Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề chương cân bằng và chuyển động của vật rắn vật lý 10, ban cơ bản

Một trong những trọng tâm của đổi mới chương trình và sách giáo khoa giáo dục phổ thông là tập trung vào đổi mới phương pháp dạy học, thực hiện dạy học dựa vào hoạt động tích cực, chủ độ

1 Lý do chọn đề tài

Đất nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế Nhân tố quyết định thắng lợi của mục ti u đ

ch nh à con ngư i, à nguồn nhân lực ngư i Việt Nam được phát triển về số ượng và chất ượng tr n cơ sở mặt bằng dân tr được nâng cao

Đổi mới phương pháp dạy học là một yêu cầu cấp bách đã được Đảng ta chỉ rõ trong nghị quyết Trung ương (TW) 2 khoá VIII (12/1996), trong văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ IX (4/2001) và gần nhất à văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ X (4/2006) đã khẳng định: “Đổi mới tư duy giáo dục một cách nhất quán, từ mục tiêu, chương trình, nội dung, phương pháp; ưu ti n hàng đầu cho việc nâng cao chất ượng dạy và học; đổi mới phương pháp dạy và học; phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy nghĩ của học sinh…”

Và Điều 24.2 Luật giáo dục (2005) quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng àm việc theo nh m, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem ại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”

Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học thì phải lựa chọn cho phù hợp với từng đối tượng con ngư i và nội dung dạy học Một trong những trọng tâm của đổi mới chương trình và sách giáo khoa giáo dục phổ thông là tập trung vào đổi mới phương pháp dạy học, thực hiện dạy học dựa vào hoạt động tích cực, chủ động của học sinh với

sự tổ chức và hướng dẫn đúng mực của giáo viên nhằm ĩnh hội kiến thức và hình thành nhân cách Đặc biệt à hình thành năng ực tư duy sáng tạo, chủ động tiếp cận và giải quyết mọi vấn đề trong cuộc sống Do đ , da học theo định hướng giải quyết vấn đề ở chương trình phổ th ng à một trong những sự ựa chọn cần thiết, vì qua đ học sinh vừa ĩnh hội được tri thức, vừa biết được phương pháp để chiếm ĩnh tri thức đ

Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật 10, ban Cơ bản à một chương c nhiều kiến thức gần g i với cuộc sống hàng ngày của học sinh, các th nghiệm sinh động, dễ àm và đây à những thuận ợi cho việc triển khai dạy học giải quyết vấn đề nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

Với các do tr n, t i chọn đề tài: n n ọ n đề n

n n n đ n n n n

2 M đ n ên ứu c đề tài

Vận dụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lí 10, ban cơ bản nhằm t ch cực hóa hoạt động học tập của học sinh để g p phần nâng cao chất ượng dạy học Vật í ở khối văn h a cơ bản của bậc học Trung cấp chuy n nghiệp

3 ố ợng và ph m vi nghiên cứu

* Đối tượng nghi n cứu

- thuyết dạy học giải quyết vấn đề

- uá trình tổ chức dạy và học vật

* Phạm vi nghi n cứu

- Dạy học giải quyết vấn đề trong vật

- Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật 10, ban Cơ bản

4 Gi thuy t khoa học

Có thể tổ chức dạy học một số kiến thức của chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo định hướng giải quyết vấn đề sẽ tích cực hóa hoạt động học tập, rèn luyện kĩ năng àm việc hợp tác, tạo hứng thú cho học sinh từ đ g p phần nâng cao chất ượng dạy học vật í

5 Nhiệm v nghiên cứu

5.1 Nghi n cứu thuyết dạy học giải quyết vấn đề

5.2 Nghi n cứu chương trình, sách giáo khoa và các tài iệu chương “ Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật í 10, ban Cơ bản

5.3 Tìm hiểu nội dung, cấu trúc chương “ Cân bằng và chuyển động của vật rắn”, ác định mục ti u dạy học của chương theo định hướng nghi n cứu

5.4 Chu n bị các điều kiện cần thiết và ây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “ Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật í 10, ban Cơ bản theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề

5.5 Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lí 10, ban Cơ bản theo định hướng dạy học G VĐ

5.6 Thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả nghi n cứu

6 P n p áp n ên ứu

- Phương pháp nghi n cứu lý luận (nghiên cứu tư iệu, SGK, SGV, sách bài tập )

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm (tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trư ng Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Bảo Lộc)

- Phương pháp thống kê toán học

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Kết luận

Phụ lục

8 ón óp a lu n ăn

* Về lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận của phương pháp dạy học giải

quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

+ Biên soạn và sưu tầm được 10 bài tập vấn đề

+ Thiết kế được 5 giáo án theo định hướng G VĐ

- Một số kết quả nghiên cứu đã được công bố trong bài báo “Tình huống có vấn đề trong dạy học Vật ” đăng tr n Tạp chí giáo dục, số đặc biệt tháng 10 năm 2011, từ trang 12 đến trang 13

NỘI DUNG

n DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN Ề TRONG MÔN VẬT LÍ

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Dạy học giải quyết vấn đề (dạy học nêu vấn đề) ra đ i từ những năm 60 của thế kỉ

XX và là một thuật ngữ đã trở nên quen thuộc trong lý luận dạy học Song vận dụng dạy học giải quyết vấn đề (DHG VĐ) trong thực tiễn ở nước ta còn nhiều hạn chế Để vận dụng DHG VĐ vào thực tiễn dạy học môn vật lí đạt hiệu quả, cần thiết phải tìm hiểu, nghiên cứu cơ sở lý luận và cở sở thực tiễn về DHG VĐ

b Cơ sở triết học

Quá trình nhận thức của con ngư i là một quá trình học tập dưới nhiều hình thức khác nhau từ mang tính chất tự phát cho đến tự giác, có tổ chức chặt chẽ theo một chương trình c t nh khoa học cao Quá trình học tập của con ngư i là một quá trình hoạt động tâm sinh lý với hàng loạt các thao tác và hành động liên tiếp được thực hiện trước hết bởi các cơ quan thụ cảm, sau đ bởi các cơ quan của hệ thần kinh trung ương Đồng th i nh có ngôn ngữ và các ký hiệu mà con ngư i phản ánh được thế giới hiện thực khách quan

“Mâu thuẫn à động lực thúc đ y quá trình phát triển”, đây à cơ sở triết học của dạy học G VĐ ỗi vấn đề khi được đặt ra chính là một mâu thuẫn giữa vốn tri thức và kinh nghiệm đã c của HS với những yêu cầu, nhiệm vụ nhận thức cần giải quyết Nếu giải quyết được những mâu thuẫn đ thì HS (chủ thể) c th m được kiến thức mới Trong quá trình dạy học, để àm được điều đ thì GV phải biết gợi mở được phương hướng và khả năng giải quyết vấn đề để biến mâu thuẫn khách quan trở thành mâu thuẫn chủ quan tồn tại ngay trong nhận thức của HS, từ đ HS kh ng còn thụ động mà tự giác, tích cực trong hoạt động học, họ trở thành là chủ thể của hoạt động

c Cơ sở giáo dục học

Ngày nay với yêu cầu của xã hội à đào tạo những con ngư i có trí tuệ, chủ động, sáng tạo, kiên nhẫn, c năng ực tiếp cận và giải quyết mọi vấn đề gặp phải trong cuộc sống Để thực hiện được những yêu cầu tr n đòi hỏi nhà trư ng phải cải tiến phương pháp dạy học, vì thế ngư i GV phải biết phối hợp linh hoạt những ưu điểm của các phương pháp dạy học truyền thống với các phương pháp dạy học tích cực

DHG VĐ ra đ i như à sự tiếp nối phát triển các chiến ược dạy học trong lịch sử giáo dục học:

- Đầu tiên là chiến ược giáo điều/ chiến ược th ng báo: ngư i học chỉ nghe và ghi nhớ mà không cần hiểu những điều mà ngư i dạy truyền đạt

- Phát triển hơn à chiến ược giảng giải- minh họa: ở đây học sinh nghe hiểu và ghi nhớ, khi cần thiết thì tái hiện Giáo viên giảng giải kèm theo thông báo trực quan để minh họa Tuy chiến ược này có phát triển hơn nhưng vẫn hạn chế à ngư i học chỉ phát triển tư duy tái tạo

Để khắc phục các hạn chế của các phương pháp dạy học tr n đã ra đ i chiến ược dạy học nêu vấn đề Tính mới mẻ của phương pháp này à tính chất sáng tạo của tư duy trong hoạt động nhận thức của học sinh Vậy bản chất của dạy học nêu vấn đề là gì?

1.1.2 n ọ n đề

Theo V.Ô-K n: “Dạy học giải quyết vấn đề là toàn bộ các hoạt động tổ chức, các tình huống có vấn đề, biểu đạt vấn đề, chú giúp đỡ những điều kiện cần thiết để học sinh giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết vấn đề đ và cuối cùng chỉ đạo quá trình

hệ thống hóa và củng cố kiến thức thu nhận được” [16,6]

Theo I.Khar amop: “Dạy học giải quyết vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học bao gồm việc tạo ra tình huống có vấn đề (tình huống tìm tòi) trong gi học, kích thích HS

để các em có nhu cầu giải quyết những vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, phát triển tính tích cực của trí tuệ và hình thành cho các em năng ực tự mình thông hiểu và thông tin khoa học mới” [16,7]

Theo Nguyễn Quang Lạc: Dạy học giải quyết vấn đề là một hình thức dạy học trong đ HS được coi như “nhà khoa học trẻ” tự giác và tích cực tổ chức các quá trình xây dựng “tri thức mới cho bản thân” Hoạt động đ được diễn ra giống như “hoạt động nghiên cứu khoa học” mặc dù kết quả của nó là tìm thấy những điều đã c trong khoa học, song lại à điều mới mẻ đối với HS Ngư i GV phải thực sự quan tâm đến nội dung khoa học mà HS đã ây dựng được lẫn phương pháp hoạt động của HS để đạt được điều

đ Do vậy, ngư i GV phải là nhà thiết kế, tổ chức và chỉ đạo quá trình tìm kiếm tri thức [13,4]

Vậy, trong DHG VĐ giáo vi n giữ vai trò là ngư i định hướng, tổ chức quá trình nhận thức, gợi động cơ học tập và nhu cầu tìm hiểu tri thức mới cho HS còn HS là ngư i tự lực, sáng tạo xây dựng kiến thức mới cho bản thân dưới sự giúp đỡ, định hướng của GV Dạy học G VĐ tập trung vào ngư i học, luôn lấy ngư i học làm trung tâm n n đã k ch th ch được tính tò mò, lòng ham hiểu biết của HS làm cho các em thích tìm hiểu, thích nghiên cứu và th ng qua đ dần hình thành những đức tính của một ngư i ao động sáng tạo

