáovới kết quả hoạt động cao Như vậy, trong năng lực tái tạo có ít nhiều năng lực

sáng tạo và trong năng lực sáng tạo có ít nhiều năng lực tái tạo Trong quá trìnhhoạt động của con người có thể chuyển năng lực từ mức độ này sang mức độ khác(có thể tăng hoặc giảm).

Người có năng lực ở mức độ đặc biệt cao được người ta gọi là tài năng vàthiên tài

1.1.3 Phân loại năng lực [4], [19]

Có nhiều cách phân loại năng lực theo tiêu chí khác nhau, có thể có các loạinăng lực sau: năng lực chung và năng lực chuyên môn

- Năng lực chung là hệ thống những thuộc tính trí tuệ cá nhân đảm bảo cho cá

nhân nắm được tri thức và hoạt động một cách dễ dàng có hiệu quả có thể gọi nănglực chung là năng lực trí tuệ (inteligence) năng lực này thể hiện ở chức năng tâm

lý Ví dụ năng lưc phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hoá, ghi nhớ, tưởngtượng

- Năng lực chuyên môn là hệ thống các thuộc tính cá nhân bảo đảm đạt được kết

quả cao trong nhận thức và trong sáng tạo của các lĩnh vực chuyên môn: âm nhạc,hội hoạ, thể thao, văn học, khoa học, kĩ thuật công nghệ Mỗi người đều có nănglực chung và năng lực chuyên môn phát triển bổ sung lẫn nhau Điều kiện quyếtđịnh năng lực của cá nhân phụ thuộc vào hoạt động của cá nhân trong điều kiệngiáo dục của xã hội và chịu ảnh hưởng của nền văn hóa xã hội

1.1.4 Vấn đề phát triển và bồi dưỡng năng lực

Năng lực của mỗi người phụ thuộc rất nhiều vào hoàn cảnh giáo dục, trong

đó mỗi người phải tự giác hoạt động Muốn bồi dưỡng và phát triển năng lực cầnchú ý các điều kiện cơ bản sau:

- Cần chú ý đến sự khác biệt cá nhân về năng lực (trong dạy học phải phân hoá, cábiệt hoá đối tượng học sinh)

- Tạo điều kiện tích cực tham gia các hoạt động là cách tốt nhất để hình thành nănglực Hình thành và phát triển năng lực cho học sinh không tách giáo dục và giáo

dưỡng (quan tâm về kiến thức - kĩ năng, phương pháp từng môn học - phươngpháp nhận thức, Phương pháp tự học)

1.2 Cấu trúc của năng lực

1.2.1 Cấu trúc về năng lực [19]

Năng lực gồm có 3 thành tố: kiến thức, kĩ năng và thái độ Giữa các thành tốcủa năng lực có mối quan hệ hữu cơ với nhau trong sự tác động để hình thành vàphát triển Cấu trúc chung của năng lực có thể nhận thức theo sơ đồ sau:

1.2.2 Năng lực chung trong dạy học vật lí [4]

● Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân:

- Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề ( đặc biệt theo con đường thựcnghiệm )

Thái độ Năng lực

- Năng lực sáng tạo ( đề xuất giả thuyết, thiết kế phương án kiểm tra giả thuyết, lựachọn phương án thí nghiệm tối ưu, giải bài tập sáng tạo ).

- Năng lực quản lý

● Nhóm năng lực về quan hệ xã hội:

- Năng lực giao tiếp: sử dụng ngôn ngữ vật lý mô tả hiện tượng, lập luận, suy luận,

mô tả sơ đồ, mô hình thí nghiệm, vẽ - đọc đồ thị

- Năng lực hợp tác: hoạt động học tập theo nhóm

● Nhóm năng lực công cụ ( được hình thành trong quá trình hình thành 2 nhómnăng lực trên ):

- Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông ( ICT )

- Năng lực sử dụng ngôn ngữ: lập luận, suy luận, trình bày ngôn ngữ nói - viết; sửdụng bảng biểu, đồ thị mô hình

- Năng lực tính toán: sử dụng công cụ toán học vào giải quyết bài tập vật lý

Ví dụ: Tìm giá trị cực đại bằng bất đẳng thức, tam thức bậc 2 , vận dụng phép tính

vi phân, tích phân

1.2.3 Năng lực thực nghiệm [4], [16], [18], [19]

Các thành tố của năng lực thực nghiệm, gồm:

- Kiến thức vật lý liên quan đến quá trình

khảo sát, kiến thức về phương pháp

nghiên cứu vật lý

- Kiến thức về thiết bị, về an toàn

- Kiến thức xử lý số liệu sai số

- Kiến thức biểu diễn số liệu: bảng biểu

- Kĩ năng tính toán sai số

- Kĩ năng trình bày kết quả, tự đánh giá.THÁI ĐỘ

- Thái độ kiên nhẫn, trung thực, tỉ mĩ, hợp tác một cách tích cực

1.2.4 Năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực giải quyết vấn đề trong học tập vật lí của HS dựa trên hai năng lựcthành tố chung: năng lực phát hiện “vấn đề” và năng lực giải quyết vấn đề Nănglực giải quyết vấn đề dựa vào việc giải quyết theo con đường thực nghiệm; theocon đường lí thuyết, suy lí hoặc theo phương pháp mô hình Tương ứng với cách

giải quyết vấn đề như vậy, ta có các năng lực thành tố (năng lực chuyên biệt) củanăng lực giải quyết vấn đề trong học vật lí: năng lực thực nghiệm, năng lực líthuyết (năng lực khái quát hóa các quan sát riêng lẻ đề xuất mô hình vật lí), nănglực tính toán (tính toán, xử lí số liệu để suy ra kết quả từ mô hình vật lí)

