Tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh lớp 10 THPT theo tiến trình xây dựng tri thức khoa học trong dạy học chương các định luật bảo toàn

TÓNG THỊ ÁNHTRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÍ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH LỚP 10 THPT THEO TIẾN TRÌNH XÂY DựNG TRI THỨC KHOA HỌC TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH L

TÓNG THỊ ÁNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA VẬT LÍ

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH LỚP 10 THPT THEO TIẾN TRÌNH XÂY DựNG TRI THỨC KHOA HỌC TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG

“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HÀ NỘI, 2015

TỐNG THỊ ÁNH

TỔ C H Ứ C H O Ạ T Đ Ộ N G N H Ậ N T H Ứ C C Ủ A H Ọ C S IN H L Ớ P 10

T H P T T H E O T IÉ N T R ÌN H X Â Y D ự N G T R I T H Ứ C K H O A H Ọ C

T R O N G D Ạ Y H Ọ C C H Ư Ơ N G “ C Á C Đ ỊN H L U Ậ T B Ả O T O À N ”

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn khoa học

ThS Nguyễn Anh Dũng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA VẬT LÍ

HẢ NỘI, 2015

Tôi xin chân thành cảm ơn trường ĐHSP Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa Vật lý, tổ sư phạm vật lí và các thầy cô giáo ừong khoa đã giúp đõ tôi trong suốt quá trình học tập tại khoa.

Đồng thòi, tôi cũng gửi lòi cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn bên tôi, giúp

đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bài khoá luận tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2015 Sinh viên

Tống Thị Ánh

LỜ I CAM ĐOANTôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong khoá luận này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi xin cam đoan rằng mọi

sự giúp đỡ cho việc thực hiện khoá luận này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong khoá luận này đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, tháng 5 năm 2015

Sinh viên

Tống Thị Ánh

DANH MUC CÁC CH Ữ VIẾT TẮT

MUC LUC• •

Trang

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1

PHẦN II: NÔI DUNG 6

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tỗ chức hoạt độngo a / a • • • • s nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí 6

1.1 Phát triển năng lực học tập của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT 6

1.1.1 Bản chất hoạt động của việc học tập ở trường phổ thông 6

1.1.1.1 Hoạt động học 6

1.1.1.2 Hoạt động dạy học 8

1.1.2 Phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh 8 1.1.3 Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh 9 1.1.4 Phương pháp giải quyết vấn đề của các nhà Vật lý 11

1.1.5 Tiến trình khoa học xây dựng kiến thức vật lí theo chu trình sáng tạo khoa học Vật lí 14

1.2 Tình huống học tập vật lí và hệ thống câu hỏi định hướng mục đích hành động cho học sinh ữong tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức m ói 16

1.2.1 Tình huống học tập vật l í 16

1.2.2 Hệ thống câu hỏi định hướng cho học sinh trong tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức m ói 17

1.3 Thực tiễn dạy và học môn Vật lí ở các trường THPT 18

Kết luận chương 1 20

Chương 2: Tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh theo tiếno • • o • • trình xây dựng tri thức khoa học trong dạy học chương IV: “Các đinh luât bảo toàn • • 21

2.1 Đặc điểm chung của nhóm kiến thức “Các định luật bảo toàn” 21

SGK Vật lí 10

2.1.1 Cấu trúc chương trình của chương các định luật bảo toàn 21

2.1.2 Sơ đồ cấu trúc chương “Các định luật bảo toàn” 24

2.2 Soạn thảo tiến trình dạy học các bài thuộc chương “các định luật bảo toàn” 25

BÀI 23: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG (Tiết 2) 26

BÀI 24: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT 36

BÀI 27: C ơ NĂNG 45

Kết luận chương 2 54

Chương 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm 55

Kết luân 57

PHẦN I: MỞ ĐÀU

1 Lí do chon đề tài

Ngày nay, dưới ảnh hưởng của cuộc cách mạng khoa học đang phát triển như vũ bão và tri thức mới ngày càng nhiều nên đòi hỏi ngành GD-ĐT cũng phải đổi mới mạnh mẽ, toàn diện và đồng bộ nền giáo dục hiện nay Trong đó đổi mới về phương pháp dạy học có tầm quan trọng đặc biệt

Đổi mới phương pháp dạy học nhằm giúp học sinh phát huy tính tích cực,

tự giác, chủ động, sáng tạo, rèn luyện thói quen và năng lực tự học, tinh thần hợp tác, kỹ năng vận dụng kiến thức vào những tình huống khác nhau trong học tập và trong thực tiễn; tạo niềm tin, niềm vui, hứng thú trong học tập cho học sinh THPT

Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh chính là dạy học sinh cách tìm

ra chân lí Chú trọng hình thức năng lực tự học, sáng tạo, họp tác để đáp ứng những nhu cầu của cuộc sống hiện tại và tương lai

Nhưng trong dạy học yật lí hiện nay thì giáo viên chỉ sử dụng phương pháp thuyết trình là chủ yếu: Học sinh tiếp thu một cách thụ động, ít phát triển được tư duy sáng tạo, giáo viên chủ yếu thuyết trình giảng giải, giải thích Việc dạy học theo kiểu thuyết trình sẽ không phát huy được tính tích cực, sáng tạo của học sinh

