thức và tư duy của học sinh trong dạy học vật lý
Chu trình hoạt động nhận thức sáng tạo được sơ đồ hóa như sau (Bảng 1.3)
Bảng 1.3: Chu trình sáng tạo khoa học theo Ra-zu-mốp-xki [17]
Mô hình giả định Hệ quả logic
Việc tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh phỏng theo con đường tìm tòi của các nhà khoa học theo chu trình trên thường gặp khó khăn trong các giai đoạn như: đề xuất mô hình - giả thuyết trừu tượng, xây dựng phương án thực nghiệm và tiến hành thực nghiệm để kiểm tra hệ quả.
Ngoài ra, trong phương pháp dạy học GQVĐ, điều cần thiết là phải tạo ra một tình huống có vấn đề cho học sinh, tình huống đó theo nguyên tắc là phải “kích thích tư duy” tạo ra hứng thú tìm tòi, khám phá cho người học. Việc tạo một tình huống có vấn đề hay, có cơ sở khoa học và tạo được hứng thú cho học sinh là một bước rất quan trọng trong việc vận dụng phương pháp dạy học này.
Theo chu trình sáng tạo khoa học của Ra-zu-mốp-xki, để có cơ sở đề xuất mô hình - giả thuyết trừu tượng, vấn đề hết sức quan trọng là làm thế nào có thể thu thập được các thông tin liên quan đến đối tượng cần nghiên cứu (với tư cách là các sự kiện xuất phát), để tạo điều kiện cho tư duy trực giác, đưa ra mô hình-giả thuyết trừu tượng. Một cách tương tự, trong dạy học GQVĐ, để tạo một tình huống có vấn đề cũng phải cần phải có các dữ kiện ban đầu, phù hợp với kiến thức đã học. Trong dạy học vật lý, tùy theo các đối tượng nghiên cứu cụ thể mà các phương tiện dạy học truyền thống có thể hoặc không thể hỗ trợ cho việc thu thập các thông tin này [20]. Ví dụ như khi nghiên cứu về “Hệ thức giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi” (SGK Vật lý 10), thì với việc sử dụng nhiều bộ thí nghiệm khác nhau đều có thể thu được các số liệu về sự biến đổi thể tích và sự biến đổi về áp suất tương ứng của khối khí đang xét. Nghiên cứu bảng số liệu này, có thể đề xuất dự đoán về mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của lượng khí. Tuy nhiên, đối với nhiều đối tượng nghiên cứu khác, ví dụ như: va chạm của các vật trong hệ cô lập khi nghiên cứu định luật bảo toàn động lượng, hay chuyển động rơi có sức cản của không khí…thì hiện nay, việc thu thập các số liệu thực nghiệm nhờ các thiết bị thí nghiệm truyền thống hoặc rất khó, mất rất nhiều thời gian (với thí nghiệm va chạm) hoặc không thể thực hiện được (với thí nghiệm về chuyển động rơi có sức cản không khí).
Ngoài khó khăn trên, trong công việc kiểm tra tính đúng đắn của các mô hình- giả thuyết trừu tượng cũng thường gặp khó khăn nếu chỉ dựa vào các phương tiện dạy học truyền thống, phương tiện tính toán truyền thống. Ví dụ như, khi nghiên cứu va chạm của
các vật trong hệ cô lập, vấn đề đặt ra là: có đại lượng nào được bảo toàn trong quá trình va chạm không? Dựa vào các dữ liệu thu được trong thí nghiệm, học sinh có thể đưa ra nhiều dự đoán (giả thuyết) có căn cứ. Thì việc kiểm tra xem dự đoán nào đúng, dự đoán nào sai sẽ không thể tiến hành trong khuôn khổ thời gian qui định nếu chỉ dựa vào các phương tiện dạy học truyền thống, phương tiện tính toán truyền thống. Sở dĩ như vậy vì để kiểm tra điều đó, đòi hỏi phải thực hiện quá nhiều phép tính.
Những phân tích trên cho thấy, trong nhiều trường hợp, nếu chỉ sử dụng các phương tiện dạy học truyền thống thì việc yêu cầu cao tính tích cực, tự lực của học sinh tham gia vào việc giải quyết các vấn đề học tập (đề xuất mô hình - giả thuyết cũng như kiểm tra tính đúng đắn của nó) sẽ bị hạn chế, do đó, việc áp dụng các phương pháp dạy học nhằm tích cực hóa người học cũng hạn chế.
