Phát huy tính tích cực học tập của học sinh thông qua dạy học giải quyết vấn đề chương động lực học chất điểm vật lí 10 theo chương trình chuẩn

Một cuộc cách mạng trong dạy học đó là dạy học lấy học sinh làm trung tâm, người học phải tích cực, tự lực trong quá trình học, tự tìm kiếm kiến thức có sự hưỡng dẫn của giáo viên để có

2

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Đại học Vinh, ngoài sự

nỗ lực của bản thân tôi luôn nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của gia đình, bạn bè, người thân, các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới

thầy giáo, TS Nguyễn Đình Thước - người đã tận tình hưỡng dẫn,

chỉ bảo tôi trong suốt quá trình triển khai và hoàn thiện luận văn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những người thân yêu trong gia đình đã quan tâm, động viên, tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như nghiên cứu

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Vật lí – huyên nghành Vật lí t bộ môn vật lí, cơ s đào tạo sau đại học Trường đại học Vinh đã tạo điều kiện cho tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban giám đốc, các bạn đồng nghiệp tại đơn vị hiện tôi đang công tác - Trung tâm G TX Đô ương

đã tạo điều kiện cho tôi trong thời gian thực nghiệm sư phạm và hoàn thiện luận văn

3

Chúng ta đang sống trong một xã hội hiện đại, một nền kinh tế hội nhập, nền giáo dục dang đứng truớc những thách thức to lớn

Với mục tiêu giáo dục phổ thông là: “Giúp học sinh phát triển toàn diện

về đạo đức, trí tuệ, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động sáng tạo, hình thành con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động tham gia và bảo vệ tổ quốc” ; Chương trình giáo dục phổ thông ban hành kèm theo quyết định số 16/ 2006/ QĐ- BGD ĐT ngày 5/5/2006 của bộ trưởng bộ giáo dục đào tạo cũng đã nêu :

“ Phải phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc trưng môn học, đặc điểm đồi tượng học sinh, điều kiện của của từng lớp học, bồi dưỡng học sinh phương pháp tự học, khả năng hợp tác, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú và trách nhiệm học tập của học sinh’’

Chính vì thế, đổi mới phương pháp dạy học nhằm nâng cao hiệu quả dạy học là vấn đề hết sức cần thiết

Muốn nâng cao hiệu quả dạy học cần phải khai thác những mặt mạnh của phương pháp dạy học truyền thống và vận dụng những phương pháp dạy học tích cực nhằm rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Một cuộc cách mạng trong dạy học đó là dạy học lấy học sinh làm trung tâm, người học phải tích cực, tự lực trong quá trình học, tự tìm kiếm kiến thức có sự hưỡng dẫn của giáo viên để có thể tự học, tự nghiên cứu, tự giải quyết vấn đề thực tiễn của cuộc sống khi rời ghế nhà trường

Vì những lí do trên chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu: Phát huy tính tích cực học tập của học sinh thông qua dạy học giải quyết vấn đề chương “ Động lực học chất điểm’’- Vật lí 10 THPT

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

4

Phát huy tính tích cực học tập của học sinh theo định hướng dạy học GQVĐ thông qua nội dung chương “ Động lực học chất điểm’’ nhằm nâng cao chất lượng dạy học

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Lí thuyết dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh và dạy học theo định hướng GQVĐ

- Học sinh lớp 10 THPT

3.2 Phạm vi nghiên cứu:

- Nội dung kiến thức chương “ Động lực học chất điểm”- Vật lí 10 - theo chương trình chuẩn

- Dạy học tích cực theo định hướng GQVĐ trong bộ môn vật lí

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC:

Nếu phát huy tốt tính tích cực hoạt động của học sinh thông qua dạy học GQVĐ nội dung chương “ Động lực học chất điểm’’ sẽ góp phần nâng cao

hiệu quả dạy học vật lí cho học sinh THPT

5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU:

- Nghiên cứu lí thuyết tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí

- Tìm hiểu lí luận về dạy học GQVĐ

- Nghiên cứu điều kiện vận dụng dạy học GQVĐ vào một số bài học chương “ động lực học chất điểm’’ nhằm phát huy tính tích cực học tập của học sinh

- Tìm hiểu thực trạng nhận thức và vận dụng các phương pháp dạy học

ở một số trường THPH

- Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học thuộc chương “ Động lực học chất điểm”

5

- Thực nghiệm sư phạm Đánh giá kết quả nghiên cứu

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận: Đọc tài liệu liên quan từ sách, báo, mạng Intenet

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Tiến hành thiết kế giáo án, thực hiện giảng dạy giáo án trên ở trường phổ thông, thăm dò, lấy ý kiến từ giáo viên, học sinh để đánh giá lí luận đã nêu

6.3 Phương pháp thống kê toán học

7 CẤU TRÚC LUẬN VĂN:

Mở đầu

Nội dung

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2: Tiến trình dạy học chương “ Động lực học chất điểm” theo định hướng dạy học GQVĐ

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Kết luận

Phụ lục

8 ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN

Luận văn đã làm sáng tỏ cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

Đã xây dựng được 3 bài tập theo tinh thần dạy học GQVĐ, thiết kế được

3 tiến trình dạy học theo định hướng dạy học GQVĐ Các tiến trình này đã được tiến hành thực nghiệm sư phạm khẳng định tính khả thi của đề tài trong nhà trường phổ thông Việt Nam hiện nay

NỘI DUNG

Chương1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Khái niệm về tính tích cực học tập của học sinh

6

Vấn đề tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh đã được các nhà

sư phạm trên thế giới đề cập từ giữa những năm của thế kỉ XX, nhưng cho đến những năm gần đây cùng với phong trào đổi mới PPDH, Vấn đề này mới được quan tâm đúng mức trong nhà trường Việt Nam Mới đây bộ giáo dục ban hành chủ trương xây dựng: “ trường học thân thiện học sinh tích cực” Vậy tính tích cực là gì?

Theo I.F Kharlamốp15,43: “ Tích cực là trạng thái hoạt động của chủ thể, nghĩa là của người hành động Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động của học sinh đặc trưng bởi khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức”

Cũng có thể nói tích cực là một nét của tính cách, được thể hiện qua hành động, thái độ hăng hái của chủ thể khi thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được mục đích cuối cùng và qua đó bản thân chủ thể có một bước chuyển mình

1.1.1 Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình dạy học

Tích cực hoá hoạt động học tập là sự phát triển ở mức độ cao hơn trong

tư duy đòi hỏi một quá trình hoạt động bên trong hết sức căng thẳng với một nghị lực cao của bản thân nhằm đạt được mục đích là giải quyết vấn đề cụ thể nêu ra

Nghiên cứu về bản chất của sự học tập I.F Kharlamốp cho rằng: Bản chất của sự học tập được xem như quá trình nắm vững kiến thức,kĩ năng và kĩ xảo19,11

Theo định nghĩa triết học: “ Kiến thức- P.V Kopnin đã viết- đó là tổ hợp những tư tưởng của con người diễn tả sự nắm vững đối tượng về mặt lí thuyết’’ ( P.V Kopnin – Phép biện chứng logic học, khoa học 1973 tr 194)

