XÂY DỰNG TÀI LIỆU VÀ TỔ CHỨC HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM ” VẬT LÍ LỚP 10 NÂNG CAO.... Từ những lí do như trên, với mong muốn góp phần nâng cao
CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ VIỆC XÂY DỰNG T ÀI LI ỆU V À T Ổ
D ạy học và xu hướng đổi mới phương pháp dạy học
1.1.1 Nh ững quan điểm về dạy học
1.1.1.1 Dạy học theo quan điểm truyền thống
Theo quan điểm truyền thống, dạy học là hoạt động truyền đạt kiến thức ở trên lớp của GV Giáo viên là trung tâm quyết định chất lượng của quá trình dạy học Nội dung dạy học mang tính áp đặt, bắt buộc, được qui định trong những chương trình khép kín Phương pháp dạy học chủ yếu là truyền đạt thông báo kiến thức HS hoàn toàn bị động, chịu sự điều khiển và kiểm tra của GV, cách học của họ chủ yếu là nghe, hiểu và ghi nhớ.
1.1.1.2 Dạy học theo quan điểm hiện đại
Theo quan điểm hiện đại, dạy học là quá trình hoạt động của GV và HS Trong đó GV đóng vai trò chủ đạo tổ chức hướng dẫn và điều khiển hoạt động của
HS HS chủ động nhận thức lại nền văn minh nhân loại và rèn luyện hình thành kĩ năng hoạt động, tạo lập thái độ sống tốt đẹp [18, Tr 58] Giờ học là sự phối hợp hoạt động của GV và HS từ lập kế hoạch đến thực hiện cũng như kiểm tra đánh giá
Dạy học theo hướng giải quyết vấn đề, định hướng hành động Các nội dung dạy học là những nội dung tiêu biểu, có ý nghĩa thực tiễn xã hội, có sự thoả thuận giữa người dạy và người học
1.1.2 Xu hướng đổi mới phương pháp dạy học
1.1.2.1 Phương hướng chiến lược đổi mới phương pháp dạy học
Nước ta đang bước vào thời kì hội nhập với cộng đồng quốc tế trong một bối cảnh kinh tế cạnh tranh quyết liệt Tình hình đó đòi hỏi sản phẩm của giáo dục phải là những con người mới, năng động, sáng tạo và có khả năng thực hành giỏi Phương pháp dạy học truyền thống thì không đạt được mục tiêu đó Nghị quyết Trung ương 2, khoá VIII của Đảng Cộng sản Việt Nam có thể xem là phương hướngchiến lược đổi mới phương pháp dạy học : “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều và rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến, phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học tự nghiên cứu của học sinh, nhất là sinh viên đại học, phát triển mạnh mẽ phong trào tự học, tự đào tạo ”.[17]
Như vậy có thể thấy, phương hướng chiến lược đổi mới phương pháp dạy học gồm bốn điểm cơ bản :
- Khắc phục lối truyền thụ một chiều.
- Rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học.
- Áp dụng các phương pháp tiên tiến, phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học.
- Rèn luyện khả năng tự học, tự nghiên cứu cho HS, sinh viên
1.1.2.2 Phương pháp dạy học tích cực
Tính tích cực của nhận thức là thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm lí nhằm giải quyết vấn đề học tập - nhận thức Nó vừa là mục đích hoạt động, là phương tiện, vừa là điều kiện để đạt được mục đích, vừa là kết quả của hoạt động
Tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con người Để tồn tại và phát triển con người luôn phải chủ động, tích cực cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội Do đó, hình thành và phát triển tính tích cực là mục tiêu hàng đầu của giáo dục.
Phương pháp dạy học tích cực là những phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học Ở đây “Tích cực” được dùng với nghĩa là “chủ động”, “hoạt động”, trái nghĩa với “thụ động”, “không hoạt động”, không dùng theo nghĩa trái nghĩa với “tiêu cực”.
Một số đặc trưng của các phương pháp dạy học tích cực đó là : Dạy học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh; Dạy và học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học; Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác; Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò.
