Cần hiểu đúng về kiến thức trong chương trình mới môn Vật lí

Bài viết phân tích những điểm chưa hợp lý trong xây dựng các kiến thức vật lí trong dự thảo chương trình môn vật lý mới, từ đó kiến nghị cần phải có quan niệm đúng về kiến thức vật lí khi dạy học vật lí ở trường phổ thông.

UED Journal of Social Sciences, Humanities & Education – ISSN 1859 - 4603 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC Nhận bài: 15 – 05 – 2018 Chấp nhận đăng: 20 – 07 – 2018 http://jshe.ued.udn.vn/ CẦN HIỂU ĐÚNG VỀ KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG TRÌNH MỚI MƠN VẬT LÍ Lê Thị Thanh Thảoa*, Nguyễn Thị Ngọc Châub, Nguyễn Minh Ngọcb Tóm tắt: Việc phát biểu khái niệm, định luật, quy tắc vật lí túy qua biểu thức toán học diễn tả mối liên hệ hay quan hệ đại lượng vật lí bỏ qua thành phần quan trọng để biểu thức toán học trở thành khái niệm hay định luật vật lí phổ biến SGK qua thời kỳ lần đổi Đó nguyên nhân sâu xa dẫn đến kiến thức người học xa rời thực tiễn thời điểm họ tiếp nhận kiến thức Bài báo phân tích điểm chưa hợp lý xây dựng kiến thức vật lí dự thảo chương trình mơn vật lý mới, từ kiến nghị cần phải có quan niệm kiến thức vật lí dạy học vật lí trường phổ thơng Từ khóa: kiến thức vật lí; ý nghĩa vật lí; khái niệm vật lí; định luật vật lí; phát biểu Đặt vấn đề Đã tồn quan niệm kiến thức vật lí phổ biến lâu dài thực tiễn giáo dục khiến người liên quan trực tiếp đến (người dạy, người học, người biên soạn sách giáo khoa (SGK), tài liệu tham khảo, người nghiên cứu) quen thuộc đến mức khơng cịn nhận thấy bất ổn, dù bất ổn nghiêm trọng Vậy quan niệm nào? Vì nói khơng ổn? Cần thay đổi từ đâu nào? Nội dung 2.1 Quan niệm phổ biến từ trước tới kiến thức vật lí Bảng dẫn số định nghĩa khái niệm cách phát biểu định luật vật lí qua dễ dàng nhận quan niệm quán kiến thức vật lí tồn từ lâu Dễ nhận điểm chung khái niệm định luật vật lí định nghĩa, phát biểu diễn tả ngôn ngữ biểu thức tốn học Quan niệm kiến thức vật lí có SGK Vật lí phổ thơng giữ nguyên qua nhiều lần biên soạn lại SGK Đến lần đổi này, dù mục tiêu môn học đưa “hình thành phát triển lực tìm hiểu giới tự nhiên góc độ vật lí”, quan niệm kiến thức không thay đổi Những kiến thức chắn kết hoạt động tìm tịi, khám phá giới tự nhiên góc độ vật lí Nếu học sinh tiếp nhận kiến thức vật lí khơng thể dùng chúng để tìm hiểu giới tự nhiên Có thể nói biểu rõ nét nhất, sinh động khuynh hướng “tốn học hóa vật lí” Khuynh hướng cịn thể yêu cầu vận dụng kiến thức SGK từ xưa tới lần đổi này, yêu cầu cần đạt mức độ vận dụng tất chủ đề vận dụng cơng thức để giải tập Vật lí Cách làm xưa kéo theo việc kiểm tra đánh giá thành học tập chủ yếu là: - Đánh giá dung lượng kiến thức, - Đánh giá khả ghi nhớ máy móc nội dung kiến thức trình bày SGK (coi SGK pháp lệnh), - Đánh giá khả vận dụng công thức để giải dạng tập khuôn mẫu, xa rời thực tiễn a,bTrường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh * Liên hệ tác giả Lê Thị Thanh Thảo Email: thaole.dhsphcm@gmail.com 110 | Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),110-114 Lê Thị Thanh Thảo, Nguyễn Thị Ngọc Châu, Nguyễn Minh Ngọc Bảng Một số định nghĩa khái niệm cách phát biểu định luật vật lí SGK 10 - 1975, 1976 SGK hành Xung lượng hay động lượng vật tích khối lượng vận tốc Động lượng vật m chuyển Khi vật tương tác với hệ kín xung lượng tồn phần hệ khơng đổi Động lượng hệ lập đại lượng bảo tồn r động với vận tốc v đại lượng xác ur r định công thức p = mv Khi vật khối lượng m độ cao z so với mặt đất trọng trường vật định nghĩa công thức Wt = mgz Công đại lượng