3.2.1. Trước thời gian dạy học ở trường phổ thông
- Phân tích kĩ tiến trình dạy học đã thiết kế, chuẩn bị các phiếu học tập, nội dung bài trình diễn Powerpoint.
- Kiểm tra 6 bộ TN về chuyển động thẳng.
- Chuẩn bị các cơ sở vật chất thực nghiệm khác: máy ghi hình, máy tính, máy chiếu,...
3.2.2. Thời gian dạy học ở trường phổ thông
Do ở thời điểm thực nghiệm, HS đã học qua chƣơng “Động học chất điểm” nên không thể dạy thực nghiệm vào các tiết chính khóa dành cho môn vật lí, mà phải dạy vào các tiết trống mà HS không phải học trong tuần.
Mặc dù, nội dung thực nghiệm cần thực hiện trong 3 tiết học, song chúng tôi nhận thấy: Trên thực tế, ở nhà trƣờng phổ thông không thể có 3 tiết vật lí liền nhau để dạy nhƣ vậy, hơn nữa, tiến trình dạy học thiết kế đƣợc cho phép chia quá trình dạy học thành các HĐ nhận thức độc lập, có thể thực hiện ở các tiết riêng lẻ.
Vì thế, chúng tôi đã lập đƣợc kế hoạch dạy học HS lớp 10 tự nhiên, trƣờng THPT Nguyễn Tất Thành tại lớp học, trong 4 tiết nhƣ sau:
+ Tiết 5, sáng thứ 7, 17/11/2012: dạy học về chuyển động cơ học để chuẩn bị kiến thức cho HS trƣớc khi học 3 tiết thực nghiệm.
+ Tiết 5, sáng thứ 4, 21/11/2012 và tiết 3,4, sáng thứ 7, 24/11/2012: chính thức thực nghiệm sƣ phạm tiến trình xây dựng kiến thức: Nghiên cứu về chuyển động thẳng.
3.2.3. Sau thời gian dạy học ở trường phổ thông
3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm
Khi đánh giá một tiến trình dạy học, quan trọng nhất là đánh giá HĐ nhận thức của HS. Để đánh giá HĐ nhận thức của HS, ta cần chú ý đến cả quá trình nhận thức và kết quả nhận thức. Nhƣ vậy, để đánh giá kết quả thực nghiệm tiến trình dạy học đã xây dựng cần theo dõi quá trình HĐ của HS thông qua quan sát, ghi chép, ghi hình,...và cần phân tích kết quả HĐ của HS dựa trên phiếu học tập.
Đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học đã thiết kế được
Đánh giá tính khả thi của các tiến trình dạy học đã thiết kế đƣợc tức là đối chiếu tiến trình dạy học diễn ra trong giờ học với tiến trình dự kiến, từ đó, sửa đổi, bổ sung các tình huống và các định hƣớng của GV nhằm hoàn thiện tiến trình đã thiết kế.
Tính khả thi của tiến trình dạy học thể hiện ở mức độ hƣởng ứng của HS với các tình huống học tập, chất lƣợng các câu trả lời của HS và thời gian thực tế cần có so với thời gian dự kiến theo phân phối chƣơng trình.
Nhƣ vậy, ta cần phân tích diễn biến tiến trình dạy học trên lớp theo từng HĐ nhận thức cụ thể, từ đó, có những điều chỉnh phù hợp để tiến trình dạy học trở nên khả thi hơn.
Tiết học 1:
Hoạt động 1: Đề xuất vấn đề nghiên cứu (20 phút)
GV: Yêu cầu học sinh nêu một số ví dụ về chuyển động cơ học trong thực tế.
HS1: Ô tô chuyển động trên đƣờng, ngƣời đi bộ trên đƣờng, bóng lăn trên sân cỏ,…
HS2: Bánh xe quay quanh trục, đu quay quay quanh trục của nó, máy bay đang bay trên bầu trời,…
Nhìn chung ở hoạt động ngày, học sinh độc lập suy nghĩ và dễ dàng đưa ra được câu trả lời.
HS1: Quan sát …
HS2: Quan sát và căn cứ vào cột mốc
GV: Nhƣ vậy để xác định một vật chuyển động hay đứng yên thì phải quan sát, so sánh vị trí của vật so với vật mốc.
GV: Thông báo về định nghĩa chuyển động cơ, khái niệm chất điểm và quỹ đạo chuyển động của chất điểm.
Yêu cầu HS lấy ví dụ về vật có kích thƣớc lớn vẫn đƣợc côi là chất điểm.
Học sinh dễ dàng lấy được ví dụ khi được thông báo về khái niệm.
GV: Có nhiều dạng chuyển động thƣờng gặp nào trong thực tế? HS1: Chuyển động thẳng và chuyển động không thẳng.
