Thiết kế phương án dạy học một số kiến thức thuộc chương cân bằng của vật rắn SGK vật lí 10 hiện hành nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh trong học tập

[19] Trong hệ thống kiến thức vật lý ở trờng phổ thông thì một số kiến thức về cân bằng trong chơng "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý 10 là một phần không quá khó, qua khảo sát trong q

Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc trên con đờng tiến lên Chủ nghĩa xã hội, thời kỳ của tri thức và khoa học công nghệ muốn vậy cần có những con ngời chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên Để xây dựng những con ngời có đủ trình độ kiến thức, năng lực, trí tuệ và phẩm chất đạo đức tốt làm chủ

đất nớc những con ngời có trình độ chuyên môn cao năng động, sáng tạo, tự chủ

và có khả năng nghiên cứu độc lập, phối hợp làm việc để có thể hoà nhập với tốc

độ phát triển của nền khoa học và kỹ thuật trên thế giới thì sự nghiệp giáo dục cũng phải nhanh chóng đổi mới Chính vì lẽ đó mà Nghị quyết Trung ơng lần thứ

t Ban chấp hành Trung ơng Đảng cộng sản Việt Nam khoá VII khẳng định "Đổi mới phơng pháp dạy và học ở các cấp học, bậc học, áp dụng những phơng pháp giáo dục hiện đại để bồi dỡng cho học sinh năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề" Nghị quyết Trung ơng II khoá VIII nhấn mạnh hơn nữa: "Đổi mới phơng pháp dạy học, khắc phục lối truyền thụ một chiều rèn luyện nếp t duy sáng tạo của ngời học" [19]

Trong hệ thống kiến thức vật lý ở trờng phổ thông thì một số kiến thức về cân bằng trong chơng "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý 10 là một phần không quá khó, qua khảo sát trong quá trình dạy học chúng tôi nhận thấy nhng việc tiếp thu kiến thức theo kiểu áp đặt, chấp nhận hiện nay cũng khiến các em mắc phải không ít những sai lầm, làm cho việc lĩnh hội kiến thức mới trở nên tẻ nhạt HS không vận dụng đợc những kiến thức này để giải quyết vấn đề trong thực tế có liên quan Để học sinh có thể tự chủ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc, vững chắc và có thể phát triển năng lực sáng tạo khi học phần kiến thức này, chúng tôi nhận thấy cần phải cấu trúc lại nội dung một số kiến thức trong chơng, soạn thảo tiến trình dạy học các kiến thức này sao cho học sinh tự nhận biết, suy nghĩ, tự lực tìm tòi giải quyết các vấn đề nhằm đảm bảo cho kiến thức đã tiếp thu là những kiến thức thực sự có chất lợng và đáp ứng đợc những đòi hỏi đa dạng của hoạt

động thực tiễn

Từ những lý do trên, với mong muốn góp phần nâng cao chất lợng dạy học

vật lý ở trờng THPT, chúng tôi đã chọn đề tài: "Thiết kế phơng án dạy học một

số kiến thức thuộc chơng "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lí 10 hiện hành nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh trong học tập" làm đề tài

nghiên cứu

2 Mục đích nghiên cứu

Vận dụng hệ thống quan điểm lý luận dạy học hiện đại về việc tổ chức, kiểm tra, định hớng hoạt động tích cực chiếm lĩnh tri thức vật lý của học sinh thiết

kế đợc tiến trình dạy học một số kiến thức về cân bằng thuộc chơng "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý 10 theo hớng phát huy tính tích cực của học sinh

3 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng những quan điểm dạy học hiện đại một cách phù hợp trong

đó thí nghiệm đợc thiết kế và sử dụng một cách hợp lí thì sẽ thiết kế đợc phơng án dạy học một số kiến thức cụ thể về cân bằng trong chơng "Cân bằng của vật rắn " theo hớng phát huy đợc tính tích cực của học sinh trong quá trình học tập bằng cách lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình tìm tòi giải quyết vấn đề trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức

4 Đối tợng nghiên cứu

Hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh trong dạy học một số các kiến thức thuộc chơng "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý10 hiện hành

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt đợc mục tiêu đề ra, chúng tôi phải thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu các quan điểm hiện đại về dạy và học, đặc biệt là về việc thiết

kế tiến trình dạy học, tổ chức tình huống dạy học và các định hớng của giáo viên trong hoạt động dạy học nhằm phát triển các hành động tích cực của học sinh Nghiên cứu vị trí của thí nghiệm trong dạy học theo quan điểm dạy học hiện đại

- Nghiên cứu các kiến thức cơ bản về phần tĩnh học ở lớp 10 nhằm xác

định đợc mức độ nội dung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng mà học sinh cần nắm vững

- Tìm hiểu thực tế dạy học phần tĩnh học ở lớp 10 nhằm tìm hiểu phơng pháp dạy học của GV, phơng pháp học của HS, các khó khăn của GV và của HS trong quá trình làm việc với SGK, tình hình sử dụng thí nghiệm trong dạy học một

số kiến thức về cân bằng của vật rắn

- Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức về cân bằng của vật rắn trong chơng "Cân bằng của vật rắn " trong đó có sử dụng những thí nghiệm, nhằm

đáp ứng yêu cầu phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập

- Tiến hành thực nghiệm s phạm tiến trình dạy học các kiến thức đã soạn thảo để đánh giá tính khả thi của nó và sơ bộ đánh giá hiệu quả của nó đối với việc nâng cao chất lợng kiến thức và đối với việc phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập Qua đó, sửa chữa, bổ sung tiến trình dạy học đã soạn thảo

6 Phơng pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ trên, chúng tôi đã sử dụng phối hợp các phơng pháp nghiên cứu sau:

a Nghiên cứu và vận dụng lý luận : Nghiên cứu sách, báo bàn về lý luận

dạy học hiện đại, đổi mới phơng pháp dạy học Nghiên cứu tài liệu vật lý, đặc biệt

là SGK, sách giáo viên vật lý 10, Sách Vật lý đại cơng, Tra cứu Vật lí mà trọng tâm là chơng "Cân bằng của vật rắn " làm cơ sở để xây dựng tiến trình dạy học các kiến thức nhằm định hớng cho việc thực hiện mục đích nghiên cứu

b Điều tra khảo sát thực tế: Dự giờ, điều tra khảo sát về tình hình dạy học

lớp 10 ở một số trờng THPT tại Hà Tây

c Thực nghiệm s phạm ở hai lớp : Lớp đối chứng và lớp thực nghiệm để so

sánh khẳng định hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo

d Phơng pháp thống kê toán học: Để xử lý đánh giá kết quả thực nghiệm s phạm

7 Đóng góp của luận văn

- Thể hiện đợc việc vận dụng lý luận về :

+/ thiết kế tiến trình dạy học theo hớng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của học sinh

+/ Thí nghiệm vật lý trong tiến trình giải quyết vấn đề

+/Phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập

Để thiết kế đợc tiến trình dạy học một số kiến thức trong chơng "Cân bằng của vật rắn" theo hớng phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh trong quá trình học tập

- Xây dựng đợc ba phơng án thí nghiệm mới đợc sử dụng trong quá trình dạy học một số kiến thức về điều kiện cân bằng của chất điểm, quy tắc hợp lực

đồng quy, quy tắc hợp lực song song trong chơng “Cân bằng của vật rắn ”

- Bổ sung và làm phong phú tài liệu tham khảo cho các giáo viên vật lý THPT, sinh viên các trờng ĐHSP và cao đẳng s phạm Góp phần đổi mới phơng pháp dạy học, nâng cao chất lợng dạy học môn vật lý THPT

8 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 124 trang Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, luận văn gồm 3 chơng

Chơng 1: Cơ sở lý luận của đề tài

Chơng 2: Thiết kế phơng án dạy học một số kiến thức về cân bằng của vật

rắn trong chơng “ Cân bằng của vật rắn ” - SGK vật lý 10 hiện hành

Chơng 3: Thực nghiệm s phạm

Chơng I Cơ sở lý luận của đề tài

1.1 Các luận điểm khoa học xuất phát trong nghiên cứu chiến

l-ợc dạy học phát triển hoạt động tích cực, sáng tạo tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh

Cũng nh những môn khoa học khác Phơng pháp dạy học vật lý là một ngành của khoa học giáo dục có đối tợng nghiên cứu là quá trình dạy học môn vật

lý nhằm đạt đợc mục đích của việc dạy là làm cho ngời học lĩnh hội đợc nội dung môn học bao gồm cả kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, những năng lực và phẩm chất có liên quan đến môn vật lí Cao hơn nữa, theo xu thế của thời đại, chúng ta đổi mới phơng pháp để trong quá trình dạy học những tri thức cụ thể rèn luyện cho học sinh tiềm lực, những kỹ năng kỹ xảo cần thiết để khi rời nhà trờng học sinh có thể tiếp tục tự học, có khả năng nghiên cứu tìm tòi tự hoàn thiện bản thân đáp ứng những đòi hỏi đa dạng của hoạt động thực tiễn không ngừng phát triển Muốn vậy, ngời giáo viên phải nắm vững các luận điểm khoa học hiện đại về phơng pháp luận khoa học Trong chiến lợc dạy học phát triển hoạt động tự chủ chiếm lĩnh tri thức, bồi dỡng t duy khoa học-kỹ thuật và năng lực giải quyết vấn đề [16] GS-TS Phạm Hữu Tòng đã chỉ ra 6 luận điểm cơ bản sau:

* Luận điểm 1: Về vai trò quan trọng của sự dạy là hiện thực đợc việc tổ

chức, kiểm tra, định hớng hữu hiệu hoạt động học

Sự học nói chung là sự thích ứng của ngời học với những tình huống thích

đáng, làm nảy sinh và phát triển ở ngời học những dạng tri thức hoạt động xác

định, phát triển ở ngời học những năng lực thể chất, tinh thần và nhân cách cá nhân Nói riêng, sự học có chất lợng một tri thức khoa học mới nào đó phải là sự thích ứng của ngời học với những tình huống vấn đề thích đáng Chính quá trình thích ứng này là hoạt động của ngời học xây dựng lên tri thức mới với tính cách là phơng tiện tối u giải quyết tình huống mới Đồng thời đó là quá trình góp phần làm phát triển các năng lực nhận thức thực tiễn và nhân cách của ngời học Bởi vậy, một vai trò quan trọng của giáo viên trong dạy học môn khoa học là tổ chức

đợc những tình huống vấn đề và thực hiện đợc sự kiểm tra, định hớng hoạt động hữu hiệu, cho phép gợi ra cho học sinh hoạt động học tập tự chủ, tích cực dẫn tới

sự chiếm lĩnh đợc tri thức khoa học theo cách tiếp cận hiện thực tơng tự nh các nhà khoa học

* Luận điểm 2: Về sự cần thiết tổ chức tình huống vấn đề trong dạy học

Tri thức khoa học đợc xây dựng khi nhà khoa học có động cơ giải quyết một vấn

đề, tìm tòi giải đáp cho một câu hỏi đặt ra mà việc tìm lời giải đáp cho câu hỏi đó chính là tìm tòi một cái mới, chứ không thể chỉ đơn thuần là việc tái hiện, lặp lại các kiến thức và cách thức hoạt động quen thuộc sẵn có

Bởi vậy, trong dạy học môn khoa học, giáo viên cần tổ chức đợc những tình huống vấn đề Đó chính là việc tổ chức những tình huống trong đó xuất hiện những vấn đề cần giải quyết mà học sinh tự mình có khả năng tham gia giải quyết

và do đó sẽ suy nghĩ đa ra giải pháp riêng của mình, tự tìm tòi cách giải quyết thích hợp Chính trong những điều kiện đó với sự giúp đỡ, định hớng của giáo viên học sinh sẽ xây dựng đợc cho mình những tri thức khoa học sâu sắc, vững chắc và vận dụng đợc đồng thời qua quá trình đó năng lực trí tuệ của học sinh đợc phát triển

* Luận điểm 3: Về sự cần thiết lập đợc sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình

nhận thức khoa học đối với tri thức cần dạy

Nhận thức thực tế khách quan (nhận thức một tình huống vật lý) là biểu đạt

nó bằng một mô hình họp thức (một mô hình có hiệu lực) Quá trình nhận thức khoa học thực tế khách quan xét cho cùng là một quá trình vận động vô tận của việc xây dựng mô hình, hợp thức hoá mô hình và hoàn thiện mô hình Tiến trình giải quyết vấn đề, xây dựng tri thức vật lý đó là tiến trình "Tự đề xuất vấn đề nghiên cứu đến xuy đoán giải pháp, khảo sát lý thuyết/ thực nghiệm, rồi xem xét

đánh giá khả năng chấp nhận của các kết quả tìm đợc, trên cơ sở vận dụng chúng

để giải thích tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm" Bởi vậy, trong dạy học, hoạt động nhận thức khoa học của học sinh cần

đợc định hớng phù hợp với tiến trình xây dựng tri thức nh thế Việc này đòi hỏi sự phân tích sâu sắc cấu trúc nội dung tri thức cần dạy và xác lập đợc sơ đồ: "Từ tình

huống xuất phát thế nào, nảy sinh vấn đề gì, tìm tòi giải quyết vấn đề và đi tới kết quả thế nào" một cách phù hợp với trình độ học sinh và xét trong suốt quá trình xây dựng, kiểm tra và vận dụng tri thức mới, trong đó xác định đợc điều kiện cần thiết và những câu hỏi định hớng hữu hiệu cho hành động tìm tòi giải quyết vấn

đề một cách phù hợp với phơng pháp nhận thức khoa học và ứng dụng thực tiễn

* Luận điểm 4: Về sự cần thiết sử dụng những quan niệm vốn có của học

sinh trong việc tổ chức tình huống và định hớng hành động giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình xây dựng kiến thức mới

Tri thức mới đợc xây dựng dựa trên các tri thức đã có và đồng thời còn phải

đối chọi lại với các quan niệm đã có nhng lại là trở lực đối với sự hình thành tri thức mới Tri thức mới với ý nghĩa đúng đắn của nó chỉ có thể thực sự đợc xác lập, hoà nhập vào vốn hiểu biết riêng của học sinh, khi mà nó đợc xây dựng trên cơ sở tri thức đã có của học sinh, đồng thời làm biến đổi và khắc phục đợc các quan niệm cũ, cách hiểu cũ sai lạc, trái ngợc với nó

Bởi vậy, trong dạy học, cần nghiên cứu các quan niệm hoặc cách hiểu sai lầm vốn có của học sinh có liên quan tới các tri thức cần xây dựng Chúng là chỗ dựa, đồng thời là trở lực tất yếu cần khắc phục đối với quá trình xây dựng tri thức mới của học sinh Cần sử dụng những quan niệm vốn có đó của học sinh vào việc xây dựng tình huống vấn đề và định hớng hoạt động giải quyết vấn đề một cách hữu hiệu sao cho tạo đợc điều kiện cho những quan niệm đó đợc học sinh vận dụng, đợc thử thách trong quá trình kiểm tra hợp thức hoá khiến cho học sinh tự nhận thấy chỗ sai lầm, thấy cần thay đổi quan niệm, khắc phục sai lầm để xây dựng đợc một tri thức mới phù hợp

* Luận điểm 5: Về sự cần thiết phát huy tác dụng của sự trao đổi và tranh

luận của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức

Sự xây dựng tri thức khoa học là một quá trình mang tính xã hội Nhận thức của mỗi cá nhân, thành viên xã hội, tiến triển trong sự tơng tác xã hội và xung đột xã hội - nhận thức Trong nghiên cứu khoa học, kết quả nghiên cứu của nhà khoa học có sự đóng góp cộng đồng các nhà khoa học Kết quả nghiên cứu của mỗi cá nhân nhà khoa học có sự hỗ trợ của ngời khác Kết quả đó đợc trình

bày, thông báo và trải qua tranh luận phản bác bảo vệ trong cộng đồng các nhà khoa học Nhờ đó, kết quả nghiên cứu đợc chỉnh lý, bổ sung, hoàn thiện và đợc

động đồng khoa học chấp nhận Khi đó mới có đợc những tri thức khoa học có

đầy đủ giá trị Sự học tập xây dựng tri thức của học sinh sẽ đợc tạo thuận lợi và có hiệu quả hơn nhờ sự trao đổi và tranh luận với những ngời ngang hàng Trong điều kiện đó sẽ phát huy đợc ảnh hởng của sự môi giới, hỗ trợ của những ngời trong cộng đồng đối với mỗi cá nhân qua vùng phát triển gần nhất của cá nhân

* Luận điểm 6: Về sự cần thiết tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến

trình nghiên cứu xây dựng bảo vệ tri thức khoa học

Để phát huy tổng hợp các nhân tố tác động: Vai trò của học sinh trong sự tự chủ hành động xây dựng kiến thức, vai trò của giáo viên trong sự tổ chức tình huống vấn đề và định hớng hành động tìm tòi xây dựng kiến thức của học sinh; Vai trò của tơng tác xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh và đồng thời cho học sinh tập quen với quá trình xây dựng và bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học thì cần tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học Đó mới thực sự

là dạy học khoa học, bản chất của dạy học khoa học là dạy học giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp cận của sự nhận thức khoa học

