Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh qua dạy học giải bài tập vật lý chương động học chất điểm vật lý 10 chương trình nâng cao

1 MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Luật Giáo dục nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam (năm 1998), điều 24 quy định: “ phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn ” Tích cực hoá hoạt động nhận thức HS học tập theo tư tưởng đổi giáo dục, lấy người học làm trung tâm, hình thức tổ chức dạy học tương tác đến người học, tự lực tìm kiếm kiến thức rèn luyện kỹ hoạt động trí tuệ, nâng cao hiệu dạy học Đó dạy học phát triển mà nước ta giới thực nhà trường Bài tập Vật lý, phương tiện hữu hiệu để thực nhiều mục đích q trình dạy học Trong trình dạy học, BTVL sử dụng giai đoạn, đặc biệt, sử dụng tập để đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện kỹ kỹ xảo, phát triển tư bồi dưỡng lực sáng tạo cho HS Vấn đề nhận thức phát triển trí tuệ HS vấn đề khó khăn quan trọng dạy học Đó mục tiêu giáo dục nói chung dạy học nói riêng Q trình nghiên cứu giải tập HS trường THPT cịn gặp nhiều khó khăn Việc nghiên cứu xây dựng sử dụng BTVL nhiều quan điểm khác trường phổ thơng Phương pháp giảng dạy trường phổ thơng cịn nặng việc thơng báo kiến thức, mà tập luyện cho HS khám phá kiến thức hoạt động, thao tác tư duy, trí tuệ tương thích với Cho đến chưa có cơng trình nghiên cứu cách đầy đủ vấn đề dạy học BTVL nhằm tích cực hố hoạt động nhận thức, hoạt động trí tuệ HS Vì lý đây, chọn đề tài nghiên cứu Luận văn là: Tích cực hố hoạt động nhận thức học sinh thông qua dạy học tập Vật lý " chương Động học chất điểm - Lớp 10 nâng cao" 2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xây dựng sử dụng tập dạy học Vật lý, đồng thời đề xuất quan điểm biện pháp việc lựa chọn, xây dựng sử dụng tập nhằm rèn luyện kỹ giải tập, tích cực hoá hoạt động nhận thức HS dạy học chương Động học chất điểm nói riêng vật lý nói chung ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu - Lý thuyết phương pháp dạy học vật lý THPT - Những yêu cầu nâng cao chất lượng dạy học vật lý THPT - Phương pháp dạy học tập vật lý trường THPT - Bài tập Vật lý phương pháp sử dụng tập Vật lý dạy học - Học sinh lớp 10 THPT - SGK, BTVL 10 tài liệu liên quan dạy học chương Động học chất điểm Phạm vi nghiên cứu - Chương trình vật lý 10, chương Động học chất điểm - Tâm lý HS lứa tuổi lớp 10 - Hoạt động nhận thức HS tâm lý, học tập vật lý giải tập GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu lựa chọn, xây dựng, sử dụng tổ chức hoạt động học giải tập chương Động học chất điểm nói riêng BTVL nói chung cách hợp lý q trình dạy học, góp phần tích cực hố hoạt động nhận thức HS nâng cao hiệu dạy học Vật lý trường THPT NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lý luận hoạt động nhận thức người học - Nghiên cứu thực tiễn hoạt động giải BTVL HS - Nghiên cứu nội dung chương Động học chất điểm - Vật lý 10 nâng cao - Bài tập vật lý, định hướng giải BTVL trường THPT - Hệ thống tập chương Động học chất điểm sử dụng dạy học - Chuẩn bị hệ thống tập chương Động học chất điểm áp dụng để bồi dưỡng hoạt động nhận thức HS qua thực nghiệm sư phạm - Thực nghiệm sư phạm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6.1 Nghiên cứu lý thuyết - Cơ sở lý luận tâm lý học, giáo dục học, lý luận dạy học liên quan đến giải BTVL - Nghiên cứu tài liệu liên quan đến nội dung chương Động học chất điểm - Nghiên cứu biện pháp, cách thức bồi dưỡng hoạt động nhận thức cho HS dạy học Vật lý 6.