Ứng dụng lý thuyết kiến tạo trong giảng dạy chương 'Cân bằng và chuyển động của vật rắn' nâng cao chất lượng dạy học Vật lý 10

Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học nhằm tìm hiểu lý thuyết kiến tạo và các phương án dạy học theo quan điểm kiến tạo. - Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập (định tính và định lượng) để xác định nội dung, cấu trúc logic của các kiến thức mà học sinh cần nắm vững.

Lý thuyết kiến tạo trong dạy học

Là một trong những người tiên phong trong việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học, Von Glasersfeld (nhà triết học người Đức, sinh năm 1917) đã nhấn mạnh một số luận điểm cơ bản làm nền tảng của lý thuyết kiến tạo như sau:. a) Tri thức được tạo nên một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức chứ không phải tiếp thu một cách thụ động từ bên ngoài. Luận điểm này khẳng định vai trò quyết định của chủ thể trong quá trình học tập, nó hoàn toàn phù hợp với thực tiễn trong quá trình nhận thức. Trong dạy học điều này cũng được thực hiện rừ ràng, chẳng hạn: khỏi niệm cựng phương và cựng giá. Mặc dù GV có thể đưa ra nhiều ví dụ khác nhau xoay quanh hai khái niệm trên nhưng chúng chỉ có thể được tạo nên trong chính tư duy của HS. b) Nhận thức là một quá trình thích nghi và tổ chức lại thế giới quan của chính mỗi người. Nhận thức không phải là khám phá một thế giới độc lập đang tồn tại bên ngoài ý thức của chủ thể. Theo quan điểm này, nhận thức không phải là quá trình HS thụ động thu nhận những chân lý do người khác áp đặt, mà họ được đặt trong một môi trường có dụng ý sư phạm. Ở đó HS được khuyến khích vận dụng những kỹ năng đã có để thích nghi với những đòi hỏi của môi trường mới, từ đó hình thành nên tri thức mới. Như vậy, luận điểm này hoàn toàn phù hợp với quy luật nhận thức của loài người. Chẳng hạn, sau khi HS đã có kiến thức về điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực, HS dựa vào đó để đưa ra phương pháp xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng có hình dạng bất kỳ. c) Học là một quá trình mang tính xã hội trong đó học sinh dần dần tự hòa mình vào các hoạt động trí tuệ của những người xung quanh. Trong lớp, học sinh không chỉ tham gia vào việc khám phá mà còn tham gia vào quá trình xã hội bao gồm việc giải thích, trao đổi, đàm phán và đánh giá. Chẳng hạn, khi GV đưa ra câu hỏi: Trọng tâm của vật rắn nằm ở đâu? HS thảo luận nhóm và đưa ra các câu trả lời:. Nhóm 1: Nằm tại điểm chính giữa vật Nhóm 2: Nằm tại tâm hình học của vật rắn Nhóm 3: Nằm trên vật. Nhóm 4: Nằm tại điểm đặt của trọng lực. Các HS đều đưa ra lý lẽ để bảo vệ ý kiến của mình, ở đây xuất hiện các mối quan hệ tương tác với nhau. d) Kiến thức và kinh nghiệm mà cá nhân thu nhận phải tương xứng với những yêu cầu mà tự nhiên và xã hội đặt ra. Luận điểm này định hướng cho việc dạy học theo quan điểm kiến tạo không lệch khỏi mục tiêu của giáo dục phổ thông, tránh tình trạng HS phát triển một cách tự do dẫn đến tri thức thu được trong quá trình học tập là lạc hậu hoặc quá xa vời tri thức khoa học phổ thông, không phù hợp với lứa tuổi, không phù hợp với những đòi hỏi của thực tiễn. Như ở ví dụ trên, các ý kiến khác nhau của các nhóm HS đưa ra chỉ có ý kiến của nhóm 4 phù hợp với thực tiễn, 3 ý kiến còn lại đều mắc phải sai lầm và phải được điều chỉnh lại thế giới quan của mình cho phù hợp với yêu cầu tự nhiên. e) Học sinh đạt được kiến thức mới