Xây dựng và sử dụng tình huống thực tiễn dạy học trong chương “động lực học chất điểm”, vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

ĐAI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ LIÊN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÌNH HUỐNG THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”, VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG L

ĐAI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ LIÊN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÌNH HUỐNG THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”, VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI - 2020

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ (Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí)

Mã số: 8.14.01.11

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Lê Thị Thu Hiền

HÀ NỘI – 2020

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy cô giảng viên Khoa Sư phạm, Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã giảng dạy và trang bị cho tác giả những kiến thức cơ bản trong học tập và nghiên cứu luận văn

Tác giả xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Lê Thị Thu Hiền, người đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tác giả xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo và các em học sinh trường THPT Phan Huy Chú, Trung tâm GDNN-GDTX Thanh Trì đã hỗ trợ tổ chức thành công quá trình thực nghiệm sư phạm

Tác giả xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Tác giả

Nguyễn Thị Liên

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 9

1 Lý do chọn đề tài 9

2 Mục đích nghiên cứu 10

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 10

4 Giả thuyết khoa học 10

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 10

7 Đóng góp mới của đề tài 11

8 Cấu trúc luận văn: 11

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 12

1.1 Khái niệm về năng lực và vấn đề phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông 12

1.1.1 Khái niệm về năng lực 12

1.1.2 Cấu trúc của năng lực 13

1.1.3 Năng lực giải quyết vấn đề 14

1.2 Tổ chức dạy học theo lý thuyết tình huống 17

1.2.1 Tình huống trong dạy học 17

1.2.2 Phân loại tình huống dạy học 18

1.2.3 Nguyên tắc xây dựng tình huống trong dạy học 19

1.2.4.Ưu nhược điểm của phương pháp dạy học tình huống 20

1.3 Sử dụng tình huống gắn với thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông 23

1.3.1 Nguyên tắc xây dựng tình huống Vật lí gắn với thực tiễn 23

1.3.2 Sử dụng tình huống gắn với thực tiễn trong dạy học Vật lí nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 23 1.4 Thực trạng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua

sử dụng tình huống gắn với thực tiễn trong dạy học chương “Động lực học

chất điểm”, Vật lý 10 26

1.4.1 Mục đích điều tra 26

1.4.2 Phương pháp và đối trượng điều tra 26

1.4.3 Nội dung điều tra, khảo sá 28

1.4.4 Kết quả điều tra khảo sát 28

Tiểu kết chương 1 32

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÌNH HUỐNG GẮN VỚI THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”- VẬT LÍ 10 33

2.1 Tổng quan nội dung chương “ Động lực học chât điểm” 33

2.1.1 Mục tiêu dạy học chương “ Động lực học chất điểm” vật lí 10 cơ bản33 2.1.2 Nội dung kiến thức chương “ Động lực học chất điểm” 34

2.2 Xây dựng hệ thống tình huống gắn với thực tiễn trong chương “Động lực học chất điểm”, vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề 40

2.2.1 Quy trình xây dựng hệ thống tình huống gắn với thực tiễn trong chương “Động lực học chất điểm”, vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề 40

2.2.2 Xây dựng hệ thống tình huống gắn với thực tiễn trong chương “Động lực học chất điểm”, vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề 42

2.3 Thiết kế một số tiến trình dạy học có sử dụng tình huống đã xây dựng chương "Động lực học chất điểm" – Vật lí 10 60

2.3.1 Tiến trình dạy học bài "Tổng hợp, phân tích lực" 60

2.3.2 Tiến trình dạy bài “ Lực đàn hồi của l xo Định luật Húc” 67

Tiểu kết chương 2 73

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 74

3.1 Mục đích thực nghiệm 74

3.1.1 Tính khả thi 74

3.1.2 Tính hiệu quả 74

3.2 Đối tƣợng thực nghiệm 74

3.3 Nội dung thực nghiệm 75

3.4 Tiến hành thực nghiệm 75

3.5 Kết quả thực nghiệm 77

3.5.1 Kết quả thực nghiệm về mặt định lƣợng 77

3.5.2 Kết quả về mặt định tính 83

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Số GV tham gia điều tra thực trạng 27

Bảng 1.2 Mức độ cần thiết của việc sử dụng tình huống trong dạy và học 28 Bảng 1.3 Mức độ sử dụng tình huống trong dạy và học 29

Bảng 1.4 Những khó khăn khi sử dụng tình huống trong giảng dạy 29

Bảng 1.5 Ý kiến của GV về tính hiệu quả của các biện pháp đề xuất 31

Bảng 3.1 Các lớp thực nghiệm và đối chứng 75

Bảng 3.2: Thống kê kết quả lần 1 77

Bảng 3.3: Thống kê kết quả các kiểm tra 1 77

Bảng 3.4 Phần trăm số HS đạt điểm xi kiểm tra lần 1 78

Bảng 3.5 Bảng điểm bài kiểm tra lần 2 78

Bảng 3.6 Thống kê kết quả bài kiểm tra lần 2 79

Bảng 3.7 Phần trăm số HS đạt điểm xi kiểm tra lần 2 79

Bảng 3.8 Bảng điểm kiểm tra lần 3 80

Bảng 3.9 Thống kê kết quả kiểm tra lần 3 80

Bảng 3.10 Phần trăm số HS đạt điểm xi bài kiểm tra lần 3 80

Bảng 3.11 Thống kê kết quả qua 3 lần kiểm tra 81

Bảng 3.12 Phần trăm số HS đạt điểm xi qua 3 bài kiểm tra 82

Bảng 3.13 Nhận xét của giáo viên về tình huống đã thiết kế 83

Bảng 3.14 Nhận xét của học sinh về tình huống đã thiết kế 85

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH

Sơ đồ 1.1 Minh họa cấu trúc năng lực 14

Sơ đồ 1.2 Cấu trúc năng lực GQVĐ 16

Sơ đồ 1.3 Mô tả cấu trúc và biểu hiện năng lục giải quyết vấn đề 17

Sơ đố 2.1:Cấu trúc chương động lực học chất điểm 34

Sơ đồ 2.2 Quy trình xây dựng hệ thống tình huống thực tiễn trong chương động lực học chất điểm 41

Hình 2.1 Mô phỏng quá trình kéo pháo trong chiến dịch Điên Biên Phủ 42

Hình 2.2 Chim đang bay trên bầu trời 43

Hình 2.3 Trận đánh trên sông Bạch Đằng năm 938 do Ngô Quyền lãnh đạo 44 Hình 2.4 Vận động viên đứng trên tấm ván nhảy cầu 45

Hình 2.5 Cẩu hàng phải dùng 2 sợi dây 46

Hình 2.6 Vận động viên kéo dụng cu 5 l xo 48

Hình 2.7 Thuyền buồm di chuyển ngược hoặc ngang so với chiều gió? 49

Hình 2.8 Dùng tay bóp quả trứng theo phương dọc 50

Hình 2.9 Chú chó rượt đuổi chú thỏ 53

Hình 2.10 Người leo núi phải chống gậy 54

Hình 2.11 Mẹ quê gánh lúa 55

Hình 2.12 Hậu vệ cản phá đối phương 56

Hình 2.13 Oto di chuyển trên đường bị lầy 57

Hình 2.14 Các vận động viên đua xe di chuyển qua đoạn đường cong 58

Hình:2.15 Học sinh quan sát video 62

Hình 3.1 Đồ thị đường tích lũy kiểm tra lần 1 77

Hình 3.2 Biểu đồ kết quả kiểm tra lần 1 78

Hình 3.3 Đồ thị đường tích lũy kiểm tra lần 2 79

Hình 3.4 Biểu đồ kết quả kiểm tra lần 2 79

Hình 3.5 Đồ thị đường tích lũy kiểm tra lần 3 80

Hình 3.6 Biểu đồ kết quả kiểm tra lần 3 81

Hình 3.7 Đồ thị đường tích lũy qua 3 bài kiểm tra 81

Hình 3.8 Kết quả sau 3 lần kiểm tra 82

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Thế giới đang ở đ nh cuộc công nghiệp lần thứ 4 chưa bao giờ trong lịch sử con người lại đứng trong cùng một lúc rủi ro và cơ hội nhiều đến vậy Rất nhiều sự thay đổi, một số năm tới điện thoại thông minh là vật bất li thân, 10 năm tới tất cẩ bện tật của bạn s hiện thị khi mắt bạn nhìn vào thiết bị thông minh, Nhật Bản s đón đoàn olympic bằng xe không người lái chạy bằng năng lượng mặt trời Đó chính là biểu hiện của cuộc công nghiệp lần thứ 4 nó làm cho sản xuất xã hội tăng lên nhiều lấn so với trước Kéo theo đó con người chính là nhân tố quyết định mọi thành công Con người trong thời đại 4.0 cần phải nhanh nhẹ năng động, sáng tạo tích cực , chiếm l nh tri thức T đó, việc đổi mới nội dung và phương pháp giáo dục là rất cần thiết

Mục tiêu của giáo dục phổ thông hướng tới là phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực sáng tạo, vận dụng kiến thức vào thực tiễn Điều

