Đề tài: Hình thành kiến thức mới bằng giải bài tập trong dạy học phần Cơ học - Vật lí 10 trung học phổ thông

Chia sẻ: Vũ Hoa | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:54

Thêm vào BST

Báo xấu

120
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với kết cấu nội dung gồm 3 chương, đề tài "Hình thành kiến thức mới bằng giải bài tập trong dạy học phần Cơ học - Vật lí 10 trung học phổ thông" giới thiệu đến các bạn những nội dung về cơ sở lí luận và thực tiễn của hình thành kiến thức mới về vật lí bằng giải bài tập, tổ chức tiết học hình thành kiến thức mới phần Cơ học bằng giải bài tập Vật lý,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Hình thành kiến thức mới bằng giải bài tập trong dạy học phần Cơ học - Vật lí 10 trung học phổ thông

MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Hiện nay, Việt Nam đang bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, mở cửa hội nhập quốc tế. Cơ chế thị trường mở ra nhiều triển vọng phát triển nhưng cũng đặt ra nhiều thách thức cho đất nước ta. Trong bối cảnh ấy, để có thể hòa nhập và theo kịp sự phát triển của nhân loại thì xã hội nói chung và nhà trường phổ thông nói riêng phải đào tạo ra những con người năng động, sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có ý thức tổ chức kỉ luật và có năng lực tự học để nâng cao trình độ khoa học và nhận thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Theo tinh thần của Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa VIII: “Đổi mới phương pháp dạy học ở tất cả các cấp học, các bậc học... Từng bước áp dụng phương pháp dạy học tiên tiến, phương tiện hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề” và “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học...”, trong những năm gần đây, ngành giáo dục đã không ngừng đổi mới nội dung sách giáo khoa, kèm theo đó là phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của HS. Trong dạy học vật lí có thể phát triển năng lực sáng tạo của HS bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác nhau. Trong số đó, giải BTVL với tư cách là một trong các phương pháp dạy học được xác định từ lâu, có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục và phát triển HS, đồng thời là thước đo 1
thực chất, đúng đắn sự nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo vật lí của họ, nhất là năng lực giải quyết vấn đề. Trong lĩnh vực nghiên cứu lí luận về các vấn đề của BTVL từ trước đến nay đã có nhiều công trình của các tác giả như X.E.Camennetxki V.P.Ôrêkhốp [3], Nguyễn Đức Thâm [14], Phạm Hữu Tòng [16], Nguyễn Thế Khôi [9]... Các tác giả đã chỉ ra rằng BTVL có tác dụng giáo dục rất lớn giúp HS hình thành, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giáo dục tư tưởng đạo đức, kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp. Không chỉ có vậy, các tác giả cũng chỉ ra rằng BTVL có tác dụng tích cực trong việc hình thành KTM cho HS. Trong quá trình giải BTVL, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra và phê phán, kết luận nên kiến thức của HS thu được là của chính họ, các em sẽ nắm chắc, hiểu sâu hơn. Đồng thời, việc tổ chức cho HS giải BTVL để rút ra KTM sẽ phát huy tính tích cực, làm việc tự lực của các em, rất phù hợp với xu hướng dạy học hiện đại. Đã có một số luận văn, khóa luận nghiên cứu về vấn đề hình thành KTM trong dạy học bằng giải BTVL như: luận văn cao học “Hình thành một số kiến thức mới trong dạy học phần “Điện học. Điện từ học” cho học sinh lớp 11 THPT bằng giải bài tập” của Nguyễn Văn Hùng [7] và khóa luận tốt nghiệp “Hình thành một số kiến thức mới bằng giải bài tập trong dạy học ở trường THPT” của Đào Thị Ngọc Mỹ [12]… Tuy nhiên, việc nghiên cứu hình thành KTM chương “Cơ học” bằng giải BTVL còn chưa được nhiều tác giả chú ý tới. Chính vì thế, việc nghiên cứu đề tài “Hình thành kiến thức mới bằng giải bài tập trong dạy học phần “Cơ học” Vật lí 10 THPT” là rất cần thiết. 2
