1.6.1 Tiến trỡnh dạy học một kiến thức vật lý
Để giỳp HS tự tỏi tạo, chiếm lĩnh kiến thức vật lý thỡ tốt hơn hết là GV nờn phỏng theo PPTN của cỏc nhà khoa học mà tổ chức cho HS hoạt động theo cỏc giai đoạn của PPTN. Cú thể đề xuất tiến trỡnh dạy học một kiến thức vật lý theo sơ đồ sau:
Vấn đề sự kiện ban đầu Vấn đề cơ bản Mụ hỡnh giả thuyết Cỏc hệ quả của giả thuyết Kết quả kiểm tra Kết luận kiến thức Vận dụng tỡm giới hạn ỏp dụng kiến thức (nếu cú) Tỡnh huống vấn đề cơ bản Bài toỏn cơ bản Tỡnh huống kiểm tra
Bài toỏn thiết kế phương ỏn kiểm tra
Yờu cầu diễn đạt kiến thức Tỡnh huống khởi đầu
Bài tập vận dụng
- Trước hết, tạo ra cho HS tỡnh huống mở đầu. Tỡnh huống này đặt ra vấn đề (cõu hỏi) cần giải quyết. Tỏc dụng của tỡnh huống này là tập cho HS hành động phỏt hiện vấn đề tạo động cơ nhận thức, kớch thớch HS tớch cực tư duy [15]. Trong tỡnh huống này, kiến thức đúng vai trũ cụng cụđể giải quyết một vấn đề thực tiễn hoặc lý luận. Một số trường hợp cú thể bỏ qua bước này.
- Tiếp theo là tạo ra tỡnh huống vật lý cơ bản. Tỡnh huống này cú tỏc dụng chỉ ra mục tiờu của hành động, làm cho HS tự hành động xõy dựng tỡm kiếm kiến thức mới. Đú là hành động sỏng tạo cần rốn luyện nhất cho HS.
- Bài toỏn cơ bản bổ sung dữ kiện cũn thiếu cho vấn đề cơ bản trờn. Với sự nỗ lực của cỏ nhõn, sự sỏng tạo trong phạm vi nhất định, qua bài toỏn cơ bản HS cần
đưa ra được một mụ hỡnh giả thuyết, tức là đưa ra cõu trả lời sơ bộ cho vấn đề nhận thức.
- Để kiểm tra được tớnh đỳng đắn của giả thuyết, cần xõy dựng tỡnh huống kiểm tra, tỡnh huống này HS phải suy ra được cỏc hệ quả của giả thuyết. Những hệ quả này cú thể sử dụng thớ nghiệm để kiểm tra được.
- Tỡnh huống để HS thiết kế phương ỏn kiểm tra thể hiện dưới dạng “bài toỏn phương ỏn kiểm tra”. HS phải vẽ ra sơ đồ thớ nghiệm, nờu được những dụng cụ thớ nghiệm cần thiết, chọn phương ỏn thớ nghiệm để phự hợp với thớ nghiệm đú. Sau đú tiến hành thớ nghiệm kiểm tra đối chiếu kết quả thớ nghiệm với mụ hỡnh giả thuyết. Nếu đỳng thỡ đi đến kết luận kiến thức.
- Cung cấp cỏc bài tập vận dụng kiến thức đó được hợp thức húa.
1.6.2 Phương phỏp soạn thảo tiến trỡnh dạy học một kiến thức vật lý cụ thể 1.6.2.1 Xỏc định một mục tiờu dạy học của một kiến thức vật lý [6]
a) Mục tiờu về kiến thức - Mục tiờu trong khi học - Mục tiờu sau khi học b) Mục tiờu về kỹ năng - Kỹ năng trong khi học - Kỹ năng sau khi học
c) Mục tiờu về tỡnh cảm thỏi độ
1.6.2.2 Lập sơ đồ tiến trỡnh xõy dựng kiến thức vật lý cụ thể
Để thiết kế phương ỏn dạy học một kiến thức vật lý cụ thể thỡ trước hết phải phõn tớch cấu trỳc nội dung, tỡm hiểu xem cú thể chia nội dung kiến thức của bài học thành những đơn vị kiến thức nào? Mỗi đơn vị kiến thức sẽđược xõy dựng tiến trỡnh nhận thức như thế nào? Lập sơđồ tiến trỡnh xõy dựng mỗi đơn vị kiến thức.
