4 .Mục tiêu nghiên cứu
9. Cấu trúc của đề tài khóa luận
1.4 Khái quát về bài tập có nội dung thực tế
1.4.2 Phân loại bài tập có nội dung thực tế và định hướng trả lời
1.4.2.1 Phân loại bài tập có nội dung thực tế.
Với mục đích nghiên cứu sử dụng BTTT cho đối tượng HS THPT, dựa vào mức độ kiến thức được trang bị, kết hợp với “vốn hiểu biết”, “kinh nghiệm sống” của chính bản thân HS, có thể chia làm hai loại: BTTT tập dượt và BTTT sáng tạo.
- BTTT tập dượt là loại câu hỏi thường đặt ra những ứng dụng kĩ thuật
đơn giản (cách làm) thường gặp trong cuộc sống và yêu cầu HS nhận diện những kiến thức vật lí nào đã được ứng dụng. Khi trả lời các câu hỏi loại này, HS không những cảm nhận được sự gắn kết chặt chẽ giữa kiến thức vật lí với thực tiễn cuộc sống mà còn làm gia tăng vốn kinh nghiệm, rèn luyện tư duy kĩ thuật, kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tế cuộc sống của chính bản thân các em.
Ví dụ: Khi chẻ những khúc củi lớn người ta thường dùng những cái nêm
(là vật thường làm bằng thép có tiết diện hình tam giác) cắm vào khúc củi, sau đó lấy búa đập mạnh vào nêm. Thực tế cho thấy khi gõ mạnh búa vào nêm thì củi bị chẽ ra dễ dàng hơn so với cách dùng rìu để bổ trực tiếp. Hãy giải thích tại sao?
- BTTT sáng tạo là loại câu hỏi mà khi giải, HS phải dựa vào vốn kiến
thức của mình về sự hiểu biết của các quy tắc, định luật, trên cơ sở các phép suy luận logic tự lực tìm ra những phương án kỹ thuật tốt nhất để giải quyết yêu cầu đặt ra của câu hỏi.
Ví dụ: Người ta muốn tháo ra ngồi một cái đinh ốc làm bằng thép đã
được vặn rất chặt vào đai ốc làm bằng đồng. Hãy tìm một phương án đơn giản để việc tháo đinh ốc ra trở nên dễ dàng hơn.
1.4.2.2 Các hình thức thể hiện bài tập có nội dung thực tế.
Do đặc điểm BTTT là nội dung của chúng gắn liền với những hiện tượng, sự vật gần gũi với thực tế đời sống và chú trọng đến những ứng dụng kĩ thuật đơn giản tương ứng nên phần lớn các câu hỏi thường được thể hiện bằng lời, một số câu hỏi mà nội dung chứa đựng nhiều thơng tin có thể thể hiện dưới dạng hình vẽ, hình ảnh, hay các đoạn phim video clip ngắn để minh hoạ.
Thể hiện BTTT bằng lời
Cách thể hiện BTTT bằng lời chỉ sử dụng khi sự vật, hiện tượng hay các thao tác kĩ thuật được đề cập đến hồn tồn có thể mơ tả một cách ngắn gọn, súc tích, dễ hiểu, dễ tưởng tượng. Khi nghe xong câu hỏi HS có thể hiểu và tưởng tượng ngay một cách chính xác những thơng tin về vấn đề mà các em cần phải giải thích.
Ví dụ: Tại sao khi xe đang chạy trên đường, nếu hãm phanh đột ngột thì
ta ngã về phía trước?
Thể hiện BTTT bằng cách dùng hình vẽ, ảnh chụp minh họa
Cách thể hiện BTTT thơng qua hình vẽ, hình ảnh minh họa được sử dụng trong những trường hợp có nhiều thao tác kỹ thuật phải trải qua nhiều giai đoạn khác nhau, nên chỉ mơ tả bằng lời thì sẽ rất dài dịng, khó hiểu, HS khó tưởng tượng.