Để khắc phục nguyên nhân này thì chúng ta cần đổi mới phương pháp dạy học đó là giáo viên phải tổ chức, hướng dẫn cho học sinh hoạt động học tập ưong quá trình dạy học nhằm lĩnh hội kiến thức và hình thành nhân cách Phương pháp dạy học phải phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học để học sinh có thể tham gia vào hoạt động sáng tạo, tìm tòi giải quyết vấn đề và tư duy khoa học Vì vậy, vấn đề đặt ra đó là phải nghiên cứu, vận dụng các quan điểm lí luận dạy học hiện đại để soạn thảo và xây dựng tiến trình dạy học một

cách khoa học đáp ứng yêu cầu phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.

Ở chương IV: “Các định luật bảo toàn” có nhiều hiện tượng vật lí gắn liền với thực tế cuộc sống, gàn gũi và quen thuộc đối vói các em học sinh, nhưng lại là những hiện tượng xảy ra nhanh và rất phức tạp, gây nhiều khó khăn và dễ dẫn đến những quan điểm sai lầm cho học sinh khi tiếp thu kiến thức Các định luật bảo toàn cũng cung cấp một phương pháp giải các bài toán

cơ học rất hữu hiệu và các định luật bảo toàn góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh THPT thông qua việc học các ứng dụng của vật lí kỹ thuật Tuy là chủ đề khó đối với học sinh nhưng được vận dụng nhiều trong đời sống và trong khoa học kỹ thuật

Vì vậy cần phải xây dựng những kiến thức mới, những tri thức khoa học mới để giúp học sinh có thể dễ dàng hiểu và tiếp thu kiến thức của chương

“Các định luật bảo toàn”

Với những lí do trên, vói mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở các trường THPT nên chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH LỚP 10 THPT THEO TIẾN TRÌNH XÂY D ựN G TRI THỨC KHOA HỌC TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”” làm đề tài nghiên cứu của mình

2 Mục đích nghiền cứu

Vận dụng lí luận dạy học hiện đại để tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh để xây dựng được các tiến trình dạy học giải quyết vấn đề trong chương “Các định luật bảo toàn” nhằm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh lớp 10 THPT.

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu về việc tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 THPT cho học sinh

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được các tiến trình dạy học phù họp với quan điểm dạy học hiện đại thì có thể phát huy được tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh về kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn”

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ chủ yếu sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về tính tích cực, sáng tạo của học sinh

- Nghiên cứu cơ sở lí luận dạy học hiện đại về việc thiết kế các tiến trình dạy học Vật lí theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh, đặc biệt là lí luận về xây dựng tiến trình dạy học Vật lí ở THPT

- Điều tra thực trạng dạy học các kiến thức về các định luật bảo toàn - Vật

lí 10 nhằm tìm hiểu phương pháp dạy của giáo viên, phương pháp học và các sai lầm phổ biến của học sinh khi học các kiến thức này Từ đó đề xuất nguyên nhân của các sai lầm và những biện pháp khắc phục chúng

- Xác định mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” đó là xây dựng các tiến trình dạy học trong chương “Các định luật bảo toàn” nhằm tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh lớp 10 THPT

- Nghiên cứu mục tiêu kiến thức, kỹ năng khi dạy học về các định luật bảo toàn - Vật lí 10 để từ đó xác định những kiến thức càn thiết khi dạy học các kiến thức đó

- Dự kiến thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học đã soạn thảo Đồng thời thực nghiệm sư phạm cũng nhằm sơ bộ đánh

giá hiệu quả của hoạt động dạy học đã dự kiến đối với việc phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh Trên cơ sở đó, tiếp thu, hoàn thiện, bổ sung tiến trình dạy học trong giờ học về các định luật bảo toàn đã xây dựng.

6 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận về cơ sở lí luận dạy học hiện đại để tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh

- Nghiên cứu cấu trúc, nội dung chương trình Vật lí THPT nói chung và chương “Các định luật bảo toàn” THPT nói riêng

- Điều tra thực trạng dạy học phần các định luật bảo toàn của giáo viên và học sinh lóp 10 bằng cách ừao đổi với giáo viên và học sinh, khảo sát qua các bài kiểm ữa 15 phút, 1 tiết rồi vận dụng lí luận để xây dựng các tiến trình dạy học cụ thể

- Dự kiến thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khoa học, khả thi, hiệu quả và hoàn thiện các tiến trình dạy học đó

8 Cấu trúc khóa luân

Ngoài phàn : Mở đàu, Kết luận, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, khóa luận gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh ưong dạy học yật lí

Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học các bài học trong chương “các định luật bảo toàn”

Chương 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm

PHẦN II: NÔI DUNG •CHƯƠNG 1

C ơ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1 Phát triển năng lực học tập của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT.

