Dạy học các ứng dụng kỹ thuật ở chương mắt các dụng cụ quang vật lí 11 nâng cao theo hướng tăng cường tính tích cực , tự lực nhận thức của học sinh

Các dụng cụ quang" nhằm tăng cường tínhtích cực, tự lực, sáng tạo của HS đáp ứng yêu cầu đổi mới PPDH hiện nay.Tuy nhiên, cho đến nay, còn rất ít đề tài đề cập đến vấn đề dạy học cácứng

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh

- 

 -nguyễn thị công mai

dạy học các ứng dụng kỹ thuật ở chơng

"mắt các dụng cụ quang"-vật lý 11- nâng cao theo hớng tăng cờng tính tích cực, tự lực

nhận thức của học sinh

luận văn thạc sĩ giáo dục học

VINH - 2008

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh -   -

nguyễn thị công mai

dạy học các ứng dụng kỹ thuật ở chơng

"mắt các dụng cụ quang"-vật lý 11- nâng cao theo hớng tăng cờng tính tích cực, tự lực

Với tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS Nguyễn Quang Lạc đã hướng dẫn em làm đề tài bằng tất cả sự tận tình và trách nhiệm.

Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô giáo trong tổ PPGD vật lý, khoa sau đại học trường Đại Học Vinh đã quan tâm giúp đỡ em trong thời gian học tập và thực hiện đề tài.

Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô tổ Vật lý trường THPT Huỳnh Thúc Kháng đã tạo điều kiện cho việc thực nghiệm đề tài sớm được hoàn thành.

Vinh, tháng 12 năm 2008

Tác giả

Nguyễn Thị Công Mai

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

HĐNT Hoạt động nhận thức

PPDH Phương pháp dạy học

Luật Giáo dục, điều 28.2 đã ghi: " PPDH phổ thông phải phát huy tínhtích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS, phù hợp với đặc điểm của từnglớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theonhóm, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tìnhcảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS".

Hội nghị BCHTW ĐCSVN lần thứ 2 khóa VIII lại nhấn mạnh: " Từngbước áp dụng các biện pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình

DH, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho HS, nhất làsinh viên đại học"

Tuy nhiên, PPDH các bộ môn KHTN nói chung và bộ môn vật lý nóiriêng ở nhà trường phổ thông hiện nay mặc dù đã dùng phương pháp tích cực

nhưng vẫn mang nặng tính chất thông báo, tái hiện HS không được tạo điềukiện để bồi dưỡng các phương pháp nhận thức, rèn luyện tư duy khoa học,phát triển năng lực GQVĐ, kỹ năng thực hành.

Quá trình tìm hiểu thực tế dạy học chương: " Mắt Các dụng cụ quang" ởlớp 11 - Nâng cao cho thấy quá trình DH chương này cũng không tránh khỏihiện trạng chung nêu ở trên

Nghiên cứu chương: " Mắt Các dụng cụ quang" nhằm tăng cường tínhtích cực, tự lực, sáng tạo của HS đáp ứng yêu cầu đổi mới PPDH hiện nay.Tuy nhiên, cho đến nay, còn rất ít đề tài đề cập đến vấn đề dạy học cácứng dụng kỹ thuật của vật lý theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của

HS thông qua các bài học cụ thể, mặc dù vấn đề dạy học các ứng dụng kỹthuật ở trường phổ thông là một nội dung quan trọng của dạy học vật lý vàcũng chứa đựng nhiều điều kiện thuận lợi để nâng cao tính tích cực, tự lực của

HS trong học tập

Xuất phát từ những điều trình bày ở trên, chúng tôi chọn vấn đề: " Dạyhọc các ứng dụng kỹ thuật ở chương " Mắt Các dụng cụ quang" -vật lý 11-nâng cao theo hướng tăng cường tính tích cực, tự lực nhận thức của học sinh"

để làm đề tài nghiên cứu của mình

2 Mục đích nghiên cứu

Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức vật lý có ứng dụng kỹthuật trong chương" Mắt Các dụng cụ quang" -vật lý11 - Nâng cao theohướng tăng cường tính tích cực, tự lực GQVĐ trong học tập của HS

3 Đối tượng nghiên cứu

- Hoạt động dạy học vật lý ở trường THPT chương trình nâng cao

- Hoạt động dạy học một số kiến thức có ứng dụng kỹ thuật trongchương: " Mắt Các dụng cụ quang"

4 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất các nhiệm vụ nhận thức thích hợp và hướng dẫn hợp lý HSgiải quyết nhiệm vụ nhận thức đó trong quá trình DH một số kiến thức vật lý

có ứng dụng kỹ thuật ở chương: " Mắt Các dụng cụ quang" thì sẽ phát huytính tích cực, tự lực GQVĐ trong học tập của HS, nhờ đó có tác dụng nângcao chất lượng DH của chương nói trên.

5 Nhiệm vụ nghiên cứu:

Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có những nhiệm vụ chủ yếu sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc tổ chức quá trình DH vật lý nóichung và quá trình DH các ứng dụng kỹ thuật của vật lý nói riêng theo hướngtăng cường tính tích cực, tự lực GQVĐ trong học tập của HS

- Xác định nội dung các kiến thức về những ứng dụng kỹ thuật trongchương: " Mắt Các dụng cụ quang" mà HS cần nắm vững

- Tìm hiểu tình hình DH những nội dung này ở trường THPT chươngtrình nâng cao hiện nay, trước hết nhằm phát hiện những khó khăn của HS vànguyên nhân của chúng trong quá trình học tập

- Soạn thảo tiến trình DH 3 bài học trong chương theo hướng tăng cườngtính tích cực, tự lực GQVĐ trong học tập của HS

- Thực nghiệm sư phạm tiến trình DH đã soạn thảo nhằm đánh giá tínhkhả thi của nó, bổ sung, sửa đổi, hoàn thiện tiến trình DH này và sơ bộ đánhgiá hiệu quả của nó đối với việc nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức,phát huy tính tích cực, tự lực GQVĐ của HS trong quá trình học tập

6 Phương pháp nghiên cứu

Chủ yếu sử dụng 2 phương pháp sau:

- Nghiên cứu tài liệu lý luận DH để làm sáng tỏ những quan điểm đề tài

sẽ vận dụng về việc tổ chức tình huống học tập, hướng dẫn HS GQVĐ trong

DH vật lý nói chung và DH các ứng dụng kỹ thuật của vật lý nói riêng

- Nghiên cứu chương trình nội dung SGK, SGV và các tài liệu chuyênkhảo để xác định mức độ nội dung các kiến thức về những ứng dụng kỹ thuật

ở chương này mà HS cần nắm vững

- Tìm hiểu việc dạy ( thông qua dự giờ, trao đổi với GV) và việc học(thông qua trao đổi với HS, phân tích các sản phẩm của HS) nhằm sơ bộ đánhgiá tình hình DH chương " Mắt Các dụng cụ quang" ở lớp 11-Nâng cao.

- Thực nghiệm sư phạm: Có đối chứng để kiểm tra tính khả thi của tiếntrình DH đã đề ra và sơ bộ đánh giá hiệu quả của nó đối với việc nâng caochất lượng nắm vững kiến thức, phát huy tính tích cực, tự lực GQVĐ của HStrong quá trình học tập

- Phương pháp thống kê toán học được sử dụng trong quá trình xử lý các

số liệu thực nghiệm

7 Đóng góp của đề tài

- Xây dựng được quy trình lựa chọn PPDH phù hợp với một bài học vật

lý cụ thể nhằm nâng cao tính tích cực, tự lực cho HS

- Lựa chọn được con đường DH các ứng dụng KT của VL có khả năngnâng cao tính tích cực, tự lực học tập của HS

- Có số liệu và tư liệu mới trong khảo sát tình hình dạy và học chương "Mắt Các dụng cụ quang"

8 Cấu trúc luận văn

Chơng 1 Cơ sở lý luận của việc tổ chức hoạt động nhận thức

tích cực, tự lực cho học sinh trong dạy học

các ứng dụng kỹ thuật của vật lý.

1.1 Hoạt động nhận thức Vật lý của HS

1.1.1 Hoạt động nhận thức, các dạng hoạt động nhận thức của HS

Nhận thức là sự hiểu biết của con ngời về tự nhiên và xãhội Con ngời có thể đạt tới những mức độ nhận thức khácnhau, từ thấp tới cao, từ đơn giản đến phức tạp, từ nhận thứccảm tính đến nhận thức lý tính (t duy) Lê-Nin đã chỉ rõquy luật chung của HĐNT: " Từ trực quan sinh động đến tduy trừu tợng và từ t duy trừu tợng đến thực tiễn, đó là con

đờng biện chứng của nhận thức chân lý của sự nhận thứchiện thức khách quan"

Trong quá trình con ngời nhận thức thế giới thì nhậnthức cảm tính là mức độ nhận thức đầu tiên, thấp nhất,trong đó cảm giác là hình thức phản ánh thấp, tri giác là

hình thức phản ánh cao hơn trong cùng một bậc thang nhậnthức cảm tính.

