Năng lực giải quyết vấn đề (NLGQVĐ) là một trong những năng lực cốt lõi cần được hình thành ở học sinh và đã được đưa vào mục tiêu của chương trình (CT) giáo dục phổ thông sau 2018. Bài viết cáo đề cập đến bồi dưỡng NLGQVĐ của HS qua giải quyết vấn đề trong BT có nội dung thực tiễn.
UED Journal of Social Sciences, Humanities & Education – ISSN 1859 - 4603 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC Nhận bài: 30 – 04 – 2018 Chấp nhận đăng: 21 – 06 – 2018 http://jshe.ued.udn.vn/ BÀI TẬP VẬT LÍ CĨ NỘI DUNG THỰC TIỄN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ” - VẬT LÍ 12 Bùi Cừ Thiện Tóm tắt: Năng lực giải vấn đề (NLGQVĐ) lực cốt lõi cần hình thành học sinh đưa vào mục tiêu chương trình (CT) giáo dục phổ thơng sau 2018 Bài tập (BT) có nội dung thực tiễn phương tiện hiệu để bồi dưỡng NLGQVĐ Tuy nhiên, nhiều giáo viên (GV) cịn khó khăn hoạt động biên soạn hướng dẫn học sinh (HS) giải vấn đề đặt kiểu BT Bài báo cáo đề cập đến bồi dưỡng NLGQVĐ HS qua giải vấn đề BT có nội dung thực tiễn Từ khóa: tập có nội dung thực tiễn; lực giải vấn đề; học sinh; dao động sóng Mở đầu Học sinh (HS) học Vật lí (VL) khơng phải có kiến thức môn thấy mối quan hệ VL với môn khoa học khác mà phải biết vận dụng quy luật vật lí vào giải vấn đề thực tiễn đời sống Yêu cầu thể kì thi quốc gia trung học phổ thơng (THPT) từ năm 2015 đến Điều cho hoạt động giải BT có nội dung thực tiễn đòi hỏi đáp ứng yêu cầu giáo dục Qua nghiên cứu cấu trúc nội dung kiến thức chương “dao động sóng điện từ” - VL 12, nghiên cứu thực trạng tổ chức dạy học BT cho thấy BT thiếu tính thực tiễn, HS khó nhận chất vật lí tượng dao động sóng điện từ Do vậy, cần tiến hành lựa chọn, hướng dẫn hoạt động giải BT có nội dung thực tiễn (TT) nhằm bồi dưỡng NLGQVĐ HS Nội dung nghiên cứu 2.1 Đề xuất quy trình biên soạn tập có nội dung thực tiễn * Liên hệ tác giả Bùi Cừ Thiện Trường THPT Trần Quốc Tuấn, Huyện Đăk Hà, Kon Tum Email: buithien77@gmail.com Bài tập có nội dung thực tiễn BT có nội dung (những điều kiện yêu cầu) xuất phát từ thực tiễn sống Quan trọng BT vận dụng kiến thức vật lí vào sản xuất đời sống, góp phần giải số vấn đề đặt từ thực tiễn Bài tập có nội dung thực tiễn phải gắn với nội dung học tập, phải gần gũi với kinh nghiệm HS, phải đảm bảo tính xác, tính khoa học tính đại, phải có tính hệ thống phải đảm bảo tính logic sư phạm Quy trình biên soạn BT có nội dung TT qua bước: * Bước 1: Phân tích nội dung kiến thức VL học để làm bộc lộ cấu trúc nội dung rõ trình tự xây dựng đơn vị kiến thức, mối liên hệ chúng với kiến thức học trước học * Bước 2: Xác định vị trí, nhiệm vụ BT có nội dung thực tiễn tiến trình dạy học, từ xác định số lượng BT có nội dung TT cho hoạt động * Bước 3: Thu thập thông tin biên soạn tập có nội dung thực tiễn * Bước 4: Sắp xếp lại BT có nội dung thực tiễn hệ thống biên soạn Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),115-119 | 115 Bùi Cừ Thiện BT có nội dung TT, thể nhiều hình thức truyền tải thông tin như: - Thể dạng câu hỏi lời; - Thể thông tin qua mơ hình, hình vẽ hay sơ đồ, kèm theo câu hỏi khai thác thơng tin Ví dụ: Quan sát hình ảnh, cho biết xăng có sử dụng điện thoại di động không, sao? - Thể đoạn video minh họa Ví dụ: Hãy xem đoạn video sau, cho