Trong các phương pháp dạy và học tích cực, GV không còn đóng vai trò đơn thuần là người truyền đạt kiến thức mà trở thành người thiết kế, tổ chức, hướng dẫn các hoạt động độc lập hoặc theo nhóm nhỏ để HS tự lực chiếm lĩnh nội dung học tập,
Cơ sở lí luận của tự học
1.2.1 Khái ni ệm tự học
Theo từ điển Giáo dục học - NXB Từ điển Bách khoa 2001: “…tự học là quá trình tự mình hoạt động lĩnh hội tri thức khoa học và rèn luyện kỹ năng thực hành…”
Theo GS.TS Nguyễn Cảnh Toàn: “Tự học là tự mình động não, suy nghĩ, sử dụng các năng lực trí tuệ (quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp,…) và có khi cả cơ bắp (khi phải sử dụng công cụ), cùng các phẩm chất của mình, rồi cả động cơ, tình cảm, cả nhân sinh quan, thế giới quan (như trung thực, khách quan, có chí tiến thủ, không ngại khó ngại khổ, kiên trì, nhẫn nại, lòng say mê khoa học, ý muốn thi đỗ, biết biến khó khăn thành thuận lợi,…) để chiếm lĩnh một lĩnh vực hiểu biết nào đó của nhân loại, biến lĩnh vực đó thành sở hữu của mình” [10, tr 60-61]
Theo GS–TSKH Thái Duy Tuyên: “Tự học là hoạt động độc lập chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, là tự mình động não, suy nghĩ, sử dụng các năng lực trí tuệ (quan sát, so sánh, phân tích…)cùng các phẩm chất động cơ, tình cảm để chiếm lĩnh tri thức một lĩnh vực hiểu biết nào đó hay những kinh nghiệm lịch sử, xã hội của nhân loại, biến nó thành sở hữu của chính bản thân người học”.[16, tr 56]
1.2.2 Các hình th ức tự học
1.2.2.1 Tự học không có hướng dẫn
Người học tự mình chiếm lĩnh tri thức, hình thành kĩ năng tương ứng mà hoàn toàn không có sự hướng dẫn của GV Người học có thể tự học qua nhiều kênh khác nhau như qua tài liệu,tìm hiểu thực tế, học kinh nghiệm của người khác…
Với hình thức này người học phải tự mình lựa chọn nội dung, phương pháp, cách thức học Đây là hình thức tự học ở mức cao, thường gặp ở người trưởng thành Tuy nhiên, hình thức tự học này gây ra rất nhiều khó khăn cho người học bởi vì người tự học phải có rất nhiều kĩ năng như tìm tài liệu học, kĩ năng đọc, kĩ năng quan sát, kĩ năng vận dụng, kĩ năng lập kế hoạch…Một trở ngại không lớn là người học không thể tự kiểm tra đánh giá nên dễ gây chán nản và việc tự học dễ bị phá vỡ.
1.2.2.2 Tự học có hướng dẫn
Người học tự mình chiếm lĩnh tri thức và hình thành kĩ năng tương ứng dưới sự hướng dẫn của GV nhưng không trực tiếp gặp GV
Ngày nay, sự phát triển vượt bậc của công nghệ thông tin và viễn thông tạo rất nhiều điều kiện thuận lợi cho tự học có hướng dẫn nhưng GV và HS không giáp mặt Người học có thể nhận được sự hướng dẫn của GV ở xa bằng tài liệu hoặc bằng các phương tiện thông tin khác
1.2.2.3 Tự học có hướng dẫn trực tiếp
Người học tự mình chiếm lĩnh tri thức và hình thành kĩ năng tương ứng dưới sự hướng dẫn trực tiếp của GV Người học tự học theo sự hướng dẫn của tài liệuvà có sự giúp đỡ một phần của GV Việc tự học có thể được tiến hành ngay tại lớp hoặc về nhà Hình thức tự học này rất phù hợp với HS phổ thông vì nó tương đối phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí lứa tuổi các em.
1.2.3 Vai trò c ủa tự học
Tự học có vai trò to lớn trong giáo dục, giúp hình thành nhân cách cho người học Việc tự học, tự rèn luyện giúp cho họ có thói quen độc lập trong suy nghĩ, độc lập trong giải quyết các khó khăn gặp phải Từ đó, giúp người học tự tin và thành công trong cuộc sống Như vậy, có thể nói tự học có ý nghĩa quan trọng đối với sự thành đạt của mỗi con người.
Tự học là con đường tự khẳng định của mỗi người Thật vậy, tự học thúc đẩy người học lòng ham học, ham hiểu biết, khát khao vươn tới những đỉnh cao của khoa học, sống có hoài bão có ước mơ
Tự học là một giải pháp khoa học giúp giải quyết mâu thuẫn giữa khối lượng tri thức rất lớn với quỹ thời gian ít ỏi, hạn hẹp ở nhà trường Tri thức của nhân loại được tích luỹ từ đời này qua đời khác và hiện nay đang được nhân lên với tốc độ rất nhanh, còn thời gian của nhà trường thì có hạn Chỉ có tự học mới có thể giúp giải quyết được nghịch lí này.
Tự học với sự nỗ lực, tư duy sáng tạo là điều kiện thuận lợi cho người học hiểu tri thức một cách sâu sắc, tìm ra bản chất của chân lí Mặt khác, tự học cũng là cách tốt nhất để kích thích hoạt động trí tuệ của người học Bởi vì trong quá trình tự học họ luôn gặp phải những vấn đề mới và phải tự mình đi tìm giải pháp để giải quyết vấn đề.
Chỉ có tự học mới có thể giúp con người có thể “Học suốt đời”, không bị lạc hậu so với sự phát triển chung của nhân loại Tự học trang bị cho người học những kiến thức mới nhất, khoa học nhất và cũng thu được những kinh nghiệm từ thực tiễn hoạt động để đi tới thành công.
Theo Aditxterrec:“Chỉ có truyền thụ tài liệu của giáo viên mà thôi thì dù có nghệ thuật đến đâu đi chăng nữa cũng không đảm bảo được việc lĩnh hội tri thức của học sinh Nắm vững kiến thức, thực sự lĩnh hội chân lí, cái đó học sinh phải tự làm lấy bằng trí tuệ của bản thân ” Như vậy, nếu thiếu đi sự nỗ lực tự học của người học thì kết quả thu được cũng không thể cao dù điều kiện ngoại cảnh (Thầy giỏi, tài liệu tốt) rất thuận tiện
Tự học cũng có vai trò quan trọng với HS THPT, tự học giúp họ có thể thích ứng tốt với các bậc học cao hơn Quan trọng hơn là tạo điều kiện cho họ phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo Qua đó, nâng cao chất lượng đào tạo trong nhà trường.
