NỘI DUNG
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiến của việc phát huy tính tích cực và tự chủ của học sinh trong việc dạy học vật lý
Chương 2: Phương pháp LAMAP trong dạy học vật lý ở trường phổ thông
Chương 3: Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học một số kiến thức chương “chất khí”
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ TỰ CHỦ CỦA HỌC SINH TRONG VIỆC DẠY HỌC VẬT LÝ
Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh
1.1.1 Khái niệm hoạt động nhận thức tích cực:
Hoạt động nhận thức tích cực là quá trình mà người học chủ động tiếp thu và khám phá kiến thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên Mặc dù hoạt động này tập trung vào việc phát huy tính tích cực trong nhận thức của người học, giáo viên cũng cần nỗ lực để đảm bảo hiệu quả trong quá trình học tập.
Theo GS TSKH Thái Duy Tuyên, nhận thức tích cực là biểu hiện của sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác với đối tượng trong quá trình học tập và nghiên cứu Điều này thể hiện sự cố gắng trong hoạt động trí tuệ, cùng với việc huy động cao các chức năng tâm lý như hứng thú, chú ý và ý chí, nhằm đạt được mục tiêu đã đề ra.
1.1.2 Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức:
- Dấu hiệu nhận biết tính tích cực nhận thức ở học sinh:
+ Có hứng thú với môn học không?
+ Có chủ động, tự giác tiếp nhận kiến thức không?
+ Có tham gia vào mọi hình thức hoạt động học tập hay không?
+ Có hoàn thành những nhiệm vụ đƣợc giao hay không?
+ Có thể trình bày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng hay không?
+ Có vận dụng những kiến thức vừa học vào thực tiễn hay không?
- Mức độ nhận thức ở mỗi học sinh không giống nhau, giáo viên có thể phát hiện dựa vào dấu hiệu sau:
+ Tự giác học tập hay bị ép buộc bởi ngoại cảnh
+ Hoàn thành nhiệm vụ ở mức vừa phải hay tối đa
+ Tích cực tăng lên hay giảm dần?
+ Có duy trì khả năng tích cực trong học tập không?
1.1.3 Phân biệt dạy học truyền thống và dạy học tích cực:
Phương pháp dạy học tích cực (PPDH tích cực) là thuật ngữ được sử dụng rộng rãi trên thế giới, nhằm chỉ những phương pháp giáo dục tập trung vào việc khuyến khích sự chủ động, sáng tạo và tích cực từ phía người học.
PPDH nhấn mạnh việc kích thích hoạt động nhận thức của người học, tập trung vào việc phát huy tính tích cực của học sinh thay vì của giáo viên Để áp dụng phương pháp dạy học tích cực, giáo viên cần nỗ lực nhiều hơn so với phương pháp thụ động.
Tiêu chí Dạy học truyền thống Dạy học tích cực
Cung cấp các kiến thức cho học sinh từ đó các em ghi nhớ máy móc và học thuộc lòng
Những kiến thức đã đƣợc lựa chọn, sàn lọc
2 Giáo viên là trung tâm của mọi quá trình Học sinh chỉ có nhiệm
Nguồn cung cấp kiến thức đa dạng Học từ giáo viên, bạn bè và
14 vụ ghi nhớ những kiến thức mà giáo viên cung cấp rồi sau đó làm theo các thông tin đại chúng…
Sau khi đƣợc cung cấp các kiến thức từ giáo viên, học sinh tự suy luận và tự học
Học sinh tham gia thảo luận và đóng góp ý kiến trong nhóm từ 2 người trở lên, tạo cơ hội cho việc trao đổi kiến thức Dưới sự hướng dẫn và hỗ trợ của giáo viên, các em có thể khám phá và mở rộng hiểu biết của mình.
4 Dạy từng bài riêng biệt Hệ thống các kiến thức
Việc quan trọng là ghi nhớ và học thuộc lòng
Coi trọng khả năng tƣ duy Học sinh không chỉ nhớ mà còn phải thông hiểu và vận dụng kiến thức vừa học đƣợc
6 Tóm tắt bài học Sử dụng sơ đồ, mô hình…
Dừng lại ở câu hỏi, bài tập Thực hành và rút ra những kiến thức liên hệ đời sống thực tế nếu có
Thường lý thuyết trước rồi sau đó sẽ thực hành (thực hành không phải là khâu quan trọng)
Lý thuyết và thực hành đi đôi
9 Kiến thức bó hẹp trong các phạm vi nhất định
Nguồn kiến thức đa dạng, phong phú và rộng lớn
1.1.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến tích cực nhận thức:
+ Năng lực của từng học sinh (hệ thống kiến thức, kỹ năng, khả năng tái hiện, sáng tạo, logic ….)
+ Tâm lý (hứng thú, say mê, nhu cầu, động cơ…)
+ Đổi mới phương pháp giảng dạy
+ Năng lực của giáo viên
+ Điều kiện cơ sở vật chất
- Gia đình, xã hội: Tạo điều kiện tốt về môi trường, tinh thần và vật chất
1.1.5 Những biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh:
Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh là một quá trình quan trọng, không chỉ ảnh hưởng đến một tiết học mà còn kéo dài trong suốt quá trình học tập Điều này đòi hỏi sự nỗ lực từ chính học sinh cùng với sự hỗ trợ từ gia đình, nhà trường và xã hội Để nâng cao và khuyến khích hoạt động nhận thức của học sinh, cần có các biện pháp hiệu quả và đồng bộ.
+ Dạy học với lƣợng kiến thức phù hợp với mức độ của từng nhóm học sinh
+ Nâng cao nhận thức phát huy tích cực trong học tập của học sinh
+ Tạo không khí vui tươi, thỏa mái trong từng tiết học
+ Liên hệ và có nhiều ứng dụng trong đời sống thực tế
+ Đầy đủ dụng cụ và các phương tiện hỗ trợ tiết học
+ Giáo viên tạo tình huống để học sinh tự giải quyết vấn đề đặt ra dưới sự hướng dẫn của giáo viên.
Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý
1.2.1 Bản chất của dạy học giải quyết vấn đề:
Hoạt động nhận thức của con người khởi đầu khi gặp mâu thuẫn giữa kiến thức hiện có và nhiệm vụ mới cần giải quyết Để vượt qua mâu thuẫn này, con người cần phát triển kiến thức và kỹ năng mới nhằm hoàn thành nhiệm vụ nhận thức.
Tính tích cực trong học tập đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển tư duy độc lập và sáng tạo Suy nghĩ độc lập không chỉ là nền tảng cho sự sáng tạo mà còn thúc đẩy sự tự giác và hứng thú trong học tập Những biểu hiện của tính tích cực học tập bao gồm sự hăng hái trả lời câu hỏi, bổ sung ý kiến, và chủ động đặt câu hỏi để hiểu rõ hơn về vấn đề Học sinh cũng cần vận dụng kiến thức đã học vào việc nhận thức vấn đề mới, tập trung vào nội dung học, và kiên trì hoàn thành bài tập dù gặp khó khăn.