1.2 thiết kế tiến trình hoạt động dạy học theo hớng phát triển hoạt động nhận thức tích cực sáng tạo của học sinh

Để nâng cao chất lợng hiệu quả dạy học đảm bảo cho học sinh chiếm lĩnh

đợc kiến thức, kỹ năng, đồng thời bồi dỡng đợc t duy khoa học, t duy sáng tạo, phát triển ở học sinh hành động tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề trong quá trình chiếm lĩnh tri thức khoa học và do đó chuẩn bị tốt cho học sinh có thể thích ứng

đợc với thực tiễn cuộc sống không ngừng phát triển, thì đòi hỏi việc thiết kế hoạt

động dạy học kiến thức cụ thể phải đợc thực hiện một cách khoa học theo một quy trình hợp lý từ việc tổng hợp các luận điểm xuất phát của chiến lợc dạy học đã trình bày ở trên, ta có thể rút ra kết luận khái quát chỉ đạo việc thiết kế tiến trình dạy học các tri thức cụ thể gồm các bớc sau:

* Thiết lập sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với kiến thức cần dạy

* Tổ chức tình huống có vấn đề

* Xác định việc định hớng khái quát chơng trình hoá hành động tự chủ tích cực của học sinh và việc tổ chức hợp lý hoạt động của cá nhân và của tập thể học sinh

1.2.1 Thiết lập sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với kiến thức cần dạy

Từ sự hiểu biết sâu sắc về kiến thức cần dạy, giáo viên thiết lập sơ đồ biểu

đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học, đáp ứng đợc đòi hỏi phơng pháp luận của tiến trình khoa học xây dựng tri thức, đồng thời phải phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh Đó là cơ sở quan trọng, là tiền đề cần thiết để có thể tổ chức và định hớng khái quát hành động tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình dạy học Để thiết lập đợc sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với một tri thức cụ thể cần dạy thì giáo viên cần phải dựa vào cơ sở lý luận của các vấn đề sau:

a Tiến trình nhận thức khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể

Tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi xây dựng, vận dụng một tri thức vật lý cụ thể bằng sơ đồ sau:

"Đề xuất vấn đề - Suy đoán giải pháp và khảo sát lý thuyết hoặc thực nghiệm - kiểm tra vận dụng kết quả"

* Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu về cái còn cha biết, về một cách giải quyết không có sẵn, nhng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng đợc Diễn đạt nhu cầu đó thành câu hỏi

* Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép đi tìm lời giải: Chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành đợc 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

* Khảo sát lý thuyết hoặc thực nghiệm: Vận hành mô hình rút ra kết luận lôgíc về cái cần tìm hoặc thiết kế phơng án thực nghiệm, tiến hành thí nghiệm, thu thập các dữ liệu cần thiết, xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm

* Kiểm tra, vận dụng kết quả: Xem xét khả năng chấp nhận đợc của các kết quả tìm đợc, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích/ tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm Xem xét sự cách biệt giữa kết luận có đợc nhờ suy luận lý thuyết với kết luận có đợc từ các dữ liệu thực nghiệm

để quy nạp chấp nhận kết quả tìm đợc khi có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, hoặc để xét lại, bổ sung, sửa đổi với thực nghiệm hoặc đối với sự xây dựng và vận hành mô hình xuất phát khi cha có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm nhằm tiếp tục xây dựng cái cần tìm [15]

b Sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể

Việc phân tích tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức và thể hiện bằng sơ đồ phải giải đáp đợc câu hỏi: Kiến thức cần xây dựng đợc là điều gì? Đợc diễn

đạt nh thế nào? Nó là câu trả lời đợc rút ra từ việc giải bài toán cụ thể nào? Xuất phát từ câu hỏi nào? Chứng tỏ tính hợp thức khoa học của câu trả lời đó nh thế nào?

Sơ đồ tổng quát :

Tình huống có tiềm ẩn vấn đề

Phát biểu vấn đề -Bài toán

Giải quyết vấn đề :

Suy đoán, thực hiện giải pháp

Kiểm tra xác nhận kết quả:

Xem xét sự phù hợp của lý thuyết

và thực nghiệm

Trình bày, thông báo, thảo luận

bảo vệ kết quả

Vận dụng tri thức mới để giải

quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

Sơ đồ 1 : Sơ sồ khái quát biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa học

giải quyết vấn đề khi xây dựng một kiến thức cụ thể

Giải quyết bài toán

Bài toán

Kết luận / nhận định

Vấn đề(đòi hỏi tìm kiếm xây dựng kiến thức)

Điều kiện cần sử dụng để đi tìm câu trả lời cho vấn

đề đặt ra

Sơ đồ 2 : Sơ đồ khái quát biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa học giải quyết

vấn đề khi kiểm nghiệm hoặc ứng dụng một kiến thức cụ thể

Điều kiện cần sử dụng để đi tìm câu hỏi trả lời cho vấn đề đặt ra, một mặt nhờ suy luận, mặt khác nhờ

thí nghiệm và quan sát(Giải pháp)Bài toán- Giải pháp

Vấn đề - Bài Toán(Đòi hỏi kiểm nghiệm, ứng dụng

1.2.2 Tổ chức tình huống có vấn đề

Với tiến trình dạy học giải quyết vấn đề thì tình huống có vấn đề đóng vai trò

đặc biệt quan trọng trong mỗi tiết học, trong cả quá trình học Nó là hoàn cảnh trong

đó xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mà học sinh chấp nhận việc giải quyết mâu thuẫn

đó nh một nhiệm vụ học tập và sẵn sàng mang sức lực và trí tuệ ra để giải quyết

a Khái niệm "vấn đề"

Khái niệm vấn đề dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà ngời học không thể giải quyết đợc chỉ bằng kiến thức sẵn có, theo khuôn mẫu có sẵn, nghĩa là không dùng t duy tái hiện đơn thuần để giải quyết đợc thì ngời học thu nhận đợc kiến thức, kỹ năng mới Vấn đề chứa đựng câu hỏi, nhng đó là câu hỏi về một cái cha biết, câu hỏi mà câu trả lời là một cái mới phải tìm tòi sáng tạo mới xây dựng đợc, chứ không phải câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhờ lại những kiến thức đã có [15]

Tình huống vấn đề cơ bản : Là tình huống ở đó xuất hiện câu hỏi có tác

dụng định hớng t duy tìm tòi của chủ thể học, nhằm trúng mục tiêu nội dung của kiến thức cần tìm kiếm Việc xây dựng một kiến thức mới thực chất là quá trình triển khai giải quyết tình huống cơ bản đó, có thể là một quá trình chuyển liên tiếp

từ tình huống này sang tình huống khác, trong đó có " tình huống vấn đề cơ bản" việc giải quyết tình huống đó là đạt đợc câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra ở tình huống cơ bản [15]

c Các kiểu tình huống có vấn đề:

Khi học sinh đợc lôi cuốn vào hoạt động tích cực thực hiện nhiệm vụ (có tiềm ẩn vấn đề) mà học sinh đã đảm nhận, học sinh nhanh chóng nhận thấy sự bất

ổn của tri thức đã có của mình, vấn đề xuất hiện, học sinh ở vào một tình thế (tình huống) có thể thuộc một trong những loại sau:

- Tình thế lựa chọn: Chủ thể ở trạng thái suy tính cân nhắc, khi cần lựa

chọn một phơng án thích hợp nhất trong những điều kiện xác định để giải quyết vấn đề (tức là cần lựa chọn một mô hình vận hành đợc)

- Tình thế bất ngờ: Chủ thể ở trạng thái ngạc nhiên, khi gặp cái mới lạ, cha

hiểu vì sao, cần biết căn cứ vào lý lẽ (tức là cần phải có một mô hình mới)

- Tình thế bế tắc: Chủ thể ở trạng thái túng bí, cha biết làm thế nào để giải

quyết đợc khó khăn gặp phải, cần có cách giải quyết (tức là cần có mô hình mới)

- Tình thế không phù hợp: Chủ thể ở trạng thái băn khoăn, nghi hoặc, khi

gặp sự kiện mới, trái ngợc với lẽ thờng, với kết quả có thể rút ra đợc từ căn cứ lý lẽ

đã có, do đó cần xét lại để có căn cứ lý lẽ thích hợp hơn (tức là cần có mô hình thích hợp hơn)