đó đã được Luật giáo dục năm 2005, mục 28, điều 2 nêu rõ: “Phương pháp giáo

dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh.” [14]

Ngoài việc cung cấp kiến thức thì việc dạy học phải giúp cho học sinh tìm t i ra kiến thức Vật lí là môn khoa học thực nghiệm , hiện nay chương trình sách giáo khoa

c n khá nặng nề, không phải tất cả các thầy cô đề nhanh nhẹ vận dụng các phương pháp dạy học làm cho người học hiểu hết kiến thức Trên thực tế kiến thức cáng sinh động , gắn với thực tiễn học sinh càng dễ tiếp thu , và lưu giữ rất lâu Để những kiến thức vật lí khô khan trở nên quen thuộc với học sinh thì việc giải sử dụng tình huống gắn với thực tiễn, học sinh s có cơ hội rèn luyện khả năng tư duy, hoạt hóa năng lực

tự học, tự nghiên cứu, biến họ t khách thể thành chủ thể của quá trình nhận thức và học tập, t ng bước giành lấy tri thức khoa học, phát triển khả năng thích ứng với các tình huống khác nhau trong học tập cũng như cuộc sống

Tuy nhiên, trong thực tế hiện nay việc dạy và học vật lí THPT, chương

"Động lực học chất điểm" – Vật lí 10 giáo viên mới ch cung cấp kiến thức cơ bản cho học sinh mà chưa thực sự tạo mối liên hệ giữa kiến thức khoa học và kiến thức

thực tế, chưa đáp ứng được nhu cầu giải thích những vấn đề liên quan đến vật lí trong đời sống và sản suất trong cuộc sống của con người

T những lý do đó, chúng tôi chọn và nghiên cứu đề tài “Xây dựng và sử

dụng tình huống thực tiễn trong dạy học chương "Động lực học chất điểm", Vật lí

10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng tình huống gắn với thực tiễn trong dạy học chương

“Động lực học chất điểm” Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Xây dựng và sử dụng tình huống gắn với thực tiễn trong

dạy học vật lý của học sinh ở trường phổ thông

- Phạm vi nghiên cứu: Quá trình dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật

lí 10

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và sử dụng tốt tình huống gắn với thực tiễn trong dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 thì s phát triển được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về, đổi mới phương pháp dạy học, tình huống dạy học và phương pháp dạy học tình huống

- Tìm hiểu thực trạng về dạy học chương "Động lực học chất điểm" – Vật lí

bài lên lớp có sử dụng các tình huống đã thiết kế

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Sử dụng các phương pháp nghiên cứu

trên để nghiên cứu các tài liệu về dạy học tình huống gắn với thực tiễn; Nghiên cứu sách giáo khoa vật lí 10 và các tài liệu có liên quan đến chủ đề “ Động lực học chất

điểm”

- Phương pháp nghiên cứu điều tra, khảo sát:

+ Phương pháp quan sát: Quan sát thái độ và sự hứng thú của học sinh

thông qua tiết học tình huống gắn với thực tiễn đã thiết kế

+ Phương pháp điều tra: Thực hiện phỏng vấn một số học sinh trong lớp sau

tiết học tình huống gắn với thực tiễnđã thiết kế để đánh giá mức độ hiệu quả của tiết dạy và thái độ, sự hứng thú của học sinh đối với tiết dạy

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm:

- Phương pháp thống kê toán học : Để xử lý thông tin t thực nghiệm sư

phạm

7 Đóng góp mới của đề tài

- Về lý luận: Nghiên cứu làm rõ hơn cơ sở lý luận của vận dụng tình huống

gắn với thực tiễn trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông theo hướng nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

- Về thực tiễn: Xây dựng được hệ thống tình huống gắn với thực tiễn trong

dạy học chương “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10 và thiết kế một số tiến trình dạy học sử dụng tình huống gắn với thực tiễn trong dạy học chương "Động lực học chất điểm" - Vật lí 10

8 Cấu trúc luận văn:

Nội dung luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Cở sở lý luận và thực tiễn

Chương 2: Xây dựng và sử dụng tình huống gắn với thực tiễn trong dạy học chương "Động lực học chất điểm" – Vật lí 10

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Khái niệm về năng lực và vấn đề phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông

1.1.1 Khái niệm về năng lực

Có rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước đã nghiên cứu và đưa ra các khái niệm về NL:

Theo Quesbec- Ministere de l‟Education(2004) thì “Năng lực là khả năng

vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống phong phú của cuộc sống”

[dẫn theo 11]

Theo Weinert, OECD (2001) thì “Năng lực như một hệ thống khả năng,sự

thành thạo hoặc những kỹ năng thiết yếu, có thể giúp con người đủ điều kiện vươn tới một mục đích cụ thể” [dẫn theo 11]

Năng lực là những toàn bộ các hoạt động dựa trên sự huy động và sử dụng có hiệu quả kiến thức t nhiều nơi bắt đầu kiến thức, kỹ năng khác nhau để giải quyết vấn đề, hoặc có cách ứng xử đúng với bối cảnh khó giải quyết của cuộc sống Có thể xác định nội hàm của năng lực như sau:

Theo Hoàng Phê thì "NL là khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn

có để thực hiện một hoạt động nào đó hoặc Phẩm chất tâm lý và sinh lý tạo cho con người khả năng hoàn thành một hoạt động nào dó chất lượng cao” [15,tr 660-661]

Theo Nguyễn Văn Giao và các cộng sự thì “NL là khả năng hình thành và

phát triển, cho phép con người đạt được thành công trong một hoạt động thể lực, trí lực hoặc nghề nghiệp Năng lực được thể hiện vào khả năng thi hành một hoạt động, thực hiện nhiệm vụ" [5]

Năng lực là đặc thù của cá nhân biểu hiện mức độ tinh thông – tức là có thể thực hành một cách thành thục và chắc chắn- một hay một số hoạt động nào đó Năng lực đi cùng với những phẩm chất về tư duy , tính cách, khả năng ghi nhớ của

cá nhân

Tóm lại bằng những cách tiếp cận khác nhau, các tác giả đã cho ta một cái

nhìn tổng quát và sắp xếp về nội hàm của khái niệm: “Năng lực” Có thể quan niệm

về NL là tập trung các hoạt động dựa trên sự huy động và sử dụng hiệu quả kiến thức, kỹ năng khác nhau để giải quyết vấn đề, hoặc có cách ứng xử phù hợp với bối cảnh phức tạp của cuộc sống

Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng khái niệm: “Năng lực là một trạng thái

được chuẩn b cho phép một cá nhân hành động hiệu quả , trong các tình huống khác nhau, nó bao gồm một tập hợp các kỹ năng và thái độ, những năng lực ảnh

hư ng đến một số l nh vực gọi là năng lực chính “

1.1.2 Cấu trúc của năng lực

Năng lực có năng lực chung,và năng lực riêng.(về mặt cấu trúc)

Năng lực chung: Là những năng lực cốt lõi, cần thiết làm nền móng cho tất

cả hoạt động của con người trong đời sống lao động sản xuất: năng lực nhận thức, năng lực trí tuệ, năng lực về ngôn ngữ và tính toán; năng lực giao tiếp, năng lực vận động Các năng lực này được bắt đầu và phát triển dựa trên bản năng di truyền của con người, của môi trường giáo dục

Năng lực chuyên biệt: Là những năng lực của cá nhân được bắt đầu và phát

triển dựa vào các năng lực chung theo định hướng chuyên sâu, riêng biệt trong các loại hình hoạt động, đời sống lao động sản xuất Ví dụ năng lực nhận biết nhanh được xậy dựng dựa trên cơ sở năng lực chung về quan sát, so sánh, và các năng lực, khả năng , ưu điểm của cá nhân

Theo định hướng chương trình giáo dục phổ thông mới sau năm 2020 đã xác định một số năng lực cốt lõi mà học sinh Việt Nam cần phải có

“Xét về cấu trúc năng lực chia làm hai loại là năng lực chung và năng lực riêng ,

Năng lực chung là tập hợp nhiều khả năng làm những hoạt động thành phần Năng lực riêng là phần nhỏ của năng lực chung, các năng lực gắn kết với nhau , liên hệ với nhau

để trở thành năng lực chung Trong chương trình đánh giá người học Quốc tế PISA

đã đưa ra một số sơ đồ về năng lực như sau:

Sơ đồ 1.1 Minh họa cấu trúc năng lực

Có thể phân chia năng lực của học sinh thành hai loại, năng lực cốt lõi (các năng lực chung) và năng lực cá nhân được hình thành thông qua học tập một môn học cụ thể)

Các năng lực cá nhân: Bao gồm các năng lực cá nhân để phát triển nổi bật

như các môn Toán; Khoa học Tự nhiên, công nghệ; Khoa học xã hội và nhân văn; Thể chất; Nghệ thuật

1.1.3 Năng lực giải quyết vấn đề

1.1.3.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực GQVĐ tiếp cận theo quá trình xử li thông tin nhấn mạnh đến các yếu tố VĐ, không gian thời gian VĐ Trong đó không gian VĐ là các biểu hiện tâm lí bên trong của người GQVĐ

