Tích cực hoạt động nhận thức của học sinh THPT miền núi

Tích cực hoạt động nhận thức của học sinh THPT miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-

Trương Tấn Long

TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI KHI GIẢNG DẠY MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ CỦA CHƯƠNG “ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”

Thái Nguyên- Năm 2008

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-

Trương Tấn Long

TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI KHI GIẢNG DẠY MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ CỦA CHƯƠNG “ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Tô Văn Bình

Thái Nguyên- Năm 2008

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

1 Công nghiệp hoá CNH

MỤC LỤC

Trang MỞ ĐẦU 1

VÀ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HOÁ THỰC TRẠNG DẠY HỌC CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ

1.1 Hoạt động nhận thức và tính tích cực hoạt động nhận thức của HS 5

1.3 Khái niệm, định luật Vật lí và thực trạng dạy- học các khái niệm và định

1.3.3 Thực trạng dạy- học các khái niệm và dịnh luật Vật lí ở trường

NÚI KHI GIẢNG DẠY MỘT SỐ KHÁI NIỆM, ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ

Một số biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS khi giảng

2.1.2 Tăng cường tổ chức cho HS hoạt động nhận thức ở trên lớp và

2.1.3 Rèn luyện kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy và phương pháp

2.1.5 Tăng cường sử dụng các thí nghiệm trong dạy học các khái niệm

và định luật Vật lí 68

2.1.6 Sử dụng tổng hợp, linh ho ạt các biện pháp trong từng bài học cụ thể 73 2.2 Các biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức HS THPT miền núi khi giảng dạy một số khái niệm, định luật Vật lí của chương “Khúc xạ ánh sáng” 74

2.2.1 Những biện pháp đặc thù để tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS miền núi khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí 74

2.2.2 Các biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức HS THPT miền núi khi giảng dạy một số khái niệm, định luật Vật lí của chương “Khúc xạ ánh sáng” 81

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn!

Thầy hướng dẫn: PGS.TS Tô Văn Bình, người đã trực tiếp hướng

dẫn em làm đề tài và các thầy, cô giáo đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình Khoa Sau đại học, Khoa Vật lí, Thư viện trường Đại học Sư phạm- Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn

Các trường THPT và các giáo viên cộng tác đã tạo điều kiện, giúp đỡ cho thực nghiệm sư phạm được thành công

Toàn thể gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã quan tâm, giúp đỡ

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2008

1

MỞ ĐẦU I Lí do chọn đề tài:

Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ của trí tuệ và sáng tạo Đất nước ta đang bước vào thời kì CNH, HĐH Chúng ta có hoàn thành được sự nghiệp CNH, HĐH hay không, đất nước ta có thật sự phát triển để vươn tới ngang tầm với sự phát triển chung của thế giới và khu vực hay không hoàn toàn phụ thuộc vào những người chủ tương lai của đất nước- những thế hệ học sinh đang ngồi trên ghế nhà trường phổ thông hiện nay

Để đáp ứng những yêu cầu đó, ngành giáo dục và đào tạo đã và đang từng bước đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học, trong đó đặc biệt là việc đổi mới phương pháp dạy và học Chỉ có đổi mới cơ bản phương pháp dạy và học, chúng ta mới có thể tạo ra được sự đổi mới thật sự trong giáo dục, mới có thể đào tạo được lớp người năng động, sáng tạo, có tiềm năng cạnh tranh trí tuệ trong bối cảnh nhiều nước trên thế giới đang hướng tới nền kinh tế tri thức Điều 28.2 của Luật giáo dục đã ghi: “ Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS…” Hay có thể nói cốt lõi của đổi mới dạy và học là hướng tới hoạt động học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động

Quán triệt tinh thần đổi mới nói trên, việc nghiên cứu các phương pháp giáo dục tích cực, tìm ra các biện pháp phù hợp với hoàn cảnh, đối tượng HS để nâng cao chất lượng dạy học là vấn đề cấp thiết đối mỗi giáo viên nói chung và những người nghiên cứu giáo dục nói riêng Đối với giáo dục miền núi vấn đề đó càng trở nên cấp thiết hơn Nguyên tổng bí thư BCH T.Ư Đảng

2

Đỗ Mười nhận định: “ Thực trạng giáo dục miền núi đang đặt ra nhiều vấn đề cần tiếp tục khẩn trương giải quyết, đặc biệt là việc đào tạo giáo viên và xây dựng lại trương trình, nội dung, phương pháp dạy học đối với HS miền núi, dạy những gì và dạy như thế nào để con em đồng bào các dân tộc thiểu số tiếp thu được, hào hứng học tập và ứng dụng được kiến thức vào phát triển kinh tế- xã hội tại quê hương mình”

Trong chương trình giáo dục phổ thông, việc dạy và học môn Vật lí góp một phần quan trọng trong việc thực hiện các nhiệm vụ nêu trên Trong hệ thống các kiến thức các kiến thức Vật lí của chương trình phổ thông thì các khái niệm và định luật Vật lí là những kiến thức trọng tâm, cơ bản Việc phối hợp, lựa chọn các phương pháp giảng dạy nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong việc hình thành các kiến thức Vật lí, đặc biệt là đối với là đối với các khái niệm và định luật Vật lí là nhiệm vụ rất cần thiết Từ trước tới nay đã có nhiều đề tài nghiên cứu các biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động

nhận thức của HS như: Đào Quang Thành- Tích cực hoá hoạt động học tập

Vật lí của HS PTTH ở miền núi trên cơ sở tổ chức định hướng rèn kỹ năng

giải bài tập Vật lí (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPTN- Năm 1997), Trần Đức

Kiểm- Một số biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS miền

núi khi dạy chương “Định luật Ôm” ở trường PTTHCS (Luận văn thạc sỹ-

ĐHSPHN- 1997), Vũ Trọng Hà- Sử dụng một số phương pháp nhận thức của

vật lí học để tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS khi dạy “Thuyết động

học phân tử” ở lớp 10 THPT (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPTN- Năm 2001), Đồng

Thị Vân Thoa- Một số biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS

THPT miền núi khi giảng dạy BT Vật lí (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPTN- Năm

2001), Vương Thị Kim Yến- Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS

trong dạy học Vật lí ở trường THPT với sự hỗ trợ của máy vi tính và phần

mềm dạy học (Luận văn thạc sỹ- ĐHSPTN- Năm 2002), Nguyễn Thị Nga-

II Mục đích nghiên cứu:

Tìm ra một số biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS THPT miền núi khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí

III Đối tượng nghiên cứu:

Quá trình dạy- học các khái niệm và định luật Vật lí ở trường THPT miền núi

IV Giả thuyết khoa học:

HS sẽ có hứng thú, tích cực hoạt động nhận thức khi học tập các khái niệm và định luật Vật lí, nếu giáo viên biết lựa chọn, phối hợp các biện pháp dạy học phù hợp

V Nhiệm vụ nghiên cứu:

1 Nghiên cứu lí luận về tính tích cực hoạt động nhận thức và hoạt động dạy học Vật lí nhắm tích cực hoá hoạt động của người học

2 Nghiên cứu lí luận về đặc điểm và phương pháp giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí

3 Điều tra thực trạng dạy- học các khái niệm và định luật Vật lí ở một số trường THPT miền núi thuộc tỉnh Hoà Bình

4 Đề xuất một số biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS miền núi khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí

4

5 Vận dụng các biện pháp trên vào dạy chương “ Khúc xạ ánh sáng” theo hướng phối hợp các biện pháp đã nêu

6 Tiến hành thực nghiệm sư phạm

VI Giới hạn của đề tài:

Nghiên cứu đề xuất một số biện pháp phù hợp với nội dung bài học, điều kiện, cơ sở vật chất, khả năng nhận thức của học sinh THPT miền núi, vận dụng vào giảng dạy một số khái niệm, định luật Vật lí thuộc chương “Khúc xạ ánh sáng” (Vật lí 11- ban cơ bản) trên cơ sở quan sát trực tiếp và khái quát hoá thực nghiệm

VII Phương pháp nghiên cứu:

1 Nghiên cứu lí luận

2 Điều tra, khảo sát tình hình dạy học các khái niệm và định luật Vật lí ở trường THPT miền núi

3 Thực nghiệm sư phạm (trong đó có sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí, phân tích các số liệu, dữ kiện thu được từ thực nghiệm, từ đó rút ra kết luận)

VIII Đóng góp của đề tài:

1 Góp phần củng cố và trang bị cho GV Vật lí ở các trường THPT miền núi cơ sở lí luận về phương pháp dạy học Vật lí theo hướng tích cực