Để vận dụng thành c ng DHG VĐ trước hết chúng ta phải ác định đây à một quan điểm dạy học chứ không phải là một phương pháp dạy học cụ thể mà là một tập hợp nhiều phương pháp dạy học liên kết chặt chẽ với nhau và bổ sung cho nhau Vì vậy, DHG VĐ c khả năng thâm nhập vào tất cả các phương pháp dạy học, làm biến đổi cấu trúc và bản chất của phương pháp ấy thành một phương pháp mới tích cực hơn, từ

đ mà nâng cao chất ượng và hiệu quả của quá trình dạy học

Vậy bản chất của DHG VĐ à t nh chất sáng tạo của tư duy HS trong hoạt động nhận thức trong quá trình tìm ra cái mới Đặc trưng của DHG VĐ à tình huống có vấn

đề với hai khái niệm cơ bản à “vấn đề” và “tình huống có vấn đề”

1.1.3 n đề n ốn ó n đề

1.1.3.1 Vấn đề

Khái niệm “vấn đề” dùng để chỉ một kh khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà ngư i học không thể giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu có sẵn, nghĩa à kh ng thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết, mà phải tìm tòi sáng tạo để giải quyết, và khi giải quyết được thì ngư i học đã thu nhận được kiến thức,

kỹ năng mới cho bản thân [15,23]

“Vấn đề” à bài toán mà cách thức hình thành hay kết quả của n chưa được HS biết trước, nhưng HS đã nắm được những kiến thức và kỹ năng uất phát để từ đ thực hiện sự tìm tòi kết quả hay cách thức hình thành bài àm N i cách khác, đ à câu hỏi

mà HS chưa biết câu trả l i, nhưng c thể bắt tay vào tìm kiếm l i giải đáp [15,23]

“Vấn đề” trong nghi n cứu Vật lí là một câu hỏi, một bài toán chưa c i giải xuất phát từ thực tiễn khoa học, kỹ thuật, đ i sống Đ à những hiện tượng mới, quá trình mới không thể lí giải được bằng các lý thuyết đã c , hoặc một câu hỏi tìm giải pháp cho một mục đ ch thiết thực nào đ , hoặc một lý thuyết chưa trọn vẹn [11]

Trong “vấn đề” chứa đựng cả yếu tố khách quan và yếu tố chủ quan

Yếu tố khách quan: dữ liệu xuất phát cho phép giải quyết vấn đề, tìm ra l i giải Yếu tố chủ quan: học sinh phải sẵn sàng tiếp nhận vấn đề để giải quyết

Cùng một bài toán, cùng một cân hỏi nhưng n c thể là “vấn đề” đối với cấp học này mà không phải là “vấn đề” đối với cấp học khác Như vậy, “vấn đề” bao gi i c ng chứa mâu thuẫn về nhận thức úc đầu, mâu thuẫn đ còn mang t nh khách quan nhưng sau khi HS tiếp thu và ý thức được mâu thuẫn đ thì n biến thành mâu thuẫn chủ quan

và tồn tại trong nghĩ của HS dưới dạng bài toán hay vấn đề bài tập

1.1.3.2 Tình huống có vấn đề

* Khái niệm: “Tình huống có vấn đề” à tình huống mà khi HS tham gia thì gặp một kh khăn, HS thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đ và cảm thấy với khả năng của mình thì hi vọng có thể giải quyết được, do đ bắt tay vào việc giải quyết vấn đề đ Nghĩa à tình huống này kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS đề xuất vấn đề và giải quyết vấn đề đã đề xuất [15,24]

Nhà giáo dục Xô Viết Rubinstein đã khẳng định: “Tư duy bắt đầu từ tình huống

có vấn đề” Tổ chức tình huống có vấn đề thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS tự ý thức được vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu và hứng thú giải quyết vấn đề, biết được mình cần phải àm gì và sơ bộ ác định được cách thức àm như thế nào Những dấu hiệu của tình huống có vấn đề:

- Nó bao gồm cái gì chưa biết, đòi hỏi phải có sự tìm tòi, sáng tạo, có sự tham gia hoạt động tư duy và sự nhanh tr đáng kể

- Nó phải chứa đựng điều gì đ đã biết, phải cho trước những dữ kiện nào đ để

àm điểm xuất phát cho sự suy nghĩ, sự tìm tòi sáng tạo

- Tình huống có vấn đề phải vừa sức đối với học sinh Nếu quá đơn giản, chứa đựng những l i giải tư ng minh từ kho tri thức c của học sinh thì kh ng gây được sự kích thích mà tạo ra sự th ơ, coi thư ng Ngược lại thì gây sự bất lực và tạo ra sự th ơ

do bi quan

- Đồng th i với tính vừa sức và tính mới lạ, t nh kh ng bình thư ng của bài toán nhận thức nhằm kích thích sự hứng thú và lòng khao khát nhận thức của HS

* Các kiểu tình huống có vấn đề

- Tình huống phát triển, hoàn chỉnh

HS đứng trước một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang những phạm vi mới, ĩnh vực mới

Phát triển, hoàn chỉnh vốn kiến thức của mình luôn luôn là niềm khao khát của tuổi trẻ và của mọi ngư i và đ à con đư ng phát triển của khoa học Quá trình phát triển, hoàn chỉnh kiến thức sẽ mang lại những kết quả mới (về kiến thức, kỹ năng, phương pháp) nhưng trong quá trình đ , vẫn có thể sử dụng những kiến thức, kỹ năng

và phương pháp đã biết [14,147]

Ví dụ: ở lớp 11, khi dạy bài “Từ thông Cảm ứng điện từ” GV c thể đặt vấn đề: dòng điện chạy trong một dây dẫn sinh ra từ trư ng xung quanh nó Vậy từ trư ng có sinh ra dòng điện được không? Để trả l i câu hỏi này, HS không thể dùng một kiến thức

c nào đã biết để có thể trả l i được, mà sau khi thông qua khái niệm từ thông và bằng khảo sát thực nghiệm để rút ra định luật cảm ứng điện từ, từ đ mới giải quyết vấn đề đặt ra

- Tình huống bế tắc

HS đứng trước một vấn đề mà trước đây chưa gặp một vấn đề nào tương tự Vấn

đề cần giải quyết không có một dấu hiệu nào i n quan đến một kiến thức hay phương pháp đã biết HS bắt buộc phải xây dựng kiến thức mới hay phương pháp mới để giải quyết vấn đề Tình huống này thư ng bắt gặp khi nghiên cứu một kiến thức mới [14,148]

Ví dụ: Trong bài “Giao thoa ánh sáng” đã khẳng định ánh sáng có tính chất sóng Nhưng khi học bài “Hiện tượng quang điện” nếu áp dụng tính chất s ng để giải thích các định luật quang điện thì HS sẽ gặp bế tắc

- Tình huống lựa chọn

HS đứng trước một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc, c i n quan đến một số kiến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết nhưng chưa chắc chắn là có thể dùng kiến thức nào, phương pháp nào để giải quyết vấn đề thì sẽ có hiệu quả HS cần phải lựa chọn, thậm chí thử làm xem kiến thức nào, phương pháp nào c hiệu quả

để giải quyết được vấn đề đặt ra [14,148]

Ví dụ: Khi học bài “Định luật bảo toàn động ượng”, khi nghi n cứu sự tương tác bằng va chạm giữa hai vật một vấn đề mới được đặt ra à c đại ượng nào bảo toàn trong quá trình hai vật tương tác kh ng? HS kh ng thể trả l i ngay được nhưng HS c thể cảm nhận được rằng: đây à bài toán hai vật tương tác khi chuyển động, nên có thể

áp dụng các định luật Niutơn để giải quyết Mặt khác, HS c ng đã biết phương án th nghiệm khảo sát chuyển động của các vật Như vậy, c hai cách để giải quyết vấn đề trên nhưng kết quả đạt được à tìm được một định luật mới

- Tình huống không phù hợp

HS ở trạng thái băn khoăn, nghi hoặc khi gặp phải một hiện tượng trái ngược với suy nghĩ th ng thư ng (hiện tượng có tính chất nghịch lí, hầu như kh tin đ à sự thật)

Do đ , k ch th ch sự tò mò của HS để tìm cách giải thích, bổ sung, hoàn chỉnh hoặc phải thay đổi quan niệm c sai ầm của bản thân [14,122]

Ví dụ: Thả một con cá nhỏ còn sống vào một ống nghiệm thủy tinh đựng đầy nước, sau đ dùng đèn cồn đun n ng phần trên gần miệng ống cho đến khi nước ở trên miệng ống sôi, ta thấy con cá vẫn bơi ội bình thư ng Tình huống này HS thấy mới lạ, trái với những gì thư ng xảy ra trong đ i sống hàng ngày Tại sao cá vẫn bơi được trong bình?

- Tình huống áp dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn

Các tình huống này được tạo n n khi gặp những sự kiện, hiện tượng trong thực tiễn i n quan đến việc vận dụng tri thức vật í, từ đ k ch thích sự hưng phấn của thần kinh, tạo kh ng kh s i nổi trong gi học [8,13]

V dụ: giữ thăng bằng tr n dây, ứng dụng tự chế tạo một “động cơ phản ực”, tự chế tạo một “con ật đật”, ứng dụng của hiện tượng phản ạ toàn phần, tia tử ngoại, Việc tách ra các kiểu tạo ra tình huống c vấn đề như tr n chỉ c t nh tương đối, một sự kiện cụ thể trong nghi n cứu c thể đồng th i c sự tham gia của một vài tình huống c vấn đề thuộc các oại khác nhau

Việc tạo ra được các “tình huống c vấn đề” à cả một ĩnh vực của nghệ thuật sư phạm Cùng một nội dung, cùng một ớp HS nhưng ngư i GV kh ng c sự gia c ng sư phạm phù hợp thì sẽ kh ng thể đặt HS vào tình huống c vấn đề Vì thế, trong dạy học ngư i GV phải u n biết cách tạo ra được “thế năng tâm tư duy” cho HS, c như vậy mới tạo được động ực thúc đ y quá trình học tập

1.1.4 ọ n đề trong môn V t lí [6,68]

Có thể coi DHG VĐ gồm 3 giai đoạn sau:

1.1.4.1 Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề

Đây à giai đoạn àm uất hiện bài toán nhận thức trong HS, à giai đoạn àm nảy sinh tình huống c vấn đề N c nhiệm vụ k ch th ch thần kinh hoạt động tạo cho HS một trạng thái hưng phấn cao độ, c nhu cầu hoạt động và c thái độ sẵn sàng ao vào

c ng việc Nội dung hoạt động của GV à tạo cho được “vấn đề nhận thức” nghĩa à tạo

ra được mâu thuẫn giữa “cái đã biết và cái cần tìm” sau đ “cấy” mâu thuẫn đ vào tiến trình nhận thức của HS để HS cảm nhận được sự tồn tại hiển nhi n của mâu thuẫn đ

tr n con đư ng học tập của bản thân Tiếp theo, GV phải khơi nguồn tiềm ực ở HS để

HS thấy được họ đã c vốn tri thức, chỉ cần họ cố gắng thì sẽ tự ực giải quyết được mâu thuẫn đ

Nội dung hoạt động của HS trong giai đoạn này à tiếp nhận “bài toán nhận thức”, tiếp nhận “vấn đề” và chuyển sang trạng thái sẵn sàng, t ch cực hoạt động