Muốn cải tạo thế giới, con ngời phải đạt tới mức độ nhậnthức cao- nhận thức lý tính (còn gọi là t duy) T duy là quátrình nhận thức phản ánh những thuộc tính bản chất,những mối quan hệ có tính quy luật của sự vật và hiện tợngtrong hiện thực khách quan T duy của con ngời không dừnglại ở các thao tác tay chân, bằng hình tợng mà còn đạt tớitrình độ t duy bằng trí tuệ, t duy trừu tợng, khái quát

Con ngời chỉ bắt đầu hoạt động t duy khi nảy sinh nhucầu t duy, tức là khi đứng trớc một khó khăn về nhận thức

thấy cần phải khắc phục ngay, theo Rubinstien: " T duy sáng

tạo luôn luôn bắt đầu bằng một tình huống có vấn đề"

T duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính, dựavào nhận thức cảm tính, chứa đựng thành phần cảm tính;ngợc lại nó cũng ảnh hởng đến nhận thức cảm tính, làm chokhả năng cảm giác của con ngời trở nên tinh vi, nhạy bén, trigiác mang tính lựa chọn hơn

Quá trình t duy đợc diễn ra bằng cách chủ thể tiến hànhnhững thao tác trí tuệ nhất định nh phân tích và tổng hợp,trừu tợng hóa và khái quát hóa

Trong quá trình DH, cảm giác và tri giác có vai trò nhất

định cung cấp các thông tin cần thiết cho hoạt động t duytrừu tợng và sáng tạo Vì vậy trong DH phải chọn lọc nhữngtài liệu trực quan đúng đắn, đợc sử dụng đúng lúc và hợp lý

để kích thích hoạt động của ngời học

1.1.2 Đặc trng hoạt động nhận thức vật lý của HS

+ Nhận thức vật lý là nhận thức về những hình tháichuyển động của vật chất Đồng thời nhận thức vật lý là

nhận thức những tính chất vận động đơn giản của giới tựnhiên, là đi sâu vào bản chất của các hiện tợng, tìm ranhững quy luật chung, khảo sát các mối quan hệ về mặt

định tính và định lợng giữa chúng Vì vận động và quyluật vận động của vật chất là đa dạng và phong phú nênnhận thức vật lý cũng đa dạng, phong phú và HS cần đợc tạo

điều kiện để đạt cho đợc các dạng nhận thức ấy

+ Vật lý là khoa học thực nghiệm và lý thuyết do đóviệc nhận thức vật lý đòi hỏi gắn lý thuyết và thực hành[21]

+ Môn vật lý trong trờng THPT có nhiệm vụ góp phầnhoàn chỉnh học vấn phổ thông và phát triển nhân cáchXHCN của HS, chuẩn bị cho HS bớc vào cuộc sống lao động,sản xuất Nó phải tạo ra cho HS khả năng tiếp cận đợc vớithực tiễn kỹ thuật ở trong nớc và xây dựng tiềm lực để tiếpthu đợc kỹ thuật hiện đại của thế giới Để nhận thức vật lý cóchất lợng, để có thể gắn lý thuyết và thực tiễn, HS khôngthể học tập theo lối học hời hợt thụ động, lý thuyết suông

Để có thể tự lực chiếm lĩnh kiến thức vật lý, trong quátrình học tập, HS phải đợc rèn luyện để tăng dần cấp độnhận thức, từ nhận thức cảm tính, từ các thao tác tay chân

đến các thao tác t duy Muốn HĐNT vật lý có kết quả, HS phải

có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các thao tác đó, phải có phơngpháp suy luận và đặc biệt phải có khả năng t duy trừu tợng,

t duy logic, t duy sáng tạo [18],[21]

+ HS phổ thông ngoài việc nắm vững kiến thức vật lýcòn phải biết vận dụng và từng bớc vận dụng sáng tạo kiếnthức vật lý vào thực tiễn kỹ thuật đời sống

+ Trong quá trình nhận thức vật lý phải dùng một số

ph-ơng pháp đặc trng nh: PP thực nghiệm, PP tph-ơng tự, PP môhình, PP thí nghiệm tởng tợng Đồng thời để nhận thức vật

lý cũng phải dùng các phơng pháp nhận thức chung của cácngành khoa học khác nh: phân tích, tổng hợp, so sánh, quynạp, diễn dịch, quan sát, PP đồ thị Trong đó PP phân tíchthờng đợc dùng ở giai đoạn đầu của quá trình nhận thức, PPtổng hợp thờng dùng ở giai đoạn cuối của một quá trình nhậnthức, và các PP đợc sử dụng xen kẽ nhau, nhiều khi không córanh giới rõ rệt giữa các PP

+ Việc nhận thức vật lý có sự liên quan chặt chẽ với nhậnthức các môn khoa học khác và ngời ta thờng sử dụng chúngvới t cách nh là những công cụ khoa học để hoàn thành nhậnthức cho mình Vì vậy, để nhận thức đầy đủ, chính xáckhoa học vật lý, HS cần đợc vũ trang những kiến thức cầnthiết về các môn khoa học khác nhất là toán học

Nhận thức vật lý thuộc loại khó đối với HS phổ thông, vìvậy để khai thác mặt hấp dẫn của vật lý, GV phải dẫn dắt

HS từng bớc chiếm lĩnh kiến thức vật lý và tập vận dụng sángtạo kiến thức đó vào giải quyết những vấn đề do thực tiễn

đặt ra

1.1.3 Những hành động chính của hoạt động nhận thức vật lý

Theo L.I Rêznicôp [84,tr.239, tập I], những hành độngchính của HĐNT vật lý là:

1 Quan sát hiện tợng tự nhiên, nhận biết đặc tính bênngoài của sự vật, hiện tợng

2 Tác động vào tự nhiên (hoặc phỏng theo hiện tợng tựnhiên bằng thí nghiệm) để làm bộc lộ những mối quan hệ,những thuộc tính của sự vật hiện tợng.

3 Xác định mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tợng

4 Xác định mối quan hệ hàm số giữa các đại lợng

5 Xây dựng những giải thuyết hay mô hình để lý giảinguyên nhân của hiện tợng quan sát đợc

6 Từ giả thuyết hay mô hình suy ra kết quả

7 Xây dựng phơng án thí nghiệm kiểm tra hệ quả trên

8 Đánh giá kết quả thu đợc từ thí nghiệm

9 Khái quát kết quả rút ra tính chất, quy luật hìnhthành các khái niệm, định luật và thuyết vật lý

10 Vận dụng kiến thức khái quát vào thực tiễn

1.2 Tính tích cực, tự lực trong hoạt động nhận thức vật lý của HS

1.2.1 Biểu hiện của tính tích cực, tự lực nhận thức

Theo I.F Kharlamốp [9] :" Tính tích cực nhận thức tronghọc tập là trạng thái hoạt động của HS, đặc trng bởi khátvọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quátrình nắm vững kiến thức"

Tính tích cực, tự lực học tập là hình thức bên ngoài củatính tích cực nhận thức Nó đợc hình thức hóa bằng các yếu

tố vật chất nh cử chỉ, hành vi, nét mặt biểu cảm, nhịp

điệu, cờng độ hoạt động, sự biến đổi tâm sinh lý, màchúng ta có thể quan sát, đo đạc, đánh giá tích cực, tự lựchọc tập có nghĩa là hoàn thành một cách chủ động, tự giác

có nghị lực, đầy hào hứng và có sáng kiến bằng những hoạt

động trí óc và chân tay nhằm nắm vững kiến thức, kỹnăng, kỹ xảo, vận dụng linh hoạt trong hoạt động học tập vàthực tiễn [36].