7

Theo định nghĩa giáo dục học: Kiến thức là sự thông hiểu và lưu trữ trong trí nhớ những sự kiện cơ bản của khoa học và những quy tắc kết luận và quy luật xuất xứ từ những sự kiện ấy.(Những vấn đề triết học, 1974 số 4 Tr 52)

Theo định nghĩa của sinh lí học, kiến thức là một dạng nhất định của mỗi liên hệ tạm thời, được tạo nên trên vỏ các bán cầu đại não do ảnh huởng của những kích thích bên ngoài và hoạt động tư duy tích cực của chủ thể đang nhận thức

Như vậy mỗi định nghĩa trong số các định nghĩa đã nêu về bản chất của kiến thức đều vạch ra cho thấy một mặt nào đó của nó Nhưng cả định nghĩa triết học, giáo dục học, sinh lí học định nghĩa nào cũng có ý nghĩa lớn đối với việc phát hiện ra những quy luật của sự học tập coi như quá trình hoạt động nhận thức

- Kỹ năng là năng lực học sinh có thể hoàn thành những hành động nào

đó gắn liền với áp dụng kiến thức vào thực tiễn

- Kỹ xảo được coi là kỹ năng thành thạo, đã đạt tới mức tự động hoá và đặc trưng bởi một trình độ hoàn hảo nhất định

Bàn về mỗi quan hệ giữa hoạt động nhận thức và sự học tập, P.M Erđơniep nói: “ Sự học tập là trường hợp riêng của sự nhận thức, một sự nhận thức đã được dễ dàng đi và được thực hiện dưới sự chỉ đạo của giáo viên”

Khi sinh thời, X.L Rubinxten cũng đã viết về một số quan điểm giống nhau giữa sự học tập và nhận thức khoa học, ông nhận xét rằng: Mỗi con người đều tự khám phá thế giới cho mình bằng cách này hay bằng cách khác

“Khi nói rằng con người, với tư cách là một cá thể không khám phá mà chỉ lĩnh hội những kiến thức do nhân loại đã dành được, thì dĩ nhiên điều đó chỉ

có nghĩa là anh ta không khám phá những kiến thức đó cho nhân loại thôi, nhưng dẫu sao anh ta cũng phải khám phá cho bản than mình dù chỉ là “ Khám phá lại” Con người chỉ thực sự nắm vững cái mà chính bản thân dành

8

được bằng lao động của mình” Học sinh không bao giờ nắm vững thật sự kiến thức nếu người ta đem đến cho các em dưới dạng đã “chuẩn bị sẵn”

Tất cả vấn đề là ở chỗ quá trình nắm vững kiến thức, ở một mức độ nhất định đòi hỏi “khôi phục lại” những thao tác tư duy mà nhà bác học đã thực hiện trong quá trình nhận thức những hiện tượng mới nhưng được xử lí công phu hơn và rút gọn hơn Và sự chỉ đạo của nhà giáo dục ở đây vừa có mục đích làm dễ dàng quá trình đó, vừa để tổ chức hợp lí hơn sự tìm tòi dành lấy chân lí và do đó mà thúc đẩy nhanh sự nhận thức Học sinh phải vượt ra khỏi giới hạn của những kiến thức mà các em đã có trải qua những tình huống khó khăn về nhận thức đụng chạm với những hiện tượng phán đoán nghịch lí, vạch ra được những dấu hiệu bản chất hơn và thứ yếu của các hiện tượng bằng đối chiếu Người giáo viên chỉ tạo nên những điều kiện cần thiết để kích thích hoạt động nhận thức của học sinh còn việc nắm vững kiến thức thì diễn

ra tuỳ theo mức độ biểu lộ tính tích cực trí tuệ và lòng ham hiểu biết của mỗi

em và dĩ nhiên phải kể đến năng khiếu trí tuệ nữa.15,18

Trong những năm gần đây, việc đổi mới PPDH đã được đề cập rất nhiều, song việc thực hiện nó cũng gặp không ít khó khăn, nhiều giáo viên cũng còn đang rất lúng túng khi thực hiện vấn đề này Vậy mục tiêu của việc đổi mới là gì? Đó là câu hỏi mà mỗi GV phải trăn trở suy nghĩ để thực hiện tốt vai trò của mình

Khi nói tới phương pháp tích cực thực tế là nói tới một nhóm các phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh Cơ sở của phương pháp là lí luận trong dạy học cần kích thích sự hứng thú trong học tập cho học sinh Để làm điều đó người GV phải lựa chọn, tìm tòi những phương pháp dạy học phù hợp với nội dung bài học, đặc điểm đối tượng, điều kiện vật chất và đây là một hoạt động sáng tạo của người thầy trong hoạt động dạy Phương pháp dạy học theo hướng tích cực thể hiện được sự phản ánh quá

9

trình hoạt động nhận thức của học sinh nhằm đạt được mục đích đề ra trong

đó giáo viên tổ chức cho học sinh hoạt động theo hướng tích cực giúp học sinh tự giác tiếp nhận kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo nhằm đạt được mục đích đề

ra với kết quả cao

Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh là một trong những nhiệm vụ của thầy giáo trong nhà trường và cũng là một trong những biện pháp nâng cao chất lượng dạy học Tuy không phải là vấn đề mới nhưng trong

xu hướng đổi mới dạy học hiện nay thì việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh là một vấn đề đựơc đặc biệt quan tâm Nhiều nhà vật lí học trên thế giới đang hướng tới việc tìm kiếm con đường tối ưu nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh, nhiều công trình luận án tiến sĩ cũng đã và đang đề cập đến vấn đề này Tất cả đều hướng tới việc thay đổi vai trò của người dạy và người học nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học để đáp ứng yêu cầu dạy học trong giai đoạn phát triển mới Trong đó học sinh đóng vai trò là người thu nhận thông tin sang vai trò chủ động, tích cực, tham gia tìm kiếm kiến thức Còn thầy giáo chuyển từ người truyền thông tin sang vai trò người tổ chức, hướng dẫn, giúp đỡ để học sinh tự mình tìm kiếm kiến thức mới

Quá trình tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh sẽ góp phần làm cho mỗi quan hệ giữa dạy và học, giữa thầy và trò, ngày càng gắn bó và hiệu quả hơn Tích cực hoá vừa là biện pháp thực hiện nhiệm vụ dạy học, đồng thời góp phần rèn luyện cho học sinh những phẩm chất của người lao động mới: tự chủ, năng động, sáng tạo Đó là một trong những mục tiêu mà nhà trường phải hướng tới

1.1.2 Các biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí

10

Vật lí học là bộ môn khoa học thực nghiệm, để tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh đòi hỏi người giáo viên vật lí ngoài việc nắm vững các con đường, cách thức chung còn cần phải hiểu được đặc trưng bộ môn mình dạy.Có thể phân ra các biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh như sau:

- Tạo ra và duy trì không khí học tập của học sinh

Đây là vấn đề hết sức nhạy cảm và cần thiết bởi chúng ta chỉ có thể tích cực hoá khi các em có động cơ và hứng thú học tập Do vậy bằng nghệ thuật sư phạm của mình người giáo viên cần phải tạo ra được môi trường thuận lợi và điều kiện tốt nhất để học sinh có lòng tự tin, say mê, hứng thú trong việc học tập, rèn luyện và phát triển

