MO DAU 1 Ly do chon dé tai
Bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước trên con đường tiến
lên Chủ nghĩa xã hội, thời kỳ của tri thức và khoa học công nghệ muốn vậy cần có những con người chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên Để xây dựng những con người có đủ trình độ kiến thức, năng lực, trí tuệ và phẩm chất đạo đức tốt làm chủ
đất nước những con người có trình độ chuyên môn cao năng động, sáng tạo, tự
chủ và có khả năng nghiên cứu độc lập, phối hợp làm việc để có thể hoà nhập với tốc độ phát triển của nền khoa học và kỹ thuật trên thế giới thì sự nghiệp giáo dục cũng phải nhanh chóng đổi mới Chính vì lẽ đó mà Nghị quyết Trung ương lần thứ tư Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam khoá VII khẳng định "Đổi mới phương pháp dạy và học ở các cấp học, bậc học, áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề" Nghị quyết Trung ương II khoá VIII nhấn mạnh hơn nữa: "Đổi mới phương pháp dạy học, khắc phục lối truyền thụ một chiều rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học” [19]
Trong hệ thống kiến thức vật lý ở trường phổ thông thì một số kiến thức về cân bằng trong chương "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý 10 là một phần không quá khó, qua khảo sát trong quá trình dạy học chúng tôi nhận thấy nhưng việc tiếp thu kiến thức theo kiểu áp đặt, chấp nhận hiện nay cũng khiến các em mắc phải không ít những sai lầm, làm cho việc lĩnh hội kiến thức mới trở nên tẻ nhạt HS không vận dụng được những kiến thức này để giải quyết vấn đề trong thực tế có liên quan Để học sinh có thể tự chủ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc, vững chắc và có thể phát triển năng lực sáng tạo khi học phần kiến thức này, chúng tôi nhận thấy cần phải cấu trúc lại nội dung một số kiến thức trong chương, soạn thảo tiến trình dạy học các kiến thức này sao cho học sinh tự nhận biết, suy nghĩ, tự lực tìm tòi giải quyết các vấn đề nhằm đảm bảo cho kiến thức đã tiếp thu là những kiến thức thực sự có chất lượng và đáp ứng được những đòi hỏi đa dạng của hoạt động thực tiễn
Trang 2vật lý ở trường THPT, chúng tôi di chon dé tai: "Thiét kế phương án dạy học một số kiến thức thuộc chương "Cân bằng của vật rắn" - SGK vát lí 10 hiện hành nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh trong học tap" làm đề tài nghiên cứu
2 Mục đích nghiên cứu
Vận dụng hệ thống quan điểm lý luận dạy học hiện đại về việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động tích cực chiếm lĩnh tri thức vật lý của học sinh thiết kế được tiến trình dạy học một số kiến thức về cân bằng thuộc chương "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý 10 theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh 3 Giả thuyết khoa học
Nếu vận dụng những quan điểm dạy học hiện đại một cách phù hợp trong đó thí nghiệm được thiết kế và sử dụng một cách hợp lí thì sẽ thiết kế được phương án dạy học một số kiến thức cụ thể về cân bằng trong chương "Cân bằng
của vật rắn " theo hướng phát huy được tính tích cực của học sinh trong quá trình
học tập bằng cách lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình tìm tòi giải quyết vấn đề trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức
4 Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh trong dạy học một số các kiến thức thuộc chương "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý10 hiện
hành
5 Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đề ra, chúng tôi phải thực hiện các nhiệm vụ nghiên
CỨU sau:
- Nghiên cứu các quan điểm hiện đại về dạy và học, đặc biệt là về việc thiết kế tiến trình dạy học, tổ chức tình huống dạy học và các định hướng của giáo viên trong hoạt động dạy học nhằm phát triển các hành động tích cực của học sinh
Nghiên cứu vị trí của thí nghiệm trong dạy học theo quan điểm dạy học hiện đại
Trang 3- Tìm hiểu thực tế dạy học phần tính học ở lớp 10 nhằm tìm hiểu phương pháp dạy học của GV, phương pháp học của HS, các khó khăn của GV và của HS trong quá trình làm việc với SGK, tình hình sử dụng thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức về cân bằng của vat ran
- Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức về cân bằng của vật rắn trong chương "Cân bằng của vật rắn " trong đố có sử dụng những thí nghiệm, nhằm đáp ứng yêu cầu phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm tiến trình dạy học các kiến thức đã soạn thảo để đánh giá tính khả thi của nó và sơ bộ đánh giá hiệu quả của nó đối với việc nâng cao chất lượng kiến thức và đối với việc phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập Qua đó, sửa chữa, bổ sung tiến trình dạy học đã soạn thảo 6 Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện các nhiệm vụ trên, chúng tôi đã sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau:
a Nghiên cứu và vận dụng lý luận : Nghiên cứu sách, báo bàn về lý luận
dạy học hiện đại, đổi mới phương pháp dạy học Nghiên cứu tài liệu vật lý, đặc
biệt là SGK, sách giáo viên vật lý 10, Sách Vật lý đại cương, Tra cứu Vật lí mà trọng tâm là chương "Cân bằng của vật rắn " làm cơ sở để xây dựng tiến trình dạy
học các kiến thức nhằm định hướng cho việc thực hiện mục đích nghiên cứu
b Điều tra khảo sát thực tế: Dự giờ, điều tra khảo sát về tình hình dạy học lớp 10 ở một số trường THPT tại Hà Tây
c Thực nghiệm sư phạm ở hai lớp : Lớp đối chứng và lớp thực nghiệm để so sánh khẳng định hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo
d Phương pháp thống kê toán học: Đề xử lý đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
7 Đóng góp của luận văn
- Thể hiện được việc vận dụng lý luận về :
+/ thiết kế tiến trình dạy học theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của học sinh
Trang 4Để thiết kế được tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương "Cân bằng của vật rắn" theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh trong quá trình học tập
- Xây dựng được ba phương án thí nghiệm mới được sử dụng trong quá
trình dạy học một số kiến thức về điều kiện cân bằng của chất điểm, quy tắc hợp
lực đồng quy, quy tắc hợp lực song song trong chương “Cân bằng của vật rắn ” - Bổ sung và làm phong phú tài liệu tham khảo cho các giáo viên vật lý
THPT, sinh viên các trường ĐHSP và cao đẳng sư phạm Góp phần đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng dạy học môn vật lý THPT
§ Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 124 trang Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, luận văn gồm 3 chương
Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài
Chương 2: Thiết kế phương án dạy học một số kiến thức về cân bằng của vật rắn trong chương “ Cân bằng của vật rắn ” - SGK vật lý 10 hiện hành
Trang 5CHUONG I
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
1.1 CÁC LUẬN ĐIỂM KHOA HỌC XUẤT PHÁT TRONG NGHIÊN CỨU CHIẾN LƯỢC DẠY HỌC PHÁT TRIỀN HOẠT ĐỘNG TÍCH CỰC, SÁNG TẠO TÌM TÒI GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
Cũng như những môn khoa học khác Phương pháp dạy học vật lý là một
ngành của khoa học giáo dục có đối tượng nghiên cứu là quá trình dạy học môn
