Nghiên cứu vận dụng dạy học giải quyết vấn đề cho chương các định luật bảo toàn , vật lý lớp 10 chương trình chuẩn luận văn thạc sỹ vật lý

GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu tổ chức được dạy học một số kiến thức vật lý trong chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 THPT theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề thì có thể giúp học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

………

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN

ĐỀ CHO CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN’’,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

………

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN

ĐỀ CHO CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN’’,

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, các thầy giáo, cô giáo Khoa Vật lý, Khoa Sau Đại Học Trường Đại Học Vinh đã giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian học tập, triển khai nghiên cứu đề tài và hoàn thành luận văn

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Hà Văn Hùng, người

đã trực tiếp tận tình hướng dẫn tác giả thực hiện luận văn này

Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu và các giáo viên trong trường THPT Đồng Lộc đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập

có thể hoàn thiện được luận văn của mình

Xin chân thành cảm ơn

Tác giả

Nguyễn Thị Phương

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đóng góp của luận văn 3

8 Cấu trúc của luận văn 3

Chương 1 Cơ sở lý luận của đề tài 5

1.1 Cơ sở lý luận về dạy học giải quyết vấn đề 5

1.1.1 Khái niệm về DHGQVĐ 5

1.1.2 Cơ sở lý luận của DHGQVĐ 6

1.1.3 Vấn đề và tình huống có vấn đề ……… 8

1.1.4 Cấu trúc của DHGQVĐ 11

1.1.5 Các điều kiện đảm bảo cho việc thực hiện DHGQVĐ 14

1.1.6 Hệ thống câu hỏi định hướng trong DHGQVĐ 16

1.1.7 Các mức độ của DHGQVĐ 17

1.1.8 Vai trò của giáo viên và học sinh trong DHGQVĐ 21

1.2 Hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý………….… 22

1.2.1.Quy trình tổ chức tình huống có vấn đề trong dạy học Vật lý……… 22

1.2.2 Các phương pháp hướng dẫn HS giải quyết vấn đề trong nhận thức vật lý 23

1.3 DHGQVĐ trong các loại bài học vật lý 25

1.3.1 DHGQVĐ trong bài học xây dựng kiến thức mới 25

1.3.2 DHGQVĐ trong bài học thực hành thí nghiệm vật lý 26

Chương 2 Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề cho chương “Các định luật bảo toàn”, vật lý lớp 10 chương trình chuẩn 302.1 Vai trò các định luật bảo toàn trong chương trình vật lý phổ thông 302.2 Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” theo chuẩn kiến thức kỹ năng 31 2.3 Đặc điểm của chương “Các định luật bảo toàn”, vật lý 10 chương trình chuẩn 31 2.3.1 Vị trí 31 2.3.2 Phân phối chương trình chương “Các định luật bảo toàn”, vật lý

lớp 10 chương trình chuẩn……….…32 2.3.3 Chuẩn kiến thức và kỹ năng cần đạt của các bài học trong chương

“Các định luật bảo toàn”, vật lý lớp 10 chương trình chuẩn 32 2.3.4 Cấu trúc logic của chương 34 2.3.5 Nội dung cơ bản của chương……… 35 2.4 Thực trạng dạy học chương “Các định luật bảo toàn” ở một số trường THPT thuộc Tỉnh Hà Tĩnh 37 2.5 Chuẩn bị các điều kiện cần thiết cho việc triển khai dạy học chương

Các định luật bảo toàn” 40

2.5.1.Vấn đề hóa nội dung dạy học của chương 40

2.5.2 Một số tình huống có vấn đề trong dạy học chương “Các định luật bảo

toàn” 43 2.5.3 Chuẩn bị các phương tiện dạy học chương “Các định luật bảo toàn”…44 2.5.4 Sưu tầm biên soạn các bài tập vấn đề dùng trong dạy học chương

“Các định luật bảo toàn” 46

2.6.1 Khả năng thực hiện DHGQVĐ trong chương “Các định luật bảo toàn” 49

2.6.2 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” 50

2.6.2.1 Bài học xây dựng tri thức mới 50

2.6.2.2 Bài học bài tập vật lý 63

Kết luận chương 2 69

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm 70

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 70

3.2 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 70

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 70

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 70

3.3.2 Phương pháp tiến hành 70

3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm 71

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm 71

3.5.1 Về mặt định tính 71

3.5.2 Về mặt định lượng 72

Kết luận chương 3 76

KẾT LUẬN 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiêp hóa, hiện đại hóa Viễn cảnh sôi động, tươi đẹp, nhưng cũng nhiều thách thức đòi hỏi ngành giáo dục- Đào tạo có những đổi mới căn bản, mạnh mẽ vươn tới ngang tầm với sự phát triển chung của thế giới và khu vực

Đổi mới giáo dục là một quá trình đổi mới từ mục tiêu dạy học, nội dung

dạy học, phương pháp dạy học, phương tiện phục vụ dạy học….để tạo ra một

“sản phẩm giáo dục” có thể đáp ứng những yêu cầu mới của xã hội Trong đó đổi mới phương pháp dạy học rất quan trọng, rất cần thiết và đã được Đảng ta chỉ rõ trong nghị quyết TW2( khóa VIII): “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo Khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại trong quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho HS…”

Và ở điều 28.2 Luật Giáo dục, đã ghi “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem laị niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”

Dạy học lấy “Học” làm trung tâm thay vì lấy “Dạy” làm trung tâm Giáo viên không chỉ truyền đạt tri thức cho HS mà còn phải làm phát triển năng lực tư duy sáng tạo, bồi dưỡng năng lực tư duy khoa học, năng lực tìm tòi chiếm lĩnh tri thức…Muốn vậy, quá trình tổ chức hoạt động nhận thức phải giúp HS phát huy tính tích cực, tự lực, tự giải quyết vấn đề thực tiễn

Tổ chức dạy học theo định hướng DHGQVĐ các bài học ở mức độ nào là hợp lý? Phải tổ chức hoạt động nhận thức như thế nào? Phối hợp sử dụng DHGQVĐ với các phương pháp khác ra sao thì đem lại hiệu quả tốt nhất? Đó là những vấn đề mà thực tiễn đang cần phải tiếp tục giải quyết

Việc đổi mới PPDH như vậy đã chuyển HS từ vi trí “tôi học thuộc, tôi làm theo mẫu” lên vị trí không chỉ như vậy mà còn là “tôi tự hỏi, tôi tự tìm tòi giải

quyết vấn đề” Một trong những giải pháp đổi mới PPDH là vận dụng lý thuyết DHGQVĐ trong việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS

Qua tìm hiểu , tôi thấy chương “Các định luật bảo toàn”, vật lý lớp 10 chương trình chuẩn là một chương có vị trí quan trọng trong chương trình vật lý

10, là chương có nhiều khả năng vận dụng lý thuyết DHGQVĐ

Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài: “ Nghiên cứu vận dụng dạy học giải quyết vấn đề cho chương “Các định luật bảo

lượng dạy học vật lý trong trường phổ thông

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu dạy học một số kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 chương trình chuẩn theo định hướng DHGQVĐ nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương

3 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tƣợng nghiên cứu

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu tổ chức được dạy học một số kiến thức vật lý trong chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 THPT theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề thì

có thể giúp học sinh tích cực, tự lực chiếm lĩnh tri thức từ đó góp phần nâng cao

- Tìm hiểu thực trạng DHGQVĐ trong môn vật lý tại một số trường THPT và trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn”

- Thiết kế tiến trình một số bài học trong chương “Các định luật bảo toàn” theo định hướng DHGQVĐ

- Thực nghiệm sư phạm

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

* Nghiên cứu lý thuyết:

- Nghiên cứu từ sách, báo, mạng Internet về lý luận hoạt động nhận thức của

HS, về lý thuyết DHGQVĐ

- Nghiên cứu sách giáo khoa, sách giáo viên vật lý 10 và các tài liệu hướng dẫn, sách tham khảo

* Phương pháp điều tra: Tìm hiểu thực tế dạy học ở trường THPT

* Phương pháp thực nghiệm sư phạm:

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm có đối chứng

- Tổng hợp, phân tích kinh nghiệm day học chương “Các định luật bảo toàn” của các đồng nghiệp đã hướng theo DHGQVĐ

* Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phương pháp thống kê toán học

để xử lý các kết quả thực nghiệm sư phạm

7 ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN

- Về lý luận: Chứng minh được tính khả thi và hiệu quả của lý thuyết dạy học giải quyết vấn đề trong việc tổ chức hoạt động nhận thức vật lý cho học sinh

- Về thực tiễn:

+ Xây dựng 5 tình huống có vấn đề

+ Thiết kế được 4 giáo án theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

+ Sưu tầm và biên soạn được 20 bài tập có vấn đề trong dạy học chương

"Các định luật bảo toàn"

8 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Mở đầu

Nội dung

Chương 1 Cơ sở lý luận của đề tài

Chương 2 Vận dụng DHGQVĐ cho chương “Các định luật bảo toàn”, vật lý

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở lý luận về dạy học giải quyết vấn đề

