Bài báo trình bày những nghiên cứu của tác giả vận dụng lí luận dạy học vật lí và lí luận về phát triển kĩ năng sư phạm trong việc tổ chức luyện tập phát triển kĩ năng và đánh giá trình độ phát triển kĩ năng dạy học của sinh viên sư phạm vật lí đối với các bài học chủ yếu.
JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Educational Sci 2012, Vol 57, No 4, pp 25-31 NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN KĨ NĂNG DẠY HỌC CỦA SINH VIÊN NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÍ Phạm Xuân Quế Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Email: quepx@hnue.edu.vn Tóm tắt Kĩ dạy học kĩ nghiệp vụ chuyên biệt quan trọng người giáo viên Đây kĩ mang tính phức hợp cao, gồm nhiều kĩ thành phần, phát triển theo nhiều giai đọan Nội dung, phương pháp, hình thức qui trình luyện tập để phát triển kĩ để tự đánh giá đánh giá trình độ phát triển kĩ dạy học học chủ yếu (dạy học khái niệm, định luật hay ứng dụng kĩ thuật vật lí) chương trình vật lí trung học phổ thơng sinh viên vật lí cần nghiên cứu dựa lí luận cập nhật Bài báo trình bày nghiên cứu tác giả vận dụng lí luận dạy học vật lí lí luận phát triển kĩ sư phạm việc tổ chức luyện tập phát triển kĩ đánh giá trình độ phát triển kĩ dạy học sinh viên sư phạm vật lí học chủ yếu Từ khóa: Kĩ năng, dạy học, sư phạm vật lí Đặt vấn đề Kĩ dạy học kĩ nghiệp vụ chuyên biệt quan trọng người giáo viên Đây kĩ mang tính phức hợp cao, gồm nhiều kĩ thành phần, phát triển theo nhiều giai đọan Kĩ dạy học học chủ yếu loại kĩ quan trọng người giáo viên vật lí Các học vật lí chủ yếu học dạy cho học sinh chiếm lĩnh kiến thức vật lí Thuộc kiến thức vật lí khái niệm vật lí, định luật vật lí, thuyết vật lí, ứng dụng kĩ thuật vật lí phương pháp nghiên cứu vật lí [1] Trong nghiên cứu phát triển kĩ dạy học học chủ yếu, tập trung vào việc phát triển kĩ dạy học khái niệm, định luật ứng dụng kĩ thuật vật lí học chiếm tỉ lệ lớn chương trình vật lí THPT Cịn dạy kiến thức phương pháp nghiên cứu vật lí (như phương pháp mơ hình, phương pháp thực nghiệm ) thực trình dạy học kiến thức khác Nội dung, phương pháp, hình thức qui trình luyện tập để phát triển kĩ để tự đánh giá đánh giá trình độ phát triển kĩ dạy học học chủ yếu 25 Phạm Xuân Quế chương trình vật lí trung học phổ thơng (như: khái niệm, định luật, thuyết, ứng dụng kĩ thuật vật lí) sinh viên sư phạm vật lí nghiên cứu trường ĐHSP Tuy nhiên, việc nghiên cứu chủ yếu dựa lí luận dạy học vật lí Ví dụ như, tổ chức sinh viên luyện tập dạy học định luật vật lí “xuất phát từ mệnh đề lí thuyết tổng qt biết” [2], theo lí luận dạy học vật lí, giảng viên thường yêu cầu sinh viên tập trung vào hoạt động sau: a) Nêu lên tượng thực tế mà ta chưa thể giải thích b) Nêu lên mệnh đề lí thuyết mà ta dự đốn có liên hệ đến tượng thực tế xét c) Thực phép suy luận diễn dịch để từ mệnh đề lí thuyết rút hệ lơgic d) Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đốn có phù hợp với thực tế không Việc tổ chức sinh viên dạy học khái niệm hay ứng dụng kĩ thuật vật lí tương tự Thực ra, lí