Sơ đồ phải thể hiện được lời giải đỏp cho bốn vấn đề cơ bản: [15]
- Kiến thức cần xõy dựng là gỡ? Được diễn đạt như thế nào? Nú là cõu trả lời được rỳt ra từ việc giải bài toỏn cụ thể?
- Chứng tỏ tớnh hợp thức khoa học của cõu trả lời đú như thế nào. Cú những vấn đề vận dụng cụ thể nào cho kiến thức được xõy dựng nào?
- Trỡnh tự logic của cỏc kiến thức đú như thế nào cho phự hợp với tiến trỡnh nhận thức khoa học?
Dưới đõy là sơđồ tiến trỡnh xõy dựng một kiến thức vật lý.
BÀI TOÁN CƠ BẢN Phương phỏp giải bài toỏn Kết quả và kết luận Kiến thức được xỏc lập Bài toỏn vận dụng kiến thức Bài toỏn giới hạn ỏp dụng kiến thức Vấn đề nhận thức cần giải quyết Dữ kiện
1.6.2.3 Xỏc định cỏc phương tiện dạy học [22]
Để dạy học theo tiến trỡnh nhận thức khoa học thỡ vai trũ của thiết bị dạy học vụ cựng quan trọng. Cỏc thiết bị dạy học chủ yếu là cỏc thiết bị thớ nghiệm. Trong tiến trỡnh xõy dựng kiến thức cần những dụng cụ thớ nghiệm gỡ, mỗi dụng cụ cần bao nhiờu bộ. Những dụng cụ và phương ỏn thớ nghiệm cú gỡ giống và khỏc so với SGK?
Một số trường hợp dụng cụ và phương ỏn thớ nghiệm khú cú điều kiện thực hiện thỡ cần sự hỗ trợ của cỏc trang thiết bị khỏc như tranh vẽ, phần mềm mụ phỏng, mỏy vi tớnh…
1.6.2.4 Những chuẩn bị phương tiện dạy học của GV và HS [22]
a) Sự chuẩn bị của GV
Sau khi đó xỏc định được những phương tiện dạy học cần thiết. GV cần chuẩn bị những bộ dụng cụđú đảm bảo yờu cầu (như 1.5.5)
GV cú thể huy động sự giỳp đỡ của HS bằng cỏch hướng dẫn cỏc em tỡm kiếm trước những dụng cụ dễ kiếm trong gia đỡnh. Ngoài dụng cụ thớ nghiệm GV cũn cần chuẩn bịđầy đủ phiếu học tập cho HS (nếu cần).
b) Sự chuẩn bị của HS
Với sự hướng dẫn của GV phải tớch cực cố gắng chuẩn bị những dụng cụ theo yờu cầu của GV (nếu cú).
HS cần ụn tập lại những kiến thức cũ cú liờn quan đến vấn đề sắp học.
1.6.2.5 Xõy dựng cỏc cõu hỏi đề xuất vấn đề và kết luận tương ứng [22]
- Xuất phỏt từ kiến thức cần dạy GV phải xõy dựng cỏc cõu hỏi đểđề xuất cỏc cõu hỏi gợi ý, hướng dẫn, nờu và giải quyết vấn đề.
- GV dự đoỏn những cõu trả lời hoặc cõu hỏi của HS cú thể cú, từ đú đưa ra những cõu hỏi mang tớnh hướng dẫn tiếp theo.
- GV phải soạn sẵn những kết luận tương ứng cho mỗi vấn đềđó đưa ra.
