tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật chất lưu và các ứng dụng kĩ thuật của chúng trong chương “cơ học chất lưu” lớp 10 ban nâng cao thpt nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

Một trong những đóng góp quan trọng của các kiến thức vật lí vào ứng dụng thực tiễn đó là làm cơ sở để chế tạo nên các máy móc, thiết bị phục vụ cho cuộc sống con người, trong đó phổ biế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

-

Hoàng Thị Phương Anh

TỔ CHỨC DẠY HỌC CÁC NGUYÊN LÍ, ĐỊNH LUẬT CHẤT LƯU VÀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA CHÚNG TRONG CHƯƠNG “CƠ HỌC CHẤT LƯU” LỚP 10 BAN

LỰC, SÁNG TẠO VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KIẾN

Hoàng Thị Phương Anh

TỔ CHỨC DẠY HỌC CÁC NGUYÊN LÍ, ĐỊNH LUẬT CHẤT LƯU VÀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA CHÚNG TRONG CHƯƠNG “CƠ HỌC CHẤT LƯU” LỚP 10 BAN NÂNG CAO THPT NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC, SÁNG TẠO VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KIẾN

L ời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số

liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong một công trình khoa học nào

Tác giả Hoàng Thị Phương Anh

L ời cảm ơn

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

• PGS-TS Phạm Xuân Quế- người đã trực tiếp khuyến khích, động viên

và tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài này

• Quý thầy cô trong khoa Vật lí, trường Đại học Sư Phạm Thành phố

Hồ Chí Minh, Phòng Khoa Học Công Nghệ và Sau Đại Học đã quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong thời gian học tập và thực

hiện đề tài

• Ban Giám Hiệu trường THPT Nguyễn Hữu Cầu, Huyện Hóc Môn, TP

Hồ Chí Minh và trường THPT Trương Định, thị xã Gò Công, tỉnh

Tiền Giang đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực

hiện đề tài

• Gia đình, bạn bè, các thầy cô, các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tôi hoàn thành luận văn này

TP Hồ Chí Minh tháng 10 năm 2011

Lời cam đoan

Lời cám ơn

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 5

1.1 Mục tiêu giáo dục trong thời đại ngày nay 5

1.1.1 Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay 5

1.1.2 Mục tiêu giáo dục của môn Vật lí THPT hiện nay 10

1.2 Dạy học các định luật vật lí 12

1.2.1 Chu trình sáng tạo khoa học Razumôpxky 12

1.2.2 Vận dụng chu trình sáng tạo Razumôpxky trong việc dạy học các nguyên lí, định luật vật lí 13

1.3 Dạy học các ứng dụng kĩ thuật của vật lí 16

1.3.1 Ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) của vật lí 16

1.3.2 Vai trò của việc nghiên cứu các ƯDKT trong dạy học vật lí 16

1.3.5 Các con đường nghiên cứu các ƯDKT của vật lí trong dạy học 21

1.4 Tính tích cực, tự lực và sáng tạo và việc cần thiết phải phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo trong học tập 26

1.4.1 Tính tích cực 26

1.4.2 Tính tự lực 31

1.4.3 Tính sáng tạo 37

1.5 Tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật vật lí và các ƯDKT của chúng nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học tập của học sinh 44

1.5.1 Các biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học tập của học sinh trong dạy học các nguyên lí, định luật vật lí 44

1.5.2 Các biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học tập của học sinh trong dạy học các ƯDKT của vật lí 46

1.5.3 Tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật vật lí và các ƯDKT của vật lí ở trường THPT hiện nay Ưu nhược điểm 48

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 51

Chương 2 SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC Ở CHƯƠNG “CƠ HỌC CHẤT LƯU” NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 53

2.1 Giới thiệu về chương “Cơ học chất lưu” 53

2.1.1 Cấu trúc nội dung của chương 53

của chúng nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh trong dạy

học chương “Cơ học chất lưu” 55

2.2.1 Ý đồ soạn thảo chung 55

2.2.2 Tiến trình dạy học theo từng bài cụ thể 56

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 105

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 107

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 107

3.2 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 107

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 107

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm 108

3.3 Kết quả thực nghiệm sư phạm 110

3.3.1 Diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm 110

3.3.2 Phân tích định tính kết quả thực nghiệm sư phạm (về việc phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh) 121

3.3.3 Phân tích định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm (về việc nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức) 122

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 130

KẾT LUẬN 132

TÀI LIỆU THAM KHẢO 134

PHT : phi ếu học tập

PT : ph ổ thông THPT : trung h ọc phổ thông TST : tính sáng t ạo

TTL : tính t ự lực TTC : tính tích c ực

DANH M ỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Cấu trúc Chương “Cơ học chất lưu” 53

Bảng 2.2 Bảng phân phối chương trình chương “Cơ học chất lưu” 54

Bảng 2.3 Giáo án bài “Áp suất thủy tĩnh Nguyên lí Pa-xcan” 75

Bảng 2.4 Giáo án bài “Sự chảy thành dòng của chất lỏng và chất khí Định luật Béc-nu-li” 87

Bảng 2.5 Giáo án bài “Ứng dụng định luật Béc-nu-li” 97

Bảng 3.1 Bảng phân phối tần số 123

Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất 124

Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất tích lũy 124

Bảng 3.4 Bảng thống kê kết quả của nhóm ĐC và TN 125

Bảng 3.5 Bảng tham số đặc trưng thống kê của nhóm ĐC và TN 127

Bảng 3.6 Bảng hệ số t của các nhóm ĐC và TN 129

Hình 1.1 Chu trình Razumôpxky………15

Hình 2.1 Mô hình đài phun nước 64

Hình 2.2 Minh h ọa về áp suất tại các điểm trên cùng mặt nằm ngang 79

Hìn h 2.3 Sơ đồ máy nén thủy lực 81

Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân bố điểm của nhóm ĐC và TN 123

Biểu đồ 3.2 Biểu đồ phân phối tần suất 124

Biểu đồ 3.3 Biểu đồ phân phối tần suất tích lũy của nhóm ĐC và TN 125

Biểu đồ 3.4 Biểu đồ xếp loại học tập 126

M Ở ĐẦU

1 Lý do ch ọn đề tài

Trong công cuộc đổi mới và hội nhập của đất nước hiện nay đòi hỏi dạy học không còn đơn thuần là cung cấp những kiến thức rời rạc khô cứng mà phải gắn liền

mật thiết với thực tiễn Vật lí học là môn học có rất nhiều các kiến thức được vận

dụng trong lao động sản xuất, trong kĩ thuật công nghiệp Một trong những đóng góp quan trọng của các kiến thức vật lí vào ứng dụng thực tiễn đó là làm cơ sở để

chế tạo nên các máy móc, thiết bị phục vụ cho cuộc sống con người, trong đó phổ

biến nhất là các loại máy được chế tạo dựa trên ứng dụng của các định luật chất lưu (máy bay, tàu ngầm, huyết áp kế…) Chúng tưởng chừng như rất khác nhau nhưng đều có đặc điểm chung: đều dựa trên các nguyên lí, định luật của chất lỏng nói riêng, hay chất lưu nói chung Điều này cho ta thấy Vật lí không chỉ là những kiến

thức mang nặng các công thức, khái niệm trừu tượng mà rất gần gũi với đời sống

Và nhiệm vụ của người giáo viên vật lí chính là hãy cho học sinh thấy được khía

cạnh gần gũi này của vật lí, để từ đó học sinh cảm thấy hứng thú hơn trong học tập

