Hệ thống hóa kiến thức cho học sinh trong dạy học chương Dao động cơ Vật lí 12 THPT với sự hỗ trợ của máy vi tính

Lý thuyết hệ thống

Theo quan điểm triết học, hệ thống được hiểu là một tổ hợp các yếu tố có cấu trúc liên quan chặt chẽ với nhau trong một chỉnh thể, trong đó mối quan hệ qua lại giữa các yếu tố cấu trúc đã làm cho đối tượng trở thành một chỉnh thể trọn vẹn [9]. Hơn là chia nhỏ một thực thể thành những thuộc tính, những phần hoặc những phần tử của nó (như là các bộ phận hay tế bào), lý thuyết hệ thống tập trung về sự sắp đặt và mối quan hệ giữa những phần kết nối chúng trong một tổng thể (holism).

Tư duy hệ thống

Tư duy hệ thống đưa nhận thức vượt qua ranh giới cảm tính hạn hẹp, xâm nhập sâu rộng vào thế giới xung quanh để thống trị tri thức đồ sộ làm cơ sở cho hoạt động thực tiễn, nhận biết cái mà giác quan con người bất lực. Có thể nói, tư duy hệ thống trong dạy học là hoạt động tư duy có trật tự, có logic nhất định giúp HS thấu hiểu về các liên kết tồn tại giữa các hiện tượng, giữa sự vật với môi trường, giúp HS chú trọng vào mối quan hệ giữa các đơn vị kiến thức hơn là từng đơn vị kiến thức riêng lẻ.

Hệ thống hoá và hệ thống hoá kiến thức 1.Hệ thống hoá

Vậy HTH là một kĩ năng của hoạt động nhận thức, nhằm liên kết các sự kiện, hiện tượng, khái niệm.một cách logic thành một hệ thống, hoặc khi nó là một hệ thống nhưng nó không phản ánh cho ta hiểu một cách tường minh rằng nó là một hệ thống thì hoạt động nhận thức phải làm thế nào để phản ánh được các thuộc tính của đối tượng đó thành một hệ thống. Để áp dụng HTHKT cho HS trong dạy học đạt kết quả tốt thì về phía GV phải thích ứng với những thay đổi về chức năng, nhiệm vụ rất đa dạng và phức tạp của mình, phải nhiệt tình, phải có kiến thức chuyên môn sâu rộng, biết ứng xử tinh tế, biết định hướng phát triển của HS theo mục tiêu giáo dục nhưng vẫn đảm bảo được HS suy nghĩ và hành động một cách độc lập trong hoạt động nhận thức.

Các biện pháp dùng để hệ thống hoá kiến thức cho học sinh

+ Lập Graph nội dung của bài lên lớp (là hình thức cấu trúc hoá một cách trực quan khái quát và súc tích nội dung các tài liệu giáo khoa, tức là những kiến thức chốt, là thành phần cấu tạo nên nội dung đó và mối liên hệ dẫn xuất giữa chúng, diễn tả logic phát triển nội dung của bài học, từ kiến thức bắt đầu đến kết luận cuối cùng),. Dùng Graph nội dung để HTH các khái niệm trong một tổng thể hay cấu trúc hoá nội dung tài liệu giáo khoa, giúp HS mở rộng hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu một cách khái quát, giúp HS chiếm lĩnh tri thức một cách không hình thức, không máy móc, HS sẽ nhớ lâu hơn, tái hiện chính xác hơn, có một cái nhìn tổng quát hơn.

Quy trình hệ thống hoá kiến thức cho học sinh trong dạy học vật lí

+ Thiết lập mối quan hệ giữa các yếu tố (tạo nhánh): Sau khi sắp xếp sơ bộ các yếu tố vào các nhánh chính, phụ trong BĐTD, dựa vào logic phát triển của nội dung bài lên lớp, tiến hành định hướng xác lập các mối quan hệ giữa chúng bằng những đường phân nhánh biểu diễn các mối liên hệ. Người GV phải căn cứ vào chuẩn kiến thức, kĩ năng và yêu cầu về thái độ để đặt ra mục tiêu khi thiết kế bài dạy học HTHKT, bởi vì chuẩn kiến thức, kĩ năng là một thành phần của chương trình giáo dục phổ thông, là cơ sở để chỉ đạo dạy học và kiểm tra đánh giá.

Sử dụng máy vi tính hỗ trợ quá trình hệ thống hoá kiến thức cho học sinh trong dạy học

MVT hỗ trợ GV tìm kiếm và tích lũy tài liệu chuẩn bị cho chủ đề cần HTH như: phim thí nghiệm, phim học tập…; tạo điều kiện thuận lợi cả về thời gian và không gian để GV có nhiều cơ hội trao đổi với nhiều người khác có cùng hứng thú với chủ đề cần HTH thông qua các Website, forum…; hỗ trợ thiết kế và tổ chức tiến trình HTHKT. Các phần mềm tiểu biểu trong Mind Mapping Software: phần mềm Buzan'siMindmap (do công ty Buzan Online Ltd thực hiện, trang chủ tại http://www.imindmap.com) có thư viện hình ảnh rộng lớn, giao diện vượt trội; phần mềm Visual FreeMind (là sản phẩm thưong mại của công ty Mind Technologies, trang chủ tại http://www.visual-mind.com), dễ sử dụng và linh hoạt trong sắp xếp các nút từ khoá; phần mềm Mind Manager (chỉ chạy trên hệ điều hành Microsoft Windows), được dùng phổ biến ở Việt Nam; phần mềm Free Mind (đây là phần mềm mở, chạy trên hệ điều hành Window, Mac và Linux. Sản phẩm hoàn toàn miễn phí, trang chủ tại: http://freemind.sourceforge.net/wiki/index.php.Main_page); phần mềm Mindjet MindManager Pro (là sản phẩm số lấy ý tưởng từ MindMap kết hợp với phương pháp tư duy của Tony Buzan) và còn rất nhiều phần mềm khác nữa rất thích hợp cho hoạt động của thầy và trò trong lập BĐTD để HTHKT.

