Xây dựng tiến trình dạy học một số bài chương dòng điện trong các môi trường vật lí 11 cơ bản góp phần nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh

Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu các biện pháp nâng cao chất lượng giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh trong quá trình dạy học bộ môn vật lý.. Khái niệm giáo dục kĩ thuật tổng hợp

- -

VŨ HẢI YẾN

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ

BÀI CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG”

(VẬT LÍ 11 - CƠ BẢN) GÓP PHẦN NÂNG CAO

CHẤT LƯỢNG GIÁO DỤC KĨ THUẬT TỔNG HỢP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thái Nguyên, năm 2011

VŨ HẢI YẾN

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ

BÀI CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG”

(VẬT LÍ 11 - CƠ BẢN) GÓP PHẦN NÂNG CAO

CHẤT LƯỢNG GIÁO DỤC KĨ THUẬT TỔNG HỢP

Chuyên ngành: Lí luận & PPGD Vật lí

Mã số: 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Khải

Thái Nguyên, năm 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu

và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, đƣợc các đồng tác giả cho phép sử dụng và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kì công trình nào khác

Thái Nguyên, tháng 7 năm 2011

Tác giả

Vũ Hải Yến

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Văn Khải, người thầy đã tận tâm giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn các trường THPT Dương Tự Minh, THPT Vùng cao Việt Bắc, THPT Ngô Quyền tỉnh Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả thực nghiệm sư phạm và hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn trường Đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên; Khoa Vật lí và Khoa Sau Đại học trường Đại học sư phạm Thái nguyên đã tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả hoàn thành luận văn này Tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các Thầy, Cô thuộc tổ bộ môn PP khoa Vật lí trường Đại học sư phạm Thái Nguyên

Cuối cùng, tác giả bày tỏ lòng biết ơn tới sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô cộng tác thực nghiệm sư phạm, anh chị em đồng nghiệp và những người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả hoàn thành luận văn này Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến mọi người Luận văn này được hoàn thành tại Bộ môn phương pháp, Khoa Vật lí, Trường Đại học sư phạm Thái Nguyên

Tác giả luận văn

MỤC LỤC

Trang bìa phụ

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các chữ viết tắt vi

Danh mục các bảng vii

Danh mục các hình vẽ, ảnh chụp, đồ thị

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 2

2 Khách thể và đối tượng nghiên c ứu 2

3 Mục đích nghiên cứu 2

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

5 Giả thuyết khoa học 3

6 Các phương pháp nghiên cứu 3

7 Các kết quả đóng góp của đề tài 3

8 Cấu trúc luận văn 3

Chương I – CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GDKTTH CHO HS QUA BỘ MÔN VẬT LÝ 4

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 4

1.2 GD KTTH trong DHVL ở trường phổ thông 4

1.2.1 Khái niêm GD KTTH trong DHVL ở trường phổ thông 4

1.2.2 Mục đích GD KTTH trong DHVL ở trường phổ thông 5

1.2.3 Nhiệm vụ GD KTTH trong DHVL ở trường phổ thông 6

1.2.4 Nguyên tắc GD KTTH trong DHVL ở trường phổ thông 7

1.3 Nội dng GD KTTH qua bộ môn vật lí 11

1.3.1 Những nét chung 11

1.3.2 Yêu cầu về mặt quan điểm 11

1.3.3 Rèn luyện các kỹ năng và thói quen thực hành 13

1.4 Các biện pháp thực hiện GD KTTH qua DHVL 15

1.4.1 Giảng dạy kiến thức vật lí đảm bảo tính hệ thống, vững chắc liên hệ chặt chẽ15 với kĩ thuật, sản xuất và đời sống 15

1.4.2 Lựa chọn các phương pháp dạy học phát triển năng lực sáng tạo kĩ thuật của học sinh 15

1.4.3 Tăng cường công tác thực hành là thí nghiệm vật lí và rèn luyện kĩ năng thực hành cho học sinh 16

1.4.4 Giới thiệu các phương hướng tiến bộ phát triển khoa học kĩ thuật 16

1.4.5 Tổ chức các hoạt động tham quan ngoại khóa về VL – KT 29

1.5 Nghiên cứu thực trạng việc thực hiện GD KTTH trong DHVL 30

1.6 Những khó khăn trong việc lồng ghép GD KTTH trong DHVL 31

1.7 Kết luận chương 1 32

Chương II – XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” (vẬT LÍ 11 CƠ BẢN) THEO HƯỚNG TÍCH HỢP NỘI DUNG GDKTTH 34

2.1 Cấu trúc, vai trò và các mục tiêu dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” 34

2.2 Các nội dung GDKTTH chương “Dòng điện trong các môi trường” 34

2.3 Tiến trình dạy học một số kiến thức vật lí chương “Dòng điện trong các môi trường” (VL11 cơ bản) tích hợp nội dung GDKTTH 35

Giáo án 1 36

Giáo án 2 47

Giáo án 3 59

2.4 Kết luận chương 2 72

Chương III – THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 73

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 73

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 73

3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 73

3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 74

3.5 phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 74

3.5.1 Căn cứ để đánh giá thực nghiệm sư phạm 74

3.5.2 Đánh giá xếp loại 75

3.5.3 Khống chế các tác động ảnh hưởng đến kết quả TNSP 76

3.6 Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm 76

3.6.1 Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 76

3.6.2 Các bài thực nghiệm 77

3.6.3 Giáo viên cộng tác thực nghiệm 77

3.7 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 77

3.7.1 Lịch giảng dạy thực nghiệm 77

3.7.2 Diễn biến thực nghiệm sư phạm 78

3.8 Kết quả và sử lí kết quả thực nghiệm sư phạm 84

3.8.1 Yêu cầu chung về sử lí kết quả thự nghiệm sư phạm 84

3.8.2 Kết quả thực nghiệm sư phạm 85

3.9 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 94

3.10 Kết luận chương 3 96

KẾT LUẬN CHUNG 97

Tài liệu tham khảo 98

Phụ lục 100

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ ĐỒ THỊ

Bảng 3.1: Bảng chất lượng học tập của HS các lớp T/N & ĐC 76

Bảng 3.2: Lịch giảng dạy các bài ở lớp thực nghiệm 78

Bảng 3.3: Bảng phân phối thực nghiệm sư phạm – Bài kiểm tra số 1 85

Bảng 3.4: Bảng xếp loại - Bài kiểm tra số 1 85

Bảng 3.5: Bảng phân phối tần suất – Bài kiểm tra số 1 87

Bảng 3.6: Bảng kết quả tính các tham số thống kê – Bài kiểm tra số 1 87

Bảng 3.7: Bảng phân phối thực nghiệm – Bài kiểm tra số 2 88

Bảng 3.8: Bảng xếp loại - Bài kiểm tra số 2 89

Bảng 3.9: Bảng phân phối tần suất – Bài kiểm tra số 2 89

Bảng 3.10: Bảng kết quả tính các tham số thống kê – Bài kiểm tra số 2 89

Bảng 3.11: Bảng phân phối thực nghiệm – Bài kiểm tra số 3 92

Bảng 3.12: Bảng xếp loại - Bài kiểm tra số 3 92

Bảng 3.13: Bảng phân phối tần suất – Bài kiểm tra số 3 92

Bảng 3.14: Bảng kết quả tính các tham số thống kê – Bài kiểm tra số 3 93

Biểu đồ 3.1: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 1 86

Biểu đồ 3.2: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 2 90

Biểu đồ 3.3: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 3 93

Đồ thị 3.1: Đồ thị đường phân phối tần suất bài kiểm tra số 1 86

Đồ thị 3.2: Đồ thị đường phân phối tần suất bài kiểm tra số 2 90

Đồ thị 3.3: Đồ thị đường phân phối tần suất bài kiểm tra số 3 93

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nhiệm vụ trọng tâm của ngành giáo dục là phải đào tạo ra những con người lao động mới, phát triển toàn diện, đáp ứng các yêu cầu của cuộc sống, mau chóng thích ứng với mọi điều kiện môi trường mới, sẵn sàng đóng góp sức mình xây dựng

và bảo vệ đất nước Việt Nam xã hội chủ nghĩa

Mác và Ăng Ghen đã cho rằng: Sau khi người lao động nắm được chính quyền, muốn đưa xã hội lên cao thì sự phát triển hàng loạt các phương tiện kỹ thuật

là chưa đủ Cần phải phát triển cả tài năng của những người sử dụng các phương tiện kỹ thuật đó Nhiệm vụ của ngành giáo dục là phải chuẩn bị, làm cho các em nắm được những nguyên lý cơ bản của mọi quá trình sản xuât, đồng thời tạo cho các em có điều kiện làm quen và sử dụng những công cụ sản xuất đơn giản [7]

Tại đại hội sinh viên Việt Nam lần thứ hai diễn ra vào ngày 7 tháng 5 năm

1958 Bác Hồ nói: “Cần có lao động, lao động trí óc và lao động chân tay Và ta

cần lao động trí óc kiêm lao động chân tay, nghĩa là lao động chân tay cũng phải

có văn hoá, mà người lao động trí óc cũng phải làm được lao động chân tay Nếu lao động trí óc không làm được lao động chân tay và lao động chân tay không có trí óc thì đó là người lao động bán thân bất toại”.[2]

Luật giáo dục 2005 đã chỉ rõ mục tiêu giáo dục Trung học phổ thông: “Giáo

dục trung học phổ thông nhằm giúp học sinh củng cố và phát triển những kết quả của giáo dục trung học cơ sở, hoàn thiện học vấn phổ thông và có những hiểu biết thông thường về kỹ thuật và hướng nghiệp, có điều kiện phát huy năng lực cá nhân để lựa chọn hướng phát triển, tiếp tục học đại học, cao đẳng, trung cấp, học nghề hoặc đi vào cuộc sống lao động” [14]