đo tích lực với quãng đường cosin góc tạo hướng lực đường đi: A = Fs cos  Công suất đại lượng đo tỉ số công thực thời gian để thực công Động vật chuyển động nửa tích khối lượng vật với bình phương vận tốc Ở nhiệt độ khơng đổi, tích thể tích khối lượng khí với áp suất lượng khí đại lượng khơng đổi (v) Cường độ điện trường điểm đại lượng vật lí có trị số lực tác dụng lên đơn vị điện tích dương điểm có hướng hướng mục Hiệu điện điểm A B điện trường có giá trị cơng lực điện trường dịch chuyển đơn vị điện tích dương từ điểm A tới điểm B ur Lực ‘tốc độ’ thay đổi động lượng Phát biểu định luật Khi động lượng hệ ln bảo tồn động hệ thay đổi Nêu vận dụng cơng thức tính Khi lực F không đổi tác dụng lên vật điểm đặt lực chuyển dời đoạn s theo hướng hợp với lực góc α cơng thực lực tính theo cơng thức: A = Fs cos  Công suất đại lượng đo công sinh đơn vị thời gian Công tính tích lực độ dịch chuyển theo phương lực Động vật lượng vận chuyển động mà có Động có giá trị nửa tích khối lượng vật với bình phương vận tốc Nêu vận dụng cơng thức tính động Ở nhiệt độ khơng đổi, tích áp suất thể tích lượng khí xác định số (khơng cịn định luật phương trình trạng thái) (v) Thế trường hấp dẫn điểm có giá trị cơng thực tính đơn vị khối lượng, đưa khối lượng thử từ xa vơ điểm Thương uur F đặc trưng cho điện trường q điểm mặt tác dụng lực gọi ur Định nghĩa công suất Cường độ điện trường điểm lực, tính cho đơn vị điện tích, tác dụng lên điện tích thử dương đứng n điểm cường độ điện trường E Hiệu điện hai điểm điện trường đặc trưng cho khả thực cơng điện trường có điện tích di chuyển hai điểm Trong thời gian dài trước đây, nội dung kì thi quốc gia quan trọng trở nên cực đoan đòi hỏi ghi nhớ máy móc nội dung yêu cầu giải 111 | Lần đổi (trong ‘Các yêu cầu cần đạt’) Động lượng tích khối lượng với vận tốc Điện điểm có giá trị cơng thực hiện, tính đơn vị điện tích dương, để mang điện tích từ xa vơ điểm loại tập phức tạp xa rời thực tiễn đến mức vô phi lí (bài tốn lị xo, dao động điều hịa, quang hình học, mạch điện xoay chiều, dịng điện khơng đổi, Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),110-114 Lê Thị Thanh Thảo, Nguyễn Thị Ngọc Châu, Nguyễn Minh Ngọc từ trường, …) khuynh hướng “tốn học hóa vật lí” việc việc dạy học Vật lí phổ thông cực đoan theo, người ta cố gắng làm để nội dung kiến thức trình bày ngắn gọn nhất, dễ nhớ (học sinh nhớ “một” mà “hai”: nhớ công thức để giải tập có nghĩa nhớ nội dung khái niệm, định luật cần phát biểu cơng thức lên thành lời) 2.2 Hiểu kiến thức vật lí Khoa học vật lí khám phá giới tự nhiên để hình thành kiến thức vật lí, thế, kiến thức vật lí phản ánh thực khách quan góc độ vật lí: - Vật lí khám phá thuộc tính vật tượng vật lí hình thành nên khái niệm vật lí đặc trưng cho thuộc tính - Vật lí khám phá tương tác xảy tự nhiên thiết lập mối quan hệ nhân tương tác biến đổi trạng thái vật chất, thiết lập mối quan hệ nhân quả: định luật, quy tắc, thuyết,… Vì thế: Một khái niệm vật lí thường cấu thành hai phận: + Định luật II Newton: Nếu vật (được coi chất điểm) tham gia tương tác chịu tác dụng ur ur lực F (hay tổng hợp lực F ) vật khác tác dụng lên vận tốc biến đổi (nó gia tốc), gia tốc vật tỉ lệ với lực tác dụng tỉ lệ nghịch với khối ur r F lượng nó: a = m + Định luật bảo toàn động lượng: Nếu vật (được coi chất điểm) tương tác với mà không tương tác với vật khác tương tác làm động lượng vật biến đổi tổng động lượng vật trước sau xảy tương tác (bảo tồn) Ý nghĩa vật lí “cầu nối” kiến thức vật lí với vật tượng vật lí: khác thuộc tính vật tượng mà khái niệm vật