1.2.4 Các k ĩ năng tự học cần r èn luy ện ở học sinh
Kĩ năng tự học là nhân tố quan trọng, quyết định sự thành công của quá trình tự học Có thể kể đến một số nhóm kĩ năng cơ bản như sau:
1.2.4.1 Kĩ năng kế hoạch hoá việc tự học
Cơ sở lí luận của việc xây dựng t ài li ệu hướng dẫn tự hoc
1.3.1 Tác d ụng của t ài li ệu hướng dẫn đối với người tự học
Tài liệu hướng dẫn tự học là tài liệu học tập chứa những thông tin hướng dẫn người học tự học, tự nghiên cứu để chiếm lĩnh tri thức, qua đó hình thành kĩ năng kĩ xảo Tài liệu hướng dẫn có thể coi là “bảo bối” của người học trong quá trình tự học.
Mục tiêu ghi trong tài liệu giúp cho người học biết được cái đích mình cần hướng tới và họ sẽ chủ động, tự tin hơn trong quá trình tự mình chiếm lĩnh tri thức.
Những hướng dẫn của tài liệu giúp người học tìm ra phương pháp phù hợp, con đường phù hợp tiếp cận tri thức.
Sử dụng tài liệu hướng dẫn người học có thể tự kiểm tra đánh giá kết quả của mình Qua đó họ kịp thời khắc phục những sai lầm, thiếu sót và đồng thời tạo cho họ tâm lí thoải mái, tự tin để tiếp tục tự học, tự nghiên cứu
1.3.2 Cơ sở của việc xây dựng t ài li ệu hướng dẫn tự học
1.3.2.1 Những định hướng để xây dựng tài liệu hướng dẫn tự học Đảm bảo mục tiêu dạy học môn học Mục tiêu dạy học ở THPT là cung cấp cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản và rèn luyện cho họ những kĩ năng tương ứng Mục tiêu này được thể hiện rõ trong tài liệu chuẩn kiến thức kĩ năng của từng môn học do Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Do đó trong quá trình xây dựng tài liệu hướng dẫn tự học cần bám sát chuẩn kiến thức kĩ năng. Đảm bảo tính khoa học, hiện đại Nội dung đưa vào tài liệu phải phản ánh được những quan điểm khoa học hiện đại, tiếp cận được với những ứng dụng kĩ thuật có tính cập nhật. Đảm bảo tính khả thi Điều kiện quan trọng nhất để đảm bảo tính khả thi là tính vừa sức.Tài liệu hướng dẫn tự học cần được xây dựng phù hợp với khả năng tiếp thu của HS và trình độ, năng lực dạy học của GV Nội dung của tài liệu phù hợp với phương pháp dạy học của GV Đảm bảo tính phân hoá Trong một lớp học, trình độ HS luôn luôn không đồng đều Do đó, nội dung của tài liệu hướng dẫn phải được xây dựng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp sao cho có thể tạo ra sự hứng thú học tập với cả HS khá giỏi lẫn HS trung bình, HS yếu. Đảm bảo cho người học có thể tự kiểm tra đánh giá.
1.3.2.2 Qui trình xây dựng tài liệu hướng dẫn tự học
Xác định mục đích của việc xây dựng tài liệu đó là xây dựng một tài liệu hướng dẫn HS tự học.
Xác định yêu cầu của tài liệu Sau khi được xây dựng tài liệu phải chứa đầy đủ các thông tin giúp HS có kĩ năng có phương pháp tự học và có tự mình thể kiểm tra đánh giá kiến thức cũng như kĩ năng sau khi học.
Xác định nội dung, cấu trúc của tài liệu Nội dung tài liệu phải đảm bảo mục tiêu giáo dục và có thể hình thành cho HS kĩ năng tự học
Thu thập thông tin để xây dựng tài liệu Để xây dựng một tài liệu tốt đòi hỏi phải thu thập được nhiều thông tin Việc thu thập thông tin đòi hỏi phải có nhiều thời gian và được tổ chức khoa học.
Tiến hành xây dựng tài liệu.
Thực nghiệm, chỉnh sửa và bổ sung.
Cơ sở của việc tổ chức hướng dẫn tự học
1.4.1 Đặc điểm hoạt động của tổ chức dạy học tự học
1.4.1.1 Hoạt động của giáo viên
Hoạt động tự học của HS có nhiều khâu, nhiều bước, được tiến hành thông qua các hoạt động học tập của chính bản thân họ Đây là quá trình tự giác, tích cực, tự lực chiếm lĩnh tri thức khoa học bằng hành động của chính mình hướng tới những mục đích nhất định Vì vậy, quá trình tổ chức dạy học phải làm cho hoạt động học của HS chuyển từ trạng thái bị động sang chủ động Các hoạt động chủ yếu của GV trong dạy tự học là :
- Chuẩn bị tài liệu tự học cho HS, đồng thời hướng dẫn họ tìm tài liệu học tập phù hợp.
- Hướng dẫn HS cách làm việc với tài liệu
- Xây dựng hệ thống câu hỏi của bài học và hướng dẫn HS hoạt động để họ tự mình chiếm lĩnh tri thức mới.