Tính tích cực tự lực trong học tập là một tập hợp tronghọc tập các hoạt động nhằm làm chuyển biến vị trí của ngờihọc từ thụ động sang chủ động, từ đối tợng tiếp nhận trithức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quảhọc tập

Từ sự phân tích trên chúng ta có thể khái quát: Tínhtích cực, tự lực nhận thức trong học tập là thái độ cải tạo củachủ thể đối với khác thể thông qua sự huy động các chứcnăng tâm lý nhằm giải quyết những vấn đề học tập, nhậnthức Tính tích cực, tự lực nhận thức vừa là mục đích hoạt

động, vừa là phơng tiện, là điều kiện để đạt mục đích,vừa là kết quả của hoạt động học tập

Trong quá trình học tập sự tích cực, tự lực nhận thức cónhững biểu hiện sau ở HS:

- Có nhu cầu, hứng thú và niềm tin trong học tập, HSkhao khát hiểu biết, nhận thức về tự nhiên và xã hội

- Có xúc cảm học tập thể hiện ở niềm vui , sự sốt sắngthực hiện nhiệm vụ học tập một cách tự giác theo yêu cầucủa GV

- Tập trung chú ý cao, thể hiện ở việc lắng nghe và theodõi mọi hành động của GV, tự giác thực hiện chu đáo, nhanhgọn, đầy đủ, chính xác các yêu cầu cần thiết trong quátrình học tập

- Có sự nỗ lực của ý chí, thể hiện ở sự kiên trì, nhẫn nạivợt khó khi giải quyết nhiệm vụ nhận thức

- Kết quả: lĩnh hội nhanh, đúng, tái hiện đợc khi cần,vận dụng đợc khi gặp tình huống mới, có sáng tạo trongGQVĐ tìm ra cái mới [15], [22].

Đặc trng cơ bản của tính tích cực, tự lực trong quátrình học tập là tính nhân văn, tính hoạt động và vai tròmới của ngời thầy giáo

1 Tính nhân văn: Tính nhân văn trong giáo dục tích

cực lấy ngời học làm trung tâm đợc thể hiện ở các điểm[13],[40]

+ Giáo dục không chỉ phục vụ cho số đông mà còn phục

vụ cho nhu cầu của số đông

+ Con ngời vốn sẵn những tiềm năng Giáo dục cần và

có thể khai thác tối đa các tiềm năng đó, đặc biệt là tiềmnăng sáng tạo Vì vậy có thể nói học tập là sáng tạo

+ Giáo dục tạo ra cho ngời học một môi trờng, là tổ hợpcác thành tố để HS có thể tự giác, tự do (trong suy nghĩ,trong việc làm), tự khám phá Các thành tố đó gồm: hìnhthức học tập đa dạng, nội dung học tập phù hợp với khả năng

và mong muốn của ngời học, quan hệ thầy-trò, bè bạn là hợptác, dân chủ, bình đẳng

2 Tính hoạt động, thể hiện: tối đa hóa sự tham gia hoạt

động của ngời học với phơng thức chỉ đạo là tự nhận thức,

tự phát triển, tự thực hiện, tự kiểm tra và đánh giá

Để cho HS đợc tham gia hoạt động nhận thức tích cực, tựlực quá trình học tập phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Ngời học đợc đặt ở vị trí chủ thể, tự giác, tích cực, tựlực, sáng tạo trong hoạt động nhận thức

- Quá trình dạy-học phải dựa trên sự nghiên cứu nhữngquan niệm, kiến thức sẵn có của ngời học, khai thác sựthuận lợi, nghiên cứu những chớng ngại hoặc sai lầm trongkiến thức đó

- Mục đích dạy học không chỉ là tri thức, kỹ năng bộmôn mà quan trọng hơn cả là việc dạy cách học cho HS, bằngcách để cho HS tự học, tự hoạt động nhận thức, nhằm đápứng các nhu cầu của bản thân và xã hội [14]

3 Vai trò mới của ngời thầy giáo: có thể nhận định khái

quát là thầy giáo phải linh hoạt sáng tạo và trách nhiệm nặng

nề hơn Thầy giáo là ngời có nhiệm vụ:

- Lập kế hoạch giảng dạy, bao gồm: mục đích, nội dung,

PP, phơng tiện, hình thức tổ chức

- ủy thác: biến ý đồ dạy học của thầy thành sự nhận thức

tự nguyện, tự giác của HS

- Hớng dẫn, tổ chức quá trình học tập sao cho: HS tựtìm tòi, tự phát hiện và tự giác giải quyết nhiệm vụ học tập

- Xác định vị trí kiến thức mới trong hệ thống tri thức đã

có và khả năng vận dụng kiến thức đó

- Đánh giá, hớng dẫn HS tự đánh giá hoạt động học tập củaHS

Với định hớng tăng cờng tính tích cực, tự lực HĐNT trongquá trình học tập của HS thì " Thầy giáo là ngời vừa thiết

kế vừa góp phần thi công, vừa tự thiết kế quá trình học tậpcủa mình "[40]

Trớc kia ngời GV vật lý chỉ cần nắm vững nội dung mônhọc để dạy Quá trình DH của thầy là quá trình trình bàykiến thức vật lý cho chính xác, rõ ràng, mạch lạc là đủ, vìthế hễ có kiến thức là DH đợc Còn bây giờ, ngời GV vật lýkhông những phải nắm vững nội dung môn học mà còn phải

am hiểu sâu sắc HS GV không trình bày những điềumình đã biết, đã chuẩn bị sẵn mà là hớng dẫn HS HĐNTtích cực, tự lực, sáng tạo để họ chiếm lĩnh đợc những kiếnthức vật lý, đạt đợc những điều mà GV định đem đến chohọ

Có thể khái quát: Dạy học tích cực hóa là cách DH tạo ramôi trờng, tạo tiền đề để HS có thể tự mình tham gia tíchcực các hoạt động học tập , tích cực chủ động tìm tòi nhằmthỏa mãn nhu cầu học tập của cá nhân, hình thành sự năng

động, sáng tạo trong t duy vật lý và khả năng tự học, tự lực,tích cực giải quyết các vấn đề của vật lý học

1.2.3 Đặc trng của sự tích cực tự lực trong HĐNT vật lý của HS

Sự tích cực tự lực HĐNT vật lý có những điểm mang tínhchất đặc thù chung của tính tích cực, tự lực hoạt độngnhận thức khoa học nhng còn mang tính chất đặc thù củanhận thức vật lý, đó là:

+ Có hứng thú, tự giác, tích cực trong HĐNT vật lý, cụ thểlà: Khả năng quan sát tinh tế các hiện tợng vật lý, phân tíchsâu sắc các hiện tợng vật lý phức tạp xác lập trong chúng

những mối liên hệ, dự đoán diễn biến của hiện tợng, giảithích hiện tợng, tìm thấy các khía cạnh định tính, định l-ợng, bản chất của các hiện tợng, các đại lợng , định luật vậtlý

+ Có năng lực khái quát hóa các hiện tợng riêng lẻ, đề ragiả thuyết và mô hình vật lý Có năng lực thực hiện các PPnhận thức cơ bản của HĐNT vật lý: PP thực nghiệm, PP môhình, PP tơng tự trên cơ sở t duy logic, quy nạp, khái quáthóa, trừu tợng hóa

+ Có khả năng t duy vật lý: từ sự vật, hiện tợng đơn giản

đến phức tạp, từ cụ thể đến trừu tợng, từ t duy lý thuyết

đến t duy kỹ thuật, có khả năng thực hành các thí nghiệmvật lý, có thể thay đổi các thao tác t duy theo tính đa dạng

và phong phú của t duy vật lý từ vĩ mô đến vi mô

1.2.4 Sự cần thiết phải tăng cờng tính tích cực,tự lực trong HĐNT vật lý của HS

Trong thời đại ngày nay, thời đại phát triển nh vũ bão củakhoa học công nghệ, của vật lý học và sản xuất, đòi hỏi conngời phải có tốc độ phản ứng nhanh, óc quan sát sắc bén,trí tuệ linh hoạt khi tiến hành phân tích, tổng hợp, xử lýthông tin Những phẩm chất đó của t duy không tự nhiên có,

mà chỉ đạt đợc nhờ sự luyện tập, rèn luyện lâu dài bằngnhững hành động tự lực, tích cực của HS

Theo L.I Rêznicốp: " Việc phát triển t duy đòi hỏi sự chú ýthờng xuyên của GV và đòi hỏi phải tích cực hóa toàn diệnHĐNT của HS Phải loại trừ khỏi thực tiễn giảng dạy môn vật lýhọc sự thụ động của HS trong các bài học Cần tìm mọi cáchkích thích HS phát triển tính ham hiểu biết, sự nhanh trí,

óc quan sát [23,tr221]

Hiện nay, cách dạy học cổ truyền đã thành nếp, thànhthói quen của thầy, trò, ở trờng phổ thông HS đã quen thụ

động nghe thầy giảng kiến thức có sẵn, trò ghi nhớ, tái hiện,

ôn luyện nhiều để đáp ứng các kỳ thi tốt nghiệp THPT vàtuyển sinh vào đại học, cao đẳng