Dạy học nêu vấn đề là một hệ thống các tình huống phức tạp, liên kết với nhau, giúp học sinh tiếp cận và nắm vững kiến thức thông qua việc giải quyết các tình huống đó Sự hỗ trợ và chỉ đạo từ thầy giáo là rất quan trọng trong quá trình này.
17 môn học, cách thức học môn đó và phát triển cho mình những đức tính cần thiết để sáng tạo trong khoa học và trong cuộc sống”
1.2.2 Khái niệm “vấn đề”, “tình huống” và “tình huống có vấn đề”:
Vấn đề học tập là mâu thuẫn giữa sự hiểu biết và không hiểu biết, được giải quyết thông qua việc tìm kiếm câu trả lời cho các câu hỏi phát sinh Những khó khăn trong học tập thường xuất phát từ lý luận hoặc thực tiễn, và việc giải quyết những khó khăn này phụ thuộc vào sự chủ động nghiên cứu của học sinh Tình huống học tập được tổ chức hợp lý là nền tảng cho những khó khăn này, giúp học sinh xác định nhu cầu và nỗ lực vượt qua khó khăn, từ đó đạt được kiến thức và kinh nghiệm mới Xét về mặt logic học và tâm lý học, vấn đề vừa là phạm trù của logic vừa là phạm trù của tâm lý.
Theo logic học biện chứng, vấn đề phản ánh giữa điều đã biết và chưa biết là một hiện tượng khách quan, thể hiện mâu thuẫn trong đối tượng nghiên cứu Khái niệm vấn đề trong logic học biện chứng phản ánh mâu thuẫn khách thể, không phụ thuộc vào chủ thể Ngược lại, trong tâm lý học, vấn đề phản ánh mâu thuẫn trong quá trình nhận thức của chủ thể, tức là mâu thuẫn trong tư duy Trong phương pháp dạy học, vấn đề được xem xét từ góc độ tâm lý học để hiểu rõ hơn về quá trình nhận thức.
Để áp dụng phương pháp dạy học nêu vấn đề, giáo viên cần xác định rõ "vấn đề" trong bài học Việc này giúp tạo ra tình huống có vấn đề, thu hút sự chú ý và sự tham gia của học sinh, từ đó chuẩn bị cho các hoạt động tiếp theo trong quá trình dạy học.
1.2.2.2 Khái niệm “tình huống”: Đƣợc hiểu là một hệ thống phức tạp bao gồm chủ thể và khách thể, trong đó chủ thể là con người còn khách thể là một hệ thống nào đó
1.2.2.3 Khái niệm “tình huống có vấn đề”:
Để chuyển hóa mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan, cần tổ chức các tình huống đưa chủ thể vào mối quan hệ giữa cái cũ và vấn đề mới phát sinh Những tình huống này được gọi là “tình huống có vấn đề”.
Theo GS-TS Phạm Hữu Tòng, tình huống có vấn đề là khi học sinh gặp khó khăn, nhận thức được vấn đề và có mong muốn giải quyết nó Học sinh cảm thấy tự tin vào khả năng của mình và bắt đầu hành động để tìm ra giải pháp Điều này kích thích hoạt động nhận thức tích cực của học sinh, từ việc đề xuất vấn đề đến việc giải quyết nó.
- Các kiểu tình huống có vấn đề trong học tập:
+ Tình huống phát triển hoàn chỉnh:
Học sinh đang đối mặt với một vấn đề chưa được giải quyết hoàn toàn, chỉ mới được xử lý ở một khía cạnh hạn chế Cần thiết phải mở rộng và phát triển thêm vấn đề này trong một phạm vi rộng hơn để đạt được giải pháp toàn diện hơn.
Quá trình phát triển, hoàn chỉnh kiến thức sẽ mang lại những kết quả mới nhƣng vẫn sử dụng các kiến thức, kỹ năng, phương pháp đã biết
Học sinh thường gặp phải những vấn đề quen thuộc với nhiều dấu hiệu liên quan đến kiến thức và phương pháp giải quyết đã học, nhưng lại không chắc chắn về việc lựa chọn kiến thức hay phương pháp nào là hiệu quả nhất để giải quyết vấn đề đó.
19 sinh cần phải lựa chọn, thậm chí thử làm xem kiến thức nào, phương pháp nào có hiệu quả để giải quyết vấn đề
Học sinh đối mặt với những vấn đề mà kiến thức và hiểu biết hiện có không đủ để giải quyết Do đó, họ cần phát triển các phương pháp và kiến thức mới để tìm ra giải pháp hiệu quả.
Học sinh thường đối mặt với những tình huống không như mong đợi, trái ngược với kiến thức đã học Để hiểu rõ nguyên nhân của sự trái ngược này, các em cần phải khám phá và xây dựng kiến thức mới.
Việc phân loại các tình huống học tập chỉ mang tính tương đối, vì học sinh có thể rơi vào các tình huống cụ thể khác nhau tùy thuộc vào tiến trình bài học và cách đặt câu hỏi Để làm cho bài học trở nên sôi nổi và hấp dẫn hơn, giáo viên nên thường xuyên thay đổi các tình huống trong quá trình giảng dạy.
1.2.2.4 Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức o Tạo tình huống có vấn đề o Phát hiện, nhận dạng vấn đề nảy sinh o Phát hiện vấn đề cần giải quyết
PHƯƠNG PHÁP LAMAP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
Dạy học giải quyết vấn đề sử dụng phương pháp LAMAP
2.1.1 Khái quát về phương pháp LAMAP
Phương pháp dạy học LAMAP, hay còn gọi là La main à la pâte trong tiếng Pháp và Hands-on trong tiếng Anh, mang ý nghĩa "Bàn tay nặn bột" Phương pháp này tập trung vào việc học tập thực hành, giúp học sinh phát triển kỹ năng qua trải nghiệm thực tế.
“Phương pháp LAMAP là một phương pháp dạy học tích cực dựa trên thí nghiệm nghiên cứu, áp dụng cho việc giảng dạy các môn khoa học tự nhiên.”
Phương pháp LAMAP, được phát triển bởi Giáo sư Georges Charpak (Giải Nobel Vật lý năm 1992), khuyến khích học sinh tự tìm tòi và khám phá kiến thức thông qua thực nghiệm và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của giáo viên Khi đối diện với các hiện tượng, học sinh có thể đặt câu hỏi và đưa ra giả thuyết dựa trên hiểu biết ban đầu, sau đó tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng và rút ra kết luận thông qua thảo luận, so sánh và phân tích.
Phương pháp LAMAP nhằm khơi dậy sự tò mò và đam mê khám phá khoa học ở học sinh Bên cạnh việc tập trung vào kiến thức khoa học, LAMAP còn chú trọng rèn luyện kỹ năng diễn đạt qua ngôn ngữ nói và viết cho học sinh.