- Theo dõi diễn biến lớp học, kịp thời khen ngợi để kích thích HS tự làm việc cũng như điều chỉnh hoạt động học tập của HS theo đúng hướng.
- Kiểm tra hiệu quả học tập của HS thông qua các báo cáo cá nhân, các ý kiến thảo luận hay các phiếu học tập.
- Kết nối các nội dung của bài học thành một chỉnh thể lôgic
1.4.1.2 Hoạt động của học sinh
- Chuẩn bị các tài liệu tham khảo theo hướng dẫn của GV
- Tự đọc tài liệu để nắm được nội dung của bài học
- Làm việc cá nhân, làm việc nhóm, hoàn thành các phiếu học tập để tiếp cận và chiếm lĩnh tri thức mới.
- Tự kiểm tra đánh giá kết quả
1.4.2 Nguyên t ắc tổ chức hướng dẫn học sinh tự học
Khi tổ chức hướng dẫn HS tự học, GV cần chú ý một số nguyên tắc sau:
- Làm cho HS thấy được vai trò của việc tự học Tạo cho họ lòng tin tưởng vào sự thành công của việc tự học.
- Đảm bảo cho tất cả các HS đều có thể tham gia vào hoạt động học tập.
- Đảm bảo cho HS có thể tiếp thu kiến thức từ dễ đến khó Các kĩ năng tự học từng bước được hình thành từ thấp lên cao.
- Đảm bảo có thể thu nhận thông tin phản hồi từ phía HS để GV kịp thời điều chỉnh nhịp độ học tập của HS khi cần thiết
1.4.3 Quy trình h ướng d ẫn học sinh tự học
- Giáo viên nghiên cứu nội dung kiến thức khoa học của chương.
- Xây dựng sơ đồ cấu trúc nội dung của chương, sơ đồ phát triển mạch kiến thức của chương.
- Xác định mục tiêu dạy học cả kiến thức, kỹ năng và cấp độ nhận thức.
- Xây dựng kế hoạch và tài liệu hướng dẫn học sinh tự học
* Về kế hoạch: Đối với từng bài học cụ thể, chúng ta căn cứ vào mục tiêu kiến thức cần đạt được của bài mà đề ra kế hoạch.
Bảng 1.1 Kế hoạch hướng dẫn học sinh tự học
N ội dung kiến th ức
Câu s ố D ự kiến thời gian học sinh tr ả lời câu hỏi
M ục đích s ử dụng câu hỏi đưa ra trong học tập
Tài liệu hướng dẫn là các phiếu học tập và phiếu hướng dẫn HS tự học Nội dung được trình bày trên phiếu học tập đó là các câu hỏi định hướng HS hành động để tự tìm ra kiến thức của bài học Các câu hỏi này được sắp xếp theo nội dung kiến thức trong bảng kế hoạch Nội dung của phiếu hướng dẫn HS tự học là các hướng dẫn cụ thể của GV giúp HS nhanh chóng hoàn thành yêu cầu đặt ra.
Th ực tiễn về hoạt động tự học Vật lí của học sinh v à vi ệc hướng dẫn
sinh tự học của giáo viên ở một số trường trung học phổ thông Để có cơ sở thực tiễn cho việc thực hiện đề tài, chúng tôi đã tìm hiểu thực tế dạy và học ở một số trường THPT tỉnh Yên Bái Trong đó đặc biệt chú ý đến hoạt động tự học Vật lí của HS và việc hướng dẫn tự học của GV
Chúng tôi đã sử dụng các phiếu điều tra, kết hợp với phỏng vấn 28 GV và
456 HS ở một số trường THPT; Tham gia dự một số giờ học, xem bài kiểm tra, vở ghi chép, quan sát HS học tập và đã thu được một số kết quả cụ thể như sau:
1.5.1 V ề t ình hình h ọc của học sinh Đại đa số HS nhận thức rằng mục đích học tập là có kiến thức để thi đỗ đại học tạo điều kiện để tìm được một việc làm sau này Do đó, phần lớn thời gian ngoài nhà trường được HS dành cho việc đi học thêm Các em có rất ít thời gian tự học Đối với việc tự học đa số HS cho rằng tự học là học thuộc bài vừa học, làm các bài tập mà thầy cô giao cho Vở ghi bài giảng, SGK, sách bài tập là tài liệu tự học chủ yếu của các em; rất ít HS khai thác thông tin trên Internet, đọc sách báo, tài liệu liên quan đến bài học
Về kiến thức thu được từ việc tự học thì các em cho rằng nó tương đương với kiến thức thu được trên lớp và ảnh hưởng đến 50% kết quả học tập
Về phương pháp tự học của HS: Đa số HS cho rằng cách tự học tốt nhất là vừa đọc vừa viết, giải các bài tập tương ứng Đọc sách cũng là một cách tự học mà các em lựa chọn Hình thức tự học được nhiều HS lựa chọn nhất là học theo nhóm từ 2 đến 3 bạn Nhiều HS cho rằng thầy cô chưa chú trọng hướng dẫn các em phương pháp tự học cũng như giới thiệu tài liệu tham khảo dẫn đến HS không có phương pháp tự học hiệu quả nên rất lúng túng khi tự học.
Về điều kiện tự học, đa số HS cho rằng gia đình đã tạo điều kiện tốt cho họ về thời gian tự học, sách vở tài liệu liên quan.