biết phương pha dao động điện trường từ trường nào? - Thể thí nghiệm đơn giản Ví dụ: Với dụng cụ tivi, đầu thu tín hiệu, mode điều khiển đầu thu tivi, điện thoại Smartphone (hoặc bàn tay mình) lăng kính Hãy thiết kế vài phương án thí nghiệm chứng tỏ sóng điện từ có tính phản xạ, khúc xạ? 2.2 Xây dựng quy trình hướng dẫn giải BT phát triển NLGQVĐ Ví dụ: Việt Nam sở hữu hệ thống Radar đại (ELM-2288ER) Israel sản xuất, trang bị cho sư 116 đồn phịng khơng 377 canh giữ bầu trời tỉnh phía Nam quần Trường Sa tỉnh Khánh Hoà Anten ISSN 1859 - 4603 - Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),115-119 rađa ln phát sóng điện từ bắt gặp mục tiêu máy bay, thời gian từ lúc anten phát sóng đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại 3,20 (ms) Anten quay với tốc độ 0,20 (vịng/s) Ở vị trí đầu vịng quay ứng với hướng máy bay, anten lại phát sóng điện từ Thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần 3,19 (ms) Biết tốc độ sóng điện từ khơng khí 3.108 (m/s) a Tính tốc độ trung bình máy bay? b Cho biết phạm vi phát mục tiêu xa Rada này? Tính thời gian từ lúc phát đến máy bay, bay đến rada? * Thực giải vấn đề: + Khoảng cách từ Rađa đến vị trí máy bay nhận t sóng điện từ lần thứ nhất: s1 = c (1) + Khoảng cách từ Rađa đến vị trí máy bay nhận sóng điện từ sau anten quay quay vòng: t s2 = c (2) + Thời gian máy bay bay từ MB1(s1) đến MB2(s2) gần thời gian anten quay 1vòng t = 5s (đề cho 0,20 vòng giây nên vòng giây chu kì quay anten) + Vận tốc máy bay: c 3.108 (t1 − t2 ) (3.2.10−3 − 3,19.10−3 ) s1 − s2 2 v= = = t t (3) v = 300m / s = 1080km / h + Khoảng cách xa từ Rađa đến vị trí máy bay nhận sóng điện từ: Hình Hình ảnh Rađa Chúng xác định mục tiêu dạy học: bồi dưỡng cho HS kĩ thu thập, phân tích, xử lí thông tin từ số liệu thực tế, liên hệ thông tin thu nhận với kiến thức VL (chuyển động trịn đều, thu phát sóng vơ tuyến) để thực tính tốn kết luận Từ đó, ta có tiến trình giải vấn đề sau: * Tình huống: Anten Rada tầm xa quay phát mục tiêu máy bay, rada cho biết thời gian phát sóng vơ tuyến đến lúc thu nhận tín hiệu trở lại * Vấn đề cần giải quyết: Xác định phạm vi xa Rada, tính tốc độ máy bay thời gian từ phát đến máy bay bay đến Rada? * Định hướng giải vấn đề: - Xác định loại chuyển động anten Rada, sóng vơ tuyến máy bay - Áp dụng biểu thức liên quan đến chuyển động tròn đều, chuyển động thẳng - Viết biểu thức tính qng đường truyền sóng điện từ, tốc độ máy bay Từ viết biểu thức tính thời gian chuyển động máy bay s1 = c t1 3.2.10−3 = 3.108 = 480km = Rmax 2 + Thời gian từ lúc phát đến máy bay, bay đến rada: t= Rmax v t= Rmax 480.000 = = 1600s = 26,7 phut v 300 (4) * Kết luận: + Tốc độ máy bay v = 300m / s = 1080km / h + Phạm vi phát mục tiêu xa Rada Rmax = 480km + Thời gian bay máy bay t = 1600 s = 26, phut Kết thực nghiệm thu Căn vào quy trình biên soạn BT có nội dung TT, nghiên cứu soạn thảo xây dựng hệ thống BT gắn với TT chương “Dao động sóng điện từ” - Vật lí 12 Để đánh giá tính hiệu hoạt động hướng dẫn giải BT có nội dung TT nhằm bồi dưỡng NLGQVĐ 117 Bùi Cừ Thiện HS, tiến trình dạy học thực nghiệm với HS lớp 12 Trường THPT Trần Quốc Tuấn - Đăk Hà Kon Tum thời gian từ ngày 5-11 tháng năm 2018 Các để đánh giá NLGQVĐ HS qua: 3.1 Kết đánh giá