vật lý nhằm đạt được mục đích của việc dạy là làm cho người học lĩnh hội được nội dung môn học bao gồm cả kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, những năng lực và phẩm chất có liên quan đến môn vật lí Cao hơn nữa, theo xu thế của thời đại, chúng ta đổi mới phương pháp để trong quá trình dạy học những tri thức cụ thể rèn luyện cho học sinh tiém lực, những kỹ năng kỹ xảo cần thiết để khi rời nhà trường học sinh có thể tiếp tục tự học, có khả năng nghiên cứu tìm tòi tự hoàn thiện bản thân đáp ứng những đòi hỏi đa dạng của hoạt động thực tiễn không ngừng phát triển Muốn vậy, người giáo viên phải nắm vững các luận điểm khoa
học hiện đại về phương pháp luận khoa học Trong chiến lược dạy học phát triển
hoạt động tự chủ chiếm lĩnh tri thức, bồi dưỡng tư duy khoa học-kỹ thuật và năng lực giải quyết vấn đề [16] GS-TS Phạm Hữu Tòng đã chỉ ra 6 luận điểm cơ bản
sau:
* Luận điểm I: Về vai trò quan trọng của sự dạy là hiện thực được việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hữu hiệu hoạt động học
Sự học nói chung là sự thích ứng của người học với những tình huống thích
đáng, làm nảy sinh và phát triển ở người học những dạng tri thức hoạt động xác định, phát triển ở người học những năng lực thể chất, tỉnh thần và nhân cách cá
nhân Nói riêng, sự học có chất lượng một tri thức khoa học mới nào đó phải là sự
Trang 6chức được những tình huống vấn đề và thực hiện được sự kiểm tra, định hướng
hoạt động hữu hiệu, cho phép gợi ra cho học sinh hoạt động học tập tự chủ, tích cực dẫn tới sự chiếm lĩnh được tri thức khoa học theo cách tiếp cận hiện thực
tương tự như các nhà khoa học
* Luận điểm 2: Về sự cần thiết tổ chức tình huống vấn đề trong dạy học Tri thức khoa học được xây dựng khi nhà khoa học có động cơ giải quyết một vấn đề, tìm tòi giải đáp cho một câu hỏi đặt ra mà việc tìm lời giải đáp cho câu hỏi đó chính là tìm tòi một cái mới, chứ không thể chỉ đơn thuần là việc tái hiện, lặp lại các kiến thức và cách thức hoạt động quen thuộc sắn có
Bởi vậy, trong dạy học môn khoa học, giáo viên cần tổ chức được những tình huống vấn để Đó chính là việc tổ chức những tình huống trong đó xuất hiện những vấn đề cần giải quyết mà học sinh tự mình có khả năng tham gia giải quyết và do đó sẽ suy nghĩ đưa ra giải pháp riêng của mình, tự tìm tòi cách giải quyết
thích hợp Chính trong những điều kiện đó với sự giúp đỡ, định hướng của giáo
viên học sinh sẽ xây dựng được cho mình những tri thức khoa học sâu sắc, vững
chắc và vận dụng được đồng thời qua quá trình đó năng lực trí tuệ của học sinh
được phát triển
* Luận điểm 3: Về sự cần thiết lập được sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với tri thức cần dạy
Nhận thức thực tế khách quan (nhận thức một tình huống vật lý) là biểu đạt
nó bằng một mô hình họp thức (một mô hình có hiệu lực) Quá trình nhận thức
khoa học thực tế khách quan xét cho cùng là một quá trình vận động vô tận của
việc xây dựng mô hình, hợp thức hố mơ hình và hồn thiện mơ hình Tiến trình
Trang 7đi tới kết quả thế nào" một cách phù hợp với trình độ học sinh và xét trong suốt quá trình xây dựng, kiểm tra và vận dụng tri thức mới, trong đó xác định được điều kiện cần thiết và những câu hỏi định hướng hữu hiệu cho hành động tìm tòi giải quyết vấn đề một cách phù hợp với phương pháp nhận thức khoa học và ứng dụng thực tiễn
* Luận điểm 4: Về sự cần thiết sử dụng những quan niệm vốn có của học sinh trong việc tổ chức tình huống và định hướng hành động giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình xây dựng kiến thức mới
Tri thức mới được xây dựng dựa trên các tri thức đã có và đồng thời còn
phải đối chọi lại với các quan niệm đã có nhưng lại là trở lực đối với sự hình thành tri thức mới Tri thức mới với ý nghĩa đúng đắn của nó chỉ có thể thực sự được xác lập, hoà nhập vào vốn hiểu biết riêng của học sinh, khi mà nó được xây dựng trên cơ sở tri thức đã có của học sinh, đồng thời làm biến đổi và khắc phục được các quan niệm cũ, cách hiểu cũ sai lạc, trái ngược với nó
Bởi vậy, trong dạy học, cần nghiên cứu các quan niệm hoặc cách hiểu sai
lầm vốn có của học sinh có liên quan tới các tri thức cần xây dựng Chúng là chỗ
dựa, đồng thời là trở lực tất yếu cần khắc phục đối với quá trình xây dựng tri thức mới của học sinh Cần sử dụng những quan niệm vốn có đó của học sinh vào việc xây dựng tình huống vấn đề và định hướng hoạt động gidi quyết vấn đề một cách hữu hiệu sao cho tạo được điều kiện cho những quan niệm đó được học sinh vận
dụng, được thử thách trong quá trình kiểm tra hợp thức hoá khiến cho học sinh tự
nhận thấy chỗ sai lầm, thấy cần thay đổi quan niệm, khắc phục sai lầm để xây dựng được một tri thức mới phù hợp
* Luận điểm 5: Về sự cần thiết phát huy tấc dụng của sự trao đổi và tranh
luận của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức
Sự xây dựng tri thức khoa học là một quá trình mang tính xã hội Nhận thức của mỗi cá nhân, thành viên xã hội, tiến triển trong sự tương tác xã hội va xung đột xã hội - nhận thức Trong nghiên cứu khoa học, kết quả nghiên cứu của
nhà khoa học có sự đóng góp cộng đồng các nhà khoa học Kết quả nghiên cứu
Trang 8khoa học Nhờ đó, kết quả nghiên cứu được chỉnh lý, bổ sung, hoan thiện và được
động đồng khoa học chấp nhận Khi đó mới có được những tri thức khoa học có
đầy đủ giá trị Sự học tập xây dựng tri thức của học sinh sẽ được tạo thuận lợi và có hiệu quả hơn nhờ sự trao đổi và tranh luận với những người ngang hàng Trong điều kiện đó sẽ phát huy được ảnh hưởng của sự môi giới, hỗ trợ của những người trong cộng đồng đối với mỗi cá nhân qua vùng phát triển gần nhất của cá nhân
* Luận điểm 6: Về sự cần thiết tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình nghiên cứu xây dựng bảo vệ tri thức khoa học
Để phát huy tổng hợp các nhân tố tác động: Vai trò của học sinh trong sự tự chủ hành động xây dựng kiến thức, vai trò của giáo viên trong sự tổ chức tình huống vấn đề và định hướng hành động tìm tòi xây dựng kiến thức của học sinh; Vai trò của tương tác xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của
mỗi cá nhân học sinh và đồng thời cho học sinh tập quen với quá trình xây dựng và
bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học thì cần tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học Đó mới thực sự là dạy học khoa học, bản chất của dạy học khoa học là dạy học giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp cận của sự nhận thức khoa học
1.2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC TÍCH CỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
Để nâng cao chất lượng hiệu quả dạy học đảm bảo cho học sinh chiếm lĩnh được kiến thức, kỹ năng, đồng thời bồi dưỡng được tư duy khoa học, tư duy sáng tạo, phát triển ở học sinh hành động tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề trong quá trình chiếm lĩnh tri thức khoa học và do đó chuẩn bị tốt cho học sinh có thể thích ứng được với thực tiễn cuộc sống không ngừng phát triển, thì đòi hỏi việc thiết kế hoạt động dạy học kiến thức cụ thể phải được thực hiện một cách khoa học theo một quy trình hợp lý từ việc tổng hợp các luận điểm xuất phát của chiến lược dạy học đã trình bày ở trên, ta có thể rút ra kết luận khái quát chỉ đạo việc thiết kế tiến trình dạy học các tri thức cụ thể gồm các bước sau:
Trang 9* Tổ chức tình huống có vấn dé
* Xác định việc định hướng khái quát chương trình hoá hành động tự chủ tích cực của học sinh và việc tổ chức hợp lý hoạt động của cá nhân và của tập thể
học sinh
1.2.1 Thiết lập sơ đô biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với kiến thức cần dạy