2 Nghiên cứu đặc điểm chương “Khúc xạ ánh sáng” và điều tra thực tế việc giảng dạy các khái niệm và định luật vật lí ở một số trường THPT miền núi Trên cơ sở đó đề xuất một số biện pháp nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS THPT miền núi khi giảng dạy các khái niệm và định luật Vật lí

3 Xây dựng tiến trình trình dạy học và soạn thảo một số giáo án theo hướng phối hợp các biện pháp trên Các giáo án đã soạn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV Vật lí phổ thông

5

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ TÍNH TÍCH CỰC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC VÀ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HOÁ THỰC TRẠNG DẠY HỌC CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT

Trong quá trình hoạt động, con người phải luôn nhận thức- đó là quá trình phản ánh hiện thực xung quanh và cả hiện thực bản thân mình, trên cơ sở đó tỏ thái độ, tình cảm và hành động

Tâm lí học hiện đại cho rằng: trong nhận thức thế giới, con người có thể đạt tới những mức độ khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp Mức độ thấp ban đầu là nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác và tri giác, trong đó con người phản ánh vào óc những biểu hiện bên ngoài của sự vật khách quan, những cái đang tác động trực tiếp vào giác quan Mức độ cao hơn gọi là nhận thức lí tính hay còn gọi là tư duy, trong đó con người phản ánh vào óc những thuộc tính bản chất bên trong của sự vật, những mối quan hệ có tính qui luật Dựa trên các dữ liệu cảm tính, con người thực hiện các thao tác trí tuệ phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tượng hoá… để rút ra những tính chất, bản chất chung của đối tượng nhận thức và xây dựng thành những khái niệm Mỗi khái niệm được diễn đạt bằng một từ ngữ Mối quan hệ giữa các thuộc tính của vật chất cũng được biểu thị bằng mối quan hệ giữa các khái niệm dưới dạng những mệnh đề, những phán đoán Đến đây, con người tư duy bằng khái niệm Sự nhận thức không dừng lại ở sự phản ánh vào trong

6

óc những thuộc tính của sự vật, hiện tượng khách quan mà còn thực hiện các phép suy luận để rút ra những kết luận mới, dự đoán những hiện tượng mới trong thực tiễn Nhờ thế mà tư duy luôn có tính sáng tạo, có thể mở rộng sự hiểu biết của con người và vận dụng những hiểu biết của mình vào việc cải tạo thế giới khách quan phục vụ lợi ích của con người Đó là những qui luật

chung của mọi quá trình nhận thức chân lí, như V.I Lênin đã chỉ rõ: “Từ trực

quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực khách quan…”15

Đối với HS, hoạt động chủ yếu của các em là học tập Thông qua hoạt động này, các em chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triển năng lực trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thái độ Trong hoạt động học tập nói chung cũng như trong học tập Vật lí nói riêng, HS cũng tìm ra cái mới – đó là các khái niệm, định luật Vật lí… Nhưng cái mới này không làm phong phú thêm cho kho tàng kiến thức của nhân loại mà cho chính bản thân mình, cái mới đó đã được loài người tích luỹ, đặc biệt là GV đã biết Việc khám phá ra cái mới của HS cũng chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian rất ngắn trên lớp, với những dụng cụ sơ sài, đơn giản trong điều kiện trang thiết bị của trường phổ thông Đặc biệt sự khám phá này diễn ra dưới sự chỉ đạo và giúp đỡ của GV Do vậy hoạt động nhận thức của HS diễn ra một cách tương đối thuận lợi, không quanh co gập gềnh như hoạt động của nhà khoa học Cũng chính vì vậy thường dễ dẫn đến một sai lầm của GV là chỉ thông báo cho HS cái mới mà không tổ chức cho HS tự khám phá để tìm ra cái mới đó

Để tổ chức tốt cho hoạt động nhận thức của HS, GV cần sử dụng các biện pháp nhằm phát huy tính tự giác, tích cực, chủ động trong hoạt động nhận thức, tạo điều kiện cho HS “ tự khám phá lại” những kiến thức đã có sẵn trong sách vở, tài liệu để họ tập làm công việc khám phá đó trong hoạt động thực tiễn sau này

7

Trước hết chúng tôi trình bày vấn đề tính tích cực và tính tích cực nhận thức của HS

1.1.2 Tính tích cực và tính tích cực nhận thức của HS

1.1.2.1 Tính tích cực

Tính tích cực là trạng thái hoạt động của các chủ thể, nghĩa là của người hành động chỉ đề cập trong quá trình nhận thức, thuộc mục đích trước mắt (I.F Khalamop…)

1.1.2.2 Tính tích cực nhận thức là gì?

Theo quan điểm triết học, tính tích cực nhận thức thể hiện thái độ cải tạo của chủ thể nhận thức đối với đối tượng nhận thức, nghĩa là con người không chỉ hiểu được các qui luật của tự nhiên, xã hội mà còn nghiên cứu cải tạo chúng phục vụ lợi ích của con người

Theo tâm lí học, tính tích cực nhận thức của HS tồn tại với tư cách là cá nhân với toàn bộ nhân cách của nó Cũng như bất kì một hoạt động nào khác, hoạt động nhận thức được tiến hành trên cơ sở huy động các chức năng nhận thức, tình cảm và ý chí, trong đó chức năng nhận thức đóng vai trò chủ yếu Các yếu tố tâm lí kết hợp với nhau một cách hữu cơ, tác động qua lại lẫn nhau tạo nên tâm lí hoạt động nhận thức Sự tác động này không cứng nhắc mà trái lại luôn luôn biến đổi tạo nên rất nhiều dạng khác nhau của các nhiệm vụ nhận thức cụ thể mà HS phải thực hiện Sự biến đổi này càng linh hoạt bao nhiêu thì HS càng dễ thích ứng với nhiệm vụ nhận thức khác nhau và tinh tích cực nhận thức càng thể hiện ở mức độ cao

Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động của HS, đặc trưng bởi khát vọng học tập, có gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức Nói cách khác, là thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm lí nhằm giải quyết những vấn đề học tập- nhận thức 24

8

Tính tích cực của HS có mặt tự phát và tự giác:

- Mặt tự phát của tính tích cực là những yếu tố tiềm ẩn, bẩm sinh thể hiện ở tính tò mò, hiếu kì, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi trong hành vi mà ở trẻ đều có, trong mức độ khác nhau

- Mặt tự giác của tính tích cực tức là trạng thái tâm lí, tính tích cực có mục đích và đối tƣợng rõ rệt, do đó có hoạt động để chiếm lĩnh đối tƣợng đó Tính tự giác thể hiện ở óc quan sát, tính phê phán trong tƣ duy, trí tò mò khoa học…

Tính tích cực nhận thức và tích cực học tập có liên quan chặt chẽ với nhau, nhƣng không phải là đồng nhất

1.1.2.3 Biểu hiện của tính tích cực nhận thức

Trong học tập, HS chỉ chiếm lĩnh đƣợc kiến thức và phát triển đƣợc tƣ duy của mình khi họ tích cực, nỗ lực hoạt động nhận thức Hoạt động nhận thức là yếu tố xuyên suốt quá trình học tập của HS Thông qua hoạt động nhận thức, HS chiếm lĩnh đƣợc kiến thức và năng lực tƣ duy cũng đồng thời đƣợc phát triển

Để phát hiện đƣợc các em có tích cực trong học tập hay không, có thể dựa vào một số dấu hiệu sau đây:

9 - Tốc độ học tập có nhanh không?

- Có hứng thú trong học tập không hay vì một ngoại lực nào đó mà phải học? - Có quyết tâm, có ý chí vượt khó khăn trong học tập không?

- Có sáng tạo trong học tập không?

Trong hoạt động học tập nói chung, trong dạy học Vật lí nói riêng, tính tích cực hoạt động nhận thức của HS thường thể hiện ở:

- Hoạt động trí tuệ: tập trung suy nghĩ để trả lời câu hỏi nêu ra, kiên trì tìm cho được lời giải hay của một bài toán khó

- Hoạt động chân tay: say sưa lắp ráp tiến hành thí nghiệm

Hai hình thức biểu hiện này thường đi kèm nhau, tuy có lúc biểu hiện riêng lẻ với những dấu hiệu thường thấy như sau: HS khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung các câu trả lời của bạn và thích được phát biểu ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra; hay thắc mắc và đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề trình bày chưa rõ; chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kĩ năng đã có để nhận thức các vấn đề mới; mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới nhận từ các nguồn kiến thức khác nhau có thể vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học

1.1.2.4 Mức độ tích cực nhận thức

Về mức độ tích cực của HS có thể dựa vào một số dấu hiệu sau:

- Có tự giác học tập không? hay bị bắt buộc bởi những tác động bên ngoài (gia đình, bạn bè, xã hội…)?