theo chu trình: Dự báo -> Kiểm nghiệm ->. Mỗi cá nhân HS cần phải được tạo môi trường, điều kiện để trao đổi tương tác với các bạn trong lớp (Kiến tạo xã hội). Thông qua đó, những kinh nghiệm cũ và kiến thức mới sẽ được kết hợp và định hướng vào sự hiểu biết của bản thân. Mô hình do giáo viên đưa ra sẽ không được chủ thể tiếp nhận hoàn toàn mà được điều chỉnh cho phù hợp với sự hiểu biết riêng của bản thân học sinh. Để người học thực hiện có hiệu quả kiến tạo cơ bản và kiến tạo xã hội trong quá trình lĩnh hội kiến thức, kỹ năng mới cần dần từng bước bồi dưỡng cho họ những năng lực cơ bản sau:. a) Năng lực dự đoán phát hiện vấn đề dựa trên cơ sở các quy luật tư duy biện chứng, tư duy tiền logic, khả năng liên tưởng và di chuyển các liên tưởng. b) Năng lực định hướng tìm tòi cách thức giải quyết vấn đề, tìm lời giải các bài toán. c) Năng lực huy động kiến thức để giải quyết vấn đề Vật lý. Các thành tố chủ yếu của năng lực này là: năng lực lựa chọn các công cụ thích hợp để giải quyết một vấn đề, năng lực chuyển đổi ngôn ngữ, năng lực quy lạ về quen nhờ biến đổi các vấn đề, biến đổi các bài toán về dạng tương tự. d) Năng lực lập luận logic, lập luận có căn cứ giải quyết chính xác các vần đề đặt ra. e) Năng lực đánh giá, phê phán. Vai trò của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học kiến tạo[12]. Vai trò của giáo viên trong quá trình dạy học kiến tạo - Tạo không khí dạy học. - Tạo điều kiện để học sinh bộc lộ quan niệm riêng. - Tổ chức cho học sing tranh luận về những quan niệm của mình. - Là trọng tài trong những trường hợp ý kiến tranh luận không ngã ngũ. - Tạo điều kiện và giúp học sinh nhận ra các quan niệm sai lệch của mình và tự giác khắc phục chúng. - Trình bày tính hiển nhiên của các quan niệm khoa học - Tổ chức cho học sinh vận dụng kiến thức thu nhận. Vai trò của học sinh trong quá trình dạy học kiến tạo. - Học sinh phải chủ động và tích cực trong việc đón nhận tình huống học tập mới, chủ động trong việc huy động những kiến thức, kỹ năng đã có vào khám phá tình huống học tập mới. - Học sinh phải chủ động bộc lộ những quan điểm và những khó khăn của mình khi đứng trước tình huống học tập mới. - Học sinh phải chủ động và tích cực trong việc thảo luận, trao đổi thông tin với bạn học và với giáo viên. Việc trao đổi này phải xuất phát từ nhu cầu của chính học sinh trong việc tìm những biện pháp để giải quyết những tình huống học tập mới hoặc khám phá sâu hơn những tình huống đó. - Người học phải tự điều chỉnh lại kiến thức của bản thân sau khi đã lĩnh hội được các tri thức mới thông qua việc giải quyết các tình huống học tập. Vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông 1.2.1. Thời cổ đại, khi các hoạt động lao động bằng chân tay bị coi khinh trong khi các hoạt động trí óc được tôn vinh thì Vật lý học là một bộ phận của triết học. Các khái niệm, quy luật, định luật Vật lý lúc bấy giở được hình thành chỉ thông qua con đường hoạt động tư duy, lập luận logic nên có nhiều kiến thức bị sai lệch, không đúng với bản chất vốn có của sự vật hiện tượng. Từ đó dẫn đến nhiều cuộc đấu tranh bảo vệ chính kiến của các nhà khoa học. Đến thế kỷ XVI, với sự đóng góp to lớn của nhà khoa học người Ý Galille, Vật lý học được biết đến như một khoa học thực nghiệm. Bởi hệ thống kiến thức về các khái niệm, các định luật Vật lý được xây dựng chủ yếu bằng thực nghiệm. Các nhà khoa học đã tự kiến tạo kiến thức cho bản