Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông (NXB đại học quốc gia 2001) nguyễn đức thâm, 222 trang (1)

NGUYỄN ĐỨC THÂM - NGUYÊN NGỌC HƯNG m TỔ CHỬC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TROlĨG DẠY HỌC VẬT LÝ TRƯỜNG PHỔ THÔNG (In lần thứ 2) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI - 2001 > LỜI NĨI ĐẦU Sự nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước đòi hỏi ngành giáo dục phải M đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học” Nghị Trung ương 2, khoá rõ Một biện pháp quan trọng để thực đường lối đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức, thơng qua hoạt động tự lực thân mà chiếm lĩnh kiến thức, phát triển lực trí tuệ Đổi phương pháp dạy học việc làm phức tạp, khó khàn vi đòi hỏi ngưdi dạy người học phải đấu tranh gian khổ với thói quen có từ lâu đời dạy học : Người dạy trọng giảng giải, minh hoạ, truyền thụ chiều, nhồi nhét kiến thức cho học sinh; người học thụ động tiếp thu, ghi nhớ, nhắc lại Để thay đổi nếp dạy học lạc hậu, hiệu đó, phải thực nhiều giải pháp đồng bộ, nhiều cơng trình nghiên cứu hoạt động học học sinh Cuốn sách giới thiệu biện pháp đảm bảo cho học sinh hoạt động nhận thức có hiệu dạy học vật lý, đặc biệt tổ chức rèn luyện cho học sinh kỹ phương pháp hoạt động nhận thức vật lý phổ biến Việc đổi phương pháp dạy học theo hướng đă trò thành cấp bách, đă đưa vào chương trình đào tạo nghiệp vụ cho sinh viên trường ự phạm, chương trình bồi dưỡng thường xuỵên cho giáo viên vật lý THPT chu kỳ 1996 - 2000 cho bậc đào tạo thạẹ 5ỹ, nghiên cứu sinh Các tác giả đà trình bày sách tài liệu chuyên khảo,có thể phục vụ cho đối tượng thuộc nhiểu trình độ khác Mỗi chương sách có tính chất độc lập tương đơi Tuỳ theo đối tượng học, bỏ bớt sô" chương, sô' mục chương cho phù hợp với yêu cầu Để cho CĨ1 sách mang tính chất thiết thực, tác giả đă cơ" gắng đưa nhiểu ví dụ cụ thể vể việc vận dụng phương pháp nhận thức dạy học vật lý Nhiều ví dụ rút từ học thực nghiệm trường phổ thông năm gần Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học vật lý vấn đề thời mẻ, cần phải thử nghiệm, cải tiến nhiều qua thực tiễn dạy học Các tác giả mong nhận phê bình, góp ý độc giả Các tác g iả CHƯƠNG BẢN CHẤT HOẠT ĐỘNG CỦA VIỆC HỌC TẬP VẬT LÝ TRƯỜNG PHỔ THÔNG \ 1.1 M ục đích dạy học giai đoạn cơng nghiệp hố, h iện • đại hố đ ất nước * Chúng ta bước vào ngưỡng cửa kỷ 21 Đất nước ta bước vào thòi kỳ cơng nghiệp hố, đại hoá, chuyển từ chế kế hoạch hố -tập trung sang chế thị trường có quản lý Nhà nước Thế giới xảy bùng nổ tri thức khoa học công nghệ Xã hội phồn vinh ỏ kỷ 21 phải xã hội "dựa vào tri thức”, vào tư sáng tạo, vào tài nảng sáng chê người Đe vươn lên được, khơng phải học hỏi kinh nghiệm nước tiên tiến mà CÒĨ1 phải biết áp dụng kinh nghiệm cách sáng tạo, tìm đường phát triển riêng phù hợp với hoàn cảnh cụ thể đất nước Tình hình đòi hỏi nển giáo dục nước ta phải đổi mạnh mẽ, sâu sắc, tồn diện dể đào tạo cho đất nước Iìgưòi lao động hoạt động có hiệu hoàn cảnh m ới Nghị Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam khoá VIII đă rõ : Từ đến năm 2000, "Mục tiêu chủ yếu thực giáo dục tồn diện đạo đức, trí dục, thể dục tất bậc Ỉ1ỌC Hết sức coi trọng giáo dục trị tư tưởng, nhân cách, khả tơ sáng tạo lực thực hành” Để thực mục tiêu đó, có nhiều việc phải làm tầm vĩ mô Nhà nước, tồn xã hội ỏ tầm vi mơ trường học, lớp học, giáo viên, học sinh Những vấn đề tầm vĩ mô mục tiêu giáo dục, hệ thông giáo dục, thiết kế chương trình, cung cấp phương tiện dạy