1.1.1 Bản chất hoạt động của việc học tập ở trường phổ thông

l l l l • Hoat đông hoc« o •

“ Hoạt động học là hoạt động đặc thù của con người được điều khiển bởi mục đích tự giác là lĩnh hội những tri thức, kĩ năng, kỹ xảo mới, những hình thức hành vi và những dạng hoạt động nhất định”

* Cấu trúc của hoạt động học

Theo lí thuyết hoạt động học có cấu trúc gồm nhiều thành phần, có quan hệ và tác động lẫn nhau như hình 1.1:

Hình 1.4: Cấu trúc tâm lí của hoạt động học

- Hoạt động của chủ thể tồn tại tương ứng với động cơ thúc đẩy hoạt động đó Hoạt động có đối tượng cấu thành từ các hành động Hành động gồm các thao tác Hành động có mục đích, điều kiện, phương tiện cụ thể

- Động cơ học tập kích thích sự tự giác, tích cực, thúc đẩy sự hình thành

và duy trì, phát triển hoạt động học, đưa đến kết quả cuối cùng là thỏa mãn được lòng khao khát mong ước của người học Muốn thỏa mãn động cơ ấy

phải thực hiện lần lượt những hành động để đạt được những mục đích cụ thể Mỗi hành động được thực hiện bằng nhiều thao tác, sắp xếp theo một trình tự xác định, ứ n g với mỗi thao tác trong những điều kiện cụ thể là những phương tiện, công cụ thích hợp.

- Động cơ học tập có thể được kích thích, hình thành từ những kích thích bên ngoài người học, nhưng quan trọng nhất, có khả năng thường xuyên được củng cố và phát triển, có hiệu quả bền vững là sự kích thích bên trong bằng mâu thuẫn nhận thức, mâu thuẫn giữa nhiệm vụ mới phải giải quyết và khả năng hạn chế hiện có của học sinh, cần có một sự cố gắng vươn lên tìm kiếm một giải pháp mới, xây dựng một kiến thức mới “động cơ tự hoàn thiện bản thân mình” Việc thường xuyên tham gia vào việc giải quyết những mâu thuẫn này sẽ tạo ra thói quen, lòng yêu thích hoạt động, hoạt động tự giác và tích cực, hoạt động càng có kết quả thì động cơ càng được củng cố

- Mục đích của hoạt động học được thể hiện ở nhiệm yụ cụ thể của mỗi môn học, mỗi phần của môn học và cụ thể nhất là ở mỗi bài học Đó là mục tiêu cụ thể mà học sinh phải đạt được sau mỗi bài học, mỗi chương, mỗi phần, mỗi môn học mà ta có thể đánh giá được Để thực hiện mỗi mục đích cụ thể, phải thực hiện những hành động tương ứng Nhiệm yụ bài học thường được diễn đạt dưới dạng các “bài toán nhận thức” hay “vấn đề nhận thức” mà nếu giải được nó thì học sinh sẽ đạt được mục đích đề ra Trong các hành động, có hành động vật chất và hành động trí tuệ

- Trong khi thực hiện một hành động, ta phải sử dụng một số phương tiện, trong những điều kiện cụ thể Tương ứng với hành động vật chất và hành động trí tuệ có hai loại thao tác là thao tác chân tay và thao tác trí tuệ Trong thao tác chân tay thì sử dụng những công cụ, phương tiện vật chất như mắt, tay, dụng cụ thí nghiệm, máy đ o , đối vói loại thao tác này thì ta có thể quan sát được các quá trình thực hiện chúng nên có thể can thiệp trực tiếp vào quá

trình uốn nắn, rèn luyện làm cho học sinh có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện chúng một cách đúng đắn, có hiệu quả Những thao tác trí tuệ có vai trò lớn, quyết định trong nhận thức khoa học nên việc rèn luyện cho học sinh có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện các thao tác tư duy trong học tập vật lí luôn luôn là vấn đề thời

sự, còn nhiều khó khăn [10]

I.I.I.2 • Hoạt động dạy học• o • « / ■

“ Hoạt động dạy học là một quá trình hoạt động thống nhất giữa giáo viên và học sinh, ừong đó giáo viên giữa vai trò hướng dẫn, tổ chức, điều khiển hoạt động của học sinh, học sinh giữ vai ữò tự tổ chức, tự điều khiển hoạt động học của mình nhằm thực hiện các nhiệm vụ dạy học”

* Đặc điểm của hoạt động dạy học: [3]

- Hoạt động dạy học ở trường trung học góp phần quan ttọng vào việc thực hiện mục tiêu giáo dục học

- Hoạt động dạy học ở trường trung học được tiến hành với nội dung dạy học có tính hệ thống ngày càng cao và mức độ ngày càng sâu

- Hoạt động dạy học được tiến hành với sự tham gia tích cực của học sinh-chủ thể nhận thức có nhiều kinh nghiệm sống, có năng lực nhận thức phát triển hơn trước so với cùng tuổi

- Hoạt động dạy học ở trường trung học được diễn ra với sự tác động qua lại ngày càng cao giữa vai ữò tích cực, chủ động của học sinh và vai trò chủ đạo của giáo viên

1.1.2 Phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh

Hoạt động học là hoạt động đặc thù của con người nhằm tiếp thu những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được, đồng thời phát triển những phẩm chất năng lực của người học