PPDH chủ yếu đợc GV sử dụng là thuyết trình, diễn giải,minh họa, chỉ một số ít GV giỏi, nhiệt tình trong giảng dạythỉnh thoảng dùng PP gợi mở nêu vấn đề Các GV vật lý ítdùng thí nghiệm trong DH dù chỉ là thí nghiệm biểu diễn,

HS không bao giờ đợc tự làm thí nghiệm để nghiên cứu tàiliệu mới

Từ những sự phân tích trên, ta thấy cách tốt nhất đểhình thành và phát triển năng lực nhận thức vật lý, năng lựcGQVĐ là đặt HS vào vị trí chủ thể tự lực, tự giác, tích cựcHĐNT để chiếm lĩnh kiến thức vật lý

Có thể kết luận: Xuất phát từ tình trạng sử dụng PPDHcủa GV vật lý ở trờng phổ thông hiện nay và yêu cầu của xãhội thì GV cần phải cải tiến PPDH, lựa chọn các PPDH có tácdụng phát huy tính tích cực tự lực trong HĐNT vật lý của HS

1.3 Lựa chọn PPDH và sử dụng các biện pháp s phạm nhằm tăng cờng tính tích cực, tự lực trong HĐNT vật lý của HS

1.3.1 Khái niệm về PPDH

Có nhiều định nghĩa khác nhau về PPDH:" PPDH là cáchthức tơng tác giữa thầy và trò nhằm giải quyết các nhiệm vụgiáo dỡng, giáo dục và phát triển trong quá trình DH"[43].Theo chúng tôi, với quan niệm DH hiện đại, PPDH là tổhợp các cách thức hoạt động của thầy và trò trong quá trình

DH, đợc tiến hành dới vai trò chủ đạo của thầy nhằm thựchiện tốt nhiệm vụ DH.

PPDH bao gồm cả PP dạy và PP học

PP dạy là cách thức GV chuyển giao tri thức, tổ chức, vàkiểm tra HĐNT của HS nhằm đạt đợc các nhiệm vụ dạy học

Đó là PP thiết kế và góp phần thi công quá trình dạy của GV

PP học là cách thức làm việc của HS: tiếp thu, tự tổ chức

và kiểm tra HĐNT và hoạt động thực tiễn nhằm đạt đợc cácnhiệm vụ học tập PP học là cách thức tự thiết kế và thi côngquá trình học tập của HS nhằm đạt đợc các nhiệm vụ họctập [25]

PPDH phải luôn luôn đợc đặt trong mối quan hệ với cácthành tố khác của quá trình DH, đó là các mối quan hệ: mụctiêu-nội dung-PP-phơng tiện-những yếu tố khác PPDH cầncoi trọng việc rèn luyện cho HS PP tự học thông qua thảoluận, thí nghiệm, hoạt động tìm tòi tập dợt nghiên cứu [38]

PP là sự vận động nội tại của nội dung Nội dung nào thì

PP ấy PPDH hiện đại cần có phơng tiện kỹ thuật hiện đại hỗtrợ, phơng tiện là công cụ phục vụ cho PP đạt tới kết quả cao

1.3.2 Những yêu cầu của một PPDH để nó có khả năng tăng cờng tính tích cực, tự lực của HS

Tính tích cực của PPDH biểu thị ở mặt hành động củahoạt động DH Những yêu cầu đó là: tác động qua lại thamgia hợp tác, và tính có vấn đề cao trong DH Những điểmnày là kết quả khái quát hóa nét bản chất của t tởng tích cựchóa HĐNT nhằm phản ánh các khía cạnh khác nhau

hỗ giữa các nhân tố bên ngoài (môi trờng) với những nhân tốbên trong ngời học (mục đích, nhu cầu, năng lực, thể

chất ), sự tác động trực tiếp với từng ngời học gây ra thái

độ (phản ứng) và hành vi đáp lại của từng HS

Tác động trực tiếp của GV tới HS là sự định hớng của GV

đối với hành động của HS với t liệu, là sự định hớng của GV

đối với sự tơng tác trao đổi giữa HS với nhau và qua đó còn

định hớng cả sự cung cấp những thông tin liên hệ ngợc từphía HS cho GV

Điểm này phản ánh một trong những mặt năng động của

PP, đó là sự vận động và phát triển của quá trình DH, làtính tích cực của ngời dạy và tính tích cực của ngời học.Những PPDH nào đảm bảo đợc điều này thì chắcchắn sẽ tạo nên tính tích cực

tiến hành, cách tổ chức của giờ học với cơ sở là tính sẵnsàng học tập của HS HS chủ động nhận nhiệm vụ và hứngkhởi tự tìm biện pháp giải quyết Sự tham gia hợp tác vàoquá trình học tập có thể diễn ra ở các mức độ khác nhau:

a HS chỉ tham gia khi đợc GV gợi ý và chỉ dẫn

b HS chủ động, tự giác tham gia

c GV và HS cùng tham gia vào quá trình học tập với vaitrò bình đẳng

Điểm a tơng ứng với mối quan hệ mà ở đó GV giữ vai tròchủ đạo tại vị trí riêng biệt (trên bục giảng) còn các chủ thểhọc tập chịu tác động của GV là chính Giữa những ngờihọc cũng có mối liên hệ nhng chỉ là xoay quanh nhân tố chủ

đạo ở điểm c vai trò chủ đạo của GV và HS là nh nhau Mọi

HS đều đợc huy động tham gia vào giải quyết nhiệm vụ họctập và thầy giáo đang cùng hòa mình vào cao trào đó nhngvẫn giữ vai trò chủ đạo của mình

 Tính có vấn đề cao trong DH: trong quá trình DH,vấn đề học tập phải đợc thiết kế, xây dựng ở mức độ: đủ

để phát động, kích thích hoạt động nhận thức của HS ở

đây điều mẫu chốt là đa vấn đề học tập ra dới dạng mâuthuẫn và HS chấp nhận mâu thuẫn đó Đó là sự va chạmgiữa lý thuyết này, lý thuyết khác; giữa lý thuyết và thựctiễn, giữa dự đoán và thí nghiệm; giữa kinh nghiệm và trithức khoa học Mâu thuẫn có thể nằm trong các phơng án vàcần lựa chọn phơng án tối u trong nhiều phơng án

Mỗi PPDH đều có chức năng điều hành toàn bộ quátrình hoạt động của thầy và trò, nó sẽ quy định cách thức

HS chiếm lĩnh kiến thức và kinh nghiệm hoạt động

Có hai cách thức chiếm lĩnh kiến thức khác nhau:

1 Tái hiện kiến thức: định hớng đến hoạt động tái tạo,

đợc xây dựng trên cơ sở HS lĩnh hội các tiêu chuẩn, hìnhmẫu có sẵn

2 Tìm kiếm kiến thức: định hớng đến hoạt động sáng

tạo, dẫn đến việc "phát minh" kiến thức và kinh nghiệm hoạt

động

Nếu cách một chiếm u thế trong một PPDH cụ thể nàothì PPDH đó có thể xem là ít tích cực, vì các kiến thức chosẵn có tính áp đặt đối với quá trình học tập nên ít có khảnăng kích thích HS hoạt động t duy một cách thực sự( chỉghi nhớ, tái hiện) Trạng thái tinh thần tơng ứng là tích cựcbắt chớc, tái hiện tri thức

ở cách thứ hai, kiến thức xuất hiện trớc HS là những dự

đoán- nó có tác dụng gợi ý, khuyến khích ngời học tự mìnhbằng các cách thức khác nhau (lập luận một cách logic, thảoluận theo nhóm, làm thí nghiệm, sử dụng tài liệu, SGK ) để

kiểm tra điều dự đoán Quá trình học tập diễn ra theo kiểutìm kiếm, phát hiện, khai thác, biến đổi ngời học tự kiếntạo kiến thức, kỹ năng Ngời học trở thành chủ thể hoạt

động tích cực hơn (tích cực tìm tòi, tích cực sáng tạo) Nếu

nó chiếm u thế trong một PPDH nào , thì PP đó đợc xem làtích cực

Tuy nhiên để giúp HS lĩnh hội đợc đầy đủ lợng tri thứcquy định (một định luật, một thuyết vật lý ) chúng takhông thể tiến hành cách 2, mà phải có sự kết hợp nhuầnnhuyễn cả hai cách Việc sử dụng trỗi hơn cách dạy nào cònphụ thuộc vào tính sẵn sàng học tập của HS, nội dung trithức HS cần chiếm lĩnh, nghệ thuật s phạm của GV

Tóm lại, PPDH nào đảm bảo phối hợp nhuần nhuyễn haicách dạy tái hiện và tìm kiếm kiến thức, trong đó cách thứ 2chiếm u thế, thì về cơ bản, PPDH đó có khả năng tích cựchóa HĐNT của HS

Thực tiễn DH cho thấy không có PPDH nào tối u hay cókhả năng tích cực hóa HĐNT của HS một cách tuyệt đối Mỗi

PP đều có khả năng tích cực hóa đợc hoạt động nhận thứccủa HS ở khía cạnh này hoặc khía cạnh khác nếu ngời thầychủ động, sáng tạo vận dụng tùy theo bài học cụ thể

1.3.3 Sự chuyển PPNT thành PPDH

PPNT khoa học là những con đờng, những thủ pháp,những cách thức để đạt tới chân lý khoa học, tức là nhữngquy luật, những tính chất của thế giới vật chất [27], [28]

Có thể phân chia PPNT khoa học thành 3 loại tùy mức độrộng hẹp của phạm vi ứng dụng: PP triết học chung nhất, PPriêng rộng, PP riêng hẹp [24]

PPNT khoa học là điểm xuất phát, là hạt nhân, là nòngcốt của PPDH Trong đó cả PPNT khoa học và PPDH đều cóchung một đối tợng nghiên cứu, tức là có chung mặt kháchquan.