học, sách người dạy, người học v.v ; ỏ tầm vi mô phương pháp giáo dục, phương pháp dạy học, hoạt động giáo viên học sinh trình dạy học Những vấn để tầm vĩ mô vi mô tác động qua lại, ảnh hưởng lẫn Tuy nhiên, chất lượng giáo dục thể ỏ sản phẩm cuối phẩm chất, nhản cách học sinh Điều quan tâm trước hết cuối người giáo viên, nhân vật chủ chôt công tác giáo dục dạy học làm cho học sinh thòi gian qui định cùa chương trình đào tạo đạt yêu cầu mà xã hội đặt cho nhà trường Điều đáng ý : Mục đích giáo dục ngày nước ta giới không dừng lại ỏ việc truyền thụ cho học sinh kiến thức, kỹ loài người tích luỹ trước đây, mà đặc triệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho họ lực sáng tạo tri thức mới, phương pháp mới, cách giải vấn để phù hợp với hoàn cảnh đất nước, dân tộc Trong xã hội phát triển mạnh ỏ kỷ 21, người lao động phải biết đổi kiến thức lực cho phù hợp với phát triển khoa học, kỹ thuật Lúc đó, người lao động phải có khả tự định hướng tự học để thích ứng với đòi hỏi xã hội Giáo dục khơng phải ý đến yêu cầu xă hội người lao động, mà phải ý đến quyền lợi, nguyện vọng, lực, sở trường cá nhân Sự phát triển đa dạng cá nhân dẫn đến phát triển mau lẹ, toàn diện hài hoà xă hội 1.2 Dạy học hoạt động, thông qua hoạt động học sinh Để thực mục tiêu đổi giáo dục trên, phải giải đồng nhiều mặt có liên quan đến giáo dục Riêng mặt phương pháp giáo dục, phương pháp dạy học, nghị Trung ương rỏ : "Đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối 'truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, sinh viên đại học” Thành tựu quan trọng tâm lý học kỷ 20 dùng làm sở cho việc đổi phương pháp dạy học lý thuyết hoạt động Vugôtxki khỏi xướng A.N.Lêônchiep phát triển Theo lý thuyết này, hoạt động thông qua hoạt động, người tự sinh thành mình, tạo dựng phát triển ý thức nhân cách Vận dụng vào dạy học, việc học tập học sinh có chất hoạt động : Bằng hoạt động, thông qua hoạt động thán mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành phát triển lực trí tuệ quan điểm đạo đức, thái độ Việc học tập học sinh loại hoạt động đặc thù ngưòi Nó có câu trúc giơng hoạt động lao động sản xuất nói chung, bao gồm thành tổ' có quan hệ tác động đến : Một bên động cơ, mục đích, điều kiện bên hoạt động, hành động thao tác Động quy định hình thành diễn biến hoạt động ấy; muốn thoả măn động ấy, phải thực hành động để đạt mục đích cụ thể cuối hành động thực nhiều thao tác xếp theo trình tự xác định, ứng với thao tác phải sử dụng phương tiện, cơng cụ thích hợp Hoạt động có đối tượng Thơng thường, hoạt động khác có đơi tuợng khách thể, hoạt động hướng vào làm biến đổi khách thể Trong đó, hoạt động học lại làm cho chủ thể (người học) hoạt động biến đổi phát triển Đối tượng cùa hoạt động học tri thức, kỹ năng, kỹ xảo cần chiêm lĩnh Nội dung cua đôi tượng không thay đổi sau bị chiếm linh, nhờ có chiếm lĩnh mà chức nầng tám lý thay dối phát triển Kết việc học tập phụ thuộc chù yếu vào hoạt động học học sinh Như vậy, nhiệm vụ cúa giáo viên tổ chức, hướng dẫn hoạt động học cùa học sinh để thơng qua hoạt động đó, học sinh lĩnh hội văn hoá xâ hội, tạo phát triển phẩm chất tâm lý, hình thành nhân cách họ Muôn tổ chức, hướng dẫn tốt hoạt động học tập vật lý học sinh mà thực chất hoạt động nhận thức vật lý, ngưòi giáo viên cần nắm quy luật chung trình nhận thức khoa học, lơgic hình thành kiến thức vật lý, hành động thường gặp trình nhận thức vật lý, phương pháp nhận thức vật lý phổ biến để hoạch định hành động, thao tác cần thiết học sinh trong4 