Việc dạy học gắn liền với các ứng dụng kĩ thuật của các định luật, nguyên lí vật lí trong phần Cảm ứng điện từ và một số phần khác trong chương trình vật lí phổ thông đã được nghiên cứu bởi các nghiên cứu sinh hay học viên cao học, tuy nhiên

dạy học gắn liền với các ứng dụng kĩ thuật trong phần Cơ học chất lưu vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu đúng mức, trong khi đó, trong mọi lĩnh vực cuộc sống như y tế, giao thông vận tải v v có rất nhiều các ứng dụng kĩ thuật quan trọng

xuất phát từ các định luật, nguyên lí vật lí của Cơ học chất lưu

Với lí do trên, tôi đã chọn nghiên cứu đề tài “Tổ chức dạy học các nguyên

lí, định luật chất lưu và các ứng dụng kĩ thuật của chúng trong chương “Cơ

h ọc chất lưu” Lớp 10 ban Nâng cao THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng t ạo và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh” với mong muốn góp

phần đặt thêm những viên gạch nhỏ bé xây nên cầu nối giữa dạy học vật lí và thực

tiễn

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu việc tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật chất lưu và các ứng dụng

kĩ thuật của chúng trong chương “Cơ học chất lưu” Lớp 10 ban Nâng cao THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

3 Khách th ể và đối tượng nghiên cứu

 Khách th ể nghiên cứu: quá trình dạy và học vật lí của giáo viên – học sinh

trường THPT

 Đối tượng nghiên cứu: việc tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật chất

lưu và các ứng dụng kĩ thuật của chúng trong chương “Cơ học chất lưu”

4 Gi ả thuyết khoa học

Nếu sử dụng phối hợp hợp lí các phương pháp và phương tiện dạy học để tổ

chức dạy học các nguyên lí, định luật chất lưu và các ứng dụng kĩ thuật của chúng trong chương “ Cơ học chất lưu” lớp 10 ban Nâng cao THPT sẽ phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học tập và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

5 Ph ạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu việc tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật chất lưu và các ứng dụng kĩ thuật của chúng trong chương “Cơ học chất lưu” ở trường THPT Nguyễn

Hữu Cầu huyện Hóc Môn –Tp Hồ Chí Minh và trường THPT Trương Định thị xã

Gò Công, Tiền Giang theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học tập và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

6 Nhi ệm vụ nghiên cứu

 Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học theo hướng phát huy tính

tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh

 Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn vận dụng các phương pháp và phương

tiện dạy học theo hướng tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật và các ứng

dụng kĩ thuật của vật lí theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo

của học sinh

 Tìm hiểu thực tế dạy và học chương “Cơ học chất lưu” ở các trường THPT

hiện nay

 Nghiên cứu các nguyên lí, định luật chất lưu và các ứng dụng kĩ thuật của

chúng trong chương “Cơ học chất lưu”

 Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học một số ứng dụng kĩ thuật của vật lí trong chương “Cơ học chất lưu” Lớp 10 ban Nâng cao THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

 Tiến hành thực nghiệm sư phạm các tiến trình dạy học đã soạn thảo để xác định mức độ phù hợp, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của chúng về mặt phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo, nâng cao chất lượng kiến thức của

học sinh Sau đó rút kinh nghiệm để hoàn thiện các tiến trình dạy học này

7 Phương pháp nghiên cứu

 Nghiên c ứu lí luận

Đọc và tìm hiểu lí luận từ sách, báo, tạp chí, văn bản, nghị quyết để làm sáng

tỏ quan điểm đề tài

Nghiên cứu chương trình, nội dung SGK, sách giáo viên và các tài liệu liên quan đến chương “Cơ học chất lưu”

 Điều tra khảo sát

Quan sát, điều tra ý kiến của giáo viên và học sinh ở trường THPT để đưa ra các nhận xét liên quan đến nội dung nghiên cứu

 Th ực nghiệm sư phạm

Tiến hành giảng dạy ở một số trường THPT theo tiến trình đã xây dựng để

kiểm tra tính khả thi, hiệu quả và hoàn thiện các tiến trình dạy học đó

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận của việc tổ chức dạy học các nguyên lí, định

luật vật lí và các ứng dụng kĩ thuật của vật lí nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh

Các tiến trình dạy học đã xây dựng sau khi hoàn thiện có thể sử dụng phổ biến trong trường và có thể mở rộng cho nhiều trường khác góp phần đổi mới phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy và học hiện nay

9 Cấu trúc luận văn

Luận văn có cấu trúc như sau:

Mở đầu

Nội dung

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học ứng

dụng kĩ thuật của vật lí nhằm phát huy tính tích cực tự lực và sáng tạo của học sinh

Chương 2: Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức ở chương

“Cơ học chất lưu” nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH

CỰC, TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 1.1 Mục tiêu giáo dục trong thời đại ngày nay

1.1.1 Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay

1 Mục tiêu GD nhân cách tổng quát của VN được chính thức hóa trong Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần II khóa VIII năm 1996 như sau [36]:

“Xây dựng những con người và thế hệ thiết tha với lí tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; có ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ tổ quốc; giữ gìn và phát huy các giá trị văn hóa dân tộc, tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại; có tư duy sáng tạo, tính độc lập và tích cực cá nhân; có năng lực thực hành giỏi, yêu nghề, làm chủ khoa học, kỹ thuật hiện đại; có ý thức tổ chức kỉ luật; tác phong công nghiệp; ý thức cộng đồng và tinh thần hợp tác; có ý thức bảo vệ mội trường; có nếp sống lành mạnh và có sức khoẻ tốt.”

2 Mục tiêu GD của nước ta còn được thể hiện rõ qua các văn kiện, văn bản, chiến lược khác mà nhà nước đã đề ra:

a) Trong “chi ến lược phát triển GD Việt Nam 2009-2020 “ ( Dự thảo lần thứ

mười bốn 30-12-2008) đã ghi [1]:

M ục tiêu chiến lược giai đoạn 2009-2020

Trong vòng 20 năm tới, phấn đấu xây dựng một nền giáo dục Việt Nam hiện đại, khoa học, dân tộc, làm nền tảng cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa, phát triển bền vững đất nước, thích ứng với nền kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa, hướng tới một xã hội học tập, có khả năng hội nhập

quốc tế; nền giáo dục này phải đào tạo được những con người Việt Nam có năng lực tư duy độc lập và sáng tạo, có khả năng thích ứng, hợp tác và năng lực

giải quyết vấn đề, có kiến thức và kỹ năng nghề nghiệp, có thể lực tốt, có bản

lĩnh, trung thực, ý thức làm chủ và tinh thần trách nhiệm công dân, gắn bó với

lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội

Các quan điểm chỉ đạo phát triển giáo dục

CLPTGD lần này đưa ra 6 quan điểm phát triển GD, các quan điểm nhấn mạnh đến đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, hài hoà nhu cầu phát triển của

mỗi cá nhân trong xã hội, tạo điều kiện cho mọi cá nhân học tập, làm cho việc tới trường trở thành nhu cầu, niềm vui, hạnh phúc của tuổi trẻ; xem cạnh tranh lành

mạnh trong GD là một trong những động lực của sự phát triển GD; nhấn mạnh tính

hiệu quả trong GD: đảm bảo chất lượng GD tốt nhất trong điều kiện nguồn lực còn

Có thể nói người học là tâm điểm của CLPTGD 2009 –2020

T r o n g văn bản”luật giáo dục”[23]

( Căn cứ vào Hiến pháp nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam năm 1992 đã được sửa đổi, bổ sung theo Nghị quyết số 51/2001/QH10 ngày 25 tháng 12 năm

2001 c ủa Quốc hội khóa X, kỳ họp thứ 10)

Trong chương I –những quy định chung, đã viết:

Điều 2 Mục tiêu giáo dục

Mục tiêu GD là đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, có đạo đức, tri thức, sức khoẻ, thẩm mỹ và nghề nghiệp, trung thành với lý tưởng độc lập dân

tộc và chủ nghĩa xã hội; hình thành và bồi dưỡng nhân cách, phẩm chất và năng lực

của công dân, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc

Điều 3 Tính chất, nguyên lý giáo dục

Nền GD Việt Nam là nền GD xã hội chủ nghĩa có tính nhân dân, dân tộc, khoa học, hiện đại, lấy chủ nghĩa Mác - Lênin và tư tưởng Hồ Chí Minh làm nền

tảng

Hoạt động GD phải được thực hiện theo nguyên lý học đi đôi với hành, GD

kết hợp với lao động sản xuất, lý luận gắn liền với thực tiễn, GD nhà trường kết hợp

với GD gia đình và GD xã hội

Điều 5 Yêu cầu về nội dung, phương pháp giáo dục

Nội dung GD phải bảo đảm tính cơ bản, toàn diện, thiết thực, hiện đại và có

hệ thống; coi trọng giáo dục tư tưởng và ý thức công dân; kế thừa và phát huy truyền thống tốt đẹp, bản sắc văn hóa dân tộc, tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại; phù hợp với sự phát triển về tâm sinh lý lứa tuổi của người học

PP GD phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say

mê học tập và ý chí vươn lên

Trong chương II – hệ thống giáo dục quốc dân đã viết:

Điều 27 Mục tiêu của giáo dục phổ thông

Mục tiêu của GDPT là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ,

thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây

dựng tư cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc

đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ Tổ quốc

GD THPT nhằm giúp học sinh củng cố và phát triển những kết quả của GD trung học cơ sở, hoàn thiện học vấn phổ thông và có những hiểu biết thông thường

về kỹ thuật và hướng nghiệp, có điều kiện phát huy năng lực cá nhân để lựa chọn hướng phát triển, tiếp tục học đại học, cao đẳng, trung cấp, học nghề hoặc đi vào

cuộc sống lao động

Điều 28 Yêu cầu về nội dung, phương pháp giáo dục phổ thông

Nội dung GD PT phải bảo đảm tính phổ thông, cơ bản, toàn diện, hướng nghiệp và có hệ thống; gắn với thực tiễn cuộc sống, phù hợp với tâm sinh lý lứa tuổi

của học sinh, đáp ứng mục tiêu GD ở mỗi cấp học

GD THPT phải củng cố, phát triển những nội dung đã học ở trung học cơ

sở, hoàn thành nội dung GD PT; ngoài nội dung chủ yếu nhằm bảo đảm chuẩn kiến

thức PT, cơ bản, toàn diện và hướng nghiệp cho mọi học sinh còn có nội dung nâng cao ở một số môn học để phát triển năng lực, đáp ứng nguyện vọng của học sinh

PP GD THPT phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự

học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực

tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS

3 Nh ững mục tiêu trên thống nhất với mục tiêu GD của thế giới Nó phản ánh yêu c ầu cấp thiết của GD trong việc đào tạo thế hệ trẻ thích nghi với sự phát tri ển như vũ bão của cuộc sống, đảm bảo cho họ có thể nhanh chóng hòa nhập vào đời sống chung của nhân loại và phát triển nó [15, tr 3-4]

Mục tiêu chung này đã được Hội đồng quốc tế về GD cho thế kỷ 21 do UNESCO thành lập 1993 xác lập nhằm hỗ trợ các nước trong việc tìm cách thức tốt

nhất để kiến tạo lại nền GD của mình vì sự phát triển bền vững của con người Tháng 4.1996, Hội đồng này đã cho ra ấn phẩm “Học tập: một kho báu tiềm ẩn” (Learning: the treasur within) trong đó đề ra phương châm học suốt đời dựa trên 4

cột trụ:

 Học để biết: Học kiến thức, học cách học (biết học tập theo phương pháp khoa học), học cách nắm vững những công cụ sử dụng kiến thức, học cách nhận xét đánh giá

 Học để làm: nắm được các kỹ năng, biết cách sử dụng kiến thức (phá vỡ

bức tường ngăn giữa kiến thức trí tuệ và kiến thức thực tiễn), có khả năng đối mặt

với nhiều tình huống trong cuộc sống

 Học để cùng sống với nhau: có cách nhìn đúng đắn về thế giới, cảm nhận sâu sắc tính phụ thuộc lẫn nhau trong cuộc sống hiện tại, hiểu được người khác thông qua hiểu chính mình (giúp học sinh khám phá ra mình là ai và chỉ khi đó mới

biết đặt mình vào địa vị người khác cùng sống trong sự tôn trọng lẫn nhau, biết khoan dung)

 Học để làm người: GD là một hành trình nội tại dẫn đến sự xây dựng nhân cách mỗi con người, thế kỷ 21 đòi hỏi mỗi con người năng lực tự chủ và xét đoán cao hơn, không thể coi nhẹ bất cứ tiềm năng nào của từng cá nhân (trí nhớ, lập

luận, thể lực, kỹ năng giao lưu…), khuyến khích sự phát triển đầy đủ nhất tiềm năng sáng tạo mỗi người với toàn bộ sự phong phú và phức tạp của nó

4 Theo Lê Th ị Thanh Thảo thì “Thích nghi và sáng tạo là hai phẩm chất

quan tr ọng của con người trong thời đại ngày nay và GD phải giúp cho con người

hình thành và phát huy các ph ẩm chất ấy.”[31]

Dạy học là dạy cả tri thức, kĩ năng và thái độ để khi ra đời có thể học tập suốt đời, có thể thích nghi và tham gia một cách chủ động, sáng tạo vào thế giới phong phú, luôn biến đổi và phụ thuộc lẫn nhau GD giúp mỗi người phát hiện và làm giàu tiềm năng sáng tạo của bản thân - năng lực nội sinh của mỗi người, đó là vốn liếng để mỗi người trở nên giàu có, đó là quá trình phát triển của mỗi con người

và cũng là quá trình con người tự khẳng định mình, tự thể hiện mình trong cộng đồng, trong xã hội

K ết luận: Như vậy, mục tiêu GD PT luôn được Đảng và Nhà nước coi là

quốc sách hàng đầu, và việc đổi mới PPDH mà trọng tâm là nhằm phát huy tính tích

cực, tự lực, sáng tạo của học sinh là một trong những nhiệm vụ quan trọng để đạt được mục tiêu đó

1.1.2 Mục tiêu giáo dục của môn Vật lí THPT hiện nay

(Theo quy ết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05/5/2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo d ục và Đào tạo về Chương trình giáo dục phổ thông)

1 V ề kiến thức

Đạt được một hệ thống kiến thức vật lí phổ thông, cơ bản và phù hợp với

những quan điểm hiện đại, bao gồm :

a) Các khái niệm về các sự vật, hiện tượng và quá trình vật lí thường gặp trong đời sống và sản xuất

b) Các đại lượng, các định luật và nguyên lí vật lí cơ bản

c) Những nội dung chính của một số thuyết vật lí quan trọng nhất

d) Những ứng dụng phổ biến của vật lí trong đời sống và trong sản xuất

e) Các PP chung của nhận thức khoa học và những PP đặc thù của vật lí, trước hết là PP thực nghiệm và PP mô hình