Mục đích chính của việc tiếp thu những tri thức, kĩ năng, kỉnh nghiệm

là sử dụng chúng trong hoạt động thực tiễn Cách tốt nhất để hiểu được chính

là yận dụng Trong quá trình nhận thức yật lí, HS luôn phải thực hiện các thao tác chân tay (như: bố trí các dụng cụ thí nghiệm, sử dụng các dụng cụ đo, thực hiện các phép đo), các thao tác tư duy (phân tích, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa) và các hành động nhận thức (xác định đặc tính bản chất của sự yật hiện tượng, tìm nguyên nhân, xác định mối quan hệ) Để HS

có thể tự lực hoạt động nhận thức có kết quả và hoạt động với tốc độ ngày càng nhanh thì GV luôn phải có kế hoạch rèn luyện năng lực nhận thức cho HS

* Biểu hiên của tính tích cưc nhân thức• • •

- HS say mê với việc tìm ra kiến thức mới, hay tích cực, chủ động tham gia vào các hoạt động học tập

- HS có hứng thú, tò mò muốn tìm lời giải cho một kiến thức khoa học

- HS tự lực hoạt động để xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức

- Trước một vấn đề mới được giải quyết một phàn HS có nhu càu tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng kiến thức sang phạm vi mới, lĩnh vực mói

- HS độc lập ừong suy nghĩ, tự mình khắc phục khó khăn và nếu cần mới nhờ tới sự giúp đỡ của GV

- Hiểu bài và diễn đạt hay theo cách hiểu của mình

Chính những biểu hiện ừên đây là tiêu chí đánh giá tính tích cực nhận thức của HS trong học tập Từ đó, giúp các em vận dụng những kiến thức đã

có để giải quyết tốt nhiệm vụ học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra

1.1.3 Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

* Khái niệm năng lực

Theo tâm lí học, “Năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc đáo của

cá nhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt trong lĩnh vực hoạt động ấy”

Như vậy năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó,

chỉ phải bỏ ra ít sức lao động mà đạt hiệu quả cao Năng lực của HS sẽ là đích cuối cùng của dạy học, giáo dục Bởi vậy, những yêu cầu về phát triển năng lực của HS cần đặt đúng chỗ của nó trong mục đích dạy học.

Năng lực của mỗi người một phần dựa trên cơ sở tư chất Nhưng chủ yếu năng lực được hình thành, phát triển và thể hiện ữong hoạt động tích cực của con người dưới sự tác động, rèn luyện, dạy học và giáo dục Việc hình thành và phát triển phẩm chất nhân cách là phương tiện có hiệu quả nhất để phát triển năng lực

* Khái niệm sáng tạo

Sáng tạo là một hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay yật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá ư ị giúp giải quyết một khó khăn, bế tắc nhất định [10]

Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá tri mới về yật chất, tinh thần, tìm ra cái mói, giải pháp mới, công cụ mói, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới [10]

Đối với HS, năng lực sáng tạo trong học tập chính là năng lực biết giải quyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới ở một mức độ nào đó thể hiện được khuynh hướng, năng lực, kinh nghiệm của cá nhân HS HS sáng tạo cái mói đối với chúng nhưng thường không có giá trị cho xã hội Để có sáng tạo, chủ thể phải tìm cách giải quyết mâu thuẫn nhận thức hoặc hành động và kết quả

là đề ra được phương án giải quyết không giống bình thường mà có tính mói

mẻ đối với loài người

Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng không phải chỉ do bẩm sinh mà được hình thành và phát triển trong suốt hoạt động của chủ thể Bởi vậy, muốn hình thành năng lực học tập sáng tạo, phải chuẩn bị cho HS những điều kiện cần thiết để có thể thực hiện thành công vói một số kết quả mói mẻ nhất định của hoạt động đó

Vậy sản phẩm của sự sáng tạo không thể suy ra từ cái đã biết bằng cách suy luận logic hay bắt chước làm theo.

* Biểu hiện của sự sáng tạo

Trong học tập, sự sáng tạo của HS được biểu hiện qua các hành động

cụ thể như sau:

- Từ những kinh nghiệm thực tiễn, từ kiến thức đã có HS nêu được giả thuyết Trong chế tạo dụng cụ thí nghiệm thì HS đưa ra được các phương án thiết kế, chế tạo dụng cụ và cùng một thí nghiệm đưa ra nhiều cách chế tạo khác nhau Đề xuất được những sáng kiến kĩ thuật để thí nghiệm chính xác hơn, dụng cụ bền đẹp hơn

- HS đưa ra được dự đoán kết quả của giả thuyết Cụ thể là HS đưa ra

dự đoán kết quả của thí nghiệm, dự đoán được phương án nào chính xác nhất, phương án nào ít mắc sai số nhất, vì sao

- Đề xuất được những phương án dùng những dụng cụ thí nghiệm đã chế tạo để làm thí nghiệm kiểm tra các dự đoán trên và kiểm nghiệm lại kiến thức lí thuyết đã học

- Vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn một cách linh hoạt như giải thích một số hiện tượng yật lí và một số ứng dụng kĩ thuật có liên quan

