NỘI DUNG ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Ở LỚP 10 THPT THEO CHƯƠNG TRÌNH VÀ SÁCH GIÁO KHOA MỚI PGS.TS. Nguyễn Ngọc Hưng - TS. Nguyễn Xuân Thành Để có thể đạt được mục tiêu mới của DHVL ở trường THPT, PPDHVL ở trường THPT nói chung và ở lớp 10 nói riêng phải tiếp tục thực hiện và phát triển ở mức độ cao hơn định hướng đổi mới PPDHVL ở trường THCS. Việc đổi mới PPDHVL ở trường THPT có những nội dung cơ bản sau: 1. DH thông qua việc tổ chức các hoạt động học tập (HĐHT) mang tính tìm tòi nghiên cứu của HS - Để kích thích hứng thú HT của HS, GV cần tạo các tình huống để tập cho HS biết phát hiện ra vấn đề (VĐ), chú trọng vốn kinh nghiệm hiểu biết của HS. Vốn kinh nghiệm hiểu biết của HS có thể được sử dụng không những để làm nảy sinh VĐ cần nghiên cứu, tạo nhu cầu nhận thức, mà còn như là những ứng dụng của các kiến thức (KT) đã học trong cuộc sống mà HS cần giải thích. - GV cần tạo điều kiện và hướng dẫn HS tự mình nêu ra và thực hiện các giải pháp để giải quyết VĐ (GQVĐ) đã phát hiện, đề xuất các giả thuyết, thiết kế và tiến hành các phương án thí nghiệm (TN) nhằm kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết hoặc của các hệ quả được suy ra từ chúng. - HS cũng cần được giao những nhiệm vụ đòi hỏi phải vận dụng các KT, kĩ năng (KN) đã thu được không những vào các tình huống quen thuộc, mà còn vào những tình huống mới. Với mỗi chủ đề HT, GV có thể giao cho các nhóm HS những đề tài nghiên cứu nhỏ đòi hỏi HS phải sưu tầm, thu thập thông tin từ nhiều nguồn khác nhau (sách báo, các phương tiện nghe nhìn, trên mạng internet, quan sát tự nhiên, TN với các dụng cụ đơn giản tự làm…), xử lí thông tin theo nhiều cách (lập bảng các giá trị đo, biểu đồ, xử lí kết quả TN bằng số, bằng đồ thị, so sánh phân tích các dữ liệu… để rút ra kết luận) và truyền đạt thông tin thông qua thảo luận, báo cáo viết… Thông qua các HĐHT tự lực, tích cực, HS không những chiếm lĩnh được KT, rèn luyện được KN, mà còn có niềm vui của sự thành công trong HT và phát triển được năng lực sáng tạo của mình. 2. Đa dạng hóa các hình thức tổ chức DH (học trong các giờ nội khóa và trong các giờ tự chọn, học trong lớp, ngoài lớp, ngoài trường, học ở nhà), kết hợp HT cá nhân và HT hợp tác với các hình thức khác nhau (cặp, nhóm, lớp). HS đã được làm quen với hình thức HT theo nhóm ngay từ lớp 6 trong các giờ học VL. GV cần tiếp tục rèn luyện các KN làm việc tập thể mà HS đã có trong các giờ học trên lớp và cả trong tự học ở nhà. - Quá trình tổ chức cho HS làm việc theo nhóm thường gồm các giai đoạn sau: Làm việc chung toàn lớp (chia nhóm, xác định và giao nhiệm vụ cho các nhóm, hướng dẫn cách làm việc theo nhóm); làm việc theo nhóm (thảo luận nhiệm vụ được giao, phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng cá nhân trong nhóm, từng cá nhân làm việc theo sự phân công, rồi toàn nhóm trao đổi, cử đại diện trình bày kết quả hoàn thành nhiệm vụ chung của nhóm - Trong giai đoạn này, GV theo dõi, giúp đỡ HS khi có khó khăn và có thể sử dụng phiếu HT phát cho mỗi nhóm HS); thảo luận, tổng kết 1 trước toàn lớp (các nhóm báo cáo kết quả, GV chỉ đạo việc thảo luận chung ở toàn lớp và tổng kết, khái quát hóa các kết quả để đi tới kết luận chung). - Trong DH VL lớp 10, GV có thể tổ chức cho HS làm việc theo nhóm khi nghiên cứu nhiều nội dung KT. Với các thiết bị TN được cung cấp đủ cho trường THPT hoặc với các dụng cụ TN mà GV hướng dẫn HS tự làm, GV có thể tổ chức cho các nhóm HS