Tài liệu hướng dẫn tự học được sử dụng giúp học sinh tự học các nội dung theo từng nhiệm vụ cụ thể; giúp học sinh phương pháp tự học, tự nghiên cứu một cách hiệu quả theo khả năng của cá nhân; tạo điều kiện để học sinh có thể tự đánh giá được năng lực của mình, phát huy tính tích cực, tự giác trong hoạt động học tập ở nhà, ở lớp. Bài báo này trình bày quy trình thiết kế tài liệu hướng dẫn tự học và minh họa việc sử dụng qua chuyên đề Dao động cơ cho học sinh ở trường Dự bị Đại học Dân tộc.
JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Interdisciplinary Sci., 2013, Vol 58, No 10, pp 3-10 THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN TỰ HỌC VẬT LÍ CHO HỌC SINH Ở TRƯỜNG DỰ BỊ ĐẠI HỌC DÂN TỘC Mai Văn Trinh1 , Lương Viết Mạnh2 Cục Khảo thí Kiểm định chất lượng giáo dục, Bộ Giáo dục & Đào tạo; Trường Dự bị Đại học Dân tộc Sầm Sơn Tóm tắt Tài liệu hướng dẫn tự học sử dụng giúp học sinh tự học nội dung theo nhiệm vụ cụ thể; giúp học sinh phương pháp tự học, tự nghiên cứu cách hiệu theo khả cá nhân; tạo điều kiện để học sinh tự đánh giá lực mình, phát huy tính tích cực, tự giác hoạt động học tập nhà, lớp Bài báo trình bày quy trình thiết kế tài liệu hướng dẫn tự học minh họa việc sử dụng qua chuyên đề Dao động cho học sinh trường Dự bị Đại học Dân tộc Từ khóa: Năng lực tự học, tài liệu hướng dẫn tự học, dạy học Vật lí Mở đầu Tự học người học tự định việc lựa chọn mục tiêu học tập, hoạt động học tập hình thức phương pháp kiểm tra, đánh giá thích hợp Q trình tự học đạt hiệu cao có hướng dẫn tài liệu tự học, học sinh (HS) tự chiếm lĩnh kiến thức, rèn luyện kĩ học tập thân Tài liệu hướng dẫn tự học gồm nội dung, cách xây dựng kiến thức kiểm tra kết Với hỗ trợ tài liệu hướng dẫn tự học, giáo viên người định hướng, tổ chức cho HS khám phá tri thức; HS tích cực, chủ động chiếm lĩnh kiến thức theo nhịp độ lực riêng [1,3] Ở trường Dự bị Đại học Dân tộc (DBĐH DT), thời gian tự học HS nhiều Tuy nhiên thực tế cho thấy HS sử dụng thời gian tự học chưa hiệu Thực tế có nhiều nguyên nhân quan trọng chưa có tài liệu hỗ trợ cho việc tự học HS Chính vậy, việc thiết kế tài liệu hướng dẫn tự học vật lí cho HS trường DBĐH DT cần thiết Thơng qua đó, HS tìm câu hỏi gợi mở, định hướng, cách hỗ trợ giải vấn đề kịp thời, giúp làm việc độc lập, có thói quen tự học vật lí, góp phần hình thành phát triển lực tự học vật lí Ngày nhận bài: 22/8/2012 Ngày nhận đăng: 15/6/2013 Liên hệ: Lương Viết Mạnh, e-mail: manhlv.dbdhss@moet.edu.vn Mai Văn Trinh, Lương Viết Mạnh Nội dung nghiên cứu 2.1 Năng lực tự học vật lí học sinh trường Dự bị Đại học Dân tộc Theo Lê Trọng Dương thì: “Năng lực tự học khả tự tìm tịi, nhận thức vận dụng kiến thức vào tình tương tự với chất lượng cao” [2; 32] Khi học tập trường DBĐH DT, HS có kiến thức vật lí bản, có kĩ giải dạng tốn, chứng kiến thực thí nghiệm có liên quan đến học Tuy nhiên, để tự học vật lí HS cần có số lực như: nhận biết, tìm tịi phát vấn đề; giải vấn đề; làm thí nghiệm vật lí; tự kiểm tra đánh giá kết học tập môn Vật lí Đó sở để HS tự học vật lí với hỗ trợ sách giáo khoa, giáo trình tài liệu tham khảo Để HS tự học vật lí