Về cách kiểm tra đánh giá hiện nay, nhiều HS cho rằng chưa khuyến khích thúc đẩy được hoạt động tự học do đó thời gian cho hoạt động này bị chiếm hết bởi thời gian đi học thêm.
Bên cạnh đó, vẫn còn nhiều HS chưa nhận thức đúng vai trò, ý nghĩa của tự học, chưa có quan niệm đúng đắn về trách nhiệm của bản thân mình với gia đình và xã hội nên còn dành không nhiều thời gian và sức lực dành cho việc tự học.
1.5.2.V ề t ình hình d ạy của giáo vi ên
Về phương pháp dạy học, chủ yếu vẫn là thầy giảng trò nghe và ghi chép
Trong mỗi giờ học GV cố gắng truyền đạt hết lượng kiến thức đã được quy định trong chương trình Giảng giải cho HS hiểu rõ những kiến thức trọng tâm để họ có thể vận dụng làm các bài tập trong SGK, sách bài tập Các phương pháp dạy học hiện đại cũng được GV áp dụng nhưng chưa nhiều Do đó, chưa phát huy hết tính tích cực, tự lực của HS trong dạy học
Về phương tiện dạy học, đa số GV cho rằng chưa đáp ứng được yêu cầu của bộ môn Vì vậy các thí nghiệm Vật lí được tiến hành trên lớp chủ yếu là các thí nghiệm biểu diễn, do GV thực hiện Đa số HS chỉ tiến hành thí nghiệm trong các giờ thực hành Điều đó làm hiệu quả của dạy học bị giảm rất nhiều, đặc biệt không phát huy được năng lực thực hành của HS.
Việc kiểm tra đánh giá rất ít được GV thực hiện cuối mỗi giờ học Kiểm tra đánh giá vẫn là đánh giá kết quả cuối cùng kiểm tra bài cũ hay kiểm tra định kì theo phân phối chương trình đã được soạn sẵn, chưa chú ý đánh giá quá trình Đa số HS không được tham gia đánh giá kết quả của mình cũng như của bạn mà GV là người làm công việc này
Phần lớn GV cho rằng: tự học ở nhà là hoạt động bắt buộc và chủ yếu là của
HS, nhằm mục đích khắc sâu kiến thức bài học trên lớp và rèn luyện các kỹ năng cần thiết Các câu hỏi và bài tập trong SGK là những yêu cầu tối thiểu mà học sinh phải thực hiện Có 78% GV được hỏi cho rằng việc tự học của HS là đọc SGK cả bài cũ và bài mới Có 45,3% thầy cô quan niệm tự học là học thuộc bài cũ và vận dụng giải các bài tập liên quan Và 35,6% cho rằng tự học là đọc tài liệu tham khảo, khai thác thông tin từ internet Do vậy việc tự học của HS là học thuộc bài vừa học, làm đủ bài tập được giao, đọc trước bài mới và đọc thêm các tài liệu sách báo liên quan, khai thác thông tin trên Internet
Biện pháp tổ chức hoạt động tự học ở cho HS chủ yếu là: hướng dẫn HS tự tóm tắt kiến thức, cách giải bài tập, tự nghiên cứu, thông báo kế hoạch bài học, dạy học theo nhóm
Trên cơ sở phân tích các quan điểm dạy học hiện đại và nghiên cứu các cơ sở lý luận về tự học Trong chương này chúng tôi đề cập đến một số luận điểm lí luận như sau:
- Những quan điểm về dạy học và xu hướng đổi mới phương pháp dạy học
- Tự học và tài liệu hướng dẫn tự học
- Đặc điểm của hoạt động hướng dẫn HS tự học.
-Thực tiễn của hoạt động tự học và hướng dẫn HS tự học ở một số trường THPT tỉnh Yên Bái.
Tất cả những cơ sơ lý luận và thực tiễn trên sẽ giúp chúng tôi vận dụng để xây dựng tài liệu và tổ chức hướng dẫn HS tự học trong dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 nâng cao được trình bày ở chương sau.
XÂY DỰNG T ÀI LI ỆU V À T Ổ CHỨC HƯỚNG DẪN
Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “ Động lực học chất điểm”
Trong SGK Vật lí lớp 10 ban nâng cao, chương “Động lực học chất điểm” nằm sau chương “Động học chất điểm” Nếu như phần động học chất điểm nghiên cứu sự khác nhau bề ngoài của các dạng chuyển động dựa vào gia tốc thì phần động lực học xét đến nguyên nhân gây ra gia tốc Với nhiệm vụ giải thích nguyên nhân gây ra các loại chuyển động thì nội dung cơ bản của chương này là các định luật Niu-tơn và các lực cơ học
2.1.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Động lực học ch ất điểm”
Lôgíc nội dung kiến thức có thể mô tả bằng sơ đồ sau:
Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung chương “Động lực học chất điểm Động lực học chất điểm
Cácđịnh luật Niu-tơn Các lực cơ học
Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn
Lực đàn hồi Lực ma sát Định luật Húc
Phương pháp động lực học
Chuyển động của vật bị ném
Hệ qui chiếu có gia tốc
Chuyển động của hệ vật
Lực hướng tâm Lực quán tính li tâm Hiện tượng tăng giảm mất trọng lượng
Có thể thấy, cơ sở lí luận của cả chương là 3 định luật Niu-tơn và 3 lực cơ học (Lực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát) Từ đó ta xây dựng được phương pháp động lực học và vận dụng để nghiên cứu một số hiện tượng Vật Lí quan trọng.