Các phương tiện tổ chức tình huống c vấn đề trong dạy học Vật í:

+ Hình ảnh trực quan (ảnh chụp, video c ip): các hình ảnh này đòi hỏi phải đẹp, ạ mắt để k ch th ch sự chú của học sinh

+ Các câu chuyện ịch sử hay m u tin th i sự hoặc những hiện tượng diễn ra trong

tự nhi n

+ Các th nghiệm tạo ra sự bất ng ngoài sự mong đợi của học sinh

+ Các bài tập vấn đề c nhiều câu mà ở câu 1 học sinh chỉ cần áp dụng các c ng thức, kiến thức đơn giản để àm nhưng các câu sau chỉ cần thay 1 dữ kiện, học sinh tưởng chừng c ng sẽ àm được nhưng khi giải thì gặp bế tắc

1.1.4.2 Giai đoạn nghiên cứu, hướng dẫn giải quyết vấn đề, hợp thức hóa kiến thức, kỹ năng

Đây à giai đoạn rất quan trọng, bởi vì ở đây HS sẽ dần dần làm quen với phương pháp nghiên cứu của nhà vật lí học ở mức độ tập dượt xây dựng kiến thức để phản ánh bản chất những sự kiện thực tế

 Các bước chủ yếu của giai đoạn này:

- Xây dựng dự đoán khoa học, trong bước này cần hướng dẫn để HS biết quan sát

sự kiện (có thể qua mô hình hoặc thí nghiệm, hay quan sát với những kiến thức họ đã

c ) C hai con đư ng để tìm mối liên hệ đ , đ à con đư ng suy diễn và con đư ng qui nạp

- Khi đã c dự đoán khoa học, GV cần chỉ đạo, hướng dẫn để HS thảo luận các phương án nhằm đánh giá t nh đúng đắn của dự đoán Trong trư ng không thể trực tiếp kiểm chứng được dự đoán, thì cần phải hướng dẫn HS từ dự đoán bằng suy diễn toán học hoặc tư duy gic để suy ra hệ quả Với hệ quả được rút ra từ dự đoán thì cần kiểm tra xem hệ quả đ c phù hợp với các lý thuyết đã c kh ng Bằng tư duy gic, tư duy biện chứng và tư duy toán học để xác nhận sự phù hợp của hệ quả Ngoài ra có thể thiết

kế, chế tạo hay lắp ráp thí nghiệm để kiểm chứng sự đúng đắn của hệ quả Khi hệ quả được khẳng định à đúng đắn thì giả thuyết khoa học c ng được xác nhận

- Chỉnh lý giả thuyết để nó trở thành tri thức, kỹ năng mới, đây ch nh à giai đoạn hợp thức hóa kiến thức mới Đến đây c ng cần để cho HS luyện tập cách diễn đạt tư tưởng vật lí bằng ngôn ngữ

 Để thực hiện tốt giai đoạn hướng dẫn giải quyết vấn đề cần có các biện pháp sau:

- Huy động ở mức độ cao các thao tác tư duy như phân t ch, tổng hợp, và biết kết hợp linh hoạt giữa nhận thức cảm tính với nhận thức lý tính

- Dùng các thí nghiệm kiểm tra kết quả để gây lòng tin cho HS

Trong giai đoạn này, HS thư ng không có khả năng hoàn toàn tự lực trong th i gian ngắn giải quyết trọn vẹn vấn đề như các nhà khoa học nên GV cần hướng dẫn, giúp

đỡ để HS có thể giải quyết vấn đề với mức độ tự lực cao nhất

Th ng thư ng, việc giải bài toán nhận thức được chia thành những bài toán nhỏ, trung gian Mỗi bài toán trung gian sẽ được đặt ra như một vấn đề mới, do đ HS i n tiếp được đặt vào các tình huống có vấn đề Ban đầu, HS có thể còn lúng túng trong phương thức giải quyết vấn đề nhưng qua quá trình rèn uyện HS sẽ quen dần và ngày càng vững vàng trong các bước giải quyết vấn đề

1.1.4.3 Giai đoạn củng cố và vận dụng kiến thức, kỹ năng mới

Đây à giai đoạn cuối cùng của một quá trình dạy học vì cho dù GV có sử dụng

một phương pháp dạy học nào thì c ng phải trải qua giai đoạn củng cố, vận dụng tri thức đã c Trong giai đoạn này cần đảm bảo các mặt sau:

- Tổng kết và hệ thống hóa tri thức mới đã ây dựng thông qua việc giải quyết vấn

- Dùng kiến thức mới, kỹ năng mới giải quyết vấn đề đặt ra ở giai đoạn 1

Như vậy, ở giai đoạn này vừa củng cố được kiến thức một cách vững chắc, vừa luyện tập tập giải quyết một vấn đề mới, qua đ tư duy sáng tạo được phát triển

Để củng cố và vận dụng kiến thức, kỹ năng mới cho HS ta có thể àm như sau: dùng một bài toán cụ thể để củng cố kiến thức và kỹ năng hay vận dụng kiến thức đã học để giải thích một hiện tượng vật lí hay ác định các thông số của thiết bị đo,… Theo Phạm Hữu Tòng có thể m hình h a các giai đoạn của dạy học G VĐ theo

sơ đồ sau [15]:

Sơ đồ 1: Các giai đoạn của DHGQVĐ

1.1.5 Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề trong môn Vật lí [11], [16]

Trong DHG VĐ theo nghĩa đầy đủ, HS phải à ngư i tìm tòi giải quyết vấn đề, ngư i thực hiện tất cả các giai đoạn trong chu trình nhận thức sáng tạo Tuy nhiên, khi triển khai áp dụng dạy học nội dung Vật lí, tùy thuộc vào nội dung bài học, trang thiết bị dạy học, th i gian dạy học mà HS có thể tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp vào các hành động giải quyết vấn đề Căn cứ vào sự tham gia trực tiếp của HS vào các hành động giải quyết vấn đề theo chu trình sáng tạo Vật lí khi thực hiện DHG VĐ, c thể chia DHG VĐ thành ba mức độ theo bảng sau [1, 95]

Mứ đ Học sinh chứng ki n Học sinh tham gia trực ti p

Trình bày, thông báo, thảo luận, bảo vệ kết quả

Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đề ra Kiểm tra, xác nhận kết quả, sự phù hợp lý thuyết với

thực tiễn

Mứ đ 2:

Tìm tòi một phần

Qúa trình tìm tòi vấn đề, thí nghiệm kiểm tra

- Suy đoán giải thuyết

- Suy luận lôgic từ giả thuyết, tiên đoán hiện tượng mới

- Xây dựng phương án th nghiệm, kiểm tra giả thuyết/ hệ quả giả thuyết

- Quan sát ghi nhận kế quả

- Xử lý số liệu thí nghiệm

- Khái quát hóa rút ra kết luận

- Ghi nhận tri thức mới

Ưu và nhược điểm của dạy học ở mức độ trình bày nêu vấn đề:

Ưu điểm:

- Kh ng đòi hỏi nhiều th i gian, có thể áp dụng cho hầu hết các đề tài học tập

- Duy trì sự chú ý theo dõi bài giảng, gây cho HS hứng thú trong học tập, nh đ

HS hiểu được bài

- Rèn luyện sự ghi nhớ, tái hiện lại quá trình giải quyết vấn đề theo algôrit mẫu của

GV đối với HS

 Nhược điểm

- Tạo tư tưởng ỷ lại, chưa thực sự chủ động, không phát huy tính sáng tạo trong quá trình học tập của HS

- Chưa giúp học sinh c đủ điều kiện ĩnh hội được kinh nghiệm xây dựng và tiến hành lập kế hoạch giải quyết vấn đề, chưa rèn uyện được kỹ năng thực hành vật chất và trí tuệ

DHG VĐ ở mức độ 1 thư ng được áp dụng trong các bài học xây dựng kiến thức mới mà:

- Nội dung kiến thức quá kh mà HS kh ng đủ năng ực tham gia trực tiếp vào các giai đoạn chính của tiến trình giải quyết vấn đề

- Thiết bị thí nghiệm kh ng đáp ứng yêu cầu dạy học

- Nội dung kiến thức trong tiết học lớn, kh ng c điều kiện về mặt th i gian để huy động sự tham gia của HS vào tiến trình giải quyết vấn đề

Mứ đ 2: Tìm tòi nghiên cứu từng phần

Dạy học ở mức độ này đòi hỏi GV phải tạo cơ hội cho HS cùng tham gia hoạt

động thực sự Phải để cho HS bộc lộ suy nghĩ bằng ngôn ngữ hoặc tham gia cùng với

GV ở một số khâu thực hành thí nghiệm hay trong các giai đoạn như: tạo tình huống có vấn đề, giải quyết vấn đề, củng cố, vận dụng Ở mức độ này, khi HS không giải được bài toán thì GV có thể thực hiện theo các hình thức sau:

- GV xây dựng một bài toán tương tự nhưng hẹp hơn

- GV chia bài toán cần nghiên cứu thành các bài toán nhỏ, dễ hơn, nhưng tập hợp

lại thành l i giải cho bài toán ban đầu

- GV gợi ý những dự kiến bổ sung cho điều kiện của bài toán, nh đ giới hạn

được số bước giải và phạm vi tìm tòi

- GV giải thích rõ vấn đề rồi có thể chỉ yêu cầu HS rút ra kết luận, chỉ nêu giả

thuyết, chỉ lập kế hoạch kiểm tra giả thuyết đ ,

- Đàm thoại có tính chất phát kiến (đ à hệ thống câu hỏi do GV xây dựng, mà câu

hỏi sau được suy ra từ câu hỏi trước, các câu hỏi theo một lôgic nhất định)

Ưu và nhược điểm khi dạy học ở mức độ tìm tòi nghiên cứu từng phần:

 Ưu điểm:

- Có khả năng giúp cho HS tiếp thu được kinh nghiệm hoạt động sáng tạo, phát huy được năng ực tư duy độc lập suy nghĩ ở mức độ đáng kể, bồi dưỡng được tiềm lực thích ứng với nghề nghiệp tương lai

- Tạo cho HS hứng thú nhận thức, tìm tòi, tránh được tư tưởng ỷ lại, khắc phục cách học thụ động và hình thức

Nhược điểm:

- Đòi hỏi nhiều th i gian và không phải úc nào c ng áp dụng được

- Chưa cho phép HS c điều kiện ĩnh hội được kinh nghiệm xây dựng và tiến hành toàn bộ kế hoạch giải quyết vấn đề lớn trọn vẹn

Dạy học giải quyết vấn đề ở mức độ hai thư ng áp dụng cho các loại bài học xây dựng kiến thức mới mà:

- Nội dung kiến thức phù hợp về mặt th i gian trong giới hạn cho phép của một tiết học

- Thiết bị thí nghiệm không quá phức tạp, dễ thực hiện

Mứ đ 3: Tìm tòi nghiên cứu sáng t o (nghiên cứu, thi t k , sáng t o)