Từ sự hiểu biết sâu sắc về kiến thức cần dạy, giáo viên thiết lập sơ đồ biểu dat logic cua tiến trình nhận thức khoa học, đáp ứng được đòi hỏi phương pháp luận của tiến trình khoa học xây dựng tri thức, đồng thời phải phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh Đó là cơ sở quan trọng, là tiền đề cần thiết để có thể tổ chức và định hướng khái quát hành động tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình dạy học Để thiết lập được sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với một tri thức cụ thể cần dạy thì giáo viên cần phải dựa vào cơ sở lý luận của các vấn đề sau:
a Tiến trình nhận thức khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể Tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi xây dựng, vận dụng một tri thức vật lý cụ thể bằng sơ đồ sau:
"Đề xuất vấn đề - Suy đoán giải pháp và khảo sát lý thuyết hoặc thực nghiệm - kiểm tra vận dụng kết quả"
* Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu về cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sắn, nhưng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng được Diễn đạt nhu cầu đó thành câu hỏi
* Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép đi tìm lời giải: Chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được dé di tới cái cần tìm, hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm
Trang 10* Kiểm tra, vận dụng kết quả: Xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích/ tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm Xem xét sự cách biệt giữa kết luận có được nhờ suy luận lý thuyết với kết luận có được từ các dữ liệu thực nghiệm để quy nạp chấp nhận kết quả tìm được khi có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, hoặc để xét lại, bổ sung, sửa đổi với thực nghiệm hoặc đối với sự xây dựng và vận hành mô hình xuất phát khi chưa có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm nhằm tiếp tục xây dựng cái cần tìm [15]
b Sơ đô biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể
Việc phân tích tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức và thể hiện bằng sơ đồ phải giải đáp được câu hỏi: Kiến thức cần xây dựng được là điều gì? Được diễn đạt như thế nào? Nó là câu trả lời được rút ra từ việc giải bài toán cụ thể nào? Xuất phát từ câu hỏi nào? Chứng tỏ tính hợp thức khoa học của câu trả lời đó như
Trang 11Sơ đồ tổng quát : Tình huống có tiêm ẩn vấn dé Phát biểu vấn đề -Bài toán Giải quyết vấn đề : Suy đoán, thực hiện giải pháp Kiểm tra xác nhận kết quả: và thực nghiệm Xem xét sự phù hợp của lý thuyết Trình bày, thông báo, thảo luận bảo vệ kết quả
Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo
Trang 12Sơ đồ 1 : Sơ sô khái quát biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa hoc
Trang 13Sơ đồ 2 : Sơ đồ khái quát biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa học giải quyết vấn đề khi kiểm nghiệm hoặc ứng dụng một kiến thức cụ thể Dữ liệu nảy sinh bài toán
(Đồi hỏi kiểm nghiệm, ứng dụng Vấn đề - Bài Toán thưc tiễn kiến thức)
Điều kiện cần sử dụng để đi tìm câu hỏi trả lời cho
vấn đề đặt ra, một mặt nhờ suy luận, mặt khác nhờ thí nghiệm và quan sát (Giải pháp) Bài toán- Giải pháp
Giải bài toán Giải bài toán nhờ thí bằng suy luận lý nghiệm và quan sất
thuyết ` _—Z
Trang 141.2.2 Tổ chức tình huống có vấn dé
Với tiến trình dạy học giải quyết vấn đề thì tình huống có vấn đề đóng vai trồ đặc biệt quan trọng trong mỗi tiết học, trong cả quá trình học Nó là hoàn cảnh trong
đó xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mà học sinh chấp nhận việc giải quyết mâu thuẫn
đó như một nhiệm vụ học tập và sẵn sàng mang sức lực và trí tuệ ra để giải quyết a Khái niệm "van dé"
Khái niệm vấn đề dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà
người học không thể giải quyết được chỉ bằng kiến thức sẵn có, theo khuôn mẫu có sắn, nghĩa là không dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết được thì người học thu nhận được kiến thức, kỹ năng mới Vấn đề chứa đựng câu hỏi, nhưng đó 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 câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhờ lại những kiến thức đã có [15]
b Tình huống có vấn đề
Tình huống vấn đề là tình huống mà khi học sinh tham gia vào việc giải quyết thì gặp khó khăn, học sinh ý thức được vấn đề mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hy vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào việc giải quyết vấn đề đó Nghĩa là tình huống đó kích thích nhận thức tích cực của học sinh đề xuất và giải quyết vấn đề đã đề xuất
Tình huống vấn đề cơ bản : Là tình huống ở đó xuất hiện câu hỏi có tác dụng định hướng tư duy tìm tòi của chủ thể học, nhằm trúng mục tiêu nội dung của kiến thức cần tìm kiếm Việc xây dựng một kiến thức mới thực chất là quá trình triển khai giải quyết tình huống cơ bản đó, có thể là một quá trình chuyển liên tiếp từ tình huống này sang tình huống khác, trong đó có " tình huống vấn đề cơ bản” việc giải quyết tình huống đó là đạt được câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra ở tình huống cơ ban [15]
c Các kiểu tình huống có vấn đề:
Khi học sinh được lôi cuốn vào hoạt động tích cực thực hiện nhiệm vụ (có
tiềm ẩn vấn đề) mà học sinh đã đảm nhận, học sinh nhanh chóng nhận thấy sự bất
Trang 15- Tinh thé lua chon: Chui thé ở trạng thái suy tính cân nhắc, 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 một mô hình vận hành được)
- Tình thế bất ngờ Chủ thể ở trạng thái ngạc nhiên, khi gặp cái mới lạ, chưa hiểu vì sao, cần biết căn cứ vào lý lẽ (tức là cần phải có một mô hình mới)
- Tình thế bế tắc: Chủ thể ở trạng thái túng bí, chưa biết làm thế nào để giải quyết được khó khăn gặp phải, cần có cách giải quyết (tức là cần có mô hình
mới)
- Tình thế không phù hợp: Chủ thể ở trạng thái băn khoăn, nghi hoặc, khi gap su kién mới, trái ngược với lẽ thường, với kết quả có thể rút ra được từ căn cứ lý lẽ đã có, do đó cần xét lại để có căn cứ lý lẽ thích hợp hơn (tức là cần có mô
hình thích hợp hơn)
- Tình thế phán xét Chủ thể ở trạng thái nghi vấn khi gặp các cách giải thích với các căn cứ lý lẽ khác nhau, cần xem xét kiểm tra các văn cứ lý lẽ đó (Tức là cần kiểm tra, hợp thức hố mơ hình đã được đề cập)
- Tình thế đối lập: Chù thể ở trạng thái bất đồng quan điểm, khi gặp một cách giải thích có vẻ lôgíc, nhưng lại xuất phát từ một căn cứ lý lẽ sai trái với căn cứ lý lẽ đã được chấp nhận, cần bác bỏ căn cứ lý lẽ sai lầm đó để bảo vệ căn cứ lý lẽ đã chấp nhận (tức là phê phán, bác bỏ mô hình không hợp thức, bảo vệ mô hình
hợp thức đã có) [15]
d Điều kiện cần của việc tạo tình huống vấn đề
Việc tổ chức được các tình huống vấn đề và định hướng hành động học giải quyết vấn đề đồi hỏi:
- Giáo viên có dụng ý tìm cách cho học sinh tự giải quyết một vấn đề, tương ứng với việc xây dựng một tri thức khoa học cần dạy Do đó giáo viên cần nhận định về câu hỏi đặt ra, các khó khăn trở lực học sinh phải vượt qua khi giải đáp câu hỏi đó
Trang 16- Giáo viên soạn thảo được một nhiệm vụ (có tiềm ẩn vấn đề) dé giao cho học sinh, những điều kiện cần thiết khiến cho học sinh tự cảm thấy mình có khả năng tham gia giải quyết nhiệm vụ đặt ra và được lôi cuốn vào hoạt động tích cực giải quyết nhiệm vụ đó
Để soạn thảo được một nhiệm vụ như vậy cần 2 yếu tố cơ bản
* Tiền đề hay tư liệu (thiết bị, sự kiện, thông tin) cần cung cấp cho học sinh
hoặc gợi ra cho học sinh
* Lệnh hoặc câu hỏi đề ra cho học sinh