1.1.1 Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề

Dạy học giải quyết vấn đề là một trong những phương pháp dạy học tích cực ra đời vào giữa thế kỷ 20 trong sự thôi thúc của xã hội đòi hỏi sự cải tiến phương pháp dạy học trong nhà trường

Tư tưởng chủ đạo của phương pháp DHGQVĐ là đưa quá trình học tập của học sinh gần với quá trình tìm tòi, phát hiện, khám phá của các nhà khoa học, nâng cao tính độc lập sáng tạo của học sinh Tuy nhiên cần chú ý đến những điểm khác nhau căn bản giữa nhà khoa học và học sinh khi giải quyết vấn

đề như động cơ, hứng thú, nhu cầu, năng lực giải quyết vấn đề, điều kiện, phương pháp làm việc

DHGQVĐ không phải là một phương pháp dạy học cụ thể mà là một quan điểm dạy học Sau đây là một số quan điểm về DHGQVĐ

DHGQVĐ là một quan điểm dạy học nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề của học sinh Học sinh được đặt trong một tình huống có vấn đề, thông qua việc giải quyết vấn đề đó giúp học sinh lĩnh hội tri thức, kỹ năng và phương pháp nhận thức [13]

DHGQVĐ là quá trình dạy học được giáo viên tổ chức phỏng theo quá trình nhận thức sáng tạo Vật lý, trong đó học sinh đóng vai trò nhà nghiên cứu (trong các điều kiện của dạy học) có sự giúp đỡ định hướng trực tiếp hoặc gián tiếp của giáo viên.[12]

Theo V.Ô-Kôn: “Dạy học nêu vấn đề là tập hợp những hành động như tổ chức các tình huống có vấn đề, phát biểu các vấn đề,…giúp đỡ những điều kiện cần thiết để HS giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng chỉ đạo quá trình hệ thống hóa và củng cố kiến thức thu nhận được” [23]

Theo I Ia Lecne: “Dạy học nêu vấn đề là phương pháp dạy học trong đó

HS tham gia một cách hệ thống vào quá trình giải quyết vấn đề và các bài toán

có vấn đề được xây dựng theo nội dung tài liệu học trong chương trình” [11]

Theo I.F.Kharlamop: “Dạy học nêu vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học bao gồm việc tao ra tình huống có vấn đề ( tình huống tìm tòi) trong giờ học, kích thích học sinh nhu cầu giải quyết những vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, phát triển tính tích cực của trí tuệ và hình thành cho các em năng lực tự mình thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học mới”[11]

Theo Nguyễn Quang Lạc: DHGQVĐ là một hình thức trong đó HS được coi như “nhà khoa học trẻ” tự giác và tích cực tổ chức các quá trình “xây dựng tri thức mới cho bản thân” Hoạt động đó diễn ra giống như “hoạt động nghiên cứu khoa học”, mặc dù kết quả của nó là tìm thấy lại những điều đã có trong khoa học, song lại là điều mới mẻ đối với học sinh Người GV phải thực sự quan tâm đến cả nội dung khoa học mà học sinh đã xây dựng lẫn phương pháp hoạt động của HS để đạt được điều đó, do vậy GV phải là nhà thiết kế, tổ chức và chỉ đạo thi công Đó là một hoạt động sáng tạo và đòi hỏi tài nghệ sư phạm, long kiên trì, sự khoan dung và độ lượng cao Bởi vì GV phải chỉ đạo lớp trẻ non nớt không phải tái tạo cái đã quen biết mà là đi xây dựng cái mới cho họ, còn đối với GV thì đó lại là điều quá cũ.[23]

DHGQVĐ có tác dụng phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực của học sinh, giúp cho HS chiếm lĩnh được các kiến thức khoa học sâu sắc, vững chắc, vận dụng được, đồng thời đảm bảo sự phát triển trí tuệ, phát triển năng lực sáng tạo của HS trong quá trình học tập

Như vậy, DHGQVĐ không phải là một phương pháp dạy học cụ thể đơn nhất mà là một chiến lược dạy học DHGQVĐcó thể thâm nhập vào hầu hết các phương pháp dạy học làm cho tính chất của chúng trở nên tích cực hơn

1.1.2 Cơ sở lý luận của DHGQVĐ

1.1.2.1 Cơ sở tâm lý học

Hoạt động tư duy của con người chỉ thực sự xuất hiện khi có “vấn đề”, tức

là phải gặp một trở lực khoa học “Vấn đề” này không thể giải quyết được bằng vốn tri thức và kỹ năng đã có Tuy nhiên nó liên quan mật thiết đến vốn tri thức

cũ, nếu giải quyết được thì sẽ làm tăng thêm vốn hiểu biết Vì thế mà học sinh

có nhu cầu muốn giải quyết vấn đề đó Hơn nữa do có sự liên quan giữa “vấn đề” với vốn tri thức cũ nên HS hy vọng có cơ sở để tháo gỡ nó Nếu GV gợi ý

để HS thấy được sự cố gắng nhất định, họ sẽ giải quyết được vấn đề và sẽ nâng cao được tầm hiểu biết Khi đó HS ở trạng thái sẵn sàng tham gia một cách tích cực vào việc giải quyết vấn đề.[23]

1.1.2.2 Cơ sở triết học

Theo quan điểm duy vật biện chứng “mâu thuẫn là động lực thúc đẩy quá trình phát triển” DHGQVĐ đã dựa trên quy luật đó Mỗi vấn đề được gợi ra cho

HS chính là một mâu thuẫn giữa yêu cầu, nhiệm vụ nhận thức với vốn tri thức

và kinh nghiệm sẵn có của HS Nếu giải quyết được mâu thuẫn đó thì chủ thể có thêm được kiến thức mới

Bài toán nhận thức chứa đựng mâu thuẫn khách quan giữa trình độ tri thức và kỹ năng đã có của HS với trình độ tri thức và kỹ năng mà họ cần đạt tới Điều cơ bản là phải làm cho mâu thuẫn tồn tại khách quan kia trở thành mâu thuẫn chủ quan tồn tại ngay trong nhận thức của HS Chỉ có tích cực tham gia giải quyết mâu thuẫn đó thì tiến trình học tập mới phát triển được Đồng thời

GV phải gợi mở phương hướng và khả năng giải quyết mâu thuẫn đó Khi nhận thấy được khả năng đó thì động lực của quá trình nhận thức sẽ xuất hiện và HS

sẽ không còn ở vị trí thụ động nữa, mà họ sẽ rất tự giác và tích cực[23]

kích thích hứng thú, nhu cầu, niềm tin nhận thức, phát huy tính tích cực của tư duy, bồi dưỡng cho HS phương pháp và năng lực giải quyết vấn đề

Từ những cơ sở trên cho thấy DHGQVĐ là một lựa chọn đang được quan tâm nghiên cứu và triển khai vận dụng vào thực tiễn dạy học hiện nay [13]

1.1.3 Vấn đề và tình huống có vấn đề

1.1.3.1 Khái niệm về vấn đề

Khái niệm vấn đề dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà

người học không thể giải quyết chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu có sẵn, nghĩa là không thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết, mà phải tìm tòi sáng tạo để giải quyết và khi giải quyết được thì người học đã thu nhận được kiến thức, kỹ năng mới Vấn đề chứa đựng câu hỏi, nhưng đó là câu hỏi về một cái chưa biết, câu hỏi mà câu trả lời là một cái mới phải tìm tòi sáng tạo mới xây dựng được, chứ không phải là câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhớ lại kiến thức đã có [18,23]

"Vấn đề trong nghiên cứu Vật lý là một câu hỏi, một bài toán chưa có lời giải, xuất phát từ thực tiễn khoa học, kỹ thật, đời sống Đó là những hiện tượng mới, quá trình mới không thể lý giải được bằng các lý thuyết đã có hoặc một câu hỏi tìm giải pháp cho một mục đích thiết thực nào đó, hoặc lý thuyết chưa trọn vẹn…" [13,9]

Vấn đề mà trong đó nêu rõ các thông số và điều kiện giải có thể do bên ngoài đặt ra cho HS Trong mọi trường hợp đó, vấn đề biến thành một bài toán

có vấn đề Bài toán có vấn đề khác vấn đề ở chỗ trong bài toán có vấn đề, phạm

vi tìm kiếm lời giải được giới hạn rõ ràng Mọi bài toán có vấn đề đều chứa đựng vấn đề, và do đó đều chứa đựng tình huống có vấn đề, nhưng không phải bất cứ tình huống có vấn đề nào cũng đều là bài toán cả Các tình huống có vấn

đề và các vấn đề phải được thay đổi và phát triển như thế nào đấy thì mới có tính chất và hình thức của một bài toán

Như vậy:"Vấn đề" bao giờ cũng chứa mâu thuẫn về nhận thức Lúc đầu mâu thuẫn đó còn mang tính khách quan, sau khi HS tiếp thu và ý thức được mâu thuẫn đó thì nó biến thành mâu thuẫn chủ quan và tồn tại trong ý nghĩ của