Xét trong phạm trù môn Vật lí thì NL GQVĐ là khả năng hoạt động trí tuệ (phân tích , tổng hợp,tr u tượng hóa, khái quá hóa, so sánh ) của HS trong

…

NL chung

việc vận dụng kiến thức, kỹ năng, thái độ để giải quyết một vấn đề trong môn Vật lí

Trong đề ta này ,chúng tôi nghiên cứu năng lực GQVĐ : Là khả năng sử dụng

các quá trình nhận thức, hành động, kỹ năng, thái độ… một cách hiệu quả để giải quyết tình huống có chứa đựng vấn đề mà không chứa đựng giải pháp thông thường

1.1.3.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề

Cấu trúc năng lực GQVĐ dự kiến phát triển ở HS s gồm bốn thành tố là: Hiểu nhiệm vụ (xem xét lại vấn đề), lập kế hoạch và đưa ra một đề xuất cho giải pháp, thực hiện giải pháp, Mỗi thành tố bao gồm một số hành vi của cá nhân khi làm việc độc lập hoặc khi làm việc nhóm trong quá trình giải quyết vấn đề Cụ thể như sau (xem hình dưới):

- iểu vấn đề em ét lại vấn đề : tìm hiểu vấn đề của tình huống; xác định

giải thích các thông tin ban đầu và trung gian, tương tác với vấn đề; trao đổi sự hiểu biết vấn đề với người khác

- hiết lập không gian vấn đề: Sưu tầm, sắp xếp , nhận định thông tin; kết nối

thông tin với kiến thức cũ có s n; Xác định hình thức , kế hoạch giải quyết vấn đề, thống nhất kế hoạch , thiết lập không gian vấn đề

-Lập kế hoach và thực hiện kế hoạch: Xây dựng tiễn trình cần làm; xác định

cách sử dụng nguồn lực; làm vầ trình bày biện pháp cho vấn đề; tổ chức và duy trì hoạt động nhóm

- Nhận đ nh và phản ánh giải pháp: nhận định giải pháp đã làm; phản ánh,

ngẫm ngh về biện pháp đã thực hiện; nhận định, công nhận những kiến thức và kinh nghiệm thu nhận được; đưa ra các cách giải quyết cho những vấn đề tương tư

Sơ đồ 1.2 Cấu trúc năng lực GQVĐ

1.1.3.3 Các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề

NL GQVĐ thông qua môn Vật lí được xác định và mô tả theo các mức

- Đưa ra được biện pháp GQVĐ đã tìm thấy: Đưa ra được giả thuyết khoa học khác nhau Lập kế hoạch để GQVĐ đặt ra thao tác tư duy và PP phán đoán hỗ trợ cho nhau Tham gia chủ động sáng tạo hoặc tham gia hoạt động nhóm dưới sự hỗ trợ của giáo viên

- Làm và đánh giá giải pháp GQVĐ và nhận sự phù hơp hay không phù hợp của giải pháp phù hợp đó Đưa ra kết luận chuẩn xác và tránh dài d ng Ngẫm ngh về cách thức và các bước GQVĐ để điều ch nh và thực hiện trong tình huống mới

Cấu trúc và biểu hiện NL GQVĐ được mô tả như sau:

Năng lực GQVĐ Hiểu vấn đề

Tìm vấn đề của tình huống

Xác định, giai thích các thông tin

Trao đổi về sự hiểu biết của vấn đề

Thiết lập không gian vấn đề

Sưu tầm, sắp xếp, nhận định thông tin

Kết nối thông tin với kiến thức

cũ có s n Xác định hình thức, kế hoạch GQVĐ Thống nhất kế hoạch, thiết lập không gian vấn

đề

lập kế hoach và hực hiện giải pháp

Xây dựng tiến trình cần làm

Đưa ra biện pháp

chọn lọc biện pháp phù hợp

Xem xét và kiểm tra giải pháp nhận định giải pháp đã thực hiện

kiểm tra về các giá trị giải pháp

Xác định kiến thức sau khi GQVĐ

Khái quát hóa cho những vấn

đề mới tương tự

Sơ đồ 1.3 Mô tả cấu trúc và biểu hiện năng lục giải quyết vấn đề

Thành tố Ch số hành vi

Hiểu nhiệm vụ

Phân tích tình huống Phát hiện vấn đề Biểu đạt vấn đề Thiết lập không gian

vấn đề

Sưu tập ,sắp xếp, nhận định thông tin

Nêu kiến thức cũ, kiến thức cần giải quyết Kết nối thông tin với những kiến thức cũ có s n Lập kế hoạch và thực

hiện giải pháp

Lập kế hoạch giải quyết nhiệm vụ Nêu ra các giải pháp phù hợp Chọn lọc biện pháp phù hợp Làm và kiểm tra,đánh

giá giải pháp giải

quyết vấn đề

Thực hiện biện pháp Đánh giá biện pháp Khái quát hóa và vận dụng phương pháp hoạt động vào tình huống tương tự

1.2 Tổ chức dạy học theo lý thuyết tình huống

1.2.1 Tình huống trong dạy học

Hiện nay qua điểm dạy học tích cực đáp ứng nhu càu và định hướng đổi mới PPDH, các lý thuyết dạy học hiện đại gắn với các PPDH hiện đại được quan tâm hơn cả PPDH tình huống – một PPDH hiện đại đã vận dụng lí thuyết tình huống đã

và đang thể hiện là một phương pháp dạy học phát huy hiệu quả tính tích cực của học sinh

Các nhà nghiên cứu didactic của Pháp , đứng đầu là Guy Brousseau, sau đó

là Yves Chevallard khởi đầu nghiên cứu và phát triển về lí thuyết tình huống Trong nghiên cứu Didactic Toán, Lí thuyết tình huống là một trong các lý thuyết cơ sở và

ra đời sớm nhất, được Brousseau đặt nền móng t đầu thập kỷ 80 của thế kỷ 20

Theo tác giả Nguyễn Bá Kim: “ ình huống dạy học là tình huống mà vai trò

của người giáo viên được thể hiện tường minh với mục tiêu để học sinh học tập một

Theo từ điển tiếng Việt của Hoàng Phê thì tình huống: “Tình huống là hoàn cảnh diễn biến, thường bất lợi, cần đối phó"[15]

Theo TS Nguyễn Văn Cường : “ Dạy học tình huống là một quan điểm dạy

học, trong đó việc dạy học được tổ chức theo một chủ đề phức hợp gắn với các tình huống cuộc sóng và nghề nghiệp Quá trình học tập được tổ chức trong môi trường học tập tạo điều kiện cho học sinh tạo điều kiện cho học sinh kiến tạo tri thức theo

cá nhân và trong mối tương tác ã hội của việc học tập”[dẫn theo 2]

Theo PGS.TS Phan Trọng Ngọ : “ PPD bằng tình huống là giáo viên

cung cấp cho học viên tình huống dạy học ọc viên tìm hiểu phân tích và động trong tình huống đó Kết quả là học viên thu nhận được các tri thức khoa học, thái

độ và kỹ năng hành động trí óc và thực tiễn sau khi giải quyết tình huống đã cho hành”[dẫn theo 2]

Tình huống có thể là một câu chuyện, một bài tập, một vấn đề cần giải quyết nhưng có liên quan đến bối cảnh thực của cuộc sống Một trong những yếu tố quan trọng và quyết định sự thành công của phương pháp dạy học theo lí thuyết tình huống đó là phải sử dụng một tình huống tốt giúp kích thích tính t m , l ng ham thích khám phá của người học Vì vậy, người giáo viên phải lựa chọn hay xây dựng tình huống phù hợp với nội dung bài giảng, phù hợp với đặc điểm nhận thức của học sinh

1.2.2 Phân loại tình huống dạy học

Theo [2], có nhiều cách chia các tình huống dạy học

Nếu chia theo bối cảnh thì có hai loại tình huống chính trong dạy học:

- ình huống thực: Là những vấn đề, những bối cảnh, những câu chuyện xảy

ra trong đời sống thực yêu cầu học sinh phải huy động kiến thức để giải quyết

- ình huống giả đ nh: Là tình huống dạy học có thể do giáo viên tự xây

dựng nên mà không xảy ra trong đời sống thực Trong trường hợp tình huống giả định thì người dạy cần dựa vào quá trình của l nh vực khoa học để “xây dựng lại” con đường tìm ra kiến thức đó

Nếu chia theo nội dung thì có 6 loại tình huống gồm:

- ình huống lớn: Loại tình huống này thường được sử dụng cho nhóm học

sinh để thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên Nhóm học sinh s được nghiên cứu trước toàn bộ tình huống (thường thì theo cá nhân) và chuẩn bị một bản kế hoạch về những quyết định có thể đưa ra Tình huống có thể s được thảo luận trong một tiết , nhiều tiết học hay cả kì học