- Trên cơ sở vấn đề cần giải quyết, kết quả mong đợi, những quan niệm, khó khăn trở lực của học sinh trong điều kiện cụ thể, giáo viên cần đoán trước
những đáp ứng có thể của học sinh và dự định tiến trình định hướng, giúp học sinh
khi cần một cách hợp lý phù hợp với tiến trình khoa học giải quyết vấn đề [15] e Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
Giáo viên đóng vai trò quan trọng trong tổ chức tình huống học tập và định hướng hành động tìm tòi xây dựng tri thức của học sinh, cũng như phát huy vai trò của tương tác xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh, muốn cho học sinh làm quen với quá trình xây dựng, bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học thì có thể thực hiện tiến trình dạy học theo các pha, phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học (sơ đồ 3a) Tiến trình dạy học này gồm các pha như sau (sơ đồ 3b):
Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hóa tri thức phát biểu vấn đề (tương ứng với (1) và (2) trong sơ đồ 3a)
Giáo viên giao cho học sinh một nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh quan tâm đến nhiệm vụ đặt ra, sắn sàng nhận và tự nguyện thực hiện nhiệm vụ
Quan niệm và giải pháp ban đầu của học sinh được thử thách Học sinh ý thức được khó khăn (vấn đề xuất hiện)
Dưới sự hướng dẫn của giáo viên vấn đề được chính thức diễn đạt
Pha thứ hai: học sinh hành động độc lập, tự chủ, trao đổi, tìm tòi giải quyết vấn đề (tương ứng với (3) và (4) trong sơ đồ 3a)
Trang 17vién khi can
Học sinh diễn đạt, trao đổi với người khác trong nhóm về cách giải quyết vấn đề và kết quả thu được, qua đó có thể chỉnh lí, hoàn thiện tiếp
Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, hành động của học sinh được định hướng phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học và thông qua các tình huống thứ cấp khi cần
Pha thứ ba: Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức mới (tương ứng với 5 và 6 trong sơ đồ hình 3a)
Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tranh luận, bảo vệ cái xây dựng được Giáo viên chính xác hoá, bổ sung, thể chế hoá tri thức mới
Trang 18(1) Tình huống có tiềm ẩn vấn dé Pha thứ nhất: chuyển | _ =”” giao nhiệm vụ, bất k7” ồn hoá trí thức, phát | ~ ¬ biểu vấn đề NHÀ | (2) Phát biểu vấn đề - bài toán (3) Giải quyết vấn đề: Pha thứ hai: Học sinh hành động độc lập tự chủ, trao
đổi tìm tòi giải quyết vị
vấn đề | (4) Kiểm tra, xác nhận kết qua : suy đoán, thực hiện giải pháp et xem xét su pht hop cua li thuyét và thực nghiệm
(5) trình bày, thông báo, thảo
4 luận, bảo vệ kết qua Phathứb.: | a Tranh luận; thể chế |7 hoá; vận dụng tri os
thức mới Tư ae tte
| (6) Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo
3.b: 3.a:
Sơ đồ các pha của tiến trình
# vấn đề Sơ đồ tiến trình xây dựng bảo vệ kiến dạy học giải quyết vấn đề thức mới trong nghiên cứu khoa học lên trinh xây dựng vệ kỉ
Trang 191.2.3 Xác định việc định hướng khái quat chuong trinh hoa hanh dong nhận thức tự chủ, tích cực của học sinh và việc tổ chức hợp lý hoạt động của cá nhân và tập thể học sinh
Nghiên cứu sự định hướng hành động nhận thức của học sinh trong dạy học có thể phân biệt được các kiểu định hướng khác nhau, tương ứng với các mục tiêu rèn luyện khác nhau, đòi hỏi ở học sinh có các hành động nhận thức với các trình
độ khác nhau:
a Các kiểu định hướng hành động học tập trong dạy học
- Định hướng tái tạo thao tác cụ thể Học sinh theo dõi, thực hiện bắt chước, lặp lại thao tác mẫu cụ thể cho người dạy chỉ ra
- Định hướng tái tạo Angoríf Người dạy (giáo viên) chỉ ra một cách khái quát tổng thể trình tự hành động để người học tự chủ giải quyết được nhiệm vụ, chương trình hành động rõ ràng, chặt chế theo 2 kiểu định hướng này, người dạy hướng học sinh vào việc huy động áp dụng kiến thức, cách thức hoạt động học sinh có thể thực hiện được nhiệm vụ mà họ đảm nhận Nghĩa là học sinh chỉ cần tái tạo những hành động đã được người dạy chỉ rõ hoặc những hành động trong tình huống đã quen thuộc
- Định hướng từm tòi: Lầ kiểu định hướng trong đó người dạy không chỉ ra cho
học sinh một cách tường minh, các kiến thức và cách thức hoạt động học sinh cần áp
dụng, mà người dạy chỉ đưa cho học sinh những gợi ý sao cho học sinh có thể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để
giải quyết trong tình huống không phải là đã quen thuộc với họ
- Định hướng khái quát chương trình hoá: Là kiểu định hướng phối hợp các đặc điểm của các kiểu định hướng trên trong đó sự định hướng được chương trình hoá theo các bước:
+/ Sự định hướng ban đầu đòi hỏi học sinh tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề đã đặt ra
Trang 20hoc sinh
+/ Nếu học sinh vẫn không đáp ứng được thì sự hướng dẫn của giáo viên chuyển dần sang định hướng tái tạo Khi cần thiết phải chuyển sang kiểu định hướng tái tạo thì trước hết phải sử dụng sự hướng dẫn angorit (hướng dẫn trình tự các hành động/ thao tác hợp lý) để theo đó học sinh tự giải quyết vấn đề đã đặt ra
+/ Nếu học sinh vẫn không đáp ứng được thì mới thực hiện sự hướng dẫn tái tạo đối với mỗi hành động/ thao tác cụ thể riêng biệt của trình tự hành động/ thao tác đó
b Uu điểm của các kiểu định hướng
- Kiểu định hướng tái tạo: Đảm bảo được hiệu quả hình thành kiến thức, rèn luyện kỹ năng cho học sinh và tạo cơ sở cần thiết cho học sinh có thể thích ứng
được với sự định hướng tìm tòi Nhưng như vậy không đáp ứng được yêu cầu rèn
luyện tư duy sáng tạo của học sinh
- Kiểu định hướng tìm tòi: Nhằm rèn luyện cho học sinh tư duy sang tao, năng lực giải quyết vấn đề đáp ứng mục tiêu đào tạo nhân lực bồi dưỡng nhân tài của sự nghiệp giáo dục Nhưng việc thực hiện nó không phải đơn giản nó phụ thuộc vào trình độ hiểu biết và khả năng sư phạm của giáo viên vào sự nghiên cứu để hiểu sâu sắc đối tượng học sinh và vào trình độ học sinh
- Kiểu định hướng khái quát chương trình hoá: Là sự vận dụng phối hợp hai kiểu định hướng trên, tạo cơ hội cho học sinh phát huy hành động tìm tòi sáng tạo của mình, đồng thời vẫn đảm bảo cho học sinh đạt tới được tri thức cần dạy
c Hệ thống các câu hỏi đề xuất vấn đề, định hướng tư duy trong các tình huống ván đề theo tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức mới:
- Câu hỏi kích thích học sinh có nhu cầu kiến thức để giải quyết vấn đề: Phương hướng cơ bản của việc tổ chức tình huống có vấn đề ở pha khởi đầu là giáo viên mô tả bằng một tình huống, hay đặt ra một nhiệm vụ dẫn học sinh tới
chỗ phải trả lời câu hỏi thuộc loại: "Sẽ như thế nào, nếu ?", "Phải làm thế nào,
Trang 21sinh có nhu cầu xác lập một mô hình hoặc sửa đổi một mô hình đã có (nhưng
không phù hợp) sẽ là động lực của tiến trình xây dựng, vận dụng tri thức mới - Câu hỏi định hướng nội duns cần xác lập:
Việc tìm cách trả lời câu hỏi như trên gắn liền với việc đặt ra câu hỏi "Có mối liên hệ nào (có cái gì) chi phối mà từ đó sẽ suy ra được câu trả lời cho câu hỏi đặt ra?" Câu hỏi này đòi hỏi học sinh phải vận hành một mô hình nào đó Vì vậy điều quan trọng trước hết sẽ là phải xác định và thảo luận về mô hình đó
- Câu hỏi yêu cầu xác định giải pháp tìm tòi xác lập kiến thức cần xây
dựng, vận dụng:
Nếu không thể sử dụng mô hình đã có mà cần xác lập một mô hình mới thì câu hỏi tiếp theo sẽ là: "Một cách lý thuyết có thể xác lập tính chất, mối liên hệ đó (mô hình giả thuyết) như thế nào?" hoặc "Làm thế nào thì có thể sẽ thấy được cái øì cần thiết cho sự xác lập mô hình?"