luận dạy học vật lí cần chi tiết hoá hoạt động này, cho việc chi tiết hố cịn bình diện khái qt lí luận Theo chúng tơi, lí luận phát triển kĩ sư phạm, hoạt động đòi hỏi sinh viên phải thực kĩ sư phạm phức hợp Để hoạt động thành cơng phải tiếp tục xác định kĩ thành phần kĩ phức hợp tổ chức sinh viên luyện tập thực kĩ phức hợp thông qua luyện tập thực kĩ thành phần Hơn nữa, lí luận phát triển kĩ nói chung kĩ dạy học nói riêng, ta cần ý đến hai loại kĩ năng: kĩ thiết kế kĩ thực (theo thiết kế) [3] Chính vậy, quan điểm là: để nâng cao hiệu việc luyện tập phát triển đánh giá trình độ phát triển kĩ dạy học học chủ yếu, bên cạnh lí luận dạy học vật lí, cần ý đến lí luận phát triển kĩ sư phạm Nội dung nghiên cứu Xuất phát từ quan điểm trên, triển khai nghiên cứu nội dung, phương pháp, hình thức qui trình luyện tập phát triển kĩ dạy học học vật lí chủ yếu sau: Giai đoạn 1: Nghiên cứu đưa mẫu thiết kế tiến trình khoa học xây dựng loại kiến thức ứng với loại học chủ yếu (dựa lí luận dạy học vật lí lí luận phát triển kĩ năng) Bước 1: Xác định giai đoạn (hoạt động) tiến trình xây dựng khái niệm, định luật hay ứng dụng kĩ thuật vật lí, theo lí luận dạy học Trong giai đoạn này, SV phải thực kĩ phức hợp Bước 2: Xác định hoạt động chi tiết hoạt động Khi thực hoạt động chi tiết này, SV phải thực kĩ thành phần kĩ phức hợp Để minh hoạ cho lí luận trên, chúng tơi lấy ví dụ việc nghiên cứu đưa mẫu thiết kế tiến trình khoa học xây dựng kiến thức định luật vật lí, theo đường “đưa giả thuyết khoa học sở suy luận lí thuyết”: 26 Nghiên cứu phát triển kĩ dạy học sinh viên ngành Sư phạm Vật lí Bước 1: Xác định giai đoạn (hoạt động) tiến trình xây dựng định luật vật lí, theo đường “đưa giả thuyết khoa học sở suy luận lí thuyết” Bước 2: Xác định hoạt động chi tiết hoạt động tiến trình xây dựng định luật vật lí, theo đường “đưa giả thuyết khoa học sở suy luận lí thuyết” Bảng Mẫu thiết kế tiến trình khoa học xây dựng kiến thức định luật vật lí theo đường “đưa giả thuyết khoa học sở suy luận lí thuyết” Các giai đoạn (hoạt động) Trình bày kiện dẫn đến xác định vấn đề cần nghiên cứu Đưa mơ hình giả định trừu tượng Suy hệ lơgíc Kiểm tra thực nghiệm kết luận Các hoạt động chi tiết 1.1 Lựa chọn, xây dựng, trình bày tượng, trình (hay hệ thống tượng, trình) vật lí (chứa đựng vấn đề mới) 1.2 Phát vấn đề tượng, trình (hay hệ thống tượng, trình) nghiên cứu 1.3 Xác định vấn đề cần nghiên cứu (xác định mối quan hệ tượng, trình (hay hệ thống tượng, q trình) vật lí cần nghiên cứu 2.1 Lựa chọn giải pháp (suy luận lí thuyết) 2.2 Thực giải pháp: - Xác định kế hoạch tiến hành - Triển khai theo kế hoạch 2.3 Kết luận tạm thời (giả thuyết, dự đoán khoa học) Suy hệ lơgíc (nếu khơng kiểm tra trực tiếp giả thuyết được) 4.1 Kiểm tra thực nghiệm 4.2 Kết luận: Trình bày nội dung mối quan hệ (định luật): - lời; - biểu thức (và đồ thị, cần); - Xác định phạm vi áp dụng Giai đoạn 2: Tổ chức luyện tập phát triển đánh giá phát triển kĩ dạy học học chủ yếu thông qua cụ thể chương trình vật lí THPT (dựa lí luận phát triển kĩ năng) Nội dung chi tiết qui trình giai đoạn gồm: - Tổ chức luyện tập kĩ thiết kế (SV vận dụng mẫu vào cụ thể): Thiết kế tiến trình khoa học xây dựng kiến thức Thiết kế tiến trình dạy học kiến thức (hoạt động thày trò) - Tổ chức luyện tập phát triển kĩ thực - Tổ chức đánh giá trình độ phát triển kĩ Dưới ví dụ minh hoạ cho việc vận dụng mẫu để thiết kế tiến trình khoa học xây dựng định luật bảo toàn động lượng 27 Phạm Xuân Quế Bảng Mẫu thiết kế tiến trình khoa học xây dựng định luật bảo toàn động lượng Các hoạt động chi tiết 1.1 Lựa chọn, xây dựng, trình bày tượng, trình (hay hệ thống tượng, q trình) vật lí (chứa đựng vấn đề mới) 1.2 Phát vấn đề tượng, trình (hay hệ thống tượng, trình) nghiên cứu 1.3 Xác định (phát biểu) vấn đề cần nghiên cứu (Xác định mối quan hệ tượng, trình (hay hệ thống tượng, trình) vật lí cần nghiên cứu 2.1 Lựa chọn giải pháp 2.2 Thực giải pháp - Xác định kế hoạch tiến hành - Triển khai theo kế hoạch 28 Tiến trình khoa học xây dựng định luật bảo toàn động lượng → viên đứng yên, viên chuyển động với vận tốc − v1 , khối lượng m1 = m2 = M , va chạm xuyên tâm → − viên đứng yên, viên chuyển động với vận tốc v1′ , khối lượng → → − v1 va chạm xuyên tâm m1 = m2 = M , v1′ > − → viên đứng yên, viên chuyển động với vận tốc − v1 , m > m = M , va chạm xuyên tâm → viên đứng yên, viên chuyển động với vận tốc − v1 , m < m = M , va chạm xuyên tâm Vấn đề rút từ kiện: Có truyền (do làm biến đổi) chuyển động tương tác − Đại lượng đặc trưng cho truyền chuyển động liên quan đến → v m vật tham gia tương tác Phát biểu vấn đề cần nghiên cứu: − Đại lượng đặc trưng cho truyền chuyển động có liên quan đến → v m theo biểu thức cụ thể nào? Đại lượng biến đổi trình tương tác (trước sau tương tác)? Suy luận lí thuyết (kiến thức xuất phát: định luật Niu-tơn) Xác định kế hoạch tiến hành: Cần xác lập mối quan hệ tương tác → vật biểu diễn qua biến đổi đại lượng có liên quan đến − v m - Xác lập mối quan hệ tương tác vật: qua định luật Niu-tơn - Mối quan hệ tương tác vật biểu diễn qua biến đổi → đại lượng có liên quan đến − v m: qua định luật Niu-tơn → − → − biểu diễn a qua biến đổi v Triển khai theo kế hoạch: - Xét vật m1 , m2 tương tác với Trước sau tương tác với thời → → − − → → gian ∆t, vận tốc chúng từ − v1 , − v2 biến đổi thành v1′ , v2′ - Mối quan hệ tương tác vật thể qua định luật Niu-tơn → − → − F 12 = − F 21 - Trong tương tác có truyền (do làm biến đổi) chuyển động Vậy để mô tả biểu thức định luật gắn với biến đổi chuyển động liên quan đến v m vật tham gia tương tác ta sử dụng định luật Nghiên cứu phát triển kĩ dạy học sinh viên ngành Sư phạm Vật lí 2.3 Kết luận tạm thời (giả thuyết, dự đốn khoa học) Suy hệ lơgíc (nếu không kiểm tra trực tiếp giả thuyết được) 4.1 Kiểm tra thực nghiệm → − → → − v′−− v → → , (trong viết biểu thức − a Niu-tơn F = m− a = m ∆t − →′ − → → −v dạng − a = v ∆t để xuất biểu thức có mặt khối lượng vận tốc) →′ − − →′ − − v −→ v2 v1 − → v1 = −m2 (*) - Từ lập luận trên, ta có: m1 ∆t ∆t - Cần biến đổi biểu thức cho xuất đại lượng liên quan đến → − → − − → v2 ) = v1 = −(m2 v2′ − m2 → v m, biến đổi (*) thành: m1 v1′ − m1 − → − → − ′ m v2 − m v2 - Nhận xét: Đối với vế biểu thức liên quan đến vật riêng biệt, đặc biệt liên quan đến biến đổi đại lượng có biểu → thức m− v → − →′ − → → v1 > m2 − v2 − m2 v2′ > 0, nghĩa vật 1, - Nếu m1 v1 − m1 − → đại lượng m− v tăng đại lượng vật giảm nhiêu sau tương tác Nếu coi hệ kín gồm vật đại lượng bảo tồn - Đại lượng cần tìm, đặc trưng cho truyền chuyển động có liên quan → → → đến − v m biểu thị biểu thức − p = m− v Giả thuyết (dự đoán khoa học) đại lượng đặc trưng cho truyền → − chuyển động có liên quan đến − v m theo biểu thức cụ thể → p = → − mv Giả thuyết đại lượng đặc trưng cho truyền chuyển động biến đổi theo biểu thức: → → − → → − - p′1 − − p1 = −( p′2 − − p2 ) (nếu xét vật riêng biệt) →′ − − →′ → − − → - p1 + p2 = p1 + p2 (nếu coi vật thuộc hệ kín) Tự nghĩ tượng va chạm (tương tác): (Trong trường hợp ta đo vận tốc vật trước sau va chạm) - Xét vật có khối lượng m1 m2 , vật m1 chuyển động thẳng với → vận tốc − v , va chạm mềm vào vật đứng yên Sau va chạm, hai vật → − dính vào chuyển động với vận tốc v ′ - Xét quãng đường (chính độ dài chắn sáng gắn xe 1), xe trước va chạm hệ xe sau va chạm quãng đường thời gian tương ứng t t′ (chính thời gian chắn sáng che cổng quang học) → Suy hệ lơgíc (do khơng đo trực tiếp − p ): m1 t′ - Nếu giả thuyết đúng, ta có: t = m1 + m2 Bố trí thí nghiệm kiểm tra (đo số liệu cụ thể): sử dụng thí nghiệm với cần rung hay thí nghiệm với đệm khí, cổng quang điện đồng hồ số 29 Phạm Xuân Quế 4.2 Kết luận - Trình bày nội dung mối quan hệ (định luật), khái niệm - Bằng lời - Bằng biểu thức (và đồ thị, cần) Trình bày định luật (bằng lời biểu thức) Trình bày khái niệm động lượng (bằng lời biểu thức) Đưa trình bày khái niệm hệ kín - Xác định phạm vi áp dụng Xác định phạm vi áp dụng: - Hệ kín hay - Ngoại lực triệt tiêu (hay cần triệt tiêu theo phương) - Ngoại lực nhỏ so với nội lực Bản “Thiết kế tiến trình dạy học kiến thức (hoạt động thày trị)” giáo án thể chi tiết hoạt động dạy thày hoạt động học trò mối quan hệ tương tác lẫn để đạt mục tiêu học đặt ra, có nội dung dài nên chúng tơi khơng trình bày Phương pháp tổ chức luyện tập phát triển kĩ thực đánh giá phát triển kĩ dạy học học chủ yếu áp dụng theo phương pháp dạy học vi mơ, kĩ phức hợp luyện tập (và đánh giá) thông qua thực kĩ thành phần (như mẫu thiết kế trên) Hình thức luyện tập phát triển kĩ áp dụng phối hợp cá nhân nhóm Kết việc luyện tập kĩ thiết kế tiến trình khoa học xây dựng định luật bảo toàn động lượng thiết kế thảo luận góp ý chung tồn nhóm Việc luyện tập kĩ thực sở cá nhân nhóm cử giảng tập có tự đánh giá đánh giá nhóm giảng viên sở quan sát, theo dõi SV nhóm, giảng viên, đặc biệt dựa đoạn phim ngắn quay hoạt động luyện tập kĩ thực Kết luận Trên sở nghiên cứu vận dụng lí luận dạy học vật lí lí luận phát triển kĩ sư phạm, đưa nội dung, phương pháp, hình thức qui trình tổ chức luyện tập phát triển đánh giá phát triển kĩ dạy học học chủ yếu chương trình vật lí THPT Với ý tưởng này, năm 