Ngày nay khoa hoc, kỹ thuật và công nghệ phát triển như vũ bão Khoa học

đã trở thành một lực lượng sản xuất trực tiếp Nó đòi hỏi nhà trường đào tạo ra những con người phát triển toàn diện hơn và việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh càng được coi trọng hơn Giáo dục kỹ thuật tổng hợp càng cần thiết và không thể thiếu được

Về lí luận giáo dục, Giáo dục kỹ thuật tổng hợp nhằm chuẩn bị cho học sinh sau khi học xong cấp trung học cơ sở và trung học phổ thông có thể đi vào cuộc sống lao động hoặc tiếp tục được đào tạo theo ngành nghề phù hợp với năng lực bản

thân và nhu cầu của xã hội Thực hiện tốt nội dung Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong trường phổ thông sẽ góp phần tích cực vào việc phân luồng học sinh sau khi học xong cấp trung học cơ sở và trung học phổ thông, đáp ứng yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa

Tuy nhiên, trong thực tế việc triển khai nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp vẫn chưa được các nhà trường phổ thông quan tâm đúng mức Những mục tiêu, nội dung giáo dục kỹ thuật tổng hợp chưa được triển khai thực hiện đầy đủ do giáo viên chưa nhận được các hướng dẫn triển khai cụ thể

Trong các trường PTTH, hình thức giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh có thể thông qua hầu hết các bộ môn Bộ môn vật lý là một trong những bộ môn có nhiều điều kiện thuận lợi để thực hiện nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu các biện pháp nâng cao chất lượng giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh trong quá trình dạy học bộ môn vật lý Với các lý do nêu trên chúng tôi

đã lựa chọn đề tài: “Xây dựng tiến trình dạy học một số bài chương “Dòng điện

trong các môi trường” (Vật lí 11 - Cơ bản) góp phần nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh”

2 Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu

2.1 Khách thể: Quá trình dạy học vật lí 11 trường THPT

2.2 Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học và giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS

khi dạy học một số bài chương “Dòng điện trong các môi trường”

3 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu các phương án tích hợp nội dung giáo dục kĩ thuật tổng hợp khi xây

dựng tiến trình dạy học các kiến thức vật lí về “Dòng điện trong các môi trường” góp

phần nâng cao chất lượng dạy học và giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết về những vấn đề giáo dục kỹ thuật tổng hợp có liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu nội dung, chương trình phần “Dòng điện trong các môi

trường” và thực trạng thực hiện giáo dục KTTH trong dạy học chương “Dòng điện

- Nghiên cứu các phương án tích hợp các nội dung giáo dục kỹ thuật tổng hợp qua một số bài dạy về dòng điện trong các môi trường

- Xây dựng tiến trình dạy học cụ thể

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm

5 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được các phương án tích hợp nội dung giáo dục kĩ thuật tổng hợp khi xây dựng tiến trình dạy học các kiến thức vật lí một cách hợp lí thì có thể nâng cao chất lượng dạy học và giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh

6 Các phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận về lí luận dạy học vật lí và giáo dục kĩ thuật tổng hợp

- Nghiên cứu thực tiễn: Khảo sát về giáo dục kĩ thuật tổng hợp qua dạy học vật lí ở trường THPT

- Thực nghiệm sư phạm

- Sử dụng thống kê toán học trong xử lí kết quả khảo sát và thực nghiệm sư phạm

7 Các kết quả và đóng góp của đề tài

- Về mặt lí luận: Nghiên cứu cụ thể hóa các nguyên tắc giáo dục kĩ thuật

tổng hợp trong tiến trình dạy học các kiến thức vật lí cụ thể

- Về mặt thực tiễn:

+ Nghiên cứu đánh giá thực trạng thực hiện GDKTTH trong dạy học vật lí ở trường THPT

+ Đã xây dựng được tiến trình dạy học cụ thể các kiến thức vật lí chương “Dòng

điện trong các môi trường” theo hướng tích hợp nội dung GD KTTH, trên cơ sở đó đã

đóng góp vào thực tế đổi mới PPDH vật lí và chất lượng DHVL nói chung

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo luận văn gồm 3 chương:

Chương I: Cơ sở lí luận và thực tiễn của giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh qua bộ môn vật lý

Chương II: Xây dựng tiến trình dạy học một số bài chương “Dòng điện

trong các môi trường” (Vật lý lớp 11 ban cơ bản) theo hướng tích hợp nội dung

giáo dục kỹ thuật tổng hợp

Chương III: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC KỸ THUẬT TỔNG HỢP CHO HỌC SINH QUA BỘ MÔN VẬT LÝ

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Kĩ thuật bao gồm tập hợp những phương tiện hoạt động của con người và do con người sáng tạo ra Trong hệ thống sản xuất xã hội, người ta coi kĩ thuật là những công cụ và phương tiện lao động Kĩ thuật có mối liên hệ mật thiết với vật lí, thúc đẩy khoa học vật lí phát triển

Một trong những nhiệm vụ cơ bản của trường phổ thông là đào tạo con người mới, những người lao động có tri thức và có năng lực thực hành, tự chủ năng động

và sáng tạo, sẵn sàng tham gia lao động sản xuất và các hoạt động xã hội…Nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp đảm bảo cho nhà trường gắn liền với thực tế cuộc sống, với sản xuất – xã hội, học đi đôi với hành Nó có ý nghĩa quan trọng, quy định cấu trúc của học vấn và sự phát triển toàn diện của người học sinh

Nội dung môn học và các phương pháp giảng dạy trong nhà trường xã hội chủ nghĩa được soạn thảo tùy thuộc mục đích dạy học và dựa trên cơ sở các nguyên tắc lý luận dạy học Tuy nhiên ở đây sẽ chỉ khảo sát những nguyên tắc riêng lẻ liên quan đến giáo trình vật lí Chúng được hình thành trên cơ sở của phương pháp luận Mác – Lênin, của những truyền thống giáo dục học tiến bộ đã qua, của kinh nghiệm phát triển nhà trường và của những khuynh hướng phát triển các phương pháp vật lí

ở các nước xã hội chủ nghĩa Liên quan đến các vấn đề này trước hết là các nguyên tắc giáo dục cộng sản chủ nghĩa và giáo dục kỹ thuật tổng hợp được Mác và Lênin

đề ra [6]

1.2 Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

1.2.1 Khái niệm giáo dục kĩ thuật tổng hợp

Các Mác đã nói: Dạy kĩ thuật tổng hợp là dạy cho học sinh làm quen với những nguyên lí cơ bản của tất cả các quá trình sản xuất và trang bị cho trẻ em hoặc thiếu niên các kĩ xảo sử dụng những dụng cụ đơn giản nhất của tất cả các nghành sản xuất [5]

Cùng với sự phát triển của sản xuất và xã hội, của khoa học và kĩ thuật thì nội dung khái niệm này cũng thay đổi theo Trong cương lĩnh của Đảng cộng sản Liên Xô đề ra năm 1919 được sự chỉ đạo và tham gia của V.I.Lênin, dạy kĩ thuật

tổng hợp được định nghĩa là: “Cho học sinh làm quen với tất cả các nghành sản

xuất chủ yếu trong lí thuyết và thực hành” [13, tr.335] Trong định nghĩa này nội

dung kĩ thuật tổng hợp được mở rộng theo trình độ khoa học kĩ thuật về sản xuất xã hội đầu thế kỉ XX

Các Mác nhà sáng lập ra chủ nghĩa Cộng sản khoa học, coi giáo dục kĩ thuật tổng hợp là nguyên tắc cơ bản quyết định các cấu trúc của toàn bộ học vấn, vừa có ý nghĩa xã hội, vừa là một bộ phận cấu thành của nền giáo dục phổ thông xã hội chủ

nghĩa Lênin chỉ rõ: “Chúng ta không thể từ bỏ bằng bất cứ cách nào nguyên tắc

và sự thực hiện tức thời trong chừng mực có thể được một nền giáo dục kĩ thuật tổng hợp” [13, tr.91] Nguyên tắc giáo dục kĩ thuật tổng hợp chi phối mọi hoạt

động của nhà trường và chính lẽ đó có thể gọi trường phổ thông xã hội chủ nghĩa là trường phổ thông kĩ thuật tổng hợp

1.2.2 Mục đích giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

Giáo dục kĩ thuật tổng hợp nhằm trang bị cho học sinh những nguyên lí khoa học chủ yếu của những nghành sản xuất chính, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo sử dụng và điều khiển các công cụ sản xuất cần thiết Chuẩn bị cơ sở tâm lí và hoạt động thực tiễn, tạo khả năng định hướng nghề nghiệp và tự tạo việc làm trong nền sản xuất hiện đại cho học sinh

Giáo dục kĩ thuật tổng hợp không thay cho giáo dục nghề nghiệp mà là cầu nối giữa giáo dục phổ thông và giáo dục nghề nghiệp, giữa giáo dục và sản xuất xã hội Việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp phải được tiến hành trên cả hai mặt lí thuyết và thực hành, cân đối giữa kiến thức và kĩ năng, đảm bảo mối quan hệ giữa hoạt động công ích và quá trình dạy học, làm cho vốn tri thức khoa học tổng hợp ngày càng hoàn thiện, vững chắc Trên cơ sở đó, học sinh thấy rõ hơn năng lực, sở trường của mình để lựa chọn nghề nghiệp và đóng góp tích cực vào quá trình sản xuất

Mục đích giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong việc dạy học vật lí ở trường phổ thông đã được quán triệt trong khi xác định mục đích dạy học vật lí ở phổ thông Thể hiện ở quan điểm cấu trúc của chương trình, xây dựng nội dung và lựa chọn phương pháp giảng dạy vật lí Tuy nhiên ở đây chúng ta phân tích cụ thể hơn, sâu sắc hơn mục đích giáo dục kĩ thuật tổng hợp để làm cơ sở xác định nhiệm vụ, nguyên tắc giáo dục kĩ thuật tổng hợp và khai thác nội dung của chương trình