2 V ề kĩ năng

a) Biết quan sát các hiện tượng và quá trình vật lí trong tự nhiên, trong đời

sống hằng ngày hoặc trong các thí nghiệm; biết điều tra, sưu tầm, tra cứu tài liệu từ các nguồn khác nhau để thu thập thông tin cần thiết cho việc học tập môn vật lí

b) Sử dụng được các dụng cụ đo phổ biến của vật lí; biết lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm vật lí đơn giản

c) Biết phân tích, tổng hợp và xử lí các thông tin thu được để rút ra kết

luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay về bản chất của các hiện

tượng hoặc quá trình vật lí, cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra

d ) Vận dụng được kiến thức để mô tả và giải thích các hiện tượng và quá trình vật lí, giải các bài tập vật lí và giải quyết các vấn đề đơn giản trong đời sống

a) Có hứng thú học Vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học; trân trọng đối với

những đóng góp của Vật lí cho sự tiến bộ của xã hội và đối với công lao của các nhà khoa học

b) Có thái độ khách quan, trung thực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn Vật lí, cũng như trong việc áp

dụng các hiểu biết đã đạt được

c) Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lí vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập cũng như để bảo vệ và giữ gìn môi trường sống tự nhiên

Các mục tiêu này phải được thực hiện trong suốt thời gian học sinh học tập ở trường THPT, nó cũng phải được thực hiện trong từng giờ học, từng hoạt động dạy

học vật lí

1.2 Dạy học các định luật vật lí

1.2.1 Chu trình sáng tạo khoa học Razumôpxky [32, tr 23-26],[33, tr8-28]

Nhận thức vật lí là nhận thức chân lí khách quan V.I Lênin đã chỉ rõ quy luật chung nhất của hoạt động nhận thức là: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn, đó là con đường biện chứng của

nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực khách quan”

Trong quá trình phát triển của vật lí học, các nhà khoa học đã sáng tạo ra nhiều

PP nhận thức có hiệu quả trong việc đi tìm chân lí Đề cập đến quá trình sáng tạo khoa học có thể áp dụng cho quá trình nhận thức vật lí, các nhà vật lí nổi tiếng như A.Anhstanh, M.Plăng, M.Boocnơ, P.L.Kapitsa đều có những quan điểm tương đối giống nhau, những quan điểm giống nhau đó được V.G.Razumôpxky khái quát hoá và trình bày những khía cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình gồm các giai đoạn chính sau: Từ việc khái quát hoá những sự kiện xuất phát, đi đến xây dựng mô hình giả định của hiện tượng; từ mô hình dẫn đến việc rút

ra các hệ quả lí thuyết; rồi từ hệ quả lí thuyết đến kiểm tra bằng thực nghiệm Nếu

những sự kiện thực nghiệm phù hợp với hệ quả dự đoán thì giả thuyết đó được xác

nhận là đúng đắn và trở thành chân lí khoa học, nếu những sự kiện thực nghiệm không phù hợp với những dự đoán lí thuyết, thì phải chỉnh lí lại hoặc thay đổi

Trong diễn biến của chu trình, những hệ quả lí thuyết ngày một nhiều, mở

rộng phạm vi ứng dụng của các kết luận đã thu được, cho đến khi xuất hiện những

sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với thực nghiệm thì điều đó dẫn đến phải xem lại lí thuyết cũ, chỉnh lí lại hoặc phải thay đổi và như thế là lại bắt đầu một chu trình mới, xây dựng những kiến thức mới, thiết kế những máy móc mới để kiểm tra;

bằng cách đó làm kiến thức khoa học ngày một phong phú thêm

V.G.Razumôpxky cho rằng: “Có thể xây dựng quá trình dạy học vật lí bao

gồm bốn giai đoạn phù hợp với chu trình sáng tạo khoa học ở trên.” Chu trình ấy được biểu diễn bằng sơ đồ 1.1

Hình 1.1 Chu trình sáng t ạo khoa học theo Razumôpxky

Chu trình sáng tạo khoa học do V.G.Razumôpxky đề ra không phải là chu trình khép kín mà mở rộng dần

Bằng cách đó, con người ngày càng tiếp cận hơn với chân lí khách quan Ta

có thể mô tả quá trình nhận thức vật lí chi tiết hơn, gồm các giai đoạn điển hình sau:

Thực tiễn →Vấn đề → Giả thuyết → Hệ quả→ Định luật (Lí thuyết) → Thực

a) Nêu các s ự kiện mở đầu (đề xuất vấn đề)

Mô hình (giả thuyết

trừu tượng)

Các hệ quả suy ra từ

mô hình

Kiểm tra bằng thực nghiệm Các sự kiện

Sự kiện mở đầu được đặt ra với yêu cầu phải xuất phát từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết, từ đó làm nảy sinh nhu cầu về một cái còn chưa biết, về

một cách giải quyết không có sẵn, nhưng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng được

Ngay sau khi nêu các sự kiện mở đầu, GV cần làm bộc lộ những quan niệm

sẵn có của HS Mục đích của việc làm bộc lộ quan niệm sẵn có của HS là để GV

biết được mức độ hiểu biết của HS (đúng hay sai; nông hay sâu; chính xác hay chưa chính xác ) về hiện tượng định nghiên cứu

Có thể thực hiện tốt bước này bằng cách GV đặt ra những câu hỏi thuộc loại:

Vì sao? Thế nào? những câu hỏi này đòi hỏi phải được trả lời bằng những quan

niệm trước đó của HS về vấn đề đang nghiên cứu hoặc GV có thể đưa ra một số quan niệm, trong đó có cả những quan niệm sai lẫn quan niệm đúng để HS lựa

chọn

b) Xây d ựng mô hình – giả thuyết

Để giải quyết vấn đề đặt ra, phải suy đoán được điểm xuất phát để từ đó có

thể tìm được lời giải; chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái

cần tìm; hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể

khảo sát thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm

Trong trường hợp nội dung kiến thức vật lí là mối liên hệ phức tạp giữa các đại lượng mà HS khó nhận thấy, thì GV có thể định hướng, gợi ý cho HS về mối quan hệ giữa các đại lượng, còn mối quan hệ đó tuân theo quy luật nào thì nên để

HS tự đưa ra

c) Suy lu ận hệ quả lôgic

Ở giai đoạn này, tư duy lôgic theo kiểu lập luận, suy diễn và biến đổi toán

học dựa vào những kiến thức đã biết hoàn toàn chiếm ưu thế GV chỉ cần định hướng để HS tự rút ra các hệ quả lôgic về cái cần tìm bằng cách sử dụng những lập

luận, suy diễn từ những dự đoán đã nêu Trong nhiều trường hợp, HS cần phải phối

hợp tốt giữa PP suy luận và những biến đổi toán học cần thiết

Trước khi kiểm tra những hệ quả lôgic, GV nên định hướng cho HS trao đổi,

thảo luận và đề xuất các phương án thí nghiệm nghiệm kiểm tra hệ quả lôgic GV

cần dự phòng một số phương án thí nghiệm để phòng khi HS không nêu ra được phương án hoặc khi phương án của HS nêu ra chưa thật tối ưu

d) Ti ến hành thực nghiệm kiểm tra

Đây là giai đoạn xác định sự đúng đắn hay không của hệ quả lôgic, giai đoạn này đòi hỏi HS phải có kĩ năng, kĩ xảo trong thực hành thí nghiệm GV cần lựa chọn

và chuẩn bị những thí nghiệm kiểm tra phù hợp với các phương án đã nêu đồng thời

phải đảm bảo kết quả thí nghiệm là chính xác và thành công ngay

Tùy vào mức độ dễ hay khó của thí nghiệm và khả năng thực hành của HS

mà GV có thể yêu cầu HS tự tiến hành thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của thầy hoặc

• Mô hình được xây dựng đã hợp lí chưa?