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Thực trạng HS GV trình nghiên cứu, học tập giải tập vật lý trường phổ thông - Tiến hành thực nghiệm sư phạm trường THPT Lê Lai - Thanh Hoá - Thống kê sử lý số liệu thực nghiệm ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN - Làm rõ ý nghĩa hoạt động nhận thức giải tập vật lý - Làm rõ cần thiết việc bồi dưỡng cho HS tích cực hố hoạt động nhận thức HS học tập Vật lý giải BTVL - Luận văn dùng làm tài liệu tham khảo cho GV Vật lý THPT CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục Luận văn gồm có ba chương: Chương 1: Cơ sở lý luận đề tài Chương 2: Tích cực hố hoạt động nhận thức học sinh thông qua dạy học tập vật lý chương động học chất điểm Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Con đường nhận thức vật lý hoạt động nhận thức vật lý học sinh 1.1.1 Con đường nhận thức Vật lí Cũng môn khoa học tự nhiên khác, khoa học vật lí nghiên cứu giới tự nhiên nhằm phát đặc tính qui luật khách quan vật tượng tự nhiên Vấn đề then chốt phải đặt cho người nghiên cứu là: làm để tìm chân lí, làm để biết điều mà nhà nghiên cứu tìm chân lí khách quan? V.I Lênin khái quát hoá thành tựu nhiều nhà khoa học đường tìm chân lí, nhiều phải trải qua đấu tranh gian khổ, liệt ra: “Từ trực quan sinh động đến tư trừu tượng, từ tư trừu tượng trở thực tiễn, đường biện chứng nhận thức chân lí, nhận thức thực khách quan” V.G Razumơpxki sở khái qt hố lời phát biểu giống nhà vật lí tiếng A.Anhxtanh, M.Plăng, M.Boocnơ, P.l Kapitxa… trình bày khía cạnh q trình sáng tạo khoa học dạng chu trình sau (Sơ đồ 1): Từ khái quát kiện xuất phát đến xây dựng mơ hình trừu tượng giả định (có tính chất giả thuyết); từ mơ hình dẫn đến việc rút hệ lí thuyết (bằng suy luận lơgic hay suy luận tốn học); kiểm tra thực nghiệm hệ Sơ đồ 1: Chu trình sáng tạo khoa học theo Razumơpxki Mơ hình giả định trừu tượng Các hệ logic Những kiện khởi đầu Thí nghiệm kiểm tra Nếu kết thực nghiệm phù hợp với hệ dự đốn mơ hình giả thuyết xác nhận đắn trở thành chân lí Nếu kiện thực nghiệm khơng phù hợp với dự đốn lí thuyết phải xem lại lí thuyết, chỉnh lí lại thay đổi Mơ hình trừu tượng xác nhận trở thành nguồn tri thức mới, tiếp tục dùng để suy hệ để giải thích kiện thực nghiệm phát Bởi vì, mơ hình, lí thuyết phản ánh số mặt thực tế, mở rộng phạm vi ứng dụng mơ hình đến lúc, ta gặp kiện thực nghiệm khơng phù hợp với hệ suy từ mơ hình đó, nghĩa khơng giải thích kiện thực nghiệm mới; đến lúc đó, phải bổ sung, chỉnh lí mơ hình cũ cho phù hợp phải bỏ mà xây dựng mơ hình mới, bắt đầu chu trình trình nhận thức Như vậy, chu trình nhận thức khoa học khơng khép kín mà mở rộng dần dần, làm giàu thêm cho kiến thức khoa học Bằng cách đó, người ngày tiếp cận với chân lí khách quan Ta mơ tả q trình nhận thức vật lí chi tiết hơn, gồm giai đoạn điển hình sau [34, tr 12]: Thực tiễn  Vấn đề  Giả thuyết  Hệ  Định luật  Lí thuyết  