trình chiếm lĩnh kiến thức hay kỹ xác định cuối là: cần nắm biện pháp để động viên khuyên khích học sinh tích cực, tự lực thực hành động đó, đánh giá kết hành động Dưới đây, xem xét vấn đề 1.3 Con đường nhận thứ c v ật lý 1.3.1 Quy luảt c h u n g củ a qu trin h n h â n thức ch â n lý Nhận thức vật ỉý nhận thức chân lý khách quan V.I Lênin rõ quy luật chung cua hoạt động nhận thức : "Từ trực quan sinh động đến tư trừu tượng từ tư trừu tượng đến thực tiễn, đường biện chứng nhận thức chân lý, cua nhận thức thực khách quan" Tâm lý học đại cho : Trong việc nhận thức giới, ngưòi đạt mức độ nhận thức khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp Mức độ thấp ban đầu nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác tri giác, người phản ánh vào óc biểu bên vật khách quan, tác động trực tiếp vào giác quan Mức độ cao gọi nhận thức lý tính, gọi tư duy, người phản ánh vào óc thuộc tính chất bên vật, mơi quan hệ có tính quy luật Dựa liệu cảm tính, người thực thao tác phản tích, so sánh, tổng hợp, khái qt hố, trừu tượng hố để rút tính chất chủ yếu đối tượng nhận thức xây dựng thành khái niệm Mỗi khái niệm diển đạt từ ngữ Mơi quan hệ thuộc tính vật chất biểu thị mối quan hệ khái niệm dạng mệnh đề, phán đoán Đến đây, người tư khái niệm Sự nhập thức không dừng lại phản ánh vào óc thuộc tính cua vật, tượng khách quan mà CÒ11 thực phép suy luận để rút kết luận mới, dự đoán tượng thực tiễn Nhờ mà tư ln có tính sáng tạo, mở rộng hiểu biết vận dụng hiểu biết vào việc cải tạo giới khách quan, phục vụ lợi ích Đó quy luật chung trình nhận thức chân lý Tuy nhiên, đốì với ngành khoa học, q trình nhận thức có nét đặc thù, tuỳ thuộc vào đối tượng nhận thức cụ thể Mỗi khoa học trở thành khoa học thực có hệ thơng khái niệm rõ ràng phương pháp nghiên cứu có hiệu A Anhstanh cho : ” Khoa học sưu tập định luật, tổng hợp tượng khỏng liên hệ với Nó sáng tạo trí tuệ người tư tưởng khái niệừi phát minh cách tự Các lý thuyết vật lý cố tạo nên tranh thực thiết lập liên hệ với thể giới rộng lớn cảm giác" Thế giới vật chất tồn khách quan, khóng phụ thuộc vào ý muốn người, người nhận biết dấu hiệu bên ngồi nhờ tác động lên giác quan, cảm giác người phát triển bình thường vật, tượng điểu kiện giông Nhưng giải thích chất ngun nhân chúng lại có nhiều ý kiến khác nhau, dẫn tói dùng nhiều khái niệm khác Nội dung khái niệm cô" định mà phát triển theo trình độ nhận thức, cơng cụ hoạt động người Vấn đề chỗ: Con người phải hoạt đơng để nhận thức chân lý Lịch sử vật lý học cho thấy : Q trình nhận thức vật lý khơng phải ln ln diễn sn sẻ, thuận lợi mà ln có mâu thuẫn, đấu tranh liệt, sống mái tư tưởng, quan điểm, phương pháp cũ Nhờ mà nhà khoa học xây dựng khái niệm, định luật, mơ hình, lý thuyết vật lý phản ánh ngày xác tượng vật lý, bao quát nhiều hdn lĩnh vực khác vật lý học Dưới đây, điểm qua số mốc đường nhận thức nhọc nhằn, gian khổ 1.3.2, Vât lý thời c ổ đại Trong thời kỳ cổ đại, khoa học chưa phân ngành chưa tách khỏi triết học Môn Triết học tự nhiên nhà hiền triết cổ Hy Lạp triết học thiên nhiên Mục đích tìm hiểu giải thích thiên nhiên cách toàn mà chưa vào lĩnh vực cụ thể Phương pháp auy lý trừu tượng, người tiêu biển Aristốt 10 (384-322 trước cơng ngun) Ơng người sáng tạo lôgic học khoa học suy lý giá trị ngày Các nhà hiển triết thời cổ đại cho : Có thể dùng suy lý, tranh luận để tìm chán lý Vì vậy, nhiều họ thay mốì quan hệ có thật chưa biết mối quan hệ tưởng tượng Với phương pháp nhận thức thế, dẫn đến nhận thức sai lầm, sau lại bị giáo