Qua việc dạy học, vật lí góp phần cung cấp cho học sinh những nguyên lí khoa học chung nhất của tất cả các quá trình sản xuất chủ yếu trong nền sản xuất xã hội

Qua việc dạy học, vật lí góp phần cung cấp cho học sinh những kĩ năng sử dụng và điều khiển các công cụ sản suất cơ bản đang được dùng trong các ngành sản xuất chủ yếu

Chuẩn bị cho học sinh về mặt tâm lí (Các phẩm chất, các năng lực kĩ thuật)

để học sinh có thể sẵn sàng đi vào lao động, đi vào học nghề được hướng nghiệp và được sử dụng hợp lí sau khi ra trường

1.2.3 Nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

Nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp được phát biểu trong học thuyết của chủ nghĩa cộng sản khoa học, được Các Mác đặt nền móng đầu tiên

Các Mác viết: “Chúng ta hiểu giáo dục là ba điều: Thứ nhất: Giáo dục trí

óc Thứ hai: Giáo dục thể dục Thứ ba: Giáo dục kĩ thuật, giới thiệu những nguyên tắc cơ bản của mọi quá trình sản xuất và đồng thời cho trẻ em hoặc thiếu niên những kĩ xảo sử dụng những nông cụ đơn giản nhất của mọi nghành sản xuất” [5]

Trong dạy học vật lí không chỉ dừng lại ở việc cung cấp cho học sinh những hiểu biết về quy luật phát triển khách quan của vật lí học mà còn phải cung cấp cho học sinh những hiểu biết chung nhất về nguyên lí, vật liệu, máy móc, các phương pháp công nghệ, tổ chức sản xuất, quản lí sản xuất, quản lí kinh tế làm sáng tỏ các

cơ sở khoa học (Vật lí học, toán học…) của những nguyên lí này

Không chỉ hình thành cho học sinh những kĩ năng, kĩ xảo và thói quen nhận thức khoa học vật lí mà còn dựa trên cơ sở này để hình thành những kĩ năng và thời gian giải quyết thực tế những nhiệm vụ kĩ thuật

Không chỉ phát triển phương pháp tư duy khoa học vật lí mà còn dựa trên cơ

sở này phát triển cả tư duy kĩ thuật, phát triển tính tích cực, độc lập sáng tạo trong nhận thức các vấn đề trong kĩ thuật và sản xuất, trong cả việc giải quyết thực tế những nhiệm vụ kĩ thuật và sản xuất góp phần hình thành năng lực kĩ thuật cho người lao động mới

Không chỉ hình thành thế giới quan khoa học qua việc nhận thức vật lí, giáo dục chính trị tư tưởng chung chung mà còn dựa trên cơ sở này giáo dục quan điểm, thái độ phong cách của người lao động mới hoạt động trong nền sản xuất đại công nghiệp xã hội chủ nghĩa

Để khai thác hết khả năng thực hiện các nhiệm vụ này, trong dạy học vật lí yêu cầu phải phát huy cao độ tính kết hợp của vật lí, toán học, kĩ thuật trong công nghiệp và thực tế sản xuất Giáo trình vật lí và quá trình dạy học yêu cầu thày và trò phải quan sát nhiều, tư duy sâu hơn và khả năng vận dụng thực tiễn tốt hơn nhiều

Cần phải “ Kĩ thuật tổng hợp hóa” [12]

1.2.4 Nguyên tắc giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

V.I.Lênin coi nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp của việc dạy học là nguyên tắc cơ bản, quyết định cấu trúc của toàn bộ học vấn và có ý nghĩa xã hội quan trọng Đề cập đến nội dung dạy học kỹ thuật tổng hợp của việc dạy học là ngyên tắc cơ bản quyết định cấu trúc toàn bộ học vấn và có ý nghĩa xã hội quan trọng Đề cập đến nội

dung dạy học kỹ thuật tổng hợp Lênin đã chỉ ra: “Nguyên tắc kỹ thuật tổng hợp

không đòi hỏi dạy tất cả, nhưng đòi hỏi dạy những cơ sở của công nghiệp hiện đại nói chung….” [13, tr.551]

Do vậy, không thể coi dạy học kỹ thuật tổng hợp như một thượng tầng đặc biệt chỉ đơn thuần có ý nghĩa thực hành mà nó hợp thành một bộ phần hữu cơ của giáo dục phổ thông

Nguyên tắc kỹ thuật tổng hợp có ý nghĩa đặc biệt trong những điều kiện ngày nay Đặc điểm của cuộc cách mạng khoa họa – kỹ thuật không những ảnh hưởng một cách căn bản đến phương pháp sản xuất, các yêu tố và cấu trúc của các hệ kĩ thuật, mà còn làm thay đổi về nguyên tắc, chức năng sản xuất của con người trong

đó có chức năng lôzic và chức năng điều khiển Vai trò của con người trong nền sản xuất tự động hóa hiện đại dần dần quy về việc kiểm tra các hệ thống tự động Cũng cần nhận rõ rằng trong nhiều trường hợp sự thay đổi phương pháp sản xuất không phải bằng con đường hoàn thiện từng quá trình riêng lẻ, mà bằng con đường thay thế căn bản một quá trình này bằng một quá trình khác

Những chương trình học tập hiện hành về vật lí trong các trường học của Liên Xô và Cộng hòa dân chủ Đức mở ra những khả năng to lớn để thực hiện nguyên tắc kỹ thuật tổng hợp Trước hết điều đó có ý nghĩa là sự lựa chọn con đường lôzic và khuynh hướng thực tiễn của việc trình bày tài liệu có tính đến những

tư tưởng khoa học hiện đại và những xu hướng phát triển của kỹ thuật Các chương trình cho phép giới thiệu với học sinh những cơ sở của cơ khí hóa và điện khí hóa, những yếu tố của kĩ thuật điện và vô tuyến điện tử [19]

Việc nghiên cứu những ứng dụng kĩ thuật của vật lí đòi hỏi phân tích một số lượng nhiều, nhưng dù sao cũng có giới hạn, các thí dụ kĩ thuật Ở đây phải quan tâm đặc biệt đến việc làm sáng tỏ các nguyên tắc vật lí trong hoạt động của các thiết

bị khác nhau Nên sử dụng rộng rãi các sơ đồ, đồ án, hình vẽ kĩ thuật, nghĩa là nói với học sinh bằng ngôn ngữ kĩ thuật Kết quả của việc học sinh nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật của vật lí phải là sự lĩnh hội vững chắc những khái quát hóa kĩ thuật

Cùng với việc nghiên cứu những sơ đồ cụ thể và những thiết bị kĩ thuật nhiệm vụ dạy học kỹ thuật tổng hợp cũng còn phải làm cho học sinh lĩnh hội những vấn đề kinh tế - xã hội của kĩ thuật Thí dụ, học sinh phải hiểu rằng năng lượng học

là một nghành kĩ thuật quan trọng nhất, có quyết định nhiều đến nhịp độ của sản xuất công nông nghiệp [11]

Ở trên đây đã nhận xét mối liên hệ hai chiều giữa vật lí và kĩ thuật: Không chỉ vật lí là nền tảng của kĩ thuật, mà kĩ thuật cũng thúc đẩy những nghiên cứu khoa học, thực hiện công nghiệp hóa khoa học vật lí, tạo ra những phương tiện kĩ thuật mới để nghiên cứu vật lí và thực nghiệm Như vậy mối liên hệ hai chiều của vật lí

và kĩ thuật là một hệ quả quan trọng của cuộc cách mạng khoa học – kĩ thuật Việc chỉ ra mối liên hệ này là một trong những nhiệm vụ của dạy học kĩ thuật tổng hợp

Nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp đòi hỏi chỗ dựa là thí nghiệm vật lí Trong sự

đa dạng của các thí nghiệm vật lí, thì các thí nghiệm nào minh họa được những nguyên tắc hoạt động của các kĩ thuật hiện đại hoặc các bộ phận của chúng phải đóng vai trò quan trọng Ở những thí nghiệm như thế cần chỉ ra những ưu điểm của những thiết bị kĩ thuật có nhiều triển vọng, những đặc điểm cơ bản của chúng Tuy nhiên hoàn toàn không phải tất cả các thiết bị kĩ thuật hoặc kể cả các mô hình của chúng đều có thể đem biểu diễn tại lớp Ở đây người ta nhờ đến các cuốn phim, các đoạn phim giới thiệu động lực của sự hoạt động của các thiết bị kĩ thuât, các quá trình kĩ thuật học, và nhờ cả đến các phim dương, phim đèn chiếu, các mô hình và hình mẫu của các thiết bị, các bảng, các sơ đồ

Điều quan trọng là giải thích cho học sinh rằng các thí nghiệm nền tảng không những dẫn đến việc xây dựng những thuyết vật lí mới lạ mà còn dẫn tới sự xuất hiện nhiều nghành kĩ thuật quan trọng

Việc thực hiện nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp trong dạy học bao gồm việc học sinh nắm một loạt các kĩ năng và kĩ xảo thực hành điều này phải giữ một vai trò quan trong việc chuẩn bị cho học sinh tham gia lao động sau khi tốt nghiệp Trong thời gian học tập vật lí học sinh thu nhận được những kĩ xảo lắp các mạch điện đơn giản nhất, đo bằng vôn kế và ampe kế, sử dụng máy biến thế, lắp các mô hình máy thu vô tuyến hoạt động được, xác định bằng thực nghiệm điện trở suất của vật dẫn,