- Câu hỏi yêu cầu diễn đạt chính xác cô đọng kiến thức xác lập được kiến thức xác lập cần được diễn đạt chính xác, cơ đọng :Nghđa là cần trả lời được câu hỏi: "Nội dung của kiến thức đã được xác lập diễn đạt một cách chính xác cô đọng như thế nào?”"
- Câu hỏi yêu cầu vận dụng, kiểm tra kiến thức đã xác lập: Việc sử dụng mô hình đã lựa chọn cho phép rút ra câu trả lời cho các câu hỏi: "Vì sao như thế? (giải thích thế nào)", "sẽ như thế nào nếu ", "phải thế nào để " Đó là loại câu hỏi vận dụng kiến thức đã xác lập Việc xem xét sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm trong việc trả lời các câu hỏi và sự kiểm tra hợp thức hoá tri thức mới
d Tổ chức hợp lý hoạt động của cá nhân và của tập thể học sinh
Trang 22- Kiéu 1: Nhiém vụ thống nhất cho cả lớp, thực hiện theo nhóm thống nhất sản phẩm
Các nhóm hoạt động độc lập thực hiện một mục tiêu cho giáo viên quy định,
thảo luận trong nhóm để đi tới kết luận Cuối cùng đại diện của nhóm công bố kết quả của nhóm mình trước cả lớp và tranh luận để đi tới kết quả chung
Khi học sinh làm việc trong nhóm giáo viên theo dõi giúp đỡ riêng cho từng nhóm nếu cần Khi tổ chức tranh luận chung cho cả lớp, giáo viên đóng vai trò là
trọng tài, giúp học sinh khẳng định những ý đúng, sửa chữa những ý sai, bổ sung
những ý chưa đầy đủ để đạt được sự thống nhất trong cả lớp
- Kiểu 2: Nhiệm vụ chung cho cả lớp, phân công cho mỗi nhóm thực hiện một phần riêng, cuối cùng lắp ráp các kết quả của các nhóm thành một sản phẩm duy nhất, chung cho cả lớp Kiểu này áp dụng cho những bài học phức tạp gồm nhiều mục tiêu, bộ phận mà mỗi nhóm học sinh không đủ thời gian hay thiết bị để hoàn thành tất cả Sau khi nêu nhiệm vụ chung, giáo viên phân công mỗi nhóm một nhiệm vụ độc lập
1.2.4 Thiết kế phương án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể
Thiết kế phương án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể bao gồm các việc sau: * Các kết luận cần xây dựng và câu hỏi đề xuất vấn đề tương ứng
* Lập sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức cần dạy * Xác định mục tiêu dạy học cụ thể và soạn đề kiểm tra kết quả học * Xác định phương tiện dạy học cần thiết
* Xác định nội dung tóm tắt trình bày bảng (hoặc để chiếu lên màn hình) * Xác định tiến trình hoạt động dạy học cụ thể [16]
Trang 23day
Việc phân tích tiến trình khoa học xây dựng từng kiến thức và thể hiện bằng sơ đồ phải giải đáp được các câu hỏi: kiến thức cần xây dựng là điều gì được diễn đạt thế nào? Nó là câu trả lời rút ra được từ việc giải bài toán cụ thể nào? Xuất phất từ câu hỏi nào? Chứng tỏ tính hợp thức khoa học của câu trả lời đó như thế nào
1.2.4.2 Diễn đạt mục tiêu dạy học kiến thức cụ thể
Mục tiêu dạy học là cái đích mà giáo viên mong muốn đạt được khi dạy
học một kiến thức cụ thể
Diễn đạt mục tiêu dạy học cụ thể (với nghĩa là mục tiêu thao tác) là diễn đạt những hành vi của học sinh mà việc dạy yêu cầu học sinh phải thể hiện ra được khi dạy một kiến thức cụ thể Những hành vi này là minh chứng cho hành động học mà học sinh cần có và kết quả học mà học sinh cần đạt được, khi học kiến thức cụ thể ấy Những hành vi này cho phép có căn cứ kiểm tra, đánh giá hiệu quả dạy học (đánh giá việc dạy có đạt được mục tiêu hay không, mức độ đạt được)
Để xác định mục tiêu dạy học cụ thể như trên, đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu chương trình, nội dung tài liệu giáo khoa để hiểu sâu sắc tri thức cần dạy, mô hình hoá được tiến trình khoa học xây dựng kiến thức (phác hoạ ra được sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa học xây dựng kiến thức) Sơ đồ này là cơ sở định hướng khái quát cho giáo viên suy nghĩ thiết kế mục tiêu dạy học cụ thể và thiết kế tiến trình hoạt động dạy học cụ thể (thiết kế việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động học của học sinh đối với tri thức cần dạy) [16]
1.2.4.3 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể:
Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học một kiến thức cụ thể là việc viết kịch bản cho tiến trình dạy học kiến thức cụ thể đó, kịch bản này phải thể hiện rõ được ý định của giáo viên trong việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động học của học sinh trong quá trình dạy học, theo các yêu cầu cụ thể sau:
a Thể hiện rõ hoạt động dạy học diễn ra là hoạt động øì, như thế nào? + Đó là hoạt động trình diễn (thế nào) của giáo viên trước học sinh hay giáo viên đòi hỏi học sinh phải tham gia tìm tòi, phát hiện, giải quyết vấn đề đặt ra
+ Trình tự của các hoạt động đó của giáo viên và học sinh làm như thế nào
Trang 24đòi hỏi học sinh phải tham gia ầm tòi, phát hiện, giải quyết vấn đề đặt ra
b Thể hiện rõ được ý định của giáo viên thực hiện các khâu sơ đồ lôgíc của quá trình dạy học + Đảm bảo điều kiện xuất phát cần thiết + Đề xuất vấn đề + Đề xuất phương hướng giải quyết vấn đề: đề xuất bài toán (nhiệm vụ) cần giải quyết
+ Giải quyết bài toán (nhiệm vụ)
+ Củng cố kết quả học, định hướng nhiệm vụ học tiếp theo
c Tiến trình dạy học theo kịch bản phải phù hợp lôgíc của tiến trình xây dựng kiến thức đã được biểu đạt trong sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức cần dạy
+ Khi thực hiện các khâu đảm bảo điều kiện xuất phát cần thiết và đề xuất vấn đề phải sử dụng được câu hỏi định hướng tư duy trúng nội dung kiến thức cần xây dựng đã thể hiện trong sơ đồ
+ Việc giải quyết vấn đề đặt ra phải phỏng theo hướng giải quyết vấn đề (đề xuất bài toán và giải quyết bài toán) đã thể hiện trong sơ đồ
d Tiến trình hoạt động dạy học thể hiện trong kịch bản phải có tác dụng phát huy cao nhất có thể được, hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh [16]
1.2.4.4 Mẫu trình bày phương án dạy học các đơn vị kiến thức cụ thể [I6]
Phương án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể cần được trình bày theo các nội dung như mẫu dưới đây:
1 Sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức
1 1 Các câu hỏi cơ bản và kết luận tương ứng từng đơn vị kiến thức cần dạy
1 2 Sơ đồ tiến trình xây dựng từng đơn vị kiến thức:
2 Mục tiêu dạy học và đề kiểm tra kết quả học: 2 1 Mục tiêu dạy học cụ thể:
Trang 253 Phương tiện dạy học:
4 Nội dung tóm tắt trình bày bảng (hoặc để chiếu trên màn hình)
5 Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể:
5 1 Van dé 1:
5 1 1 Dinh huéng mục tiêu hoạt động:
5 1 2 Định hướng giải quyết nhiệm vụ: a Xác định giải pháp:
b Thực hiện giải pháp:
5 1 3 Khái quát củng cố kết quả:
5 2 Vấn đề 2: (Các đề mục tương tự vấn dé 1)
1 3 THÍ NGHIỆM VẬT LÝ TRONG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỂ, 1.3.1 Các loại thí nghiệm vật lý được sử dụng trong dạy học vật lý
* Thí nghiệm vật lý là gì ?