có hiệu giáo viên cần hướng dẫn phương pháp tự học, đồng thời cần có phương tiện hỗ trợ HS, tài liệu hướng dẫn tự học vật lí cho HS thiếu 2.2 Thiết kế tài liệu hướng dẫn tự học vật lí cho học sinh trường Dự bị Đại học Dân tộc 2.2.1 Quy trình thiết kế tài liệu hướng dẫn tự học vật lí Quy trình thiết kế tài liệu hướng dẫn tự học vật lí gồm bước: - Phân tích: Xác định nhu cầu, tìm hiểu đối tượng, đề mục tiêu (về kiến thức, kĩ năng, thái độ) - Biên soạn: Vạch đề cương, nội dung, xem xét tài liệu có; tổ chức biên soạn nội dung, chọn phương pháp dạy, phương pháp học, phương tiện hỗ trợ hoạt động dạy học - Đánh giá: Sau biên soạn, cần đưa vào thử nghiệm xác định cơng cụ đánh giá, kiểm tra chất lượng Hồn thiện phần thiết kế triển khai thực 2.2.2 Cấu trúc tài liệu hướng dẫn tự học vật lí Tài liệu hướng dẫn tự học gồm phần: Phần mở đầu phần nội dung - Phần mở đầu bao gồm: Mục tiêu chung (kiến thức, kĩ năng, thái độ); Giới thiệu nội dung dạy học vật lí DBĐH DT theo quy định Bộ Giáo dục chương trình khung cho mơn Vật lí - Phần nội dung: Tài liệu gồm 15 chuyên đề ứng với 15 chương (Động học, Động lực học, Các định luật bảo tồn, Điện tích điện trường, Dịng điện khơng đổi, Từ trường cảm ứng điện từ, Dao động cơ, Sóng cơ, Dịng điện xoay chiều, Dao động điện từ sóng điện từ, Các định luật quang hình, Mắt dụng cụ quang học, Tính chất sóng ánh sáng, Lượng tử ánh sáng, Nguyên tử hạt nhân) Mỗi chuyên đề có phần giới thiệu tổng quan (Nhiệm vụ chuyên đề, quy định thời gian tự học) Tài liệu hướng dẫn tự học (Giáo trình, sách giáo khoa vật lí phổ thơng, sách tham khảo số tài liệu khác) Trong chuyên đề tài liệu chia thành nhiều nhiệm vụ cụ thể giúp HS giải nhiệm vụ cách độc lập giới hạn thời gian cho phép Ở nhiệm vụ có hệ thống câu hỏi định hướng hướng dẫn tự tra cứu tài liệu Thiết kế sử dụng tài liệu hướng dẫn tự học Vật lí cho học sinh liên quan Sau HS hoàn thành nhiệm vụ chuyên đề tự đối chiếu kiến thức lĩnh hội trình tự học phần phản hồi 2.2.3 Giới thiệu tài liệu hướng dẫn tự học (Chuyên đề Dao động cơ) Trong giới hạn viết này, tập trung giới thiệu chuyên đề Dao động tài liệu hướng dẫn tự học, gồm nội dung cụ thể sau: I Giới thiệu chuyên đề Dao động - Mở đầu học kì II, HS tiếp thu chuyên đề Dao động Trong chuyên đề có phần kiến thức tương đối khó hình thành phương trình dao động điều hồ, tổng hợp dao động điều hoà Để hiểu được, HS buộc phải vận dụng kiến thức toán học như: Hàm lượng giác, đạo hàm, cộng véc tơ, biểu diễn phương trình lượng giác véc tơ Đây phần kiến thức với việc hình thành phương trình dao động điều hoà, sử dụng cho phần sau như: Sóng học, dao động điện từ, dịng điện xoay chiều - Thời lượng gồm: 01giờ cho việc chuẩn bị tài liệu, xem phần giới thiệu chuyên đề, yêu cầu cần đạt chuyên đề; 12 tự học cho 12 nhiệm vụ chính; 01 cho việc tự kiểm tra II Tài liệu học tập Đề cương chi tiết 11 môn hệ dự bị đại học (Ban hành kèm theo Quyết định số: 24/2006 /QĐ-BGDĐT ngày 29 tháng năm 2006 Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo) Giáo trình vật lí dành cho trường DBĐH DT (tài liệu lưu hành nội bộ) Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết, 2009 Vật lí 12 nâng cao Nxb Giáo dục Nguyễn Thế Khơi, Vũ Thanh Khiết, 2009 Bài tập vật lí 12 nâng cao Nxb Giáo dục III Yêu cầu cần đạt Về kiến thức: - Phát biểu định nghĩa dao động điều hoà - Nêu li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu - Nêu trình biến đổi lượng dao động điều hoà - Viết phương trình động lực học phương trình dao động điều hồ lắc lị xo lắc đơn - Viết cơng thức tính chu kì (hoặc tần số) dao động điều hồ lắc lị xo lắc đơn Nêu ứng dụng lắc đơn việc xác định gia tốc rơi tự - Trình bày nội dung phương pháp giản đồ Fre-nen - Nêu cách sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để tổng hợp hai dao động điều hoà tần số phương dao động Mai Văn Trinh, Lương Viết Mạnh - Nêu điều kiện để tượng cộng hưởng xảy Về kĩ năng: - Giải dạng toán đơn giản dao động lắc lò xo lắc đơn - Biểu diễn dao động điều hồ vectơ quay - HS tự thiết kế lắc đơn xác định chu kì dao động IV Nhiệm vụ hướng dẫn tự học Ở chuyên đề này, chia thành 12 nhiệm vụ chính, nhiệm vụ tương ứng với nội dung dạy tiết học Trong có nhiệm vụ tìm hiểu lí thuyết nhiệm vụ tìm hiểu phương pháp giải số dạng tốn chuyên đề Ở viết này, chúng tơi giới thiệu nhiệm vụ tìm hiểu lí thuyết nhiệm vụ tìm hiểu phương pháp giải tốn, nhiệm vụ nhiệm vụ Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu dao động điều hồ - Tìm hiểu dao động Câu hỏi: Anh (chị) có nhận xét đặc điểm chuyển động lắc đơn, lắc lò xo thẳng đứng, lắc lò xo nằm ngang? Hướng dẫn: + Buộc viên bi sợi để có lắc đơn, cho chuyển động quan sát + Xem hình 6.1a, b, c [3;28] hình dung di chuyển vật nặng rời khỏi vị trí cân thả tay vật nặng chuyển động nào? + Xem phần [3;28-29] nêu dao động gì? - Thiết lập phương trình động lực học vật dao động lắc lị xo Nghiệm phương trình động lực học Câu hỏi: Mô tả cấu tạo lắc lị xo? Hướng dẫn: Xem hình 6.3 [3;29] Câu hỏi: Khi vật dao động, vị trí chịu lực tác dụng? Hướng dẫn: Vẽ hình phân tích lực tác dụng vào vật Câu hỏi: Theo định luật II Niu tơn, phương trình chuyển động vật viết nào? Hướng dẫn: Xem phần [3;29] Câu hỏi: Từ phương trình chuyển động xác định gia tốc chuyển động vật? Hướng dẫn: Phương trình vi phân: xı + ω x = cho nghiệm có dạng: x = A cos (ωt + φ) Một chuyển động có phương trình gọi dao động điều hồ Câu hỏi: Dao động điều hịa gì? Thiết kế sử dụng tài liệu hướng dẫn tự học Vật lí cho học sinh - Tìm hiểu đặc trưng dao động điều hoà Câu hỏi: Cho dao động điều hoà x = A cos (ωt + φ) Xác định ý nghĩa đại lượng phương trình Hướng dẫn: Xem phần [3;31], ghi nhận ý nghĩa đại lượng phương trình x = A cos (ωt + φ) 2π Hãy lập biểu thức tính T f Câu hỏi: Nhận xét khoảng thời gian ω lắc lò xo Hướng dẫn: Xem phần [3;32], ghi nhận ý nghĩa đại lượng phương trình x = A cos (ωt + φ) - Tìm hiểu vận tốc, gia tốc dao động điều hoà Câu hỏi: Từ phương trình li độ ý nghĩa học đạo hàm, xác định biểu thức vận tốc gia tốc dao động điều hoà Hướng dẫn: Vận tốc đạo hàm bậc li độ, gia tốc đạo hàm bậc li độ Câu hỏi: Hãy so sánh lệch pha li độ vận tốc; li độ gia tốc Hướng dẫn HS xác định φ x v, a dể từ suy lệch pha chúng Hướng dẫn: Quan sát hình 6.5 [3;32] Nhiệm vụ 2: Giải