2. Mục đích nghiên cứu Hình thành một số KTM trong dạy học phần “Cơ học” thông qua giải BTVL nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của HS lớp 10 THPT. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học BTVL của GV và HS trường THPT. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Hệ thống bài tập hình thành một số KTM thuộc phần “Cơ học” Vật lí 10 THPT. 4. Giả thuyết khoa học Nếu soạn thảo được hệ thống bài tập và đề ra cách tổ chức giải nó nhằm hình thành KTM trong dạy học một số kiến thức phần “Cơ học” Vật lí 10 THPT thì có thể phát triển năng lực giải quyết vấn đề, nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học BTVL ở trường phổ thông. 5.2. Điều tra thực trạng dạy học phần “Cơ học” của GV và HS lớp 10 THPT. 5.3. Xác định mục tiêu dạy học phần “Cơ học” và các KTM được hình thành bằng giải BTVL. 5.4. Soạn thảo và đề ra cách sử dụng, tổ chức HS giải hệ thống bài tập nhằm hình thành một số KTM phần “Cơ học”. 5.5. Dự kiến thực nghiệm sư phạm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập, của việc tổ chức hướng dẫn HS giải BTVL trong tiết 3
học hình thành KTM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức ấy cho HS lớp 10 THPT. 6. Phương pháp nghiên cứu Trong khóa luận, chúng tôi sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau: Nghiên cứu lí luận về BTVL, các tài liệu liên quan đến đề tài để xác định cơ sở lí luận của đề tài. Điều tra thực trạng dạy học BTVL phần “Cơ học” Vật lí 10 THPT. Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập và cách sử dụng chúng. 7. Đóng góp của khóa luận Hệ thống hóa một số cơ sở lí luận về BTVL. Hệ thống BTVL và cách sử dụng nó đã đề xuất có thể làm tài liệu tham khảo cho GV và HS lớp 10 THPT trong dạy học phần “Cơ học”. 8. Cấu trúc của khóa luận Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, khóa luận gồm ba chương: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của hình thành KTM về vật lí bằng giải bài tập. Chương 2. Tổ chức tiết học hình thành KTM phần “Cơ học” bằng giải BTVL. Chương 3. Dự kiến thực nghiệm sư phạm. 4
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA HÌNH THÀNH KTM VỀ VẬT LÍ BẰNG GIẢI BÀI TẬP 1.1. Quan niệm về BTVL Trong thực tiễn dạy học cũng như trong các tài liệu giảng dạy, các thuật ngữ “bài tập”, “bài tập vật lí” được sử dụng cùng các thuật ngữ “bài toán”, “bài toán vật lí”. Trong cuốn Đại từ điển tiếng Việt [20, tr.86], “bài tập” và “bài toán” được giải nghĩa như sau: Bài tập là bài ra để luyện tập, vận dụng kiến thức đã học; bài toán là vấn đề cần giải quyết, tìm ra lời giải bằng các quy tắc, định lí. Cũng như vậy, một số ý kiến cho rằng cần phân biệt hai thuật ngữ “bài tập vật lí” và “bài toán vật lí”. Bài tập vật lí có ý nghĩa là bài tập vận dụng kiến thức lí thuyết đã học về vật lí và những trường hợp cụ thể. Còn bài toán vật lí được sử dụng để hình thành KTM trong khi giải quyết một vấn đề được đặt ra chưa có câu trả lời, hoặc đề ra một cách giải quyết, phương pháp hành động mới. Nhưng bên cạnh đó, trong một số tài liệu các tác giả lại dùng hai thuật ngữ đó như một với cách hiểu giải bài tập (bài toán) vật lí là vận dụng các khái niệm, quy tắc, định 5