Thực tiễn Chu trình sơ đồ nói mơ tả tồn q trình nhận thức vật lí Đối với nhà vật lí, cơng trình nghiên cứu cụ thể mình, tham gia vào số giai đoạn Thí dụ như: Farađây dựa khảo sát thực nghiệm, đề xuất giả thuyết tồn điện trường, từ trường Về sau, Macxoen phát triển tư tưởng xây dựng thành lí thuyết trường điện từ dự đốn lan truyền sóng điện từ Cuối cùng, phải đợi đến Hecdơ kiểm tra thực nghiệm dự đoán Macxoen Đến đây, giả thuyết tồn trường điện từ công nhận chân lí khách quan Một vấn đề đặt q trình nhận thức vật lí là: phải luôn đối chiếu khái niệm, định luật, mơ hình vật lí sản phẩm trí tuệ người sáng tạo với thực tiễn khách quan để hiểu rõ chúng dùng để phản ánh, mơ tả, biểu đạt đặc tính gì, quan hệ thực tế khách quan giới hạn phản ánh đến đâu Kết trình nghiên cứu, học tập, nhận thức vật lí, ngồi việc nắm định luật cụ thể chi phối tượng cụ thể tự nhiên để vận dụng chúng cải tạo tự nhiên, phục vụ lợi ích người Còn phải làm cho HS tin tưởng vững rằng: tượng tự nhiên diễn theo qui luật tự nhiên có tính chất khách quan, có hệ thống chặt chẽ mà người hồn tồn nhận thức ngày sâu sắc, tinh tế, xác 1.1.2 Dạy học phát triển Dạy học dạng hoạt động đặc trưng loài người nhằm truyền lại cho hệ sau kinh nghiệm xã hội mà loài người tích luỹ được, biến chúng thành vốn liếng kinh nghiệm phẩm chất, lực cá nhân người học Hoạt động dạy học bao gồm hai hoạt động liên quan với nhau, tác động qua lại với nhau: hoạt động dạy GV hoạt động học HS Hai hoạt động có chung mục đích cuối làm cho HS lĩnh hội nội dung học, đồng thời phát triển nhân cách, lực Quá trình dạy học xảy phức tạp đa dạng, phối hợp hoạt động GV HS có ý nghĩa định Trong dạy học cổ truyền trước đây, GV người định, điều khiển toàn hoạt động q trình dạy học, cịn HS thụ động tiếp thu, ghi nhớ, nhắc lại, làm theo mẫu Vì nhiệm vụ giáo dục truyền đạt đơn giản kiến thức, kinh nghiệm xã hội sản phẩm hoàn chỉnh, thử thách “Từ dẫn người giáo viên ngấm ngầm hay công khai coi đứa trẻ người lớn thu nhỏ cần dạy dỗ, giáo dục, làm cho giống với mẫu người lớn nhanh chừng hay chừng ấy, kẻ hứng chịu tội lỗi tổ tiên là… chứa chất liệu chống đối, cần phải uốn nắn tạo dựng” (J.Piaget) Mục tiêu giáo dục dạy học không trọng đến việc truyền thụ kiến thức mà cịn trọng đến phát triển tồn diện nhân cách HS Thực tế, kinh nghiệm GV truyền thụ kiến thức có nhiều, phát triển nhân cách, phát triển lực, rèn luyện, tích cực hố hoạt động nhận thức cịn mẻ Trong phát triển đa dạng nhân cách phát triển lực nhận thức sở, có ảnh hưởng lớn đến việc phát triển lực khác Lí thuyết Piaget nhấn mạnh rằng: học sinh giữ vai trị tích cực việc thích nghi với mơi trường Sự thích nghi lúc đời kết phát triển tự nhiên mặt sinh học kinh nghiệm với giới Thoạt đầu, trẻ em dựa vào cấu trúc sinh học vốn có thể thực hoạt động tự phát toàn thể, tạo nên cân qua chế đồng hố điều ứng để thích nghi với mơi trường, hoàn cảnh suy rộng với tác động bên từ xã hội vào thân đứa trẻ Trong học thuyết Piaget, khái niệm cân khái niệm công cụ quan trọng Khái niệm kéo theo khái niệm đồng hoá, điều ứng, thích nghi Piaget viết: “Cuộc sống sáng tạo không ngừng dạng thức ngày phức tạp cân ngày tăng dạng thức với mơi trường” Phát triển tâm lí lại phát triển