HS dưới dạng bài toán hay vấn đề bài tập

1.1.3.2 Tình huống có vấn đề

a Khái niệm “tình huống có vấn đề”

"Tình huống có vấn đề" là tình huống mà khi học sinh tham gia thì gặp

một khó khăn, học sinh ý thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hy vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào việc giải quyết vấn đề [18,24]

b Các kiểu tình huống có vấn đề

* Tình huống phát triển, hoàn chỉnh[14,200]

Học sinh đứng trước một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một

bộ phận, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới

Phát triển, hoàn chỉnh vốn kiến thức cũng là con đường phát triển của khoa học Qúa trình phát triển, hoàn chỉnh kiến trức sẽ đem lại những kết quả mới (kiến thức mới, kỹ năng mới, phương pháp mới) nhưng trong quá trình đó, vẫn có thể sử dụng những kiến thức, kỹ năng, phương pháp đã biết

* Tình huống lựa chọn [15,201]

Học sinh đứng trước một vấn đề mang một số dấu hiệu quen thuộc có liên quan đến một số kiến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết, nhưng chưa chắc chắn là có thể dùng kiến thức nào, phương pháp nào để giải quyết vấn

đề thì sẽ có hiệu quả Học sinh cần phải lựa chọn thậm chí thử làm xem kiến thức nào, phương pháp nào có hiệu quả để giải quyết được vấn đề đặt ra

* Tình huống bế tắc [15,202]

Học sinh đứng trước một vấn đề mà trước đây chưa gặp một vấn đề nào tương tự Vấn đề cần giải quyết không có một dấu hiệu nào liên quan đến một kiến thức hoặc một phương pháp đã biết Học sinh bắt buộc phải xây dựng kiến thức mới hay phương pháp mới để giải quyết vấn đề Tình huống này thường gặp khi bắt đầu nghiên cứu một lĩnh vực kiến thức mới

* Tình huống “tại sao?”

Trong nhiều trường hợp, học sinh quan sát thấy một hiện tượng vật lý nào

đó xảy ra trái với những suy nghĩ thông thường, “trái” với những kiến thức mà học sinh đã biết hoặc chưa bao giờ gặp nên không biết dựa vào đâu mà lý giải Học sinh cần phải tìm xem nguyên nhân vì đâu có sự trái ngược đó, sự lạ lung

đó Để trả lời câu hỏi này, cần phải xây dựng kiến thức mới Cũng có những trường hợp học sinh không nhận thấy ngay mối liên quan giữa hiện tượng xảy ra với những kiến thức đã biết hoặc thoạt mới nhìn thì thấy hình như hiện tượng xảy ra trái với những điều đã biết, nhưng xét kỹ lại thấy không có gì trái cả, chỉ

vì hiện tượng diễn ra phức tạp khiến cho ta nhầm lẫn [15,202]

Trên đây là một số kiểu tình huống có vấn đề Việc phân chia như vậy chỉ mang tính tương đối

Ví dụ: Khi nghiên cứu định luật cảm ứng điện từ (lớp11), giáo viên có thể đưa học sinh vào nhiều kiểu tình huống khác nhau như sau:

- Giáo viên đặt câu hỏi: Ta biết dòng điện có thể sinh ra từ trường ở xung quanh nó Vậy ngược lại, từ trường có thể sinh ra dòng điện được không? Để giải quyết vấn đề mới này, không thể dùng kiến thức cũ đã biết nào cả mà phải xây dựng khái niệm mới là từ thông và phải khảo sát thực nghiệm để rút ra định luật cảm ứng điện từ Như vậy,giáo viên đã đặt học sinh vào tình huống phát triển hoàn chỉnh

- Giáo viên đặt câu hỏi: Ta biết muốn tạo ra dòng điện trong một dây dẫn,

ta phải mắc hai đầu dây dẫn vào hai đầu một nguồn điện như pin hoặc acquy Liệu ta có thể không dùng pin hoặc acquy mà dùng một cách khác để tạo ra dòng điện được không ? Ở đây học sinh đã rơi vào tình huống bế tắc

- Giáo viên đưa ra một máy phát điện quay tay mắc nối tiếp với một bóng đèn, chỉ cho học sinh thấy trong mạch không có nguồn điện quen thuộc là pin hay acquy Nhưng khi quay máy thì đèn sáng Giáo viên đặt câu hỏi: Tại sao đèn sáng mặc dù trong mạch không có nguồn điện? Như thế học sinh đã ở vào tình huống tại sao

Như vậy, tùy theo cách đặt câu hỏi, cách dẫn dắt, cách tổ chức tình huống

mà học sinh sẽ rơi vào tình huống này hay tình huống khác Để tăng sự hấp dẫn của bài học và sự mềm dẻo của tư duy học sinh, giáo viên nên thường xuyên thay đổi kiểu tình huống học tập

c Những cách thức tổ chức tình huống có vấn đề trong dạy học vật lý

Để tạo tình huống có vấn đề trong dạy học Vật lý có thể sử dụng những cách sau:

- Tạo cho học sinh bắt gặp những sự kiện, hiện tượng, đòi hỏi phải giải thích

về mặt lý luận

Để đạt được điều đó có thể dùng các thí nghiệm mở đầu, những bài toán nghịch lý và chú ý đến kinh nghiệm sống của học sinh Ví dụ: Khi dạy định luật quán tính, Giáo viên đưa ra hiện tượng ô tô đang chạy nhanh, phanh lại đột ngột, người ngồi trong xe ngã chúi về phía trước Hay khi dạy định luật Paxcan, GV nêu vấn đề: Tàu to, nặng lại nổi, kim nhỏ lại chìm Vì sao ?

- Để cho HS phân tích những sự kiện, hiện tượng mà họ thấy như có mâu thuẫn giữa đời sống và quan niệm khoa học Ví dụ: Khi dạy về chuyển động

tương đối, GV đặt vấn đề: Hàng ngày các em thấy mặt trời chuyển động từ Đông sang Tây, phải chăng Trái Đất đứng yên?

- Tạo ra tình huống có vấn đề bằng cách đưa ra giả thuyết, tổ chức thí nghiệm nghiên cứu Ví dụ: Trước khi làm thí nghiệm khảo sát về ma sát trượt

phụ thuộc vào yếu tố nào, GV cho học sinh đưa ra giả thuyết: ma sát trượt phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc, khối lượng của vật…sau đó làm thí nghiệm kiểm tra giả thuyết

- Cho HS biết những sự kiện, hiện tượng, thoạt đầu dường như không thể giải thích được dẫn tới việc đề xuất vấn đề khoa học Dùng thuyết ánh sáng

không thể giải thích được hiện tượng quang điện Dùng cơ học cổ điển không thể giải thích được sự tỏa nhiệt trong phản ứng hạt nhân hay năng lượng liên kết…

- Tạo tình huống có vấn đề bằng cách kích thích cho HS so sánh đối chiếu

sự kiện, hiện tượng tự nhiên tương tự So sánh điện trường và từ trường, sóng cơ

học và sóng ánh sáng, giữa dao động cơ và dao động điện…

1.1.4 Cấu trúc của DHGQVĐ [9],[15]

Có thể mô hình hóa các giai đoạn của dạy học giải quyết vấn đề theo

sơ đồ sau:

Sơ đồ 1.1 Sơ đồ cấu trúc của DHGQVĐ

1.1.4.1 Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề

Đây là giai đoạn đặt học sinh vào tình huống có vấn đề Khâu đầu tiên của giai đoạn này là làm nảy sinh tình huống có vấn đề Nó có nhiệm vụ kích thích thần kinh hoạt động tạo cho học sinh một trạng thái hưng phấn cao độ, có nhu cầu hoạt động và có thái độ sẵn sàng lao vào công việc Nội dung hoạt động của GV là tổ chức cho HS tiếp nhận mâu thuẫn giữa “cái đã biết và cái cần tìm” một cách tự nhiên, phù hợp với tiến trình nhận thức của HS, tức là làm cho HS thấy được sự tồn tại hiển nhiên mâu thuẫn đó trên con đường học tập của chính

họ Tiếp theo GV phải khơi nguồn tiềm lực ở HS để họ thấy họ đã có vốn liếng tri thức, chỉ cần họ cố gắng thì sẽ tự lực giải quyết được mâu thuẫn đó

Phát biểu vấn đề - bài toán nhận thức

Củng cố và

vận dụng tri

thức Vận dụng tri thức mới để giải quyết

nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

Giai đoạn 1:

Tạo tình huống

có vấn đề

Tình huống có tiềm ẩn vấn đề

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

1.1.4.2 Giai đoạn hướng dẫn giải quyết vấn đề

Đây là giai đoạn rất quan trọng, bởi vì ở đây HS sẽ dần dần làm quen với phương pháp nghiên cứu của nhà Vật lý học, ở mức độ tập dượt xây dựng kiến

thức để phản ánh những sự kiện thực tế

Các bước chủ yếu của giai đoạn này như sau:

- Xây dựng giả thuyết khoa học, trong bước này cần hướng dẫn để HS biết quan sát sự kiện (có thể qua mô hình hoặc thí nghiệm, hay quan sát với những kiến thức họ đã có) Có hai con đường để tìm mối liên hệ đó: Con đường suy diễn và con đường quy nạp

Trong dạy học Vật lý theo kiểu giải quyết vấn đề, có thể có nhiều dịp để cho HS tập dượt việc xây dựng những giả thuyết Nếu cùng một hiện tượng mà tập thể HS được nhiều giả thuyết thì tổ chức cho họ trao đổi, phân tích và chọn lấy giả thuyết tốt nhất Đó là giả thuyết có cơ sở khoa học vững chắc nhất Đối với HS, các tri thức đã học chính là cơ sở lựa chọn khi lập luận xây dựng giả thuyết

- Khi đã có giả thuyết, GV cần chỉ đạo, hướng dẫn để HS thảo luận các phương án đánh giá tính đúng đắn của nó Có trường hợp không thể trực tiếp kiểm chứng bằng giả thuyết, thì cần phải hướng dẫn HS từ giả thuyết, bằng suy luận toán học hoặc tư duy logic để suy ra hệ quả Với hệ quả được rút ra từ giả thuyết, cần kiểm tra xem hệ quả đó có phù hợp với các lý thuyết đã có không Bằng tư duy logic, tư duy biện chứng và tư duy toán học để xác nhận sự phù hợp của hệ quả Khi hệ quả được khẳng định là đúng đắn thì giả thuyết khoa học cũng được xác nhận

- Chỉnh lý giả thuyết để nó trở thành tri thức, kỹ năng mới Đến đây cũng cần để cho HS tập luyện cách diễn đạt tư tưởng vật lý bằng ngôn ngữ

Trong giai đoạn này, HS thường không có khả năng hoàn toàn tự lực trong thời gian ngắn giải quyết trọn vẹn vấn đề như các nhà khoa học Vì vậy cần có sự hướng dẫn, giúp đỡ của GV để HS có thể giải quyết vấn đề ở mức độ

tự lực cao nhất

1.1.4.3 Giai đoạn củng cố và vận dụng tri thức

Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình DHGQVĐ Trong giai đoạn này cần đảm bảo các mặt sau:

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

- Hình thành phương pháp nhận thức một vấn đề khoa học cho HS, củng cố niềm tin nhận thức cho họ

- Nêu vấn đề mới có liên quan đến tri thức vừa mới xây dựng được theo tinh thần tìm tòi, nghiên cứu

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

1.1.5 Các điều kiện đảm bảo cho việc thực hiện DHGQVĐ [11]

- Nội dung tri thức khoa học (bao gồm cả kĩ năng, phương pháp) phải chứa đựng

yếu tố mới mẻ mà trước khi giải quyết vấn đề HS chưa biết, tri thức ấy được tạo ra trong quá trình giải quyết vấn đề không thể chỉ bằng tư duy tái tạo, mà phải có sự nỗ lực tư duy của chủ thể vượt qua những “vùng phát triển gần” do GV tạo ra trong điều kiện của dạy học Vì vậy DHGQVĐ trong môn vật lý có thể thực hiện cho các loại tiết học khác nhau: Bài học xây dựng kiến thức mới, bài học bài tập vật lý, bài học thực hành vật lý, bài học ôn tập tổng kết hệ thống hóa kiến thức, bài học ngoại khóa Tuy nhiên để thực hiện dạy học giải quyết vấn đề cần phải sắp xếp, cấu tạo trật tự logic các kiến thức từ vĩ mô (từng phần, từng chương) đến vi mô (từng bài học) theo tiến trình của nhận thức Vật lý [12,92]

- Thiết bị dạy học: thí nghiệm vật lý - hạt nhân của hành động kiểm tra xác

nhận giả thuyết, do đó dụng cụ thí nghiệm là tiền đề vật chất quan trọng cho việc thực hiện dạy học giải quyết vấn đề[12,92]

- Trình độ khoa học và kỹ năng sư phạm của giáo viên quyết định thành

công của dạy học giải quyết vấn đề Trên cơ sở nhận thức sâu sắc nội dung Vật

lý kết hợp với kỹ năng sư phạm cần thiết GV xác định chính xác nội dung khoa học của bài học, phát biểu thành mệnh đề gọn, rõ ràng, từ đó xây dựng tình huống có vấn đề, đặt HS trước những câu hỏi nhận thức hấp dẫn ở tính thiết thực, bất ngờ, mới lạ…;Dẫn dắt học sinh gải quyết vấn đề bằng hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức theo tiến trình nhận thức sáng tạo Vật lý Tài

năng sư phạm của GV được thể hiện ở hệ thống câu hỏi định hướng này Căn cứ vào mức độ tìm tòi trong hành động của HS do câu hỏi định hướng đưa lại, có thể phân loại ba kiểu định hướng theo thứ tự từ thấp đến cao:

+ Định hướng tái tạo cụ thể: Câu hỏi của GV nhằm vào việc tái tạo ở HS

từng hành động, thao tác cụ thể mà trước đó HS đã biết Đây là mức độ thấp nhất của sự tìm tòi Kiểu định hướng này đảm bảo được hiệu quả rèn luyện kỹ năng, và tạo cơ sở cần thiết cho HS có thể thích ứng được với sự tìm tòi trong dạy học Các dạng câu hỏi: Hiện tượng (quá trình) này tương tự với hiện tượng (quá trình) nào đã biết? Vấn đề này có liên hệ với vấn đề nào tương tự? Mối liên

hệ ấy như thế nào? Các bước giải quyết vấn đề tương tự? Làm thế nào để quy vấn đề này về vấn đề tương tự đã biết cách giải quyết?

+ Định hướng khái quát chương trình hóa: Câu hỏi của GV nhằm vào việc

giúp HS ý thức được đường lối khái quát hóa của việc tìm tòi giải quyết vấn đề,

sự định hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lý Đầu tiên là câu hỏi đòi hỏi HS tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra; Nếu HS không đáp ứng được thì có sự giúp đỡ tiếp theo của GV là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, thu hẹp dần phạm vi tìm tòi sao cho vừa sức HS (là sự gợi ý, chi tiết hóa thêm câu hỏi khái quát ban đầu) Nếu HS vẫn không đáp ứng được thì chuyển dần sang định hướng tái tạo từ việc hướng dẫn theo angôrit (tức là cho biết trình tự thực hiện các hành động, thao tác) để theo đó HS tự giải quyết vấn

đề Nếu HS vẫn không huy động đúng hành động, thao tác mong đợi thì thực hiện hướng dẫn tái tạo đối với mỗi hành động hoặc thao tác đó Các câu hỏi thường dùng: Bài toán yêu cầu giải quyết vấn đề gì? Câu hỏi của bài toán? Đã biết những điều kiện gì? Dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào? Qúa trình

mô tả có thể chia thành những giai đoạn như thế nào? Mỗi giai đoạn có thể liên quan đến hiện tượng Vật lý nào? Định luật nào chi phối? Vì sao có dự đoán đó? Làm thế nào kiểm tra dự đoán? Cần phải thực hiện thí nghiệm như thế nào để kiểm tra dự đoán? Kết quả thí nghiệm có phù hợp với dự đoán không? Điều gì mới rút ra được từ thí nghiệm này?

+ Định hướng tìm tòi nghiên cứu sáng tạo: Câu hỏi của GV nhằm vào việc

yêu cầu HS tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để giải quyết vấn đề Đây là mức độ cao nhất của yêu cầu tìm tòi

sáng tạo ở HS, có tác dụng bồi dưỡng năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn

đề cho HS Thực hiện kiểu định hướng này là một việc không dễ dàng, nó phụ thuộc vào tài năng sư phạm của GV, vào đối tượng HS, vào chính nội dung khoa học của kiến thức

Định hướng khái quát chương trình hóa là kiểu định hướng trung gian, phát huy mặt ưu điểm của hai kiểu định hướng tái tạo và tìm tòi nghiên cứu, đồng thời cho phép thực hiện ở đa số đối tượng HS với nhiều kiến thức điển hình trong chương trình Vật lý phổ thông

Như vậy phương tiện quan trọng trong DHGQVĐ là hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức của HS [12,93]

1.1.6 Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong DHGQVĐ[12],[18]

- Câu hỏi định hướng phát triển tư duy là một câu hỏi chủ định cho hành

động tư duy, để bồi dưỡng và rèn luyện các thao tác tư duy cụ thể trong hoạt động nhận thức của học sinh, câu hỏi định hướng phát triển tư duy hiểu theo một cách ngắn gọn đó là câu hỏi định hướng tư duy

- Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy: Phương tiện quan trọng trong DHGQVĐ là hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức của HS Khi dạy học một nội dung cụ thể, ta có thể chia nội dung đó thành hệ thống các bài tập nhận thức (chuỗi bài tập nhận thức) Giải mỗi bài tập đó tức là học sinh đã trả lời được câu hỏi định hướng Hệ thống câu hỏi đó được gọi là hệ thống câu hỏi định hướng

- Yêu cầu của câu hỏi định hướng:

* Yêu cầu về logic học: Diễn đạt chính xác về ngữ pháp sao cho thỏa mãn luật đồng nhất nghĩa là đối tượng câu hỏi phải rõ ràng, tránh tình trạng HS không xác định rõ đối tượng câu hỏi dẫn đến hỏi một đường trả lời một nẻo

* Yêu cầu về nội dung khoa học: Câu hỏi phải đảm bảo câu trả lời đúng là dần từng bước giải quyết vấn đề đặt ra

* Yêu cầu về phương pháp dạy học: Câu hỏi phải thực hiện được chức năng định hướng hành động nhận thức theo chu trình sáng tạo Vật lý nghĩa là phải đảm bảo câu trả lời đúng với hy vọng của GV

Bảng 1.1 Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy giải quyết vấn đề

Khi có nhu cầu xây dựng/ vận dụng kiến thức:

(1) Vì sao như thế ?/ có tác dụng gì?/ giải thích như thế nào ? (2) Sẽ thế nào nếu….?