Thể hiện BTTT bằng các đoạn phim video clip ngắn minh họa
Trong những điều kiện cho phép, việc thể hiện BTTT thông qua những đoạn phim video clip ngắn minh họa có tác dụng rất cao vì khi quan sát, HS có cái nhìn khái quát, theo dõi được trình tự thực của hiện tượng xảy ra, các thao tác kĩ thuật… nhờ đó có thể nhận biết được các dấu hiệu cơ bản, liên
1.4.2.3 Định hướng trả lời các bài tập có nội dung thực tế
Đối với loại BTTT tập dượt
1. Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết và các yêu cầu của bài tập
Đọc kĩ nội dung câu hỏi để tìm các thuật ngữ chưa biết, tên gọi của các bộ phận cấu trúc,… đặc biệt quan tâm đến các thao tác kĩ thuật nêu trong câu hỏi (bằng cách tự đặt ra và trả lời các câu hỏi phụ như “làm cái gì?”, “làm như thế nào?”). Xác định ý nghĩa vật lí của các thuật ngữ, tóm tắt đầy đủ các giả thiết và hiểu rõ yêu cầu của các câu hỏi (cần giải thích cái gì?). Đối với các bài tập thể hiện bằng hình ảnh, phim minh họa, cần quan sát kĩ và khảo sát chi tiết các thông tin minh họa, nếu cần thiết phải vẽ hình để diễn đạt những điều kiện của câu hỏi để so sánh các trường hợp riêng, điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát hiện mối liên quan giữa sự vật, hiện tượng nêu trong câu hỏi với các kiến thức vật lí tương ứng.
2. Phân tích hiện tượng và các thao tác kĩ thuật
Nghiên cứu các dữ kiện ban đầu của câu hỏi (những hiện tượng gì, sự kiện gì, các tác động kĩ thuật nào…) để nhận biết chúng có thể liên quan đến những khái niệm nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lí. Nếu các thao tác kĩ thuật diễn ra theo nhiều giai đoạn, cần xác định đâu là những giai đoạn chính, trong đó động tác kĩ thuật nào là cơ bản. Khảo sát xem mỗi giai đoạn diễn biến đó bị chi phối bởi các quy tắc nào, định luật nào…trên cơ sở đó hình dung toàn bộ diễn biến của hiện tượng và các định luật, quy tắc chi phối nó.
3. Xây dựng lập luận và xác lập bài tập
Giải thích về các thao tác kĩ thuật (cách làm) thực chất là cho biết các thao tác kĩ thuật đó là sự vận dụng của kiến thức vật lí nào và tại sao làm như thế có thể đạt hiệu quả cao. Muốn vậy, phải định hướng và thiết lập được mối
quan hệ giữa đặc tính của sự vật và cách làm cụ thể nêu trong câu hỏi với một số hiện tượng hay định luật vật lí, tức là phải thực hiện các phép suy luận logic, trong đó cơ sở kiến thức phải là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lí có tính tổng qt áp dụng vào những điều kiện cụ thể của đề bài mà kết quả cuối cùng là việc nêu bật tính ứng dụng của kiến thức vật lí vào hiện tượng hay cách làm đã được nêu trong đề bài.
Thực tế cho thấy, các BTTT thường rất đa dạng vì nó phản ánh chân thực những cơng việc cụ thể thường diễn ra trong cuộc sống, nên đối với HS THPT, thoạt nhìn thì khó có thể phát hiện ngay được mối quan hệ giữa hiện tượng, sự việc đã cho với những định luật vật lí đã biết. Trong những trường hợp như thế, cũng cần phân tích hiện tượng phức tạp ra các hiện tượng đơn giản sao cho mỗi hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật hay một quy tắc nhất định.
4. Kiểm tra tính chính xác của bài tập
Đối với loại BTTT tập dượt, vì trong đề bài nêu rõ sự kiện và các thao tác kĩ thuật (cách làm) tương ứng nên cũng có trường hợp lời giải thích có chỗ bị sai mà khơng xác định được mình sai ở điểm nào. Nên hết sức thận trọng khi phát biểu các định luật, các quy tắc làm cơ sở lập luận, chú ý các điều kiện áp dụng các quy tắc, các định luật bởi vì nhiều quy tắc, định luật vật lý chỉ được áp dụng trong một phạm vi hẹp nào đó, trong khi đó các sự kiện diễn ra trong thực tế đời sống chịu tác động của rất nhiều yếu tố khác nhau có thể vượt ra ngồi phạm vấp dụng của các quy tắc, định luật đã vận dụng trong q trình lập luận. Thơng thường để có thể kiểm tra tính hợp lí của các câu trả lời cần đối chiếu phạm vi áp dụng các quy tắc hay định luật vật lý đã sử dụng với các yếu tố tác động sự kiện được nêu trong câu hỏi xem chúng có tương đồng và có thể chấp nhận hay khơng. Trong nhiều trường hợp có thể làm những thí nghiệm, mơ hình đơn giản (có tính tương đồng với sự kiện đã nêu trong bài tập) để kiểm chứng lời giải thích.
