CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ VIỆC XÂY DỰNG T ÀI LI ỆU V À T Ổ
D ạy học và xu hướng đổi mới phương pháp dạy học
1.1.1 Nh ững quan điểm về dạy học
1.1.1.1 Dạy học theo quan điểm truyền thống
Theo quan điểm truyền thống, dạy học được xem là hoạt động truyền đạt kiến thức từ giáo viên đến học sinh trong lớp học, với giáo viên là nhân tố quyết định chất lượng quá trình này Nội dung giảng dạy thường mang tính áp đặt và bắt buộc, được quy định trong các chương trình khép kín Phương pháp dạy học chủ yếu dựa vào việc truyền đạt thông tin, khiến học sinh trở nên thụ động, chịu sự điều khiển và kiểm tra từ giáo viên, trong khi cách học của họ chủ yếu là lắng nghe, hiểu và ghi nhớ.
1.1.1.2 Dạy học theo quan điểm hiện đại
Theo quan điểm hiện đại, dạy học được xem là một quá trình tương tác giữa giáo viên (GV) và học sinh (HS) Trong quá trình này, GV giữ vai trò chủ đạo trong việc tổ chức, hướng dẫn và điều khiển các hoạt động học tập của HS, nhằm tạo ra môi trường học tập hiệu quả và phát triển toàn diện.
HS cần chủ động tái đánh giá nền văn minh nhân loại và rèn luyện kỹ năng hoạt động để hình thành thái độ sống tích cực Giờ học là sự kết hợp giữa hoạt động của giáo viên và học sinh, từ việc lập kế hoạch cho đến thực hiện và đánh giá kết quả.
Dạy học theo hướng giải quyết vấn đề và định hướng hành động tập trung vào những nội dung có ý nghĩa thực tiễn xã hội, được lựa chọn dựa trên sự thoả thuận giữa người dạy và người học.
1.1.2 Xu hướng đổi mới phương pháp dạy học
1.1.2.1 Phương hướng chiến lược đổi mới phương pháp dạy học
Nước ta đang trong giai đoạn hội nhập quốc tế, yêu cầu giáo dục phải sản sinh ra những con người năng động, sáng tạo và có khả năng thực hành tốt Phương pháp dạy học truyền thống không còn đáp ứng được mục tiêu này Nghị quyết Trung ương 2, khoá VIII của Đảng Cộng sản Việt Nam đã đề ra chiến lược đổi mới phương pháp giáo dục, nhấn mạnh việc cần thiết phải khắc phục lối truyền thụ một chiều và phát triển tư duy sáng tạo cho người học Cần áp dụng các phương pháp tiên tiến, hiện đại vào quá trình dạy học, đồng thời tạo điều kiện cho sinh viên tự học và tự nghiên cứu, phát triển phong trào tự học, tự đào tạo.
Như vậy có thể thấy, phương hướng chiến lược đổi mới phương pháp dạy học gồm bốn điểm cơ bản :
- Khắc phục lối truyền thụ một chiều.
- Rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học.
- Áp dụng các phương pháp tiên tiến, phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học.
- Rèn luyện khả năng tự học, tự nghiên cứu cho HS, sinh viên
1.1.2.2 Phương pháp dạy học tích cực
Tính tích cực của nhận thức thể hiện thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể thông qua việc huy động mạnh mẽ các chức năng tâm lý để giải quyết vấn đề học tập và nhận thức Đây không chỉ là mục đích của hoạt động mà còn là phương tiện, điều kiện cần thiết để đạt được mục tiêu, đồng thời cũng là kết quả cuối cùng của quá trình hoạt động này.
Tính tích cực là phẩm chất tự nhiên của con người, giúp họ chủ động cải biến môi trường và xã hội để tồn tại và phát triển Vì vậy, việc hình thành và phát triển tính tích cực trở thành mục tiêu hàng đầu trong giáo dục.
Phương pháp dạy học tích cực nhằm phát huy tính chủ động, sáng tạo của người học Thuật ngữ "tích cực" ở đây ám chỉ đến sự chủ động và hoạt động của học sinh, không mang nghĩa trái ngược với "tiêu cực" mà là khuyến khích sự tham gia và tương tác trong quá trình học tập.
Các phương pháp dạy học tích cực có những đặc trưng nổi bật như tổ chức các hoạt động học tập cho học sinh, chú trọng rèn luyện phương pháp tự học, tăng cường học tập cá nhân kết hợp với học tập hợp tác, và kết hợp đánh giá của giáo viên với tự đánh giá của học sinh.
Trong các phương pháp dạy học tích cực, giáo viên không chỉ là người truyền đạt kiến thức mà còn là người thiết kế và tổ chức các hoạt động học tập Họ hướng dẫn học sinh thực hiện các nhiệm vụ độc lập hoặc trong nhóm nhỏ, giúp học sinh tự lực chiếm lĩnh nội dung học tập.
Cơ sở lí luận của tự học
1.2.1 Khái ni ệm tự học
Theo định nghĩa trong từ điển Giáo dục học - NXB Từ điển Bách khoa 2001, tự học được hiểu là quá trình mà cá nhân chủ động tiếp thu tri thức khoa học và rèn luyện kỹ năng thực hành một cách độc lập.
Theo GS.TS Nguyễn Cảnh Toàn, tự học là quá trình mà mỗi cá nhân sử dụng trí tuệ và năng lực của bản thân, bao gồm quan sát, so sánh, phân tích và tổng hợp, cùng với việc vận dụng cả thể chất khi cần thiết Điều này không chỉ đòi hỏi sự kiên trì, nhẫn nại và lòng say mê khoa học, mà còn cần có động cơ và thái độ tích cực như trung thực, khách quan và không ngại khó khăn Từ đó, người học có thể chiếm lĩnh và sở hữu một lĩnh vực kiến thức nào đó của nhân loại.