Hơn nữa, trong nhiều trường hợp, với phương tiện dạy học truyền thống, không thể quan sát, thu thập được thông tin về đối tượng cần nghiên cứu (ví dụ như vật rơi có sức cản không khí...) nên nhiều quá trình vật lý không thể đưa vào trong chương trình vật lý phổ thông.
Trong những trường hợp như vậy, MVT có tác dụng to lớn trong việc tạo ra các mô hình hỗ trợ cho quá trình nhận thức của học sinh, vì như đã nói ở trên, MVT có thể tạo ra một thế giới ảo rất giống như thế giới thực.
Qua các điều trình bày ở trên, ta thấy dạy học giải quyết vấn đề tự thân nó sẽ góp phần phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh trong các giai đoạn của mình.
Để thực hiện điều đó, với đặc thù của mình, cần có những điều kiện phù hợp để có thể áp dụng được phương pháp dạy học này. Một trong những điều kiện đó là làm cách nào để tạo ra một tình huống có vấn đề tạo ra sự hứng thú, tò mò, kích thích học sinh tìm tòi, khám phá, điều đó cũng tương tự như phải tạo ra một mô hình để hỗ trợ quá trình nhận thức của học sinh theo chu trình nhận thức sáng tạo của Ra-zu-môp-xki. Để thỏa mãn các điều kiện đó, có thể sử dụng nhiều phương tiện, nhiều cách khác nhau. Như đã
trình bày, MVT có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của PP dạy học
GQVĐ, giúp cho việc thực hiện phương pháp này trong nhiều trường hợp trở nên dễ dàng, thuyết phục, tạo được lòng tin cho HS hơn, cho nên việc ứng dụng MVT
vào dạy học GQVĐ sẽ góp phần giúp cho GV và HS trong nhiều trường hợp sẽ thuận lợi, dễ dàng trong việc tiếp cận kiến thức mới, và sẽ nâng cao được năng lực nhận thức và tư duy của HS.
1.4. Thực trạng ứng dụng MVT trong dạy học giải quyết vấn đề về phát triển tư duy cho học sinh trong thực tiễn dạy học vật lý ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp
1.4.1. Tình hình ứng dụng MVT trong đổi mới PPDH ở trường THPT trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp bàn tỉnh Đồng Tháp
Chỉ thị 3398/CT-BGD&ĐT ngày 12 tháng 8 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo về nhiệm vụ của toàn ngành trong năm học 2011-2012 đã nêu:
‘‘Năm học 2011-2012 là năm tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin trong đổi mới phương pháp dạy – học...’’
Căn cứ theo kế hoạch số 52/KH-UBND ngày 02 tháng 05 năm 2012 của Ủy ban nhân dân tỉnh Đồng Tháp về việc: “Đồng Tháp trở thành tỉnh mạnh về Công nghệ thông tin và truyền thông” thì từ năm học 2006 - 2007 Sở Giáo dục và Đào tạo đã thực hiện 100% trường THPT có tối thiểu 01 phòng máy tính thực hành, 10 thư viện trường THPT có trang bị 03 máy tính kết nối intenet phục vụ quản lí, nghiên cứu của giáo viên và học sinh. Một số trường THPT có website, thực hiện tốt quản lí chuyên môn, giảng dạy, thông tin liên lạc giữa giáo viên và học sinh; nhà trường, phụ huynh và các tổ chức xã hội và một số ít trường có máy tính tại phòng học, kết nối internet như: THPT chuyên Nguyễn Đình Chiểu, THPT Lấp Vò 2, riêng đối với trường THPT TX Sa Đéc thì từ năm 2006 - 2007 đã được trang bị thêm 02 phòng thực hành vi tính và 03 phòng Giáo án điện tử, 02 phòng máy tính kết nối intenet để phục vụ cho việc giảng dạy của giáo viên.
Nhằm thực hiện tốt các chỉ thị, kế hoạch này thì ngay từ đầu năm học, các trường THPT trong tỉnh đã tích cực triển khai, đưa nội dung, kế hoạch và biện pháp ứng dụng CNTT vào kế hoạch công tác, kế hoạch giảng dạy.