Đối với loại BTTT sáng tạo, mục tiêu cuối cùng đòi hỏi phải lựa chọn và
tìm ra những phương án kĩ thuật tốt nhất (trong điều kiện cho phép) để giải quyết yêu cầu đặt ra của bài tập, ta có thể áp dụng lần lượt các bước tiến hành như sau:
1. Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết và yêu cầu của bài tập
Đọc kĩ câu hỏi để hiểu rõ sự vật, hiện tượng hay sự kiện nêu trong bài tập có thể liên quan đến những lĩnh vực nào của vật lí để từ đó có sự “khoanh vùng” hợp lí. Cần chú ý đến các điều kiện cho trước để thu hẹp phạm vi ứng dụng các kiến thức vật lí tương ứng. Nhìn chung việc nắm vững giả thiết và yêu cầu của câu hỏi quy về việc phải trả lời được các câu hỏi như: Cần phải làm gì? Làm bằng cái gì?
2. Phân tích sự kiện và xây dựng các phương án thực hiện
Xuất phát từ những dữ kiện ban đầu (sự kiện gì, các mục đích cuối cùng cần đạt được là gì), cần liên tưởng đến các quy tắc hay định luật tương ứng, từ đó vạch ra một số phương án khả dĩ có thể thực hiện được. Nói chung, đích cuối cùng của bước này là trả lời được các vấn đề đặt ra của bài tập: có bao nhiêu cách làm? làm như thế nào?
3. Lựa chọn phương án và xác lập câu trả lời
Trong bước này, cần căn cứ vào những phương án đã đưa ra để lựa chọn phương án khả thi nhất, PP chủ yếu để lựa chọn là phân tích, so sánh dạng bài tập cần phải đặt ra và giải thích được là tại sao phải làm thế này? Làm như thế này có lợi gì?
Thực tế cho thấy, khi trả lời các BTTT sáng tạo, HS thường chỉ đưa ra cách thực hiện cuối cùng theo cảm tính mà “giấu” đi phần lập luận cần thiết, chính vì vậy trong giờ học vật lí, GV nên thường xuyên chỉ rõ những ứng dụng về mặt kĩ thuật của các quy tắc, các định luật vật lí trong đời sống thực
tế, nhằm rèn luyện tư duy kĩ thuật và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS.
4. Kiểm tra tính khả thi và tính hiệu quả của phương án lựa chọn
Bên cạnh việc dùng lí thuyết (kiến thức vật lí) để kiểm tra thì một trong các biện pháp có hiệu quả nhất để kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của phương án đã lựa chọn là tiến hành thực nghiệm. Ở các trường THPT hiện nay, do những khó khăn về cơ sở vật chất nên biện pháp này khó có thể thực hiện được một cách triệt để, trong những điều kiện như thế nên tận dụng những thí nghiệm đơn giản có thể tự làm bằng những vật dụng thơng thường (có sẵn trong gia đình).
1.4.3 Thực trạng về vấn đề sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong dạyhọc vật lý ở các trường trung học phổ thông hiện nay. học vật lý ở các trường trung học phổ thông hiện nay.
1.4.3.1 Thực trạng về vấn đề vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế đờisống của học sinh trung học phổ thông hiện nay: sống của học sinh trung học phổ thơng hiện nay:
Chương trình vật lí THPT hiện nay bao gồm nhiều phần khác nhau như cơ học, nhiệt học, quang học, điện học… Mỗi phần lại bao gồm nhiều đơn vị kiến thức khác nhau tương ứng với các cách tiếp cận kiến khác nhau. Với một khối lượng kiến thức lớn như vậy, lẽ ra việc vận dụng kiến thức vào đời sống, việc vận dụng những kiến thức vào đời sống, việc giải thích các hiện tượng xảy ra hằng ngày xung quanh các em không phải là vấn đề khó khăn. Nhưng điều đó đã khơng diễn ra trên thực tế như những gì chúng ta mong đợi.