hội Giatơ bóp méo, lợi dụng, kìm hãm phát triển khoa học, khiến cho khoa học bị trì trệ suốt thời kỳ trung cổ 1,3.3 Galilê vãt lý hoc Mãi đến kỷ 16, nhà vật lý học vĩ đại Galilê (1564-1642) - ông tổ vật lý thực nghiêm, vật lý học trở thành khoa học độc lập Galilê cho : Những tranh luận suông dùng suy lý trừu tượng thơi cổ đại vô bổ không dẫn đên chân lý, gặp khó khăn mà suy lý khơng giải lại viện lý : Đó ý Chúa ! Ơng cho : Muôn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiêm, phải "hỏi thiên nhiên” hỏi Aristốt kinh thánh "phải thiên nhiên phán xét ngưòi tranh luận với thiên nhiên" Ơng người đặt móng cho phương pháp thực nghiệm, phương pháp hiệu nghiệm để nghiên cứu thiên nhiên Phương pháp nhà khoa học tiếp sau phát triển hoàn thiện Spaski nêu lên thực chất phương pháp thực nghiệm Galilê sau : Xuất phát từ quan sát thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng giả thuyết Giả thuyết khơng đơn giản tổng qt hố thí nghiệm dă làm, chứa đựng mẻ, khơng có sẵn thí nghiệm cụ thể Bằng phép suy luận lơgic tốn học, nhà khoa học từ giả thuyết mà rút sơ" hệ quả, tiên đốn sơ" kiện trước chưa biết đến Những kiện hệ lại thực nghiệm kiểm tra, 11 - Cá sông nước phần ơng chưa bị nóng lên, nước miệng ông bị đun sơi Vậy nước có tính chất mà mặt nước sơi dưới, nước lạnh ? (Nước dẫn nhiệt kém) - Nước có thê truyền nhiệt cách ? đây, có hình thức truyền nhiệt ?(Dẫn nhiệt đối lưu đây, khơng có đối lưu nước nóng nhẹ ỏ mặt nước khơng chìm xuống dưới, nước lạn h trọng lượng riêng lớn không lên được) - Thuỷ tinh có tính chất mà đun nóng miệng đáy lạnh ? (Dẫn nhiệt kém) - Nếu đun lâu cá có sơng khơng? Vì ? Tóm lại, qua gợi ý trên, học sinh hình dung thấy diễn biến tượng sau: Đầu tiên đun nóng phần ơng ơng nước phần nóng lên Nhiệt thu truyền xuống dưới, ông thuỷ tinh nước dẫn nhiệt kém, truyền nhiệt chậm, phần sơi mà phần dưói lạnh Bỏi thế, cá sơng Nếu đun lâu dùng ông kim loại dẫn nhiệt tốt thi phần mau chóng bị nóng lên cá chết Ba kiểu hướng dẫn tìm tòi quy kiến thức, phương pháp biết nêu có tác dụng tốt để chuẩn bị cho học sinh tìm tòi sáng tạo, trước sáng tạo thông thường người ta phải sxi dụng tất biết mà không thành công 8.4,2 H n g d ẫ n tìm tòi s n g tao từ n g p h ầ n Kiểu hướng dẫn thường sử dụng nghiên cứu tài liệu mới, học sinh giao nhiệm vụ phát tính chất mới, mơi liên hệ có tính quy luật mà trước học sinh chưa biết biết chưa đầy đủ 14 ĨCHĐNĨ 209 ổ đây, khơng thể hồn tồn sử dụng kiến thức biết, khơng có đường suy luận lôgic để suy từ biết đến chưa biết mà đòi hỏi sáng tạo thực sự, bước nhả)’ vọt nhận thức Các nhà khoa học cho : Trong tình này, trực giác đóng vai trò quan trọng Bằng trực giác (dựa kinh nghiệm vốn hiểu biết), nhà khoa học dự đoán cáu trả lời, giải pháp cho vấn đề đặt tìm cách kiểm tra tính đắn dự đốn (giả thuyết) thực nghiệm Rèn luj’ện trực giác khoa học cho học sinh điều khó khăn, giáo viên khơng thể cho học sinh đường đến trực giác mà tự học sinh phải thực nhiều lần để có kinh nghiệm, khơng làm thay Tuy nhiên, giáo viên tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh tập dượt bước nhảy đó, cách phân chia bước nhảy vọt lớn khoa học thành bước nhỏ nằm vùng phát triển gần học sinh Sau rèn luyện nhiều lần, học sinh tích luỹ kinh nghiệm, có nhạy cảm phát hiện, đề xuất giải pháp để vượt qua khó khăn Thơng thường, tìm tòi giải vấn để mới, học sinh khơng phải hồn tồn bế tắc từ đầu bế tắc tồn tiến trình giải vấn đề Trong lập luận để giải vấn đề có nhiều phần sử dụng kiến thức cũ, phương pháp cũ thành cơng, đến phần bế tắc, đòi hỏi phải tìm mối thực Ví dụ : Khi nghiên cứu định luật bảo toàn lớp 10, học sinh biết cách tính động vật vật chuyển động trường trọng lực biết rằng: Khi vật rơi, giảm động tăng Vấn đề đặt : Trong trình vật rơi, th ế động biến đổi, liệu có đại lượng nào-bảo tồn hay không ? Trong kiến thức mà học sinh biết, chưa có kiến thức nói đến điều Nhưng học sinh biết: Trong 210 vật rơi giảm động tăng, nên dự đốn là: Tổng động nàng vật không đổi Làm đê biết dự đốn hay khơng ? Học sinh biết quy luật cùa rơi tự nên biết cách tính vận tốc vật rơi tự rơi độ cao h, tính giá trị động năng, thê vật vị trí tổng chúng Học sinh thực phép tính biết đến kết luận m ới: Tổng động vật không đổi vật chuyển động trường trọng lực Kết luận rút suy luận lý thuyết, cần phải kiểm tra lại thực nghiệm Tuy nhiên, việc bơ" trí thí nghiệm kiểm tra phức tạp việc đo vận tốc tức thời vật cuối đoạn đường r i Bởi thế, giáo viên giới thiệu cho học sinh thí nghiệm máy Attut nhằm kiểm tra kết luận Thí nghiệm thực thực hành Học sinh đả biết có hai trường hợp lực học trọng lực lực đàn hồi Vậy vấn đề đặt là: Liệu định luật bảo toàn có cho trường hợp vật chuyển động tác dụng lực đàn hồi không ? Do tương tự trọng lực lực đàn hồi (đều lực thế) nên dự đốn là: Định luật bảo toàn cho trường hợp lực đàn hồi Làm để kiểm tra dự đoán này? ổ lớp 10, học sinh chưa biết cách tính cơng lực đàn hồi (F = - kx) lực đàn hồi biên đổi theo độ dăn, nén lò xo Vì thế, học sinh chưa tính động vật ố vị trí lắc lò xo đây, học sinh không áp dụng phương pháp dùng cho trường hợp trọng lực, mà cần phải có cách làm khác, sử dụng phương pháp thực nghiệm Giáo viên hướng dẫn học sinh từ dự đoán đâ nêu, suy hệ là: Khi khơng có ma sát, lắc lò xo dao động măi hai điểm A B đối xứng với vị trí cân o Sau đó, phải làm thí 211 nghiệm để kiểm tra hệ Việc bô' trí lắc lò xo nằm ngang khơng có ma sát việc khó, học sinh để phương án làm giảm ma sát khơng có hiệu quả; dao động lắc lò xo mau chóng bị tắt dần Giáo viên phải giới thiệu thiết bị đặc biệt (đệm không khí) có trường phổ thơng để giảm ma sát triệt để cho vật dao động đệm khơng k h í Thí nghiệm chứng tỏ hệ Như vậy, ta khẳng định được: Định luật bảo tồn nầng có ý nghĩa tổng quát, cho hai trường hợp lực học trọng lực lực đàn hồi % 8.4.3 H n g d â n tỉm tòi s n g tao k h i quát kiểu hướng dẫn này, giáo viên hướng dẫn học sinh xây dựng phương hướng chung giải vấn đề, việc vạch kế hoạch chi tiết thực kế hoạch học sinh tự làm Kiểu hướng dẫn đòi hỏi ỏ học sinh khơng tính tự lực cao mà phải có vốn kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vững vàng có sơ' kinh nghiệm hoạt động sáng tạo Nói cách khác, kiểu hướng dẫn áp dụng cho đối tượng học sinh giỏi Trong điều kiện không tách học sinh thành lớp riêng, giáo viên sử dụng kiểu hưộng dẫn kết hợp với kiểu hướng dẫn tìm tòi sáng tạo phần Học sinh tích cực tham gia thảo luận nga}7 từ xác định phương hướng chung lập kế hoạch tổng thể, học sinh yếu tham gia vào giải phần cụ thể kê hoạch Ví dụ: Khi nghiên cứu kính hiển vi, học sinh đă biết dùng kính lúp để quan sát ảnh ảo phóng đại vật nhỏ Vấn để xuất là: Độ phóng đại góc cúa kính lúp khơng vượt 25, làm th ế đạt độ phóng đại góc lớn để quan sát vật nhỏ (tế bào, vi khuẩn) ? Rõ ràng phải dùng biện pháp mới: Phóng đại lần thứ hai qua thấu kính, để thu ảnh ảo cuối nhiều lần lớn dùng kính lúp 212 Giáo viên hướng dẫn học sinh nhớ lại cách khác đê phóng đại ảnh thấu kính yêu cầu học sinh để xuất giải pháp Học sinh để xuất hai giải