- Thực hiện nhiệm vụ của thầy giáo theo yêu cầu tối thiểu hay tối đa? - Tích cực nhất thời hay thường xuyên, liên tục?

- Tích cực ngày càng tăng dần hay giảm dần? - Có kiên trì, vượt khó hay không?

Hoạt động học tập của HS là hoạt động đòi hỏi phải có tính khoa học thực sự, được tổ chức bởi GV cùng với sự tham gia tích cực của HS Vì vậy, để

10

HS có thể tích cực, tự lực nắm vững kiến thức là yêu cầu quan trọng của quá trình dạy học Quá trình này không phải là tự phát mà hoàn toàn tự giác, có mục đích, có kế hoạch và có tổ chức chặt chẽ Trong đó HS được phát huy đến mức tối đa tính tích cực, tự lực sáng tạo trong giải quyết các vấn đề học tập

Mức độ tích cực tham gia xây dựng kiến thức trong học tập của HS phụ thuộc vào các yếu tố:

- Ý thức được nhu cầu học tập của bản thân, thái độ học tập - Cách thức tổ chức hoạt động nhận thức của GV

- Có suy nghĩ đúng đắn, tích cực hơn những kiến thức, kinh nghiệm đã tích luỹ được có liên quan đến giải quyết các tình huống học tập

- Tính tích cực phải được phát huy thường xuyên, liên tục và có chiều hướng tăng, đồng thời phải có tính kiên trì vượt qua được mọi khó khăn của bài học

1.1.2.5 Nguyên nhân của tính tích cực nhận thức

Tính tích cực nhận thức của HS tuy nảy sinh trong quá trình học tập nhưng nó lại là kết quả của nhiều nguyên nhân: Có những nguyên nhân phát sinh lúc học tập, có những nguyên nhân được hình thành từ quá khứ, thậm chí từ lịch sử dài lâu của nhân cách Nhìn chung, tính tích cực nhận thức phụ thuộc vào những nhân tố sau đây:

- Hứng thú - Nhu cầu - Động cơ - Năng lực - Ý chí - Sức khoẻ - Môi trường

11

Trong những nhân tố trên đây, có những nhân tố có thể hình thành ngay, nhưng có những nhân tố chỉ được hình thành qua một quá trình lâu dài dưới ảnh hưởng của rất nhiều tác động

Như vậy, việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS đòi hỏi một kế hoạch dài lâu và toàn diện khi phối hợp hoạt động gia đình, nhà trường và xã hội

1.1.2.6 Hứng thú và vấn đề tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS

Tích cực hoá là một tập hợp các hoạt động nhằm làm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập 24

Để tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS, hứng thú là vấn đề quan trọng cần được GV quan tâm vì:

- Nó có thể hình thành ở HS một cách nhanh chóng và bất cứ lúc nào trong quá trình dạy học

- Có thể gây hứng thú cho HS ở mọi lứa tuổi

- Điều quan trọng hơn cả là nó nằm trong tầm tay của GV Người GV có thể điều khiển hứng thú của HS qua các yếu tố của quá trình dạy học: nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức; qua các bước lên lớp: mở bài, giảng bài mới, củng cố, vận dụng, kiểm tra kiến thức; qua mối quan hệ thầy trò…

* Vấn đề kích thích hứng thú học tập:

Mọi người đều biết, hứng thú là sự phản ánh thái độ (mối quan hệ) của chủ thể đối với thực tiễn khách quan- đây là sự phản ánh có chọn lọc Thực tiễn rất rộng lớn, nhưng con người chỉ hứng thú những cái gì cần thiết, quan trọng, gắn liền với kinh nghiệm và sự phát triển tương lai của họ Nói cách khác, muốn kích thích hứng thú thì quan trọng nhất là phải nắm được khả năng, nhu cầu, nguyện vọng và định hướng giá trị của HS

12

Muốn cho HS cố gắng đem hết sức mình để hoạt động nhận thức, cần tạo ra ở họ nhu cầu, hứng thú hoạt động học tập Động cơ hứng thú học tập có thể xuất hiện do tác động của những nguyên nhân ở bên ngoài môn học như: nhu cầu của xã hội đòi hỏi phải hoạt động có hiệu quả trong một lĩnh vực nào đó của đời sống xã hội, quyền lợi của xã hội giành người có trình độ học vấn cao, khả năng được lựa chọn việc nếu học giỏi, sự ngưỡng mộ của cộng đồng, vinh dự của gia đình đối với những người có tài năng…Có những nguyên nhân bên trong xuất hiện ngay trong quá trình học tập, tác động thường xuyên đến HS, đó là mâu thuẫn nhận thức, là khó khăn, trở ngại giữa nhiệm vụ mới phải giải quyết và khả năng hạn chế hiện có của HS, cần có một sự cố gắng vươn lên tìm kiếm một giải pháp mới, xây dựng một kiến thức mới “động cơ tự hoàn thiện bản thân mình” Những yếu tố đó kích thích tính tò mò vốn có ở lứa tuổi HS, muốn được thoả mãn được nhu cầu hoạt động của lứa tuổi, đem lại niềm vinh dự, tự hào nếu giải quyết thành công những mâu thuẫn, trở ngại trên Hoạt động càng có kết quả thì động cơ càng được củng cố

Ở vị trí người GV, có nhiều khả năng sử dụng những yếu tố tác động bên trong, thường bằng cách xây dựng tình huống có vấn đề GV xây dựng tình huống có vấn đề, phát triển thành bài toán nhận thức để đưa HS vào trạng thái tâm lí hào hứng, sẵn sàng đem hết sức mình giải quyết vấn đề

1.2 Dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS

1.2.1 Quan niệm về hoạt động dạy học

13

và đặc điểm lứa tuổi qui định mục đích dạy học của từng cấp học Mỗi cấp học lại có mục đích của từng môn học, mục đích của từng môn học ở mỗi lớp lại có mục đích của từng chương, từng bài Mục đích dạy học ở các tầng bậc khác nhau tạo thành hệ thống mục đích dạy học

- Phương pháp: bao gồm phương pháp lôgic trình bày nội dung, phương pháp truyền thụ kiến thức và phương pháp hoạt động lĩnh hội các kiến thức, kĩ năng

- Điều kiện sư phạm: bao gồm các điều kiện về cơ sở vật chất, thiết bị dạy học, điều kiện tâm lí, trình độ xuất phát của HS và không khí sư phạm

- Tổ chức: bao gồm các hoạt động do GV sắp xếp để HS có thể bằng hành động thông qua hoạt động tự giác, tích cực để chiếm lĩnh tri thức khoa học

c) Kết quả

Kết quả dạy học là HS nắm được các kiến thức, kĩ năng, phương pháp hoạt động nhận thức, phát triển năng lực trí tuệ, hình thành thế giới quan duy vật biện chứng và những phẩm chất cần thiết của người lao động

Như vậy, quá trình dạy học dẫn đến sự phát triển của HS từ trạng thái xuất phát sang trạng thái cao hơn về sự phát triển tư duy

1.2.1.2.Quan hệ giữa hoạt động dạy và hoạt động học

Trong hoạt động dạy học có hoạt động dạy và hoạt động học Hai hoạt động này nối tiếp, đan xen, hỗ trợ lẫn nhau để cùng phát triển Mỗi hành động, thao tác của GV được tiếp nối bằng các hành động, thao tác của HS

14

Nhờ sự tiếp nối đó mà hoạt động dạy và hoạt động học kết hợp nhuần nhuyễn với nhau, nếu cắt bỏ một trong hai hoạt động thì không còn là dạy học nữa Vì vậy, người ta còn nói dạy học là hoạt động kép, chỉ khi có tương tác của hai hoạt động này thì quá trình dạy học mới trọn vẹn Tuy nhiên, như M.N Xkatlin đã nhận định: “hoạt động nhận thức của HS trong hoạt động học là mắt xích cơ bản, là khâu trung tâm của quá trình dạy học”

1.2.1.3 Sự khác nhau giữa hoạt động dạy và hoạt động học

- Mục đích:

+ Mục đích của hoạt động dạy của GV là bằng các hành động hướng dẫn sư phạm tác động đến tư duy HS, nhằm hình thành năng lực hoạt động trí tuệ và các phẩm chất cần thiết theo mục tiêu dạy học

+ Mục đích của hoạt động học của HS là thông qua hoạt động nhận thức một cách tích cực, tiếp thu tri thức mà loài người đã tích luỹ được, biến chúng thành năng lực hoạt động của cá nhân, tự biến đổi mình để đạt được một trình độ cao hơn

- Nội dung:

Nội dung của hoạt động dạy và hoạt động học giống nhau, được qui định trong chương trình, được cụ thể ở sách giáo khoa và mục tiêu môn học, bài học Đó là những kiến thức, kĩ năng vừa sức, phù hợp với mục đích dạy học, được HS hứng thú, tự giác, tích cực tiếp thu

- Phương pháp:

+ Phương pháp dạy là những cách thức chỉ đạo, điều khiển hoạt động nhận thức của HS Nhờ đó HS biết thực hiện các hành động, thao tác học tập tích cực, tự lực

+ Phương pháp học là cách thức hoạt động của HS để có thể chiếm lĩnh được kiến thức, hình thành kĩ năng, kĩ xảo và các phẩm chất khác của người lao động Cách thức hoạt động đó bao gồm:

15 a) Phát hiện vấn đề

b) Thực hiện hoạt động c) Thu thập thông tin

d) Xử lí thông tin suy ra kết luận dự đoán e) Kiểm tra lại dự đoán trong thực tế f) Vận dụng vào thực tế

- Hình thức tổ chức dạy học: bao gồm dạy học trên lớp, ngoài trời, c ơ sở sản xuất, tham quan, hội thảo…

Hình thức học bao gồm học cá nhân, theo nhóm, tổ, lớp… - Kết quả:

+ Kết quả của hoạt động dạy là GV thực hiện được mục đích dạy học, thể hiện ở chất lượng HS

+ Kết quả của hoạt động học là HS tiếp thu được các kiến thức, kĩ năng, phương pháp nhận thức mới, làm phát triển năng lực phẩm chất lên trình độ cao hơn Như vậy, kết quả của hoạt động học cũng chính là kết quả cuối cùng của hoạt động dạy

Sự khác nhau giữa hai hoạt động này cho thấy rằng: Muốn nâng cao chất lượng dạy và học cần phải phối hợp cả hai hoạt động đó một cách linh hoạt trong từng hoàn cảnh cụ thể Tuy nhiên, hoạt động học của HS vẫn là

HS miền núi chậm phát triển là do không có điều kiện thuận lợi cho họ hoạt động nhận thức Vì vậy, muốn đẩy nhanh tốc độ phát triển trí lực cho HS miền núi cần tổ chức cho HS hoạt động nhiều hơn để thông qua hoạt động mà mỗi cá nhân có cơ hội phát triển nhanh hơn

1.2.1.4 Sự phối hợp giữa hoạt động dạy và hoạt động học trong quá trình dạy học

Từ sự phân tích hoạt động dạy và hoạt động học như trên, chúng ta thấy hoạt động dạy của GV bắt đầu từ khi soạn giáo án GV phải đọc kĩ nội dung để phát hiện vị trí, tính chất của nội dung mà bài học có liên quan với bài trước, chuẩn bị cho bài sau Nội dung bài thuộc loại nào? đơn giản hay phức tạp, cần đến những tài liệu tham khảo nào Từ đó GV cân nhắc xem trình độ của HS đang ở mức độ nào, phương tiện kĩ thuật và cơ sở vật chất phục vụ cho quá trình giảng dạy ra sao, điều kiện sư phạm thế nào? để xác định mục đích, yêu cầu, những kiến thức, kĩ năng cơ bản mà HS cần phải nắm được, dự kiến hình thức tổ chức hoạt động ra sao? lựa chọn phương pháp gì cho phù hợp Đó chính là hoạt động độc lập của GV chuẩn bị cho sự phối hợp với hoạt động của HS ở trên lớp

Trong giờ lên lớp, với vai trò là người hướng dẫn, GV lần lượt thực hiện nội dung giáo án theo kế hoạch đã dự kiến Ở đây có sự phối hợp linh hoạt, ăn khớp giữa hoạt động dạy của GV với hoạt động học của HS Dưới sự hướng dẫn của GV, HS thực hiện các thao tác, các hành động học tập để chiếm lĩnh những kiến thức và kĩ năng mới Sau khi chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng trên lớp HS tiếp tục tự học để hiểu, ghi nhớ và vận dụng vào bài tập để rèn luyện

17

kĩ năng, tái hiện bằng ngôn ngữ nói hoặc viết, tự kiểm tra điều chỉnh, khắc sâu kiến thức, kĩ năng để vận dụng sáng tạo vào hoàn cảnh mới

1.2.2 Các phương pháp dạy học tích cực

1.2.2.1.Những dấu hiệu đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực

- Dạy học thông qua việc tổ chức các hoạt động học tập của HS

Nét đặc thù của hoạt động dạy học là: HS vừa là đối tượng vừa là chủ thể của quá trình dạy học HS không chỉ tiếp thu những kiến thức từ người dạy, mà phải thông qua hoạt động tự lực để chiếm lĩnh nó và làm biến đổi bản thân Tâm lí học sư phạm cũng khẳng định rằng: nhân cách của trẻ được hình thành và phát triển thông qua các hoạt động có ý thức của chủ thể Vì vậy có thể nói, hoạt động học là cách tốt nhất để làm biến đổi chính người học Dạy học không còn là sự truyền thông tin từ thầy sang trò, thầy không còn là người truyền thông tin mà phải là người tổ chức, hướng dẫn, diều khiển các hoạt động học tập của HS

- Chú trọng rèn luyện phương pháp tự học hơn là việc truyền thụ kiến thức

Diesteweg viết: “Người thầy giáo tồi truyền đạt chân lí, người thầy giáo giỏi dạy cách tìm ra chân lí” Rèn luyện cho HS phương pháp tự học không chỉ là biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là mục tiêu của dạy học Con người được đào tạo trước hết phải là con người năng động, có tính tích cực, có khả năng tự học, tự nghiên cứu để tự hoàn thiện mình

Mặt khác, trong một thời gian ngắn nhà trường không thể trang bị kịp cho HS những kiến thức cần thiết trong kho tàng kiến thức của nhân loại đang ngày một phong phú thêm Do vậy, GV phải tìm cách hình thành ở HS phương pháp và năng lực tự học, tự nghiên cứu để có thể tự chiếm lĩnh kiến thức và hoàn thiện bản thân sau này

- Tăng cường tính tự lực của cá nhân HS đồng thời chú trọng phối hợp

tương tác GV- HS và tương tác nhóm

18

Phương pháp dạy học tích cực đòi hỏi sự cố gắng và nỗ lực của mỗi HS trong quá trình tự chiếm lĩnh kiến thức mới Vì vậy, phải chú ý đến vai trò của từng cá nhân trong hoạt động dạy học Tuy nhiên, vai trò cá nhân chỉ có thể phát huy tốt thông qua sự tương tác giữa GV và HS, giữa HS và HS và tương tác giữa các nhóm với nhau, đó chính là phương pháp học tập hợp tác Trong phương pháp này, người ta đề cao vai trò giao tiếp giữa HS và HS Để phát huy vai trò của HS người ta thường tổ chức việc học tập hợp tác theo kiểu nhóm, tổ từ 4 đến 6 người Học tập nhóm, tổ tạo cho HS có nhiều cơ hội bộc lộ suy nghĩ, hiểu biết và thái độ của mình, cũng như biết cách bảo vệ ý kiến của mình Đó là cách tốt nhất để hình thành cho HS tính tích cực, độc lập và sáng tạo trong suy nghĩ, cũng như hành động

- Kết hợp đánh giá của GV và tự đánh giá của HS

Quá trình dạy học bao gồm hai hoạt động dạy và học, với hai chủ thể là GV và HS Trong quá trình này luôn có sự điều chỉnh và tự điều chỉnh Vì vậy, ngoài sự đánh giá của GV, phải có sự tự đánh giá của HS Qua tự đánh giá, HS sẽ đưa ra những nhận định về bản thân và tự điều chỉnh cách học của mình cho phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả học tập Trong phương pháp dạy học tích cực, người ta chú trọng đến việc dạy cho HS cách tự học đi kèm theo là năng lực tự đánh giá của HS Thiếu năng lực này HS không thể tự điều chỉnh cách học của mình và không hoàn chỉnh được phương pháp tự học Như vậy, năng lực tự học luôn gắn liền với năng lực tự đánh giá, tự điều chỉnh, mà tự học là dấu hiệu của phương pháp tích cực Do vậy, khả năng rèn luyện năng lực tự đánh giá của HS cũng là một dấu hiệu của phương pháp dạy học tích cực

1.2.2.2 Một số phương pháp dạy học tích cực

Phương pháp dạy học tích cực không phải là một phương pháp dạy học cụ thể, chuyên biệt nào đó, cũng không phải là sự phủ nhận các phương