Chính những biểu hiện trên đây là tiêu chí để đánh giá tính tích cực và năng lực sáng tạo của HS

1.1.4 Phương pháp giải quyết vấn đề của các nhà Vật lí

thế giói tự nhiên nhằm phát hiện ra những đặc tính và quy luật khách quan của các sự vật, hiện tượng trong tự nhiên, v ấ n đề then chốt đàu tiên phải đặt

ra cho người nghiên cứu là làm thế nào để tìm ra chân lí, làm thế nào để biết được những điều mà nhà nghiên cứu tìm ra là đúng chân lí khách quan? v ấ n

đề này được V.I.Lênin diễn tả một cách khái quát như sau: “Từ trực quan sinh

động đến tư duy trừu tượng, và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức thực tại khách quan”.

- Anhxtanh viết “bằng sơ đồ, tôi hình dung những vấn đề đó như sau”:

Hình 1.2 Con đường sáng tạo khoa học vật lí theo Anhxtanh

+ Chúng ta có những dự kiện E, những dữ kiện trực tiếp của kinh nghiệm cảm giác của chúng ta

+ A là những tiên đề mà từ đó ta rút ra những kết luận, v ề mặt tâm lí học, A dựa trên cơ sở của E Nhưng không có một con đường logic nào dẫn từ

E đến A Chỉ có mối liên hệ trực giác (tâm lí) luôn luôn được tái diễn lại

+ Từ các tiên đề A rút ra một cách logic những khẳng định bộ phận s với mức độ chặt chẽ cao

+ Những khẳng định được đối chiếu với E (kiểm tra bằng thực nghiệm) [9,trl3]

sau: “Trước tiên người ta dự đoán về định luật đó Tiếp theo thì tìm kết quả của dự đoán đó và tìm hiểu cho rõ những gì suy ra từ định luật đó nếu định luật đó đúng Sau đó, so sánh những kết quả tính toán với những điều quan sát được trong thiên nhiên, với kết quả của thực nghiệm hoặc là vói kinh nghiệm

của chúng ta và xem kết quả của việc so sánh đó như thế nào Nếu những phép tính cho kết quả không phù họp với các số liệu thực nghiệm thì định luật không đúng Chính mầm móng của khoa học là ở trong điều xác nhận đơn giản đó” và điều phỏng đoán này hay điều phỏng đoán khác sinh ra từ đâu là hoàn toàn không quan trọng, chỉ quan ttọng là nó phải phù hợp vói thực nghiệm và có thể được xác định”, “nghệ thuật phỏng đoán các định luật của tự nhiên Đó thực sự là một nghệ thuật” [5, ư 170-172]

của những nhà vật lí nổi tiếng như A.Anhxtanh, M.Plăng, M.Boocnơ,I.Kapitsa, đã trình bày những khía cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình như hình 1.3 :

Hình 1.3 Chu trình sáng tạo khoa học vật lí theo V.G.Razumôpxki

xuất phát đi đến xây dựng mô hình giả thuyết trừu tượng (mô hình trừu tượng của hiện tượng) Từ mô hình dẫn đến việc rút ra các hệ quả lí thuyết (bằng suy luận lí thuyết hay suy luận toán học), rồi từ hệ quả lí thuyết đến kiểm tra bằng thực nghiệm Nếu những dữ kiện thực nghiệm không phù hợp với những dự đoán lí thuyết thì phải xem lại lí thuyết, chỉnh lí lại hoặc thay đổi Nếu những

dữ kiện thực tiễn phù hợp với hệ quả dự đoán thì giả thuyết trở thành chân lí khoa học, một định luật, một thuyết vật lí và kết thúc một chu trình Mô hình

trừu tượng được xác nhận trở thành một nguồn tri thức mới, tiếp tục được dùng để suy ra những hệ quả mói hoặc giải thích những sự kiện thực nghiệm mới phát hiện Và mỗi mô hình, mỗi lí thuyết chỉ phản ánh một số mặt của thực tế cho nên khi mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình sẽ đến một lúc nào đó gặp những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với hệ quả suy từ

mô hình đó, nghĩa là không giải thích được những sự kiện thực nghiệm mới

- Đến lúc đó phải bổ sung, chỉnh lí mô hình cũ cho phù họp hoặc phải bỏ

đi mà xây dựng mô hình mói bắt đầu một chu trình mới của quá trình nhận thức Như vậy, chu trình nhận thức khoa học không khép kín mà được mở rộng dàn dàn, làm giàu có thêm cho kiến thức khoa học Bằng cách đó, con người càng tiếp cận hơn với chân lí khách quan

1.1.5 Tiến trình khoa học xây dựng kiến thức vật lí theo chu trình sáng tạo khoa học Vật lí.■ • •

Theo tác giả Nguyễn Mạnh Hùng sơ đồ nhận thức khoa học một kiến thức vật lí được diễn tả như hình 1.4 :

VẤN ĐỀ

Hình 1.4 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo chu trình sáng tạo

khoa học theo tác giả Nguyễn Mạnh Hùng

* Các giai đoạn sáng tạo cao trong tiến trình:

- Giai đoạn phát hiện vấn đề từ một tình huống được tạo ra Trong giai đoạn này học sinh phải thấy được tính chất mói của hiện tượng mà những kiến thức, kinh nghiệm đã có không thể giải quyết được

- Giai đoạn dự đoán giải pháp giải quyết vấn đề Trong giai đoạn này, học sinh phải đưa ra được phương án giải quyết vấn đề dưới dạng giả định, nghĩa

là phải tìm kiếm các kiến thức lí thuyết làm công cụ

- Giai đoạn hợp thức hóa kiến thức Trong giai đoạn này, học sinh phải tìm kiếm các phương án kiểm ứa kiến thức vừa xây dựng, nghĩa là xem xét sự phù hợp giữa lí thuyết và thực tiễn.

1.2 Tình huống học tập vật lí và hệ thống câu hỏi định hướng mục đích hành động cho học sinh trong tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức mói

1.2.1 Tình huống học tập vật lí

“Tình huống học tập là những tác động dưới mọi hình thức của giáo viên vào học sinh nhằm chỉ ra mục đích hành động, cung cấp những dữ liệu cần thiết cho học sinh, tạo các điều kiện, tạo hứng thú để họ có thể dựa vào đó tự lực hành động trong một lĩnh vực nào đó” Tình huống phải phù hợp với logic nhận thức của học sinh (phù họp với trình độ nhận thức, với các kinh nghiệm

và kiến thức hiện có, ) Một tình huống học tập trong dạy học vật lí có thể gọi là “tình huống học tập yật lí” hay “tình huống yật lí” Cụ thể:

- Tình huống học tập vật lí là một tập hợp các tác động vật thể, mô hình hoặc tính thần do giáo viên tổ chức nhằm mục đích làm cho học sinh tiếp nhận vấn đề vật lí, tạo được tâm lí hưng phấn và các điều kiện ở các mức độ khác nhau nhằm giúp học sinh hành động giải quyết vấn đề

- Vấn đề vật lí là một nhiệm vụ nhận thức (một kiến thức, kĩ năng vật lí) đặt

ra trước học sinh ưong học tập, nhưng họ không thể giải quyết chúng bằng những kiến thức cũ, kinh nghiệm đã có và kĩ năng đã biết mà muốn thực hiện được thì bắt buộc phải có thêm kiến thức mới, kĩ năng mới Nghĩa là phải có

sự sáng tạo trong quá trình giải quyết vấn đề

- Và về bản chất, tình huống vật lí là một bài toán nên phải có ít nhất một cái chưa biết, phải có những cái đã biết và những dữ kiện đã cho, phải có những điều kiện quy định mối liên hệ những cái đã biết và cái chưa biết Tức

là phải có đủ những điều kiện để chủ thể có thể hành động được [9]

=> Xây dựng tình huống có vấn đề trong tiết dạy giúp học sinh phát huy tối đa được tư duy trừu tượng để suy nghĩ vấn đề mà tình huống đặt ra Và hình thành trong đầu học sinh những câu hỏi mang tính chất giải quyết vấn

đề Phát huy tính logic của trong việc xây dựng kiến thức mới của học sinh

1.2.2 Hệ thống câu hỏi định hướng cho học sinh trong tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức mói

Trong các tình huống vật lí, để chỉ rõ mục đích hành động cần phải có các lệnh hoặc các câu hỏi để định hướng cho học sinh đi vào vấn đề mói một cách

dễ dàng hơn Việc đặt các câu hỏi phải họp lí, rõ ràng là rất quan ừong đối với học sinh vì nó chỉ rõ mục đích hành động cần phải làm, nó làm cho học sinh phải hành động chứ không phải thực hiện các thao tác Chính vì thế nó sẽ làm cho học sinh phải tự suy nghĩ và tư duy để trả lời câu hỏi và bắt buộc tất cả học sinh phải hành động, phải suy nghĩ

- Loại câu hỏi phát hiện vấn đề: “Tại sao không giải thích được điều này? Tại sao chưa làm được điều này? Có cách nào làm được việc này chưa?”

- Loại câu hỏi tạo tình huống có vấn đề: “Vì sao như thế? Có tác dụng gì? Giải thích thế nào? Sẽ thế nào nếu ? Phải thế nào đ ể ? Làm thế nào để tạo

ra được trong thực tế?”

- Loại câu hỏi cơ bản, nêu vấn đề cần giải quyết: “Có thể rút ra tính chất (mối quan hệ) đó từ điều đã biết hoặc từ điều giả định như thế nào? Làm thế nào để có thế quan sát, đo đạc cái gì cần cho sự xác lập tính chất hoặc mối quan hệ và từ đó rút ra kết luận như thế nào?”

+ Khảo sát lí thuyết: “Có thể suy ra điều này từ lí thuyết (điều đã biết hoặc từ điều giả định nào đó) như thế nào? Có thể giả sử điều đó như thế nào?”

+ Khảo sát thực nghiệm: “Có thể thiết lập thí nghiệm như thế nào? cầ n phải đo đại lượng nào? Và đo như thế nào? Có những cách đo nào có thể đo được nó?”.