- Tình thế phán xét: Chủ thể ở trạng thái nghi vấn khi gặp các cách giải

thích với các căn cứ lý lẽ khác nhau, cần xem xét kiểm tra các văn cứ lý lẽ đó (Tức là cần kiểm tra, hợp thức hoá mô hình đã đợc đề cập)

- Tình thế đối lập: Chủ thể ở trạng thái bất đồng quan điểm, khi gặp một

cách giải thích có vẻ lôgíc, nhng lại xuất phát từ một căn cứ lý lẽ sai trái với căn

cứ lý lẽ đã đợc chấp nhận, cần bác bỏ căn cứ lý lẽ sai lầm đó để bảo vệ căn cứ lý

lẽ đã chấp nhận (tức là phê phán, bác bỏ mô hình không hợp thức, bảo vệ mô hình hợp thức đã có) [15]

d Điều kiện cần của việc tạo tình huống vấn đề

Việc tổ chức đợc các tình huống vấn đề và định hớng hành động học giải quyết vấn đề đòi hỏi:

- Giáo viên có dụng ý tìm cách cho học sinh tự giải quyết một vấn đề, tơng ứng với việc xây dựng một tri thức khoa học cần dạy Do đó giáo viên cần nhận

định về câu hỏi đặt ra, các khó khăn trở lực học sinh phải vợt qua khi giải đáp câu hỏi đó

- Giáo viên phải xác định rõ kết quả giải quyết mong muốn đối với vấn đề

đợc đặt ra là: Học sinh chiếm lĩnh đợc tri thức khoa học cụ thể gì (diễn đạt cụ thể một cách cô đúc, chính xác nội dung đó)

- Giáo viên soạn thảo đợc một nhiệm vụ (có tiềm ẩn vấn đề) để giao cho học sinh, những điều kiện cần thiết khiến cho học sinh tự cảm thấy mình có khả năng tham gia giải quyết nhiệm vụ đặt ra và đợc lôi cuốn vào hoạt động tích cực giải quyết nhiệm vụ đó

Để soạn thảo đợc một nhiệm vụ nh vậy cần 2 yếu tố cơ bản

* Tiền đề hay t liệu (thiết bị, sự kiện, thông tin) cần cung cấp cho học sinh hoặc gợi ra cho học sinh

* Lệnh hoặc câu hỏi đề ra cho học sinh

- Trên cơ sở vấn đề cần giải quyết, kết quả mong đợi, những quan niệm, khó khăn trở lực của học sinh trong điều kiện cụ thể, giáo viên cần đoán trớc những đáp ứng có thể của học sinh và dự định tiến trình định hớng, giúp học sinh khi cần một cách hợp lý phù hợp với tiến trình khoa học giải quyết vấn đề [15]

e Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề

Giáo viên đóng vai trò quan trọng trong tổ chức tình huống học tập và định hớng hành động tìm tòi xây dựng tri thức của học sinh, cũng nh phát huy vai trò của tơng tác xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh, muốn cho học sinh làm quen với quá trình xây dựng, bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học thì có thể thực hiện tiến trình dạy học theo các pha, phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học (sơ đồ 3a) Tiến trình dạy học này gồm các pha nh sau (sơ đồ 3b):

Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hóa tri thức phát biểu vấn đề

(tơng ứng với (1) và (2) trong sơ đồ 3a)

Giáo viên giao cho học sinh một nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề dới sự hớng dẫn của giáo viên, học sinh quan tâm đến nhiệm vụ đặt ra, sẵn sàng nhận và tự nguyện thực hiện nhiệm vụ

Quan niệm và giải pháp ban đầu của học sinh đợc thử thách Học sinh ý thức đợc khó khăn (vấn đề xuất hiện)

Dới sự hớng dẫn của giáo viên vấn đề đợc chính thức diễn đạt

Pha thứ hai: học sinh hành động độc lập, tự chủ, trao đổi, tìm tòi giải

quyết vấn đề (tơng ứng với (3) và (4) trong sơ đồ 3a)

Học sinh độc lập xoay sở vợt qua khó khăn, có sự định hớng của giáo viên khi cần

Học sinh diễn đạt, trao đổi với ngời khác trong nhóm về cách giải quyết vấn

đề và kết quả thu đợc, qua đó có thể chỉnh lí, hoàn thiện tiếp

Dới sự hớng dẫn của giáo viên, hành động của học sinh đợc định hớng phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học và thông qua các tình huống thứ cấp khi cần

Pha thứ ba: Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức mới (tơng ứng với 5

Hình 2a

Sơ đồ 3 Các pha của tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo

vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học

Pha thứ nhất: chuyển

giao nhiệm vụ, bất ổn

(1) Tình huống có tiềm ẩn vấn đề

(2) Phát biểu vấn đề - bài toán

(3) Giải quyết vấn đề:

suy đoán, thực hiện giải pháp

(4) Kiểm tra, xác nhận kết quả : xem xét sự phù hợp của lí thuyết

Sơ đồ các pha của tiến trình

dạy học giải quyết vấn đề

1.2.3 Xác định việc định hớng khái quát chơng trình hoá hành động nhận thức tự chủ, tích cực của học sinh và việc tổ chức hợp lý hoạt động của cá nhân và tập thể học sinh

Nghiên cứu sự định hớng hành động nhận thức của học sinh trong dạy học

có thể phân biệt đợc các kiểu định hớng khác nhau, tơng ứng với các mục tiêu rèn luyện khác nhau, đòi hỏi ở học sinh có các hành động nhận thức với các trình độ khác nhau:

a Các kiểu định hớng hành động học tập trong dạy học

- Định hớng tái tạo thao tác cụ thể: Học sinh theo dõi, thực hiện bắt chớc,

lặp lại thao tác mẫu cụ thể cho ngời dạy chỉ ra

- Định hớng tái tạo Angorít: Ngời dạy (giáo viên) chỉ ra một cách khái quát

tổng thể trình tự hành động để ngời học tự chủ giải quyết đợc nhiệm vụ, chơng trình hành động rõ ràng, chặt chẽ theo 2 kiểu định hớng này, ngời dạy hớng học sinh vào việc huy động áp dụng kiến thức, cách thức hoạt động học sinh có thể thực hiện đợc nhiệm vụ mà họ đảm nhận Nghĩa là học sinh chỉ cần tái tạo những hành động đã đợc ngời dạy chỉ rõ hoặc những hành động trong tình huống đã quen thuộc

- Định hớng tìm tòi: Là kiểu định hớng trong đó ngời dạy không chỉ ra cho

học sinh một cách tờng minh, các kiến thức và cách thức hoạt động học sinh cần áp dụng, mà ngời dạy chỉ đa cho học sinh những gợi ý sao cho học sinh có thể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để giải quyết trong tình huống không phải là đã quen thuộc với họ

- Định hớng khái quát chơng trình hoá: Là kiểu định hớng phối hợp các đặc

điểm của các kiểu định hớng trên trong đó sự định hớng đợc chơng trình hoá theo các bớc:

+/ Sự định hớng ban đầu đòi hỏi học sinh tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề đã

đặt ra

+/ Nếu học sinh không đáp ứng đợc thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là

sự phát triển định hớng khái quát ban đầu (gợi ý thêm, cụ thể hoá/ chi tiết hoá

thêm 1 bớc) để thu hẹp hơn phạm vi, mức độ phải tìm tòi giải quyết cho vừa sức học sinh

+/ Nếu học sinh vẫn không đáp ứng đợc thì sự hớng dẫn của giáo viên chuyển dần sang định hớng tái tạo Khi cần thiết phải chuyển sang kiểu định hớng tái tạo thì trớc hết phải sử dụng sự hớng dẫn angorit (hớng dẫn trình tự các hành

động/ thao tác hợp lý) để theo đó học sinh tự giải quyết vấn đề đã đặt ra

+/ Nếu học sinh vẫn không đáp ứng đợc thì mới thực hiện sự hớng dẫn tái tạo đối với mỗi hành động/ thao tác cụ thể riêng biệt của trình tự hành động/ thao tác đó

b Ưu điểm của các kiểu định hớng

- Kiểu định hớng tái tạo: Đảm bảo đợc hiệu quả hình thành kiến thức, rèn luyện kỹ năng cho học sinh và tạo cơ sở cần thiết cho học sinh có thể thích ứng đ-

ợc với sự định hớng tìm tòi Nhng nh vậy không đáp ứng đợc yêu cầu rèn luyện t duy sáng tạo của học sinh

- Kiểu định hớng tìm tòi: Nhằm rèn luyện cho học sinh t duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề đáp ứng mục tiêu đào tạo nhân lực bồi dỡng nhân tài của sự nghiệp giáo dục Nhng việc thực hiện nó không phải đơn giản nó phụ thuộc vào trình độ hiểu biết và khả năng s phạm của giáo viên vào sự nghiên cứu để hiểu sâu sắc đối tợng học sinh và vào trình độ học sinh