(3) Phải làm thế nào…?

(4) Làm thế nào tạo ra được…trong thực tế ?

?

Khi định hướng vào nội dung kiến thức cần có:

(5) Có cái gì/ tính chất nào/ nguyên lý nào/ mối liên hệ nào chi phối ?

Khi kiểm nghiệm hoặc ứng dụng thực tiễn kiến thức:

(1) Vì sao như thế ?/ có tác dụng gì?/ giải thích như thế nào ?

(2) Sẽ thế nào nếu….?

(3) Phải làm thế nào…?

(4) Làm thế nào tạo ra được…trong thực tế ?

Khi khảo sát thực nghiệm và đối chiếu

lí thuyết:

(6) Làm thế nào có thể quan sát/ đo

được cái gì cần cho sự xác lập tính

chất/mối liên hệ? và từ đó rút ra kết

luận thế nào?

(7) Có thể suy ra điều này từ lý thuyết(

từ điều đã biết hoặc từ điều giả định

nào đó) như thế nào không?

(8) Đối chiếu các kết quả thực nghiệm

và kết quả suy luận lí thuyết có thể kết

luận thế nào về tính chất/ mối liên hệ?

Khi khảo sát lí thuyết và đối chiếu thực nghiệm:

(6) Có thể xác lập (rút ra) tính chất/ mối liên hệ đó từ lí thuyết( từ điều đã biết hoặc từ điều giả định nào đó) như thế nào?

(7) Làm thế nào để có thể quan sát được/

đo được cái gì cần cho việc kiểm tra điều này? Và từ đó rút ra kết luận thế nào? (8) Đối chiếu các kết quả suy luận lí thuyết và kết quả thực nghiệm, có thể kết luận thế nào về tính chất/ mối liên hệ?

Khi nêu ra kết luận khái quát

(9) Diễn đạt (một cách cô đọng chính xác) như thế nào điều

mới xây dựng được/ điều cần huy động để vận dụng

Tuy nhiên khi triển khai áp dụng vào nội dung Vật lý, tùy thuộc vào nội dung bài học, trang thiết bị dạy học, thời gian dạy học, mà HS có thể tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp vào các hành động giải quyết vấn đề

Căn cứ vào sự tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp vào các hành động giải quyết vấn đề, có thể chia DHGQVĐ thành ba mức độ theo bảng 2.[22,94]

Tiếp nhận câu hỏi nhận thức, trạng thái tâm lý nhận thức: mong muốn, niềm tin giải quyết vấn đề

Mức độ 2: tìm tòi

một phần

Quá trình tìm tòi vấn

đề

Thí nghiệm kiểm tra

- Suy đoán giả thuyết

- Suy luận logic từ giả thuyết tiên đoán hiện tượng mới

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

- Quan sát ghi nhận kết quả

- Xử lý số liệu thí nghiệm

- Khái quát hoá rút ra kết luận

- Ghi nhận tri thức mới

sự theo dõi và kiểm tra của HS Kết quả là HS tiếp nhận tri thức trong sự cùng tư duy với GV Ở đây HS chỉ có thể tiến hành các thao tác tư duy ngầm, bằng ngôn ngữ thầm, theo mẫu các thao tác của GV và học tập theo mẫu ấy

Dạy học ở mức độ này có tác dụng duy trì sự chú ý theo dõi bài giảng, nhờ đó

HS hiểu bài Nhưng HS vẫn chưa đóng được vai trò chủ thể của sự học theo nghĩa đầy đủ và chưa thực hiện các thao tác thực hành về tư duy và về hoạt động tay chân trong học tập vật lý

Mặc dù trong quá trình dạy học GV có thể dùng các phương tiện lời nói hay phương tiện trực quan, thậm chí cả phương tiện thực hành nhưng HS chỉ mới được nghe, nhìn các hoạt động trình bày gợi vấn đề chứ họ không có cơ hội phát biểu, phê phán, trao đổi và không được sử dụng các phương tiện đó

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

* Ƣu điểm:

- Không đòi hỏi mất nhiều thời gian, có thể áp dụng cho hầu hết các đề tài học tập

- Gây cho HS hứng thú trong học tập

- Rèn luyện cho HS trí nhớ, tái hiện lại quá trình giải quyết vấn đề theo angôrit mẫu của GV

DHGQVĐ ở mức độ 1 thường áp dụng cho các bài học có:

+ Nội dung kiến thức quá khó mà HS không đủ năng lực tham gia trực tiếp vào các giai đoạn chính của tiến trình giải quyết vấn đề

+ Thiết bị thí nghiệm không đáp ứng yêu cầu dạy học

+ Nội dung kiến thức trong tiết học lớn, không có điều kiện về mặt thời gian

để huy động sự tham gia của HS vào tiến trình giải quyết vấn đề

- Mức độ 2 : Tìm tòi một phần (tìm tòi từng phần) [10,41]

Dạy học ở mức độ này đòi hỏi GV phải tạo cơ hội cho HS cùng tham gia hoạt động thực sự Phải để cho HS bộc lộ suy nghĩ bằng ngôn ngữ hoặc tham gia

cùng GV ở một số khâu thực hành thí nghiệm,…trong các giai đoạn của DHGQVĐ đều có thể tổ chức cho HS tham gia hoạt động

Hình thức tổ chức thực hiện dạy học ở mức đô này rất đa dạng Đơn giản nhất là hình thức đàm thọa có nêu vấn đề, cao hơn thì giao cho HS tham gia vào việc tính toán một số chi tiết, thực hiện một số thao tác thực hành, phức tạp hơn nữa là giao cho HS làm việc với tư liệu riêng sau đó trình bày toàn bộ lập luận, cách giải quyết và kết quả giải quyết của một công đoạn nào đó, có thể tổ chức học theo nhóm hoặc cả lớp…

Khi thực hiện dạy học ở mức độ này GV cần làm sao để huy động được cả tập thể lớp cùng tham gia hoạt động trong sự cộng tác với GV để giải quyết cùng một nhiệm vụ chung Sự chỉ đạo và hướng dẫn của GV được thực hiện trực tiếp

và liên tục để HS gặp bế tắc là có thể nhận được sự gợi mở, dẫn dắt theo tinh thần gợi vấn đề, gợi hướng đi

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

* Ƣu điểm:

- Gây cho HS hứng thú nhận thức, tìm tòi, tránh được tư tưởng ỷ lại

- Có khả năng giúp cho HS thu được kinh nghiệm sáng tạo, phát huy được năng lực tư duy độc lập ở mức độ đáng kể

* Nhƣợc điểm:

- Đòi hỏi nhiều thời gian và không phải lúc nào cũng áp dụng được

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

DHGQVĐ ở mức độ 2 có thể áp dụng cho các bài học có:

+ Nội dung kiến thức phù hợp về mặt thời gian trong giới hạn cho phép của tiết học

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

- Mức độ 3: Nghiên cứu, thiết kế, sáng tạo (Tìm tòi sáng tạo)

Đây là mức độ cao nhất của DHGQVĐ Ở mức độ này thì sự tự lực của

HS là chủ yếu, sự hướng dẫn và chỉ đạo của GV có tính chất định hướng và ở tầm gián tiếp Do yêu cầu khá cao như vậy nên cũng đòi hỏi nhiều thời gian và

đủ phương tiện, tư liệu học tập cho HS

Hình thức dạy học ở mức độ này thường được tiến hành dưới dạng các bài tập thí nghiệm, các tiểu luận chuyên đề, các bài học được định hướng thiết kế (bài học dự án) Có thể giao cho mỗi HS một đề tài hoặc mỗi nhóm một đề tài

Một hình thức khác của mức độ này là nghiên cứu trong học tập, tức là sau khi HS đã ý thức được vấn đề đặt ra (do GV hướng dẫn hoặc cao hơn nữa là HS

tự lực đề xuất được vấn đề), HS tự vạch kế hoạch tìm tòi, xây dựng giả thuyết, tiến hành quan sát kiểm tra thí nghiệm, phân tích kết quả thí nghiệm, khái quát hóa, rút ra kết luận…