1.6.2.6 Thiết kế tiến trỡnh hoạt động dạy học cụ thể [6], [22]
Đõy chớnh là việc soạn thảo một giỏo ỏn chi tiết dựa trờn sơ đồ tiến trỡnh dạy học từng đơn vị kiến thức đó lặp. Giỏo ỏn chi tiết này phải thể hiện được ý định của GV trong việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động của HS một cỏch chi tiết, từng bước cụ thể.
Tiến trỡnh này là một bảng hướng dẫn GV hành động, nhưng nú mang tớnh linh động và tựy theo diễn biến của tiết học mà GV cú thể thay đổi cỏc khõu cho phự hợp với từng đối tượng, từng điều kiện mụi trường cụ thể… Vỡ vậy, việc dạy học cũng là một phần nghệ thuật đũi hỏi rất nhiều sự sỏng tạo của mỗi GV.
1.7. Thực tiễn dạy học chương "Cảm ứng điện từ" ở một số trường THPT thành phố Hồ Chớ Minh [9], [16], [33]
1.7.1. Mục đớch điều tra
Những khú khăn của HS và GV trong quỏ trỡnh dạy học là một trong những cơ sở để soạn thảo tiến trỡnh dạy học nhằm phỏt huy tớnh tớch cực, chủđộng, bồi dưỡng năng lực sỏng tạo cho HS. Vỡ vậy, chỳng tụi đó tiến hành tỡm hiểu và thu thập một số thụng tin về thực tế dạy học chương "Cảm ứng điện từ" ở một số trường THPT.
- Những khú khăn chủ yếu, sai lầm phổ biến của HS khi học phần này. - Tỡnh hỡnh tổ chức hoạt động nhận thức cho HS khi dạy học phần này.
- Cuộc điều tra cũng quan tõm đến việc soạn thảo một số giỏo ỏn của một số GV, phõn tớch những ưu, nhược điểm điểm của những giỏo ỏn đú và những khú khăn GV gặp phải khi dạy cỏc kiến thức chương "Cảm ứng điện từ". Từ đú, bước đầu phõn tớch nguyờn nhõn, thu thập kinh nghiệm làm cơ sở soạn thảo tiến trỡnh dạy học chương "Cảm ứng điện từ" với mong muốn phỏt huy được tớnh tớch cực, chủ động, bồi dưỡng năng lực sỏng tạo của HS.
1.7.2. Phương phỏp điều tra
Đểđạt được mục đớch nờu trờn, chỳng tụi đó tiến hành:
- Điều tra GV: dựng phiếu điều tra, trũ chuyện, tham khảo giỏo ỏn. - Điều tra HS: tham khảo cỏc bài kiểm tra, trũ chuyện, dự giờ.
1.7.3. Kết quả điều tra
Qua bước đầu thăm dũ ý kiến, tỡm hiểu thực tiễn dạy học chương “cảm ứng điện từ” ở một số trường trung học phổ thụng MĐC, NK tại thành phố Hồ Chớ Minh, chỳng tụi nhận thấy:
1.7.3.1. Về phương tiện dạy học (ở đõy chủ yếu đề cập đến thiết bị thớ nghiệm)
Một số trường cú từ 5 – 8 điện kế rất nhạy để phỏt hiện dũng điện cảm ứng nhưng cỏc cuộn dõy thỡ cú số vũng khụng giống nhau. Cỏc thanh nam chõm cú thể tạo ra từ trường rất yếu.
Bộ thớ nghiệm để nghiờn cứu hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng trong đoạn dõy dẫn chuyển động trong từ trường hầu như khụng thể thực hiện được. Lý do: khụng cú bộ dụng cụ. GV cũn ngại tự chế tạo bộ dụng cụ thớ nghiệm hoặc nếu cú thỡ từ trường đều giữa nam chõm chữ U trong nhà trường khụng đủ để tạo ra hiện tượng.