Cơ sở thực tiễn của việc hệ thống hoá kiến thức 1. Đối với giáo viên

Tiến hành điều tra cảm nhận từ phía 674 HS thuộc hai tỉnh Quảng Trị và Thừa Thiên Huế về tình hình tổ chức HTHKT cho HS của GV trong dạy học Vật lí 12 THPT. Nhưng cách thức HS hệ thống lại kiến thức chủ yếu là học thuộc lòng kiến thức (công thức) trong sách và vở ghi (88,87% HS được hỏi chọn thường xuyên) và sử dụng bảng tóm tắt kiến thức do người khác làm sẵn (80,27% HS được hỏi chọn thường xuyên) để giải nhanh các bài tập vật lí phục vụ cho việc thi vào đại học.

Đặc điểm và cấu trúc nội dung chương Dao động cơ trong chương trình Vật lí 12 THPT

Sự cộng hưởng DĐC giúp ta hiểu sự cộng hưởng của dao động trong mạch xoay chiều RLC và trong mạch LC của máy vô tuyến điện. Phân bố chương trình cho thấy số tiết nghiên cứu tài liệu mới và tiết thực hành chiếm tỉ lệ lớn trong tổng số tiết của chương, thời gian dành cho ôn tập và luyện tập rất ít.

Quy trình tổ chức hệ thống hoá kiến thức cho học sinh trong dạy học chương Dao động cơ Vật lí 12 THPT

HS trả lời được các câu hỏi của GV đặt ra sẽ hiểu được: Việc dùng phương pháp giản đồ Fre-nen tổng hợp các DĐĐH cùng phương, cùng tần số dựa trên cơ sở coi DĐĐH là hình chiếu của chuyển động tròn đều; HS có thể biểu diễn DĐĐH tương ứng với một véctơ quay. + Triển khai đỉnh 1: Bằng phương pháp trực quan kết hợp với đàm thoại, GV biểu diễn, định hướng, đặt câu hỏi giúp HS nhận biết được: thế nào là DĐC, HS so sánh dao động tuần hoàn với dao động khác và tìm ra dấu hiệu của dao động tuần hoàn (Dao động của con lắc đồng hồ khác gì với dao động của lá cây khi bị gió thổi nhẹ?).

Thiết kế một số giáo án dạy học hệ thống hóa kiến thức với sự hỗ trợ của máy vi tính trong chương Dao động cơ

Khi HS đã thiết kế được BĐTD và tự “ghi chép” phần kiến thức là các em đã hiểu sâu kiến thức và biết chuyển kiến thức từ SGK theo cách trình bày thông thường thành cách hiểu, cách ghi nhớ riêng của mình. Việc kiểm tra trình độ lĩnh hội bài học có thể thực hiện được thông qua kiểm tra: sự lĩnh hội các bảng hệ thống, các Graph nội dung, các BĐTD và kĩ năng xây dựng, sử dụng chúng.

MỤC TIÊU 1. Kiến thức

CHUẨN BỊ 1. GV

- Thí nghiệm mô phỏng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều; mô phỏng về dao động điều hòa của con lắc lò xo; mô phỏng đồ thị li độ, vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa bằng phần mềm Crocodile Physics.  Hãy viết phương trình chiếu lên trục OX (trục trùng với trục lò xo, gốc O tại VTCB, chiều dương ra xa lò xo):.

TIẾN TRÌNH DẠY HỌC A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU

TIẾN TRÌNH BÀI HỌC

+ Trực quan hoá cho HS các đại lượng: tần số góc, biên độ, pha dao động, pha ban đầu bằng thí nghiệm mô phỏng có liên hệ với chuyển. + Kết luận lại ý nghĩa các đại lượng đặc trưng của DĐĐH và đồng thời trên BĐTD (ở nhánh thứ ba) xuất hiện định nghĩa về các đại lượng đặc trưng đó.

HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá

Kết quả TN sư phạm và kết quả xử lí các số liệu thống kê cho phép khẳng định: Nếu dạy học chương “Dao động cơ” Vật lí 12 THPT có sử dụng quy trình dạy học HTHKT cho HS với sự hỗ trợ của MVT theo đề xuất của đề tài thì các giờ học sẽ đạt hiệu quả cao hơn và góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí, nghĩa là giả thuyết khoa học mà đề tài đặt ra là đúng đắn, kết quả nghiên cứu của đề tài hoàn toàn có thể vận dụng vào thực tế giảng dạy Vật lí ở các trường THPT hiện nay. - Đề xuất được quy trình tổ chức HTHKT cho HS trong dạy học vật lí với sự hỗ trợ của MVT gồm sáu bước: Bước 1: Xác định nội dung kiến thức cần hệ thống, Bước 2: Xác định các mục tiêu trong quá trình HTH, Bước 3: Xây dựng nguồn học liệu nhằm hỗ trợ thiết kế và tổ chức bài dạy học HTHKT cho HS, Bước 4: Thiết kế bài dạy học HTHKT cho HS, Bước 5: Tổ chức HTHKT cho HS, Bước 6: Kiểm tra, đánh giá.