Như vậy, ở mức độ này, người GV đưa HS vào con đường tự lực thực hiện tất cả các giai đoạn của hoạt động tìm tòi, hoạt động nhận thức của HS ở đây gần giống như hoạt động nghiên cứu của nhà khoa học

Ưu và nhược điểm dạy học ở mức độ tìm tòi sáng tạo:

* Ƣu điểm:

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

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

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

* Nhƣợc điểm:

- Có thể dẫn đến tình trạng lạm dụng cũng như tình trạng không đảm bảo cho mọi HS cùng vươn lên tương đối đồng đều, do có sự phân hóa trình độ mà không có sự cá biệt hóa

- Thích hợp với một số nội dung dạy học nhất định, tốn nhiều thời gian và công sức

DHGQVĐ ở mức độ 3 có thể áp dụng cho các bài học như: Các bài học

về bài tập vật lý; Bài học theo dự án;…

Những mức độ khác nhau trọng DHGQVĐ có những ưu điểm và hạn chế riêng

Vì vậy, trong quá trình dạy học nhiều khi chúng được sử dụng kết hơp với nhau

1.1.8 Vai trò của GV và HS trong DHGQVĐ [12,92]

DHGQVĐ trong môn Vật lý là quá trình dạy học được GV tổ chức phỏng theo quá trình nhận thức sáng tạo Vật lý, trong đó HS đóng vai trò nhà nghiên cứu (trong các điều kiện của dạy học) có sự giúp đỡ, định hướng trực tiếp hoặc

gián tiếp của GV Có thể thấy vai trò, chức năng của GV và HS trong DHGQVĐ qua bảng 1.3

Bảng 1.3 Vai trò của GV và HS trong DHGQVĐ

Tạo tình huống có vấn đề

Tiếp nhận nhiệm vụ nghiên cứu (ý thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề, tin tưởng có thể giải quyết vấn đề)

Cung cấp các điều kiện đảm bảo

cho việc giải quyết vấn đề (định

hướng, trọng tài)

Sử dụng các phương pháp nhận thức giải quyết vấn đề: nêu giả thuyết, suy ra hệ quả logic, thực hiện thí nghiệm kiểm tra, đánh gía kết quả

Hợp thức hóa kiến thức Ghi nhận tri thức mới (bao gồm cả kỷ năng

mới, phương pháp mới)

Tạo tình huống vận dụng, trọng

tài đánh gía kết quả vận dụng

Vận dụng tri thức giải quyết vấn đề trong tình huống mới

1.2 Hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lý[14]

Hoạt động nhận thức của con người chỉ thực sự bắt đầu khi con người gặp phải mâu thuẫn: Một bên là trình độ hiểu biết đang có, bên kia là nhiệm vụ mới phải giải quyết một vấn đề mà những kiến thức, kỹ năng đã có không đủ Để giải quyết được nhiệm vụ nhận thức mới, khắc phục được mâu thuẫn trên thì phải xây dựng kiến thức mới, phương pháp mới, kỹ năng mới Như vậy hoạt động nhận thức của HS trong học tập thực chất là hoạt động giải quyết vấn đề nhận thức

1.2.1 Quy trình tổ chức tình huống có vấn đề trong dạy học vật lý [15,204]

Tổ chức tình huống có vấn đề thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS tự ý thức được vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu và hứng thú giải quyết vấn đề, biết được mình cần phải làm gì và sơ bộ xác định được mình làm như thế nào

Cần thiết kế mỗi bài học thành một chuỗi tình huống có vấn đề liên tiếp, được sắp đặt theo một trình tự hợp lý của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu, nhằm đưa HS từ chỗ chưa biết đến biết, từ chỗ biết không đầy đủ đến biết đầy

đủ và nâng cao dần năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Quy trình tổ chức tình huống có vấn đề trong lớp học có thể gồm các giai đoạn chính sau:

- Giáo viên mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà HS có thể cảm nhận được bằng kinh nghiệm thực tế, biểu diễn một thí nghiệm hoặc yêu cầu HS làm một thí nghiệm đơn giản để làm xuất hiện hiện tượng cần nghiên cứu

- Giáo viên yêu cầu HS mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tượng bằng chính lời lẽ của mình theo ngôn ngữ vật lý

- Giáo viên yêu cầu HS dự đoán sơ bộ hiện tượng xảy ra trong hoàn cảnh

đã mô tả hoặc giải thích hiện tượng quan sát được dựa trên những kiến thức và phương pháp đã có từ trước (giải quyết sơ bộ vấn đề)

- Giáo viên giúp HS phát hiện chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức, trong cách giải quyết vấn đề và đề xuất nhiệm vụ mới cần giải quyết (dưới dạng câu hỏi, nêu rõ những điều kiện đã cho và yêu cầu cần đạt được)

Như vậy, tình huống có vấn đề xuất hiện khi học sinh ý thức được rõ ràng nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết và sơ bộ nhận thấy mình có khả năng giải quyết vấn đề, nếu cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động

1.2.2 Các phương pháp hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề trong nhận thức vật lý

Căn cứ vào mức độ tự lực của HS và tính chất của tư duy HS trong quá trình giải quyết vấn đề có thể phân chia thành những phương pháp hướng dẫn HS giải quyết vấn đề như sau:

1.2.2.1 Phương pháp hướng dẫn HS tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết [15,205]

Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức đã biết có nghĩa là thoạt mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết, không thấy ngay mối liên hệ của nó với những cái đã biết, không thể áp dụng ngay một quy tắc, một định luật hay một cách làm đã biết mà cần phải tìm tòi bằng phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm

ra những dấu hiệu tương tự với cái đã biết Kiểu hướng dẫn này thường gặp khi

HS vận dụng kiến thức đã biết nhưng chưa có phương pháp, quy trình hữu hiệu

Có 3 trường hợp phổ biến sau đây:

* Hướng dẫn HS diễn đạt vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ vật lý

Nhiều khi ngôn ngữ chỉ sử dụng trong đời sống hằng ngày không giống như ngôn ngữ dùng trong các định luật, quy tắc đã biết

Ví dụ: Giải thích vì sao ngồi trên xe đang chạy hãm phanh đột ngột, người lại ngã về phía trước Mới nghe không thấy có định luật vật lý nào nói đến “xe đang chạy” “ngã” và “hãm phanh đột ngột”.Nếu phân tích kỹ ý nghĩa của cụm

từ này, HS sẽ nhận ra những dấu hiệu quen thuộc của quán tính : “Xe đang chạy” có nghĩa là người đang chuyển động cùng xe, “hãm phanh đột ngột” có nghĩa là xe dừng lại đột ngột, “người ngã về phía trước” có nghĩa là người tiếp tục chuyển động về phía trước so với xe Hiểu theo ngôn ngữ vật lý như thế, HS

sẽ giải thích được hiện tượng nhờ định luật quán tính

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

* Hướng dẫn học sinh phân chia quá trình diễn biến của hiện tượng thành nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn đó tuân theo một quy luật xác định đã biết

Ba kiểu hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết nêu trên có tác dụng rất tốt để chuẩn bị cho HS tìm tòi sáng tạo, vì trước khi sáng tạo ra cái mới thông thường người ta phải sử dụng tất cả những cái đã biết mà không thành công

1.2.2.2 Phương pháp hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần [15,209]

Kiểu hướng dẫn này thường được dùng khi nghiên cứu tài liệu mới, HS được giao nhiệm vụ phát hiện những tính chất mới, những mối liên hệ có tính

quy luật mà trước đây HS chưa biết hoặc biết chưa đầy đủ

Ở đây không thể hoàn toàn sử dụng những kiến thức đã biết, không có con đường suy luận logic để suy từ cái đã biết đến cái chưa biết, mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bước nhảy vọt trong nhận thức Trong tình huống này thì trực giác đóng vai trò quan trọng Việc rèn luyện trực giác khoa học cho HS là một điều khó khăn, GV không thể chỉ ra cho HS con đường đi đến trực giác mà tự

HS phải thực hiện nhiều lần để có kinh nghiệm, không ai làm thay được.Tuy nhiên GV có thể tạo điều kiện thuận lợi cho HS tập dượt những bước nhảy đó, bằng cách phân chia một bước nhảy vọt lớn trong khoa học thành những bước nhỏ nằm trong vùng phát triển gần của HS Sau khi được rèn luyện nhiều lần,

HS sẽ tích lũy được kinh nghiệm, có sự nhạy cảm phát hiện, đề xuất được giải pháp mới để vượt qua khó khăn

1.2.2.3 Phương pháp hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát [15,212]

Kiểu hướng dẫn này, GV chỉ hướng dẫn HS xây dựng phương hướng chung giải quyết vấn đề, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch

đó do HS tự làm Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi HS không những tự lực cao mà còn phải có vốn kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vững vàng và có một số kinh nghiệm hoạt động sáng tạo Kiểu hướng dẫn này dùng cho HS khá và giỏi