1.3 Dạy học giải quyết vấn đề [1], [2], [3], [11], [18], [22]

Dạy học giải quyết vấn đề ( DHGQVĐ ) được coi là phương pháp tổng quát

về phương hướng dạy học tìm tòi Tư tưởng cơ bản của phương pháp DHGQVĐ làđưa quá trình học tập của người học về gần với quá trình tìm tòi, phát hiện, khámphá của chính các nhà khoa học Tư tưởng ấy được lý giải bằng quan điểm chorằng: không gì tốt hơn đưa người học vào chính quá trình tìm tòi, nghiên cứu cóhiệu quả của nhà khoa học

DHGQVĐ đặc trưng bởi sự hiện diện của 2 yếu tố thành phần: tình huống cóvấn đề và giả thuyết để giải quyết vấn đề

Theo V Okôn, có thể hiểu dạy học giải quyết vấn đề dưới dạng chung nhất,

là toàn bộ các hành động như: tổ chức các tình huống có vấn đề, biểu đặt vấn đề( tập cho học sinh quen dần để tự làm lấy công việc này, chú ý giúp đỡ những điềukiện cần thiết để học sinh giải quyết vấn đề ), kiểm tra cách giải quyết đó và cuốicùng chỉ đạo quá trình hệ thống hóa và cũng cố kiến thức thu nhận được

Dạy học giải quyết vấn đề có tác dụng phát huy hoạt động nhận thức tự chủ,tích cực của học sinh, giúp cho học sinh chiếm lĩnh được các kiến thức khoa họcsâu sắc, vững chắc, đảm bảo sự phát triển trí tuệ, phát triển năng lực sáng tạo củahọc sinh trong quá trình học tập

1.3.1 Vấn đề, tình huống có vấn đề trong dạy học

- Vấn đề: Có thể hiểu, “vấn đề”là một nhiệm vụ nhận thức mà người học không thể

giải quyết được bằng kiến thứcvà kinh nghiệm sẵn có của mình, nghĩa là khôngthể dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết, mà phải tìm tòi sáng tạo để giải

quyết, khi giải quyết được thì người học đã đủ nhận thức được kiến thức, kỹ năngmới.

Vấn đề chứa đựng câu hỏi, nhưng là câu hỏi về một cái chưa biết, câu hỏi mà

câu trả lời là một cái mới phải tìm tòi sáng tạo mới xây dựng được chứ không phải

là câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhớ lại những kiến thức đã có

- Tình huống có vấn đề:Tình huống vấn đề là tình huống mà khi học sinh tham gia

thì gặp khó khăn, học sinh ý thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó vàcảm thấy với khả năng của mình thì hy vọng có khả năng giải quyết được, do đóbắt tay vào giải quyết vấn đề đó Nghĩa là tình huống này kích thích hoạt độngnhận thức tích cực của học sinh: đề xuất vấn đề và giải quyết vấn đề đã đề xuất

Tình huống có vấn đề là một trạng thái tâm lý của chủ thể nhận thức khi vấpphải một mâu thuẫn, một khó khăn cần giải quyết, có nhu cầu về một cái chưa biết,

về một cách thức giải quyết không có sẵn, đòi hỏi một sự tìm tòi tích cực sáng tạo

Các kiểu tình huống có vấn đề thường dùng trong dạy học vật lí:

Khi học sinh được lôi cuốn vào hoạt động tích cực thực hiện nhiệm vụ cótiềm ẩn vấn đề mà học sinh đã đảm nhận, học sinh nhanh chóng nhận thấy sự bất

ổn của tri thức đã có của mình, vấn đề xuất hiện, học sinh ở tình huống ( tình thế )

có thể thuộc một trong các kiểu tình huống ( tình thế ) như sau:

+ Tình huống lựa chọn: Chủ thể ở trạng thái cân nhắc suy tính khi cần lựa chọn

một phương án thích hợp nhất trong những điều kiện xác định để giải quyết vấn đề,tức là cần lựa chọn mô hình vận hành được

+ Tình huống bất ngờ: Chủ thể ở trạng thái ngạc nhiên, khi gặp cái mới lạ, chưa

hiểu vì sao, cần biết căn cứ lí lẽ, tức là cần có mô hình mới

+ Tình huống bế tắc: Chủ thể ở trạng thái túng bí, khi chưa biết làm thế nào giải

quyết được khó khăn gặp phải, cần có cách giải quyết, tức là cần có mô hình mới

+ Tình huống không phù hợp: Chủ thể ở trạng thái băn khoăn, nghi hoặc khi gặp sự

kiện trái với lẽ thường, với kết quả có thể rút ra được từ căn cứ lí lẽ đã có, do đócần xem xét lại để có căn cứ lí lẽ thích hợp hơn, tức là cần có mô hình thích hợphơn

+ Tình huống phán xét: Chủ thể ở trạng thái nghi vấn khi gặp các cách giải thích

với các căn cứ lí lẽ khác nhau, cần xem xét kiểm tra các căn cứ lí lẽ đó ( tức là cầnkiểm tra, hợp thức hóa các mô hình đã được đề cập )

+ Tình huống đối lập: Chủ thể ở trạng thái bất đồng quan điểm, khi gặp một cách

giải thích có vẻ lôgic nhưng lại xuất phát từ một căn cứ lí lẽ sai trái với căn cứ lí lẽ

đã được chấp nhận, cần bác bỏ căn cứ lí lẽ sai lầm đó để bảo vệ căn cứ lĩ lẽ đã chấpnhận, tức là phê phán, bác bỏ mô hình không hợp thức, bảo vệ mô hình hợp thức đãcó

Tình huống có vấn đề được xác định bởi 3 thành tố: kiến thức đã có ở chủthể; nhu cầu nhận thức; đối tượng nhận thức