2.1.2 Cơ sở khoa học của phương pháp LAMAP
2.1.2.1 Dạy học khoa học dựa trên tìm tòi – nghiên cứu:
Dạy học khoa học theo phương pháp tìm tòi và nghiên cứu giúp học sinh thực sự hiểu biết thay vì chỉ ghi nhớ thông tin Động lực học tập đến từ sự hài lòng của học sinh, không chỉ là việc nhớ lại kiến thức trong thời gian ngắn, mà là phát triển những ý tưởng và khái niệm sâu sắc hơn, đồng hành cùng sự trưởng thành của các em.
+ Bản chất của nghiên cứu khoa học trong phương pháp LAMAP
Tiến trình tìm tòi khoa học của học sinh là một quá trình phức tạp, không phải là một đường thẳng Học sinh tiếp nhận vấn đề, phân tích logic và thực hiện các thí nghiệm để minh họa và nghiên cứu Nếu kết quả không phù hợp, học sinh sẽ quay lại vị trí ban đầu để tìm kiếm hướng đi mới Trong suốt quá trình này, việc phân tích và trao đổi ý kiến với bạn bè trong nhóm và lớp học tạo ra một không khí học tập sôi nổi và tích cực.
+ Lựa chọn kiến thức khoa học trong phương pháp LAMAP
Việc lựa chọn kiến thức phù hợp với từng lứa tuổi và nhóm học sinh đóng vai trò quan trọng trong sự thành công của các bài học Kiến thức cần được điều chỉnh để phù hợp với trình độ của học sinh, giúp tối ưu hóa quá trình tiếp thu và học tập.
+ Quan niệm ban đầu của học sinh
Quan niệm ban đầu là những hiểu biết sơ khai của học sinh về một vấn đề trước khi có sự tìm hiểu sâu hơn về bản chất của nó Những quan niệm này thường chưa rõ ràng, không chỉ phản ánh kiến thức cũ mà còn thể hiện cách nhìn nhận của học sinh đối với các hiện tượng mới.
Quan niệm ban đầu của học sinh vừa là rào cản, vừa là động lực cho quá trình khám phá Việc tạo cơ hội cho học sinh thể hiện quan niệm ban đầu là một đặc trưng quan trọng của phương pháp LAMAP Từ những quan niệm này, giáo viên và học sinh sẽ cùng thực hiện các thí nghiệm hoặc dẫn chứng để kiểm tra tính chính xác hoặc sai lệch của chúng.
Học sinh có những quan niệm ban đầu đa dạng, nhưng giáo viên có thể nhận thấy sự tương đồng trong các quan điểm này Dựa vào những điểm chung đó, giáo viên có thể đặt câu hỏi hoặc thực hiện các thí nghiệm minh họa phù hợp với nhận thức và độ tuổi của học sinh.
2.1.2.2 Những nguyên tắc cơ bản của việc dạy học dựa trên cơ sở tìm tòi – nghiên cứu:
Dạy học theo phương pháp LAMAP bắt buộc giáo viên phải linh động, soạn tiến trình dạy học phù hợp với từng đối tƣợng học sinh
Học sinh cần nắm vững vấn đề và trọng tâm của bài học để đạt hiệu quả tối ưu Để làm được điều này, việc chuẩn bị trước và suy nghĩ về các phương án nghiên cứu là rất quan trọng Chỉ khi vấn đề học tập kích thích sự tò mò, học sinh mới có thể giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.
- Tự làm thí nghiệm là cốt lõi của việc tiếp thu kiến thức khoa học:
Học sinh tự thực hiện thí nghiệm giúp họ tiếp thu kiến thức hiệu quả hơn, bởi từ những thí nghiệm này, các em có thể rút ra kết luận, phát hiện và hiểu rõ hơn về các khái niệm.
Trước khi tiếp thu kiến thức mới, học sinh thường có những giả thuyết và suy luận riêng về hiện tượng Qua quá trình thực hiện thí nghiệm, các em sẽ tích lũy được kinh nghiệm và kiến thức chính xác Những thí nghiệm này giúp học sinh ghi nhớ sâu sắc và lâu dài các kiến thức đã học.
Phương pháp LAMAP khuyến khích học sinh thực hiện 28 thí nghiệm tự làm, thay vì chỉ ghi nhớ lý thuyết từ giáo viên Những thí nghiệm này đơn giản và gần gũi, không cần phải thực hiện trong phòng thí nghiệm, yêu cầu giáo viên phải linh hoạt, sáng tạo và luôn tìm tòi, học hỏi.
- Tìm tòi nghiên cứu khoa học đòi hỏi học sinh nhiều kỹ năng Một trong các kỹ năng cơ bản đó là thực hiện quan sát có chủ đích:
Nghiên cứu khoa học đòi hỏi học sinh phát triển nhiều kỹ năng quan trọng, bao gồm khả năng đặt câu hỏi, quan sát, phân tích, đánh giá, khảo sát và chọn lọc thông tin Trong số đó, kỹ năng quan sát có chủ đích đối với sự vật và hiện tượng là một yếu tố then chốt giúp học sinh hiểu và khám phá thế giới xung quanh.
Mỗi sự vật hiện tượng đều có những đặc điểm riêng biệt, và việc học sinh quan sát một cách tổng thể mà không có chủ đích sẽ không giúp họ trả lời các câu hỏi cụ thể Chẳng hạn, khi giáo viên yêu cầu học sinh mô tả một ngôi nhà, việc hỏi “Nhà có bao nhiêu cửa sổ có gương?” sẽ trở nên khó khăn nếu học sinh không quan sát một cách có chủ đích Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc giáo viên cần định hướng và gợi ý cho học sinh trong quá trình quan sát.
Thí nghiệm trong dạy học vật lý
2.2.1 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học giải quyết vấn đề:
2.2.2.1 Vai trò của thí nghiệm trong pha “đề xuất vấn đề”:
Sử dụng thí nghiệm là phương pháp hiệu quả nhất trong việc nảy sinh vấn đề, giúp học sinh dễ dàng hiểu biết về nội dung nghiên cứu nhờ vào tính trực quan và các số liệu cụ thể.
2.2.2.2 Vai trò của thí nghiệm trong pha “giải quyết vấn đề”:
Việc sử dụng thí nghiệm trong quá trình giải quyết vấn đề giúp học sinh chủ động trong việc phân tích các quá trình, thu thập dữ liệu và rút ra kết luận Đây là một trong những phương pháp hiệu quả để học sinh tiếp cận tri thức.
2.2.2.3 Vai trò của thí nghiệm trong pha “kiểm tra - vận dụng kết quả”:
Khi đã tìm ra đƣợc nội dung kiến thức thì sẽ sử dụng thí nghiệm để kiểm tra kiến thức đó
Trong nhiều trường hợp, thí nghiệm trái ngược hoàn toàn với tri thức đã biết thì đòi hỏi phải đƣa ra tri thức khoa học mới
2.2.2 Vai trò của thí nghiệm trong phương pháp LAMAP
Thí nghiệm đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế phương án thí nghiệm và nghiên cứu kiến thức Các thí nghiệm được thực hiện theo thứ tự và từ đó rút ra những kết luận giá trị.