độ tụ thấu kính, đo bằng thước kẹp… Khi tính đến xu hướng phát triển của sản xuất, trong tương lai gần nhất cần bắt đầu dạy cho học sinh tốt nghiệp sử dụng các thiết bị

tự động và vô tuyến điện tử đơn giản nhất

Việc thực hiện các nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp đương nhiên không chỉ là việc học sinh nắm được một khối năng lượng kiến thức kĩ thuật nhất định, mà còn là việc phát triển những năng lực sáng tạo kĩ thuật kĩ năng và giải các bài toán kĩ thuật,

mô hình hóa, thiết kế… Vì thế cần đưa vào nội dung công tác thí nghiệm và thực hành vật lí những bài làm có đặc điểm nghiên cứu, khi thực hiện các bài làm này có một chỗ để trống nhất định cho sự sáng tạo của học sinh Có thể tạo ra tình huống

vấn đề cả trong việc giải quyết bài toán lí thuyết cũng như trong công tác thực hành

Ở đây chính bản thân học sinh phải lựa chọn dụng cụ, xem xét khả năng sử dụng chúng trong những điều kiện khác nhau, lập kế hoạch giải quyết vấn đề và sơ đồ lắp ráp thí nghiệm Tất cả những cái đó chuẩn bị cho học sinh giải quyết các vấn đề không có khuôn mẫu sẵn

Những bài tập thí nghiệm và bài tập có nội dung kĩ thuật cũng đều có ích cả

Ở đây điều quan trọng là tập đánh giá các kết quả thu được, tìm sai số của phép đó,

sử dụng các phương pháp tính có áp dụng kĩ thuật tính toán Những người lao động tương lai của nền sản xuất hiện đại cần biết làm tất cả những cái đó

Tham quan có vai trò to lớn trong việc mở rộng nhãn quan kĩ thuật tổng hợp của học sinh Trong các cuộc tham quan học sinh quan sát những áp dụng rộng rãi của vật lí học và sản xuất cụ thể Có thể tổ chức tham quan các nhà máy, các cơ sở nông nghiệp và các phòng thí nghiệm khoa học kỹ thuật phù hợp chặt chẽ với tài liệu học tập theo chương trình Việc tổ chức tham quan đòi hỏi ở giáo viên có sự quan tâm nghiêm túc: Cần tự chuẩn bị cho cuộc tham quan và cần thiết chuẩn bị cho

học sinh ( Tìm hiểu những bộ phận chính và các máy liên hợp, phát biểu các nhiệm

vụ cụ thể cho học sinh, tiến hành đàm thoại sau khi tham quan đối tượng) Tham

quan là một trong những hình thức định hướng nghề nghiệp cho học sinh có liên hệ chặt chẽ với các nhiệm vụ dạy học kĩ thuật tổng hợp Thực tiễn chứng tỏ rằng việc học sinh tìm hiểu tích cực các nghành sản xuất ở chung quanh trường quyết định một phần lớn sự lựa chọn nghề nghiệp tương lai của họ

Các công tác ngoại khóa như các nhóm khoa học – kĩ thuật, việc thiết kế kỹ thuật, các bài làm kĩ thuật ở nhà… có ý nghĩa kĩ thuật tổng hợp lớn lao Học sinh có thể làm được các hình mẫu và mô hình của các thiết bị kĩ thuật, thiết kế các dụng

cụ, chế tạo các trang thiết bị học tập cho nhà trường

Như vậy nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp trong giáo trình vật lí bao gồm việc giải quyết các nhiệm vụ quan trọng sau đây:

1 Lựa chọn tài liệu học tập có giá trị khoa học lớn và có xu hướng thực tiễn, đặc biệt là vẽ kĩ thuật và công nghệ học

2 Lựa chọn các phương pháp dạy học góp phần phát triển những năng lực sáng tạo kĩ thuật của thuật của học sinh

3 Tăng cường công tác thực hành có đặc điểm sáng tạo

4 Sử dụng rộng rãi thí nghiệm, cho học sinh làm quen với các mô hình và các thiết bị kĩ thuật, tuyển lựa các tài liệu, phim ảnh, các bảng, các sơ đồ

5 Tổ chức tham quan sản xuất và công tác ngoại khóa kĩ thuật cho học sinh

1.3 Nội dung giáo dục kĩ thuật tổng hợp qua môn vật lí

1.3.1 Những nét chung

Giáo dục kĩ thuật tổng hợp là một trong những vấn đề có tính nguyên tắc, nhằm bảo đảm cho nhà trường gắn liền với cuộc sống Đó là một vấn đề có tính cơ

sở kinh tế, xã hội và tâm lí, phù hợp với quan điểm của chủ nghĩa Mác–Lênin

Giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh trong các trường phổ thông sẽ liên quan đến nhiều bộ môn như: Toán học, vật lí học, hóa học… trong đó bộ môn vật lí học có vai trò đặc biệt quan trọng

Nội dung chủ yếu của giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong trường phổ thông là:

- Những hiểu biết về lí thuyết và thực hành đối với các nguyên lí khoa học của những nghành kĩ thuật quan trọng, của những nghành sản xuất công, nông nghiệp hiện đại Nổi bật là năm quá trình sản xuất sau đây:

+ Quá trình sản xuất cơ khí

+ Quá trình sản xuất năng lượng

+ Quá trình sản xuất sinh học

+ Quá trình sản xuất hóa học

+ Quá trình sản xuất tự động

- Những kĩ năng và tói quen thực hành

- Hoạt động công ích của học sinh

1.3.2 Yêu cầu về mặt quan điểm

Chỉ giới thiệu những nguyên lí cơ bản:

Nhiệm vụ của giáo dục kĩ thuật tổng hợp không phải là ở chỗ nghiên cứu một cách chi tiết các nghành kĩ thuật khác nhau, các nghành sản xuất khác nhau,

chuyển tuần tự từ nghành này sang nghành khác hoặc nghiên cứu sâu một nghành nào đó Nó chỉ đòi hỏi dạy những nguyên lí cơ bản của kĩ nghệ hiện đại nói chung Mặc dù hiện nay người ta sử dụng rất nhiều máy móc khác nhau và có nhiều nghành sản xuất khác nhau nhưng vẫn có thể chọn ra vấn đề nghiên cứu để giới thiệu cho các em Trên cơ sở đó các em có thể hiểu được nhiều nghành nghề khác và các thiết

bị kĩ thuật khác

Cân đối giữa kiến thức và kĩ năng:

Nếu như một học sinh hiểu được lí thuyết về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ nổ, của động cơ điện, của máy chiếu phim… thì đó là điều tốt nhưng chưa đủ còn cần phải biết sử dụng và bảo quản các thiết bị đó Học sinh không những chỉ cần biết và có khả năng nói về các thành tựu của kĩ thuật hiện đại mà còn cần phải biết tìm kích thước của các vật bằng những dụng cụ đo đạc đơn giản, biết thiết kế và sửa chữa mạng điện, biết cân các vật với một độ chính xác nào đó… Nói tóm lại là phải có kĩ năng đối với một số thao tác kĩ thuật đơn giản

Giáo dục kĩ thuật không phải là dạy nghề một cách đơn giản Nếu học sinh chỉ rèn luyện kĩ năng và thói quen khác nhau hoặc giáo viên chỉ chế tạo cho các em một số mô hình hay dụng cụ… thì đó chưa phải là giáo dục kĩ thuật tổng hợp Thường thường người ta hay ngộ nhận giáo dục kĩ thuật tổng hợp là dạy nghề một cách dơn giản Bên cạnh việc rèn luyện kĩ năng thao tác, chế tạo dụng cụ, mô hình… cần phải cho học sinh đi sâu vào bản chất vật lí của các tao tác, của các cấu trúc và hiện tượng Chẳng hạn như cần cố gắng tạo cho học sinh vừa chế tạo được

mô hình máy bay vừa hiểu qui luật của sự nổi và sự bay

Còn việc dạy nghề đơn giản thì không hẳn là của giáo viên vật lí Lại càng không phải nhiệm vụ của môn vật lí Tuy nhiên trong nhà trường cũng có thể và cần phải tổ chức dạy nghề, dạy nhiều nghề để học sinh tự chọn theo năng lực sở trường Hiện nay việc học hướng nghiệp đã trở thành điều kiện bắt buộc của học sinh phổ thông

Đảm bảo mối quan hệ giữa lao động công ích và quá trình dạy học:

Một điều quan trọng trong giáo dục kĩ thuật tổng hợp là lao động công ích của học sinh Cần phải qua tâm đến mối quan hệ tự nhiên với quan hệ dạy học Lao

động công ích phải do quá trình dạy học và thực tế xã hội đề xuất một cách tự nhiên hoặc từ đó dẫn đến nội dung dạy học Nếu học sinh có dịp vận dụng kiến thức, kĩ năng kĩ thuật vào công tác thực tế thì càng có điều kiện củng cố tốt những kiến thức

và kĩ năng, đồng thời đó cũng là vấn đề có tác dụng giáo dục tư tưởng tốt với các

em, khiến các em thấy rõ yêu cầu cần phải gắn nhà trường với thực tế cuộc sống và lao động sản xuất, các em cũng thấy mình có khả năng góp phàn cải tạo, xây dựng

xã hội, đóng góp của cải vật chất cho xã hội trong một mức độ nào đó Tuy nhiên đây cũng là vấn đề liên quan đến hệ thống tổ chức giáo dục của toàn trường chứ không riêng đối với môn vật lí

1.3.3 Nội dung giáo dục KTTH qua môn vật lí

1.3.3.1 Những nguyên lí khoa học, kĩ thuật và công nghệ cơ bản, chung của các quá trình sản xuất chính [11], [12]

Trong quá trình dạy học vật lí, cần phân tích để làm sáng tỏ các nguyên tắc vật lí hoạt động của các thiết bị khác nhau, các nguyên lí cơ bản của điều khiển máy, phương tiện kĩ thuật, thiết bị thông tin liên lạc, thiết bị quang học…