pháp sau: - Dùng kính thứ kính lúp cho ảnh ảo phóng đại, dùng thấu kính hội tụ thứ hai kính lúp thứ hai phóng đại ảnh lên lần - Dùng thấu kính hội tụ cho ảnh thật phóng đại lên lần thứ nhâ't, sau dùng thấu kính hội tụ thứ hai kính lúp để thu điíỢc ảnh ảo phóng đại lên lần thứ hai Tiếp theo, giáo viên yêu cầu học sinh tự lực dùng cách vẽ hình để tạo ảnh qua hai hệ thơng kính nói trên, phân tích ưu nhược điểm hai giải pháp chọn lấy giải pháp có lợi Học sinh tự lực thực công việc dựng hình thảo luận kết thu 8.5 Ví dụ vể học theo kiểu dạy h ọc giải vấn đề Ta xét học lực đẩy Acsimet - vật (lớp 7) Bài học chia thành chuỗi nhiều tình học tập liên tiếp sử dụng nhiều phiíơng pháp nhận thức khác để giải vấn để học tập Mặc dù học sinh lớp chưa học tuồng minh phương pháp nhận thức, giáo viên cần phải biết rõ sử dụng phương pháp để làm cho rèn luyện cho học sịnh quen dần a) Tinh Giáo viên yêu cầu học sinh nêu lên tượng xảy ta thả vật khác vào nước (hòn đá, lá, thuyền sắt, kim khâu, miếng xốp miếng sắt thể tích ) Vấn đề đặt là: Khi ta nhúng vật khác vào nước, có vật chìm xuốhg, có vật lại lên Thòng thiíờng vật nặng chìm xuống, vật nhẹ lên, 213 có nhiều trường hợp, vật nhẹ lại chìm xuống, vật nặng lại lên Tại sao? (tình "tại sao?") Tình phức tạp, nêu lên vấn đề lớn, giải nên học sinh lúng túng Giáo viên cần phải phân chia vấn đề cần giải thành vấn đề nhỏ b) Tinh Giáo viên nhắc lại điều biết là: Các vật chịu tác dụng trọng lực làm vật rơi từ xuốhg Khi thả miếng xốp vào chậu nước, miếng xốp không rơi xuống đáy chậu? Có lực khác tác dụng lên miếng xốp? Bằng kinh nghiệm hàng ngày, học sinh dễ dàng phát là: Nước đẩy vật lên, nghĩa nước tác dụng lực lên vật, lực hướng thẳng đứng từ lên Khi ta thả cục sắt vào chậu nước, cục sắt tiếp tục rơi nước, chìm xuống đáy chậu, trường hợp này, nước có tác dụng lực lên vật khơng? Làm biết được? Mn biết có lực nước tác dụng lên vật khơng, ta phải tìm cách đo lực Học sinh biết cách dùng lực kế để đo lực, đây,không đo trực tiếp lực đẩy nưốc lên vật Ta phải tìm cách đo gián tiếp nào? (Tình phát triển) - Vấn đề: Làm để chứng tỏ rằng: Có lực đẩy nước tác dụng lên vật nhúng đo lực cách nào? - Kiểu hướng dẫn giải vấn đề: Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo phần, sử dụng phương pháp thực nghiệm Treo vật đầu lực kế Khi chưa nhúng vật vào nước, lực kế trọng lực vật (ở lớp 7, chưa phân biệt trọng lực trọng lượng) Khi nhúng vật vào nước, lực kế lực nhỏ trọng lực Điều chứng tỏ có lực đẩy nước từ lên, lực kế hiệu số’ hai lực đó: F|k = p - F A Lực đẩy nước tác dụng lên vật hướng từ lên gọi lực đẩy Acsimet 214 c) Tình Ta tiếp tục sâu nữa, xét xem lực đẩy Acsimet phụ thuộc vào yếu tô" nào? (tình phát triển) - Vấn đề: Hãy xác định độ lớn lực đẩy Acsimet phụ thuộc vào yếu tô" nào? - Kiểu hướng dẫn giải vấn đề : Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo phần, sử dụng phương pháp thực nghiệm Lần lượt kiểm tra dự đốn mà học sinh nêu ra: Lực đẩy Acsimet phụ thuộc vào thể tích vật, vào trọng lượng riêng vật, vào trọng lượng riêng chất lỏng , để rút kết luận phụ thuộc cùa lực đẩy Acsimet vào thể tích vật chìm chất lỏng (thể tích khối chất lỏng bị vật chiếm chỗ) vào trọng lượng riêng chất lỏng Kết việc giải vấn đề dẫn tối nội dung định luật Acsimet Mặt khác, học sinh biết tính áp suất chất lỏng tác dụng lên mặt có diện tích s nhúng chất lỏng có trọng lượng riêng d độ sâu h: p = dh, nên giáo viên yêu cầu thêm học sinh xuất phát từ cơng thức để rút cơng thức tính độ lớn lực đẩy Acsimet đáy, giáo