“Nội dung của kiến thức đã xác lập được diễn đạt một cách chính xác, cô đọng như thế nào? Có thể định nghĩa khái niệm, đại lượng đó như thế nào?

Có thể phát biểu về mối liên hệ (định luật) đó như thế nào?

1.3 Thưc tiễn day và hoc môn Vât lí ở các trường THPT• t V « • o

Qua quá ữình học tập ở trường phổ thông và quá trình giảng dạy thực tập

ở một số trường THPT và qua điều tra nghiên cứu, trao đổi cho thấy học sinh

ở một số trường THPT có một số đặc điểm như sau:

- Rất ít học sinh có hứng thú học tập thực sự vì chưa hiểu ý nghĩa thiết thực của bộ môn

- Nhìn chung trong các giờ học trên lớp thì học sinh còn e ngại, chưa hăng hái, hứng thú trong giờ học vật lí Ngại bày tỏ quan điểm, chính kiến của mình trước vấn đề cần nghiên cứu

- Cách thức học vật lí vốn là học theo vở ghi là chính, lười suy nghĩ tìm tòi, không chú tâm vào bài học, chủ yếu học theo kiểu đối phó (khi kiểm tra hoặc khi có giờ Vật lí mới học)

* Năng lực nhận thức, mức độ tích cực, tự lực trong học tập

- Học sinh cho rằng yật lí là bộ môn khó và trừu tượng; lí thuyết đòi hỏi phải hiểu rõ bản chất của sự vật hiện tượng, không thể chỉ học thuộc lòng mà

có thể hiểu được bản chất sự việc; bài tập thì yêu cầu phải có khả năng phân tích, tổng hợp, lập luận, biến đổi toán học phức tạp

- Nhiều học sinh học thuộc lòng lí thuyết, công thức song khi vận dụng vào giải bài tập thì lại không làm được vì không hiểu bản chất bài tập đó

- Khả năng tự học, mức độ tích cực, tự lực trong việc học tập bộ môn còn nhiều hạn chế

- Khả năng tư duy logic, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa kiến thức còn khó khăn

- Qua việc dự giờ nhiều tiết dạy cũng như giảng dạy thì nhận thấy rằng đa

số học sinh quen thụ động nghe giảng, chăm chú ghi chép ừên bảng, ít động não suy nghĩ, khả năng diễn đạt trình bày còn yếu

- Tìm hiểu nguyên nhân ảnh hưởng đến quá trình nhận thức Vật lí thì 80% học sinh cho rằng môn vật lí trừu tượng, khó hiểu; 65% cho rằng do phương pháp giảng dạy của giáo viên và 70% cho rằng ít được làm thí nghiệm

KẾT LUÂN CHƯƠNG 1

Lí luận dạy học trình bày trong chương cho phép vận dụng để tổ chức tình huống học tập và định hướng hành động nhận thức tích cực của học sinh theo tiến trình xây dựng tri thức khoa học trong dạy học các bài thuộc chương

“Các định luật bảo toàn” SGK vật lí 10, cơ bản theo hướng :

- Tổ chức tiến trình dạy học trong một hệ tương tác biện chứng giữa giáo viên, học sinh và tư liệu, phát huy vai trò chủ thể của học sinh trong hoạt động học

- Thực hiện định hướng hành động của học sinh phù hợp với trình độ vốn có, khả năng phát triển của tiến trình nhận thức trong sự tương tác xã hội , lóp học Sự định hướng có thể được chuẩn bị theo hướng khái quát chương trình hóa nhằm đưa học sinh vào hành động tự chủ, tích cực tìm tòi xây dựng, chiếm lĩnh tri thức mới

- Tiến trình dạy học một kiến thức yật lí cụ thể cần được tổ chức theo các pha tương ứng với các pha của tiến trình xây dựng tri thức yật lí trong nghiên cứu khoa học phù hợp với trình độ của học sinh

Những quan điểm, định hướng trên được thực hiện trong việc thiết kế

sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức, diễn đạt mục tiêu dạy học cụ thể, tổ chức tình huống học tập, định hướng hành động nhận thức tích cực và đưa ra tiến trình của bài học

CHƯƠNG 2

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THEO TIẾN• • • •TRÌNH XÂY DỰNG TRI THỨC KHOA HỌC TRONG DẠY HỌC

CHƯƠNG IV “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”

2.1 Đặc điểm chung của nhóm kiến thức “Các định luật bảo toàn” SGK Vật lí 10.