Giới thiệu để học sinh hiểu được cơ sở của năng lượng học, kĩ thuật điện tử học, kĩ thuật tính toán, kĩ thuật nhiệt, kĩ thuật liên quan đến quốc phòng… Các nguyên lí bảo toàn, nguyên lí thế năng cực tiểu, nguyên lí sự nổi, sự bay… Nguyên

lí chế tạo, sử dụng công cụ lao động, thiết kế chế tạo dụng cụ lao động, các mẫu sản phẩm vật dụng…

Qua việc nghiên cứu khả năng, hình thức và phương pháp ứng dụng các định luật, các lí thuyết vật lí cần chỉ ra cho học sinh hiểu và nắm được nguyên lí khoa học chung của các quá trình sản xuất như: Quá trình sản xuất cơ khí, sản xuất tự động, quá trình sản xuất gia công vật liệu, sản xuất truyền tải và sử dụng điện năng…

Bằng việc thử các thí nghiệm vật lí, giải quyết các bài toán kĩ thuật tổ chức tham quan ngoại khóa… Cần bồi dưỡng tri thức, kỹ năng về tổ chức lao động, khoa học và quản lí kinh tế - kĩ thuật, đồng thời cho học sinh hiểu biết thêm các nguyên lí

kĩ thuật chung, hiểu về đối tượng lao động, công cụ lao động và sức lao động trong quá trình sản xuất xã hội

1.3.3.2 Các phương hướng cơ bản của tiến bộ khoa học

Cùng với việc chiếm lĩnh các nguyên lí khoa học, kĩ thuật và công nghệ, các phương pháp, cần để cho học sinh lĩnh hội được vấn đề kinh tế - xã hội của kĩ thuật, các phương hướng cơ bản của tiến bộ khoa học – kĩ thuật bao gồm:

Các yếu tố và cấu trúc của các hệ kĩ thuật, nguyên tắc và chức năng của kĩ thuật mới, đó là cơ sở của tiến bộ khoa học và công nghệ của các phương pháp sản xuất mới Ví dụ: Nghiên cứu các đối tượng và quá trình kĩ thuật về vật dẫn và điện môi, ví dụ về nam châm điện, máy biến thế, các thiết bị điện khác nhau… Giáo viên cần phân tích rõ các dạng sản xuất máy móc và vật liệu tương ứng như: Các vật liệu điện, các dụng cụ, thiết bị điện tử… Từ đó cho thấy xu hướng tiến bộ kĩ thuật của chúng, đó là điện tử học và điện kĩ thuật, là cơ sở của quá trình sản xuất bán tự động

và tự động…

Các tư tưởng khoa học hiện đại và xu hướng phát triển của kĩ thuật và công nghệ sản xuất như: Cơ khí hóa nền sản xuất quốc dân Sản xuất và truyền tải điện năng, sản xuất và gia công vật liệu mới, sử dụng năng lượng nguyên tử, tự động hóa sản xuất, quang cụ và kĩ thuật đo lường, điện tử và tin học…

Việc giới thiệu đặc điểm, phương hướng phát triển của một số nghành nghiệp trong nền kinh tế quốc dân của tiến bộ khoa học – kĩ thuật và những dự báo

về như cầu thời đại … có ý nghĩa to lớn trong việc bồi dưỡng tri thức chuẩn bị cơ sở tâm lí và hướng nghiệp cho học sinh

1.3.3.3 Rèn luyện các kĩ năng và thói quen thực hành

Rèn luyện kĩ năng cơ bản về sử dụng các dụng cụ thiết bị thí nghiệm vật lí, các công cụ sản xuất phổ biến như: Hệ thống thao tác đo đạc, đọc các giá trị, lựa chọn công cụ, cấp độ chính xác thích hợp… quy tắc lắp ráp, kiểm tra, vận hành, bảo quản các thiết bị, động cơ, máy móc Cần cho học sinh hiểu bản chất vật lí của cấu trúc kĩ thuât, làm quen với việc thực hành các yêu cầu kĩ thuật cũng như kế hoạch làm việc

Rèn luyện các kĩ năng tính toán, sử dụng bản vẽ, đồ thị, tự thiết kế và chế tạo các dụng cụ, mô hình phục vụ học tập, giải bài toán kĩ thuât, nhằm phát triển năng lực sáng tạo và rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh

Vận dụng các kiến thức vật lí vào giải quyết những nhiệm vụ kĩ thuật và rèn luyện kĩ năng là yếu tố cần thiết để rèn luyện tác phong làm việc khoa học, xây dựng ý thức và thói quen thực hành, bồi dưỡng năng lực hoạt động thực tiễn cho học sinh

1.4 Các biện pháp thực hiện giáo dục kĩ thuật tổng hợp qua dạy học vật lí

1.4.1 Giảng dạy kiến thức vật lí đảm bảo tính hệ thống, vững chắc, liên hệ chặt chẽ với kĩ thuật, sản xuất và đời sống

Việc lựa chọn tài liệu học tập có giá trị khoa học lớn và xu hướng thực tiễn, đặc biệt về kĩ thuật và công nghệ cho mỗi đề tài, bài học vật lí rất cần thiết Muốn vận dụng được kiến thức khoa học vào thực hành thì điều trước tiên phải nắm vững kiến thức ấy Muốn giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh thì không những làm họ nắm vững hệ thống kiến thức vật lí mà còn nhận thức được các nguyên lí kĩ thuật cơ bản, thấy được con đường vận dụng định luật vào trong cấu trúc và hoạt động của máy móc, dụng cụ Việc lựa chọn và giải các bài toán kĩ thuật, việc mở rộng các bài học trong điều kiện sản xuất cụ thể, với các số liệu kĩ thuật xác định, cho phép học sinh làm quen với những tình huống sản xuất, tới hoạt động kinh tế - kĩ thuật ở địa phương, từ đó rèn luyện kĩ năng cần thiết và phát triển tư duy kĩ thuật cho họ

1.4.2 Lựa chọn các phương pháp dạy học phát triển năng lực sáng tạo kĩ thuật của học sinh

Sử dụng rộng rãi các sơ đồ, mô hình, thiết bị kĩ thuật, phim video về các quá trình sản xuất kĩ thuật… Chỉ rõ cho học sinh hiểu nguyên lí khoa học - kĩ thuật của các quá trình sản xuất, của tiến bộ khoa học – kĩ thuật – công nghệ

Giải những bài tập có nội dung kĩ thuật sản xuất Tổ chức sưu tầm, lựa chọn

và giải các bài tập có tính kĩ thuật, số liệu rút ra từ nền sản xuất địa phương, phù hợp với thực tế…

Cho học sinh tìm hiểu, sưu tập và chuẩn bị các báo cáo bổ xung cho bài học, trao đổi trong các nhóm, tổ chức các hoạt động ngoại khóa… Tham gia nghiên cứu, thiết kế chế tạo hoặc cải tiến các dụng cụ, các thiết bị thí nghiệm, các mô hình phục

vụ học tập

Tổ chức bài học vật lí tải xưởng trường, cơ sở sản xuât, trung tâm khoa học

kĩ thuật… với nội dung và hình thức phù hợp Học sinh không những được nguyên tắc vật lí của máy móc, dụng cụ mà trực tiếp thấy rõ quá trình sản xuất thực tế, sự hoạt động của thiết bị, máy móc

1.4.3 Tăng cường công tác thực hành, làm thí nghiệm vật lí và rèn luyện kĩ năng thực hành cho học sinh

Thí nghiệm thực hành vật lí có ý nghĩa đặc biệt quan trọng không chỉ rèn luyện các kĩ năng sử dụng dụng cụ đo lường, đọc vẽ sơ đồ kĩ thuật, tính toán

mà còn hình thành thói quen thực hành, rèn luyện tác phong làm việc khoa học cho học sinh Song song với các công tác thực nghiệm ở trên lớp hoặc ở phòng thí nghiệm cần thiết cho học sinh làm bài tập ở nhà, bài tập thực hành bắt buộc hoặc tự chọn có nội dung kĩ thuật Giới thiệu các phương hướng phát triển và tiến bộ khoa học kĩ thuật

1.4.4 Giới thiệu các phương hướng tiến bộ khoa học kĩ thuật [11]

Theo một số nghiên cứu [11] để tích hợp các nội dung giáo dục kĩ thuật tổng hợp vào các bài học vật lí, cần phân tích các phương hướng phát triển khoa học kĩ thuật

Trong bối cảnh của cuộc cách mạng khoa học - kĩ thuật hiện nay, khi mà các phương tiện kĩ thuật trực tiếp thay thế các chức năng sản xuất của con người, trong

đó có chức năng logic và chức năng điều khiển, thì giáo dục kĩ thuật tổng hợp có ý nghĩa rất quan trọng

- Thực hiện giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong dạy học các bộ môn nói chung, trong dạy học vật lí nói riêng, đóng góp quan trọng vào việc hướng nghiệp cho học sinh Việc truyền thụ kiến thức khoa học bộ môn là quá trình tạo nền móng cho sự lĩnh hội kiến thức nghề nghiệp Vật lý học là cơ sở lí thuyết của nhiều ngành kĩ thuật, của việc chế tạo máy móc; vì vậy, giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong dạy học vật lí có ý nghĩa quan trọng trong hướng nghiệp cho học sinh

- Nội dung giáo dục kĩ thuật tổng hợp & hướng nghiệp trong dạy học vật lí bao gồm những khía cạnh sau:

+ Giới thiệu cho học sinh những cơ sở của các xu hướng tiến bộ kĩ thuật quan trong nhất (như là cơ khí hóa, điện khí hóa, kĩ thuật điện và vô tuyến điện tử, năng lượng, chế tạo vật liệu, tự động hóa…)