tiến hành những TN sau dưới hình thức TN đồng loạt (tất cả các nhóm HS cùng một lúc làm các TN như nhau với dụng cụ giống nhau để giải quyết cùng một nhiệm vụ) hoặc tốt hơn là nên dưới hình thức TN cá thể (các nhóm HS cùng một lúc tiến hành các thí nghiệm khác nhau thường với cùng một dụng cụ nhằm giải quyết các nhiệm vụ bộ phận, để đi tới giải quyết được một nhiệm vụ tổng quát): TN minh họa chuyển động thẳng đều của bọt không khí trong ống thuỷ tinh được đặt dưới các góc nghiêng khác nhau, TN khảo sát chuyển động thẳng của xe lăn trên máng nghiêng với các góc nghiêng khác nhau nhờ thiết bị TN cần rung điện, TN kiểm chứng định luật 2 Niutơn với thiết bị TN cần rung điện trong 2 trường hợp: a ~ F (đối với một vật nhất định) và a~1/m (tác dụng cùng một lực vào các vật có khối lượng khác nhau), TN khảo sát tìm hợp lực của các cặp 2 lực đồng qui, TN khảo sát tìm hợp lực của các cặp 2 lực song song cùng chiều, TN khảo sát tìm độ lớn F của lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn thẳng có độ dài l của đường giới hạn bề mặt (F~l)/1,2/ .Việc các nhóm HS tiến hành những TN trên dưới hình thức TN cá thể không những không làm kéo dài thời gian tiết học, mà còn làm phong phú các cứ liệu thực nghiệm để đi tới khái quát hóa, rút ra kết luận. 3. Dạy HS phương pháp tự học (PPTH) thông qua toàn bộ quá trình DH(QTDH) - Mục tiêu DH không phải chỉ ở những kết quả HT cụ thể, ở những KT, KN cần hình thành, mà điều quan trọng hơn là ở bản thân việc học, ở khả năng tự tổ chức và thực hiện quá trình HT một cách có hiệu quả của HS. Mục tiêu dạy HS PPTH chỉ có thể đạt được khi bản thân HS chủ động, tích cực, tự lực hoạt động và chỉ đạt được sau một quá trình rèn luyện của HS. Trong một loạt công việc cần thực hiện trong QTHT (phát hiện VĐ, đề xuất giải pháp GQVĐ đã phát hiện, thực hiện giải pháp đã đề xuất, xử lí kết quả thực hiện giải pháp, khái quát hóa rút ra kết luận mới và vận dụng KT), GV cần tính toán xem với thời gian cho phép trên lớp, trình độ HS trong lớp thì việc gì được giao cho HS tự làm (tự làm ngay trên lớp hay ở nhà), việc gì cần có sự trợ giúp của GV, còn việc gì GV phải cung cấp thêm thông tin để HS có thể hoàn thành. - Tự học không có nghĩa là không cần sự trợ giúp của GV khi HS gặp khó khăn, không có sự trao đổi tranh luận của HS với nhau. Sự giúp đỡ của GV có thể là chia nhiệm vụ nhận thức thành những nhiệm vụ bộ phận vừa sức HS, đưa ra những nhận xét theo kiểu phản biện, nêu những câu hỏi định hướng quá trình làm việc của HS hoặc hướng dẫn HS xây dựng cơ sở định hướng khái quát các hoạt động khi làm việc với nguồn thông tin cụ thể (làm việc với văn bản, đồ thị, bảng giá trị của đại lượng VL, TN VL…), cơ sở định hướng khái quát của quá trình xây dựng các loại KT VL khác nhau (khái niệm về các sự vật, hiện tượng và quá trình VL; khái niệm về đại lượng VL; định luật, qui tắc và nguyên lí cơ bản; thuyết; ứng dụng kĩ thuật của VL) /3/, cơ sở định hướng của việc giải một loại bài tập nào đó… - Trong DH VL lớp 10, ngoài việc tổ chức cho HS tự lực làm việc với các TN VL, GV cần lựa chọn một số nội dung KT lí thuyết mới thích hợp trong SGK để giao cho HS tự nghiên cứu ngay trên lớp hoặc ở nhà, như: thiết lập phương trình chuyển động thẳng đều của vật, phương trình biểu diễn sự biến đổi của vận tốc theo thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều, phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều, công, động năng và định lí động năng, thế