19

pháp dạy học truyền thống mà là muốn nhấn mạnh một định hướng khai thác mặt tích cực của các phương pháp dạy học hiện có Những phương pháp như thuyết trình, đàm thoại…vẫn rất cần thiết trong quá trình dạy học Điều cốt yếu là phải lựa chọn và vận dụng các phương pháp sao cho phù hợp với nội dung của bài dạy và đặc biệt là phù hợp với đối tượng HS, trong đó cần chú ý khai thác và sử dụng các kĩ thuật dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức và phát triển tư duy HS, hình thành cho các em khả năng độc lập, năng động, sáng tạo trong việc tiếp thu và xử lí thông tin, cũng như trong việc giải quyết những công việc cụ thể sau này

a) Sử dụng phương pháp thuyết trình theo hướng tích cực hoá hoạt động của HS

Phương pháp thuyết trình là một phương pháp dạy học trong đó GV dùng lời nói, chữ viết để trình bày, giảng giải nội dung bài học, còn HS chủ yếu thụ động nghe, nhìn, ghi chép, tái hiện và ghi nhớ nội dung bài học

Phương pháp thuyết trình gồm các bước sau:

- Bước 1: Đặt vấn đề

Mục đích của việc này là nhằm thu hút sự chú ý của HS và tạo tâm thế học tập, thiết lập mối quan hệ giữa kiến thức cũ và kiến thức mới, đồng thời giới thiệu mục tiêu của bài học

Cách đặt vấn đề có thể là dựa vào kiến thức, vốn sống, kinh nghiệm đã có của HS hoặc dựa vào các tư liệu về lịch sử phát triển khoa học Vật lí, hoặc dựa vào hiện tượng thực tế có liên quan…

- Bước 2: Giải quyết vấn đề

Giải quyết theo từng nội dung trong bài, chú ý các đoạn chuyển tiếp giữa các phần, minh hoạ- giải thích, nêu vấn đề và giải quyết…Có thể giải quyết vấn đề theo con đường qui nạp hoặc diễn dịch tuỳ theo đặc điểm nội dung bài học

- Bước 3: Kết luận

Do vậy, khi sử dụng phương pháp này, cần chú ý các điểm sau: + Lời giảng của GV phải đủ to, rõ, không vi phạm các qui luật lôgic + Tốc độ vừa phải, có định hướng ghi chép, theo dõi của HS

+ Biết dừng đúng lúc với thời gian hợp lí + Nội dung bài thuyết trình phải lôgic

+ Tư thế, tác phong và cách diễn đạt của GV phải hấp dẫn, lôi cuốn HS

b) Sử dụng phương pháp đàm thoại theo hướng tích cực hoá hoạt động học

tập của HS

Phương pháp đàm thoại là phương pháp trong đó GV đặt ra một hệ thống câu hỏi, HS sẽ trả lời hay trao đổi với GV hoặc tranh luận giữa các thành viên trong lớp với nhau, qua đó HS sẽ củng cố, ôn tập kiến thức cũ và tiếp thu được kiến thức mới Trong hệ thống câu hỏi, ngoài các câu hỏi chính còn có những câu hỏi phụ để gợi ý khi HS gặp khó khăn

Người ta thường chia ra hai dạng đàm thoại chính là:

+ Đàm thoại tái hiện: các câu hỏi, vấn đề do GV đặt ra đòi hỏi HS nhớ, tái hiện lại kiến thức, kinh nghiệm đã có thì có thể giải quyết được Loại này chủ yếu dùng để ôn tập, củng cố kiến thức

+ Đàm thoại gợi mở hay vấn đáp tìm tòi: Trong vấn đáp tìm tòi GV luôn đóng vai trò chỉ đạo, điều khiển hoạt động của HS Hệ thống câu hỏi của GV giữ vai trò chỉ đạo, định hướng hoạt động nhận thức của HS Trật tự lôgic của câu hỏi góp phần hướng dẫn HS từng bước phát hiện ra bản chất của sự vật,

21

Muốn nâng cao hiệu quả của phương pháp vấn đáp tìm tòi, GV cần đầu tư nâng cao chất lượng của các câu hỏi Giảm bớt các câu hỏi có yêu cầu thấp về mặt nhận thức (chỉ đòi hỏi tái hiện kiến thức) Tăng dần số câu hỏi có yêu cầu cao về mặt nhận thức (câu hỏi có sự thông hiểu và sáng tạo trong vận dụng kiến thức để trả lời câu hỏi, cũng như đòi hỏi cả sự phân tích, hệ thống hoá, khái quát hoá…kiến thức)

Loại câu hỏi thứ hai có tác dụng kích thích tư duy tích cực của HS Tuy nhiên, cũng không nên xem thường loại câu hỏi thứ nhất, vì không tích luỹ kiến thức đến một mức độ nhất định nào đó thì khó mà tư duy sáng tạo

c) Dạy học theo nhóm

Theo cách dạy này, lớp học được chia thành nhiều nhóm nhỏ, mỗi nhóm từ 4 đến 6 HS Tuỳ vào mục đích sư phạm và vấn đề học tập mà GV phân nhóm cho thích hợp Nhóm được duy trì ổn định hoặc thay đổi theo từng tiết học, các nhóm được giao cùng một nhiệm vụ hoặc giao những nhiệm vụ khác nhau Trong mỗi nhóm có nhóm trưởng, nhóm trưởng chịu trách nhiệm phân chia công việc cho các nhóm viên thực hiện một phần công việc của nhóm Trong thực hiện công việc, các thành viên trong nhóm làm việc tích cực và tạo không khí thi đua với các nhóm khác GV cần có biện pháp để tạo ra không khí thi đua này Kết quả làm việc của mỗi nhóm sẽ đóng góp vào kết quả chung của cả lớp Mỗi nhóm sẽ trình bày kết quả của mình trước toàn lớp và các nhóm có thể trao đổi, tranh luận với nhau về kết quả của nhóm khác cũng như kết quả của nhóm mình

Tiến trình dạy học theo nhóm (có thể là một phần tiết học, một tiết học…) gồm những bước sau:

- Bước 1: GV làm việc chung với cả lớp

+ Nêu vấn đề, xác định nhiệm vụ nhận thức

+ Tổ chức các nhóm, giao nhiệm vụ cụ thể cho từng nhóm

+ Trao đổi ý kiến thảo luận trong nhóm

+ Cử đại diện để trình bày kết quả làm việc của nhóm

- Bước 3: Thảo luận, tổng kết trước toàn lớp

+ Các nhóm lần lượt báo cáo kết quả + Các nhóm trao đổi, thảo luận chung

+ GV nhận xét, bổ sung, hoàn chỉnh và đưa ra kết luận cuối cùng Chỉ ra những kiến thức HS cần lĩnh hội

Với phương pháp dạy học hợp tác nhóm, cho phép các thành viên trong nhóm chia sẻ kinh nghiệm và những hiểu biết cho nhau, cũng như những vướng mắc, những băn khoăn suy nghĩ của bản thân Nhờ sự trao đổi, thảo luận giữa các thành viên trong nhóm và giữa các nhóm giúp cho HS dễ hiểu và dễ nhớ bài hơn

Tuy nhiên, việc tổ chức cho HS học tập theo nhóm ngay tại lớp bị hạn chế bởi không gian chật hẹp của lớp học, bởi thời gian hạn định của tiết học nên GV phải biết tổ chức hợp lí mới có kết quả Không nên lạm dụng các hoạt động nhóm và cần đề phòng xu hướng hình thức Cần lưu ý, trong hoạt động nhóm, tư duy tích cực của HS phải được phát huy và ý nghĩa quan trọng của nó là rèn luyện năng lực hợp tác giữa các thành viên trong tổ chức lao động

c) Dạy học theo lí thuyết kiến tạo - Cơ sở của lí thuyết kiến tạo

+ Học trong hoạt động

Học là một hoạt động đặc thù của con người, trong đó người học vừa là chủ thể, vừa là đối tượng tác động Bởi vậy, cách học tốt nhất là học trong

23

hoạt động và thông qua hành động Do đó, thầy giáo phải tổ chức tình huống để đưa HS vào hoạt động, qua đó HS kiến tạo được kiến thức, phát triển trí tuệ và nhân cách

+ Học là sự vượt qua khó khăn về nhận thức

Những quan niệm sai lầm thường tạo nên những trở lực cho HS trong quá trình nhận thức Vì thế, người ta nói rằng dạy học là xây dựng cái mới trên nền cái cũ

+ Học trong sự tương tác

Thông qua sự tương tác giúp cho HS hiểu rõ và nắm vững hơn các kiến thức khoa học Do đó, việc học của HS sẽ thuận lợi và hiệu quả hơn Thông qua thảo luận, tranh luận kiến thức đến với HS sẽ tự nhiên hơn, không áp đặt và gượng ép