PPNT khoa học là cầu nối quan trọng giữa thực tiễn vànhận thức, giữa một bên là các sự vật, các hiện tợng, các mốiquan hệ và một bên là các thành quả khoa học gồm cácthuyết khoa học, các nguyên lý, các định luật, các kháiniệm Việc nắm đợc PPNT khoa học sẽ giúp cho HS có thể

tự lực tìm đợc con đờng giải quyết những vấn đề do thựctiễn đặt ra Nắm đợc PPNT khoa học sẽ làm cho HS sử dụng

đợc vốn hiểu biết của mình một cách chủ động, linh hoạt[28]

Để dạy một vấn đề vật lý, nhất là vấn đề có tính chất lýthuyết tổng quát, GV phải nắm đợc PPNT khoa học tơng ứng

mà các nhà khoa học đã sử dụng để GQVĐ đó Đồng thời GVcũng phải nắm đợc đặc điểm tâm lý, đặc điểm t duycủa HS và những điều kiện, phơng tiện để vạch chiến lợc

đúng đắn PPDH có hiệu quả nhất là PP dẫn dắt HS trải quacác bớc t duy của các nhà bác học nhng theo con đờng ngắnnhất

Trong nghiên cứu khoa học, nhà bác học phát hiện rachân lý mới cho nhân loại, còn trong nhà trờng HS phát hiện

ra chân lý cho bản thân với sự chỉ đạo giúp đỡ của GV Có

sự khác nhau cơ bản giữa nhận thức khoa học và DH, giữanghiên cứu của nhà khoa học và sự học tập của HS: mục

đích nghiên cứu của nhà khoa học là phải tìm chi đợc cáimới cho nhân loại để nhận biết giới tự nhiên còn mục đích

DH là rèn luyện cho HS năng lực suy nghĩ GQVĐ, rèn luyện kỹ

năng, giáo dục thái độ tích cực xây dựng, khám phá tri thức,tiếp thu tri thức.

Nhà nghiên cứu có thể dành nhiều thời gian để khámphá ra một định luật, thuyết, nguyên lý bằng những dụng

cụ, thiết bị tinh vi, còn HS bị khống chế về thời gian là tiếthọc, điều kiện trang bị vật chất của nhà trờng đơn giản,thô sơ nhng phải đủ để " khám phá lại" tri thức mới cho bảnthân Điều đó chỉ thực hiện đợc nhờ sự giúp đỡ của GV và

GV chỉ có thể định hóng cho HS thực hiện một số khâuquan trọng, cơ bản trong quá trình nhận thức đó

Trong mối liên hệ giữa PPNT khoa học và PPDH, cái khoahọc giữ vai trò là cái chung, cái xuất phát, còn DH là cái riêng,cái dẫn xuất Tuy nhiên, khi chuyển thành một PPDH khoa học

đã biến đổi đi cho thích hợp với những điều kiện nhất

định của quá trình DH, nó tùy thuộc vào 4 yếu tố: mục

đích DH; nội dung DH; tính chất đặc thù của giai đoạn họctập và đặc điểm tâm lý của HS

Trong một quá trình nhận thức chân lý khoa học, ngời takhông chỉ dùng một PPNT đơn lẻ, mà phải sử dụng xen kẽhoặc đồng thời nhiều PPNT, đôi khi không thể phân địnhrạch ròi ranh giới giữa các PP đó

Hoạt động học vật lý thực chất là HĐNT của HS nhằm táitạo, tiếp nhận những tri thức vật lý đã đợc lựa chọn, sắp xếptheo các nguyên tắc s phạm

Nh vậy, chúng ta có thể nói rằng: PPNT khoa học khi đợc

" s phạm hóa" trong nhà trờng sẽ trở thành PPDH

Để HS lĩnh hội một môn học cụ thể thì PPDH phải xuấtphát từ PPNT đặc thù của môn học Đồng thời phải hìnhthành cho HS những PP chung của t duy và của tự học Muốn

vậy, GV dạy vật lý phải chọn những PPNT có mức độ cao vềtính khái quát, khả năng chuyển tải và tính phổ biến cảu

3 Trong sự chuyển hóa PPNT khoa học thành PP dạy và

PP học, trong đó PP dạy giữ vai trò chỉ đạo đối với các PPhọc

4 Để HS lĩnh hội môn học thì PPDH phải xuất phát từPPNT khoa học đặc thù của môn học Trong quá trình DHphải hình thành cho HS những PP chung của t duy bvà của

tự học Chúng ta nên chú tâm đến những PPNT có mức độcao về tính khái quát, khả năng chuyển tải và tính phổbiến

5 Mức độ khác biệt giữa PPDH và PPNT khoa học tỷ lệnghịch với trình độ phát triển trí tuệ của HS Trình độphát triển chung của HS càng cao thì PPDH càng gần gũi vớiPPNT khoa học tơng ứng.

1.3.4 Dạy học GQVĐ với việc nõng cao tớnh tớch cực, tự lực nhận thức của HS

DH GQVĐ là quá trình DH phỏng theo tiến trình GQ mộtVĐ khoa học kĩ thuật của nhà bác học để tổ chức quá trình

DH ở trờng phổ thông nhằm hình thành ở HS năng lực GQVĐ

và từ đó phát huy tính tích cực nhận thức của HS

Quá trình học tập của HS thực chất là quá trình HS hoạt

động tự lực liên tiếp GQ những VĐ do nhiệm vụ học tập đề

ra Kết quả của quá trình GQVĐ đó là HS chiếm lĩnh đợckiến thức và phát triển đợc năng lực nhận thức của mình

DH GQVĐ xuất phát từ những VĐ đợc đặt ra (thờng là cậpnhật) trong tự nhiên, trong văn hóa và trong xã hội, các vấn

đề đó tạo cơ hội thắc mắc, phân vân và hoại nghi, phântích và thể hiện quan điểm

Để có thể GQ thành công các VĐ học tập, trong quá trình

DH vật lý, GV cần tạo cho HS có các điều kiện phù hợp

* Yêu cầu đối với HS: HS phải có:

- Động cơ, hứng thú, nhu cầu học tập: Điều này hình

thành trong suốt quá trình học tập nhờ sự giúp đỡ, động viênliên tục của GV và sự quan tâm của HS

- Năng lực GQVĐ Do kiến thức, kinh nghiệm, năng lực còn

hạn chế nên không thể hy vọng HS hoàn toàn tự lực GQ thànhcông các VĐ học tập mà phải có sự giúp đỡ thích hợp của GV

- Thời gian dành cho việc GQVĐ Một định luật, một

thuyết vật lý nhiều thế hệ các nhà khoa học, mất nhiều thời

gian mới khám phá đợc HS chỉ đợc dành thời gian là tiết họctrên lớp phải " phát hiện" ra một định luật vật lý GV phải trợgiúp để HS chỉ thực hiện một số khâu chính trong quátrình GQVĐ Điều quan trọng là khi thực hiện các bớc đó HStích cực nhận thức để chiếm lĩnh kiến thức.