tổng thể lực GQVĐ thực tiễn HS Đánh giá lực GQVĐ thực tiễn HS thơng qua quan sát q trình dạy học (quan sát trực tiếp, ghi hình), theo dõi thu thập thơng tin q trình hoạt động cá nhân HS hay nhóm HS,… kết hợp với đánh giá kết phiếu học tập, phân loại NL thành tố NLGQVĐ theo mức độ Kết thu sau: đến loại chuyển động Để giải vấn đề cần phân tích thời gian truyền sóng điện từ đến vị trí máy bay lần thứ thứ hai, quãng đường truyền sóng, vận tốc chuyển động máy bay, thời gian quay vòng Anten thời gian máy bay bay từ vị trí (s1 đến vị trí s2) Mức độ 3: HS phân tích thông tin mức độ 4, không phân tích thời gian quay vịng Anten thời gian máy bay bay từ vị trí (s1 đến vị trí s2) - Tiêu chí đề xuất chiến lược GQVĐ: Áp dụng biểu thức liên quan đến chuyển động tròn đều, chuyển động thẳng Viết biểu thức tính qng đường truyền sóng điện từ, tốc độ máy bay Từ viết biểu thức tính thời gian chuyển động máy bay Mức độ 4: HS thơng qua q trình tìm hiểu, phân tích vấn đề, xác định vấn đề cần giải có liên quan đến loại chuyển động Đề xuất áp dụng biểu thức liên quan đến chuyển động tròn đều, chuyển động thẳng viết biểu thức tính quãng đường truyền sóng điện từ, tốc độ máy bay Từ viết biểu thức (1;2;3;4), cách xác nhanh - Tiêu chí phát vấn đề: làm biết thời gian Anten Rada quay vòng thời gian máy bay từ vị trí (s1 đến vị trí s2)? Mức độ 3: Đề xuất chiến lược mức 4, HS thiếu đề xuất chuyển động quay Anten Rada không đề xuất thời gian phát - thu sóng 1 điện từ Anten Rada t1 ; t2 , không đề 2 xuất tính thời gian quay vịng Anten Mức độ 4: HS thơng qua q trình tìm hiểu, phân tích vấn đề, xác định thời gian quay vòng Anten thời gian máy bay bay từ vị trí (s1 đến vị trí s2) - Tiêu chí thực kế hoạch: Tính tốc độ máy bay, phạm vi phát mục tiêu xa Rada thời gian từ lúc phát mục tiêu đến máy bay bay đến Rada? Mức độ 3: HS thông qua trình tìm hiểu, phân tích vấn đề, xác định vấn đề nhiều thời gian để phát thời gian quay vòng anten thời gian máy bay bay từ vị trí (s1 đến vị trí s2) Mức độ 4: HS thực phép biến đổi toán học (từ biểu thức (1) (2) thay vào biểu thức (3) tính tốc độ v máy bay Từ biểu thức (1) tính quãng đường lớn (phạm vi phát mục tiêu xa Rada), tính thời gian chuyển động máy bay qua biểu thức (4) HS sinh tiến giải tập theo kế hoạch, bước không gặp cố thu kết tốt Hình Học sinh giải tập có nội dung thực tiễn - Tiêu chí phân tích thông tin vấn đề: Chuyển động anten Rada, sóng vơ tuyến máy bay chuyển động trịn đều, thẳng Viết biểu thức tính thời gian, vận tốc, quãng đường chuyển động Mức độ 4: HS thơng qua q trình tìm hiểu, phân tích vấn đề, xác định vấn đề cần giải có liên quan 118 Mức độ 3: HS thực phép biến đổi toán học (từ biểu thức (1) (2) thay vào biểu thức (3) tính tốc độ v máy bay Từ biểu thức (1) tính quãng đường lớn (phạm vi phát mục tiêu xa Rada), tính thời gian chuyển động ISSN 1859 - 4603 - Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn & Giáo dục, Tập 8, số 3B (2018),115-119 máy bay qua biểu thức (4) Trong q trình thực có sai sót nhiều thời gian - Đưa phương án GQVĐ, đánh giá phương án tìm phương án tối ưu - Tiêu chí trình bày kết quả: Trình bày kết phạm vi phát mục tiêu xa Rada ( Rmax ), tốc độ máy bay (v) thời gian bay máy bay (t) - Xác định quỹ đạo Anten