lí tương ứng đặc trưng giúp ta phân biệt khái niệm với khái niệm khác (ví dụ khái niệm: vận tốc, động lượng, động liên quan đến vận tốc đặc trưng cho ba thuộc tính khác chuyển động cơ) Ý nghĩa vật lí định luật (quy tắc) vật lí cho ta nhận biết khác mối quan hệ nhân tự nhiên - Ý nghĩa vật lí: cho biết khái niệm đặc trưng cho thuộc tính vật, tượng vật lí Ví dụ: + Khối lượng vật đặc trưng cho mức qn tính (và mức hấp dẫn) + Lực đặc trưng cho tác dụng vật lên vật khác chúng tương tác,… - Biểu thức mô tả mối liên hệ định lượng (nếu có) khái niệm với khái niệm liên quan (dưới dạng biểu thức tốn học) Ý nghĩa vật lí làm nên giá trị kiến thức vật lí Mất thành phần khái niệm, định luật vật lí cầu nối kiến thức với vật tượng, khiến kiến thức vật lí người học có cầu nối với thực khách quan, nghĩa chúng bị giảm giá trị giải thích tiên đốn thực khách quan Định luật vật lí mơ tả mối quan hệ nhân - có điều kiện loại tương tác vật, tượng vật lí, nên định luật vật lí gồm hai phận: Kiến thức học khơng thể dùng để giải thích, tiên đốn thực tiễn, nghĩa kiến thức vật lí giá trị quan trọng học sinh; hệ tất yếu bị học sinh lãng qn nhanh chóng sau mục đích thi cử hồn thành Đây cách giải thích thuyết phục cho thực trạng giáo dục phổ thông nhiều chục năm nay: học sinh học trước quên trước, học sau quên sau, thi xong quên hết, học mà không vận dụng vào thực tiễn, học không đôi với hành,… - Ý nghĩa vật lí: Cho ta biết mối quan hệ nhân xảy vật, tượng - Biểu thức mô tả (định lượng) mối quan hệ đại lượng vật lí (nguyên nhân) với đại lượng vật lí (kết quả) Do đó, định luật (quy tắc) vật lí phát biểu cần có đủ ba phận: Nguyên nhân (“Nếu”) + Điều kiện + Kết (“Thì”) Ví dụ: 112 2.3 Hệ lụy từ quan niệm kiến thức vật lí phổ biến 2.3.1 Đối với học sinh Có thể nói kiến thức học sinh khơng có cầu nối với vật, tượng tương ứng từ thời điểm họ tiếp nhận chúng Những kiến thức vật lí sử dụng để đáp ứng kiểu thi cử đòi hỏi ghi nhớ ISSN 1859 - 4603 - Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),110-114 máy móc nội dung SGK vận dụng cơng thức để giải tốn vật lí xa rời thực tiễn 2.3.2 Đối với giáo viên Quan niệm kiến thức vật lí có nhiều hệ giáo viên, giáo viên hành nghề, từ cịn học sinh, đến học nghề, đến hành nghề quan niệm kiến thức vật lí SGK nhìn chung nên đa số giáo viên không nhận bất ổn quan niệm Đó trở lực cho cố gắng đổi cách dạy họ, để học sinh có kiến thức thế, để đáp ứng kì thi địi hỏi học thuộc lịng nghi nhớ máy móc nội dung SGK xưa suy cho cùng, cách dạy truyền thụ nội dung, học tiếp thu, học thuộc lòng, ghi nhớ máy móc cách đối phó hiệu 2.3.3 Đối với người biên soạn chương trình học Ở lần đổi này, giữ quan niệm kiến thức vật lí từ trước tới có nghĩa chương trình học tự vơ hiệu hóa mục tiêu mơn học đề ra, kết hoạt động học tìm tịi, khám phá vật, tượng vật lí đắn tất yếu phải dẫn đến học sinh thu nhận kiến thức vật lí dùng để giải thích, tiên đoán thực tiễn Những kiến thức tồn “cơng thức tốn” khơng có ý nghĩa vật lí khơng cần đến cách học tìm tịi, khám phá 2.4 Một số đề xuất: 2.4.1 Chương trình mơn Vật lí cần có quan niệm kiến thức vật lí Chương trình học có vai trị định hướng cho thay đổi biên soạn SGK, tài liệu tham khảo, việc dạy việc học việc nghiên cứu Theo mục tiêu đề ra, chương trình học cần bám sát mục tiêu lựa chọn nội dung môn học, lựa chọn kiểu cấu trúc chương trình học, đề yêu cầu cần đạt chủ đề, định hướng phương pháp dạy học định hướng việc kiểm tra - đánh giá thành học tập: - Nội dung học phải đủ độ rộng vừa độ sâu: đủ để học sinh “tìm hiểu giới tự nhiên góc độ vật