HS2: Chuyển động thẳng, chuyển động tròn, chuyển động cong,… HS3:….
GV: Để xác định vị trí chính xác của một chuyển động ta phải làm nhƣ thế nào?
HS: - Chọn một hệ quy chiếu
- Xác định vị trí của vật bằng dụng cụ đo.
GV: Ta có thể xác định vị trí của vật bằng dụng cụ đo, nhƣng nếu ta biết quy luật chuyển động của chúng theo thời gian thì chắc chắn sẽ dễ xác định vị trí hơn.
GV: Chúng ta đi nghiên cứu một dạng chuyển động thƣờng gặp và đơn giản nhất là chuyển động thẳng. Vậy, những chuyển động thẳng thường gặp phụ thuộc vào thời gian như thế nào?
Hoạt động này dự kiến là 20 phút nhưng thực tế diễn ra ít hơn rất nhiều bởi GV luôn có tâm lý vấn đáp để đưa nhanh ra đề xuất thí nghiệm sẽ làm. Đây là điểm hạn chế thường của GV khi dạy các bài có sử dụng thí nghiệm.
Hoạt động 2: Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề đặt ra (15 phút)
GV: Làm thế nào để biết vận tốc, tọa độ của vật có phụ thuộc vào thời gian hay không?
HS1: Làm thí nghiệm để xác định vị trí của vật theo thời gian (x-t) HS2: Xác định vận tốc của vật theo thời gian.
Hình 3.1. Hình ảnh HS cùng GV đề xuất phương án TN
GV: Nhƣ vậy, chúng ta sẽ làm thí nghiệm để đi tìm mối quan hệ của các đại lƣợng theo gian: v-t, x-t.
Giao cho mỗi nhóm 01 bộ TN. Yêu cầu các nhóm tìm hiểu bộ TN xem có đáp ứng đƣợc đầy đủ các yêu cầu mà các em đề ra hay không?
Giáo viên cho HS tìm hiểu thí nghiệm, phát tài liệu về thao tác sử dụng phần mềm, cách khớp đồ thị để đưa ra hàm số, cách loại bỏ các số liệu nhiễu (Đầu chuyển động và cuối chuyển động), cách lưu lại đồ thị thí nghiệm
Hình 3.2. HS tìm hiểu các dụng cụ và phần mềm TN
Hoạt động này HS rất hào hứng bởi bộ thí nghiệm mới, hiện đại nhưng tìm hiểu các thao tác làm thí nghiệm, xử lí dữ liệu thí nghiệm còn rất lúng túng. Thời gian dự kiến là 15 phút nhưng thực tế mất nhiều thời gian hơn để HS tìm hiểu bởi đây là bộ thí nghiệm mới HS chưa từng gặp.
Hoạt động 3: Thực hiện giải pháp để giải quyết vấn đề (35 phút)
Dự kiến các bước tiến hành thí nghiệm (10 phút)
GV: Chúng ta cần đi tìm hiểu xem các đại lƣợng v, x thay đổi theo thời gian nhƣ thế nào? Để làm điều này chúng ta phải xác định vận tốc, tọa độ ở từng thời điểm rồi vẽ đồ thị để nhận xét quy luật.
Việc thu thập và vẽ đồ thị sẽ trở nên dễ dàng hơn khi chúng ta sử dụng bộ thí nghiệm về chuyển động thẳng có kết nối với máy tính và sử dụng phần mềm xử lý kết quả.
GV: Với máng tạo chuyển động thẳng ta có thể nghiên cứu những trạng thái nào của máng mà các em thấy rằng hình nhƣ chúng sẽ có quy luật chuyển động khác nhau:
HS1: Máng đặt nằm ngang, vật có thể chuyển động đều. HS2: Máng đặt nằm nghiêng, vật chuyển động nhanh lên GV giao các bộ TN cho các nhóm HS:
Nhóm 1, 2: Nghiên cứu chuyển động thẳng với máng nằm ngang Nhóm 3, 4: Nghiên cứu chuyển động thẳng với máng nằm nghiêng Nhóm 5, 6: Nghiên cứu chuyển động rơi của vật
GV yêu cầu các nhóm thảo luận và trình bày dự kiến tiến hành TN để thực hiện nhiệm vụ của nhóm.
Hình 3.3. HS các nhóm trình bày các phương án TN
HS vẫn còn rụt rè khi trình bày phương án với bộ thí nghiệm cho trước bởi HS chưa hiểu rõ lắm về bộ TN. Ở hoạt động này cần sự hỗ trợ của GV.