Thông qua kết quả khảo sát thực tế bằng PP đàm thoại với một số GV và HS của một số trường THPT trên địa bàn Thừa Thiên Huế, Quảng Bình tơi nhận thấy thực trạng về vấn đề vận dụng kiến thức vật lí vào đời sống thực tế của HS THPT hiện nay còn rất nhiều hạn chế. Những biểu hiện phổ biến là:
- Hạn chế hiểu biết về các dụng cụ, phương tiện kĩ thuật đơn giản sử dụng trong dạy học.
- Hạn chế khả năng vận dụng các kiến thức vào các vấn đề kĩ thuật đơn giản.
- Hạn chế về các thao tác thực hành, thí nghiệm.
- Hạn chế về khả năng liên tưởng, tư duy logic trong quá trình vận dụng kiến thức vào việc giải thích các hiện tượng trong thực tế.
1.4.3.2 Thực trạng về vấn đề sử dụng bài tập có nội dung thực tế trongdạy học vật lí và các trường trung học phổ thơng hiện nay. dạy học vật lí và các trường trung học phổ thơng hiện nay.
Đánh giá sơ bộ về PP tổ chức dạy học; vấn đề sử dụng BTTT hiện nay, tôi tiến hành điều tra tại 2 trường THPT trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế và qua PP đàm thoại với một số thầy cô và HS ở 1 số trường THPT trên địa bàn tỉnh Quảng Bình. Cho thấy:
- GV chưa tổ chức hoặc tổ chức ít các PP tích cực nhận thức cho HS. - Việc sử dụng TN vào các tiến trình dạy học là rất ít, một số HS cho rằng chưa bao giờ được tự tay làm TN.
- Đa số các GV chủ yếu sử dụng và chú trọng đến các bài tập tính tốn mà rất ít sử dụng BTTT vào bài dạy, bài kiểm tra.Trong khi đó hầu hết các em HS được hỏi đến đều cho rằng, việc vận dụng các kiến thức vật lý để giải các BTTT là rất cần thiết và rất thú vị.
- Hầu hết GV đều không sử dụng BTTT vào việc kiểm tra đánh giá HS.
Chương 2:
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ TRONG DẠY HỌC PHẦN QUANG HỌC Ở TRƯỜNG THPT.
XÂY DỰNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ PHẦN “QUANG HÌNH HỌC.”
2.1 Bài tập có nội dung thực tế về “Hiện tượng khúc xạ ánh sáng”.2.1.1 Phân tích nội dung kiến thức: 2.1.1 Phân tích nội dung kiến thức:
-Phân tích:
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng thường gặp trong đời sống. Do vậy, trong bài này cần giảng dạy cho HS để HS có thể giải thích được các hiện tượng xảy ra trong cuộc sống.
Nội dung kiến thức.
- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: là hiện tượng lệch phương (gãy) của các
tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.
-Định luật khúc xạ ánh sáng:
+ Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới.
+ Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sin i) và sin góc khúc xạ (sin r) ln khơng đổi:
r i sin sin =hằng số = n. Trong đó, i: góc tới r: góc khúc xạ
n: chiết suất tỉ đối của môi trường khúc xạ (môi trường chứa tia khúc xạ) và môi trường tới (môi trường chứa tia tới).
- Chiết suất tuyết đối của mỗi môi trường là chiết suất tuyệt đối của mơi trường đó đối với chân khơng.
- Hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối với các chiết suất tuyệt đối:
n21 =
1 2
n n
Trong đó: n21 :là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1. n1: là chiết suất tuyệt đối của môi trường 1.
n2: là chiết suất tuyệt đối của môi trường 2.
2.1.2 Bài tập.
Bài 1: Nhúng một chiếc thìa vào trong nước, ta thấy
chiếc thìa đó như bị gãy tại mặt nước như hình 2.1. Hãy giải thích tại sao?
Nhận xét: Đây là dạng BTTT loại tập dượt.
Phân tích bài tập: sau khi đọc kỹ đầu bài, ta rút ra
một số thông tin như sau:
- Sự kiện nêu ra trong bài tập là: nhúng chiếc thìa vào ly nước.
- Thao tác tiến hành: sau khi nhúng chiếc thìa vào ly nước, quan sát chiếc thìa đó và đưa ra nhận xét.
- Vấn đề cần giải quyết: ta thấy chiếc thìa đó như bị gãy ở mặt nước. Hãy giải thích tại sao.
Định hướng trả lời bài tập
- Từ điều kiện nhìn thấy ảnh của một vật: tia sáng phải xuất phát từ vật