Chủ thể cần có thêm hiểu biết mới về đối tượng nhận thức chưa có trongkiến thức đã có của chủ thể Để có một tình huống có vấn đề cần phải có mối quan

hệ xác định chứ không phải bất kỳ quan hệ nào giữa ba đai lượng trên Đó là sựxuất hiện mâu thuẫn khi kiến thức của chủ thể về đối tượng nhận thức không đủ đểthỏa mãn nhu cầu nhận thức Phản ứng định hướng của chủ thể nhận thức xuất hiệnnhờ vào việc phân tích tình huống xảy ra Sự phân tích đó giúp thiết lập được mốiquan hệ giữa kiến thức và kinh nghiệm đã có với những mối liên hệ bên trong đốitượng nhận thức và kết quả hình thành được vấn đề hay đặt được vấn đề để giảiquyết Nếu chủ thể nhận thức là học sinh, thì đó chính là vấn đề học tập

Các điều kiện tạo ra tình huống có vấn đề: Trong tình huống có vấn đề phải

vạch ra được điều chưa biết, điều mới trong mối quan hệ với cái đã biết Trong đó,cái mới phải lọt vào nhu cầu mới biết nhận thức, tạo ra tính tự giác tìm tòi của họcsinh Điều cần nhấn mạnh là khi tạo tình huống, giáo viên phải cân nhắc tỉ lệ hợp lý

giữa các đã biết và cái chưa biết Tình huống đặt ra phải phù hợp với khả năng họcsinh

- Tình huống vấn đề cơ bản trong dạy học một kiến thức mới: Sự vận dụng hiểu

biết về tiến trình nhận thức khoa học vào dạy học giải quyết vấn đề đòi hỏi việcdạy học mỗi kiến thức mới phải tổ chức được các tình huống học tập hữu hiệu.Trong đó tương ứng với mỗi kiến thức mới cụ thể cần dạy, có một tình huống gọi

là "tình huống vấn đề cơ bản" Tình huống vấn đề cơ bản là tình huống mà ở đóxuất hiện câu hỏi có tác dụng định hướng tư duy tìm tòi của chủ thể học, nhằmtrúng mục tiêu nội dung của kiến thức cần tìm kiếm Việc xây dựng một kiến thứcmới thực chất là quá trình triển khai giải quyết tình huống cơ bản đó, có thể là mộtquá trình chuyển liên tiếp từ tình huống này sang tình huống khác, trong đó có

"tình huống vấn đề cơ bản", việc giải quyết các tình huống đó cuối cùng đạt đượccâu trả lời cho câu hỏi đặt ra ở tình huống cơ bản

1.3.2 Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề [11], [22]

Để phát huy đầy đủ vai trò của học sinh trong việc tự chủ hành động xâydựng kiến thức, vai trò của giáo viên trong tổ chức tình huống học tập và địnhhướng hành động tìm tòi xây dựng tri thức của học sinh, cũng như phát huy vai tròcủa tương tác xã hội ( của tập thể học sinh ) đối với quá trình nhận thức của mỗi cánhân, đồng thời cho học sinh làm quen với quy trình xây dựng, bảo vệ cái mớitrong nghiên cứu khoa học Tiến trình dạy học này gồm các pha như sau:

Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hóa tri thức phát biểu vấn đề.

Giáo viên giao cho học sinh một nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề, hướng dẫn học sinhquan tâm đến nhiệm vụ đặt ra, sẵn sàng nhận và tự nguyện thực hiện nhiệm vụ.Học sinh ý thức được nhiệm vụ khó khăn ( vấn đề xuất hiện ) Dưới sự hướng dẫncủa giáo viên vấn đề được chính thức diễn đạt

Pha thứ 2: Học sinh hành động độc lập, tự chủ, trao đổi, tìm tòi, giải quyết vấn đề.

Học sinh làm việc độc lập và trao đổi trong nhóm về cách giải quyết vấn đề, kếtquả thu được, qua đó có thể chỉnh lý, hoàn thiện tiếp Dưới sự hướng dẫn của giáoviên, hành động của học sinh được định hướng phù hợp với tiến trình nhận thứckhoa học và thông qua các tình huống thứ cấp khi cần.

Pha thứ 3: Tranh luận, thể chế hóa vận dụng tri thức mới.

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tranh luận, bảo vệ cái xây dựng được

- Giáo viên chính xác hóa, bổ sung, thể chế hóa tri thức mới

- Học sinh chính thức ghi nhận tri thức mới và vận dụng

Sơ đồ các pha DHGQVĐ phỏng theo tiến trình GQVĐ trong nghiên cứu khoa học

Hình a Sơ đồ các pha của tiến trình DHGQVĐ

Hình b Sơ đồ tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học

2 Phát biểu vấn đề bài toán

3 Giải quyết vấn đề: Suy đoán thực hiện giải pháp

4 Kiểm tra, xác nhận kết quả: Xem xét sự phù hợp của lý thuyết

5 Trình bày, thông báo, thảo luận, bảo vệ kết quả.

6 Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo.

Tiếp nhận câu hỏi nhận thức, trạng tháitâm lý nhận thức: mong muốn có niềmtin giải quyết vấn đề.