Đây à mức độ cao nhất của DHG VĐ Ở mức độ này, HS tự lực học tập, sự hướng dẫn và chỉ đạo của GV chỉ có tính chất định hướng và gián tiếp cao Sau khi HS

đã thức được vấn đề đặt ra (do GV hướng dẫn hoặc HS tự đề xuất) thì tự mình vạch kế hoạch tìm tòi, xây dựng giả thuyết, tìm ra cách kiểm tra giả thuyết, tiến hành quan sát kiểm tra, phân tích kết quả thí nghiệm để từ đ khái quát h a, rút ra kết luận,… Như vậy, ở mức độ này ngư i GV đưa HS vào con đư ng tự lực thực hiện tất cả các giai đoạn của hoạt động tìm tòi vấn đề, nên hoạt động nhận thức của HS trong giai đoạn này gần giống như hoạt động nghiên cứu của các nhà khoa học

Dạy học ở mức độ 3 thư ng được tiến hành dưới dạng các bài tập thí nghiệm, trong bài học bài tập vật lí, trong hoạt động ngoại khóa, bài học thực hành thí nghiệm,trong dạy học dự án,…

Ưu và nhược điểm dạy học ở mức độ tìm tòi, nghiên cứu sáng tạo

Ưu điểm:

- Giúp HS nắm tri thức và hành động trí tuệ một cách vững vàng, sâu sắc

- Tạo điều kiện cho HS phát huy được trí thông minh, sáng tạo, nâng cao hứng thú nhận thức, hình thành được nhu cầu tham gia hoạt động tìm kiếm

- Bồi dưỡng được ph m chất và tác phong làm việc của nhà nghiên cứu khoa học

Nhược điểm:

- Có thể dẫn đến tình trạng lạm dụng c ng như tình trạng kh ng đảm bảo cho mọi

HS cùng vươn n trong học tập kh ng đồng đều Do đ , c sự phân h a trình độ mà không có sự cá biệt hóa

- Thích hợp với một số nội dung dạy học nhất định, tốn nhiều th i gian và công sức chu n bị

Những mức độ khác nhau trong DHG VĐ c những mục đ ch ri ng, ưu điểm và hạn chế riêng Ngoài ra, việc phân chia các mức độ chỉ căn cứ vào sự tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp của HS vào các hoạt động trong quá trình dạy học Do vậy, khi vận dụng cần phối hợp một cách linh hoạt sao cho phát huy tối đa khả năng hoạt động, tư duy độc lập, tính chủ động của HS trong quá trình học tập

1.1.6 á đ ề ện n ọ n đề trong môn V t lí ờng phổ thông [10,92]

Theo Phạm Thị Phú, để triển khai việc DHG VĐ trong m n Vật lí ở trư ng pổ thông cần c các điều kiện sau:

- Nội dung tri thức khoa học (bao gồm cả kỹ năng và phương pháp) phải chứa

đựng yếu tố mới mẻ mà trước khi giải quyết vấn đề HS chưa biết, tri thức ấy được tạo ra trong quá trình giải quyết vấn đề không chỉ bằng tư duy tái tạo mà phải có sự nỗ lực tư duy của chủ thể vượt qua những “vùng phát triển gần” do GV tạo ra trong điều kiện của dạy học Vì vậy, dạy học giải quyết vấn đề có thể thực hiện cho các loại tiết học khác nhau: bài học xây dựng kiến thức mới, bài học bài tập Vật lí, bài học thực hành Vật lí, bài học ôn tập tổng kết hệ thống hóa kiến thức, bài học ngoại kh a Tuy nhi n, để thực hiện DHG VĐ cần phải sắp xếp, cấu tạo trật tự lôgic các kiến thức từ vĩ m (từng phần, từng chương) đến vi mô (từng bài học) theo tiến trình của nhận thức Vật lí, nghĩa à GV phải xây dựng được chuỗi vấn đề (bộ câu hỏi) theo thứ tự: câu hỏi khái quát, câu hỏi bài

học, câu hỏi tư duy

- Thiết bị dạy học:

+ Thí nghiệm Vật lí- hạt nhân của hành động kiểm tra xác nhận giả thuyết, do đ

dụng cụ thí nghiệm là tiền đề vật chất quan trọng cho việc thực hiện DHG VĐ

+ Cơ sở trực quan số hóa: làm tiền đề vật chất cho HS tham gia vào các giai đoạn

của tiến trình G VĐ như: hình ảnh trực quan (ảnh chụp, video c ip): các hình ảnh này đòi hỏi phải đẹp, ạ mắt để k ch th ch sự chú của học sinh

+ Các câu chuyện ịch sử hay m u tin th i sự hoặc những hiện tượng diễn ra trong thực tiễn

+ Các thí nghiệm tạo ra sự bất ng ngoài sự mong đợi của học sinh

+ Các bài tập vấn đề c nhiều câu mà ở câu 1, học sinh chỉ cần áp dụng các c ng thức, kiến thức đơn giản để àm nhưng các câu sau chỉ cần thay 1 dữ kiện, học sinh

tưởng chừng c ng sẽ àm được nhưng khi giải thì gặp bế tắc

- Trình độ khoa học và kỹ năng sư phạm của GV: đây à yếu tố quan trọng quyết

định thành công của DHG VĐ Tr n cơ sở nhận thức sâu sắc nội dung Vật lí kết hợp

với những kỹ năng sư phạm cần thiết, GV ác định chính xác nội dung khoa học của bài học, phát biểu thành mệnh đề gọn, rõ Từ đ ây dựng tình huống có vấn đề, đặt HS trước câu hỏi nhận thức hấp dẫn ở tính thiết thực, bất ng , mới lạ,… dẫn dắt HS giải quyết vấn đề bằng hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức theo tiến trình của nhận thức sáng tạo Vật lí Tài năng sư phạm của GV được thể hiện ở hệ thống bộ câu hỏi định hướng Căn cứ vào mức độ tìm tòi trong hành động của HS do câu hỏi định

hướng đưa ại, có thể phân loại 3 kiểu định hướng theo thứ tự từ thấp đến cao như sau: + Định hướng tái tạo cụ thể: câu hỏi của GV nhằm vào việc tái tạo ở HS từng hành

động, thao tác cụ thể mà trước đ HS đã biết, đây à mức độ thấp nhất của sự tìm tòi Kiểu định hướng này đảm bảo được hiệu quả rèn luyện kỹ năng và tạo cơ sở cần thiết cho HS có thể thích ứng được với sự định hướng, tìm tòi trong dạy học Các dạng câu hỏi: Hiện tượng (quá trình) này tương tự với hiện tượng (quá trình) nào đã biết? Vấn đề này có liên hệ với vấn đề nào tương tự? Mối liên hệ ấy như thế nào? Các bước giải quyết vấn đề tương tự? Làm thế nào để quy vấn đề này về vấn đề tương tự đã biết cách giải quyết?…

+ Định hướng khái quát chương trình h a: câu hỏi của GV nhằm vào việc gợi ý giúp HS ý thức được đư ng lối khái quát hóa của việc tìm tòi giải quyết vấn đề, sự định hướng được chương trình h a theo các bước dự định hợp lí, theo các yêu cầu từ thấp đến cao, từ tổng quát, tổng thể, toàn bộ đến riêng biệt, chi tiết, bộ phận theo theo các bước sau:

 Đầu tiên là câu hỏi đòi hỏi HS tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra

 Nếu HS kh ng đáp ứng được thì có sự giúp đỡ tiếp theo của GV là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, thu hẹp dần phạm vi tìm tòi sao cho vừa sức HS (là sự gợi ý, chi tiết hóa thêm câu hỏi khái quát ban đầu)

 Nếu HS vẫn kh ng đáp ứng được thì chuyển dần sang định hướng tái tạo từ việc hướng dẫn theo angôrit (cho biết trình tự thực hiện các hành động, thao tác) để theo đ

tra dự đoán? Cần phải thực hiện thí nghiệm như thế nào để kiểm tra dự đoán? Kết quả thí nghiệm có phù hợp với dự đoán kh ng? Điều gì mới rút ra được từ thí nghiệm này? + Định hướng tìm tòi, nghiên cứu sáng tạo: câu hỏi của GV nhằm vào việc yêu cầu

HS tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để giải quyết vấn đề Đây à mức độ cao nhất của yêu cầu tìm tòi sáng tạo ở HS, có tác dụng bồi dưỡng năng ực tư duy, năng ực giải quyết vấn đề cho HS Thực hiện kiểu định hướng này là một việc không dễ dàng, nó phụ thuộc vào tài năng sư phạm của GV, vào đối tượng HS và vào chính nội dung khoa học của kiến thức

Định hướng khái quát chương trình h a à kiểu định hướng trung gian, phát huy ưu điểm của hai kiểu định hướng tái tạo và nghiên cứu, đồng th i cho phép thực hiện ở đa

số đối tượng HS với nhiều kiến thức điển hình trong chương trình Vật lí phổ thông Như vậy, phương tiện quan trọng trong DHG VĐ à hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức của HS Do đ , câu hỏi phải đạt các yêu cầu sau:

+ Yêu cầu về lôgic học: diễn đạt chính xác về ngữ pháp sao cho thỏa mãn qui luật đồng nhất, nghĩa à đối tượng của câu hỏi phải rõ ràng, tránh tình trạng HS không xác định rõ đối tượng câu hỏi dẫn đến hỏi một đư ng, trả l i một nẻo

+ Yêu cầu nội dung khoa học: câu hỏi phải đảm bảo câu trả l i đúng à dần từng bước giải quyết vấn đề đặt ra

+ Yêu cầu về phương pháp dạy học:

 Xây dựng được hệ thống các tình huống có vấn đề

 Câu hỏi phải thực hiện được chức năng định hướng hành động nhận thức theo chu trình sáng tạo Vật lí, nghĩa à phải đảm bảo câu trả l i đúng với hi vọng của GV Câu hỏi phải vừa sức với trình độ nhận thức của HS

 Xây dựng được hệ thống bài tập vấn đề

1.1.7 á ên ọ n n ọ n đề

Dạy học giải quyết vấn đề trong môn Vật lí là quá trình dạy học được GV tổ chức phỏng theo quá trình nhận thức sáng tạo Vật lí, trong đ HS đ ng vai trò à nhà nghi n cứu (trong các điều kiện của dạy học) có sự giúp đỡ, định hướng trực tiếp hoặc gián tiếp của GV Có thể thấy vai trò, chức năng của GV và HS trong DHG VĐ qua sơ đồ 2 [16]