tốn tìm đại lượng đặc trưng dao động điều hịa - Tìm hiểu phương pháp giải Câu hỏi: Đại lượng đặc trưng dao động điều hoà đại lượng nào? Câu hỏi: Những đại lượng đặc trưng có cơng thức liên quan? - Khai thác toán mẫu Câu hỏi: Một vật nhỏ có khối lượng m = 50g, dao động điều hịa theo phương π trình: x = 20 cos(10πt + ) (cm) Xác định độ lớn chiều véc tơ vận tốc, gia tốc lực kéo thời điểm t = 0, 75T Hướng dẫn: Tóm tắt tốn π x = 20 cos(10πt + ) (cm) m = 50g, t = 0, 75T Yêu cầu tính: → +− v =? − → + a =? − → + F =? Hướng dẫn: Xác định mối liên hệ cần xác lập + Phương trình dao động điều hồ x = 20 cos(10πt + π ) (cm) (1) Mai Văn Trinh, Lương Viết Mạnh + Vận tốc dao động điều hoà thời điểm đạo hàm bậc li độ: v = x′ = −ωA sin 2π (cm/s) (2) + Gia tốc dao động điều hoà thời điểm đạo hàm bậc vận tốc a = v′ = −ω 20 cos(10πt + π ) (cm/s2 ) = −(10π)2 x (4) −F = −kx với ω2 = (3) k m (5) (6) thời điểm t = 0, 75T = 0, 75.2π ω (7) - Đại lượng có giá trị “âm” chiều ngược chiều “dương” trục toạ độ ngược lại (8) Hướng dẫn: Sơ đồ tiến trình giải Hướng dẫn: Kết tính v = m/s; a = −200 m/s2 , ngược chiều dương; Thiết kế sử dụng tài liệu hướng dẫn tự học Vật lí cho học sinh F = −10 N, ngược chiều dương Hướng dẫn: Bài giải chi tiết Khi 0, 75.2π = 0, 15 s t = 0, 75T = ω π ) = 20 cos 2π = 20 cm; v = −ωA sin 2π = 0; a = −ω x = −200 m/s2 ; F = −kx = −mω x = −10 N; a F có giá trị âm nên gia tốc lực kéo hướng ngược với chiều dương trục tọa độ - Bài tập tự giải Phần gồm số tập dạng toán có đáp số kèm theo như: Tại tài liệu [4] làm tập 2.5, 2.12, 2.18; V Phản hồi Phần phản hồi gồm kiến thức giúp HS đối chiếu với kết tự học thân theo nhiệm vụ học tập sau hoàn thành nhiệm vụ chuyên đề Trong phần phản hồi, tài liệu tập trung giới thiệu kết cuối mà khơng có phần dẫn dắt, biện luận hay chứng minh x = 20 cos(10π.0, 15 + 2.2.4 Sử dụng tài liệu hướng dẫn tự học vật lí nhằm hình thành phát triển lực tự học cho học sinh Chúng biên soạn tài liệu hướng dẫn tự học theo hướng tăng cường vai trò chủ động HS Tài liệu biên soạn phù hợp với cấu trúc nội dung chương trình trường Dự bị Đại học Dân tộc Đồng thời, tài liệu biên soạn phù hợp với khả HS nêu lên phương pháp học tập Tài liệu sử dụng tự học học lớp Ở tự học, HS tự học theo nhịp độ cá nhân, ghi chép lại nội dung học, vấn đề chưa giải trao đổi thảo luận lớp với hướng dẫn trực tiếp giáo viên Tuy nhiên khả HS khác nên tác dụng đạt tài liệu không giống Đối với HS, để sử dụng tốt tài liệu này, HS cần phải tuân thủ bước theo yêu cầu sau đây: Thứ nhất, HS phải biết mục tiêu kiến thức định nghiên cứu Phần trình bày yêu cầu kiến thức kĩ mà HS cần nắm học HS phải chuẩn bị tài liệu tham khảo theo yêu cầu tài liệu; Thứ hai, HS đọc câu hỏi hướng dẫn tự học Đây hệ thống câu hỏi soạn theo nội dung học Những câu hỏi vừa mang tính chất gợi mở vừa mang tính chất tái kiến thức tài liệu tham khảo Để nắm vững bổ sung kiến thức thiếu, HS phải tiếp tục đọc vấn đề cần nghiên cứu (thông tin phản hồi) Đó kiến thức học chuẩn hố viết cách đọng, ngắn gọn để HS tiếp nhận cách chuẩn xác (Đó nội dung trả lời câu hỏi đặt trên) Đối với giáo viên, tài liệu được xem