1.7.3.2. Về phương phỏp và quan điểm dạy học của GV
- Cũn nhiều GV thờ ơ với quan điểm cần bồi dưỡng phương phỏp nhận thức khoa học cho HS. Trong đú, PPTN đó trở thành một yếu tố kiến thức cần phải trang bị cho HS.
- GV toàn thành phố Hồ Chớ Minh đó được học bồi dưỡng thường xuyờn về cỏc chuyờn đề: “Tổ chức hoạt động nhận thức của HS theo hướng phỏt triển năng lực tỡm tũi sỏng tạo, giải quyết vấn đề và tư duy khoa học”; “Bồi dưỡng PPTN cho ….”. Sau những đợt bồi dưỡng thường xuyờn chu kỳ III Sở Giỏo Dục và Đào Tạo thành phố Hồ Chớ Minh đó tổ chức kỳ thi ngày 11 thỏng 1 năm 2009 để kiểm tra, đỏnh giỏ kết quảđợt bồi dưỡng GV. Tuy nhiờn, sự vận dụng của GV vào thực tiễn dạy học cũn rất hạn chế. Lý do: Vận dụng những phương phỏp dạy học tớch cực sẽ tốn rất nhiều thời gian chuẩn bị. Mặt khỏc, thời gian phõn phối chương trỡnh cho mỗi bài học hiện nay khụng dễđể tổ chức hoạt động cho HS.
- Một lý do quan trọng nữa là nếu tổ chức hoạt động cho HS thỡ họ sẽ cú rất ớt thời gian luyện giải bài tập. Trong khi quỏ trỡnh kiểm tra, đỏnh giỏ kết quả dạy học hiện nay vẫn mang nặng việc kiểm tra khả năng giải bài tập của HS. Hiện vẫn chưa cú một quỏ trỡnh nào kiểm tra, đỏnh giỏ tớnh tớch cực, tự lực, sỏng tạo của HS.
- Chương “cảm ứng điện từ” được cỏc GV đỏnh giỏ là chương khú. Nờn đa số cỏc GV chọn giải phỏp dạy học bằng phương phỏp thụng bỏo những kiến thức trung tõm của chương. Từ đú rốn luyện kỹ năng giải bài tập cho HS để đỏp ứng yờu cầu của cỏc kỡ kiểm tra đỏnh giỏ kết quả học tập của HS.
- Những dụng cụ, thiết bị thớ nghiệm sử dụng cho chương "Cảm ứng điện từ" theo thiết kế hiện cú nặng nề, cồng kềnh, khỏ phức tạp nờn nhiều GV cũn ngại mang
lờn lớp. Trong khi phũng thớ nghiệm, phũng bộ mụn ở cỏc trường THPT chỉ cú từ một đến hai phũng.
1.7.3.3. Về quan điểm và phương phỏp học tập của HS
Đa số trong quỏ trỡnh học là nghe GV giảng bài. HS quen với việc nghe giảng, chộp bài. Những giờ học cú thớ nghiệm (trừ những giờ thớ nghiệm thực hành) HS thường theo dừi GV tiến hành thớ nghiệm. Rất ớt trường hợp HS tham gia nờu dự đoỏn, đề xuất thớ nghiệm, tiến hành thớ nghiệm trực diện tại lớp.
HS quen với việc sau khi học lớ thuyết sẽđược hướng dẫn giải một số bài tập mẫu, sau đú làm những bài tương tự. HS chỉ chỳ trọng đến việc họ cú giải đỳng bài tập hay khụng. Một số trường hợp HS giải bài tập một cỏch mỏy múc, họ chỉ quan tõm đến đỏp số mà ớt chỳ trọng đến ý nghĩa vật lớ của đỏp sốđú.
1.7.3.4. Những khú khăn chủ yếu, những sai lầm phổ biến của HS khi học chương “Cảm ứng điện từ”
HS thường khú khăn trong việc nắm vững bản chất vật lớ cỏc hiện tượng. Cỏc khỏi niệm trừu tượng và HS cần phải nắm vững bản chất vật lớ kốm theo khả năng toỏn học tốt. Trong khi khả năng toỏn học của HS cũn chưa tốt.