Giáo viên Các giai đoạn Học sinh

Sơ đồ 2: Vai trò của GV và HS trong các giai đoạn của DHGQVĐ

Đưa ra tình huống

Khơi nguồn tiềm lực cho HS

Tạo tình huống

có vấn

đề

Tiếp nhận câu hỏi nhận thức

Huy động kiến thức có liên

HS suy nghĩ tìm tòi

Hướng dẫn HS giải quyết vấn đề, hợp thức hóa tri thức,

kỹ năng

Rút ra

hệ quả

Kiểm tra tính đúng đắn của

Tiếp nhận câu hỏi nhận thức

Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra

1.2 á p n p áp n n ọ n n đề n n n ứ

í

Mục đ ch của việc dạy học là nhằm bồi dưỡng và nâng cao năng ực nhận thức, tư duy và sáng tạo cho HS Tuy nhi n, để đạt được mục đ ch đ thì mỗi giáo viên cần phải nắm được con đư ng đi đến nhận thức khoa học, sự hình thành tiến trình nhận thức khoa học c ng như nắm vững các phương pháp trong dạy học nói chung và trong dạy học vật lí n i ri ng để vận dụng một cách linh hoạt nhằm thu được kết quả cao nhất

1.2.1 on đ n n ận t ức vật [10]

Theo quan điểm của triết học duy vật biện chứng, quá trình nhận thức của con ngư i diễn ra theo công thức “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ tư duy trừu tượng trở về với thực tiễn Đ à con đư ng biện chứng của nhận thức chân lý, nhận thức hiện thực khách quan” Tr n cơ sở đ , V.G Razum p ki đã trình bày những khía cạnh chính của quá trình nhận thức sáng tạo theo chu tình sau:

Sơ đồ 3: Chu trình sáng tạo khoa học theo V.G.Razumôpxki

Từ sự khái quát hóa những sự kiện đi đến xây dựng mô hình trừu tượng của hiện tượng (đề xuất giả thuyết), từ mô hình dẫn ra các hệ quả lý thuyết, rồi từ hệ quả lý thuyết đến kiểm tra bằng thực nghiệm Nếu những sự kiện thực nghiệm phù hợp với hệ quả dự đoán thì giả thuyết trở thành chân lý khoa học, một định luật, một thuyết vật lí và kết thúc một chu trình Theo th i gian, phạm vi ứng dụng của một chu trình ngày càng

mở rộng, cho đến khi xuất hiện những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp thì xem lại lý thuyết c , chỉnh lý hoặc bổ sung và như thế lại bắt đầu một chu trình mới nhằm xây dựng một mô hình mới, những kiến thức mới, thiết kế những máy móc mới để kiểm tra giả thuyết, nếu kết quả thực nghiệm phủ định giả thuyết thì mô hình nêu ra cần phải thay đổi

Vậy, chu trình nhận thức khoa học kh ng khép k n mà được mở rộng dần qua đ làm giàu thêm kiến thức khoa học, nên kiến thức khoa học ngày càng một phong phú hơn, hoàn thiện hơn, con ngư i ngày càng tiếp cận với chân lý khách quan

Từ sơ đồ tr n, Bunseman và Razum p ki đã n u ra những giai đoạn điển hình của quá trình nhận thức khoa học như sau

Thực tiễn→ Vấn đề → Giải thuyết → Định luật → Hệ quả → thuyết →Thực tiễn Hoạt động nhận thức vật lí sáng tạo có thể biểu diễn theo sơ đồ sau [10, 23]

Sơ đồ 4: Tiến trình nhận thức vật lí sáng tạo

Như vậy, con đư ng đi tìm chân uất phát từ thực tiễn và cuối cùng trở lại thực tiễn, lấy thực tiễn làm chân lý Những tính chất và quy luật vận động của thế giới vật chất tồn tại khách quan, không phụ thuộc vào ý muốn chủ quan của con ngư i Những kiến thức mà con ngư i không ngừng xây dựng n n để phản ánh, mô tả thế giới tự nhiên

đ à những sáng tạo vật lí

n t n t n iến t ức oa ọc vật lí

Kiến thức khoa học được xây dựng khi nhà khoa học c động cơ giải quyết vấn đề, tìm l i giải đáp cho một câu hỏi đặt ra, nghĩa là phải tìm tòi một cái mới chứ không phải đơn thuần là sự lặp lại các kiến thức và cách thức hoạt động quen thuộc đã biết, nên không thể chỉ dựa tr n tư duy tái hiện

Trong quá trình hoạt động nhận thức và thực tiễn, nảy sinh nhu cầu giải thích các hiện tượng vật lí bằng các mối tương quan bất biến nào đ giữa các dữ liệu cảm tính (quan sát/ đo đạc) Khi đ , tìm i giải đáp cho câu hỏi về một tính chất hay một sự kiện phụ thuộc nào đ trong thực tế mà ta đã c thể phỏng đoán về sự tồn tại của chúng sẽ được thực hiện theo con đư ng: xuất phát từ việc thiết kế phương án th nghiệm khả thi cho phép thu ượm những thông tin cần thiết, thực thi thí nghiệm để thu ượm các dữ kiện cảm tính trực tiếp, rồi nh các hành động suy diễn và qui nạp để xây dựng nên kết luận xác nhận

Vấn đề Giả thuyết Hệ quả lôgic Thí nghiệm

kiểm tra

Tri thức Vật

lý

Thực tiễn

Trong quá trình phát triển của hoạt động khoa học và thực tiễn sẽ nảy sinh nhu cầu giải thích các sự kiện thực nghiệm mới, c ng như nhu cầu giải thích chính sự tồn tại của các mối liên hệ đã biết và nhu cầu ti n đoán các mối liên hệ, các sự kiện có thể xảy ra nhưng còn chưa biết Khi đ , đòi hỏi các nhà khoa học đưa ra các giả thuyết tổng quát, tức là những điều đã được thừa nhận và mang tính chất giả định, những mô hình giả thuyết tổng quát này cho phép giải thích những sự kiện, những mối liên hệ đã biết và cho phép rút ra những hệ quả lôgic, nh đ c thể ti n đoán sự tồn tại của các sự kiện thực nghiệm hi vọng có thể xảy ra Việc thiết kế, tiến hành thí nghiệm và phân tích các

dữ liệu thu được để xây dựng mô hình xác nhận sẽ có một mặt cho phép kiểm tra tính hợp thức của mô hình hệ quả lôgic và của cả mô hình giả thuyết tổng quát Đ à điều cần thiết cho sự chấp nhận tri thức khoa học mới, đồng th i à cơ sở cho sự phát triển của các giả thuyết khoa học một khi các thuyết c kh ng còn phù hợp với thực nghiệm Mặt khác, bản thân các mô hình hợp thức và những kết quả thực nghiệm sẽ có thể đưa đến những ứng dụng của khoa học trong thực tiễn sản xuất và đ i sống

1.2.3 Tiến trình nhận thức xây d ng một kiến thức Vật lí cụ thể

Từ sự phân tích về sự hình thành hệ thống các tri thức vật lí, có thể mô tả tiến trình xây dựng một kiến thức vật lí bằng sơ đồ sau: [6,43]

Điều kiện xuất phát

Vấn đề- Bài toán

Giải pháp

Kết luận

Giải pháp Kiểm tra- Ứng dụng

Sự kiện thu được từ thí nghiệm, quan sát

Sự kiện được giải thích/

ti n đoán

Kết luận

Sơ đồ 5: Sơ đồ tiến trình xây dựng một kiến thức Vật lí

+ Đề xuất vấn đề- bài toán: do nảy sinh nhu cầu về một vấn đề chưa biết, bài toán chưa gặp cần khám phá

+ Suy đoán giải pháp: có thể bằng con đư ng khảo sát lý thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm hay kết hợp cả hai cách trên

+ Kiểm tra, vận dụng kết quả: xem xét khả năng chấp nhận các kết quả tìm được,

tr n cơ sở vận dụng chúng để giải th ch hay ti n đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm Xem xét sự khác biệt giữa kết luận c được nh suy luận

lý thuyết với các kết luận c được từ các dữ kiện thực nghiệm để qui nạp, chấp nhận kết quả tìm được khi có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm hoặc để xét lại, bổ sung, sửa đổi đối với thực nghiệm hoặc đối với việc xây dựng và vận hành mô hình xuất phát khi chưa c sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, nhằm tìm tòi xây dựng cái cần tìm

c p n p p n ận t ức s ụn tron tiến tr n n ận t ức ật í

Giải quyết vấn đề trong nghiên cứu Vật lí là quá trình nhà nghiên cứu sử dụng các phương pháp, phương tiện khác nhau theo con đư ng của chu trình sáng tạo khoa học để tìm câu trả l i cho vấn đề đặt ra, bao gồm các phương pháp chung nhất, các phương pháp nghiên cứu riêng của vật lí [11],[14]:

1.2.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Định nghĩa: c hai cách hiểu khác nhau về khái niệm phương pháp thực nghiệm (PPTN) vật lí:

+ Cách 1 (theo nghĩa hẹp): PPTN là khâu tiến hành thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết đã c hoặc để đo đạc độ chính xác cao một đại ượng vật lí nào đ , nghĩa à chỉ là khâu thí nghiệm Vật lí

+ Cách 2 (theo nghĩa rộng): PPTN bao gồm tất cả các khâu của quá trình nhận thức từ việc đặt vấn đề tr n cơ sở các sự kiện thực nghiệm hoặc quan sát, đến khâu đề ra giả thuyết, tiến hành thí nghiệm kiểm tra giả thuyết, xử lí kết quả và rút ra kết luận về vấn đề nghiên cứu

- Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm:

+ Xây dựng giả thuyết khoa học tr n cơ sở các số liệu thu được

+ Lựa chọn các đối tượng thực nghiệm, các biến số độc lập và phụ thuộc, điều kiện thực nghiệm, cách tiến hành cụ thể và máy móc thiết bị thích hợp

+ Tiến hành các giai đoạn thực nghiệm theo kế hoạch đã vạch ra: tác động n đối tượng, quan sát, đo đạc, ghi chép các số liệu

+ Xử lí kết quả thực nghiệm: bằng việc phân tích, phân loại, thống kê toán học, bằng máy tính,

+ Kết luận: tr n cơ sở các kết quả thực nghiệm đã được xử lí, nhà nghiên cứu khẳng định giả thuyết khoa học và nêu lên lý thuyết mới, đồng th i đề xuất áp dụng vào thực tiễn

- Vai trò của phương pháp thực nghiệm:

+ Nhà nghiên cứu đề xuất được tri thức mới, khái niệm mới, định luật mới

+ Cung cấp những bằng chứng thực nghiệm cần thiết cho việc đối chiếu hợp thức hóa, khẳng định giá trị hoặc chỉnh lí, bổ sung hay bác bỏ những kết luận đã c trước đây, dẫn đến hình thành tri thức mới

1.2.4.2 Phương pháp tương tự trong nghiên cứu Vật lí

- Định nghĩa: theo logic học “Phương pháp tương tự là việc dựa vào sự giống nhau một phần về các tính chất hoặc về mối quan hệ mà ta đem những kết thuộc về một sự vật này gán cho một sự vật khác”, theo ng n ngữ hiện đại “Phương pháp tương tự là việc chuyển những thông tin thuộc về một đối tượng này sang một đối tượng khác”

- Các giai đoạn cơ bản của phương pháp tương tự:

+ Tập hợp các dấu hiệu về đối tượng cần nghiên cứu và các dấu hiệu của đối tượng đối chiếu đã c những hiểu biết phong phú về nó