+ Học thông qua hoạt động giải quyết vấn đề

Thường trước những vấn đề được HS chấp nhận, thì các em có hứng thú và nhu cầu tìm cách giải quyết Chính sự tò mò đã tạo cho các em quyết tâm tìm tòi câu trả lời Đây là yếu tố tạo nên sự tích cực của hoạt động nhận thức ở HS

- Tiến trình dạy học theo lí thuyết kiến tạo

Dạy học theo lí thuyết kiến tạo gồm ba pha: + Pha chuyển giao nhiệm vụ

Trong pha này ta cần làm cho HS ý thức được nhiệm vụ học tập + Pha hành động giải quyết vấn đề

Dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ của GV, HS tham gia hoạt động để xây dựng kiến thức cho bản thân

+ Pha tranh luận hợp thức hoá kiến thức và vận dụng kiến thức mới Các kiến thức mà HS đưa ra có khi chưa đầy đủ, chưa thật chính xác và khoa học Vì vậy, GV cần tổ chức cho HS tranh luận, qua đó bổ sung, chỉnh lí

+ Tạo điều kiện để HS bộc lộ quan niệm riêng

+ Tổ chức cho HS tranh luận về những quan niệm của mình

+ Trọng tài trong những trường hợp ý kiến tranh luận không ngã ngũ + Tạo điều kiện và giúp HS nhận ra các quan niệm sai lầm của mình và tự giác khắc phục chúng

+ Trình bày tính hiển nhiên của các quan niệm khoa học + Tổ chức cho HS vận dụng kiến thức thu nhận

Các phương pháp dạy học tích cực hình thành và phát triển từ lâu, tuy nhiên do những yêu cầu đổi mới giáo dục nhằm đào tạo thế hệ trẻ thành những con người phát triển, năng động và sáng tạo, nên các phương pháp này ngày càng được đặc biệt quan tâm hơn Trong các phương pháp dạy học tích cực, người ta đề cao vai trò hoạt động của HS, nhưng không hề hạ thấp hay giảm nhẹ vai trò của GV Trái lại, GV càng có vai trò quan trọng hơn và được chuyển đổi từ vai trò là người truyền đạt kiến thức sang vai trò là người tổ chức, điều khiển, hướng dẫn hoạt động nhận thức của HS12

1.3 Khái niệm, định luật Vật lí và thực trạng dạy- học các khái niệm và định luật Vật lí ở trường THPT miền núi hiện nay

1.3.1 Khái niệm Vật lí

1.3.1.1.Khái niệm Vật lí

Khái niệm là một tư tưởng phản ánh những dấu hiệu bản chất, khác biệt của các sự vật hiện tượng của hiện thực Khái niệm là kết quả của những quá trình trừu tượng hoá, của sự tổng hợp khái quát biện chứng, đó là một hình thức tư duy phản ánh những dấu hiệu chung và bản chất của các sự vật, hiện

25

Khi tiếp xúc và quan sát các vật thể, các hiện tượng Vật lí, ta nhận thấy chúng có dấu hiệu giống nhau Các dấu hiệu chung ấy trong hàng loạt các sự vật khác nhau chỉ phản ánh một mặt nào đó của hiện tượng, một tính chất nào đó của vật thể được chọn lọc, xác định, được định nghĩa và trở thành khái niệm Vật lí 10

Khái niệm Vật lí là kết quả của những quá trình trừu tượng hoá, khái quát hoá mà trong đó diễn ra sự phản ánh những dấu hiệu chung bản chất của các đối tượng, hiện tượng Vật lí Những dấu hiệu này cho phép ta xác định (định nghĩa) đối tượng, phân biệt nó với các đối tượng, hiện tượng khác 21

1.3.1.2 Các đặc điểm của khái niệm Vật lí

Khái niệm Vật lí là hình thức cơ bản của nhận thức lí tính, hình thành do kết quả của hoạt động tư duy, là giai đoạn cao nhất của sự phản ánh thế giới vào trong nhận thức của con người Mỗi khái niệm có một nội hàm riêng, nội hàm này được xác định bởi một tập hợp những dấu hiệu chung, thuộc tính bản chất Vật lí nào đó Khái niệm Vật lí dù cụ thể, dễ hiểu hay trừu tượng khó hiểu, song luôn phản ánh đúng đắn một thuộc tính nhất định của thế giới khách quan

Khái niệm Vật lí có tính chất trừu tượng và khái quát, nó khác về chất so với cảm giác, tri giác và biểu tượng Quá trình hình thành khái niệm về đại lượng Vật lí được thực hiện từng bước, từ việc mở ra các tính chất định tính đến việc nghiên cứu mối liên hệ định lượng của các sự vật, hiện tượng, dẫn đến các biểu thức, định nghĩa bằng lời Việc vận dụng khái niệm nảy sinh nhu cầu đo đạc, tính toán và xác lập đơn vị đo của đại lượng Vật lí Một số khái niệm Vật lí được hình thành trong cả một quá trình nhận thức Trong quá trình ấy khái niệm được mở rộng, củng cố, được vận dụng theo nhiều khía cạnh khác nhau

26

Khái niệm Vật lí rất nhiều vẻ, nội dung rộng hẹp khác nhau, có khái niệm định tính, có khái niệm mang cả tính chất định tính lẫn định lượng Dung lượng của khái niệm được xác lập bởi tập hợp những đối tượng Vật lí có cùng những dấu hiệu và thuộc tính bản chất, phản ánh những tính chất chung của khái niệm Các thuộc tính, dấu hiệu và quan hệ khác biệt không thể hiện bản chất mức độ như nhau trong các khái niệm

Mỗi khái niệm đều nằm trong mối quan hệ nào đó với các khái niệm khác trong quá trình nhận thức tiếp theo về thế giới, dẫn đến hình thành những khái niệm mới phản ánh sâu sắc hơn bản chất của sự vật Nói cách khác, khái niệm mới xuất hiện do nhu cầu giải quyết một mâu thuẫn giữa sự hiểu biết đã có và sự chưa hiểu biết và cũng là kết quả của sự giải quyết mâu thuẫn đó Ví dụ: để mô tả tính chất nhanh hay chậm của các chuyển động thẳng đều thì ta dùng khái niệm vận tốc là đủ Nhưng khi nghiên cứu chuyển động của các hòn bi trên các mặt phẳng nghiêng khác nhau, ta thấy một hiện tượng mới là vận tốc của chúng thay đổi, tăng dần và khác nhau Dùng đại lượng Vật lí nào trong các khái niệm đã biết (đường đi, thời gian hay vận tốc) biểu thị được tính chất mới đó Mâu thuẫn xuất hiện và chỉ có thể giải quyết mâu thuẫn đó bằng cách xây dựng một khái niệm mới: khái niệm gia tốc

Khái niệm Vật lí xuất hiện ở một thời kì nào đó phản ánh một trình độ nhận thức nhất định của con người lúc đó Nội dung khái niệm được bổ sung, phát triển và biến đổi phù hợp với trình độ khoa học đương thời Ví dụ: trong cơ học cổ điển, khối lượng, chiều dài và thời gian đều bất biến, nhưng trong cơ học tương đối tính (v c) thì chúng lại là hàm của vận tốc của vật:

m =

220/1 vc

; l = l01 v2/c2 ;

220/1 vc

t

27

1.3.1.3 Các loại khái niệm Vật lí

Khái niệm Vật lí có hai loại chính: khái niệm định tính và khái niệm định lượng Khái niệm định tính miêu tả các hành vi của tự nhiên nhưng không phục tùng một quá trình đo nào và về nguyên tắc không phải đo, bao gồm các khái niệm về hiện tượng, sự vật cụ thể, hạt vĩ mô, trường Vật lí, các thuộc tính Vật lí…

Khái niệm định lượng: đối tượng tư duy là những đại lượng có thể miêu tả các hành vi của tự nhiên phục tùng theo những quá trình đo và về nguyên tắc có thể đo hoặc xác định được, thường được biểu diễn bằng các biểu thức toán học, bao gồm khái niệm về các đại lượng Vật lí, về đơn vị…10

Trong các loại khái niệm Vật lí thì khái niệm về đại lượng Vật lí có tầm quan trọng đặc biệt Mỗi một đại lượng Vật lí đều có hai đặc điểm: đặc điểm định tính và đặc điểm định lượng Đặc điểm định tính là biểu thị một tính chất Vật lí nào đó của sự vật, hiện tượng Đặc điểm định lượng cho ta biết cách đo cường độ lớn hay nhỏ, mạnh hay yếu của tính chất Vật lí đó