2.1.1 Cấu trúc chương trình của chương các định luật bảo toàn.

- Có hai nhóm kiến thức trong chương “Các định luật bảo toàn”

+ Nhóm kiến thức về định luật bảo toàn động lượng:

• Nội dung được phát biểu: “Tổng động lượng của một hệ kín được bảo toàn” hay nói cách khác “Sự tương tác giữa các vật ở bên trong một hệ kín không làm thay đổi, như động lượng tổng cộng của chúng

• Phản ánh trong quá trình tương tác động lượng của từng vật có thể thay đổi nhưng động lượng tổng cộng của hệ là không đổi

• Trong phạm vi cơ học cổ điển định luật bảo toàn Động lượng tương đương với ba định luật Newton, ứng dụng của định luật này cũng là ứng dụng của định luật kia

ĐLBT Động lượng được nghiệm đúng trong hệ kín Tức là hệ các yật chỉ tương tác với nhau, không tương tác với môi trường ngoài Trong hệ kín chỉ

có nội lực từng đôi trực đối, không có ngoại lực Trong các hiện tượng va chạm, n ổ , hệ vật có thể coi là hệ kín trong thời gian ngắn mà hiện tượng đó xảy ra

+ Nhóm kiến thức về định luật bảo toàn năng lượng:

• Từ khái niệm “Công” do Pông-xơ-lê (Pháp) làn đàu tiên đưa ra (1826) là

A = F.s (s: Chuyển dời điểm đặt theo phương của lực)

Biểu thức ữên mới cho biết dấu hiệu bên ngoài của công, biết cách tính công, nhưng chưa rõ khái niệm về “Công”

• Cuối thế kỉ XIX mói xuất hiện khái niệm năng lượng và ĐLBT Năng lượng thì mới rõ bản chất của khái niệm công Công là một trong những hình thức làm biến đổi năng lượng của hệ (ngoài truyền nhiệt), số đo công bằng độ biến thiên năng lượng của hệ.

Truyền từ vật này sang yật khác

Chuyển từ dạng này sang dạng khác

• Khái niệm năng lượng có sau khái niệm công, và là một trong những khái niệm khó nhất của khoa học

• Mặt chủ yếu: Năng lượng là hàm đơn giá của trạng thái (ữạng thái được xác định bởi: Tọa độ, xung lượng, nhiệt độ, ánh sáng, thể tích, cường độ điện trường, cường độ từ trường, )

• Năng lượng là đại lượng yật lí, đặc trưng cho khả năng thực hiện công của một vật hay hệ vật

• Năng lượng gắn liền vói vật chất, nghĩa là vật nào, dạng yật chất nào cũng có năng lượng

• Nội dung: Trong hệ kín có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác nhưng năng lượng tổng cộng được bảo toàn

- Trong SGK Vật lí 10 nhiệm vụ của việc nghiên cứu chương này cung cấp cho học sinh biết được đối với hệ kín có nhiều đại lượng được bảo toàn, nghĩa

là chúng có những giá tri không đổi theo thòi gian mặc dù ữong hệ có những biến đổi khác nhau Học sinh nắm bắt được để giải thích các hiện tượng vật lí trong tự nhiên, vận dụng để giải bài tập, tích lũy tiềm năng trí thức cho mình

- Đổi mới phương pháp dạy học, ngoài việc đổi mới đồng bộ nhiều mặt, nhiều khâu từ chương trình SGK, sách hướng dẫn, cơ sở vật chất (phòng thí nghiệm, dụng cụ thí nghiệm, ) thì việc đổi mới cách soạn bài của giáo viên giữ vai trò rất quan ttọng [11]

- Chương “các định luật bảo toàn” thuộc chương IV trong chương trình vật

lí lớp 10 ban cơ bản Chương này gồm năm bài học sau: “Động lượng Định luật bảo toàn động lượng”, “Công và công suất”, “Động năng”, “Thế năng”,

+ Bài “Thế năng” đề cập đến thế năng và định lí thế năng

+ Bài “Cơ năng” nói tới đại lượng cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng (trường hợp riêng của định luật bảo toàn năng lượng)

2.1.2 Sơ đồ cấu trúc chưong “Các định luật bảo toàn”

2.2 Soan thảo tiến trình day hoc các bài thuôc chương “các đỉnh luât bảo• • V • • o • •

toàn”

Trong phàn này ở từng bài cụ thể, tôi sẽ thực hiện công việc sau:

Mỗi bài học bao gồm các mục sau:

1 Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức vật lí cần dạy

2 Xác định mục tiêu bài học

- Trong giờ học: Học sinh phải đạt được và lĩnh hội được những kiến thức nào? Và những hành động này chúng ta có thể đánh giá ngay được trong từng tiết dạy, từng bài học

- Sau giờ học: Học sinh có những kiến thức, kĩ năng, thái độ gì?

3 Chuẩn bị bài học

Với mỗi bài học thì giáo viên phải chuẩn bị:

- Thiết bị dạy học càn thiết

- Xây dựng các tình huống vật lí

- Phiếu hệ thống các tình huống vật lí và các câu hỏi theo các yêu cầu phát cho học sinh để học sinh tự tìm hiểu kiến thức mới ở nhà trước khi đến lớp

* Tiến trình dạy học một số bài thuộc chưong IV “Các định luật bảo toàn”

Trong tiến trình soạn thảo có sử dụng một số kí hiệu:

0 Biểu diễn hoạt động trình diễn của giáo viên để xác lập một yếu tố nội dung nào đó

dựng kiến thức

BÀI 23: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG (Tiết 2)

* Sơ đồ tiến trình xây dưng kiến thức bài đinh luât bảo toàn đông lươngV • o • • • o I s