+ Tiến hành phân tích những dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa chúng Kiểm tra các dấu hiệu giống nhau c đồng th i là dấu hiệu bản chất của các đối tượng này hay không

+ Truyền các dấu hiệu của đối tượng đã biết cho đối tượng cần nghiên cứu bằng suy luận tương tự

+ Kiểm tra t nh đúng đắn của các kết luận rút ra có tính chất giả thuyết đ ở đối tượng cần nghiên cứu Nếu các kết luận rút ra kh ng đúng với đối tượng cần nghiên cứu thì phải trở lại bước đầu (lựa chọn đối tượng khác để đem so sánh)

- Vai trò của phương pháp tương tự: cho phép nhà nghiên cứu đưa ra những phỏng đoán bước đầu, sẽ được nghiên cứu tiếp bằng các phương pháp khác, à một yếu tố kích thích sự ra đ i của giả thuyết khoa học

1.2.4.3 Phương pháp mô hình trong nghiên cứu Vật lí

- Định nghĩa: à phương pháp nghi n cứu những đối tượng của nhận thức dựa trên những mô hình của chúng Đối tượng được mô hình hóa có thể là những sự vật, hiện tượng tự nhiên hoặc nhân tạo

- Các giai đoạn của phương pháp nghi n cứu mô hình:

+ Giai đoạn 1: nghiên cứu những tính chất của đối tượng gốc, tập hợp các sự kiện ban đầu àm cơ sở để xây dựng mô hình

+ Giai đoạn 2: Xây dựng mô hình

Từ sự tương tự và suy luận trừu tượng, nhà nghiên cứu hình dung sơ bộ, chưa đầy

đủ về sự vật, hiện tượng cần nghiên cứu Tiếp đ , nh tr tưởng tượng và trực giác, nhà nghiên cứu gạt bỏ những tính chất và mối quan hệ thứ yếu của đối tượng nghiên cứu hay bằng một “vật đại diện” chỉ mang những đặc trưng và những mối quan hệ cơ bản cần quan tâm Vật đại diện chỉ có trong óc nhà nghiên cứu, nhà nghiên cứu căn cứ vào đ để xây dựng mô hình rồi đem đối chiếu với những vật mà họ đã biết

+ Giai đoạn 3: Thao tác trên mô hình, suy ra hệ quả logic

Sau khi xây dựng mô hình, nhà nghiên cứu áp dụng những phương pháp thuyết hoặc thực nghiệm khác nhau tác động n m hình để thu được những kết quả, những thông tin mới Những phép đo đạc, tính toán, những suy luận lôgic trên mô hình giúp nhà nghiên cứu rút ra những kết luận có giá trị

+ Giai đoạn 4: Thực nghiệm, kiểm tra

Những kết luận được rút ra từ mô hình phải đem đối chiếu với đối tượng gốc, nếu phù hợp thì đ à th ng tin mới, nếu sai lệch, không phù hợp thì phải điều chỉnh mô hình hoặc bỏ hẳn xây dựng mô hình mới

- Vai trò của phương pháp m hình: nh PPMH ta thu được các kết luận với tư cách là các thuyết khoa học, chúng cho phép nhà nghiên cứu ti n đoán các sự kiện, các định luật của hiện thực khách quan, giải thích một cách lý thuyết những sự kiện thực tế, những định luật thực nghiệm từ đ khẳng định giá trị khoa học của tri thức mới

- Sự cần thiết của việc sử dụng PPMH trong dạy học Vật lí: trong chương trình vật

lí phổ thông, khuôn khổ của bài học không cho phép ngư i giáo viên tổ chức quá trình học tập sao cho HS hoàn toàn tự lực “khám phá lại” các định luật vật lí mà thông qua

mô hình giúp HS phần nào hiểu được các giai đoạn của sự phát minh khoa học

1.2.4.4 Phương pháp thí nghiệm lý tưởng trong nghiên cứu Vật lí

- Khái niệm: phương pháp thí nghiệm tưởng là sự phân tích trong óc những hành

vi của đối tượng không có hoặc không thể có trong thực tế Khi đ , ngư i nghiên cứu đã tưởng h a đối tượng nghiên cứu hoặc điều kiện nghiên cứu hoặc công cụ thiết bị nghiên cứu

- Các giai đoạn cơ bản của phương pháp th nghiệm tưởng:

+ Giai đoạn 1: Phân tích những hiện tượng thực, thí nghiệm thực để đặt vấn đề cho

sự nghiên cứu tiếp theo bằng thí nghiệm tưởng

+ Giai đoạn 2: Xây dựng m hình tưởng thay thế đối tượng cần nghiên cứu trong thí nghiệm tưởng Mô hình này vận động theo những qui luật ác định trong các điều kiện tưởng, bao gồm cả máy móc, thiết bị đã được tưởng hóa

+ Giai đoạn 3: Dùng các thao tác tư duy, các suy uận lôgic hoặc toán học để phân tích những tiến trình khả dĩ của hiện tượng theo những quy luật vận động của mô hình khi biến đổi một cách chủ động các điều kiện tưởng

+ Giai đoạn 4: Phân tích những kết luận thu được, suy luận từ những kết luận đ rút ra những hệ quả mới, trong đ việc ác định các thí nghiệm thực có thể tiến hành tiếp theo mà từ trước đến nay chưa biết

- Vai trò của phương pháp th nghiệm tưởng: à phương pháp quan trọng để tiếp cận bản chất sự vật, là cầu nối giữa thực nghiệm và lý thuyết cần thiết để hình thành một

số khái niệm khoa học, xây dựng các định luật hoặc thuyết tổng quát của hiện tượng dựa

trên sự tưởng hóa, khái quát hóa, ngoại suy các thí nghiệm thực đã c trước đ

n n t t i qui về iến t ức p n p p đ iết

Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết c nghĩa à thoạt mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết không thấy ngay mối quan hệ của nó với những cái đã biết, không thể áp dụng một quy tắc, một định luật hay một cách àm đã biết mà cần phải tìm tòi bằng phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm ra dấu hiệu tương tự với cái đã biết Kiểu hướng dẫn này thư ng gặp khi HS vận dụng kiến thức đã biết nhưng chưa c phương pháp, quy trình hữu hiệu Có ba trư ng hợp phổ biến sau:

- Hướng dẫn HS diễn đạt vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ vật lí: ngôn ngữ sử dụng trong đ i sống hàng ngày không giống như ng n ngữ dùng trong các định luật, quy tắc vật lí Nếu không chuyển được sang ngôn ngữ vật lí thì không thể nào áp dụng được các quy tắc, quy luật đã biết

- Hướng dẫn HS phân tích một hiện tượng vật lí phức tạp chi phối bởi nhiều nguyên nhân thành những hiện tượng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một định luật đã biết

- Hướng dẫn HS phân chia quá trình diễn biến của hiện tượng thành nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn đ tuân theo một quy luật ác định đã biết

Ba kiểu hướng dẫn trên có tác dụng rất tốt để chu n bị cho HS tìm tòi, sáng tạo, vì trước khi sáng tạo ra cái mới th ng thư ng ngư i ta đã phải sử dụng tất cả các cái đã biết mà không thành công

n n t t i s n tạo t n p n

Kiểu hướng dẫn này thư ng sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới, HS được giao nhiệm vụ phát hiện những tính chất mới, những mối liên hệ có tính quy luật mà trước đây HS chưa biết hoặc chưa biết đầy đủ

Ở đây, kh ng thể hoàn toàn sử dụng những kiến thức đã biết với con đư ng suy luận gic để suy ra kiến thức mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bước nhảy vọt trong nhận thức Các nhà khoa học cho rằng, trong tình huống này trực giác đ ng vai trò quan trọng Bằng trực giác (dựa trên kinh nghiệm và vốn hiểu biết), nhà khoa học dự đoán một câu trả l i, một giải pháp cho vấn đề đặt ra rồi tìm cách kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết bằng thực nghiệm Giáo viên không thể chỉ cho HS con đư ng đi đến trực giác mà HS phải tự thực hiện nhiều lần để có kinh nghiệm Tuy nhiên, GV có thể tạo điều kiện thuận lợi cho HS tâp dượt những bước nhảy vọt đ bằng cách phân chia một bước nhảy vọt lớn thành các bước nhỏ nằm trong vùng phát triển gần của HS

Th ng thư ng, trong khi đi tìm tòi giải quyết vấn đề mới, HS không phải hoàn toàn bế tắc ngay từ đầu hoặc bế tắc trong toàn bộ quá trình giải quyết vấn đề Trong khi lập luận để giải quyết vấn đề có nhiều phần sử dụng kiến thức c , phương pháp c thành công, chỉ đến một phần nào đ mới bế tắc, đòi hỏi phải tìm cái mới thực sự

n n t t i s n tạo i qu t

Ở kiểu hướng dẫn này, GV chỉ hướng dẫn cho HS xây dựng phương hướng chung giải quyết vấn đề, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đ do HS tự làm Kiểu hướng dẫn này, đỏi hỏi ở HS không những tính tự lực cao mà còn phải có vốn kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vững vàng và một số kinh nghiệm hoạt động sáng tạo

n n ọ n đề n á ọ

ạ ọc iải qu ết vấn đề tron i ọc n tri t ức i [10,102]

Giai đoạn 1: Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề (chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hóa tri thức, phát biểu vấn đề)

“Vấn đề” trong bài học xây dựng tri thức mới chính là nội dung tri thức mới Câu hỏi nhận thức phải được đặt ra sao cho câu trả l i là nội dung tri thức mới Vì vậy, tình huống có vấn đề phải là tình huống được tổ chức sao cho HS được đặt trước một nhiệm

vụ nhận thức (câu hỏi nhận thức) mà nếu bằng tri thức và kinh nghiệm sẵn có HS không thể trả l i được

Có thể sử dụng các loại tình huống có vấn đề mà lí luận dạy học đã n u ra như: tình huống bất ng , tình huống ung đột, tình huống lựa chọn, tình huống bác bỏ, tình huống không phù hợp, … Bằng các phương tiện dạy học như bài tập vật lí, thí nghiệm vật lí, chuyện kể vật lí, các ví dụ sinh động, hấp dẫn, lý thú về ứng dụng vật lí trong đ i sống, kỹ thuật, sản xuất, … được trình bày một cách tự nhi n để HS dùng vốn tri thức

kỹ năng của mình xem xét giải quyết, và công việc này làm xuất hiện lỗ hổng mà HS

kh ng vượt qua được, lỗ hổng đ ch nh à nội dung tri thức mới Học sinh mong muốn giải quyết vấn đề bởi câu hỏi nhận thức đặt ra thú vị ở nghĩa thiết thực, ở hiện tượng gần g i quen thuộc tưởng chừng như đã hiểu rõ mà trước đ kh ng chú , Do đ , HS chấp nhận giải quyết vấn đề để tìm câu trả l i mà GV đặt ra Giai đoạn xây dựng tình huống có vấn đề kết thúc (c ng à pha chuyển giao nhiệm vụ nhận thức)