-Điều kiện, phơng tiện làm việc Dù là " khám phá lại"

những tri thức đã có của nhân loại, HS trong nhà trờng phổthông vẫn cần có những phơng tiện, thiết bị để góp phần

GQ thành công VĐ học tập, để nhờ đó các em có niềm tinvững chắc vào kiến thức tiếp nhận

Sự giúp đỡ của GV trong quá trình GQVĐ học tập khôngphải là làm hộ, là cung cấp cho HS những tri thức có sẵn mà

là tạo điều kiện để HS trải qua các giai đoạn chính của quátrình GQVĐ một cách tích cực, tự lực, sáng tạo

* Tổ chức các giai đoạn của quá trình GQVĐ

a Tổ chức tình huống học tập là một khâu quan trọng,

nó phù hợp với PP DH nêu vấn đề

Tình huống có vấn đề có cấu trúc tâm lý nh sau:

+ Phải tồn tại một vấn đề nhận thức có mâu thuẫn giữa

kiến thức cũ và vấn đề mới Đây là bớc đầu tiên GV tạo sựchú ý ban đầu, gây hứng thú, khởi động tiến trình nhậnthức của HS Nó là tác động bên ngoài đối với sự tích cựcnhận thức GQVĐ học tập

+ Nhu cầu nhận thức: VĐ học tập đợc tạo ra phải sinh

động, hấp dẫn, gây đợc cảm xúc, ngạc nhiên, hứng thú, nhucầu mong muốn GQ

+ Khả năng của chủ thể: VĐ phải vừa sức HS tức là với

kiến thức kỹ năng, kinh nghiệm, thiết bị học tập đã có, HS

có thể GQ mâu thuẫn do VĐ đặt ra, dới sự hớng dẫn của GV

b Hớng dẫn HS tích cực, tự lực GQVĐ phù hợp PPNT khoa

học GV chuẩn bị một trình tự những hành động, nhữngthao tác t duy phù hợp với trình độ HS để họ có thể tự lực,tích cực HĐNT đạt đợc mục đích mong muốn

Trong tiến trình GQVĐ, GV tổ chức cho HS phát biểu ýkiến, thảo luận theo nhóm, đề ra các giải pháp GQVĐ họctập Thờng thời gian để HS tranh luận phải nhiều hơn thờigian do GV trình bày nên GV cần lựa chọn những bớc, nhữngnhiệm vụ chủ yếu, quan trọng trong bài học để tổ chức cho

HS thảo luận, không thể làm tràn lan, dàn đều và kết thúcthảo luận khi đã có một số ý kiến cần thiết Việc tổ chứchoạt động ở lớp phải đảm bảo HS hoạt động thành công, các

em hào hứng, tích cực tự tin GQVĐ học tập Giờ học đợc tổchức nhẹ nhàng, linh hoạt, sinh động, không gò bó mà vẫn

đạt đợc mục đích của quá trình nhận thức

c Đánh giá kết quả HĐNT của HS GV phải theo dõi sát quá

trình HS hoạt động GQVĐ để giúp đỡ kịp thời, uốn nắnhoặc bổ sung những điều cần thiết Đồng thời GV khích lệnhững ý tởng độc đáo, sáng tạo của HS khi GQVĐ, điều đó

động viên, khuyến khích các em thực hiện những nhiệm vụhọc tập tiếp theo GV phải có hình thức đánh giá HĐNT của

HS cho phù hợp, ví dụ: Thầy cho điểm hoặc để HS cho

điểm lẫn nhau, thầy khen cá nhân hoặc nhóm HS đa ragiải pháp phù hợp, sáng tạo khi GQVĐ học tập Hứng thú, sựtích cực HĐNT của HS tăng lên khi đợc GV đánh giá đúng, kịpthời

* Những cách thức tổ chức tình huống có vấn đề trong DH vật lý

Để tạo tình huống có VĐ trong DH vật lý có thể sử dụngnhững cách sau:

a Tạo cho HS bắt gặp những sự kiện, hiện tợng, đòi hỏi phải giải thích về mặt lý luận Để đạt đợc điều đó có thể

dùng các thí nghiệm mở đầu, những bài toán nghịch lý vàchú ý đến kinh nghiệm sống của HS Chẳng hạn, khi dạy

định luật quán tính GV đa ra hiện tợng ô tô đang chạynhanh, phanh lại đột ngột, ngời ngồi trong xe ngã chúi vềphía trớc.Hay khi dạy định luật Paxcan, GV nêu vấn đề: Tàu

to, nặng lại nổi, kim nhỏ lại chìm Vì sao?

b Để cho HS phân tích những sự kiện, hiện tợng mà họ thấy nh có mâu thuẫn giữa đời sống và quan niệm khoa học Ví dụ nh khi dạy về chuyển động tơng đối GV đặt

vấn đề: Hàng ngày các em thấy mặt trời chuyển động từ

Đông sang Tây, phải chăng Trái Đất đứng yên? Hay : Quả cầu treo trên dây, nó đứng yên, phải chăng do không có lực tác dụng?

c Tạo ra tình huống có vấn đề bằng cách đa ra giả thuyết, tổ chức thí nghiệm nghiên cứu Chẳng hạn, trớc khi

làm thí nghiệm khảo sát về ma sát trợt phụ thuộc các yếu tốnào, GV cho HS đa ra giả thuyết: ma sát trợt phụ thuộc : diệntích tiếp xúc, khối lợng của vật Sau đó làm thí nghiệmkiểm tra giả thuyết

d Cho HS biết những sự kiện, hiện tợng, thoạt đầu dờng

nh không thể giải thích đợc dẫn tới việc đề xuất vấn đề khoa học.Dùng thuyết ánh sáng không thể giải thích đợc hiện

tợng quang điện Dùng cơ học cổ điển không giải thích đợc

sự tỏa nhiệt trong phản ứng hạt nhân hay năng lợng liên kết

e Tạo tình huống có vấn đề bằng cách kích thích cho

HS so sánh đối chiếu những sự kiện, hiện tợng tự nhiên tơng

tự So sánh điện trờng và từ trờng, sóng cơ học và sóng ánh

sáng, giữa dao động cơ và dao động điện chẳng hạn

*Các kiểu hớng dẫn HS GQVĐ: Có 4 kiểu hớng dẫn HS

GQVĐ trong DH vật lý:

- Hớng dẫn làm theo mẫu đã biết,

- Hớng dẫn tìm tòi qui về GQVĐ theo mẫu đã biết,

- Hớng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần,

- Hớng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát

Trong đó sử dụng kiểu hớng dẫn nào là tùy thuộc trình

độ đối tợng HS , vào nội dung học tập và tình hình thiết bịnhà trờng

Kiểu hớng dẫn 1 và 2 đợc sử dụng khi VĐ học tập đa ratuân theo quy luật xác định đã biết HS có thể GQVĐ dựavào những kiến thức, kỹ năng đã có

Ví dụ: + Để tạo ra ảnh lớn hơn vật, cần dùng dụng cụ

Kiểu hớng dẫn tìm tòi sáng tạo sử dụng khi nghiên cứu tàiliệu mới đòi hỏi HS có nhiệm vụ phát hiện những tính chấtmới, những mối quan hệ có tính quy luật mà HS cha biết

hoặc biết cha đầy đủ, HS phải nhận ra phần nào đã biết,phần nào cha biết để tập trung GQVĐ cha biết đó.

Tóm lại: DH GQVĐ là GV đa HS vào tình huống có VĐ GV

có thể trực tiếp đa ra VĐ học tập hoặc HS tự tìm hiểu, pháthiện ra VVĐ Tiếp đó là HS GQVĐ trên cơ sở định hớng, hớngdẫn của GV Để đảm bảo HS giải quyết thành công VĐ họctập, phải tích cực HĐNT và có sự chỉ đạo, giúp đỡ của GV

Đồng thời vật lý là khoa học thực nghiệm nên để GQ các VĐcủa vật lý học, HS phải có thiết bị thí nghiệm phù hợp, có

điều kiện thuận lợi để tiến hành các HĐNT vật lý

1.4 Dạy học các ứng dụng kỹ thuật của vật lý

1.4.1 Khái niệm về ứng dụng kỹ thuật của vật lý

Ứng dụng kỹ thuật của vật lý đợc hiểu là các đối tợng,thiết bị máy móc (hoặc hệ thống các đối tợng, thiết bịmáy móc) đợc chế tạo và sử dụng với mục đích nào đó trong

kỹ thuật, đời sống mà nguyên tắc hoạt động của chúng dựatrên các khái niệm, định luật, hiệu ứng, nguyên lý của vật lý

đó [33]

Với quan niệm về ứng dụng kỹ thuật nh vậy thì trong

ch-ơng trình vật lý phổ thông có nhiều ứng dụng kỹ thuật đợcnghiên cứu

Ví dụ nh:

- Các máy phát điện (máy phát điện xoay chiều một pha,

ba pha), mà nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên hiệntợng cảm ứng điện từ

- Các động cơ điện (động cơ không đồng bộ ba pha,một pha) mà nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên hiệntọng cảm ứng điện từ

- Rơ-le điện từ: nguyên tắc hoạt động của nó dựa trêntác dụng của nam châm điện.