Tiết học 2:
Tiến hành thí nghiệm (25 phút)
Các nhóm sẽ đồng thời làm TN.Các nhóm sẽ HĐ trong thời gian 25 phút và chuẩn bị báo cáo của nhóm mình để trình bày trƣớc lớp.
Các em đã tự tin hơn trong việc làm thí nghiệm bởi có một thời gian làm quen với các TN và đã tương đối hiểu về bộ TN về cấu tạo cũng như cách tiến hành, xử lí số liệu
Hoạt động 4: trình bày kết quả giải quyết vấn đề (20 phút)
GV: Yêu cầu đại diện các nhóm báo cáo kết quả làm việc
Hình 3.5. Đại diện nhóm lên trình bày kết quả, thảo luận
HS đã quen với cách hoạt động theo nhóm và thông qua TN các em đã hiểu rõ về kiến thức của chuyển động thẳng. Các em rất tự tin khi báo cáo kết quả và thảo luận bảo vệ ý kiến của mình.
Tiết thứ 3:
Hoạt động 5: Thông báo bổ sung, thể chế hóa kiến thức và vận dụng kiến thức (45 phút)
Sau khi các nhóm báo cáo kết quả HĐ, GV nhận xét, thông báo bổ sung kiến thức và thể chế hóa kiến thức.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nhƣ vậy chúng ta biết đƣợc 3 dạng
chuyển động thẳng qua thí nghiệm. Thí nghiệm của nhóm (1,2) đƣợc gọi là chuyển động thẳng đều:
- Vận tốc không thay đổi theo thời gian. - Tọa độ theo thời gian là một đƣờng thẳng đi lên, hệ số góc bằng độ lớn của vận tốc.
HS suy luận, nhận xét cùng thầy
chuyển động thẳng nhanh dần đều: v = v0 +at; x = xo + v0t +
2 1 at2
Ngoài ra, trong thực tế còn có chuyển động thẳng chậm dần đều.
Quãng đƣờng đi đƣợc của vật: s = v0t +
2 1 at2
Đại lƣợng a trong biểu thức v sẽ đặc trƣng cho sự thay đổi vận tốc nhanh hay chậm và ngƣời ta gọi là gia tốc.
HS suy luận, nhận xét cùng thầy để đƣa ra công thức: a =(v/t)
Đơn vị là m/s2 Thông báo mối liên hệ giữa vận tốc, gia
tốc và quãng đƣờng đi đƣợc.
Người ta thường chọn chiều dương trùng chiêu chuyển động, khi đó các phương trình đều là:
v = v0 +at; x = xo + v0t +
2
1 at2; v2 – v02 = 2as
+ Chuyển động nhanh dần đều: a>0 + Chuyển động chậm dần đều: a<0
Thí nghiệm của nhóm (5,6) đƣợc gọi là Sự rơi tự do:
Là chuyển động thẳng nhanh dần đều với v0 = 0 và a = g (=9,8m/s2)
Yêu cầu HS đọc SGK và cho biết thế nào là sự rơi tự do và viết các phƣơng trình v, h, y.
Sự rơi tự do là sự rơi của một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực. v = gt; h = 2 1 gt2; y = yo + 2 1 gt2; v = 2gh
Sau khi thể chế hóa GV có thể cho HS làm một số bài tập về chuyển động thẳng đều, chuyển động nhanh dần đều, sự rơi tự do.
HS dễ dàng nhớ các kiến thức mà GV thể chế hóa.
Dự kiến thời gian là 45 phút nhưng hoạt động này chỉ mất khoảng 25 phút. Có nhiều thời gian cho hoạt động làm bài tập củng cố kiến thức.
Thông qua việc tổ chức thực nghiệm và đánh giá kết quả thực nghiệm một cách nghiêm túc, khoa học, chúng tôi có thể bƣớc đầu kết luận một số nội dung sau:
+ Tiến trình dạy học “nghiên cứu về chuyển động thẳng” xây dựng đƣợc về cơ bản là khả thi, phù hợp với thực tế dạy học (đặc điểm kiến thức, nhận thức của HS, thời gian,...) ở nhà trƣờng phổ thông hiện nay. HS thực sự bị lôi cuốn vào HĐ giải quyết vấn đề, đáp ứng đƣợc hầu hết các nhiệm vụ nhận thức đặt ra và có những ý tƣởng mới sáng tạo. Mặc dù cần chuẩn bị trƣớc khi lên lớp nhiều hơn, nhƣng trong quá trình dạy học, GV dễ dàng làm chủ các tình huống học tập, định hƣớng hiệu quả, kịp thời các HĐ của HS, đảm bảo thực hiện đƣợc các mục tiêu dạy học ở mức độ cao.