viên sứ dụng kiểu hướng dẫn tìm tòi quy kiến thức, phương pháp biết Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích tượng để rút kết luận: Lực đẩy Acsimet hiệu sô' áp lực mà chất lỏng tác dụng lên mặt mặt vật (chỉ xét trường hợp đơn giản vật có dạng hình khơi lập phương) d) Tình Như ta biết trên, vật nhúng chất lỏng chịu tác dụng hai lực: Trọng lực lực đẩy Acsimet Ta biết cách xác định hai lực Vậy ta quay trở lại vấn để nêu lên từ đầu: Nhúng 215 vật chất lỏng, vật lên, chìm xuống hay lơ lửng chất lỏng? (tình phát triển, hoàn chỉnh) - Vấn đề: So sánh trọng lực lực đẩy Acsimet để tìm xem vật nhúng chất lỏng lên, chìm xuống hay lơ lửng chất lỏng? - Kiểu hướng dẫn giải vấn đề: Hướng dẫn tìm tòi quy vể kiến thức, phương pháp biết Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức cũ: Khi vật chịu tác dụng hai lực phương, ngược chiều F ! F2 có khả chuyển động vật, độ lớn cùa hai lực thay đổi ? Học sinh vận dụng quy tắc hợp lực hai lực phương, ngược chiều để tìm hợp lực Từ đó, suy hướng chuyển động vật (đứng yên, lên hay chìm xuống) e) Tình Ta biết trên: Một vật nhúng vào chất lỏng chịu tác dụng lực đẩy Acsimet Ta lại biết: Giống chất lỏng, chất khí gây áp suất lòng chúng Vậy vật nhúng chất khí, chẳng hạn khơng khí, có chịu tác dụng lực đẩy Acsimet từ chất khí lên khơng? (tình hng phát triển, hồn chỉnh) - Vấn đề: Một vật đặt khơng khí có chịu tác dụng lực đẩy Acsimet giống vật nhúng chất lỏng không? - Kiểu hướng dẫn giải vấn đề: Hưống dẫn tìm tòi sáng tạo phần, sử dụng phương pháp tương tự Dựa tương tự chất lỏng chất khí việc gây áp suất lòng chúng, suy dự đốn: Một vật đặt khơng 216 khí củng chịu lực đẩy Acsimet trọng lượng khơi khơng khí bị vật chiếm chỗ Từ dự đốn này, suy hệ quả: Vật lên hay rơi xuống khơng khí tùy thuộc vào tương quan vể độ lớn giừa lực đẩy Acsimet trọng lực tác dụng lên vật Giáo viên nêu lên ví dụ khẳng định hệ khẩng định dự đốn trên: Quả bóng cao su rơi xuống đất trọng lực lớn lực đẩy Acsimet, bóng bay, khí cầu chứa chất khí (ví dụ chứa khí li) có trọng lượng riêng nhỏ trọng lượng riêng khơng khí nên "nổi" khơng khí 217 TÀI LIỆU THAM KHẢO T iến g Viêt A Anhstanh - L Infen: Sự tiến triển cùa vật lý 1972 Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật,Hà Nội Risa Fâyman Tính chất định luật vật Lý 1996 Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Phạm Minh Hạc Tâm lý học Vư-gốt-xki tập 1997 Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Ngọc Hưng sử dụng phương pháp thí nghiệm tưởng tượng dạy học vật lý trường phổ thông Thông báo khoa học số - 1997, ĐHSP- ĐHQG Hà Nội Đào Văn Phúc: Tư tưởng vật lý phương pháp vật lý 1983 Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội A.N Lêônchiep: Hoạt động- Ý thức - Nhân cách 1989 Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, Đào Văn Phúc Tư tưởng vật lý phương pháp vật lý 1983 Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, Nguyễn Đức Thâm - Nguyễn Ngọc Hưng - Hướng dẫn học sinh giải vấn đề dạy học vật lý Nghiên cứu giáo dục sô" 1- 1998 218 9*N guj’ễn Đức Thâm - Nguyền Ngọc Hưng Thiêt kê học vê định luật vật lý thực nghiệm Nghiên cứu giáo dục số 1- 1999 Tiêng Anh 1() Kevin Barry - Len King Beginning teaching 1993 Social Science press, Australia, Tiếng Đức 1l Manfred Wünschmann.Methodik des Physikunterrichts Teil: Theoretische Ausbildung I Pädagogische Hochschule Posdam,1988 \2 Rudolf Göbel Methodik des Physikunterrichts Wissensspeicher Pädagogische Hochschule Posdam, 1989 Tiếng Nga Ị , B r Pa yMOBCKHH - Pa3BHTMe TßOpMeCKHX CllOCoBHOCTeỒ yHamHxcíĩ B n poijecce oốyneHHH cỊ}H3MK6 ripocBeineHMe MOCBA - 1975 219 MỤC LỤC Lời nói đầu CIiươNG ì BẢN CHẤT HOẠT ĐỘNG CỦA VIỆC n ọ c TẬP VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG l.Mục đích dạy học giai đoạn cơng nghiệp hố, đại hóa đất nước 1.2 Dạy học hoạt động, thông qua hoạt động học sinh 1.3 Con đường nhận thức vật lý 1.4 Những biện pháp đảm bảo cho học sinh tự lực hoạt động nhận thức có kết CIỈƯƠNG RÈN LUYỆN CHO HỌC SINH KỸ NÁNG THỰC HIỆN CÁC THAO TÁC T DUY VÀ CÁC SUY LUẬN LÔGIC 2.1 Những thao tác tư phương pháp suy luận lôgic chủ yếu thường dùng học tập vật lý 2.2 Phương pháp rèn luyện cho học sinh kỹ kỹ xảo thực thao tác tư suy luận lôgic 2.3 Sử dụng phương pháp phân tích - tổng hợp dạy học vật lý ỏ trường phổ thông 2.4 Sử dụng suy luận quy nạp dạy học vật lý trường phổ thông 2.5 Sử dụng suy luận diển dịch dạy học 63 vật lý trường phổ thông 2.6 Sứ dụng phương pháp quy nạp - diễn dịch 79 dạy học vật4ý ỏ ti-ường phô thông CHƯƠNG VÀN DỤNG LỎGIC BIỆN CHỨNG TRONC, DẠY HỌC 83 VẬT LÝ Ở TRƯỜNG P ỉlổ THƠNG 3.1 Khái niệm "Lơgic biện chứng" 83 3.2 Các nguyên tác lôgic biện chứng 84 3.3 Một số’ phạm trù lôgic biện chứng 96 CHƯƠNG SỬ DỤNG PIIƯƠNC, PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG 105 DẠ Y HỌC VẬT LÝ Ỏ TRƯỜNG P ỉìổ THƠNG 4.1.Phương pháp thực nghiệm nghiên cứu 105 vật lý 4.2 Phương pháp thực nghiệm dạy học vật 111 lý CHƯƠNG SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM LÝ TƯỞNG 126 TRONG DẠ Y n ọ c VẬT LÝ Ỏ TRƯỜNG P H ổ THÔNG 5.1 Phương pháp thí nghiệm lý tưỏng -trong 126 nghiên cứu vật lý 5.2 Phương pháp thí nghiệm lý tưởng dạy 134 học vật lý CHƯƠNG s DUNG PIIƯƠNC, PHÁP TƯƠNG Tự TRONG 147 DẠY HỌC VẬr LÝrì TRƯỜNGPHổ TUỘNC, 6.1 Sự tương tự 147 6.2 Suy luận tương tự 148 6.3 Phương pháp tương tự 6.4.Phương pháp tương tự trdhg nghiên cứu vật lý 6.5 157 159 Phương pháp tương tự đạy học vật lý 161 CHƯƠNG SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH TRONG 170 DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG rnố THƠNG 7.1 Mơ hình 170 7.2 Phương pháp mơ hình vật lý học 179 7.3 Phương pháp mô hĩnh dạy học vật lý 186 CHƯƠNC, HƯỚNG DAN HỌC SINH GIẢỈ QƯYET v ấ n đ ể 196 TRONG DẠYHỌC VẬTLÝ Ở TRƯỜNGPHƠ THƠNG 8.1 Tiến trình giải vấn để khoa học 196 8.2 Đặc điểm trình học sinh giải 197 vấn đề học tập 8.3 Tổ chức tình học tập 199 8.4 Các kiểu hướng dẫn học sinh giải vấn 205 đề 8.5.VÍ dụ học theo kiểu dạy học giải 213 vấn đề Tài liệu tham khảo 222 218 Chịu trá ch nhiêm x u ấ t Giám đốc: NGUYỄN VĂN THỎA Tổng biên tập : NGUYỄN THIỆN GIÁP Người n h ậ n xét : GSP.TS NGÔ IIIỆU B iên tập sửa in: v ũ XUÂN BAN Trình bày bìa: NGỌC ANH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ ò TRƯỜNG PHổ THÔNG Mã số: 01 Ị14.ĐH 2001 - 345 2001 In 1000 Xí nghiệp in Bắc Thái Sô xuất 87 / 345 / CXB Sô trích ngang In xong nộp lưu chiểu quý III năm 2001 258 KH/XB ... vể việc vận dụng phương pháp nhận thức dạy học vật lý Nhiều ví dụ rút từ học thực nghiệm trường phổ thông năm gần Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học vật lý vấn đề thời mẻ, cần phải thử... sinh hoạt động nhận thức có hiệu dạy học vật lý, đặc biệt tổ chức rèn luyện cho học sinh kỹ phương pháp hoạt động nhận thức vật lý phổ biến Việc đổi phương pháp dạy học theo hướng đă trò thành cấp... chất tâm lý, hình thành nhân cách họ Muôn tổ chức, hướng dẫn tốt hoạt động học tập vật lý học sinh mà thực chất hoạt động nhận thức vật lý, ngưòi giáo viên cần nắm quy luật chung trình nhận thức