năng, va chạm 2 đàn hồi và va chạm không đàn hồi, phương trình trạng thái của khí lí tưởng… /1/. HS được giao nhiệm vụ tự học những nội dung KT trên với mức độ yêu cầu tăng dần, từ việc đọc một mục trong SGK để trả lời câu hỏi cho trước; đọc, phân ý, tìm những ý chính của một mục đến việc đọc, tóm tắt nội dung của cả một bài học trong SGK và trình bày trước toàn lớp theo cách hiểu của mình. 4. Áp dụng rộng rãi kiểu DH phát hiện và giải quyết vấn đề (PHVGQVĐ) - Có thể hiểu DH PHVGQVĐ dưới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống có VĐ (THCVĐ), biểu đạt VĐ, giúp đỡ những điều cần thiết để HS GQVĐ, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng chỉ đạo quá trình hệ thống hóa, củng cố KT thu nhận được (V.Ôkôn). - Kiểu DH PHVGQVĐ gồm các giai đoạn sau /4/: * Làm nảy sinh VĐ cần nghiên cứu: GV giao cho HS một nhiệm vụ. Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, HS gặp khó khăn, nảy sinh nhu cầu về một cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được. Nhu cầu đó được diễn đạt thành một VĐ - bài toán cần giải quyết. * GQVĐ (đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp): HS đề xuất giải pháp (khảo sát) lí thuyết hoặc giải pháp (khảo sát) thực nghiệm để GQVĐ đặt ra, rồi thực hiện giải pháp đã đề xuất để rút ra kết luận về cái cần tìm. * Kiểm tra, vận dụng kết quả: xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lí thuyết và thực nghiệm. Trong quá trình vận dụng, nhiều khi đi tới phạm vi áp dụng của các KT đã thu được và lại làm nảy sinh VĐ cần nghiên cứu tiếp. - Ví dụ: thiết kế tiến trình xây dựng KT "Định luật bảo toàn động lượng" theo kiểu DH PHVGQVĐ (bảng 1) 5. Bồi dưỡng cho HS các phương pháp nhận thức đặc thù của VL, đặc biệt là phương pháp thực nghiệm (PPTN) và phương pháp mô hình Kinh nghiệm sống, quan sát tự nhiên, TN Đề xuất giả thuyết Bài tập, truyện kể lịch sử … Làm nảy sinh VĐ cần nghiên cứu (câu hỏi cần trả lời) Suy luận 3 lôgic từ giả thuyết ra hệ quả kiểm tra được bằng TN Kiểm tra hệ quả bằng TN (bao gồm: thiết kế phương án TN, lập kế hoạch TN, bố trí TN, tiến hành TN thu thập dữ liệu, xử lý kết quả TN) PPTN là một phương pháp nghiên cứu đặc thù của VL, nhằm kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học. Phỏng theo chu trình nhận thức khoa học VL, PPTN (hiểu theo nghĩa rộng) thường gồm các giai đoạn sau: • Khái niệm "VĐ" dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà HS không thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần các KT, KN, cách thức hành động đã có mà phải tìm tòi sáng tạo mới giải quyết được và khi giải quyết được thì HS đã thu được KT, KN, cách thức hành động mới. VĐ chứa đựng câu hỏi nhưng đó là câu hỏi về một cái chưa biết, câu hỏi mà câu trả lời là một cái mới (KT, KN, cách thức hành động mới), chứ không phải là câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhớ lại những KT đã có. • THCVĐ là tình huống trong đó xuất hiện VĐ cần giải quyết mà HS cảm thấy với khả năng của mình thì hi vọng có thể giải quyết được nên nó kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS. Có nhiều cách tạo THCVĐ: từ kinh nghiệm sống, quan sát tự nhiên, TN, giải bài tập VL, kể chuyện lịch sử…Ví dụ: TN đơn giản về sự rơi nhanh khác nhau của hai tờ giấy giống nhau nhưng một tờ được vo viên, còn tờ kia được để nguyên mâu thuẫn với kinh nghiệm sẵn có của HS (ảnh hưởng của lực cản không khí lên sự rơi của các vật), TN đơn giản về sự dịch lại gần nhau của hai tờ giấy