Mức độ 2: tìm

tòi một phần

Quá trình tìm tòi vấn

đề, thí nghiệm kiểmtra

- Suy đoán giả thuyết

- Suy luận lôgic từ giả thuyết tuyên đoánhiện tượng mới

- Xây dựng phương án thí nghiệm, kiểmtra giả thuyết/hệ quả giả thuyết

- Quan sát ghi nhận kết quả

- Xử lý số liệu thí nghiệm

- Khái quát hóa rút ra kết luận

- Ghi nhận tri thức mới

Tất cả các giai đoạn của chu trình nhậnthức sáng tạo vật lý

● Mức độ 1: Trình bày nêu vấn đề

Đòi hỏi giáo viên thực hiện toàn bộ quy trình của dạy học giải quyết vấn đề.Dạy học gải quyết vấn đề ở mức độ 1 - trình bày nêu vấn đề trong bài học xâydựng tri thức mới:

Ở mức độ trình bày nêu vấn đề, giáo viên đặt học sinh vào tình huống có vấn

để học sinh được kích thích về nhu cầu và hứng thú nhận thức, sau đó giáo viêntiến hành giải quyết vấn đề theo tiến trình của nhận thức vật lý để xây dựng tri thứcmới Trong quá trình theo dõi sự giải quyết vấn đề của giáo viên, học sinh chứngkiến, trải qua các giai đoạn của tiến trình giải quyết vấn đề, suy nghĩ trả lời thầmnhững câu hỏi mà giáo viên nêu ra, cũng có thể kết hợp mức độ 1 với mức độ 2 đểhọc sinh trả lời các câu hỏi của giáo viên, để từng bước giải quyết vấn đề, đề xuấtgiả thuyết, xây dựng phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm là do giáo viêntrực tiếp thực hiện

Yêu cầu của mức độ 1:

+ Phải xây dựng tình huống có vấn đề

+ Học sinh phải trải qua các giai đoạn của tiến trình giải quyết vấn đề để tìm

ra tri thức mới Tri thức mới là kết quả của tiến trình giải quyết vấn đề chứ khôngphải là đưa ra dưới dạng thông báo

Sử dụng dạy học giải quyết vấn đề ở mức độ 1 trong các trường hợp sau đây:

+ Nội dung kiến mới quá khó mà học sinh không đủ năng lực tham gia trựctiếp vào các giai đoạn chính của tiến trình giải quyết vấn đề

+ Thiết bị thí nghiệm không đáp ứng yêu cầu dạy học

+ Nội dung kiến thức trong tiết học lớn, không có điều kiện về mặt thời gian

để huy động sự tham gia của học sinh vào tiến trình giải quyết vấn đề

Ưu, nhược điểm của dạy học ở mức độ trình bày nêu vấn đề

● Mức độ thứ 2: Tìm tòi nghiên cứu một phần ( từng phần )

GV và HS cùng nhau thực hiện toàn bộ quy trình của phương pháp dạy họcgiải quyết vấn đề Đó là đàm thoại Ơrixtic

Dạy học giải quyết vấn đề ở mức độ 2 – mức độ tìm tòi một phần trong bàihọc xây dựng tri thức mới:

Ở mức độ này vai trò của học sinh tăng lên trong việc giải quyết vấn đề nhậnthức, do có sự đảm bảo về các điều kiện sau:

+ Tri thức và kinh nghiệm của học sinh cho phép học sinh tham gia nêu cácgiả thuyết khác nhau về vấn đề nghiên cứu, phân tích loại bỏ các giả thuyết thiếucăn cứ, thảo luận xây dựng phương án thí nghiệm

+ Thiết bị dạy học cho phép thực hiện thí nghiệm nghiên cứu khảo sát hoặc thínghiệm nghiên cứu minh họa hoặc thí nghiệm đồng loạt

+ Nội dung kiến thức phù hợp về mặt thời gian trong giới hạn cho phép củatiết học.

Ưu nhược điểm khi dạy học ở mức độ tìm tòi nghiên cứu từng phần

+ Đòi hỏi nhiều thời gian và không phải lúc nào cũng áp dụng được

+ Chưa cho phép HS có điều kiện lĩnh hội được kinh nghiệm xây dựng và tiếnhành toàn bộ kế hoạch GQVĐ trọn vẹn

● Mức độ thứ 3: Tìm tòi nghiên cứu sáng tạo ( nghiên cứu, thiết kế, sáng

Sau khi HS đã ý thức được vấn đề đặt ra ( do GV hướng dẫn hoặc cao hơn nữa

là HS tự lực đề xuất được vấn đề ), HS tự mình vạch kế hoạch tìm tòi, xây dựng giảthuyết, phương án kiểm tra giả thuyết, tiến hành quan sát kiểm tra thí nghiệm, phântích kết quả thí nghiệm, khái quát hóa, rút ra kết luận

Ưu, nhược điểm dạy học ở mức độ tìm tòi nghiên cứu sáng tạo

- Ưu điểm:

+ Giúp HS nắm tri thức và hành động trí tuệ một cách vững vàng, sâu sắc.+ Tạo điều kiện cho HS phát huy được trí thông minh, sáng tạo, nâng caohứng thú nhận thức, hình thành được nhu cầu tham gia hoạt động tìm kiếm.

+ Bồi dưỡng được phẩm chất và tác phong làm việc của nhà nghiên cứu khoahọc

tư duy độc lập, tính chủ động của HS trong quá trình học tập

1.3.4 Dạy học giải quyết vấn đề trong môn học Vật lí THPT [1], [2], [3], [11], [16], [18], [22]

Hoạt động nhận thức của con người chỉ thực sự bắt đầu khi con người gặpphải mâu thuẫn: một bên là trình độ hiểu biết đang có, bên kia là nhiệm vụ mớiphải giải quyết một vấn đề mà những kiến thức, kỹ năng đã có không đủ Để giảiquyết được nhiệm vụ nhận thức mới, khắc phục được mâu thuẫn trên thì phải xâydựng kiến thức mới, phương pháp mới kỹ năng mới Như vậy hoạt động nhận thứccủa học sinh trong học tập thực chất là hoạt động giải quyết vấn đề nhận thức

● Các điều kiện của dạy học giải quyết vấn đề

+ Nội dung tri thức khoa học ( bao gồm cả kỹ năng phương pháp ) phải chứa đựngyếu tố mới mẻ mà trước khi giải quyết vấn đề học sinh học sinh chưa biết, tri thức