KẾT LUẬN CHƯƠNG I VÀ II:
Trong hai chương này, tôi đã nghiên cứu về những vấn đề căn bản sau:
+ Tầm quan trọng của việc tích cực và tự chủ trong học tập của học sinh thông qua những lý luận cụ thể
+ Trình bày chi tiết “dạy học giải quyết vấn đề” trong dạy học vật lý
Phương pháp LAMAP được trình bày nhằm thiết kế tiến trình dạy học cho một số kiến thức trong chương chất khí thông qua việc áp dụng dạy học giải quyết vấn đề Dựa trên cơ sở đó, tôi đã xây dựng tiến trình dạy học cho các kiến thức trong chương chất khí và thiết kế một số dạng bài tập trắc nghiệm cho chương III.
THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”
Đặc điểm của chương chất khí
3.1.1 Sơ lược về chương “chất khí”:
Vật lý phân tử nghiên cứu cấu trúc và tính chất của các phân tử Các trạng thái của vật và quá trình chuyển pha phụ thuộc vào cấu tạo của phân tử, lực tương tác giữa các phân tử và tính chất chuyển động nhiệt của vật.
Nhiệt học, hay còn gọi là nhiệt động lực học khi nghiên cứu sâu hơn, là ngành khoa học nghiên cứu sự biến đổi năng lượng trong hệ vĩ mô Các nguyên lý nhiệt động lực học được xây dựng dựa trên thực nghiệm, giúp giải thích các hiện tượng nhiệt trong nhiều điều kiện khác nhau mà không cần xem xét đến cấu trúc phân tử.
Vật lý phân tử và nhiệt học nghiên cứu các hiện tượng bên trong vật, đóng vai trò cầu nối giữa vật lý vĩ mô và vi mô, cũng như giữa vật lý cổ điển và hiện đại Việc nghiên cứu lĩnh vực này mang lại nhận thức mới cho học sinh về các quy luật và quá trình tự nhiên.
Quan điểm về vật chất được cấu tạo từ các phân tử và nguyên tử riêng biệt đã được Đêmôcrit đưa ra trước Công Nguyên, nhưng chỉ đến những năm đầu thế kỷ 20, quan điểm này mới thực sự được phát triển và khẳng định trong lĩnh vực khoa học.
Việc phát hiện 18 định luật thực nghiệm về chất khí và việc áp dụng quan điểm nguyên tử, phân tử để giải thích các định luật này đã góp phần quan trọng vào sự hình thành của thuyết động học phân tử Thuyết động học phân tử được coi là một lý thuyết tiêu biểu trong lĩnh vực này.
Nhiệt chuyển động được giải thích qua giả thuyết rằng các hạt vật chất tồn tại trước giả thuyết về “chất nhiệt”, được các nhà bác học như Hooke, Boyle, Newton và Lomonosov ủng hộ Sự phát triển của số Avogadro đã cho phép chúng ta tính toán khối lượng nguyên tử một cách chính xác hơn.
Cacbon, với 38 vị trí, cho phép chúng ta liên hệ các hằng số vật lý một cách rõ ràng Nguyên tử, từ một dạng vật chất mơ hồ, đã trở thành một đại lượng vật lý có thể tính toán và phân tích.
Các nghiên cứu của Boyle, Maritte, Gay-Lussac và Charles đã góp phần quan trọng vào sự phát triển của thuyết động học phân tử Phương trình trạng thái của khí lý tưởng pV = RT, cùng với sự phát hiện chuyển động Brown và hiện tượng khếch tán, tạo nên cơ sở thực nghiệm vững chắc cho lý thuyết này.
- Các mô hình nghiên cứu:
+ Mô hình đầu tiên của Boyle, ông cho rằng chất khí là những hạt vật chất rất nhỏ và có tính đàn hồi nhƣ cao su
Năm 1738, Danel Bernulli đã xuất bản tác phẩm Hydrodymica, đánh dấu bước khởi đầu cho thuyết động học chất khí Ông khẳng định rằng chất khí được cấu thành từ nhiều phân tử chuyển động liên tục theo mọi hướng, và lực tác động lên bề mặt gây ra áp suất, từ đó giải thích thành công định luật Boyle - Mariotte Tư tưởng cốt lõi của thuyết động học phân tử dựa trên cơ học của Newton.
3.1.2 Vai trò, vị trí của chương:
Chương "chất khí" đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu các thuộc tính và thông số của chất khí, với các định luật Boyle – Mariotte, Charles, và Gay – Lussac được rút ra từ thực nghiệm cho thấy tất cả chất khí đều tuân theo gần đúng Thuyết động học phân tử cung cấp cơ sở để hiểu sự khác biệt giữa khí thực và khí lý tưởng, từ đó cho phép chứng minh phương trình trạng thái dựa trên mối quan hệ giữa nhiệt độ và động năng chuyển động nhiệt của phân tử.
Trong chương trình cải cách giáo dục THPT, nội dung về nhiệt học và vật lý phân tử được tách thành hai phần riêng biệt Cụ thể, phần nhiệt học cùng với các nguyên tắc cơ bản của nhiệt động lực học được trình bày rõ ràng.
Trong chương trình vật lý lớp 11, phần chất rắn và chất lỏng được đề cập ở cuối lớp 10, gây ra sự gián đoạn trong quá trình nghiên cứu Để khắc phục điều này, sách giáo khoa mới đã tập trung toàn bộ nội dung nhiệt học vào lớp 10, chia thành ba chương Chương đầu tiên của phần nhiệt học là chương "chất khí".
“chất khí” nằm sau chương “cơ học chất lưu” và trước chương “chất rắn và chất lỏng
Sự chuyển thể” trong chương trình vật lý lớp 10 – Nâng cao
3.1.3 Phân tích nội dung và đặc điểm cơ bản của chương chất khí:
Chương "chất khí" giới thiệu thuyết động học phân tử của chất khí, sau đó mở rộng ra chất lỏng và rắn Các tính chất của chất khí được nghiên cứu thông qua ba định luật thực nghiệm: Boyle - Mariotte, Charles, và Gay - Lussac Bên cạnh đó, phương trình Clapeyron - Mendeleev mô tả mối quan hệ giữa ba đại lượng đặc trưng cho trạng thái cân bằng của chất khí.
3.1.3.1 Các khái niệm cơ bản:
- Thuyết động học phân tử:
+ Chất khí được cấu tạo từ các phần tử riêng rẽ, có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng
+ Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao
+ Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình
Chất được hình thành từ các phân tử hoặc nguyên tử luôn chuyển động không ngừng Cấu trúc của chất bao gồm ba trạng thái cơ bản: rắn, lỏng và khí.
Trong thể khí, các phân tử cách xa nhau và tương tác yếu, di chuyển hỗn loạn trong toàn bộ thể tích bình chứa mà không có hình dáng xác định Ngược lại, trong thể rắn và lỏng, các phân tử gần gũi và được sắp xếp theo một trật tự nhất định, liên kết với nhau và dao động quanh vị trí cân bằng Chất rắn có hình dạng cố định do các vị trí cân bằng của phân tử là bất động, trong khi chất lỏng không có hình dạng xác định và nhận hình dạng của bình chứa do các vị trí cân bằng của nó có thể thay đổi liên tục.