+ Làm sáng tỏ nguyên tắc vật lí trong hoạt động của các thiết bị kỹ thuật (Ví dụ: Hiểu vai trò của năng lượng…)

+ Vai trò của kĩ thuật thúc đẩy các nghiên cứu vật lý (sáng tạo các phương tiện kỹ thuật hiện đại phục vụ các nghiên cứu của khoa học vật lý) Mối quan hệ hai chiều của vật lý và kỹ thuật là một hệ quả quan trọng của cuộc cách mạng khoa học

kỹ thuật

Một cách tương đối, các ứng dụng kỹ thuật của vật lý có thể nghiên cứu ở các phần khác nhau của chương trình vật lý như ở bảng 1.1 Bảng 1.1 chỉ có tác dụng định hướng, vì hiện nay mỗi lĩnh vực sản xuất, thiết bị kĩ thuật đều có thể tích hợp nhiều quá trình vật lý như cơ, điện, quang học…

- Về mặt phương pháp dạy học: Giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp học sinh đòi hỏi phối hợp các phương pháp, phương tiện và hình thức tổ chức dạy học phong phú

+ Lựa chọn các phương pháp giảng dạy để phát triển năng lực sáng tạo kỹ thuật cho học sinh

+ Tổ chức các hoạt động thực hành có đòi hỏi sáng tạo

+ Sử dụng rộng rãi các thí nghiệm vật lý các mô hình, các thiết bị dạy học, phương tiện nghe nhìn, máy vi tính, công nghệ thông tin

+ Tổ chức tham quan sản xuất, công tác ngoại khóa vật lý, kỹ thuật

- Chú ý rằng, việc thực hiện giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp học sinh không được tách rời quá trình hình thành kiến thức, kĩ năng vật lý, nó được tích hợp ngay trong quá trình dạy học các kiến thức vật lý, cụ thể bằng các con đường sau:

+ Khi giải các bài toán vật lý

+ Trong quá trình chuẩn bị và tiến hành các tham quan sản xuất

+ Tuyên truyền chính sách phát triển kinh tế đất nước

+ Tạo động cơ nghiên cứu môn học, phát triển hứng thú học vật lý

Bảng 1.1: Bảng các ứng dụng kỹ thuật của vật lý có thể nghiên cứu ở các phần

của chương trình vật lý Phần của giáo

Các đối tượng và quá trình kỹ thuật

Cơ học Cơ khí hóa

Các cơ chế máy móc, phương tiện vận tải

Cần trục, xe vận tải, máy ly tâm, xe hơi, máy nông nghiệp, tên lửa, động cơ gió, nhà máy thủy điện…

Nhiệt học và

vật lý phân tử

Sản xuất vật liệu với các tính chất mong muốn

Nhà máy nhiệt điện;

sản xuất vật liệu, qui trình gia công vật liệu

Động cơ nhiệt, nhà máy nhiệt điện, các phương pháp vật lý gia công vật liệu

Điện học Điện kỹ thuật

Điện tử học

Các vật liệu điện, các dụng cụ và thiết bị điện tử

Vật dẫn, điện môi, nam châm điện, máy biến thế, thiết bị phóng điện trong chất khí, các dụng cụ chân không và bán dẫn

Giao động và

sóng

Kỹ thuật vô tuyến năng lượng học

Các phương tiện thông tin liên lạc, sản xuất, truyển tải, sử dụng điện năng

Tần số kế, mạch dao động, máy phát vô tuyến định vị, thông tin liên lạc, đường tải điện, sử dụng điện năng

Quang học

Dụng cụ và kỹ thuật kiểm tra đo lường

Kỹ thuật quang học, quang phổ học

Dụng cụ quang học, máy quang phổ, Laser

Vật lý nguyên

tử và hạt nhân

Năng lượng nguyên tử

Nhà máy điện nguyên

tử

Đồng vị phóng xạ, phản ứng hạt nhân và phản ứng nhiệt hạt nhân

Tất cả các

phần Tự động hóa

Tất cả các dạng sản xuất

Bộ cảm biến, rơle, cơ chế chấp hành, sơ đồ và thiết bị tự động hóa

Cơ khí hóa sản xuất:

- Cơ khí hóa sản xuất tức là quá trình ứng dụng rộng rãi và phối hợp các máy móc, các cơ cấu cơ khí trong: Xây dựng, sản xuất năng lượng, giao thông vận tải, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp, dẫn đến tăng cao đáng kể sức sản xuất

Các nội dung về cơ khí hóa được tích hợp chủ yếu trong quá trình dạy học phần cơ học

- Mỗi máy cơ khí được chia làm ba phần:

+ Động cơ

+ Cơ cấu truyền

+ Cơ cấu thực hiện (phần làm việc)

Các phần này được thể hiện ở hình 1.1: Sơ đồ khối

Nhận xét:

+ Sử dụng sơ đồ trên để hệ thống hóa các kiến thức về cơ khí hóa

+ Việc nghiên cứu các máy cơ khí hiện nay được thực hiện chủ yếu trong nội dung môn công nghệ lớp 11, ở đây sẽ vận dụng các kiến thức vật lý để tìm hiểu vận hành của máy

+ Trong một máy cơ khí có tích hợp các quá trình vật lý: điện, nhiệt…

+ Trong phần cơ học có nhiều cơ hội tích hợp các kiến thức của môn công nghệ về các máy và thiết bị cơ học

- Các khái niệm giúp hiểu sự vận hành các cơ cấu cơ học: vận tốc, quĩ

đạo, độ dời, đường đi, gia tốc… tốc độ dài, tốc độ góc, công thức cộng vận tốc…

Hình 1.1: Sơ đồ cơ cấu máy cơ khí

- Các định luật Niutơn, tổng hợp, phân tích lực… lực ma sát, cơ chế chuyển động của xe đạp, lực hướng tâm, lực quán tính li tâm, mặt phẳng nghiêng, ròng rọc, cân bằng của vật rắn, mô men của lực, điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay

Truyền dây xích

Truyền bằng bánh răng

Truyền

ma sát Mũi

khoan

Cắt

Phần làm việc của các máy nông nghiệp, ủi đất, đào mương…Truyền hộp số

- Các định luật bảo toàn trong cơ học, động cơ phản lực, tên lửa, công, công

suất, biểu thức công suất: P A F s . F v

      

vận dụng giải thích nguyên tắc làm việc của hộp số ô tô Động năng và cần cẩu với quả nâng văng để phá bức tường (cơ chế một máy cơ học) Búa máy (thế năng)…

- Để giúp hệ thống hóa các lĩnh vực cơ khí hóa sản xuất, có thể sử dụng sơ

đồ hình 1.2

Hình 1.2: Sơ đồ cơ khí hóa sản xuất

Công nghệ chế tạo và gia công vật liệu:

- Chế biến và gia công vật liệu có ý nghĩa rất quan trọng đối với đời sống và

kĩ thuật, với phát triển kinh tế quốc dân Vì vậy, giới thiệu cho học sinh các thành tựu khoa học kĩ thuật thuộc lĩnh vực sản xuất và gia công vật liệu là một nội dung quan trọng giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp

Giao thông vận tải

Máy làm đất

Máy gieo hạt trồng, cấy, thu hoạch

Phục vụ chăn nuôi

Giao thông trên mặt đất

Đường Thủy

Các tầu vũ trụ Hàng không

Máy đầm, khoa, cắt,…

Băng chuyền tải Các máy nâng, cẩu

- Các thuộc tính của các chất ở trạng thái rắn, lỏng, khí, cấu trúc nguyên tử của chúng được nghiên cứu ở phần nhiệt và một phần ở phần điện học (vật dẫn, vật cách điện, chất bán dẫn, gắn liền với công nghệ vật liệu Vì vậy, khi dạy học phần nhiệt học, điện học, giáo viên cần khai thác tích hợp các kến thức về sản xuất, gia công vật liệu

(Hình 1.3 đưa ra sơ đồ hệ thống hóa kiến thức về công nghệ vật liệu)

- Khi nghiên cứu công nghệ vật liệu thì nhiều kiến thức hóa học cũng được vận dụng Vì vậy, ở đây có cơ hội tích hợp các kiến thức của các môn học như: Vật lý, hóa học, công nghệ, trong đó kiến thức vật lý là chủ đạo

- Sơ đồ trên cũng cho thấy: Khi dạy ở các phần khác nhau của vật lý, giáo viên đều có cơ hội tích hợp các kiến thức về chế tạo và gia công vật liệu Chẳng hạn: Có thể dùng dòng điện Fucô để nấu chảy kim loại (phần điện học); Dùng tia lade (phần quang) để gia công vật liệu

Hình 1.3: Sơ đồ chế tạo và gia công vật liệu

Chế tạo và gia công vật liệu ( công nghệ vật liệu)

Sản xuất vật liệu Gia công vật liệu Sử dụng vật liệu trong

các lĩnh vực kinh tế

Vật liệu hoá học

Vật liệu xây dựng

Đúc Gia công cơ học

Gia công nhiệt Gia công lí-hoá

Gia công phối hợp

Sản xuất, truyền tải và sử dụng điện năng:

- Năng lượng có ý nghĩa hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân hiện nay đối với mọi quốc gia Lĩnh vực kỹ thuật gắn liền với sản xuất, truyền tải, sử dụng năng lượng là một trong các phương hướng cơ bản của tiến bộ khoa học kỹ thuật Năng lượng điện là dạng năng lượng có nhiều ưu điểm nổi bật như: Dễ sản xuất, truyền tải và sử dụng nên được quan tâm nhiều nhất hiện nay Đó là vì tốc độ phát triển của ngành năng lượng điện thúc đẩy các ngành chế tạo máy, điện tử, luyện kim, sản xuất hóa chất sẽ quyết định tiến bộ trong các lĩnh vực cơ khí hóa, tự động hóa sản xuất, gắn liền với việc nâng cao sức sản xuất và chất lượng sản phẩm Vì vậy, việc nghiên cứu các vấn đề sản xuất, truyền tải, sử dụng điện năng trong dạy học vật

lý là rất cần thiết

- Sơ đồ tổng quát nghiên cứu các nội dung về điện năng như chỉ ra ở hình 1.4 Theo sơ đồ ở hình 1.3 có thể thấy việc nghiên cứu các vấn đề điện năng không chỉ tập trung ở phần điện học, nó còn có cơ hội ở các phần khác của chương trình, SGK vật lý phổ thông Thí dụ, ở phần cơ học, khi nghiên cứu về động năng và thế năng của thác nước thì cơ hội sẽ là giới thiệu việc sử dụng động năng và thế năng của thác nước

để sán xuất điện năng (thủy điện) Thí dụ, công xuất của một máy thủy điện được xác định bởi chiều cao của thác thác nước h, lưu lượng của dòng chảy trong một đơn vị thời

Khi đó có thể sử dụng bài toán dạng như sau: "Xác định công xuất của một máy phát thủy điện, biết chiều cao của đập nước là 150m, lưu lượng dòng thác nước là: 2.103 m3 /s Cho hiệu suất của máy là: 0,99 Bài toán này không phải là khó, xong ý nghĩa quan trọng của nó là tích hợp được nội dung giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh khi dạy một kiến thức vật lý cụ thể Ở các phần nhiệt học, quang học, dao động

và sóng, vật lý hạt nhân nguyên tử luôn có thể tìm thấy thấy những cơ hội tương tự

Vì vậy, ý nghĩa quan trọng của sơ đồ hình 1.3 là định hướng cho giáo viên khai thác các cơ hội tích hợp kiến thức về năng lượng điện khi dạy các phần khác nhau của chương trình, SGK vật lý

- Về sản xuất điện năng:

+ Giải thích nguyên tắc hoạt động của nhà máy thủy điện: chuyển hóa động năng của dòng thác nước (cơ năng) thành điện năng (xem thí dụ nêu trên)

+ Nhà máy nhiệt điện: Đa số các máy nhiệt điện hiện nay đều sử dụng nước là vật mang nhiệt Nguyên lý làm việc của trạm nhiệt điện như sau: Hóa năng của nhiên liệu (than, khí gas, ) chuyển hóa thành nội năng của hơi nước, sau đó thành cơ năng làm quay tua bin nối với rôto của máy phát điện , chuyển thành năng lượng điện Ưu điểm của các nhà máy nhiệt điện là ngoài sản phẩm là "Điện năng" nó có thể cung cấp nhiệt lượng cung cấp cho công nghiệp và sinh hoạt (hơi và nước nóng)

Hình 1.4: Sơ đồ sản xuất, truyền tải và sử dụng điện năng

Điện phân

Chiếu sáng bằng điện

Thông tin liên lạc,

tự động hoá…

Các máy nhiệt

Điện nguyên tử

SX điện năng Truyền tải điện năng Sử dụng điện năng

Thuỷ điện Dùng dòng

xoay chiều Nhiệt điện

Dùng dòng không đổi Nguồn phát

+ Nhà máy điện nguyên tử: Được giới thiệu khi nghiên cứu năng lượng hạt nhân ở lớp 12 Ở đây có thể giới thiệu dự kiến xây dựng nhà máy điện nguyên tử trong tương lai ở Việt Nam

Khi giới thiệu các loại nhà máy phát điện, giáo viên nên nói sơ lược các ưu, nhược điểm của từng loại và so sánh chúng với nhau Phần này nên giới thiệu, hoặc cung cấp tư liệu để học sinh tự đọc thêm

- Về truyền tải điện năng:

+ Cần làm rõ nguyên tắc vật lý của quá trình truyền tải điện năng: Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế đối với dòng xoay chiều, việc giảm mất mát điện năng trên đường truyền

Có thể làm rõ vai trò của máy biến thế bằng bài toán sau: "Tính khối lượng đồng

để làm dây dẫn từ máy phát đến nơi tiêu thụ cách nhau 100 km, nếu điện năng được truyền a) Hiệu điện thế 220 V; b) Ở hiệu điện thế 110 kV? Hiệu điện thế ở 2 cực của máy phát là 220 V, công suất máy phát là 200 kW Biết mất mát công suất là 8%"

+ Ưu điểm của truyền tải điện dòng xoay chiều là: Nhờ các máy hạ thế, có thể cung cấp điện cho bất cứ địa điểm tiêu thụ nào cũng đều thuận tiện Nhưng nó cũng có những nhược điểm lớn: Điện trở cảm ứng của dây dẫn gây giảm đáng kể điện thế trên đường truyền, do đó giảm hiệu suất truyền năng lượng điện Để khắc phục hiện tượng này phải lắp một số tụ điện bù trên đường dây

+ Với tiến bộ kỹ thuật, người ta có thể truyền tải điện năng nhờ dòng không đổi khi sử dụng đường dây siêu dẫn, nhờ vậy khắc phục được điện trở cảm ứng của dây dẫn (chỉ có với dòng xoay chiều) Nguyên lý như sau: Điện thế xoay chiều từ

máy phát được nắn dòng để thành dòng một chiều và đi vào đường dây "siêu dẫn"

Ở cuối đường dây người ta sử dụng một thiết bị biến đổi ngược lại: Dòng một chiều thành xoay chiều, nó lại được hạ thế và đưa đến tiêu thụ Phương án này rất có ý nghĩa khi truyền tải điện năng đi xa hàng nghìn kilômét và công suất lớn Ngày nay người ta đã tạo ra được các chất siêu dẫn ở nhiệt độ từ 18 - 200

K

- Sử dụng điện năng:

Các dạng sử dụng điện năng hiện nay rất phong phú, song chủ yếu dựa trên các tác dụng của dòng điện: Tác dụng lực, thể hiện chuyển hóa điện năng thành cơ năng trong các động cơ điện; Tác dụng hóa học: Điện phân; Tác dụng nhiệt: Ứng dụng trong các các lò nung, sấy; Tác dụng quang học: Ứng dụng trong chiếu sáng,

các tính chất điện từ ứng dụng trong thông tin liên lạc Ở đây ta thấy rõ sự đan xen, tích hợp các kiến thức ở các phần khác nhau của vật lý

Trong đời sống hiện nay có rất nhiều các thiết bị gia đình, y tế, thể thao sử dụng năng lượng điện, đây là những cơ hội rất phong phú cho việc liên kết kiến thức các môn học

- Vấn đề tiết kiệm điện năng:

Cùng với việc gia tăng sản xuất điện năng, vấn đề tiết kiệm trong sử dụng điện năng có ý nghĩa to lớn:

+ Về mặt kinh tế: Giảm chi phí đầu tư cho nâng cấp mạng điện

+ Về mặt môi trường: Giảm khai thác tài nguyên: than, dầu, khí ga, rừng và mất cân bằng sinh thái (khi có các nhà máy thủy điện), đảm bảo cho sự phát triển bền vững

+ Giảm chi phí chi cho đầu vào sản phẩm, đời sống sinh hoạt

- Làm cho HS nhận thức được điều này, trước hết chỉ ra cho HS sự mất mát năng lượng từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ bằng giản đồ hình 1.5, trong trường hợp dùng dầu hỏa để sản xuất được điện năng

Như vậy, hiệu suất của một nhà máy nhiệt điện trung bình là 28% đến 40%

ở đây có thể v ận dụng các bài toán để tính hiệu suất của một số dạng nhà máy điện

để học sinh hiểu rõ ý nghĩa và giá trị của một KW điện năng

Để giảm tiêu thụ điện năng, ngoài việc nâng cao ý thức sử dụng điện hợp lý, việc chỉ ra các tiến bộ khoa học công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng, chế tạo các thiết bị cùng công suất nhưng tiêu thụ điện ít hơn là rất quan trọng

Hình 1.5: Sơ đồ và hiệu suất sử dụng năng lượng

TUỐC BIN

MÁY PHÁT

1,5%

Điện tử và công nghệ quang học:

Kỹ thuật điện tử và quang học ngày nay đóng vai trò to lớn trong việc phát triển kinh tế, khoa học - kỹ thuật và nâng cao chất lượng cuộc sống

Kỹ thuật điện tử (bao gồm cả vô tuyến điện) và kỹ thuật máy tính điện tử là lĩnh vực khoa học và công nghệ gắn liền với việc truyền, thu và sử lý thông tin nhờ các thiết bị điện tử (đèn điện tử, đèn bán dẫn, các mạch tổ hợp bán dẫn ) Kỹ thuật điện tử và máy tính dựa trên các lĩnh vực vật lý như điện động lực học, vật lý chất rắn và vật lý lượng tử Có thể nói, nếu không có kỹ thuật điện tử và máy vi tính thì ngày nay không thể có các lĩnh vực hiện đại như máy vi tính, tự động hóa, kỹ thuật

Hình 1.6: Sơ đồ lĩnh vực điện tử viễn thông

VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ

VT TRUYỀN THANH

VT TRUYỀN HÌNH

VT ĐỊNH VỊ

KĨ THUẬT MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ

- Kỹ thuật quang học:

+ Các tư liệu có đặc trưng kĩ thuật tổng hợp ở phần này có thể chia thành 4 nhóm: Nguồn sáng, phân tích quang phổ, các chỉ thị ánh sáng (indicators) và các dụng cụ quang học

+ Nguồn sáng: Các bóng đèn sợi đốt, đèn phát huỳnh quang (hiện nay bóng huỳnh quang được sử dụng rộng rãi hơn do bền và tiết kiệm điện hơn ) Phần này gắn liền với việc nghiên cứu tính chất nhiệt của dòng điện; Dòng điện trong chất khí

và sự phát huỳnh quang

+ Phân tích quang phổ là phương pháp xác định thành phần hóa học của các chất nhờ phân tích quang phổ của chúng Các kiến thức này có thể được tích hợp khi dạy phần sóng ánh sáng, lượng tử ánh sáng