- ình huống mô tả: Tình huống này thường được sử dụng trong việc giảng

dạy và đưa ra cho học sinh thảo luận trong một vài tiết học Nếu được tiến hành trong nhiều tiết học thì ở mỗi tiết, tình huống được thực hiện đến cho học sinh theo những góc khác nhau và giáo viên có vai tr hướng dẫn, yêu cầu học sinh giải thích

và minh chứng cho những ý tưởng của mình

- ình huống nhỏ: Đây là loại tình huống ngắn gọn, được trình bày trong

giới hạn của một bài học một buổi học Loại tình huống này thường được giáo viên

sử dụng để đi vào bài học giúp học sinh áp dụng lý thuyết vào đời sống hay đơn giản ch là một hoạt động ngắn ở trước hay sau tiết học để „thiết thực hoá‟ nội dung

lý thuyết đã giảng dạy

- ình huống trực tiếp: Trong phương pháp này, tình huống này có độ dài

ngắn khác nhau phụ thuộc vào giáo viên, tình huống này dùng câu hỏi để trả lời câu hỏi trực tiếp để giải quyết vấn đề

- Tình huống hạt nhân: Loại tình huống này ch bao gồm một số câu ngắn và

mục đích là truyền tải một nội dung đơn nhất Loại tình huống này thường dùng nhằm khơi gợi và dẫn dắt vào bài

- ình huống lựa chọn Loại tình huống này tương tự với dạng câu hỏi trắc

nghiệm, nhưng ở đây tình huống cũng thiết thực và rõ ràng Người học có nhiệm vụ lựa chọn ra phương pháp giải quyết tốt nhất trong 4 -5 phương án được đưa ra Ngoài những bài kiểm tra , thì loại tình huống này c n được sử dụng trong thảo luận Thảo luận và đưa ra lựa chọn của mình đồng thời chứng minh lựa chọn đó

1.2.3 Nguyên tắc xây dựng tình huống trong dạy học

Để đạt được hiệu quả trong việc áp dụng tình huống trong dạy học, người giáo viên khi thiết kế tình huống trong dạy học cần lưu ý các nguyên tắc sau:

- Nguyên tắc 1: Tình huống xây dựng phải gắn với thực tiễn: Các tình huống

là những vụ việc, những hoạt động đã diễn ra trong cuộc sống, có thể mang tính thời

sự nhưng chưa được giải quyết triệt để Những tình huống gắn với thực tiễn s đặt người học vào bối cảnh thực, giúp họ cảm thấy có trách nhiệm để cùng nghiên cứu giải quyết Ngoài ra, tình huống cũng có thể xây dựng t các vấn đề giả định trong cuộc sống thì yêu cầu vấn đề phải sát với thực tiễn Mục đích của xây dựng tình huống chính là để người học thấy vấn đề cấp thiết cần giải quyết, thấy trách nhiệm của cá nhân trong vấn đề tìm ra phương án khắc phục và đưa ra các giải pháp cụ thể

t đó đặt ra nhiệm vụ học sinh phải nghiên cứu tìm t i kiến thức, thiết lập không gian vấn đề và đưa ra cách giải quyết vấn đề

- Nguyên tắc 2: Các tình huống đưa ra phải phù hợp với nội dung của bài

học, tâm lý và trình độ nhận thức của học sinh Có thể xây dựng tình huống đơn giản hoặc tình huống phức tạp Tình huống đơn giản thường dành cho cá nhân học sinh hoặc nhóm học sinh có học lực v a phải c n tình huống phức tạp thường dành cho nhóm học sinh giải quyết trong thời gian dài hơn hoặc dành cho học sinh có học lực giỏi hơn Tình huống đơn giản thường ngắn gọn nội dung thường là một nhiệm

vụ đơn giản cần giải quyết trong bối cảnh thực Tình huống phức tạp thường là một nhiệm vụ yêu cầu học sinh phải hợp tác mới giải quyết được hoặc cần một thời gian

và và phải huy động nhiều loại kiến thức mới có thể giải quyết được Khi xây dựng tình huống, người dạy cần trả lời được các câu hỏi: Tình huống xây dựng để giảng dạy nội dung kiến thức nào?Mục tiêu đưa ra tình huống để làm gì? Học sinh s được những kiến thức, kỹ nào khi sử dụng tình huống này?

- Nguyên tắc 3: Tình huống phải là một vấn đề rõ ràng, một nhiệm vụ cụ thể

yêu cầu học sinh giải quyết Có thể kèm theo tình huống là một hệ thống các câu hỏi (nếu tình huống đơn giản)/một hệ thống các nhiệm vụ (tình huống phức tạp) để định hướng cách giải quyết vấn đề của học sinh

- Nguyên tắc 4: Thứ tư, người thiết kế tình huống phải biết và hiểu đối tượng

học sinh cần thiết kế tình huống, sao khi sử dụng tình huống học sinh có khhar năng nhận thức và giải quyết được tình huống

1.2.4.Ưu nhược điểm của phương pháp dạy học tình huống

1.2.4.1.Ưu điểm

- Dạy học tình huống giúp người học dễ hiểu dễ nhớ nhưng vấ đề lý thuyết

phức tạp Thông qua các tình huống được phân tích, thảo luận, người học có thể tự rút ra những kiến thức lý luận bổ ích và ghi nhớ những kiến thức này một cách dễ dàng trong thời gian dài, giúp người học hiểu được vấn đề một cách sâu sắc gắn liền với quá trình giải quyết tình huống đó

- Giúp người học giải quyết vấn đề trong thực tiễn cuộc sống hiệu quả dựa vào nội dung bài học Dạy học tình huống nâng cao tính thực tiễn của môn học, giảm thiểu rủi ro của người học khi tham gia thực tiễn cuộc sống, thực tiễn nghề nghiệp, giúp người học có cái nhìn sâu sắc và thực tiễn hơn về vấn đề lý thuyết đã dược học.Thông qua việc xử lý tình huống đó học sinh s có điều kiện để vận dụng linh hoạt kiến thức lý thuyết

- Dạy học tình huống góp phần nâng cao khả năng tư duy, độc lập sáng tạo Giúp người học tìm t i kiến thức tự đưa ra giải pháp phân tích các thông tin, phải chủ động tư duy,thảo luận- tranh luận trong nhóm hay với giáo viên , tìm hiểu thêm

về lý thuyết, tài liệu tham khảo đi đến giải pháp Chính trong quá trình suy ngh , tranh luận bảo vệ các giải pháp người học tham gia vào quá trình thách thức Việc giải quyết tình huống như vậy giúp người học hứng thú say mê, học tập , sáng tạo của học sinh

- Dạy học tình huống góp phần cho học sinh nâng cao năng lực hợp tác, khả năng làm việc theo nhóm, kỹ năng phân tích, giải quyết vấn đề, kỹ năng trình bày , bảo vệ phản biện ý kiến trước đám đông Đây là những kỹ năng quan trọng có thể giúp người học thành công trong tương lai Dạy học bằng tính huống d dàng giúp cho người học nhận ra ưu điểm và hạn chế của bản thân khi họ có moi trường thuận lợi để so sánh, đánh giá và hoàn thiện bản thân trong quá trình giải quyết đồng thời người học biết cách tôn trọng và lắng nghe ý kến của người khác làm cho kiến thức của mình phong phú

- Dạy học tình huống giúp cho giáo viên trau dồi thêm kinh nghiệm , giải pháp t người học để phương pháp dạy học đa dạng hơn

- Tạo môi trường học tập tốt cho học sinh qua việc tổ chức các hoạt động học tập của mình và phát triển khả năng làm việc cá nhân trong việc giải quyết các tình huống học tập cũng như trong thực tiễn

- Dạy học tình huống giúp việc học liên môn hiệu quả hơn.T một hiện tượng học sinh có thể hiểu thêm về các kiến thức môn học khác, áp dụng hiệu quả vào trong thực tiễn thường ngày

1.2.4.2 Nhược điểm

- Dạy học tình huống yêu cầu giáo viên phải làm việc nhiều hơn Để có được những bài tập tình huống thực tế, giáo viên phải đầu tư nhiều thời gian và trí tuệ để tiếp cận nguồn thông tin khác nhau và xây dựng tình huống sát với nội dung của môn học và đ i hỏi giáo viên phải có nhiều kinh nghiệm chuyên môn, vốn văn hóa sâu rộng và am hiểu những vấn đề thực tế liên quan đến l nh vực môn học

- Dạy học tình huống yêu cầu giáo viên phải luôn đổi mới cập nhật mục tiêu bài học mới

- Dạy học tình huống luôn đ i hỏi về thời gian để chuẩn bị các phương án giải quyết để tìm ra phương án tối ưu

- Dạy học tình huống yêu cầu giáo viên nắm rõ đối tượng học sinh của mình

và các yếu tố nhằm có sự kết hợp nhuần nhuyễn và cân bằng với phương pháp truyền thống và các yếu tố tác động để có sự phối hợp nhuần nhuyễn và cân đối các phương pháp truyền thống