Là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng
của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã
diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể tái hiện lại hiện tượng, lọc bỏ các yếu tố làm nhiễu từ đó thu nhận được một tri thức mới [12]
* Các loại thí nghiệm duoc su dung trong day hoc vat ly
Trang 26loại : Thí nghiệm biểu diễn (thí nghiệm do GV tiến hành là chính, tuy có thể có sự hỗ trợ của HS) và thí nghiệm thực tập (thí nghiệm do HS tự tiến hành dưới sự hướng dẫn của GV )
- Thí nghiệm biểu diễn được GV tiến hành ở trên lớp, trong các giờ học nghiên cứu kiến thức mới và có thể ở các giờ học củng cố kiến thức của HS Thí nghiệm biểu diễn có các loại sau : Thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng, thí nghiệm củng cố
- Thí nghiệm thực tập của HS do HS tự tiến hành trên lớp (trong phòng thí nghiệm ), ngoài lớp, ngoài nhà trường hoặc ở nhà với các mức độ tự lực khác nhau Thí nghiệm thực tập được chia ra làm ba loại : Thí nghiệm trực diện, thí nghiệm thực hành, thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà [12]
1.3.2 Vị trí của thí nghiệm trong tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
Các loại thí nghiệm vật lý mà chúng tôi trình bày ở trên nằm ở ba pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
- Ở pha thứ nhất : Thí nghiệm chủ yếu được dùng để tạo tình huống có vấn đề, tạo được nhu cầu hứng thú học tập của HS, lôi cuốn HS vào hoạt động nhận thức Do đó thường ngắn gọn, có hiệu lực ngay mà không quá phức tạp Nên Ở pha này GV thường dùng thí nghiệm mở đầu
- Ở pha thứ hai : Thí nghiệm được dùng bao gồm cả hai loại thí nghiệm (thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực tập ) Nếu cần xây dựng hay chứng minh kiến thức mới thì dùng thí nghiệm biểu diễn nghiên cứu hiện tượng có thể là nghiên cứu khảo sát, có thể là nghiên cứu kiểm chứng còn nếu cần khái quát hoá lý thuyết, kiểm tra tính đúng đắn của các hệ quả lý thuyết thì dùng thí nghiệm trực diện của HS
- Ở pha thứ ba : Thí nghiệm được dùng để củng cố nhằm giúp HS vận dụng kiến thức đã học để giải thích, dự đoán hiện tượng, qua đó nắm vững kiến thức đã học hoặc có thể dùng thí nghiệm quan sát ở nhà
Trang 27thuyết làm cho học sinh hiểu sâu sắc mối quan hệ giữa các khái niệm, định luật khái quát với thực tiễn, làm kiến thức học sinh thu được vững chắc hơn Đồng thời cũng phát triển tư duy vật lý ở học sinh
Việc tổ chức các thí nghiệm vật lý trong quá trình dạy học không chỉ đơn
thuần là rèn cho học sinh năng lực thao tác thí nghiệm mà phải bồi dưỡng cho học
sinh năng lực thực nghiệm bao gồm cả 2 mặt: Hoạt động tư duy (đầu óc) và hoạt động thể chất (các giác quan) Tổ chức các thí nghiệm trong dạy học trải qua các
bước sau:
Bước 1 Đề xuất phương án thí nghiệm Bước 2: Thiết kế, thí nghiệm cụ thể Bước 3: Lắp ráp và tiến hành thí nghiệm Bước 4: Xử lý kết quả rút ra nhận xét
Tuỳ từng thí nghiệm, ở những bài học cụ thể, tuỳ thuộc vào điều kiện cơ sở vật chất, trình độ học sinh, thời gian tiết học mà giáo viên có thể tổ chức hướng dẫn học sinh tiến hành một số bước hoặc toàn bộ các bước hoặc học sinh tự lực hoàn toàn để phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh, hoàn thành kế hoạch bài giảng [12]
1.4 PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC CỦA HS TRONG HỌC TẬP 1.4.1 Tính tích cực của HS trong dạy học vật lý
Tính tích cực học tập là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao về nhiều mặt trong học tập Học tập là một trường hợp riêng của nhận thức “Một sự nhận thức đã được làm cho dễ dàng đi và được thực hiện dưới sự chỉ đạo
của GV ” (P.N E rđơniev, 1974) Nói tới tích cực học tập thực chất là nói tới tính tích cực nhận thức, Mà tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức
của HS đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá
trình nắm vững kiến thức Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa
Trang 28những khám phá lại những điều loài người đã biết
Con người chỉ thực sự nắm vững cái mà chính mình đã giành được bằng hoạt động của bản thân HS sẽ thông hiểu và ghi nhớ những gi da trai qua hoạt động nhận thức tích cực của mình, trong đó các em đã phải có những cố gắng trí tuệ, đó là chưa nói lên tới một trình độ nhất định, thì sự học tập tích cực sẽ mang tính nghiên cứu khoa học và người học cũng làm ra kiến thức mới cho nhân loại 1.4.2 Các biểu hiện của tính tích cực học tập
Có những trường hợp tính tích cực học tập biểu hiện ở những hoạt động cơ bắp nhưng quan trọng là sự biểu hiện ở những hoạt động trí tuệ ; hai hình thức biểu hiện này thường đi liên với nhau Theo G I Sukina (1979) có thể nêu những
dấu hiệu của tính tích cực hoạt động trí tuệ như sau :
- Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra
- HS hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kế những vấn đề GV trình bày chưa đủ rõ
- HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận ra vấn đề mới
- HS mong muốn được đóng góp với thày với bạn những thông tin tươi mới lấy từ những nguồn khác nhau, cố khi vượt ra ngoàI phạm vi bàI học, mơn học
Ngồi những biểu hiện nói trên mà GV dé nhận thấy - còn có những biểu hiện về mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn, như thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc nhiên, hoan hi hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ra lời giải cho một bài tập Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể HS, bộc lộ rõ ở các lớp HS bé, kín đáo ở học sinh lớp trên
G L Sukina còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí :
Tập trung chú ý vào vấn đề đang học
Kiên trì làm xong các bài tập
Trang 29- Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học : tiếc rẻ cố làm cho xong hoặc vội vàng gấp vở chờ được lệnh ra chơi
1.4.3 Các cấp độ của tính tích cực học tập
Có thể phân biệt ở ba cáp độ khác nhau từ thấp lên cao :
a Bắt chước : HS tích cực bắt chước hoạt động của GV của bạn bè Trong hành động bắt chước cũng phải có sự gắng sức của thần kinh và cơ bắp
b Tìm tòi : HS tìm cách độc lập giải quyết bài tập nêu ra, mò mẫm những cách giải khác nhau để tìm ra lời giải hợp lý nhất
c sang tao: HS nghi ra cách giải mới độc đáo hoặc cấu tạo những bài tập mới, hoặc cố gắng lắp đặt những thí nghiệm mới để chứng minh bài học Dĩ nhiên mức độ sáng tạo của HS là có hạn nhưng đó chính là mầm mống để phát triển trí sáng tạo về sau
KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Dựa vào cơ sở lý luận được trình bày trên đây, để giải quyết nhiệm vụ của
luận văn, chúng tôi đặc biệt chú ý tới vai trò của những vấn đề sau:
*Thiết lập sơ đồ biểu đạt logic của tiến trình nhận thức khoa học đối với tri thức cần dạy đáp ứng được đòi hỏi phương pháp luận của tiến trình khoa học xây dựng tri thức, đồng thời lại phải phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh
* Sử dụng các điều kiện cần để tổ chức tình huống vấn đề sao cho nhờ đó làm nảy sinh vấn đề ở học sinh và tạo cơ hội để học sinh có khả năng tham gia vào quá trình tìm tồi giải quyết vấn đề, tạo động cơ thúc đẩy hoạt động nhận thức tích cực của học sinh
*Trong quá trình giải quyết vấn đề sử dụng kiểu định hướng khái quát chương trình hoá nhằm tạo cơ hội cho học sinh phát huy hành động tìm toi sáng tạo của mình đồng thời vẫn đảm bảo cho học sinh đạt tdi tri thức cần dạy
Những vấn đề trên chúng tôi vận dụng vào để xây dựng tiến trình dạy học
bài "Điều kiện cân bằng của chất điểm", "Cân bằng của một vật khi không có
chuyển động quay Quy tắc hợp lực đồng quy "và bài "Quy tắc hợp lực song song
Trang 30CHUONG II
THIET KE PHUONG AN DAY HOC MOT SO KIEN THUC
THUOC CHUGNG " CAN BANG CUA VAT RAN' (VAT LY LOP 10 - THPT)
2.1 TÌM HIEU THUC TE DAY HOC CAC BAI TRONG CHUONG "CAN BANG CUA VAT RAN" OG CAC TRUONG PHO THONG:
Để chuẩn bị cho đề tài của mình tôi đã đi tìm hiểu thực tế dạy học ở một số trường THPT Trong nội thành và ngoại thành Tại những nơi đó tôi đã dự giờ và xem giáo án dùng phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp với giáo viên và học sinh Qua quá trình điều tra chúng tôi nhận thấy :
Về phía giáo viên :
Đại đa số các giáo viên chỉ dạy đơn thuần như sách giáo khoa, phương pháp
vẫn là sử dụng lối truyền thụ một chiều không đưa được học sinh vào tình huống có vấn đề chưa phát huy được tính tích cực tự chủ của học sinh trong quá trình lĩnh hội kiến thức Cách đặt câu hỏi của giáo viên chưa thực sự sát với ý đồ định hướng hành động của mình Nhiều giáo viên ở các trường ngoại thành không sử dụng thí nghiệm như là một phương tiện dạy học, giáo viên sử dụng thí nghiệm thì không đảm bảo được thời gian giờ học Các kết luận rút ra đều từ phía giáo viên mang tính áp đặt Người thầy làm thay phần việc của trò lẽ ra phần việc đó có thể phát huy được tính độc lập tự chủ của học sinh, không chia nhóm học sinh, ở những chỗ đề xuất dự đoán, đưa ra phương án thí nghiệm kiểm tra giáo viên
thường chỉ định một học sinh khá, giỏi đề xuất phương án sau đó tự mình phân
tích không cho lớp thảo luận vì sợ ồn Tóm lại giáo viên chưa tạo ra được môi trường học tập tích cực
Về phía hoc sinh:
Trang 31ghi chép làm theo va học thuộc, không đặt câu hỏi cho giáo viên giải thích
~
Về thí nghiêm:
Các thí nghiệm hiện đang sử dụng đa số là thí nghiệm được sử dụng với mục đích biểu diễn minh hoạ do giáo viên làm, học sinh quan sát, học theo và công nhận như vậy sẽ không rèn luyện được kỹ năng thực hành cho học sinh
Ngoài ra bộ thí nghiệm đang sử dụng còn bộc lộ nhiều nhược điểm ví dụ như tính
chính xác chưa cao, không phải TN dành cho học sinh được trực tiếp bố trí và tiến hành thí nghiệm
Từ thực tế dạy học như vậy cho thấy để phương pháp dạy học mới thực sự hiệu quả thì cần phải đầu tư đồng bộ từ trang thiết bị thí nghiệm tới cơ sở vật chất cần thiết tạo điều kiện cho người giáo viên đầu tư thời gian, trí tuệ vào việc phân tích nội dung kiến thức và xây dựng phương án dạy tối ưu cho bài giảng nhằm
mục đích đặt học sinh vào tình huống có vấn đề kích thích vấn đề học tập, tạo
động cơ hứng thú trong học tập cho học sinh, phát triển năng lực tư duy tích cực tự lực chủ động trong việc lĩnh hội tri thức, kỹ năng phân tích hiện tượng vật lý rèn luyện kỹ năng thực hành của học sinh
2.2 PHÂN TÍCH CÁC CẤU TRÚC NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG MỘT SỐ KIẾN THỨC CỤ THỂ CHƯƠNG "CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN" (VẬT LÍ LỚP 10
THPT)
* Cấu trúc nội dung kiến thức cơ bản của chương: +/ Điều kiện cân bằng tổng quát đối với chất điểm
được hình thành từ các kiến thức về trạng thái cân bằng, gia tốc, định luật hai Niutơn, bằng con đường lý thuyết
+/Trọng tâm của vật rắn và tính chất đặc biệt của trọng tâm được hình thành từ thực nghiệm
Trang 32+/Đặc điểm của hệ lực cân bằng +/Quy tắc hợp lực song song
+/Tác dụng của lực đối với một vật có trục quay cố định +/Cân bằng của một vật có trục quay cố định
+/Tác dụng của ngẫu lực +/Mô men của ngẫu lực
+/Các dạng cân bằng và mức vững vàng của cân bằng
Trong đó ba đơn vị kiến thức có liên quan tới nhau: Điều kiện cân bằng của
một vật khi không có chuyển động quay, quy tắc hợp lực đồng quy, đặc điểm của
hệ lực cân bằng được bố trí trong một bài, chúng được hình thành trên cơ sở kiến thức về trọng tâm của vật rắn và kiến thức về điều kiện cân bằng tổng quát đối với
chất điểm
Kiến thức về quy tắc hợp lực song song được hình thành từ thực nghiệm tuy nhiên vẫn có thể bằng con đường lý thuyết suy ra được từ quy tắc hợp lực đồng
quy
Kiến thức về tác dụng của lực đối với một vật có trục quay cố định bố trí cùng trong một bài với kiến thức về cân bằng của một vật có trục quay cố định được xây dựng bằng thực nghiệm Được xây dựng bằng thực nghiệm và kết hợp với kiến thức về quy tắc hợp lực song song làm nền tảng xây dựng kiến thức cân bằng của một vật có trục quay cố định
Kiến thức về tác dụng của ngẫu lực được hình thành từ thực nghiệm và dựa trên cơ sở tác dụng của lực đối với trục quay cố định Làm nền tảng cho việc hình thành kiến thức về mô men của ngẫu lực được bố trí cùng với trong một bài
Trang 33Sơ đồ logic cấu trúc nội dung chương "cân bằng của vật rắn" —| Trọng tâm của vật rắn
Điều kiện cân bằng tổng quát đối với chất điểm
Điều kiện cân bằng của một vật khi
Trang 342.3 THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM QUY TẮC HỢP LỰC:
2.3.1 Nhận xét chung về các bộ TN đang được sử dụng ở THPT: Qua tìm hiểu thiết bị TN của một số trường THPT
tôi nhận thấy bộ thí nghiệm hiện hành không thể đáp ứng
được mục đích, yêu cầu sử dụng của chúng tôi trong đềtài A nghiên cứu cụ thể có những hạn chế sau:
Về bộ TN về quy tắc hợp lực đồng quy:
+/_ Vật rắn ở đây là chạc 3 nhánh có điểm đồng quy
là trục quay của ba nhánh này như vậy điểm đồng quy bị cố định trên vật
+/ Khi tác dụng ba lực vào 3 điểm A, B, C thì nếu choạc nhôm này có khối lượng đáng kể thì đây sẽ là trường hợp tổng hợp của 6 lực không đồng quy đó là 3 trọng lực của 3 thanh và 3 lực tác dụng vào A, B, C Từ đó dẫn đến kết quả có độ
chính xác không cao
+/ Việc đo góc hợp bởi các lực tác dụng vào các điểm A, B, C lấy số liệu không dễ dàng lắm vì phải đánh dấu trên bảng sắt rồi tháo thiết bị TN để đo góc trên bảng sắt có phương thẳng đứng (khó đo hơn trên mặt phẳng nằm ngang)mất nhiều thời gian hơn trong một tiết học