Giai đoạn 2: Giai đoạn nghiên cứu, hướng dẫn giải quyết vấn đề (HS hành động độc lập tự chủ, trao đổi tìm tòi giải quyết vấn đề)

Giai đoạn giải quyết vấn đề bao gồm một chuỗi liên tiếp các tình huống học tập, mỗi tình huống bao gồm các hành động kế tiếp sau: giả thuyết→hệ quả gic→ th nghiệm kiểm tra→kết luận Nội dung của kết luận chính là một nội dung của kiến thức mới mà bài học phải đưa ại cho HS Giáo viên khi thiết kế bài học cần phải sắp đặt, cấu tạo lại nội dung bài học cho phù hợp với tinh thần của dạy học giải quyết vấn đề sao cho mỗi đơn vị kiến thức cơ bản là kết luận của một chu kì trên Kết thúc giai đoạn giải quyết vấn đề, HS tự tìm ra tri thức mới có thể trả l i cho câu hỏi đã đặt ra ở giai đoạn đặt vấn đề

Giai đoạn 3: Giai đoạn củng cố và vận dụng tri thức (tranh luận, thể chế hóa, vận dụng tri thức mới)

Giáo viên thể chế hóa kiến thức, thông báo cho HS những kết luận thu được chính

là nội dung của khái niệm, định luật hoặc một lý thuyết nào đ của vật lí học

Giai đoạn vận dụng tri thức mới: kiến thức mới thu được c nghĩa gì, được ứng dụng như thế nào trong khoa học, trong kỹ thuật, trong đ i sống Các tình huống mới đặt ra để HS vận dụng tri thức vừa thu nhận được vào việc giải quyết vấn đề

ạ ọc iải qu ết vấn đề trong i ọc i tập ật [11,60]

Bài tập vật lí có chức năng n uyện, củng cố trình độ tri thức và kỹ năng uất phát của HS, đồng th i hình thành tri thức và kỹ năng mới cho HS

Bài tập vật lí à phương tiện để GV kiểm tra, đánh giá trình độ, chất ượng tri thức

và kỹ năng của HS

Bài tập vật lí có nhiệm vụ truyền thụ hệ thống tri thức, phát triển năng ực nhận thức, bồi dưỡng tư duy cho HS, ngoài ra còn có nhiệm vụ giáo dục tư tưởng, đạo đức và nhân cách cho HS, giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp

Dựa vào mức độ và tính chất hoạt động nhận thức của HS khi tham gia giải quyết bài tập, có thể phân loại các dạng bài tập sau:

- Bài tập ôn luyện tập dượt: đây à bài tập đơn giản nhất dùng để giúp HS ghi nhớ

và tập dượt sử dụng công thức và các định nghĩa vật lí

- Bài tập ôn luyện và vận dụng tri thức: đây à oại bài tập nhằm giúp HS vừa ôn tập để nhớ kiến thức không phải chỉ có một bài mà là cả một chương hay cả một phần gồm nhiều chương Th ng thư ng, các bài tập ôn luyện và vận dụng tri thức là những bài toán đòi hỏi sự tính toán bằng toán học và sự tư duy suy uận, tư duy biện chứng

- Bài tập vấn đề (bài tập sáng tạo): là loại bài tập giúp cho HS ôn tập một cách tổng hợp trên phạm vi nội dung rộng, bao gồm nhiều ĩnh vực của vật lí Sự tương tự giữa giải bài tập vấn đề của HS và nghiên cứu khoa học của nhà vật lí

Nhà v t lí học Học sinh gi i bài t p v n đề

Tự ý thức vấn đề nghiên cứu, ác định

phạm vi, đối tượng nghiên cứu

Nhận nhiệm vụ nghiên cứu được GV giao cho (hiểu yêu cầu và dữ kiện bài toán)

Nêu giả thuyết nghiên cứu Lập phương án giải

Chứng minh hoặc bác bỏ giả thuyết bằng

suy luận lý thuyết, bằng thực nghiệm

Hiện thực h a phương pháp giải bằng: tính toán suy luận lý thuyết, tìm n số bằng thí nghiệm vật lí

Phân t ch, đối chiếu, đánh giá kết quả

nghiên cứu

Phân tích kết quả giải

Kết luận về vấn đề nghiên cứu Trả l i câu hỏi bài tập

Bảng 2: Sự tương tự giữa giải bài tập vấn đề của HS và nghiên cứu khoa học

của nhà vật lí

Như vậy, việc HS giải bài tập vấn đề à cơ hội tốt để bồi dưỡng năng ực giải quyết vấn đề, năng ực tư duy sáng tạo

 Cấu trúc bài học bài tập Vật lí theo tinh thần dạy học G VĐ: được chia thành ba giai đoạn:

- Giai đoạn 1: HS giải bài tập trắc nghiệm khách quan để củng cố kiến thức lý thuyết có liên quan

- Giai đoạn 2: HS giải bài tập luyện tập theo mẫu

- Giai đoạn 3: HS giải bài tập sáng tạo

ạ ọc iải qu ết vấn đề tron i ọc t c n t n i ật lí [16,37]

Theo tinh thần của dạy học G VĐ, bài học thực hành thí nghiệm vật lí không chỉ dừng lại ở mục tiêu là củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm vật

lí mà còn vươn tới mục ti u cao hơn à bồi dưỡng năng ực giải quyết vấn đề, năng ực

tư duy sáng tạo Vì vậy, cần phải biến một số bài thí nghiệm thực hành truyền thống thành bài tập vấn đề

Cấu trúc bài học thực hành thí nghiệm Vật lí theo định hướng dạy học giải quyết

vấn đề: được chia àm ba giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Tạo tình huống có vấn đề (chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hóa tri thức, phát biểu vấn đề) Vấn đề trong bài học thực hành thí nghiệm Vật lí à đo ư ng đại ượng Vật lí nào đ (hệ số ma sát, độ cứng của ò o, điện trở, tiêu cự của thấu kính, bước song ánh sáng, …)

- Giai đoạn 2: Nghiên cứu, hướng dẫn giải quyết vấn đề (HS hành động độc lập tự chủ, trao đổi tìm tòi giải quyết vấn đề) Đo như thế nào (thảo luận xây dựng phương án đo), tiến hành lắp đặt thí nghiệm và thực hiện thí nghiệm theo phương án đã n u

Khác với thí nghiệm thực hành, th ng thư ng trong tài liệu hướng dẫn chi tiết các thao tác thí nghiệm, HS không cần phải xây dựng phương án thí nghiệm và phương án

xử lý số liệu thí nghiệm, ở các thí nghiệm này phương án th nghiệm không cho sẵn mà chỉ đưa ra nhiệm vụ kèm điều kiện về dụng cụ thí nghiệm Cái mới của dạy học G VĐ

ở đây à phương pháp giải quyết vấn đề, phương pháp suy uận trong sự vận dụng tổng hợp các phương pháp, kỹ năng giải quyết nhiệm vụ cụ thể được giao, củng cố các kiến thức liên quan trực tiếp mà còn được bồi dưỡng năng ực giải quyết vấn đề trên bình diện tổng quát

- Giai đoạn 3: Kết luận về phương pháp thực nghiệm đo ư ng, khảo sát qui luật Vật lí

Hoạt động của GV và HS trong bài thực hành thí nghiệm vật lí theo tinh thần dạy học G VĐ

G đ n Ho đ ng c a giáo viên Ho đ ng c a học sinh

Giai đoạn 1

Đặt vấn đề (xây dựng tình huống có vấn đề), giao nhiệm vụ và các điều kiện thực hiện

Tiếp nhận nhiệm vụ có nhu cầu, hứng thú niềm tin giải quyết nhiệm vụ

Giai đoạn 2

Định hướng khái quát chương trình h a bằng hệ thống câu hỏi để HS giải quyết vấn đề theo tiến trình của nhận thức vật lý

-Đánh giá kết quả, báo cáo thí nghiệm

Giai đoạn 3 Hợp thức h a phương pháp đo ư ng/

khảo sát thực nghiệm, qui luật Vật lí

ĩnh hội phương pháp mới

Bảng 3: Hoạt động của GV và HS trong bài thực hành thí nghiệm vật lí

ết uận c n

Thông qua lý thuyết về DHG VĐ cho thấy

Dạy học giải quyết vấn đề không phải là một phương pháp dạy học đơn ẻ mà là một chiến ược day học nhằm hiện thực h a quan điểm dạy học tập trung vào ngư i học: xuất phát từ mong muốn, nhu cầu của ngư i học và khả năng của ngư i học trong sự cố gắng vượt bậc của ch nh ngư i học với sự hỗ trợ của giáo vi n để giải quyết vấn đề mà ngư i học quan tâm Sau khi giải quyết được vấn đề thì ngư i học sẽ thu được những kiến thức mới, kỹ năng mới

Để thực hiện dạy học G VĐ, trong mỗi bài học GV phải tổ chức được “tình huống có vấn đề” Phương tiện tổ chức huống có vấn để trong môn Vật lí là: các hình ảnh trực quan, các câu chuyện lịch sử hay m u tin th i sự hoặc những hiện tượng đã gặp trong thực tiễn, các thí nghiệm tạo ra sự bất ng ngoài sự mong đợi của học sinh hay các bài tập vấn đề có nhiều câu mà HS tưởng chứng chỉ cần áp dụng theo ang rit nhưng khi giải các câu tiếp theo sẽ gặp bế tắc

Trong dạy học môn Vật lí, tùy giai đoạn giải quyết vấn đề, GV có thể định hướng

tư duy HS theo các phương pháp nhận thức của Vật lí học gồm các phương pháp chung nhất và các phương pháp nghi n cứu riêng của Vật lí như: phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tự, phương pháp m hình, phương pháp th nghiệm tưởng

Trong mỗi loại bài học Vật lí, các giai đoạn c ng như cách thức của DHG VĐ

sẽ được thay đổi linh hoạt cho phù hợp với nội dung của bài học

Để dạy học G VĐ đạt hiệu quả cao, thì mỗi GV không những phải nắm vững kiến thức khoa học bộ môn, biết kết hợp tốt các thiết bị dạy học, vận dụng linh hoạt các kiểu tình huống có vấn đề và lựa chọn đối tượng HS sao cho phù hợp với các mức độ dạy học ở từng lớp học, từng cấp học mà còn phải rèn luyện và không ngừng học hỏi để

có nghệ thuật hướng dẫn HS giải quyết vấn đề

Tr n cơ sở đ , trong chương 2 chúng t i vận dụng lý thuyết tr n để xây dựng tiến trình dạy học một kiến thức cụ thể trong chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”, SGK Vật lí 10, ban Cơ bản theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

Chương 2 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG

“CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÍ 10, BAN CƠ BẢN

THEO ĐỊNH HƯỚNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Trên cơ sở các lý thuyết của DHGQVĐ, chúng tôi xin trình bày một số kiến thức của chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

2.1 Mục tiêu dạy học của chương

- Thuận lợi: chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lí 10, ban Cơ bản

có khối lượng thức không nhiều và hầu hết các kiến thức này HS thường gặp trong thực

tế, tuy nhiên chưa biết giải thích một cách tường minh Nội dung của chương gồm hai phần chính: cân bằng của vật rắn và chuyển động của vật rắn