Theo GS–TSKH Thái Duy Tuyên, tự học là quá trình độc lập trong việc chiếm lĩnh kiến thức và kỹ năng, nơi người học tự mình tư duy, sử dụng các năng lực trí tuệ như quan sát, so sánh và phân tích Qua đó, họ không chỉ tiếp thu tri thức mà còn biến những hiểu biết về lịch sử và xã hội thành sở hữu cá nhân, góp phần phát triển bản thân một cách toàn diện.
1.2.2 Các hình th ức tự học
1.2.2.1 Tự học không có hướng dẫn
Người học có khả năng tự chiếm lĩnh tri thức và phát triển kỹ năng mà không cần sự hướng dẫn của giáo viên Họ có thể tự học thông qua nhiều kênh khác nhau, bao gồm tài liệu, tìm hiểu thực tế và học hỏi từ kinh nghiệm của người khác.
Hình thức tự học yêu cầu người học tự chọn nội dung, phương pháp và cách thức học, thường gặp ở người trưởng thành Tuy nhiên, hình thức này gặp nhiều khó khăn, vì người tự học cần có kỹ năng tìm tài liệu, đọc, quan sát, vận dụng và lập kế hoạch Một trở ngại lớn là việc người học không thể tự kiểm tra và đánh giá tiến độ, dễ dẫn đến sự chán nản và làm gián đoạn quá trình tự học.
1.2.2.2 Tự học có hướng dẫn
Người học tự mình chiếm lĩnh tri thức và hình thành kĩ năng tương ứng dưới sự hướng dẫn của GV nhưng không trực tiếp gặp GV
Hiện nay, sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ thông tin và viễn thông đã tạo ra nhiều cơ hội cho việc tự học có hướng dẫn, ngay cả khi giáo viên và học sinh không gặp mặt trực tiếp Người học có thể nhận sự hỗ trợ từ giáo viên thông qua tài liệu hoặc các phương tiện thông tin khác, giúp nâng cao hiệu quả học tập.
1.2.2.3 Tự học có hướng dẫn trực tiếp
Người học chiếm lĩnh tri thức và hình thành kỹ năng dưới sự hướng dẫn của giáo viên Họ tự học theo tài liệu và nhận hỗ trợ từ giáo viên Việc tự học có thể diễn ra tại lớp hoặc ở nhà, phù hợp với tâm sinh lý của học sinh phổ thông.
1.2.3 Vai trò c ủa tự học
Tự học đóng vai trò quan trọng trong giáo dục, góp phần hình thành nhân cách và thói quen độc lập cho người học Qua việc tự rèn luyện, họ phát triển khả năng giải quyết khó khăn một cách độc lập, từ đó nâng cao sự tự tin và hướng tới thành công trong cuộc sống Vì vậy, tự học có ý nghĩa thiết yếu đối với sự thành đạt của mỗi cá nhân.
Tự học là một hành trình quan trọng giúp mỗi cá nhân khẳng định bản thân Nó không chỉ kích thích niềm đam mê học hỏi và khám phá, mà còn nuôi dưỡng khát vọng chinh phục những đỉnh cao của tri thức và khoa học Qua đó, tự học giúp con người sống với hoài bão và ước mơ lớn lao.
Tự học là giải pháp hiệu quả để vượt qua mâu thuẫn giữa khối lượng tri thức khổng lồ và thời gian hạn chế trong môi trường giáo dục Tri thức nhân loại được tích lũy qua các thế hệ và đang gia tăng nhanh chóng, trong khi thời gian học tại trường có giới hạn Chỉ thông qua tự học, chúng ta mới có thể giải quyết được nghịch lý này.
Tự học với nỗ lực và tư duy sáng tạo giúp người học hiểu tri thức sâu sắc và khám phá bản chất của chân lý Ngoài ra, tự học là phương pháp hiệu quả nhất để kích thích hoạt động trí tuệ, vì trong quá trình này, người học thường gặp những vấn đề mới và phải tự tìm giải pháp để giải quyết.
Tự học là chìa khóa giúp con người duy trì việc "Học suốt đời", không bị lạc hậu trước sự phát triển của nhân loại Qua tự học, người học không chỉ tiếp cận những kiến thức mới nhất và khoa học nhất mà còn tích lũy được kinh nghiệm thực tiễn, từ đó mở ra con đường dẫn đến thành công.
Theo Aditxterrec, việc chỉ truyền thụ tài liệu từ giáo viên không đảm bảo cho học sinh lĩnh hội tri thức một cách hiệu quả Để thực sự nắm vững kiến thức và hiểu biết chân lý, học sinh cần phải tự nỗ lực học tập bằng trí tuệ của chính mình Do đó, nếu thiếu đi sự cố gắng tự học, kết quả đạt được sẽ không cao, mặc dù điều kiện bên ngoài như giáo viên giỏi và tài liệu tốt có thể rất thuận lợi.
Tự học đóng vai trò quan trọng đối với học sinh THPT, giúp các em thích ứng tốt hơn với bậc học cao hơn Hình thức học này không chỉ khuyến khích tính tích cực, chủ động và sáng tạo mà còn nâng cao chất lượng đào tạo trong nhà trường.
1.2.4 Các k ĩ năng tự học cần r èn luy ện ở học sinh
Kỹ năng tự học đóng vai trò quyết định trong sự thành công của quá trình học tập độc lập Một số nhóm kỹ năng cơ bản cần thiết bao gồm khả năng lập kế hoạch, quản lý thời gian, và tự đánh giá kết quả học tập.