- Tạo thế năng tâm lí kích thích tính tích cực của học sinh

Việc tạo ra không khí học tập cho học sinh đã khó, việc duy trì lại càng khó khăn hơn Để tạo ra không khí học tập cho học sinh, người giáo viên phải nắm được những kiến thức nào các em đã biết, những kiến thức nào các em

có thể tự lực chiếm lĩnh được chỉ cần những gợi ý nhỏ của giáo viên Giáo viên đóng vai trò là người tạo ra những nấc thang để các em đi từ chỗ chưa biết đến biết, từ biết ít đế biết nhiều, từ chưa hiểu bản chất đến hiểu bản chất Tài năng sư phạm của giáo viên thể hiện chính ở việc tạo ra thế năng tâm lí cho học sinh, làm cho học sinh luôn được đặt vào tình huống có vấn đề và mong muốn giải quyết được vấn đề đó Mỗi tình huống có vấn đề là một bài tập nhận thức mà học sinh cần giải quyết, có thể hiểu theo sơ đồ sau:

Việc làm đó xuyên suốt cả giờ học thì mới duy trì được không khí hăng say học tập của học sinh Khi giải quyết xong vấn đề học sinh càng khẳng

Sơ đồ 1

Hoạt động nhận thức

11

định được năng lực của bản thân mình và cảm thấy tăng thêm lòng tự tin trong học tập

- Lựa chọn phối hợp tốt các phương pháp, phương tiện dạy học

Lí luận và thực tiễn dạy học cho thấy, không có một PPDH độc tôn nào

có thể tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh Tuỳ thuộc vào từng phần, từng chương, từng nội dung bài học mà người giáo viên cần phải lựa chọn, phối hợp tốt các phương pháp dạy học cho phù hợp với đặc trưng bộ môn, đối tượng học sinh Các phương pháp nhằm phát huy tính tích cực của học sinh có thể kể đến: Dạy học giải quyết vấn đề, dạy học dự án, phương pháp thí nghiệm tưởng tượng, phương pháp thực nghiệm …

Trong việc dạy học của mình người giáo viên phải hết sức linh hoạt trong từng điều kiện hoàn cảnh cụ thể, trao đối kinh nghiệm với đồng nghiệp, tìm kiếm thông tin trên mạng intenet, bồi dưỡng kĩ năng ứng dụng công nghệ thông tin… có như vậy mới phát huy và duy trì được không khí học tập sôi nổi của học sinh Phát huy tối đa khả năng tiềm ẩn của học sinh, phải làm sao

để học sinh càng học càng cảm thấy hấp dẫn, luôn mong muốn đón chờ môn học

- Khai thác thí nghiệm vật lí nhằm phát huy tính tích cực của học sinh

Thí nghiệm vật lí đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc tăng thêm tính trực quan sinh động cho bài học, tạo niềm tin khoa học và gây hứng thú học tập cho học sinh

Thí nghiệm vật lý có tác dụng rất to lớn trong việc phát triển năng lực và nhận thức khoa học cho học sinh, đồng thời giúp cho họ quen dần với phương pháp nghiên cứu khoa học Vì qua đó, học sinh sẽ học được cách quan sát các hiện tượng, cách đo đạc qua các thí nghiệm nhằm rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì trong nghiên cứu khoa học Đây là điều rất cần cho việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp, chuẩn bị cho học sinh tham quan thực tế Do được tận mắt

12

quan sát sự vận động của các hiện tượng, tự tay tiến hành lắp ráp, đo đạc các thí nghiệm nên các em đã quen dần với các dụng cụ trong đời sống

Trong dạy học cũng như trong nghiên cứu khoa học, thí nghiệm vật lý

có tác dụng rất lớn trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức Thí nghiệm vật lý, với tính chất là một phương pháp dạy học vật lý, thí nghiệm vật lý được thực hiện ở trường phổ thông bằng những biện pháp khác nhau Giáo viên trình bày thí nghiệm nhằm đề xuất vấn đề nghiên cứu để vào bài mới, khảo sát hay minh hoạ một định luật, một quy tắc vật lý nào đó Học sinh tự tay làm các thí nghiệm để tìm hiểu hiện tượng, dụng cụ thiết bị, đào sâu, ôn tập, củng cố kiến thức đã học

Hiện nay trong phong trào đổi mới dạy học vấn đề đồ dùng dạy học cũng đã và đang được quan tâm đúng mức Các trường từng bước trang bị đồ dùng dạy học để phục vụ việc dạy học ngày một tốt hơn Bên cạnh đó trong đội ngũ giáo viên cũng còn cần phải tích cực tự làm các thiết bị thí nghiệm đơn giản, tố chức hưỡng dẫn học sinh tự làm thí nghiệm; việc làm đó càng tạo niềm tin cho học sinh, càng tạo điều kiện cho học sinh gắn lí thuyết với thực tiễn

- Từng bước đổi mới trong kiểm tra đánh giá học sinh

Có nhiều cách để tiến hành kiểm tra đánh giá nhưng phải làm sao để kết quả học tập của học sinh thể hiện rõ tính toàn diện, thống nhất, hệ thống

và khoa học Kiểm tra đánh giá có một ý nghĩa xã hội to lớn, nó gắn với nghề nghiệp, lương tâm, ý chí, tình cảm, tư cách đạo đức và uy tín của người giáo viên Việc kiểm tra đánh giá ở các trường phổ thông hiện nay chưa có một tiêu chuẩn thống nhất để đánh giá chất lượng tri thức từng môn học một cách khoa học Quá trình đánh giá còn đơn giản, phương pháp và hình thức đánh giá còn tuỳ tiện và toàn bộ việc đánh giá của giáo viên chỉ quy về điểm số

13

Cùng với việc đổi mới phương pháp dạy học, phương pháp kiểm tra đánh giá học sinh cũng cần phải đổi mới cho phù hợp, xu hướng sử dụng phiếu học tập với các bài tập trắc nghiệm để kiểm tra một số kiến thức trong từng buổi học, kiểm tra một số kĩ năng thực hành như: sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, kĩ năng làm thí nghiệm, kĩ năng thu thập và xử lí thông tin đang

là một hướng đi tốt, có tác động không nhỏ đến ý thức học tập của học sinh

Đây cũng có thể coi là một trong những biện pháp giờ học vật lí

1.2 Dạy học GQVĐ trong bộ môn vật lí

1.1.1 Khái niệm về dạy học GQVĐ

Trong hệ các phương pháp dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh, dạy học GQVĐ là một phương pháp có thể áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh khác nhau ở nhiều vùng miền khác nhau Vậy dạy học GQVĐ là gì? Vấn đề này đã được nhiều nhà khoa học quan tâm:

Theo V.Gruchetsky, dạy học GQVĐ đòi hỏi phải nhiều thời gian nhưng thời gian bị mất đi trong những giai đoạn đầu của việc áp dụng phương pháp GQVĐ sẽ được đền bù khi mà tư duy học sinh đã được phát triển đến mức đầy đủ