- Máy ảnh, kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn là sựứng dụng quy luật đờng đi của các tia sáng qua thấu kính,lăng kính

1.4.2 Vai trò của việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật trong DH vật lý

Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật của vật lý đợc thực hiệntrên cơ sở các kiến thức khoa học cơ bản, cho HS làm quenvới những nguyên lý chủ yếu của những ngành sản xuấtchính, đồng thời tạo cho HS những kỹ năng, kỹ xảo cần thiếttrong lao động sản xuất, trong việc sử dụng các công cụ

đơn giản của nền sản xuất hiện đại Điều cần chú ý ở đây

là việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phải đợc tiến hành trêncả hai mặt lý thuyết và thực nghiệm Do vậy, việc nghiêncứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý là cầu nối giữa lýthuyết và thực tiễn, giữa bài học vật lý và đời sống

Xét về phơng diện lí luận dạy học thì việc nghiên cứuứng dụng kỹ thuật là giai đoạn củng cố kiến thức (khái niệm,

định luật, hiệu ứng, nguyên lý ) vật lý thông qua việc vậndụng nó trong trờng hợp cụ thể Qua đó, sự hiểu biết về nộidung kiến thức (khái niệm, định luật, hiệu ứng, nguyên lý )vật lý sẽ sâu sắc và mềm dẻo hơn Đồng thời, việc nghiêncứu ứng dụng kỹ thuật cũng tạo điều kiện xác định tínhthống nhất giữa cái trừu tợng (định luật, khái niệm, nguyênlý vật lý) và cái cụ thể (các thiết bị, máy móc )

Trong quá trình nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật, HS làmquen dần việc vận dụng các kiến thức vật lý (định luật,nguyên lý ) vào giải thích hoạt động của một ứng dụng kỹ

thuật hay tham gia vào quá trình thiết kế chế tạo một thiết

bị kỹ thuật Ban đầu, HS có thể đợc lôi cuốn tự lực chuẩn

bị (ban đầu chỉ là sự lắp ráp) các dụng cụ mang tính chấtthiết kế đơn giản dới dạng hình vẽ, sơ đồ, bản vẽ kèm theonhững lời chú thích tơng ứng ở mức độ cao hơn, HS có thểthảo luận về mặt lý thuyết một số vấn đề cụ thể của ứngdụng kỹ thuật vật lý Quá trình này sẽ tạo điều kiện phát huy

óc sáng tạo kỹ thuật, phát triển t duy sáng tạo của HS

Các ứng dụng kỹ thuật của vật lý là sự minh chứng chovai trò ngày càng tăng của việc ứng dụng vật lý vào nền côngnghiệp sản xuất hiện đại, phát triển cao Nghiên cứu ứngdụng kỹ thuật giúp HS thấy đợc ý nghĩa to lớn của việc phátminh ra các định luật, nguyên lý, hiệu ứng vật lý cũng nh ýnghĩa của việc ứng dụng chúng trong kỹ thuật và đời sống.Qua đó, kích thích đợc hứng thú học tập của HS đối với mônvật lý

1.4.3 Bản chất việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý trong dạy học

Việc nghiên cứu những ứng dụng kỹ thuật của vật lý đòihỏi phân tích một số lợng khá nhiều nhng dù sao cũng có giớihạn các thiết bị kỹ thuật ở đây, phải quan tâm đặc biệt

đến việc làm sáng tỏ các nguyên tắc vật lý trong hoạt độngcủa các thiết bị khác nhau Biết các nguyên tắc cơ bản về

sự hoạt động của một số thiết bị, HS có thể tìm thấy ứngdụng của chúng trong các máy khác, phân tích u nhợc điểmcủa các dụng cụ khác nhau ở đây, GV nên sử dụng rộng rãicác sơ đồ, đồ án, hình vẽ kỹ thuật, nghĩa là nói với HS bằngngôn ngữ kỹ thuật Kết quả của việc HS nghiên cứu các ứng

dụng kỹ thuật của vật lý phải là sự lĩnh hội vững chắcnhững khái quát hóa kỹ thuật.

Cùng với việc nghiên cứu những thiết bị cụ thể, HS cần

đợc vận dụng các kiến thức vật lý vào nghiên cứu các lĩnhvực kỹ thuật quan trọng nhất, có vai trò quyết định đến sựphát triển của sản xuất công nghiệp, nông nghiệp Quá trìnhnày góp phần chỉ ra cho HS thấy mối quan hệ gắn bó của

sự phát triển vật lý và kỹ thuật trong đời sống con ngời và sựphát triển xã hội

Tuy nhiên, không chỉ vật lý là nền tảng của kỹ thuật, và

kỹ thuật cũng thúc đẩy những nghiên cứu khoa học, thựchiện công nghiệp hóa khoa học vật lý, tạo ra những phơngtiện kỹ thuật mới để nghiên cứu vật lý có hiệu quả hơn

Việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý trongdạy học thực chất là việc " sắp xếp" các kiến thức vật lýtrong các mối quan hệ khác nhau, mối quan hệ có tính chấtvật lý -kỹ thuật Thông qua việc nghiên cứu cấu tạo, hoạt

động của các thiết bị kỹ thuật, HS xác định đợc những mốiquan hệ có tính quy luật vật lý tồn tại trong hoạt động cảuthiết bị, giải thích đợc hoạt động của nó trên cơ sở những

định luật, nguyên lý vật lý đã biết

Khi đề cập đến các ứng dụng kỹ thuật của vật lý, cáckiến thức vật lý đã đợc cụ thể hóa trong điều kiện xác

vật lý ở các trờng phổ thông có thể diễn ra theo 2 con đờngsau đây [33]:

- Con đờng thứ nhất: Trên cơ sở đã có sẵn những máy

móc, thiết bị kỹ thuật, nhiệm vụ của HS là nghiên cứu cấutạo và giải thích các nguyên tắc hoạt động của các ứng dụng

kỹ thuật này bằng cách ứng dụng các định luật, nguyên lývật lý đã biết

- Con đờng thứ hai: Dựa trên các định luật, nguyên lý vật

lý đã biết, nhiệm vụ của HS là đa ra phơng án thiết kế mộtthiết bị kỹ thuật nhằm giải quyết một yêu cầu kỹ thuật nào

đầu ra và cấu tạo bên trong của hộp, hãy giải thích tại sao

đầu vào thế này, nhờ thiết bị (ứng dụng kỹ thuật) lại cho

đầu ra nh vậy? Để đa ra lời giải thích đúng, điều quantrọng trớc tiên là

HS phải xác định đợc " điều cần phải giải thích"

Ví dụ: Khi nghiên cứu máy biến thế, một trong các điềucần giải thích là: Tại sao khi nối hai đầu dây cuộn sơ cấp vớimột hiệu điện thế xoay chiều thì ta thu đợc ở hai đầu dâycuộn thứ cấp một hiệu điện thế xoay chiều khi mạch hởhoặc dòng điện xoay chiều nếu mạch kín

Hay khi nghiên cứu Kính lúp ( chơng trình Vật lý Nâng cao) một trong những điều cần giải thích là : Tại saokhi nhìn dòng chữ trên trang sách qua kính lúp thì thấy ảnhcủa các chữ trên trang sách dới góc trông lớn hơn

11-Đợc định hớng từ điều cần giải thích này, HS tìm con

đờng giải thích theo phơng pháp t duy diễn dịch trên cơ sở

đối chiếu các định luật, nguyên lý vật lý đã biết trong điềukiện cụ thể đợc quy định bởi cấu tạo của thiết bị kỹ thuật.Khó khăn nhất đối với HS ở đây là: từ cấu tạo, thực chấtrất phức tạp của ứng dụng kỹ thuật và từ nghiên cứu vận hànhcủa nó, HS phải phát hiện ra đợc các mối quan hệ có bảnchất vật lý, những mối quan hệ có tính quy luật đã biết, tồntại trong đối tợng cụ thể đang nghiên cứu Quá trình này đòihỏi HS phải tiến hành các thao tác t duy phân tích, tổng hợp

và đặc biệt là t duy diễn dịch Để tạo điều kiện cho HSthực hiện quá trình này thành công thì việc đa ra mô hìnhvật chất chức năng thay thế cho đối tợng nghiên cứu có ýnghĩa hết sức quan trọng Trong dạy học các ứng dụng kỹthuật, ngời ta thờng sử dụng mô hình hình vẽ hay mô hìnhvật chất- chức năng hoặc sử dụng cả hai loại mô hình Việc

sử dụng mô hình vật chất- chức năng mang tính trực quanhơn Việc cho mô hình vận hành không những tạo điềukiện cho HS dễ dàng phát hiện ra quy luật vật lý tiềm ẩntrong nó mà còn minh họa đợc cho quá trình hoạt động thựccủa thiết bị

Con đờng giải thích nguyên tắc hoạt động của ứng dụng

kỹ thuật thờng bao gồm chuỗi các quan hệ vật lý theo logicnhân quả cũng nh chuỗi các quan hệ vật lý theo tính quyluật (đợc phát biểu dới dạng các định luật, nguyên lý )

Ví dụ:

-Khi nghiên cứu cấu tạo của máy biến thế, ta thấy: máybiến thế thật rất phức tạp, nhìn bề ngoài không thể thấy rõ

đâu là bộ phận chủ yếu

Phân tích tính năng, tác dụng của máy biến thế, tathấy: đầu vào là hiệu điện thế xoay chiều, đầu ra cũng làhiệu điện thế xoay chiều, vậy phải chú ý đến sự có mặtcủa các cuộn dây, lõi sắt.