1.2.4.1 Kĩ năng kế hoạch hoá việc tự học
Cơ sở lí luận của việc xây dựng t ài li ệu hướng dẫn tự hoc
1.3.1 Tác d ụng của t ài li ệu hướng dẫn đối với người tự học
Tài liệu hướng dẫn tự học là nguồn tài nguyên quý giá giúp người học tự nghiên cứu và chiếm lĩnh tri thức, từ đó phát triển kỹ năng và kỹ xảo cần thiết Những tài liệu này được coi là "bảo bối" cho những ai đang theo đuổi việc học tập độc lập.
Mục tiêu được ghi rõ trong tài liệu giúp người học xác định đích đến của mình, từ đó tăng cường sự chủ động và tự tin trong việc chiếm lĩnh tri thức.
Những hướng dẫn của tài liệu giúp người học tìm ra phương pháp phù hợp, con đường phù hợp tiếp cận tri thức.
Sử dụng tài liệu hướng dẫn giúp người học tự đánh giá kết quả của mình, từ đó khắc phục kịp thời những sai lầm và thiếu sót Điều này không chỉ tạo ra tâm lý thoải mái mà còn tăng cường sự tự tin cho họ trong quá trình tự học và nghiên cứu.
1.3.2 Cơ sở của việc xây dựng t ài li ệu hướng dẫn tự học
1.3.2.1 Những định hướng để xây dựng tài liệu hướng dẫn tự học Đảm bảo mục tiêu dạy học môn học Mục tiêu dạy học ở THPT là cung cấp cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản và rèn luyện cho họ những kĩ năng tương ứng Mục tiêu này được thể hiện rõ trong tài liệu chuẩn kiến thức kĩ năng của từng môn học do Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Do đó trong quá trình xây dựng tài liệu hướng dẫn tự học cần bám sát chuẩn kiến thức kĩ năng. Đảm bảo tính khoa học, hiện đại Nội dung đưa vào tài liệu phải phản ánh được những quan điểm khoa học hiện đại, tiếp cận được với những ứng dụng kĩ thuật có tính cập nhật. Đảm bảo tính khả thi Điều kiện quan trọng nhất để đảm bảo tính khả thi là tính vừa sức.Tài liệu hướng dẫn tự học cần được xây dựng phù hợp với khả năng tiếp thu của HS và trình độ, năng lực dạy học của GV Nội dung của tài liệu phù hợp với phương pháp dạy học của GV Đảm bảo tính phân hoá Trong một lớp học, trình độ HS luôn luôn không đồng đều Do đó, nội dung của tài liệu hướng dẫn phải được xây dựng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp sao cho có thể tạo ra sự hứng thú học tập với cả HS khá giỏi lẫn HS trung bình, HS yếu. Đảm bảo cho người học có thể tự kiểm tra đánh giá.
1.3.2.2 Qui trình xây dựng tài liệu hướng dẫn tự học
Xác định mục đích của việc xây dựng tài liệu đó là xây dựng một tài liệu hướng dẫn HS tự học.
Xác định yêu cầu tài liệu là bước quan trọng Tài liệu cần cung cấp đầy đủ thông tin để học sinh phát triển kỹ năng tự học, đồng thời giúp các em tự kiểm tra và đánh giá kiến thức cũng như kỹ năng của mình sau khi hoàn thành quá trình học.
Nội dung và cấu trúc tài liệu cần được xác định rõ ràng, đảm bảo đáp ứng mục tiêu giáo dục và giúp học sinh phát triển kỹ năng tự học hiệu quả.
Để xây dựng một tài liệu chất lượng, việc thu thập thông tin là rất quan trọng Quá trình này không chỉ cần nhiều thời gian mà còn yêu cầu tổ chức một cách khoa học để đảm bảo tính hiệu quả.
Tiến hành xây dựng tài liệu.
Thực nghiệm, chỉnh sửa và bổ sung.
Cơ sở của việc tổ chức hướng dẫn tự học
1.4.1 Đặc điểm hoạt động của tổ chức dạy học tự học
1.4.1.1 Hoạt động của giáo viên
Hoạt động tự học của học sinh (HS) bao gồm nhiều bước và khâu, diễn ra qua các hoạt động học tập cá nhân Đây là quá trình tự giác và tích cực, giúp HS chiếm lĩnh tri thức khoa học một cách chủ động với những mục đích cụ thể Do đó, việc tổ chức dạy học cần chuyển đổi hoạt động học của HS từ trạng thái bị động sang chủ động Vai trò của giáo viên (GV) trong việc dạy tự học là rất quan trọng, bao gồm việc hướng dẫn và tạo điều kiện để HS phát triển kỹ năng tự học hiệu quả.
- Chuẩn bị tài liệu tự học cho HS, đồng thời hướng dẫn họ tìm tài liệu học tập phù hợp.
- Hướng dẫn HS cách làm việc với tài liệu
- Xây dựng hệ thống câu hỏi của bài học và hướng dẫn HS hoạt động để họ tự mình chiếm lĩnh tri thức mới.
Theo dõi sự tiến bộ của học sinh trong lớp học là rất quan trọng, giúp giáo viên kịp thời khen ngợi để khuyến khích các em tự giác học tập Việc này không chỉ kích thích sự chủ động của học sinh mà còn giúp điều chỉnh các hoạt động học tập theo hướng tích cực và hiệu quả hơn.
- Kiểm tra hiệu quả học tập của HS thông qua các báo cáo cá nhân, các ý kiến thảo luận hay các phiếu học tập.
- Kết nối các nội dung của bài học thành một chỉnh thể lôgic
1.4.1.2 Hoạt động của học sinh
- Chuẩn bị các tài liệu tham khảo theo hướng dẫn của GV
- Tự đọc tài liệu để nắm được nội dung của bài học
- Làm việc cá nhân, làm việc nhóm, hoàn thành các phiếu học tập để tiếp cận và chiếm lĩnh tri thức mới.