thân và trở thành kiến thức chung cho nhân loại. Chính vì vậy, các kiến thức Vật lý đã ngày càng tiệm cận với chân lý hơn trong một giai đoạn nhất định nào đó. Mặt khác, những kiến thức của Vật lý học được ứng dụng trực tiếp, rộng rãi vào trong cuộc sống, kỹ thuật. Đặc biệt, trong những thập kỷ gần đây, cùng với những ngành khoa học khác, Vât lý học đã góp phần không nhỏ vào công cuộc chinh phục vũ trụ và nâng cao chất lượng cuộc sống của con người. Với những đặc thù cơ bản như vậy, chúng tôi nhận thấy rằng: Có thể tổ chức các hoạt động nhận thức của học sinh theo quan điểm kiến tạo đi theo phương pháp thực nghiệm của các nhà khoa học. Hơn nữa, học sinh khi tiếp xúc thực tế cuộc sống sẽ tích lũy cho mình một số kiến thức về Vât lý học cho bản thân. Đây cũng là một thế mạnh để giáo viên tìm hiểu các quan niệm đúng sai của học sinh trước khi tổ chức dạy học cho học sinh theo quan điểm kiến tạo. Điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học Vật lý theo quan điểm kiến tạo a) Nội dung dạy học, nội dung nhận thức phải gắn liền với thực tiễn cuộc sống. Song song với quá trình học tập trong nhà trường, học sinh trong quá trình tiếp xúc với thực tế đã kiến tạo cho bản thân một số khái niệm cơ bản có thể đúng hoặc sai. Người giáo viên có nhiệm vụ phát hiện ra những quan niệm sai đang tồn tại ở người học để thiết kế các quá trình dạy học thích hợp nhằm giúp học sinh phá vỡ. những quan niệm cũ, sai lệch để kiến tạo nên kiến thức mới.[9]. Như vậy, trong dạy học theo quan điểm kiến tạo, các kiến thức, kỹ năng sẵn có của học sinh là một trong các tiền đề quan trọng giúp giáo viên lựa chọn tri thức và phương pháp dạy học phù hợp. Tuy nhiên, nếu câu hỏi đặt ra đã có trong vốn kinh nghiệm của học sinh thì hoạt động tư duy không xảy ra. Còn nếu đặt câu hỏi quá khó, học sinh đã nổ lực hết sức vẫn không trả lời được, học sinh sẽ cảm thấy chán nản và quá trình tư duy có thể vẫn diễn ra nhưng không đạt được hiệu quả dẫn đến không đạt được mục tiêu của quá trình dạy học. Để khắc phục, giáo viên có thể sử dụng các biện pháp sư phạm sau đây[23]:. - Ôn tập các kiến thức cũ mà học sinh đã học có liên quan đến kiến thức mới. - Có thể dùng những câu hỏi giúp học sinh nhớ lại những kiến thức cũ đã học có liên quan đến bài học mới. - Dùng phép tương tự để dạy học tri thức mới. b) Trong quá trình dạy học, khi phát hiện học sinh có biểu hiện sai lầm, giáo viên không nên bác bỏ ngay mà tạm thời chấp nhận ý kiến của học sinh, tìm hiểu nguyên nhân tại sao học sinh lại có những biểu hiện sai lầm như vậy. Đối với những sai lầm do sơ suất thì có thể chỉ cho học sinh tự sửa chửa. Còn đối với những sai lầm do quan niệm sai đưa đến thì cần phải tổ chức một quá trình hoạt động nhận thức để học sinh tự thấy các cái sai trong quan niệm của mình, tự nguyện muốn thay đổi; khi đó, giáo viên sẽ giúp cho học sinh xây dựng tri thức mới để đáp ứng nhu cầu muốn thay đổi quan niệm sai. Thái độ như vậy sẽ giúp học sinh tự thay đổi quan niệm sai mà không cảm thấy bị áp đặt, bị bắt buộc. Còn nếu khi học sinh có biểu hiện sai lầm mà giáo viên bác bỏ ngay lập tức và đưa ra quan niệm đúng thì về mặt hình thức, do uy quyền của người giáo viên, học sinh có vẻ như đã thay đổi quan niệm sai nhưng khi không còn sự quản lý của giáo viên, học sinh sẽ quay về với quan niệm vốn có của mình. c) Điều kiện trang thiết bị phải đáp ứng được nhu cầu học tập, nghiên cứu của học sinh.

Mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

- Biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm xác định tác dụng của lực đối với vật rắn có trục quay cố định từ đó đưa ra quy tắc momen lực. - Biết cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng.- Vận dụng các kiến thức đã học của chương để giải một số bài tập Vật lý liên quan và giải thích một số hiện tượng Vật lý thường gặp trong đời sống, kỹ thuật.

Phân tích cấu trúc, nội dung dạy học chương

- Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy: Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vecto lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực. - Điều kiện cân bằng của một vật quay quanh trục: Tổng các momen lực có xu hướng làm cho vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.

Thiết bị dạy học chương đáp ứng yêu cầu dạy học kiến tạo 1. Các thí nghiệm

- Kết luận: Khi trọng tâm của vật rơi ra khỏi mặt chân đế thì khối gỗ bị lật =>Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế: giá của trọng lực phải đi qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế). Chẳng hạn, cánh cửa quay quanh bản lề - ví dụ về vật rắn có trục quay cố định, con lật đật – ví dụ về cân bằng bền, đu quay – ví dụ về chuyển động tịnh tiến, cân đòn – ví dụ về cân bằng của một vật quay quanh một trục, một vòi nước, một cái chai có nắp vặn, một tua-nơ-vit và đinh ốc – ví dụ về ngẫu lực, thang leo có đế rộng – ví dụ về cân bằng của một vật có mặt chân đế, hai con ngựa kéo một xe đẩy – ví dụ về hợp lực của hai lực song song cùng chiều v.v.

Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “cân bằng và chuyển động của vật rắn” ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Trong thực tế hiện nay, giáo viên thường tổ chức quá trình dạy học như sau: giáo viên đưa ra sự kiện, hiện tượng hay tình huống có vấn đề, một số ít giáo viên có sử dụng một số thí nghiệm minh họa; sau đó giải quyết vấn đề (trong đó chủ yếu là giáo viên giải quyết vấn đề đã đặt ra, còn học sinh chỉ tham gia rất ít) rút ra kết luận là những kết luận, định luật. - Các em cho biết rất thích những giờ có thí nghiệm, các em thích tự mày mò để làm thí nghiệm, thích được trao đổi cùng nhau và trao đổi với giáo viên để nắm vững kiến thức nhưng môi trường dạy học không phù hợp, các em vẫn e ngại khi trao đổi với giáo viên mặc dù rất muốn, còn nếu trao đổi với bạn bè thì cho là nói chuyện riêng, không nghiêm túc trong học tập.

Điều tra quan niệm của học sinh về các kiến thức liên quan đến cân bằng và chuyển động của vật rắn trước khi dạy học chương “Cân bằng và chuyển

Những quan niệm sai này phần lớn xuất phát từ thực tế, một phần do tiến trình dạy học trước đây hoặc hình thành do logic nhận thức của HS, do đó tồn tại trong ý thức của HS dẫn đến những sai lầm của HS khi trả lời các câu hỏi khoa học trong quá trình làm việc với GV, chỉ khi có tác động của bên ngoài (của môi trường và con người) mới có thể làm cho HS tự nguyện thay đổi. Để quan niệm sai cú ảnh hưởng tớch cực như vậy, người giỏo viờn phải hiểu rừ sự hình thành các quan niệm sai của học sinh và ảnh hưởng của chúng đối với nhận thức của học sinh từ đó có thái độ đúng đắn đối với các quan niệm đó.

Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo lý thuyết kiến tạo

Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển.

28 theo phân phối chương trình Vật lý 10 THPT ban cơ bản I. Mục tiêu

• Chuẩn bị 1. Giáo viên
• Tiến trình dạy học

Thí nghiệm đơn giản do học sinh tiến hành đã bác bỏ quan niệm sai, đồng thời học sinh phải tự điều chỉnh quan niệm (quá trình điều ứng) để đưa ra điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực: hai lực phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. - Qua điều tra, chúng tôi nhận thấy chỉ có 15,73% học sinh quan niệm tác dụng của một lực lên một vật là không đổi khi lực đó trượt trên giá của chúng, như vậy, đa số học sinh đều quan niệm sai, phần lớn cho rằng: tác dụng của một lực lên một vật là không đổi khi độ lớn của lực không đổi nhưng phương của lực thay đổi.

QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG CÙNG CHIỀU Tiết 30 theo phân phối chương trình Vật lý 10 THPT ban cơ bản

2.Giáo viên tổ chức cho học sinh giải quyết các vấn đề đã nêu Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Nêu vấn đề: Một vật chịu tác dụng của. + Theo định luật III Newton, ta có thể đi tìm lực trực đối của hợp lực bằng cách tác dụng lên vật một lực ngược chiều sao cho vật trở về trạng thái cân bằng.