Khi giải thích nguyên tắc hoạt động của máy biến thếthì quan hệ có tính nhân quả là: Dòng điện trong cuộn sơcấp làm cho lõi sắt bị nhiễm từ; vì dòng điện từ hóa lõisắt là dòng điện xoay chiều nên từ trờng trong lõi sắt là từtrờng biến đổi Còn quan hệ có tính quy luật là: Từ trờngbiến đổi xuyên qua cuộn thứ cấp sẽ tạo ra trong cuộn nàymột dòng điện cảm ứng xoay chiều (nếu mạch kín) hoặcmột hiệu điện thế xoay chiều (nếu mạch hở)

- Khi nghiên cứu cấu tạo của kính thiên văn, ta thấy kínhthiên văn thật rất phức tạp

Phân tích tác dụng của kính thiên văn, ta thấy: Khi quansát các thiên thể ở xa Trái Đất, qua kính sẽ tăng góc trông đếnrất nhiều lần, vậy phải nghĩ đến các linh kiện quang học đãhọc

Những phân tích nêu trên cho thấy việc dạy học các ứngdụng kỹ thuật theo con đờng thứ nhất có thể tiến hành theocác bớc cơ bản sau [33]:

* Bớc 1: Cho HS quan sát thiết bị gốc Trình bày mục

đích sử dụng của nó

* Bớc 2: Nghiên cứu cấu tạo của thiết bị gốc để đa ra

mô hình của nó (mô hình vật chất- chức năng, mô hìnhhình vẽ hoặc cả hai mô hình)

* Bớc 3: Sử dụng mô hình để giải thích nguyên tắc hoạt

động của thiết bị trên cơ sở vận dụng các mối quan hệ cótính nhân quả hay có tính quy luật vật lý đã biết Nếu ở bớc

2 đã đa ra mô hình vật chất- chức năng thì ở bớc 3 này cầnvận dụng mô hình để minh họa nguyên lý hoạt động củaứng dụng kỹ thuật.

1.4.4.2.Dạy học các ứng dụng kỹ thuật theo con ờng thứ hai

đ-Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật theo con đờng thứ hai thựcchất là làm nhiệm vụ thiết kế một thiết bị kỹ thuật có chứcnăng nào đó dựa trên các mối quan hệ có tính quy luật vềvật lý đã biết (khái niệm, định luật, nguyên lý vật lý) cầnphải đợc ôn tập kỹ lỡng Đó là cơ sở để đề xuất phơng ánthiết kế máy móc, thiết bị kỹ thuật Sau đó GV cần đặt ranhiệm vụ nhận thức cho HS : thiết kế chế tạo một thiết bị kỹthuật có một chức năng nào đó, đa thiết bị kỹ thuật vào sửdụng trong đời sống và sản xuất đợc, phải bổ sung thêmnhững chi tiết kỹ thuật mới khi cần thiết

Việc đề xuất phơng án thiết kế một thiết bị kỹ thuậtxuất phát từ những định luật, nguyên lý vật lý khái quát đòihỏi ở HS có trình độ t duy diễn dịch, t duy vật lý kỹ thuật ở

đây, GV cần chú ý rằng: những trờng hợp riêng của quy luật,nguyên lý vật lý đã biết có ý nghĩa định hớng tốt nhất đốivới HS trong việc đề ra các phơng án thiết kế các thiết bị

đa dòng điện cảm ứng ra ngoài để sử dụng thì phải sángtạo ra các bộ phận mới, gọi là các chi tiết kỹ thuật.

- Khi dạy về kính thiên văn, từ nguyên tắc cấu tạo: " Muốntăng góc trông thì trớc hết, phải tạo đợc một ảnh thật của vật

ở vị trí gần nhờ dụng cụ quang thứ nhất Sau đó, nhìn ảnhnày qua dụng cụ quang thứ hai để thấy ảnh cuối cùng dới mộtgóc trông lớn hơn" Từ nguyên tắc cấu tạo trên, HS có thể xác

định đợc dụng cụ quang nào đóng vai trò dụng cụ quangthứ nhất, dụng cụ quang nào đóng vai trò quang thứ hai

Trong quá trình HS đề xuất các phơng án thiết kế ứngdụng kỹ thuật, sự thảo luận giữa các HS với nhau, dới sự giúp

đỡ, hớng dẫn của GV sẽ dẫn tới chọn đợc các ý tởng cơ bản đểchế tạo thiết bị mong muốn

Để kiểm tra tính đúng đắn của các ý tởng đó thì việc

đa ra mô hình vật chất- chức năng tơng ứng và cho nó vậnhành (xem nó có đạt đợc đúng chức năng nh dự kiến không)

là giai đoạn hết sức quan trọng trong quá trình nhận thức

Để HS có đợc sự hiểu biết đầy đủ về thiết bị ứng dụng

kỹ thuật, việc làm tiếp theo của GV là trình bày bổ sungvào mô hình các chi tiết về mặt kỹ thuật của thiết bị đợc

sử dụng trong thực tiễn và cho HS quan sát vật thật với tất cảcác chi tiết phức tạp của nó hoặc quan sát mô hình có thêmchi tiết kỹ thuật

Các phân tích ở trên cho thấy: dạy học các ứng dụng kỹthuật theo con đờng thứ hai có thể tiến hành theo các bớc cơbản sau [33]:

* Bớc 1: Ôn tập các khái niệm, định luật… vật lý (trong

trờng hợp cần thiết thì ôn tập cả các trờng hợp riêng của

chúng) có liên quan đến nguyên tắc hoạt động của thiết bịứng dụng kỹ thuật dựa trên khái niệm, định luật vật lý đó.

* Bớc 2: Đa ra nhiệm vụ thiết kế một thiết bị ứng dụng

kỹ thuật có chức năng nào đó

* Bớc 3: Hớng dẫn HS vận dụng các mối quan hệ có tính

quy luật, có tính nhân quả về vật lý đã biết để đề xuấtnhững dự án thiết kế thiết bị đó Tổ chức cho HS thảo luậncác dự án thiết kế thiết bị đã đề xuất để chọn phơng ánkhả dĩ

* Bớc 4: Đa ra mô hình vật chất- chức năng tơng ứng với

dự án thiết kế đã lựa chọn và cho mô hình vận hành đểkiểm tra tính đúng đắn của thiết kế này

* Bớc 5: Bổ sung, hoàn thiện mô hình về phơng diện

kỹ thuật, phù hợp trong thực tiễn và đa ra vật thật hoặc môhình có thêm các chi tiết kỹ thuật để HS có hiểu biết đầy

đủ về ứng dụng kỹ thuật Cuối cùng là tóm tắt lại chức năng,cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của ứng dụng kỹ thuật vừanghiên cứu

Xét theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại trình bày

ở trên, việc dạy học theo con đờng thứ hai có tác dụng tốthơn đối với việc phát huy năng lực sáng tạo của HS Việc dạyhọc các ứng dụng kỹ thuật mà nhiệm vụ thiết kế chúngkhông quá phức tạp, phù hợp với trình độ HS thì có thể theocon đờng này Tất nhiên, trong quá trình giải quyết nhiệm

vụ nhận thức, HS có thể gặp khó khăn, khi đó GV sẽ hớngdẫn, giúp đỡ Việc dạy học tho con đờng này còn tùy thuộcvào nội dung kiến thức về ứng dụng kỹ thuật ở các bậc học,tình hình trang thiết bị ở trờng phổ thông và trình độcủa HS