+ Các indicator quang học dùng để xác định quang thông hoặc để đo độ nhạy sáng Nội dung này gắn liền với việc nghiên cứu hiện tượng quang điện

+ Các dụng cụ quang học là phần có nội dung truyền thống, đẫ thể hiện rõ tính tích hợp giữa vật lý và kỹ thuật qua nghiên cứu các dụng cụ như thấu kính,

lăng kính, kính lúp, kính hiển vi, mắt, kính thiên văn

Tự động hóa:

Tự động hóa sản xuất là sự tiến bộ vượt bậc của tư tưởng con người, nó minh chứng cho việc biến khoa học vật lý trở thành động lực trực tiếp của tiến bộ khoa học - kỹ thuật Tự động hóa giải phóng sức lao động đơn điệu, thay thế bằng việc kiểm tra tự động quá trình sản xuất, tạo điều kiện nâng cao sức sản xuất và chất lượng sản phẩm

Về mặt giáo dục, việc giới thiệu cho HS các yếu tố tự động hóa không chỉ làm cho HS hiểu rõ tác động của các quy luật vật lý, mối liên hệ lẫn nhau của các sự vật, hiện tượng, củng cố niềm tin khoa học, mà còn góp phần kích thích hứng thú học tập của HS, nâng cao chất lượng giáo dục

Các yếu tố tự động hóa được hình thành và phát triển khi nghiên cứu các phần khác nhau của chương trình vật lý phổ thông, từ đơn giản đến phức tạp GV cần chỉ

ra các quy luật vật lý làm cơ sở hoạt động của các yếu tố thiết bị tự động hóa như:

cảm biến, rơ le, cỏc thiết bị thực hiện Trong chương trỡnh phổ thụng, cú thể giới thiệu cho HS cỏc loại thiết bị tự động húa sau:

a) Thiết bị kiểm tra tự động

b) Thiết bị điều khiển chương trỡnh húa

c) Thiết bị điều khiển cú liờn hệ ngược

+ Kiểm tra tự động là quỏ trỡnh thu tớn hiệu về trạng thỏi của đối tượng bị kiểm tra hoặc tiến trỡnh của một quỏ trỡnh cụng nghệ Thớ dụ: Một bản lưỡng kim dựng để đúng, ngắt mạch điện, dựng làm cảm biến trong atomat Trong sản xuất, cỏc atomat dựng để kiểm tra ỏp suất hơi, gaz, chất lỏng, mức chất lỏng, nhiệt độ, vận tốc của một chuyển động, mức phúng xạ (Hỡnh 1.7)

Hỡnh 1.7: Kiểm tra tự động

+ Điều khiển chương trỡnh húa: Chế độ làm việc của đối tượng bị điều khiển thay đổi theo một chương trỡnh lập sẵn (Thớ dụ: Chế độ làm việc của mỏy cỏn thộp, của một quỏ trỡnh sản xuất húa chất, chế độ làm việc của một mỏy giặt ) Cỏc dạng chưong trỡnh

cú thể rất khỏc nhau: Một đĩa quay cú cỏc rónh cắt, băng từ tớnh, một chương trỡnh mỏy tớnh tạo ra cỏc tớn hiệu đưa vào mạch điện để điều khiển thiết bị Cỏc cảm biến tớn hiệu

ở đõy cú thể rất đa dạng: Cuộn cảm, tế bào quang điện (Hỡnh 1.8)

Hỡnh 1.8: Điều khiển ch-ơng trình hóa

ĐỐI TƯỢNG KIỂM TRA

CẢM BIẾN

THIẾT

BỊ GHI

CHƯƠNG

TRèNH

BIẾN ĐỔI THễNG TIN

THIẾT

BỊ THỰC HIỆN

ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN

+ Điều khiển tự động có mối quan hệ ngược: Ở các thiết bị này, các tín hiệu điều khiển phụ thuộc không chỉ vào chương trình cho trước mà còn phụ thuộc vào trạng thái của đối tượng bị điều khiển Thí dụ: Thiết bị điều khiển của Wát (Hình 1.9 và 1.10)

Hình 1.9: Sơ đồ thiết bị điều khiển của Wat

Trong các thiết bị điều khiển, các cảm biến đóng vai trò rất quan trọng Nó biến đổi các đại lượng bị điều khiển thành tín hiệu điện Thí dụ: Thanh lưỡng kim, cuộn cảm, các varicap (tụ biến thiên), tế bào quang điện Vì vậy, việc nghiên cứu các hiện tượng vật lý làm cơ sở hoạt động của các cảm biến là nhiệm vụ quan trọng nhất khi nghiên cứu các thiết bị tự động theo quan điểm dạy học vật lý

Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lí thiết bị điều khiển của Wat 1.4.5 Tổ chức các hoạt động tham quan, ngoại khóa về vật lí – kĩ thuật

Tổ chức tham quan các cơ sở sản xuất, trung tâm nghiên cứu và ứng dụng tiến bộ kĩ thuật, cho phép học sinh làm quen với thực tế của tổ chức sản xuất, các quá trình công nghệ, hoạt động của thiết bị máy móc

THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN ĐỐI TƢỢNG ĐIỀU KHIỂN

Liên hệ ngƣợc Liên hệ điều khiển

Việc tổ chức sinh hoạt cá nhóm ngoại khóa, học sinh sưu tập, nghiên cứu sách báo tạp chí kĩ thuật; Nghe báo cáo khoa học, thi sang tạo kĩ thuật, trò chơi vật lí… có tác dụng rèn luyện kĩ năng thực hành, phát triển hứng thú và năng lực sang

tạo kĩ thuật của học sinh

1.5 Nghiên cứu thực trạng thực hiện giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong dạy học vật lí

Để nắm được thực trạng của việc lồng ghép giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh qua giảng dạy và học tập bộ môn vật lí ở trường phổ thông tôi đac tiến hành điều tra, tìm hiểu một số trường có đặc điểm khác nhau đặc trưng cho khu vực thành phố Thái Nguyên là:

- Trường THPT Dương Tự Minh

- Trường THPT Vùng Cao Việt Bắc

- Trường THPT Ngô Quyền

Qua điều tra tôi nhận thấy có những đặc điểm như sau:

Việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh phổ thông là một điều cần thiết

và không thể thiếu để giúp các em định hướng tốt trong lựa chọn nghề nghiệp trong tương lai sau khi tốt nghiệp Nhiều giáo viên đã dành thời gian và đầu tư thích đáng cho việc nghiên cứu lồng ghép giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh trong quá trình truyền thụ kiến thức vật lí

Nhưng do hạn chế về thời gian nên tôi không đề cập đến các mặt tích cực mà chỉ đi sâu tìm hiểu những nhược điểm còn tồn tại của các trường này để từ đó tìm ra phương hướng giải quyết và khắc phục

Qua tìm hiểu tôi nhận thấy vấn đề giảng dạy và giáo dục kĩ thuật tổng hợp thông qua các bài giảng vật lí trong các trường phổ thông chưa thật sự được chú trọng Ở các trường giáo viên chưa dành thời gian đi sâu vào giáo dục kĩ thuật, giới thiệu những nguyên tắc cơ bản của mọi quá trình kĩ thuật và đồng thời cho dạy cho học sinh những kĩ xảo sử dụng dụng cụ đơn giản nhất của mọi nghành sản xuất Một mặt do khối lượng kiến thức của một tiết học khá dài, giáo viện thường có tư tưởng cố gắng đưa vào càng nhiều kiến thức khắc sâu trọng tâm bài giảng càng tốt Thời gian còn lại giáo viên thương tận dụng hết sức để chữa được nhiều bài tập

nhằm rèn cho học sinh kỹ năng tính toán, học thuộc các công thức vừa xây dụng trong bài học Những bài học có sử dụng thí nghiệm giáo viên cũng thường tiến hành biểu diễn thí nghiệm một cách nhanh chóng để tiết kiện thời gian cho bài giảng Vì vậy việc cho học sinh tiếp xúc với các kĩ năng kĩ xảo, rèn sự khéo léo khi

sử dụng các thiết bị thí nghiệm bị hạn chế, đặc biệt chưa tạo được cho các em niềm hứng thú đối với kĩ thuật.Vấn đề lựa chọn, kết hợp các phương pháp dạy học góp phần phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, đặc biệt là phương pháp dạy học mới trong lí thuyết và thực nghiệm còn hạn chế Việc tăng cường công tác thực hành vật lí có đặc điểm sáng tạo chưa được phát huy Chưa sử dụng rộng rãi các thí nghiệm, cho học sinh làm quen với các mô hình, các thiết bị kĩ thuật, tuyển lựa các tài liệu, phim ảnh, các sơ đồ, bản vẽ, chưa sử dụng ngôn ngữ kĩ thuật

Kết quả cụ thể về việc có ý thức cao và thường xuyên lồng ghép giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh trong từng tiết học vật lí của giáo viên ở các trường được điều tra như sau:

Bảng 1.2:Bảng điều tra ý thức lồng ghép GD KTTH trong quá trình dạy học

Tên trường Thường xuyên lồng

ghép GD KTTH

Đôi khi lồng ghép GD KTTH

1.6 Những khó khăn của việc lồng ghép giáo dục kĩ thuật tổng hợp trong dạy học vật lí

Dựa vào những số liệu cụ thể và những thông tin thu thập được qua điều tra tìm hiểu các trường phổ thông nói trên đã cho tôi một đánh giá chung nhất về tình hình giảng dạy và học tập bộ môn vật lí hiện nay ở các trường