Theo I.Ia.Lecne: “Dạy học nêu vấn đề là phương pháp dạy học trong đó học sinh tham gia một cách có hệ thống vào quá trình giải quyết các vấn đề

và các bài tập có vấn đề được xây dựng theo nội dung tài liệu học trong chương trình”

Theo I.F.Kharlamốp: “Dạy học nêu vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học bao gồm việc tạo 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”

14

Theo Phạm Thị Phú: “Dạy học GQVĐ là qua trình dạy học được giáo viên tổ chức phỏng theo quá trình nhận thức sáng tạo vật lí, trong đó học sinh đóng vai trò là nhà nghiên cứu (trong các điều kiện của dạy học) có sự giúp

đỡ trực tiếp hay gián tiếp của giáo viên”.12,11

Như vậy, có nhiều cách diễn đạt khác nhau với những tên gọi không giống nhau song đều nói lên bản chất của dạy học GQVĐ là một phương pháp dạy học trong đó GV tổ chức cho học sinh tự lực xây dựng tìm kiếm tri thức mới dưới sự hưỡng dẫn giúp đỡ của giáo viên

Dạy học GQVĐ không chỉ là một phương pháp đơn nhất thuần tuý, nó

có thể xâm nhập vào tất cả các phương pháp khác làm cho tính chất của các phương pháp đó trở nên tích cực hơn Giáo viên có thể tổ chức áp dụng phương pháp này ở những mức độ khác nhau sao cho có thể phát huy đựoc tính tích cực của học sinh

1.2.2 Vấn đề và tình huống có vấn đề

* Vấn đề:

Theo M.A Đanilop và M.N.Xcatkin: “ “ Vấn đề” là bài toán mà cách thức hoàn thành hay kết quả của nó chưa được học sinh biết trước, nhưng học sinh đã nắm được những kiến thức và kĩ năng xuất phát để từ đó thực hiện sự tìm tòi kết quả đó hay cách thức hình thành bài làm Nói cách khác đó là câu hỏi mà học sinh chưa biết lời giải đáp nhưng có thể bắt tay vào tìm kiếm lời giải ” 6,89

Theo I.Ia.Lecne: “ Vấn đề là một câu hỏi nảy ra hay được đặt ra cho chủ thể mà chủ thể chưa biết lời giải từ trước, và phải tìm tòi sáng tạo lời giải nhưng chủ thể đã có một số phương tiện ban đầu để sử dụng thích hợp vào việc tìm tòi đó11,27

15

Vấn đề còn được đặc trưng ở chỗ, để giải quyết nó, người ta không nêu lên chính xác những điều kiện tìm kiếm, những dẫn liệu ban đầu Tất cả những cái đó phải do người giải quyết định

Các dấu hiêụ của vấn đề là: Có tình huống có vấn đề; chủ thể đã chuẩn

bị ở mức độ nào đó để tìm tòi lời giải; có thể có nhiều phương pháp giải

“Vấn đề trong nghiên cứu vật lí là một câu hỏi, một bài toán chưa có lời giải xuất phát từ thực tiễn khoa học, kĩ thuật, đời sống Đó là những hiện tượng mới, quá trình mới không thể lí giải được bằng lí thuyết đã có, hoặc một câu hỏi cho một mục đích thiết thực nào đó hoặc một lí thuyết chưa trọn vẹn…”6,11

rõ mỗi liên quan giữa chúng với vấn đề cần giải quyết.11,146

Những đặc điểm của tình huống có vấn đề :

- Chứa đựng mâu thuẫn nhận thức mà việc đi tìm lời giải đáp chính là tìm kiến kiến thức, kĩ năng, phương pháp mới

- Gây sự chú ý ban đầu, kích thích hứng thú, khởi động tiến trình nhận thức của học sinh Học sinh chấp nhận mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan

- Vấn đề giải quyết được phát biểu rõ ràng gồm cả những điều kiện đã cho và mục đich cần đạt được Học sinh thấy có khả năng giải quyết được vấn đề

16

Các kiểu tình huống học tập:

- Tình huống phát triển hoàn chỉnh:

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

- Tình huống lựa chọn:

Học sinh đứng trước một vấn đề có 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 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:

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 dụng 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 lí nào

đó xảy ra trái với những suy nghĩ thông thường, “trái” với những kiến thức

mà học sinh đã biết hoặc là chưa bao giờ gặp nên không biết dựa vào đâu mà

lí giải Học sinh cần phải tìm xem nguyên nhân vì đâu lại có sự trái ngược đó,

sự lạ lùng 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 mỗi liên quan giữa hiện tượng xảy ra với những kiến thức đã biết, nhưng xét kĩ lại không có gì trái cả, chỉ vì hiện tượng diễn ra phức tạp khiến cho anh ta nhầm lẫn

- Tình huống nghịch lí

17

Qua một câu hỏi, một câu chuyện,một thí nghiệm,…giáo viên đưa ra một vấn đề ngược với dự đoán của học sinh, ngược với quan niệm thông thường trong sinh hoạt và trong cuộc sống của họ…

- Tình huống ứng dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn

Trong dạy học bộ môn vật lý, GV có thể gặp nhiều cơ hội để khai thác, tạo nên tình huống có vấn đề theo dạng này GV nên giao cho HS giải quyết những nhiệm vụ, giải thích những sự kiện có liên quan đến việc vận dụng tri thức vật lý [11,30]

Cách phân loại các kiểu tạo tình huống có vấn đề như trên chỉ là tương đối Ta có thể thêm những kiểu khác nữa Tùy theo cách đặt câu hỏi, cách tổ chức tình huống mà học sinh sẽ rơi vào tình huống này hay tình huống khác

Và mỗi ví dụ ở tình huống này cũng có thể đúng cho cả tình huống kia

Tổ chức tình huống học tập:13,150

Tổ chức tình huống học tập thực chất là tạo ra hoàn cảnh để học sinh tự mình ý thức được vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu, hứng thú giải quyết vấn

đề, biết được mình cần phải làm gì và sơ bộ xác định được làm như thế nào

Cần thiết kế mỗi bài học thành một chuỗi học tập liên tiếp, được sắp xếp theo một trình tự hợp lí của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu, nhằm đưa học sinh tiến dần từ chỗ chưa biết đến biết, tư 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 học tập gồm các giai đoạn chính sau:

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

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

18

- Giáo viên yêu cầu học sinh 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

- Giáo viên giúp học sinh phát hiện ra chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức, trong cách giải quyết vấn đề và làm xuất nhiệm vụ mới cần giải quyết

Như vậy tình huống học tập xuất hiện khi HS 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 được vấn đề, nếu cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động

1.2.3 Các giai đoạn của dạy học giải quyết vấn đề:

Dạy học nêu vấn đề gồm 3 giai đoạn10,51:`

Giai đoạn 1: Giai đoạn nêu vấn đề làm xúât hiện bài toán nhận thức trong học sinh

