Skkn hướng dẫn học sinh thu thập xử lý thông tin trong giảng dạy môn vật lý thcs

A §Æt vÊn ®Ò H íng dÉn häc sinh thu thËp, xö lý th«ng tin trong gi¶ng d¹y vËt lý T¸c gi¶ Lª ThÞ B×nh §¬n vÞ Trêng THCS VÜnh An A §Æt vÊn ® Ò VËt lý lµ c¬ së cña nhiÒu ngµnh kü thuËt quan träng Sù ph¸t[.]

Tác giả: Lê Thị Bình

Đơn vị: Trờng THCS Vĩnh An

A- Đặt vấn đ ề

Vật lý là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng Sự phát triển của khoa học vật lý gắn bó chặt chẽ và có tác động qua lại trực tiếp với sự tiến bộ của khoa học và kỹ thuật Môn vật

lý có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo của trờng THCS Nó cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức vật lý cơ bản ở trình độ phổ thông cơ sở, bớc đầu hình thành ở học sinh những kỹ năng cơ bản, phổ thông và thói quen làm việc khoa học Góp phần hình thành các năng lực nhận thức và các phẩm chất nhân cách mà mục tiêu giáo dục THCS đã đề ra

Hiện nay, yêu cầu đổi mới nội dung sách giáo khoa đợc biên soạn theo phơng pháp mới, đòi hỏi học sinh phải hoạt động

tự lực nhiều Do vậy giáo viên với t cách là ngời hớng dẫn học sinh thu thập và xử lý thông tin để rút ra kiến thức mới cần chuẩn bị nhiều hơn thì mới có thể làm tốt công việc của mình Trong

đề tài này tôi muốn đề cập tới một kinh nghiệm hớng dãn học sinh tiếp thu xử lý thông tin khi dạy hiện tợng vật lý định luật vật lý thông qua tiến trình thí nghiệm

B - Nội dung

I Cơ sở lý luận:

Đối với môn vật lý , đặc biệt đối với học sinh THCS khi lần đầu tiên học sinh làm quen với môn vật lý một cách có hệ thống nó cung cấp cho học sinh những kiến thức vật lý phổ thông cơ bản có hệ thống và tơng đối toàn diện cho học sinh, góp phần phát triển năng lực t duy Do đó yêu cầu ngời thầy

phải tạo cho học sinh thấy hứng thú, yêu thích môn học Bài giảng của thầy tạo đợc hấp dẫn cho học sinh, có hệ thống phù hợp với nhận thức của học sinh, rèn thao tác t duy cho học sinh từ

dễ đến khó Tạo ra các tình huống có vấn đề và hớng dẫn học sinh suy nghĩ giải quyết vấn đề đó tự tìm ra chân lý phát huy hết tính tích cực chủ động của học sinh chiếm lĩnh tri thực Để giải quyết các tình huống có vấn đề, khâu đặc biệt quan trọng đó là thu thập thông tin về vấn đề đó của học sinh Trong dạy học vật lý, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng:

- Kiến thức mà học sinh xây dựng và tiếp thu đợc không

đơn giản có từ những gì ngơi khác mang đến cho họ

- Việc hiểu một kiến thức nào đó đều phải dựa trên việc thiết lập các mối quan hệ Những thông tin vụn vặt, tách rời nhau sẽ nhanh chóng bị quên và không lu lại trong trí nhớ của học sinh

- Việc xây dựng kiến thức phụ thuộc vào các quan niệm đã

có trớc đó

- Do đó việc thu thập thông tin đầy đủ, rõ ràng, lô gic, và xử

lý tốt các thông tin đó là tiền đề giải quyết vấn đề hình thành kiến thức mới

II Cơ sở thực tiễn :

Khi dạy học theo phơng pháp mới chúng ta thờng đề cập tới vấn đề thu thập và xử lý thông tin của học sinh Vậy nguồn thông tin cung cấp cho học sinh là gì ? Hớng dẫn học sinh thu thập thông tin nh thế nào ?