- Tự kiểm tra đánh giá kết quả
1.4.2 Nguyên t ắc tổ chức hướng dẫn học sinh tự học
Khi tổ chức hướng dẫn HS tự học, GV cần chú ý một số nguyên tắc sau:
- Làm cho HS thấy được vai trò của việc tự học Tạo cho họ lòng tin tưởng vào sự thành công của việc tự học.
- Đảm bảo cho tất cả các HS đều có thể tham gia vào hoạt động học tập.
- Đảm bảo cho HS có thể tiếp thu kiến thức từ dễ đến khó Các kĩ năng tự học từng bước được hình thành từ thấp lên cao.
- Đảm bảo có thể thu nhận thông tin phản hồi từ phía HS để GV kịp thời điều chỉnh nhịp độ học tập của HS khi cần thiết
1.4.3 Quy trình h ướng d ẫn học sinh tự học
- Giáo viên nghiên cứu nội dung kiến thức khoa học của chương.
- Xây dựng sơ đồ cấu trúc nội dung của chương, sơ đồ phát triển mạch kiến thức của chương.
- Xác định mục tiêu dạy học cả kiến thức, kỹ năng và cấp độ nhận thức.
- Xây dựng kế hoạch và tài liệu hướng dẫn học sinh tự học
* Về kế hoạch: Đối với từng bài học cụ thể, chúng ta căn cứ vào mục tiêu kiến thức cần đạt được của bài mà đề ra kế hoạch.
Bảng 1.1 Kế hoạch hướng dẫn học sinh tự học
N ội dung kiến th ức
Câu s ố D ự kiến thời gian học sinh tr ả lời câu hỏi
M ục đích s ử dụng câu hỏi đưa ra trong học tập
Tài liệu hướng dẫn bao gồm phiếu học tập và phiếu hướng dẫn tự học cho học sinh Phiếu học tập chứa các câu hỏi định hướng giúp học sinh tự tìm hiểu kiến thức bài học, được sắp xếp theo kế hoạch nội dung Trong khi đó, phiếu hướng dẫn tự học cung cấp hướng dẫn cụ thể từ giáo viên, giúp học sinh nhanh chóng hoàn thành các yêu cầu học tập.
Th ực tiễn về hoạt động tự học Vật lí của học sinh v à vi ệc hướng dẫn
Nghiên cứu thực trạng dạy và học tại một số trường trung học phổ thông ở tỉnh Yên Bái cho thấy vai trò quan trọng của hoạt động tự học Vật lý của học sinh và sự hướng dẫn tự học của giáo viên Việc tìm hiểu này cung cấp cơ sở thực tiễn cần thiết cho việc thực hiện đề tài nghiên cứu.
Chúng tôi đã sử dụng các phiếu điều tra, kết hợp với phỏng vấn 28 GV và
Tại một số trường THPT, việc tham gia vào các giờ học, kiểm tra, và quan sát học sinh đã mang lại những kết quả cụ thể Các hoạt động như xem bài kiểm tra và vở ghi chép của học sinh đã giúp đánh giá hiệu quả học tập và cải thiện chất lượng giáo dục.
1.5.1 V ề t ình hình h ọc của học sinh Đại đa số HS nhận thức rằng mục đích học tập là có kiến thức để thi đỗ đại học tạo điều kiện để tìm được một việc làm sau này Do đó, phần lớn thời gian ngoài nhà trường được HS dành cho việc đi học thêm Các em có rất ít thời gian tự học Đối với việc tự học đa số HS cho rằng tự học là học thuộc bài vừa học, làm các bài tập mà thầy cô giao cho Vở ghi bài giảng, SGK, sách bài tập là tài liệu tự học chủ yếu của các em; rất ít HS khai thác thông tin trên Internet, đọc sách báo, tài liệu liên quan đến bài học
Các em cho rằng kiến thức tự học đạt được tương đương với kiến thức học trên lớp, đóng góp 50% vào kết quả học tập.
Phương pháp tự học hiệu quả của học sinh thường bao gồm việc đọc và viết kết hợp với giải các bài tập tương ứng, đồng thời đọc sách cũng là một cách tự học được nhiều em lựa chọn Hình thức tự học theo nhóm từ 2 đến 3 bạn cũng được nhiều học sinh ưu tiên Tuy nhiên, nhiều học sinh cho rằng giáo viên chưa chú trọng hướng dẫn phương pháp tự học và giới thiệu tài liệu tham khảo phù hợp, dẫn đến việc các em thiếu phương pháp tự học hiệu quả và gặp khó khăn khi tự học.
Đa số học sinh nhận định rằng gia đình đã hỗ trợ tốt cho việc tự học của họ bằng cách cung cấp thời gian và tài liệu học tập cần thiết.
Nhiều học sinh hiện nay cho rằng phương pháp kiểm tra đánh giá chưa thực sự khuyến khích hoạt động tự học, dẫn đến việc thời gian dành cho tự học bị chiếm ưu thế bởi các lớp học thêm.
Nhiều học sinh vẫn chưa nhận thức đúng vai trò và ý nghĩa của việc tự học, dẫn đến việc họ không dành đủ thời gian và nỗ lực cho việc này Họ cũng chưa có quan niệm đúng đắn về trách nhiệm của bản thân đối với gia đình và xã hội.
1.5.2.V ề t ình hình d ạy của giáo vi ên
Về phương pháp dạy học, chủ yếu vẫn là thầy giảng trò nghe và ghi chép
Trong mỗi giờ học, giáo viên nỗ lực truyền đạt toàn bộ kiến thức theo chương trình học, giúp học sinh hiểu rõ các kiến thức trọng tâm để áp dụng vào bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập Mặc dù giáo viên đã áp dụng một số phương pháp dạy học hiện đại, nhưng việc này vẫn còn hạn chế, dẫn đến việc chưa phát huy tối đa tính tích cực và khả năng tự lực của học sinh trong quá trình học tập.