Mục tiêu cần đạt được của chương
- Phát biểu đƣợc nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí
- Nêu được các đặc điểm của khí lí tưởng
- Nêu đƣợc các quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp là gì và phát biểu đƣợc các định luật Boyle - Mariotte, Charles, Gay - Lussac
- Nêu đƣợc khái niệm nhiệt độ tuyệt đối
- Nêu đƣợc các thông số p, V, T xác định trạng thái của một lƣợng khí
- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng
- Viết được phương trình Clapeyron - Mendeleev
- Vận dụng đƣợc thuyết động học phân tử để giải thích đặc điểm về hình dạng, thể tích của các chất ở thể khí, thể lỏng, thể rắn
- Vẽ được các đường đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp trong các hệ toạ độ
- Vận dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng và phương trình Clapeyron - Mendeleev để giải đƣợc các bài tập đơn giản
- Học sinh có niềm say mê, hứng thú trong quá trình học và từ đó yêu thích hơn môn vật lý.
Các kỹ năng cần đạt đƣợc
Tên chủ đề Nhận biết Thông hiểu
Vận dụng (cấp độ thấp)
Vận dụng (cấp độ cao) CHƯƠNG VI: CHẤT KHÍ
Thuyết động học phân tử chất khí
- Nêu đƣợc hình dáng và thể tích của chất khí: Là hình dáng và thể tích của bình chứa nó
- Thuyết động học phân tử của chất khí
- Khí lý tưởng: là khí, trong đó mỗi phân tử coi nhƣ chất điểm, chuyển động hỗn loạn không ngừng và chỉ tương tác với nhau khi va chạm
- Vận dụng đƣợc thuyết động học phân tử để giải thích đặc điểm về hình dạng, thể tích của các chất ở thể khí, thể lỏng, thể rắn
- Tính giá trị trung bình của tốc độ phân tử:
v Tổng số tốc độ của các phân tử /số phân tử
- Nêu đƣợc các thông số p, V, T
- Hiểu đƣợc quá - Tính toán các giá trị liên quan
– Mariotte xác định trạng thái của một lƣợng khí
Định luật Boyle – Mariotte phát biểu rằng, ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất (p) và thể tích (V) của một lượng khí xác định là một hằng số, biểu thị bằng công thức pV = hằng số Trong quá trình đẳng nhiệt, có thể trình bày mối quan hệ này trên hệ trục tọa độ (p, V) và tính toán các giá trị liên quan dựa vào đường biểu diễn đó.
Trong hệ toạ độ (p, V) đường đẳng nhiệt là đường hypebol
- Nêu đƣợc khái niệm nhiệt độ tuyệt đối
-273 o C là nhiệt độ thấp nhất không thể đạt đƣợc và gọi là không độ tuyệt đối
- Hiểu đƣợc quá trình đẳng tích:
Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái trong đó thể tích không đổi
- Tính toán đƣợc các đại lƣợng trong quá trình đẳng tích
Để vẽ đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo nhiệt độ trong điều kiện thể tích không đổi, chúng ta cần xác định đường đẳng tích Sau đó, thực hiện các phép tính để tìm ra các giá trị liên quan.
- Phát biểu đƣợc định luật Charle:
Áp suất p của một khối khí có thể tích không đổi phụ thuộc vào nhiệt độ t theo công thức p = p0 (1 + t), trong đó p0 là áp suất tại 0 độ C, và là hệ số tăng áp đẳng tích, có giá trị bằng 1 cho mọi loại khí và mọi nhiệt độ.
Trong hệ toạ độ (p, T), đường này là một phần của đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc toạ độ
Trong hệ toạ độ (p, V), đường này là một phần đường thẳng song song với trục p
Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
- Nêu đƣợc phương trình trạng thái của khí lí tưởng
- Nêu đƣợc quá trình đẳng áp:
Quá trình đẳng áp là quá trình biến đổi trạng
- Tính toán các giá trị liên quan đến phương trình trạng thái và quá trình
- Biết cách vẽ được đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo
Lussac trạng thái của khí lí tưởng là pV
Trong nhiệt giai Ken-vin, công thức T = hằng số = C thể hiện mối quan hệ giữa áp suất (p), thể tích (V) và nhiệt độ (T) của một khối lượng khí xác định Giá trị của hằng số C phụ thuộc vào lượng khí được xem xét.
- Phát biểu đƣợc định luật Gay – Lussac thái trong đó áp suất không đổi
- Yêu cầu rút ra biểu thức định luật Gay Lussac từ phương trình trạng thái đẳng áp nhiệt độ khi áp suất không đổi gọi là đường đẳng áp
Trong hệ toạ độ (V, T), đường này là một phần của đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc toạ độ
Trong hệ toạ độ (p, V) đường này là một phần đường thẳng song song với trục V
- Nêu đƣợc phương trình Clapeyron-
Mendeleev: pV = RT - Hiểu đƣợc các đại lƣợng trong phương trình Clapeyron-
- Vận dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng và phương trình
- Tính số mol hoặc khối lƣợng của chất khí khi biết các thông số trạng
Áp suất của khối khí được tính bằng công thức 49 mμ RT p, với p là áp suất đo bằng N/m², V là thể tích đo bằng m³, và ν là lượng chất khí đo bằng mol Khối lượng của khối khí được đo bằng gam (g), trong khi khối lượng mol của chất khí được tính bằng gam trên mol (g/mol) Hằng số khí R có giá trị 8,31 J/(mol.K), và T là nhiệt độ của khối khí được đo bằng độ Kelvin.
Clapeyron- Mendeleev để giải đƣợc các bài tập đơn giản
- Xác định đƣợc một thông số trạng thái khi biết các thông số còn lại
- Xác định thông số trạng thái sau quá trình biến đổi thái của nó
- Xác định thông số trạng thái khi biết số mol và một số thông số trạng thái còn lại
Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học một số kiến thức chương “chất khí”
3.4.1.1 Nội dung kiến thức cần xây dựng: Ở nhiệt độ không đổi, tìm mối liên hệ giữa áp suất p và thể tích V
+ Hiểu định luật Boyle – Mariotte và vẽ được đường biểu diễn sự phụ thuộc của áp suất theo nhiệt độ trên đồ thị
+ Quan sát và theo dõi thí nghiệm từ đó rút ra định luật Boyle – Mariotte
+ Vận dụng đƣợc định luật để giải thích các hiện tƣợng thực tế và giải các bài toán liên quan
+ Biết vẽ đồ thị biểu diễn quá trình đẳng nhiệt trên các hệ trục tọa độ khác nhau
+ Có thái độ khách quan, kiên nhẫn khi theo dõi và tiến hành thí nghiệm
+ Dụng cụ thí nghiệm định luật : Máy bơm, bình thông nhau, áp kế M, thước T, một vài Xilanh
+ Ôn lại kiến thức về thuyết cấu tạo chất, khái niệm áp suất, đơn vị áp suất, dụng cụ đo áp suất chất khí
3.4.1.4 Sơ đồ mô phỏng tiến trình xây dựng kiến thức khoa học:
Khi giữ nguyên nhiệt độ và thay đổi áp suất tác động lên một lượng khí, thể tích của lượng khí đó sẽ biến đổi theo định luật Boyle Cụ thể, thể tích khí sẽ giảm khi áp suất tăng và ngược lại, thể tích sẽ tăng khi áp suất giảm, miễn là nhiệt độ không thay đổi Điều này cho thấy mối quan hệ nghịch đảo giữa áp suất và thể tích trong một hệ thống khí lý tưởng.