Trong sách giáo khoa vật lý các nguồn thông tin chủ yếu đợc học sinh xử dụng trong quá trình hình thành kiến thức mới là :

- Kinh nghiệm của học sinh

- Quan sát thực tiễn

- Các kênh hình, kênh chữ

- Các thí nghiệm biểu diễn của giáo viên hay học sinh tự tiến hành

- Thông tin cung cấp ( thông báo ) của giáo viên

Do khả năng quan sát và kinh nghiệm sống của học sinh trong thực tế còn ít, nên học sinh thu thập thông tin phần nhiều

từ kênh hình, kênh chữ và thí nghiệm còn rèn cho học sinh một

số kỹ năng cơ bản nh quan sát các hiện tợng và các quá trình vật lý Ngoài ra còn rèn kỹ năng xử dụng dụng cụ thí nghiệm, tác phong làm việc khoa học, biết tự mình lắp ráp thí nghiệm

đơn giản dựa vào hình vẽ SGK, biết đề xuất cách tiến hành thí nghiệm Từ đó phân tích , xử lý các thông tin và giữ liệu thu đợc rút ra kiến thức mới, biết cách vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tợng vật lý đơn giản gần gũi

Nên theo tôi việc đánh giá đúng các nguồn cung cấp thông tin cho học sinh cũng là một việc quan trọng trong khâu tổ chức hoạt động dạy học cho học sinh Đối với học sinh đầu cấp việc thu thập, xử lý thông tin có các mặt thuận lợi và khó khăn là:

a Thuận lợi :

- Các bài học đợc trình bày dới dạng một trình tự xác định của các hoạt động tự lực của học sinh, tạo điều kiện cho học sinh trong việc thu thập đầy đủ thông tin và trên cơ sở đó tiến hành sử lý thông tin để đa ra kiến thức mới

- Bên cạnh các thông tin từ kinh nghiệm sẵn có của học sinh đa

số các thông tin cần thiết không trình bày dới dạng có sẵn mà

đòi hỏi học sinh phải thông qua hoạt động (ví dụ : Phải tiến hành thí nghiệm hay quan sát thực tế ) mới thu thập đợc

b Khó khăn :

- Học sinh đầu cấp THCS nhỏ tuổi nên ít kinh nghiệm vốn sống

- Có nhiều nguồn thông tin học sinh có thể xử dụng, trong đó có những thông tin nhiễu

- Khả năng, kinh nghiệm huy động sức mạnh tập thể (Nhóm) còn ít và hạn chế

- Hiện nay, song song với việc đổi mới phơng pháp dạy học, bộ giáo dục và đào tạo đã đa về các trờng những bộ dụng cụ thí nghiệm phục vụ cho việc giảng dạy , nhng thực tế còn có nhiều giáo viên ngại làm thí nghiệm , ngại triển khai cho học sinh làm thí nghiệm theo nhóm…Một trong những nguyên nhân dẫn

đến tình trạng trên là do thiết bị thí nghiệm chất lợng kém

Có những thiết bị mới chỉ sử dụng một vài lần đã hỏng ví dụ

nh bộ mô đun lắp ráp mạch điện ở vật lí 7; máy phát điện xoay chiều ở vật lí 9 ; Bộ thí nghiệm về cân bằng lực - quán tính ( máy A tút ) ở lớp 8 …Một số trang thiết bị còn thiếu chính xác nh nhiệt kế, lực kế, đồng hồ vạn năng…dẫn đến kết quả thí nghiệm giữa lí thuyết với thực tế khác xa nhau, thiếu tính thuyết phục đối với học sinh Trang thiết bị phục vụ cho thí nghiệm còn thiếu thốn Còn có sự không đồng bộ giữa việc h-ớng dẫn thí nghiệm ở sách giáo khoa với đồ dùng thí nghiệm thực tế (ví dụ thí nghiệm bài lực điện từ lý 9) Cơ sở vật chất của các trờng cha đủ đáp ứng nhu cầu dạy học nh hiện nay (Hầu hết các trờng ở ngoại thành cha có phòng học bộ môn, do

đó tổ chức cho học sinh làm thí nghiệm theo nhóm gặp nhiều khó khăn)

III Giải quyết vấn đề

1 Những yêu cầu trong tổ chức, hớng dẫn học sinh thu thập, xử lý thông tin

a Đối với giáo viên :

Việc cung cấp thông tin đầy đủ, chính xác, logic sẽ làm tiền đề tốt để học sinh nhận thức nhanh chóng, chính xác kiến thức cần xây dựng Muốn vậy ngời thầy cần :

- Xác định loại kiến thức cần xây dựng (VD nh: Hiện tợng vật lý, khái niệm về đại lợng vật lý, định luật vật lý )

- Xác định mức độ kiến thức cần đạt tới (Ví dụ : Đối với khái niệm về đại lợng vật lý cần nêu đợc đặc điểm định tính,

đặc điểm định lợng của khái niệm, định nghĩa công thức, sự vận dụng của khái niệm )

- Xác định đợc nguồn thông tin sẽ sử dụng

- Dự kiến những vấn đề sẽ hớng dẫn, và đặc điểm của quá trình hớng dẫn: Đó có thể là những vấn đề mà học sinh cha có