Ở giai đoạn này giáo viên phải làm thế nào để “cấy” được mâu thuẫn khách quan giữa trình độ tri thức đã biết và trình độ tri thức cần chiếm lĩnh vào ý thức của học sinh Phải lưu ý đạt được yêu cầu: Việc giải quyết mâu thuẫn đó không quá dễ và cũng không quá khó đối với học sinh Vấn đề đặt ra không phải là xa lạ mà khá quen thuộc, nhưng muốn giải quyết nó, không chỉ đòi hỏi sự tái hiện mà còn đòi hỏi sự phân tích và cấu trúc lại tri thức ấy Tức

là đòi hỏi một sự tư duy tích cực để vượt qua “ Chướng ngại nhận thức”,

“Chướng ngại khoa học” Nếu đạt được yêu cầu đó, tức là đã đặt học sinh vào tình huống có vấn đề Đó là tình huống mà tâm lí của học sinh bị kích thích Học sinh có được sự thắc mắc, có sự mong muốn nhận thức, họ đã có nhu cầu nhận thức và đã thấy hướng giải quyết, có niềm tin vào khả năng giải quyết vấn đề

Việc tạo ra tình huống có vấn đề là cả một lĩnh vực của nghệ thuật sư phạm, cùng một nội dung, cùng một lớp học sinh nhưng nếu không có sự gia

19

công sư phạm thì sẽ không đặt học sinh vào tình huống có vấn đề do đó sẽ không tạo được động lực cho quá trình dạy học Nghệ thuật sư phạm tạo ra tình huống có vấn đề đòi hỏi giáo viên luôn biết cách kích thích, tạo thế năng tâm lí tư duy của học sinh

Giai đoạn 2: Giai đoạn giải quyết vấn đề

Ở giai đoạn này cơ chế để giải bài toán nhận thức đã được đặt ra, thường bao gồm việc phân tích các dữ kiện đã cho, biến đổi chúng để có thêm

dữ kiện dẫn xuất hoặc tìm thêm những dữ kiện bổ sung (bằng cách tái hiện có chọn lọc tri thức đã có) Nó cũng bao gồm việc phân tích các yêu cầu phải tìm, tách thành những yêu cầu trung gian cần và có thể tìm kiếm (Nhờ những

dữ kiện đã cho và các dữ kiện dẫn xuất, dữ kiện bổ sung) Từ những việc đó

mà ta có đủ tư liệu để giải quyết vấn đề bằng cách cấu trúc lại bài toán nhận thức Thông thường thì bài toán này được chia làm nhiều bài toán nhỏ, trung gian Mỗi bài toán trung gian sẽ được đặt ra như một vấn đề mới, do đó học sinh liên tiếp được đặt vào tình huống có vấn đề , kết quả của bài toán trước là tình huống có vấn đề cho bài toán sau và là cơ sở để giải quyết nó Quá trình

sẽ được tiến hành liên tục cho đến khi giải quyết xong bài toán nhận thức ban đầu

Nghệ thuật sư phạm của giáo viên sẽ giúp cho việc xây dụng các bài toán trung gian như là một chuỗi liên kết các mắt xích liên tục của các chu trình hoạt động Kích thích động cơ học tập, tổ chức và điều khiển quá trình

đó, kiểm tra kết quả hoạt động Mỗi bài toán trung gian là một chu trình trong chu trình lớn

Giai đoạn 3: Giai đoạn củng cố và vận dụng tri thức:

Trong giai đoạn này cần đảm bảo các mặt sau:

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

1.2.4 Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề

Trong dạy học giải quyết vấn đề theo nghĩa đầy đủ 16 , 14, HS phải là người tìm tòi giải quyết vấn đề, thực hiện tất cả các giai đoạn trong chu trình nhận thức sáng tạo Tuy nhiên khi triển khai áp dụng dạy học nội dung Vật lí, tuỳ 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

21

đề Căn cứ vào sự tham gia trực tiếp của HS vào các hành động giải quyết vấn

đề theo chu trình sáng tạo Vật lí khi thực hiện dạy học giải quyết vấn đề, có thể phân chia các mức độ khác nhau của dạy học giải quyết vấn đề như sau:

Mức độ HS chứng kiến HS tham gia trực tiếp

Mức độ 1: Nêu

vấn đề

Tất cả các chu trình nhận thức sáng tạo Vật lí

Tiếp nhận câu hỏi 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 tuợng mới

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

- Quan sát ghi nhận kết quả

- Xử lí số liệu thí nghiệm

- Khái quát hoá rút ra kết luận

- Ghi nhận tri thức mới

- Vận dụng tri thức mới Mức độ 3:

Nghiên cứu thiết

kế sáng tạo

Quá trình tìm tòi vấn đề Tất cả các chu trình của nhận

thức sáng tạo vật lí

Sơ đồ 3

1.2.5 Các điều kiện đảm bảo cho thực hiện dạy học GQVĐ 17,92

- Nội dung tri thức khoa học( bao gồm cả kĩ năng, phưong pháp) phải chứa đựng yếu tố mới mẻ mà trước khi giải quyết vấn đề HS chưa biết, tri

22

thức ấy được tạo ra trong quá trình giải quyết vấn đề không thể 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 dạy học giải quyết vấn đề có thể thực hiện cho các loại tiết học khác nhau: Bài học kiến thức mới, bài học bài tập vật lí, bài học thực hành vật lí, bài tập ôn tập tổng kết hệ thống hoá kiến thức, bài học ngoại khoá 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 đế vi mô theo tiến trình của nhận thức vật lí

- Thiết bị dạy học: Thí nghiệm Vật lí - 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

- Trình độ khoa học và kĩ năng phạm của giáo viên quyết định thành công của dạy học GQVĐ Trên cơ sở nhận thức sâu sắc nội dung vật lí kết hợp với những kĩ năng sư phạm cần thiết của giáo viên xác định chính xác nội dung khoa học của học sinh, phát biểu thành mệnh đề gọn, rõ; từ đó xây dựng tình huống có vấn đề, đặt học sinh trước câu hỏi nhận thức hấp dẫn ở tính thiết thực, bất ngờ, mới lạ…, dẫn dắt học sinh giải quyết vấn đề bằng hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức theo tiến trình của nhận thức sáng tạo Vật lí Tài năng sư phạm của giáo viên được thể hiện ở hệ thống câu hỏi định hướng này Căn cứ vào mức độ tìm tòi trong hành động của học sinh

do câu hỏi định hướng đưa lại, có thể phân loại 3 kiểu định hướng theo thứ tự

từ thấp đến cao

+ Định hướng tái tạo cụ thể: Câu hỏi của GV nhằm 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 kĩ năng, và tạo cơ sở cần thiết cho HS có thể thích ứng được với sự định hướng tìm tòi trong dạy học Các dạng câu hỏi: Hiện tượng(quá trình) này tương tự

23

với hiện tượng quá trình nào đã biết? Vấn đề này có liên quan đến vấn đề nào tương tự? Mỗi liên hệ ấy như thế nào? Các bước GQVĐ tương tự? Làm thế nào để GQVĐ này về vấn đề tương tự đã biết cách giải quyết?