• Việc tiến hành thực nghiệm kiểm tra đã tiến hành đúng theo phương án đề ra chưa?

• Nếu ba nội dung ấy chưa hợp lí thì cần điều chỉnh, bổ sung thậm chí thay đổi hoàn toàn

+ Kh ả năng thứ hai

Kết quả thực nghiệm hoàn toàn phù hợp với hệ quả lôgic, GV có thể cho HS nêu một cách chính xác, đầy đủ mô hình – giả thuyết chấp nhận được, từ đó GV hướng dẫn HS khái quát hóa, nêu thành khái niệm, định luật vật lí

Sau khi xác lập những nguyên lí, định luật GV định hướng cho HS vận

dụng để giải thích các hiện tượng thực tế và luyện tập, như thế không những HS

thấy được những ứng dụng của kiến thức vật lí trong đời sống mà từ đó còn có thể làm nảy sinh sự mở rộng giới hạn của mô hình – giả thuyết do sự xuất hiện của sự

kiện mới

1.3 Dạy học các ứng dụng kĩ thuật của vật lí [4, tr 90-97], [32, tr 82-93]

1.3.1 Ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) của vật lí

Các ứng dụng của các định luật, nguyên lí, hiệu ứng,…vật lí trong kĩ thuật và đời sống (gọi là các ứng dụng kĩ thuật) được hiểu là các đối tượng, thiết bị máy móc (hoặc hệ thống các đối tượng, thiết bị máy móc) được chế tạo và sử dụng với mục đích nào đó trong kĩ thuật và đời sống mà nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên các định luật, nguyên lí, hiệu ứng đó

Với quan niệm về ứng dụng kĩ thuật như vậy thì trong chương trình vật lí phổ thông có nhiều ứng dụng kĩ thuật được nghiên cứu Ví dụ như:

• Các máy phát điện, các động cơ điện, Rơ-le điện từ… mà nguyên tắc hoạt động của nó dựa trên hiện tượng điện từ

• Máy ảnh, kính hiển vi, kính thiên văn, kính lúp… ứng dụng qui luật đường

đi của các tia sáng qua lăng kính, gương, thấu kính

1.3.2 Vai trò của việc nghiên cứu các ƯDKT trong dạy học vật lí

Xét về phương diện dạy học, việc nghiên cứu các ƯDKT là giai đoạn củng cố các định luật (hay các nguyên lí, hiệu ứng…) vật lí thông qua việc vận dụng nó trong trường hợp cụ thể Bởi vì các ƯDKT được chế tạo dựa trên các nguyên lí, định luật vật lí, chỉ có dựa trên cơ sở hiểu sâu sắc chúng mới có thể hiểu được các

thiết bị đó hoạt động như thế nào, mới có thể chế tạo, thiết kế được các thiết bị ƯDKT đó

Như vậy, việc ứng dụng một kiến thức vật lí vào kĩ thuật để chế tạo một thiết

bị, máy móc không phải đơn thuần chỉ là vận dụng một định luật vật lí, mà thực sự

là một hoạt động sáng tạo Sự sáng tạo này nhiều khi đòi hỏi sự vận dụng tổng hợp nhiều kiến thức, nhiều kinh nghiệm Bởi vậy, đã xuất hiện những ngành kĩ thuật riêng chuyên nghiên cứu chế tạo thiết bị máy móc này, để đạt được hiệu quả cao Nghiên cứu các ƯDKT của vật lí không phải là nghiên cứu xây dựng một

kiến thức vật lí mới mà là nghiên cứu tìm ra một cơ chế, thiết bị hay máy móc có

thể tạo ra hiện tượng mà kiến thức vật lí đã dự đoán và vận dụng được nó để giải quyết một nhiệm vụ nào đó trong kĩ thuật Việc làm này nhiều khi rất khó khăn, ngay trong lịch sử khoa học cũng phải mất hàng chục năm

Nghiên cứu các ƯDKT của vật lí là thiết lập mối quan hệ giữa lí thuyết và

thực tiễn, giữa cái trừu tượng (các khái niệm, định luật vật lí) và cái cụ thể (các hiện tượng xảy ra trong máy móc, thiết bị) Nhờ đó mà làm cho việc nhận thức các kiến

thức vật lí trừu tượng trở thành sâu sắc hơn, mềm dẻo hơn

Việc nghiên cứu các ƯDKT của vật lí góp phần phát triển tư duy vật lí kĩ

thuật của học sinh, làm cho học sinh thấy được vai trò quan trọng của kiến thức vật

lí đối với đời sống và sản xuất; qua đó mà kích thích hứng thú, nhu cầu của học sinh khi học tập vật lí

1.3.3 Bản chất của việc nghiên cứu các ƯDKT trong dạy học vật lí

Trong việc nghiên cứu các ƯDKT, HS được tìm hiểu các lĩnh vực kĩ thuật chủ

yếu nhất và nắm được cơ sở vật lí của các đối tượng kĩ thuật khác nhau và các quy trình công nghệ sản xuất Những hiểu biết này nhằm chỉ ra mối quan hệ tương đối

gắn bó của sự phát triển vật lí và kĩ thuật trong sự phát triển của xã hội

Như vậy, việc nghiên cứu các ƯDKT của vật lí trong dạy học thực chất là việc

“sắp xếp” các kiến thức vật lí trong các mối quan hệ khác nhau, mối liên hệ có tính

chất vật lí kĩ thuật Thông qua việc nghiên cứu cấu tạo, hoạt động của các thiết bị

vật lí kĩ thuật, HS xác định được những mối liên hệ có tính qui luật vật lí tồn tại trong hoạt động của thiết bị, giải thích được hoạt động của nó trên cơ sở những định

luật, nguyên lí vật lí đã biết

1.3.4 Cá c loại mô hình thường được sử dụng trong dạy học các ƯDKT

Trong dạy học các ƯDKT của vật lí thường sử dụng hai loại mô hình:

mô hình vật chất chức năng và mô hình hình vẽ

b) Sơ đồ hóa bằng các kí hiệu chuyên biệt một thiết bị nào đó (ví dụ : vẽ

sơ đồ mạch điện, sơ đồ máy thu…)

c) Biểu diễn các giai đoạn khác nhau của quá trình diễn biến hiện tượng (ví

dụ: bốn giai đoạn của động cơ đốt trong), từ hình vẽ có thể suy ra dự đoán những

hiện tượng giống như khi ta thao tác trên mô hình

Ưu nhược điểm của sử dụng mô hình hình vẽ

a) Ưu điểm

Có thể đại diện cho vật gốc về một số mặt, nhờ thế mà có thể sử dụng mô hình để dự đoán và giải thích một số hiện tượng (chẳng hạn có thể sử dụng mô hình

hình vẽ để dự kiến thiết kế một thiết bị quang học đòi hỏi đáp ứng các nhu cầu đã cho trước)

a) Nhược điểm

Mỗi mô hình chỉ phản ánh được một số tính chất nhất định của vật gốc Bởi vậy

mỗi mô hình đều có giới hạn ứng dụng của nó vì thế suy ra hệ quả lí thuyết có khi không hoàn toàn phù hợp với thực tiễn