Nội dung chương có thể chia thành hai nhóm kiến thức cơ bản: Ba định luật Niu-tơn và các lực cơ học.
N ội dung khoa học một số kiến thức trong chương “ Động lực học chất điểm”
Trong hệ quy chiếu quán tính, định luật Niu-tơn thứ nhất được phát biểu như sau :Nếu tổng hợp lực tác dụng lên một vật bằng không thì khối tâm của nó tiếp tục trạng thái chuyển động như cũ Như vậy, một vật ban đầu nằm yên thì sẽ vẫn nằm yên nếu như tổng hợp lực tác dụng lên nó bằng không và nếu vật đang chuyển động sẽ chuyển vẫn chuyển động với vận tốc cũ, theo hướng cũ Điều ngược lại cũng xảy ra: Nếu ta thấy một vật chuyển động với vận tốc không đổi theo một đường thẳng thì hợp lực tác dụng lên vật bằng 0 Định luật I Niu-tơn không phải được nghiệm đúng trong mọi hệ qui chiếu Hãy xét hai hệ quy chiếu chuyển động tương đối với nhau với một gia tốc nào đó
Nếu một vật đứng yên trong hệ quy chiếu này thì chắc chắn sẽ chuyển động có gia tốc đối với hệ quy chiếu kia Định luật I Niu-tơn được nghiệm đúng trong hệ quy chiếu quán tính Người ta còn gọi định luật này là định luật quán tính.
Có vô số hệ quy chiếu quán tính Chẳng hạn một hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều so với một hệ quy chiếu quán tính nào đó cũng là một hệ quy chiếu quán tính Thực nghiệm xác định được rằng hệ quy chiếu có tâm trùng với Mặt Trời và các trục hướng về phía các ngôi sao đã được chọn một cách phù hợp là một hệ quy chiếu quán tính Nếu một hệ quy chiếu bất kì chuyển động thẳng đều so với hệ quy chiếu trên thì sẽ là một hệ quy chiếu quán tính.
Trái Đất của chúng ta, ngoài chuyển động tự quay quanh trục của nó còn chuyển động xung quanh Mặt Trời với quỹ đạo có dạng elip Do đó hệ quy chiếu gắn với Trái Đất sẽ chuyển động với một gia tốc nào đó đối với hệ quy chiếu gắn với Mặt Trời Vì vậy, hệ quy chiếu gắn với Trái Đất không là hệ quy chiếu quán tính Tuy nhiên, gia tốc của hệ quy chiếu gắn với Trái Đất đối với hệ quy chiếu gắn với Mặt Trời là rất nhỏ Trong một số trường, hợp hệ quy chiếu gắn với mặt Đất vẫn được xem là hệ quy chiếu quán tính.
2.2.2 Định luật II Niu - tơn Định luật II Niu-Tơn được Niu-tơn phát hiện nhờ trực giác thiên tài của mình, trên cơ sở khái quát hoá từ rất nhiều sự kiện quan sát được Cách phát biểu ban đầu của định luật I Niu-tơn là : “Tốc độ biến thiên động lượng của một vật tỉ lệ với hợp lực tác dụng lên vật và có hướng của lực đó:F d p
” Như vậy, lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động chứ không gây ra chuyển động Ngày nay, cách phát biểu định luật II Niu-tơn thường dùng là : “Chuyển động của một chất điểm chịu tỏc dụng của cỏc lực cú tổng hợp Furạ0 là một chuyển động có gia tốc Gia tốc của chất điểm tỉ lệ thuận với tổng hợp lực Fur và tỉ lệ nghịch với khối lượng chất điểm ấy a K F
= m ur r ”.Trong hệ đơn vị SI hệ số tỉ lệ K=1 biểu thức định luật Niu- tơn thứ hai có dạng: a F
= m ur r Trường hợp riêng, khi F u r = 0thì gia tốc ar=0 tức là vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều Đó cũng là những khẳng định của định luật
I Niu-tơn Điều đó dễ gây hiểu nhầm rằng định luật I Niu-tơn là hệ quả của định luật Niu-tơn thứ hai Thực tế là định luật I Niu tơn được trình bày độc lập với định luật
II Niu-tơn vì định luật này khẳng định sự tồn tại của hệ quy chiếu quán tính. Định luật II Niu-tơn là một định luật phổ biến vì nó luôn đúng cho mọi sự tương tác, cho dù các tương tác đó có bản chất khác nhau Người ta dùng định luật này để nghiên cứu chuyển động của viên đạn, của các vì sao, của phân tử, của các chi tiết máy…Nhờ định luật II Niu-tơn có thể tính được gia tốc của chuyển động, do đó giải được bài toán cơ bản về chuyển động của các vật.
2.2.3 Định luật III Niu - tơn
Nội dung định luật III Niu-tơn : “Khi chất điểm A tác dụng lên chất điểm B một lực Fur thì chất điểm B cũng tác dụng lên chất điểm A một lực Fur'
F u r và F u r ' tồn tại đồng thời, cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn”.Biểu thức : Fur
Như vậy, định luật III Niu-tơn chỉ ra đặc tính tương tác của các vật nghĩa là cứ có lực tác dụng thì sẽ có lực phản tác dụng Định luật III Niu-tơn đúng cho mọi trường hợp tương tác, dù bản chất của lực tương tác là gì và các vật tương tác chuyển động với vận tốc thế nào đi nữa.