đặt song song nhau khi thổi một luồng khí dọc theo khoảng giữa hai tờ giấy trái với sự chờ đợi của HS (định luật Becnuli), TN về sự nổi của chiếc kim khâu trên mặt nước khi được thả nhẹ theo phương ngang nhưng lại chìm khi được thả theo phương thẳng đứng (hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng)… • Giả thuyết là câu trả lời có tính chất dự đoán cho câu hỏi đã nêu ra. Dự đoán này có thể còn thô sơ nhưng có căn cứ, có lí lẽ, có vẻ hợp lí nhưng chưa chắc chắn. Có nhiều cách đề xuất giả thuyết: dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có (ví dụ: dựa vào kinh nghiệm về tác dụng của lực lên cánh cửa ra vào quanh bản lề, HS đề xuất giả thuyết: tác dụng làm quay vật của lực tỉ lệ với độ lớn F của lực và khoảng cách l từ điểm đặt của lực tới trục quay (~ Fl) (!), dựa vào sự tương tự, dựa vào phép ngoại suy (ví dụ: khi xét xem chuyển động rơi tự do của một vật thuộc loại chuyển động nào, sử dụng phép ngoại suy từ qui luật đã biết về chuyển động thẳng nhanh dần đều của một vật trên mặt phẳng nghiêng (góc nghiêng của mặt phẳng 0<α<90 0 ) cho trường hợp giới hạn (α=90 0 ) để đưa ra giả thuyết: chuyển động rơi tự do của vật là chuyển động thẳng nhanh dần đều). Trong chương trình VL phổ thông, các mối liên hệ định lượng giữa hai đại lượng thường gặp là: bằng nhau, tỉ lệ thuận, tỉ lệ nghịch, tỉ lệ nghịch bậc hai, hàm số bậc nhất, tỉ lệ theo hàm số sin, 4 sự bảo toàn của một đại lượng. Để HS có thể đề xuất được dự đoán về mối liên hệ định lượng giữa hai đại lượng, cần tiến hành TN với một số phép đo nhất định. • Ví dụ: thiết kế tiến trình xây dựng KT "Khái niệm mô men lực. Qui tắc mô men lực" ở lớp 10 theo PPTN (bảng 2) 6. PPDH hướng vào việc tổ chức HĐHT tích cực, tự lực và sáng tạo của HS đòi hỏi phải đổi mới việc thiết kế bài học (soạn giáo án) /5/. Việc soạn giáo án của GV phải chuyển trọng tâm từ thiết kế các hoạt động của GV sang thiết kế các hoạt động của HS (mục đích hoạt động; cách thức hoạt động; hình thức thực hiện hoạt động - cá nhân, nhóm; kết quả cần đạt được) trong quá trình lĩnh hội từng nội dung KT của bài học. Khi soạn giáo án, GV phải xác định rõ ràng, cụ thể mục tiêu học tập (mức độ HS đạt được sau bài học về KT, KN, thái độ) đủ để làm cơ sở đánh giá chất lượng và hiệu quả của bài học. PPDH mới cũng đòi hỏi phải đổi mới việc sử dụng phương tiện dạy học nói chung và TN nói riêng trong DHVL. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) - Phạm Quý Tư (Chủ biên) và các tác giả khác: Vật lí 10 nâng cao. NXB Giáo dục 2006. 2. Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên kiêm chủ biên) và các tác giả khác: Vật lí 10. NXB Giáo dục 2006. 3. Nguyễn Đức Thâm (chủ biên) - Nguyễn Ngọc Hưng - Phạm Xuân Quế: PPDHVL ở trường phổ thông. NXB ĐHSP 2002. 4. Phạm Hữu Tòng - Nguyễn Đức Thâm - Phạm Xuân Quế - Đỗ Hương Trà: Tài liệu bồi dưỡng nâng cao năng lực cho GV THPT về đổi mới PPDHVL. Dự án phát triển giáo dục THPT - Trường ĐHSP Hà Nội - Viện nghiên cứu sư phạm 2005. 5. Phạm Quý Tư (Chủ biên) và các tác giả khác: Tài liệu bồi dưỡng GV thực hiện chương trình, SGK lớp 10 nâng cao THPT. NXB ĐHSP 2006. Trinh (Khoa Vat li)(Theo Tổ PPGD ) 5 . NỘI DUNG ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Ở LỚP 10 THPT THEO CHƯƠNG TRÌNH VÀ SÁCH GIÁO KHOA MỚI PGS.TS. Nguyễn Ngọc Hưng. phát triển ở mức độ cao hơn định hướng đổi mới PPDHVL ở trường THCS. Việc đổi mới PPDHVL ở trường THPT có những nội dung cơ bản sau: 1. DH thông qua việc tổ