HS cũn gặp khú khăn trong việc ỏp dụng định luật Lenz để xỏc định chiều của dũng điện cảm ứng. HS thường nhầm lẫn khi phõn biệt và sử dụng quy tắc bàn tay trỏi, quy tắc bàn tay phải, quy tắc nắm tay phải. Khi sử dụng quy tắc bàn tay phải, HS thường nhầm lẫn chiều từ cổ tay đến cỏc ngún tay và chiều từ cực dương sang cực õm của nguồn điện.
Kết luận chương 1
Qua việc nghiờn cứu lớ luận về dạy học và tổ chức hoạt động nhận thức cho HS phổ thụng trong dạy học vật lớ, đặc biệt là việc sử dụng PPTN trong dạy học vật lớ ở trường phổ thụng, chỳng tụi nhận thấy:
- Học là hành động của HS xõy dựng kiến thức cho bản thõn mỡnh, dạy là dạy hành động cho HS. Cú thể núi, dạy học là hoạt động. Trong đú dạy là dạy bằng hoạt động, thụng qua hoạt động của HS, học là bằng hoạt động của HS, thụng qua hoạt động của bản thõn mà chiếm lĩnh, vận dụng kiến thức và phỏt triển năng lực trớ tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thỏi độ.
- PPTN là một trong những phương phỏp nhận thức khoa học phổ biến. Việc tổ chức cho HS hoạt động theo cỏc giai đoạn của PPTN là giỳp cho HS cú thể bằng hoạt động của bản thõn mà tỏi tạo, chiếm lĩnh cỏc kiến thức vật lớ.
Với ý tưởng sử dụng cỏc giai đoạn của PPTN vào dạy học, chỳng tụi đó:
- Nhận thấy và vạch ra những đặc điểm, yờu cầu đối với hoạt động của GV và HS trong mỗi giai đoạn của PPTN khi vận dụng vào dạy học.
- Dự kiến những dấu hiệu của tớnh tớch cực, tự lực, năng lực sỏng tạo cú thể biểu hiện ở HS trong từng giai đoạn dạy học khi phỏng theo PPTN.
- Đưa ra được những dấu hiệu để phõn chia và phõn chia cỏc mức độ yờu cầu đối với việc học của HS và hướng dẫn của GV trong mỗi giai đoạn của PPTN.
Chương 2: XÂY DỰNG TIẾN TRèNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG "CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ" LỚP 11 THPT THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ CHỦ, BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA
HỌC SINH 2.1 Đặc điểm của chương “Cảm ứng điện từ”
2.1.1 Đặc điểm chung của chương “Cảm ứng điện từ”
Hiện tượng cảm ứng điện từ là một trong những hiện tượng cơ bản nhất của điện động lực học. Việc nghiờn cứu hiện tượng này khụng đơn thuần là tỡm hiểu một hiện tượng, mà cũn để tớch lũy vốn tri thức, đảm bảo việc hiểu sõu sắc những ứng dụng vật lớ của hiện tượng vào đời sống, kĩ thuật.
Trong hệ thống cấu trỳc chương trỡnh vật lớ: "Cảm ứng điện từ" là chương kết thỳc phần điện học – điện từ học. Cú thể núi, chương "Cảm ứng điện từ" là nhịp cầu nối giữa kiến thức về cỏc hiện tượng điện từđó nghiờn cứu trước đú (dũng điện sinh ra từ trường, từ trường của một số dũng điện đơn giản) với những nội dung sẽ nghiờn cứu (nguyờn tắc sinh ra dũng điện xoay chiều; nguyờn tắc hoạt động của mỏy phỏt điện một chiều và xoay chiều, mỏy biến thế, động cơ khụng đồng bộ ba pha…). HS cú thể hiểu sõu sắc bản chất vật lớ của những ứng dụng kĩ thuật sẽ học ở lớp 12 khi mà họ hiểu được bản chất hiện tượng cảm ứng điện từ và những quy luật