Nhiều giáo viên cho rằng phương tiện dạy học hiện tại chưa đáp ứng đủ yêu cầu của bộ môn Vật lí, dẫn đến việc các thí nghiệm chủ yếu chỉ được thực hiện bởi giáo viên trong lớp Học sinh thường chỉ tham gia vào các thí nghiệm trong giờ thực hành, điều này làm giảm hiệu quả dạy học và không phát huy được khả năng thực hành của học sinh.
Việc kiểm tra và đánh giá trong giáo dục hiện nay chủ yếu được thực hiện bởi giáo viên vào cuối mỗi giờ học, nhưng thường chỉ tập trung vào kết quả cuối cùng như kiểm tra bài cũ hoặc kiểm tra định kỳ theo chương trình đã định sẵn Điều này dẫn đến việc quá trình học tập không được chú trọng Hơn nữa, hầu hết học sinh không có cơ hội tham gia vào việc đánh giá kết quả học tập của bản thân cũng như của bạn bè, mà hoàn toàn phụ thuộc vào giáo viên.
Phần lớn GV cho rằng: tự học ở nhà là hoạt động bắt buộc và chủ yếu là của
Việc tự học của học sinh (HS) đóng vai trò quan trọng trong việc củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng cần thiết Theo khảo sát, 78% giáo viên (GV) cho rằng tự học chủ yếu là đọc sách giáo khoa (SGK) cả bài cũ và mới, trong khi 45,3% cho rằng tự học bao gồm việc học thuộc bài cũ và giải các bài tập liên quan Bên cạnh đó, 35,6% GV cho rằng tự học còn bao gồm việc đọc tài liệu tham khảo và khai thác thông tin từ Internet Do đó, tự học của HS cần bao gồm việc học thuộc bài đã học, hoàn thành bài tập, đọc trước bài mới và tìm hiểu thêm qua sách báo và Internet.
Để tổ chức hoạt động tự học cho học sinh hiệu quả, cần thực hiện các biện pháp như hướng dẫn học sinh tự tóm tắt kiến thức, phương pháp giải bài tập, khuyến khích tự nghiên cứu, thông báo rõ ràng kế hoạch bài học và áp dụng hình thức dạy học theo nhóm.
Trong chương này, chúng tôi phân tích các quan điểm dạy học hiện đại và nghiên cứu các cơ sở lý luận về tự học, nhằm làm rõ một số luận điểm lý luận quan trọng liên quan đến phương pháp giáo dục hiện đại.
- Những quan điểm về dạy học và xu hướng đổi mới phương pháp dạy học
- Tự học và tài liệu hướng dẫn tự học
- Đặc điểm của hoạt động hướng dẫn HS tự học.
-Thực tiễn của hoạt động tự học và hướng dẫn HS tự học ở một số trường THPT tỉnh Yên Bái.
Các cơ sở lý luận và thực tiễn sẽ được áp dụng để xây dựng tài liệu và tổ chức hướng dẫn học sinh tự học trong chương "Động lực học chất điểm" của Vật lý 10 nâng cao, được trình bày trong chương tiếp theo.
XÂY DỰNG T ÀI LI ỆU V À T Ổ CHỨC HƯỚNG DẪN
Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “ Động lực học chất điểm”
Trong sách giáo khoa Vật lý lớp 10 nâng cao, chương "Động lực học chất điểm" theo sau chương "Động học chất điểm" Trong khi động học chất điểm tập trung vào sự khác biệt bề ngoài của các dạng chuyển động dựa vào gia tốc, động lực học lại nghiên cứu nguyên nhân gây ra gia tốc Chương này chủ yếu giải thích nguyên nhân của các loại chuyển động thông qua các định luật Niu-tơn và các lực cơ học.
2.1.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Động lực học ch ất điểm”
Lôgíc nội dung kiến thức có thể mô tả bằng sơ đồ sau:
Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung chương “Động lực học chất điểm Động lực học chất điểm
Cácđịnh luật Niu-tơn Các lực cơ học
Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn
Lực đàn hồi Lực ma sát Định luật Húc
Phương pháp động lực học
Chuyển động của vật bị ném
Hệ qui chiếu có gia tốc
Chuyển động của hệ vật
Lực hướng tâm Lực quán tính li tâm Hiện tượng tăng giảm mất trọng lượng
Cơ sở lý luận của chương này bao gồm ba định luật Newton và ba loại lực cơ học: lực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát Từ những kiến thức này, chúng ta có thể phát triển phương pháp động lực học để nghiên cứu các hiện tượng vật lý quan trọng.
Nội dung chương có thể chia thành hai nhóm kiến thức cơ bản: Ba định luật Niu-tơn và các lực cơ học.
N ội dung khoa học một số kiến thức trong chương “ Động lực học chất điểm”
Trong hệ quy chiếu quán tính, định luật Niu-tơn thứ nhất khẳng định rằng nếu tổng hợp lực tác dụng lên một vật bằng không, khối tâm của nó sẽ duy trì trạng thái chuyển động ban đầu Cụ thể, một vật đứng yên sẽ vẫn ở yên, trong khi một vật đang chuyển động sẽ tiếp tục di chuyển với vận tốc và hướng không đổi Ngược lại, nếu một vật chuyển động với vận tốc không đổi theo đường thẳng, điều đó có nghĩa là hợp lực tác động lên nó bằng 0 Tuy nhiên, định luật này không áp dụng cho mọi hệ quy chiếu, đặc biệt là trong các hệ quy chiếu chuyển động tương đối với nhau với gia tốc khác nhau.
Nếu một vật đứng yên trong một hệ quy chiếu, nó sẽ chuyển động với gia tốc khi quan sát từ hệ quy chiếu khác Định luật I Niu-tơn, hay còn gọi là định luật quán tính, được áp dụng trong hệ quy chiếu quán tính.