1.3 DHGQVĐ trong các loại bài học Vật lý[18]

1.3.1 DHGQVĐ trong bài học xây dựng kiến thức mới

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

“Vấn đề” trong bài học xây dựng tri thức mới chính là nội dung tri thức mới Câu hỏi nhận thức phải đặt ra sao cho câu trả lời là nội dung tri thức mới;

Vì vậy tình huống có vấn đề phải là tình huống được tổ chức sao cho HS đặt trước một nhiệm vụ nhận thức mà nếu chỉ bằng tri thức và kinh nghiệm sẵn có

HS không thể trả lời được

Có thể sử dụng các loại tình huống có vấn đề mà lý luận dạy học đã nêu ra như: Tình huống bất ngờ, tình huống xung đột, tình huống lựa chọn, tình huống bác bỏ,… Bằng các phương tiện dạy học như: Bài tập vật lý, thí nghiệm vật lý, chuyện kêt vật lý, các thí dụ sinh động, hấp dẫn, lý thú về ứng dụng Vật lý trong đời sống, kỹ thuật, sản xuất…được trình bày một cách tự nhiên để HS dùng vốn tri thức kỹ năng của mình xem xét giải quyết, và công việc đã làm xuất hiện lỗ hổng mà HS không vượt qua được, lỗ hổng đó chính là nội dung tri thức mới

HS muốn giải quyết vấn đề bởi câu hỏi nhận thức đặt ra thú vị ở ý nghĩa thiết thực, ở hiện tượng gần gũi quen thuộc tưởng chừng như đã hiểu rõ mà trước đó không chú ý…HS chấp nhận giải quyết vấn đề để tìm ra câu trả lời mà GV đặt

ra Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề kết thúc (cũng là kết thúc pha chuyển giao nhiệm vụ nhận thức)

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

Giai đoạn giải quyết vấn đề bao gồm một chuỗi các tình huống học tập, mỗi tình huống bao gồm các hành động kế tiếp sau: Gỉa thuyết hệ quả

logicthí nghiệm kiểm tra kết luận; Nội dung của kết luận chính là nội dung

của kiến thức mới mà bài học phải đưa lại cho HS GV khi thiết kế bài học cần

phải sắp đặt cấu tạo lại nội dung bài học cho phù hợp với tinh thần DHGQVĐ sao cho mỗi đơn vị kiến thức cơ bản là kết luận của một chu kỳ trên Kết thúc giai đoạn giải quyết vấn đề HS tự tìm ra tri thức mới có thể trả lời cho câu hỏi đã đặt ra ở giai đoạn đặt vấn đề

Giai đoạn 3: Giai đoạn củng cố, vận dụng tri thức (Tranh luận, thể chế hóa; Vận dụng tri thức mới)

GV thể chế hóa kiến thức, thông báo cho HS rằng những kết luận thu được chính là nội dung của một khái niệm, định luật hoặc một lý thuyết nào đó của vật lý học

Giai đoạn vận dụng tri thức mới: Kiến thức mới thu được có ý nghĩa gì, được ứng dụng như thế nào trong khoa học, trong kỹ thuật, trong đời sống? Các tình huống mới được đặt ra để HS vận dụng tri thức vừa thu nhận giải quyết vấn đề

1.3.2 DHGQVĐ trong bài học thực hành thí nghiệm Vật lý

1.3.2.1 Đặc điểm của bài học thực hành thí nghiệm Vật lý

Theo tinh thần của DHGQVĐ, bài học thực hành thí nghiệm Vật lý không chỉ dừng lại ở mục tiêu là củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm mà còn vươn tới mục tiêu cao hơn là bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo Vì vậy cần thiết phải biến một số bài thí nghiệm thực hành truyền thống thành bài tập vấn đề

1.3.2.2 Cấu trúc của bài học thực hành thí nghiệmVật lý theo định hướng DHGQVĐ

Cấu trúc của bài học thực hành thí nghiệm Vật lý theo định hướng DHGQVĐ bao gồm các giai đoạn:

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

Mỗi bài thí nghiệm thực hành là một vấn đề học tập (nhiệm vụ nhận thức)

mà HS phải giải quyết vừa bằng tư duy lý thuyết vừa bằng tư duy thực nghiệm

“Vấn đề” trong bài học thực hành thí nghiệm Vật lý là việc biến bài học thực hành có hướng dẫn chi tiết trong SGK thành bài tập thí nghiệm

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

Khác với thí nghiệm thực hành thông thường trong tài liệu hướng dẫn chi tiết các thao tác thí nghiệm, học sinh không cần phải xây dựng phương án thí

nghiệm và phương án xử lý số liệu thí nghiệm Ở các thí nghiệm này phương án thí nghiệm không cho sẵn mà chỉ đưa ra nhiệm vụ kèm điều kiện về dụng cụ thí nghiệm Cái mới của DHGQVĐ ở đây là phương pháp giải quyết vấn đề, phương pháp suy luận trong sự vận dụng tổng hợp các phương pháp nhận thức khoa học Kết quả HS không những có phương pháp, kỹ năng giải quyết một nhiệm vụ cụ thể được giao, củng cố các kiến thức liên quan trực tiếp mà còn bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo để giải quyết vấn đề trên nhiều phương diện

Giai đoạn 3: Củng cố vận dụng tri thức

Trong giai đoạn này có thể giao cho HS làm lại thí nghiệm hoặc làm một thí nghiệm mới có liên quan đến thí nghiệm đã làm với các dụng cụ thí nghiệm

có sẵn trong nhà trường, với các thiết bị có thể tìm thấy trên thị trường hoặc ngay chính những dụng cụ có sẵn ở nhà của HS Như vậy HS được rèn luyện thêm khả năng tự chế tạo các dụng cụ thí nghiệm Vật lý, giúp họ củng cố thêm

sự say mê đối với khoa học, năng động và sáng tạo trong khoa học

1.3.2.3 Hoạt động của GV và HS trong bài thực hành thí nghiệm Vật lý theo quan điểm DHGQVĐ[19,30]

Theo quan điểm DHGQVĐ thì hoạt động của GV và HS trong bài thực hành Vật lý được thể hiện bảng 1.4

Bảng 1.4 Hoạt động của GV và HS trong bài thực hành thí nghiệm

Định hướng khái quát chương train

hóa bằng hệ thống câu hỏi để HS giải

quyết vấn đề theo tiến train của nhận

- Hiện thực hóa phương án thí nghiệm

- Đánh giá kết quả Báo cáo thí nghiệm

1.3.3 DHGQVĐ trong bài học bài tập Vật lý [18]

Mỗi bài tập Vật lý được biến thành vấn đề nhận thức có ý nghĩa thiết thực đối với HS Giải bài tập vấn đề không chỉ yêu cầu HS năng lực vận dụng kiến

thức tổng hợp trong chương hay trong phần đó mà còn thu nhận được kiến thức mới, kỹ năng mới, phương pháp mới

1.3.3.1 Đặc điểm của bài tập vấn đề

- Theo Razumôpxki: Bài tập vấn đề hay bài tập sáng tạo là bài tập mà Angoorrit giải nó là mới đối với HS Thực chất của bài tập vấn đề là ở chỗ cái mới xuất hiện chính trong tiến trình giải Trong bài tập vấn đề các yêu cầu của bài tập sẽ được giải quyết trên cơ sở những kiến thức về các định luật vật lý nhưng trong đó không cho một cách tường minh hiện tượng nào, định luật vật lý nào cần phải sử dụng để giải, trong đề bài không có các dữ kiện mà chính nó là những gợi ý trực tiếp hoặc gián tiếp ý tưởng giải, đó là lý do bài tập trở thành

bài tập sáng tạo tức là biến nó thành vấn đề

- Đề bài có thể cho những dữ kiện không đầy đủ hoặc một vài dữ kiện không cần thiết cho việc giải bài toán.Tương tự trong khoa học có hai dạng sáng tạo khác nhau là phát minh và sáng chế; Trong dạy học, bài tập sáng tạo về vật

lý có thể chia thành hai dạng: Nghiên cứu (trả lời câu hỏi tại sao) và thiết kế (trả lời câu hỏi như thế nào)

- Bài tập vấn đề có thể là bài tập định tính, định lượng hoặc bài tập thí nghiệm, một số nhiệm vụ nghiên cứu ở phòng thí nghiệm và một số bài tập lớn trong thực tiễn Vật lý

- Bài tập vấn đề do chỗ chứa đựng yếu tố mới mẻ (mới về phương pháp giải, mới về nôi dung vật lý nhận được từ kết quả của bài toán) nên có khả năng huy động tư duy sáng tạo tiềm ẩn trong HS “vấn đề” (câu hỏi) của bài toán được HS chấp nhận và giải quyết theo tiến trình khái quát tương tự như nhà Vật lý giải quyết vấn đề của khoa học; Vì có yếu tố mới nên không có con đường vạch sẵn một cách chi tiết, đối với HS chỉ có con đường đi theo định hướng khái quát của GV

1.3.3.2 Sự tương tự giữa giải bài tập vấn đề của HS và nghiên cứu khoa học của nhà Vật lý

Từ đặc điểm vừa nói ở trên ta thấy giữa việc giải bài tập vấn đề của HS và hoạt động nghiên cứu khoa học của nhà Vật lý có sự tương tự nhau, có thể thấy

rõ điều đó qua bảng sau:

Bảng 1.5 Sự tương tự giữa giải bài tập của HS và nghiên cứu khoa học của nhà

Vật lý

Nhà vật lý học Học sinh giải bài tập vấn đề

Tự ý thức vấn đề nghiên cứu, xác

định phạm vi, đối tượng nghiên cứu

Nhận nhiệm vụ nghiên cứu được GV giao cho (hiểu yêu cầu và dữ kiện bài toán) Nêu giả thuyết nghiên cứu Lập phương án giải

Chứng minh hoặc bác bỏ giả thuyết

- Bằng suy luận lý thuyết

- Bằng thực nghiệm

Phân tích đối chiếu, đánh giá kết quả

nghiên cứu

Hiện thực hóa phương án giải

- Tính toán suy luận lý thuyết

- Tìm ẩn số bằng thí nghiệm Vật lý Phân tích kết quả giải

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

Dạy học giải quyết vấn đề có mục đích khắc phục tính tái hiện về tư duy của dạy học truyền thống, tăng cường tính sáng tạo của tư duy, đặt HS vào vị trí nhà Vật lý học, bằng hoạt động học tập tiếp cận với phương pháp khoa học giải quyết vấn đề Vì vậy trong việc dạy học bài tập vật lý cần sử dụng các bài tập vấn đề

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

DHGQVĐ là một hướng dạy học nhằm hiện thực hóa chiến lược dạy học tập trung vào người học; DHGQVĐ có khả năng “thâm nhập” vào hầu hết các PPDH, phát huy những ưu điểm và khắc phục những hạn chế nhằm làm cho các PPDH trở nên tích cực hơn

Trong chương một đã trình bày những cơ sở khoa học của đề tài: Một số quan điểm của DHGQVĐ, các đặc điểm, cấu trúc, phương pháp vận dụng DHGQVĐ trong các loại bài học

Tuy nhiên để sử dụng DHGQVĐ có hiệu quả thì người GV cần phải kết hợp tốt các thiết bị dạy học, vận dụng linh hoạt các kiểu tình huống có vấn đề hay các mức độ vào quá trình dạy học để đạt hiệu quả cao nhất

Trên cơ sở đó, trong chương 2 chúng tôi vận dụng lý thuyết trên để xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức cụ thể trong chương “Các định luật bảo toàn” SGK vật lý 10 chương trình chuẩn theo định hướng dạy học giải quyết vấn

đề

CHƯƠNG 2 VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO CHƯƠNG

“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”, VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN

2.1 Vai trò các định luật bảo toàn trong chương trình vật lý phổ thông

Các định luật bảo toàn là “hòn đá thử vàng” của bất kỳ thuyết Vật lý nào Sự thống nhất giữa thuyết đó với các định luật bảo toàn là những bằng chứng tin cậy cho sự đúng đắn của nó Như vậy, các định luật bảo toàn có vai trò rất to lớn là cơ

sở của những tính toán quan trọng trong vật lý thực nghiệm và trong kỹ thuật

Về mặt nội dung: Các định luật bảo toàn đã khám phá ra những quy luật

rất tổng quát của tự nhiên, áp dụng cho mọi hệ kín từ vĩ mô như vật xung quanh

ta, các thiên thể…đến vi mô như nguyên tử, hạt nhân Chúng đúng cho mọi hiện tượng Vật lý và đúng cho mọi hiện tượng vô sinh, hữu sinh Do đó chúng đã làm cho hệ thống tri thức Vật lý trở nên phong phú lạ thường

Về mặt phương pháp: Các định luật bảo toàn đã cung cấp cho Vật lý học

một phương pháp nghiên cứu mới (ngoài phương pháp động lực học mà HS đã quen biết) Đó là phương pháp năng lượng hay còn gọi là phương pháp bảo toàn Khi khảo sát hiện tượng bằng phương pháp này, ta không cần biết đến các lực tác dụng vào vật, như khi dùng các định luật Niutơn trong phương pháp động lực học

Về mặt giáo dục: Các định luật bảo toàn góp phần giáo dục kỹ thuật tổng

hợp thông qua việc học các ứng dụng của các định luật và công thức vào kỹ thuật: Động cơ phản lực, hộp số, hiệu suất của máy, bộ chế hòa khí,…Như vậy, các định luật bảo toàn có tác dụng rất to lớn trong việc giáo dục thế giới quan duy việc biện chứng cho HS Đó là một cơ hội tốt để hình thành cho HS những quan niệm cơ bản về thế giới tự nhiên, cũng như những nét nhân sinh quan quan trọng của người lao động

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” theo chuẩn kiến thức kỹ năng

2.2.1 Về kiến thức

Trong chương này HS được học những quy luật quan trọng nhất của cơ học, đó là các định luật bảo toàn Để nghiên cứu các định luật bảo toàn, HS được

học thêm nhiều khái niệm mới và được bổ sung những kiến thức sâu hơn, định

lượng hơn so với chương trình THCS Cụ thể HS sẽ:

- Phát biểu và viết biểu thức của các khái niệm: Động lượng, công, công suất, năng lượng, động năng, thế năng, cơ năng

- Phát biểu được mối quan hệ giữa công, động năng, thế năng

- Phát biểu và viết biểu thức của các định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn cơ năng

2.2.2 Về kỹ năng

Chương này là chương cuối của phần cơ học vật lý lớp 10 nên sử dụng các kiến thức đã học ở các chương trước Do đó đây sẽ là dịp để củng cố những hiểu biết của HS và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức Cụ thể HS sẽ:

- Vận dụng được các định luật bảo toàn vào việc giải thích một số hiện tượng

- Vận dụng các định luật bảo toàn vào việc giải các bài tập liên quan

2.3 Đặc điểm của chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 chương trình chuẩn

2.3.1 Vị trí

Chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 chương trình chuẩn được xếp vào chương cuối của phần cơ học sau khi HS đã được học các chương động học chất điểm, động lực học chất điểm, cân bằng và chuyển động của vật rắn Đây là dịp củng cố hiểu biết rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng kiến thức của HS Bởi

HS được học thêm nhiều khái niệm mới và được bổ sung những kiến thức sâu hơn, định lượng hơn so với chương trình cơ học,Vật lý lớp 8 mà các em đã được học Như vậy, Chương “Các định luật bảo toàn” có sự kế tiếp, nâng cao chương trình cơ học đã được học ở THCS

Sự sắp xếp đó rất hợp lý, thuận lợi cho GV và HS, đồng thời nó là nền tảng để HS tiếp bước phần cơ học lớp 12 Sự sắp xếp này có tính kế thừa, phù hợp với logic nội dung của chương trình Do đó, chương “Các định luật bảo toàn” có vị trí vô cùng quan trọng trong chương trình Vật lý 10 nói riêng và chương trình Vật lý phổ thông nói chung

2.3.2 Phân phối chương trình chương “Các định luật bảo toàn”, Vật lý 10 chương trình chuẩn

Bảng 2.1 Bảng phân phối chương trình chương “Các định luật bảo toàn”,

Vật lý 10 chương trình chuẩn

Động lượng Định luật bảo toàn động lượng 2

2.3.3 Chuẩn kiến thức và kỹ năng cần đạt của các bài học trong chương

“Các định luật bảo toàn”, Vật lý 10 chương trình chuẩn

Bảng 2.2 Bảng hệ thống nội dung chuẩn kiến thức và kỹ năng cần của các bài học trong chương “Các định luật bảo toàn”, Vật lý 10 chương trình chuẩn

- Nêu được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực

- Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng để giải được các bài tập đối với hai vật va chạm mềm

- Viết được công thức tính công, công suất và các công thức liên quan

-Viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật

học

- Giải được bài toán xác định vận tốc của các vật trong hệ bằng định luật bảo toàn động lượng

Bài 25 Động năng Phát biểu được định nghĩa và

viết được công thức tính động năng Nêu được đơn vị đo động năng

Vận dụng công thức tính động năng, độ biến thiên động năng để giải một số bài tập đơn giản

Bài 26 Thế năng - Phát biểu được định nghĩa thế

năng trọng trường của một vật

và viết được công thức tính thế năng trong trường hợp này

Nêu được đơn vị đo thế năng

- Viết được công thức tính thế năng đàn hồi

- Vận dụng công thức tính thế năng trọng trường, độ biến thiên thế năng, thế năng đàn hồi để giải một

số bài tập

Bài 27 Cơ năng - Phát biểu được định nghĩa cơ

năng và viết được biểu thức của cơ năng

- Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của định luật này

- Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải được bài toán chuyển động của một vật

Bài tập - Phát biểu định nghĩa và viết

công thức tính động năng, thế năng, cơ năng, công, công suất

- Viết được công thức liên hệ giữa công của trọng lực và độ biến thiên thế năng; công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng

- Viết được định luật bảo toàn

cơ năng

- Giải được một số bài tập liên quan đến biến thiên thế năng

- Vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng để giải bài toán chuyển động của một vật