2010, tiến hành triển khai dự án “Xây dựng hệ thống liệu số hỗ trợ việc luyện tập phát triển kĩ dạy học sinh viên ngành sư phạm vật lí thơng qua hoạt động thiết kế dạy học, luyện tập theo thiết kế, đánh giá, tự đánh giá việc dạy học khoa Vật lí”, với tham gia số cán môn Phương pháp GD khoa Vật lí trường ĐHSP Hà Nội Trong q trình thực dự án, chúng tơi nhận thống quan điểm 30 Nghiên cứu phát triển kĩ dạy học sinh viên ngành Sư phạm Vật lí tổ chức luyện tập phát triển đánh giá phát triển kĩ dạy học học chủ yếu trình bày Tuy nhiên, cịn có khác biệt nhỏ việc lựa chọn sở lí luận để vận dụng việc xác định giai đoạn (hoạt động) tiến trình xây dựng định luật vật lí Hệ thống liệu số xây dựng tư liệu tham khảo tốt cho việc phát triển kĩ dạy học học chủ yếu chương trình vật lí THPT Trong lĩnh vực nghiên cứu chúng tơi cịn có vấn đề cần đặt đòi hỏi nghiên cứu tiếp: - Việc tổ chức luyện tập phát triển đánh giá trình độ phát triển kĩ dạy học học chủ yếu chương trình vật lí THPT nên đưa vào thực nội dung học phần hay quĩ thời gian chương trình đào tạo giáo viên vật lí trường ĐHSP hợp lí nhất? - Cần tiến hành thực nhiệm sư phạm nội dung, phương pháp, hình thức qui trình tổ chức luyện tập phát triển đánh giá phát triển kĩ dạy học đề xuất để sở điều chỉnh cho tốt TÀI LIU THAM KHO [1] M Wăunschmann, K Liebers, W.G Subow und W.G Rasumowski, 1978 Methodik des Physikunterrichts in der DDR und der UdSSR Volk und Wissen Volkseigener Verlag Berlin, pp 13-14 [2] Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng Phạm Xuân Quế, 2002 Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thơng Nxb Đại học Sư phạm, pp 71-72 [3] Phạm Xuân Quế, 2010 Kĩ sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí sinh viên ngành sư phạm vật lí Tạp chí Giáo Dục, số đặc biệt 3/2010, pp 3-4 ABSTRACT Research on developing the teaching skills in physics education student Good teachers should have a special, professional skill This skill is both complex and elementary Content, method, form and process of developing and evaluating students’ skill regarding teaching concepts, laws and the technical applications of physics in the secondary school physics curriculum needs to be researched in light of current theories This paper deals with the author’s research on the application of physics didactics, the theory of developing educational skills and evaluating students’ progress 31 ... Hưng Phạm Xuân Quế, 2002 Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thơng Nxb Đại học Sư phạm, pp 71-72 [3] Phạm Xuân Quế, 2010 Kĩ sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí sinh viên ngành sư phạm vật lí Tạp... học vật lí, cần ý đến lí luận phát triển kĩ sư phạm Nội dung nghiên cứu Xuất phát từ quan điểm trên, triển khai nghiên cứu nội dung, phương pháp, hình thức qui trình luyện tập phát triển kĩ dạy. .. khoa Vật lí trường ĐHSP Hà Nội Trong q trình thực dự án, chúng tơi nhận thống quan điểm 30 Nghiên cứu phát triển kĩ dạy học sinh viên ngành Sư phạm Vật lí tổ chức luyện tập phát triển đánh giá phát