ấy được tạo ra trong quá trình giải quyết vấn đề không thể chỉ bằng tư duy tái tạo,

mà phải có sự nổ lực tư duy của chủ thể vượt qua những vùng phát triển gần dogiáo viên tạo ra trong điều kiện của dạy học Vì vậy dạy học giải quyết vấn đề cóthể thực hiện cho các loại tiết học khác nhau: bài học kiến thức mới, bài học bài tậpvật lý, bài học thực hành vật lý Tuy nhiên, để thực hiện dạy học giải quyết vấn

đề cần phải sắp xếp, cấu tạo trật tự logic các kiến thức từ vĩ mô đến vi mô theo tiếntrình của nhận thức vật lý

- Thiết bị dạy học: thí nghiệm vật lý - hạt nhân của hành động kiểm tra xác nhậngiả thuyết, do đó dụng cụ thí nghiệm là tiền đề vật chất quan trọng cho việc thựchiện dạy học giải quyết vấn đề

- Trình độ khoa học và kĩ năng sư phạm của giáo viên quyết định thành công củadạy học giải quyết vấn đề Trên cơ sở nhận thức sâu sắc nội dung vật lý kết hợp vớinhững kỹ năng sư phạm cần thiết giáo viên xác định chính xác nội dung khoa họccủa bài học, phát biểu thành mệnh đề gọn, rõ, từ đó xây dựng tình huống có vấn đề,đặt học sinh trước câu hỏi nhận thức hấp dẫn ở tính thiết thực, bất ngờ, mới lạ ,dẫn dắt học sinh giải quyết vấn đề bằng hệ thống câu hỏi định hướng hành độngnhận thức theo tiến trình của nhận thức sáng tạo vật lý Tài năng sư phạm của giáoviên được thể hiện ở hệ thống câu hỏi định hướng này Căn cứ vào mức độ tìm tòitrong hành động của học sinh do câu hỏi định hướng đưa lại, có thể phân loại 3kiểu định hướng theo thứ tự từ thấp đến cao là:

+ Định hướng tái tạo cụ thể: Câu hỏi của giáo viên nhằm vào việc tái tạo ở học sinhtừng hành động, thao tác cụ thể mà trước đó học sinh đã biết Đây là mức độ thấpnhất của sự tìm tòi Kiểu định hướng này đảm bảo được hiệu quả rèn luyện kỹ

năng, và tạo cơ sở cần thiết cho học sinh có thể thích ứng được với sự định hướngtìm tòi trong dạy học.

+ Định hướng khái quát chương trình hóa: Câu hỏi của giáo viên nhằm vào việcgiúp học sinh ý thức được đường lối khái quát hóa của việc tìm tòi giải quyết vấn

đề, sự định hướng được chương trình hóa theo các dự định hợp lý Đầu tiên là câuhỏi đòi hỏi học sinh tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra; nếu học sinh không đápứng được thì có sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướng kháiquát ban đầu, thu hẹp dần phạm vi tìm tòi sao cho vừa sức học sinh ( là sự gợi ý,chi tiết hóa thêm câu hỏi khái quát ban đầu ) Nếu học sinh vẫn không đáp ứngđược thì chuyển dần sang định hướng tái tạo từ việc hướng dẫn theo angorit ( chobiết trình tự thực hiện các hành động, thao tác) để theo đó học sinh tự giải quyếtvấn đề Nếu học sinh vẫn không huy động đúng hành động, thao tác mong đợi thìthực hiện hướng dẫn tái tạo đối với mỗi hành động và thao tác đó

+ Định hướng tìm tòi nghiên cứu sáng tạo: câu hỏi của giáo viên nhằm vào việcyêu cầu học sinh tự tim tòi, huy động hoặc xây dựng kiến thức và cách thức hoạtđộng thích hợp để giải quyết vấn đề Đây là mức độ cao nhất của yêu cầu tìm tòisáng tạo ở học sinh, có tác dụng bồi dưỡng năng lực tư duy, năng lực giải quyếtvấn đề cho học sinh Thực hiện kiểu định hướng này là một việc không dễ dàng, nóphụ thuộc tài năng sư phạm của giáo viên, vào đối tượng học sinh, vào chính nộidung khoa học của kiến thức

Định hướng khái quát chương trình hóa là kiểu định hướng trung gian, pháthuy mặt ưu điểm của hai kiểu định hướng tái tạo và khái quát, đồng thời cho phépthực hiện ở đa số đối tượng học sinh với nhiều kiểu kiến thức điển hình trongchương trình vật lý phổ thông

Như vậy phương tiện quan trọng nhất trong dạy học giải quyết vấn đề là hệthống câu hỏi định hướng hành động nhận thức của học sinh Câu hỏi phải đạt cácyêu cầu sau đây:

* Yêu cầu về lôgic học: Diễn đạt chính xác về ngữ pháp, đối tượng câu hỏi phải rõràng, tránh tình trạng học sinh không xác định rõ đối tượng của câu hỏi dẫn đến hỏimột đường trả lời một nẻo.