Về quan điểm chỉ đạo: Trước hết mọi cán bộ - giáo viên phải biết Tin học. Nhà trường thường xuyên tổ chức những lớp bồi dưỡng kiến thức tin học cho toàn bộ cán bộ và giáo viên. Qua các lớp bồi dưỡng này, giáo viên được học cách soạn thảo văn bản trên word, xử lí bảng tính trên Excel, soạn giáo án điện tử trên PowerPoint và cách tìm kiếm, tải thông tin từ Internet,…Bên cạnh đó các trường còn kêu gọi và tích cực vận động giáo viên sử dụng MVT vào đổi mới PPDH.
Khuyến khích các giáo viên chọn đề tài sáng kiến kinh ngiệm hàng năm là những đề tài có liên quan đến việc đổi mới phương pháp dạy và học có chú trọng đến việc sử dụng MVT trong DH.
Năm học 2011-2012, đa số các trường THPT trong tỉnh đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất và thời gian cho tất cả cán bộ giáo viên công nhân viên trong trường có thể học Tin học hiệu quả. Mặt khác, còn yêu cầu mọi cán bộ giáo viên phải ứng dụng MVT vào quản lí, dạy học và nghiên cứu khoa học giáo dục. Tuy nhiên, hiệu quả của việc đổi mới cũng còn hạn chế do nhiều nguyên nhân, trong đó theo tôi, một trong những nguyên nhân chính là một số giáo viên rất ngại đổi mới PPDH. Mặt khác, trình độ tin học của giáo viên còn chưa đồng đều. Ngoài các tiết hội giảng có sử dụng giáo án điện tử, đa số các tiết dạy của nhiều giáo viên vẫn sử dụng PPDH duy nhất: phấn trắng, bảng đen. Ngay cả các tiết có sử dụng giáo án điện tử thì hình thức tổ chức DH phổ biến vẫn là diễn giảng theo kiểu thông báo – tái hiện. MVT chỉ đóng vai trò làm tăng tính trực quan trong giờ học.
1.4.2. Tình hình ứng dụng MVT trong dạy học giải quyết vấn đề về phát triển tư duy cho học sinh trong thực tiễn dạy học vật lý
Với đặc thù là một tỉnh vùng sâu, vùng xa, quá trình dạy học của GV trong địa bàn tỉnh Đồng Tháp gặp rất nhiều khó khăn. Ngoài ra cũng phải thừa nhận một thực tế, khi mà trình độ của học sinh là rất yếu kém thì việc áp dụng các phương pháp dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh là gặp rất nhiều khó khăn. Chính vì vậy, việc vận dụng phương pháp DH GQVĐ trong dạy học của đa số giáo viên vật lý tỉnh Đồng Tháp nói chung là còn hạn chế. Khi mà việc vận
dụng phương pháp dạy học GQVĐ đã hạn chế thì việc ứng dụng MVT trong phương pháp dạy học trên lại càng gặp khó khăn và rất ít có giáo viên thực hiện.
Theo các báo cáo ở các cuộc hội thảo về ứng dụng của CNTT trong dạy học tổ chức ở Sở GD-ĐT Đồng Tháp, thì phần nhiều trong những năm vừa qua, việc ứng dụng MVT trong dạy vật lý đang được giáo viên ở các trường phổ thông trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp quan tâm nhưng chỉ dừng lại ở việc sử dụng BGĐT, còn ứng dụng MVT để hỗ trợ các phương pháp dạy học tích cực nói chung, dạy học giải quyết vấn đề nói riêng trong tiến trình dạy học vật lý đã được một số giáo viên quan tâm. Tuy nhiên, số lượng giáo viên quan tâm chưa nhiều đặc biệt là các giáo viên ở những trường vùng sâu. Song, với sự quan tâm giúp đỡ của Sở GD và sự động viên, khuyến khích của Ban giám hiệu các trường, việc ứng dụng MVT để hỗ trợ các phương pháp dạy học tích cực nói chung và dạy học giải quyết vấn đề trong quá trình vật lý nhằm phát triển tư duy cho học sinh sẽ là một hướng đi tất yếu và đang là mục tiêu phấn đấu của các giáo viên vật lý ở các trường phổ thông trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp.