luật vật lí… đã được học vào giải quyết những vấn đề thực tế trong đời sống, lao động. Hiện nay, theo quan điểm dạy học hiện đại, thì trong quá trình nghiên cứu tài liệu mới, không phải HS thụ động tiếp thu cách giải quyết vấn đề một cách máy móc, mà chính họ cũng tập cách giải quyết vấn đề đó. HS cũng tập các hành động, các phương pháp hoạt động để chiếm lĩnh KTM như quan sát, phân tích hiện tượng, đo lường, so sánh, khái quát hóa, quy nạp… Điều đó có nghĩa là HS phải chủ động chiếm lĩnh KTM thông qua chính các hoạt động của mình dưới sự hướng dẫn của GV. Khi ấy, họ không chỉ đơn thuần là vận dụng kiến thức cũ mà còn tập tìm ra KTM. Trong cuốn “Phương pháp giải bài tập vật lí ở trường phổ thông”, X.E.Camenetki và V.P.Ôrêkhôv quan niệm: “Trong thực tiễn dạy học, người ta thường gọi bài tập vật lí là một vấn đề không lớn mà trong trường hợp tổng quát được giải quyết nhờ những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và phương pháp vật lí… Thông thường, trong sách giáo khoa và tài liệu lí luận dạy học bộ môn, người ta hiểu những bài tập là những bài luyện tập được lựa chọn phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của HS và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của họ vào thực tiễn” [3, tr.7]. Đồng thời, các tác giả cũng nhấn mạnh: Nếu hiểu theo nghĩa rộng thì sự tư duy định hướng tích cực luôn luôn là việc giải bài tập. Về thực chất, mỗi một vấn đề mới xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học vật lí chính là một BTVL đối với HS. Định nghĩa BTVL như trên được nhiều nhà lí luận dạy học bộ môn và các GV tán thành, chấp nhận. Như vậy, theo định nghĩa đó, chúng tôi thấy rằng BTVL có hai chức năng 6
chính là tập vận dụng những kiến thức cũ và tìm KTM. Vì thế không nên phân biệt khái niệm bài tập vật lí hay bài toán vật lí và gọi chung là BTVL. Trong khóa luận này, chúng tôi chỉ nghiên cứu chức năng tìm kiếm KTM của BTVL trong dạy học ở trường THPT. 1.2. Tác dụng của BTVL trong dạy học BTVL có thể được sử dụng trong các tiết học như NCTLM, luyện tập, ôn tập, kiểm tra đánh giá…Tùy vào mục đích mà BTVL có thể phát huy tác dụng khác nhau và BTVL có các tác dụng chủ yếu sau: 1.2.1. Hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn Một trong các nguyên tắc giáo dục là phải gắn liền giáo dục với thực tiễn cuộc sống và lao động sản xuất. Tức là, HS chỉ cần nắm được kiến thức trong các giờ lên lớp là chưa đủ, mà ngoài các giờ luyện tập, ôn tập củng cố, GV phải yêu cầu HS giải những bài tập được đặt ra trong cuộc sống hằng ngày. Khi đó HS sẽ nắm vững hơn các kiến thức đã học, đồng thời tập cho họ làm quen với việc liên hệ kiến thức lí thuyết với thực tiễn, vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết vấn đề đặt ra trong đời sống và kĩ thuật. Nhờ đó việc giải bài tập góp phần nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho HS. Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức lí thuyết để giải thích hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước. 1.2.2. Hình thành KTM bằng giải bài tập trong dạy học vật lí Trong dạy học, việc hình thành một số KTM bằng giải bài tập thuộc tiết học NCTLM. Tiết học NCTLM là loại tiết học trong đó HS thu được cái mà họ chưa biết từ trước, hoặc chưa biết một cách rõ ràng, chính xác. 7
Ở loại tiết học này, BTVL được sử dụng ở một khâu đề xuất vấn đề, giải quyết vấn đề, hoặc ở cả hai khâu đó. Đối với các tiết học NCTLM nhằm cung cấp cho HS cách hiểu mới về kiến thức đã học hoặc thấy rõ hơn giới hạn, phạm vi áp dụng của kiến thức, thì BTVL được GV đưa ra sau khi HS đã nắm được nội hàm của kiến thức đó. Trong tiết học loại này, BTVL giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức bằng cách đi sâu vào một khía cạnh của vấn đề. Cũng có thể sử dụng BTVL để giới thiệu cho HS những tài liệu mới cần thiết cho việc nắm