- Dạy học tình huống yêu cầu kỹ năng giảng dạy phức tạp hơn, như cách thức tổ chức lớp học, phân bố thời lượng các hoạt động, cách đặt câu hỏi, tổ chức các hoạt động học giúp học sinh thảo luận, trình bày, nhận xét, phản biện Đây là yếu tố khó khăn đối với giáo viên

- Do học sinh đã quen thuộc với cách dạy quen thuộc với cách dạy truyền thống tức là tiếp nhận kiến thức thụ động , khi sử dụng phương pháp dạy học tình huống cần học sinh phải nhanh nhẹn, tư duy nên s có một số học sinh khó thích ứng

- Dạy học tình huống yêu cầu học sinh làm việc nhiều hơn Hiện nay học sinh phải học quá nhiều môn học trong một kỳ Nên việc tự nghiên cứu là khá khố khăn Ngoài ra nội dung trong sách giáo khoa và tài liệu tham khảo c n hạn chế nên học sinh khó có đủ thời gian để nghiên cứu tình huống

1.3 Sử dụng tình huống gắn với thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn

đề của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông

1.3.1 Nguyên tắc xây dựng tình huống Vật lí gắn với thực tiễn

Vật lí là bộ môn Khoa học thực nghiệm, kiến thức Vật lí gắn liền với thực tiễn, do vậy để thiết kế một tình huống Vật lí gắn với thực tiễn là không quá khó đối với giáo viên THPT, tuy nhiên các giáo viên cần phải đảm bảo nguyên tắc thiết kế sau[19]:

- Đảm bảo tính chính ác, khoa học: Tình huống thiết kế phải khoa học, các

kiến thức sử dụng trong tình huống phải chính xác đảm bảo độ tin cậy

- Đảm bảo tính thực tiễn: Các tình huống xây dựng cần phải đảm bảo gắn

với thực tiễn (có thể xảy ra trong bối cảnh thực hoặc gắn với tình huống giả định) nhưng không ch là bài tập đơn thuần, phải có bối cảnh và yêu cầu để người học phải giải quyết

- Đảm bảo tính trọng tâm: Cần đưa ra các tình huống có nội dung gắn liền

với kiến thức trọng tâm của bài học nhằm khắc sâu hơn kiến thức cho học sinh, tránh đưa ra những kiến thức ch có tính chất liên quan làm học sinh phân tán

- Đảm bảo tính giáo dục và tính sư phạm: Cần xây dựng tình huống có tính

mô phạm, mang tính giáo dục cao tránh xây dựng các tình huống mang tính bạo

lực; nhạy cảm làm ảnh hưởng đến tư tưởng của học sinh sau khi học tập

- ình huống phải hấp dẫn: Các tình huống phải có khả năng kích thích tư

duy của học sinh, giúp học sinh t m để khám phá, tránh tình huống nhàm chán, quen thuộc làm học sinh mất hứng thú trong học tập

1.3.2 Sử dụng tình huống gắn với thực tiễn trong dạy học Vật lí nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

1.3.2.1 Quy trình thiết kế tình huống gắn với thực tiễn trong dạy học Vật lí

Để thiết kế tình huống dạy học gắn với thực tiễn trong dạy học Vật lí, giáo viên cần tuân thủ theo các bước sau:

- Bước 1: Xác đ nh mục tiêu của bài học

Cho dù dạy học theo phương pháp nào, sử dụng bài tập, tình huống nào thì vấn đề đầu tiên của người giáo viên chính là xác định mục tiêu dạy học, xác định xem kiến thức,

k năng, thái độ của học sinh đạt được gì sau bài học để t đó lựa chọn chủ đề tình huống cho phù hợp với nội dung chương trình và đặc điểm của học sinh

- Bước 2: Lựa chọn nội dung kiến thức trọng tâm cần ây dựng tình huống

Giáo viên xác định các kiến thức trọng tâm của bài học; lựa chọn kiến thức trọng tâm có liên quan đến thực tiễn t đó liên hệ đặt ra các câu hỏi: Học sinh cần làm gì? Cần vận dụng gì cho bài toán? Cần k năng gì liên quan trong tình huống s xây dựng

- Bước 3: ìm kiếm, thu thập dữ liệu để thiết kế tình huống

Giáo viên thu thập dữ liệu t các mẩu truyện, các tin tức thời sự; t câu chuyện lịch sử Vật lí; câu chuyện tự xây dựng dựa trên các dữ liệu của cuộc sống thông qua kênh sách, báo, truyền hình, internet hoặc t kinh nghiệm của bản thân

để xây dựng tình huống dạy học

- Bước 4: Lựa chọn k thuật để thiết kế tình huống:

Giáo viên căn cứ đặc điểm lớp học, đặc điểm của học sinh để thiết kế tình huống, có thể sử dụng k thuật giao nhiệm vụ cho học sinh thông qua phiếu học tập; thông qua nhóm đóng vai; thực hiện dự án

- Bước 5: hử nghiệm và điều chỉnh và hoàn thiện tình huống

Trong quá trình hoàn thiện tình huống, giáo viên có thể tham khảo thêm ý kiến của đồng nghiệp hay những người có cùng chuyên môn s giúp giáo viên có thêm kinh nghiệm hoặc giáo viên có thể tổ chức dạy thử nghiệm với tình huống đã

đề xuất, thu thập, rút kinh nghiệm và điều ch nh tình huống cho phù hợp với giờ dạy tiếp theo

1.3.2.2 Sử dụng tình huống gắn với thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí

Để có thể sử dụng tình huống gắn với thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí, giáo viên cần dựa vào các bước phát triển của năng lực giải quyết vấn đề của học sinh và lí thuyết tình huống để chia thành các giai đoạn dạy học

- Giai đoạn 1: Chuẩn b của giáo viên

Đây là giai đoạn quan trọng nhất của dạy học tình huống, giáo viên chuẩn bị đầy đủ giáo án, các tình huống đã xây dựng và chuẩn bị tâm thế cho học sinh Nếu

ch là một tình huống xuất phát đơn giản để vào bài học thì ch cần giáo viên chuẩn

bị trên power point hoặc trên phiếu học tập Nếu là những tình huống lớn, GV cần chuẩn bị kèm theo các đồ dụng, dụng cụ và phương tiện dạy học Cần chuẩn bị kế hoạch dạy học chu đáo để tổ chức các tình huống hiệu quả

- Giai đoạn 2: hực hiện giảng dạy

Bước 1: Giới thiệu tình huống hực hiện thành tố 1 của NLGQVĐ - Giúp học sinh phát hiện vấn đề cần nghiên cứu

Giới thiệu tình huống, giới thiệu cách thức giải quyết (cá nhân hay nhóm); đưa ra yêu cầu nhiệm vụ cụ thể cho học sinh) Nếu là hoạt động theo nhóm, cần đưa tình huống dưới dạng báo cáo; các phiếu học tập; các dự án GV chia nhóm và giao nhiệm vụ, hướng dẫn cách thức hoạt động nhóm và yêu cầu sản phẩm cần thu thập Thông báo rõ về thời gian thực hiện để nhóm chủ động thực hiện GV cần bám sát học sinh khi bắt đầu thực hiện phân tích tình huống GV yêu cầu HS quan sát và tìm hiểu vấn đề trước khi nghiên cứu

Bước 2: Học sinh nghiên cứu tình huống và đề xuất giải pháp thực hiện hực hiện thành tố 2 của NLGQVĐ – hiết lập không gian vấn đề

- ổ chức cho cá nhân học sinh nghiên cứu và giải quyết tình huống

+ Cá nhân HS nghiên cứu tình huống, sau đó tiến hành phân tích, đưa ra các kiến thức cũ, kiến thức mới trong quá trình giải quyết tình huống, đề xuất phương

án giải quyết trước lớp (GV phải để thời gian cho học sinh nghiên cứu)

+ GV có thể cho cá nhân HS giải quyết trình bày tình huống trên phiếu học tập; trên máy tính và sau đó tổ chức cho t ng học sinh báo cáo trước lớp; tổ chức nhận xét cách giải quyết của học sinh Giáo viên công nhận những kiến thức, k năng, phương pháp hành động mà học sinh thu nhận được t việc giải quyết tình huống Nếu tri thức thu nhận được không phù hợp giáo viên giúp học sinh khắc phục bằng cách tìm kiếm giải pháp mới

- ổ chức làm việc theo nhóm để giải quyết tình huống:

+ Lớp được chia thành nhiều nhóm Khi học sinh làm việc nhóm, giáo viên

đi xung quanh lớp, quan sát và hỗ trợ các nhóm nếu thấy cần thiết Nếu là tình huống lớn, GV có thể giao nhiệm vụ nhóm về nhà cho học sinh nghiên cứu, sau đó đến lớp tổ chức thảo luận và trình bày kết quả trước lớp

+ Hình thức làm việc cả lớp ch diễn ra ở giai đoạn cuối, khi mỗi học sinh hoặc các nhóm học sinh đã tìm ra được giải pháp và cần đưa ra, thảo luận, trao đổi rộng rãi trong cả lớp

+ Tương tự làm việc cá nhân, trong quá trình thảo luận nhóm, giáo viên phải giúp các học sinh xác nhận kiến thức đúng, chưa đúng, ch ra vị trí của nó trong hệ thống kiến thức của bản thân và cách ứng dụng của chúng trong quá trình học sinh giải quyết vấn đề

Bước 3: Giới thiệu và bảo vệ giải pháp (báo cáo thảo luận) hực hiện thành

tố 3 của NLGQVĐ – Đề uất và thực hiện giải pháp

Kết quả thảo luận nhóm được báo cáo trước lớp, các nhóm ch rõ những kiến thức cần sử dụng trong quá trình giải quyết tình huống; những kết quả và những giải pháp đề xuất GV và các nhóm khác s đặt các câu hỏi để các thành viên trong nhóm trả lời; đánh giá các giải pháp đưa ra là khả thi hay không?