+ Thay đổi thể tích của lƣợng khí thì áp suất biến đổi nhƣ thế nào?
Giả thuyết: Dùng thuyết động học phân tử chất khí
Thiết kế các phương án thực nghiệm :
Sử dụng bộ dụng cụ thí nghiệm kiểm tra sự phụ thuộc của p và V khi nhiệt độ không đổi bằng nhiều thí nghiệm khác nhau v
Tiến hành thực nghiệm tìm tòi nghiên cứu
Kết luận, hợp thức hóa kiến thức:
Khi nhiệt độ không đổi thì p.V= hằng số
- Chất khí bao gồm những phân tử rất nhỏ chuyển động hỗn loạn, khi nhiệt độ tăng thì vận tốc của các phân tử cũng tăng
- Chất khí có tính chất dễ nén
- Nêu hiện tƣợng thực tế trong đời sống tạo câu hỏi nêu vấn đề
3.4.1.5 Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể:
Pha 1: Tình huống xuất phát và câu hỏi nêu vấn đề:
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Khí trong bơm bị nén lại => số va chạm của các phân tử khí tăng lên làm áp suất tăng
Học sinh nêu các ví dụ trong đời sống
Chất khí có tính dễ nén, nghĩa là khi áp suất tăng, thể tích của khí giảm đáng kể Các phân tử trong chất khí rất nhỏ và chuyển động một cách hỗn loạn; khi nhiệt độ tăng, vận tốc chuyển động của chúng cũng gia tăng.
Khi quan sát bơm xe đạp, khí bị giữ lại bên trong bơm và khi bạn dùng tay bịt kín đầu ống bơm, việc hạ thấp tay sẽ tạo ra một lực đẩy lớn hơn Điều này xảy ra do áp suất không khí bên trong bơm tăng lên khi thể tích giảm, dẫn đến lực đẩy mạnh mẽ hơn khi bạn tác động lên tay bơm.
Hãy yêu cầu học sinh đưa ra một số ví dụ từ cuộc sống hàng ngày và đặt câu hỏi: Trong điều kiện nhiệt độ không đổi, mối quan hệ định lượng giữa áp suất và thể tích của một lượng khí xác định sẽ diễn ra như thế nào?
Pha 2: Hình thành câu hỏi cho học sinh
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Các em sẽ có những quan niệm ban đầu Làm bộc lộ quan niệm ban đầu cho học
Trong quá trình thảo luận, mỗi cá nhân có thể hình thành những quan niệm riêng về các vấn đề chung, và những quan niệm này có thể đúng hoặc sai Việc chia sẻ và thảo luận những quan niệm này không chỉ giúp cá nhân mở rộng hiểu biết mà còn tạo cơ hội cho cả nhóm cùng nhau học hỏi và phát triển.
Với một lƣợng khí xác định thì:
- Khi nhiệt độ không đổi, tăng thể tích V của một lƣợng khí thì áp suất p giảm và ngƣợc lại
- Khi nhiệt độ không đổi, tăng thể tích V của một lƣợng khí thì áp suất p tăng và ngƣợc lại
- Hai đại lƣợng p và V của cùng một lƣợng khí nhất định không có mối quan hệ với nhau
- Hai đại lƣợng p và V của một lƣợng khí nhất định có mối liên hệ với nhau bởi một công thức hay một giá trị nào đó chƣa biết
Các câu hỏi học sinh có thể đặt ra:
- Nếu tăng thể tích V thì áp suất p sẽ nhƣ thế nào trong điều kiện nhiệt độ không đổi?
- Nếu tăng áp suất p thì thể tích V sẽ nhƣ thế nào trong điều kiện nhiệt độ không sinh, giúp học sinh hình thành các câu hỏi
Giáo viên thông minh lựa chọn những quan niệm ban đầu khác nhau để học sinh có thể so sánh, từ đó khuyến khích học sinh đặt ra những câu hỏi liên quan đến bài học.
- Mối liên hệ giữa p và V lúc này?
Các nhóm tiến hành thu thập các câu hỏi của các thành viên trong nhóm và cùng nhau thảo luận
Pha 3: Xây dựng giả thiết và thiết kế phương án thí nghiệm:
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Học sinh xây dựng những giả thiết cho bản thân và cho từng nhóm
Học sinh đề xuất các phương án thí nghiệm:
Phương án 1: Kiểm tra mối quan hệ của p và V bằng cách thay đổi thể tích
Với phương án thứ nhất chia làm 2 phương án thí nghiệm nhỏ:
Phương án 2: Kiểm tra mối quan hệ của p và V bằng cách thay đổi áp suất
Khi nhiệt độ không đổi, áp suất và thể tích có mối quan hệ tỉ lệ nghịch Cụ thể, nếu áp suất giảm, số va chạm giữa các phân tử và với thành bình cũng giảm, dẫn đến thể tích tăng Ngược lại, khi áp suất tăng, số va chạm tăng, làm cho thể tích giảm.
Giáo viên khuyến khích học sinh đề xuất các phương án thí nghiệm để giải đáp những câu hỏi mà các em đặt ra Đồng thời, giáo viên cũng hướng dẫn học sinh về các dụng cụ thí nghiệm cần thiết để thực hiện các thí nghiệm một cách hiệu quả.
Với phương án thứ hai chia làm 2 phương án thí nghiệm nhỏ:
Học sinh trả lời các câu hỏi mà giáo viên nêu ra:
TL1: Máy bơm, bình thông nhau, áp kế
Tăng giảm áp suất trong một nhánh của bình thông nhau sẽ ảnh hưởng đến áp suất trong nhánh còn lại Việc kiểm tra thể tích và mối quan hệ giữa áp suất và thể tích khi nhiệt độ không đổi là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của hệ thống này.
TL3: Làm chậm để nhiệt độ khí không đổi
TL4: Sử dụng máy bơm để thay đổi áp đến kiến thức cần đạt
Giáo viên nêu các câu hỏi:
H1: Với phương pháp thí nghiệm thứ nhất, các em sẽ sử dụng những dụng cụ nào? Lưu ý rằng giáo viên đã chuẩn bị sẵn một số dụng cụ cần thiết để hướng dẫn học sinh đến các phương án thí nghiệm.
H2: Mục đích thí nghiệm thứ nhất đi đến điều gì?
H3: Làm thế nào để nhiệt độ của khí không đổi?
H4: Các em thay đổi áp suất bằng dụng cụ gì?