vững kiến thức, thậm chí cả những tài liệu vượt ra ngoài phạm vi chương trình cần thiết và bổ ích đối với HS. Nếu khéo chọn nội dung bài tập cho HS thì GV có thể làm cho họ thấy rõ hơn vai trò của vật lí đối với việc tìm hiểu thiên nhiên và kĩ thuật sản xuất. Với các tiết học nhằm cung cấp KTM thì HS được làm quen với bản chất của các hiện tượng vật lí bằng nhiều cách khác nhau (thí nghiệm biểu diễn, kể chuyện, làm bài thực hành...). Tính tích cực của HS, chiều sâu và mức độ nắm vững kiến thức sẽ tốt nhất khi “tình huống có vấn đề” được tạo ra. Trong nhiều trường hợp, nhờ tình huống có vấn đề có thể xuất hiện một kiểu bài tập mà việc giải bài tập đó sẽ giúp HS phát hiện lại quy luật vật lí chứ không phải tiếp thu quy luật đó dưới dạng hình thức có sẵn. Trong những trường hợp này, BTVL xuất hiện như một phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới. Và với mục đích đó, ta có thể sử dụng bài tập định tính, định lượng, bài tập thực hành và các bài tập khác. Trong quá trình giải bài tập, bằng cách dựa vào kiến thức đã có của HS có thể cho họ phân tích các hiện tượng vật lí đang được nghiên cứu, hình thành cho họ các khái niệm mới, các đại lượng vật lí. Thông qua giải bài tập thực nghiệm, có thể truyền thụ cho HS một số khái niệm về thí 8
nghiệm vật lí với tính cách là một phương pháp nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên dựa trên phép đo và khảo sát toán học sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng vật lí. Về mặt này có thể hình thành cho HS một định luật vật lí. Ví dụ: Định luật Húc, định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn cơ năng... Cũng có khi việc hình thành cho HS một định luật vật lí chỉ cần ra bài tập mà khi giải nó chỉ cần lập luận logic và biến đổi toán học cùng với việc sử dụng các kiến thức đã có của HS. Ví dụ: Trong bài “Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng”, các em có thể rút ra định luật từ các định luật Niutơn. HS cũng có thể rút ra định luật bảo toàn cơ năng từ định lí biến thiên động năng, mối liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của lực thế… Như vậy, BTVL được xem là phương tiện NCTLM khi trang bị KTM cho HS nhằm đảm bảo cho họ nắm được KTM một cách chắc chắn, vì kiến thức mà HS thu được là qua hoạt động giải bài tập của các em. Tuy nhiên để đạt được hiệu quả cao thì theo [9, tr.73] BTVL đưa ra phải đảm bảo một số yêu cầu sau: 1) Mỗi bài tập đưa ra phải chứa vấn đề học tập cần giải quyết và vừa sức với HS. 2) Mỗi bài tập phải chứa đựng yếu tố mới mà để tìm ra lời giải, HS cần thực hiện các lập luận phức tạp hoặc phải “tìm câu trả lời từ thiên nhiên” (tức là HS cần thực hiện các thí nghiệm vật lí, quan sát thực tế). Các bài tập phải được chú ý tới các mặt như tình huống đưa ra bài tập, nội dung bài tập (đề bài), cách giải và kết luận để từ đó rút ra KTM. 4) Việc giải hệ thống bài tập phải đảm bảo thời gian mà chương trình quy định, đảm bảo được mục đích chiếm lĩnh nội dung KTM của HS trong tiết học ấy. 9
1.2.3. Ôn tập kiến thức đã học, củng cố kiến thức cơ bản của bài giảng BTVL được sử dụng rất nhiều khi ôn tập củng cố. Thông thường, trong các tiết học NCTLM nhằm vận dụng kiến thức vừa học (bài tập thường được dùng ở cuối tiết học). Với các tiết luyện tập giải bài tập, GV phải đưa cho HS các bài tập liên quan tới nhiều kiến thức đã biết mà để giải chúng, HS phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học, thậm chí trong cả chương phần. Do đó, họ sẽ hiểu rõ hơn, ghi nhớ vững chắc nội dung kiến thức đã học. 1.2.4. Phát triển tư duy vật lí cho HS Giải BTVL là một trong những hình thức làm việc tự lực căn bản của HS. Trong