đủ thông tin để có thể khái quát hình thành kết luận về nó, hoặc có nhiều thông tin làm mờ nhạt bản chất, quy luật về sự tồn tại, vận động của nó Đặc điểm của sự hớng dẫn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố sử dụng nguồn thông tin nào? Dạy học sinh hình thành loại kiến thức nào?

b Đối với học sinh:

Giáo viên cần tập cho học sinh biết :

-Thu thập thông tin theo định hớngcủa giáo viên Đối với học sinh lớp 6-7 thì thông tin qua kênh hình, kênh chữ và qua làm thí nghiệm là đặc biệt quan trọng, nên giáo viên cần hớng dẫn học sinh biết cách khai thác triệt để các thông tin này

- Khi phân tích, xử lý thông tin cần phải tính đến sự giúp đỡ của những ngời có kinh nghiệm và tập thể (tổ chức thảo luận nhóm nghiêm túc các vấn đề đặt ra )

2 Hớng dẫn học sinh thu thập và xử lý thông tin

a Đối với nguồn thông tin từ kinh nghiệm, vốn sống trong thực tế

Do học sinh ở đầu cấp học còn nhỏ tuổi, ít kinh nghiệm, vốn sống, vì vậy những thông tin có đợc từ vốn sông còn mang nhiều tính chất kinh nghiệm cảm tính Điều này đòi hỏi ngời giáo viên phải biết phân tích đúng sai (theo tiêu chuẩn khoa học của kiến thức) thì các kinh nghiệm của học sinh mới đợc phát huy trong việc tìm ra kiến thức mới

Khi có nhiều thông tin gây nhiễu, giáo viên cần có khả năng đa những câu hỏi hớng dẫn phù hợp, định hớng cho học sinh vào những thông tin chính

b Đối với nguồn thông tin từ kênh hình, kênh chữ :

Kênh hình là những hình minh hoạ dựa vào đó học sinh cóthể lựa chọn đợcdụng cụ thí nghiệm, cách lắp ráp, bố trí thí

nghiệm, bao giờ cũng gắn liền với nội dung kênh chữ Nó cụ thể hoá các thông tin, làm phong phú sinh động thêm nội dung kênh chữ Nó bổ xung, hỗ trợ cho nhau tạo nên một tổ hợp thông tin phong phú Do đó trong quá trình giảng dạy ngời thầy cần

đặc biệt quan tâm tổ chức hoạt động cho học sinh khai thác tốt hai nội dung này

Qua thống kê kênh hình chiếm một tỷ lệ đáng kể trong chơng trình sách giáo khoa Vật lý 6-7

Sách giáo khoa Số bài có hình minh hoạ số hình vẽ minh họa

Giáo viên cần nắm chắc các loại hình minh hoạ trong sách giáo khoa, mỗi loại hình là một cách chuyển tải thông tin bao gồm ;

- Minh hoạ bổ xungcho phần lời đặt vấn đề

- Minh hoạ giúp học sinh nhận biết các dụng cụ thí nghiệm, cách

bố trí lắp ráp thí nghiệm

- Minh hoạ giúp học sinh các bớc tiến hành thí nghiệm

Giáo viên cần xác định hình minh hoạ thuộc loại nào, để

đa ra hệ thống câu hỏi định hớng thu thập thông tin cho học sinh Luyện cho học sinh phơng pháp thu thập thông tinqua quan sát hình vẽ kết hợp với đọc lời khoá

Trong giảng dạy giáo viên cần chú ý lựa chọn thời điểm thích hợp để đa kênh hình Đa quá sớm sẽ phân tán chú ý của học sinh, nhng quá muộn cũng không gây đợc chú ý của học sinh, thậm chí làm học sinh gặp khó khăn khi theo dõi bài Điều này làm giảm hiệu quả việc sử dụng kênh hình trong thu thập thông tin của học sinh

c Đối với nguồn thông tin thu thập đợc qua việc tién hành làm thí nghiệm:

Đối với nguồn thông tin thu đợc thông qua các hoạt động làm thí nghiệm ở trên lớp ,giáo viên có thể nêu một số lu ý về

việc hớng dẫn học sinh thu thập xử lý thông tin trong quá trình hình thành kiến thức Đối với học sinh lớp 6-7 các phơng án thí nghiệm đã đợc trình bày trong sách giáo khoa Tuy nhiên ở mức cao hơn có thể yêu cầu học sinh thảo luận đa ra phơng án thí nghiệm khác Trong quá trình giảng dạy cần hớng dẫn học sinh quan sát diễn biến của hiện tợng, quá trình vật lý xảy ra trong thí nghiệm (do giáo viên làm hoặc học sinh tự làm) thu thập những thông tin đầy đủ tạo điều kiện cho việc rút ra kiến thức mới