2 Mô hình v ật chất chức năng

Mô hình vật chất của ƯDKT có thể hoạt động được như đối tượng gốc (thực

hiệc chức năng), nó được tạo ra và sử dụng với mục đích là phương tiện của nhận

thức chứ không phải là để dùng trong cuộc sống

Đặc điểm của mô hình vật chất chức năng

a) Được chế tạo để thay thế vật gốc mà nguyên tắc hoạt động của nó dựa trên các nguyên lí, định luật, hiệu ứng, hiện tượng vật lí

b) Trình tự hoạt động của mô hình vật chất chức năng theo thời gian xảy ra

giống như trình tự của vật gốc (hơn nữa khi chế tạo nếu có thể phân chia thành từng giai đoạn nhỏ tạo điều kiện cho việc giảng dạy) Do đó, ta có thể tách ra được

những yếu tố riêng biệt của đối tượng nghiên cứu giúp học sinh nhìn thấy được các đối tượng kĩ thuật mà thực tế thường bị che kín, quan sát được các quá trình động

học xảy ra với nhịp điệu chậm hơn, tái hiện lại các quá trình nghiên cứu với số lần

cần thiết, hình dung được cụ thể các đối tượng không thể cảm giác được

c) Ở mô hình vật chất chức năng này các vấn đề tối ưu hóa về kĩ thuật, kinh tế chưa cần được đặt ra

Vai trò c ủa mô hình vật chất chức năng

a) Mang tính trực quan hơn mô hình hình vẽ HS có thể nhìn thấy được các bộ

phận của đối tượng kĩ thuật mà hình vẽ không diễn tả hết và cụ thể được

b) Nghiên cứu các đối tượng và hiện tượng kĩ thuật không thể có được trong điều kiện nhà trường

c) Khi mô hình vận hành có thể chia thành nhiều giai đoạn tạo điều kiện cho

học sinh thấy được hoạt động của các thiết bị và dễ phát hiện được những mối quan hệ có tính qui luật

d) Minh họa được quá trình hoạt động thực của thiết bị

Ưu nhược điểm của mô hình vật chất chức năng

Dùng mô hình vật chất chức năng giúp HS hiểu được một cách nhanh chóng,

cặn kẽ nguyên tắc hoạt động cấu tạo và cơ chế vận chuyển của các máy móc công

cụ, cũng như hiểu được một cách trực quan những hiện tượng và cơ chế hết sức trừu tượng, không thể trực tiếp quan sát được Qua đó giúp học sinh hiểu rõ hơn các hiện tượng, các định luật vật lí và các ứng dụng thực tế của chúng

Mô hình vật chất chức năng có thể đóng vai trò của thí nghiệm kiểm tra giả thiết (dự án thiết kế một ƯDKT) trong khi nghiên cứu ƯDKT của vật lí

b) Nhược điểm

Có tính đúng tạm thời

Tuy phản ánh “vật gốc” nhưng không thể thay thế hoàn toàn “vật gốc” mà nó

chỉ có giá trị như phương tiện công cụ

1.3.5 Các c on đường nghiên cứu các ƯDKT của vật lí trong dạy học

Việc nghiên cứu những ƯDKT của vật lí trong dạy học vật lí ở trường PT có

thể diễn ra theo hai con đường sau:

1 Con đường thứ nhất: quan sát cấu tạo của đối tượng kĩ thuật đã

có s ẵn, giải thích nguyên tắc hoạt động của nó

Nghiên cứu ƯDKT của vật lí theo con đường này thực chất là giải bài toán

“hộp trắng”: biết cấu tạo bên trong của hộp, biết tác động ở đầu vào và kết quả của đầu ra, giải thích vì sao đầu vào thế này, nhờ thiết bị lại cho đầu ra như vậy Sự giải thích phải dựa vào các định luật vật lí đã biết Để đưa ra được lời giải thích đúng đắn thì trước hết phải làm rõ được “điều cần giải thích”, nghĩa là phải phát hiện được chính xác những điều kiện tác động ở đầu vào, hiện tượng xuất hiện ở đầu ra,

rồi tìm những định luật, qui tắc vật lí chi phối quá trình biến đổi ở bên trong đối tượng kĩ thuật đó từ đầu vào đến đầu ra Được định hướng từ “điều cần giải thích” này, học sinh tìm cách giải thích bằng suy luận diễn dịch: xuất phát từ những định

luật, qui tắc vật lí áp dụng vào những điều kiện cụ thể của đối tượng kĩ thuật để đi

đến kết luận là hiện tượng thu được ở đầu ra

Ti ến trình nghiên cứu có thể gồm các giai đoạn sau:

a) Giai đoạn 1: Quan sát thiết bị gốc, cho vận hành để xác định được chính

xác tác động ở đầu vào và kết quả thu được ở đầu ra

Kết quả thu được ở đầu ra chính là mục đích sử dụng của thiết bị Nhiều khi

sự quan sát này gặp khó khăn vì hiện tượng tinh tế, khó quan sát được chính xác

bằng các giác quan của mình

Đối với trường hợp này, giáo viên có thể mô tả bổ sung bằng lời cho rõ Kết

thúc giai đoạn này, đưa ra được điều cần giải thích, thường được diễn đạt bằng một câu hỏi dưới dạng “tại sao?"

b) Giai đoạn 2: Quan sát thiết bị gốc để xác định cấu tạo bên trong của nó,

làm rõ những bộ phận có liên quan với nhau, tác dụng lẫn nhau trong khi thiết bị

vận hành

Trong nhiều trường hợp, việc làm này khó khăn vì thiết bị máy móc gốc có

một vỏ bọc ngoài che kín những bộ phận bên trong và có rất nhiều chi tiết bên ngoài

mà thoạt mới nhìn, ta không rõ chúng có liên quan gì tới quá trình vận hành của thiết bị

Để tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của học sinh trong giai đoạn này,

cần đưa ra một số thiết bị gốc đã được bổ dọc hay bổ ngang để có thể quan sát được

ở bên trong, rồi xây dựng một mô hình để thay thế cho đối tượng gốc Mô hình này

chỉ bao gồm những bộ phận chính của thiết bị gốc mà ta cho rằng có liên quan đến

diễn biến của quá trình xảy ra trong thiết bị

Thông thường ở đây, ta dùng mô hình hình vẽ hay mô hình vật chất- chức năng hoặc kết hợp cả hai Việc chọn những bộ phận, chi tiết nào của thiết bị để đưa vào mô hình nhiều khi gặp khó khăn Giáo viên có thể giúp học sinh bằng cách định hướng cho họ chú ý đến những bộ phận, chi tiết của thiết bị máy móc có biến đổi,

có tương tác với nhau hoặc có những dấu hiệu, những đặc tính có liên quan đến hiện tượng ở đầu vào và đầu ra

Việc cho mô hình vận hành sẽ tạo điều kiện cho học sinh phát hiện ra những

mối quan hệ giữa sự vận hành của các bộ phận trong thiết bị với các định luật vật lí chi phối chúng