khi giải bài tập, HS phải phân tích các điều kiện của đề, tự xây dựng những lập luận, thực hiện tính toán, khi cần thiết phải sử dụng đến thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng, kiểm tra các kết luận của mình. Khi đó, HS phải vận dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa... để tự tìm hiểu vấn đề, tìm ra cái cơ bản, chìa khóa để giải quyết vấn đề. Trong những điều kiện đó, tư duy phân tích, tổng hợp, tư duy sáng tạo của HS được phát triển, năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao. 1.2.5. BTVL là phương tiện có hiệu quả trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập về vật lí của HS. Đặc biệt là giúp phát triển trí tuệ, làm bộc lộ những khó khăn chủ yếu và những sai lầm cơ bản của HS trong học tập. Đồng thời góp phần giúp cho GV phát hiện trình độ phát triển trí tuệ, kĩ năng vận dụng kiến thức của HS cũng như những khó khăn và sai lầm phổ biến của họ trong học tập. Từ đó, GV có thể đề ra cách giúp đỡ các em vượt qua khó khăn, khắc phục những sai lầm đó. 10
1.2.6. Giáo dục tư tưởng đạo đức, kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho HS BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng đạo đức rất lớn, nhờ nó ta có thể giới thiệu cho HS sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến, hiện đại, những phát minh lớn của nhân loại, có thể lưu ý HS những thành tựu của nền khoa học nước nhà. BTVL cũng là phương tiện hiệu quả để giáo dục đạo đức, tình yêu lao động, đức tính kiên trì, ý chí và tình cảm của HS. Việc giải BTVL có thể đem lại cho HS niềm vui sáng tạo đối với những thành công, tăng thêm sự yêu thích, hứng thú với môn học. Bên cạnh đó, các BTVL còn có tác dụng rất lớn đến việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS. Nó cũng là một phương tiện thuận lợi để HS liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống sản xuất. Từ đó góp phần giáo dục hướng nghiệp cho HS. 1.3. Phân loại BTVL Trong các tài liệu phương pháp giảng dạy vật lí người ta chia BTVL theo nhiều dấu hiệu khác nhau như theo nội dung, theo mức độ khó dễ, theo hình thức lập luận lôgic... Có thể tổng kết các cách phân loại ấy như sơ đồ 1: 11
Sơ đồ 1: Phân loại bài tập vật lí Ở sáu cách phân loại đầu tiên chưa cho thấy sự thống nhất về tiêu chuẩn phân loại BTVL, vì trong bất kì loại nào cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay một vài loại khác. Ví dụ như phân loại bài tập theo phương thức giải hay cho điều kiện thì để giải bài tập định lượng buộc phải lập luận lôgic; có bài tập thí nghiệm, đồ thị lại có thể xếp là bài tập định tính hoặc là bài tập định lượng… Đặc biệt là cách phân loại bài tập chỉ mang tính chất bề ngoài chưa đề cập gì đến chủ thể giải BTVL là HS. Để khắc phục tình trạng trên, TS. Nguyễn Thế Khôi [9] đã đưa ra cách phân loại bài tập dựa vào mức độ phức tạp của hoạt động tư duy trong quá trình tìm kiếm lời giải làm hai loại: bài tập cơ bản, bài tập phức hợp. 12
Bài tập cơ bản về vật lí là loại BTVL mà để tìm được lời giải HS chỉ cần xác lập mối quan hệ trực tiếp giữa những cái đã cho và cái phải tìm, chỉ cần dựa vào một kiến thức cơ bản mới học (một tính chất, một mối quan hệ, một phương pháp hoạt động mới) mà HS chỉ tái hiện chứ không thể tự tạo ra được. Còn loại BTVL mà trong đó, việc tìm lời giải phải thực hiện một chuỗi lập luận lôgic, biến đổi toán học qua nhiều mối quan hệ giữa đại lượng đã cho, đại lượng phải tìm và những đại lượng trung gian không cho trong đề bài gọi là bài tập phức hợp. Trong hệ thống bài tập đã soạn thảo, chúng tôi chỉ sử dụng các loại bài tập định tính, định lượng và bài tập thí nghiệm để hình thành KTM cho HS. 1.4. Phương pháp giải BTVL Về đại thể, phương pháp giải BTVL gồm bốn bước, mỗi bước gồm một số khâu như sau: Bước 1. Nghiên cứu đề bài: Đọc kĩ đề bài. Tìm hiểu những thuật ngữ mới, quan trọng có trong đề bài. Mã hóa đề bài bằng các kí hiệu vật lí hay dùng. Đổi các đơn vị của các đại lượng trong cùng một hệ thống thống nhất mà thường là hệ SI. Vẽ hình hay sơ đồ. Bước 2. Phân tích hiện tượng, quá trình vật lí và lập kế hoạch giải: Mô tả hiện tượng, quá trình vật lí xảy ra trong tình huống nêu lên trong đề bài. 13