tài liệu tham khảo Giáo viên sử dụng nội dung tài liệu vào mục đích khác Nếu GV sử dụng tài liệu hướng dẫn tự học vật lí lên lớp cần phải thay đổi thiết Mai Văn Trinh, Lương Viết Mạnh kế giáo án cách tổ chức hoạt động Để tạo động lực cho việc học tập với tài liệu hướng dẫn tự học, giáo viên cần kiểm tra, đánh giá kết tự học HS thông qua hệ thống câu hỏi tự luận, trắc nghiệm, bảng kiểm tra, đánh giá kĩ tự học HS Kết luận Tài liệu hướng dẫn tự học vật lí đưa đến cho HS phương pháp tự chiếm lĩnh tri thức, tự đánh giá kết học tập Tài liệu hướng dẫn tự học vật lí trường DBĐH DT thiết kế nhằm hỗ trợ tích cực tự học, tự nghiên cứu chương trình vật lí HS dân tộc thiểu số Từ đó, tài liệu giúp HS tự chuyển hố tri thức từ giáo trình, tài liệu tham khảo thành tri thức thân HS mang theo tài liệu hướng dẫn tự học để học đâu lúc có điều kiện HS học tập với nhịp độ cá nhân, tự đánh giá kết học tập Kiến thức bản, kĩ năng, kĩ xảo thực môn học củng cố vững HS tự chiếm lĩnh Đó ưu điểm vượt trội tài liệu tự học có hướng dẫn Cách tự học chung chung, khơng biết học đọc lại giáo trình cách máy móc thay dần thói quen tự học có mục đích rõ ràng Từ hình thành phát triển lực tự học để HS tự học, tự đào tạo suốt đời TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dương Huy Cẩn, 2009 Tăng cường lực tự học cho sinh viên hóa học trường ĐHSP phương pháp tự học có hướng dẫn theo mơđun Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội [2] Lê Trọng Dương, 2006 Hình thành phát triển lực tự học cho sinh viên ngành Toán hệ Cao đẳng Sư phạm Luận án Tiến sĩ Giáo dục học, Đại học Vinh [3] Malcolm Skilbeck, Helen Connell, 2004 Teachers for the future - The changing nature of society and related issues for the teaching workforce [4] Phạm Hữu Tịng, 1989 Phương pháp dạy tập Vật lí Nxb Giáo dục ABSTRACT Designing and using a the physics self-study guide to teach for non-Kinh students of Ethnic at the pre- university level A self-study guide is used to help students to engage in self-study when carrying out specific tasks and searching for information They would engage in self-study based on their own ability and it would allow them to access their capabilities, promoting their positive attributes and inspiring voluntary activity when learning at home or at school This article presents the process of designing a self-study guide that consists of three steps, and it illustrates the use of these steps through the oscillatory thematic for students to self-study at Ethnic pre-university 10 ... phương pháp tự học, đồng thời cần có phương tiện hỗ trợ HS, tài liệu hướng dẫn tự học vật lí cho HS thiếu 2.2 Thiết kế tài liệu hướng dẫn tự học vật lí cho học sinh trường Dự bị Đại học Dân tộc 2.2.1... giá kĩ tự học HS Kết luận Tài liệu hướng dẫn tự học vật lí đưa đến cho HS phương pháp tự chiếm lĩnh tri thức, tự đánh giá kết học tập Tài liệu hướng dẫn tự học vật lí trường DBĐH DT thiết kế nhằm... 2.2.4 Sử dụng tài liệu hướng dẫn tự học vật lí nhằm hình thành phát triển lực tự học cho học sinh Chúng biên soạn tài liệu hướng dẫn tự học theo hướng tăng cường vai trò chủ động HS Tài liệu biên