+/Lực kế gắn nam châm để gắn vào bảng sắt sao cho có phương phải trùng với phương của các nhánh của vật như vậy lực kế không có phương thẳng đứng do vậy trọng lực của các trục của lực kế có thể làm sai số kết quả tính toán và việc hiệu chỉnh lực kế sẽ khó khăn hơn vì trục lực kế sẽ tỳ vào ống
+/ Không thể hiện rõ các bước xác định hợp lực đồng quy (không có bước
di chuyển điểm đặt của lực trên giá của chúng) Về bộ TN Quy tắc hợp lực song song :
+/Vật trong TN này là thanh thắng AB và hai dây cao su đàn hồi việc xác
định độ biến dạng của hai dây thông qua vị trí của thanh AB như vậy khi học sinh
đi tìm hợp lực là đi tìm một lực sao cho có tác dụng làm thanh AB dịch chuyển về
vị trí giống như trường hợp hai lực thành phần tác dụng vào như vậy không làm nổi bật bản chất vấn đề là tác dụng của hai lực thành phần làm biến dạng vật
Trang 35đề xuất TN
+/Phương án TN mà sách giáo khoa đưa ra là không đúng
+/ Không phù hợp với tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức mà chúng tôi soạn thảo
Từ việc xác định những hạn chế đã nêu trên chúng tôi thiết kế và chế tạo một bộ TN khác với mục đích làm TN Kiểm chứng cho quy tắc hợp lực đồng quy và TN nghiên cứu khảo sát quy tắc hợp lực song song Những TN trên
duoc dùng làm thí nghiệm học sinh với hình thức TN trực diện
2.3.2 Cấu tạo của một bộ TN Quy tác hợp lực: - Hai đế chữ A
- Hai thanh thép 10 thẳng (tròn là tốt nhất) dài 80 cm để gắn vào hai đế chữ A làm giá
- Ba lực kế ống loại từ 2, 5 đến 5N
-Hai ròng rọc cố định có thể thay đổi vị trí trên hai giá - Các dây nối, l dây cao su đàn hồi + kẹp nối
- Bản nhôm mỏng phẳng coi như không có khối lượng (làm vật trong quy tac hop lực đồng quy) Thanh cứng bằng thép 4 có chia vạch dài 40 cm (kết hợp
với hai lò xo trong lực kế làm vat trong TN quy tắc hợp lực song song )
- Tấm thuỷ tinh kích thước 30 x 40x0, 5 - Thanh ngang bằng thép 10 có chiều dài 70cm - Thước do góc, các bản giấy trong
- Bộ phận định vị vị trí điểm đồng quy và phương của các lực tác dụng(Chỉ dùng trong TN biểu diễn của giáo viên nếu cần)
2.3.3 Phương án dự kiến:
Thi nghiém minh hoa quy tac hop luc đồng quy: +/ Bố trí TN như hình vẽ:
+/ Tiến hành TN :
- Quy ước lực E;, E,
Trang 36- Ép bản giấy trong lên tấm kính sao cho kí hiệu trên bản giấy trong trùng với a trên tấm kính - Đánh dấu điểm đặt của hai lực, phương của hai lực, vị trí đầu dưới của dây nS 082 AR, cao su (Xác định độ biến dạng của dây) -Lấy bản giấy trong xuống rồi vẽ các lực tác dụng vào vật theo tỷ xích nhất định Vẽ nét đứt để xác định điểm đồng quy
- Áp dụng quy tắc hợp lực đồng quy tìm hợp lực của hai lực đó bằng quy
tac hình bình hành (Tìm độ lớn và phương chiều)
- Thay thế hai lực bằng lực tổng hợp mới tìm được
Đối chiếu vị trí biến dạng của dây cao su so với ban đầu khi vật chịu tác dụng của hai lực
Thí nghiêm kiểm chứng hê ba lực cân bằng:
Chứno mình tính đôn phòng của hê ba lực cân bằng: *Bố trí TN như hình vẽ: (Thay vật bằng một vật mỏng phẳng khác ghép bởi hai bản phẳng nhờ một bản lẻ Bỏ tấm kính đi) | *Tiến hành TN: Kéo vật lệch khỏi mặt phẳng hình vẽ @ bằng lực thứ tư cho thấy vật bị gập lại, hai
mảnh của vật không đồng phẳng Khi đó vật
chịu tác dụng bởi 4 lực trong đó 3 lực khảo 1 2 No
sát không đồng phẳng
Trang 37(TN chứng tỏ trong trường hợp vật chịu tác dụng của ba lực chỉ tồn tại trạng
thái cân bằng khi và chỉ khi chúng đồng phẳng không có trường hợp khác) Chứng mình tổng hợp lực của chúng bằng không: (tổng hợp của hai lực này cùng độ lớn ngược chiều với lực còn lại) *Bố trí TN như hình vẽ *Tién hanh TN: - Quy ước các lực tác dụng trên TN F,, F,, F, - Áp bản giấy trong vào tấm kính từ đó:
- Xác định điểm đặt và giá của ba lực
- Xác định các góc hợp bởi giá của hai lực trong ba lực - Xác định độ lớn của các lực tác dụng Xử lí số liệu: F, F, F, | g6c(FF,)| géc(F, F,) | Fir Fy lần 1 lần 2 lần 3
Thí nghiêm nghiên cứu khảo sát quy tắc hơp lực song song :
Trang 38bằng một lực F có độ lớn và điểm đặt xác định sao cho cũng gây ra hai biến dạng
ld x, Va x,
Phuong an du kién1:Tim diém dat cia hop luc truéc réi tim dé lén sau * Tién hanh TN
- Tac dung hai luc song song cing chiéu F,va F, vao thanh AB (Vat 1a thanh
AB và hai lò xo trong hai lực kế) O,
O - 5
- Ghi lại độ biến dạng của hai lò xo ' treo thanh AB là x, và x; rồi xác địnhtỷsố A ““
giữa chúng (n)
- Tác dụng lực F thay thế hai luc kia E
bằng cách treo quả nặng bất kỳ thay cho hai ”] lực tác dụng vào thanh AB và di chuyển điểm đặt của lực F sao cho tỷ số giữa hai độ biến dạng giống như trường hợp đã ghi lại (= n)
- Cố định vị trí đó rồi thay đổi độ lớn của lực cho tới khi thanh AB trùng với vị trí đánh dấu
- Xác định độ lớn và giá của lực tổng hợp, đo d;, d„
Phương án dự kiến 2: Tìm điểm đặt của hợp lực trước rồi tìm độ lớn sau * Tiến hành TN:
- Tác dụng hai lực song song cùng chiều F,và F; vào thanh AB Đánh dấu hai điểm tác dụng lực O;, O; (Vật là thanh AB và hai lò xo trong hai lực kế)
- Đánh dấu lại sự biến dạng của hai lò xo bằng cách đánh dấu vị trí của
thanh AB trên giá đỡ là A'va B’
- Dùng lực kế đặt vào một điểm bất kỳ trên thanh AB rồi tăng dần lực sao cho đầu A của
thanh trùng với vị trí đã đánh dấu A' So sánh đầu O, - Ö B có trùng với đầu B' hay không, có ba trường A ~
hợp xảy ra:
Nếu B lúc này ở phía trên B' thì dịch
Trang 39Nếu B lúc này ở phía dưới B' thì dịch điểm tác dụng của lực kế sang trái tiếp tục thử(tăng lực cho A E A' so sánh B với B)
Nếu B lúc này trùng với B' thì điểm tác dụng lực kế chính là điểm đặt của
hợp lực
- Đánh dấu vị trí của hợp lực rồi lần lượt móc các quả cân vào cho tới khi A = Avà B=B Khi đó lực tìm được chính là hợp lực của hai lực song song cùng chiều
Phương án dự kiến 3: Tìm độ lớn trước điểm đặt sau *Tiến hành TN :
- Tác dụng hai lực song song cùng chiều F;và F; vào thanh AB Bằng cách treo hai nhóm các quả nặng có khối lượng mỗi quả đều bằng nhau vào thanh AB tổng số các quả nặng là N
- Đánh dấu hai điểm tác dụng lực O;, O, (Vật là thanh AB và hai lò xo trong hai lực kế)
- Đánh đánh dấu vị trí của thanh AB trên O, giá đỡ là A'và B' ( ứng với độ biến dạng của lò O; ” xo các lực kế trong trường hợp này) A
-Thay thé hai lực bằng treo một quả nặng
rồi thử tất cả các điểm treo trên AB xem có thể làm vật bị biến dạng như trong trường hợp chịu E——— E —] tác dụng của hai lực hay không
Trang 40Tiến hanh TN nhiéu lần với các giá trị F và d khác nhau được bảng số liệu F, F, d,+ d, d, d, Fi (N) | (N) (cm) (cm) | (cm) (N) TN 1 1 20 TN 2 1 16 TN 3 2 16
Phương án dự kiến 4: Từ quy tắc hợp lực đồng quy suy ra quy tác hợp lực song song Sau đó dùng bộ TN trên kiểm tra lại
Thanh chịu tác dụng bởi hai lực P
E, và F; có trạng thái như hin