Vạch ra quy tắc, định luật vật lí… chi phối hiện tượng hay quá trình đó. Dự kiến những lập luận, biến đổi toán học… cần thực hiện nhằm xác lập các mối quan hệ giữa cái đã cho và cái phải tìm. Bước 3. Trình bày lời giải: Viết phương trình của các định luật và giải hệ phương trình có được để tìm ẩn số dưới dạng tổng quát, biểu diễn các đại lượng cần tìm qua các đại lượng đã cho. Thay giá trị bằng số của các đại lượng đã cho để tìm ẩn, thực hiện các phép tính với độ chính xác cho phép. Bước 4. Kiểm tra và biện luận kết quả: Có thể kiểm tra theo một hay các cách sau: + Kiểm tra xem đã thực hiện hết các yêu cầu của bài toán đặt ra chưa? + Kiểm tra tính toán đã đúng chưa? + Kiểm tra thứ nguyên có phù hợp không? + Xem kết quả và ý nghĩa thực tiến có phù hợp không? + Giải bài tập theo cách khác xem có cùng kết quả không? Biện luận giúp loại trừ những nghiệm không phù hợp với dữ kiện của bài toán, với thực tế, với những quan niệm vật lí hiện đại. 1.5. Hướng dẫn học sinh giải BTVL 1.5.1. Cơ sở định hướng của việc hướng dẫn HS giải bài tập Muốn cho việc hướng dẫn giải toán được định hướng một cách đúng đắn GV phải phân tích được phương pháp giải BTVL cụ thể, bằng cách vận dụng những hiểu biết tư duy giải BTVL để xem xét việc giải BTVL cụ thể. Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể của việc cho 14
HS giải bài tập vật lí để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp. Sơ đồ sau minh họa cho điều vừa trình bày ở trên: 1.5.2. Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí Theo mục đích sư phạm, người ta phân biệt ba kiểu hướng dẫn HS giải BTVL như sau [15, tr.83 91]: 1.5.2.1. Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn algôrit) Algôrit là một bảng chỉ dẫn bao gồm các thao tác (hành động sơ cấp) được HS hiểu một cách đơn giá và nắm vững. Trong đó xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, chỉ rõ cần thực hiện những hành động nào và theo trình tự nào để đi đến kết quả. Hướng dẫn algôrit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS những thao tác cần thực hiện và trình tự thực hiện các thao tác ấy để đạt kết quả mong muốn. Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần dạy cho HS phương pháp giải từng loại bài tập cơ bản điển hình, luyện tập cho HS kĩ năng giải bài tập dựa trên cơ sở algôrit giải. Kiểu hướng dẫn này đảm bảo HS giải được bài toán một cách chắc chắn giúp cho việc rèn luyện kĩ năng giải bài tập của họ có hiệu quả. Nhưng nó ít có tác dụng rèn luyện khả năng tìm tòi, sáng tạo và sự phát triển tư duy của HS bị hạn chế. 15
1.5.2.2. Hướng dẫn tìm tòi (hướng dẫn Ơritic) Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi cách giải quyết vấn đề, tự xác định hành động cần thực hiện để thu được kết quả. Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ HS vượt qua khó khăn để giải bài tập, đồng thời đảm bảo phát triển tư duy và rèn luyện được cho học sinh kĩ năng tự học, tự tìm tòi cách giải quyết vấn đề, tránh tình trạng GV giải thay bài tập cho HS. Tuy nhiên, kiểu hướng dẫn này không đảm bảo lúc nào HS cũng giải được bài tập một cách chắc chắn. 1.5.2.3. Hướng dẫn định hướng khái quát chương trình hóa. Định hướng khái quát chương trình hóa là sự hướng dẫn HS tự tìm tòi cách giải quyết nhưng GV định hướng hoạt động tư duy của HS theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề (theo phương pháp giải bài tập nói chung đã trình bày ở mục 1.4). Ngay sự định hướng ban đầu đã đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của HS, nếu không đáp ứng được thì sự giúp đỡ của GV là cụ thể hóa hơn để HS thu hẹp phạm vi tìm tòi, đảm bảo sự vừa sức của HS. Nếu HS vẫn không tìm tòi, giải quyết được thì sự hướng dẫn của GV chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo HS hoàn thành được một bước. Sau đó tiếp tục cho HS tự lực tìm tòi cách giải quyết bước tiếp theo, cứ như vậy cho đến khi HS giải quyết được vấn đề đặt ra. Kiểu hướng dẫn này áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn toàn bộ tiến trình hoạt động giải của HS giúp họ giải quyết được bài tập đã cho, đồng thời dạy họ cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập và rút ra phương pháp giải một loại bài tập cụ thể nào đó. 16
Kiểu hướng dẫn này đảm bảo HS giải được bài tập đã cho, rèn luyện kĩ năng tư duy của HS trong quá trình giải bài tập. Nhưng nó đòi hỏi sự hướng dẫn của GV phải theo sát tiến trình giải bài tập của HS, không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn, mà phải dựa vào nhận thức của HS để điều chỉnh sự hướng dẫn cho phù hợp. Để hình thành KTM thông qua giải BTVL, chúng tôi sử dụng hai kiểu hướng dẫn sau cùng là hướng dẫn ơritic và hướng dẫn định hướng khái quát chương trình hóa. 1.5.3. Yêu cầu của câu hỏi định hướng tư duy của HS trong quá trình giải bài tập Để hướng dẫn HS giải bài tập nhằm hình thành KTM bằng hai kiểu hướng dẫn trên GV phải dùng các câu hỏi định hướng tư duy HS. Các câu hỏi phải tuân theo những yêu cầu chủ yếu sau: Câu hỏi phải diễn đạt chính xác về ngữ pháp, nội dung khoa học và điều muốn hỏi. Câu hỏi phải vừa sức với HS. Câu hỏi phải định hướng đúng đắn tư duy của HS trong tình huống học tập cụ thể đang xét. 1.6. Giải bài tập trong tiết học NCTLM về vật lí Giải BTVL là một bộ phận đa số trong các tiết học như NCTLM, luyện tập, ôn tập, kiểm tra. Nó có thể chiếm một phần hoặc toàn bộ tiết học. Đồng thời nó cũng được sử dụng trong cả chương trình ngoại khóa. BTVL thường được sử dụng trong cả trong hai loại tiết học là NCTLM và luyện tập giải bài tập. Trong khuôn khổ khóa luận, chúng tôi chỉ quan tâm đến loại tiết học đầu. 17
Mỗi kiến thức khoa học đều là lời giải đáp cho một câu hỏi. Nếu không nảy sinh câu hỏi thì sẽ không có nhu cầu giải đáp câu hỏi. Vì thế sẽ không có kiến thức khoa học để giải đáp câu hỏi đó. Cho nên việc NCTLM thường được bắt đầu bằng việc đặt vấn đề hay đề xuất vấn đề. Theo I.Ia.Lemer [19, tr.5], vấn đề trong dạy học là một câu hỏi xuất hiện hay được đặt ra đối với người chưa biết trước câu trả lời, mà phải tìm tòi sáng tạo và để tìm ra câu trả lời đó, dựa vào những tài liệu nào đó làm cơ sở xuất phát. Có nhiều cách để làm xuất hiện vấn đề cần nghiên cứu tìm cách giải quyết. Một trong số đó là sử dụng bài tập đề xuất vấn đề. Việc xây dựng các vấn đề trong dạy học bằng bài tập sẽ kích thích được hứng thú học tập của HS, tạo ra được khả năng củng cố kiến thức đã có và xây dựng mối quan hệ giữa kiến thức đã có và cả KTM. V.G.Razumôvxki gọi bài tập đề xuất vấn đề là bài tập trong đó nêu ra một yêu cầu xác định được thực hiện trên cơ sở hiểu biết các định luật vật lí, nhưng lại không có chỉ dẫn trực tiếp, tường minh các định luật để giải bài tập. Bài tập đề xuất vấn đề được sử dụng ở đầu giờ học. Nó không những có tác dụng xây dựng vấn đề dạy học mà còn có thể chuẩn bị cho việc nghiên cứu vấn đề. Trong dạy học, có không ít vấn đề được giải quyết bằng bài tập. Thông thường, sau khi nêu vấn đề nghiên cứu, GV sẽ đưa ra một bài tập phức hợp, chia nó thành các bài tập bộ phận, mà việc giải các bài tập đó, HS sẽ thu được lời giải, nghĩa là thu được KTM. Dựa vào phương pháp giải, có thể chia bài tập giải quyết vấn đề thành hai loại: 1) Giải bài tập bằng lập luận lôgic và cách biến đổi toán học trên cơ sở các kiến thức đã biết. 18