Lực và khối lượng là hai đại lượng cơ bản của động lực học Nếu không có lực và khối lượng thì không thể nói gì về các định luật của động lực học Ngược lại các định luật của động lực học làm rõ hai đại lượng này.
Nhiều SGK định nghĩa: “Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác Kết quả là làm vật biến dạng hoặc thu được gia tốc” Với cách định nghĩa này thì lực có hai biểu hiện: Biểu hiện tĩnh học là làm vật biến dạng; Biểu hiện động lực học là gây ra gia tốc Quan điểm hiện đại cho rằng lực chỉ có một biểu hiện là gây ra gia tốc còn biến dạng là hệ quả của việc biến đổi chuyển động không đều của các phân tử vật chất Do đó, chỉ định nghĩa “Lực tác dụng lên vật là đại lượng vectơ được tính bằng là tích của khối lượng của vật và gia tốc mà vật thu được dưới tác dụng của lực” Công thức F maur= r nhưng cũng là công thức định luật
II Niu-tơn vừa là công thức định nghĩa lực.
Do khái niệm khối lượng xuất hiện trong định luật vạn vật hấp dẫn và định luật II Niu-tơn nên trong lịch sử Vật lí xuất hiện hai khái niệm khối lượng là khối lượng quán tính và khối lượng hấp dẫn Qua nhiều thí nghiệm, người ta thấy rằng tỉ số gia tốc mà hai vật thể thu được khi chúng tương tác là như nhau Tỉ số này không phụ thuộc vào bản chất tương tác mà chỉ phụ thuộc vào một tính chất nào đó tan biến trong chính bên trong vật thể Tính chất này là vốn có của mỗi vật thể và được biểu diễn bởi khối lượng Thuộc tính vốn có mà mọi vật thể đều biểu hiện khi tham gia tương tác là: muốn thay đổi vận tốc cần có thời gian (đó là quán tính) Khi đó khối lượng được gọi là khối lượng quán tính Vật nào có khối lượng lớn hơn sẽ có mức quán tính lớn hơn 1 2
2 1 a m a = m uur uur Hệ thức này cho chúng ta phương pháp đo khối lượng của một vật bất kì dù là nhỏ bé như một electrôn hay lớn như các hành tinh
Tuy nhiên trong thực tế, để đo khối lượng của một vật thể chúng ta dùng phép cân và khối lượng đo được là khối lượng hấp dẫn
Hai khái niệm khối lượng hấp dẫn và khối lượng quán tính hoàn toàn khác nhau về vai trò trong cơ học nhưng chúng lại hoàn toàn trùng nhau Trong cơ học Niu- tơn thì ý nghĩa duy nhất của khối lượng là: khối lượng là số đo mức quán tính
2.2.5 Các lo ại lực cơ học
M ục ti êu d ạy học chương “ Động lực học chất điểm”
2.3.1.1 Lực Tổng hợp và phân tích lực
- Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, kết quả là gây gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.
- Lực là đại lượng vectơ được đặc trưng bởi cả hướng và độ lớn.
- Tổng hợp lực là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như tác dụng của toàn bộ những lực ấy Lực thay thế này gọi là hợp lực Các lực được thay thế được gọi là các lực thành phần.
- Quy tắc tổng hợp lực : Hợp lực của hai lực đồng quy được biểu diễn bằng đường chéo (kẻ từ điểm đồng quy) của hình bình hành mà hai cạnh là những vectơ biểu diễn hai lực thành phần :Fr Fr 1 Fr 2
- Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0 thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
- Ta gọi vật không chịu tác dụng của vật nào khác là vật cô lập Trong thực tế không có vật nào hoàn toàn cô lập
2.3.1.3 Định luật II Niu-tơn
- Gia tốc của vật không chỉ phụ thuộc vào lực tác dụng lên vật mà còn phụ thuộc vào khối lượng của chính vật đó.
- Định luật II Niu-tơn: Gia tốc của một vật luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn của vectơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của vectơ lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật m a F r r= hoặc là Fr mar
Trong đó, F r là hợp lực tác dụng lên vật, a r là gia tốc của vật Trong hệ SI, nếu m = 1 kg, a = 1 m/s 2 thì F = 1 kg.m/s 2 , được gọi là 1 niutơn (N) 1 N là lực truyền cho vật có khối lượng 1 kg một gia tốc 1 m/s 2
- Vật nào có khối lượng càng lớn thì càng khó thay đổi vận tốc, tức là có mức quán tính lớn hơn Khối lượng của một vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
2.3.1.4 Định luật III Niu-tơn
- Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực Hai lực này là hai lực trực đối Fr AB Fr BA
- Trong hai lực Fr AB Fr BA
, ta gọi một lực là lực tác dụng, lực kia là phản lực Đặc điểm của lực và phản lực là :
+ Lực và phản lực là hai lực trực đối, nhưng không cân bằng nhau, vì chúng tác dụng vào hai vật khác nhau.
+ Lực tác dụng thuộc loại gì thì phản lực cũng thuộc loại đó.