Trong nhiều bài học, sách giáo khoa chỉ đa ra một phơng

án làm thí nghiệm cơ bản nhất và giáo viên cũng hớng dẫn học sinh làm theo phơng án sách giáo khoa đa ra, nhng giáo viên có thể đặt ra câu hỏi để học sinh đa ra các tình huống làm thí nghiệm theo phơng án khác cũng có thể đạt đợc mục đích của thí nghiệm

Ví dụ trong thí nghiệm: Kiểm tra sự khúc xạ của tia sáng truyền từ nớc sang không khí sách giáo khoa vật lí 9 đa ra

ph-ơng án thí nghiệm dùng “ phph-ơng pháp che khuất ”nhng học sinh

có thể đa ra phơng án khác nh : Để nguồn sáng trong nớc chiếu

ánh sáng từ đáy bình lên, hoặc để nguồn sáng ở ngoài chiếu

ánh sáng qua đáy bình qua nớc rồi ra không khí Giáo viên giúp học sinh cân nhắc xem có thể dùng phơng án nào dễ thực hiện nhất và sẽ thực hiện theo phơng án đó Hoặc trong thí nghiệm của bài “Hiện tợng cảm ứng điện từ” thí nghiệm 2 dùng nam châm điện để tạo ra dòng điện cảm ứng sáchgiáo khoa đa ra hai trờng hợp: Trong khi đóng hoặc trong khi ngắt mạch điện

có dòng điện cảm ứng ở cuộn dây kín Giáo viên đặt vấn đề thêm cho học sinh: Có thể mắc thêm dụng cụ gì ở thí nghiệm hình 31.3 để sau khi đóng K cũng có dòng điện cảm ứng ở cuộn dây? Học sinh có thể trả lời: mắc thêm biến trở vào mạch

và những lúc di chuyển con chạy của biến trở cũng có dòng

điện cảm ứng ở trong cuộn dây

 Đối với loại bài hình thành khái niệm về một hiện t-ợng vật lý:

Trong dạy học, có thể tạo lại một hiện tợng vật lý nhờ việc tiến hành thí nghệm Khi đó việc thu thập, xử lý thông

tin của học sinh thành công hay không sẽ phụ thuộc vào việc giáo viên (hay học sinh) có tiến hành thí nghiệm để cho hiện tợng xảy ra rõ ràng hay không ? Giáo viên có hớng dẫn học sinh chọn đợc những thông tin chính xác để giúp cho việc hình thành kiến thức mới hay không?

- Thu thập thông tin:

+ Qua việc mô tả rõ ràng chính xác diễn biến của hiện tợng trong thí nghiệm, giáo viên hớng dẫn học sinh tìm thông tin về sự thay đổi của vật thể ( hoặc hành vi của vật thể ) tham gia vào hiện tợng +Thay đổi điều kiện thí nghiệm, giáo viên hớng dẫn học sinh ghi lại thông tin về những sự biến đổi kèm theo của hiện tợng (Có gì giống cũ ? Có gì khác ?)

- Xử lý thông tin :

+ Hớng dẫn học sinh phân tích những sự giống, khác nhau giữa những biểu hiện của nguyên nhân và kết quả kèm theo, loại bỏ những thông tin ít lặp lại (hoặc không có nhiều dấu hiệu giống nhau), chỉ giữ lại những thông tin lặp lại nhiều lần về cùng một dấu hiệu của hiện tợng

+ Dùng ngôn ngữ để mô tả cho thông tin về dấu hiệu bản chất  Định nghĩa hiện tợng (có thể tạm chấp nhận việc học sinh dùng một phần ngôn ngữ đời thờng Điều này giáo viên cần uốn nắn dần và khắc phục ở các lớp trên)

 Đối với loại bài hình thành định luật vật lý :

Có nhiều con đờng để xác lập các định luật vật lý ở trờng THCS, chủ yếu đi theo con đờng thực nghiệm Khi đó giáo viên thờng phải hớng dẫn học sinh thu thập, xử lý thông tin ở các giai đoạn sau:

- Thu thập thông tin: Hớng dẫn học sinh quan sát những yếu

tố của sự vật, hiện tợng tham gia vào quá trình biến đổi diễn ra ở thí nghiệm để thu thập thông tin về số lợng các