Bước 4: GV tổng kết và đưa ra bài học t tình huống hực hiện thành tố 4 của NLGQVĐ – hực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề)

GV lắng nghe, đặt các câu hỏi và yêu cầu các nhóm tự đánh giá giải pháp giải quyết tình huống đưa ra Tổ chức cho các nhóm cùng đánh giá giải pháp của nhau và tìm phương án, giải pháp khả thi nhất đồng thời kết luận các giải pháp có liên quan đến nội dung lý thuyết môn học

1.4 Thực trạng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua sử dụng tình huống gắn với thực tiễn trong dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật lý 10

1.4.2 Phương pháp và đối trượng điều tra

- Phương pháp điều tra:

Điều tra sơ bộ tình hình sử dụng tình huống trong dạy học vật lí ở một số

trường THPT thuộc thành phố Hà Nội ( tiến hành vào đầu tháng 4/2019)

Thăm lớp, dự giờ, tr chuyện, trao đổi ý kiến với giáo viên và học sinh Phỏng vấn một số giáo viên có kinh nghiệm giảng dạy lâu năm và tổ chức điều tra bằng phiếu hỏi ( tiến hành vào cuối tháng 4/2019)

Phát phiếu điều tra ( phụ lục 1 và 2) đến các GV trực tiếp giảng dạy bộ môn vật lí và các em học sinh khối 10 ở một số trường THPT tại thành phố Hà Nội,Thái Bình

- Đối tượng điều tra:

Đối với học sinh: Số phiếu phát ra: 500; Số phiếu thu vào: 496

Đối với giáo viên: Số phiếu phát ra: 70; Số phiếu thu vào: 70

9 Hoc viên cao hoc 2017S-QH 32 ĐH Giáo dục

1.4.3 Nội dung điều tra, khảo sá

- Điều tra tổng quát về tình hình sử dụng tình huống trong dạy học chương “ Động lực học chất điểm”, Vật lí 10 hiện nay

- Lấy ý kiến của các giáo viên về ác biện pháp nâng cao hiệu quả việc sử dụng tình huống trong chương “ Động lực học chất điểm”, vật lí 10

- Nội dung cụ thể dược thể hiện ở các bảng t 1.2 đến 1.5

1.4.4 ết quả điều tra khảo sát

1.4.4.1 Mức độ cần thiết của việc sử dụng tình huống thực tiễn trong dạy học chương “Động lực học chất điểm”, vật lý 10

Bảng 1.2 Mức độ cần thiết của việc sử dụng tình huống trong dạy và học

(mức độ 1: không cần thiết; 5: rất cần thiết)

số các thầy cô và các em học sinh đã thấy được tầm quan trọng cũng tính hiệu quả việc sử dụng tình huống trong quá trình dạy học Điều đáng chú ý là mức độ rất cần thiết được HS đánh giá cao cho thấy phương pháp dạy học bằng tình huống gây hứng thú hơn cho học sinh trong học tập, giúp học sinh phát triển năng lực tư duy

và khám phá nhiều kiến thức mới thú vị khi giải quyết xong tình huống.T đó, học sinh học tập một cách tích cực hơn, chăm ch hơn, kết quả học tập được nâng cao

1.4.4.2 Mức độ sử dụng tình huống trong dạy học chương “Động lực học chất điểm”, vật lí 10

Bảng 1.3 Mức độ sử dụng tình huống trong dạy và học

mức độ 1: không bao giờ; 5: rất thường uyên

Tuy việc nhìn nhận và đánh giá của các GV về sự cần thiết của dạy học tình huống

là rất cao, song mức độ sử dụng tình huống trong dạy học của GV ch ở mức th nh thoảng (điểm trung bình theo GV tự đánh giá là 3,3); c n điểm trung bình do HS đánh giá về việc sử dụng tình huống vào giảng dạy của GV là 3,2) Tại sao lại nhƣ vậy? Phải chăng là do thiết kế tình huống quá khó, hay là việc sử dụng nó để giảng dạy rất phức tạp? Điều này s đƣợc trình bày cụ thể ở mục tiếp theo

1.4.4.3 Những khó khăn khi sử dụng tình huống trong dạy chương “Động lực học chất điểm” vật lí 10

Bảng 1.4 Những khó khăn khi sử dụng tình huống trong giảng dạy (Mức độ 1: có khó khăn nhưng không nhiều; 5: rất khó khăn)

Nhận t:

- Thời gian (3,53) là yếu tố gây trở ngại nhất trong quá trình triển khai tình

huống vì lượng kiến thức trong một bài rất nhiều, nếu triển khai bài bản một tình huống s không truyền tải được hết kiến thức trong tiết học Phải có thời gian cho

HS suy ngh và có thời gian để giáo viên giải đáp tình huống thực tế Vì thế, nhiều

GV ngại đưa tình huống thực tế vào bài học Chúng ta cần phải phải thiết kế tình huống ngắn gọn, logic sao cho không chiếm quá nhiều thời gian

- Khó khăn thứ hai được GV quan tâm là khó khăn khi tìm tình huống liên

quan đến thực tế (3,42) Vì đặc thù của vật lí là môn học gắn liền với đời sống hằng ngày, vì thế tình huống phải liên quan đến thực tế, đến những gì xảy ra rất gần gũi với các em, làm cho các em liên tưởng dễ dàng và tiếp thu một cách nhanh chóng Điều đó đ i hỏi GV phải có tư duy sáng tạo, biết cập nhật các kiến thức liên quan t thực tế, vận dụng vật lí vào trong đời sống hằng ngày

- Yếu tố gây trở ngại thứ ba là tốn nhiều công sức đầu tư thiết kế tình huống

(3,41), vì tình huống phải đảm bảo yếu tố logic, sáng tạo, phù hợp với bài học, làm cho HS hứng thú Giáo viên phải tốn nhiều thời gian và công sức để đầu tư một tình huống sao cho hoàn ch nh, tình huống phải hấp dẫn, có sức lôi cuốn HS Vì thế GV cần đọc nhiều tài liệu, trao đổi kinh nghiệm với các GV khác

- Một thách thức lớn nữa trong việc sử dụng tình huống đó chính là trình độ,

tính năng động của HS hạn chế (3,2) Do đó, GV cần tạo ra tình huống có sức hấp dẫn, tạo không khí thoải mái, khuyến khích các em tham gia giải quyết tình huống, điều đó giúp HS năng động và mạnh dạn hơn

Tóm lại, đa số GV đều nhận định rằng việc sử dụng tình huống thực tế là rất

cần thiết trong việc dạy học trong chương “Động lực học chất điểm” , vật lí 10, nhưng vẫn c n nhiều khó khăn và trở ngại, khiến cho việc sử dụng tình huống thực

tế trong dạy học c n nhiều hạn chế Do đó, việc đề ra các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tình huống trong dạy học vật lí là rất đáng cần thiết

1.4.4.4 Ý kiến của GV về tính hiệu quả của các biện pháp đề uất

Qua điều tra thực trạng, chúng tôi đã đề xuất một số biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng tình huống thực tiễn trong dạy chương “Động lực học chất điểm” và

đồng thời tiến hành lấy ý kiến đánh giá của các giáo viên về các biện pháp đó Kết quả thu được như sau:

Bảng 1.5 Ý kiến của GV về tính hiệu quả của các biện pháp đề uất

(Mức độ 1: không hiệu quả; 5: rất hiệu quả)

4 Phát huy tối đa tính chủ động , sáng tạo,

giúp học sinh tự chủ về kiến thức 0 3 18 29 20 3,8

5 Khéo léo dẫn dắt, điều khiển tình huống,

8 Phát huy tối đa hiệu quả của các phương

tiện dạy học (máy chiếu, phim ảnh, thí

xem trọng là: lựa chọn, xây dựng một hệ thống tình huống có tính khoa học, thiết thực, hấp dẫn (4,62); chuẩn bị tốt các câu hỏi dẫn dắt gợi mở (4,54); khai thác tính

“vấn đề” của tình huống một cách khéo léo (4,14); khéo léo dẫn dắt, điều khiển tình huống, sử dụng thời gian hợp lý (4,25) và nâng cao năng lực sư phạm của người dạy (4.12) Ngoài ta một số biên pháp c n lại cũng được đồng tình khá cao