TL5: Để tăng áp suất nối nhánh không chứa áp kế với vòi đẩy của bơm, để giảm áp suất nối nhánh đó với vòi hút của bơm
Để thay đổi thể tích trong xilanh, cần đưa một lượng khí vào và thực hiện kéo đẩy pittông, từ đó quan sát sự thay đổi áp suất (p) theo thể tích (V).
H5: Tăng hay giảm áp suất phải làm sao?
Để thực hiện phương pháp thí nghiệm thứ hai, học sinh cần sử dụng các dụng cụ đã được giáo viên chuẩn bị sẵn, nhằm hỗ trợ và hướng dẫn các em trong quá trình thí nghiệm.
H7: Mục đích của phương án thí nghiệm thứ 2 đi đến điều gì?
Pha 4: Tiến hành thực nghiệm tìm tòi – nghiên cứu:
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Học sinh tiến hành làm thí nghiệm theo 4 nhóm:
+ Nhóm 1: Kiểm tra mối quan hệ của p và V bằng cách giảm thể tích
- Đƣa một lƣợng khí xác định vào xilanh
- Lấy tay bịt kín miệng ống lại
Phát các dụng cụ thí nghiệm cho học sinh làm, 4 nhóm 4 bộ dụng cụ thí nghiệm:
- Dụng cụ thí nghiệm cho phương án thứ 1: Xilanh
- Dụng cụ thí nghiệm cho phương án thứ 2: Máy bơm, bình thông nhau, áp kế M, thước T
- Đẩy pittông để nén khí
- Quan sát và nêu nhận xét
+ Nhóm 2: Kiểm tra mối quan hệ của p và V bằng cách tăng thể tích
- Đƣa một lƣợng khí xác định vào xilanh
- Lấy tay bịt kín miệng ống lại
- Quan sát và nêu nhận xét
Nhóm 3: Kiểm tra mối quan hệ của p và
V bằng cách giảm áp suất
- Làm chậm để nhiệt độ khí không đổi
- Để nhánh không chứa áp kế thông với khí quyển ghi giá trị của p 1 và V 1 vào vở thực hành
- Thay đổi áp suất ở nhánh có áp kế bằng cách thay đổi áp suất ở nhánh còn lại của bình thông nhau
- Sử dụng máy bơm để thay đổi áp suất
Để giảm áp suất, hãy hút nhẹ ở nhánh không có áp kế kết nối với vòi hút của bơm, điều này sẽ làm giảm áp suất ở nhánh còn lại Sau đó, ghi lại giá trị của p2 và V2 vào vở.
Phân chia các nhóm tiến hành thí nghiệm nghiên cứu:
+ Nhóm 1: Kiểm tra mối quan hệ của p và
V bằng cách giảm thể tích
+ Nhóm 2: Kiểm tra mối quan hệ của p và
V bằng cách tăng thể tích
+ Nhóm 3: Kiểm tra mối quan hệ của p và
V bằng cách giảm áp suất
+ Nhóm 4: Kiểm tra mối quan hệ của p và
V bằng cách tăng áp suất
Yêu cầu các nhóm làm thí nghiệm, ghi số liệu vào vở thực hành, nhóm 3 và nhóm 4 vẽ đồ thị trên cùng một hệ trục tọa độ
Trong quá trình học sinh thực hiện thí nghiệm, giáo viên hỗ trợ từng nhóm khi cần thiết và nhanh chóng quan sát vở thí nghiệm để nắm bắt kết quả Giáo viên cung cấp những gợi ý và hướng dẫn cần thiết, giúp các nhóm đi đúng hướng trong quá trình thí nghiệm.
Kết quả học sinh ghi vào bảng sau:
+ Nhóm 4: Kiểm tra mối quan hệ của p và V bằng cách tăng áp suất
- Làm chậm để nhiệt độ khí không đổi
- Để nhánh không chứa áp kế thông với khí quyển ghi giá trị của p 1 và V 1 vào vở thực hành
- Thay đổi áp suất ở nhánh có áp kế bằng cách thay đổi áp suất ở nhánh còn lại của bình thông nhau
- Sử dụng máy bơm để thay đổi áp suất
Để tăng áp suất, hãy bơm nhẹ khi kết nối nhánh không có áp kế với vòi đẩy của bơm, từ đó làm tăng áp suất ở nhánh còn lại Sau đó, ghi lại giá trị của p2 và V2 vào vở thực.
V(cm 3 ) p.V hướng, tuy nhiên không làm giúp học sinh
Kết quả học sinh ghi vào bảng sau:
Pha 5: Kết luận và hợp thức hóa kiến thức:
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
KẾT LUẬN
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ TỰ CHỦ CỦA HỌC SINH TRONG VIỆC DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh:
1.1.1 Khái niệm hoạt động nhận thức tích cực:
Hoạt động nhận thức tích cực là quá trình mà người học chủ động tiếp thu kiến thức, khám phá và tự rút ra bài học dưới sự hướng dẫn của giáo viên Mặc dù hoạt động này chủ yếu tập trung vào việc phát huy tính tích cực của người học, nhưng giáo viên cũng cần nỗ lực để đảm bảo hiệu quả trong quá trình nhận thức của học sinh.
Theo GS TSKH Thái Duy Tuyên, nhận thức tích cực là biểu hiện của sự nỗ lực từ phía chủ thể khi tương tác với đối tượng trong quá trình học tập và nghiên cứu Điều này thể hiện sự cố gắng trong hoạt động trí tuệ, huy động cao các chức năng tâm lý như hứng thú, chú ý và ý chí, nhằm đạt được mục tiêu đã đặt ra với mức độ cao.
1.1.2 Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức:
- Dấu hiệu nhận biết tính tích cực nhận thức ở học sinh:
+ Có hứng thú với môn học không?
+ Có chủ động, tự giác tiếp nhận kiến thức không?
+ Có tham gia vào mọi hình thức hoạt động học tập hay không?
+ Có hoàn thành những nhiệm vụ đƣợc giao hay không?
+ Có thể trình bày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng hay không?
+ Có vận dụng những kiến thức vừa học vào thực tiễn hay không?
- Mức độ nhận thức ở mỗi học sinh không giống nhau, giáo viên có thể phát hiện dựa vào dấu hiệu sau:
+ Tự giác học tập hay bị ép buộc bởi ngoại cảnh
+ Hoàn thành nhiệm vụ ở mức vừa phải hay tối đa
+ Tích cực tăng lên hay giảm dần?
+ Có duy trì khả năng tích cực trong học tập không?
1.1.3 Phân biệt dạy học truyền thống và dạy học tích cực:
Phương pháp dạy học tích cực (PPDH tích cực) là thuật ngữ phổ biến tại nhiều quốc gia, ám chỉ những phương pháp giáo dục nhằm phát huy tính chủ động, sáng tạo và tích cực của người học.
PPDH chú trọng vào việc khuyến khích hoạt động nhận thức của người học, nhằm phát huy tính tích cực của họ thay vì chỉ tập trung vào giáo viên Để áp dụng phương pháp dạy học tích cực, giáo viên cần nỗ lực hơn so với phương pháp thụ động.