Có nhiều hệ quy chiếu quán tính, trong đó một hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều so với một hệ quán tính khác cũng được coi là hệ quán tính Thực nghiệm cho thấy hệ quy chiếu có tâm trùng với Mặt Trời và các trục hướng về phía các ngôi sao được chọn phù hợp là một hệ quán tính Nếu một hệ quy chiếu bất kỳ chuyển động thẳng đều so với hệ quy chiếu này, thì nó cũng sẽ là một hệ quy chiếu quán tính.
Trái Đất không chỉ tự quay quanh trục mà còn di chuyển quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elip Điều này dẫn đến việc hệ quy chiếu gắn với Trái Đất chuyển động với một gia tốc nhỏ so với hệ quy chiếu gắn với Mặt Trời Do đó, hệ quy chiếu gắn với Trái Đất không hoàn toàn là hệ quy chiếu quán tính, mặc dù trong một số trường hợp, nó vẫn có thể được xem xét như vậy.
2.2.2 Định luật II Niu - tơn Định luật II Niu-Tơn được Niu-tơn phát hiện nhờ trực giác thiên tài của mình, trên cơ sở khái quát hoá từ rất nhiều sự kiện quan sát được Cách phát biểu ban đầu của định luật I Niu-tơn là : “Tốc độ biến thiên động lượng của một vật tỉ lệ với hợp lực tác dụng lên vật và có hướng của lực đó:F d p
Lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động, không phải là nguyên nhân gây ra chuyển động Định luật II Niu-tơn được phát biểu rằng: "Chuyển động của một chất điểm chịu tác dụng của các lực có tổng hợp F không bằng 0 sẽ có gia tốc." Gia tốc của chất điểm tỉ lệ thuận với tổng hợp lực F và tỉ lệ nghịch với khối lượng của chất điểm đó.
= m u r r ”.Trong hệ đơn vị SI hệ số tỉ lệ K=1 biểu thức định luật Niu- tơn thứ hai có dạng: a F
= m u r r Trường hợp riêng, khi F u r = 0 thì gia tốc a r = 0 tức là vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều Đó cũng là những khẳng định của định luật
Định luật I Niu-tơn thường bị hiểu nhầm là hệ quả của định luật Niu-tơn thứ hai Tuy nhiên, thực tế, định luật I Niu-tơn được trình bày độc lập và có giá trị riêng trong hệ thống các định luật chuyển động của Newton.
Định luật II Niu-tơn khẳng định sự tồn tại của hệ quy chiếu quán tính và là một định luật phổ biến, luôn đúng cho mọi tương tác, bất kể bản chất của chúng Định luật này được ứng dụng để nghiên cứu chuyển động của nhiều đối tượng khác nhau, từ viên đạn, các vì sao, cho đến các phân tử và chi tiết máy Nhờ vào định luật II Niu-tơn, người ta có thể tính toán gia tốc của chuyển động, từ đó giải quyết các bài toán cơ bản về chuyển động của vật.
2.2.3 Định luật III Niu - tơn
Nội dung định luật III Niu-tơn : “Khi chất điểm A tác dụng lên chất điểm B một lực F u r thì chất điểm B cũng tác dụng lên chất điểm A một lực F u r '
F u r và F u r ' tồn tại đồng thời, cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn”.Biểu thức : F u r
Định luật III Niu-tơn khẳng định rằng mọi lực tác dụng đều đi kèm với một lực phản tác dụng, thể hiện đặc tính tương tác giữa các vật Quy luật này áp dụng cho tất cả các trường hợp tương tác, bất kể bản chất của lực hay vận tốc của các vật tương tác.
Lực và khối lượng là hai đại lượng cơ bản trong động lực học, không thể thiếu để hiểu các định luật liên quan Các định luật động lực học không chỉ giải thích mà còn làm rõ mối quan hệ giữa lực và khối lượng.
Lực được định nghĩa là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, dẫn đến việc làm vật biến dạng hoặc gây ra gia tốc Theo quan điểm hiện đại, lực chỉ có một biểu hiện chính là gây ra gia tốc, trong khi biến dạng là hệ quả của sự biến đổi chuyển động không đều của các phân tử vật chất Do đó, lực tác dụng lên vật được xác định là đại lượng vectơ, được tính bằng tích của khối lượng và gia tốc mà vật nhận được dưới tác dụng của lực, thể hiện qua công thức F = ma.
II Niu-tơn vừa là công thức định nghĩa lực.
Khối lượng là khái niệm quan trọng trong định luật vạn vật hấp dẫn và định luật II Niu-tơn, dẫn đến sự phân biệt giữa khối lượng quán tính và khối lượng hấp dẫn Qua các thí nghiệm, tỉ số gia tốc của hai vật thể khi tương tác được xác định là như nhau, không phụ thuộc vào bản chất tương tác mà chỉ phụ thuộc vào một tính chất vốn có bên trong vật thể, đó là khối lượng Tính chất này thể hiện rằng để thay đổi vận tốc, vật thể cần có thời gian, được gọi là quán tính Do đó, khối lượng quán tính được định nghĩa là khối lượng của vật thể, trong đó vật thể có khối lượng lớn hơn sẽ có mức quán tính lớn hơn.
Hệ thức 2 1 a m a = m uu r uu r cung cấp phương pháp để đo khối lượng của bất kỳ vật thể nào, từ những hạt nhỏ như electron cho đến các hành tinh lớn.
Tuy nhiên trong thực tế, để đo khối lượng của một vật thể chúng ta dùng phép cân và khối lượng đo được là khối lượng hấp dẫn
Khối lượng hấp dẫn và khối lượng quán tính là hai khái niệm khác nhau trong cơ học, nhưng chúng lại hoàn toàn trùng nhau Theo cơ học Niu-tơn, khối lượng được định nghĩa là một chỉ số đo lường mức độ quán tính của vật thể.