lí’, vừa đủ sâu để giải thích tiên đốn thực tiễn - Cấu trúc chương trình phải tạo thuận lợi việc tổ chức hoạt động học khám phá theo chiều hướng bước mở rộng hiểu biết thực quan góc độ vật lí - Yêu cầu cần đạt mặt kiến thức phải bước giúp học sinh đạt tới trình độ có “năng lực nhận thức kiến thức vật lí”, nghĩa học sinh phải có kiến thức để giải thích tiên đốn thực tiễn vận dụng giải vấn đề đặt từ thực tiễn mức độ phù hợp Khi chương trình học có định hướng việc biên soạn SGK theo phải điều chỉnh, thay đổi quan niệm kiến thức vật lí 2.4.2 Cần trợ giúp giáo viên thay đổi quan niệm kiến thức vật lí Tổ chức khóa bồi dưỡng giáo viên hành nghề cần thiết, cần thiết người giáo viên tương lai cần tiếp nhận quan niệm kiến thức vật lí từ học trường sư phạm Kết luận Quan niệm kiến thức vật lí đắn điều kiện cần cho cố gắng đổi giáo viên người nghiên cứu đạt kết Có thể nói có hội “ngàn vàng” lần đổi để thay đổi nhiều quan niệm vệc dạy học Vật lí, có quan niệm kiến thức vật lí Nếu chương trình mơn học Vật lí lần bám sát mục tiêu “Khám phá giới tự nhiên góc độ vật lí” chắn thay đổi quan niệm không ổn kiến thức vật lí kết hoạt động học khám phá vật, tượng vật lí học sinh phải thu nhận kiến thức vật lí thực sự, kiến thức sử dụng để giải thích tiên đốn thực tiễn giải vấn đề đặt từ thực tiễn Lần đổi giúp nhận thay đổi quan niệm việc dạy học Vật lí nói chung quan niệm kiến thức vật lí nói riêng cần thiết không với giáo viên dạy Vật lí phổ thơng mà cịn với tất người liên quan đến nó: - Những người xây dựng chương trình mơn học Vật lí cấp; - Những người tham gia biên soạn SGK, tài liệu tham khảo cho học sinh, giáo viên phổ thông; - Giáo viên phổ thông; 113 Lê Thị Thanh Thảo, Nguyễn Thị Ngọc Châu, Nguyễn Minh Ngọc - Giảng viên sư phạm; - Những người nghiên cứu lĩnh vực Tài liệu tham khảo [1] Bộ Giáo dục Đào tạo (2018) Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí (Dự thảo) Hà Nội Bộ Giáo dục (1975, 1976) Sách giáo khoa Vật lí 10, 11 NXB GD Giải phóng [3] Bộ Giáo dục Đào tạo (2007) Sách giáo khoa Vật lí 10, 11, 12 NXB GD Việt Nam [2] THE NECESSITY TO UNDERSTAND THE KNOWLEDGE OF NEW PHYSICS CURRICULUM Abstract: Definitions of concepts, statements of laws…and rules of physics as linguistic expressions are often used to express mathematical relationships or relations between physical quantities However, they ignore the most important component for a mathematical expression to become a physics concept or law This is the root cause that leads to the gap between the learner's knowledge and reality right from the moment they acquire knowledge in school The paper analyzes the inadequacies in the construction of physics knowledge in the drafting of a new physics program, which suggests that there should be a correct understanding of physics knowledge when teaching physics in the field of physics Key words: physics knowledge; physics meaning; physics concepts; physical law; causal relationship 114 ... cần phát biểu cơng thức lên thành lời) 2.2 Hiểu kiến thức vật lí Khoa học vật lí khám phá giới tự nhiên để hình thành kiến thức vật lí, thế, kiến thức vật lí phản ánh thực khách quan góc độ vật. .. dạy học Vật lí, có quan niệm kiến thức vật lí Nếu chương trình mơn học Vật lí lần bám sát mục tiêu “Khám phá giới tự nhiên góc độ vật lí? ?? chắn thay đổi quan niệm khơng ổn kiến thức vật lí kết... biết thực quan góc độ vật lí - u cầu cần đạt mặt kiến thức phải bước giúp học sinh đạt tới trình độ có “năng lực nhận thức kiến thức vật lí? ??, nghĩa học sinh phải có kiến thức để giải thích tiên