2.3.1.5 Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp dẫn giữa hai vật (coi như hai chất điểm) có độ lớn tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.Biểu thức : F hd Gm m 1 2 2
= r Trong đó m1, m2 là khối lượng của các vật (kg), r là khoảng cách giữa hai vật (m) G là hằng số chung cho mọi vật gọi là hằng số hấp dẫn Trong hệ SI, giá trị của
- Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng đàn hồi, và có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng ấy.
- Đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo bị biến dạng nén hay giãn :
+ Có điểm đặt đặt lên hai đầu lò xo.
+ Có phương trùng với trục của lò xo.
+ Có chiều ngược với chiều biến dạng của lò xo.
+ Có độ lớn tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo
- Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo F dh = - Dk l
Trong đó, k là độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của lò xo, có đơn vị là niutơn trên mét (N/m); Dl là độ biến dạng của lò xo, có đơn vị là mét (m)
Dấu trừ chỉ rằng lực đàn hồi luôn ngược với chiều biến dạng.
- Lực ma sát nghỉ chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật, ngoại lực này có xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực ma sát Giá của lực ma sát nghỉ nằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa hai vật Lực ma sát luôn ngược chiều với ngoại lực Lực ma sát nghỉ luôn cân bằng với ngoại lực Độ lớn của ngoại lực tăng thì lực ma sát nghỉ tăng Công thức tính lực ma sát nghỉ cực đại:
FM=mnN ;Trong đó N là độ lớn áp lực lên bề mặt tiếp xúc, mn là hệ số ma sát nghỉ
- Lực ma sát trượt xuất hiện trên bề mặt tiếp xúc khi hai vật A và B trượt trên bề mặt của nhau B tác dụng lên A một lực F r mst ngược chiều với vận tốc của A đối với B (v r AB ) Mặt khác A tác dụng lên B một phản lực F 'r mst ngược chiều với F r mst tức là ngược chiều với vận tốc của B đối với A (vrBA
) Công thức tính lực ma sát trượt :
Fmst = mtN Trong đó N là độ lớn áp lực lên bề mặt tiếp xúc, mt là hệ số ma sát trượt (không có đơn vị) và hầu như không phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc.
- Lực ma sát lăn xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi một vật lăn trên bề mặt vật khác và cản trở chuyển động lăn Lực ma sát lăn có độ lớn tỉ lệ với áp lực giống lực ma sát trượt, nhưng hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt nhiều lần.
2.3.1.8 Hệ quy chiếu có gia tốc Lực quán tính
- Hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính gọi là hệ quy chiếu phi quán tính.
- Trong hệ quy chiếu phi quán tính, các định luật Niu-tơn không còn nghiệm đúng nữa
- Trong một hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc ar so với hệ quy chiếu quán tính, các hiện tượng cơ học xảy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m chịu thêm lực tác dụng Fur qt = -mar
, gọi là lực quán tính Lực quán tính luôn ngược chiều với gia tốc của hệ và không có phản lực.
2.3.1.9 Lực hướng tâm Lực quán tính li tâm
- Khi vật chuyển động tròn đều thì hợp lực tác dụng vào vật phải hướng vào tâm quỹ đạo và được gọi là lực hướng tâm.
- Hệ thức của lực hướng tâm là Fht
So ạn thảo kế hoạch v à tài li ệu hướng dẫn học sinh tự học
Trên cơ sở tài liệu đã thiết kế ở chương 2 Chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) ở trường THPT nhằm đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài, cụ thể là:
- Đánh giá tính khả thi của tài liệu hướng dẫn tự học đã được xây dựng và việc sử dụng nó trong quá trình dạy học góp phần tăng cường năng lực tự học, tự nghiên cứu, tự kiểm tra đánh giá cho HS THPT.
- So sánh, đối chiếu lớp thực nghiệm với lớp đối chứng để sơ bộ đánh giá về hiệu quả của tài liệu hướng dẫn tự học đã được xây dựng
- Từ thực nghiệm tìm ra những thiếu sót để rút kinh nghiệm, kịp thời chỉnh lí bổ sung để đề tài đạt kết quả tốt nhất.
- Hướng dẫn GV thực hiện theo nội dung và phương pháp của tài liệu
- Kiểm tra, đánh giá hiệu quả của tài liệu TN và cách sử dụng nó trong dạy học
- Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm, từ đó rút ra kết luận
3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Việc thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại trường THPT Nguyễn Huệ - Yên Bái Lớp thực nghiệm là lớp 10T3 có 46 HS Lớp đối chứng là lớp 10T4 có 46
HS Trình độ học tập môn Vật lý của 2 lớp là gần như nhau.
3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Lớp TN dạy theo tiến trình đã soạn thảo.
- Lớp ĐC dạy bình thường, HS không được tổ chức hướng dẫn tự học.
-Ở lớp ĐC, chúng tôi ghi hình lại mọi hoạt động của GV và HS diễn ra trong tiết học.Ở lớp TN, chúng tôi cũng ghi hình toàn bộ tiết học, sau đó phân tích tiết học để rút kinh nghiệm, đánh giá tính khả thi của tiến trình đã soạn thảo, chỉ ra những điều chưa phù hợp của tiến trình soạn thảo, bổ sung, sửa đổi những điều cần thiết. Trong quá trình TNSP, chúng tôi chú ý quan sát thái độ, ý thức học tập của học sinh các lớp ĐC và TN để đánh giá một cách khách quan nhất chất lượng của