Các dụng cụ thí nghiệm của chương đa dạng, dễ làm và gần gũi với đời sống Việc

sử dụng các thiết bị thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề và giải quyết vấn đề không những giúp HS tiếp cận tri thức mà còn từng bước tập dượt, bồi dưỡng cho HS cách nhận biết vấn đề, cách đặt vấn đề và giải quyết vấn đề thực tiễn

- Khó khăn: hầu hết các kiến thức đều dùng thực nghiệm để kiểm tra, nên gặp khó khăn trong việc phân bố thời gian

2.1.3 ục i ạ học chương “C n ằng ch ển đ ng của n” V

an Cơ ản

2.1.3 k – k ă [1]

-Phát biểu được điều kiện cân bằng của

một vật rắn chịu tác dụng của hai hoặc ba

lực không song song

-Nêu được trọng tâm của một vật là gì

-Phát biểu được định nghĩa, viết được công

thức tính momen của lực và nêu được đơn

vị đo momen của lực

-Phát biểu được điều kiện cân bằng của

một vật rắn có trục quay cố định

-Phát biểu được quy tắc xác định hợp lực

của hai lực song song cùng chiều

-Nhận biết được các dạng cân bằng bền,

cân bằng không bền, cân bằng phiếm định

-Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực và nêu

được tác dụng của ngẫu lực

-Vận dụng được điều kiện cân bằng và quy tắc tổng hợp lực để giải các bài tập đối với trường hợp vật chịu tác dụng của các lực đồng quy

-Xác định được trọng tâm của các vật phẳng, đồng chất bằng thực nghiệm -Vận dụng quy tắc momen lực để giải được các bài toán về điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định khi chịu tác dụng của hai lực

-Vận dụng qui tắc hợp lực của hai lực song song cùng chiều giải một số bài tập đơn giản

-Biết cách nhận biết và lấy được ví dụ

về các dạng cân bằng của một vật có một điểm tựa hoặc một trục quay cố định trong trường trọng lực

-Viết được công thức tính momen ngẫu lực

2.1.3

- Hình thành và phát triển tư duy cho HS

- Bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học và bồi dưỡng kỹ năng trong các mặt + Kỹ năng nêu dự đoán khoa học

+ Kỹ năng nêu phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán khoa học

+ Kỹ năng lắp ráp và tiến hành thí nghiệm

+ Kỹ năng xử lí số liệu

+ Kỹ năng vận dụng lý thuyết vào thực tiễn

2.2 N i ng cơ ản của chương “C n ằng ch ển đ ng của n”

V í an Cơ ản

2.2 d dạy học

 Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song

- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song

- Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy

 Cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực

- Khái niệm momen lực

- Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định

 Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

 Các dạng cân bằng Cân bằng của một vật có mặt chân đế

- Các dạng cân bằng: cân bằng bền, cân bằng không bền, cân bằng phiếm định

- Cân bằng của một vật có mặt chân đế: khái niệm mặt chân đế, điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế, mức vững vàng của cân bằng

 Chuyển động tịnh tiến của vật rắn Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

- Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn: định nghĩa, gia tốc của chuyển động tịnh tiến

- Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định: đặc điểm của chuyển động quay, tốc độ góc, tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục,

mức quán tính trong chuyển động quay

 Ngẫu lực

Định nghĩa ngẫu lực, tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn

2.2

Sơ đồ 6: Cấu trúc chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

2.3 Ch n c c điề i n iển hai ạ học giải ế ấn đề chương

“Cân bằng ch ển đ ng của n” V an Cơ ản

2.3.1 Xây dựng chuỗi v ề nh n th c/ b câu hỏi nh n th c

Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song

- Các đặc điểm của một vectơ lực?

- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực? Viết biểu thức điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực?

Quay Tịnh tiến

⃗= ⃗

Quay đều = const

Quay nhanh dần hoặc chậm dần( tăng dần hoặc giảm dần)

Cân bằng bền

Cân bằng không bền

Cân bằng phiếm định

Cách xác định trọng tâm

⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗

Cân bằng của vật cố trục quay cố định

Trọng tâm rơi trên mặt chân đế

- Nêu quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy?

- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song? Viết biểu thức điều kiện cân bằng đối với một vật chịu tác dụng của ba lực không song song?

Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực

- Momen lực đối với trục quay là gì? Cách xác định cánh tay đòn của lực?

- Quy tắc momen lực?

- Đối với vật có trục quay tạm thời thì quy tắc momen được áp dụng như thế nào?

Bài 19: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

- Trình bày quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều?

- Nêu những đặc điểm của hệ ba lực song song cân bằng?

Bài 20: Các dạng cân bằng Cân bằng của một vật có mặt chân đế

- Thế nào là dạng cân bằng bền? Cân bằng không bền? Cân bằng phiếm định?

- Nguyên nhân của các dạng cân bằng là gì?

- Cách xác định mặt chân đế của một vật?

- Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế?

- Cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng?

Bài 21: Chuyển động tịnh tiến của vật rắn Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

- Thế nào là chuyển động tịnh tiến? Thế nào là chuyển động cong? Công thức tính gia tốc của chuyển động tịnh tiến?

- Momen lực có tác dụng như thế nào đối với một vật quay quanh một trục cố định?

- Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc những yếu tố nào?

Bài 22: Ngẫu lực

- Ngẫu lực là gì? Tìm độ lớn của ngẫu lực?

- Tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn không có trục quay cố định và vật rắn có trục quay cố định?

- Công thức tính momen của ngẫu lực? Momen của ngẫu lực có đặc điểm gì?

2.3.2 k ó v ề

Tình huống 1: (Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực

không song song)

Hình 1 GV: Trong hội trại do đoàn trường tổ chức chào mừng ngày thành lập Đoàn thanh niên cộng sản Hồ Chí Minh (26/03) có rất nhiều trò chơi dân gian, trong đó có môn thi kéo co Các em hãy nêu luật chơi của môn kéo co?

HS: Hai đội cùng tác dụng lực vào sợi dây, nếu đội nào tác dụng lực mạnh hơn thì đội đó sẽ thắng

GV: Theo định luật III Nuitơn thì lực do hai đội tác dụng lẫn nhau sẽ luôn cân bằng nhau, nên đội bạn có cố gắng kéo còn đội của ta đứng yên giữ căng dây thì vẫn không thua cuộc, nhưng thực tế thì có đội thắng đội thua, vậy có phải định luật III Nuitơn không đúng?

HS: ???

GV: Nguyên nhân nào làm cho sợi dây không cân bằng?

Tình hu ng 2: (Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực)

GV: vào những năm 287- 212 trước Công nguyên, ở nước Hy Lạp cổ đại có một nhà bác học vĩ đại mà những câu nói của ông ngày nay chúng ta vẫn thường hay nhắc đến như: “Ơrêka! Ơrêka” hay “Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng Trái Đất” ? Ông là ai?

Tình hu ng 3:

GV: Lực tác động vào vật gây ra tác dụng gì?

HS: Làm vật chuyển động hoặc bị biến dạng?

GV: (gọi một HS tác dụng lực lên cánh cửa) Có nhận xét gì về tác dụng của lực? HS: Lực còn làm vật quay quanh một trục cố định

GV: Có phải lực tác dụng càng mạnh thì vật quay càng nhanh?

HS:

GV: Gọi 2 HS, một bạn nam khỏe nhất lớp và một bạn nữ yếu nhất lớp yêu cầu bạn nam dùng sức đẩy cửa gần bản lề, còn bạn nữ đẩy cửa ở tay cầm (hình 3) Có phải lúc nào lực cũng làm vật quay quanh trục cố định? Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào yếu tố nào? Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định là gì?

Hình 3

Tình hu ng 4: (Bài 19: Quy tắc hợp lưc song song cùng chiều)

Tình huống đầu bài học: Giáo viên chiếu cho học sinh xem đoạn phim về một người sử dụng quang gánh để gánh hàng (hình 4) và yêu cầu học sinh nhận xét về sự phụ thuộc của vị trí đặt vai đối với khối lượng của hai bên quang gánh? Việc sử dụng quang gánh có ích lợi như thế nào đối với người sử dụng?

Hình 2

Bài 20:Các dạng cân bằng Cân bằng của một vật có mặt chân đế

Tình hu ng 5: (Tình huống đầu bài học) Giáo viên kể lại câu chuyện về con lật đật

“Tôi là đứa con duy nhất của ba mẹ nên rất hay làm nũng, mỗi khi bị vấp té là tôi hay nằm lì không chịu dậy, lúc nào cũng chờ ba mẹ dỗ dành thật lâu.Có một lần tôi bị té khá đau, mẹ dỗ mãi vẫn không nín khóc được Lần này không phải tôi cố tình làm nũng

mà thực sự là tôi rất đau Mẹ bỗng đứng lên, mở cái tủ nhỏ xíu vẫn hay đựng những thứ linh tinh của mẹ Rồi mẹ đem đến trước mặt tôi một con lật đật.Mẹ đặt con lật đật xuống đất, đẩy cho nó ngã lăn ra rồi nói với tôi:

- Con hãy nhìn kìa, lật đật tuy nhỏ hơn con nhưng mỗi lần bị xô ngã, nó vẫn tự đứng dậy được Nhìn xem con gái yêu của mẹ!

Tôi nhìn con lật đật Ðúng là khi bị xô ngã, lật đật bật dậy ngay Tôi thích thú trước trò chơi mới và quên cả cái đau Mẹ nhìn tôi cười dịu dàng và nói:

- Con thấy không, dù thế nào đi nữa, lật đật cũng tự đứng dậy được Lật đật rất ngoan và mẹ tin con gái của mẹ cũng ngoan như thế

Tôi đã nín khóc và cứ tròn xoe mắt nhìn con lật đật cứ lắc lư nhưng không bao giờ

bị té Ngày ấy tôi đã cố gắng giống như lật đật Mỗi lần vấp té, tôi đều cố gắng bật dậy ngay Mẹ vẫn hay gọi tôi là "Cô bé lật đật đáng yêu của mẹ"

Bây giờ bên cạnh tôi không có mẹ Tôi đã trưởng thành và phải tự mình lo liệu hết mọi thứ Cuộc sống không phải lúc nào cũng như ý muốn Ðôi lúc mệt mỏi, chán

chuờng, tôi muốn buông xuôi tất cả Nhưng hình ảnh con lật đật và những lời động viên của mẹ cứ hiện về trong tôi Và tôi lại tiếp tục bật dậy Không gì có thể đánh gục tôi được Bởi tôi đã quyết tâm làm một con lật đật ”Sau đó giáo viên sử dụng con lật đật

để kiểm chứng câu chuyện và đưa ra các câu hỏi: Vì sao chúng ta không lật đổ được con lật đật? Làm thế nào để chế tạo được con lật đật?

Tình hu ng 6: (Bài 20: phần “Cân bằng của một vật có mặt chân đế”)

Hình 4