2) Buộc phải quan sát tiến hành thí nghiệm. Tức là trong quá trình giải bài toán này, việc sử dụng lập luận lôgic và biến đổi toán học không đưa đến câu trả lời cuối cùng. Hoặc tuy dẫn đến kết quả cuối cùng nhưng không rõ có phù hợp thực tiễn hay không thì người giải buộc phải quan sát, làm thí nghiệm, mới thu được câu trả lời của bài tập. KTM HS thu được sau khi giải bài tập là những khái niệm về định luật vật lí, tính chất, quy tắc, hiện tượng mà HS chưa biết. Chúng thường có mối quan hệ với những tính chất quy tắc, định luật đã biết. Mục đích của bài tập nhằm hình thành KTM là HS lĩnh hội được kinh nghiệm mà xã hội đã biết, giải quyết được những vấn đề mà các nhà khoa học đã giải quyết, nhưng lại là mới đối với HS. Bản chất của việc hình thành những KTM bằng giải bài tập là trong mỗi trường hợp phải tạo ra tình huống đặc biệt đòi hỏi HS phải độc lập tìm cách giải quyết. Tức là ở chỗ đề ra một hay một hệ thống bài tập gây cho HS có một vướng mắc nào đó về lí thuyết hoặc phương pháp và có nhu cầu giải quyết vấn đề, đồng thời có khả năng giải quyết được. 1.7. Mỗi quan hệ BTVL và phát triển năng lực giải quyết vấn đề, nắm vững kiến thức 1.7.1. Mỗi quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực giải quyết vấn đề Theo Ph.N.Gônôbôlin: “Trong khoa học tâm lí, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng lẻ của cá nhân, nhờ những thuộc tính ấy mà con người hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó mà mặc dù bỏ ra ít sức lao động vẫn đạt kết quả cao” [6, tr.61]. P.A.Ruđich còn đưa ra định nghĩa: “Năng lực đó là tính chất tâm lí của con người chi phối trong quá trình 19
tiếp thu kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hành động nhất định” [13, tr.382]. Khi xem xét bản chất của năng lực, cần chú ý tới ba dấu hiệu chủ yếu của nó: 1) Là sự khác biệt các thuộc tính tâm lí cá nhân, làm cho người này khác người kia; 2) Chỉ là sự khác biệt có liên quan đến hiệu quả của việc thực hiện một hoạt động nào đó; 3) Được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của cá nhân. Các nhà tâm lí học thường chia năng lực thành ba mức độ phát triển: năng lực, tài năng, thiên tài. Trong đó, năng lực vừa là danh từ chung nhất, vừa chỉ mức độ nhất định biểu thị sự hoàn thành có kết quả một hoạt động nào đó và chúng tôi chỉ quan tâm đến mức độ này trong hoạt động giải BTVL của HS. Năng lực được phân loại theo hai cách phổ biến: theo mức độ phản ánh (năng lực được chia thành năng lực tái tạo và năng lực sáng tạo), theo sự chuyên môn hóa (năng lực được chia thành năng lực chung và năng lực riêng). Mức độ phát triển của năng lực phụ thuộc vào mức độ nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo. Muốn phát triển năng lực, phải nắm vững và vận dụng một cách sáng tạo những kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo đã tích lũy được về một lĩnh vực nhất định. Mặt khác, năng lực giúp cho việc nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo được dễ dàng và nhanh chóng hơn. Tuy nhiên, năng lực khác với kĩ năng, kĩ xảo ở chỗ kĩ năng, kĩ xảo là kết quả của sự luyện tập, học tập, còn để phát triển năng lực, ngoài luyện tập, học 20