- Kiểu định hớng khái quát chơng trình hoá: Là sự vận dụng phối hợp hai kiểu định hớng trên, tạo cơ hội cho học sinh phát huy hành động tìm tòi sáng tạo của mình, đồng thời vẫn đảm bảo cho học sinh đạt tới đợc tri thức cần dạy

c Hệ thống các câu hỏi đề xuất vấn đề, định hớng t duy trong các tình huống vấn đề theo tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức mới:

- Câu hỏi kích thích học sinh có nhu cầu kiến thức để giải quyết vấn đề:

Ph-ơng hớng cơ bản của việc tổ chức tình huống có vấn đề ở pha khởi đầu là giáo viên mô tả bằng một tình huống, hay đặt ra một nhiệm vụ dẫn học sinh tới chỗ phải trả lời câu hỏi thuộc loại: "Sẽ nh thế nào, nếu ?", "Phải làm thế nào, để "

"Vì sao nh thế?", làm thế nào để tạo ra trong thực tế?" Tình huống này đòi hỏi

học sinh phải nhận ra và vận hành một mô hình xác định nào đó Sự bất ổn hoá tri thức do học sinh cha có đủ kiến thức và kỹ năng phù hợp và do đó học sinh có nhu cầu xác lập một mô hình hoặc sửa đổi một mô hình đã có (nhng không phù hợp)

sẽ là động lực của tiến trình xây dựng, vận dụng tri thức mới

- Câu hỏi định hớng nội dung cần xác lập:

Việc tìm cách trả lời câu hỏi nh trên gắn liền với việc đặt ra câu hỏi "Có mối liên hệ nào (có cái gì) chi phối mà từ đó sẽ suy ra đợc câu trả lời cho câu hỏi đặt ra?" Câu hỏi này đòi hỏi học sinh phải vận hành một mô hình nào đó Vì vậy điều quan trọng trớc hết sẽ là phải xác định và thảo luận về mô hình đó

- Câu hỏi yêu cầu xác định giải pháp tìm tòi xác lập kiến thức cần xây dựng, vận dụng:

Nếu không thể sử dụng mô hình đã có mà cần xác lập một mô hình mới thì câu hỏi tiếp theo sẽ là: "Một cách lý thuyết có thể xác lập tính chất, mối liên hệ đó (mô hình giả thuyết) nh thế nào?" hoặc "Làm thế nào thì có thể sẽ thấy đợc cái gì cần thiết cho sự xác lập mô hình?"

- Câu hỏi yêu cầu diễn đạt chính xác cô đọng kiến thức xác lập đợc kiến thức xác lập cần đợc diễn đạt chính xác, cô đọng :Nghĩa là cần trả lời đợc câu hỏi:

"Nội dung của kiến thức đã đợc xác lập diễn đạt một cách chính xác cô đọng nh thế nào?"

- Câu hỏi yêu cầu vận dụng, kiểm tra kiến thức đã xác lập: Việc sử dụng

mô hình đã lựa chọn cho phép rút ra câu trả lời cho các câu hỏi: "Vì sao nh thế? (giải thích thế nào)", "sẽ nh thế nào nếu ", "phải thế nào để " Đó là loại câu hỏi vận dụng kiến thức đã xác lập Việc xem xét sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm trong việc trả lời các câu hỏi và sự kiểm tra hợp thức hoá tri thức mới

d Tổ chức hợp lý hoạt động của cá nhân và của tập thể học sinh

Trong lớp (trong mỗi tiết học) mỗi học sinh phải tự hoạt động để tự chiếm lĩnh kiến thức theo nhịp độ riêng của cá nhân mình Tuy nhiên, việc thảo luận theo nhóm và tranh luận ở lớp không những tạo điều kiện cho học sinh có thể giúp đỡ gợi ý, hỗ trợ lẫn nhau trong việc tìm tòi nghiên cứu bảo vệ ý kiến của mình hợp thức hoá những kết quả nghiên cứu phải đợc cộng đồng chấp nhận mà còn rèn

luyện cho học sinh năng lực tự khẳng định, năng lực giao tiếp ứng xử Trong tiết học giáo viên có thể tổ chức hoạt động nhóm theo 2 kiểu sau:

- Kiểu 1: Nhiệm vụ thống nhất cho cả lớp, thực hiện theo nhóm thống nhất sản phẩm

Các nhóm hoạt động độc lập thực hiện một mục tiêu cho giáo viên quy định, thảo luận trong nhóm để đi tới kết luận Cuối cùng đại diện của nhóm công bố kết quả của nhóm mình trớc cả lớp và tranh luận để đi tới kết quả chung

Khi học sinh làm việc trong nhóm giáo viên theo dõi giúp đỡ riêng cho từng nhóm nếu cần Khi tổ chức tranh luận chung cho cả lớp, giáo viên đóng vai trò là trọng tài, giúp học sinh khẳng định những ý đúng, sửa chữa những ý sai, bổ sung những ý cha đầy đủ để đạt đợc sự thống nhất trong cả lớp

- Kiểu 2: Nhiệm vụ chung cho cả lớp, phân công cho mỗi nhóm thực hiện một phần riêng, cuối cùng lắp ráp các kết quả của các nhóm thành một sản phẩm duy nhất, chung cho cả lớp Kiểu này áp dụng cho những bài học phức tạp gồm nhiều mục tiêu, bộ phận mà mỗi nhóm học sinh không đủ thời gian hay thiết bị để hoàn thành tất cả Sau khi nêu nhiệm vụ chung, giáo viên phân công mỗi nhóm một nhiệm vụ độc lập

1.2.4 Thiết kế phơng án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể

Thiết kế phơng án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể bao gồm các việc sau:

* Các kết luận cần xây dựng và câu hỏi đề xuất vấn đề tơng ứng

* Lập sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức cần dạy

* Xác định mục tiêu dạy học cụ thể và soạn đề kiểm tra kết quả học

* Xác định phơng tiện dạy học cần thiết

* Xác định nội dung tóm tắt trình bày bảng (hoặc để chiếu lên màn hình)

* Xác định tiến trình hoạt động dạy học cụ thể [16]

1.2.4.1 Lập sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng từng đơn vị kiến thức

Việc thiết kế phơng án dạy học một kiến thức cụ thể cần có cơ sở định hớng khái quát là sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa học xây dựng kiến thức đó

Do đó, để thiết kế phơng án dạy học một kiến thức cụ thể thì trớc hết phải phân tích cấu trúc nội dung và tiến trình khoa học xây dựng kiến thức mà kết quả là lập sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa học xây dựng từng đơn vị kiến thức cần dạy

Việc phân tích tiến trình khoa học xây dựng từng kiến thức và thể hiện bằng sơ đồ phải giải đáp đợc các câu hỏi: kiến thức cần xây dựng là điều gì đợc diễn đạt thế nào? Nó là câu trả lời rút ra đợc từ việc giải bài toán cụ thể nào? Xuất phất từ câu hỏi nào? Chứng tỏ tính hợp thức khoa học của câu trả lời đó nh thế nào

1.2.4.2 Diễn đạt mục tiêu dạy học kiến thức cụ thể

Mục tiêu dạy học là cái đích mà giáo viên mong muốn đạt đợc khi dạy học một kiến thức cụ thể

Diễn đạt mục tiêu dạy học cụ thể (với nghĩa là mục tiêu thao tác) là diễn đạt những hành vi của học sinh mà việc dạy yêu cầu học sinh phải thể hiện ra đợc khi dạy một kiến thức cụ thể Những hành vi này là minh chứng cho hành động học

mà học sinh cần có và kết quả học mà học sinh cần đạt đợc, khi học kiến thức cụ thể ấy Những hành vi này cho phép có căn cứ kiểm tra, đánh giá hiệu quả dạy học (đánh giá việc dạy có đạt đợc mục tiêu hay không, mức độ đạt đợc)

Để xác định mục tiêu dạy học cụ thể nh trên, đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu chơng trình, nội dung tài liệu giáo khoa để hiểu sâu sắc tri thức cần dạy, mô hình hoá

đợc tiến trình khoa học xây dựng kiến thức (phác hoạ ra đợc sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa học xây dựng kiến thức) Sơ đồ này là cơ sở định hớng khái quát cho giáo viên suy nghĩ thiết kế mục tiêu dạy học cụ thể và thiết kế tiến trình hoạt động dạy học cụ thể (thiết kế việc tổ chức, kiểm tra, định hớng hành động học của học sinh đối với tri thức cần dạy) [16]

1.2.4.3 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể

Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học một kiến thức cụ thể là việc viết kịch bản cho tiến trình dạy học kiến thức cụ thể đó, kịch bản này phải thể hiện rõ đợc ý

định của giáo viên trong việc tổ chức, kiểm tra, định hớng hành động học của học sinh trong quá trình dạy học, theo các yêu cầu cụ thể sau:

a Thể hiện rõ hoạt động dạy học diễn ra là hoạt động gì, nh thế nào?