2.2.5 Các lo ại lực cơ học
Lực hấp dẫn là lực hút tác động giữa mọi vật, có độ lớn tỷ lệ thuận với khối lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai vật.
Theo Niu-tơn, vật có khối lượng m bị kéo về gần vật có khối lượng M với gia tốc : g GM 2
= r với G là hằng số hấp dẫn; r là khoảng cách giữa hai vật.
Theo định luật II Niu-tơn, vật m chuyển động với gia tốc g thì lực hấp dẫn F
M ục ti êu d ạy học chương “ Động lực học chất điểm”
2.3.1.1 Lực Tổng hợp và phân tích lực
- Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, kết quả là gây gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.
- Lực là đại lượng vectơ được đặc trưng bởi cả hướng và độ lớn.
Tổng hợp lực là quá trình thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời lên một vật bằng một lực duy nhất, có tác dụng tương đương với toàn bộ các lực đó Lực duy nhất này được gọi là hợp lực, trong khi các lực ban đầu được thay thế được gọi là các lực thành phần.
Quy tắc tổng hợp lực cho biết rằng hợp lực của hai lực đồng quy được thể hiện bằng đường chéo của hình bình hành, trong đó hai cạnh là các vectơ biểu diễn hai lực thành phần F₁ và F₂.
Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, thì nó sẽ duy trì trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
- Ta gọi vật không chịu tác dụng của vật nào khác là vật cô lập Trong thực tế không có vật nào hoàn toàn cô lập
2.3.1.3 Định luật II Niu-tơn
- Gia tốc của vật không chỉ phụ thuộc vào lực tác dụng lên vật mà còn phụ thuộc vào khối lượng của chính vật đó.
Định luật II Niu-tơn khẳng định rằng gia tốc của một vật luôn hướng theo lực tác dụng lên nó Độ lớn của vectơ gia tốc tỷ lệ thuận với độ lớn của vectơ lực và tỷ lệ nghịch với khối lượng của vật Công thức biểu diễn mối quan hệ này là F = m * a, trong đó F là lực, m là khối lượng và a là gia tốc.
Lực F r tác dụng lên vật có liên quan đến gia tốc a r của vật Trong hệ SI, khi khối lượng m = 1 kg và gia tốc a = 1 m/s², lực F được tính là 1 kg.m/s², tương đương với 1 niutơn (N) Một niutơn là lực cần thiết để truyền cho vật có khối lượng 1 kg một gia tốc 1 m/s².
Vật có khối lượng lớn sẽ khó thay đổi vận tốc hơn, nghĩa là có mức quán tính cao hơn Khối lượng chính là đại lượng phản ánh mức độ quán tính của một vật.
2.3.1.4 Định luật III Niu-tơn
- Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực Hai lực này là hai lực trực đối F r AB F r BA
- Trong hai lực F r AB F r BA
, ta gọi một lực là lực tác dụng, lực kia là phản lực Đặc điểm của lực và phản lực là :
+ Lực và phản lực là hai lực trực đối, nhưng không cân bằng nhau, vì chúng tác dụng vào hai vật khác nhau.
+ Lực tác dụng thuộc loại gì thì phản lực cũng thuộc loại đó.
2.3.1.5 Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp dẫn giữa hai vật (coi như hai chất điểm) có độ lớn tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.Biểu thức : F hd G m m 1 2 2
Trong công thức hấp dẫn giữa hai vật, m1 và m2 đại diện cho khối lượng của các vật tính bằng kilogam (kg), trong khi r là khoảng cách giữa chúng tính bằng mét (m) Hằng số G, được biết đến là hằng số hấp dẫn, là một giá trị không thay đổi cho mọi vật trong vũ trụ Trong hệ đo lường SI, giá trị của hằng số này được xác định rõ ràng.
- Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng đàn hồi, và có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng ấy.
- Đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo bị biến dạng nén hay giãn :
+ Có điểm đặt đặt lên hai đầu lò xo.
+ Có phương trùng với trục của lò xo.
+ Có chiều ngược với chiều biến dạng của lò xo.
+ Có độ lớn tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo
- Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo F dh = - Dk l
Độ cứng (k) của lò xo, được đo bằng niutơn trên mét (N/m), cùng với độ biến dạng (Dl) tính bằng mét (m), là hai yếu tố quan trọng trong việc xác định tính chất của lò xo.
Dấu trừ chỉ rằng lực đàn hồi luôn ngược với chiều biến dạng.
Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác động lên vật, với xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để vượt qua lực ma sát Giá trị của lực ma sát nghỉ nằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa hai vật và luôn ngược chiều với ngoại lực Lực ma sát nghỉ luôn cân bằng với ngoại lực, và khi độ lớn của ngoại lực tăng, lực ma sát nghỉ cũng sẽ tăng theo Công thức tính lực ma sát nghỉ cực đại là yếu tố quan trọng cần lưu ý.
FM=mnN ;Trong đó N là độ lớn áp lực lên bề mặt tiếp xúc, mn là hệ số ma sát nghỉ
Lực ma sát trượt xuất hiện khi hai vật A và B trượt trên bề mặt của nhau, với B tác dụng lên A một lực F r mst ngược chiều với vận tốc v r AB của A đối với B Đồng thời, A cũng tác dụng lên B một phản lực F ' r mst ngược chiều với F r mst, tức là ngược chiều với vận tốc v r BA của B đối với A.
) Công thức tính lực ma sát trượt :
Fmst = mtN, trong đó N đại diện cho áp lực tác động lên bề mặt tiếp xúc, mt là hệ số ma sát trượt không có đơn vị và gần như không bị ảnh hưởng bởi diện tích bề mặt tiếp xúc.