* Yêu cầu về nội dung khoa học: câu hỏi phải đảm bảo câu trả lời đúng, từng bướcgiải quyết vấn đề đặt ra

* Yêu cầu về phương pháp dạy học: Câu hỏi phải thực hiện được chức năng địnhhướng hành động nhận thức theo chu trình sáng tạo vật lý Câu hỏi phải vừa sứchọc sinh

● Đặc điểm của quá trình học sinh giải quyết vấn đề trong học tập

Ta có thể phỏng theo tiến trình giải quyết một vấn đề khoa học kỹ thuật củanhà bác học để tổ chức quá trình dạy học ở trường phổ thông nhằm hình thành ởhọc sinh năng lực giải quyết vấn đề

Tuy nhiên để thành công, ta cần chú ý đến những điểm khác nhau giữa nhàbấc học và học sinh trong khi giải quyết vấn đề, trên cơ sở đó đề xuất những biệnpháp sư phạm thích hợp

- Về động cơ, hứng thú, nhu cầu:

Nhà bác học khi giải quyết vấn đề là đã tự xác định được rõ mục đích, tựnguyện đem hết sức mình giải quyết bằng được vấn đề đặt ra, coi đó là nhu cầu bứcthiết của bản thân Còn ở học sinh, động cơ hứng thú đang được hình thành, ý thức

về mục đích, trách nhiệm còn mờ nhạt, do đó chưa tập trung chú ý đem sức mình

để giải quyết vấn đề học tập

- Về năng lực giải quyết vấn đề:

Khi chấp nhận giải quyết một vấn đề, nhà bác học đã có trình độ kiến thức,

kỹ năng, kỹ xảo cần thiết Tuy nhiên, nhiều khi nhà bác học phải tích lũy thêmnhiều kinh nghiệm, sáng tạo thêm phương tiện lý thuyết và phương tiện vật chất đểhoạt động Còn đối với học sinh đây mới chỉ là bước đầu làm quen với việc giải

quyết một vấn đề khoa học Vấn đề đặt ra cho học sinh phải giải quyết cũng giốngnhư vấn đề của nhà khoa học nhưng kiến thức, kinh nghiệm năng lực của học sinhcòn rất hạn chế.

- Về thời gian dành cho việc giải quyết vấn đề:

Những kiến thức mà học sinh cần chiếm lĩnh là những kiến thức mà nhiềuthế hệ các nhà bác học đã phải trải qua một thời gian dài mới đạt được và mỗi nhàbác học cũng chỉ góp 1 phần nhỏ vào lâu đài khoa học đó Còn học sinh thì chỉđược dành một thời gian ngắn, thậm chí chỉ 30 phút đồng hồ đã phải phát hiện ramột định luật nào đó

- Về điều kiện phương tiện làm việc:

Nhà bác học có trong tay hoặc phải tạo ra những phương tiện chuyên dùngđạt độ chính xác cao và những điều kiện thích hợp nhất để giải quyết vấn đề Cònhọc sinh chỉ có những phương tiện thô sơ của trường phổ thông với độ chính xácthấp

Những phân tích trên đã dẫn đến một kết luận là: Học sinh không thể hoàntoàn tự lực xây dựng kiến thức khoa học được mà cần phải có sự giúp đỡ của giáoviên Sự giúp đỡ của giáo viên không phải là bài giảng, cung cấp cho học sinhnhững kiến thức có sẵn mà là tạo điều kiện để học sinh có thể trải qua các giai đoạnchính của quá trình giải quyết vấn đề và tự lực thực hiện một số khâu trong tiếntrình đó, động viên khuyến khích học sinh kịp thời

● Dạy học giải quyết vấn đề trong các loại bài học vật lý

Vấn đề trong bài học xây dựng kiến thức mới chính là nội dung tri thức mới.Câu hỏi nhận thức phải được đặt ra sao cho câu trả lời là nội dung tri thức mới, vìvậy tình huống có vấn đề phải là tình huống được tổ chức sao cho học sinh đượcđặt trước một nhiệm vụ nhận thức ( câu hỏi nhận thức ) mà nếu chỉ bằng tri thức vàkinh nghiệm sẵn có học sinh không thể trả lời được

Giai đoạn 1: Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề ( chuyển giao nhiệm vụ, bất

ổn hóa tri thức, phát biểu vấn đề )

Có thể sử dụng các loại tình huống có vấn đề mà lý luận dạy học đã nêu ranhư: tình huống bất ngờ, tình huống xung đột, tình huống lựa chọn, tình huống bác

bỏ, tình huống không phù hợp bằng các phương tiện dạy học như bài tập vật lý,thí nghiệm vật lý, chuyện kể vật lý được trình bày một cách tự nhiên để học sinhdùng vốn tri thức kỹ năng của mình xem xét giải quyết, và công việc đã làm xuấthiện lỗ hổng mà học sinh không qua được, lỗ hổng đó chính là nội dung tri thứcmới Học sinh mong muốn giải quyết vấn đề bởi câu hỏi nhận thức đặt ra Giaiđoạn xây dựng tình huống có vấn đề kết thúc ( cũng là kết thúc pha chuyển giaonhiệm vụ nhận thức )

Giai đoạn 2: Giai đoạn nghiên cứu, hướng dẫn GQVĐ ( HS hành động độc

lập tự chủ, trao đổi tìm tòi GQVĐ )

Giai đoạn giải quyết vấn đề bao gồm một chuỗi các tình huống học tập, mỗitình huống gồm các hành động kế tiếp sau: giả thuyết, hệ quả lôgic, thí nghiệmkiểm tra, kết luận, nội dung của kết luận chính là nội dung của kiến thức mới màbài học phải đưa lại cho học sinh Giáo viên khi thiết kế bài học cần phải sắp đặtcấu tạo tại nội dung bài học cho phù hợp với tinh thần dạy học giải quyết vấn đề,sao cho mỗi đơn vị kiến thức cơ bản là kết luận của một chu kỳ trên Kết thúc giaiđoạn giải quyết vấn đề học sinh tự tìm ra tri thức mới có thể trả lời cho câu hỏi đãđặt ở giai đoạn đặt vấn đề

Giai đoạn 3: Giai đoạn cũng cố và vận dụng tri thức ( tranh luận, thể chế

hóa; vận dụng tri thức mới )

Giáo viên thể chế hóa kiến thức, thông báo cho học sinh rằng kết luận thuđược chính là nội dung của một khái niệm, định luật hoặc một lý thuyết nào đó củavật lý học

Giai đoạn vận dụng tri thức mới: Kiến thức mới thu được có ý nghĩa gì, đượcứng dụng như thế nào trong khoa học, trong kỹ thuật, trong đời sống? Các tìnhhuống mới được đặt ra để học sinh vận dụng tri thức vừa thu nhận giải quyết vấnđề.