Việc xây dựng một mô hình như thế không phải luôn luôn thành công mà

phải chỉnh lí, bổ sung nhiều lần

c) Giai đoạn 3: Giải thích nguyên tắc hoạt động của thiết bị máy móc

Ta phải lựa chọn một định luật, qui tắc vật lí đã biết làm cơ sở xuất phát, sau

đó dựa vào những điều kiện cụ thể, đặc điểm của thiết bị, thực hiện phép suy luận

diễn dịch, suy ra một kết luận Nếu kết luận đó phù hợp với hiện tượng quan sát được ở đầu ra của thiết bị máy móc là ta đã hoàn thành việc giải thích Cũng có khi quá trình vận hành của thiết bị có nhiều giai đoạn nối tiếp nhau, ta phải thực hiện nhiều phép suy luận nối tiếp cho đến khi ra kết quả cuối cùng

Nếu kết quả thu được từ suy luận không phù hợp với kết quả cuối cùng quan sát được thì ta phải lựa chọn lại định luật xuất phát hoặc kiểm tra lại xem quá trình suy luận có tuân thủ chặt chẽ các qui tắc của suy luận diễn dịch không, hoặc có thể

bỏ qua một giai đoạn nào đó của quá trình vận hành thiết bị không

Để cho thuận lợi, dễ hình dung, ở giai đoạn này, ta có thể sử dụng mô hình

đã đưa ra ở giai đoạn 2

Như vậy, việc lựa chọn định luật vật lí làm cơ sở xuất phát có vai trò quyết định Cần phải hướng dẫn học sinh biết dựa vào những dấu hiệu quan sát được ở đầu vào và đầu ra để liên tưởng đến những định luật, qui tắc vật lí có liên quan đến

hiện tượng đó, nhận biết xem hiện tượng xảy ra thuộc loại hiện tượng gì, có liên quan đến định luật nào

2 Con đường thứ hai: dựa trên những định luật vật lí, những đặc

tính v ật lí của sự vật hiện tượng, thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết một yêu

c ầu kĩ thuật nào đó

Con đường này thực chất là tìm tòi, phát minh lại một thiết bị máy móc dùng trong kĩ thuật, là một bài tập sáng tạo Ở đây, hiện tượng vật lí và những định

luật chi phối nó đã biết dưới dạng tổng quát Yêu cầu tìm tòi là đưa ra một thiết bị

có cấu tạo thích hợp để tạo ra hiện tượng vật lí đáp ứng được một số yêu cầu cụ thể

của sản xuất hay đời sống Việc nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật của vật lí theo con đường thứ hai này có thể tiến hành theo các giai đoạn sau:

a) Giai đoạn 1: Xác định rõ những định luật, qui tắc vật lí ta sẽ phải sử

dụng để chế tạo thiết bị kĩ thuật mới

Việc nhìn lại con đường đã dẫn đến nhận thức được định luật, qui tắc này (từ

thực tiễn đến kiến thức khái quát) sẽ là một gợi ý rất bổ ích để có thể tìm ngược lại con đường đi từ những định luật trừu tượng, khái quát đến hiện tượng cụ thể mà ta

cần tạo ra trong các thiết bị kĩ thuật

b) Giai đoạn 2: Đưa ra nhiệm vụ thiết kế một thiết bị có một chức năng xác

định nhằm sử dụng được hiện tượng vật lí vào sản xuất hay đời sống

c) Giai đoạn 3: Đưa ra một phương án thiết kế thiết bị

Đối chiếu hiện tượng do các định luật, qui tắc vật lí dự đoán được với hiện tượng yêu cầu thiết bị cần tạo ra để đưa ra các phương án thiết kế thiết bị Ở đây,

cần vận dụng những kiến thức và kinh nghiệm của mình để tìm phương án thiết kế phù hợp Những vấn đề thường gặp trong thiết kế, chế tạo thiết bị kĩ thuật là:

 Tăng cường độ của một đại lượng nào đó đến mức độ đủ lớn để có

thể sử dụng được trong sản xuất (thí dụ: tăng cường độ của dòng điện cảm ứng trong khung dây)

 Đảm bảo sự xuất hiện liên tục của một hiện tượng (thí dụ: duy trì

dòng điện trong pin)

 Điều khiển để hiện tượng xảy ra theo một hướng, ở một thời điểm có

lợi cho công việc mà ta mong muốn (thí dụ: thời điểm nổ của nhiên liệu, hướng chuyển động của pittông trong động cơ đốt trong, tập trung ánh sáng phản xạ vào

một điểm trong gương cầu lõm)

 Chuyển được hiệu quả của hiện tượng xảy ra trong thiết bị ra ngoài

để sử dụng (thí dụ: máy phát điện, hiện tượng quang điện)

 Phối hợp hiện tượng xảy ra trong thiết bị với một hiện tượng khác

ở bên ngoài (thí dụ: tốc kế ly tâm hay tốc kế cộng hưởng)

 Đo lường chính xác một đại lượng (thí dụ: đo cường độ dòng điện,

đo áp suất chất khí)

Để đưa ra một phương án giải quyết những vấn đề như thế, có khi phải

vận dụng tổng hợp nhiều kiến thức vật lí và những kiến thức thuộc các lĩnh vực khác nữa Nếu nhiệm vụ giải quyết khá phức tạp thì nên tìm cách chia thành những nhiệm vụ thành phần đơn giản hơn, cho phù hợp với trình độ HS

d) Giai đoạn 4: Dựa trên phương án thiết kế đã chọn, đưa ra một mô

hình vật chất- chức năng, kèm theo hình vẽ có các bộ phận chính của thiết bị đã

chọn, sắp xếp theo một cách thích hợp và cho mô hình vận hành để sơ bộ kiểm tra tính hợp lí của thiết kế này Ví dụ như: gây một tác động ở đầu vào thì ở đầu ra có thu được hiện tượng mong muốn không

e) Giai đoạn 5: Dựa trên mẫu thiết kế, lắp ráp một thiết bị thật (bằng

vật thật) Cho thiết bị vận hành để quan sát hiệu quả thu được, kiểm tra tính đúng đắn, khả thi của thiết kế

f ) Giai đoạn 6: Hoàn chỉnh thiết kế, bổ sung điều chỉnh trên thiết bị thật

để tăng thêm tính hiệu quả Trong dạy học, đến đây, giáo viên nên đưa ra một thiết

bị cùng loại đang được sử dụng trong kĩ thuật và nói cho học sinh rõ một số chi tiết khác với mẫu đã thiết kế nhưng đều có cùng một chức năng

1.4 Tính tích cực, tự lực và sáng tạo và việc cần thiết phải phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo trong học tập

1.4.1 Tính tích cực [12], [20], [38]

1.4.1.1 Khái niệm

TTC là khái niệm biểu thị sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác với đối tượng TTC cũng là khái niệm biểu thị cường độ vận động của chủ thể khi thực hiện

một nhiệm vụ, giải quyết một vấn đề nào đấy Sự nỗ lực ấy diễn ra trên nhiều mặt:

− Sinh lí : đòi hỏi chi phí nhiều năng lượng cơ bắp

− Tâm lí: tăng cường các hoạt động cảm giác, tri giác, tư duy, tưởng tượng

− Xã hội: đòi hỏi tăng cường mối liên hệ với môi trường bên ngoài

Vì vậy, tích cực là một thuộc tính nhân cách có quan hệ, chịu ảnh hưởng của

rất nhiều nhân tố như:

− Nhu cầu: nhằm thoả mãn những nhu cầu nào đó

− Động cơ: tích cực hướng tới những động cơ nhất định

− Hứng thú: do bị lôi cuốn bởi những sự say mê, vì muốn biến đổi cải tạo

một hiện tượng nào đấy

TTC cũng có quan hệ mật thiết với tính tự lực, với xúc cảm và ý chí

Tính tích cực nhận thức (TTCNT) là TTC xét trong điều kiện, phạm vi của quá trình dạy học, chủ yếu được áp dụng trong quá trình nhận thức của HS Có thể phân chia sự phát triển TTCNT làm ba mức độ:

− TTC tái hiện

− TTC vận dụng

− TTC sáng tạo

1.4.1.2 Sự cần thiết của việc phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập

Một trong những trọng tâm của việc đổi mới giáo dục là việc phát huy tính tích cực, tự lực sáng tạo của HS với sự tổ chức và hướng dẫn thích hợp của giáo viên nhằm nâng cao hiệu quả dạy học Bên cạnh đó, thực tiễn cũng đòi hỏi cần đào

tạo những con người luôn tích cực tìm kiếm tri thức cho bản thân trong học tập và trong mọi hoạt động xã hội khác Do đó, việc phát huy tính tích cực cho HS là một

việc làm cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo con người của xã hội và góp phần

thực hiện tốt mục tiêu đổi mới giáo dục

Việc phát huy tính tích cực cho học sinh còn là biện pháp kích thích, phát huy khả năng tự học- một trong những nguồn gốc của sáng tạo-vì trong quá trình tự

học, tư duy độc lập, tư duy sáng tạo được nảy nở và phát triển

Khi tính tích cực trong học tập được phát huy, nghĩa là HS tích cực tham gia các hoạt động học tập để tự khám phá và lĩnh hội tri thức, rèn luyện kĩ năng, xây

dựng thái độ và hành vi đúng đắn, thông qua đó tạo được không khí học tập sôi nổi

HS dần trở nên tự tin hơn khi phải trình bày các khái niệm, sự kiện, hiện tượng

…trong học tập Đồng thời, thông qua việc tham gia tích cực của HS trong học tập

sẽ giúp GV nhận ra những sai lệch, những hiểu biết còn chưa đúng của học sinh cũng như phát hiện ra những sáng tạo của HS để điều chỉnh và khuyến khích kịp

thời Nhờ đó, hiệu quả dạy học cũng được nâng cao

1.4.1.3 Các biểu hiện của tính tích cực trong học tập

GV muốn phát hiện được HS có tính tích cực học tập không, cần dựa vào

những dấu hiệu sau đây:

- Có chú ý học tập không?

- Có hăng hái tham gia vào mọi hình thức hoạt động học tập hay không

- (thể hiện ở việc hăng hái phát biểu ý kiến, ghi chép )?

- Có hoàn thành những nhiệm vụ được giao không?

- Có ghi nhớ tốt những điều đã được học không?

- Có hiểu bài học không?

- Có thể trình bày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng không?

- Có vận dụng được các kiến thức đã học vào thực tiễn không?

- Tốc độ học tập có nhanh không?

- Có hứng thú trong học tập hay chỉ vì một ngoại lực nào đó mà phải học?

- Có quyết tâm, có ý chí vượt khó khăn trong học tập không?

- Có sáng tạo trong học tập không?

1.4.1.4 Các biện pháp phát huy tính tích cực

Các biện pháp nâng cao TTC nhận thức của HS trong giờ lên lớp được phản

ánh trong các công trình xưa và nay có thể tóm tắt như sau:

- Nói lên ý nghĩa lí thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu

- Nội dung DH phải mới, nhưng không quá xa lạ với HS mà cái mới phải liên

hệ, phát triển cái cũ và có khả năng áp dụng trong tương lai Kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, suy nghĩ hàng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của HS

- Phải dùng các PP đa dạng: nêu vấn đề, thí nghiệm, thực hành, so sánh, tổ chức thảo luận, sêmina và phối hợp chúng với nhau

- Kiến thức phải được trình bày trong dạng động, phát triển và mâu thuẫn với nhau, tập trung vào những vấn đề then chốt, có lúc diễn ra một cách đột ngột, bất ngờ

- Sử dụng các phương tiện DH hiện đại

- Sử dụng các hình thức tổ chức DH khác nhau: cá nhân, nhóm, tập thể,

tham quan, làm việc trong vườn trường, phòng thí nghiệm

- Luyện tập, vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong các tình huống mới

- Thường xuyên kiểm tra đánh giá, khen thưởng và kỉ luật kịp thời, đúng mức

- Kích thích TTC qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và HS

- Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập qua các phương tiện thông tin đại chúng và các hoạt động xã hội

- Tạo không khí đạo đức lành mạnh trong lớp, trong trường, tôn vinh sự học nói chung và biểu dương những HS có thành tích học tập tốt

- Có sự động viên, khen thưởng từ phía gia đình và xã hội

Trong thời gian tới nên điều chỉnh công tác nghiên cứu và chỉ đạo vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS theo một số hướng cơ bản sau:

• Nghiên cứu PP nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức sáng tạo chứ không dừng lại mức độ tái hiện như hiện nay

• Phát huy sức mạnh bản chất của người học, mà theo K.Mark đó là: trí tuệ, tâm hồn

và ý chí Đặc biệt là sức mạnh tâm hồn (hứng thú, xúc cảm ) là điều lâu nay chưa được chú ý đúng mức

• Phối hợp chặt chẽ và khoa học hơn nữa giữa các thày giáo, các nhà quản lí, các nhà văn hóa và phụ huynh HS

1.4.1.5 Tiê u chí để đánh giá tính tích cực

Trong quá trình học tập mức độ tích cực của HS có thể không giống nhau,

GV có thể phát hiện được điều đó dựa vào một số chỉ tiêu sau đây:

a) S ự chủ động học tập của HS trong giờ học

- Mđ1: Thụ động hoàn toàn (ghi chép máy móc)

- Mđ2: Nhận biết không chủ định (GV nói gì ghi đó Không phân biệt đúng, sai)

- Mđ3: Nhận biết có chủ định (tiếp thu có chọn lọc, ghi theo ý riêng của mình)

- Mđ4: Tích cực suy nghĩ tìm tòi, tham gia giải quyết vấn đề (được lượng hoá bằng số % số HS phát biểu xây dựng bài)

b) S ự tập trung chú ý của HS trong tiến trình học bài (4 mức độ)

- Mđ1: Hoàn toàn không chú ý (làm việc riêng, nói chuyện, không tập trung)

- Mđ2: Chú ý giả tạo (ngồi nghiêm chỉnh, nhưng đầu ốc trống rỗng)

- Mđ3: Chăm chú theo dõi, quan sát

- Mđ4: Tập trung chú ý cao độ (tập trung nghe giảng, hăng say phát

biểu xây dựng bài)

d) K ết quả học tập (sau một giờ học, một quá trình dạy học) Có thể đo kết

quả học tập theo hai phương án:

 Điểm số: Đánh giá kết quả nhận thức

 Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức, kỹ năng (theo 4 mức độ)

o Mđ1: Sự ghi nhớ (nhớ lại, tái hiện, nhận biết)

o Mđ2: Hiểu bài (hiểu vấn đề, có thể trình bày lại các luận điểm của bài

học

bằng luận điểm riêng của mình)

o Mđ3: Có khả năng vận dụng (vận dụng kiến thức vào các tình huống