+ Định hướng khái quát chương trình hoá: Câu hỏi của giáo viên nhằm vào việc giúp HS ý thức được lối khái quát hoá cuả việc tìm tòi GQVĐ, sự định hướng được chương trình hoá theo các bước dự định hợp lí Đầu tiên là đòi 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 thêm câu hỏi khái quát ban đầu) Nếu HS vẫn không đáp ứng được thì chuyển dần sang định hướng tái tạo từ việc dẫn theo angôrit (Cho biết trình tự thực hiện các hành động, thao tác) để theo đó HStự GQVĐ Nếu HS vẫn không huy động đúng hành động, thao tác mong đợi thì thực hiện hưỡng 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? Quá trình mô tả có thể chia thành các giai đoạn như thế nào? Mỗi giai đoạn đó có liên quan đến hiện tượng vật lí nào? Định luật nào chi phối? Vì sao có dự đoán đó? Làm 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 học sinh tự tìm tòi, huy động hoặc xây dụng kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để GQVĐ 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 GQVĐ 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

24

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

Như vậy phương tiện quan trọng trong dạy học GQVĐ là hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức của HS Câu hỏi phải đạt được các yêu cầu sau đây:

Yêu cầu về logic học: Diễn đạt chính xác về ngữ pháp sao cho thỏa mãn luật đồng nhất nghĩa là đối tương 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 GQVĐ 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 lí nghĩa là phải đảm bảo câu trả lời đúng với hi vọng của GV

1.3 Dạy học GQVĐ trong các loại bài học Vật lí

1.3.1 Dạy học GQVĐ trong bài học xây dựng kiến thức mới

“Vấn đề” trong bài học xây dựng kiến thức mới chính là nội dung đơn

vị tri thức mới Câu hỏi nhận thức phải được 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 được 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 bế tắc, tình huống lựa chọn, tình huống phát triển…bằng các phương tiện như bài tập vật lý, thí nghiệm vật lý, truyện kể 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

25

vốn tri thức kỹ năng của mình để xem xét giải quyết, nhưng chưa thể giải quyết được và đã làm xuất hiện lỗ hổng mà HS không vượt qua được HS mong 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 HS không chú ý…HS chấp nhận giải quyết vấn đề để tìm câu trả lời

mà GV đặt ra Giai đoạn xây dựng tình huống có vấn đề kết thúc

Giai đoạn giải quyết vấn đề bao gồm một chuỗi tình huống học tập, mỗi tình huống gồm các hành động kế tiếp, có thể thực hiện theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 4

Nội dung kết luận chính là một nội dung của kiến thức mới mà bài học phải đem lại cho HS GV khi thiết kế bài học cần phải sắp đặt, cấu tạo lại nội dung bài học sao cho mỗi dơn vị kiến thức cơ bản là kết luận của một chu kỳ trên HS thể chế hóa kiến thức, 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 đời sống? Các tình huống mới được đặt ra để HS vận dụng tri thức vừa thu nhận để giải quyết nhiệm vụ, qua đó vừa củng cố kiến thức, vừa đem lại hứng thú, niềm vui nhận thức và tính hữu ích của kiến thức đã xây dựng được

1.3.2 Dạy học GQVĐ trong bài học thực hành thí nghiệm vật lý

Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động, ta có thể thu nhận được tri thức mới [12,286]

Giả thuyết Hệ quả logic Thí nghiệm

kiểm tra

Kết luận

26

Theo quan điểm của dạy học GQVĐ, bài học thực hành thí nghiệm thực chất là HS tự lực GQVĐ: vận dụng tổng hợp kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành thí nghiệm để thực hiện nhiệm vụ cụ thể nào đó trong phòng thí nghiệm Do đó nếu được tổ chức tốt thì bài học thực hành có vai trò to lớn trong việc bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS

Cấu trúc bài học thực hành thí nghiệm vật lý theo định hướng dạy học GQVĐ:

Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề: mỗi bài thí nghiệm thực hành là một vấn đề học tập mà HS phải giải quyết vừa bằng tư duy lý thuyết vừa bằng

tư duy thực nghiệm “Vấn đề hoá” nội dung bài học thực hành thí nghiệm là việc biến bài thực hành có hướng dẫn chi tiết trong sách giáo khoa thành bài tập thí nghiệm

Giai đoạn hướng dẫn GQVĐ: ở bài thí nghiệm thực hành thông thường, trong tài liệu hướng dẫn chi tiết các thao tác thí nghiệm, HS không cần phải xây dựng phương án thí nghiệm và phương án xử lý số liệu thí nghiệm; ở các thí nghiệm thực hành 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 dạy học GQVĐ

ở đây là phương pháp GQVĐ, 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 được bồi dưỡng năng lực GQVĐ trên bình diện tổng quát

Giai đoạn củng cố và vận dụng kiến thức: có thể tiến hành với các thiết

bị thí nghiệm có sẵn ở trường phổ thông, với các đồ chơi có bán trên thị trường hoặc với các dụng cụ sẵn có ở nhà, với các vật liệu dễ kiếm, các dụng

cụ thí nghiệm đơn giản do HS tự chế tạo từ những vật liệu này

27

Giai đoạn củng cố phải được giao cho HS dưới dạng những nhiệm vụ

có nội dung sao cho phát triển được năng lực hoạt động trí tuệ của HS

1.3.3 Dạy học GQVĐ trong bài học bài tập vật lý

Theo Razumôpxki, bài tập vấn đề hay bài tập sáng tạo là bài tập mà algôrit giải của 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 định luật vật lý nhưng trong đó không cho một cách tường minh hiện tượng nào, định luật vật

lý nào cần được sử dụng để giải Trong đề bài không có các dữ kiện mà chỉ có những gợi ý trực tiếp hoặc gián tiếp ý tưởng giải, đó là lý do làm cho bài tập trở thành bài tập sáng tạo tức là biến nó thành vấn đề Đề bài có thể cho những dữ liệu không đầy đủ hoặc một vài dữ liệu không cần thiết cho 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 (yêu cầu trả lời câu hỏi tại sao) và thiết kế (yêu cầu trả lời câu hỏi làm như thế nào) Bài tập vấn đề có thể là bài tập định tính, định lượng hoặc bài tập thí nghiệm, hoặc một số nhiệm vụ nghiên cứu ở phòng thí

nghiệm, và một số bài tập lớn trong thực tiễn nghiên cứu vật lý

Dạy học GQVĐ 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 GQVĐ Vì vậy trong việc dạy học bài tập vật lý cần sử dụng các bài tập vấn đề

Bài tập vấn đề thực sự được HS giải sau khi đã nắm vững tài liệu học của các đề tài và có được những kỹ năng cần thiết về vận dụng kiến thức nhờ các bài tập luyện tập Vì vậy bài tập vấn đề được sử dụng ở giai đoạn sau của việc nghiên cứu tài liệu Tuy vậy bài tập vấn đề cũng có thể được dùng để nêu vấn đề nghiên cứu nhằm kích thích HS hứng thú đối với đề tài Còn việc giải

28

bài tập đó sẽ được quay trở lại sau khi HS đã có những kiến thức đủ cần thiết Các bài tập có vấn đề có thể được sử dụng ở các tình huống khác nhau để nghiên cứu tài liệu mới, nhưng ý nghĩa cơ bản của bài tập nêu vấn đề là phát triển năng lực tư duy sáng tạo của HS trong quá trình HS tự lực giải các bài tập đó Bởi vậy ưu việt hơn là sử dụng bài tập vấn đề trong giai đoạn cuối của quá trình nghiên cứu đề tài nào đó (giai đoạn ôn tập, tổng kết hệ thống hoá kiến thức)