1.4 Thực trạng sử dụng DHGQVĐ trong môn học Vật lí và bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập vật lí

Dạy học GQVĐ là một chiến lược dạy học tích cực đã được sử dụng vào dạyhọc ở nước ta từ những năm 70 của thế kỉ 20 Qua gần nửa thế kỉ, trong đào tạo vàbồi dưỡng GV, trong đổi mới PPDH theo quan điểm dạy học lấy HS làm trungtâm; trong các tài liệu cũng như yêu cầu dạy học: phải coi trọng DHGQVĐ làmchiến lược dạy học tích cực

Qua điều tra thực tiễn của nhiều công trình nghiên cứu về DHGQVĐ ởtrường phổ thông đều có chung một kết quả, nhận định: DHGQVĐ đã được vậndụng một cách sáng tạo trong nhà trường đối với các môn học trong đó có môn vậtlí; kết quả dạy học GQVĐ mang lại hiệu quả và chất lượng học tập của HS Sốlượng GV nắm vững lí thuyết về DHGQVĐ và vận dụng thường xuyên trong dạyhọc không nhiều trong trường phổ thông Số đông GV chưa quan tâm sử dụngDHGQVĐ, chưa thực sự đổi mới PPDH, dạy học tích cực chưa phát triển trong nhàtrường

Khái niệm năng lực, năng lực GQVĐ của HS trong dạy học vật lí có nhữngvấn đề về cơ sở lí luận và kĩ thuật dạy học để hình thành và phát triển năng lực cho

HS phổ thông đối với nhiều GV còn bỡ ngỡ, khó khăn trong nhận thức và thựchành

Năng lực GQVĐ của HS trong quá trình học tập vật lí còn ở mức độ thấp

Kết luận chương 1

Đổi mới giáo dục nói chung và dạy học vật lí nói riêng theo định hướng pháttriển năng lực trong thời đại kĩ thuật số là một yêu cầu cấp thiết Trên cơ sở hiểubiết đầy đủ lí luận về năng lực, năng lực giải quyết vấn đề, từ đó vận dụng vào hoạtđộng dạy học để hình thành và phát triển năng lực cho HS Muốn bồi dưỡng nănglực GQVĐ của học sinh trong học tập vật lí, có lẽ biện pháp tốt nhất là vận dụngDHGQVĐ

Trong chương 1, chúng tôi nghiên cứu, hệ thống những vấn đề lí luận quantrọng, về: Khái niệm năng lực; các loại năng lực; cấu trúc của năng lực; năng lựcthực nghiệm; năng lực GQVĐ, những nhóm năng lực chung và năng lực đặc thùcủa HS trong dạy học vật lí

Dạy học giải quyết vấn đề là chiến lược dạy học tích cực DHGQVĐ có cấutrúc 03 pha (3 bước) Các mức độ của DHGQVĐ đặc trưng bởi mức độ tự lực hoạtđộng nhận thức của HS trong các pha DHGQVĐ tạo điều kiện hoạt động học tậpmột cách tích cực, tự lực, phát triển tư duy và năng lực cho HS

Nội dung lí luận của chương 1 là cơ sở định hướng để hiện thực hóa việc bồidưỡng năng lực GQVĐ trong dạy học chương “Dao động và sóng điện từ” Vật lí

12 THPT

CHƯƠNG 2 BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GQVĐ CỦA HS TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG

- Nêu được dao động điện từ là gì

- Nêu được năng lượng điện từ của mạch dao động LC là gì

- Nêu được điện từ trường và sóng điện từ là gì

- Nêu được các tính chất của sóng điện từ

- Nêu được chức năng của từng khối trong sơ đồ khối của máyphát và của máy thu sóng vô tuyến điện đơn giản

- Nêu được ứng dụng của sóng vô tuyến điện trong thông tin,liên lạc

toán liên quan năng lượng trong mạch LC, liên quan đến địnhluật ôm cho toàn mạch, bài toán liên quan đến mạch thu sóng

2.1.2 Cấu trúc chương trình của chương "Dao động và sóng điện từ"

- Cấu trúc bảng ( theo chủ đề ):

Mạch dao động Cấu tạo

Dao động điện từ

tự do trong mạchdao động

Định luật biến thiên điện tíchĐịnh luật biến thiên cường độ dòng điệnĐịnh nghĩa dao động điện từ tự do

Năng lượng điện từ Năng lượng điện trường

Năng lượng từ trườngĐiện từ trường Mối quan hệ giữa

điện trường và từtrường

Từ trường biến thiên và điện trường xoáyĐiện trường biến thiên và từ trường

Khái niệm điện từ trườngThuyết điện từ Mắc - xoenSóng điện từ Định nghĩa

Đặc điểm

Sự truyền sóng vôtuyến trong khíquyển

Các vùng sóng ngắn ít bị hấp thụTầng điện ly

Sự phản xạ của các sóng ngắn trên tầngđiện ly

Nguyên tắc thông

tin liên lạc bằng

sóng vô tuyến

Nguyên tắc chungcủa việc thông tinliên lạc bằng sóng

Nguyên tắc 1Nguyên tắc 2Nguyên tắc 3

vô tuyến Nguyên tắc 4

Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản

Sơ đồ khối của một máy thu thanh vô tuyến đơn giản

- Muốn mạch hoạt động  tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện tạo ra một

dòng điện xoay chiều trong mạch

- Người ta sử dụng hiệu điện thế xoay chiều được tạo ra giữa hai bản của tụ điện

bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài

Điện từ trường

Điện từ trường

Sóng điện từ

DĐ duy trì

DĐ cưỡng bức

PT của cường độ i

● Dao động điện từ tự do trong mạch dao động

- Sự biến thiên điện tích trên một bản: q = Q0cos(t + ) với   1

Vậy, điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động

biến thiên điều hoà theo thời gian; i sớm pha /2 so với q

- Dao động điện từ tự do: Sự biến thiên điều hoà theo thời gian của điện tích q củamột bản tụ điện và cường độ dòng điện i (hoặc cường độ điện trường E và cảmứng từ B) trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ tự do

● Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động

- Chu kì dao động riêng: T  2  LC

● Năng lượng điện từ

Năng lượng điện trường của tụ:

Q

C cos2t = W0đ cos2t; Với W0đ = 1

2

0 2

Q C

Năng lượng từ trường của cuộn L:

Vậy : Wđ + Wt = 1

2

0 2

Q

C = const

- Năng lượng mạch dao động gồm Wđ tập trung ở tụ C, Wt tập trung ở cuộn dâyL

- Wđ và Wt biến thiên tuần hoàn cùng tần số ( 2f), chu kì T/2

- Tổng năng lượng trong mạch dao động không đổi ( Năng lượng điện từ).

- Dao động điện từ trong mạch chỉ phụ thuộc vào đặc tính của mạch được gọi là

dao động điện từ tự do và nó dao động với tần số riêng là : 1

● Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường

- Điện trường có đường sức là những đường cong kín gọi là điện trường xoáy.

- Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện mộtđiện trường xoáy

- Dòng điện chạy trong dây dẫn gọi là dòng điện dẫn.

- Theo Mắc – xoen: Phần dòng điện chạy qua tụ điện gọi là dòng điện dịch Dòng

điện dịch có bản chất là sự biến thiên của điện trường trong tụ điện theo thời gian

- Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện

một từ trường Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín.

● Điện từ trường và thuyết điện từ Mác - xoen

- Điện từ trường là trường có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quanmật thiết với nhau là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên

- Thuyết điện từ Mắc – xoen: Khẳng định mối liên hệ khăng khít giữa điện tích,điện trường, dòng điện và từ trường

● Sóng điện từ

- Sóng điện từ chính là điện từ trường lan truyền trong không gian

- Sóng điện từ lan truyền được trong chân không với tốc độ rất lớn và bằng c, với c

 3.108m/s Công thức tính bước sóng :  = c f 3.10f 8

- Sóng điện từ là sóng ngang: E B c 

- Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểmluôn luôn đồng pha với nhau

- Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó bị phản xạ và khúc

xạ như ánh sáng

- Sóng điện từ mang năng lượng

- Sóng điện từ có bước sóng từ vài m  vài km được dùng trong thông tin liên lạc

vô tuyến gọi là sóng vô tuyến: Sóng cực ngắn; Sóng ngắn; Sóng trung; Sóng dài.

Sóng dài 100km -1km 3 - 300 KHz Năng lượng thấp, thông

tin dưới nướcSóng trung 100m-1000m 0.3 - 3 MHz Ban ngày bị tầng điện ly hấp

thụ nên không truyền được

xa, chỉ truyền tốt vào banđêm

Sóng ngắn 10m -100m 3 - 30 MHz Phản xạ trên tầng điện ly,

nên truyền đến mọi điểmtrên Trái Đất

Sóng cực ngắn 0,01 m-10m 30 – 3.104

MHz

Không phản xạ trên tầngđiện ly  truyền lên vệ tinh

 vô tuyến truyền hình

● Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển

- Không khí hấp thụ rất mạnh các sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn

- Không khí nói chung cũng hấp thụ mạnh sóng điện từ ở vùng bước sóng ngắn.Tuy nhiên, trong một số vùng tương đối hẹp, các sóng có bước sóng ngắn hầu nhưkhông bị hấp thụ

- Tầng điện li: là một lớp khí quyển, trong đó các phân tử khí đã bị ion hoá rấtmạnh dưới tác dụng của các tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời

- Sóng ngắn phản xạ rất tốt trên tầng điện li cũng như trên mặt đất và mặt nướcbiển như ánh sáng

● Nguyên tắc chung của việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

- Phải dùng các sóng vô tuyến có bước sóng ngắn nằm trong vùng các dải sóng vô

tuyến Những sóng vô tuyến dùng để tải các thông tin gọi là các sóng mang Đó là

các sóng điện từ cao tần có bước sóng từ vài mét đến vài trăm mét

- Phải biến điệu các sóng mang

- Ở nơi thu, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần để đưa

ra loa

- Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuyếch đại chúng bằng các mạch khuyếch đại.

- Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản:

- Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản

2.2 Thiết kế một số tiến trình dạy học chương "Dao động và sóng điện từ" theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

● Giáo án 1: Mạch dao động ( bài 20 )

1 Chuẩn kiến thức, kỹ năng cần đạt

- Trình bày được cấu tạo và nêu được vai trò của tụ điện và cuộn cảm trong hoạtđộng của mạch dao động LC

- Viết được công thức tính chu kỳ dao động riêng của mạch dao động LC

- Nêu được dao động điện từ là gì

- Nêu được năng lượng điện từ của mạch dao động LC là gì

2 Chuẩn bị cho bài học

- Bộ câu hỏi định hướng tư duy:

3.Mạch biến điệu

4.Mạch khuếch đại.

5.Anten phát

1.Anten thu 2.Mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần.

3.Mạch tách sóng

4.Mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần.

5.Loa