trí tuệ với tình cảm, xúc cảm, bao gồm trình nảy sinh, hình thành phát triển qua giai đoạn cảm giác- vận động, tiền thao tác, thao tác cụ thể, thao tác hình thức (tượng trưng), qua trình nội tâm hoá, xuất tâm nhằm tạo lập cấu trúc tâm lí trình độ khác nhau, nhằm vào mục đích đồng hố, điều ứng, thích nghi cân Piaget cho rằng: phát triển người tạo cách đưa qúa trình cân từ thấp lên cao, đạt đến đỉnh cao cấu trúc lơgic- tốn, có ông gọi cân nhận thức Cân tâm lí khơng phải cân nhận thức tạo theo chế thao tác với đỉnh cao thao tác tượng trưng, thao tác khái niệm mà là, hay chủ yếu cân tạo theo chế hoạt động: trình cân tạo hành động thực tiễn gắn bó, bao gồm hành động trí tuệ Cân khơng phải để người sống cịn mà để tạo lập sống, sáng tạo giá trị Như vậy, Piaget vào trình phát triển trí tuệ với phương pháp tiếp cận vật biện chứng, tạo nên sở khoa học chắn cho tâm lí học phát triển: tri thức nảy sinh từ hành động Vấn đề dạy học phát triển trí tuệ lứa tuổi HS L.X Vưgôtxki giải cách độc đáo có hiệu dựa lí luận “vùng phát triển gần” ông đề xuất L.X Vưgôtxki cho rằng: phát triển nhận thức có nguồn gốc xã hội, chủ yếu thông qua sử dụng ngôn ngữ, đặc biệt bối cảnh tương tác với người khác Điều có nghĩa là: xã hội tạo sở cho phát triển nhận thức Theo L.X Vưgôtxki, chỗ tốt cho phát triển nhận thức vùng phát triển gần Vùng khoảng nằm trình độ phát triển xác định trình độ độc lập giải vấn đề trình độ gần mà em đạt với giúp đỡ người lớn hay bạn hữu giải vấn đề Nói cách khác, vùng phát triển gần khoảng trống nơi mà người đứng giải vấn đề nơi mà người cần phải đến với giúp đỡ người khác Chúng ta hiểu số vấn đề chung dạy học phát triển như: - Kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo sở - tảng thông tin để phát triển khả tiềm ẩn người - Xây dựng trình học tập dựa vùng phát triển tích cực (lĩnh vực phát triển khả năng) kích thích tiến tới vùng phát triển gần (lĩnh vực khả tiềm ẩn) - Trình bày tài liệu học tập điểm khó mức độ đề cao theo nguyên tắc HS cần khai thác điều chưa biết, tự thực tập, yêu cầu theo chiều sâu công việc trí tuệ - Dạy học lướt qua kiến thức biết đề tài, không dừng lại lâu vấn đề cũ - Học sinh cần hiểu trình học tập [36, tr 77-78] 1.1.3 Bản chất hoạt động học Vật lý 1.1.3.1 Đặc điểm hoạt động học Hoạt động học hoạt động đặc thù người nhằm tiếp thu tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm mà loài người tích lũy được, đồng thời phát triển phẩm chất lực người học Việc tiếp thu tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm nhằm sử dụng chúng hoạt động thực tiễn Cách tốt để nắm vững (hiểu sử dụng được) tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm người học tái tạo chúng Như vậy, người học tiếp thu cách thụ động, dạng đúc kết cách cô đọng, chuyển trực tiếp từ GV, từ sách vở, tài liệu vào óc mà phải thông qua hoạt động tự lực thân mà tái tạo lại chúng, chiếm lĩnh chúng kiến thức sở có Nhờ có hoạt động học mà xảy biến đổi thân HS, sản phẩm hoạt động học biến đổi thân chủ thể q trình thực hoạt động Học hoạt động, học hoạt động Những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm mà người học tái tạo lại khơng có nhân loại, biến đổi thân người học, hình thành phẩm chất lực