đại lợng có mặt trong sự biến đổi và quá trình biến đổi của các đại lợng đó

- Xử lý thông tin : Khi hiện tợng đã diễn ra, tìm (trong tập

hợp các thông tin về các đại lợng biến đổi) thông tin nói nên sự tơng thích giữa các yếu tố gây nên sự biến đổi

và kết quả kèm theo hay mối quan hệ của các đại lợng biến

đổi trong quá trình nghiên cứu để nêu nên một câu hổi

về mối tơng thích đó

Hớng dẫn học sinh thử tìm câu trả lời (dự đoán) về mối quan hệ định lợng nào đó ( ở THCS thờng là quan hệ tỷ lệ) giữa các tính chất của các sự vật dựa trên mối quan hệ tơng thích vừa phát hiện

Giáo viên thảo luận với học sinh cần bố trí, tiến hành và thu thập tiếp thông tin nh thế nào để kiểm tra tính đúng đắncủa

dự đoán trên (bằng cách quan sát, đo đạc ) và hớng dẫn học sinh phân tích, xử lý thông tin theo sự định hớng đã nêu trên nhằm xác nhận hay phủ nhận tính đúng đắn của dự đoán

IV Ví dụ

Xác định những yêu cầu khi hớng dẫn học sinh thu thập, xử lý thông tin để xây dựng kiến thức về:

" Định luật phản xạ ánh sáng" - Vật lý lớp 7

1 Loại kiến thức cần xây dựng: Kiến thức về định luật vật

lý

2.Kiến thức cần đạt tới: Tính chất của tia phản xạ,tia tới,quy luật về mối quan hệ giữa góc phản xạ, góc tới

3 Nguồn thông tin sẽ sử dụng:

-Thông tin từ kinh nghiệm của học sinh: Soi gơng, dùng gơng hứng ánh sáng mặt trời để chiếu vào một vật

-Những thông tin từ thí nghiệm :

Thí nghiệm hình 4.1 trang 12 SGKvề hiện tợng phản xạ (sự phản xạ, tia tới , tia phản xạ)

Thí nghiệm hình 4.2 trang 12 SGK để đửâ định luật

- Thông tin cung cấp của giáo viên : Pháp tuyến, góc tới, góc phản xạ,môi trờng trong suốt khác

4.Vấn đề cần h ớng dẫn:

- Về tính chất của tia phản xạ và tia tới:

Với điều kiện thí nghiệm nh sách giáo khoa trình bày,cần hớng dẫn để học sinh tạo đợc "tia sáng " bằng cách che bớt mặt đèn pin bằng giấy đen chỉ để hở một khe nhỏ

Để cho tia tới và tia phản xạ nằm trên mặt tờ giấy để trên mặt bàn, cần phải bố trí thí nghiệm nh thế nào? (để đèn pin ở mép bàn sao cho tia sáng phát rađi là là trên mặt bàn)

- Về quan hệ giữa góc tới và góc phản xạ :

Khi đổi hớng tia tới (hớng tia phản xạ thay đổi theo) sẽ dẫn đến sự biến đổi kèm theo (góc phản sạ thay đổi khi góc tới thay đổi theo một quy luật) Nói về "hớng" ở đây chỉ

có nghĩa khi đã có thông báo về pháp tuyến (lấy làm mốc

để so sánh)

- Hớng dẫn bố trí thí nghiệm kiểm tra dự đoán: Tia

phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa pháp tuyến và tia tới (hứng tia phản xạ ở mặt phẳng khác hoặc có thể bố trí thí nghiệm để quay đợc mặt phẳng tới)

- Hớng dẫn phát biểu kết luận "Góc phản xạ và góc tới luôn luôn " (trang 13): Cần hiểu thế nào là "luôn luôn"

(trong thí nghiệm - H 4.2, Tr12 - từ "luôn luôn " đợc hiểu với nghĩa là với các góc tới khác nhau, còn khi đã phát biểu thành

định luật (Tr13) thì phải thêm là với "các môi trờng trong suốt" khác nữa)

- Hớng dãn vận dụng định luật: Thay đổi hớng truyền của

tia sáng (H4.4 tr17)

Đây là trờng hợp đã biết mặt phẳng tới Vậy, nếu chiếu tia sáng trong không gian thì làm thế nảo để vẽ đợc tia phản xạ ?

Việc hớng dãn có thể tập trung vào các giai đoạn sau:

+ Hớng dãn HS thu thập thông tin (nhờ việc quan sát sự tham gia và "hành vi " của tia chiếu vào gơng và tia từ gơng

đi ra ) liên quan tới các yếu tố các đại lợng tham gia vào quá