Kết luận chương 1
Việc đổi mới PPDH nói chung và PPDH vật lý nói riêng là một vấn đế cấp thiết, chỉ có đổi mới thật sự PPDH chúng ta mới đào tạo nên những con người mới toàn diện phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước.
Trước tiên chúng tôi đưa ra khái niệm tư duy trong dạy học vật lý để làm cơ sở cho quá trình nghiên cứu chương này.
Chúng tôi chỉ ra trong dạy học vật lý, GV cần tổ chức quá trình lĩnh hội kiến thức cho HS phù hợp với con đường biện chứng của quá trình nhận thức vật lý. Trong đó mối quan hệ giữa tư duy vật lý và quá trình nhận thức vật lý là rất quan trọng rồi từ đó bồi dưỡng năng lực nhận thức. Để quá trình nhận thức vật lý của HS được thành công thì HS cần phải thành thạo các phương pháp nhận thức vật lý do GV hướng dẫn và hình thành.
Trong quá trình dạy học vật lý nhiệm vụ quan trọng hàng đầu là bồi dưỡng và phát triển tư duy vật lý cho HS. GV có thể tổ chức, điều khiển sao cho HS lĩnh hội kiến thức vật lý một cách tốt nhất. Trong chương này chúng tôi cũng đưa ra một số biện pháp để bồi dưỡng và phát triển tư duy vật lý cho HS.
Theo khảo sát thì dạy học với sự hỗ trợ của MVT có khả năng nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập. MVT có thể được sử dụng trong nhiều khâu của quá trình dạy học. Do đó chúng tôi đã trình bày một số chức năng ưu việt của MVT có thể ứng dụng trong tiến trình dạy học vật lý nhằm phát triển tư duy cho HS.
Ứng dụng MVT vào các phương pháp dạy học tích cực nhằm đưa học sinh vào trung tâm của hoạt động dạy học, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học là mục tiêu quan trọng của đổi mới phương pháp hiện nay. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT trong dạy học vật lý nhằm thực hiện mục tiêu cơ bản của dạy học giải quyết vấn đề là rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề, tất nhiên trong đó cần bao gồm khả năng nhận biết, phát hiện vấn đề.
CNTT nói chung, máy vi tính nói riêng có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của PP dạy học GQVĐ, giúp cho việc thực hiện phương pháp này trong nhiều trường hợp trở nên dễ dàng, thuyết phục, tạo được lòng tin cho HS hơn, cho nên việc ứng dụng MVT vào dạy học GQVĐ sẽ góp phần giúp cho GV và HS trong nhiều trường hợp sẽ thuận lợi, dễ dàng trong việc tiếp cận kiến thức mới, và sẽ nâng cao được năng lực nhận thức và tư duy của HS.
Trong chương này cũng trình bày một số ý tưởng về dạy học giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT và một số dấu hiệu nhận biết có thể ứng dụng MVT vào các giai đoạn của dạy học GQVĐ khi dạy học chương “Các định luật bảo toàn”.
Nội dung tiếp theo của luận văn sẽ trình bày cụ thể việc ứng dụng MVT trong dạy học GQVĐ để dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 cơ bản nhằm nâng cao chất lượng dạy học.
CHƯƠNG 2
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 CƠ BẢN THPT
2.1. Cấu trúc logic nội dung dạy học của chương “Các định luật bào toàn” vật lý 10 cơ bản
2.2. Thực trạng dạy học chương “Các định luật bảo toàn”2.2.1. Mục tiêu tìm hiểu 2.2.1. Mục tiêu tìm hiểu
Tiến hành tìm hiểu về mức độ nhận thức chương “Các định luật bảo toàn” của HS ở các trường THPT TX Sa Đéc, tỉnh Đồng Tháp.
2.2.2. Đối tượng tìm hiểu
Chúng tôi tiến hành điều tra đối với 12 GV ở trường THPT TX Sa Đéc, một CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Xung lượng Động lượng Định lí động lượng Hệ cô lập Định luật bảo toàn động lượng Va chạm mềm CĐ bằng phản lực
Công cơ học Công suất
Năng lượng Thế năng trọng trường Động năng Thế năng đàn hồi Cơ năng trọng trường Cơ năng đàn hồi Định lí động năng Định lí biến thiên cơ năng trong trọng trường Định lí biến thiên cơ năng đàn hồi Định luật