+ Đó là hoạt động trình diễn (thế nào) của giáo viên trớc học sinh hay giáo

viên đòi hỏi học sinh phải tham gia tìm tòi, phát hiện, giải quyết vấn đề đặt ra

+ Trình tự của các hoạt động đó của giáo viên và học sinh làm nh thế nào

+ Giáo viên đòi hỏi học sinh ghi nhận, tái tạo chấp hành theo cái đã đợc chỉ rõ hay đòi hỏi học sinh phải tham gia tìm tòi, phát hiện, giải quyết vấn đề đặt ra

b Thể hiện rõ đợc ý định của giáo viên thực hiện các khâu sơ đồ lôgíc của quá trình dạy học

+ Đảm bảo điều kiện xuất phát cần thiết

+ Đề xuất vấn đề

+ Đề xuất phơng hớng giải quyết vấn đề: đề xuất bài toán (nhiệm vụ) cần giải quyết

+ Giải quyết bài toán (nhiệm vụ)

+ Củng cố kết quả học, định hớng nhiệm vụ học tiếp theo

c Tiến trình dạy học theo kịch bản phải phù hợp lôgíc của tiến trình xây dựng kiến thức đã đợc biểu đạt trong sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức cần dạy

+ Khi thực hiện các khâu đảm bảo điều kiện xuất phát cần thiết và đề xuất vấn đề phải sử dụng đợc câu hỏi định hớng t duy trúng nội dung kiến thức cần xây dựng đã thể hiện trong sơ đồ

+ Việc giải quyết vấn đề đặt ra phải phỏng theo hớng giải quyết vấn đề (đề xuất bài toán và giải quyết bài toán) đã thể hiện trong sơ đồ

d Tiến trình hoạt động dạy học thể hiện trong kịch bản phải có tác dụng phát huy cao nhất có thể đợc, hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh [16]

1.2.4.4 Mẫu trình bày phơng án dạy học các đơn vị kiến thức cụ thể [16]

Phơng án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể cần đợc trình bày theo các nội dung nh mẫu dới đây:

1 Sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức

1 1 Các câu hỏi cơ bản và kết luận tơng ứng từng đơn vị kiến thức cần dạy

1 2 Sơ đồ tiến trình xây dựng từng đơn vị kiến thức:

2 Mục tiêu dạy học và đề kiểm tra kết quả học:

2 1 Mục tiêu dạy học cụ thể:

5 2 Vấn đề 2: (Các đề mục tơng tự vấn đề 1)

1 3 Thí nghiệm vật lý trong tiến trình dạy học giải quyết vấn đề 1.3.1 Các loại thí nghiệm vật lý đợc sử dụng trong dạy học vật lý

∗Thí nghiệm vật lý là gì ?

Là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con ngời vào các đối tợng

của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể tái hiện lại hiện tợng, lọc bỏ các yếu tố làm nhiễu từ đó thu nhận đợc một tri thức mới [12]

∗Các loại thí nghiệm đợc sử dụng trong dạy học vật lý

Thí nghiệm vật lý dợc dùng trong dạy học vật lý ở trờng THPT có hai loại : Thí nghiệm biểu diễn (thí nghiệm do GV tiến hành là chính, tuy có thể có sự hỗ trợ của HS) và thí nghiệm thực tập (thí nghiệm do HS tự tiến hành dới sự hớng dẫn của GV )

- Thí nghiệm biểu diễn đợc GV tiến hành ở trên lớp, trong các giờ học nghiên cứu kiến thức mới và có thể ở các giờ học củng cố kiến thức của HS Thí nghiệm biểu diễn có các loại sau : Thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu hiện tợng, thí nghiệm củng cố

- Thí nghiệm thực tập của HS do HS tự tiến hành trên lớp (trong phòng thí nghiệm ), ngoài lớp, ngoài nhà trờng hoặc ở nhà với các mức độ tự lực khác nhau Thí nghiệm thực tập đợc chia ra làm ba loại : Thí nghiệm trực diện, thí nghiệm thực hành, thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà [12]

1.3.2 Vị trí của thí nghiệm trong tiến trình dạy học giải quyết vấn đề

Các loại thí nghiệm vật lý mà chúng tôi trình bày ở trên nằm ở ba pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề

- ở pha thứ nhất : Thí nghiệm chủ yếu đợc dùng để tạo tình huống có vấn

đề, tạo đợc nhu cầu hứng thú học tập của HS, lôi cuốn HS vào hoạt động nhận thức Do đó thờng ngắn gọn, có hiệu lực ngay mà không quá phức tạp Nên ở pha này GV thờng dùng thí nghiệm mở đầu

- ở pha thứ hai : Thí nghiệm đợc dùng bao gồm cả hai loại thí nghiệm (thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực tập ) Nếu cần xây dựng hay chứng minh kiến thức mới thì dùng thí nghiệm biểu diễn nghiên cứu hiện tợng có thể là nghiên cứu khảo sát, có thể là nghiên cứu kiểm chứng còn nếu cần khái quát hoá lý thuyết, kiểm tra tính đúng đắn của các hệ quả lý thuyết thì dùng thí nghiệm trực diện của HS

- ở pha thứ ba : Thí nghiệm đợc dùng để củng cố nhằm giúp HS vận dụng kiến thức đã học để giải thích, dự đoán hiện tợng, qua đó nắm vững kiến thức đã học hoặc có thể dùng thí nghiệm quan sát ở nhà

Qua phân tích trên ta thấy thí nghiệm vật lý giữ một vai trò đặc biệt quan trọng, nó là cơ sở để xây dựng, chứng minh kiến thức vật lý Bởi vậy nó là yếu tố không thể thiếu đợc trong dạy học vật lý Thí nghiệm kết hợp với sự phân tích lý thuyết làm cho học sinh hiểu sâu sắc mối quan hệ giữa các khái niệm, định luật khái quát với thực tiễn, làm kiến thức học sinh thu đợc vững chắc hơn Đồng thời cũng phát triển t duy vật lý ở học sinh

Việc tổ chức các thí nghiệm vật lý trong quá trình dạy học không chỉ đơn thuần là rèn cho học sinh năng lực thao tác thí nghiệm mà phải bồi dỡng cho học sinh năng lực thực nghiệm bao gồm cả 2 mặt: Hoạt động t duy (đầu óc) và hoạt

động thể chất (các giác quan) Tổ chức các thí nghiệm trong dạy học trải qua các bớc sau:

1.4 Phát huy tính tích cực của HS trong học tập

1.4.1 Tính tích cực của HS trong dạy học vật lý

Tính tích cực học tập là một hiện tợng s phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao

về nhiều mặt trong học tập Học tập là một trờng hợp riêng của nhận thức “Một sự nhận thức đã đợc làm cho dễ dàng đi và đợc thực hiện dới sự chỉ đạo của GV ” (P

N E rđơniev, 1974) Nói tới tích cực học tập thực chất là nói tới tính tích cực nhận

thức, Mà tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của HS đặc

tr-ng ở khát vọtr-ng học tập, cố gắtr-ng trí tuệ và tr-nghị lực cao trotr-ng quá trình nắm vữtr-ng kiến thức Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện những điều loài ngời cha biết về bản chất, quy luật của các hiện tợng khách quan mà nhằm lĩnh hội những tri thức loài ngời đã tích luỹ đợc Tuy nhiên, trong học tập HS cũng phải “khám phá ” ra những điều mới đối với bản thân mình, dù đó chỉ là những khám phá lại những

điều loài ngời đã biết

Con ngời chỉ thực sự nắm vững cái mà chính mình đã giành đợc bằng hoạt

động của bản thân HS sẽ thông hiểu và ghi nhớ những gì đã trải qua hoạt động nhận thức tích cực của mình, trong đó các em đã phải có những cố gắng trí tuệ, đó

là cha nói lên tới một trình độ nhất định, thì sự học tập tích cực sẽ mang tính nghiên cứu khoa học và ngời học cũng làm ra kiến thức mới cho nhân loại