Tiểu kết chương 1

Trong chương này chúng tôi đã tìm hiểu tổng quan về vấn đề nghiên cứu, cơ

sở lý luận của dạy học tình huống Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành điều tra thực trạng việc sử dụng tình huống trong dạy học chương “Động lực học chất điểm”,vật

lí 10 Thuộc nhiều t nh, thành phố khác nhau với 70 phiếu tham khảo ý kiến của GV

và 498 phiếu điều tra của HS Kết quả điều tra cho thấy việc sử dụng tình huống trong dạy chương “Động lực học chất điểm” là rất cần thiết và cần thiết (điểm trung bình của GV là 4,07 và của HS là 4,33), song mức độ sử dụng tình huống trong dạy học của GV ch ở mức th nh thoảng (điểm trung bình theo GV tự đánh giá là 3,2;

c n điểm trung bình do HS đánh giá về việc sử dụng tình huống vào giảng dạy của

GV là 3,3) Cho nên, chúng tôi nhận thấy cần phải thực hiện đề tài nghiên cứu, đồng thời đề xuất các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng tình huống nhằm phục vụ tốt cho thực tế dạy học và phát triển tư duy của HS lên một bước cao hơn Tất cả những vấn đề trên là cơ sở lý luận và thực tiễn để chúng tôi tiến hành nghiên cứu các nguyên tắc thiết kế và qui trình dạy học môn vật lí bằng phương pháp dạy học tình huống, đồng thời thiết kế một số tình huống dạy học ở khối 10 trình bày cụ thể trong chương 2 “Động lực học chất điểm”

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÌNH HUỐNG GẮN VỚI THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”-

VẬT LÍ 10 2.1 Tổng quan nội dung chương “ Động lực học ch t điểm”

2.1.1 Mục tiêu dạy học chương “ Động lực học chất điểm” vật lí 10 cơ bản

Chương này trình bày ba định luật Niu-tơn Đó là cơ sở toàn bộ cơ học Ngoài ra, trong chương này c n đề cập đến những lực hay gặp trong cơ học : Lực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát Các định luật Niu-tơn được vận dụng để khảo sát một số chuyển động đơn giản dưới tác dụng của những lực nói trên

Chương này được giảng dạy trong 12 tiết, trong đó có 8 tiết lí thuyết, 2 tiết thực hành và 2 tiết bài tập

Các định luật Newton được trình bày trong SGK như là các nguyên lí lớn Những định luật này là kết quả của hàng loạt quan sát và tư duy khái quát hoá, đặt nền móng cho việc tìm kiếm các định luật vật lí cũng như cho việc xây dựng và phát triển cơ học Với quan niệm như vậy, SGK không đưa ra ba định luật Newton bằng con đường quy nạp thực nghiệm mà trình bày dưới dạng tiên đề Ở mỗi định luật, sách nêu ra nhiều hiện tượng có tính chất gợi mở để dẫn tới định luật

Trong phần các loại lực cơ học khi dạy các bàilực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực

ma sát sử dụng phương pháp thực nghiệm để đưa ra các kết luận về đặc điểm của các loaị lực như là phương, chiều , độ lớn Với bài lực hấp dẫn, do không thể làm thí nghiệm để tìm ra đặc điểm của lực hấp dẫn nhưng dựa vào sự khái quát hoá những quan sát của Newton để dẫn đến định luật này

Nhìn chung, chương "Động lực học chất điểm" có nhiều thí nghiệm mà GV cần tiến hành trên lớp Phần lớn các thí nghiệm đều đơn giản Tuy nhiên, GV khó có thể cho toàn bộ lớp quan sát được Chẳng hạn khi tiến hành thí nghiệm đo lực ma sát ngh cực đại, HS ở cuối lớp rất khó thấy được số ch của lực kế Vì thế GV có thể kết hợp cả thí nghiệm thực và trình chiếu video clip về thí nghiệm đó để cả lớp quan sát rõ ràng Đối với những thí nghiệm chưa thực hiện được vì điều kiện trang thiết bị thí nghiệm của nhà trường (như thí nghiệm kiểm chứng định luật I Newton, thí nghiệm về đo hằng số hấp dẫn ), các thí nghiệm mà quá trình vật lí xảy ra nhanh (như chuyển động của vật bị ném) GV nên có một số hình ảnh động hoặc những đoạn phim

thí nghiệm để HS quan sát, t đó HS có thể dễ dàng ghi nhớ bài và nắm vững kiến thức hơn

2.1.2 Nội dung kiến thức chương “ Động lực học chất điểm”

2.1.2.1 Cấu trúc chương

Sơ đố 2.1:Cấu trúc chương động lực học chất điểm

2.1.3.2 Nội dung kiến thức chương “ Động lực học chất điểm”, Vật lí 10

* Định ngh a lực

“Lực là nguyên nhân có thể giữ cho một vật đứng yên hoặc làm cho nó biến dạng (định ngh a t nh học).” hoặc “Lực là đại lƣợng đặc trƣng cho tác dụng giữa các vật, kết quả là truyền gia tốc cho vật”

“Vì gia tốc là một đại lƣợng vectơ nên hiển nhiên lực gây ra gia tốc đó cũng

Bài tập động lực học

của gia tốc mà nó gây ra cho vật C n độ lớn của lực thì sao?Cho đến đây chúng ta chưa có một thước đo lực

Chúng ta không muốn thông báo cho học sinh lực kế, mà lực kế - một phần

tử trong hệ thống logic của chúng ta, s xuất hiện với đầy đủ cơ sở khoa học của nó,

s là một mắt khâu trong chuỗi logic của chúng ta Đây là sự khác nhau giữa cấp cơ

sở và cấp trung học

Qua những năm dạy thực nghiệm phần động lực học, chúng tôi nhận thấy nên hình thành ngay khái niệm “tương tác” bên cạnh khái niệm “tác dụng”, khái niệm “phản lực” bên cạnh khái niệm “lực” Điều đó giúp cho học sinh thói quen nhìn nhận một hiện tượng cơ học bất kỳ như là kết quả của tác dụng lẫn nhau giữa các vật Điều đó giúp cho học sinh hiểu rõ và vận dụng tốt định luật 3 sau này D nhiên hình thành khái niệm phản lực có khó khăn hơn một chút, vì có những trường hợp giới hạn, đó là trường hợp mà một vật có khối lượng quá lớn với vật kia Chẳng hạn như học sinh có thể khó hình dung một vật lại hút trở lại Trái Đất một phản lực Những trường hợp đó ta có thể tạm tránh và s trở lại sau này

dự đoán đó trong điều kiện phòng thí nghiệm trên mặt đất Chúng ta ch có thể tưởng tượng ra thí nghiệm đó Như thế cách phát biểu: “Nếu một vật không chịu một tác dụng nào của những vật khác thì nó s đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều” thực sự là một định luật của tự nhiên vì nó đảm bảo chức năng tiên đoán, vì nó

nói về một sự kiện của tự nhiên, mặc dù sự kiện đó cho đến nay chúng ta chưa có cách nào kiểm nghiệm trực tiếp Các bạn có thể hỏi làm thế nào ta biết trước được là không có lực tác dụng lên vật? Như đã biết, t vô số kinh nghiệm hằng ngày, chúngvật, không có lực Nhưng chúng ta có quyền tưởng tượng ra một vật ở trong

vũ trụ và rất xa tất cả các vật khác T vốn kinh nghiệm, t trực giác lành mạnh, chúng ta biết trước là khi ấy vật không chịu mọi tác dụng nào, và chúng ta tin rằng vật đó s bảo

toàn vận tốc của mình về cả phương lẫn độ lớn ta biết rằng lực có nguồn gốc vật chất Không có các vật thể, thì không có các tương tác giữa các Với định luật quán tính, người ta phát hiện ra hệ quy chiếu quán tính và thấy rằng các định luật Niutơn trong

đó có định luật I ch đúng trong hệ quy chiếu quán tính mà thôi Đối với những hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc đối với hệ quy chiếu quán tính thì các định luật Niutơn không c n đúng nữa Bằng cách nào mà ta biết được hệ quy chiếu đó là hệ quy chiếu quán tính? Không thể biết được nếu không dựa vào định luật quán tính Trong một toa tàu đang đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều so với mặt đất, mọi thí nghiệm cơ học đều diễn ra giống nhau và đều tuân theo quy luật quán tính Con lắc luôn luôn có phương thẳng đứng nó là những hệ quy chiếu quán tính Chúng ta thâu tóm những điều v a trình bày vào trong phân tử thứ ba của sơ đồ logic:

* Nếu quan sát thấy gia tốc tức thời a của một vật có khối lượng m đối với hệ quy chiếu quán tính định xứ, thì có ngh a là tại điểm quan sát vật đã chịu một lực tác dụng F = ma

* Bởi thế định luật II Niutơn có thể dùng với tư cách là định ngh a diễn toán của khái niệm lực Tuy nhiên định luật II Niutơn chứa đựng một cái gì đó lớn hơn

là một định ngh a đơn giản của lực

Lực(Định tính) Cân bằng lực Định luật I

Phát hiện quán tính Phát hiện ma sát Phát hiện hệ quy chiếu quán tính Hợp lực =0 không có lực