Sau mỗi chương, mỗi phần kiến thức và kỹ năng đủ để HS giải quyết các vấn đề mang tính kỹ thuật tổng hợp, vấn đề thực tiễn, các ứng dụng vật lý

Do đó sử dụng các bài tập có nội dung thực tiễn, kỹ thuật tổng hợp có tác dụng bồi dưỡng cho HS năng lực GQVĐ Đối với bài học loại này có thể áp dụng dạy học GQVĐ ở các mức độ khác nhau vì tính mới mẻ, sáng tạo của các ứng dụng vật lý muôn màu muôn sắc trong thực tế và kỹ thuật Có thể sử dụng bài tập vấn đề trong các bài học bài tập tổng hợp ôn tập chương

1.4 Thực trạng dạy học GQVĐ trong dạy học vật lí ở THPT

Dạy học GQVĐ là một phương pháp dạy học tích cực mà nhiều GV Vật lí ở THPT đã biết đến ở các mức độ và vận dụng nó một cách khác nhau

Từ những năm 60 – 70 của thế kỷ trước, GV dạy vật lí ở THPT đã tiếp cận và vận dụng

Theo quan điểm của tâm lí học nhận thức, lí thuyết hoạt động và triết học duy vật, phương pháp dạy học GQVĐ có nhiều lợi thế trong quá trình dạy học vật lí theo định hướng làm cho hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và

tư duy khoa học Nhiều GV vật lí dạy học có kinh nghiệm đã thành công khi

sử dụng dạy học GQVĐ trong việc tổ chức hoạt động học của HS Do điều kiện, với những yếu tố khách quan trong giáo dục (hình thức thi cử, đánh giá kết quả học tập, phong trào thường xuyên đổi mới PPDH…) mà một bộ phận

GV Vật lí chỉ quan tâm đến việc truyền tải nội dung kiến thức cho học sinh,

số GV chưa có một hệ thống câu hỏi theo một logic nhất định mà chỉ đặt câu hỏi một cách rời rạc, tuỳ tiện nên hiệu quả dạy học chưa cao

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Dựa trên những công trình nghiên cứu về tâm lí học, giáo dục học và lí luận phương pháp dạy học, chúng tôi đã trình bày về những vấn đề chính liên quan đến đề tài nghiên cứu:

30

Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS là tác động, khơi dậy năng lực tư duy của HS trong hoạt động học tập ở một mức độ cao nhất nhằm đạt được mục đích hoạt động nhận thức đã đề ra

- Tình huống có vấn đề trong dạy học vật lí trước tiên là một tình huống Vật lí(một sự vật hiện tượng tự nhiên hay một hiện tượng được tái tạo lại trong các thí nghiệm,… )

Trong các giờ học vật lí, tình huống đóng vai trò như một phần thực tại

mà kiến thức bài học tương ứng với nó là công cụ thấu hiểu nó Tình huống

có vấn đề là một bài toán nhận thức, HS tự tìm cách giải để cho mình tri thức mới

- Tiến trình dạy học theo phương pháp GQVĐ qua ba giai đoạn ở các mức độ khác nhau được vận dụng vào các dạng bài học vật lí

Có thể nói dạy học GQVĐ là một phương pháp dạy học tích cực, nếu được vận dụng và phát huy tốt thì sẽ tích cực hoá được hoạt động nhận thức của học sinh, phát triển tư duy và năng lực sáng tạo cho HS, nâng cao hiệu quả học tập đáp ứng được yêu cầu trong giai đoạn mới

31

Ch-¬ng 2:

THIẾT KẾ TIẾN TR NH D Y H C CH NG ng l c h c chÊt

iÓm THEO Đ NH HƯỚNG DẠY HỌC GQVĐ

2.1 Mục tiêu dạy học chương: “Động lực học chất điểm”

Nếu như ở chương: “ Động học chất điểm” HS đã được tìm hiểu về các dạng chuyển động, cách xác định vị trí của các vật trong không gian tại những thời điểm khác nhau và mô tả các tính chất của chuyển động bằng các phương trình toán học nhưng chưa xét đến nguyên nhân chuyển động thì ở chương này- chương: “ Động lực học chất điểm” HS sẽ dần hiểu được nguyên nhân vì sao vật này đứng yên? Vật kia chuyển động Vật này chuyển động thẳng đều, vật kia chuyển động cú gia tốc? Hoàn chỉnh khái niệm lực, các lực cơ học; tì hiểu và xây dựng các định luật

Cụ thể như sau:

* Về kiến thức:

- Phát biểu được định nghĩa lực và nêu được lực là đại lượng vec tơ

- Nêu được quy tắc tổng hợp lực và phân tích lực

- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm dưới tác dụng của nhiều lực

- Nêu được quán tính của vật là gì và nêu được một số ví dụ trong thực tế

- Phát biểu được định luật 1 Niutơn, hiểu được nguyên nhân vì sao một vật đứng yên hay chuyển động thẳng đều và lấy ví dụ chứng tỏ lực không phải là nguyên nhân duy trì chuyển động

- Nêu được mỗi quan hệ giữa lực, khối lượng được thể hiện trong định luật II Niutơn như thế nào và viết đuợc hệ thức của định luật này

- Phát biểu được định luật III Niutơn và viết được hệ thức của định luật này, hiểu được vì sao lực và phản lực không cân bằng nhau

- Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được hệ thức của định luật này

32

- Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điển của lực đàn hồi của

lò xo

- Phát biểu được định luật Húc và viết được hệ thức của định luật này

- Hiểu được cơ sở khoa học để chế tạo lực kế và một số ứng dụng của

lò xo trong đời sống và kĩ thuật

- Phân biệt được lực ma sát trượt, ma sát nghỉ, ma sát lăn; viết được công thức xác định lực ma sát trượt, ma sát nghỉ cực đại

- Nêu được một số cách làm giảm hoặc tăng ma sát

* Về kĩ năng

- Vận dụng được quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của hai lực đồng quy hay để phân tích một lực thành hai lực đồng quy theo hai phương cho trước

- Vận dụng được định luật I Niutơn và khái niệm quán tính để giải thích một số hiện tượng đơn giản

- Chỉ ra được điểm đặt của cặp “lực và phản lực” Phân biệt cặp lực này với cặp lực cân bằng

- Vận dụng phối hợp định luật I, định luật II, định luật III Niutơn để giải các bài tập trong bài

- Vận dụng được mỗi quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kĩ thuật

- Giải thích được một cách định tính sự rơi tự do và chuyển động của các hành tinh, vệ tinh bằng lực hấp dẫn

- Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập trong bài học

- Vận dụng được định luật Húc để giải được các bài tập đơn giản về sự biến dạng của lò xo

- Chế tạo được một số lực kế lò xo đơn giản để đo lực

- Giải thích được vai trò của lực ma sát nghỉ đối với việc đi lại của người, động vật và xe cộ