Những khái niệm về đại lượng Vật lí được đặc trưng bởi sự thống nhất giữa đặc điểm định tính và đặc điểm định lượng

Những định nghĩa của các đại lượng Vật lí được phát biểu rõ ràng, chính xác Phân tích nội dung định nghĩa một đại lượng Vật lí xác định, cần thấy rõ cả dấu hiệu định tính lẫn dấu hiệu định lượng Một đại lượng Vật lí biểu thị số đo định lượng một tính chất Vật lí nào đó của sự vật, hiện tượng Sự thông hiểu kiến thức về một đại lượng Vật lí phải thể hiện ở chỗ phản ánh được mối liên hệ giữa hai mặt định tính và định lượng của một tính chất Vật lí xác định Nói cách khác, qua định nghĩa một đại lượng Vật lí phải trả lời được các câu hỏi theo cả hai chiều: đại lượng này biểu thị số đo định lượng của tính chất Vật lí gì? Dựa vào cái gì để xác định (biểu thị) được số đo định lượng của tính chất Vật lí này? Nghĩa là nếu xuất phát từ dấu hiệu định lượng thì cần tìm

28

hiểu, làm sáng tỏ dấu hiệu định tính, và ngược lại, nếu xuất phát từ dấu hiệu định tính thì cần làm sáng tỏ dấu hiệu định lượng của tính chất Vật lí đang xét Trong việc dạy học kiến thức về một đại lượng Vật lí, đòi hỏi GV phải định hướng, kiểm tra nhận thức của HS về cả hai khía cạnh định tính và định lượng trong khái niệm về đại lượng đó và đi đến diễn đạt bằng lời định nghĩa đại lượng

Khái niệm về một đại lượng Vật lí được xây dựng trong quá trình xem xét sự vật hiện tượng Vật lí, phân tích các kết quả quan sát, thực nghiệm hoặc các kết quả suy luận, tính toán lí thuyết, nhận ra được sự tồn tại của một tính chất nào đó của sự vật hiện tượng liên quan đến sự tồn tại của một mối tương quan bất biến nào đó ở tất cả các sự vật hiện tượng cụ thể thuộc cùng một lớp, có thể biểu đạt bằng cùng một biểu thức toán học, nhưng giá trị định lượng của biểu thức này tương ứng với mỗi trường hợp cụ thể khác nhau là khác nhau

Các đại lượng Vật lí có thể là đại lượng vô hướng (ví dụ: khối lượng, công, năng lượng…) hoặc đại lượng véc tơ (ví dụ: vận tốc, gia tốc, lực, động lượng…) Vì vậy, trong việc dạy học các khái niệm về đại lượng Vật lí cụ thể, GV cần làm cho HS nắm vững tính chất vô hướng hay tính chất véc tơ của đại lượng Vật lí cụ thể đang nghiên cứu

Trị số của một đại lượng Vật lí cụ thể được xác định theo đơn vị đo của của đại lượng đó Đối với các đại lượng Vật lí cơ bản (ví dụ: khối lượng, chiều dài…), đơn vị đo là một mẫu cụ thể được xác định theo quy ước Còn đối với các đại lượng Vật lí dẫn xuất (ví dụ: vận tốc, gia tốc, lực…) thì đơn vị đo được xác định tuỳ thuộc vào mối liên hệ của đại lượng đó với các đại lượng Vật lí cơ bản đã chọn Một trong những yêu cầu của việc dạy học kiến thức Vật lí là phải đảm bảo cho HS nắm vững được đơn vị đo của đại lượng Vật lí đó

29

Người ta còn phân biệt các đại lượng có thứ nguyên (ví dụ: vận tốc, động lượng…) và các đại lượng không có thứ nguyên (ví dụ: hệ số ma sát, hằng số điện môi…)

Một đại lượng Vật lí bao giờ cũng có mối liên hệ nào đó với các đại lượng khác bằng một công thức toán học cụ thể Nói cách khác, công thức Toán- Vật lí biểu thị mối liên hệ đa phương của một đại lượng Vật lí Mặt khác, một đại lượng Vật lí lại có thể có mặt trong nhiều mối liên hệ khác nhau đối với các đại lượng Vật lí khác, nghĩa là có thể có nhiều công thức khác nhau cùng chứa một đại lượng Vật lí nhất định (ví dụ: đại lượng gia tốc trong các công thức xác định lực, vận tốc, đường đi…) Vì vậy, muốn HS hiểu sâu sắc và vận dụng được kiến thức về các đại lượng Vật lí thì trong quá trình dạy học, GV cần hướng dẫn HS hệ thống hoá kiến thức và vận dụng kiến thức để nắm được đầy đủ các mối liên hệ có liên quan đến từng đại lượng Vật lí đã học

Sau đây, ta chỉ đề cập đến việc hình thành khái niệm về đại lượng Vật lí Việc hình thành các khái niệm Vật lí khác chỉ có mặt định tính (ví dụ: khái niệm chân không, sự rơi, sự nhiễm điện, tia sáng, thấu kính…) thì đơn giản hơn và cũng gồm một số giai đoạn giống như các giai đoạn hình thành một đại lượng Vật lí

1.3.1.4 Các giai đoạn điển hình của quá trình hình thành những khái niệm về đại lượng Vật lí

Không thể đưa ra một sơ đồ chung, duy nhất cho việc hình thành tất cả các khái niệm về đại lượng Vật lí, bởi vì tính chất muôn hình muôn vẻ của các sự kiện và hiện tượng Vật lí Ngay trong lịch sử Vật lí học, ta thấy con đường phát hiện ra những đặc tính của sự vật, hiện tượng Vật lí và xây dựng những khái niệm tương ứng cũng rất đa dạng, phức tạp, nhiều khi rất quanh co trong một thời gian dài Mặt khác, đặc điểm của các lớp HS cũng rất đa dạng, làm cho quá trình hình thành các khái niệm Vật lí cũng rất khác nhau Dưới đây,

30

ta chỉ vạch ra những giai đoạn điển hình của quá trình đó và nội dung chính của mỗi giai đoạn Khi vận dụng vào xây dựng từng khái niệm cụ thể, ta có thể thay đổi ngay cả trình tự các giai đoạn cũng như những hành động cụ thể trong mỗi giai đoạn cho thích hợp nhằm đạt kết quả cao nhất

- Giai đoạn 1: Phát hiện đặc điểm định tính của khái niệm

Như trên đã nói, trong dạy học Vật lí, một khái niệm mới được xây dựng để giải quyết một mâu thuẫn giữa sự hiểu biết đã có và sự chưa hiểu biết, có nghĩa là: những khái niệm đã có chưa đủ để mô tả, lí giải được những sự vật, hiện tượng mới xuất hiện Bởi vậy, trước hết, GV cần tạo điều kiện để HS ý thức được mâu thuẫn đó, phát hiện được những mặt mới của sự vật hiện tượng mà nếu dùng những khái niệm đã biết thì không thể hiểu được Muốn thế, GV tạo ra một tình huống, trong đó xuất hiện tính chất mới của sự vật, hiện tượng Ví dụ: GV có thể giới thiệu (hoặc yêu cầu HS nhớ lại) sự kiện gần gũi với đời sống hằng ngày của HS, sử dụng một thí nghiệm đơn giản để làm xuất hiện một hiện tượng mới, làm một bài tập vận dụng khái niệm cũ để giải quyết một vấn đề mới Nhưng những cố gắng nỗ lực của HS trong việc sử dụng vốn kiến thức cũ, khái niệm cũ đều không giải quyết được nhiệm vụ đề ra, bắt buộc phải đưa ra một khái niệm mới Lúc đó, HS hiểu rõ việc đưa ra khái niệm mới để làm gì, để đặc trưng cho tính chất mới nào của sự vật, hiện tượng Trả lời được câu hỏi đó chính là đã phát hiện được đặc điểm định tính của khái niệm

- Giai đoạn 2: Chỉ ra đặc điểm định lượng của khái niệm

Nói cách khác là chỉ rõ mối liên hệ định lượng giữa khái niệm mới với khái niệm cũ, cách xác định độ lớn của khái niệm mới Đặc điểm định lượng phải thống nhất với đặc điểm định tính, phản ánh được đặc điểm định tính Thông thường, đặc điểm định lượng của đại lượng Vật lí mới được biểu diễn bằng một công thức toán học liên hệ giữa đại lượng mới với đại lượng cũ đã biết Thường có hai cách để tìm ra đặc điểm định lượng của khái niệm mới:

31

+ Cách 1: Nếu đã biết trước đặc điểm định tính của khái niệm, ta có thể

xuất phát từ đặc điểm định tính đó, dựa trên sự phân tích mối quan hệ giữa khái niệm mới với các khái niệm cũ, tìm ra một biểu thức định lượng giữa các khái niệm cũ, biểu thức này có giá trị càng lớn khi đặc tính mới của sự vật và hiện tượng có biểu hiện càng mạnh và ngược lại Ví dụ: ta tìm được biểu thức

và nhận thấy nó có giá tri càng lớn khi chuyển động càng nhanh và ngược lại Vậy biểu thức

này biểu thị tính chất nhanh hay chậm của chuyển động

+ Cách 2: Nếu chưa biết trước đặc điểm định tính của khái niệm thì ta

không thể dựa vào đặc điểm định tính để tìm đặc điểm định lượng mà phải làm một cách độc lập Ta sử dụng những đại lượng và định luật đã biết để khảo sát một hiện tượng mới và tìm được một biểu thức luôn luôn có một giá trị không đổi khi các đại lượng có mặt trong biểu thức đó thay đổi, giá trị của biểu thức này chỉ phụ thuộc vào bản thân của sự vật, hiện tượng, mà không phụ thuộc vào các đại lượng bên ngoài Biểu thức này được coi là đặc trưng cho một tính chất nào đó của chính bản thân sự vật, hiện tượng mà ta chưa biết, có thể dùng để đặc trưng cho một tính chất nào đó của sự vật, hiện tượng Phân tích ý nghĩa thực tiễn của biểu thức đó, ta sẽ biết được biểu thức đó đặc trưng cho tính chất nào của sự vật, hiện tượng, nghĩa là tìm được đặc điểm định tính của khái niệm Cũng có khi ta gọi đó là ý nghĩa Vật lí của biểu thức tìm được Có nhiều trường hợp, sau khi xác định được đặc điểm định lượng, ta mất rất nhiều thời gian mới tìm được đặc điểm định tính hay ý nghĩa Vật lí của biểu thức định lượng Ví dụ: khi khảo sát sự va chạm giữa hai vật có khối lượng m1 và m2, người ta nhận thấy rằng: tổng các tích mv của chúng (m1v1 + m2v2) luôn luôn là một hằng số, không phụ thuộc vào cách thức va chạm:

m1v1 + m2v2 = '22'11vmvm

32

Vậy tích mv của các vật có một ý nghĩa, vai trò quan trọng trong tương tác giữa hai vật, nó chắc chắn đặc trưng cho một đặc tính nào đó của hai vật tượng tác Ta tạm đặt cho nó một cái tên là động lượng của vật Một sự phân tích tỉ mỉ về sau mới thấy được động lượng đặc trưng cho chuyển động của vật xét về mặt động lực học, hoặc động lượng là số đo chuyển động cơ học của vật

+ Cách 3: Vì đặc điểm định lượng của khái niệm về đại lượng Vật lí

biểu thị một mối quan hệ khách quan giữa khái niệm mới với các khái niệm cũ nên nhiều khi nó cũng xuất hiện đồng thời với định luật Vật lí biểu thị mối quan hệ đó Ví dụ: đại lượng mv trong cách 2 nêu ở trên cũng nằm trong công thức của định luật bảo toàn động lượng Công thức của định luật II Niutơn F = ma cũng chính là công thức của khái niệm lực

- Giai đoạn 3: Định nghĩa đại lượng Vật lí

Định nghĩa khái niệm là quá trình nhận thức, làm rõ các thuộc tính bản chất của các sự vật, hiện tượng, làm rõ mối quan hệ giữa chúng Định nghĩa cần dựa trên các cứ liệu thực tế, tuân theo các qui tắc: phải tương xứng, không được vòng quanh luẩn quẩn, không được phủ định nhau, ngắn gọn, rõ nghĩa

Theo lôgic học, khi định nghĩa một khái niệm, ta phải thực hiện hai nhiệm vụ:

+ Phân biệt sự vật cần định nghĩa với tất cả những sự vật khác tiếp cận với nó

+ Vạch ra những dấu hiệu bản chất của sự vật cần định nghĩa (nội hàm của khái niệm)

Để thực hiện được hai nhiệm vụ ấy, trong lôgic học, thường dùng phổ biến là định nghĩa thông qua giống và khác biệt về loài Công thức chung của loại định nghĩa này là:

33 Khái niệm muốn

định nghĩa = Khái niệm giống + Thuộc tính bản chất của loài

Ví dụ: Động năng là năng lượng do chuyển động mà có Như vậy, muốn định nghĩa động năng, ta phải đưa ra một khái niệm đã biết có ngoại diên bao trùm lên ngoại diên của khái niệm cần định nghĩa, là khái niệm năng lượng (giống), sau đó nêu thêm những thuộc tính bản chất của động năng (loài) là do chuyển động mà có để phân biệt với các dạng năng lượng khác như thế năng

Tuy nhiên, trong Vật lí học, nhiều khi mỗi đại lượng vật lí thuộc một loại đặc biệt, không thể phân chia được theo giống và loài, mặc dù chúng có quan hệ chặt chẽ với nhau Ví dụ: vận tốc v có quan hệ với đường đi s và thời gian t theo công thức v =

, nhưng không thể nói vận tốc là cùng một giống với quãng đường đi, chúng có bản chất khác nhau, biểu thị hai tính chất hoàn toàn khác nhau của chuyển động: vận tốc biểu thị tính chất nhanh hay chậm của chuyển động, còn đường đi biểu thị khoảng cách giữa vị trí ban đầu và vị trí cuối của vật chuyển động Bởi vậy, cách định nghĩa “vận tốc là quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian” sẽ dẫn tới sự hiểu lầm rằng vận tốc và quãng đường đi có cùng bản chất

Với quan niệm như trên, đối với đa số các đại lượng Vật lí, người ta dùng hình thức định nghĩa thứ hai: định nghĩa bằng cách nêu toàn bộ nội hàm của khái niệm, nghĩa là nêu cả đặc điểm định tính và đặc điểm định lượng của khái niệm Ví dụ: “Vận tốc là đại lượng Vật lí đặc trưng cho tính chất nhanh hay chậm của chuyển động và đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và thời gian để đi hết quãng đường đó”

Đối với các đại lượng Vật lí, đặc điểm định lượng phản ánh đặc điểm định tính, thống nhất với đặc điểm định tính, nhưng đặc điểm định lượng có vai trò nổi bật hơn do mối liên hệ với các đại lượng khác cũng như yêu cầu

34

phải đo lường chính xác, cách diễn đạt bằng lời cũng gọn gàng rõ ràng hơn Do đó, nhiều khi trong định nghĩa, người ta chỉ nêu đặc điểm định lượng của đại lượng Vật lí, còn đặc điểm định tính coi như giải thích ý nghĩa Vật lí của khái niệm, có thể diễn đạt bằng mệnh đề nằm ngoài định nghĩa Ở trường phổ thông, ta chỉ nên dùng hình thức gọn gàng trong trường hợp việc diễn đạt đặc điểm định tính khá phức tạp Ví dụ: khi mới bắt đầu nghiên cứu khái niệm công cơ học, ta chỉ có thể định nghĩa: “Công là đại lượng đo bằng tích số của lực F và quãng đường đi s do tác dụng của lực, và cosin của góc giữa hướng của lực và hướng của đường chuyển dời: A = F.s.cosin ” Còn đặc điểm định tính của công thì mãi về sau mới xác định được: “Công là đại lượng biểu thị phần năng lượng truyền từ vật này sang vật khác hay biến đổi từ dạng này sang dạng khác”

- Giai đoạn 4: Xác định đơn vị đo

Đo một đại lượng Vật lí cần phải thoả mãn hai yêu cầu:

+ So sánh hai đại lượng cùng loại bằng nhau Điều đó có nghĩa là phải chọn được một “vật mẫu” để so sánh với vật khác có đặc điểm định lượng bằng đặc điểm định lượng của vật mẫu

+ Xác định được một đại lượng cùng loại với vật mẫu

Những yêu cầu này đặc biệt khó khăn khi “vật mẫu” lại là khái niệm trừu tượng

Trong Vật lí học, có hai loại đơn vị: đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất Đơn vị cơ bản thì có thể tuỳ chọn, không phụ thuộc vào đơn vị đo các đại lượng khác (ví dụ: đơn vị đo độ dài, thời gian, khối lượng trong cơ học) Còn các đơn vị dẫn xuất đều được xác định dựa trên công thức định nghĩa của đại lượng vật lí muốn đo Đơn vị để đo một đại lượng là một trường hợp riêng, cụ thể của chính đại lượng đó Ví dụ đơn vị đo chiều dài chỉ có thể là chiều dài của vật làm mẫu (cái thước mét mẫu), đơn vị đo công suất chỉ có thể là công