Thực ra vấn đề có khác Thiên nhiên có cấu trúc như thế nào đó để cho đại lượng mà chúng ta gọi là lực, khi đặt vào vật thì phụ thuộc vào vị trí (tọa độ) hoặc vận tốc của vật tương tác với nó đó ngh a là phương trình (*) phải được bổ sung bằng một phương trình nữa, ch rõ lực được biểu thị qua tọa độ hay qua vận tốc của vật như thế nào Chúng tôi làm sáng tỏ những điều nói trên bằng một thí dụ

Chúng ta hình dung rằng chúng ta cần tìm chuyển động của vật có khối lượng Biểu thức F = ma có ý ngh a gì? Nó cho biết khi một vật bất kỳ, dù vật đó là Mặt Trăng hay Trái Đất, dù vật đó là h n bi hay electron, chuyển động với gia tốc a thì lực tác dụng vào vật được đo bằng tích ma trong đó m là khối lượng của vật Nói cách khác, biểu thức F = ma trước hết có đầy đủ ý ngh a của một định ngh a định lượng về lực hay của thước đo lực Trong lịch sử chính Niutơn đã dùng công thức F

=ma với ý ngh a là thước đo lực cộng với định luật III để phát hiện ra định luật vạn vật hấp dẫn Feynman viết: “định ngh a chính xác nhất, hay nhất trong các định ngh a về lực như sau: lực là khối lượng của vật nhân với gia tốc của nó”

Định luật III Newton

Điều hợp lý ở đây là chúng ta phải tích lũy thêm những sự kiện thực nghiệm, tức là những “hành vi” của “tương tác” Suy xét trên sự kiện thực nghiệm mới; kết hợp với tri thức đã có là 3 phần tử trong sơ đồ logic chúng ta s đi đến kết luận mới, tri thức mới Vấn đề là chọn sự kiện nào để ch cần 3 phần tử kiến thức cũ

là có thể suy được một phần tử kiến thức mới? Trong các hiện tượng tương tác có những trường hợp đáng chú ý, đó là trường hợp hai hay nhiều vật ghép lại với nhau tương tác với vật khác như một vật duy nhất, như một vật nguyên Hành vi “giống như một vật nguyên” nói lên điều gì? Ta hãy xét một vài ví dụ: - Một xe lăn đứng yên trên mặt bàn nằm ngang và nh n dưới tác dụng của hai vật nặng

Bây giờ ta ghép thêm vào đó một xe nữa rồi cho cả hai tương tác với hai vật nặng giống như cũ xe ghép vẫn đứng yên như xe nguyên Giải thích sự đứng yên này như thế nào?

Khi hai xe tương tác với vật nặng, hai xe A và B tương tác lẫn nhau ở chỗ nối xuất hiện lực và phản lực Đó là điều mà ở xe nguyên không có Hành vi của xe ghép giống hệt xe nguyên chứng tỏ rằng cặp lực xuất hiện ở chỗ nối không ảnh

hưởng đến trạng thái động học của xe ghép, ngh a là cân bằng lẫn nhau Vì ch có như thế thì xe ghép mới thu gia tốc và chuyển động dưới tác dụng của lực căng dây giống như một xe nguyên

2 Như vậy là t việc FA FB của một nhóm hiện tượng tương tác ta đi đến một kết luận: Lực và phản lực là lực trực đối Kết luận này có tính chất tổng quát hay không?

3 Bây giờ chúng ta hãy xét một nhóm hiện tượng khác, hiện tượng hai vật tương tác với nhau và kết quả là cả hai vật thu gia tốc khác nhau Đó là trường hợp hai hòn bi va chạm, hai xe lăn va chạm vào nhau Ta hãy xét một thí nghiệm sau đây Dùng hai xe lăn làm hai vật tương tác Đầu tiên cho hai xe áp sát vào nhau sao cho cả hai l xo đều bị nén Sau đó thả ra, ta thấy cả hai xe đều thu gia tốc và chuyển động ngược chiều nhau Ta hãy tìm cách so sánh hai gia tốc đó

Liệu trong nhóm hiện tượng này lực có bằng phản lực hay không? Liệu có thể suy xét trực tiếp t hành vi của tương tác ở đây để rút ra sự tương quan về lực hay không? Ở đây không dựa vào trực giác được Bằng trực giác ta thấy hình như xe thép va chạm vào xe nhôm mạnh hơn xe nhôm va chạm vào xe thép Phải chăng do lực và phản lực không bằng nhau, nên gia tốc thu được mới khác nhau? Không phải như vậy Einstein

đã nói, “c n một dây dẫn lối nữa đưa đến hiểu, biết các hiện tượng tương tác cơ học, đó

là khối lượng” Nhưng làm thế nào ngh ra được dây dẫn lối này nếu không đặt niềm tin vào định luật III? Thật vậy nếu tin vào định luật III chúng ta s nêu câu hỏi sau đây: “Tại sao hai xe đều chịu những lực lớn bằng nhau mà gia tốc thu được lại lớn khác nhau?” Câu trả lời là gia tốc thu được trong tương tác không ch phụ thuộc vào độ lớn của lực

mà còn phụ thuộc vào một thuộc tính của bản thân vật chịu tác dụng, đó là khối lượng của vật Thật vậy, trong tương tác hai vật chịu lực lớn bằng nhau, vật nào thu được gia tốc nhỏ hơn, tức là thay đổi vận tốc chậm hơn thì vật ấy có tính chất chống lại sự thay đổi vận tốc lớn hơn, ngh a là có mức quán tính lớn hơn Người ta dùng thuật ngữ khối lượng

để ch mức quán tính này và ký hiệu là m Như vậy là nhờ tin tưởng vào tính phổ biến của định luật III mà chúng ta phát hiện ra khối lượng của vật Và ngược lại việc phát hiện

ra khối lượng đã củng cố niềm tin vào tính phổ biến của định luật III Đó là mối liên hệ hai chiều

 Các định luật riêng về lực

Muốn xác định gia tốc a, ta viện đến định luật II Niutơn: Fhl = ma

Khối lượng m của vật có thể xác định bằng cách cho nó tương tác với khối lượng đơn vị và đo gia tốc của hai vật sau tương tác (xem khối lượng) Muốn xác định Fhl thì phải biết phương, chiều, cường độ của các lực mà Trái Đất và mặt phẳng nghiêng tác dụng vào vật Rõ ràng là chúng ta c n chưa biết trước được những lực ấy Do đó không xác định được gia tốc

Vì sao với những kiến thức giành được trên đây, chúng ta vẫn chưa “tác chiến” được? Đó là vì công thức F = ma chưa có đầy đủ ý ngh a của một định luật Chúng ta còn thiếu những hiểu biết được định lượng về lực, những hiểu biết t tự nhiên đem lại cho chúng ta, những hiểu biết độc lập với gia tốc Và cuộc hành trình của chúng ta đã viện đến những sự kiện thực nghiệm mới giúp ta hé mở các đặc trưng khách quan của lực

Trước hết chúng ta viện đến sự kiện gia tốc rơi tự do là một hằng số bằng 9,8 m/s2 Và chúng ta s phân tích sự kiện này nhờ thước đo lực F = ma mà ta đã có

Lực mà Trái Đất tác dụng vào các vật ở giữa mặt đất (hay trọng lực) t lệ thuận với khối lượng quán tính của vật đó C n phương và chiều của gia tốc rơi tự

do chứng tỏ lực hút của trọng lực tác dụng vào vật có phương thẳng đứng, chiều t trên xuống Đó là những đặc trưng khách quan độc lập của trọng lực Vì sao lực hút Trái Đất lại t lệ thuận với khối lượng quán tính của vật? Câu hỏi này vượt ra ngoài khôn khổ của động lực học của cơ học cổ điển Theo thuyết cơ học tương đối tổng quát của Einstein thì lực hút Trái Đất vào mọi vật ch là trường hợp riêng của lực vạn vật hấp dẫn Lực này có nguồn gốc ở lượng chất tạo nên các vật, cụ thể là nó t

lệ thuận với khối lượng hấp dẫn của các vật Nhưng mặt khác theo nguyên lý tương đương hấp dẫn tỷ lệ thuận khối lượng quán tính (trong một hệ đơn vị thích hợp thì

có thể coi hai khối lượng là bằng nhau), do đó mà lực hấp dẫn t lệ thuận với khối lượng quán tính

Ta cũng có thể xác định được những đặc điểm của lực đàn hồi bằng phương pháp khác (hình v ) Lấy một lò xo, một đầu gắn vào trục của đ a quay, đầu kia gắn vào một quả cầu có khối lượng biết trước Cho đ a quay tr n đều với tốc độ

n v ng/s Xác định lực đàn hồi tác dụng vào quả cầu và độ giãn Δl của l xo tương ứng Kết quả cũng giống như khi dùng phương trình cân bằng lực ở trên

Dựa vào những đặc điểm của lực l xo người ta chế tạo ra lực kế để đo lực Dùng phương pháp cân bằng lực chúng ta xác định được những đặc trưng