1 9 16 Tổng hợp và phân tích lực Điều kiện cân bằng của

34

2.3 Sơ đồ cấu trúc chương động lực học chất điểm

Đị nh luật

I Niu tơn

Đị nh luật

II Niu tơn

Đị nh luật III Niu tơn

Lực hấp dẫn

Lực đàn hồi

Lực

ma sát

Lực hướng tâm

Các lực cơ học Các đị nh luật Niutơn

Tổng hợp lực

và phân tích

lực

Quy tắc hình bình hành lực

Quán tính

Khái niệm khối lượng

Lực

và phản lực

ĐL vạn vật hấp dẫn

ĐL Húc

Có 3 loại lực

ma sát

Chuyển động li tâm

Lực

ma sát trượt

Lực

ma sát nghỉ

Lực

ma sát lăn

Phân tích lực

LỰC

35

2.4 Hoạt động giải bài tập theo tinh thần dạy học GQVĐ

Bài tập theo tinh thần GQVĐ khác bài tập thông thường ở chổ là HS không thể giải được bằng tư duy tái hiện, mà phải có sự sáng tạo nhất định Mỗi bài tập là một vấn đề nhận thức mang tính thiết thực đối với HS nên trước một bài tập các em cảm thấy hứng thú Vì vậy việc biên soạn một hệ thống các bài tập theo tinh thần GQVĐ là một sự chuẩn bị cần thiết để triển khai dạy học theo định hướng dạy học GQVĐ Trên cơ sở đó chúng tôi đã biên soạn mà một số bài tập the tinh thần dạy học GQVĐ có định hướng giải cho học sinh như sau:

Bài 1: Em hãy tìm cách đo hệ số ma sát nghỉ, hệ số ma sát lăn, hệ số ma sát

trượt giữa bánh xe và mặt đường?

* Hệ thống câu hỏi định hướng:

- Lực ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường xuất hiện khi nào? Biểu thức? Từ

đó hãy thiết lập phương án đo hệ số ma sát nghỉ

- Lực ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường xuất hiện khi nào? Biểu thức? Từ

đó hãy thiết lập phương án đo hệ số ma sát lăn?

- Lực ma sát trượt giữa bánh xe và mặt đường xuất hiện khi nào? Biểu thức? Từ

đó hãy thiết lập phương án đo hệ số ma sát trượt?

* Thiết lập phương án đo:

a Đo hệ số ma sát lăn gữa bánh xe ô tô và măt đường:

Hệ thống câu hỏi định hướng của

- Khi ô tô chạy trên mặt đường thì ma

sát cản trở chuyển động của ô tô là ma

36

ma sát lăn như thế nào? Các nhóm hãy

thảo luận và đưa ra phương án của

mình?

- Gợi ý thêm: Các em hãy lựa chọn

phương án mà việc tiến hành đo là

thuận lơi nhất ? Làm thế nào để loại bỏ

bớt các lực khác ?

- Tiến hành thí nghiệm như thế nào?

- Theo định luật II Niutơn ta có thể xác

hiểu của mỗi nhóm

- HS suy ra : Cho xe chạy trên mặt đường nằm ngang, tắt máy để loại bỏ lực phát động

- Tiến hành thí nghiệm : Khi ô tô đang chạy với vận tốc v, tắt máy xe sẽ chuyển động chậm dần đều cho đến khi dừng hẳn Lực gây ra gia tốc cho xe chỉ

37

HS : Kể từ khi hãm phanh, ô tô chỉ trượt không lăn thì giữa ô tô và mặt đường chỉ xuất hiện lực ma sát trượt

GV : Vậy phương án đo như thế nào ? Hãy liên hệ từ cách đo hệ số ma sát lăn ?

HS : Thực hiện tương tự như trường hợp đo hệ số ma sát lăn, chỉ có khác ở đây

là đo thời gian trượt và quãng đường trượt của xe ô tô

c Đo hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường

Câu hỏi định hướng của GV Hoạt động của HS

- Khi nào thì xuất hiện lực ma sát nghỉ

giữa hai mặt tiếp xúc ?

- Vậy khi ô tô đang chuyển động thì

giữa bánh xe và mặt đường có xuất

hiện ma sát nghỉ hay không ?

- Lực ma sát nghỉ có đặc điểm gì ?

- Em hãy thảo luận và đưa ra các

phương án đo, chọn phương án khả thi

nhất ?

- Lực ma sát nghỉ xuất hiện giữa hai mặt tiếp xúc khi vật này có xu hướng trượt trên

- Khi ô tô đang chuyển động thì lực phát động của ô tô chính là lực ma sát nghỉ Nếu ô tô chuyển động tròn đểu thì lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm

- Lực ma sát nghỉ luôn cân bằng với ngoại lực, có độ lớn phụ thuộc vào độ lớn của ngoại lực, khi độ lớn ngoại lực tăng dần thì độ lớn của lực ma sát nghỉ cũng tăng theo Đến khi vật bắt đầu trượt thì lực ma sát nghỉ đạt cực đại

Cho ô tô chạy trên vòng tròn cố định

và tăng chậm tốc độ cho đến khi ô tô

R

mv F

F msn

2 max  

- Suy ra :

RN

mv n

2





- Để đo hệ số ma sát nghỉ ta cần đo : + Vận tốc ô tô lúc bắt đầu trƣợt + Bán kính cung tròn mà ô tô chuyển động

Bài 2 :

a Có thể dùng lực kế để đo khối lượng của một vật được không ?

b Khi đo trọng lượng của một vật người ta thấy kim lực kế vượt ra ngoài bảng chia độ Vì vậy người ta phải dùng hai lực kế Cần phải mắc chúng như thế nào ?

- Mắc nối tiếp

- Mắc song song

39

Câu hỏi định hướng của GV Hoạt động của HS

a Hưỡng dẫn trả lời câu hỏi : có thể

dùng lực kế để đo khối lượng một vật

được không ?

- Trọng lượng của vật được xác định

bởi công thức nào Từ công thức đó ta

suy ra trọng lượng tỉ lệ như thế nào với

khổi lượng ?

- Từ đó ta có thể suy ra khối lượng như

thế nào ?

b

- Trong cách mắc nối tiếp và cách mắc

song song, cách mắc nào làm cho lò xo

lực kế không vượt ra ngoài giới hạn

đàn hồi ?

- Lắng nghe câu hỏi định hướng của giáo viên, suy nghĩ trả lời

- Trọng lượng của vật được xác định bởi công thức :

mg

P  (1) Tại một vị trí trên trái đất, g có giá trị không đổi nên trọng lượng tỉ lệ thuận với khối lượng của vật

- Trong cách mắc song song, số chỉ của mỗi lực kế là số chỉ một phần trọng lượng của vật Vì vậy, ta có thể xác định trọng lượng của vật bằng cách cộng số chỉ của hai lực kế

Bài 3 : Em hãy xác định hệ số ma sát trượt giữa đầu gậy nhẹ, cứng và sàn với

dụng cụ là một thước đo góc

Câu hỏi định hướng của GV Hoạt động của học sinh

* Khi nào thì xuất hiện lực ma sát trượt

giữa gậy và sàn ?

- Làm thế nào để gậy trượt trên sàn ?

- Lực ma sát trượt giữa gậy và sàn xuất hiện khi gậy trượt trên sàn(đầu gậy chống xuống đất)

- Để gậy trượt trên sàn ta tác dụng lực