người học thực thành tựu mới, chúng giúp cho người học sau sáng tạo giá trị 1.1.3.2 Cấu trúc hoạt động học Theo lí thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc gồm nhiều thành phần có quan hệ tác động lẫn (Sơ đồ 2) Một bên động cơ, mục đích, điều kiện, phương tiện, bên hoạt động, hành động, thao tác Động học tập kích thích tự giác, tích cực, thúc đẩy hình thành trì, phát triển hoạt động học, đưa đến kết cuối thỏa mãn lòng khát khao mong ước người học Muốn thoả mãn động ấy, phải thực Động Hoạt động Mục đích Hành động xếp theo trình tự xác định, ứng với Phương tiện Thao tác thao tác điều kiện cụ thể Điều kiện hành động để đạt mục đích cụ thể Cuối cùng, hành động thực nhiều thao tác phương tiện, cơng cụ thích hợp Sơ đồ Cấu trúc tâm lí hoạt động Động học tập kích thích, hình thành từ kích thích bên người học như: nhu cầu xã hội địi hỏi phải hoạt động có hiệu qủa lĩnh vực đời sống xã hội, tơn vinh xã hội người có học, đem lại vinh dự cho gia đình, cho đất nước Nhưng quan trọng nhất, có khả thường xuyên củng cố phát triển, có bền vững kích thích bên mâu thuẫn nhận thức, mâu thuẫn nhiệm vụ phải giải 10 khả hạn chế có HS, cần có cố gắng vươn lên tìm kiếm giải pháp mới, xây dựng kiến thức mới: động tự hồn thiện thân Việc thường xuyên tham gia vào việc giải mâu thuẫn tạo thói quen, lịng ham thích hoạt động, hoạt động tự giác tích cực, hoạt động có kết động củng cố Mục đích hoạt động học thể nhiệm vụ cụ thể môn học, phần môn học cụ thể học; mục tiêu cụ thể mà HS phải đạt sau học, chương, phần, mơn học mà ta đánh giá Ta biết việc học tập vật lí có nhiều nhiệm vụ Có nhiệm vụ hồn thành cách rõ rệt, kiểm tra, đáng giá kết thực sau học, thí dụ như: nội dung kiến thức, kĩ cần nắm Có nhiệm vụ phải trải qua nhiều học thực được, học, chí chương góp phần Để thực mục đích cụ thể, phải thực hành động, thao tác tương ứng Có thể thực hành động, thông thường phải phối hợp nhiều hành động đạt mục đích Nhiệm vụ học thường diễn đạt dạng "bài toán nhận thức" hay "vấn đề nhận thức" mà giải HS đạt mục đích đề Ví dụ: Để xây dựng nắm khái niệm gia tốc, HS phải thực hành động sau để tự xây dựng khái niệm đó: - Xây dựng giả thuyết mối quan hệ vận tốc thời gian (bằng hoạt động huy động kiến thức) - Tìm hệ suy từ giả thuyết (bằng suy luận lôgic hay suy luận tốn học) - Lập phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn - Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán - Kết luận - Vận dụng vào thực tiễn Trong hành động, thao tác có hành động, thao tác vật chất hành động, thao tác trí tuệ Bằng hành động vật chất, người ta tác dụng trực tiếp lên đối tượng ... dụng tổ chức hoạt động học giải tập chương Động học chất điểm nói riêng BTVL nói chung cách hợp lý q trình dạy học, góp phần tích cực hố hoạt động nhận thức HS nâng cao hiệu dạy học Vật lý trường... 1: Cơ sở lý luận đề tài Chương 2: Tích cực hố hoạt động nhận thức học sinh thông qua dạy học tập vật lý chương động học chất điểm Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI... pháp dạy học tập vật lý trường THPT - Bài tập Vật lý phương pháp sử dụng tập Vật lý dạy học - Học sinh lớp 10 THPT - SGK, BTVL 10 tài liệu liên quan dạy học chương Động học chất điểm Phạm vi