rada, máy bay sóng điện từ, viết biểu thức liên quan đến chuyển động tròn đều, thẳng số liệu đề cho Mức độ 3: HS tính kết phạm vi phát mục tiêu xa Rada ( Rmax ), tốc độ - Trình bày giải, biến đổi đến biểu thức cuối cùng, thay số viết kết (đến phần thay số vận tốc (v) có nhầm lẫn phát chỗ sai xử lí kịp thời) Đồng thời, HS trình bày kết luận chưa đầy đủ, chưa có nhận xét mở rộng máy bay (v) thời gian bay máy bay (t) không ghi đơn vị không đổi đơn vị ghi sai đơn vị Mức độ 4: HS tính kết phạm vi phát mục tiêu xa Rada ( Rmax ), tốc độ máy bay (v) thời gian bay máy bay (t), ghi đầy đủ đơn vị có ghi thêm kết luận thích 3.2 Kết đánh giá cụ thể phiếu học tập Thông qua quan sát trình dạy học kết cá nhân hay kết thảo luận nhóm để hồn thành nhiệm vụ phiếu học tập GV tiến hành đánh giá thu kết bảng Bảng Kết đánh giá phiếu học tập Trong hoạt động dạy học HS tích cực hoạt động nhóm xung phong lên bảng trình bày Kết luận Những kết thu bước đầu cho thấy tác dụng hệ thống BT có nội dung TT soạn thảo với việc bồi dưỡng NLGQVĐ HS Tuy chưa phải tuyệt đối, song đa số học sinh hưởng ứng với loại tập Điều nói lên sử dụng loại đánh thức tư kích thích suy nghĩ tích cực nhằm nâng cao NLGQVĐ thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Đây loại tập tới có nhiều sách giáo khoa xuất với số lượng nhiều đề thi đánh giá NL HS Tài liệu tham khảo Bộ Giáo dục Đào tạo (2010) Dạy học tích cực - số kĩ thuật phương pháp dạy học tích cực NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội [2] Vũ Thanh Khiết (2010) Phương pháp giải tốn Vật lí 12 NXB Giáo dục [3] Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2003) Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thông NXB Đại học Sư phạm [4] Đỗ Hương Trà (2016) Dạy học tập Vật lí trường phổ thông NXB Đại học Sư phạm [1] Hình Trình bày HS phiếu học tập Trong phiếu học tập cho thấy, HS đã: PRACTICAL EXERCISES TO DEVELOP STUDENT’S PROBLEM SOLVING SKILL TOWARD TEACHING CHAPTER "OSCILLATE AND MAGNETIC WAVE "- PHYSICS GRADE 12 Abstract: Problem-solving competency is one of the basic skills that should be trained for students and has been put in the objective of the education program after the year 2018 Real life case exercises are one of the effective ways to promote problemsolving skills However, currently, many teachers are still compiling difficulties and guide students to solve problems posed in this type of exercise The article presents the training of problem solving skill for students by reality related exercises Key words: exercises having content related to reality; competency to solve problems; student; oscillate and magnetic wave 119 ... gắn với TT chương “Dao động sóng điện từ” - Vật lí 12 Để đánh giá tính hiệu hoạt động hướng dẫn giải BT có nội dung TT nhằm bồi dưỡng NLGQVĐ 117 Bùi Cừ Thiện HS, tiến trình dạy học thực nghiệm... pháp dạy học Vật lí trường phổ thơng NXB Đại học Sư phạm [4] Đỗ Hương Trà (2016) Dạy học tập Vật lí trường phổ thơng NXB Đại học Sư phạm [1] Hình Trình bày HS phiếu học tập Trong phiếu học tập. .. gặp cố thu kết tốt Hình Học sinh giải tập có nội dung thực tiễn - Tiêu chí phân tích thơng tin vấn đề: Chuyển động anten Rada, sóng vơ tuyến máy bay chuyển động tròn đều, thẳng Viết biểu thức