Lực ma sát lăn là lực xuất hiện tại bề mặt tiếp xúc khi một vật lăn trên bề mặt khác, gây cản trở cho chuyển động lăn Độ lớn của lực ma sát lăn tỷ lệ với áp lực, tương tự như lực ma sát trượt, nhưng hệ số ma sát lăn lại nhỏ hơn nhiều lần so với hệ số ma sát trượt.
2.3.1.8 Hệ quy chiếu có gia tốc Lực quán tính
- Hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính gọi là hệ quy chiếu phi quán tính.
- Trong hệ quy chiếu phi quán tính, các định luật Niu-tơn không còn nghiệm đúng nữa
Trong một hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc a r so với hệ quy chiếu quán tính, các hiện tượng cơ học diễn ra tương tự như khi mỗi vật có khối lượng m chịu tác dụng của một lực F u r qt = - ma r.
, gọi là lực quán tính Lực quán tính luôn ngược chiều với gia tốc của hệ và không có phản lực.
2.3.1.9 Lực hướng tâm Lực quán tính li tâm
- Khi vật chuyển động tròn đều thì hợp lực tác dụng vào vật phải hướng vào tâm quỹ đạo và được gọi là lực hướng tâm.
- Hệ thức của lực hướng tâm là Fht
Trong công thức mw = mv^2/r, m đại diện cho khối lượng của vật tính bằng kilogam (kg), v là độ lớn vận tốc của vật tính bằng mét trên giây (m/s), r là bán kính quỹ đạo chuyển động tròn của vật tính bằng mét (m), và w là tốc độ góc của chuyển động tròn đều tính bằng radian trên giây (rad/s).
2.3.2 M ục ti êu d ạy học chương “ Động lực học chất điểm ”
2.3.2.1 Mục tiêu về kiến thức
Chúng tôi chia chương “Động lực học chất điểm ” thành các khối kiến thức cơ bản :
1 Lực Tổng hợp và phân tích lực.
2 Các định luật Niu-tơn
6 Hệ quy chiếu quán tính Lực quán tính.
Các khối kiến thức được xác định với các mục tiêu HS cần đạt được sau khi học xong chương “Động lực học chất điểm ”
N ội thức dung ki ến thức
( Nh ắc lại, phát biểu l ại…)
(Áp d ụng t ình hu ống quen thu ộc)
(V ận dụng linh ho ạt giải quyết vấn đề mới )
Tổng hợp và phân tích lực.
- Phát biểu được định nghĩa của lực và nêu được lực là đại lượng vectơ.
- Biết nhận ra dấu hiệu tác dụng của ba lực đồng qui tác dụng lên vật
- Biểu diễn được vectơ lực.
- Phát biểu được quy tắc tổng hợp các lực tác dụng lên một chất điểm.
- Phát biểu được quy tắc phân tích lực.
- Biết cách tổng hợp lực theo quy tắc.
- Biết cách phân tích lực theo quy tắc.
- Tính được hợp lực khi biết các lực thành phần.
- Tính được các lực thành phần khi biết hợp lực
- Phát biểu được các định luật Niu-tơn.
- Viết được công thức của định luật II và định luật III Niu- tơn
- Nêu được quán tính của vật là gì và kể được một số ví dụ về quán tính.
-Nêu được khái niệm khối lượng quán
- Chỉ ra các cách phát biểu Định luật II Niu- tơn sai
So ạn thảo kế hoạch v à tài li ệu hướng dẫn học sinh tự học
Dựa trên tài liệu đã thiết kế ở chương 2, chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT để đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài.
Đánh giá tính khả thi của tài liệu hướng dẫn tự học đã được xây dựng cho thấy nó có vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng lực tự học, tự nghiên cứu và tự kiểm tra đánh giá cho học sinh trung học phổ thông Việc áp dụng tài liệu này trong quá trình dạy học không chỉ giúp học sinh phát triển kỹ năng tự học mà còn khuyến khích họ chủ động trong việc tìm kiếm kiến thức và đánh giá năng lực bản thân.
Để đánh giá sơ bộ hiệu quả của tài liệu hướng dẫn tự học đã được xây dựng, chúng tôi tiến hành so sánh và đối chiếu giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng Việc này giúp xác định sự khác biệt trong kết quả học tập và khả năng tiếp thu kiến thức của học viên.
- Từ thực nghiệm tìm ra những thiếu sót để rút kinh nghiệm, kịp thời chỉnh lí bổ sung để đề tài đạt kết quả tốt nhất.
- Hướng dẫn GV thực hiện theo nội dung và phương pháp của tài liệu
- Kiểm tra, đánh giá hiệu quả của tài liệu TN và cách sử dụng nó trong dạy học
- Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm, từ đó rút ra kết luận
3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Việc thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại trường THPT Nguyễn Huệ - Yên Bái Lớp thực nghiệm là lớp 10T3 có 46 HS Lớp đối chứng là lớp 10T4 có 46
HS Trình độ học tập môn Vật lý của 2 lớp là gần như nhau.
3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Lớp TN dạy theo tiến trình đã soạn thảo.
- Lớp ĐC dạy bình thường, HS không được tổ chức hướng dẫn tự học.
Trong lớp ĐC và TN, chúng tôi ghi hình toàn bộ hoạt động của giáo viên và học sinh trong tiết học để phân tích và rút kinh nghiệm Việc này giúp đánh giá tính khả thi của tiến trình soạn thảo, đồng thời chỉ ra những điểm chưa phù hợp và thực hiện các bổ sung, sửa đổi cần thiết Qua quá trình TNSP, chúng tôi cũng chú ý đến thái độ và ý thức học tập của học sinh để có cái nhìn khách quan nhất về chất lượng giáo dục.