+ Đƣợc học tập theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề, HS từ chỗ còn bỡ ngỡ với việc làm TN, thụ động trong HĐ nhóm, rụt rè trong việc phát biểu ý kiến, đã thích ứng tốt với phƣơng pháp, hình thức dạy học mới này, “chủ động”, “tích cực” HĐ giải quyết các nhiệm vụ nhận thức đặt ra và “tự tin” trao đổi, bảo vệ kết quả nghiên cứu của nhóm và của bản thân.
+ Trong tiến trình dạy học đã thiết kế đƣợc, HS đƣợc thực tế HĐ phỏng theo con đƣờng nhận thức của nhà khoa học: Đề xuất giả thuyết, dự đoán giải pháp giải quyết vấn đề, đề xuất phƣơng án TN, phân tích kết quả thực nghiệm, dự đoán quy luật đồ thị,...và các em đã đáp ứng tƣơng đối tốt các HĐ này. Chứng tỏ, HS đã đƣợc trải nghiệm thực sự HĐ nhận thức sáng tạo và bƣớc đầu, đƣợc “luyện tập” tƣ duy sáng tạo thông qua học tập theo tiến trình dạy học kể trên.
+ Bộ TN về chuyển động thẳng đã chế tạo đƣợc, tuy còn một số hạn chế, song đã đáp đứng đƣợc các yêu cầu đối với TN trong dạy học chƣơng “Động học chất điểm” theo định hƣớng nâng cao hiệu quả HĐ nhận thức tích cực, sáng tạo của HS.
Mặc dù, đã đem lại kết quả thực nghiệm bƣớc đầu khẳng định tính khả thi và hiệu quả của tiến trình dạy học đã thiết kế đƣợc, song phƣơng pháp thực nghiệm chúng tôi áp dụng chƣa phải là phƣơng pháp hoàn thiện:
+ Chúng tôi mới chỉ tiến hành thực nghiệm 1 vòng với đối tƣợng hẹp (1 lớp học) trong thời gian ngắn (3 tiết học). Sau vòng 1, dựa trên kết quả thực nghiệm, chúng tôi đã sửa đổi, bổ sung các tình huống, các định hƣớng của GV nhằm hoàn thiện tiến trình dạy học đã thiết kế về mặt lí luận. Song, nếu đƣợc thực nghiệm sƣ phạm vòng 2 thì tiến trình dạy học mới này sẽ đƣợc kiểm tra trên thực tế và do đó, mới thực sự chứng tỏ đƣợc tính khả thi và hiệu quả trong dạy học.
+ Các phân tích sau quá trình thực nghiệm: Phần lớn là các phân tích định tính và chƣa đánh giá đƣợc chất lƣợng kiến thức của HS sau khi học tập theo tiến trình dạy học đã thiết kế đƣợc. Muốn khắc phục đƣợc hạn chế này, chúng tôi cần soạn thảo đƣợc các bài kiểm tra phù hợp để đánh giá kết quả học tập của HS. Nội dung các bài kiểm tra, ngoài các câu đánh giá mức độ nắm vững kiến thức, cần có những câu đòi hỏi tƣ duy sáng tạo của HS mà nếu nhƣ trong quá trình học tập không HĐ tích tực, sáng tạo thì khó có thể trả lời đƣợc.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Các kết quả của luận văn
Sau quá trình thực hiện các nhiệm vụ của đề tài, chúng tôi đã đạt đƣợc các kết quả nghiên cứu sau đây:
+ Phân tích và cấu trúc lí luận dạy học giải quyết vấn đề một cách lôgíc để làm cơ sở định hƣớng cho việc xây dựng các phƣơng tiện dạy học và thiết kế các tiến trình dạy học nhằm tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của HS.
+ Thiết kế, chế tạo đƣợc bộ TN thực tập của HS về chuyển động thẳng sử dụng cảm biến và bộ ghép nối, có thể tiến hành nghiên cứu các dạng của chuyển động thẳng: thẳng đều, nhanh dần đều, rơi tự do, đáp ứng các yêu cầu đối với TN trong dạy học chƣơng “Động học chất điểm”.
+ Phân tích việc dạy học chƣơng “Động học chất điểm” và thiết kế đƣợc tiến trình dạy học về chuyển động thẳng có sử dụng bộ TN đã chế tạo để tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của HS trong học tập.
+ Tổ chức thành công hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của HS ở trƣờng THPT Nguyễn Tất Thành. Bƣớc đầu khẳng định đƣợc tính khả thi và hiệu quả của tiến trình dạy học đã thiết kế và đánh giá đƣợc các ƣu điểm, nhƣợc điểm của bộ TN mới chế tạo.
2. Hƣớng phát triển đề tài luận văn
Tuy đạt đƣợc một số kết quả nghiên cứu cơ bản, song chúng tôi nhận