Tiêu chí Dạy học truyền thống Dạy học tích cực
Cung cấp các kiến thức cho học sinh từ đó các em ghi nhớ máy móc và học thuộc lòng
Những kiến thức đã đƣợc lựa chọn, sàn lọc
2 Giáo viên là trung tâm của mọi quá trình Học sinh chỉ có nhiệm
Nguồn cung cấp kiến thức đa dạng Học từ giáo viên, bạn bè và
14 vụ ghi nhớ những kiến thức mà giáo viên cung cấp rồi sau đó làm theo các thông tin đại chúng…
Sau khi đƣợc cung cấp các kiến thức từ giáo viên, học sinh tự suy luận và tự học
Học sinh tham gia thảo luận và chia sẻ ý kiến trong nhóm từ 2 người trở lên, đồng thời tìm hiểu kiến thức dưới sự hướng dẫn và hỗ trợ của giáo viên.
4 Dạy từng bài riêng biệt Hệ thống các kiến thức
Việc quan trọng là ghi nhớ và học thuộc lòng
Coi trọng khả năng tƣ duy Học sinh không chỉ nhớ mà còn phải thông hiểu và vận dụng kiến thức vừa học đƣợc
6 Tóm tắt bài học Sử dụng sơ đồ, mô hình…
Dừng lại ở câu hỏi, bài tập Thực hành và rút ra những kiến thức liên hệ đời sống thực tế nếu có
Thường lý thuyết trước rồi sau đó sẽ thực hành (thực hành không phải là khâu quan trọng)
Lý thuyết và thực hành đi đôi
9 Kiến thức bó hẹp trong các phạm vi nhất định
Nguồn kiến thức đa dạng, phong phú và rộng lớn
1.1.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến tích cực nhận thức:
+ Năng lực của từng học sinh (hệ thống kiến thức, kỹ năng, khả năng tái hiện, sáng tạo, logic ….)
+ Tâm lý (hứng thú, say mê, nhu cầu, động cơ…)
+ Đổi mới phương pháp giảng dạy
+ Năng lực của giáo viên
+ Điều kiện cơ sở vật chất
- Gia đình, xã hội: Tạo điều kiện tốt về môi trường, tinh thần và vật chất
1.1.5 Những biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh:
Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh không chỉ mang lại kết quả trong một tiết học mà còn kéo dài suốt quá trình học tập, đòi hỏi sự nỗ lực từ chính học sinh và sự hỗ trợ từ gia đình, nhà trường và xã hội Để nâng cao hiệu quả này, cần có những biện pháp cụ thể nhằm kích thích sự tham gia và hứng thú của học sinh trong học tập.
+ Dạy học với lƣợng kiến thức phù hợp với mức độ của từng nhóm học sinh
+ Nâng cao nhận thức phát huy tích cực trong học tập của học sinh
+ Tạo không khí vui tươi, thỏa mái trong từng tiết học
+ Liên hệ và có nhiều ứng dụng trong đời sống thực tế
+ Đầy đủ dụng cụ và các phương tiện hỗ trợ tiết học
+ Giáo viên tạo tình huống để học sinh tự giải quyết vấn đề đặt ra dưới sự hướng dẫn của giáo viên
1.2 Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý:
1.2.1 Bản chất của dạy học giải quyết vấn đề:
Hoạt động nhận thức của con người khởi đầu khi xuất hiện mâu thuẫn giữa trình độ hiểu biết hiện tại và nhiệm vụ mới cần giải quyết Để vượt qua mâu thuẫn này, con người cần phát triển kiến thức và kỹ năng mới nhằm hoàn thành nhiệm vụ nhận thức.
Tính tích cực trong học tập không chỉ sản sinh ra nếp tư duy độc lập mà còn là nền tảng cho sự sáng tạo Suy nghĩ độc lập khuyến khích sự tự giác và hứng thú trong việc học, từ đó bồi dưỡng động cơ học tập Biểu hiện của tính tích cực học tập bao gồm việc hăng hái tham gia trả lời câu hỏi của giáo viên, bổ sung ý kiến của bạn bè, và sẵn sàng phát biểu quan điểm cá nhân Học sinh cũng thường đặt ra những thắc mắc cần được giải thích rõ ràng, chủ động áp dụng kiến thức đã học để giải quyết vấn đề mới, duy trì sự chú ý vào nội dung học tập và kiên trì hoàn thành bài tập, ngay cả khi gặp khó khăn.
Dạy học nêu vấn đề là một hệ thống các tình huống có vấn đề liên kết chặt chẽ và ngày càng phức tạp Qua việc giải quyết những tình huống này, học sinh sẽ tiếp thu kiến thức với sự hỗ trợ và hướng dẫn từ giáo viên.
17 môn học, cách thức học môn đó và phát triển cho mình những đức tính cần thiết để sáng tạo trong khoa học và trong cuộc sống”
1.2.2 Khái niệm “vấn đề”, “tình huống” và “tình huống có vấn đề”:
Vấn đề trong học tập xuất phát từ mâu thuẫn giữa hiểu biết và không hiểu biết, và chỉ được giải quyết thông qua việc tìm kiếm câu trả lời cho các câu hỏi nảy sinh Khó khăn trong học tập thường liên quan đến lý luận hoặc thực tiễn, và việc giải quyết những khó khăn này phụ thuộc vào sự chủ động nghiên cứu của học sinh Một tình huống học tập được tổ chức hợp lý là nền tảng cho việc khắc phục khó khăn, giúp học sinh thỏa mãn nhu cầu và đạt được kiến thức cùng kinh nghiệm mới Theo cả hai khía cạnh logic học và tâm lý học, vấn đề không chỉ là khái niệm trong logic mà còn là một khía cạnh quan trọng trong tâm lý học.
Theo logic học biện chứng, vấn đề phản ánh sự khác biệt giữa điều đã biết và chưa biết một cách khách quan Khái niệm vấn đề trong nghiên cứu khoa học thể hiện mâu thuẫn biện chứng trong đối tượng nhận thức, với điều chưa biết mang tính khách thể, không phụ thuộc vào chủ thể Ngược lại, trong tâm lý học, vấn đề phản ánh mâu thuẫn trong quá trình nhận thức của chủ thể, tức là mâu thuẫn trong tư duy Trong phương pháp dạy học, vấn đề được xem xét từ góc độ tâm lý học.
Để áp dụng phương pháp dạy học nêu vấn đề hiệu quả, giáo viên cần xác định rõ "vấn đề" trong bài học Việc tạo ra tình huống có vấn đề sẽ giúp thu hút sự chú ý và khuyến khích học sinh tham gia, từ đó chuẩn bị cho các hoạt động tiếp theo trong quá trình dạy học.
1.2.2.2 Khái niệm “tình huống”: Đƣợc hiểu là một hệ thống phức tạp bao gồm chủ thể và khách thể, trong đó chủ thể là con người còn khách thể là một hệ thống nào đó
1.2.2.3 Khái niệm “tình huống có vấn đề”:
Để biến mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan, cần tổ chức các tình huống đưa chủ thể vào mối quan hệ giữa cái cũ và vấn đề mới phát sinh Những tình huống này được gọi là “tình huống có vấn đề”.