1.4.2 Các biểu hiện của tính tích cực học tập

Có những trờng hợp tính tích cực học tập biểu hiện ở những hoạt động cơ bắp nhng quan trọng là sự biểu hiện ở những hoạt động trí tuệ ; hai hình thức biểu hiện này thờng đI liền với nhau Theo G I Sukina (1979) có thể nêu những dấu hiệu của tính tích cực hoạt động trí tuệ nh sau :

- Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung câu trả lời của bạn, thích đợc phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

- HS hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề GV trình bày cha đủ rõ

- HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận

ra lời giải cho một bài tập Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể

HS, bộc lộ rõ ở các lớp HS bé, kín đáo ở học sinh lớp trên

G I Sukina còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt

ý chí :

- Tập trung chú ý vào vấn đề đang học

- Kiên trì làm xong các bài tập

- Không nản trớc những tình huống khó khăn

- Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học : tiếc rẻ cố làm cho xong hoặc vội vàng gấp vở chờ đợc lệnh ra chơi

1.4.3 Các cấp độ của tính tích cực học tập

Có thể phân biệt ở ba cáp độ khác nhau từ thấp lên cao :

a Bắt chớc : HS tích cực bắt chớc hoạt động của GV của bạn bè Trong

hành động bắt chớc cũng phải có sự gắng sức của thần kinh và cơ bắp

b Tìm tòi : HS tìm cách độc lập giải quyết bài tập nêu ra, mò mẫm những

cách giải khác nhau để tìm ra lời giải hợp lý nhất

c sáng tạo: HS nghĩ ra cách giải mới độc đáo hoặc cấu tạo những bài tập

mới, hoặc cố gắng lắp đặt những thí nghiệm mới để chứng minh bài học Dĩ nhiên mức độ sáng tạo của HS là có hạn nhng đó chính là mầm mống để phát triển trí sáng tạo về sau

* Sử dụng các điều kiện cần để tổ chức tình huống vấn đề sao cho nhờ đó làm nảy sinh vấn đề ở học sinh và tạo cơ hội để học sinh có khả năng tham gia vào quá trình tìm tòi giải quyết vấn đề, tạo động cơ thúc đẩy hoạt động nhận thức

tích cực của học sinh

*Trong quá trình giải quyết vấn đề sử dụng kiểu định hớng khái quát chơng trình hoá nhằm tạo cơ hội cho học sinh phát huy hành động tìm tòi sáng tạo của mình đồng thời vẫn đảm bảo cho học sinh đạt tới tri thức cần dạy

Những vấn đề trên chúng tôi vận dụng vào để xây dựng tiến trình dạy học bài "Điều kiện cân bằng của chất điểm", "Cân bằng của một vật khi không có chuyển động quay Quy tắc hợp lực đồng quy "và bài "Quy tắc hợp lực song song

"ở chơng 2 của luận văn này

Chơng II Thiết kế phơng án dạy học một số kiến thức thuộc chơng " Cân bằng của vật rắn'

Về phía giáo viên :

Đại đa số các giáo viên chỉ dạy đơn thuần nh sách giáo khoa, phơng pháp vẫn là sử dụng lối truyền thụ một chiều không đa đợc học sinh vào tình huống có vấn đề cha phát huy đợc tính tích cực tự chủ của học sinh trong quá trình lĩnh hội kiến thức Cách đặt câu hỏi của giáo viên cha thực sự sát với ý đồ định hớng hành

động của mình Nhiều giáo viên ở các trờng ngoại thành không sử dụng thí nghiệm nh là một phơng tiện dạy học, giáo viên sử dụng thí nghiệm thì không

đảm bảo đợc thời gian giờ học Các kết luận rút ra đều từ phía giáo viên mang tính

áp đặt Ngời thầy làm thay phần việc của trò lẽ ra phần việc đó có thể phát huy

đ-ợc tính độc lập tự chủ của học sinh, không chia nhóm học sinh, ở những chỗ đề xuất dự đoán, đa ra phơng án thí nghiệm kiểm tra giáo viên thờng chỉ định một học sinh khá, giỏi đề xuất phơng án sau đó tự mình phân tích không cho lớp thảo luận vì sợ ồn Tóm lại giáo viên cha tạo ra đợc môi trờng học tập tích cực

Về phía học sinh:

Học sinh đối với giáo viên còn e ngại, hầu hết luôn ở thế bị động luôn ỷ lại vào định hớng của thầy, thông báo của thầy làm hạn chế phát triển t duy Học sinh cha có thói quen tự tìm tòi suy luận, tiếp thu kiến thức một cách thụ động Chỉ một số ít học sinh hăng hái tham gia phát biểu, số còn lại thì không ý kiến chỉ ghi

chép làm theo và học thuộc, không đặt câu hỏi cho giáo viên giải thích

Về thí nghiêm:

Các thí nghiệm hiện đang sử dụng đa số là thí nghiệm đợc sử dụng với mục

đích biểu diễn minh hoạ do giáo viên làm, học sinh quan sát, học theo và công nhận nh vậy sẽ không rèn luyện đợc kỹ năng thực hành cho học sinh Ngoài ra bộ thí nghiệm đang sử dụng còn bộc lộ nhiều nhợc điểm ví dụ nh tính chính xác cha cao, không phải TN dành cho học sinh đợc trực tiếp bố trí và tiến hành thí nghiệm

Từ thực tế dạy học nh vậy cho thấy để phơng pháp dạy học mới thực sự hiệu quả thì cần phải đầu t đồng bộ từ trang thiết bị thí nghiệm tới cơ sở vật chất cần thiết tạo điều kiện cho ngời giáo viên đầu t thời gian, trí tuệ vào việc phân tích nội dung kiến thức và xây dựng phơng án dạy tối u cho bài giảng nhằm mục đích

đặt học sinh vào tình huống có vấn đề kích thích vấn đề học tập, tạo động cơ hứng thú trong học tập cho học sinh, phát triển năng lực t duy tích cực tự lực chủ động trong việc lĩnh hội tri thức, kỹ năng phân tích hiện tợng vật lý rèn luyện kỹ năng thực hành của học sinh

2.2 Phân tích các cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng một

số kiến thức cụ thể chơng "cân bằng của vật rắn" (Vật lí lớp 10 THPT)

 Cấu trúc nội dung kiến thức cơ bản của chơng:

+/ Điều kiện cân bằng tổng quát đối với chất điểm

đợc hình thành từ các kiến thức về trạng thái cân bằng, gia tốc, định luật hai Niutơn, bằng con đờng lý thuyết

+/Trọng tâm của vật rắn và tính chất đặc biệt của trọng tâm

đợc hình thành từ thực nghiệm

Hai kiến thức cơ bản trên làm nền tảng cho các kiến thức tiếp sau:

+/Điều kiện cân bằng của một vật khi không có chuyển động quay

+/ Quy tắc hợp lực đồng quy

+/Đặc điểm của hệ lực cân bằng

+/Quy tắc hợp lực song song

+/Tác dụng của lực đối với một vật có trục quay cố định

+/Cân bằng của một vật có trục quay cố định

+/Tác dụng của ngẫu lực

+/Mô men của ngẫu lực

Kiến thức về quy tắc hợp lực song song đợc hình thành từ thực nghiệm tuy nhiên vẫn có thể bằng con đờng lý thuyết suy ra đợc từ quy tắc hợp lực đồng quy

Kiến thức về tác dụng của lực đối với một vật có trục quay cố định bố trí cùng trong một bài với kiến thức về cân bằng của một vật có trục quay cố định đ-

ợc xây dựng bằng thực nghiệm Đợc xây dựng bằng thực nghiệm và kết hợp với kiến thức về quy tắc hợp lực song song làm nền tảng xây dựng kiến thức cân bằng của một vật có trục quay cố định

Kiến thức về tác dụng của ngẫu lực đợc hình thành từ thực nghiệm và dựa trên cơ sở tác dụng của lực đối với trục quay cố định Làm nền tảng cho việc hình thành kiến thức về mô men của ngẫu lực đợc bố trí cùng với trong một bài

Kiến thức về các dạng cân bằng, mức vững vàng của cân bằng đợc hình thành từ thực nghiệm trên cơ sở kiến thức về trọng tâm, cân bằng của một vật có trục quay cố định

Sơ đồ lôgíc cấu trúc nội dung chơng "cân bằng của vật rắn"

Trọng tâm của vật rắn Điều kiện cân bằng tổng quát

đối với chất điểm

Điều kiện cân bằng của một vật khi không có chuyển động quay Quy tắc hợp lực đồng quy

Đặc điểm của hệ lực cân bằng

Quy tắc hợp lực song song

Tác dụng của lực đối với một

2.3 Thiết kế bộ Thí nghiệm Quy tắc hợp lực:

2.3.1 Nhận xét chung về các bộ TN đang đợc sử dụng ở THPT:

Qua tìm hiểu thiết bị TN của một số trờng THPT tôi

nhận thấy bộ thí nghiệm hiện hành không thể đáp ứng đợc

mục đích, yêu cầu sử dụng của chúng tôi trong đề tài

nghiên cứu cụ thể có những hạn chế sau:

Về bộ TN về quy tắc hợp lực đồng quy:

+/ Vật rắn ở đây là chạc 3 nhánh có điểm đồng quy

là trục quay của ba nhánh này nh vậy điểm đồng quy bị cố định trên vật

+/ Khi tác dụng ba lực vào 3 điểm A, B, C thì nếu choạc nhôm này có khối lợng đáng kể thì đây sẽ là trờng hợp tổng hợp của 6 lực không đồng quy đó là 3 trọng lực của 3 thanh và 3 lực tác dụng vào A, B, C Từ đó dẫn đến kết quả có độ chính xác không cao

+/ Việc đo góc hợp bởi các lực tác dụng vào các điểm A, B, C lấy số liệu không dễ dàng lắm vì phải đánh dấu trên bảng sắt rồi tháo thiết bị TN để đo góc trên bảng sắt có phơng thẳng đứng (khó đo hơn trên mặt phẳng nằm ngang)mất nhiều thời gian hơn trong một tiết học

+/Lực kế gắn nam châm để gắn vào bảng sắt sao cho có phơng phải trùng với phơng của các nhánh của vật nh vậy lực kế không có phơng thẳng đứng do vậy trọng lực của các trục của lực kế có thể làm sai số kết quả tính toán và việc hiệu chỉnh lực kế sẽ khó khăn hơn vì trục lực kế sẽ tỳ vào ống

+/ Không thể hiện rõ các bớc xác định hợp lực đồng quy (không có bớc di chuyển điểm đặt của lực trên giá của chúng)

Về bộ TN Quy tắc hợp lực song song :

+/Vật trong TN này là thanh thẳng AB và hai dây cao su đàn hồi việc xác

định độ biến dạng của hai dây thông qua vị trí của thanh AB nh vậy khi học sinh

đi tìm hợp lực là đi tìm một lực sao cho có tác dụng làm thanh AB dịch chuyển về

vị trí giống nh trờng hợp hai lực thành phần tác dụng vào nh vậy không làm nổi bật bản chất vấn đề là tác dụng của hai lực thành phần làm biến dạng vật

+/Với hai dây cao su thì xác định độ biến dạng của chúng sẽ khó khăn hơn

A

B

C

Dùng dây đàn hồi cản trở việc khai thác các phơng án mà học sinh có thể

đề xuất TN

+/Phơng án TN mà sách giáo khoa đa ra là không đúng

+/ Không phù hợp với tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức mà chúng tôi soạn thảo

Từ việc xác định những hạn chế đã nêu trên chúng tôi thiết kế và chế tạo một bộ TN khác với mục đích làm TN Kiểm chứng cho quy tắc hợp lực đồng quy và TN nghiên cứu khảo sát quy tắc hợp lực song song Những TN trên đợc dùng làm thí nghiệm học sinh với hình thức TN trực diện

2.3.2 Cấu tạo của một bộ TN Quy tắc hợp lực:

- Hai đế chữ A

- Hai thanh thép 10 thẳng (tròn là tốt nhất) dài 80 cm để gắn vào hai đế chữ

A làm giá

- Ba lực kế ống loại từ 2, 5 đến 5 N

-Hai ròng rọc cố định có thể thay đổi vị trí trên hai giá

- Các dây nối, 1 dây cao su đàn hồi + kẹp nối

- Bản nhôm mỏng phẳng coi nh không có khối lợng (làm vật trong quy tắc hợp lực đồng quy) Thanh cứng bằng thép 4 có chia vạch dài 40 cm (kết hợp với hai lò xo trong lực kế làm vật trong TN quy tắc hợp lực song song )

- Tấm thuỷ tinh kích thớc 30 x 40x0, 5

- Thanh ngang bằng thép 10 có chiều dài 70cm

- Thớc đo góc, các bản giấy trong

- Bộ phận định vị vị trí điểm đồng quy và phơng của các lực tác dụng(Chỉ dùng trong TN biểu diễn của giáo viên nếu cần)

- Xác định độ lớn của hai lực tác dụng vào vật thông qua dây nối và ròng rọc

- ép bản giấy trong lên tấm kính sao

cho kí hiệu trên bản giấy trong trùng với

trên tấm kính

- Đánh dấu điểm đặt của hai lực,

ph-ơng của hai lực, vị trí đầu dới của dây cao

su (Xác định độ biến dạng của dây)

-Lấy bản giấy trong xuống rồi vẽ

các lực tác dụng vào vật theo tỷ xích nhất

- Thay thế hai lực bằng lực tổng hợp mới tìm đợc

Đối chiếu vị trí biến dạng của dây cao su so với ban đầu khi vật chịu tác dụng của hai lực

(tổng hợp của hai lực này cùng độ lớn

ngợc chiều với lực còn lại)

*Bố trí TN nh hình vẽ

*Tiến hành TN:

- Quy ớc các lực tác dụng trên TN F1,

F2, F3

- áp bản giấy trong vào tấm kính từ đó:

- Xác định điểm đặt và giá của ba lực

- Xác định các góc hợp bởi giá của hai

- Tác dụng hai lực song song cùng chiều F 1 và F 2

vào thanh AB (Vật là thanh AB và hai lò xo trong hai

- Ghi lại độ biến dạng của hai lò xo treo thanh AB là x 1 và x 2

- Thay thế hai lực song song cùng chiều F 1 và F 2 bằng một lực F có độ lớn

và điểm đặt xác định sao cho cũng gây ra hai biến dạng là x 1 và x 2

Phơng án dự kiến1:Tìm điểm đặt của hợp lực trớc rồi tìm độ lớn sau

* Tiến hành TN

- Tác dụng hai lực song song cùng

chiều F1và F2 vào thanh AB (Vật là thanh

AB và hai lò xo trong hai lực kế)

- Ghi lại độ biến dạng của hai lò xo

treo thanh AB là x1 và x2 rồi xác định tỷ số

giữa chúng (n)

-Tác dụng lực F thay thế hai lực kia

bằng cách treo quả nặng bất kỳ thay cho hai

lực tác dụng vào thanh AB và di chuyển điểm đặt của lực F sao cho tỷ số giữa hai

độ biến dạng giống nh trờng hợp đã ghi lại (= n)

- Cố định vị trí đó rồi thay đổi độ lớn của lực cho tới khi thanh AB trùng với

vị trí đánh dấu

- Xác định độ lớn và giá của lực tổng hợp, đo d1, d2

Phơng án dự kiến 2:Tìm điểm đặt của hợp lực trớc rồi tìm độ lớn sau

- Dùng lực kế đặt vào một điểm bất kỳ trên

thanh AB rồi tăng dần lực sao cho đầu A của

thanh trùng với vị trí đã đánh dấu A' So sánh đầu

B có trùng với đầu B' hay không, có ba trờng hợp

B

A

B

điểm tác dụng của lực kế sang phải tiếp tục thử(tăng lực cho A ≡ A' so sánh B với B')

Nếu B lúc này ở phía dới B' thì dịch điểm tác dụng của lực kế sang trái tiếp tục thử(tăng lực cho A ≡ A' so sánh B với B')

Nếu B lúc này trùng với B' thì điểm tác dụng lực kế chính là điểm đặt của hợp lực

- Đánh dấu vị trí của hợp lực rồi lần lợt móc các quả cân vào cho tới khi A

≡ A'và B ≡ B' Khi đó lực tìm đợc chính là hợp lực của hai lực song song cùng chiều

Phơng án dự kiến 3: Tìm độ lớn trớc điểm đặt sau

*Tiến hành TN :

- Tác dụng hai lực song song cùng chiều F1và F2 vào thanh AB Bằng cách treo hai nhóm các quả nặng có khối lợng mỗi quả đều bằng nhau vào thanh AB tổng số các quả nặng là N

- Đánh dấu hai điểm tác dụng lực O1, O2

(Vật là thanh AB và hai lò xo trong hai lực kế)

- Đánh đánh dấu vị trí của thanh AB trên

giá đỡ là A'và B' ( ứng với độ biến dạng của lò

xo các lực kế trong trờng hợp này)

-Thay thế hai lực bằng treo một quả nặng

rồi thử tất cả các điểm treo trên AB xem có thể

làm vật bị biến dạng nh trong trờng hợp chịu tác

dụng của hai lực hay không

-Tăng dần các quả nặng tiếp tục thử cho tới khi có vật bị biến dạng nh đã

B